JP2003201492A - グリース組成物及び転動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温環境における運転起動時の軸受初期音響
（保持器音）を改善し、かつフレッチング損傷（磨耗）
の低減やトルク低減に効果的なグリース組成物、並びに
低温音響特性に優れ、フレッチング損傷（摩耗）やトル
クの低減を図った転動装置を提する。 【解決手段】 分子構造中に極性基を有する潤滑油と無
極性潤滑油とを混合してなる基油に、長径部の長さが少
なくとも３μｍである長繊維状物を含む金属石けん系増
ちょう剤を配合したグリース組成物、並びに前記グリー
ス組成物を封入した転がり軸受及び直動装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般産業用に使用
される各種モータ用転がり軸受、リニアガイド装置やボ
ールねじ装置等の直動装置、並びにこれらの転動装置に
封入されるグリース組成物に関し、特に低温時の保持器
音の改善、フレッチング損傷（摩耗）及び軸受トルクの
低減を図るための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般産業用として、例えば空気調整装置
（以下、「エアコンディショナー」と称する）用の駆動
用モータ装置が挙げられる。このエアコンディショナー
は近年、高性能化や多機能化が進み、例えばインバータ
制御により、高速運転により急速冷却して短時間で室内
温度を下げた後は、低速運転で部屋の温度を一定に維持
することが行われている。それに伴って低速運転時に
は、空気の吹き出し音や、モータの回転音等を抑えた低
騒音運転が要求されている。しかし、低速運転時には装
置内部の冷却効率が低下してモータに組み込まれた転が
り軸受の温度は１００〜１２０℃前後まで上昇すること
があり、また潤滑による油膜厚の確保が難しくなり、軸
受に封入したグリースが劣化しやすくなる。そして、劣
化が進行すると騒音が発生する。

【０００３】また、エアコンディショナーに使用される
室外機においては、冬季等の低温環境における運転起動
時の軸受初期音響（保持器音）が問題になることがあ
る。

【０００４】更に、エアコンディショナーに使用される
モータ装置は、転がり軸受が組み込まれた状態でモータ
メーカーからエンドユーザーへトラックにより長距離輸
送されることがある。この様な輸送においてはトラック
が道路の細かな凹凸を拾い、それが繰り返し加えられる
衝撃荷重となって転がり軸受に伝わる。それにより、転
がり軸受の転動体と軌道面とが微小接触を繰り返し、軌
道面にフレッチング損傷（摩耗）が発生して騒音を引き
起こすことがある。

【０００５】一方で、上記した高性能化・多機能化と同
時に環境規制にも配慮し、モータからの発熱を抑制する
ために小型化、低出力化が促進されている。このため、
これらの用途に使用される転がり軸受では、トルク特性
が重要な機能として求められている。転がり軸受の動摩
擦トルクは、転がり接触面の微少滑りによる摩擦、軸受
内の滑り接触部における滑り摩擦、グリースの粘性抵抗
が原因で発生する。このうちグリースの粘性抵抗は、基
油の動粘度およびグリースのちょう度に影響を受けるこ
とが知られている。従って、基油の動粘度は流体潤滑膜
が形成された際の油のせん断抵抗によるため、この動粘
度の低減が転がり軸受の動摩擦トルクを低減させる上で
大きな解決策となる。また、グリースのちょう度は軸受
回転時、軸受内部でせん断を受ける際のチャネリング性
に関わるため、このちょう度を低減することも効果的で
ある。

【０００６】しかしながら、基油の動粘度を低減させる
と、上記したように、エアコンディショナーのモータで
は、インバータ制御により比較的低速で運転されること
があるために油膜厚の確保が難しくなる。また、一般に
動粘度が低い油は耐熱性が低く、音響耐久性に問題が出
てくる。一方、グリースのちょう度を低減させることは
増ちょう剤の配合量の増加を招くため、グリース中の基
油の量が相対的に少なくなり、またグリースの機械的せ
ん断の抵抗力が高まるため、結果として軸受潤滑面への
基油の供給量が減り、潤滑性を長期にわたり安定に維持
することができなくなる。

【０００７】このように基油動粘度及びグリースちょう
度の低減には限度があり、上記した用途の転がり軸受で
は、４０℃における基油動粘度が１０〜５００mm²／
ｓ、グリースのちょう度がＮＬＧＩNｏ.２〜３グレー
ド、もしくは増ちょう剤配合量として５〜２０質量％の
範囲のグリースが適当とされている。また、特に低騒音
特性、即ち音響耐久性が要求されるモータでは、エステル
を基油とし、これに脂肪酸リチウム塩を増ちょう剤とし
て配合したグリースが一般に使用されている。これは、
エステル油が鉱油に比べて耐熱性が高く、その分子構造
中に極性基を有しており、この極性基が金属表面への吸
着性を高めて摩耗特性を良好にし、音響耐久性を向上さ
せる作用を有することによる。更に、フレッチング損傷
(磨耗)の低減が要求される場合には、油膜形成性の高い
比較的高粘度の基油を使用することが有効とされてい
る。

【０００８】また、リニアガイド装置やボールねじ装置
等の直動装置においても、省電力化や高速回転化が促進
されており、そのために低トルク化が重要視されてい
る。特に、高速回転や高トルク出力が要求されるリニア
ガイド装置やボールねじ装置では、出力トルク及び回転
速度の上昇に伴って摩耗やトルクが増大して発熱やモー
タ負荷が発生し、省電力化や高速回転化の妨げとなる。
また、回転速度の上昇に伴う摩耗は、玉剥離を引き起こ
す原因にもなる。

【０００９】直動装置のトルクは、上記した転がり軸受
の動摩擦トルクと同様に、転がり接触面の微小滑りによ
る摩耗、滑り接触部における摩耗、グリースの粘性抵抗
等が原因で発生する。このうち、グリースの粘性抵抗
は、グリースの基油動粘度及びグリースのちょう度に影
響を受けるため、トルク低減のためには、基油動粘度の
低減とちょう度の増加が有効となる。しかし、基油動粘
度を低減すると、潤滑面での油膜の厚さが薄くなり、潤
滑性能に悪影響を与える場合がある。一方、ちょう度を
増加させると、相対的にグリース中の増ちょう剤含有量
が少なくなり、機械的剪断に対する抵抗力が弱まること
から、運転時のグリースの軟化漏洩や耐衝撃性が問題に
なってくる。

【００１０】このような理由から、従来では、直動装置
には、４０℃における基油動粘度が１０〜５００mm²／
ｓで、ちょう度がＮＬＧＩ Nｏ.２〜３グレードのグリ
ースが封入されている。

【００１１】また、グリースの封入量を減らすこともト
ルク低減に効果がある。しかし、潤滑不良による摩耗や
玉剥離が起こりやすくなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、エア
コンディショナーの高性能・多機能化要求と、環境規制
配慮に伴って組み込まれる転がり軸受の仕様にも更なる
音響特性の改善、フレッチング損傷（摩耗）の低減、低
トルク化が求められており、今後もこのような要求が高
まることは十分に予測される。また、リニアガイド装置
やボールねじ装置等の直動装置においても同様である。

【００１３】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、特に、低温環境における運転起動時の軸
受初期音響（保持器音）を改善し、かつフレッチング損
傷（磨耗）の低減やトルク低減に効果的なグリース組成
物、並びに低温音響特性に優れ、フレッチング損傷（摩
耗）やトルクの低減を図った転動装置を提供することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、分子構造中に極性基を有する潤滑油と
無極性潤滑油とを混合してなる基油に、長径部の長さが
少なくとも３μｍである長繊維状物を含む金属石けん系
増ちょう剤を配合したことを特徴とするグリース組成物
を提供する。また、本発明は、前記のグリース組成物を
封入したことを特徴とする転がり軸受及び直動装置を提
供する。

【００１５】本発明のグリース組成物は、増ちょう剤と
して、長径部３μｍ以上の長繊維状物を含むため、この
長繊維状物が回転時に剪断による配向性を示し、動トル
クを低減させる。この効果は、基油に含まれる無極性潤
滑油との組み合わせで更に増す。また、基油に含まれ
る、分子構造中に極性基を有する潤滑油（以下、「極性
基含有潤滑油」と称する）が、従来の極性基を有する基
油（例えばエステル油）と同様に作用して、回転接触面
に優先的に吸着して吸着膜を形成し、摩擦特性を改善し
て音響特性を向上させる。更に、この極性基含有潤滑油
の極性基が金属石けんのミセル構造と相互作用を示し、
特に増ちょう剤の長繊維状物同士の結合力を弱め、回転
時におけるグリースのせん断抵抗を低減して動トルクを
更に低減する。

【００１６】従って、上記グリース組成物を封入した転
がり軸受、リニアガイド装置、ボールねじ装置等の転動
装置は、何れも音響特性に優れ、フレッチング損傷（摩
耗）が低減され、低トルクとなる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に関して図面を参照
して詳細に説明する。

【００１８】（グリース組成物）本発明のグリース組成
物を構成する基油は、極性基含有潤滑油と、無極性潤滑
油との混合油である。極性基含有潤滑油としては、エス
テル構造を有する潤滑油またはエーテル構造を有する潤
滑油が好適である。

【００１９】エステル構造を有する潤滑油は、特に制限
はないが、二塩基酸と分岐アルコールとの反応から得ら
れるジエステル油、炭酸エステル油、芳香族系三塩基酸
と分岐アルコールとの反応から得られる芳香族エステル
油、一塩基酸と多価アルコールとの反応から得られるポ
リオールエステル油等を好適に挙げることができる。こ
れらは、単独でも複数種を併用してもよい。以下にそれ
ぞれの好ましい具体例を例示する。

【００２０】ジエステル油としては、ジオクチルアジペ
ート（ＤＯＡ）、ジイソブチルアジペート（ＤＩＢ
Ａ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）、ジオクチルアゼ
レート（ＤＯＺ）、ジブチルセバケート（ＤＢＳ）、ジ
オクチルセバケート（ＤＯＳ）、メチル・アセチルリシ
ノレート（ＭＡＲ−Ｎ）等が挙げられる。

【００２１】芳香族エステルとしては、トリオクチルト
リメリテート（ＴＯＴＭ）、トリデシルトリメリテー
ト、テトラオクチルピロメリテート等が挙げられる。

【００２２】ポリオールエステル油としては、以下に示
す多価アルコールと一塩基酸とを適宜反応させて得られ
るものが挙げられる。多価アルコールに反応させる一塩
基酸は単独でもよいし、複数用いてもよい。更に、多価
アルコールと二塩基酸・一塩基酸の混合脂肪酸とのオリ
ゴエステルであるコンプレックスエステルとして用いて
もよい。多価アルコールとしては、トリメチロールプロ
パン（ＴＭＰ）、ペンタエリスリトール（ＰＥ）、ジペ
ンタエリスリトール（ＤＰＥ）、ネオペンチルグリコー
ル（ＮＰＧ）、２−メチル−２−プロピル−１，３−プ
ロパンジオール（ＭＰＰＤ）等が挙げられる。一塩基酸
としては、主にＣ₄〜Ｃ₁₆の一価脂肪酸が用いられ、具
体的には酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、エナ
ント酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラ
ウリン酸、ミステリン酸、パルミチン酸、牛脂脂肪酸、
スレアリン酸、カプロレイン酸、パルミトレイン酸、ペ
トロセリン酸、オレイン酸、エライジン酸、アスクレピ
ン酸、バクセン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン
酸、サビニン酸、リシノール酸等が挙げられる。

【００２３】炭酸エステル油としては、直鎖、または分
岐アルキル基のＣ₆〜Ｃ₃₀が挙げられる。

【００２４】また、エーテル構造を有する潤滑油とし
て、例えば（ジ）アルキルジフェニルエーテル油、
（ジ）アルキルポリフェニルエーテル油、ポリアルキレ
ングリコール油などを挙げることができる。

【００２５】上記極性基含有潤滑油は単独でもよいし、
複数を併用してもよい。また、トルク特性および音響耐
久性を考慮すると、中でもポリオールエステル油、芳香
族エステル油が好ましい。

【００２６】一方、無極性潤滑油としては、鉱油、合成
炭化水素油あるいはこれらの混合油を使用できる。具体
的には、鉱油としてパラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油
を挙げることができる。合成炭化水素油としてポリ−α
−オレフィン油などを挙げることができる。中でも、音
響耐久性を考慮すると、合成炭化水素油が好ましい。

【００２７】上記極性基含有潤滑油と無極性潤滑油と
は、極性基含有潤滑油が基油全量の５〜７０質量％、特
に１０〜７０質量％を占めるように配合することが好ま
しい。極性基含有潤滑油の配合量が５質量％未満では、
音響耐久性ならびにトルク低減に十分な効果が得られな
い。本発明の転がり軸受に用いるグリース組成物は、予
め無極性潤滑油中で長繊維状物を含む金属石けん系増ち
ょう剤を合成し、溶解した後、ゲル体を作製し、このゲ
ル体と極性基含有潤滑油とを混合する。従って、極性基
含有潤滑油の配合量が７０質量％を超えると、無極性潤
滑油の量が少なすぎて長繊維状の金属石けん系増ちょう
剤の合成に悪影響が出てくる。

【００２８】また、極性基含有潤滑油と無極性潤滑油と
を混合してなる基油の動粘度は、従来と同様の１０〜５
００mm²／ｓ（４０℃）の範囲で構わないが、上記の製
造方法を円滑に行う上で、４０℃における動粘度が２０
００mm²／ｓ以上１０００００mm²／ｓ以下の高粘度極性
基含有潤滑油を含むことが好ましい。

【００２９】更に、４０℃における動粘度が１０mm²／
ｓ以上１５０mm²／ｓ未満である低粘度極性基含有潤滑
油と、４０℃における動粘度が１５０mm²／ｓ以上２０
００mm²／ｓ未満である中粘度極性基含有潤滑油と、４
０℃における動粘度が２０００mm ²／ｓ以上１００００
０mm²／ｓ以下である高粘度極性基含有潤滑油とを適宜
組み合わせて使用することが好ましい。特に、低粘度極
性基含有潤滑油と中粘度極性基含有潤滑油と高粘度極性
基含有潤滑油の３種を混合して使用することが好まし
く、その際、高粘度極性基含有潤滑油の含有量を基油全
量の５〜３０質量％とすることが好ましい。また、低粘
度極性基含有潤滑油は、ポリオールエステル油、エーテ
ル油及びジエステル油から選択される少なくとも１種で
あることが好ましい。

【００３０】本発明の転がり軸受に使用されるグリース
組成物を構成する増ちょう剤は、長径部が少なくとも３
μｍである長繊維状物を含む金属石けんである。金属石
けんの種類としては特に、１価または／および２価の有
機脂肪酸または有機ヒドロキシ脂肪酸と金属水酸化物と
を合成して得られる有機脂肪酸金属塩または有機ヒドロ
シキ脂肪酸金属塩が好ましい。有機脂肪酸としては、特
に限定されないが、ラウリン酸（Ｃ₁₂）、ミスチリン酸
（Ｃ₁₄）、パルミチン酸（Ｃ₁₆）、マルガン酸
（Ｃ₁₇）、ステアリン酸（Ｃ₁₈）、アラキジン酸
（Ｃ₂₀）、ベヘン酸（Ｃ₂₂）、リグノセリン酸
（Ｃ₂₄）、牛脂脂肪酸等が挙げられる。また、有機ヒド
ロキシ脂肪酸としては、９−ヒドロキシステアリン酸、
１０−ヒドロキシステアリン酸、１２−ヒドロキシステ
アリン酸、９、１０−ジヒドロキシステアリン酸、リシ
ノール酸、リシノエライジン酸等が挙げられる。一方、
金属水酸化物としては、アルミニウム、バリウム、カル
シウム、リチウム、ナトリウム等の水酸化物が挙げられ
る。

【００３１】上記の有機脂肪酸または有機ヒドロキシ脂
肪酸と、金属水酸化物との組み合わせは特に限定される
ものではないが、ステアリン酸、牛脂脂肪酸またはヒド
ロキシステアリン酸（特に１２−ヒドロキシステアリン
酸）と、水酸化リチウムとの組み合わせが、軸受性能に
優れることから好ましい。また、必要に応じて、複数種
を併用することもできる。

【００３２】長繊維状物を含む金属石けん系増ちょう剤
を含有するグリースを得るには、上記の有機脂肪酸また
は有機ヒドロキシ脂肪酸と、金属水酸化物とを、基油成
分である無極性潤滑油中で反応させ、生成物を極性基含
有潤滑油と混合すればよい。生成条件は特に制限される
ことはないが、１例として次の生成方法を例示する。

【００３３】先ず、合成炭化水素油(無極性潤滑油)中に
ヒドロキシステアリン酸を溶解し、水酸化リチウムと反
応させてリチウム石けんを製造する。これを２１０℃以
上に加温し、リチウム石けんを極性基含有潤滑油中に溶
解する。次いで、一旦２００℃で約６０分保持し、その
後１４０℃まで１℃／分の速度でゆっくり冷却する。そ
して、１４０℃以下になった時点で、１４０℃に加熱し
た追加基油（合成炭化水素油＋極性基含有潤滑油）を加
え、３段ロールミルをかけ、目的の長繊維状のリチウム
石けんを含有するグリースが得られる。

【００３４】尚、増ちょう剤量は従来のグリース組成物
と同様の５〜２０質量％で構わず、有機脂肪酸またはヒ
ドロキシ脂肪酸、金属水酸化物の配合量を適宜選択す
る。

【００３５】グリース組成物には長繊維状の金属石けん
系増ちょう剤が含まれるが、その割合は増ちょう剤全量
の３０質量％以上を占めることが好ましく、それより少
ないと軸受トルクの低減に十分な効果が得られない。ま
た、長繊維状の金属石けん系増ちょう剤の長径部が長く
なりすぎると、回転時に転がり軸受の接触面に入り込ん
だときの振動が大きくなり、特に初期音響特性に悪影響
を及ぼすため、長径部の上限としては１０μｍが好まし
いといえる。また、短径部は特に制限されるものではな
いが、１μｍ未満である。長繊維状の金属石けん系増ち
ょう剤の長径部及び短径部の寸法は、上記した反応条件
を適宜選択することにより制御可能である。

【００３６】尚、上記において合成されたグリース組成
物において、金属石けん系増ちょう剤の長径部および短
径部を測定するには、例えばグリース組成物をヘキサン
等の溶剤に分散、希釈し、コロジオン膜を張った銅製メ
ッシュに付着させ、透過型電子顕微鏡を用いて６０００
〜２００００倍程度の倍率にて観察して行うことができ
る。図１（Ａ）は顕微鏡写真の一例（実施例１によるグ
リース組成物）であるが、長径部が３μｍ以上である長
繊維状物が生成していることがわかる。また、グリース
の混和ちょう度は２５０〜３３０であることが好まし
い。

【００３７】また、グリース組成物には、その好ましい
特性を損なわない限り、上記した基油及び増ちょう剤以
外に、酸化防止剤、防錆剤、金属不活性化剤、油性剤、
極圧剤、摩耗防止剤、粘度指数向上剤等を単独または２
種以上組み合わせて添加することができる。これらは何
れも公知のもので構わない。例えば、酸化防止剤として
は、アミン系、フェノール系、イオウ系、ジチオリン酸
亜鉛等を使用できる。防錆剤としては、石油スルフォネ
ート、ジノニルナフタレンスルフォネート、ソルビタン
エステル等を使用できる。金属不活性化剤としては、ベ
ンゾトリアゾールや亜鉛酸ソーダ等を使用できる。油性
剤としては、脂肪酸、植物油等を使用できる。粘度指数
向上剤としては、ポリメタクリレート、ポリイソブチレ
ン、ポリスチレン等を使用できる。これらの添加剤は、
単独または２種以上組み合わせて添加することができ、
その添加量は全体としてグリース組成物全量の２０質量
％以下とすることが好ましい。

【００３８】また、本発明は、上記グリース組成物を封
入した転動装置を提供する。転動装置としては、例えば
以下に示される転がり軸受やボールねじ装置を例示する
ことができる。

【００３９】（転がり軸受）本発明において、転がり軸
受の構造自体は制限されるものではなく、例えば図２に
示される転がり軸受を例示できる。図示される転がり軸
受は、外周面に内輪軌道１を有する内輪２と、内周面に
外輪軌道３を有する外輪４とを同心に配置し、内輪軌道
１と外輪軌道３との間に、複数個の転動体である玉５、
５を転動自在に設けて成る。また、内輪軌道１及び外輪
軌道３は、共に深溝型としており、玉５、５は保持器６
に設けたポケット７、７内に転動自在に保持されてい
る。

【００４０】また、保持器６は、波形プレス保持器と呼
ばれるもので、金属板材をプレス成形により波形で円環
状に形成した一対の素子８，８を組み合わせて成る。両
素子８，８は、それぞれの円周方向複数個所に、各ポケ
ット７，７を構成するための略半円筒状の凹部９，９を
形成している。そして、この１対の素子８，８同士をこ
れら各凹部９，９から外れた部分で突き合わせ、これら
各部分を複数のリベット１０により結合固定して円環状
で円周方向複数個所にポケット７，７を有する保持器６
としている。また、各凹部９，９の内面中間部は、各玉
５，５の転動面の曲率半径よりも僅かに大きな曲率半径
を有する、断面円弧状の球状凹面としている。

【００４１】また、図３に示すような、冠型保持器と呼
ばれる保持器１１を使用することもできる。この保持器
１１は、合成樹脂等により造られた円環状の主部１２の
円周方向複数個所に、各玉５，５を転動自在に保持する
ポケット７，７を有する。合成樹脂としては、ポリアミ
ド樹脂、ポリアセタール樹脂、フェノール樹脂、ポリプ
ロピレン樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂等が使用
可能であり、補強剤としてガラス繊維等を適量添加して
もよい。また、各ポケット７，７は、主部１２に互いに
間隔を空けて配置された１対の弾性片１３，１３の片側
面と、主部１２の軸方向（図３の左右方向）片面（図３
の右面）でこの１対の弾性片１３，１３の間部分に設け
られた球面状の凹面部１４，１４とから構成される。弾
性片１３，１３の片側面及び凹面部１４，１４の曲率半
径は、何れも玉５の転動面の曲率半径より僅かに大き
い。

【００４２】何れの保持器６、１１を使用する場合で
も、内輪２の外周面と外輪４の内周面との間に存在する
空間部分に、上記本発明のグリース組成物を充填して、
これら内輪２と外輪４との相対回転が円滑に行われるよ
うにする。そして、転がり軸受に振動や騒音が生じない
ようにすると共に、焼き付け等の故障を防止する。その
ために、外輪４の両端部内周面に、円環状のシール板や
シールド板等の密封板（図示省略）を装着して前記空間
部分の両端開口を塞ぎ、この空間部分から潤滑剤が漏洩
したり、あるいはこの空間部分内に塵芥等の異物が侵入
するのを防止する。また、内輪２、外輪４や玉５，５、
更には各保持器６、１１の表面には、金属製部材の防錆
や寿命の延長等を考慮して、潤滑油が薄く塗布される。

【００４３】（ボールねじ装置）本発明において、ボー
ルねじ装置の構造自体は制限されるものではなく、例え
ば図４に示されるボールねじ装置を例示できる。図示さ
れるボールねじ装置は、外周面に螺旋状のボールねじ溝
（ボール転動溝）５２が形成されたボールねじ軸（案内
軸）５０と、そのねじ軸５０のボールねじ溝５２に対向
する螺旋状のボールねじ溝（ボール転動溝）６４が内周
面６２に形成されたボールナット（可動体）６０と、ね
じ軸５０のボールねじ溝５２とボールナット６０のボー
ルねじ溝６４とが対向する螺旋状のボール転動空間に転
動自在に介装された多数のボール７０と、それらのボー
ル７０を循環させるチューブ式循環路（ボール循環部
材）８０とを備えている。

【００４４】チューブ式循環路８０は、外形略コ字状の
チュープからなり、その両端部８２をそれぞれボールナ
ット６０を径方向に貫通するチューブ取付け孔６９から
ボールナット６０内のボール転動空間に差込み、止め金
８６でボールナット６０の外面に固定されている。螺旋
状のボール転動空間内を移動するボール７０は、ボール
ねじ溝５２、６４を複数回回って移動してから、チュー
ブ式循環路８０の一方の端部８２で掬い上げられてチュ
ーブ式循環路８０の中を通り、他方の端部８２からボー
ルナット６０内のボール転動空間に戻る循環を繰り返す
ようになっている。

【００４５】ボールナット６０の両端の開口部には円形
の凹部６６が形成してあり、これに嵌着した円板形のシ
ール部材６８の内周面がボールねじ軸５０の外周面およ
びボールねじ溝５２の間に摺接してボールねじ装置内部
をシールしている。また、上記した本発明のグリース組
成物が、ボール転動空間に封入されている。

【００４６】かかる構成のボールねじ装置によれば、ボ
ールねじ軸５０とボールナット６０とはボール７０の転
がりを介して接触するから、ボールナット６０をボール
ねじ軸５０に対して小さい駆動力で相対的に螺旋運動さ
せることができる。

【００４７】

【実施例】本発明を実施例及び比較例に基づいて、更に
説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されるもの
ではない。

【００４８】（実施例１〜５、比較例１〜５）表１及び
表２に実施例１〜５、比較例１〜５のグリース組成およ
び性状を示した。尚、リチウム石けんと基油の総量を９
５０ｇとし、これに酸化防止剤、防錆剤、金属不活性化
剤を総量で５０ｇ加えて総量１０００ｇのグリース組成
物としてある。また、基油（極性基含有潤滑油と無極性
潤滑油との混合油）の動粘度（４０℃）を同表に併記し
た。調製方法は、各無極性潤滑油中にヒドロキシステア
リン酸を溶解し、水酸化リチウムと反応させてリチウム
石けんを生成し、これを２１０℃以上に加温して各極性
基含有潤滑油中に溶解した後、一旦２００℃で約６０分
保持し、その後１４０℃まで１℃／分の速度で冷却し、
次いで１４０℃以下になった時点で１４０℃に加熱した
追加基油（合成炭化水素油＋極性基含有潤滑油）を加
え、３段ロールミルをかけてグリース組成物を得た。

【００４９】そして、実施例１及び比較例５のグリース
組成物をヘキサンに分散、希釈し、コロジオン膜を張っ
た銅製メッシュに付着させ、透過型電子顕微鏡を用いて
６０００倍の倍率にて観察した。図１（Ａ）に実施例１
のグリース組成物、また図１（Ｂ）に比較例５のグリー
ス組成物の顕微鏡写真を示すが、実施例１のグリース組
成物には長径部が３μｍ以上のリチウム石けんが含まれ
ていることがわかる。

【００５０】また、各グリース組成物を試験軸受に適用
し、下記に示す（１）軸受動トルク試験、（２）軸受保
持器音測定、（３）フレッチング試験に供した。

【００５１】（１）軸受動トルク試験 図５に示す測定装置３０を用いて軸受動トルク測定を行
った。この測定装置３０において、試験軸受３１は２個
一組で、エアースピンドル３２に連結する軸３３に与圧
用ウエーブワッシャ３４を用いて装着される。また、試
験軸受３１はエアースピンドル３２とともに水平に置か
れ、糸３５を介して荷重変換機３６が吊るされており、
荷重変換機３６の出力がＸ−Ｙレコーダ３７により記録
される。

【００５２】試験は、試験軸受３１として、鉄保持器を
備えた内径φ１５mm、外径φ３５mm、幅１１mmの非接触
ゴムシール付き転がり軸受を用い、これに実施例１〜
５、比較例１〜５の各グリース組成物を０．７ｇ封入
し、アキシャル荷重３９．２Ｎとし、１４００ｒｐｍで
内輪回転させて動トルクを測定した。測定結果を前記表
１、表２中に動トルクとして示した。尚、表１、表２に
おいて、×印は、従来エアコンファンモータ用に使用さ
れているグリース組成物が封入された転がり軸受の動ト
ルクを１００％（基準値）とした時に、試験軸受３１の
動トルクが９０％以上であること、△印は基準値の７０
％以上で９０％未満であること、○印は基準値の５０％
以上で７０％未満であること、◎印は基準値の４０％未
満であることをそれぞれ表わしている。軸受動トルク試
験は、○印、即ち基準値の７０％未満の場合を合格とし
た。表１、表２から、実施例１〜５において、良好なト
ルク特性が得られることがわかる。

【００５３】また、グリース組成物中の極性基含有潤滑
油の配合比率、基油動粘度、増ちょう剤の長繊維状物の
配合割合について、軸受動トルク測定より検証した。

【００５４】（１−１：極性基含有潤滑油の配合比率の
検証）実施例２に従ってポリオールエステルの配合比率
を変えてグリース組成物を調製し、上記軸受動トルク測
定を行った。測定は、回転開始５分経過後に行った。結
果を図６に示すが、ポリオールエステルを５質量％以
上、特に１０質量％以上配合することにより、極めて良
好なトルク特性が得られることがわかる。

【００５５】（１−２：基油動粘度の検証）実施例２及
び比較例４に従って基油動粘度を変えてグリース組成物
を調製し、上記軸受動トルク測定を行った。測定は、回
転開始５分経過後に行った。結果を図７に示すが、実施
例２のグリース組成物を適用した試験軸受では、設定し
た基油の動粘度の全範囲（５０〜２００mm²／ｓ、４０
℃）において一様に軸受動トルクが低く、極めて良好な
トルク特性が得られることがわかる。

【００５６】（１−３：増ちょう剤における長繊維状物
の配合割合の検証）実施例２に従ってリチウム石けんの
長繊維状物の配合割合を変えてグリース組成物を調製
し、上記軸受トルク測定を行った。測定は、回転開始５
分経過後に行った。結果を図８に示すが、長繊維状物の
配合割合として、３０質量％以上あれば軸受トルクを低
く抑えることができることがわかる。

【００５７】（２）軸受保持器音測定 試験は、試験軸受３１として、鉄保持器を備えた内径φ
１５mm、外径φ３５mm、幅１１mmの非接触ゴムシール付
き転がり軸受を用い、これに実施例１〜５、比較例１〜
５の各グリース組成物を０．７ｇ封入し、アキシャル荷
重３９．２Ｎとし、１４００ｒｐｍで内輪回転させ、周
波数分析器を用いて０℃及び２０℃における保持器音を
測定した。測定結果を表１、表２中に保持器音として示
した。尚、表１、表２において、○印は保持器音の発生
なし、△印は保持器音ややあり、×印は保持器音が大き
いことをそれぞれ表わしている。表１、表２から、実施
例１〜５では低温での保持器音が発生しないことがわか
る。

【００５８】（３）フレッチング試験 図９に示す測定装置４０を用いて、フレッチング試験を
行った。この測定装置４０において、試験軸受４１は外
輪ハウジング４２および軸４３を介して装着されてい
る。加振器４４を用い、繰り返し周波数５０Ｈｚの変動
荷重を試験軸受４１に作用させた。試験は、試験軸受４
１として、鉄保持器を備えた内径φ１５mm、外径φ３５
mm、幅１１mmの非接触ゴムシール付き転がり軸受を用
い、これに実施例１〜５、比較例１〜５の各グリース組
成物を０．７ｇ封入し、アキシャル荷重で２０〜１５０
０Ｎまで変動させ、５×１０⁵回繰り返してフレッチン
グ試験を行った。試験後の試験軸受４１を下記の評価基
準により軸受の音響特性を調べた。

【００５９】軸受の音響特性は、アンデロンメータを用
いて行い、各グリース組成物を封入した直後の軸受アン
デロン値と、５×１０⁵回のフレッチング試験後の軸受
のアンデロン値とを比較してアンデロン値の上昇値を基
準として音響特性の判定を行った。尚、フレッチング試
験後の試験軸受を分解し、軸受軌道面の摩耗損傷状態を
観察してみると、摩耗痕が深くはっきり観察できる軸受
は、音響特性の低下（アンデロン上昇値が大）が大き
く、一方摩耗痕がほとんど確認できない軸受は、音響特
性の低下（アンデロン上昇値がなし）がなく、軸受軌道
面の摩耗損傷状態と、音響特性は相関性があることを確
認している。

【００６０】判定結果を表１、表２中にフレッチングと
して示した。内、表１、表２において、×印は、従来エ
アコンファンモータ用に使用されているグリース組成物
が封入された転がり軸受の音響特性（アンデロン上昇
値）を１００％（基準値）とした時に、試験軸受４１の
音響特性が８５％以上であること、△印は基準値の６０
％以上で８５％未満であること、○印は基準値の３５％
以上で６０％未満であること、◎印は３５％未満である
ことをそれぞれ表わしている。フレッチング試験は、○
印、即ち基準値の６０％未満の場合を合格とした。表
１、表２から、実施例１〜５のグリース組成物におい
て、フレッチング特性が優れていることがわかる。

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】

【００６３】（実施例６〜２５、比較例６〜１５）実施
例１〜５及び比較例１〜５に準じ、表３〜表８に示す配
合にてグリース組成物を調製した。尚、用いたポリαオ
レフィン油Ａの動粘度は３３mm²／ｓ（４０℃）、ポリ
αオレフィン油Ｂの動粘度は６０mm²／ｓ（４０℃）、
ポリαオレフィン油Ｃの動粘度は１００mm²／ｓ（４０
℃）、鉱油の動粘度は１３０mm²／ｓ（４０℃）、ジエ
ステル油の粘度は１２mm²／ｓ（４０℃）、ポリオール
エステル油Ｃの動粘度は７６０mm²／ｓ（１００℃）、
ポリオールエステル油Ｄの動粘度は３３mm²／ｓ（４０
℃）、ポリオールエステル油Ｅの動粘度は２００mm²／
ｓ（４０℃）、アルキルジフェニルエーテル油Ａの動粘
度は１００mm²／ｓ（４０℃）、アルキルジフェニルエ
ーテル油Ｂの動粘度は６７mm²／ｓ（４０℃）である。
また、ポリオールエステル油Ａ及びポリオールエステル
油Ｂとして、それぞれ動粘度の異なるものを用いた。ま
た、基油（極性基含有潤滑油と無極性潤滑油との混合
油）の動粘度（４０℃）を同表に併記した。

【００６４】そして、各グリース組成物を用いて上記の
（１）軸受動トルク試験、（２）軸受保持器音測定及び
（３）フレッチング試験を行った。それぞれの結果を、
同様の判定基準により表３〜表８に併記した。尚、軸受
動トルク試験の結果は、動トルク（転がり軸受）として
示してある。各試験結果とも、実施例は比較例に比べて
優れていることを示している。

【００６５】また、被検体として、図４に示したボール
ねじ装置（ボールねじ軸５０の軸径：２５ｍｍ、リー
ド：２０ｍｍ）を用い、ボールナット６０に各グリース
組成物を５ｍｌ封入してトルクを測定した。トルクは図
１０に示す測定装置を用いて行った。図示される測定装
置は、被検体であるボールねじ装置Ａのボールねじ軸５
０をスピンドルＢにより５００ｒｐｍで回転させ、荷重
検出器Ｃを用いて測定した動トルク値をレコーダに記録
する構成となっている。

【００６６】測定結果を表３〜表８中に動トルク（直動
装置）として示した。尚、表３〜表８において、×印は
従来使用されているグリース組成物が封入されたボール
ねじ装置の動トルクを１００％（基準値）とした時に、
被検体の動トルクが９０％以上であること、△印は基準
値の７０％以上で９０％未満であること、○印は基準値
の５０％以上で７０％未満であること、◎印は基準値の
４０％未満であることをそれぞれ表わしている。そし
て、○印、即ち基準値の７０％未満の場合を合格とし
た。表３〜表８から、各実施例が何れも良好なトルク特
性を示していることがわかる。

【００６７】また、同様の被検体を用いて玉剥離耐久性
について評価した。即ち、荷重２．５ｋＮ、加速度１．
５Ｇ、回転数３０００ｒｐｍとして被検体を３０００ｋ
ｍ（８５００時間相当）走行させた後、被検体を分解し
てボールの表面を目視にて観察した。結果を表３〜表８
に玉剥離耐久性として示した。尚、表３〜表８におい
て、×印はボールの表面の損傷が激しく玉剥離を確認で
きる、△印はボールの表面の損傷が確認できる、○印は
ボールの表面に損傷が確認できないか、もしくはボール
の表面に僅かな損傷を確認できることをそれぞれ表わし
ている。そして、○印及び○〜△印を合格とした。表３
〜表８から、各実施例は何れも比較例と同様以上の玉剥
離耐久性を有することがわかる。また、基油における高
粘度極性基含有潤滑油の含有量が、実施例１７では約５
質量％、実施例１９では約１５質量％、実施例１６では
約２０質量％，実施例２０では約２７質量％であるが、
何れも良好な動トルク、フレッチング及び玉剥離耐久性
を示している。また、実施例１〜２５のグリースの混和
ちょう度は何れも２５０以上であり、従来のＮＬＧＩＮ
ｏ３の上限値となっており、従来よりも比較的ちょう度
を大きい方にシフトさせた方が低トルクが得られる。但
し、ちょう度が大きすぎると、グリースが柔らかくなり
すぎるため、ちょう度は２５０〜３３０の範囲が好まし
い。

【００６８】

【表３】

【００６９】

【表４】

【００７０】

【表５】

【００７１】

【表６】

【００７２】

【表７】

【００７３】

【表８】

【００７４】また、比較例７と、実施例２１及び実施例
２２とを比較すると、比較例７では、基油動粘度が５５
ｍｍ²／ｓ（４０℃）で、軸受動トルクの実測値が１３
×１０^-3Ｎ・ｍ、実施例２１では、基油動粘度が１１５
ｍｍ²／ｓ（４０℃）で、軸受動トルクの実測値が１２
×１０^-3Ｎ・ｍ、実施例２２では、基油動粘度が６０ｍ
ｍ²／ｓ（４０℃）で、軸受動トルクの実測値が１０×
１０^-3Ｎ・ｍである。このことから、比較例７と実施例
２２との比較から、基油動粘度が同程度でも、増ちょう
剤に長繊維状物を含むことにより軸受動トルクを２割程
度低減できることがわかる。また、比較例７と実施例２
１との比較からは、同等の軸受動トルクでも、増ちょう
剤に長繊維状物を含むことにより、約２倍以上の高粘度
の基油を用いることが可能になることがわかる。上記の
試験結果でも、比較例７はフレッチング及び玉剥離耐久
性に劣っているのに対して実施例２１では良好な結果が
得られているように、フレッチング摩耗や玉剥離を抑え
るためには基油動粘度が高い方が有利である。これらの
ことから、長繊維状物を含む増ちょう剤を用いることに
より、低トルクとともに、フレッチングや玉剥離耐久性
の向上を図ることができることがわかる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低温環境における運転起動時の軸受初期音響（保持器
音）を改善し、かつフレッチング損傷（磨耗）の低減や
トルク低減に効果的なグリース組成物が提供される。ま
た、低温音響特性に優れ、フレッチング損傷（摩耗）や
トルクの低減を図った、転がり軸受、リニアガイド装置
やボールねじ装置等の転動装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は実施例１で得られたグリース組成物、
（Ｂ）は比較例５で得られたグリース組成物の電子顕微
鏡写真である。

【図２】本発明の対象となる転がり軸受の一例を示す、
部分切断斜視図である。

【図３】転がり軸受に組み込む保持器の別例を示す斜視
図である。

【図４】本発明の対象となるボールねじ装置の一例を示
す断面図である。

【図５】実施例において、軸受トルク試験を行うために
使用した測定装置を示す構成概略図である。

【図６】実施例で得られた、極性基含有潤滑油の配合比
率と軸受トルクとの関係を示すグラフである。

【図７】実施例で得られた、基油動粘度と軸受トルクと
の関係を示すグラフである。

【図８】実施例で得られた、増ちょう剤の長繊維状物の
配合割合と軸受トルクとの関係を示すグラフである。

【図９】実施例において、フレッチング試験を行うため
に使用した測定装置を示す構成概略図である。

【図１０】（ａ）は実施例において、ボールねじ装置の
動トルクの測定に用いた測定装置を示す概略構成図であ
り、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。

【符号の説明】

１ 内輪軌道 ２ 内輪 ３ 外輪軌道 ４ 外輪 ５ 玉 ６ 保持器 ７ ポケット ８ 素子 ９ 凹部 10 リベット 11 保持器 12 主部 13 弾性片 14 凹部 30 トルク試験用測定装置 31 試験軸受 32 エアースピンドル 33 軸 34 与圧用ウエーブワッシャ 35 糸 36 荷重変換器 37 Ｘ−Ｙレコーダ 40 フレッチング試験用測定装置 41 試験軸受 42 ハウジング 43 軸 44 加振器 50 ボールねじ軸 52 ボールねじ溝 60 ボールナット 64 ボールねじ溝 70 ボール 80 チューブ式循環路

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ１０Ｍ 105/48 Ｃ１０Ｍ 105/48 107/02 107/02 117/02 117/02 117/04 117/04 Ｆ１６Ｃ 19/06 Ｆ１６Ｃ 19/06 33/66 33/66 Ｚ Ｆ１６Ｈ 25/24 Ｆ１６Ｈ 25/24 Ｊ // Ｃ１０Ｎ 10:02 Ｃ１０Ｎ 10:02 20:02 20:02 20:06 20:06 Ｂ 30:00 30:00 Ｚ 30:06 30:06 30:08 30:08 40:02 40:02 50:10 50:10 (72)発明者 住谷 寿夫 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 中 道治 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 Ｆターム(参考） 3J062 AB22 AC07 BA26 BA27 CD75 3J101 AA01 AA02 AA32 AA42 AA52 AA62 EA63 FA32 FA35 FA41 GA24 GA29 GA31 4H104 BA07A BB08A BB17B BB19B BB33A BB34A BB37A CA01A DA02A EA02A EA10B FA01 LA03 LA04 LA20 PA01 QA18

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分子構造中に極性基を有する極性基含有
   潤滑油と、無極性潤滑油とを混合してなる基油に、長径
   部の長さが少なくとも３μｍである長繊維状物を含む金
   属石けん系増ちょう剤を配合したことを特徴とするグリ
   ース組成物。
2. 【請求項２】 長繊維状物の含有量が、金属石けん系増
   ちょう剤全量の３０質量％以上であることを特徴とする
   請求項１記載のグリース組成物。
3. 【請求項３】 基油の４０℃における動粘度が、１０mm
   ²／ｓ以上５００mm²／ｓ以下であることを特徴とする請
   求項１または２記載のグリース組成物。
4. 【請求項４】 ４０℃における動粘度が２０００mm²／
   ｓ以上１０００００mm²／ｓ以下の極性基含有含有潤滑
   油を含有することを特徴とする請求項３記載のグリース
   組成物。
5. 【請求項５】 ４０℃における動粘度が１０mm²／ｓ以
   上１５０mm²／ｓ未満である低粘度極性基含有潤滑油、
   ４０℃における動粘度が１５０mm²／ｓ以上２０００mm²
   ／ｓ未満である中粘度極性基含有潤滑油及び４０℃にお
   ける動粘度が２０００mm²／ｓ以上１０００００mm²／ｓ
   以下である高粘度極性基含有潤滑油の少なくとも１種を
   含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載
   のグリース組成物。
6. 【請求項６】 ４０℃における動粘度が２０００mm²／
   ｓ以上１０００００mm²／ｓ以下である高粘度極性基含
   有潤滑油を、基油全量の５〜３０質量％の割合で含有す
   ることを特徴とする請求項５記載のグリース組成物。
7. 【請求項７】 低粘度極性基含有潤滑油が、ポリオール
   エステル油、ジエステル油及びエーテル油から選択され
   る少なくとも１種であることを特徴とする請求項５また
   は６に記載のグリース組成物。
8. 【請求項８】 極性基含有潤滑油の含有量が、基油全量
   の５〜７０質量％であることを特徴とする請求項１〜７
   の何れか１項に記載のグリース組成物。
9. 【請求項９】 請求項１〜８の何れか１項に記載のグリ
   ース組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受。
10. 【請求項１０】 請求項１〜８の何れか１項に記載のグ
    リース組成物を封入したことを特徴とする直動装置。