滑动构件、滚动轴承及保持器的制作方法

本发明涉及滑动构件、滚动轴承及保持器，特别涉及滑动构件表面的耐磨损性优异、能够长期维持其优异的耐磨损性的滑动构件例如滚动轴承用保持器、使用有该保持器的滚动轴承。

背景技术：

对滚动轴承、保持器等的滑动面供给润滑油、润滑脂等来减小滚动摩擦或滑动摩擦。另外，对滑动面进行了用于进一步提高滑动性的表面处理。表面处理之一有形成氟系树脂被膜的方法。例如已知如下方法：通过对在滑动构件的滑动部所形成的聚四氟乙烯(以下称为ptfe)被膜照射50～250kgy的放射剂量的放射线，提高耐磨损性及与基材的密合性(专利文献1)。

已知如下的改性氟树脂被覆材料的制造方法：在选自聚酰亚胺树脂、铜、铝和它们的合金等金属材料、陶瓷和玻璃中的、耐热性优异的基材的表面形成氟树脂的被膜、在氟树脂的熔点以上的温度下照射电离性放射线(专利文献2)。

作为无润滑轴承、动密封等中所使用的由氟树脂构成的滑动构件，已知将氟树脂加热到其结晶熔点以上、在氧不存在的基础上在照射线量1kgy～10mgy的范围内照射了电离性放射线的氟树脂(专利文献3)。

已知以下的膜或片状制品：其为由ptfe构成的膜或片状倾斜材料与选自铝、铁、不锈钢、聚酰亚胺和陶瓷中的基材层叠而成的膜或片状制品，在该材料的不与基材相接的一面以及其附近层存在的聚合物具有三维结构，在该材料的与基材相接的另一面以及其附近层存在的聚合物具有二维结构，在该一面与该另一面之间存在的聚合物的三维结构的含有率连续地变化，该材料的厚度为5～500μm(专利文献4)。

作为表面的润滑性和涂膜密合性耐受长期的使用的具有耐久性的滑动板用涂装金属板，已知下述滑动板用涂装金属板：在限定了的基质树脂中使适量的氟树脂粉末分散，根据烧结条件，使涂膜中的氟树脂粉末的分布成为表层侧一半的氟树脂浓度rs与金属板3侧一半的氟树脂浓度rb之比为rs/rb＝3.0以下(专利文献5)。

另一方面，有在汽车、摩托车等的发动机中使用的滚动轴承，特别是带有保持器的针状滚子轴承，为了防止该保持器表面的烧结，在保持器表面进行了镀银。该带有保持器的针状滚子轴承由等间隔地保持针状滚子的压制金属保持器所构成，对该保持器的表面全体实施了镀银(专利文献6)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-155443号公报

专利文献2：日本特开2002-225204号公报

专利文献3：日本特开平9-278907号公报

专利文献4：日本专利第5454903号公报

专利文献5：日本特开平8-183137号公报

专利文献6：日本专利第5189427号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

但是，就专利文献1中所示的制造方法而言，由于在无润滑下、低面压的条件下使用，因此是提高与基材的密合性的方法，在各种设备的滑动面所需要的润滑油中、高滑动速度、高面压的条件的情况下应用是困难的。

就专利文献2中记载的氟树脂被膜而言，以使氟树脂的交联反应和氟树脂与基材表面的化学反应同时地发生、由此实现两者的牢固的粘接为目的；在滚动轴承、保持器等的铁基材的情况下，发生与基材表面的化学反应是困难的，存在不能实现牢固的粘接这样的问题。

就专利文献3中记载的滑动构件而言，涉及在无润滑轴承、动密封等中使用、不是被膜的形状、由氟树脂构成的滑动构件。因此，作为被覆材料的特性不清楚，进而在需要润滑油中、高滑动速度、高面压的滚动轴承用途中应用是困难的。

就专利文献4中记载的被膜而言，也与用专利文献1中记载的方法所制造的被膜同样，为平板试验片、低面压、低滑动速度、无润滑下的评价，在保持器试验片、高面压、高滑动速度、油润滑下是否能够使用，尚属未知。

就专利文献5中记载的涂装金属板而言，对于在高面压、高滑动速度、油润滑下等环境下所使用的保持器、轴承等是否能够使用，也尚属未知。

在专利文献6中记载的施以银镀层的保持器中，要求滑动面的磨损量的经时变化更小的保持器，需要替代银镀的滑动材料。另外，就镀银而言，具有由于发动机油中所含的硫成分而硫化这样的问题。如果对保持器表面施以的银镀层进行硫化，则从保持器发生剥离、脱落，保持器的基底露出。

本发明为了应对这样的问题而完成，目的在于提供与基材的密合性优异、且耐久性优异的滑动构件、特别是具有在润滑油中、高滑动速度、高面压的条件下滑动性也优异的滑动面的滑动构件、滚动轴承及保持器。

用于解决课题的手段

本发明的滑动构件是在基材表面具有滑动层的滑动构件。上述滑动层为由树脂组合物制成的滑动层，该树脂组合物是氟树脂与耐热性树脂的混合树脂组合物。就上述耐热性树脂的含有比例而言，相对于混合树脂组合物全体的配合比例，与滑动层的表面侧相比更多地在基材侧含有，就氟树脂的含有比例而言，同样地，与基材侧相比更多地在滑动层的表面侧含有。另外，其特征在于，上述氟树脂具有至少使上述滑动层的表面及其附近交联了的三维结构。特别地，其特征在于，上述氟树脂是(1)具有使滑动层的表面及其附近交联了的三维结构、具有基材侧的面及其附近未交联的二维结构的氟树脂，优选具有从上述三维结构向上述二维结构连续地变化的倾斜结构，或者是(2)从上述滑动层表面到基材面交联了的交联氟树脂层。

予以说明，具有使滑动层的表面及其附近交联了的三维结构并不限定于滑动层中的该部分全体只由三维结构的氟树脂构成，在不损害三维结构的特征的范围内，在该部分中可含有一部分二维结构的氟树脂。同样地，具有基材侧的面及其附近未交联的二维结构并不限定于滑动层中的该部分全体只由二维结构的氟树脂构成，在不损害二维结构的特征的范围内，在该部分可包含一部分三维结构的氟树脂。另外，本发明中的附近是指与对象面相距不到2.5μm的层。

其特征在于，构成本发明的滑动构件的基材为铁系金属材料。另外，其特征在于，该氟树脂为ptfe树脂。进而，其特征在于，该耐热性树脂为在非质子极性溶剂中溶解的芳香族系树脂。

本发明的铁系金属材料制保持器为保持滚动轴承的滚动体的保持器，其特征在于，该铁系金属材料制保持器由上述本发明的滑动构件形成。特别地，其特征在于，是保持在油润滑环境下所使用的滚动轴承的滚动体的滚动轴承用保持器。

另外，本发明的滚动轴承，其特征在于，是使用有上述本发明的铁系金属材料制保持器的滚动轴承。

发明的效果

就本发明的滑动构件而言，由于是由在滑动层的表面大量地含有氟树脂、在基材侧的面大量地含有耐热性树脂的树脂组合物制成的滑动层，上述氟树脂的至少上述滑动层的表面及其附近具有被交联的三维结构，因此成为与基材的密合性优异、且耐久性优异的滑动构件。特别地，在润滑油中、高滑动速度、高面压的条件下也能够抑制磨损、能够长期地维持滑动部件及轴承的寿命。就通过该滑动构件所形成的铁系金属材料制保持器而言，与具有银镀层的保持器相比，显示同等以上的滑动性。另外，就使用有该铁系金属材料制保持器的滚动轴承而言，作为在润滑油中所使用的连杆用滚动轴承，在润滑油中的滑动性优异。

附图说明

图1为滑动构件的截面图。

图2为另一滑动构件的截面图。

图3为另一滑动构件的截面图。

图4为将针状滚子作为滚动体的滚动轴承用保持器的立体图。

图5为表示针状滚子轴承的立体图。

图6为4循环发动机的纵截面图。

图7为表示磨损量试验装置的图。

具体实施方式

本发明的滑动构件具有在基材上所形成的滑动层。该滑动层的表面层附近由被交联的交联氟树脂层构成。

作为基材，可列举出铝材、铁系金属材料、聚酰亚胺材料或陶瓷材料等。这些中，作为滚动轴承用保持器，优选铁系金属材料。

就铁系金属材料而言，可列举出在滚动轴承等中所使用的轴承钢、渗碳钢、机械结构用碳钢、冷轧钢、或热轧钢等。铁系金属材料在加工成滑动构件的形状后，通过进行淬火回火处理，调整到规定的表面硬度。例如在使用有铬钼钢(scm415)的铁系金属材料制保持器的情况下，优选使用将hv值调整到484～595的铁系金属材料。

将本发明的滑动构件中的滑动层的截面图示于图1。图1为滑动层的表面及其附近区域的氟树脂具有三维结构的例子。

如图1中所示那样，构成滑动构件1的滑动层2形成于铁系金属材料3的表面。滑动层2为氟树脂与耐热性树脂的混合树脂组合物，与混合树脂组合物的全体的配合比例相比，耐热性树脂更大量地在基材层侧区域4含有。另外，与混合树脂组合物的全体的配合比例相比，氟树脂更大量地在滑动层的表面侧区域5含有。另外，就氟树脂而言，至少在滑动层的表面及其附近区域t2具有三维结构。基材层侧具有未交联的二维结构。

图2为氟树脂具有从三维结构向二维结构连续地变化的倾斜结构的例子。滑动层2为氟树脂与耐热性树脂的混合树脂组合物，与混合树脂组合物的全体的配合比例相比，耐热性树脂更大量地在基材层侧区域4含有，氟树脂更大量地在滑动层的表面侧区域5含有。另外，从滑动层2的层厚度t1的表面5a侧向基材侧4a的面，具有氟树脂的高分子结构从三维结构向二维结构连续地变化的倾斜结构。

即，就作为交联氟树脂层的滑动层2而言，由作为具有三维结构的交联层的表面侧区域5及作为具有二维结构的未交联层的基材层侧区域4所构成。就该滑动层2而言，在与金属基材3不相接的表面5a及其附近所存在的氟树脂具有由三维结构构成的交联结构，在该氟树脂层的与金属基材3相接的面4a及其附近所存在的氟树脂具有由二维结构构成的未交联结构，在表面5a与基材侧的面4a之间所存在的氟树脂的三维结构的含有率连续地变少。

图3为具有从滑动层的表面到基材面被交联的氟树脂的例子。

如图3中所示那样，构成滑动构件1的滑动层2形成于铁系金属材料3的表面。滑动层2为氟树脂与耐热性树脂的混合树脂组合物，与混合树脂组合物的全体的配合比例相比，耐热性树脂更大量地在基材层侧区域4含有，氟树脂更大量地在滑动层的表面侧区域5含有。另外，就氟树脂而言，具有从滑动层表面5a到基材面4a被交联的三维结构。

在形成氟树脂与耐热性树脂的混合树脂组合物的被膜时，就耐热性树脂的含有比例而言，与滑动层的表面侧相比，更多地在基材侧含有，就氟树脂的含有比例而言，与基材侧相比，更多地在滑动层的表面侧含有，这是基于以下的原因。

在由水系或溶剂系涂布液形成涂膜时，在耐热性优异的同时，在涂膜形成时耐热性树脂成为液体，而氟树脂为分散的状态。因此，表面能小的氟树脂分布于滑动层表面侧，表面能比氟树脂大的耐热性树脂分布于基材侧。由于在氟树脂大量地分布于表面的状态下形成被膜，因此表面的润滑性优异。另外，由于耐热性树脂大量地分布于基材侧，因此形成与基材的密合性优异的滑动层。通过使表面侧的氟树脂层被交联，滑动特性进一步提高。另外，由于树脂被膜内的耐热性树脂在基材侧含量多地进行分布，因此放射线难以到达，难以发生耐热性树脂的劣化，因此密合性没有降低。

在图1～图3中，滑动层2的层厚度t1为5μm以上且不到40μm，优选为15μm以上且不到30μm。如果层厚度不到5μm，则由于因被膜的密合不良所导致的剥离、初期磨损的磨损，金属基材有可能露出。如果为40μm以上，则有可能在被膜形成时产生裂纹、运转中剥离而润滑状态恶化。通过使层厚度成为5μm以上且不到40μm的范围，能够防止因初期磨损所导致的金属基材的露出，能够长期地防止运转中的剥离。

就氟树脂而言，只要是能够在基材的表面形成涂膜的分散液或溶液，就能够使用。作为分散液，优选在水系涂布液中能够以粒子状分散的氟树脂。作为氟树脂，可列举出ptfe树脂、四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物等。这些树脂能够单独使用，也能够作为混合物使用。另外，在这些中，优选耐热性及滑动性优异的ptfe。

构成滑动层的耐热性树脂是在基材表面将分散液和/或溶液进行涂布·干燥后、烧成而形成滑动层时不热分解的树脂。在此，所谓不热分解，是在进行烧成的温度及时间内没有开始热分解的树脂。就热分解的开始而言，能够通过例如tg等热分解装置来测定。

作为非质子极性溶剂，可列举出n-甲基-2-吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二乙基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等。这些中，优选沸点为202℃、与水以任意的比例混合的n-甲基-2-吡咯烷酮。

作为在上述非质子极性溶剂中溶解的芳香族系树脂，可列举出芳香族聚酰胺酰亚胺树脂、溶剂可溶性芳香族聚酰亚胺树脂、溶剂可溶性芳香族聚酰胺树脂、芳香族聚苯并咪唑树脂、芳香族聚苯并噁唑树脂、聚醚砜树脂等，它们能够单独地使用，也能够混合使用。这些中，优选芳香族聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚砜树脂，特别优选溶剂可溶性及被膜的耐热性优异的芳香族聚酰胺酰亚胺树脂。

芳香族聚酰胺酰亚胺树脂是在分子内具有芳香环、酰亚胺键和酰胺键的树脂。这样的芳香族系聚酰胺酰亚胺树脂有由芳香族伯二胺例如二苯基甲烷二胺与芳香族三元酸酐例如偏苯三酸酐的单或二酰卤衍生物所制造的聚酰胺酰亚胺、由芳香族三元酸酐与芳香族二异氰酸酯化合物例如二苯基甲烷二异氰酸酯所制造的聚酰胺酰亚胺等，进而，作为与酰胺键相比使酰亚胺键的比率增大了的聚酰胺酰亚胺，有由芳香族、脂肪族或脂环族二异氰酸酯化合物与芳香族四元酸二酐和芳香族三元酸酐所制造的聚酰胺酰亚胺等，所有的聚酰胺酰亚胺树脂都能够使用。

作为能够在上述芳香族系树脂中并用的树脂，可列举出环氧树脂、聚酯树脂、醚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚醚醚酮树脂、有机硅树脂等。另外，能够并用防止氟树脂形成涂膜时的收缩的氨基甲酸酯树脂、丙烯酸系树脂。

就形成滑动层的混合树脂组合物中的氟树脂与耐热性树脂的混合比例而言，将氟树脂及耐热性树脂的合计设为100质量份，则耐热性树脂的比例为1～90质量份，优选为5～85质量份，更优选为10～80质量份。如果耐热性树脂的比例不到1质量份，则金属基材与氟树脂的线膨胀系数之差变大，对滑动层施加拉伸应力，在表面容易产生裂纹。另外，如果耐热性树脂的比例超过90质量份，则氟树脂的比例变少，滑动性变得不充分。

制作将上述氟树脂和上述耐热性树脂混合的水系涂布液或溶剂系涂布液，将该涂布液在基板上进行涂布·干燥后烧成，能够制作未交联前的混合树脂组合物被膜。

就水系涂布液而言，通过在作为主溶剂的水中使氟树脂及耐热性树脂的微粒分散而得到。作为溶剂，优选配合使耐热性树脂溶解、同时与水以任意的比例混合的n-甲基-2-吡咯烷酮等非质子系极性溶剂。

就溶剂系涂布液而言，通过在使耐热性树脂溶解的有机溶剂中使氟树脂溶解或分散而得到。作为有机溶剂，优选上述非质子系极性溶剂。

在上述涂布液中，可将聚氧乙烯烷基醚等非离子表面活性剂、炭黑等无机颜料等配合在溶剂中。另外，能够配合消泡剂、干燥剂、增稠剂、流平剂、防收缩剂(ハジキ防止剤)等。

就电子束照射前的混合树脂组合物被膜而言，能够使用在使上述耐热性树脂在非质子极性溶剂中溶解而成的树脂溶液中将氟树脂溶解的溶剂系涂布液、或者使氟树脂的微粒分散而成的分散型涂布液，涂布·干燥后进行烧成而制造。如上述那样，在形成该混合树脂组合物被膜的过程中，通过氟树脂分布于滑动层表面侧、耐热性树脂分布于基材侧，得到与基材的密合性优异、同时滑动性优异的被膜。

以下对于在铁系金属材料表面具有滑动层的滑动构件的制造方法进行说明。

(1)铁系金属材的表面处理工序

就铁系金属材料而言，优选：在滑动层形成前采用喷砂处理等，预先将金属材料表面的粗糙度(ra)调整到1.0～2.0μm，然后，使其在石油挥发油等有机溶剂内浸渍，进行5分钟～1小时左右超声波脱脂。

(2)上述涂布液的涂装工序

在将上述涂布液涂装之前，例如，为了提高水分散液的分散性，使用球磨机，例如以40rpm使其旋转1小时，进行再分散。在没有将基底层烧成而被干燥了的基底层表面，使用100目的金属网将该被再分散了的水系涂布液过滤，使用喷涂法进行涂装。

(3)上述涂布液的干燥工序

将涂布液涂布后干燥。作为干燥条件，例如优选在90℃的恒温槽内30分钟左右的干燥。干燥后的混合树脂组合物层的层厚度为5～40μm，优选为10～20μm的范围内。如果不到5μm，则由于因被膜的密合不良所导致的剥离、初期磨损的磨损，金属基材有可能露出。如果超过40μm，则有可能在被膜形成时发生裂纹、在运转中剥离而润滑状态恶化。通过使层厚度成为5～40μm的范围，能够防止初期磨损导致的金属基材的露出，能够长期地防止运转中的剥离。

予以说明，作为上述水系涂布液的涂装方法，除了喷涂法以外，浸渍法、毛刷涂布法等，只要能够形成被膜，就能够使用。如果使被膜的表面粗糙度、涂布形状尽可能变小，考虑层厚度的均一性，优选喷涂法。

(4)混合树脂组合物层被膜的烧成工序

在混合树脂组合物层的干燥后，在加热炉内、空气中所配合的氟树脂的熔点以上的温度、优选(熔点(tm)+30℃)～(熔点(tm)+100℃)、5～40分钟的范围内将混合树脂组合物层烧成。在所配合的氟树脂为ptfe的情况下，优选在380℃的加热炉内烧成30分钟。

(5)表面氟树脂层的交联工序

对于烧成后的被膜，在照射温度从比配合的氟树脂的熔点低30℃的温度至比该熔点高50℃的温度以下、优选从比氟树脂层的熔点低20℃的温度至比该熔点高30℃的温度以下，另外，照射放射剂量为超过250kgy且750kgy以下，照射放射线，使氟树脂层交联。作为放射线，能够使用α射线(从进行α衰变的放射性核种所放出的氦-4的原子核的粒子线)、β射线(从原子核所放出的阴电子和阳电子)、电子束(具有大致一定的动能的电子束；一般将热电子在真空中加速而作成)等粒子线；γ射线(通过原子核、基本粒子的能级间的跃迁、基本粒子的对消灭、对生成等所放出·吸收的波长短的电磁波)等电离放射线。这些放射线中，从交联效率、操作性的观点出发，优选电子束及γ射线，更优选电子束。特别是电子束，具有电子束照射装置容易得到、照射操作简单、能够采用连续的照射工序等优点。

如果照射温度为比氟树脂的熔点低30℃的温度至比该熔点高50℃的温度以下的温度范围以外，则氟树脂的交联没有充分地进行。氟树脂的高硬度化没有充分地进行。另外，就照射气氛而言，为了有效地进行交联，需要通过抽真空、非活性气体注入来降低照射区域的氧浓度。氧浓度的范围优选0～300ppm。为了将氧浓度维持在以上的浓度范围，从操作性、成本方面的观点出发，优选利用氮气注入的非活性气氛。

如果照射放射剂量为250kgy以下，则交联变得不充分，磨损量大，有时金属基材露出。另外，如果照射放射剂量超过750kgy，则交联过度地进行，被膜的硬度上升，因此脆化，有时容易发生剥离等被膜损伤。

在使氟树脂交联而形成滑动层的表面及其附近具有交联了的三维结构、滑动层的基材侧的面及其附近具有未交联的二维结构的倾斜材料的情况下，照射时的加速电压为40kv以上且不到500kv，优选为50～100kv。如果不到40kv，则氟树脂层的表面层附近的交联不充分，如果为500kv以上，则交联在氟树脂层全体进行。如果将放射线照射于氟树脂层，则在氟树脂内部放射线的强度衰减，因此利用放射线充分地到达照射了放射线的表面附近但放射线没有到达另一面，能够形成氟树脂层的表面附近区域及作为倾斜材料的交联结构。

另一方面，为了使氟树脂交联而形成从滑动层表面到基材面被交联的交联氟树脂层，照射时的加速电压为500kv以上，优选为800～1200kv。如果用该加速电压将放射线照射于氟树脂层，则放射线到达从所照射的表面至基材面的全部层面，得到从表面到基材面被交联的交联氟树脂层。

对于氟树脂层的表面层附近具有交联结构，能够如以下那样确认。一般地，氟系树脂、特别是聚四氟乙烯树脂在化学上非常地稳定，对于有机溶剂等也极其稳定，因此鉴定分子结构或分子量等是困难的。但是，通过利用固体¹⁹f魔角自旋(mas)核磁共振(nmr)法(高速魔角核磁共振)的测定以及解析，可以鉴定滑动层的交联结构。

例如，就交联ptfe树脂而言，与未交联ptfe树脂相比，在固体¹⁹f魔角自旋(mas)核磁共振(nmr)图中出现的化学位移值(δppm)除了未交联ptfe树脂的-82ppm、-122ppm、-126ppm以外，还出现选自-68ppm、-70ppm、-77ppm、-80ppm、-109ppm、-112ppm、-152ppm及-186ppm中的至少1个化学位移值，或者在-82ppm出现的化学位移值的信号强度与未交联ptfe树脂的信号强度相比增加。通过这些化学位移值的测定以及解析，能够鉴定在表面层附近或基材侧存在的ptfe树脂的交联结构。

将在作为主溶剂的水中使氟树脂的微粒分散而成的水系涂布液通过在90℃的恒温槽内30分钟左右的干燥条件涂布后干燥后，在空气中在380℃的加热炉内烧成30分钟，制作厚4μm的未交联氟树脂被膜。使5张该膜密接地层叠，从一面用40kv的加速电压以750kgy的照射放射剂量进行了电子束照射。照射后，将氟树脂被膜分离，对于各个膜，使用日本电子株式会社制nmr装置jnm-ecx400，按照上述实验例，进行nmr测定。就测定的结果而言，从照射面向在照射的相反侧的面所存在的膜，与交联所相伴的信号强度降低，可知具有倾斜结构。

另外，准备将5张上述厚4μm的未交联氟树脂被膜密接地层叠的层叠膜。从该膜的一面以1.16mv的加速电压用500kgy的照射放射剂量进行了电子束照射。照射后,将氟树脂被膜分离，对于各个膜，使用日本电子株式会社制nmr装置jnm-ecx400，按照上述实验例，进行nmr测定。就测定的结果而言，从照射面到在照射的相反侧的面所存在的膜，发现与交联所相伴的信号强度，可知从照射面到背面具有交联结构。

在构成滑动构件的铁系金属基材的厚度薄的情况下，就由混合树脂组合物构成的滑动层而言，通过耐热性树脂的配合，与氟树脂单独相比，线膨胀系数变得与铁系金属基材的线膨胀系数接近。例如，就线膨胀系数(×10^-5/k)而言，铁为1.21，ptfe为10.0，芳香族聚酰胺酰亚胺树脂为3.06，因此混合树脂组合物的线膨胀系数接近铁。其结果，能够防止滑动层表面的翘曲、被膜的裂纹。

就具有上述滑动层的铁系金属材料而言，由于滑动层与铁系金属材料的密合性优异，另外，滑动面在油中耐磨损性也优异，因此能够适合用于铁系金属材料制保持器、具有该保持器的滚动轴承。特别是为在油中使用、将针状滚子作为滚动体的滚动轴承即发动机的连杆大端部轴承、连杆小端部轴承或曲轴支承轴的情况下优选。

另外，就由混合树脂组合物构成的滑动层而言，如上述那样，由于形成氟树脂被膜时的线膨胀系数接近于铁系金属基材，因此例如能够适合应用于基材的厚度为50μm的推力箔片轴承。在该推力箔片轴承中，如果滑动层为单独的ptfe树脂，则发现被膜的剥离等密合性差，另外，发生轴承面大幅地翘曲等不利情形，但对于由混合树脂组合物构成的滑动层，没有发现这些不利情形。

将具有上述滑动层的滚动轴承用保持器的结构示于图4中。图4为使针状滚子作为滚动体的滚动轴承用铁系金属制保持器的立体图。

就保持器6而言，设置用于保持针状滚子的兜孔7，用位于各兜孔之间的柱部8和固定该柱部8的两侧环部9、10来保持各针状滚子的间隔。由于柱部8保持针状滚子，因此在柱部的中央部弯曲成凸起的折痕·凹下的折痕(山折·谷折)，形成在与两侧环部9、10的结合部具有平面视圆形的鼓起的平板的复杂的形状。就本保持器的制造方法而言，能够采用从型材坯料削出环，通过压制加工采用冲切形成兜孔7的方法；对平板进行压制加工后，切断成适当的长度，以环状进行弄圆，通过焊接进行接合的方法等。在该保持器6的表面部位形成了氟树脂被膜的滑动层。形成滑动层的保持器的表面部位是与润滑油或润滑脂接触的部位，优选在包含与针状滚子接触的兜孔7的表面的保持器6的整个表面形成滑动层。

图5为表示作为滚动轴承的一实施例的针状滚子轴承的立体图。如图5中所示那样，针状滚子轴承11由多个针状滚子12、将该针状滚子12以一定间隔或不等间隔保持的保持器6所构成。在发动机的连杆部用轴承的情况下，没有设置轴承内圈和轴承外圈而直接地将曲轴、活塞销等的轴插入到保持器6的内径侧，将保持器6的外径侧嵌入到作为外壳的连杆的配合孔而使用。由于不具有内外圈，将直径比长度小的针状滚子12用作滚动体，因此该针状滚子轴承11与具有内外圈的一般滚动轴承相比，成为小型的滚子轴承。

将使用有上述针状滚子轴承的4循环发动机的纵截面图示于图6中。图6是使用有针状滚子轴承作为本发明的滚动轴承的一例的4循环发动机的纵截面图。4循环发动机具有：打开吸气阀13a、关闭排气阀14a而将汽油和空气混合而成的混合气经由吸气管13吸入燃烧室15的吸入行程；关闭吸气阀13a而将活塞16顶上去来压缩混合气的压缩行程；使被压缩的混合气爆发的爆发行程；和打开排气阀14a将被爆发的燃烧气体经由排气管14排气的排气行程。而且，具有：在这些行程中通过燃烧来进行直线往复运动的活塞16；输出旋转运动的曲轴17和将活塞16与曲轴17连接、将直线往复运动变换为旋转运动的连杆18。曲轴17以旋转中心轴19为中心进行旋转，通过平衡重20来取得旋转的平衡。

连杆18由在直线状棒体的下方设置大端部21、在上方设置小端部22的连杆所构成。就曲轴17而言，经由安装于连杆18的大端部21的配合孔的针状滚子轴承11a而被旋转自由地被支承。另外，就将活塞16与连杆18连结的活塞销23而言，经由安装于连杆18的小端部22的配合孔的针状滚子轴承11b而旋转自由地被支承。

通过使用滑动性优异的针状滚子轴承，即使是小型化或高输出功率化的2循环发动机、4循环发动机，耐久性也优异。

图5中，作为轴承，对于针状滚子轴承进行了例示，但本发明的滚动轴承也能够作为上述以外的圆筒滚子轴承、圆锥滚子轴承、自动调心滚子轴承、针状滚子轴承、推力圆筒滚子轴承、推力圆锥滚子轴承、推力针状滚子轴承、推力自动调心滚子轴承、箔片轴承等使用。特别地，能够适合在油润滑环境下所使用、使用铁系金属材料制保持器的滚动轴承中使用。

另外，就具有上述滑动层的铁系金属材料而言，在由基油和增稠剂构成的润滑脂润滑下耐磨损性也优异，因此能够适合用于铁系金属材料制保持器、具有该保持器的滚动轴承。就润滑脂而言，由于因高速旋转时的发热所导致的轴承的升温、因由钢制成的滚动体及保持器的摩擦而产生的金属磨损粉混入，劣化。对此，通过将本发明的滑动层设置于相互滑动的铁系金属材料的至少一方，与铁之间相互滑动的情形相比，能够抑制金属磨损粉的经时的增加量(在润滑脂中的混入量)。其结果，能够抑制润滑脂的劣化，能够延长润滑脂的润滑寿命。

作为被润滑脂润滑的轴承的一例，就铁道车辆的主电动机用的轴承而言，由于与起因于温度变化的主轴的轴方向上的膨胀及收缩对应，因此使用球轴承作为固定侧的轴承，另一方面，作为自由侧的轴承，使用可与主轴的膨胀及收缩对应的圆筒滚子轴承。就固定侧的球轴承而言，例如为深沟球轴承，具有钢球和铁板波型保持器。另外，自由侧的圆筒滚子轴承具有钢制的圆筒滚子和黄铜揉拔保持器。在将这些主电动机用轴承在高温、高速旋转下使用的情况下，例如，将具有锂皂和矿物油的润滑脂用作润滑剂。

就这样的铁道车辆的主电动机用轴承中的润滑脂的润滑寿命而言，相对于轴承的滚动疲劳寿命而言，短，因此现在在每个规定的行走距离所实施的车辆的分解检查中，进行润滑脂的重装作业(维护)。另外，在现状的维护周期中，由于上述的理由等，也多是发生润滑脂的劣化。通过将本发明的滚动轴承作为该轴承来应用，能够延长润滑脂的润滑寿命，能够延长上述维护周期。

实施例

实施例1～实施例5

准备淬火回火处理了的铬钼钢(scm415)制φ44mm×宽22mm的滚针轴承保持器(基材表面硬度hv：484～595)，使用表1中所示的涂布液将成为表面滑动层的涂膜进行了涂布·干燥·烧成。就干燥时间而言，在90℃的恒温槽内干燥30分钟，在加热炉内在表1中所示的烧成温度下烧成30分钟。表1中，pai表示芳香族聚酰胺酰亚胺树脂，pes表示聚醚砜树脂。

然后，在以下的条件下对保持器从ptfe树脂层表面侧进行了电子束照射。

使用装置：株式会社nhvコーポレーション社制eps-3000

加速电压：1.16mv

照射放射剂量：500kgy、750kgy

照射时的被膜温度：310℃

照射时的腔室内气氛：加热氮

用以下的方法对被表面处理了的上述滚针轴承保持器进行了评价。将磨损量试验装置的概要示于图7中。

在将suj2制、淬火回火处理hrc62、凹部表面粗糙度0.1～0.2μmra的凹状配对材料(相手材)24用规定的负荷25压靠于从垂直方向安装于旋转轴的保持器6的状态下，通过与旋转轴一起使保持器6旋转，评价对保持器6表面施加的被膜的摩擦特性，测定了磨损量。测定条件为负荷：440n、润滑油：矿物油(10w-30)、滑动速度：930.6m/分、测定时间：20小时。另外，通过用目视观察此时的剥离量，由此对于ptfe被膜的密合性进行了评价。就剥离量而言，以比较例1为基准，将最大剥离部位的剥离面积大的情形记为×，将小的情形记为○。予以说明，凹r部半径用比保持器半径大20～55μm的尺寸设定。润滑油使用有浸渍到保持器的一半的高度的量。将结果示于表1。

比较例1

除了没有使树脂组合物为氟树脂与耐热性树脂的混合树脂组合物地形成实施例1中使用的氟树脂单独的被膜以外，得到了与实施例1相同的滚针轴承保持器。与实施例1同样地进行了评价。将结果示于表1中。

比较例2

除了没有使树脂组合物为氟树脂与耐热性树脂的混合树脂组合物地形成实施例1中使用的芳香族聚酰胺酰亚胺树脂单独的被膜、没有进行电子束照射以外，得到了与实施例1相同的滚针轴承保持器。与实施例1同样地进行了评价。将结果示于表1中。应予说明，由于磨损量大，因此中止了剥离量评价。

[表1]

实施例6～实施例10

准备进行了淬火回火处理的铬钼钢(scm415)制φ44mm×宽22mm的滚针轴承保持器(基材表面硬度hv：484～595)，使用表2中所示的涂布液将成为表面滑动层的涂膜进行了涂布·干燥·烧成。就干燥时间而言，在90℃的恒温槽内干燥30分钟，在加热炉内在表2中所示的烧成温度下烧成了30分钟。表2中，pai表示芳香族聚酰胺酰亚胺树脂，pes表示聚醚砜树脂。

然后，在以下的条件下对保持器从ptfe树脂层表面侧进行了电子束照射。

使用装置：浜松ホトニクス株式会社制eb发动机

加速电压：70kv

照射放射剂量：700kgy、750kgy

照射时的被膜温度：340℃

照射时的腔室内气氛：加热氮

用与实施例1相同的方法对表面处理过的上述滚针轴承保持器进行了评价。就剥离量而言，以比较例3为基准，将最大剥离部位的剥离面积大的情形记为×，将小的情形记为△，将更小的情形记为○。另外，同时示出磨损试验后的外观照片。将结果示于表2。

比较例3

除了没有使树脂组合物为氟树脂与耐热性树脂的混合树脂组合物地形成了实施例6中使用的氟树脂单独的被膜以外，得到了与实施例6相同的滚针轴承保持器。与实施例6同样地进行了评价。将结果示于表2中。

比较例4

除了没有使树脂组合物为氟树脂与耐热性树脂的混合树脂组合物地形成实施例6中使用的芳香族聚酰胺酰亚胺树脂单独的被膜、没有进行电子束照射以外，得到了与实施例6相同的滚针轴承保持器。与实施例6同样地进行了评价。将结果示于表2中。应予说明，由于磨损量大，因此中止了剥离量评价。

[表2]

产业上的可利用性

本发明在润滑油中、高滑动速度、高面压的条件下也能够抑制磨损，得到滑动构件，因此特别是能够在使用有铁系金属材料制保持器的在润滑油中所使用的保持器及使用有该保持器的滚动轴承的领域中使用。

附图标记的说明

1滑动构件

2滑动层

3铁系金属材料

4基材层侧区域

5表面侧区域

6保持器

7兜孔

8柱部

9环部

10环部

11针状滚子轴承

12针状滚子

13吸气管

14排气管

15燃烧室

16活塞

17曲轴

18连杆

19旋转中心轴

20平衡重

21大端部

22小端部

23活塞销

24凹状配对材料

25负荷