【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた高温性能を有するグリース組成物に関する。また、本発明は、優れた音響寿命を有する転がり軸受に係り、特に、コンピュータに使用されるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）や各種事務機器等に好適な転がり軸受に関する。さらに、本発明は長寿命な電動モータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤ，フレキシブルディスクドライブ（ＦＤＤ），コンパクトディスクドライブ（ＣＤＤ），光磁気ディスクドライブ（ＭＯＤ），ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）等のような情報機器に用いられる転がり軸受には、一般に、高速回転においても発塵（飛散）が少ないこと、トルクが小さいこと、音響性能が優れていること、長寿命であること等が要求される。
【０００３】
例えば、清浄な雰囲気下で使用されるＨＤＤ等の情報機器においては、回転時に軸受内部からガス状の油やグリースの微小な粒子が飛散すると、ディスク等の表面を汚染して誤作動の原因となるため、飛散量を抑えることが重要なこととされている。
このようなＨＤＤ用転がり軸受に封入されるグリース組成物としては、従来は、鉱油を基油としたナトリウムコンプレックス石けんグリースや、有機酸とアルコールとの反応生成物である合成エステル（ジエステル油やポリオールエステル油等）を基油としたリチウム石けんグリースが用いられてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような従来のグリースが封入された転がり軸受は、前述した各種要求性能のすべてが十分に優れているとは言えなかった。
例えば、鉱油を基油としたナトリウムコンプレックス石けんグリースの場合は、飛散量は少ないものの、増ちょう剤の分散性が不十分で均質になりにくいため、転がり軸受が回転した際の音響性能や振動性能に問題があった。また、吸湿性が高く、グリースが経時的に硬化して転がり軸受内で流動性が低下するため、潤滑不良を起こしやすいという問題点も有していた。
【０００５】
また、エステル油を基油としたリチウム石けんグリースの場合は、増ちょう剤の分散性が良好で音響性能や振動性能は問題がなく、転がり軸受は低トルクである。ところが、近年、前述のような情報機器には記録密度の向上がますます求められているため、この情報機器に使用される転がり軸受は回転速度の向上が図られている。その結果、転がり軸受の使用温度が上昇するため、エステル油を基油としたリチウム石けんグリースでは、前述した各種要求性能が不十分となりつつあり、特に音響寿命が不十分となる場合が多かった。
【０００６】
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、優れた高温性能を有するグリース組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、フレッチングが生じにくいこと、発塵が少ないこと、及びトルクが小さいことに加えて、優れた音響寿命を有する転がり軸受を提供することを併せて課題とする。さらに、本発明は長寿命な電動モータを提供することを併せて課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１のグリース組成物は、基油と増ちょう剤とを含有するグリース組成物において、前記基油を、４０℃における動粘度が１０〜３５ｍｍ２ ／ｓであるエステル油と、４０℃における動粘度が３０〜１２０ｍｍ２ ／ｓであるフッ素油と、を含有する混合基油とし、前記エステル油の含有量を前記混合基油全体の６０〜９５質量％、前記フッ素油の含有量を前記混合基油全体の５〜４０質量％として、前記混合基油の４０℃における動粘度を１５〜５０ｍｍ２ ／ｓとしたことを特徴とする。
【０００８】
このような構成のグリース組成物は高温性能が非常に優れているので、例えば転がり軸受に充填され高速回転で使用されたとしても極めて劣化しにくい。よって、長期間にわたって優れた潤滑性能を保持することができ、特に、優れた音響寿命を転がり軸受に付与することができる。
このような優れた特性を有する理由は、以下の２点が考えられる。
【０００９】
▲１▼転がり軸受の摺動面を構成する金属（鉄）とフッ素油との反応によりフッ化鉄が生成し、摺動面がフッ化鉄で覆われるため、摺動面の摩耗が減少する。その結果、音響寿命が向上する。
▲２▼フッ素油は熱的及び化学的に非常に安定であるので、基油にフッ素油を混合することによりグリース組成物も高温下において安定となる。
【００１０】
また、基油には、フッ素油とともにエステル油を用いる必要がある。その理由は以下の３点が考えられる。
▲１▼エステル油は分子内に極性基（エステル基）を有しているので、非極性な基油と比べてフッ素油との相溶性に優れている。
▲２▼エステル油を基油とするグリース組成物は、元来音響性能が優れている。
【００１１】
▲３▼フッ素油は添加剤を溶解しにくいが、他の基油を混合すれば添加剤の溶解性を向上させることができる。極性を有するエステル油は添加剤の溶解性が高いので、フッ素油に混合する基油として好適である。
なお、エステル油の４０℃における動粘度は１０〜３５ｍｍ２ ／ｓである必要がある。１０ｍｍ２ ／ｓ未満であると、グリース組成物を転がり軸受等に封入した際に必要な油膜厚さを確保できないおそれがある。また、３５ｍｍ２ ／ｓ超過であると、フッ素油と混合した際に必要な粘度になりにくい。
【００１２】
また、フッ素油の４０℃における動粘度は３０〜１２０ｍｍ２ ／ｓである必要がある。３０ｍｍ２ ／ｓ未満であると、高温時の耐久性が劣る場合がある。また、１２０ｍｍ２ ／ｓ超過であると、グリース組成物を転がり軸受等に封入した際に転がり軸受のトルクが上昇するおそれがある。
さらに、混合基油の４０℃における動粘度は１５〜５０ｍｍ２ ／ｓである必要がある。１５ｍｍ２ ／ｓ未満であると、グリース組成物を転がり軸受等に封入した際に転がり軸受の音響寿命が悪くなることが考えられる。また、５０ｍｍ２ ／ｓ超過であると、トルク性能を満足しにくくなる。
【００１３】
さらにまた、エステル油の含有量は混合基油全体の６０〜９５質量％である必要があり、フッ素油の含有量は混合基油全体の５〜４０質量％である必要がある。フッ素油の含有量が５質量％未満であると、グリース組成物を転がり軸受等に封入した際に転がり軸受の音響寿命が不十分となり、４０質量％超過であると、フッ素油の量が多すぎてフッ素油が混合基油から分離してしまうおそれがある。また、エステル油の含有量が６０質量％未満であると、フッ素油との相溶性が優れるエステル油の量が少なすぎるので、フッ素油が混合基油から分離してしまうおそれがあり、９５質量％超過であると、フッ素油の量が少なくなるので音響寿命が不十分となる。
【００１４】
また、本発明に係る請求項２のグリース組成物は、請求項１に記載のグリース組成物において、前記増ちょう剤はウレア化合物であり、その含有量はグリース組成物全体の５〜３０質量％であることを特徴とする。
ウレア化合物は高温において安定であるので、高温性能に優れる本発明のグリース組成物における増ちょう剤として極めて好適であり、グリース組成物の高温特性がさらに優れたものとなる。また、ウレア化合物は前記混合基油との相性が良好であるため、少ない量でも十分な増ちょう効果を得ることができる。
【００１５】
ウレア化合物の含有量はグリース組成物全体の５〜３０質量％とすることが好ましい。５質量％未満であると、増ちょう剤が少なすぎてグリースを形成することが困難となるとともに、ウレア化合物による高温性能の向上効果が乏しくなる。また、３０質量％超過であると、基油の量が少なくなるので、潤滑性が不十分となるおそれがある。このような不都合がより生じにくくするためには、ウレア化合物の含有量はグリース組成物全体の８〜２０質量％とすることがより好ましい。
【００１６】
さらに、本発明に係る請求項３のグリース組成物は、請求項１又は請求項２に記載のグリース組成物において、スルホン酸金属塩を含有し、その含有量はグリース組成物全体の１．５〜１０質量％であることを特徴とする。
このような構成であれば、転がり軸受に封入した際に転動体や軌道面にフレッチングが発生することが抑制される。その理由は以下に述べるようなものであると考えられる。すなわち、スルホン酸金属塩は金属に対して界面活性剤のように作用して、摺動面に生成した金属の新生面に吸着し、強固な被膜を形成する。そうすると、金属同士の直接的な接触が防止されるので、フレッチングによる損傷が抑制される。
【００１７】
フレッチング防止性能をより向上させるためには、スルホン酸金属塩の含有量を、グリース組成物全体の１．５〜１０質量％とすることが好ましく、２〜８質量％とすることがより好ましい。
さらに、本発明に係る請求項４のグリース組成物は、請求項１〜３のいずれかに記載のグリース組成物において、混和ちょう度が１８０〜２５０であることを特徴とする。
【００１８】
混和ちょう度が１８０未満であると、グリース組成物が硬すぎて、転がり軸受に封入した際にトルク変動が生じやすくなるなどトルク性能が不十分となる。また、２５０超過であると、グリース組成物が軟らかすぎて発塵が多くなる。
さらに、本発明に係る請求項５のグリース組成物は、請求項１〜４のいずれかに記載のグリース組成物において、滴点が２５０℃以上であることを特徴とする。滴点が２５０℃未満であると、グリース組成物の高温性能が不十分となるおそれがある。
【００１９】
さらに、本発明に係る請求項６の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転がり軸受において、前記内輪と前記外輪との間に形成され前記転動体が配設された空隙部内に、請求項１〜５のいずれかに記載のグリース組成物を充填したことを特徴とする。
【００２０】
このような構成であれば、転がり軸受は、発塵が少ない、トルクが小さい、低騒音である、及びフレッチングが生じにくい、という各種性能を満足することに加えて、優れた音響寿命を有している。よって、このような転がり軸受は、ＨＤＤ，ＦＤＤ，ＣＤＤ，ＭＯＤ，ＶＴＲ等のような情報機器や各種事務機器等に好適に用いることができ、特に、高速回転で使用される場合に好適である。
【００２１】
さらに、本発明に係る請求項７の電動モータは、回転軸が軸受によって回転自在に支持されてなる電動モータにおいて、前記軸受を請求項６に記載の転がり軸受とするとともに、該転がり軸受は電動モータへの非組み込み時には正の内部すきまを有し、組み込み時には予圧が負荷され所定の接触角を有する状態とされていることを特徴とする。
【００２２】
正の内部すきまを有する転がり軸受を電動モータに組み込む際に、予圧を負荷することなく組み込むと、転動体及び軌道面はまったく拘束されないから、転動体と軌道面との接触位置は自由に変化しうる状態となっている。このような状態で転がり軸受が組み込まれていると、電動モータの運搬時，携帯時等に振動を受けても、転動体や軌道面の特定の位置に繰り返し負荷が作用することがないので、転動体や軌道面に損傷が生じる可能性はほとんどない。
【００２３】
また、負の内部すきまを有する転がり軸受は、軸受単体で転動体と軌道面とが接触し拘束された状態で組み立てられている。このような状態で転がり軸受が電動モータに組み込まれていると、電動モータの運搬時，携帯時等に振動を受けても、転動体と軌道面との相対移動はフレッチングを発生させる振幅より小さく抑えられるので、転動体や軌道面に損傷が生じる可能性はほとんどない。
【００２４】
ところが、正の内部すきまを有する転がり軸受を電動モータに組み込む際に、予圧を負荷して組み込んで所定の接触角を有する状態とすると、転動体と軌道面とは接触し拘束されてはいるものの、その接触位置は移動しうる状態となっている。そうすると、電動モータの運搬時，携帯時等に振動を受けた際に、初期の接触位置を中心として接触位置が移動を繰り返すため、初期の接触位置の近傍に繰り返し負荷が作用することとなって、フレッチングが生じやすい。
【００２５】
しかしながら、本発明に係る請求項７の電動モータは、前述したようなフレッチングが生じにくい軸受を備えているので、上記のようなフレッチングが生じやすい状態で転がり軸受が組み込まれていてもフレッチングが生じにくく長寿命である。
以下に、本発明のグリース組成物を構成する各成分について説明する。
【００２６】
〔基油について〕
エステル油の種類は、４０℃における動粘度が１０〜３５ｍｍ２ ／ｓであれば特に限定されるものではないが、例えば、ジエステル油，ポリオールエステル油，及び炭酸エステル等を使用することができる。
ジエステル油としては、例えば、一般式ＲＯＯＣ（ＣＨ２ ）ｎ ＣＯＯＲ’で表されるものがあり、その具体例としては、アジピン酸ジオクチル，セバシン酸ジオクチル等があげられる。
【００２７】
また、ポリオールエステル油としては、例えば、一般式Ｃ（ＣＨ２ ＯＣＯＲ）４ で表されるペンタエリスリトールテトラエステル（炭化水素基Ｒは、例えば直鎖状の炭素数６，８個のもの、分岐鎖状の炭素数８個のもの、イソステアリル基、オレイル基等）や、ジペンタエリスリトールヘキサエステル（炭化水素基は、例えば直鎖状の炭素数６個のもの等）等があげられる。
【００２８】
これらのエステル油は、単独で用いてもよいし、２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。
一方、フッ素油の種類は、４０℃における動粘度が３０〜１２０ｍｍ２ ／ｓであれば特に限定されるものではないが、例えば、パーフルオロアルキルエーテル油，パーフルオロエーテル油，フルオロシリコーン油，クロロトリフルオロエチレン油，フルオロフォスファゼン油等を使用することができる。これらのフッ素油は、単独で用いてもよいし、２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。
【００２９】
なお、本発明のグリース組成物においては、基油としてエステル油及びフッ素油を前述の条件（動粘度及び含有量）を満たすように含有しているならば、他種の潤滑油をさらに含有していてもよい。他種の潤滑油としては、例えば、エーテル油，合成炭化水素油，鉱油等のようなグリース組成物の基油として一般に使用される潤滑油を問題なく使用することができる。
【００３０】
エーテル油としては、ポリエチレングリコール，ポリプロピレングリコール，ポリエチレングリコールモノエーテル，ポリプロピレングリコールモノエーテル等のポリグリコール、モノアルキルトリフェニルエーテル，アルキルジフェニルエーテル，ジアルキルジフェニルエーテル，テトラフェニルエーテル，ペンタフェニルエーテル，モノアルキルテトラフェニルエーテル，ジアルキルテトラフェニルエーテル等のフェニルエーテル油などがあげられる。
【００３１】
また、合成炭化水素油のうち脂肪族系の合成炭化水素油としては、具体的には、ノルマルパラフィン，イソパラフィン，ポリブテン，ポリイソブチレン，１−デセンオリゴマー，１−デセンとエチレンとのコオリゴマー等のポリα−オレフィン又はその水素化物などがあげられ、芳香族系の合成炭化水素油としては、モノアルキルベンゼン，ジアルキルベンゼン等のアルキルベンゼン、モノアルキルナフタレン，ジアルキルナフタレン，ポリアルキルナフタレン等のアルキルナフタレンなどがあげられる。
【００３２】
さらに、鉱油の種類としては、パラフィン系鉱油，ナフテン系鉱油，及びそれらの混合油等があげられる。
さらに、牛脂，豚脂，大豆油，菜種油，米ぬか油，ヤシ油，パーム油，パーム核油等の油脂系油又はその水素化物などの天然油系潤滑油も使用可能である。 これらの基油は、上記のうちの１種でもよいし、２種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。
【００３３】
〔ウレア化合物について〕
本発明のグリース組成物において増ちょう剤として使用されるウレア化合物には、ジウレア，トリウレア，テトラウレア等のポリウレア化合物が使用できるが、特に、下記の一般式（Ｉ）で表されるジウレアが好ましい。
【００３４】
【化１】
【００３５】
なお、式（Ｉ）中のＲ１ 及びＲ３ は脂肪族炭化水素基，芳香族炭化水素基，又は縮合炭化水素基を表し、Ｒ１ とＲ３ は同一であってもよいし異なっていてもよい。また、Ｒ２ は２価の芳香族炭化水素基を表す。
このようなジウレアは、別途合成したものを基油に分散させてもよいし、基油中で合成することによって基油に分散させてもよい。ただし、後者の方法の方が、基油中に増ちょう剤を良好に分散させやすいので、工業的に製造する場合には有利である。
【００３６】
ジウレアを基油中で合成する場合の合成方法は特に限定されるものではないが、Ｒ２ の芳香族炭化水素基を有するジイソシアネート１モルと、Ｒ１ 及びＲ３ の炭化水素基を有するモノアミン２モルとを、反応させる方法が最も好ましい。
ジイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート，トリレンジイソシアネート，キシリレンジイソシアネート，ビフェニレンジイソシアネート，ジメチルジフェニレンジイソシアネート，又はこれらのアルキル基置換体等を好適に使用できる。
【００３７】
また、Ｒ１ 及びＲ３ が脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基である場合のモノアミンとしては、例えば、アニリン，シクロヘキシルアミン，オクチルアミン，トルイジン，ドデシルアニリン，オクタデシルアミン，ヘキシルアミン，ヘプチルアミン，ノニルアミン，エチルヘキシルアミン，デシルアミン，ウンデシルアミン，ドデシルアミン，テトラデシルアミン，ペンタデシルアミン，ノナデシルアミン，エイコデシルアミン，オレイルアミン，リノレイルアミン，リノレニルアミン，メチルシクロヘキシルアミン，エチルシクロヘキシルアミン，ジメチルシクロヘキシルアミン，ジエチルシクロヘキシルアミン，ブチルシクロヘキシルアミン，プロピルシクロヘキシルアミン，アミルシクロヘキシルアミン，シクロオクチルアミン，ベンジルアミン，ベンズヒドリルアミン，フェネチルアミン，メチルベンジルアミン，ビフェニルアミン，フェニルイソプロピルアミン，フェニルヘキシルアミン等を好適に使用できる。
【００３８】
さらに、Ｒ１ 及びＲ３ が縮合炭化水素基である場合のモノアミンとしては、例えば、アミノインデン、アミノインダン、アミノ−１−メチレンインデン等のインデン系アミン化合物、アミノナフタレン（ナフチルアミン）、アミノメチルナフタレン、アミノエチルナフタレン、アミノジメチルナフタレン、アミノカダレン、アミノビニルナフタレン、アミノ−１，２−ジヒドロナフタレン、アミノ−１，４−ジヒドロナフタレン、アミノテトラヒドロナフタレン、アミノオクタリン等のナフタレン系アミン化合物、アミノベンタレン、アミノアズレン、アミノヘプタレン等の縮合二環系アミン化合物などが好適に用いられる。
【００３９】
〔スルホン酸金属塩について〕
スルホン酸金属塩の種類は特に限定されるものではないが、金属の種類は、アルカリ金属，アルカリ土類金属，亜鉛，銅が好ましく、カルシウム，バリウムが特に好ましい。このようなスルホン酸金属塩は、スルホン酸と金属水酸化物とから合成できる。なお、スルホン酸のアンモニウム塩も好適に使用可能である。
【００４０】
スルホン酸の種類は特に限定されるものではなく、脂肪族スルホン酸でもよいし芳香族スルホン酸でもよい。脂肪族スルホン酸としては、例えば、炭素数１〜２４の炭化水素基を有するものが好ましい。
また、芳香族スルホン酸としては、例えば、ベンゼンスルホン酸やナフタレンスルホン酸等が好ましく、これらの芳香族基は、１個以上の炭素数１〜２４の炭化水素基で置換されていてもよい。芳香族スルホン酸の中では、特にジアルキルナフタレンスルホン酸が好ましく、そのアルキル基の炭素数は８〜１０がより好ましく、９が最も好ましい。
【００４１】
なお、スルホン酸金属塩とともにモリブデン化合物や亜鉛化合物を併用してもよい。
〔その他の添加剤について〕
本発明のグリース組成物には、各種性能をさらに向上させるため、所望により種々の添加剤を混合してもよい。
【００４２】
例えば、アミン系，フェノール系，硫黄系，ジチオリン酸亜鉛等の酸化防止剤、石油スルフォン酸，カルシウムスルフォネート，ソルビタンエステル等の防錆剤、リン系，ジチオリン酸亜鉛，有機モリブデン等の極圧剤、脂肪酸，動植物油等の油性向上剤、ベンゾトリアゾール等の金属不活性化剤など、グリース組成物に一般的に使用される添加剤を、単独又は２種以上混合して用いることができる。なお、これら添加剤の添加量は、本発明の目的を損なわない程度であれば特に限定されるものではない。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るグリース組成物，転がり軸受，及び電動モータの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図においては、同一又は相当する部分には同一の符号を付してある。
表１に実施例及び比較例のグリース組成物の組成（数値の単位は質量％である）を示し、さらにその混和ちょう度と滴点を併せて示す。なお、混和ちょう度及び滴点の測定法は、それぞれＪＩＳ Ｋ２２２０ ５．３とＪＩＳ Ｋ２２２０
５．４である。
【００４４】
【表１】
【００４５】
実施例１〜４のグリース組成物は、エステル油とフッ素油とを混合した混合基油を、基油として用いたものである。
エステル油には、４０℃における動粘度が１８ｍｍ２ ／ｓの炭酸エステル又は同じく２０ｍｍ２ ／ｓのポリオールエステル油を用いた。また、フッ素油は、４０℃における動粘度が３０〜１２０ｍｍ２ ／ｓのパーフルオロアルキルエーテル油の中から、混合基油の４０℃における動粘度が２０〜３０ｍｍ２ ／ｓの範囲内になるような動粘度を有するものを選択して用いた。なお、混合基油の４０℃における動粘度は、表１に示すように２２．９〜２６．６ｍｍ２ ／ｓである。
【００４６】
また、実施例１〜４のグリース組成物は、オクチルアミンと４，４’−ジフェニルメタンイソシアネートとから合成されるウレア化合物を増ちょう剤として用いており、さらに、ジノニルナフタレンスルホン酸バリウム，酸化防止剤（フェニル−１−ナフチルアミン），及びコハク酸系の防錆剤を添加剤として用いている。
【００４７】
また、比較例１のグリース組成物は、基油がポリオールエステル油であり、増ちょう剤がリチウム石けんである従来のグリース組成物である（フッ素油は含有されていない）。さらに、比較例２のグリース組成物は、基油がポリオールエステル油であり、増ちょう剤がウレア化合物である市販品のグリース組成物である。なお、比較例２については、表１の滴点の欄に「≧２６０」と記載されているが、これは滴点が２６０℃以上であることを示す。
【００４８】
これらのグリース組成物を封入した転がり軸受について、音響寿命，回転トルク値，発塵性，及び耐フレッチング性能を評価した。
まず、転がり軸受の構成について、図１を参照しながら説明する。図１の転がり軸受１は日本精工株式会社製の呼び番号Ｂ５−３９の玉軸受（内径５ｍｍ，外径１３ｍｍ，幅３ｍｍ）であり、内輪１０と、外輪１１と、該両輪１０，１１の間に転動自在に配設された複数の玉１２と、両輪１０，１１の間に玉１２を保持するプラスチック製の保持器１３と、外輪１１に取り付けられて両輪１０，１１の間に介在されたシール１４，１４と、を備えている。そして、両輪１０，１１とシール１４，１４とに囲まれた軸受空間内に、グリース組成物Ｇが充填されている。また、この転がり軸受１は５〜１０μｍの内部すきまを有している。
【００４９】
次に、上記各種性能の評価方法について説明する。
〔回転トルク値の測定方法について〕
図２に示すようなトルク測定装置を用いて、転がり軸受のトルクを測定した。転がり軸受１の内輪がアーバ４２を介してエアスピンドル４１に固定され、外輪がエアベアリング４３を備えたアルミキャップ４４に固定されている。そして、エアスピンドル４１を室温下、回転速度５４００ｍｉｎ−１で回転させて転がり軸受１の内輪を回転させ、そのときのトルク値をアルミキャップ４４に接続したストレインケージ４５で測定した。この測定値は、ストレインアンプ４６及びローパスフィルタ４７を経由して、レコーダ４８にて記録される。
【００５０】
音響寿命，発塵性，及び耐フレッチング性能の評価は、転がり軸受１を電動モータに組み込んで行った。電動モータの構成を図３を参照しながら説明する。一対の転がり軸受１，１が、シャフト５１と円筒状のケーシング５２との間に介装されている。このとき、転がり軸受１は、９．８Ｎの予圧（アキシアル荷重）が負荷され所定の接触角を有する状態で電動モータに組み込まれている。そして、シャフト５１の外周面に固定されたステータ５３と、該ステータ５３にギャップを介して周面対向するようにケーシング５２の内周面に固定されたロータ５４と、で形成された駆動モータ５５によって、ケーシング５２がシャフト５１を軸として回転駆動されるようになっている。
【００５１】
〔音響寿命の測定方法について〕
前記電動モータに組み込まれた転がり軸受１を、雰囲気温度７０℃、回転速度７２００ｍｉｎ−１で回転（外輪回転）させた。このときに発生する騒音を、電動モータのケーシング５２の上端面から１ｍ離れた所に設置したマイクロホンで測定した。そして、騒音が初期値よりも５ｄＢＡ上昇するまでの回転時間を音響寿命とした。
【００５２】
測定結果を表１に併せて示す。なお、表１に記載の音響寿命は、比較例１の転がり軸受の音響寿命を１とした場合の相対値で示してある。
〔発塵性の評価方法について〕
前述の音響寿命の測定方法と同様にして電動モータを３００時間回転させ、転がり軸受の回転前後での重量差を求めた。そして、この重量差によって、グリース組成物の発塵性を評価した。
【００５３】
評価結果を表１に併せて示す。なお、表１に記載の数値は、比較例１の転がり軸受の評価結果を１とした場合の相対値で示してある。
〔耐フレッチング性能の評価方法について〕
はじめに、振動加速度（Ｇ値）を測定できるように改造したアンデロンメータを用いて、上記転がり軸受の初期のＧ値を測定した。続いて、その転がり軸受を、前述した音響寿命の測定方法と同様に電動モータに組み込んだ。そして、転がり軸受にフレッチングを生じさせるべく、電動モータに軸方向の振動を常温下で３時間与えた。与えた振動は、周波数及び振幅がランダムに変化する振動であり、周波数は５〜１５０Ｈｚの間で、振幅は０．５〜５ｍｍの間でランダムに変化させた。なお、振動を与える間は、転がり軸受１は回転させない。
【００５４】
振動を与えた転がり軸受のＧ値を前述のアンデロンメータで測定して、初期のＧ値からの上昇量を算出した。そして、このＧ値の上昇量によって転がり軸受の耐フレッチング性能を評価した。なお、初期のＧ値は、転がり軸受の初期の音響性能（騒音）を表す指標ともなる。評価結果を表１に併せて示す。
表１から分かるように、実施例１〜４は比較例１，２と比べて、音響寿命及び耐フレッチング性能が非常に優れており、回転トルク値，発塵性，及び初期音響性能が同レベルであった。
【００５５】
次に、基油全体におけるフッ素油の含有量と音響寿命との相関性について説明する。
実施例１において炭酸エステルの含有量とフッ素油の含有量との比を種々変更したものを用意して、各グリース組成物を充填した転がり軸受の音響寿命を測定した。なお、フッ素油は、４０℃における動粘度が３０〜１２０ｍｍ２ ／ｓのパーフルオロアルキルエーテル油の中から、混合基油の４０℃における動粘度が２０〜３０ｍｍ２ ／ｓの範囲内になるような動粘度を有するものを選択して用いた。また、音響寿命の測定方法は、前述の通りである。
【００５６】
その結果を図４のグラフに示す。このグラフに示した音響寿命の測定値は、前述の比較例１のグリース組成物を充填した転がり軸受の音響寿命の測定値を１とした場合の相対値で示してある。
グラフから分かるように、基油全体におけるフッ素油の含有量が５〜４０質量％であれば音響寿命が優れており、１０〜３０質量％であれば音響寿命がさらに優れていた。フッ素油の含有量が４０質量％を超えると、フッ素油と炭酸エステルとが完全に相溶しなくなるため、音響寿命が低下するものと考えられる。
【００５７】
次に、スルホン酸金属塩の好適な含有量の範囲を調査するため、以下のような試験を行った。すなわち、実施例１のグリース組成物においてスルホン酸バリウムの含有量を種々変化させたものを製造し、各グリース組成物を充填した転がり軸受を用意した。なお、スルホン酸バリウムの含有量の増減に合わせて、基油と増ちょう剤との比率を一定に保ったまま、基油及び増ちょう剤の含有量を変化させた。
【００５８】
そして、各転がり軸受の耐フレッチング性能，回転トルク値，及び発塵性（グリース組成物の発塵性）を評価した。これらの評価方法は前述の通りである。
結果を図５のグラフに示す。このグラフに示した耐フレッチング性能，回転トルク値，及び発塵性の測定値は、スルホン酸バリウムの含有量が５質量％であるグリース組成物を充填した転がり軸受のそれぞれの測定値を１とした場合の相対値で示してある。
【００５９】
このグラフから、耐フレッチング性能，回転トルク値，及び発塵性のすべてを良好なものとするためには、スルホン酸金属塩の含有量を１．５〜１０質量％とすることが好ましく、２〜８質量％とすることがより好ましいことが分かる。
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００６０】
例えば、本実施形態においては、転がり軸受の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、本発明は他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受，自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る請求項１〜請求項５のグリース組成物は、優れた高温性能を有している。
また、本発明に係る請求項６の転がり軸受は、フレッチングが生じにくいこと、発塵が少ないこと、及びトルクが小さいことことに加えて、優れた音響寿命を有している。
【００６２】
さらに、本発明に係る請求項７の電動モータは長寿命である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である転がり軸受の構成を示す縦断面図である。
【図２】トルク測定装置の構成を示す概略図である。
【図３】転がり軸受が組み込まれた電動モータの構成を示す縦断面図である。
【図４】基油全体におけるフッ素油の含有量と音響寿命との相関を示すグラフである。
【図５】スルホン酸金属塩の含有量と、耐フレッチング性能，回転トルク値，及び発塵性の評価結果との相関を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 転がり軸受
１０ 内輪
１１ 外輪
１２ 玉
Ｇ グリース組成物[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a grease composition having excellent high-temperature performance. Further, the present invention relates to a rolling bearing having an excellent acoustic life, and more particularly to a rolling bearing suitable for a hard disk drive (HDD) used for a computer, various office equipment, and the like. Furthermore, the invention relates to a long-life electric motor.
[0002]
[Prior art]
Rolling bearings used in information devices such as HDDs, flexible disk drives (FDD), compact disk drives (CDD), magneto-optical disk drives (MOD), and video tape recorders (VTRs) generally have high speed rotation. It is required that the dust generation (scattering) is small, the torque is small, the acoustic performance is excellent, the life is long, and the like.
[0003]
For example, in an information device such as an HDD used in a clean atmosphere, if gaseous oil or grease minute particles scatter from inside the bearing during rotation, the surface of the disk or the like is contaminated and may cause malfunction. Therefore, it is important to reduce the amount of scattering.
Conventionally, grease compositions sealed in such HDD rolling bearings include sodium complex soap grease using mineral oil as a base oil, and synthetic esters (diester oils and polyols) which are reaction products of organic acids and alcohols. Lithium soap greases based on ester oils) have been used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional rolling bearing in which the conventional grease is sealed as described above has not been able to say that all of the various required performances described above are sufficiently excellent.
For example, in the case of sodium complex soap grease using mineral oil as a base oil, although the scattering amount is small, the dispersibility of the thickener is insufficient and it is difficult for the grease to be homogeneous, so the acoustic performance and vibration performance when the rolling bearing rotates Had a problem. Further, there is also a problem that since the grease hardens with time and the fluidity is reduced in the rolling bearing due to high hygroscopicity, poor lubrication is likely to occur.
[0005]
In the case of lithium soap grease using ester oil as a base oil, the dispersibility of the thickener is good, there is no problem in acoustic performance and vibration performance, and the rolling bearing has low torque. However, in recent years, there has been an increasing demand for an information device as described above to increase the recording density. Therefore, the rolling bearing used in this information device has been improved in rotational speed. As a result, the operating temperature of the rolling bearing rises, so that the lithium soap grease using an ester oil as a base oil is becoming insufficient in the above-mentioned various required performances, and in particular, often has an insufficient acoustic life.
[0006]
Then, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a grease composition having excellent high-temperature performance. Another object of the present invention is to provide a rolling bearing having excellent acoustic life in addition to less fretting, less dust generation, and lower torque. Another object of the present invention is to provide a long-life electric motor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the present invention has the following configuration. That is, the grease composition of claim 1 according to the present invention is a grease composition containing a base oil and a thickener, wherein the base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C of 10 to 35 mm. 2 / S ester oil and a kinematic viscosity at 40 ° C. of 30 to 120 mm 2 / S of the mixed base oil, wherein the content of the ester oil is 60 to 95% by mass of the whole mixed base oil, and the content of the fluorine oil is 5 to 5% of the whole mixed base oil. The kinematic viscosity at 40 ° C. of the mixed base oil is 15 to 50 mm, assuming 40% by mass. 2 / S.
[0008]
Since the grease composition having such a configuration has excellent high-temperature performance, it is extremely unlikely to deteriorate even when it is used in high-speed rotation, for example, when it is filled in a rolling bearing. Therefore, excellent lubrication performance can be maintained for a long period of time, and in particular, excellent acoustic life can be imparted to the rolling bearing.
The following two points can be considered as the reasons for having such excellent characteristics.
[0009]
{Circle around (1)} The reaction between the metal (iron) constituting the sliding surface of the rolling bearing and the fluorine oil generates iron fluoride, and the sliding surface is covered with iron fluoride, so that the wear of the sliding surface is reduced. . As a result, the acoustic life is improved.
{Circle around (2)} Since the fluorine oil is very stable both thermally and chemically, the grease composition becomes stable at a high temperature by mixing the fluorine oil with the base oil.
[0010]
Further, it is necessary to use an ester oil together with a fluorine oil as the base oil. The following three reasons can be considered.
{Circle around (1)} Since the ester oil has a polar group (ester group) in the molecule, it has better compatibility with the fluoro oil than the non-polar base oil.
(2) A grease composition containing an ester oil as a base oil has originally excellent acoustic performance.
[0011]
(3) Fluorine oil hardly dissolves additives, but the solubility of additives can be improved by mixing with other base oils. Polar ester oils are suitable as base oils to be mixed with fluorine oil because of their high solubility of additives.
The kinematic viscosity at 40 ° C. of the ester oil is 10 to 35 mm. 2 / S. 10mm 2 If it is less than / s, the oil film thickness required when the grease composition is sealed in a rolling bearing or the like may not be able to be secured. Also, 35mm 2 If it exceeds / s, it will be difficult for the mixture to have the required viscosity when mixed with fluorine oil.
[0012]
The kinematic viscosity at 40 ° C. of the fluoro oil is 30 to 120 mm. 2 / S. 30mm 2 If it is less than / s, the durability at high temperatures may be poor. Also, 120mm 2 If it exceeds / s, the torque of the rolling bearing may increase when the grease composition is sealed in the rolling bearing or the like.
Further, the kinematic viscosity at 40 ° C. of the mixed base oil is 15 to 50 mm. 2 / S. 15mm 2 When the grease composition is less than / s, the acoustic life of the rolling bearing may be degraded when the grease composition is sealed in the rolling bearing or the like. Also, 50mm 2 / S, it becomes difficult to satisfy the torque performance.
[0013]
Furthermore, the content of the ester oil needs to be 60 to 95% by mass of the whole mixed base oil, and the content of the fluorinated oil needs to be 5 to 40% by mass of the whole mixed base oil. If the content of the fluorine oil is less than 5% by mass, the acoustic life of the rolling bearing becomes insufficient when the grease composition is sealed in the rolling bearing or the like, and if it exceeds 40% by mass, the amount of the fluorine oil becomes large. Fluorine oil may be separated from the mixed base oil. Further, when the content of the ester oil is less than 60% by mass, the amount of the ester oil having excellent compatibility with the fluoro oil is too small, so that the fluoro oil may be separated from the mixed base oil, and may be 95% by mass. If it exceeds 100%, the amount of fluorine oil becomes small, so that the acoustic life becomes insufficient.
[0014]
The grease composition according to claim 2 of the present invention is the grease composition according to claim 1, wherein the thickener is a urea compound, and its content is 5 to 30% by mass of the entire grease composition. It is characterized by being.
Since the urea compound is stable at high temperatures, it is extremely suitable as a thickener in the grease composition of the present invention, which is excellent in high-temperature performance, and the high-temperature properties of the grease composition are further improved. In addition, since the urea compound has good compatibility with the mixed base oil, a sufficient thickening effect can be obtained with a small amount.
[0015]
It is preferable that the content of the urea compound is 5 to 30% by mass of the whole grease composition. If the amount is less than 5% by mass, the amount of the thickener is too small to form grease, and the effect of improving the high temperature performance by the urea compound becomes poor. On the other hand, if it exceeds 30% by mass, the amount of the base oil is reduced, so that the lubricity may be insufficient. In order to make such inconvenience less likely to occur, the content of the urea compound is more preferably 8 to 20% by mass of the whole grease composition.
[0016]
Further, the grease composition according to claim 3 of the present invention comprises the grease composition according to claim 1 or 2, further comprising a metal sulfonic acid salt, the content of which is 1.5% of the entire grease composition. -10% by mass.
With such a configuration, occurrence of fretting on the rolling elements and the raceway surface when sealed in the rolling bearing is suppressed. The reason is considered to be as described below. That is, the metal sulfonic acid salt acts as a surfactant on the metal, adsorbs on the new surface of the metal generated on the sliding surface, and forms a strong film. Then, direct contact between metals is prevented, so that damage due to fretting is suppressed.
[0017]
In order to further improve the fretting prevention performance, the content of the metal sulfonic acid salt is preferably 1.5 to 10% by mass, more preferably 2 to 8% by mass of the whole grease composition.
Furthermore, the grease composition according to claim 4 of the present invention is characterized in that, in the grease composition according to any one of claims 1 to 3, the compatibility is 180 to 250.
[0018]
If the penetration is less than 180, the grease composition is too hard, and torque performance tends to be insufficient when sealed in a rolling bearing, resulting in insufficient torque performance. On the other hand, if it exceeds 250, the grease composition is too soft and dusting increases.
Furthermore, the grease composition of claim 5 according to the present invention is characterized in that, in the grease composition according to any one of claims 1 to 4, the drop point is 250 ° C or higher. If the dropping point is lower than 250 ° C., the high-temperature performance of the grease composition may be insufficient.
[0019]
Further, the rolling bearing according to claim 6 of the present invention is the rolling bearing, comprising: an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements rotatably disposed between the inner ring and the outer ring. The grease composition according to any one of claims 1 to 5, is filled in a gap formed between the inner race and the outer race and in which the rolling element is disposed.
[0020]
With such a configuration, the rolling bearing has excellent acoustic life in addition to satisfying various performances such as low dust generation, low torque, low noise, and low occurrence of fretting. ing. Therefore, such a rolling bearing can be suitably used for information equipment such as HDD, FDD, CDD, MOD, and VTR, various office equipment, and the like, and is particularly suitable for high-speed rotation. .
[0021]
Furthermore, an electric motor according to claim 7 of the present invention is an electric motor in which a rotating shaft is rotatably supported by a bearing, wherein the bearing is the rolling bearing according to claim 6, and the rolling bearing is an electric motor. When the motor is not assembled into the motor, the motor has a positive internal clearance, and when assembled into the motor, a preload is applied so that the motor has a predetermined contact angle.
[0022]
If a rolling bearing with a positive internal clearance is incorporated into an electric motor without applying a preload, the rolling element and the raceway surface are not constrained at all, and the contact position between the rolling element and the raceway surface changes freely. It is in a state to be able to do. If a rolling bearing is incorporated in such a state, even if the electric motor is subjected to vibration during transportation, carrying, etc., a load does not act repeatedly on a specific position of the rolling elements or the raceway surface. It is unlikely that the rolling elements or raceway will be damaged.
[0023]
In addition, a rolling bearing having a negative internal clearance is assembled in a state where a rolling element and a raceway surface are in contact with each other and are constrained by a single bearing. When the rolling bearing is incorporated in the electric motor in such a state, the relative movement between the rolling element and the raceway surface is smaller than the amplitude at which fretting occurs even if the electric motor is subjected to vibration during transportation, carrying, etc. Since it is suppressed, there is almost no possibility that the rolling elements or the raceway surface will be damaged.
[0024]
However, when a rolling bearing having a positive internal clearance is incorporated into an electric motor, if a preload is applied to incorporate the rolling bearing to have a predetermined contact angle, the rolling element and the raceway surface are in contact with and restricted. , The contact position is movable. Then, when the electric motor is subjected to vibrations during transportation, carrying, etc., the contact position repeatedly moves around the initial contact position, so that a load is repeatedly applied near the initial contact position. , Fretting easily occurs.
[0025]
However, since the electric motor according to claim 7 of the present invention includes the bearing in which fretting is unlikely to occur as described above, fretting occurs even when a rolling bearing is incorporated in a state in which fretting is likely to occur as described above. It is difficult and has a long life.
Hereinafter, each component constituting the grease composition of the present invention will be described.
[0026]
[About base oil]
Kind of ester oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 10 to 35 mm. 2 Although it is not particularly limited as long as it is / s, for example, diester oil, polyol ester oil, carbonate ester and the like can be used.
As the diester oil, for example, the general formula ROOC (CH 2 ) n COOR ', specific examples of which include dioctyl adipate, dioctyl sebacate, and the like.
[0027]
As the polyol ester oil, for example, a compound represented by the general formula C (CH 2 OCOR) 4 A pentaerythritol tetraester (for example, the hydrocarbon group R is, for example, a straight-chained one having 6,8 carbon atoms, a branched-chained one having 8 carbon atoms, an isostearyl group, an oleyl group, etc.); Dipentaerythritol hexaester (the hydrocarbon group is, for example, a straight-chain one having 6 carbon atoms).
[0028]
These ester oils may be used alone or in an appropriate combination of two or more.
On the other hand, the type of fluoro oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 30 to 120 mm. 2 Although it is not particularly limited as long as it is / s, for example, perfluoroalkyl ether oil, perfluoroether oil, fluorosilicone oil, chlorotrifluoroethylene oil, fluorophosphazene oil and the like can be used. These fluorinated oils may be used alone or in an appropriate combination of two or more.
[0029]
In the grease composition of the present invention, if the ester oil and the fluoro oil are contained as base oils so as to satisfy the above-mentioned conditions (kinematic viscosity and content), other types of lubricating oils are further contained. May be. As other types of lubricating oils, for example, lubricating oils generally used as base oils for grease compositions such as ether oils, synthetic hydrocarbon oils, mineral oils and the like can be used without any problem.
[0030]
Examples of the ether oil include polyglycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol monoether, and polypropylene glycol monoether, monoalkyl triphenyl ether, alkyl diphenyl ether, dialkyl diphenyl ether, tetraphenyl ether, pentaphenyl ether, and monoalkyl tetraphenyl ether. And phenyl ether oils such as dialkyltetraphenyl ether.
[0031]
Examples of the aliphatic synthetic hydrocarbon oils among the synthetic hydrocarbon oils include, specifically, normal paraffin, isoparaffin, polybutene, polyisobutylene, 1-decene oligomer, and co-oligomer of 1-decene and ethylene. Examples thereof include poly-α-olefins and hydrides thereof. Examples of aromatic synthetic hydrocarbon oils include alkylbenzenes such as monoalkylbenzene and dialkylbenzene, and alkylnaphthalenes such as monoalkylnaphthalene, dialkylnaphthalene and polyalkylnaphthalene. Can be
[0032]
Further, examples of the type of mineral oil include paraffinic mineral oil, naphthenic mineral oil, and a mixed oil thereof.
Further, natural oil-based lubricating oils such as beef tallow, lard, soybean oil, rapeseed oil, rice bran oil, coconut oil, palm oil, palm kernel oil and the like or hydrides thereof can be used. One of the above base oils may be used, or two or more of them may be used in an appropriate combination.
[0033]
(About urea compound)
As the urea compound used as a thickener in the grease composition of the present invention, a polyurea compound such as diurea, triurea or tetraurea can be used, but diurea represented by the following general formula (I) is particularly preferable.
[0034]
Embedded image
[0035]
Note that R in the formula (I) 1 And R 3 Represents an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, or a condensed hydrocarbon group; 1 And R 3 May be the same or different. Also, R 2 Represents a divalent aromatic hydrocarbon group.
Such a diurea may be separately synthesized and dispersed in the base oil, or may be synthesized in the base oil and dispersed in the base oil. However, the latter method is advantageous in the case of industrial production because the thickener is easily dispersed well in the base oil.
[0036]
The synthesis method for synthesizing diurea in a base oil is not particularly limited. 2 1 mole of a diisocyanate having an aromatic hydrocarbon group of 1 And R 3 The most preferred is a method of reacting 2 mol of a monoamine having a hydrocarbon group.
As the diisocyanate, for example, diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, biphenylene diisocyanate, dimethyl diphenylene diisocyanate, or an alkyl-substituted product thereof can be preferably used.
[0037]
Also, R 1 And R 3 When is an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, examples of the monoamine include aniline, cyclohexylamine, octylamine, toluidine, dodecylaniline, octadecylamine, hexylamine, heptylamine, nonylamine, ethylhexylamine, and decylamine. , Undecylamine, dodecylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, nonadecylamine, eicodecylamine, oleylamine, linoleylamine, linolenylamine, methylcyclohexylamine, ethylcyclohexylamine, dimethylcyclohexylamine, diethylcyclohexylamine, butylcyclohexylamine, Propylcyclohexylamine, amylcyclohexylamine, cyclooctylamine, benzylamine, ben Hidoriruamin, phenethylamine, methyl benzylamine, biphenyl amine, phenyl isopropylamine, can be suitably used phenylhexylamine like.
[0038]
Further, R 1 And R 3 When is a condensed hydrocarbon group, examples of the monoamine include indene-based amine compounds such as aminoindene, aminoindane, amino-1-methyleneindene, aminonaphthalene (naphthylamine), aminomethylnaphthalene, aminoethylnaphthalene, aminodimethyl Naphthalene-based amine compounds such as naphthalene, aminocadalene, aminovinylnaphthalene, amino-1,2-dihydronaphthalene, amino-1,4-dihydronaphthalene, aminotetrahydronaphthalene, aminooctaline, aminobentalene, aminoazulene, aminoheptalene And the like are preferably used.
[0039]
(About sulfonic acid metal salt)
The type of the metal sulfonic acid salt is not particularly limited, but the type of the metal is preferably an alkali metal, an alkaline earth metal, zinc, or copper, and particularly preferably calcium or barium. Such a sulfonic acid metal salt can be synthesized from a sulfonic acid and a metal hydroxide. In addition, an ammonium salt of sulfonic acid can be suitably used.
[0040]
The type of the sulfonic acid is not particularly limited, and may be an aliphatic sulfonic acid or an aromatic sulfonic acid. As the aliphatic sulfonic acid, for example, those having a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms are preferable.
Further, as the aromatic sulfonic acid, for example, benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, or the like is preferable, and these aromatic groups may be substituted with one or more hydrocarbon groups having 1 to 24 carbon atoms. Among the aromatic sulfonic acids, dialkylnaphthalenesulfonic acid is particularly preferred, and the alkyl group has more preferably 8 to 10 carbon atoms, most preferably 9 carbon atoms.
[0041]
Note that a molybdenum compound or a zinc compound may be used together with the sulfonic acid metal salt.
[Other additives]
Various additives may be added to the grease composition of the present invention as desired in order to further improve various performances.
[0042]
For example, antioxidants such as amine-based, phenol-based, sulfur-based and zinc dithiophosphates; rust preventives such as petroleum sulfonic acid, calcium sulfonate and sorbitan esters; Additives generally used in grease compositions such as agents, fatty acids, oiliness improvers such as animal and vegetable oils, and metal deactivators such as benzotriazole can be used alone or in combination of two or more. In addition, the addition amount of these additives is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
[0043]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of a grease composition, a rolling bearing, and an electric motor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals.
Table 1 shows the compositions (units of numerical values are% by mass) of the grease compositions of Examples and Comparative Examples, and also shows the mixing penetration and the dropping point. The methods for measuring the penetration consistency and the dropping point are JIS K2220 5.3 and JIS K2220, respectively.
5.4.
[0044]
[Table 1]
[0045]
The grease compositions of Examples 1 to 4 use a mixed base oil obtained by mixing an ester oil and a fluorine oil as a base oil.
Ester oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 18 mm 2 / S carbonate ester or 20 mm 2 / S polyol ester oil was used. In addition, fluorinated oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 30 to 120 mm. 2 / S perfluoroalkyl ether oil, the kinematic viscosity of the mixed base oil at 40 ° C. is 20 to 30 mm. 2 / S having a kinematic viscosity falling within the range of / s. The kinematic viscosity at 40 ° C. of the mixed base oil was 22.9 to 26.6 mm as shown in Table 1. 2 / S.
[0046]
Further, the grease compositions of Examples 1 to 4 use a urea compound synthesized from octylamine and 4,4′-diphenylmethane isocyanate as a thickener, and furthermore, barium dinonylnaphthalenesulfonate, antioxidant An agent (phenyl-1-naphthylamine) and a succinic acid-based rust inhibitor are used as additives.
[0047]
The grease composition of Comparative Example 1 is a conventional grease composition in which the base oil is a polyol ester oil and the thickener is lithium soap (fluorine oil is not contained). Furthermore, the grease composition of Comparative Example 2 is a commercially available grease composition in which the base oil is a polyol ester oil and the thickener is a urea compound. In addition, about Comparative Example 2, "> = 260" is described in the column of the drop point of Table 1, which shows that a drop point is 260 degreeC or more.
[0048]
Rolling bearings containing these grease compositions were evaluated for acoustic life, rotational torque value, dust generation, and fretting resistance.
First, the configuration of the rolling bearing will be described with reference to FIG. The rolling bearing 1 shown in FIG. 1 is a ball bearing (inner diameter 5 mm, outer diameter 13 mm, width 3 mm) having a nominal number of B5-39 manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd. A plurality of balls 12 arranged so as to be freely rotatable, a plastic retainer 13 for holding the balls 12 between the two wheels 10, 11, and attached to the outer ring 11 and interposed between the two wheels 10, 11. Seals 14 and 14. The grease composition G is filled in a bearing space surrounded by the two wheels 10, 11 and the seals 14, 14. Further, the rolling bearing 1 has an internal clearance of 5 to 10 μm.
[0049]
Next, methods for evaluating the above various performances will be described.
[How to measure rotational torque value]
The torque of the rolling bearing was measured using a torque measuring device as shown in FIG. The inner ring of the rolling bearing 1 is fixed to an air spindle 41 via an arbor 42, and the outer ring is fixed to an aluminum cap 44 having an air bearing 43. Then, rotate the air spindle 41 at room temperature at a rotational speed of 5400 min. -1 And the inner ring of the rolling bearing 1 was rotated, and the torque value at that time was measured with a strain cage 45 connected to the aluminum cap 44. This measured value is recorded by the recorder 48 via the strain amplifier 46 and the low-pass filter 47.
[0050]
The evaluation of the acoustic life, dust generation and fretting resistance was performed by incorporating the rolling bearing 1 into an electric motor. The configuration of the electric motor will be described with reference to FIG. A pair of rolling bearings 1 and 1 are interposed between a shaft 51 and a cylindrical casing 52. At this time, the rolling bearing 1 is incorporated in the electric motor in a state where a preload (axial load) of 9.8 N is applied and has a predetermined contact angle. A drive motor 55 formed by a stator 53 fixed to the outer peripheral surface of the shaft 51 and a rotor 54 fixed to the inner peripheral surface of the casing 52 so as to face the stator 53 with a gap therebetween. Accordingly, the casing 52 is driven to rotate about the shaft 51 as an axis.
[0051]
[Method of measuring acoustic life]
The rolling bearing 1 incorporated in the electric motor was heated at an ambient temperature of 70 ° C. and a rotation speed of 7,200 min. -1 (Outer ring rotation). The noise generated at this time was measured with a microphone placed 1 m away from the upper end surface of the casing 52 of the electric motor. The rotation time until the noise increased by 5 dBA from the initial value was defined as the acoustic life.
[0052]
The measurement results are also shown in Table 1. The acoustic life described in Table 1 is shown as a relative value when the acoustic life of the rolling bearing of Comparative Example 1 is 1.
[Evaluation method for dust generation]
The electric motor was rotated for 300 hours in the same manner as the method for measuring the acoustic life described above, and the weight difference before and after the rotation of the rolling bearing was determined. Then, the dust generation of the grease composition was evaluated based on the weight difference.
[0053]
The evaluation results are also shown in Table 1. The numerical values shown in Table 1 are shown as relative values when the evaluation result of the rolling bearing of Comparative Example 1 is set to 1.
[Evaluation method for anti-fretting performance]
First, the initial G value of the rolling bearing was measured using an Anderon meter modified so that vibration acceleration (G value) could be measured. Subsequently, the rolling bearing was incorporated in an electric motor in the same manner as in the method for measuring the acoustic life described above. Then, in order to cause fretting on the rolling bearing, axial vibration was applied to the electric motor at room temperature for 3 hours. The applied vibration is a vibration in which the frequency and the amplitude change at random, and the frequency is changed between 5 and 150 Hz and the amplitude is changed between 0.5 and 5 mm at random. The rolling bearing 1 is not rotated while the vibration is applied.
[0054]
The G value of the rolling bearing to which the vibration was applied was measured by the aforementioned Anderon meter, and the amount of increase from the initial G value was calculated. Then, the fretting resistance performance of the rolling bearing was evaluated based on the increase in the G value. The initial G value also serves as an index indicating the initial acoustic performance (noise) of the rolling bearing. The evaluation results are also shown in Table 1.
As can be seen from Table 1, Examples 1 to 4 are very excellent in acoustic life and fretting resistance as compared with Comparative Examples 1 and 2, and have the same level of rotational torque value, dust generation, and initial acoustic performance. Met.
[0055]
Next, the correlation between the fluorine oil content in the entire base oil and the acoustic life will be described.
In Example 1, the ratio of the content of the carbonate ester to the content of the fluoro oil was variously changed, and the acoustic life of the rolling bearing filled with each grease composition was measured. The fluorinated oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 30 to 120 mm. 2 / S perfluoroalkyl ether oil, the kinematic viscosity of the mixed base oil at 40 ° C. is 20 to 30 mm. 2 / S having a kinematic viscosity falling within the range of / s. The method for measuring the acoustic life is as described above.
[0056]
The results are shown in the graph of FIG. The measured value of the acoustic life shown in this graph is a relative value when the measured value of the acoustic life of the rolling bearing filled with the grease composition of Comparative Example 1 is set to 1.
As can be seen from the graph, the acoustic life was excellent when the content of the fluoro oil in the entire base oil was 5 to 40% by mass, and the acoustic life was further excellent when the content was 10 to 30% by mass. When the content of the fluoro oil exceeds 40% by mass, it is considered that the acoustic life is shortened because the fluoro oil and the carbonate ester are not completely compatible with each other.
[0057]
Next, the following test was conducted in order to investigate a preferable range of the content of the metal sulfonic acid salt. That is, the grease composition of Example 1 was manufactured by changing the content of barium sulfonate in various ways, and rolling bearings filled with each grease composition were prepared. In addition, the content of the base oil and the thickener was changed while the ratio of the base oil to the thickener was kept constant according to the increase and decrease of the content of barium sulfonate.
[0058]
Then, the fretting resistance performance, the rotational torque value, and the dusting property (dusting property of the grease composition) of each rolling bearing were evaluated. These evaluation methods are as described above.
The results are shown in the graph of FIG. The measured values of the fretting resistance performance, the rotating torque value, and the dusting property shown in this graph are 1 for each of the measured values of a rolling bearing filled with a grease composition having a barium sulfonate content of 5% by mass. It is shown as a relative value in the case of performing.
[0059]
From this graph, it is preferable to set the content of the metal sulfonic acid salt to 1.5 to 10% by mass in order to improve all of the fretting resistance, the rotational torque value, and the dust generation. It is understood that the content is more preferably set to 8% by mass.
Note that the present embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the present embodiment.
[0060]
For example, in the present embodiment, a deep groove ball bearing has been described as an example of the rolling bearing, but the present invention can be applied to various types of rolling bearings. For example, radial rolling bearings such as angular ball bearings, self-aligning ball bearings, cylindrical roller bearings, tapered roller bearings, needle roller bearings, and self-aligning roller bearings, and thrust ball bearings and thrust roller bearings. Rolling bearing.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, the grease compositions of claims 1 to 5 according to the present invention have excellent high-temperature performance.
Further, the rolling bearing according to claim 6 of the present invention has excellent acoustic life in addition to the fact that fretting is hard to occur, the generation of dust is small, and the torque is small.
[0062]
Furthermore, the electric motor according to claim 7 of the present invention has a long life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a rolling bearing according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a torque measuring device.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an electric motor in which a rolling bearing is incorporated.
FIG. 4 is a graph showing a correlation between a fluorine oil content in a whole base oil and an acoustic life.
FIG. 5 is a graph showing the correlation between the content of a metal sulfonic acid salt and the evaluation results of anti-fretting performance, rotational torque value, and dust generation.
[Explanation of symbols]
1 Rolling bearing
10 Inner ring
11 Outer ring
12 balls
G grease composition
