JP4514151B2 - Roller bearing cage and roller bearing - Google Patents

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JP4514151B2 JP2005322162A JP2005322162A JP4514151B2 JP 4514151 B2 JP4514151 B2 JP 4514151B2 JP 2005322162 A JP2005322162 A JP 2005322162A JP 2005322162 A JP2005322162 A JP 2005322162A JP 4514151 B2 JP4514151 B2 JP 4514151B2
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46Cages for rollers or needles
    • F16C33/56Selection of substances
    • F16C33/565Coatings

Description

本発明は、ころ軸受用保持器およびころ軸受に関する。   The present invention relates to a roller bearing retainer and a roller bearing.

従来、ころ軸受用保持器としては、特開2005−048834号公報(特許文献1)に記載されているものがある。この保持器は、金属製の板材からなり小径環状部と大径環状部との間を複数の柱部で連結して円錐ころを収容するポケットを形成している。金属製の板材からなるため耐熱性には優れている。上記小径環状部の軸方向の外方の端部は、径方向の内方に折り曲げられている。上記従来の円錐ころ軸受は、小径環状部の軸方向の外方の端部を、径方向の内方に折り曲げることにより、保持器の径方向の強度を確保している。しかしながら、保持器の軽量化の要請により、保持器の肉厚を薄肉化した場合、上記小径環状部の折り曲げのみでは、強度が不足するという問題がある。   Conventionally, as a roller bearing retainer, there is one described in JP 2005-048834 A (Patent Document 1). This cage is made of a metal plate material, and a small-diameter annular portion and a large-diameter annular portion are connected by a plurality of column portions to form a pocket for accommodating a tapered roller. Since it is made of a metal plate, it has excellent heat resistance. An outer end portion in the axial direction of the small-diameter annular portion is bent inward in the radial direction. The conventional tapered roller bearing secures the radial strength of the cage by bending the axially outer end of the small-diameter annular portion inward in the radial direction. However, when the thickness of the cage is reduced due to a request for weight reduction of the cage, there is a problem that the strength is insufficient only by bending the small-diameter annular portion.

また、保持器の強度を保つために、保持器の肉厚を従来と同様、あるいは更に厚肉化すると、保持器が剛直になる。モーメント荷重条件や急加減速条件下で、ころ軸受が使用されると、ころに進み遅れが生じるが、剛直な保持器を組み込んだころ軸受を、モーメント荷重条件下や急加減速条件下で用いると、ころの進み遅れに保持器が追従できず、ころと保持器ポケット内周面とは強く接触する。この強い接触によって、ころと保持器ポケット間に焼きつきが生じたり、隣接するポケット間で生じる引張力や圧縮力によって保持器が破断するという問題がある。   Further, in order to maintain the strength of the cage, the cage becomes rigid when the thickness of the cage is increased as in the conventional case or further thickened. When roller bearings are used under moment load conditions or sudden acceleration / deceleration conditions, the rollers will advance and delay. However, roller bearings incorporating rigid cages should be used under moment load conditions or rapid acceleration / deceleration conditions. Then, the cage cannot follow the advance and delay of the roller, and the roller and the inner circumferential surface of the cage pocket are in strong contact. Due to this strong contact, there is a problem that seizure occurs between the roller and the cage pocket, or the cage breaks due to a tensile force or a compressive force generated between adjacent pockets.

また、ころ軸受用保持器が、ニードルころ軸受用保持器の場合は、軸方向の端部を径方向に折り曲げられないため、強度が非常に弱いという問題がある。   Further, in the case where the roller bearing cage is a needle roller bearing cage, there is a problem that the strength is very weak because the end portion in the axial direction cannot be bent in the radial direction.

さらに、従来、ポリアミド66等で形成された樹脂製保持器も知られている。樹脂製保持器は柔軟性に優れ、軽量であるものの、一般には金属製(特に鋼製)のものより耐熱性が劣り、例えば、ポリアミド66では使用上限温度が120℃程度である。耐熱性樹脂でも例えば使用上限温度は200℃程度である上に、非常に高価である。また、樹脂製保持器は潤滑剤の油分や添加剤により劣化し、強度が低下するという問題もある。また、樹脂製保持器は射出成形により製作されるものではウェルドが生じ、この部分で破断しやすいことも知られている。そして、樹脂は線膨張係数が金属(特に鋼)やセラミックよりも大きく、樹脂製保持器をころ軸受に組み込んだ場合、温度変化によって生じるすきま変化により、ころ軸受はトルク変動、騒音発生、振動の発生などを生じる。
特開2005−048834号公報(第1図)
Further, conventionally, a resin cage made of polyamide 66 or the like is also known. Resin cages are excellent in flexibility and light weight, but are generally inferior in heat resistance to those made of metal (particularly steel). For example, polyamide 66 has an upper limit temperature of about 120 ° C. Even for heat-resistant resins, for example, the upper limit temperature for use is about 200 ° C. and is very expensive. In addition, the resin cage is deteriorated by the oil content and additives of the lubricant, and there is a problem that the strength is lowered. In addition, it is also known that when a resin cage is manufactured by injection molding, a weld is generated and the portion is easily broken. Resin has a larger coefficient of linear expansion than metals (especially steel) and ceramics. When a resin cage is incorporated in a roller bearing, the roller bearing is subject to torque fluctuations, noise generation, Occurrence occurs.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-048834 (FIG. 1)

そこで、本発明の課題は、軽量コンパクトでかつ強度が大きくて柔軟性、耐熱性、耐油性に優れるころ軸受用保持器およびこのころ軸受用保持器を有するころ軸受を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a roller bearing cage that is lightweight and compact, has high strength, and is excellent in flexibility, heat resistance, and oil resistance, and a roller bearing having the roller bearing cage.

上記課題を解決するため、この発明のころ軸受用保持器は、
鋼板から形成されると共に、2つの環状部の間が複数の柱部で連結されてポケットが形成されている環状の本体部と、
上記本体部の表面上に電気メッキ法によって形成されると共に、隣接する層が互いに異なった金属又は合金からなるよう積層してなる多層膜と
を備え、
上記多層膜は、ニッケル層と、銅層とを、交互に20回を超えて積層してなることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the roller bearing cage of the present invention is
An annular main body portion formed of a steel plate and connected between a plurality of annular portions by a plurality of pillars to form a pocket,
Together are formed by electroplating on the surface of the body portion, e Bei a multilayer film formed by laminating such that adjacent layers consisting of mutually different metals or alloys,
The multilayer film is characterized in that nickel layers and copper layers are alternately laminated more than 20 times .

本発明によれば、保持器の表面上に形成された上記多層膜に、隣接する層同士の間に、転位運動の障害となる界面が形成されることで、保持器の強度および硬度を向上させることができる。また、保持器の強度が向上するので、ころの進み遅れやスキューなどのころの挙動によって生じる保持器の周方向の引張力や圧縮力に対しても十分な強度を備え、保持器の破損を抑制することができる。よって、このころ軸受用保持器を備えたころ軸受の寿命を延ばすことができる。   According to the present invention, the multilayer film formed on the surface of the cage is formed with an interface that hinders dislocation movement between adjacent layers, thereby improving the strength and hardness of the cage. Can be made. In addition, since the strength of the cage is improved, it has sufficient strength against the tensile and compressive forces in the circumferential direction of the cage caused by roller behavior such as advance and delay of the roller and skew, and damage the cage. Can be suppressed. Therefore, the life of the roller bearing provided with this roller bearing retainer can be extended.

また、本発明によれば、上記本体部の表面上に形成された多層膜によって、機械的強度が大きくなっているので、上記本体部の周方向に直角な方向の厚さを低減できる。したがって、強度および硬度が大きくて柔軟性を有し、耐熱性、耐摩耗性、耐油性に優れ、軽量で破損しにくい保持器とすることができる。また、保持器の強度が大きくなるので、保持器を薄くすることができる。プレス成形によって保持器を製作する場合、保持器をプレス成形によって高精度化し易い厚さとすることができるので、保持器のポケット内周面の精度を大幅に向上させることができる。これにより、ころのスキュー低減など、ころの挙動を安定させることができて、軸受の回転トルクや振動を格段に低減させることができるとともに、ころ軸受の長寿命化が図れる。   In addition, according to the present invention, the mechanical strength is increased by the multilayer film formed on the surface of the main body, so that the thickness in the direction perpendicular to the circumferential direction of the main body can be reduced. Accordingly, the cage has high strength and hardness, is flexible, has excellent heat resistance, wear resistance, and oil resistance, and is lightweight and can be easily damaged. Moreover, since the strength of the cage is increased, the cage can be thinned. When the cage is manufactured by press molding, the cage can be formed to a thickness that facilitates high accuracy by press molding, so that the accuracy of the pocket inner peripheral surface of the cage can be greatly improved. As a result, roller behavior such as roller skew reduction can be stabilized, the rotational torque and vibration of the bearing can be significantly reduced, and the life of the roller bearing can be extended.

また、本発明によれば、上記多層膜を、電気メッキ法によって形成しているので、真空蒸着法で多層膜を形成する場合と比較して、多層膜を格段に低コストで形成できる。また、上記端面の全面に、各層の層厚が略均一な多層膜を形成することができる。   In addition, according to the present invention, since the multilayer film is formed by electroplating, the multilayer film can be formed at a much lower cost compared to the case where the multilayer film is formed by vacuum deposition. Further, a multilayer film having a substantially uniform layer thickness can be formed on the entire end face.

また、一実施形態のころ軸受用保持器は、上記多層膜が、上記本体部の径方向の外方の表面上に形成されている。   In one embodiment of the roller bearing cage, the multilayer film is formed on the radially outer surface of the main body.

上記実施形態によれば、軸方向外方の表面上に形成された多層膜がころと摺接しないため、多層膜が長期にわたって維持できる。   According to the above embodiment, the multilayer film formed on the outer surface in the axial direction does not slide in contact with the rollers, and therefore the multilayer film can be maintained for a long time.

また、一実施形態のころ軸受用保持器は、上記多層膜が、上記本体部の径方向の内方の表面上に形成されている。   Moreover, as for the roller bearing retainer of one Embodiment, the said multilayer film is formed on the inner surface of the radial direction of the said main-body part.

上記実施形態によれば、軸方向内方の表面上に形成された多層膜がころと摺接しないため、多層膜が長期にわたって維持できる。   According to the above embodiment, the multilayer film formed on the inner surface in the axial direction does not slide in contact with the rollers, so that the multilayer film can be maintained for a long time.

また、本発明によれば、電気メッキ法により良好に多層膜を形成することができる。 Moreover, according to the present invention, a multilayer film can be satisfactorily formed by electroplating.

また、一実施形態のころ軸受用保持器は、上記多層膜中の上記各ニッケル層の層厚が15nm以上100nm以下であると共に、上記多層膜中の上記各銅層の層厚が3nm以上100nm以下であり、かつ、上記多層膜の膜厚が200nmを超え8000nm以下である。   In one embodiment of the roller bearing cage, the thickness of each nickel layer in the multilayer film is 15 nm or more and 100 nm or less, and the thickness of each copper layer in the multilayer film is 3 nm or more and 100 nm. The thickness of the multilayer film is more than 200 nm and 8000 nm or less.

尚、上記多層膜中にニッケル層が一つしか存在しない場合も本発明に含まれる。この場合、上記多層膜中の唯一のニッケル層の層厚は15nm以上100nm以下であるものとする。また、上記多層膜中に銅層が一つしか存在しない場合も本発明に含まれる。この場合、上記多層膜中の唯一の銅層の層厚は3nm以上100nm以下であるものとする。   The present invention includes a case where only one nickel layer is present in the multilayer film. In this case, the thickness of the only nickel layer in the multilayer film is 15 nm or more and 100 nm or less. Further, the present invention includes a case where only one copper layer is present in the multilayer film. In this case, the thickness of the only copper layer in the multilayer film is 3 nm or more and 100 nm or less.

上記実施形態によれば、上記ニッケル層の層厚が15nm以上100nm以下であり、上記銅層の層厚が3nm以上100nm以下であり、かつ多層膜全体の膜厚が200nmより大きいので、転位運動の障害となる界面を、保持器の強度を向上させるのに十分な数とできる。また、保持器の強度が向上するので、保持器の軸方向の寸法を小さくできる。また、多層膜の厚さが8000nm以下であるので、多層膜の材料コストおよび製造コストを低減することができる。また、保持器の強度が向上するので、ころの進み遅れやスキューなどのころの挙動によって生じる保持器の周方向の引張力や圧縮力に対しても十分な強度を備え、保持器の破損を抑制することができる。よって、このころ軸受用保持器を備えたころ軸受の寿命を延ばすことができる。また、保持器の強度が大きくなるので、保持器を薄くすることができる。プレス成形によって保持器を製作する場合、保持器をプレス成形によって高精度化し易い厚さとすることができるので、保持器のポケット内周面の精度を大幅に向上させることができる。これにより、ころのスキュー低減など、ころの挙動を安定させることができて、軸受の回転トルクや振動を格段に低減させることができるとともに、ころ軸受の長寿命化が図れる。   According to the embodiment, the thickness of the nickel layer is 15 nm or more and 100 nm or less, the thickness of the copper layer is 3 nm or more and 100 nm or less, and the thickness of the entire multilayer film is larger than 200 nm. It is possible to make the number of interfaces that are obstructive to a sufficient number to improve the strength of the cage. Moreover, since the strength of the cage is improved, the axial dimension of the cage can be reduced. Moreover, since the thickness of the multilayer film is 8000 nm or less, the material cost and manufacturing cost of the multilayer film can be reduced. In addition, since the strength of the cage is improved, it has sufficient strength against the tensile and compressive forces in the circumferential direction of the cage caused by roller behavior such as advance and delay of the roller and skew, and damage the cage. Can be suppressed. Therefore, the life of the roller bearing provided with this roller bearing retainer can be extended. Moreover, since the strength of the cage is increased, the cage can be thinned. When the cage is manufactured by press molding, the cage can be formed to a thickness that facilitates high accuracy by press molding, so that the accuracy of the pocket inner peripheral surface of the cage can be greatly improved. As a result, roller behavior such as roller skew reduction can be stabilized, the rotational torque and vibration of the bearing can be significantly reduced, and the life of the roller bearing can be extended.

また、本発明によれば、上記ニッケル層と上記銅層との界面が20以下の場合と比較して保持器表面の硬さを格段に大きくできる。 Further, according to the present invention, the hardness of the cage surface can be remarkably increased as compared with the case where the interface between the nickel layer and the copper layer is 20 or less.

また、本発明のころ軸受は、本発明のころ軸受用保持器を備えることを特徴としている。   The roller bearing of the present invention is characterized by including the roller bearing retainer of the present invention.

本発明によれば、上記発明のころ軸受を備えるので、保持器の強度を大きくできて、ころ軸受の強度を大きくできる。また、保持器の肉厚が薄くて保持器の重量が軽いので、ころ軸受を軽量化できる。また、保持器の肉厚が薄いので、強度及び硬度が大きくて柔軟性を有する。したがって、ころ軸受の信頼性を向上させることができる。また、耐熱性、耐油性に優れ、軽量で破損しにくくトルクが小さい。   According to the present invention, since the roller bearing of the above invention is provided, the strength of the cage can be increased and the strength of the roller bearing can be increased. Further, since the cage is thin and the cage is light, the roller bearing can be reduced in weight. Moreover, since the thickness of the cage is thin, the strength and hardness are large and the cage is flexible. Therefore, the reliability of the roller bearing can be improved. In addition, it is excellent in heat resistance and oil resistance, is lightweight, hardly damaged, and has a small torque.

本発明のころ軸受用保持器によれば、本体部の表面上に電気メッキ法によって形成されると共に、隣接する層が互いに異なった金属または合金からなるよう積層してなる多層膜とを備えているので、保持器の表面上に形成された上記多層膜に、隣接する層同士の間に、転位運動の障害となる界面が形成されることで、保持器の強度および硬度を向上させることができる。そして、上記本体部の表面上に形成された多層膜によって、機械的強度が大きくなっているので、上記本体部の周方向に直角な方向の厚さを低減できる。したがって、強度および硬度が大きくて柔軟性を有し、耐熱性、耐摩耗性、耐油性に優れ、軽量で破損しにくい保持器とすることができる。また、保持器の強度が大きくなるので、保持器を薄くすることができる。プレス成形によって保持器を製作する場合、保持器をプレス成形によって高精度化し易い厚さとすることができるので、保持器のポケット内周面の精度を大幅に向上させることができる。これにより、ころのスキュー低減など、ころの挙動を安定させることができて、軸受の回転トルクや振動を格段に低減させることができるとともに、ころ軸受の長寿命化が図れる。   According to the roller bearing cage of the present invention, it is provided with a multilayer film formed by electroplating on the surface of the main body and laminated so that adjacent layers are made of different metals or alloys. Therefore, in the multilayer film formed on the surface of the cage, an interface that hinders dislocation movement is formed between adjacent layers, thereby improving the strength and hardness of the cage. it can. Since the mechanical strength is increased by the multilayer film formed on the surface of the main body, the thickness in the direction perpendicular to the circumferential direction of the main body can be reduced. Accordingly, the cage has high strength and hardness, is flexible, has excellent heat resistance, wear resistance, and oil resistance, and is lightweight and can be easily damaged. Moreover, since the strength of the cage is increased, the cage can be thinned. When the cage is manufactured by press molding, the cage can be formed to a thickness that facilitates high accuracy by press molding, so that the accuracy of the pocket inner peripheral surface of the cage can be greatly improved. As a result, roller behavior such as roller skew reduction can be stabilized, the rotational torque and vibration of the bearing can be significantly reduced, and the life of the roller bearing can be extended.

また、本発明のころ軸受用保持器によれば、上記本体部の端面に形成された多層膜によって、機械強度が大きくなっているので、上記本体部の上記軸方向の厚さを低減できて、保持器をコンパクトかつ軽量化することができる。   Further, according to the roller bearing cage of the present invention, the mechanical strength is increased by the multilayer film formed on the end face of the main body portion, so that the axial thickness of the main body portion can be reduced. The cage can be made compact and lightweight.

また、本発明によれば、上記多層膜を、電気メッキ法によって形成しているので、格段に低コストで形成できる。また、上記端面の全面に、各層の層厚が略均一な多層膜を形成することができる。   Further, according to the present invention, since the multilayer film is formed by electroplating, it can be formed at a much lower cost. Further, a multilayer film having a substantially uniform layer thickness can be formed on the entire end face.

また、本発明のころ軸受用保持器によれば、多層膜中の各ニッケル層の層厚が、15nm以上であると共に、多層膜中の各銅層の層厚が、3nm以上であり、かつ、上記多層膜の膜厚が、200nmを超えているので、上記銅層と上記ニッケル層との界面の数を、保持器の強度を向上させるのに十分な数にすることができる。したがって、上記多層膜の強度、硬度および耐摩耗性を大きくすることができて、保持器の強度、硬度および耐摩耗性を向上させることができる。   Further, according to the roller bearing cage of the present invention, the thickness of each nickel layer in the multilayer film is 15 nm or more, the thickness of each copper layer in the multilayer film is 3 nm or more, and Since the film thickness of the multilayer film exceeds 200 nm, the number of interfaces between the copper layer and the nickel layer can be made sufficient to improve the strength of the cage. Therefore, the strength, hardness and wear resistance of the multilayer film can be increased, and the strength, hardness and wear resistance of the cage can be improved.

また、本発明のころ軸受用保持器によれば、上記各ニッケル層の層厚が100nm以下であると共に、上記各銅層の層厚が100nm以下であり、かつ、多層膜の膜厚が8000nm以下であるので、保持器の強度を十分に強化できることに加えて、多層膜の材料コストおよび製造コストを低減できる。   According to the roller bearing cage of the present invention, the thickness of each nickel layer is 100 nm or less, the thickness of each copper layer is 100 nm or less, and the thickness of the multilayer film is 8000 nm. Since it is below, in addition to being able to fully strengthen the strength of the cage, the material cost and manufacturing cost of the multilayer film can be reduced.

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明のころ軸受用保持器の一実施形態の円錐ころ軸受用保持器の軸方向の断面図である。   FIG. 1 is a sectional view in the axial direction of a tapered roller bearing cage according to an embodiment of the roller bearing cage of the present invention.

この円錐ころ軸受用保持器は、鋼板を打ち抜いて形成されたプレス保持器である。この円錐ころ軸受用保持器は、環状形状を有し、大径環状部1と、小径環状部2と、略軸方向に延びて大径環状部1と小径環状部2との間を連結すると共に、周方向に略等間隔に配置された図示しない複数の柱部とを有する。大径環状部、小径環状部、および、周方向に隣接する柱部で囲まれた空間は、円錐ころを収容するポケット3になっている。   This tapered roller bearing cage is a press cage formed by punching a steel plate. This retainer for tapered roller bearing has an annular shape, and extends between the large-diameter annular portion 1, the small-diameter annular portion 2, and the large-diameter annular portion 1 and the small-diameter annular portion 2. In addition, a plurality of column parts (not shown) arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction are included. A space surrounded by the large-diameter annular portion, the small-diameter annular portion, and the column portion adjacent in the circumferential direction is a pocket 3 that accommodates the tapered roller.

図2は、図1に5で示す円錐ころ軸受用保持器の径方向の外方の表面の表層部の構造を示す模式断面図である。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the surface layer portion of the outer surface in the radial direction of the tapered roller bearing retainer indicated by 5 in FIG.

図2に示すように、表面5の表層部は、本体部20と、本体部20上の表面全面に形成された多層膜21とから成る。上記本体部20は、SPCC(冷間圧延鋼)材料からなっている。上記多層膜21は、ニッケル層22と銅層23とを交互に6層積層してなっており、多層膜21は、ニッケル層22と銅層23との界面を5つ有している。図2に示すように、上記本体部20にはニッケル層22が接触している。上記各ニッケル層22の層厚は、15nm以上100nm以下に設定され、各銅層23の層厚は、3nm以上100nm以下に設定されている。また、上記多層膜の膜厚は200nm以上を超え8000nm以下に設定されている。上記多層膜21は、電気メッキ法により本体部21上に形成されている。上記多層膜21は、ニッケル層22と銅層23との界面において、格子定数から計算すると幾何学的におよそ38個または39個のニッケル原子に対して1個のニッケル原子が格子不整合を起こしていることが考えられる。   As shown in FIG. 2, the surface layer portion of the surface 5 includes a main body portion 20 and a multilayer film 21 formed on the entire surface of the main body portion 20. The main body 20 is made of SPCC (cold rolled steel) material. The multilayer film 21 is formed by alternately stacking six nickel layers 22 and copper layers 23, and the multilayer film 21 has five interfaces between the nickel layers 22 and the copper layers 23. As shown in FIG. 2, a nickel layer 22 is in contact with the main body portion 20. The thickness of each nickel layer 22 is set to 15 nm or more and 100 nm or less, and the thickness of each copper layer 23 is set to 3 nm or more and 100 nm or less. The film thickness of the multilayer film is set to be over 200 nm and over 8000 nm. The multilayer film 21 is formed on the main body 21 by electroplating. In the multilayer film 21, when calculated from the lattice constant at the interface between the nickel layer 22 and the copper layer 23, one nickel atom causes a lattice mismatch with respect to approximately 38 or 39 nickel atoms geometrically. It is possible that

図3は、本体部に多層膜を形成するための装置を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing an apparatus for forming a multilayer film on the main body.

この装置は、ポテンショスタット31と、第1、第2、第3および第4容器32,33,34,35と、参照電極36と、対極電極37と、ヒータ38と、KCl塩橋40と、ルギン管41とを有する。   This device includes a potentiostat 31, first, second, third and fourth containers 32, 33, 34, 35, a reference electrode 36, a counter electrode 37, a heater 38, a KCl salt bridge 40, And a Lugin tube 41.

上記第1容器32には、KCl飽和水溶液が充填されており、第2および第3容器33,34には、ニッケルイオンと銅イオンを含むメッキ液が充填されている。また、第4容器35には、水が充填されており、この水はヒータ38によって所定の温度に熱せられるようになっている。第1容器32内には、参照電極36として、銀−塩化銀電極が溶液に接触するように配置されており、第3容器34内には、ニッケルまたは白金からなる対極電極37が溶液に接触するように配置されている。対極37と試料42との間に電圧を印加させるようになっており、ポテンショスタット31によって参照電極36と試料42との間の電位差を測定し、これが所定の値となるように対極37と試料42との間に印加する電圧を制御している。上記第3容器34は、第4容器35内に配置され、第4容器35内に充填された水によって所定の温度に調整されるようになっている。   The first container 32 is filled with a KCl saturated aqueous solution, and the second and third containers 33 and 34 are filled with a plating solution containing nickel ions and copper ions. The fourth container 35 is filled with water, and the water is heated to a predetermined temperature by the heater 38. A silver-silver chloride electrode is arranged as a reference electrode 36 in the first container 32 so as to contact the solution, and a counter electrode 37 made of nickel or platinum is in contact with the solution in the third container 34. Are arranged to be. A voltage is applied between the counter electrode 37 and the sample 42, and the potential difference between the reference electrode 36 and the sample 42 is measured by the potentiostat 31, and the counter electrode 37 and the sample are adjusted so as to have a predetermined value. The voltage to be applied between the terminal 42 and the terminal 42 is controlled. The third container 34 is disposed in the fourth container 35 and is adjusted to a predetermined temperature by water filled in the fourth container 35.

この装置は、以下のように本体部上に多層膜を形成するようになっている。先ず、第3容器33内に、メッキ液に接触するように、半円形状の部分と貫通穴を有する平坦部とが交互に繰り返されている環状のSPCC製の板材からなる本体部42を配置する。次に、ヒータ38で第4容器35中の水の温度を略40℃に維持してメッキ液の温度を略40℃にした後、ポテンショスタット31で、参照電極36と本体部42との間の電位差が、銅、ニッケルそれぞれが析出するのに適切な値となるように、対極37と本体部42との間に電圧を印加する。詳細には、ニッケルは銅よりもイオン化傾向が大きく、メッキ液中に留まりやすい。このことから、本体部42の参照電極36に対する電位が所定の2段階になるように対極37と本体部42との間に電圧を印加することで、電位差が小さい場合に、銅を析出させ銅層を形成し、電位差が大きい場合に、ニッケルを析出させニッケル層を形成するようにする。ここで、ニッケルの析出時においては、ニッケルよりもより貴な銅の析出を防止することができないという問題がある。このため、メッキ液において、銅イオン濃度をニッケルイオン濃度よりも低く設定して、ニッケル析出中に銅が析出することを極力少なくしている。   In this apparatus, a multilayer film is formed on the main body as follows. First, a main body portion 42 made of an annular SPCC plate material in which semicircular portions and flat portions having through holes are alternately repeated is arranged in the third container 33 so as to come into contact with the plating solution. To do. Next, the temperature of the water in the fourth container 35 is maintained at about 40 ° C. by the heater 38 and the temperature of the plating solution is set to about 40 ° C. Then, the potentiostat 31 is used between the reference electrode 36 and the main body 42. A voltage is applied between the counter electrode 37 and the main body 42 so that the potential difference between the counter electrode 37 and the main body 42 becomes an appropriate value for depositing copper and nickel. Specifically, nickel has a higher ionization tendency than copper and tends to stay in the plating solution. From this, by applying a voltage between the counter electrode 37 and the main body 42 so that the potential of the main body 42 with respect to the reference electrode 36 is in two predetermined stages, copper is deposited when the potential difference is small. A layer is formed, and when the potential difference is large, nickel is deposited to form a nickel layer. Here, when nickel is deposited, there is a problem in that it is impossible to prevent copper deposition more precious than nickel. For this reason, in the plating solution, the copper ion concentration is set lower than the nickel ion concentration, so that the copper is prevented from being deposited as much as possible during the nickel deposition.

図4は、参照電極36と本体部42との間で測定される電位差の時間変化の一例と、その場合の本体部42上の膜の形成状況を表す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the potential difference measured between the reference electrode 36 and the main body portion 42 and a film formation state on the main body portion 42 in that case.

図4に示すように、析出電位を適切に設定すれば、ニッケルと銅のイオン化傾向の差に起因して、ひとつの成膜液からニッケルおよび銅をそれぞれ実質的に単独に、かつ交互に析出させることができる。ここで、イオン化傾向が銅よりも大きいニッケルを析出するときの電位差は銅を析出するときの電位差よりも大きくなっている。   As shown in FIG. 4, when the deposition potential is set appropriately, nickel and copper are deposited substantially independently and alternately from one film-forming solution due to the difference in ionization tendency between nickel and copper. Can be made. Here, the potential difference when depositing nickel having a higher ionization tendency than copper is larger than the potential difference when depositing copper.

図5は、層厚が全て同一のニッケル層と、ニッケル層と同一の層厚を有する銅層とを交互に積層して、全体の膜厚が1000nmの多層膜を形成した場合における、多層膜中の一層の層厚と、多層膜の硬さとの関係を示す図である。   FIG. 5 shows a multilayer film in a case where a nickel film having the same layer thickness and a copper layer having the same layer thickness as the nickel layer are alternately stacked to form a multilayer film having a total film thickness of 1000 nm. It is a figure which shows the relationship between the layer thickness of one layer inside, and the hardness of a multilayer film.

図5に示すように、一層の厚さが20nmのときに多層膜のビッカース硬さが最大になっている。   As shown in FIG. 5, the Vickers hardness of the multilayer film is maximized when the thickness of one layer is 20 nm.

図6は、全体の膜厚が2000nmで、層厚が全て20nmのニッケル層と、層厚が全て同じで層厚を変動させた銅層とを交互に積層して形成した多層膜における、銅層一層の層厚と、多層膜のビッカース硬さとの関係を示す図である。図6において、径が大きい点は、測定値の平均を示す点である。図6に示すように、銅の層厚が5nmのとき、多層膜のビッカース硬さが極大になっている。更なる実験によると、多層膜中におけるニッケル層の層厚を20nm±5nmに設定すると共に、多層膜中における銅層の層厚を5nm±2nmに設定すると、保持器表面の硬さや耐摩耗性などの特性を最も良好にできる。   FIG. 6 shows a copper film in a multilayer film formed by alternately laminating a nickel layer having an overall film thickness of 2000 nm and a layer thickness of all 20 nm and a copper layer having the same layer thickness and varying the layer thickness. It is a figure which shows the relationship between the layer thickness of one layer, and the Vickers hardness of a multilayer film. In FIG. 6, a point with a large diameter is a point which shows the average of a measured value. As shown in FIG. 6, when the copper layer thickness is 5 nm, the Vickers hardness of the multilayer film is maximized. According to further experiments, when the thickness of the nickel layer in the multilayer film is set to 20 nm ± 5 nm and the thickness of the copper layer in the multilayer film is set to 5 nm ± 2 nm, the hardness and wear resistance of the cage surface The characteristics such as can be made the best.

図7Aは、100nmの層厚を有するニッケル層と100nmの層厚を有する銅層とを交互に積層して形成した多層膜にX線を照射したときの、X線回折強度の角度分布を示す図であり、図7Bは、5nmの層厚を有するニッケル層と5nmの層厚を有する銅層とを交互に積層して形成した多層膜にX線を照射したときの、X線回折強度の角度分布を示す図である。図7Aおよび図7Bにおいて、aは、銅の格子定数から理論的に算出できるピークとほぼ一致したピークであった。また、図7Aにおいて、bは、理論的に算出できるピークからは若干低角度側にシフトしているが、多層膜のニッケルのピークである。   FIG. 7A shows an angular distribution of X-ray diffraction intensity when a multilayer film formed by alternately laminating a nickel layer having a layer thickness of 100 nm and a copper layer having a layer thickness of 100 nm is irradiated with X-rays. FIG. 7B shows the X-ray diffraction intensity when a multilayer film formed by alternately laminating a nickel layer having a layer thickness of 5 nm and a copper layer having a layer thickness of 5 nm is irradiated with X-rays. It is a figure which shows angle distribution. In FIG. 7A and FIG. 7B, a is a peak that almost coincides with a peak that can be theoretically calculated from the lattice constant of copper. In FIG. 7A, b is a nickel peak of the multilayer film although it is slightly shifted from the theoretically calculated peak to the lower angle side.

図7Aと図7Bに示すように、各層の層厚が100nmである場合には、銅のピークと、ニッケルのピークとの両方が現れる一方、各層の層厚が5nmである場合には、銅のピークのみが現れている。これは、各層が5nmの多層膜においては、ニッケルの格子定数が変化して銅の格子定数に倣って後述する格子不整合(ミスフィット転位)がなくなったものと推測される。このように、各層の厚さを小さくしすぎると、転位運動の障害になると考えられているミスフィット転位がなくなるために、多層膜の硬度が急激に低下したものと考えられる。   As shown in FIGS. 7A and 7B, when the layer thickness of each layer is 100 nm, both a copper peak and a nickel peak appear, while when each layer has a layer thickness of 5 nm, Only the peak of appears. This is presumed that in a multilayer film having a thickness of 5 nm for each layer, the lattice constant (misfit dislocation), which will be described later, disappears following the change in the lattice constant of nickel. Thus, it is considered that when the thickness of each layer is made too small, the misfit dislocation, which is considered to be an obstacle to the dislocation motion, disappears, so that the hardness of the multilayer film is rapidly decreased.

図8は、ニッケル層と銅層との界面におけるミスフィット転位を模式的に示す図である。図8において、点線60は、界面を示している。ニッケル原子の格子定数は、銅原子の格子定数よりも小さいことから、61に示すニッケル原子のように、対応する銅原子が存在しないニッケル原子、すなわち、格子不整合を起こしている(ミスフィットしている)ニッケル原子が存在することになる。多層膜の良好な機械的特性の発現は、この格子不整合が転位運動の障害となるためであると考えられている。図8に示すように、格子不整合を起こしているニッケル原子が、界面に多く存在すればする程、表面亀裂の発生を抑制できて、本体部からの亀裂進展も抑制できるため、疲労強度を向上させることができる。また、引張強度が高くなり、硬度が上昇し、耐摩耗性が向上する。   FIG. 8 is a diagram schematically showing misfit dislocations at the interface between the nickel layer and the copper layer. In FIG. 8, a dotted line 60 indicates an interface. Since the lattice constant of nickel atoms is smaller than the lattice constant of copper atoms, like the nickel atoms shown in 61, nickel atoms with no corresponding copper atoms, that is, lattice mismatches occur (misfits). There will be nickel atoms. The expression of good mechanical properties of the multilayer film is thought to be because this lattice mismatch becomes an obstacle to dislocation motion. As shown in FIG. 8, the more nickel atoms that cause lattice mismatch, the more the surface cracks can be suppressed and the crack propagation from the main body can be suppressed. Can be improved. Further, the tensile strength is increased, the hardness is increased, and the wear resistance is improved.

図9は、層厚がすべて75nmのニッケル層と、ニッケル層と等しい層厚の銅層を交互に、20回、40回、60回積層した試験片の硬さを測定したものである。積層回数が多くなるほど平均の硬さは大きくなるが、積層回数が40回と60回とでは硬さに大きな差がないことがわかる。更なる実験によれば、ニッケル層の層厚が15nm、銅層の層厚が5nmの時にも同じ傾向が認められた。すなわち、本発明における多層膜全体の厚さは、200nmを超えるものとし、積層回数は20回を超えるものとしたときに、より良好な効果を得ることができる。   FIG. 9 shows the measurement of the hardness of a test piece obtained by alternately laminating a nickel layer having a thickness of 75 nm and a copper layer having a layer thickness equal to the nickel layer 20 times, 40 times, and 60 times. It can be seen that the average hardness increases as the number of laminations increases, but there is no significant difference in hardness between the number of laminations of 40 and 60. According to further experiments, the same tendency was observed when the thickness of the nickel layer was 15 nm and the thickness of the copper layer was 5 nm. That is, a better effect can be obtained when the thickness of the entire multilayer film in the present invention exceeds 200 nm and the number of laminations exceeds 20 times.

図10Aは、層厚がすべて50nmのニッケル層と、ニッケル層と等しい層厚の銅層を交互に、全体の膜厚が10μmとなるように形成した多層膜の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す図である。   FIG. 10A is a scanning electron micrograph of the surface of a multilayer film in which nickel layers each having a thickness of 50 nm and copper layers having a thickness equal to the nickel layer are alternately formed so that the total film thickness is 10 μm. FIG.

図10Aに示すように、表面が平滑ではなく、粒状に成長している。このように凹凸の激しい状態になると、摩擦特性が低下するのみならず、この凹凸が亀裂核となり、疲労特性も低下させることが知られている。   As shown in FIG. 10A, the surface is not smooth but grows in a granular form. Thus, it is known that when the unevenness is severe, not only the frictional characteristics are deteriorated but also the unevenness becomes crack nuclei and the fatigue characteristics are also decreased.

図10Bは、層厚がすべて50nmのニッケル層と、ニッケル層と等しい層厚の銅層を交互に、全体の膜厚が8μmとなるように形成した多層膜の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す図であり、図10Cは、層厚がすべて50nmのニッケル層と、ニッケル層と等しい層厚の銅層を交互に、全体の膜厚が6μmとなるように形成した多層膜の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す図である。また、図10Dは、層厚がすべて50nmのニッケル層と、ニッケル層と等しい層厚の銅層を交互に、全体の膜厚が4μmとなるように形成した多層膜の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す図である。   FIG. 10B is a scanning electron micrograph of the surface of a multilayer film in which a nickel layer having a thickness of 50 nm and a copper layer having a thickness equal to the nickel layer are alternately formed so that the total film thickness is 8 μm. FIG. 10C shows scanning of the surface of a multilayer film in which nickel layers each having a thickness of 50 nm and copper layers having a thickness equal to the nickel layer are alternately formed so that the total film thickness becomes 6 μm. It is a figure which shows a type | mold electron micrograph. FIG. 10D shows a scanning electron microscope on the surface of a multilayer film in which a nickel layer having a thickness of 50 nm and a copper layer having a thickness equal to the nickel layer are alternately formed so that the total thickness is 4 μm. It is a figure which shows a photograph.

更なる実験によれば、前記各層の厚さの範囲において全体の膜厚が約8μmを超えると、このように凹凸の激しい表面形状になることがわかった。したがって、本発明における多層膜全体の厚さは、8000nm以下であるときに本発明の効果が発揮される。尚、多層膜全体の厚さは、6000nm以下であることが好ましく、多層膜全体の厚さを、4000nm以下にすれば更に好ましい。   According to further experiments, it was found that when the total film thickness exceeds about 8 μm within the range of the thickness of each layer, the surface shape becomes extremely uneven. Therefore, the effect of the present invention is exhibited when the thickness of the entire multilayer film in the present invention is 8000 nm or less. Note that the thickness of the entire multilayer film is preferably 6000 nm or less, and more preferably, the thickness of the entire multilayer film is 4000 nm or less.

図11は、80で示す位置に(斜線で示す位置に)、層厚がすべて同一のニッケル層と、ニッケル層と同一の層厚を有する銅層とを交互に積層して、全体の膜厚が5nmの多層膜を形成した試験片である。比較として、多層膜の代わりに膜厚が5μmのNi単層めっきと、コーティングを施さない試験片も準備した。図12は、この試験片の圧縮−引張の繰り返し疲労試験を行った結果である。   FIG. 11 shows a total film thickness obtained by alternately laminating nickel layers having the same layer thickness and copper layers having the same layer thickness as the nickel layer at positions indicated by 80 (positions indicated by oblique lines). Is a test piece in which a multilayer film of 5 nm is formed. For comparison, a Ni single layer plating having a thickness of 5 μm and a test piece without coating were also prepared instead of the multilayer film. FIG. 12 shows the results of a compression-tension repeated fatigue test of this test piece.

図12に示すように、多層膜を形成した試験片は、層厚に関わらず、Niめっきよりも疲労寿命が長いことがわかる。また、図7および図8の結果とは異なり、層厚が100nmでも、疲労強度向上に大きな効果があることがわかる。   As shown in FIG. 12, it can be seen that the test piece formed with the multilayer film has a longer fatigue life than Ni plating, regardless of the layer thickness. Also, unlike the results of FIGS. 7 and 8, it can be seen that even when the layer thickness is 100 nm, there is a great effect in improving the fatigue strength.

すなわち、上記ニッケル層の層厚が15nm以上100nm以下であり、上記銅層の層厚が3nm以上100nm以下であり、かつ積層回数が20回を超える数であれば、転位運動の障害となる界面を十分な数存在させることができ、保持器の機械的特性を大幅に向上させることができる。また、多層膜の全体の厚さは最大でも8000nm(8μm)なので、多層膜の材料コストおよび製造コストを低減できる。   That is, if the layer thickness of the nickel layer is 15 nm or more and 100 nm or less, the layer thickness of the copper layer is 3 nm or more and 100 nm or less, and the number of laminations exceeds 20, the interface that hinders dislocation movement A sufficient number can be present, and the mechanical characteristics of the cage can be greatly improved. Moreover, since the total thickness of the multilayer film is 8000 nm (8 μm) at the maximum, the material cost and the manufacturing cost of the multilayer film can be reduced.

すなわち、上記ニッケル層の層厚が15nm以上100nm以下であり、上記銅層の層厚が3nm以上100nm以下であり、かつ積層回数が20回を超える数であれば、転位運動の障害となる界面を十分な数存在させることができ、保持器の機械的特性、保持器の強度、硬度および耐摩耗性を大幅に向上させることができる。また、多層膜の全体の厚さは最大でも8000nm(8μm)なので、多層膜の材料コストおよび製造コストを低減できる。また、保持器の強度が大きくなるので、保持器を薄くすることができる。プレス成形によって保持器を製作する場合、保持器をプレス成形によって高精度化し易い厚さとすることができるので、保持器のポケット内周面の精度を大幅に向上させることができる。これにより、ころのスキュー低減などころの挙動を安定させることができて、軸受の回転トルクや振動を格段に低減させることができるとともに、ころ軸受の長寿命化が図れる。   That is, if the layer thickness of the nickel layer is 15 nm or more and 100 nm or less, the layer thickness of the copper layer is 3 nm or more and 100 nm or less, and the number of laminations exceeds 20, the interface that hinders dislocation movement A sufficient number can be present, and the mechanical properties of the cage, the strength, hardness and wear resistance of the cage can be greatly improved. Moreover, since the total thickness of the multilayer film is 8000 nm (8 μm) at the maximum, the material cost and the manufacturing cost of the multilayer film can be reduced. Moreover, since the strength of the cage is increased, the cage can be thinned. When the cage is manufactured by press molding, the cage can be formed to a thickness that facilitates high accuracy by press molding, so that the accuracy of the pocket inner peripheral surface of the cage can be greatly improved. As a result, roller behavior such as roller skew reduction can be stabilized, the rotational torque and vibration of the bearing can be significantly reduced, and the life of the roller bearing can be extended.

また、上記実施形態のころ軸受用保持器によれば、上記本体部20の表面に形成された多層膜21によって、機械強度が大きくなっているので、本体部20の肉厚を薄くできる。したがって、保持器をコンパクトかつ軽量化することができる。   Further, according to the roller bearing cage of the above embodiment, the mechanical strength is increased by the multilayer film 21 formed on the surface of the main body 20, so that the thickness of the main body 20 can be reduced. Therefore, the cage can be made compact and lightweight.

また、上記実施形態のころ軸受用保持器によれば、多層膜21を、電気メッキ法によって形成しているので、真空蒸着法で多層膜を形成する場合と比較して、多層膜21を本体部20の寸法に無関係に形成できると共に、格段に低コストで形成できる。また、保持器の表面の全面に、各層の層厚が略均一な多層膜21を形成することができる。   Further, according to the roller bearing cage of the above embodiment, since the multilayer film 21 is formed by electroplating, the multilayer film 21 is formed on the main body as compared with the case where the multilayer film is formed by vacuum deposition. It can be formed regardless of the size of the portion 20, and can be formed at a much lower cost. In addition, the multilayer film 21 having a substantially uniform layer thickness can be formed on the entire surface of the cage.

尚、上記実施形態のころ軸受用保持器では、本体部の材料がSPCCであったが、この発明では、保持器の本体部の材料は、SPCC以外の金属材料であっても良い。   In the roller bearing cage of the above-described embodiment, the material of the main body is SPCC. However, in the present invention, the material of the main body of the cage may be a metal material other than SPCC.

また、上記多層膜を形成する、隣接する層が互いに異なった金属または合金の組み合わせは、ニッケル層と銅層との組み合わせに限らないことは勿論である。例えば、図13に示すように、コバルト層と銅層との組み合わせにおいても、転位運動の障害となる界面が形成され、硬度が大きくなり、保持器の強度を向上させることができる。   Of course, the combination of metals or alloys that form the multilayer film and whose adjacent layers are different from each other is not limited to the combination of a nickel layer and a copper layer. For example, as shown in FIG. 13, even in the combination of a cobalt layer and a copper layer, an interface that hinders dislocation motion is formed, the hardness increases, and the strength of the cage can be improved.

その他、ニッケル−コバルト合金層と銅層との組み合わせや、ニッケル層と銀層との組み合わせなど、多層膜を形成する金属や合金は、要求される性能に応じて適宜選定することができる。   In addition, the metal and alloy which form a multilayer film, such as a combination of a nickel-cobalt alloy layer and a copper layer and a combination of a nickel layer and a silver layer, can be appropriately selected according to required performance.

さらに、上記多層膜を形成する、隣接する層が互いに異なった金属または合金の組み合わせは、3種以上の金属または合金の組み合わせでも良い。   Furthermore, the combination of metals or alloys that form the multilayer film and whose adjacent layers are different from each other may be a combination of three or more metals or alloys.

また、成膜する多層膜の組成と保持器の材質との組み合わせによっては、保持器に多層膜を容易に成膜させられるよう、また、保持器と多層膜との密着性を向上させられるよう、保持器と多層膜との間に中間層となる膜を設けても良い。   In addition, depending on the combination of the composition of the multilayer film to be formed and the material of the cage, the multilayer film can be easily formed on the cage, and the adhesion between the cage and the multilayer film can be improved. A film serving as an intermediate layer may be provided between the cage and the multilayer film.

また、上記実施形態のころ軸受用保持器は、円錐ころ軸受用保持器であったが、この発明のころ軸受用保持器は、円筒ころ軸受であっても良い。   Further, the roller bearing cage of the above embodiment is a tapered roller bearing cage, but the roller bearing cage of the present invention may be a cylindrical roller bearing.

ころ軸受の保持器として本発明のころ軸受用保持器を採用すれば、保持器の強度が大きいことから、ころ軸受の信頼性を向上できる。また、保持器の肉厚が薄くて保持器の重量が軽いことから、ころ軸受を軽量化できる。   If the roller bearing retainer of the present invention is employed as the roller bearing retainer, the strength of the retainer is high, and thus the reliability of the roller bearing can be improved. Further, since the cage is thin and the cage is light, the roller bearing can be reduced in weight.

本発明のころ軸受用保持器の一実施形態の円錐ころ軸受用保持器の軸方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the tapered roller bearing retainer of one Embodiment of the roller bearing retainer of this invention. 上記ころ軸受用保持器の径方向の外方の表面の表層部の構造を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the structure of the surface layer part of the outer surface of the radial direction of the said cage for roller bearings. 本体部に多層膜を形成するための装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the apparatus for forming a multilayer film in a main-body part. 参照電極と本体部との間に印加される電圧の時間変化の一例と、その電圧を印加した場合の本体部上の膜の形成状況を表す図である。It is a figure showing an example of the time change of the voltage applied between a reference electrode and a main-body part, and the formation condition of the film | membrane on a main-body part at the time of applying the voltage. 層厚が全て同一のニッケル層と、ニッケル層と同一の層厚を有する銅層とを交互に積層して多層膜を形成した場合における、多層膜中の一層の層厚と、多層膜の硬さとの関係を示す図である。When a multilayer film is formed by alternately laminating a nickel layer having the same layer thickness and a copper layer having the same layer thickness as the nickel layer, the layer thickness in the multilayer film and the hardness of the multilayer film It is a figure which shows the relationship. 層厚が全て20nmのニッケル層と、層厚が全て同じで層厚を変動させたニッケル層とを交互に積層して形成した多層膜における、銅層一層の層厚と、多層膜のビッカース硬さとの関係を示す図である。In a multilayer film formed by alternately laminating nickel layers each having a thickness of 20 nm and nickel layers having the same layer thickness and varying layer thickness, the thickness of one copper layer and the Vickers hardness of the multilayer film It is a figure which shows the relationship. 100nmの層厚を有するニッケル層と100nmの層厚を有する銅層とを交互に積層して形成した多層膜にX線を照射したときの、X線回折強度の角度分布を示す図である。It is a figure which shows angle distribution of X-ray diffraction intensity when X-ray | X_line is irradiated to the multilayer film formed by laminating | stacking alternately the nickel layer which has a layer thickness of 100 nm, and the copper layer which has a layer thickness of 100 nm. 5nmの層厚を有するニッケル層と5nmの層厚を有する銅層とを交互に積層して形成した多層膜にX線を照射したときの、X線回折強度の角度分布を示す図である。It is a figure which shows angle distribution of X-ray diffraction intensity when X-ray | X_line is irradiated to the multilayer film formed by alternately laminating | stacking the nickel layer which has a layer thickness of 5 nm, and the copper layer which has a layer thickness of 5 nm. ニッケル層と銅層との界面におけるミスフィット転位を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the misfit dislocation in the interface of a nickel layer and a copper layer. 層厚がすべて75nmのニッケル層と、ニッケル層と等しい層厚の銅層を交互に20回、40回、60回積層した試験片のビッカース硬さを測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the Vickers hardness of the test piece which laminated | stacked the nickel layer whose layer thickness is all 75 nm, and the copper layer of the layer thickness equal to a nickel layer alternately 20 times, 40 times, and 60 times. 層厚がすべて50nmのニッケル層と、ニッケル層と等しい層厚の銅層を交互に、全体の膜厚が10μmとなるように形成した多層膜の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the scanning electron micrograph of the surface of the multilayer film which formed the nickel layer whose all layer thickness is 50 nm, and the copper layer of layer thickness equal to a nickel layer alternately so that the whole film thickness might be set to 10 micrometers. . 層厚がすべて50nmのニッケル層と、ニッケル層と等しい層厚の銅層を交互に、全体の膜厚が8μmとなるように形成した多層膜の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the scanning electron micrograph of the surface of the multilayer film which formed the nickel layer whose all layer thickness is 50 nm, and the copper layer of the layer thickness equal to a nickel layer alternately so that the whole film thickness might be set to 8 micrometers. . 層厚がすべて50nmのニッケル層と、ニッケル層と等しい層厚の銅層を交互に、全体の膜厚が6μmとなるように形成した多層膜の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the scanning electron micrograph of the surface of the multilayer film which formed the nickel layer whose all layer thickness is 50 nm, and the copper layer of the layer thickness equal to a nickel layer alternately so that the whole film thickness might be set to 6 micrometers. . 層厚がすべて50nmのニッケル層と、ニッケル層と等しい層厚の銅層を交互に、全体の膜厚が4μmとなるように形成した多層膜の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the scanning electron micrograph of the surface of the multilayer film which formed the nickel layer whose all layer thickness is 50 nm, and the copper layer of the layer thickness equal to a nickel layer alternately so that the whole film thickness might be set to 4 micrometers. . 層厚がすべて同一のニッケル層と、ニッケル層と同一の層厚を有する銅層とを交互に積層して、全体の膜厚が5μmの多層膜を斜線で示す位置に形成した疲労試験用の試験片を示す図である。For fatigue testing, a nickel layer having the same layer thickness and a copper layer having the same layer thickness as the nickel layer are alternately laminated to form a multilayer film having a total film thickness of 5 μm at the position indicated by oblique lines. It is a figure which shows a test piece. 図11の試験片の圧縮−引張の繰り返し疲労試験を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having done the compression-tension repeated fatigue test of the test piece of FIG. 層厚が全て同一のコバルト層と、コバルト層と同一の層厚を有する銅層とを交互に積層して多層膜を形成した場合における、多層膜中の一層の層厚と多層膜の硬さとの関係を示す図である。In the case where a multilayer film is formed by alternately laminating a cobalt layer having the same layer thickness and a copper layer having the same layer thickness as the cobalt layer, the layer thickness in the multilayer film and the hardness of the multilayer film It is a figure which shows the relationship.

5 保持器の径方向の外方の表面
20,42 本体部
21 多層膜
22 ニッケル層
23 銅層
60 界面
61 格子不整合を起こしているニッケル原子
5 Outer surface in the radial direction of the cage 20, 42 Main body part 21 Multilayer film 22 Nickel layer 23 Copper layer 60 Interface 61 Nickel atoms causing lattice mismatch

Claims (5)

鋼板から形成されると共に、2つの環状部の間が複数の柱部で連結されてポケットが形成されている環状の本体部と、
上記本体部の表面上に電気メッキ法によって形成されると共に、隣接する層が互いに異なった金属又は合金からなるよう積層してなる多層膜と
を備え、
上記多層膜は、ニッケル層と、銅層とを、交互に20回を超えて積層してなることを特徴とするころ軸受用保持器。
An annular main body portion formed of a steel plate and connected between a plurality of annular portions by a plurality of pillars to form a pocket,
Together are formed by electroplating on the surface of the body portion, e Bei a multilayer film formed by laminating such that adjacent layers consisting of mutually different metals or alloys,
The above-mentioned multilayer film is a roller bearing cage characterized in that nickel layers and copper layers are alternately laminated more than 20 times .
請求項1に記載のころ軸受用保持器において、
上記多層膜は、上記本体部の径方向の外方の表面上に形成されていることを特徴とするころ軸受用保持器。
The roller bearing retainer according to claim 1,
The roller bearing retainer, wherein the multilayer film is formed on a radially outer surface of the main body.
請求項1または2に記載のころ軸受用保持器において、
上記多層膜は、上記本体部の径方向の内方の表面上に形成されていることを特徴とするころ軸受用保持器。
The roller bearing retainer according to claim 1 or 2,
The roller bearing retainer, wherein the multilayer film is formed on a radially inner surface of the main body.
請求項1乃至のいずれか1つに記載のころ軸受用保持器において、
上記多層膜中の上記各ニッケル層の層厚は15nm以上100nm以下であると共に、上記多層膜中の上記各銅層の層厚は3nm以上100nm以下であり、かつ、上記多層膜の膜厚は200nmを超え8000nm以下であることを特徴とするころ軸受用保持器。
In the roller bearing retainer according to any one of claims 1 to 3 ,
The thickness of each nickel layer in the multilayer film is 15 nm or more and 100 nm or less, the thickness of each copper layer in the multilayer film is 3 nm or more and 100 nm or less, and the film thickness of the multilayer film is A roller bearing retainer characterized by being over 200 nm and 8000 nm or less.
請求項1乃至のいずれか1つに記載のころ軸受用保持器を備えることを特徴とするころ軸受。 A roller bearing comprising the roller bearing retainer according to any one of claims 1 to 4 .
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