JP2000119673A - 転がり軸受 - Google Patents

転がり軸受

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来よりも優れた低温トルク性能及び高温耐
久性を兼ね備えた、特に自動車の燃料噴射制御装置に好
適な転がり軸受を提供する。 【解決課題】 ４０℃における動粘度が４０〜１６０ｍ
ｍ2 ／ｓであり、かつ直鎖構造を持つパーフルオロポリ
エーテル油を基油とし、フッ素樹脂粒子、好ましくは平
均粒径０．１μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粒
子を増ちょう剤とするグリースを封入したことを特徴と
する転がり軸受。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の燃料噴射
制御装置、特に、アイドル回転数制御装置、排気ガス再
循環装置、電子スロットル制御装置等に使用される転が
り軸受に関し、特に低温トルク性能及び高温耐久性を向
上させた燃料噴射制御装置用転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】アイドル回転数制御装置や排気ガス再循
環装置、電子スロットル制御装置等の自動車の燃料噴射
制御装置に使用される転がり軸受は、高温耐久性や低温
トルク性能が要求されることが多い。そのため、従来で
は、潤滑剤として、リチウム石けん−エステル油系グリ
ースやウレア−合成炭化水素油系グリース等を封入して
おり、合成油をベースオイルに用いることで高温耐久性
や低温トルク性能を満たしてきた。また、低温トルク性
能の要求が特に強い場合には、エステル油やフッ素油と
いった潤滑油を使用して性能をカバーしてきている。
【０００３】しかしながら、近年、上記燃料噴射制御装
置に使用される転がり軸受に対する性能要求が厳しくな
ってきており、例えば排気ガス再循環装置では、エンジ
ンの排気ガスに含まれるＮＯｘをより低減するために、
燃焼直後の排気ガスを再循環させており、そこに使用さ
れる転がり軸受は２００℃近い高温下に置かれている。
それに伴い、従来封入されてきたリチウム石けん−エス
テル油系グリースやウレア−合成炭化水素油系グリー
ス、あるいはエステル油やフッ素油といった潤滑油で
は、高温耐久性を維持できなくなってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、アイド
ル回転数制御装置や排気ガス再循環装置、電子スロット
ル制御装置等の自動車の燃料噴射制御装置に使用される
従来の転がり軸受では、封入グリースや潤滑油が低温ト
ルク性能を満たすことができても、高温耐久性能に限界
があり、さらなる向上には応え得るものでは無い。ま
た、低温トルク性能に関しても、さらなる向上が望まれ
ている。
【０００５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、従来よりも優れた低温トルク性能及び高温
耐久性を兼ね備えた、特に自動車の燃料噴射制御装置に
好適な転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決すべく鋭意検討を重ねた結果完成されたものであ
り、低温域（−４０℃程度）から高温域（２００℃程
度）において、要求されるトルク性能や耐久性を満足す
るために、本発明は、４０℃における動粘度が４０〜１
６０ｍｍ2 ／ｓであり、かつ直鎖構造を持つパーフルオ
ロポリエーテル油を基油とし、フッ素樹脂粒子を増ちょ
う剤とするグリースを封入したことを特徴とする転がり
軸受を提供する。上記において、基油となる直鎖構造を
有するパーフルオロポリエーテル油は、分岐構造のもの
に比べて耐熱性能に優れ、２００℃を越える高温におい
ても十分な耐熱性を有するとともに、粘度指数が高く、
温度によって粘度が変化し難い。しかも、４０℃におけ
る動粘度が４０〜１６０ｍｍ2 ／ｓの範囲にあることか
ら、低温域でのトルク性能の向上に寄与する。また、増
ちょう剤であるフッ素樹脂粒子も耐熱性能を備えてい
る。従って、上記した特定のグリースを封入することに
より、軸受は低温域から高温域において良好な軸受特性
を長期にわたり維持するようになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の転がり軸受には、下記に詳述されるグリースが
封入される。基油は、直鎖構造を有するパーフルオロポ
リエーテル油であれば特に制限されるものではないが、
例えば下記（１）〜（３）式で表されるパーフルオロポ
リエーテル油が好ましい。
【０００８】
【化１】
【０００９】また、低温域でのトルク性能を考慮する
と、４０℃における動粘度が１６０ｍｍ2 ／ｓ以下、特
に１００ｍｍ2 ／ｓ以下であることが好ましい。他方、
高温耐久性からは、４０℃における動粘度が４０ｍｍ2
／ｓ以上であることが好ましい。これらの直鎖構造のパ
ーフルオロポリエーテル油は単独で、または混合して用
いることができる。
【００１０】増ちょう剤は、上記直鎖構造のパーフルオ
ロポリエーテル油との親和性が高く、また高温安定性、
耐薬品性、耐酸性を有するフッ素樹脂粒子が好ましい。
例えば、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体（ＦＥＰ）やポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）等からなる粒子を使用でき、特にＰＴＦ
Ｅ粒子が好ましい。また、ＰＴＦＥ粒子は大径のものほ
どトルクが大きくなる傾向にあり、特に低温でのトルク
上昇を招きやすいため、平均粒径で０．１μｍ以下のも
のが好ましい。また、ＰＴＦＥ粒子は、この粒径を満足
する限り、その形状は特に制限されず、球形や多面体
（立方体や直方体）、極端には針状でも構わない。これ
ら増ちょう剤は、グリースとした時の混和ちょう度がＮ
ＬＧＩに規定された等級でＮｏ．１〜Ｎｏ．３、好まし
くはＮｏ．１〜Ｎｏ．２となる量を配合することが好ま
しく、それにより本発明に適する流動性を持たせること
ができる。
【００１１】上記のグリースには、本発明の効果を損な
わない範囲で種々の添加剤を配合することができる。例
えば、通常の軸受用グリースに配合される酸化防止剤や
防錆剤等を適量配合してもよい。また、上記のグリース
は公知の方法により製造でき、例えば基油に増ちょう剤
を加え、加熱、攪拌して得られる半固体状物を徐冷した
後、必要に応じて各種添加剤を添加し、ロールミル等に
より均一に混練することにより得られる。この時の加熱
温度や攪拌・混練時間等の諸条件は、使用する基油や増
ちょう剤、添加剤等により適宜設定される。
【００１２】本発明の転がり軸受は、その構造や構成に
おいて制限されるものではないが、内輪軌道面の曲率半
径が転動体の直径の５２〜５６％であり、かつ外輪軌道
面の曲率半径が転動体の直径の５４〜５８％となるよう
に形成することにより、低温トルク性能を更に改善する
ことができる。例えば、図１は深溝玉軸受の断面図であ
るが、転動体である玉１の直径Ｄに対して、内輪２の内
輪溝３の曲面を玉１の直径Ｄの０．５２〜０．５６倍の
半径Ｒ１で形成し、外輪４の外輪溝５の曲面を玉１の直
径Ｄの０．５４〜０．５８倍の半径Ｒ２で形成する。こ
のように転動体と内外輪の軌道面とを規定することによ
り、転動体と内輪溝及び外輪溝との間に潤滑剤が入り込
み易くなり、トルクが低下する。
【００１３】
〔実施例１〜７、比較例１〜５〕
（グリースの調製） ・実施例１〜７、比較例１、４、５ 表１に示す種類１〜種類４（種類１〜３は本発明）の化
学構造を有し、表４に示す動粘度を有する各種フッ素油
に、ＰＴＦＥ粒子（平均粒径０．２μｍ）を加え、攪拌
加熱して得られた半固体状物を徐冷した後、ロールミル
を通すことでグリースを得た。防錆剤等は添加しなかっ
た。 ・比較例２ ジイソシアネートを混合した合成炭化水素油（表１、種
類５）と、アミンを混合した同一の合成炭化水素油とを
反応させ、加熱攪拌して得られた半固体状物に、予め同
一の合成炭化水素油に溶解させたアミン系酸化防止剤を
加えて十分攪拌した。徐冷後、防錆剤を添加してロール
ミルを通すことでグリースを得た。 ・比較例３ エステル系合成油（表１、種類６）にリチウム石けんを
加え、加熱攪拌して得られた半固体状物に、予め同一の
エステル系合成油に溶解させたアミン系酸化防止剤を加
えて十分攪拌した。徐冷後、防錆剤を添加してロールミ
ルを通すことでグリースを得た。
【００１４】（低温トルク試験−１）鋼シールド板付き
深溝玉軸受（内径φ８、外形φ１６、幅４ｍｍ）の内輪
及び外輪の溝の曲率を表３に示す如く形成した３種類の
試験軸受を用い、表４に示す組み合わせで上記した各グ
リースを軸受空間容積の３０％を占めるように封入し
た。そして、１８００ｒｐｍで３０秒間回転させた後、
−４０℃の恒温槽に４時間放置し、その後に内輪回転速
度１００ｒｐｍで３分間回転させた時の動トルク値を測
定した。この動トルク値が８０ｋｇｆ・ｃｍ以下の場合
を「◎」、１００ｋｇｆ・ｃｍ以下の場合を「○」、１
００ｋｇｆ・ｃｍを越える場合を「×」として表４に併
記した。尚、試験は３回行った。
【００１５】（高温耐久試験）鋼シールド板付き深溝玉
軸受（内径φ１２、外形φ２１、幅５ｍｍ）に、表４に
示す組み合わせで上記した各グリースを軸受空間容積の
３５％を占めるように封入した。そして、軸受温度１８
０℃、内輪回転速度１００ｒｐｍ、アキシアル荷重５ｋ
ｇｆの条件で軸受を連続回転させた。１０００時間を耐
久試験の目標とし、軸受回転用モータの電流値が初期の
２倍になった時に寿命とした。試験は３回行い、結果を
表４に併記する。表中、１０００時間経過してもモータ
電流値が初期の２倍に満たない場合を「○」とし、１０
００時間未満で寿命に至った場合は「×」とするととも
に、その時間を付してある。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】表４から、実施例１〜７に示すように、４
０℃における動粘度が４０〜１００ｍｍ2 ／ｓで、直鎖
構造を有するパーフルオロポリエーテル油を基油に用
い、増ちょう剤にＰＴＦＥ粒子を用いたグリースを封入
することにより、低温トルク性能及び高温耐久性の両方
に優れた軸受が得られることがわかる。この基油の動粘
度と低温トルク性能及び高温耐久性との関係を図２に示
した。また、実施例６及び７に示すように、内輪溝及び
外輪溝の曲率半径を特定することにより、低温トルク性
能が更に改善されることがわかる。
【００２１】〔実施例８〕 （グリースの調製）実施例１と同一のパーフルオロポリ
エーテル油に、平均粒径０．２μｍ、０．１５μｍ及び
０．０７μｍの各ＰＴＦＥ粒子を加え、攪拌加熱して得
られた半固体状物を徐冷した後、ロールミルを通すこと
でグリースを得た。防錆剤等は添加しなかった。
【００２２】（低温トルク試験−２）鋼シールド板付き
深溝玉軸受（内径φ６、外形φ１５、幅５ｍｍ）に上記
各グリースを軸受空間容積の３０％を占めるように封入
した。そして、１８００ｒｐｍで３０秒間回転させた
後、２５℃の恒温槽に４時間放置し、その後に内輪回転
速度４〜８ｒｐｍで回転させた時のトルク値を測定し
た。トルクは、実施例１のトルク値を１とし、それとの
相対値で評価した。試験結果を図３に示した。図３よ
り、ＰＴＦＥ粒子の平均粒径が０．１μｍ以下になる
と、相対トルクが１未満となり、低温トルク性能を改善
でき、好ましくは０．０７μｍ以下とすることが望まし
い。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の転がり軸
受は、特定の動粘度で、直鎖構造を有するパーフルオロ
ポリエーテル油を基油とし、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂粒
子を増ちょう剤としたグリースを封入したことにより、
低温トルク性能及び高温耐久性の両方が改善され、例え
ばアイドル回転数制御装置や排気ガス再循環装置、電子
スロットル制御装置等の自動車の燃料噴射制御装置に使
用されるような、低温域から高温域まで安定した軸受性
能が要求される転がり軸受として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】内輪軌道面と外輪軌道面の曲率半径を説明する
ための図である。
【図２】直鎖構造を有するパーフルオロポリエーテル油
の動粘度と低温トルク性能及び高温耐久性との関係を示
す図である。
【図３】低温トルク試験−２における結果を示すグラフ
である。
【符号の説明】
１ 転動体（玉） ２ 内輪 ３ 内輪軌道面（溝） ４ 外輪 ５ 外輪軌道面（溝）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｎ 30:08 40:02 40:06 40:08 50:10 (72)発明者 小泉 秀樹 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 大隈 憲治 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 平山 康浩 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA42 AA54 AA62 EA63 FA32 GA01 4H104 CD02B CD04A EA02A LA04 LA20 PA01 QA18

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ４０℃における動粘度が４０〜１６０ｍ
    ｍ2 ／ｓであり、かつ直鎖構造を持つパーフルオロポリ
    エーテル油を基油とし、フッ素樹脂粒子を増ちょう剤と
    するグリースを封入したことを特徴とする転がり軸受。
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