DE102018100358A1

DE102018100358A1 - Schmierfettzusammensetzung, wälzlager und motor

Info

Publication number: DE102018100358A1
Application number: DE102018100358.7A
Authority: DE
Inventors: Yusuke Asai
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2017-01-27
Filing date: 2018-01-09
Publication date: 2018-08-02
Also published as: JP6505757B2; CN108359517A; US20180216026A1; JP2018119090A

Abstract

Eine Schmierfettzusammensetzung, die Folgendes aufweist: ein Grundöl, ein Verdickungsmittel und 0,2 Gewichts-% oder mehr eines Dispersionsmittels. Das Dispersionsmittel umfasst mindestens eines aus einem Metallsalz einer Carbonsäure, einem Metallsalz einer Polycarbonsäure und einem Copolymer eines Carbonsäuremetallsalzes und einer Kohlenwasserstoffverbindung, und das Dispersionsmittel weist einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 µm oder mehr und 5 µm oder weniger auf. Das Metallsalz der Carbonsäure, das Metallsalz der Polycarbonsäure und das Carbonsäuremetallsalz, das das Copolymer des Carbonsäuremetallsalzes und der Kohlenwasserstoffverbindung bildet, kann ein Alkalimetallsalz, das mindestens eines aus einem Natriumsalz, einem Lithiumsalz und einem Kaliumsalz umfasst, oder ein Erdalkalimetallsalz, das mindestens eines aus einem Magnesiumsalz und einem Calciumsalz umfasst, sein.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmierfettzusammensetzung, ein Wälzlager und einen Motor.
Beschreibung des Stands der Technik
Eine Schmierfettzusammensetzung wird für die Schmierung in einem Wälzlager verwendet, das bei einen Lüftermotor und dergleichen von Verbraucherelektronikprodukten und medizinischen Geräten angewendet wird. Die Schmierfettzusammensetzung enthält ein Grundöl, ein Verdickungsmittel und Additive. Beispiele der Schmierfettzusammensetzung umfassen ein Harnstoffschmierfett, das eine Harnstoffverbindung als Verdickungsmittel enthält. Das Harnstoffschmierfett weist eine exzellente Wärmebeständigkeit auf, und somit hat ein Wälzlager, das das Harnstoffschmierfett verwendet, eine exzellente akustische Eigenschaft, selbst wenn das Wälzlager bei einer hohen Temperatur verwendet wird.
Zum Beispiel offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2004-224823 ein Harnstoffschmierfett, das eine Harnstoffverbindung als Verdickungsmittel und mindestens eine(s) aus einer Carbonsäure, eines Carbonsäuresalzes und eines Carbonsäureesters als Additiv (ein Rostinhibitor) in der Schmierfettzusammensetzung enthält, die das Grundöl, das Verdickungsmittel und das Additiv enthält.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2004-339448 offenbart eine Schmierfettzusammensetzung, die das Grundöl enthält, das 30 Gewichts-% oder mehr eines aromatischen Esteröls enthält und 5 Gewichts-% bis 35 Gewichts-% einer Diharnstoffverbindung in der Schmierfettzusammensetzung enthält, die das Grundöl, das Verdickungsmittel und das Additiv enthält.
Für einen Lüftermotor, der bei einem Verbraucherelektronikprodukt und einem medizinischen Gerät verwendet wird, ist die Temperatur in der Nutzungsumgebung aufgrund einer Zunahme der Wärmemenge, die mit einer Hochgeschwindigkeitsdrehung verknüpft ist, höher geworden. Zusammen damit ist auch die Temperatur in der Nutzungsumgebung des Wälzlagers höher geworden. Folglich ist es notwendig, dass das Harnstoffschmierfett die thermische Zersetzung verringert, selbst wenn das Schmierfett bei einer Temperatur verwendet wird, die höher als die Temperatur in der Nutzungsumgebung ist. Zusätzlich ist insbesondere Ruhe für das medizinische Gerät von der Anfangsphase bis zum Ende der Lebensdauer nötig. Das herkömmliche Harnstoffschmierfett weist jedoch eine ungenügende Wärmebeständigkeit auf, und somit koaguliert das Schmierfett schrittweise unter solchen Umgebungen mit hoher Temperatur, so dass sich die akustische Eigenschaft verschlechtert, wenn das Schmierfett für ein Wälzlager verwendet wird. Folglich ist auch eine weitere Verbesserung für die akustische Eigenschaft nötig.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der vorherigen Probleme realisiert worden, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Schmierfettzusammensetzung, die eine geringere thermische Zersetzung hervorruft, wenn die Schmierfettzusammensetzung während einem langen Zeitraum in einer Umgebung mit hoher Temperatur verwendet wird, und ein Wälzlager und einen Motor, die eine exzellente akustische Eigenschaft von der Anfangsphase aufweisen, wenn das Wälzlager und der Motor in der Umgebung mit hoher Temperatur verwendet werden, bereitzustellen.
Eine Schmierfettzusammensetzung gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Grundöl, ein Verdickungsmittel und 0,2 Gewichts-% oder mehr eines Dispersionsmittels, wobei das Dispersionsmittel mindestens eines aus einem Carbonsäuremetallsalz, einem Metallsalz einer Polycarbonsäure und einem Copolymer eines Carbonsäuremetallsalzes und einer Kohlenwasserstoffverbindung umfasst, und das Dispersionsmittel eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,5 µm oder mehr und 5 µm oder weniger aufweist.
Die vorherigen und sonstige Ziele, Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung der vorliegenden Erfindung werden durch Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die den Lüftermotor, der ein Wälzlager aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 ist eine Querschnittsansicht, die das Wälzlager gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 ist eine Grafik, die das experimentelle Ergebnis eines Beispiels der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
4 ist eine Grafik, die das experimentelle Ergebnis eines Beispiels der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
5 ist eine Grafik, die das experimentelle Ergebnis eines Beispiels der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der Schmierfettzusammensetzung, des Wälzlagers und des Motors gemäß der vorliegenden Erfindung werden ausführlich unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht durch die folgenden Ausführungsformen beschränkt. In jeder Zeichnung wird dasselbe Bezugszeichen angemessen demselben oder entsprechenden Element zugeordnet sein und wird die sich überlappende Beschreibung angemessen weggelassen sein.
1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Lüftermotor 10, der ein Wälzlager 20 aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 2 ist eine Querschnittsansicht, die das Wälzlager 20 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Der Lüftermotor 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Rotorwelle 11, Wälzlager 20, einen Stator 12, ein Laufrad 13 und ein Gehäuse 16 auf. Die Rotorwelle 11 wird gehalten, um in der Lage zu sein, von den Wälzlagern 20 gedreht zu werden. Das Laufrad 13 weist ein Rotorgehäuse 14 und Schaufeln 15, die auf dem äußeren Umfang des Rotorgehäuses 14 bereitgestellt sind, auf.
Das Wälzlager 20 weist einen inneren Ring 21, einen äußeren Ring 22, kugelförmige Wälzelemente 23, Rückhalteelemente 24 und Abdichtungselemente 25 auf. Eine Schmierfettzusammensetzung G ist in dem inneren Teil eingekapselt, der von den Abdichtungselementen 25 abgedichtet ist. Das Wälzlager 20 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann nicht nur bei einem Lüftermotor, sondern auch bei anderen Arten von Motoren eingesetzt werden.
Nachfolgend wird die Schmierfettzusammensetzung G gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Schmierfettzusammensetzung G gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Grundöl und ein Verdickungsmittel und enthält ferner mindestens eines aus einem Metallsalz einer Carbonsäure, einem Metallsalz einer Polycarbonsäure und einem Copolymer eines Carbonsäuremetallsalzes und einer Kohlenwasserstoffverbindung als ein Dispersionsmittel. Infolge der intensiven Studien bezüglich der Schmierfettzusammensetzung haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung bestätigt, dass, wenn das Wälzlager, bei welchem die Schmierfettzusammensetzung angewendet wird, in einer Umgebung mit hoher Temperatur (zum Beispiel 140 ° C oder höher) über einen langen Zeitraum verwendet wird, sich die akustische Eigenschaft des Wälzlagers durch eine Vergröberung der Agglomerate in der Schmierfettzusammensetzung verschlechtert. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben auch herausgefunden, dass die Vergröberung von Agglomeraten verringert werden kann, selbst wenn das Wälzlager in der Umgebung mit hoher Temperatur über einen langen Zeitraum verwendet wird, und somit die Verschlechterung der akustischen Eigenschaften durch Aufnehmen mindestens eines beliebigen des Metallsalzes einer Carbonsäure, des Metallsalzes einer Polycarbonsäure und des Copolymers eines Carbonsäuremetallsalzes und einer Kohlenwasserstoffverbindung als das Dispersionsmittel in der Schmierfettzusammensetzung verringert werden kann. Zusätzlich haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass, wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Dispersionsmittels auf 0,5 µm oder mehr und 5 µm oder weniger festgelegt wird, die akustischen Eigenschaften von der Anfangsphase verbessert werden, selbst wenn die Menge des hinzugefügten Dispersionsmittels klein ist. Die Schmierfettzusammensetzung G gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist basierend auf diesem Befund hergestellt.
Die Art des Grundöls ist nicht besonders beschränkt. Synthetische Kohlenwasserstofföle, Alkyletheröle, Alkyldiphenyletheröle, Esteröle, Mineralöle, Fluoröle, Silikonöle und sonstige Öle, welche allgemein als die Schmierfettgrundöle verwendet werden, können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Der Gehalt des Grundöls kann zum Beispiel 70 Gewichts-% oder mehr und 90 Gewichts-% oder weniger betragen.
Beispiele der synthetischen Kohlenwasserstofföle können Poly-α-Olefine, wie zum Beispiel normales Paraffin, Isoparaffin, Polybuten, Polyisobutylen, ein 1-Decen-Oligomer und ein Oligomer von 1-Dezen und Ethylen umfassen. Beispiele der Esteröle können Diesteröle, wie zum Beispiel Dibutylsebacat, Di-2-Ethylhexylsebacat, Dioctylsebacat, Dioctyladipat, Diisodecyladipat, Ditridecyladipat und Ditridecylglutarat, aromatische Esteröle, wie zum Beispiel Trioctyltrimellitat, Tri-2-Ethylhexyltrimellitat, Tridecyltrimellitat, Tetraoctylpyromellitat und Tetra-2-ethylhexylpyromellitat, Polyolesteröle, wie zum Beispiel Trimethylolpropancaprylat, Trimethylolpropanpelargonat, Pentaerythritol 2-Ethylhexanoat und Pentaerythritolpelargonat und Carbonsäureesteröle beinhalten. Beispiele der Alkyldiphenyletheröle können Monoalkyldiphenylether, Dialkyldiphenylether und Polyalkyldiphenylether umfassen. Unter den zuvor beschriebenen Grundölen werden die aromatischen Esteröle bevorzugt und können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Insbesondere wird vorzugsweise ein Grundöl verwendet, das durch Mischen von Tri-2-Ethylhexyltrimellitat und Tetra-2-Ethylhexylpyromellitat präpariert wird.
Als das Verdickungsmittel können Nicht-Harnstoff-Verbindungen und Harnstoffverbindungen verwendet werden. Vom Gesichtspunkt der Wärmebeständigkeit und der akustischen Eigenschaft werden vorzugsweise die Harnstoffverbindungen verwendet. Der Gehalt des Verdickungsmittels kann zum Beispiel im Bereich von 10 Gewichts-% oder mehr und 30 Gewichts-% oder weniger liegen.
Beispiele der Nicht-Harnstoff-Verbindung können Metallseifen und Polytetrafluorethylenharze umfassen. Die Metallseife wird anhand einer aliphatischen Monocarbonsäure, wie zum Beispiel Stearinsäure, oder einer aliphatischen Monocarbonsäure, die mindestens eine Hydroxylgruppe, wie zum Beispiel 12-Hydroxystearinsäure und ein Erdalkalimetallhydroxid, enthält, synthetisiert. Eine komplexe Metallseife, die anhand einer aliphatischen Monocarbonsäure und einer zweibasigen Säure, wie zum Beispiel einer aliphatischen Dicarbonsäure, synthetisiert wird, kann auch verwendet werden.
Als die Harnstoffverbindung können Harnstoffverbindungen, wie zum Beispiel Diharnstoffverbindungen, Triharnstoffverbindungen und Polyharnstoffverbindungen, verwendet werden. Insbesondere werden vom Gesichtspunkt der Wärmebeständigkeit und der akustischen Eigenschaft (Ruhe) vorzugsweise die Diharnstoffverbindungen verwendet. Die Diharnstoffverbindungen können durch folgende Formel (1) dargestellt werden. R₁-NHCONH-R₂-NHCONH-R₃ (1) wobei R_1, R₂ und R₃ Kohlenwasserstoffgruppen sind, die aus aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppen, alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppen und aromatischen Kohlenwasserstoffgruppen ausgewählt sind. Insbesondere können R_1, R₂ und R₃ die aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppen, die alicyclischen Kohlenwasserstuffgruppen oder die aromatischen Kohlenwasserstoffgruppen sein und ist die Kohlenstoffzahl nicht besonders beschränkt. R₂ ist vorzugsweise eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe und bevorzugter eine mono-substituierte oder di-substituierte Phenylgruppe. Als Rohmaterialien, die zum Zeitpunkt der Synthese dieser Harnstoffverbindungen verwendet werden, werden eine Aminverbindung und eine Isocyanatverbindung verwendet. Als die Aminverbindung werden aliphatische Amine, die durch Hexylamin, Octylamin, Dodecylamin, Hexadecylamin, Octadecylamin, Stearylamin und Oleylamin dargestellt sind, cycloaliphatische Amine, die durch Cyclohexylamin dargestellt sind, und zusätzlich aromatische Amine, die durch Anilin, p-Toluidin und Ethoxyphenylamin dargestellt sind, verwendet. Als die Isocyanatverbindung werden Phenylendiisocyanat, Tolylendiisocyanat, Diphenyldiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, Octadecandiisocyanat, Decandiisocyanat und Hexamethylendiisocyanat verwendet. Aliphatisch-aromatische Diharnstoffverbindungen, die anhand von einem aliphatischen Amin und einem aromatischen Amin synthetisiert sind, die als die Amin-Rohmaterialien verwendet werden, und ein aromatisches Isocyanat werden vorzugsweise verwendet.
Wenngleich die Carbonsäure, die bei dem Metallsalz der Carbonsäure verwendet wird, die als das Dispersionsmittel enthalten ist, nicht beschränkt ist, wird eine aliphatische Carbonsäure bevorzugt. Die aliphatische Carbonsäure kann eine gesättigte aliphatische Carbonsäure oder eine ungesättigte aliphatische Carbonsäure sein. Auch ist die Polycarbonsäure, die bei dem Metallsalz der Polycarbonsäure verendet wird, nicht beschränkt und wird die aliphatische Carbonsäure für eine Carbonsäure, die die Polycarbonsäure bildet, bevorzugt. Die aliphatische Carbonsäure kann eine gesättigte aliphatische Carbonsäure oder eine ungesättigte aliphatische Carbonsäure sein. Als die Carbonsäure, die die Polycarbonsäure bildet, werden die ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren geeigneter verwendet. Beispiele der ungesättigten Carbonsäuren umfassen Acrylsäure, Crotonsäure, Isocrotonsäure, 3-Butensäure, Methacrylsäure, Angelicasäure, Tiglinsäure, 4-Pentensäure, 2-Ethyl-2-butensäure, 10-Undecensäure und Ölsäure. Beispiele der gesättigten Dicarbonsäuren umfassen Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure und Sebacinsäure. Beispiele der gesättigten Carbonsäuren umfassen Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Butyrinsäure, Valeriansäure, Capronsäure, Önanthsäure, Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Margarinsäure und Stearinsäure. Beispiele der ungesättigten Dicarbonsäuren umfassen Fumarinsäure, Maleinsäure und Itaconsäure. Die Polycarbonsäure, die aus diesen Carbonsäuren besteht, kann ein Polymer einer Monocarbonsäure oder ein Polymer einer Dicarbonsäure sein. Insbesondere werden Polymere einer ungesättigten Carbonsäure, die eine oder zwei Carbongruppen aufweist, bevorzugt. Die Metallsalze dieser Carbonsäuren können Copolymere mit Kohlenwasserstoffverbindungen bilden. Mit anderen Worten kann die Schmierfettzusammensetzung ein Copolymer eines Carbonsäuremetallsalzes und einer Kohlenwasserstoffverbindung als das Dispersionsmittel enthalten. Die Schmierfettzusammensetzung kann auch dadurch gebildet sein, dass sie mindestens eines aus einem Carbonsäuremetallsalz, einem Metallsalz der Polycarbonsäure und einem Copolymer des Carbonsäuremetallsalzes und der Kohlenwasserstoffverbindung enthält. Bestimmte Beispiele des Carbonsäuremetallsalzes, das das Carbonsäuremetallsalz, das Metallsalz der Polycarbonsäure oder das Copolymer des Carbonsäuremetallsalzes und der Kohlenwasserstoffverbindung bildet, umfassen mindestens ein Salz, das aus Alkalimetallsalzen und Erdalkalimetallsalzen ausgewählt ist. Als die Alkalimetallsalze werden Natriumsalze, Lithiumsalze, Kaliumsalze und dergleichen bevorzugt. Als die Erdalkalimetallsalze werden Magnesiumsalze, Calciumsalze und dergleichen bevorzugt. Beispiele der Kohlenwasserstoffverbindung zum Polymerisieren (Polymerisationsreaktion) mit dem Carbonsäuremetallsalz in dem Copolymer des Carbonsäuremetallsalzes und der Kohlenwasserstoffverbindung umfassen Isobutylen, Propylen, Isopren und Butadien.
Als das gewichtsmittlere Molekulargewicht der Polycarbonsäure ist das gewichtsmittlere Molekulargewicht (Mw) hinsichtlich des Polyethylenglycols, das durch Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) gemessen wird, vorzugsweise 5.000 oder mehr und 200.000 oder weniger, bevorzugter 7.000 oder mehr und 80.000 oder weniger und weiter bevorzugt 9.000 oder mehr und 16.000 oder weniger.
Bei der Schmierfettzusammensetzung G gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Carbonsäuremetallsalz oder das Metallsalz der Polycarbonsäure als Dispersionsmittel einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 µm oder mehr und 5 µm oder weniger auf und ist vorzugsweise in einer Menge von 0,2 Gewichts-% oder mehr enthalten. Das Carbonsäuremetallsalz oder das Metallsalz der Polycarbonsäure, das einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 µm oder mehr und 5 µm oder weniger aufweist, kann ausreichend die Wärmebeständigkeit verbessern und die thermische Zersetzung verringern, selbst wenn der Gehalt 0,2 Gewichts-% beträgt, was eine relativ kleine Menge ist, und somit wird die exzellente akustische Eigenschaft erhalten. Wenn das Dispersionsmittel das Copolymer des Carbonsäuremetallsalzes und der Kohlenwasserstoffverbindung ist, ist das Copolymer vorzugsweise in einer Menge von 0,2 Gewichts-% oder mehr enthalten. Bei der Schmierfettzusammensetzung G gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der Gehalt des Dispersionsmittels vorzugsweise 5 Gewichts-% oder weniger. Wenn der Gehalt des Dispersionsmittels, das eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,5 µm oder mehr und 5 µm oder weniger aufweist, 5 Gewichts-% oder weniger beträgt, wird der Verdickungseffekt des Schmierfetts verringert und kann somit eine Zunahme des Drehmoments des Wälzlagers verhindert werden. In dieser Ausführungsform ist der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Dispersionsmittels ein Wert, der durch ein Messverfahren der Laserbeugungsstreuung gemäß JIS Z 8825 bestimmt wird.
Falls nötigt kann die Schmierfettzusammensetzung G Antioxidationsmittel, Reibungsverminderungsmittel, Metalldeaktivatoren, Rostinhibitoren, Öligkeitsmittel, Viskositätsindexverbesserer und dergleichen als weitere Additive enthalten.
Bei der Schmierfettzusammensetzung, dem Wälzlager und dem Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die wie zuvor beschrieben gebildet sind, enthält die Schmierfettzusammensetzung das zuvor beschriebene Dispersionsmittel und weist somit die Schmierfettzusammensetzung eine hohe Wärmebeständigkeit auf, zeigt eine geringere thermische Zersetzung, selbst wenn die Schmierfettzusammensetzung in einer Umgebung mit hoher Temperatur verwendet wird, und weist eine exzellente akustische Eigenschaft von der Anfangsphase, wenn das Wälzlager verwendet wird, auf. Die Schmierfettzusammensetzung kann auch eine Vergröberung der Agglomerate verringern, selbst wenn die Schmierfettzusammensetzung über einen langen Zeitraum in einer Umgebung mit hoher Temperatur verwendet wird, weil die Schmierfettzusammensetzung das Dispersionsmittel enthält, und somit kann die exzellente akustische Eigenschaft selbst dann beibehalten werden, nachdem die Schmierfettzusammensetzung während einem langen Zeitraum bei einer hohen Temperatur in dem Wälzlager verwendet wird.
Jene, die durch geeignetes Kombinieren jeder Komponente, die zuvor beschrieben wurde, gebildet werden, sind auch in der vorliegenden Erfindung enthalten. Ferner können abgeänderte Beispiele einfach von einem Fachmann abgeleitet werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist daher nicht auf die vorherigen Ausführungsformen beschränkt und kann auf diverse Arten abgeändert werden.
Zum Beispiel kann in der vorherigen Ausführungsform die Schmierfettzusammensetzung ein Natriumsalz einer Carbonsäure oder einer Polycarbonsäure als ein Dispersionsmittel enthalten. Der Aufbau der Schmierfettzusammensetzung kann ein Metallsalz einer Polycarbonsäure, das kein Natriumsalz einer Carbonsäure oder einer Polycarbonsäure ist, als ein Dispersionsmittel enthalten. Beispiele des Metallsalzes einer Carbonsäure oder einer Polycarbonsäure können ein Lithiumsalz, ein Kaliumsalz, ein Magnesiumsalz und ein Calciumsalz einer Polycarbonsäure zusätzlich zu dem Natriumsalz umfassen. In diesem Fall enthält die Schmierfettzusammensetzung mindestens eines der Metallsalze von Carbonsäuren und Polycarbonsäuren. Wenn die Schmierfettzusammensetzung das Metallsalz einer Carbonsäure oder einer Polycarbonsäure enthält, zeigt sich eine ähnliche Wirkung wie bei der Schmierfettzusammensetzung G, die zuvor beschrieben wurde. Das Copolymer, das aus Carbonsäuremetallsalz und einer Kohlenwasserstoffverbindung hergestellt ist, kann einen Aufbau unter Verwendung eines Natriumsalzes oder eines Metallsalzes, das kein Natriumsalz ist, aufweisen. Wenn die Schmierfettzusammensetzung zwei oder mehr des Carbonsäuremetallsalzes, des Metallsalzes der Polycarbonsäure und des Copolymers, das aus einem Carbonsäuremetallsalz und einer Kohlenwasserstoffverbindung hergestellt ist, als die Dispersionsmittel enthält, weisen die Dispersionsmittel vorzugsweise einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 µm oder mehr und 5 µm oder weniger auf und sind in einer Menge von insgesamt 0,2 Gewichts-% oder mehr enthalten.
Beispiele und Vergleichsbeispiele
Nachfolgend werden Beispiele und Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden diverse Schmierfettzusammensetzungen präpariert und wurden die Eigenschaften der Schmierstoffzusammensetzung untersucht.

Das Grundöl, das Verdickungsmittel und das Dispersionsmittel wurden unter Verwendung der Komponenten, die in Tabelle 1 aufgelistet sind, gemischt, um die Schmierfettzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 12 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 7 zu präparieren. Als das Grundöl wurde das Esteröl (TOTM (Trioctyltrimellitat) + TOPM (Tetraoctylpyromellitat)), PAO (Poly-α-Olefin) oder ein Mineralöl verwendet. Als das Verdickungsmittel wurde die Mischung einer aromatischen Harnstoffverbindung und einer aliphatischen Harnstoffverbindung als die Diharnstoffverbindung A (Diharnstoff A in Tabelle 1) oder die Mischung einer aliphatischen Harnstoffverbindung und einer alicyclischen Harnstoffverbindung als die Diharnstoffverbindung B (Diharnstoff B in Tabelle 1) verwendet. Als das Dispersionsmittel wurde das Natriumsalz der Polyacrylsäure als das Metallsalz der Polycarbonsäure (A in Tabelle 1), das Copolymer eines Maleinsäurenatriumsalzes und Isobutylen als das Copolymer des Carbonsäuremetallsalzes und der Kohlenwasserstoffverbindung (B in Tabelle 1) oder ein Sebacinsäurenatriumsalz als das Carbonsäuremetallsalz (C in Tabelle 1) verwendet. In Tabelle 1 stellen die Figuren, die in Prozent aufgelistet sind, den Gehalt des Dispersionsmittels in Gewichts-% dar. Genauer enthielten die Schmierfettzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 12 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 7 das Dispersionsmittel A, B oder C in einem Bereich von 0,2 Gewichts-% bis 5,0 Gewichts-%. Hier wurden die durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Dispersionsmittel der Beispiele 1 bis 12 auf 0,5 µm oder mehr und 5,0 µm oder weniger festgelegt, während die durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Dispersionsmittel der Vergleichsbeispiele 1 bis 7 auf 6,0 µm oder mehr und 10,0 µm oder weniger festgelegt wurden. Die durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Dispersionsmittel wurden mit einem Laserteilchengrößenanalysegerät (Modellnummer: LA-920, von HORIBA, Ltd. hergestellt) unter Verwendung einer nassen Dispersion bei einem Messverfahren der Laserbeugungsstreuung gemäß JIS Z 8825 bestimmt. Aceton wurde als ein Lösungsmittel verwendet, und die Probe wurde vor der Messung durch Ultraschall während 5 Minuten dispergiert. Für jede der präparierten Schmierfettzusammensetzungen wurde der anfängliche Anderon-Wert, der im Folgenden beschrieben wird, und die Viskosität nach einem stationären Erwärmungstest gemessen. Der anfängliche Anderon-Wert und der Anderon-Wert nach dem Rotationstest unter einer Erwärmung wurden auch verglichen. Tabelle 1

			Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4	Vergleichsbeispiel 5	Vergleichs beispiel 6	Vergleichsbeispiel 7
Grundöl	Esteröl	TOTM+TOPM	○	○	○	○	○
	PAO	50 cSt						○	○
	Mineralöl	-							○
Verdickungsmittel	Harnstoff A	Aromatischer Harnstoff + aliphatischer Harnstoff	○	○	○	○	○
Verdickungsmittel	Harnstoff B	Aliphatischer Harnstoff + alicyclischer Harnstoff						○	○
Dispersionsmittel	A	Polyacrylsäurenatriumsalz	1,0 %
	B	Copolymer aus Maleinsäurenatriumsalz und Isobutylen		1,0%
	C	Sebacinsäurenatriumsalz			1,0 %	0,5%	0,2 %	1,0 %	1,0 %
	Durchschnittlicher Teilchendurchmesser des Dispersionsmittels (µm)		10	7	6,0	6,0	6,0	6,0	6,0
Anfänglicher Anderon-Wert		Gemessener Wert des Anderon-Werts in M-Band	1,8	1,7	1,5	1,3	1,1	1,5	1,5
Anderon-Wert nach Rotationstest unter Erwärmung		Gemessener Wert des Anderon-Werts in M-Band	2	1,7	1,8	-	-	1,9	2
Viskosität nach Test der Erwärmung und Stehenlassen		Pa·s	5710	5650	4320	6540	7630	4560	4750

Tabelle 1 (Fortsetzung)

			Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8	Beispiel 9	Beispiel 10	Beispiel 11	Beispiel 12
Grundöl	Esteröl	TOTM+TOPM	○	○	○	○	○	○	○	○	○			○
	PAO	50 cSt										○	○
	Mineralöl	-											○
Verdickungsmittel	Harnstoff A	Aromatischer Harnstoff + aliphatischer Harnstoff	○	○	○	○	○	○	○	○	○			○
Verdickungsmittel	Harnstoff B	Aliphatischer Harnstoff + alicyclischer Harnstoff										○	○
Dispersionsmittel	A	Polyacrylsäurenatriumsalz	1,0 %
	B	Copolymer aus Maleinsäurenatriumsalz und Isobutylen		1,0 %
	C	Sebacinsäurenatriumsalz			1,0%	1,0%	1,0 %	1,0 %	1,0 %	0,5%	0,2 %	1,0 %	1,0 %	5,0%
	Durchschnittlicher Teilchendurchmesser des Dispersionsmittels (µm)		5,0	3,0	3,0	2,4	1,5	1,4	0,9	0,9	0,9	3,0	3,0	0,9
Anfänglicher Anderon-Wert		Gemessener Wert des Anderon-Werts in M-Band	0,6	0,6	0,6	0,4	0,20	0,17	0,16	0,15	0,12	0,60	0,62	0,80
Anderon-Wert nach Rotationstest unter Erwärmung		Gemessener Wert des Anderon-Werts in M-Band	0,95	0,85	0,75	-	-	-	-	-	-	0,85	0,8	-
Viskosität nach Test der Erwärmung und Stehenlassen		Pa·s	3980	3950	3620	3320	3280	3140	3030	3550	3880	3350	3380	3800

Die Viskosität (Einheit: Pa·s) wurde mit einem Rotationsviskometer nach dem Ausführen des stationären Erwärmungstests gemessen, bei welchem jede der Schmierfettzusammensetzungen in einer Umgebung von 160 °C während 500 Stunden stationär gelassen wurde. Insbesondere wurde der stationäre Erwärmungstest bei einer Temperaturbedingung von 160 °C während 500 Stunden bei den präparierten Schmierfettzusammensetzungen ausgeführt und wurde danach die Viskosität unter Verwendung eines Rheometers unter Bedingungen mit einer Temperatur von 25 °C, einer Scherrate von 1/s und einer Lücke von 0,2 mm gemessen. Diese Viskositätsmessung bedeutet, dass, wenn die Viskosität höher wird, das Drehmoment des Wälzlagers, das mit der Schmierfettzusammensetzung gefüllt ist, höher wird, nachdem das Wälzlager bei einer hohen Temperatur verwendet wird. Die Ergebnisse der vorherigen Experimente sind in Tabelle 1 aufgelistet.
Der anfängliche Anderon-Wert wurde nach dem Präparieren von Wälzlagern, die mit jeder der Schmierfettzusammensetzungen gefüllt sind, und Drehen jedes der Wälzlager mit einer Drehgeschwindigkeit von 1800 U/Min während 1 Minute bei Raumtemperatur gemessen. Insbesondere wurde jedes der Testschmierfette in einem stahlgeschirmten Kugellager (Innendurchmesser 8 mm, Außendurchmesser 22 mm und Breite 7 mm) in einer Menge zwischen 25 % und 35 % des Lagervolumens eingekapselt. Das Kugellager wurde in einem Gehäuse installiert und eine Welle wurde in den Lagerinnendurchmesser eingesetzt, gefolgt von dem Koppeln der Welle an die Rotationswelle eines Testmotors und Drehen des Kugellagers bei Raumtemperatur, so dass das Kugellager von dem Innenring gedreht wurde. Nach dem Drehen jedes der Kugellager während einer Minute wurde der Anderon-Wert des Kugellagers unter Verwendung eines Anderonmeters (von Sugawara Laboratories Inc. hergestellt) im M-Band (300 Hz bis 1800 Hz) gemessen. Dieser Wert wurde als der anfängliche Anderon-Wert definiert. Die Frequenz des M-Bands (300 Hz bis 1800 Hz) wird als schriller Ton für Menschen betrachtet.
Für die Schmierfettzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 7 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurden die Viskositäten gemessen, wie zuvor beschrieben, um die Auswirkung der durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Dispersionsmittel auf die Wärmebeständigkeit zu überprüfen. Das experimentelle Ergebnis ist in 3 gezeigt. In 3 stellt die horizontale Achse den durchschnittlichen Teilchendurchmesser des Dispersionsmittels dar und stellt die vertikale Achse die Viskosität dar. Gemäß dem Ergebnis, das in 3 veranschaulicht ist, sind nach dem stationären Erwärmungstest in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur von 160 °C die Viskositäten der Schmierfettzusammensetzungen, die durchschnittliche Teilchendurchmesser der Dispersionsmittel von 5 µm oder weniger aufweisen, deutlich geringer als die Viskositäten der Schmierfettzusammensetzungen, die durchschnittliche Teilchendurchmesser der Dispersionsmittel von 7 µm oder mehr aufweisen. Zusätzlich ist die zunehmende Rate der Viskosität im Bereich des durchschnittlichen Teilchendurchmessers der Dispersionsmittel entsprechend 5 µm bis 7 µm höher als in den anderen Bereichen. Daher wurde bewiesen, dass eine bessere Wärmebeständigkeit durch Festlegen des durchschnittlichen Teilchendurchmessers des Dispersionsmittels auf 5 µm oder weniger erzielt werden kann.
Ferner wurden für die Schmierfettzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 7 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 die anfänglichen Anderon-Werte gemessen, wie zuvor beschrieben wurde. Das experimentelle Ergebnis ist in 4 gezeigt. In 4 stellt die horizontale Achse den durchschnittlichen Teilchendurchmesser des Dispersionsmittels dar und stellt die vertikale Achse den anfänglichen Anderon-Wert dar. Wie in 4 veranschaulicht, beträgt der anfängliche Anderon-Wert der Schmierfettzusammensetzungen, die durchschnittliche Teilchendurchmesser der Dispersionsmittel von 5 µm oder weniger aufweisen, 0,6 oder weniger, während der anfängliche Anderon-Wert der Schmierfettzusammensetzungen, die durchschnittliche Teilchendurchmesser der Dispersionsmittel von 6 µm oder mehr aufweisen, 1,5 oder mehr beträgt. Daher wurde bestätigt, dass die Verwendung des Dispersionsmittels, das einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 5 µm oder weniger aufweist, deutlich geringe anfängliche Anderon-Werte zeigt und somit die akustische Eigenschaft (Ruhe) besonders exzellent ist.
5 ist eine Grafik, in welcher die Anderon-Werte (M-Band) der Kugellager nach dem Rotationstest unter Erwärmung mit den anfänglichen Anderon-Werten verglichen werden. Der Rotationstest unter Erwärmung wurde mit den Kugellagern, die mit jeder der Schmierfettzusammensetzungen der Beispiele 1 bis 3, 10 und 11 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3, 6 und 7 gefüllt sind, durchgeführt, wo das Kugellager bei einer Testtemperatur von 120 °C und einer Drehgeschwindigkeit von 3000 U/Min während 500 Stunden gedreht wurde.
Als Kugellager wurde ein stahlgeschirmtes Kugellager verwendet, das dieselbe Abmessung aufweist, wie zuvor beschrieben. Ähnlich wurde das Testschmierfett auch in einer Menge zwischen 25 % und 35 % des Lagervolumens zugeführt. In 5 sind die Anderon-Werte nach dem Rotationstest unter Erwärmung höher als die anfänglichen Anderon-Werte in einem beliebigen der Beispiele und Vergleichsbeispiele. Die gestiegenen Mengen sind jedoch nicht so groß, und somit kann überprüft werden, dass die Zunahme der Anderon-Werte durch Hinzufügen der Dispersionsmittel verringert wird. In den Beispielen sind sowohl die anfänglichen Anderon-Werte als auch die Anderon-Werte nach dem Rotationstest unter Erwärmung geringer als 1,0. Andererseits sind in den Vergleichsbeispielen die anfänglichen Anderon-Werte und die Anderon-Werte nach dem Rotationstest unter Erwärmung geringer als 2,0, übersteigen jedoch 1,0. Folglich wurde bestätigt, dass das Hinzufügen des Dispersionsmittels zu der Schmierfettzusammensetzung die Verschlechterung des Anderon-Werts unter hoher Temperatur verringert und unter den Schmierfettzusammensetzungen die Schmierfettzusammensetzung, die das Dispersionsmittel enthält, das einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 5 µm oder weniger aufweist, eine exzellente akustische Eigenschaft bereitstellen kann.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Schmierfettzusammensetzung, die eine geringere thermische Zersetzung hervorruft, wenn die Schmierfettzusammensetzung in einer Umgebung mit hoher Temperatur verwendet wird, und ein Wälzlager und einen Motor, bei welchen eine exzellente akustische Eigenschaft von der Anfangsphase zum Ende der Lebensdauer beibehalten wird, wenn das Wälzlager und der Motor in der Umgebung mit hoher Temperatur verwendet werden, bereitstellen.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen für eine vollständige und deutliche Offenbarung beschrieben worden ist, sollen die beigefügten Ansprüche so nicht beschränkt werden, sondern sind derart zu betrachten, dass sie sämtliche Abänderungen und alternative Konstruktionen ausführen, die einem Fachmann in den Sinn kommen können, die in die grundlegende Lehre, die hierin dargelegt ist, fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004224823 [0003]
JP 2004339448 [0004]

Claims

Schmierfettzusammensetzung umfassend: ein Grundöl; ein Verdickungsmittel; und 0,2 Gewichts-% oder mehr eines Dispersionsmittels, wobei das Dispersionsmittel mindestens eines aus einem Carbonsäuremetallsalz, einem Metallsalz einer Polycarbonsäure und einem Copolymer eines Carbonsäuremetallsalzes und einer Kohlenwasserstoffverbindung umfasst, und das Dispersionsmittel einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 µm oder mehr und 5 µm oder weniger aufweist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei mindestens eines des Carbonsäuremetallsalzes und des Metallsalzes einer Polycarbonsäure ein Alkalimetallsalz, das mindestens eines aus einem Natriumsalz, einem Lithiumsalz und einem Kaliumsalz umfasst, oder ein Erdalkalimetallsalz, das mindestens eines aus einem Magnesiumsalz und einem Calciumsalz umfasst, ist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Carbonsäuremetallsalz, das das Copolymer des Carbonsäuremetallsalzes und der Kohlenwasserstoffverbindung bildet, ein Alkalimetallsalz, das mindestens eines aus einem Natriumsalz, einem Lithiumsalz und einem Kaliumsalz umfasst, oder ein Erdalkalimetallsalz, das mindestens eines aus einem Magnesiumsalz und einem Calciumsalz umfasst, ist.
Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gehalt des Dispersionsmittels 5 Gewichts-% oder weniger beträgt.
Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verdickungsmittel eine Diharnstoffverbindung umfasst, die durch folgende Formel (1) dargestellt ist: R₁-NHCONH-R₂-NHCONH-R₃ (1) wobei R₁, R₂ und R₃ Kohlenwasserstoffgruppen sind, die aus aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppen, alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppen und aromatischen Kohlenwasserstoffgruppen ausgewählt sind.
Schmierfettzusammensetzung umfassend: ein Grundöl; ein Verdickungsmittel, das eine Diharnstoffverbindung umfasst, die durch die Formel (1) dargestellt ist: R₁NHCONH-R₂-NHCONH-R₃ (1) wobei R_1, R₂ und R₃ Kohlenwasserstoffgruppen sind, die aus aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppen, alicyclischen Kohlenwasserstoffgruppen und aromatischen Kohlenwasserstoffgruppen ausgewählt sind; und 0,2 Gewichts-% oder mehr und 5 Gewichts-% oder weniger eines Dispersionsmittels, wobei das Dispersionsmittel mindestens eines aus einem Natriumsalz von Sebacinsäure, einem Natriumsalz aus Polyacrylsäure und einem Copolymer aus einem Maleinsäurenatriumsalz und Isobutylen umfasst; und das Dispersionsmittel einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 µm oder mehr und 5 µm oder weniger aufweist.
Wälzlager umfassend die Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Motor umfassend das Wälzlager nach Anspruch 7.