JP2005281511A - Grease composition and direct acting equipment filled with it - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grease composition which has a long service life, even when a low viscosity base oil is used and serves to materialize low torque direct acting equipment and direct acting equipment filled with the composition. <P>SOLUTION: The grease composition contains a base oil having a dynamic viscosity of 14-70 mm<SP>2</SP>/s at 40°C, a thickener containing at least one kind selected from lithium stearate, lithium 12-hydroxy stearate and a specific diurea compound, an extreme pressure additive containing at least one kind selected from molybdenum dithiophosphate, molybdenum dithiocarbamate and thiophosphates. The mixing ratio of the thickener is 10-17 wt.% of the total amount of the grease composition. The mixing ratio of the extreme pressure additive is 1-5 wt.% of the total amount of the grease composition. The grease composition has a working penetration of 230-320. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、グリース組成物の改良と、改良したグリース組成物を封入した直動装置に係り、より詳細には、かかる改良したグリース組成物を封入した、高性能および往復動での耐久性に優れた直動装置に関する。   The present invention relates to an improvement of a grease composition and a linear motion device in which the improved grease composition is enclosed, and more particularly to high performance and durability in a reciprocating motion in which such an improved grease composition is enclosed. It relates to an excellent linear motion device.

近年、直動装置の省電力化や高速回転化が促進されているため、低トルク性能が重要視されてきている。これは、高トルクの装置では、回転速度の上昇に伴い、摩擦・トルクが増大して発熱やモータ過負荷が発生し、省電力化や高速回転化の妨げとなってしまうためである。   In recent years, power saving and high-speed rotation of linear motion devices have been promoted, and thus low torque performance has been regarded as important. This is because in a high-torque device, as the rotational speed increases, friction / torque increases to generate heat and motor overload, hindering power saving and high-speed rotation.

ところで、従来の直動装置の潤滑剤には、基油に、鉱油と増ちょう剤にリチウム石けんを用いたリチウム石けん/鉱油系グリースや、基油に、エステル系合成油と増ちょう剤にリチウム石けんを用いたリチウム石けん/エステル油系グリースが、主に使用されている。そして、従来の基油動粘度としては、25〜200mm2/s(40℃)、ちょう度としては、220〜280のものが多いという現状である(たとえば、特許文献1参照)。 By the way, the lubricant for the conventional linear motion device includes a base soap, a lithium soap / mineral grease using lithium soap as a mineral oil and a thickener, a base oil, an ester synthetic oil and a lithium as a thickener. Lithium soap / ester oil based grease using soap is mainly used. And it is the present condition that there are many things of 220-280 as a conventional base oil kinematic viscosity, and 25-200 mm < 2 > / s (40 degreeC), and a consistency (for example, refer patent document 1).

また、直動装置のトルクは、転がり接触面の微小滑りによる摩擦、滑り接触面における滑り摩擦、グリースの粘性抵抗等が原因で発生する。この中で、グリースの粘性抵抗は、グリースの基油の動粘度およびグリースのちょう度、増ちょう剤の配合量に影響を受けるため、動粘度の小さな基油を使用したり、ちょう度を高めること、増ちょう剤の配合量を低減することが、グリースの粘性抵抗を低減するのに有効となる。
特開2003−294107号
Further, the torque of the linear motion device is generated due to friction caused by minute sliding on the rolling contact surface, sliding friction on the sliding contact surface, viscous resistance of grease, and the like. Among these, the viscosity resistance of grease is affected by the kinematic viscosity of grease base oil, the consistency of grease, and the blending amount of thickener. Therefore, use a base oil with a low kinematic viscosity or increase the consistency. In addition, reducing the blending amount of the thickener is effective in reducing the viscous resistance of the grease.
JP 2003-294107 A

しかしながら、グリースの基油動粘度を低減させると、潤滑面での油膜厚さが薄くなり、潤滑性能に問題が生じ、磨耗、焼付け等の損傷を引き起こす場合がある。さらに、通例、低動粘度の基油は耐熱性が低く、高温雰囲気下における耐久性能に問題が生じる場合がある。   However, when the base oil kinematic viscosity of the grease is reduced, the oil film thickness on the lubrication surface becomes thin, which causes problems in lubrication performance and may cause damage such as wear and seizure. In addition, base oils with low kinematic viscosity usually have low heat resistance, which may cause problems with durability performance in a high temperature atmosphere.

一方、グリース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り、直動装置運転時のグリースの軟化漏洩や耐衝撃性が問題となる。また、直動装置の可動体へのグリース封入量を低減することも、トルク低減に効果があるが、潤滑不良の原因となる場合がある。さらに、ボールねじ特有の現象として、起動、停止時に、加減速による負荷が繰り返しかかる。このような場合には、増ちょう剤が多かったり、粘度が高いとダンパー効果があるが、トルク低減には効果がない。   On the other hand, when the grease consistency is increased, the content of the thickener in the grease is relatively reduced, the resistance to mechanical shearing is weakened, and the softening leakage and impact resistance of the grease during linear motion operation are problematic. It becomes. Also, reducing the amount of grease enclosed in the movable body of the linear motion device is effective in reducing torque, but may cause poor lubrication. Furthermore, as a phenomenon peculiar to the ball screw, a load due to acceleration / deceleration is repeatedly applied at the time of starting and stopping. In such a case, if the amount of the thickener is large or the viscosity is high, there is a damper effect, but there is no effect in reducing the torque.

そこで、上記事情に鑑み、本発明の目的は、低粘度基油を利用しても長寿命であり、かつ、低トルクの直動装置を実現するためのグリース組成物および該グリース組成物を封入した直動装置を提供することである。   Accordingly, in view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a grease composition for realizing a linear motion device that has a long life and uses a low viscosity base oil, and encloses the grease composition. To provide a linear motion device.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、グリース組成物中に特定の増ちょう剤および極圧添加剤を所定量配合し、前記グリース組成物の混和ちょうを特定の範囲にすることにより、本発明を完成するに至った。すなわち、上記目的は、基油動粘度が40℃において、14〜70mm2/sである基油と、ステアリン酸リチウム、12−ヒドロキシステアリン酸リチウム、下記式IおよびIIで示されるジウレア化合物から選ばれる少なくとも一種を含む増ちょう剤と、モリブデンジチオフォスフェート、モリブデンジチオカルバーメートおよびチオリン酸エステルから選ばれる少なくとも一種を含む極圧添加剤と、を含むグリース組成物であって、前記増ちょう剤の配合量が、前記グリース組成物の全量に対して8〜17重量%であり、前記極圧添加剤の配合量が、前記グリース組成物の全量に対して1〜5重量%であり、前記グリース組成物の混和ちょう度が、230〜320である、グリース組成物により達成される。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor formulated a specific amount of a specific thickener and an extreme pressure additive in a grease composition, and mixed the grease composition in a specific range. Thus, the present invention has been completed. That is, the object is selected from a base oil having a base oil kinematic viscosity of 14 to 70 mm 2 / s at 40 ° C., lithium stearate, lithium 12-hydroxystearate, and diurea compounds represented by the following formulas I and II. A grease composition comprising a thickener containing at least one selected from the group, and an extreme pressure additive containing at least one selected from molybdenum dithiophosphate, molybdenum dithiocarbamate, and thiophosphate. The amount is 8 to 17% by weight with respect to the total amount of the grease composition, and the amount of the extreme pressure additive is 1 to 5% by weight with respect to the total amount of the grease composition. This is achieved by a grease composition having a product penetration of 230-320.

Figure 2005281511
(ここで、R1およびR2は各々独立に、炭素数8〜18の直鎖状のアルキル基を表す。)
本発明の好ましい態様によれば、前記グリース組成物において、前記基油がポリオールエステル油またはポリα−オレフィン油から選ばれる少なくとも一種を含む、かつ、前記ポリオールエステル油またはポリα−オレフィン油が、前記基油の全量に対して80重量%以上含有することを特徴とする。
また、上記目的は、前記グリース組成物を封入した、直動装置により達成される。
Figure 2005281511
(Here, R 1 and R 2 each independently represents a linear alkyl group having 8 to 18 carbon atoms.)
According to a preferred aspect of the present invention, in the grease composition, the base oil contains at least one selected from a polyol ester oil or a poly α-olefin oil, and the polyol ester oil or the poly α-olefin oil comprises: 80% by weight or more based on the total amount of the base oil.
The above object is achieved by a linear motion device in which the grease composition is enclosed.

本発明のグリース組成物によれば、低粘度基油を利用しても長寿命であるグリース組成物が実現され、かかるグリース組成物を封入した直動装置は、低トルクの直動装置を提供する。   According to the grease composition of the present invention, a grease composition having a long life even when a low-viscosity base oil is used is realized, and the linear motion device in which such a grease composition is enclosed provides a low torque linear motion device. To do.

以下、本発明に関して詳細に説明する。なお、後記の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. In addition, embodiment mentioned later is an illustration for demonstrating this invention, and is not the meaning which limits this invention only to this embodiment. The present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.

まず、本発明に係るグリース組成物が適用される直動装置について説明するが、特定の直動装置自体の構成や構造は制限されるものではない。図1は、本発明による直動装置の一実施形態である、半導体や液晶製造装置などに組み込まれて使用するボールねじ装置を示す断面図である。このボールねじ装置は、外周面にらせん状のボールねじ溝12が形成されたボールねじ軸10と、そのねじ軸10のボールねじ溝12に対向するらせん状のボールねじ溝24が内周面22に形成されたボールナット20と、ねじ軸10のボールねじ溝12とボールナット20のボールねじ溝24とが対向するらせん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30と、それらのボール30を循環させるチューブ式循環路40と、を備える。前記チューブ式循環路40は、外形略コ字状のチューブからなり、その両端部42をそれぞれボールナット20を径方向に貫通するチューブ取付け孔29からボールナット20内のボール転動空間に差し込み、止め金46でボールナット20の外面に固定される。らせん状のボール転動空間内を転動するボール30は、ボールねじ溝12,24を複数回回って移動してから、チューブ式循環路40の一方の端部42ですくい上げられ、チューブ式循環路40の中を通り、他方の端部42からボールナット20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。   First, a linear motion device to which the grease composition according to the present invention is applied will be described, but the configuration and structure of the specific linear motion device itself are not limited. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a ball screw device used as an embodiment of a linear motion device according to the present invention incorporated in a semiconductor or liquid crystal manufacturing apparatus. In this ball screw device, a ball screw shaft 10 having a spiral ball screw groove 12 formed on the outer peripheral surface thereof, and a spiral ball screw groove 24 facing the ball screw groove 12 of the screw shaft 10 has an inner peripheral surface 22. The ball nut 20 formed in the above-mentioned shape, the ball screw groove 12 of the screw shaft 10 and the ball screw groove 24 of the ball nut 20 face each other in a spiral ball rolling space so as to be freely rollable. And a tube-type circulation path 40 that circulates these balls 30. The tube-type circulation path 40 is composed of a tube having an approximately U-shaped outer shape, and both end portions 42 of the tube-type circulation path 40 are respectively inserted into the ball rolling space in the ball nut 20 through tube mounting holes 29 penetrating the ball nut 20 in the radial direction. The stopper 46 is fixed to the outer surface of the ball nut 20. The ball 30 that rolls in the spiral ball rolling space moves around the ball screw grooves 12 and 24 a plurality of times and is then scooped up at one end 42 of the tube-type circulation path 40, so that the tube-type circulation The circulation through the path 40 and returning from the other end 42 to the ball rolling space in the ball nut 20 is repeated.

ボールナット20の両端の開口部には、円形の凹部26が形成してあり、これに嵌着した円板形のシール部材28の内周面がボールねじ軸10の外周面およびボールねじ溝12の面に摺接してボールねじ装置内部をシールしている。かかる直動装置によれば、ボールねじ軸10とボールナット20とは、ボール30の転がりを介して接触することから、ボールナット20をボールねじ軸10に対して小さい駆動力で相対的にらせん運動させることができる。   Circular recesses 26 are formed in the openings at both ends of the ball nut 20, and the inner peripheral surface of the disc-shaped seal member 28 fitted to this is the outer peripheral surface of the ball screw shaft 10 and the ball screw groove 12. The ball screw device is sealed in sliding contact with the surface. According to such a linear motion device, since the ball screw shaft 10 and the ball nut 20 are in contact with each other through the rolling of the ball 30, the ball nut 20 is relatively helical with respect to the ball screw shaft 10 with a small driving force. Can exercise.

次に、前示の直動装置に封入される、本発明に係るグリース組成物について説明する。本発明の基油は、40℃における動粘性が、14〜70mm2/sの低粘度基油を使用する。基油の具体例としては、低温における流動性と、高温耐久性とを勘案するに、ポリオールエステル油(以下「POE」という。)、またはポリα−オレフィン油(以下「PAO」という。)から選ばれる少なくとも一種を主成分とするものが好ましい。 Next, the grease composition according to the present invention enclosed in the linear motion device shown above will be described. The base oil of the present invention uses a low viscosity base oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 14 to 70 mm 2 / s. Specific examples of base oils include polyol ester oil (hereinafter referred to as “POE”) or poly α-olefin oil (hereinafter referred to as “PAO”) in consideration of fluidity at low temperature and durability at high temperature. What has at least 1 type chosen as a main component is preferable.

POE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油が挙げられる。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。さらに、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、以下のものに限定されるわけではないが、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ネオペンチルグリコール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。また、一塩基酸としては、以下のものに限定されるわけではないが、主に炭素数4〜16の一価脂肪酸が用いられる。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、ラウリル酸、ミステリン酸、パルミチン酸、牛脂脂肪酸、ステアリン酸、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、ソルビン酸、リノール酸、リノレイン酸、リシノール酸等が挙げられる。   Examples of POE include oils obtained by appropriately reacting the following polyhydric alcohols and monobasic acids. The monobasic acid to be reacted with the polyhydric alcohol may be used alone or in combination. Furthermore, you may use as complex ester which is ester of polyhydric alcohol and the mixed fatty acid of a dibasic acid and a monobasic acid. Examples of the polyhydric alcohol include, but are not limited to, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, neopentyl glycol, 2-methyl-2-propyl-1,3-propanediol, and the like. It is done. The monobasic acid is not limited to the following, but monovalent fatty acids having 4 to 16 carbon atoms are mainly used. Specifically, butyric acid, valeric acid, caproic acid, caprylic acid, enanthic acid, pelargonic acid, capric acid, undecanoic acid, lauric acid, mysteric acid, palmitic acid, beef tallow fatty acid, stearic acid, caproleic acid, palmitoleic acid, petrothelin Examples include acids, oleic acid, elaidic acid, sorbic acid, linoleic acid, linolenic acid, ricinoleic acid and the like.

一方、PAOとしては、下記式で表されるオレフィンを挙げることができる:

Figure 2005281511
ここで、R3はアルキル基であり、同一分子中に2種以上の異なるアルキル基が混在してもよく、nは3〜10の数であることが好ましい。具体的なPAOとしては、以下のものに限定されるわけではないが、ポリブテン、ポリイソブチレン、1−デセンオリゴマーや、1−デセンとエチレンとのオリゴマー等を挙げることができる。 On the other hand, examples of PAO include olefins represented by the following formula:
Figure 2005281511
Here, R 3 is an alkyl group, and two or more different alkyl groups may be mixed in the same molecule, and n is preferably a number of 3 to 10. Specific examples of the PAO include, but are not limited to, polybutene, polyisobutylene, 1-decene oligomer, and oligomer of 1-decene and ethylene.

以上の基油には、必要に応じて、他の潤滑油を混合することができる。かかる場合、基油全量の80重量%以上を、POEおよびPAOから選ばれる少なくとも一種であれば、高温性能、低温流動点当の諸特性を、ほぼ損ねることなく、好適に使用できる。   The above base oil can be mixed with other lubricating oils as necessary. In such a case, if 80% by weight or more of the total amount of the base oil is at least one selected from POE and PAO, the high temperature performance and various characteristics such as the low temperature pour point can be suitably used without substantially impairing.

本発明の増ちょう剤としては、配合量の経済性や剪断安定性を勘案し、ステアリン酸リチウム、12−ヒドロキシステアリン酸リチウム(以下「Li-12OHst」という。)、下記式IおよびIIで示されるジウレア化合物からなる群から選択される化合物を使用する:   The thickener of the present invention is represented by lithium stearate, lithium 12-hydroxystearate (hereinafter referred to as “Li-12OHst”), and the following formulas I and II in consideration of the economical efficiency of the blending amount and shear stability. Using a compound selected from the group consisting of:

Figure 2005281511
ここで、R1およびR2は各々独立に、炭素数8〜18の直鎖状のアルキル基を表す。
Figure 2005281511
Here, R 1 and R 2 each independently represents a linear alkyl group having 8 to 18 carbon atoms.

本発明に用いる増ちょう剤の配合量は、グリース組成物の攪拌抵抗、直動装置のトルクや摺動時の発熱の上昇させない観点から、増ちょう剤の配合量が、グリース組成物全体に対して、10〜17重量%であり、より好ましくは8〜15重量%である。また、剪断安定性の悪い増ちょう剤は、直動装置の運転中に容易に軟化してグリース組成物の漏洩の原因となる。さらに、前記式IおよびIIで表される化合物において、アルキル基の炭素数が8未満であると、適切なちょう度を呈するのに必要な増ちょう剤の配合量が少なくなりすぎ、グリース組成物の剪断安定性が悪化してしまう。加えて、極端に炭素数が少ない場合は、ウレアと基油の親和性が減衰してしまうため、ウレアの増ちょう性を失うおそれがある。他方、前記式IおよびIIで表される化合物において、アルキル基の炭素数が19以上であると増ちゅう剤の配合量が多くなり、グリースのトルク性能、発熱特性を悪化させてしまう。   The blending amount of the thickener used in the present invention is such that the blending amount of the thickening agent is relative to the entire grease composition from the viewpoint of not increasing the stirring resistance of the grease composition, the torque of the linear motion device or the heat generation during sliding. And 10 to 17% by weight, more preferably 8 to 15% by weight. Further, the thickener having poor shear stability is easily softened during operation of the linear motion device and causes leakage of the grease composition. Furthermore, in the compounds represented by the above formulas I and II, if the alkyl group has less than 8 carbon atoms, the amount of thickener required to exhibit an appropriate consistency is too small, and the grease composition The shear stability of the will deteriorate. In addition, when the number of carbon atoms is extremely small, the affinity between urea and the base oil is attenuated, and there is a possibility that the thickening property of urea is lost. On the other hand, in the compounds represented by the above formulas I and II, if the alkyl group has 19 or more carbon atoms, the amount of the thickener increases and the torque performance and heat generation characteristics of the grease are deteriorated.

優れた耐磨耗性を付与するため、本発明に係るグリース組成物は極圧添加剤を含む。具体的な極圧添加剤としては、モリブデンジチオカルバメート(以下「MoDTC」という。)、モリブデンジチオフォスフェート(以下「MoDTP」という。)、チオリン酸エステル等を挙げることができる。極圧添加剤の配合量としては、グリース組成物の全量に対して1〜5重量%である。極圧添加剤の配合量が1重量%以下では、耐磨耗性の効果が得られず、5重量%以上では、腐食磨耗を引き起こす。   In order to provide excellent wear resistance, the grease composition according to the present invention contains an extreme pressure additive. Specific examples of the extreme pressure additive include molybdenum dithiocarbamate (hereinafter referred to as “MoDTC”), molybdenum dithiophosphate (hereinafter referred to as “MoDTP”), thiophosphate, and the like. The compounding amount of the extreme pressure additive is 1 to 5% by weight with respect to the total amount of the grease composition. When the amount of the extreme pressure additive is 1% by weight or less, the effect of wear resistance cannot be obtained, and when it is 5% by weight or more, corrosion wear is caused.

本発明に係るグリース組成物の混和ちょう度は、230〜320であることが好ましい。230以下の混和ちょう度では、グリース組成物が硬くなりすぎ、直動装置開始時のトルクが大きくなってしまう。また、230以下の混和ちょう度を有するグリース組成物では、グリース自体の流動性が不足し、直動装置の寿命が短命となる。一方、320以上の混和ちょう度を有するグリース組成物では、グリース自体が柔らかくなりすぎ、摺動部に留まれず、やはりグリース自体の寿命が低下する。   The blending degree of the grease composition according to the present invention is preferably 230 to 320. When the penetration is 230 or less, the grease composition becomes too hard and the torque at the start of the linear motion device becomes large. In addition, in a grease composition having a penetration of 230 or less, the fluidity of the grease itself is insufficient, and the life of the linear motion device is shortened. On the other hand, in a grease composition having a blending degree of 320 or more, the grease itself becomes too soft and does not stay on the sliding portion, and the life of the grease itself is also reduced.

加えて、本発明に係るグリース組成物は、各種特性を向上させるために、所望により種々の添加剤を添加してもよい。たとえば、酸化防止剤、防錆剤、油性剤、金属不活性化剤等を、本発明の効果を損なわない範囲内で、単独又は複数組み合わせ添加することができる。   In addition, the grease composition according to the present invention may contain various additives as desired in order to improve various properties. For example, an antioxidant, a rust inhibitor, an oily agent, a metal deactivator, and the like can be added singly or in combination within a range that does not impair the effects of the present invention.

酸化防止剤の具体例としては、フェニル−1−ナフチルアミン等のアミン系化合物、2,6−t−ブチルフェノール等のフェノール系化合物、硫黄系の化合物、ジチオリン酸亜鉛系化合物等を挙げることができる。また、防錆剤の具体例としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の有機スルフォン酸塩、アルキル又はアルケニルコハク酸エステル等のアルキルまたはアルケニルコハク酸誘導体、ソルビタンモノオレート等の多価アルコールの部分エステル等を挙げることができる。さらに、油性剤の具体例としては、脂肪酸や動植物油等を挙げることができる。さらにまた、金属不活性化剤の具体例としては、ベンゾトリアゾール等を挙げることができる。特に、極圧添加剤に伴う金属表面の変色や腐食磨耗に対して、前記ベンゾトリアゾール誘導体を腐食防止剤としてグリース組成物に添加することが好ましい。この場合、ベンゾトリアゾール誘導体の添加量は、グリース組成物の全量に対して、0.05〜0.2重量%であることが好ましい。   Specific examples of the antioxidant include amine compounds such as phenyl-1-naphthylamine, phenol compounds such as 2,6-t-butylphenol, sulfur compounds, zinc dithiophosphate compounds, and the like. Specific examples of the rust inhibitor include organic sulfonates of alkali metals or alkaline earth metals, alkyl or alkenyl succinic acid derivatives such as alkyl or alkenyl succinic acid esters, and partial esters of polyhydric alcohols such as sorbitan monooleate. Etc. Furthermore, specific examples of the oil-based agent include fatty acids and animal and vegetable oils. Furthermore, a benzotriazole etc. can be mentioned as a specific example of a metal deactivator. In particular, the benzotriazole derivative is preferably added to the grease composition as a corrosion inhibitor against the discoloration and corrosion wear of the metal surface caused by the extreme pressure additive. In this case, the addition amount of the benzotriazole derivative is preferably 0.05 to 0.2% by weight with respect to the total amount of the grease composition.

以下に示す本発明の実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、これらは例示的なものであり、本発明は以下の具体例に制限されるものではない。当業者は、以下に示す実施例に様々な変更を加えて本発明を実施することができ、かかる変更は本願特許請求の範囲に包含される。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples of the present invention, but these are illustrative and the present invention is not limited to the following specific examples. Those skilled in the art can implement the present invention by making various modifications to the embodiments shown below, and such modifications are included in the scope of the claims of the present application.

図1に示すボールねじ装置に、本発明に係るグリース組成物を封入して実際の使用に供する。ここで、封入するグリースの組成・性状を、実施例および比較例毎に種々変化させて、直動装置であるボールねじ装置の耐久寿命、トルク等の測定を行い、比較検討する。
試験1
ボールねじのナットに加速度ピックアップを取り付け、振動値が12mm2/sを超えた時点の運転時間を直動装置の耐久寿命とした。耐久試験は、ナットの移動速度3m/s、負荷荷重10kg、雰囲気温度140℃の条件下で行った。
試験2
トルク測定は、移動速度1m/s、負荷荷重10kg、雰囲気温度25℃の運転条件で始動時の起動トルクと定常運転の動トルクの双方を測定した。
試験3
周波数3Hz,ねじ回転角度±10°で、ボールねじを往復動させた場合の耐久寿命も評価した。かかる場合、負荷荷重10kg、雰囲気温度140℃であり、振動値が初期値から5mm2/s増大した時点の運転時間を耐久寿命とした。
The grease composition according to the present invention is enclosed in the ball screw device shown in FIG. 1 for actual use. Here, the composition and properties of the grease to be filled are varied for each of the examples and the comparative examples, and the durable life, torque, and the like of the ball screw device, which is a linear motion device, are measured and compared.
Test 1
An acceleration pickup was attached to the nut of the ball screw, and the operation time when the vibration value exceeded 12 mm 2 / s was regarded as the durable life of the linear motion device. The durability test was performed under the conditions of a nut moving speed of 3 m / s, a load of 10 kg, and an ambient temperature of 140 ° C.
Test 2
Torque measurement was performed by measuring both the starting torque at the start and the dynamic torque at the steady operation under the operating conditions of a moving speed of 1 m / s, a load of 10 kg, and an ambient temperature of 25 ° C.
Test 3
The durability life was also evaluated when the ball screw was reciprocated at a frequency of 3 Hz and a screw rotation angle of ± 10 °. In this case, the load life was 10 kg, the ambient temperature was 140 ° C., and the operation time when the vibration value increased by 5 mm 2 / s from the initial value was defined as the durable life.

以下の説明では、前示の試験1および試験3で得られた耐久寿命を、それぞれ耐久寿命1と耐久寿命2とする。なお、耐久被検体として、軽径15mm、リード10mmのボールねじ装置を使用した。   In the following description, the durable life obtained in the above-described test 1 and test 3 is defined as durable life 1 and durable life 2, respectively. A ball screw device having a light diameter of 15 mm and a lead of 10 mm was used as a durable specimen.

次に、本発明に係る実施例と、比較例とについて詳細に説明する。
図2は、種々の極圧添加剤と増ちょう剤について、前記の試験条件における耐久試験を実施した結果を示す。図2から、ボールねじの耐久寿命1および耐久寿命2を、それぞれ比較例1(Li-12OHst-POE組成、極圧添加剤未配合品)の耐久寿命1、耐久寿命2に対する比として示してある。実施例1ないし6の結果より、極圧添加剤として、MoDTP、MoDTC、チオリン酸エステルを添加することによってボールねじの耐久寿命1で2.5倍以上、耐久寿命2で5倍以上の寿命延長が実現できることが判明した。また、実施例1および7の結果の比較から、Li-12OHstよりも脂肪族ジウレアの方が、若干耐久寿命1および2が長いことも分かった。さらに、実施例8および9の結果の比較から、前記した化学式IIのジウレアよりも化学式Iのジウレアの方が、若干耐久寿命1および2に関して有利であることも分かった。
Next, examples according to the present invention and comparative examples will be described in detail.
FIG. 2 shows the results of endurance tests under the above test conditions for various extreme pressure additives and thickeners. From FIG. 2, the durability life 1 and the durability life 2 of the ball screw are shown as ratios to the durability life 1 and the durability life 2 of the comparative example 1 (Li-12OHst-POE composition, extreme pressure additive-free product), respectively. . From the results of Examples 1 to 6, by adding MoDTP, MoDTC, and thiophosphate as extreme pressure additives, the ball screw has a durability life of 2.5 times or more and a durability life 2 of 5 times or more. Was found to be feasible. Also, from the comparison of the results of Examples 1 and 7, it was also found that aliphatic diurea had a slightly longer durability life 1 and 2 than Li-12OHst. Furthermore, from the comparison of the results of Examples 8 and 9, it was also found that the diurea of the formula I is slightly more advantageous with respect to the durable lifetimes 1 and 2 than the diurea of the formula II.

実施例10および比較例2の結果の比較から、極圧添加剤の配合量は、グリース組成物の全量に対して、1重量%以上であることが好ましいことが分かる。一方、極圧添加剤の配合量は多くても5重量%以下に抑えるべきである。本発明に利用する極圧添加剤を5重量%以上添加しても、添加量に応じた効果が得られるわけではない。また、本発明で使用するような含硫黄系の極圧添加剤は腐食を起こしやすく、多量に添加すると金属表面を変色させたり、腐食磨耗を引き起こす等の望ましくない現象の原因となることがある。   From the comparison of the results of Example 10 and Comparative Example 2, it can be seen that the compounding amount of the extreme pressure additive is preferably 1% by weight or more with respect to the total amount of the grease composition. On the other hand, the blending amount of the extreme pressure additive should be suppressed to 5% by weight or less. Even if the extreme pressure additive used in the present invention is added in an amount of 5% by weight or more, the effect corresponding to the added amount is not obtained. In addition, the sulfur-containing extreme pressure additive used in the present invention is susceptible to corrosion, and if added in a large amount, it may cause undesirable phenomena such as discoloration of the metal surface and corrosion wear. .

実施例4〜6では、チオリン酸エステルの中でも、トリフェニルフォスフォロチオネートという極圧添加剤を使用した。実施例4で使用した極圧添加剤は、分子内のフェニル基に置換基を導入していない類型の添加剤である。それに対し、実施例5および6で使用した極圧添加剤は、分子内フェニル基にアルキル基を導入した類型の極圧添加剤である。   In Examples 4 to 6, among the thiophosphates, an extreme pressure additive called triphenylphosphorothionate was used. The extreme pressure additive used in Example 4 is a type of additive in which no substituent is introduced into the phenyl group in the molecule. On the other hand, the extreme pressure additive used in Examples 5 and 6 is a type of extreme pressure additive in which an alkyl group is introduced into an intramolecular phenyl group.

実施例4〜6に示す結果の比較から、フェニル基にアルキル基を導入した類型のトリフェニルフォスフォロチオネートの方が、アルキル基未導入のトリフェニルフォスフォロチオネートよりも、耐久寿命1および2に関して有利であることが判明した。これは、フェニル基にアルキル基を導入した類型のトリフェニルフォスフォロチオネートがアルキル基未導入のトリフェニルフォスフォロチオネートよりも溶油性に優れ、効率よく摺動部に導引されやすいためである。   From the comparison of the results shown in Examples 4 to 6, the type of triphenyl phosphorothionate in which an alkyl group is introduced into a phenyl group is more durable than triphenyl phosphorothioate in which no alkyl group is introduced. 2 proved to be advantageous. This is because a type of triphenyl phosphorothionate in which an alkyl group is introduced into a phenyl group is superior in oil solubility to triphenyl phosphorothioate in which no alkyl group is introduced, and is easily guided to a sliding part efficiently. is there.

図3は、実施例1に示すグリース組成物の基油動粘度を変化させたとき、ボールねじの耐久寿命1および2と、動摩擦トルクの挙動を調べた結果を示す。図3では、40℃における基油動粘度が10mm2/sである場合、それぞれの測定値を基準として各試験における結果を比として示したものである。図3から明らかなように、耐久寿命1および2と、低トルク性能を兼ね備えるグリース基油の動粘度としては、40℃において、14〜70mm2/sが好適であり、15〜60mm2/sであるとより好ましい、ことが分かる。基油動粘度が40℃において、70mm2/sを超えると、耐久寿命2が急激に低下する。これは、基油粘度増加に伴い、揺動する摺動面への潤滑油の補給性が悪化することが原因であると推測される。また、基油動粘度が70mm2/sを超えると、基油動粘度増加に伴うトルクの増加が顕著となる。これに伴って発熱も著しくなるためと考えられるが、基油動粘度が70mm2/sを超えると、耐久寿命1も若干ではあるが低下する傾向である。 FIG. 3 shows the results of examining the lifespans 1 and 2 of the ball screw and the dynamic friction torque when the base oil kinematic viscosity of the grease composition shown in Example 1 was changed. In FIG. 3, when the base oil kinematic viscosity at 40 ° C. is 10 mm 2 / s, the result in each test is shown as a ratio based on each measured value. As is clear from FIG. 3, the kinematic viscosity of the grease base oil having both durable life 1 and 2 and low torque performance is preferably 14 to 70 mm 2 / s at 40 ° C., and 15 to 60 mm 2 / s. It can be seen that it is more preferable. When the base oil kinematic viscosity exceeds 70 mm 2 / s at 40 ° C., the endurance life 2 sharply decreases. This is presumed to be caused by the deterioration in the replenishability of the lubricating oil to the swinging sliding surface as the base oil viscosity increases. Further, when the base oil kinematic viscosity exceeds 70 mm 2 / s, an increase in torque accompanying a base oil kinematic viscosity increase becomes significant. This is considered to be due to the significant increase in heat generation, but when the base oil kinematic viscosity exceeds 70 mm 2 / s, the durability life 1 tends to decrease slightly.

図4は、増ちょう剤の配合量と動摩擦トルク、混和安定度の関係を示す図である。図4に示す実施例では、基油として40℃における動粘度が30mm2/sであるPAO(モービル・ケミカル・プロダクツ製、Mobil SHF 63)を使用し、増ちょう剤として化学式Iで示されるジウレア化合物と、を含むグリース組成物であって、その混和ちょう度が280である組成物を用意した。図4に示す結果では、増ちょう剤の配合量が10重量%であるときの動摩擦トルクを基準として、他の配合量の動摩擦トルクを比で示す。図4に示す結果から明らかなように、低トルク性能、剪断安定性を兼備する増ちょう剤の配合量としては、グリース組成物の全量に対して、10〜17重量%において良好であることが判明した。さらに好ましくは、増ちょう剤の配合量としては、10〜15重量%であることが分かる。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the blending amount of the thickener, the dynamic friction torque, and the mixing stability. In the example shown in FIG. 4, PAO (Mobil Chemical Products, Mobil SHF 63) having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 30 mm 2 / s is used as a base oil, and a diurea represented by the chemical formula I is used as a thickener. And a grease composition containing a compound having a blending consistency of 280. In the results shown in FIG. 4, the dynamic friction torques of other blending amounts are shown as ratios based on the dynamic friction torque when the blending amount of the thickener is 10% by weight. As is clear from the results shown in FIG. 4, the blending amount of the thickener having both low torque performance and shear stability is preferably 10 to 17% by weight with respect to the total amount of the grease composition. found. More preferably, the amount of the thickener is 10 to 15% by weight.

本発明による直動装置の一実施形態である、半導体や液晶製造装置などに組み込まれて使用するボールネジ装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a ball screw device that is incorporated into a semiconductor or a liquid crystal manufacturing apparatus and used as an embodiment of a linear motion device according to the present invention. 種々の極圧添加剤と増ちょう剤について、本発明による耐久試験を実施した結果を示す。図2中における、PAOは、モービル・ケミカル・プロダクツ製、Mobil SHF41とSHF63の混合物であり、POEとは、日本油脂製、ユニスターH-310であり、リチウムステアレートは堺化学工業製S-700であり、Li-120HStとは、堺化学工業製S-7000 OHである。The result of having performed the durability test by this invention about various extreme pressure additives and thickeners is shown. In Fig. 2, PAO is a mixture of Mobil SHF41 and SHF63 manufactured by Mobil Chemical Products. Li-120HSt is S-7000 OH manufactured by Sakai Chemical Industry. 実施例1に示すグリース組成物の基油動粘度を変化させたとき、ボールねじの耐久寿命1および2と、動摩擦トルクの挙動を調べた結果を示す。The results of examining the lifespans 1 and 2 of the ball screw and the dynamic friction torque when the base oil kinematic viscosity of the grease composition shown in Example 1 was changed are shown. 本発明における、増ちょう剤の配合量と動摩擦トルク、混和安定度の関係を示す図である。なお、図4に示す実験では、極圧添加剤として、MoDTP(サクラループ300)を4重量%添加した。It is a figure which shows the relationship between the compounding quantity of a thickener, dynamic friction torque, and mixing stability in this invention. In the experiment shown in FIG. 4, 4% by weight of MoDTP (Sakura Loop 300) was added as an extreme pressure additive.

符号の説明Explanation of symbols

10…ボールねじ軸、12…ボールねじ溝、20…ボールナット、24…ボールねじ溝、30…ボール、40…チューブ式循環路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ball screw shaft, 12 ... Ball screw groove, 20 ... Ball nut, 24 ... Ball screw groove, 30 ... Ball, 40 ... Tube type circulation path

Claims (3)

基油動粘度が、40℃において、14〜70mm2/sである基油と、
ステリアン酸リチウム、12−ヒドロキシステアリン酸リチウム、下記式IおよびIIで示されるジウレア化合物から選ばれる少なくとも一種を含む増ちょう剤と、
モリブデンジチオフォスフェート、モリブデンジチオカルバーメートおよびチオリン酸エステルから選ばれる少なくとも一種を含む極圧添加剤と、を含むグリース組成物であって、
前記増ちょう剤の配合量が、前記グリース組成物の全量に対して8〜17重量%であり、前記極圧添加剤の配合量が、前記グリース組成物の全量に対して1〜5重量%であり、前記グリース組成物の混和ちょう度が、230〜320である、グリース組成物。
Figure 2005281511
(ここで、R1およびR2は各々独立に、炭素数8〜18の直鎖状のアルキル基を表す。)
A base oil having a base oil dynamic viscosity of 14 to 70 mm 2 / s at 40 ° C .;
A thickener comprising at least one selected from lithium stearate, lithium 12-hydroxystearate, diurea compounds represented by the following formulas I and II;
An extreme pressure additive containing at least one selected from molybdenum dithiophosphate, molybdenum dithiocarbamate and thiophosphate, and a grease composition comprising:
The blending amount of the thickener is 8 to 17% by weight with respect to the total amount of the grease composition, and the blending amount of the extreme pressure additive is 1 to 5% by weight with respect to the total amount of the grease composition. And the grease composition has a penetration degree of 230 to 320.
Figure 2005281511
(Here, R 1 and R 2 each independently represents a linear alkyl group having 8 to 18 carbon atoms.)
前記基油が、ポリオールエステル油またはポリα−オレフィン油から選ばれる少なくとも一種を含み、かつ、前記ポリオールエステル油またはポリα−オレフィンが、前記基油の全量に対して80重量%以上含有する、請求項1記載のグリース組成物。   The base oil contains at least one selected from polyol ester oil or poly α-olefin oil, and the polyol ester oil or poly α-olefin contains 80% by weight or more based on the total amount of the base oil, The grease composition according to claim 1. 請求項1または2に記載のグリース組成物を封入した、直動装置。

A linear motion device in which the grease composition according to claim 1 is enclosed.

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