JP2016186355A - Rolling bearing cage and rolling bearing - Google Patents
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Description
本発明は転がり軸受用保持器およびこれを備えた転がり軸受に関し、特に所定の表面性状を有する基材表面に樹脂被膜を形成した転がり軸受用保持器に関する。 The present invention relates to a rolling bearing cage and a rolling bearing provided with the rolling bearing cage, and more particularly to a rolling bearing cage in which a resin film is formed on the surface of a base material having a predetermined surface property.
回転軸を支持するころ軸受は、複数のころ(転動体)と、複数のころを保持する保持器とからなる。図3は、コンロッドの小端部および大端部にころ軸受を使用したエンジンの縦断面図である。図3に示すように、エンジンは、回転運動を出力するクランク軸21と、混合気の燃焼により直線往復運動を行なうピストン22と、クランク軸21とピストン22とを連結し、直線往復運動を回転運動に変換するコンロッド24とを有する。クランク軸21は、回転中心軸を中心に回転し、バランスウェイトによって回転のバランスをとっている。コンロッド24は、直線状棒体の下方に大端部を、上方に小端部を設けたものからなる。クランク軸21は、コンロッド24の大端部に、ピストン22とコンロッド24を連結するピストンピン23は、コンロッド24の小端部に、それぞれ係合穴に取り付けられたころ軸受25、26を介して回転自在に支持されている。
The roller bearing that supports the rotating shaft includes a plurality of rollers (rolling elements) and a cage that holds the plurality of rollers. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an engine using roller bearings at the small end and the large end of the connecting rod. As shown in FIG. 3, the engine connects the
上記のころ軸受25、26には、軸受投影面積が小さいにもかかわらず、高荷重の負荷を受けることができ、かつ、高剛性である針状ころ軸受が使用される。針状ころ軸受は、複数の針状ころと、複数の針状ころを保持する保持器とを含む。保持器には、針状ころを保持するためのポケットが設けられ、各ポケットの間に位置する柱部で、各針状ころの間隔を保持する。ここで、コンロッドの小端部および大端部における針状ころ軸受は、針状ころの自転運動および公転運動により針状ころ軸受にかかる荷重を軽減するために、積極的に小端部および大端部に設けられた係合穴の内径面に保持器の外径面を接触させる外径案内で使用される。
As the
一方、一般の転がり軸受は、内輪と外輪とシール材等とで軸受内部が密閉され、その軸受内部に転動体と保持器が設けられ、グリースが充填され、そのグリースで転動体と保持器が常に潤滑される。それに対して、針状ころ軸受は、内輪と外輪とシール材等とを有しないので軸受内部が密閉されず、グリースをその軸受内部に充填することができない。そのため、針状ころ軸受の回転の際には、ポンプ等で潤滑油を摺動部に常に供給する必要がある。 On the other hand, in general rolling bearings, the inside of the bearing is hermetically sealed with an inner ring, an outer ring, a sealing material, etc., and a rolling element and a cage are provided inside the bearing, and grease is filled. Always lubricated. On the other hand, since the needle roller bearing does not have an inner ring, an outer ring, a sealing material, and the like, the inside of the bearing is not sealed and grease cannot be filled in the bearing. Therefore, when rotating the needle roller bearing, it is necessary to always supply lubricating oil to the sliding portion with a pump or the like.
上記ポンプ等は、針状ころ軸受の回転と同時に稼動を開始するので、回転開始直後は針状ころ軸受の全体に潤滑油がまだ行きわたっておらず、十分な潤滑がなされない。そのため、保持器と針状ころとの間に大きな摩擦が生じ、保持器や針状ころの表面が摩耗したり、保持器外径面と実機ハウジング内径面とが摩耗し、最悪の場合、両者が焼き付いたりするおそれがある。そのため、針状ころ軸受の回転開始直後の摩耗や焼き付きを防止すべく、保持器の表面に潤滑性を有する被膜を予め形成する技術が提案されている。 Since the pump or the like starts operating simultaneously with the rotation of the needle roller bearing, the lubricating oil has not yet reached the entire needle roller bearing immediately after the rotation starts, and sufficient lubrication is not performed. For this reason, a large friction is generated between the cage and the needle roller, and the surface of the cage or needle roller is worn, or the cage outer diameter surface and the actual housing inner surface are worn. There is a risk of burning. Therefore, in order to prevent wear and seizure immediately after the start of rotation of the needle roller bearing, a technique has been proposed in which a film having lubricity is formed in advance on the surface of the cage.
例えば、浸炭処理で表面に硬化層を形成した鋼材からなる保持器の転動体の案内面に、硬質なダイヤモンドライクカーボン(以下、DLCという。)の被膜をスパッタ法等で形成し、さらに、銀等の軟質金属被膜を形成する方法が知られている(特許文献1参照)。 For example, a hard diamond-like carbon (hereinafter referred to as DLC) film is formed on the guide surface of a rolling element of a cage made of steel having a hardened layer formed on the surface by carburizing treatment by sputtering or the like. A method of forming a soft metal film such as is known (see Patent Document 1).
また、保持器の表面に上記軟質金属被膜をめっき法で直接形成する技術も提案されている。例えば、低炭素鋼の表面に約25〜50μmの銀めっき被膜を形成する方法が知られている(特許文献2参照)。この銀めっき被膜が保持器と針状ころとの間、保持器外径面とハウジングとの間の摩擦を、それぞれ低減するので、上記と同様に、潤滑が不十分な回転開始直後でも焼き付きを防止できるとされている。 A technique for directly forming the soft metal film on the surface of the cage by a plating method has also been proposed. For example, a method of forming a silver plating film of about 25 to 50 μm on the surface of low carbon steel is known (see Patent Document 2). This silver plating film reduces friction between the cage and needle rollers, and between the cage outer diameter surface and the housing, respectively. It can be prevented.
また、基材表面に凹凸を設け、その上に固体潤滑被膜を施した表面処理により被膜の耐摩耗性を向上させる方法が知られている(特許文献3参照)。 In addition, a method for improving the wear resistance of a coating by surface treatment in which irregularities are provided on the surface of the substrate and a solid lubricating coating is applied thereon (see Patent Document 3) is known.
しかしながら、特許文献1に示す方法では、軟質金属が摩耗して消失したあと硬質被膜が露出し、ハウジング内径部は硬質被膜と摺動することになる。この場合、保持器は摩耗しないが保持器表面の硬質被膜によりハウジング内径部が摩耗するおそれがある。また、製造の観点では保持器に浸炭処理を行ない、スパッタ装置でDLC被膜を形成し、軟質金属被膜を形成するので、作業工程が複雑で多くの工数を要する。しかも、スパッタ装置は高価で生産効率も良くないので、その装置を用いた処理はコストが嵩むという問題がある。
However, in the method shown in
特許文献2に示す方法では、硫黄系添加剤を含有する潤滑系において、保持器表面に形成された銀めっき被膜が、潤滑油に含まれる硫黄成分と結合して硫化銀となり、この硫化銀が銀めっき被膜の表面を被覆する。この硫化銀は銀と比べて脆いため、被膜が剥離したり、耐油性に劣ったりするため、潤滑油により被膜が溶解する。その結果、銀めっき被膜が消失した保持器外径面とハウジング内径面との間の摩擦が増大し、焼き付きが生じやすくなるという問題がある。また、銅めっき被膜も同様に、硫化銅が生成され、被膜の剥離や溶解により保持器の潤滑性が劣化するという問題がある。
In the method shown in
特許文献3に示す方法は、基材表面の表面性状を最適化して耐摩耗性を向上させているが、耐剥離性は向上しないという問題がある。 The method shown in Patent Document 3 optimizes the surface properties of the substrate surface to improve the wear resistance, but has a problem that the peel resistance is not improved.
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、耐剥離性を向上させることができ、かつ、硫黄系添加剤等を含有する潤滑油中でも溶出することがない転がり軸受用保持器およびこれを備えた転がり軸受の提供を目的とする。 The present invention has been made in order to cope with such a problem, and is capable of improving the peeling resistance and retaining for a rolling bearing that does not elute even in a lubricating oil containing a sulfur-based additive or the like. It is an object of the present invention to provide a container and a rolling bearing provided with the same.
本発明の転がり軸受用保持器は、転がり軸受における転動体を保持する転がり軸受用保持器であって、該保持器の外表面のうち、少なくとも上記転動体との摺接面および他部材との摺接面に、樹脂被膜が形成されており、上記樹脂被膜が形成される下地面の二乗平均平方根傾斜(R△q)が0.1以上0.2未満であることを特徴とする。また、樹脂被膜が施される下地面の算術平均粗さ(Ra)が0.5以上1.5μm以下であることを特徴とする。また、上記保持器本体が、軸受鋼、浸炭鋼、機械構造用炭素鋼、冷間圧延鋼、および熱間圧延鋼から選ばれる鉄系金属材料からなることを特徴とする。 A rolling bearing retainer according to the present invention is a rolling bearing retainer for retaining a rolling element in a rolling bearing, and at least a sliding contact surface with the rolling element and other members of the outer surface of the retainer. A resin film is formed on the sliding contact surface, and the root mean square slope (RΔq) of the base surface on which the resin film is formed is 0.1 or more and less than 0.2. In addition, the arithmetic average roughness (Ra) of the base surface on which the resin coating is applied is 0.5 to 1.5 μm. In addition, the cage body is made of an iron-based metal material selected from bearing steel, carburized steel, carbon steel for machine structure, cold rolled steel, and hot rolled steel.
本発明の転がり軸受は、複数の転動体と、この転動体を保持する、上記本発明の保持器とを備えることを特徴とする。特に、上記転がり軸受が、回転運動を出力するクランク軸を支持し、直線往復運動を回転運動に変換するコンロッドの端部に設けられた係合穴に取り付けられることを特徴とする。また、上記転動体がころ形状であることを特徴とする。 The rolling bearing according to the present invention includes a plurality of rolling elements and the cage according to the present invention that holds the rolling elements. In particular, the rolling bearing is attached to an engagement hole provided at an end of a connecting rod that supports a crankshaft that outputs rotational motion and converts linear reciprocating motion into rotational motion. Further, the rolling element is a roller shape.
本発明の転がり軸受用保持器は、転がり軸受における転動体を保持する転がり軸受用保持器の外表面のうち、少なくとも転動体との摺接面および他部材との摺接面に、樹脂被膜が形成されており、この樹脂被膜が形成される下地面の二乗平均平方根傾斜(R△q)が0.1以上0.2未満であるので、保持器摺接面における剥離を抑制し剥離寿命を向上させ、耐油性にも優れるため、長期間にわたり保持器基材の露出が起こらず、焼き付きを防止できる。 The rolling bearing cage of the present invention has a resin coating on at least a sliding contact surface with the rolling element and a sliding contact surface with another member of the outer surface of the rolling bearing cage that holds the rolling element in the rolling bearing. Since the root mean square slope (RΔq) of the base surface on which the resin film is formed is 0.1 or more and less than 0.2, the peeling on the cage sliding contact surface is suppressed and the peeling life is reduced. Since it is improved and has excellent oil resistance, the cage base material is not exposed over a long period of time, and seizure can be prevented.
本発明の転がり軸受は、複数の転動体と、この転動体を保持する上記本発明の保持器とを備えるので、長期間にわたり保持器摺接面での潤滑性を維持でき、焼き付きを防止できる。 Since the rolling bearing of the present invention includes a plurality of rolling elements and the cage of the present invention that holds the rolling elements, it can maintain lubricity on the cage sliding surface over a long period of time and can prevent seizure. .
また、この転がり軸受は、回転運動を出力するクランク軸を支持し、直線往復運動を回転運動に変換するコンロッドの端部に設けられた係合穴に取り付けられるので、従来の金属めっきを形成する場合よりも、保持器外径面や係合穴内径面での摩耗が摺動初期から長期間にわたり防止され、装置全体の長寿命化を図ることができる。 Also, this rolling bearing supports a crankshaft that outputs rotational motion and is attached to an engagement hole provided at the end of a connecting rod that converts linear reciprocating motion into rotational motion, thus forming a conventional metal plating As compared with the case, wear on the outer diameter surface of the cage and the inner diameter surface of the engagement hole is prevented for a long period from the beginning of sliding, and the life of the entire apparatus can be extended.
本発明の転がり軸受用保持器は、転がり軸受における転動体を保持するものである。また、本発明の転がり軸受は、この保持器を用いて複数の転動体を保持するものである。 The cage for rolling bearings of the present invention holds rolling elements in a rolling bearing. Moreover, the rolling bearing of this invention hold | maintains a some rolling element using this holder | retainer.
本発明の転がり軸受を図面に基づいて説明する。図1は本発明の転がり軸受の一例として針状ころ軸受を使用した4サイクルエンジンの縦断面図である。4サイクルエンジンは、吸気バルブ7aを開き、排気バルブ8aを閉じてガソリンと空気を混合した混合気を吸気管7を介して燃焼室9に吸入する吸入行程と、吸気バルブ7aを閉じてピストン6を押し上げて混合気を圧縮する圧縮行程と、圧縮された混合気を爆発させる爆発行程と、爆発した燃焼ガスを排気バルブ8aを開き排気管8を介して排気する排気行程とを有する。そして、これらの行程で燃焼により直線往復運動を行なうピストン6と、回転運動を出力するクランク軸4と、ピストン6とクランク軸4とを連結し、直線往復運動を回転運動に変換するコンロッド5とを有する。クランク軸4は、回転中心軸10を中心に回転し、バランスウェイト11によって回転のバランスをとっている。
A rolling bearing according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a four-cycle engine using a needle roller bearing as an example of the rolling bearing of the present invention. In the four-cycle engine, the intake valve 7a is opened, the exhaust valve 8a is closed, and an air-fuel mixture obtained by mixing gasoline and air is sucked into the combustion chamber 9 via the
コンロッド5は、直線状棒体の下方に大端部13を、上方に小端部14を設けたものからなる。クランク軸4は、コンロッド5の大端部13の係合穴に取り付けられた針状ころ軸受1aを介して回転自在に支持されている。また、ピストン6とコンロッド5を連結するピストンピン12は、コンロッド5の小端部14の係合穴に取り付けられた針状ころ軸受1bを介して回転自在に支持されている。
The connecting
図2は、本発明の転がり軸受用保持器を用いた針状ころ軸受を示す斜視図である。図2に示すように、針状ころ軸受1は、複数の針状ころ3と、この針状ころ3を一定間隔、もしくは不等間隔で保持する保持器2とで構成される。この保持器2が本発明の転がり軸受用保持器である。内輪および外輪は設けられず、直接に、保持器2の内径側にクランク軸4やピストンピン12などの軸が挿入され、保持器2の外径側がハウジングであるコンロッド5の係合穴に嵌め込まれる(図1参照)。内外輪を有さず、長さに比べて直径が小さい針状ころ3を転動体として用いるので、この針状ころ軸受1は、内外輪を有する一般の転がり軸受に比べて、コンパクトなものとなる。
FIG. 2 is a perspective view showing a needle roller bearing using the rolling bearing retainer of the present invention. As shown in FIG. 2, the
保持器2には、針状ころ3を保持するためのポケット2aが設けられ、各ポケットの間に位置する柱部2bで、各針状ころ3の間隔を保持する。保持器2の表面部位には後述する樹脂被膜が形成されている。樹脂被膜を形成する保持器の表面部位は、保持器の外表面全体のうち、少なくとも転動体との摺接面および他部材との摺接面である。外表面とは、保持器の最外表面であり、実際に転動体や他部材と摺接する表面である。これらの外表面は、潤滑油等と接触する部位でもある。また、他部材とは、内・外輪や、コンロッドの端部などである。
The
製造が容易であることから、樹脂被膜は、針状ころ3と接触するポケット2aの表面を含めた保持器2の全外表面に形成することが好ましい。また、保持器2の表面部位に加えて、転動体である針状ころ3の表面やコンロッド5の係合穴内径面にも同様の樹脂被膜を形成することができる。
Since manufacture is easy, it is preferable to form a resin film on the whole outer surface of the holder |
保持器2の本体は、鉄系金属材料であることが好ましく、特に保持器表面を粗面化処理し、後述する樹脂被膜を形成して用いることから、軸受鋼、浸炭鋼、機械構造用炭素鋼、冷間圧延鋼、または熱間圧延鋼であることが好ましい。
The main body of the
保持器表面の粗面化処理方法としては、有機溶剤による浸漬洗浄、超音波洗浄、蒸気洗浄、酸・アルカリ洗浄などにより基材表面の汚染を除去した後、機械的方法、化学的方法等により行なうことができる。機械的方法には、多角形のグリッドや球形のビーズなどを基材表面に投射して粗面化する方法が挙げられる。化学的方法には、基材表面に形成されたリン酸マンガン被膜を酸性の薬品などにより基材から除去して表面を粗面化する化成処理法が挙げられる。これらの中で球形のビーズを基材表面に投射して粗面化する方法が粗面化の性状を制御しやすいため好ましい。 As a method for roughening the surface of the cage, after removing contamination on the surface of the substrate by immersion cleaning with an organic solvent, ultrasonic cleaning, steam cleaning, acid / alkali cleaning, etc., mechanical methods, chemical methods, etc. Can be done. Examples of the mechanical method include a method in which a polygonal grid, a spherical bead, or the like is projected onto the surface of the substrate to roughen the surface. The chemical method includes a chemical conversion treatment method in which the manganese phosphate coating formed on the substrate surface is removed from the substrate with an acidic chemical or the like to roughen the surface. Among these, the method of projecting a spherical bead onto the surface of the substrate to roughen the surface is preferable because the roughening properties can be easily controlled.
粗面化された保持器2の被膜形成前の本体表面は、二乗平均平方根傾斜(R△q)が0.1以上0.2未満である。ここで二乗平均平方根傾斜(R△q)は、基準長さにおける局部傾斜の二乗平均平方根であり、JIS B0601(2001)に準拠して算出される数値であり、例えば接触式表面粗さ測定機等により測定されるデータから算出される。二乗平均平方根傾斜(R△q)が0.1未満であると被膜が接着するための表面積が小さくなるため被膜の接着力が不十分になる。また、0.2以上となると、凸部の先端角度が大きくなりすぎ被膜表面から負荷を受けた際に基材凸部と接している被膜に発生する応力が大きくなる。そのため被膜への疲労の蓄積が大きくなりすぎ、剥離寿命が短くなる。
The surface of the main body of the roughened
また、粗面化された保持器2の被膜形成前の本体表面は、JIS B0601(2001)に準拠して算出される算術平均粗さ(Ra)が0.5μm以上1.5μm以下であることが好ましい。算術平均粗さ(Ra)がこの範囲にあると剥離寿命が向上する。
In addition, the surface of the main body before the coating of the roughened
粗面化された鉄系基材表面に形成できる樹脂被膜としては、耐油性を有し、被膜としたときに被膜強度が強く、耐摩耗性に優れた材料であれは、特に限定されない。そのような例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、フラン樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹脂、芳香族ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、芳香族ポリアミドイミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、フッ素樹脂、芳香族ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂等があげられる。これらの中でも好ましいものとして、芳香族ポリアミドイミド樹脂、芳香族ポリイミド樹脂、エポキン樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等が挙げられる。 The resin film that can be formed on the surface of the roughened iron-based substrate is not particularly limited as long as it is a material that has oil resistance, has high film strength when formed into a film, and is excellent in wear resistance. Examples of such resins include epoxy resins, phenol resins, polycarbodiimide resins, furan resins, bismaleimide triazine resins, unsaturated polyester resins, silicone resins, polyamino bismaleimide resins, aromatic polyimide resins and other thermosetting resins, polyolefins Resin, polyacetal resin, polyamide resin, polyphenylene ether resin, polyphenylene sulfide resin, polysulfone resin, polyether sulfone resin, polyetherimide resin, thermoplastic polyimide resin, aromatic polyamideimide resin, polybenzimidazole resin, polyether ketone resin And thermoplastic resins such as polyether nitrile resin, fluororesin, and aromatic polyester resin. Among these, preferred are aromatic polyamideimide resins, aromatic polyimide resins, epoxy resins, phenol resins, polyphenylene sulfide resins and the like.
本発明において、特に好ましい合成樹脂は被膜形成能に優れるポリイミド系樹脂である。ポリイミド系樹脂は分子内にイミド結合を有するポリイミド樹脂、分子内にイミド結合とアミド結合とを有するポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。これらの中で、芳香族ポリイミド樹脂と異なり、前駆体を経ることなく樹脂溶液の状態でアミド結合とイミド結合との繰返し単位を有するポリアミドイミド樹脂が本発明において特に好ましい。また、ポリアミドイミド樹脂のジイソシアネート変性、BPDA変性、スルホン変性、ゴム変性樹脂を使用できる。ポリアミドイミド樹脂ワニスの市販品としては、例えば日立化成社製HPC9000が挙げられる。 In the present invention, a particularly preferable synthetic resin is a polyimide resin excellent in film forming ability. Examples of the polyimide resin include a polyimide resin having an imide bond in the molecule and a polyamideimide resin having an imide bond and an amide bond in the molecule. Among these, unlike an aromatic polyimide resin, a polyamideimide resin having a repeating unit of an amide bond and an imide bond in a resin solution state without passing through a precursor is particularly preferable in the present invention. Further, diisocyanate-modified, BPDA-modified, sulfone-modified and rubber-modified resins of polyamideimide resin can be used. As a commercial item of a polyamideimide resin varnish, for example, HPC9000 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. may be mentioned.
上記ポリアミドイミド樹脂ワニスを用いて、スプレーコーティング法、ディップ(浸漬)コーティング法、静電塗装法、タンブラーコーティング法、電着塗装法などにより、表面粗面化された保持器表面に樹脂被膜を形成する。被膜形成後は、加熱処理によって溶媒除去、乾燥、融解、架橋等を行ない、保持器が完成する。被膜形成の過程で、余分に付着したワニスは、ふき取り、遠心分離、エアブロー等の物理的、化学的方法により除去し、所望の厚さに調整することができる。膜厚を増す場合には、重ね塗りをしてもよい。また、被膜形成前にシランカップリング剤処理を行なうことができる。 Using the above polyamideimide resin varnish, a resin film is formed on the surface of the cage that has been roughened by spray coating, dip coating, electrostatic coating, tumbler coating, electrodeposition coating, etc. To do. After the coating is formed, solvent removal, drying, melting, cross-linking, etc. are performed by heat treatment to complete the cage. In the process of film formation, the excessively adhered varnish can be removed by physical and chemical methods such as wiping, centrifugation, air blowing, etc., and adjusted to a desired thickness. When the film thickness is increased, it may be overcoated. Moreover, a silane coupling agent process can be performed before film formation.
被膜の膜厚は、5〜50μmであることが好ましい。より好ましくは10〜50μmである。被膜の厚さが、5μm未満の場合では耐久性が不十分である。一方、50μmをこえる場合、保持器の真円度が悪化するおそれがある。 The film thickness is preferably 5 to 50 μm. More preferably, it is 10-50 micrometers. When the thickness of the coating is less than 5 μm, the durability is insufficient. On the other hand, when it exceeds 50 μm, the roundness of the cage may be deteriorated.
上記被膜、特にポリイミド系樹脂被膜は、上述した特定の性状を有する基材表面に形成することにより、硫黄系添加剤を含む潤滑油に浸漬しても膨潤したり、溶解したりすることなく、そのため基材材質が耐硫化性の低い金属であっても、潤滑油中への金属溶出が生じにくい。このため、本発明の転がり軸受用保持器および転がり軸受は、硫黄系添加剤を配合した潤滑油に接触する環境下において好適に使用可能である。このような環境としては、例えば上記したように、4サイクルエンジンのコンロッドに取付けられて、ガソリンとエンジンオイルである潤滑油とを混合した混合気、またはエンジンオイルに接触する場合や、転がり軸受の保持器ポケット部への注油等により接触する場合が挙げられる。 The above-mentioned film, particularly the polyimide resin film, does not swell or dissolve even when immersed in a lubricating oil containing a sulfur-based additive by forming it on the substrate surface having the above-mentioned specific properties. Therefore, even if the base material is a metal with low sulfidation resistance, metal elution into the lubricating oil hardly occurs. For this reason, the rolling bearing retainer and the rolling bearing of the present invention can be suitably used in an environment that comes into contact with lubricating oil containing a sulfur-based additive. As such an environment, for example, as described above, it is attached to a connecting rod of a four-cycle engine and comes into contact with an air-fuel mixture or engine oil mixed with gasoline and lubricating oil, or a rolling bearing. The case where it contacts by lubrication etc. to a cage | basket pocket part is mentioned.
本発明の転がり軸受の形式は、ラジアル軸受、スラスト軸受のいずれの場合であってもよい。また、転動体の形状は特に限定されないが、ころ形状、針状ころ形状の場合に、この発明の効果をより享受することができる。ころ形状には円筒形の他、円すいころ、球面ころなどが含まれる。 The type of the rolling bearing of the present invention may be either a radial bearing or a thrust bearing. Further, the shape of the rolling element is not particularly limited, but the effect of the present invention can be further enjoyed in the case of a roller shape or a needle roller shape. The roller shape includes a cylindrical roller, a tapered roller, and a spherical roller.
転動体の形状をころ形状にすることで、本発明の転がり軸受は、上述のように、コンロッドの小端部および大端部に設けられた係合穴に取り付けられ、ピストンピンおよびクランク軸を支持することができ、軸受投影面積が小さいにもかかわらず、高荷重の負荷を受けることができる。特に、高剛性である針状ころを転動体として使用した転がり軸受は、ころを転動体として使用した転がり軸受よりも、さらに高荷重の負荷を受けることができる。 By making the shape of the rolling element into a roller shape, the rolling bearing of the present invention is attached to the engagement holes provided in the small end portion and the large end portion of the connecting rod as described above, and the piston pin and the crankshaft are mounted. It can be supported and can receive a heavy load despite the small bearing projected area. In particular, a rolling bearing using a highly rigid needle roller as a rolling element can receive a higher load than a rolling bearing using a roller as a rolling element.
また、本発明の転がり軸受は、上述したコンロッド用の他、エアコン、カーエアコンなどの空気調和機用の圧縮機などで使用される転がり軸受としても好適に使用できる。 Further, the rolling bearing of the present invention can be suitably used as a rolling bearing used in a compressor for an air conditioner such as an air conditioner or a car air conditioner in addition to the connecting rod described above.
実施例1〜実施例2、比較例1〜比較例8
保持器表面に形成した被膜の耐剥離性を評価するために、「サバン型摩擦摩耗試験」を実施し、剥離寿命を測定した。また、被膜成分が潤滑油中に溶解する量を測定するために「潤滑油浸漬試験」を実施した。結果を表1に示す。また、剥離寿命をR△qをパラメータにしてまとめた結果を図4に示す。試験条件、試験片、測定方法、測定機器等について以下に詳細を示す。
Example 1 to Example 2, Comparative Example 1 to Comparative Example 8
In order to evaluate the peel resistance of the coating formed on the cage surface, a “Saban-type friction and wear test” was performed, and the peel life was measured. In addition, a “lubricating oil immersion test” was performed in order to measure the amount of the coating component dissolved in the lubricating oil. The results are shown in Table 1. Further, FIG. 4 shows the result of the stripping life summarized by using RΔq as a parameter. Details of test conditions, test pieces, measurement methods, measurement equipment, and the like are shown below.
(1)試験片前処理
実施例1、実施例2、比較例6は表1に示す表面性状になるように条件を調整し球形のビーズを基材表面に投射し、表面を粗面化した。比較例1、比較例2はリン酸亜鉛(Ca含有)被膜(日本パーカライジング社製 パルボンド880)、リン酸マンガン被膜(日本パーカライジング社製 パルホスM1A)をそれぞれ施した。比較例3、比較例4、比較例5は表1に示す表面性状になるように条件を調整し多角形のグリッドを基材表面に投射し、表面を粗面化した。比較例7はCuストライクメッキを施した後Agメッキした例であり、比較例8はCuメッキした例である。
(1) Test piece pretreatment In Examples 1, 2 and 6, the conditions were adjusted so that the surface properties shown in Table 1 were obtained, and spherical beads were projected onto the substrate surface to roughen the surface. . In Comparative Examples 1 and 2, a zinc phosphate (Ca-containing) coating (Palbond 880 manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) and a manganese phosphate coating (Palphos M1A manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) were applied. In Comparative Example 3, Comparative Example 4, and Comparative Example 5, the conditions were adjusted so that the surface properties shown in Table 1 were obtained, and a polygonal grid was projected onto the substrate surface to roughen the surface. Comparative Example 7 is an example of Ag plating after Cu strike plating, and Comparative Example 8 is an example of Cu plating.
(2)サバン型摩擦摩耗試験
(a)試験条件:面圧 280MPa、滑り速度180m/min、潤滑油 鉱油(VG2)
(b)試験片:リング(回転側 SUJ2 焼入れ焼き戻し処理 φ40×R60×10)外径面に粗面化前処理した後PAI被膜処理
(c)被膜:ポリアミドイミド樹脂(日立化成社製 HPC−9000) 15〜25μmの膜厚になるように塗布し、80℃で30min一次乾燥、150℃で15min二次乾燥、270℃で30min焼成した。
(d)相手材:平板(固定側 SCM415 浸炭焼入れ焼き戻し 粗さRa0.01μm)
(e)評価方法:被膜に剥離が発生するまでの時間を寿命とする。
(2) Sabang type friction and wear test (a) Test conditions: surface pressure 280 MPa, sliding speed 180 m / min, lubricating oil Mineral oil (VG2)
(B) Specimen: Ring (rotation side SUJ2 Quenching and tempering treatment φ40 × R60 × 10) Pretreatment for roughening the outer diameter surface and then PAI coating treatment (c) Coating: Polyamideimide resin (HPC-manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) 9000) The film was applied so as to have a film thickness of 15 to 25 μm, followed by primary drying at 80 ° C. for 30 minutes, secondary drying at 150 ° C. for 15 minutes, and baking at 270 ° C. for 30 minutes.
(D) Mating material: flat plate (fixed side SCM415 carburizing quenching tempering roughness Ra 0.01 μm)
(E) Evaluation method: The time until peeling occurs in the coating film is defined as the lifetime.
(3)潤滑油浸漬試験
(a)サバン型摩擦摩耗試験で用いた被膜を施した試験片およびメッキした試験片をそれぞれ3個ずつ150℃の潤滑油2.2gに200時間浸漬する。
(b)所定の時間後、潤滑油中に溶出した被膜成分の濃度を測定する。濃度測定は蛍光X線測定により定量した。
(c)試験片:寸法3×3×20のSCM415材を3本ずつ(3本の合計表面積774mm3)
(d)潤滑油:ポリ−α−オレフィン油にZnDTP(LUBRIZOL677A、LUBRIZOL社製)1重量%添加したものを2.2g
(e)蛍光X線測定装置:Rigaku ZSX100e(リガク社製)
(3) Lubricating oil immersion test (a) Three test pieces each coated with a coating and three plated test pieces used in the Sabang-type frictional wear test are immersed in 2.2 g of 150 ° C. lubricating oil for 200 hours.
(B) After a predetermined time, the concentration of the coating component eluted in the lubricating oil is measured. Concentration measurement was quantified by fluorescent X-ray measurement.
(C) Test piece: 3 pieces of 3 × 3 × 20 SCM415 materials (total surface area of 3 pieces: 774 mm 3 )
(D) Lubricating oil: 2.2 g of poly-α-olefin oil added with 1% by weight of ZnDTP (LUBRIZOL677A, LUBRIZOL)
(E) X-ray fluorescence measurement apparatus: Rigaku ZSX100e (manufactured by Rigaku Corporation)
表1および図4に示す結果から明らかなように、各実施例の転がり軸受用保持器は、樹脂被膜が施される下地面の二乗平均平方根傾斜(R△q)が0.1以上0.2未満の範囲で特異的に剥離寿命が向上している。R△qが0.1未満および0.2以上の各比較例は剥離寿命が向上しない。なお、従来から使用されている金属めっきである比較例7および比較例8は潤滑油浸漬試験において潤滑油に金属成分が溶出する。特に、銅めっきの溶出が多い結果となった。 As apparent from the results shown in Table 1 and FIG. 4, the rolling bearing cages of each example have a root mean square slope (RΔq) of the base surface on which the resin coating is applied of 0.1 or more and 0.00. In the range of less than 2, the peel life is specifically improved. The comparative examples in which RΔq is less than 0.1 and 0.2 or more do not improve the peeling life. In Comparative Example 7 and Comparative Example 8, which are metal platings conventionally used, a metal component is eluted in the lubricating oil in the lubricating oil immersion test. In particular, the result was a large amount of elution of copper plating.
本発明の転がり軸受用保持器は、剥離寿命が向上し、かつ、硫黄系添加剤等を含有する潤滑油中でも溶出しない被膜が形成されているので、硫黄系添加剤を含有する潤滑油中や、希薄な潤滑条件で使用する転がり軸受として好適に利用できる。 The rolling bearing retainer of the present invention has an improved peel life and a coating that does not elute even in a lubricating oil containing a sulfur-based additive or the like is formed. Therefore, in a lubricating oil containing a sulfur-based additive, Therefore, it can be suitably used as a rolling bearing used under lean lubrication conditions.
1 針状ころ軸受
2 保持器
3 針状ころ
4 クランク軸
5 コンロッド
6 ピストン
7 吸気管
8 排気管
9 燃焼室
10 回転中心軸
11 バランスウェイト
12 ピストンピン
13 大端部
14 小端部
21 クランク軸
22 ピストン
23 ピストンピン
24 コンロッド
25 ころ軸受
26 ころ軸受
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該保持器の外表面のうち、少なくとも前記転動体との摺接面および他部材との摺接面に、樹脂被膜が形成されており、
前記樹脂被膜が形成される下地面の二乗平均平方根傾斜(R△q)が0.1以上0.2未満であることを特徴とする転がり軸受用保持器。 A rolling bearing cage for holding rolling elements in a rolling bearing,
Of the outer surface of the cage, a resin film is formed on at least the sliding contact surface with the rolling element and the sliding contact surface with the other member,
A rolling bearing cage, wherein a root mean square slope (RΔq) of a base surface on which the resin film is formed is 0.1 or more and less than 0.2.
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