JP2003343581A

JP2003343581A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2003343581A
Application number: JP2002149287A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Sugimori; 庸一郎杉森
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2003-12-03

Abstract

(57)【要約】【課題】軸受トルクが従来と同等で、音響耐久性の改
善を図った転がり軸受を提供する。【解決手段】内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周
面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との
間に転動自在に設けた複数個の転動体と、複数個の転動
体を転動自在に保持する保持器とを備え、外輪軌道と内
輪軌道との間の軸受空間内にグリースを封入した転がり
軸受において、前記グリースが、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、繊維長が少なくとも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てなり、かつ
該グリースを前記軸受空間の３５容積％を越え６０容積
％未満となるように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、一般産業用に使用
される各種モータ用転がり軸受に関し、特に軸受トルク
が従来と同等であり、かつ音響耐久性の改善を図った転
がり軸受に関する。

【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】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。

【０００５】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、転がり軸受の転動体と内外輪軌道面との
隙間にできる油膜厚の確保が難しくなる。そして、転動
体の表面あるいは内外輪軌道面に摩耗傷が発生して、こ
れが音響に影響を与えて音響上昇の原因の一つになる。
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。

【０００６】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
油を基油とし、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使用されている。基油として用
いるエステル油は、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。

【０００７】グリースは、低トルクが要求される場合、
外輪軌道と内輪軌道との間に形成される軸受空間の３５
容積％以下となるように封入されるのが一般的である。
特にこのグリース封入量を軸受空間の２０容積％以下に
することにより、低トルク化が可能となるが、転がり軸
受の転動体と内外輪軌道面との隙間、即ち軸受潤滑面に
形成される油膜厚の確保が難しくなる。そして、転動体
の表面あるいは内外輪軌道面に摩耗傷が発生して、これ
が音響に影響を与えて音響上昇、耐久性低下をもたらす
原因の１つとなる。

【０００８】一方、グリース封入量が３５容積％を超え
る場合、耐久性に対しては有効であるが、トルクの増
大、あるいは、グリース漏れを招くことになる。

【０００９】

【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化・多機能化の要求と、環境
規制の配慮に伴い、組み込まれる転がり軸受にも低トル
ク化及び音響特性の改善が求められており、今後もこの
ような要求が高まることが十分に予測される。

【００１０】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、特に軸受トルクが従来と同等で、音響耐久
性の改善を図った転がり軸受を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周
面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との
間に転動自在に設けた複数個の転動体と、複数個の転動
体を転動自在に保持する保持器とを備え、外輪軌道と内
輪軌道との間の軸受空間内にグリースを封入した転がり
軸受において、前記グリースが、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、繊維長が少なくとも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てなり、かつ
該グリースを前記軸受空間の３５容積％を越え６０容積
％未満となるように封入したことを特徴とする転がり軸
受を提供する。

【００１２】

【作用】本発明の転がり軸受においては、上記したグリ
ースを封入したことにより、従来の短繊維状物を増ちょ
う剤とするグリースに比べて、軸受トルクを低減するこ
とができる。即ち、増ちょう剤として含まれる繊維長３
μｍ以上の長繊維状物が軸受回転時のせん断で配向性を
示し、それにより軸受トルクが低減する。この軸受トル
ク低減効果は、無極性潤滑油との組み合わせにより更に
増す。また、基油に含まれる極性基含有潤滑油の極性基
が、金属表面、即ち軸受回転部の接触面に対して優先的
に吸着して吸着膜を形成、表面摩耗特性を改善して軸受
トルクを更に低減する。また、この極性基含有潤滑油は
金属石けんのミセル構造と相互作用を示し、特に長繊維
状物同士の結合力を弱め、軸受回転時におけるグリース
のせん断抵抗を低減して軸受トルクを更に低減する。

【００１３】このように軸受トルクを低減できることか
ら、グリースの封入量を増量することが可能となり、従
来と同等の軸受トルクとした場合に、従来よりも音響耐
久性を大幅に向上させることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
転がり軸受を詳細に説明する。

【００１５】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１に示した玉軸受を
例示することができる。図示される玉軸受は、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
設けてなる。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。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
み合わせてなる。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。

【００１６】また、図２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２の左右方向）片面（図２
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。

【００１７】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
軸受空間にグリースを充填して、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、玉
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）を装着して軸受空間の両端開口を塞ぎ、この軸
受空間から潤滑剤が漏洩したり、あるいはこの軸受空間
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。

【００１８】封入されるグリースの基油は、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。エステル構造を
有する潤滑油としては、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。

【００１９】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）、ジオクチルアジ
ペート（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。

【００２０】芳香族エステル油としては、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（ＴＤＴＭ）、テトラオクチルピロメリテート（ＴＯ
ＰＭ）等が挙げられる。

【００２１】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
るものなどが挙げられる。多価アルコールと反応させる
一塩基酸は、単独でも複数種を併用してもよい。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）などが挙げられる。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。

【００２２】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。

【００２３】また、エーテル構造を有する潤滑油として
は、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
ングリコール油等を挙げることができる。

【００２４】上記各極性基含有潤滑油は、単独で用いて
もよいし、複数種を併用してもよい。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。

【００２５】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用いることがで
きる。鉱油の例としては、パラフィン系鉱油、ナフテン
系鉱油等を挙げることができる。また、合成炭化水素油
の例としては、ポリ−α−オレフィン油等を挙げること
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。

【００２６】極性基含有潤滑油と無極性潤滑油との混合
比は、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、音響耐久性およびトルク低減に十分な効果が得られ
ない。本発明に用いるグリースは、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
潤滑油とを混合して調製される。従って、極性基含有潤
滑油が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。

【００２７】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１０ｍｍ
²／ｓ（４０℃）以上５００ｍｍ²／ｓ（４０℃）以下の
範囲でかまわないが、上記の製造方法を円滑に行う上
で、４０℃における動粘度が２０００ｍｍ²／ｓ以上１
０００００ｍｍ²／ｓ以下である高粘度極性基含有潤滑
油を含むことが好ましい。

【００２８】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２０００ｍｍ²／ｓ未満である中粘度極性基含有潤滑
油と、上記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質量％
以上３０質量％以下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−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
あることが好ましい。

【００２９】一方、増ちょう剤は、繊維長が３μｍ以上
の長繊維状物を含む金属石けん系増ちょう剤である。金
属石けん系増ちょう剤としては、１価及び／または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
化物とを反応させて得られる有機脂肪酸金属塩または有
機ヒドロキシ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。

【００３０】上記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。

【００３１】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、一例として次の生成方法を例示する。

【００３２】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。

【００３３】尚、増ちょう剤量は従来のグリースと同様
に、グリース全量に対して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。

【００３４】グリース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繊維長が長くなりす
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、繊維長の上限としては１０μｍが好ましいとい
える。また、繊維径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
の繊維長及び繊維径は、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。

【００３５】尚、上記において合成されたグリースにお
いて、金属石けん系増ちょう剤の繊維長および繊維径を
測定するには、例えばグリース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３
（Ａ）は顕微鏡写真の一例（実施例２によるグリース）
であるが、繊維長３μｍ以上である長繊維状物が生成し
ていることがわかる。

【００３６】また、グリースには、上記した基油及び増
ちょう剤以外に、カルボン酸またはカルボン酸塩を添加
することが好ましい。カルボン酸またはカルボン酸塩を
添加することにより、吸着膜を形成して、表面摩擦特性
を改善し、軸受トルク低減を更に効果的なものとする。
そして、音響耐久性の改善となる。尚、カルボン酸とし
ては、例えばオレイン酸、ナフテン酸、コハク酸等を挙
げることができる。コハク酸化合物としては、アルケニ
ルコハク酸が好ましく、コハク酸誘導体としては、例え
ばアルキルコハク酸エステル、アルキルコハク酸エーテ
ル、アルケニルコハク酸エステル、アルケニルコハク酸
エーテル等を挙げることができる。また、その添加量
は、全体としてグリース全量の１０質量％以下とするの
が適当である。

【００３７】更に、グリースには、その好ましい特性を
損なわない限り、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全
量の２０質量％以下とすることが好ましい。

【００３８】また、グリースの混和ちょう度は、２５０
以上３３０以下であることが好ましい。

【００３９】

【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。

【００４０】（実施例１〜７、比較例１〜５）表１に実
施例１〜７、表２に比較例１〜５のグリース組成及び性
状を示した。用いたポリαオレフィン油Ａの動粘度は３
３ｍｍ²／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℃）、ジエステル油の動粘度
は１２ｍｍ²／ｓ（４０℃）、ポリオールエステル油Ａ
の動粘度は７６０ｍｍ²／ｓ（１００℃）、ポリオール
エステル油Ｂの動粘度は３３ｍｍ²／ｓ（４０℃）、ポ
リオールエステル油Ｃの動粘度は２００ｍｍ²／ｓ（４
０℃）、アルキルジフェニルエーテル油Ａの動粘度は１
００ｍｍ²／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、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。

【００４１】尚、何れのグリースも、増ちょう剤と基油
の総量を９５０ｇとし、これに添加剤（カルボン酸、酸
化防止剤、防錆剤、金属不活性剤等）５０ｇを加えて総
量１０００ｇとしてある。

【００４２】調製方法は、各実施例については、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。

【００４３】また、実施例２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６
０００倍の倍率にて観察した。図３（Ａ）に実施例２の
グリース、また図３（Ｂ）に比較例５のグリースの顕微
鏡写真を示すが、実施例２のグリースには繊維長が３μ
ｍ以上のリチウム石けんが含まれていることがわかる。

【００４４】そして、各グリースを用いて下記に示す
（１）軸受動トルク試験及び（２）軸受音響耐久試験を
行った。

【００４５】（１）軸受動トルク試験図４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に予圧
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は駆動スピンドル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。

【００４６】試験は、試験軸受３１として、鉄製波形プ
レス保持器を備えた内径φ１５mm、外径φ３５mm、幅１
１mm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１〜７、比較例１〜５の各グリースを０．７ｇ封
入し、アキシアル荷重３９．２Ｎとし、１４００ｍｉｎ
^-1で内輪回転させて動トルクを測定した。測定時の温度
は室温とした。測定結果を表１、表２中に動トルクとし
て示した。尚、表１及び表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（４０
℃における動粘度が５０ｍｍ²／ｓ以上１５０ｍｍ²／ｓ
未満で、増ちょう剤の繊維構造が短繊維状物）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５０％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から、実施例１〜
７は何れも良好なトルク特性が得られることがわかる。

【００４７】（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５
に示すが、ポリオールエステルを５質量％以上、特に１
０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。

【００４８】（１−２基油動粘度の検証）実施例２及び
比較例５に従って基油動粘度を変えてグリースを調製
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、実施例２の
グリース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。

【００４９】（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７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。

【００５０】（１−４グリース封入量の検証）実施例
１、実施例２及び比較例５において、それぞれ軸受空間
に対するグリース封入量を１５〜６５容積％の範囲で変
えて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８に示すが、実施例２と
比較例５とを比較すると、基油の動粘度が同一（１１７
ｍｍ²／ｓ、４０℃）であるにもかかわらず、グリース
封入量が６０容積％以下の範囲で、実施例２の方が比較
例５よりも動トルクが大幅に低下していることがわか
る。例えば、比較例５のグリースを３０容積％封入した
ときの動トルクは、実施例２のグリースを５０容積％封
入したときの動トルクに相当しており、このことから本
発明に従うことによりグリース封入量を２０％程度増量
でき、音響耐久性に有利であることがわかる。

【００５１】また、実施例１と比較例５とを比較する
と、実施例１のグリースの基油は比較例５のグリースの
基油の１．４５倍であるにもかかわらず、比較例５の動
トルクを下回っている。このことから、本発明に従うこ
とにより、高粘度の基油を使用可能であることがわか
る。

【００５２】（２）軸受音響耐久試験図９に示すモータ実機耐久試験機を用いて、軸受音響耐
久試験を行った。このモータ実機耐久試験機は、ハウジ
ング２０内に入れた２個一対の試験軸受２１を、コイル
２２を介してＤＣ電源（図示せず）の動力にてロータ２
３を回転させるものである。試験軸受２１として、波形
プレス保持器を備えた内径φ１５ｍｍ、外径φ３５ｍ
ｍ、幅１１ｍｍの非接触金属シール付き転がり軸受を用
いた。これに実施例１〜７、比較例１〜５の各グリース
を０．７ｇ封入した。試験軸受２１は、各グリース毎に
８個ずつ用意し、上記モータ実機耐久試験機に装着（ア
キシアル荷重約３９．２Ｎ）した。そして、モータ実機
耐久試験機を１２０℃に調整された恒温槽中に収納し、
３００ｍｉｎ^-1及び５６００ｍｉｎ^-1で、１０００時間
内輪回転させた。１０００時間後に試験軸受２１を取り
出し、下記評価基準により軸受の音響特性を調べた。

【００５３】軸受の音響測定は、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、１０００時間内輪回転後の軸受アンデロン
値とを比較して音響特性の判定を行った。判定結果を、
表１及び表２に音響特性として示した。表１及び表２に
おいて、○印は音響特性の低下なし、△印は音響特性の
低下ややあり、×印は音響特性の低下あり、をそれぞれ
表わしている。表１及び表２から、各実施例とも満足で
きる音響特性が得られることがわかる。

【００５４】（２−１グリース封入量の検証）実施例２
及び比較例５において、それぞれ軸受空間に対するグリ
ース封入量を３０〜６５容積％の範囲で変えて上記方法
に準拠して音響測定を行った。但し、回転速度を３００
ｍｉｎ^-1とし、判定基準は試験前のアンデロン値に対し
て１．５倍の値に達するまでの時間を計測した。

【００５５】結果を図１０に示すが、本発明で規定され
ている封入量３０〜６０容積％の範囲において、実施例
２は音響寿命が延びていることがわかる。また、封入量
が多くなるほど、実施例２と比較例５との音響寿命差が
大きくなっており、本発明に従うことでより多量にグリ
ースを封入できることがわかる。但し、６５容積％で
は、上記（１−４グリース封入量の検証）でも述べたよ
うに、軸受摩擦トルクが高くなり、発熱することによ
り、音響寿命時間はグリース封入量６０容積％のときと
同等であり、これ以上の封入量は軸受トルクや軸受音響
寿命を悪化させる。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の転がり軸
受は、従来のグリースを封入した転がり軸受に比べて、
軸受トルクの低減を図ることができる。また、従来の転
がり軸受よりもグリース封入量を増すことができ、音響
耐久性の向上も図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の転がり軸受の一例を示す、部分切断斜
視図である。

【図２】本発明の転がり軸受に組み込まれる冠型保持器
の一例を示す断面図である。

【図３】（Ａ）実施例２で得られたグリース及び（Ｂ）
比較例５で得られたグリースの電子顕微鏡写真である。

【図４】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５】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６】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７】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８】実施例で得られた、グリース封入量と軸受トル
クとの関係を示すグラフである。

【図９】実施例において、軸受音響耐久試験を行うため
に使用した測定装置を示す構成概略図である。

【図１０】実施例で得られた、グリース封入量と音響耐
久時間との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１内輪軌道２内輪３外輪軌道４外輪５転動体６保持器７ポケット８素子９凹部 11冠型保持器 12 主部 13 弾性片 14 凹面部 20 ハウジング 21 試験軸受 22 コイル 23 ロータ 30 トルク試験用測定装置 31 試験軸受 32 駆動スピンドル 33 軸 34 予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

───────────────────────────────────────────────────── 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 105/38 Ｃ１０Ｍ 105/38 105/44 105/44 105/48 105/48 107/02 107/02 117/02 117/02 117/04 117/04 169/02 169/02 // Ｃ１０Ｎ 10:02 Ｃ１０Ｎ 10:02 10:04 10:04 10:06 10:06 20:02 20:02 20:06 20:06 Ｂ 30:06 30:06 40:02 40:02 Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA32 AA42 AA52 AA62 CA15 EA63 FA01 GA29 4H104 BA07A BB08A BB17B BB19B BB33A BB34A BB36A BB37A CA01A DA02A EA01Z EA02A EA10B FA01 FA02 FA03 LA03 LA20 PA01 PA50 QA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周
面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との
間に転動自在に設けた複数個の転動体と、複数個の転動
体を転動自在に保持する保持器とを備え、外輪軌道と内
輪軌道との間の軸受空間内にグリースを封入した転がり
軸受において、前記グリースが、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、繊
維長が少なくとも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てなり、かつ該グリースを前
記軸受空間の３５容積％を越え６０容積％未満となるよ
うに封入したことを特徴とする転がり軸受。
【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％以上であり、かつ金属石けん
系増ちょう剤の含有量がグリース全量の５〜２０質量％
であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】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また
は２記載の転がり軸受。
【請求項４】基油の４０℃における動粘度が、１０ｍ
ｍ²／ｓ以上５００ｍｍ²／ｓ以下であることを特徴とす
る請求項１〜３の何れか１項に記載の転がり軸受。
【請求項５】基油が、４０℃における動粘度が２００
０ｍｍ²／ｓ以上１０００００ｍｍ²／ｓ以下である高粘
度極性基含有潤滑油を含有することを特徴とする請求項
４記載の転がり軸受。
【請求項６】基油が、４０℃における動粘度が１０ｍ
ｍ²／ｓ以上１５０ｍｍ²／ｓ未満である低粘度極性基含
有潤滑油を含有することを特徴とする請求項５記載の転
がり軸受。
【請求項７】基油が、４０℃における動粘度が１５０
ｍｍ²／ｓ以上２０００ｍｍ²／ｓ未満である中粘度極性
基含有潤滑油を含有することを特徴とする請求項４〜６
の何れか１項に記載の転がり軸受。
【請求項８】高粘度極性基含有潤滑油の含有量が、基
油全量の５〜３０質量％であることを特徴とする請求項
４〜７の何れか１項に記載の転がり軸受。
【請求項９】低粘度極性油含有潤滑油が、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ばれる
少なくとも１種であることを特徴とする請求項６〜８の
何れか１項に記載の転がり軸受。
【請求項１０】金属石けんが、有機脂肪酸金属塩また
は有機ヒドロキシ脂肪酸金属塩であることを特徴とする
請求項１〜９の何れか１項に記載の転がり軸受。
【請求項１１】グリースの混和ちょう度が２５０〜３
３０であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１
項に記載の転がり軸受。