特許 6016402 保持器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6016402

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】保持器

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/46 20060101AFI20161013BHJP

   F16C 33/56 20060101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/46

   F16C33/56

【請求項の数】1

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2012-71335(P2012-71335)

(22)【出願日】2012年3月27日

(65)【公開番号】特開2013-204621(P2013-204621A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年3月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】390024464

【氏名又は名称】株式会社ＫＡＮＺＡＣＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100094248

【弁理士】

【氏名又は名称】楠本 高義

(72)【発明者】

【氏名】瀬川 勲

(72)【発明者】

【氏名】林 秀樹

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−００２０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０２８８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０６０１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１７１８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１３１２８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ ３３／４６

Ｆ１６Ｃ ３３／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

四輪車用や二輪車用及び汎用エンジンのクランクシャフト支持構造やコンロッド支持構造に使用される、高温の潤滑油で濡れた状態にあり、針状ころにより保持器表面が相手面と直接摺動しない針状ころ軸受の保持器であって、保持器の基体の最表面に下地めっき層を介してＣｏの成分比率が５〜９５重量％のＳｎ−Ｃｏ合金めっき層が形成された針状ころ軸受用保持器

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば四輪車や二輪車及び汎用エンジン等のクランクシャフト用支持構造やコンロッド支持構造等に使用される軸受に使用される保持器に関する。

【0002】

軸受の保持器には、軸受の耐蝕性、潤滑性、耐摩耗性、などを向上させるために、金属めっきによる表面処理が行われており、特に、ころ軸受の保持器では、ころ軸受の保持器とコンロッド内壁との耐焼付き性の向上を目的として、摩擦係数が低く潤滑性に優れた銀めっきによる表面処理を行うことが知られている。（例えば、特許文献１参照）

【0003】

しかし、高温で長時間使用するという条件下では、銀めっき層は潤滑油中に含まれる硫化モリブデン等の硫黄含有成分の影響で硫化され劣化し、銀めっき皮膜が剥がれてしまうという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

［特許文献１］特開２００２−１９５２６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、硫化による劣化の少ない、軸受に使用される保持器を提供しようとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の要旨とするところは、四輪車用や二輪車用及び汎用エンジンのクランクシャフト支持構造やコンロッド支持構造に使用される、高温の潤滑油で濡れた状態にあり、針状ころにより保持器表面が相手面と直接摺動しない針状ころ軸受の保持器であって、保持器の基体の最表面に下地めっき層を介してＣｏの成分比率が５〜９５重量％のＳｎ−Ｃｏ合金めっき層が形成された針状ころ軸受用保持器であることにある。

【発明の効果】

【0008】

本発明によると、硫化による劣化の少ない、軸受に使用される保持器が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の軸受用保持器を備える軸受の態様の一例を示す斜視図。

【図2】本発明の軸受用保持器の形態の一例を示す斜視投視図。

【図3】本発明の軸受用保持器の形態の他の一例を示す斜視図。

【図4】本発明の軸受用保持器のめっき層の態様を示す断面模式図。

【図5】本発明の軸受用保持器を備える軸受が用いられるコンロッドの態様の一例を示す正面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の軸受用保持器の代表的な例は図１に例示されるような態様のころ軸受２に用いられる保持器４である。ころ軸受２は複数の針状ころ６と、針状ころ６を所定間隔で保持する保持器４とアウターレース８とで構成される。ころ軸受としてはアウターレースが設けられずに外側がハウジングであるコンロッド等の係合穴に嵌めこまれる図２に示す保持器４ａを有するような態様もある。保持器の形状は図１、図２に示すような円筒かご形状のほかに軸受の種類に応じて円錐台形かご形状や図３に示すようなボールベアリング用の保持器４ｂなど様々であり、軸受の種類に応じて選択された形状の保持器が用いられる。

【0011】

本願の発明者らは、軸受に銀めっきされた保持器を用いると、前述のように潤滑油に含まれる硫化モリブデン等の硫黄含有成分の影響で銀めっき層が硫化され劣化するという問題を解決しようとして鋭意検討し、めっき層の組成として考えられる膨大な種類の金属及び合金なかで、低摩擦性と耐硫化性を同時に満足して、銀めっきされた保持器より寿命の長い保持器を得ることのできるめっき層組成を見出し本願発明に至った。

【0012】

本発明の軸受用保持器は、図４に示すように、保持器形状の基体１０の最表面に下地めっき層１２を介してＣｏの成分比率が５〜９５重量％のＳｎ−Ｃｏ合金めっき層１４が形成されてなる。基体１０の材料としては軸受鋼、浸炭鋼、機械構造用炭素鋼などが用いられる。

【0013】

Ｓｎ−Ｃｏ合金めっき層１４は、銅や銅合金などにより下地めっきされた基体１０を錫塩とコバルト塩を含むめっき浴を用いて電解めっきして得られる。
めっき浴としてはピロリン酸塩浴、スタネート浴、有機酸塩浴などが好適に用いられる。代表的なめっき浴を以下に例示する。

【0014】

ピロリン酸塩浴
塩化コバルト １５〜５０ｇ／ｌ
塩化錫（ＩＩ） １５〜５０ｇ／ｌ
ピロリン酸カリウム ２００〜３００ｇ／ｌ
助剤 適量
ｐＨ ８．５〜１０．０

【0015】

スタネート浴
塩化コバルト ５〜１５ｇ／ｌ
錫酸ナトリウム ３０〜６０ｇ／ｌ
アミノカルボン酸 １５〜４０ｇ／ｌ
助剤 適量
ｐＨ １２．５〜１３．５

【0016】

有機酸塩浴
硫酸コバルト ２．４〜２４ｇ／ｌ
硫酸錫（ＩＩ） ０．９〜９ｇ／ｌ
混合安定剤（キレート剤）５〜５０ｇ／ｌ
ｐＨ ７．８〜８．６

【0017】

本発明においては、Ｓｎ−Ｃｏ合金におけるＣｏの成分比率は５〜９５重量％であることが好ましい。Ｃｏの成分比率が９５重量％を超えて大きいと、めっき皮膜表面にクラックが入る恐れがあり、Ｃｏの成分比率が５重量％未満であると摩擦係数が大きくなるからである。Ｃｏの成分比率が１０〜７０重量％であることがこの点でさらに好ましい。

【0018】

本発明の効果は以下の実験例で確認された。
実験例
試料：図２に示す、モーターサイクルのエンジンのコンロッドの回転部に使用されるベアリングを保持する保持器に用いられる、クロムモリブデン鋼からなる基体を用いた。
めっき方法
試料１：基体に下地めっき（厚み３μｍ）を施したのち、Ｓｎ−Ｃｏ合金めっき（Ｃｏの比率：４０重量％）を施した。
試料２：基体に銅の下地めっき（厚み３μｍ）を施したのち、常法により厚み２０μｍの銀めっきを施した。
Ｓｎ−Ｃｏ合金めっきのめっき条件
めっき浴：スタネート浴を用いめっき層のＣｏ比率が４０重量％となるよう浴のコバルトの供給源を調整した。
浴温：６０℃
めっき時間：皮膜厚さが２０μｍになるように調節
電流濃度：０．２Ａ／Ｌ
電流密度：１Ａ／ｃｍ^２

【0019】

評価
測定方法
・皮膜硬度（Ｈｖ）：ＪＩＳ Ｚ ２２４４ 「ビッカース硬さ試験−試験方法」に準拠
；試験力 １０ｇｆ
・摩耗性：ＪＩＳ Ｈ ８５０３「めっきの耐摩耗性試験方法」に準拠；
試験方法 往復運動摩擦試験 ２００サイクル
荷重 １．４８ｋｇｆ
研磨紙粒度 ＃５００
・摩擦係数：プローブを一定荷重のもとで試験体に対して往復運動させたときの摩擦
力を計測する往復摺動摩擦係数測定器にて計測；
プローブ 形状：１．５Ｒ 材質：測定皮膜と同一種
荷重：試料１・・・１５０ｇ 試料２・・・３００ｇ
摺動回数：２０回
シートショック試験：ＪＩＳ Ｈ ８５０４「めっきの密着性」試験方法」
に準拠
スクラッチ試験：ＪＩＳ Ｈ ８５０４「めっきの密着性試験」方法」に準
拠
オイル浸漬硫化試験：オイルに試料を浸漬し、硫化の程度を判定する。
オイルは２種類（モービル１０Ｗ−４０、シェル１０Ｗ−４０ＭＯ）を使用

【0020】

評価結果を表１、表２に示す。

【0021】

【表1】

【0022】

【表2】

【0023】

表１、表２より、試料１（Ｓｎ−Ｃｏ合金めっきを施した基体）は、試料２（銀めっきを施した基体）より皮膜硬度が大きく、かつ耐摩耗性に優れていた。また、試料１は試料２よりも摩擦係数が低く、潤滑性に優れることがわかった。さらに、試料１は高温のオイルに浸漬後に変色やスクラッチが認められなかったのに対して、試料２は高温のオイルに浸漬後に硫化による変色やスクラッチが認められた。

【0024】

高い軸受け荷重を受けて高温で使用される軸受については、前述のように潤滑油として硫化モリブデン等の硫黄含有成分を含有させたものが使用されるが、本発明の軸受用保持器は表２に示すように高温下での耐硫化性に優れているので、従来保持器の銀めっき層が潤滑油の硫黄成分に起因する硫化により劣化するという問題を解消できる。さらに、本発明の軸受用保持器は、皮膜硬度、耐摩耗性、摩擦係数、のいずれについても従来の銀めっき製品より優れた特性を有していることがわかった。

【0025】

従って、本発明の軸受用保持器は図５で例示されるコンロッド３０のような、エンジンのコンロッドに用いる軸受用の保持器として好適に用いることができる。コンロッド３０は、コンロッド本体部３２と、ピストンに接続される小端部３４と、クランクシャフトに接続される大端部３６とを含んで構成される。大端部３６は、コンロッド本体部３２の一端に連続するハウジング部４０と、ハウジング部４０に結合されるキャップ部４２とに分割されている。ハウジング部４０とキャップ部４２とはボルト４４によって締結される。ころ軸受が主にコンロッドの大端部に用いられ、本発明の軸受用保持器はこのころ軸受用に好適に使用される。

【産業上の利用可能性】

【0026】

本発明の軸受用保持器は、コンロッドに限らず、潤滑油の硫黄成分に起因するめっき層の劣化に関する耐硫化性を要求される軸受用に広く用いることができる。

【符号の説明】

【0027】

２：ころ軸受
４、４ａ、４ｂ：保持器
６：針状ころ
８：アウターレース
１０：基体
１２：下地めっき層
１４：合金めっき層
３０：コンロッド
３２：コンロッド本体部
３４：小端部
３６：大端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】