JP2006077967A - Rotation transmission device with built-in one-way clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置に関し、特に低温から高温において作動し、耐摩耗性に優れた一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置に関する。 The present invention relates to a rotation transmission device with a built-in one-way clutch, and more particularly to a rotation transmission device with a built-in one-way clutch that operates from low to high temperatures and has excellent wear resistance.
従来からオルタネータ等の自動車用補機を駆動するために一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置が用いられている(特許文献1参照)。一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、転がり軸受と一方向クラッチとを備えており、それぞれグリース組成物で潤滑されるのが一般的である。この一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の潤滑剤としては、種々のものが知られており、例えばエーテル油を基油としたグリース組成物(例えば特許文献2参照)、圧力粘度係数が12GPa-1以上(25℃のとき)のエステル系あるいは合成油系の基油にウレア系の増ちょう剤を配合したグリース組成物(例えば特許文献3参照)、ウレア化合物からなる増ちょう剤と、40℃における動粘度が60cSt以下の基油とからなるグリース組成物(例えば特許文献4参照)、シリコーン油を基油とするグリース組成物が知られている(例えば特許文献5参照)。また、転がり軸受にエーテル油を基油とした混和ちょう度280〜300のグリース組成物を封入し、一方向クラッチにそれよりも混和ちょう度の小さい(250〜280)グリース組成物を封入した一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置(例えば特許文献6参照)も知られている。
しかしながら、特許文献2に記載のエーテル油を基油としたグリース組成物は、滑り潤滑に用いるのには適さないため、特にスタータ用途の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置に用いる場合には早期から機能を失うおそれがある。また、特許文献3に記載の圧力粘度係数を高めたグリース組成物では、クラッチロック性能の向上には有効であるものの、オーバラン状態での性能は十分ではない。また、特許文献4に記載の低粘度の基油を用いたグリース組成物では、耐フレッチング性及び耐熱性の向上は見られるものの、滑り時の潤滑性能が不十分である。また、特許文献5に記載のシリコーン油を基油とするグリース組成物では、シリコーン油は他の潤滑油に比べて一般に油膜強度が低いため、寿命の点で問題がある。また、特許文献6に記載の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置のように、一方向クラッチと転がり軸受とに異なるグリース組成物を封入する場合、両グリース組成物が混合するとグリース組成物の軟化もしくは硬化が起こり、グリース組成物が劣化するおそれがある。また、中央に一方向クラッチを配し、その両端に転がり軸受を配設する装置構成では、一方向クラッチから漏出した硬いグリース組成物によって、転がり軸受に封入されたグリース組成物まで押し出されるため、装置外部への流出量が多く、潤滑寿命等の点で問題である。
However, since the grease composition based on ether oil described in
また、一方向クラッチのクラッチロックにはばねの弾性力を利用するが、グリース組成物は特に低温時においてもばねによる動作を阻害しないことが必要である。
そこで、本発明は、これらの要求に十分に応え得るグリース組成物を封入した一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置を提供する。
Further, although the elastic force of the spring is used for clutch locking of the one-way clutch, the grease composition must not inhibit the operation of the spring even at a low temperature.
Therefore, the present invention provides a rotation transmission device with a built-in one-way clutch that encloses a grease composition that can sufficiently meet these requirements.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1による一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、内径側部材と、前記内径側部材の周囲に前記内径側部材と同心に配置された筒状の外径側部材と、前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面との間に設けられ、前記内径側部材と前記外径側部材とを相対回転自在に支持する転がり軸受と、前記内径側部材の外周面と前記外径側部材の内周面との間に設けられ、前記外径側部材を前記内径側部材に対し所定方向に相対回転させる回転力のみを伝達する一方向クラッチと、を備えた一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置において、前記転がり軸受及び前記一方向クラッチが、グリース組成物により潤滑されており、前記グリース組成物は、40℃における動粘度が20mm2/s以上60mm2/s以下かつ流動点が−45℃以下のエステル油からなる基油と、ジウレア化合物からなる増ちょう剤と、アミン系化合物からなる酸化防止剤と、カルボン酸、カルボン酸塩、エステル及びアミン系化合物のうちの少なくとも1つからなる防錆剤と、前記一方向クラッチの摺動面及び前記転がり軸受の軌道面のはく離を防止する耐はく離添加剤と、亜鉛系化合物、リン系化合物及び硫黄系化合物のうちの少なくとも1つからなる摩耗防止剤と、を含有し、かつ、前記酸化防止剤及び前記防錆剤の含有量はそれぞれ0.5質量%以上、合計で1質量%以上10質量%以下で、混和ちょう度が250以上340以下であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a one-way clutch built-in type rotation transmission device according to claim 1 of the present invention is an inner diameter side member, and a cylindrical shape arranged concentrically with the inner diameter side member around the inner diameter side member. A rolling bearing provided between an outer diameter side member, an outer peripheral surface of the inner diameter side member, and an inner peripheral surface of the outer diameter side member, and supports the inner diameter side member and the outer diameter side member in a relatively rotatable manner. And a rotational force that is provided between the outer peripheral surface of the inner diameter side member and the inner peripheral surface of the outer diameter side member and transmits only the rotational force that rotates the outer diameter side member relative to the inner diameter side member in a predetermined direction. In the rotation transmission device with a built-in one-way clutch provided with a one-way clutch, the rolling bearing and the one-way clutch are lubricated with a grease composition, and the grease composition has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 20 mm. 2 / s or greater 60mm 2 s or less and a pour point of −45 ° C. or less of an ester oil, a diurea compound thickener, an amine compound antioxidant, a carboxylic acid, a carboxylate salt, an ester, and an amine compound A rust preventive agent comprising at least one of the above, a peeling-resistant additive for preventing the sliding surface of the one-way clutch and the raceway surface of the rolling bearing, and a zinc-based compound, a phosphorus-based compound, and a sulfur-based compound An anti-wear agent comprising at least one of the anti-oxidant and the anti-rust agent in an amount of 0.5% by mass or more and 1% by mass to 10% by mass in total. The miscibility is 250 or more and 340 or less.
本発明の請求項2による一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、請求項1において、前記ジウレア化合物は、下記式(1)で表されるジウレア化合物であることを特徴とする。
R1‐NHCO‐R3‐NHCO‐R2 …式(1)
(式(1)中、R1、R2は炭素数6以上18以下の炭化水素基であり、同一でも異なっていてもよく、R3は炭素数6以上15以下の芳香族炭化水素基である。)
本発明の請求項3による一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、請求項1又は2において、前記グリース組成物は、前記耐はく離添加剤として金属ジチオカーバメイトを1質量%以上10質量%以下含有することを特徴とする。
The one-way clutch built-in type rotation transmission device according to
R 1 —NHCO—R 3 —NHCO—R 2 Formula (1)
(In the formula (1), R 1 and R 2 are hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, which may be the same or different, and R 3 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms. is there.)
The rotation transmission device with a built-in one-way clutch according to
本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置であれば、低温から高温の条件下で作動し、滑り接触及び転がり接触双方の部位での耐摩耗性に優れ、腐食にも強い。 The one-way clutch built-in type rotation transmission device of the present invention operates under conditions of low to high temperature, has excellent wear resistance at both sliding contact and rolling contact, and is resistant to corrosion.
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、図1を参照して、本実施形態の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の構成について説明する。
[一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の構成について]
図1の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、スタータに用いられているものであり、プーリ(回転部材)12と、このプーリ12の内径側にプーリ12と同心に配置されたスリーブ(回転部材)11と、このスリーブ11とプーリ12との間に設けられる転がり軸受2、2及び一方向クラッチ3と、を備える。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the configuration of the one-way clutch built-in type rotation transmission device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[Configuration of rotation transmission device with built-in one-way clutch]
1 is used in a starter, and includes a pulley (rotating member) 12 and a sleeve (rotating member) arranged concentrically with the
プーリ12の外周面は、軸方向に沿う断面が波形となるように凹凸が形成されており、そこに不図示の無端ベルト(Vベルト)が掛け渡される。無端ベルトは、図示しないが、エンジンのクランクシャフトに取り付けられた回転伝達部材(プーリ等)にも掛け渡され、この無端ベルトを介してプーリ12の回転がエンジンのクランクシャフトに伝達されるようになっている。
The outer circumferential surface of the
スリーブ11は、本実施形態ではスタータモータの回転軸Sに外嵌固定されている。スリーブ11の軸方向中間部には、外径寸法の大きな大径部11Aが形成され、ここに一方向クラッチ3が設置される。また、スリーブ11の大径部11Aの軸方向一端部にはさらに外径寸法の大きな突部11Bが形成されている。
一対の転がり軸受2、2は、スリーブ11の軸方向両端にそれぞれ嵌合している。各転がり軸受2は、内輪21、外輪22、玉(転動体)23、保持器24、及び、一対のシール25,25を備える深溝玉軸受である。
In this embodiment, the
The pair of
また、一対のシール25,25によって密閉された軸受内部空間には、グリース組成物G(組成については後述する)が充填されている。グリース組成物Gの封入量は、軸受内部空間の容積(内輪21、外輪22及びシール25,25によって取り囲まれた空間の容積から、当該空間内に存在する玉23及び保持器24の容積を減じた容積)の30容積%程度が適当である。
The bearing internal space sealed by the pair of seals 25, 25 is filled with a grease composition G (the composition will be described later). The amount of the grease composition G enclosed is determined by subtracting the volume of the
一方向クラッチ3は、スリーブ11の軸方向両端側に嵌合した一対の転がり軸受2,2の間に隣接して設けられている。その構成としては、クラッチ用内輪31と、クラッチ用外輪32と、クラッチ用内輪31及びクラッチ用外輪32の間に配された複数のローラ33と、ローラ33を保持するクラッチ用保持器34と、を備える。
クラッチ用内輪31は、スリーブ11の大径部11Aに外嵌し、その外周には、円周方向に向かうにつれて徐々に窪みが深くなる凹状のランプ部31aが複数円周方向に等間隔に形成されている。
The one-
The clutch
クラッチ用外輪32は、プーリ12の内周面に内嵌し、クラッチ用内輪31に対向する内周面は通常の円筒面とされている。また、軸方向両端部にはクラッチ用内輪31に向かって突出する一対の鍔32a,32aが形成されている。
この鍔32a,32aに取り囲まれるようにして、クラッチ用内輪31とクラッチ用外輪32との間にはクラッチ内部空間が形成され、クラッチ用保持器34に保持された複数のローラ33がそれぞれ円周方向に摺動可能に配されている。
The clutch
A clutch internal space is formed between the clutch
クラッチ用保持器34は、ばねを具備する柱部(図示せず)と、柱部の軸方向一端部に形成される係止突部34aと、を備える。ばねは、クラッチロック時にローラ33を付勢するものである。係止突部34aは、スリーブ11に向かって突出する形状であり、スリーブ11の突部11Bとクラッチ用内輪31との間に挟まれるように配設され、クラッチ用保持器34の軸方向への移動を抑制する。
The
また、クラッチ内部空間には、転がり軸受2,2に封入したものと同じグリース組成物Gが充填されている。グリース組成物Gの封入量は、クラッチ内部空間容積(クラッチ用内輪31及びクラッチ用外輪32によって取り囲まれた空間の容積から、当該空間内に存在するローラ33及びクラッチ用保持器34の容積を減じた容積)の70容積%程度が適当である。
The clutch internal space is filled with the same grease composition G as that enclosed in the
次に、前記のような構成の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の動作について説明する。
スタータモータの駆動により回転軸Sが回転すると、スリーブ11に外嵌したクラッチ用内輪31も回転し、これとともにローラ33もクラッチ用内輪31のランプ部31aの窪みが浅くなる方へ移動する。そして、クラッチ用保持器34のばねにも押し出されることで、ローラ33は、クラッチ用内輪31のランプ部31aとクラッチ用外輪32の内周面32bとの間に食い込み、クラッチ用内輪31とクラッチ用外輪32とを接続する(クラッチロック状態)。これにより、スリーブ11からプーリ12へ回転力が伝達されるようになり、無端ベルトを介してスタータモータの回転がクランクシャフトに伝達される。
Next, the operation of the one-way clutch built-in rotation transmission device having the above-described configuration will be described.
When the rotation shaft S is rotated by driving the starter motor, the clutch
そして、クランクシャフトの回転速度が増し、無端ベルトの走行によるプーリ12の回転速度が、スタータモータの回転軸Sの回転によるスリーブ11の回転速度よりも大きくなると、ローラ33もそれまでとは逆方向に移動する。すなわち、食い込み位置からランプ部31aの窪みが深くなる方にすべり接触しつつ移動し、ロック状態が解除され、クラッチ用内輪31とクラッチ用外輪32との接続が切断される(オーバラン状態)。この状態では、転がり軸受2,2によって支持されて、プーリ12がスリーブ11に対して相対回転し、クランクシャフトの回転はスタータモータの回転軸Sに伝達されることはない。
When the rotation speed of the crankshaft increases and the rotation speed of the
なお、本発明を適用する一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、以上のような構成のものに限定されない。例えば、前記クラッチ用外輪32として、鍔32aがない、円筒形状のものを採用したり、クラッチ用外輪32の内周面にランプ部を設けたり、或はクラッチ用外輪32を省略し、プーリ12の内周面を直接、一方向クラッチの摺動面として利用したりすることも可能である。同様に、クラッチ用内輪31を設けずに直接スリーブ11の外周面をローラ33の摺動面としてもよい。
The one-way clutch built-in type rotation transmission device to which the present invention is applied is not limited to the one having the above configuration. For example, the
さらに、一対の転がり軸受2,2は玉軸受に限らず、ころ軸受を採用した場合であっても、さらにはころ軸受と玉軸受との双方を採用した場合であっても、同様の効果を得られる。また、本実施形態では転がり軸受2、2の両端部にシール25,25を設け、軸受内部空間を密封しているが、転がり軸受2,2の両端部のうち一方向クラッチ3配設側の端部にはシール25を設置しなくてもよい。
Further, the pair of rolling
また、本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、上述のようにスタータ用途の物に限定されず、例えばオルタネータ、カーエアコン等の自動車用補機を駆動するために用いられるものであってもよい。この場合に一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、例えばオルタネータ等の補機の回転軸に取り付けられ、外周にはエンジンのクランクシャフト等の駆動軸に接続された無端ベルトが掛け渡される。これにより、駆動軸の回転速度が上昇するときは自動車用補機の回転軸に駆動力が伝達されるが、駆動軸の回転速度が減速するときは駆動力は伝達されない。このように、例えばオルタネータに用いた場合には、発電効率の向上、無端ベルトの寿命低下の防止を図ることができる。 Further, the one-way clutch built-in type rotation transmission device of the present invention is not limited to the one for starter use as described above, and is used for driving an automobile auxiliary machine such as an alternator and a car air conditioner. Also good. In this case, the rotation transmission device with a built-in one-way clutch is attached to a rotating shaft of an auxiliary machine such as an alternator, and an endless belt connected to a driving shaft such as an engine crankshaft is stretched around the outer periphery. As a result, when the rotational speed of the drive shaft increases, the driving force is transmitted to the rotational shaft of the auxiliary equipment for the automobile, but when the rotational speed of the drive shaft decreases, the driving force is not transmitted. Thus, for example, when used in an alternator, it is possible to improve the power generation efficiency and prevent the endless belt from being shortened.
また、本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は、エンジンのアイドルストップ時に補機を駆動する補機駆動装置に用いるものであってもよい。この場合には、この一方向内蔵型回転伝達装置を、エンジンのクランクシャフト及び補機駆動装置の駆動軸に装着する。これにより、これらエンジンと補機駆動装置の一方の装置が運転状態にあり、他方が停止状態にある場合に、この運転状態にある装置からプーリへの回転力の伝達を自在とするとともに、停止状態にある装置の駆動軸が回転しないようにする。 The one-way clutch built-in type rotation transmission device of the present invention may be used for an accessory driving device that drives an accessory when the engine is idling. In this case, the one-way built-in rotation transmission device is mounted on the crankshaft of the engine and the drive shaft of the accessory drive device. As a result, when one of the engine and the auxiliary drive device is in an operating state and the other is in a stopped state, the rotational force can be freely transmitted from the device in the operating state to the pulley, and the stop is stopped. Prevent the drive shaft of the device in the state from rotating.
[グリース組成物について]
本発明においてグリース組成物は、エステル油からなる基油と、ジウレア化合物からなる増ちょう剤と、アミン系化合物からなる酸化防止剤と、カルボン酸、カルボン酸塩、エステル及びアミン系化合物のうちの少なくとも1つからなる防錆剤と、耐はく離添加剤と、亜鉛系化合物、リン系化合物及び硫黄系化合物のうちの少なくとも1つからなる摩耗防止剤と、を含有する。
エステル油(基油)は、他の潤滑油に比べて極性が大きい。このため、エステル油を基油とすることで、一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置は滑り摩擦時の耐衝撃性に優れたものとなる。
[Grease composition]
In the present invention, the grease composition includes a base oil composed of an ester oil, a thickener composed of a diurea compound, an antioxidant composed of an amine compound, a carboxylic acid, a carboxylate salt, an ester, and an amine compound. A rust preventive agent comprising at least one, a peeling resistance additive, and an antiwear agent comprising at least one of a zinc compound, a phosphorus compound and a sulfur compound are contained.
Ester oil (base oil) is more polar than other lubricating oils. For this reason, by using ester oil as the base oil, the one-way clutch built-in rotation transmission device has excellent impact resistance during sliding friction.
エステル油の種類は、特に限定されないが、ジエステル油、ポリオールエステル油、芳香族エステル油等を好適に使用できる。具体的には、ジエスエル油として、ジオクチルアジペート(DOA)、ジイソブチルアジペート(DIBA)、ジブチルアジペート(DBA)、ジオクチルアゼレート(DOZ)、ジブチルセバケート(DBS)、ジオクチルセバケート(DOS)等を挙げることができる。ポリオールエステル油として、炭素数4〜18のアルキル鎖が誘導されたペンタエリスリトールエステル油、同ジペンタエリスリトールエステル油、同トリペンタエリスリトール油、ネオペンチル型ジオールエステル油、トリメチロールブロパンエステル油等を挙げることができる。芳香族エステル油として、ポリオールエステル油、あるいはトリオクチルトリメリテート(TOTM)、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテート等を挙げることができる。また、これらは単独でも、適宜組み合わせて使用してもよい。 Although the kind of ester oil is not specifically limited, Diester oil, polyol ester oil, aromatic ester oil, etc. can be used conveniently. Specific examples of the diesel oil include dioctyl adipate (DOA), diisobutyl adipate (DIBA), dibutyl adipate (DBA), dioctyl azelate (DOZ), dibutyl sebacate (DBS), dioctyl sebacate (DOS), and the like. be able to. Examples of polyol ester oils include pentaerythritol ester oils, dipentaerythritol ester oils, tripentaerythritol oils, neopentyl diol ester oils, and trimethylol bropan ester oils having an alkyl chain having 4 to 18 carbon atoms. be able to. Examples of the aromatic ester oil include polyol ester oil, trioctyl trimellitate (TOTM), tridecyl trimellitate, tetraoctyl pyromellitate and the like. These may be used alone or in appropriate combination.
また、エステル油は、40℃における動粘度が20〜60mm2/sで、流動点が−45℃以下のものを用いる。動粘度が20mm2/s未満ではグリース組成物が耐熱性に劣り、60mm2/sを超える場合には滑り時の発熱が大きくなる。また、自動車は−40℃付近での使用(エンジン始動)にも耐えなければならないため、基油の流動点は−45℃以下である必要がある。 The ester oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 20 to 60 mm 2 / s and a pour point of −45 ° C. or lower. When the kinematic viscosity is less than 20 mm 2 / s, the grease composition is inferior in heat resistance, and when it exceeds 60 mm 2 / s, heat generation during sliding increases. In addition, since the automobile must withstand use (engine start) near -40 ° C, the pour point of the base oil needs to be -45 ° C or less.
増ちょう剤としては、ジウレア化合物を用いる。ジウレア化合物は耐熱性に優れる。特に、下記式(1)で表されるジウレア化合物を用いることが好ましい。
R1‐NHCO‐R3‐NHCO‐R2 …式(1)
式(1)中、R1,R2は炭素数6以上18以下の炭化水素基であり、同一でも異なっていてもよく、R3は炭素数6〜18の芳香族炭化水素基である。これらの中でも、R1,R2がシクロヘキシル基であるジウレア化合物、もしくはシクロヘキシル基と脂肪族基の混合であるジウレア化合物が好適である。
As a thickener, a diurea compound is used. Diurea compounds are excellent in heat resistance. In particular, it is preferable to use a diurea compound represented by the following formula (1).
R 1 —NHCO—R 3 —NHCO—R 2 Formula (1)
In the formula (1), R 1 and R 2 are hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, which may be the same or different, and R 3 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. Among these, a diurea compound in which R 1 and R 2 are cyclohexyl groups, or a diurea compound in which a cyclohexyl group and an aliphatic group are mixed is preferable.
なお、R1,R2に芳香族基を導入したジウレア化合物は、加熱により硬化する傾向があり、高温での滑り潤滑には適さないことがある。また、増ちょう剤の配合量は基油とともにグリース組成物を形成する限り制限されるものではないが、グリース組成物全体の10〜20質量%が適当である。
酸化防止剤として用いることができるアミン系化合物としては、例えば、潤滑油や樹脂の酸化防止剤として用いられる任意の芳香族アミン系化合物が挙げられる。このように、酸化防止剤を添加することで、高温使用時の基油の酸化劣化が抑えられて長寿命となる。
前記芳香族アミン系化合物の中でも、α‐ナフチルアミン類及びジフェニルアミン類が好ましい。
α‐ナフチルアミン類としては、下記式(2)で表されるものが好ましい。
Incidentally, diurea compounds obtained by introducing aromatic groups in R 1, R 2 tends to cure by heating, it may not be suitable for sliding lubrication at high temperatures. Further, the blending amount of the thickener is not limited as long as the grease composition is formed with the base oil, but 10 to 20% by mass of the entire grease composition is appropriate.
Examples of the amine compound that can be used as an antioxidant include any aromatic amine compound that is used as an antioxidant for lubricating oils and resins. Thus, by adding an antioxidant, the oxidative deterioration of the base oil during high temperature use is suppressed and the life is prolonged.
Among the aromatic amine compounds, α-naphthylamines and diphenylamines are preferable.
As α-naphthylamines, those represented by the following formula (2) are preferable.
上記式(2)中、R4は水素原子又は下記式(3)で表される基であり、好ましくは下記式(3)で表される基である。 In the above formula (2), R 4 is a hydrogen atom or a group represented by the following formula (3), preferably a group represented by the following formula (3).
上記式(3)中、R5は水素原子又は炭素数1〜16の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。
R5で示されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、及びヘキサデシル基等(これらのアルキル基は直鎖状でも分岐状でも良い。)が挙げられるが、中でも炭素数8〜16の分岐状アルキル基が好ましい。
ジフェニルアミン類としては、下記式(4)で表されるものが好ましい。
In the above formula (3), R 5 is a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms.
Examples of the alkyl group represented by R 5 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, and a tridecyl group. , Tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group and the like (these alkyl groups may be linear or branched), among which a branched alkyl group having 8 to 16 carbon atoms is preferable.
As diphenylamines, those represented by the following formula (4) are preferable.
上記式(4)中のR6及びR7は水素原子又は炭素数1〜16のアルキル基であり、好ましくは炭素数1〜16のアルキル基である。R6及びR7は同一であっても異なるものであってもよい。R6及びR7の一方又は双方が水素原子の場合には、それ自身の酸化によりスラッジとして沈降するおそれがある。
R6及びR7で表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、及びヘキサデシル基等(これらのアルキル基は直鎖状でも分岐状でも良い。)が挙げられるが、中でも炭素数3〜16の分岐アルキル基が好ましい。
R 6 and R 7 in the above formula (4) are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 16 carbon atoms. R 6 and R 7 may be the same or different. When one or both of R 6 and R 7 are hydrogen atoms, they may settle as sludge due to their own oxidation.
Examples of the alkyl group represented by R 6 and R 7 include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, A tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, etc. (these alkyl groups may be linear or branched) are mentioned, and among them, a branched alkyl group having 3 to 16 carbon atoms is preferable.
なお、前記式(2)及び(4)で表されるアミン系化合物の他、N‐n‐ブチル‐p‐アミノフェノール、4,4´‐テトラメチルジアミノジフェニルメタン、N,N‐ジサリチルデン‐1,2‐プロピレンジアミン等のアミン系酸化防止剤を使用することができる。
酸化防止剤としてのアミン系化合物は、前記に列挙したようなものを単独で又は複数種類混合して用いることができるが、この添加量はグリース組成物全体の1質量%以上である。これ未満であると、十分な効果を得ることができない。
In addition to the amine compounds represented by the formulas (2) and (4), Nn-butyl-p-aminophenol, 4,4′-tetramethyldiaminodiphenylmethane, N, N-disalicylidene-1, Amine-based antioxidants such as 2-propylenediamine can be used.
The amine compounds as the antioxidant can be used alone or as a mixture of a plurality of them, but the amount added is 1% by mass or more of the entire grease composition. If it is less than this, a sufficient effect cannot be obtained.
防錆剤として用いることができるカルボン酸及びカルボン酸塩としては、例えば、ステアリン酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、アルキルコハク酸又はアルケニルコハク酸の誘導体、ナフテン酸、アビエチン酸、ラノリン脂肪酸、及び、これらの金属塩(カルシウム、バリウム、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、鉛等)が挙げられる。これらの中でも、特に、アルケニルコハク酸、ナフテン酸亜鉛が好適に使用される。 Examples of carboxylic acid and carboxylate that can be used as a rust preventive include stearic acid, alkyl succinic acid, alkenyl succinic acid, alkyl succinic acid or alkenyl succinic acid derivative, naphthenic acid, abietic acid, lanolin fatty acid, and And metal salts thereof (calcium, barium, magnesium, aluminum, zinc, lead, etc.). Among these, alkenyl succinic acid and zinc naphthenate are particularly preferably used.
防錆剤として用いることができるエステル系化合物としては、例えば、多価アルコールのカルボン酸部分エステル(ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ペンタエリスリットモノオレエート、コハク酸ハーフエステル等)が挙げられ、特にソルビタンモノオレエート、コハク酸ハーフエステルが好適である。
防錆剤として用いることができるアミン系化合物としては、例えば、アルコキシフェニルアミン、二塩基性カルボン酸の部分アミド等のアミン誘導体を挙げることができる。
Examples of ester compounds that can be used as rust preventives include carboxylic acid partial esters of polyhydric alcohols (sorbitan monooleate, sorbitan trioleate, pentaerythritol monooleate, succinic acid half ester, etc.). In particular, sorbitan monooleate and succinic acid half ester are preferred.
Examples of amine compounds that can be used as rust inhibitors include amine derivatives such as alkoxyphenylamines and partial amides of dibasic carboxylic acids.
このように、防錆剤を添加することで、エンジンルーム内に配置され、雨水等との接触が起こりやすい一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置においても、効果的に錆の発生を防止することができる。
また、酸化防止剤及び防錆剤の合計の添加量は、グリース組成物全体の1質量%以上10質量%以下の範囲とする。酸化防止剤及び防錆剤の合計の添加量が10質量%を超えると、酸化防止及び防錆効果が飽和するので、それ以上に添加する意味がない。
Thus, by adding a rust preventive agent, it is possible to effectively prevent the occurrence of rust even in the one-way clutch built-in type rotation transmission device that is arranged in the engine room and easily contacts with rainwater or the like. it can.
The total amount of addition of the antioxidant and the rust inhibitor is in the range of 1% by mass to 10% by mass of the entire grease composition. If the total addition amount of the antioxidant and the rust preventive exceeds 10% by mass, the antioxidant and rust preventive effects are saturated, so there is no meaning to add more.
本発明において耐はく離添加剤は、一方向クラッチの摺動面及び転がり軸受の軌道面において極圧に対する作用と耐はく離作用の両方を兼ねた添加剤であり、例えば金属ジチオカーバメイト(ZnDTC等)を用いることができる。金属ジチオカーバメイトの添加量は、1〜10質量%である。また、滑り摩擦が多い用途であるため、やや多めに加えると良い。 In the present invention, the anti-peeling additive is an additive that has both an action against extreme pressure and an anti-peeling action on the sliding surface of the one-way clutch and the raceway surface of the rolling bearing. For example, metal dithiocarbamate (ZnDTC, etc.) Can be used. The amount of metal dithiocarbamate added is 1 to 10% by mass. Moreover, since it is a use with much sliding friction, it is good to add a little.
グリース組成物に添加する摩耗防止剤としては、亜鉛系化合物、リン系化合物、硫黄系化合物から選択される少なくとも1種のものを使用する。
亜鉛系化合物はジアルキルジチオリン酸亜鉛が好ましい。
リン系化合物、硫黄系化合物としては、周知の摩耗防止剤を使用することができる。例えば、硫化油脂、硫化オレフィン、トリクレジルフォスフェート、チオフォスフェート、チオフォスファイトが使用できる。特に、チオフォスフェートが好適に使用できる。
As an antiwear agent added to the grease composition, at least one selected from zinc compounds, phosphorus compounds and sulfur compounds is used.
The zinc compound is preferably zinc dialkyldithiophosphate.
As the phosphorus compound and sulfur compound, known antiwear agents can be used. For example, sulfurized fats and oils, sulfurized olefins, tricresyl phosphate, thiophosphate, and thiophosphite can be used. In particular, thiophosphate can be preferably used.
これらは、単独でもまたは組み合わせでも使用できる。これら摩耗防止剤の配合量は、各々0.1〜5質量%配合される。好ましくは、0.3〜2質量%配合される。0.1質量%未満では、所期の効果を十分に得ることが困難になり、一方、5質量%を超えると摩耗防止効果が飽和し、更に熱安定性が劣り、実用的でない。
その他、極圧剤(リン系、ジチオリン酸亜鉛、有機モリブデン等)、油性向上剤(脂肪酸や動植物油等)、金属不活性化剤(ベンゾトリアゾール等)等、本発明の効果を損なわない程度であれば適宜添加することができる。特に、極圧剤として有機モリブデンを添加すれば、滑り時の摩擦摩耗がより低減されるので好ましい。有機モリブデンとしては、モリブデンジチオフォスフェート、モリブデンジチオカーバメイト、モリブデンのアミン錯体等が好適であり、その含有量はグリース組成物全量の1〜10質量%が好ましい。
These can be used alone or in combination. The amount of these antiwear agents is 0.1 to 5% by mass. Preferably, 0.3-2 mass% is mix | blended. If it is less than 0.1% by mass, it is difficult to obtain the desired effect sufficiently. On the other hand, if it exceeds 5% by mass, the anti-wear effect is saturated and the thermal stability is inferior, which is not practical.
In addition, extreme pressure agents (phosphorus, zinc dithiophosphate, organic molybdenum, etc.), oiliness improvers (fatty acids, animal and vegetable oils, etc.), metal deactivators (benzotriazole, etc.), etc. If there is, it can be added appropriately. In particular, it is preferable to add organic molybdenum as an extreme pressure agent because frictional wear during sliding is further reduced. As the organic molybdenum, molybdenum dithiophosphate, molybdenum dithiocarbamate, an amine complex of molybdenum, and the like are suitable, and the content thereof is preferably 1 to 10% by mass of the total amount of the grease composition.
また、グリース組成物の混和ちょう度は、250以上340以下の範囲とする。混和ちょう度が250未満では、主に一方向クラッチの滑り接触する部位にグリース組成物が行き渡りにくい。また、一方向クラッチのロックはばねの力も使用するが、このばねの動きを悪くするという問題も起こる。一方、混和ちょう度が340を超えると、走行時の振動等でグリース組成物が流出しやすくなる等の問題が生じる。 Further, the penetration of the grease composition is in the range of 250 to 340. When the penetration is less than 250, it is difficult for the grease composition to spread mainly to the sliding contact portion of the one-way clutch. The one-way clutch lock also uses the force of the spring, but there is a problem that the movement of the spring is worsened. On the other hand, when the blending degree exceeds 340, there arises a problem that the grease composition tends to flow out due to vibration during traveling.
グリース組成物は上記の各成分を含有するが、その製造方法には制限がなく、従来のウレア化合物を増ちょう剤としたグリース組成物と同様にして調製することができるが、一般的には基油中でジウレア化合物の原料(アミン類とジイソシアネート)を反応させて得られる。なお、そのときの加熱温度や撹拌、混合時間等の製造条件は使用する基油やジウレア化合物の原料、添加剤等により適宜設定される。また、添加剤を添加後、十分に撹拌して均一に分散させる必要があるが、その際加熱することも有効である。 The grease composition contains each of the above components, but there is no limitation on the production method thereof, and it can be prepared in the same manner as a grease composition using a conventional urea compound as a thickener. It is obtained by reacting raw materials of diurea compounds (amines and diisocyanate) in a base oil. The production conditions such as the heating temperature, stirring, and mixing time at that time are appropriately set depending on the base oil and diurea compound raw materials, additives, and the like to be used. Moreover, after adding an additive, it is necessary to stir well and to disperse | distribute uniformly, but heating in that case is also effective.
以下、本発明の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置及びこれに用いたグリース組成物についてその効果を確認するために、往復動摩擦試験、低温トルク試験、蒸発減量試験、耐はく離試験及び防錆試験を行ったので説明する。なお、下記の実施例により本発明が制約されるものではない。
[グリース組成物について]
アミン類とジイソシアネート(MDI:4,4´‐ジフェニルメタンジイソシアネート)を基油中で反応させてジウレア化合物を合成し、基油中に分散させ、さらに所定量の添加剤を加えた後、3段ロールミルで仕上げて、表1及び表2に示す実施例及び比較例のグリース組成物を作製し、各試験に供した。
Hereinafter, a reciprocating friction test, a low temperature torque test, an evaporation loss test, a peel resistance test, and a rust prevention test are performed in order to confirm the effects of the one-way clutch built-in type rotation transmission device of the present invention and the grease composition used therefor. I went and explained. In addition, this invention is not restrict | limited by the following Example.
[Grease composition]
A diurea compound is synthesized by reacting amines and diisocyanate (MDI: 4,4'-diphenylmethane diisocyanate) in the base oil, dispersed in the base oil, and after adding a predetermined amount of additives, a three-stage roll mill The grease compositions of Examples and Comparative Examples shown in Table 1 and Table 2 were prepared and used for each test.
なお、基油としては、ポリオールエステル(PE、花王株式会社製、カオルーブシリーズ)、アルキルジフェニルエーテル(ADE、松村石油研究所製、LBシリーズ)、ポリ‐α‐オレフィン(PAO、エクソンモービル社製、SHFシリーズ)、及び、鉱油のいずれかを用いた。摩耗防止剤としては、ZnDTP(Lubrizol社製、Lubrizol 1195)を用いた。 In addition, as base oil, polyol ester (PE, Kao Corporation, Kaorubu series), alkyl diphenyl ether (ADE, Matsumura Oil Research Laboratory, LB series), poly-α-olefin (PAO, Exxon Mobil, Either SHF series) or mineral oil was used. As an antiwear agent, ZnDTP (manufactured by Lubrizol, Lubrizol 1195) was used.
[往復動摩擦試験について]
グリース組成物について高速で往復動摩擦試験を行い、滑り時の性能評価を行った。
図2には、往復動摩擦試験の様子を示す。まず、試験台91に載置した試験平板(SUJ2製、HRC60〜64)94に、供試体であるグリース組成物を約0.05mmの厚さで塗布し、ヒータ92によって140℃で2時間加熱した後室温になるまで放置した。その後、グリース組成物を塗布した試験平板94に直径10mmの試験球95を押し付け、96Nの垂直荷重を加えつつ、カム97によって試験球95を30分間往復運動(周波数10Hz、振幅2mm)させることにより、試験を行った。試験後、試験球の摩耗痕径(mm)を測定した。なお、図2中の符号93は熱電対であり、ヒータ92による加熱温度を検知する。また、符号96はロードセルであり、カム97の往復運動を観測する。
[Reciprocating friction test]
The grease composition was subjected to a reciprocating friction test at high speed to evaluate the performance during sliding.
FIG. 2 shows the reciprocating friction test. First, a grease composition as a specimen is applied to a test flat plate 94 (manufactured by SUJ2, HRC 60-64) 94 placed on the test table 91 in a thickness of about 0.05 mm, and heated by a
[低温トルク試験について]
JISK2220 5.14に規定される低温トルク試験を行うことで、グリース組成物の低温性について評価した。試験結果は、制止力が15N未満である場合を◎、制止力が15N以上25N未満である場合を○、制止力が25N以上である場合を×として、表1及び表2に示した。
[蒸発減量試験について]
グリース組成物を15mg採取し、160℃、12時間経過後におけるその減量を熱重量測定装置(TG)を用いて測定することで、グリース組成物の耐熱性を評価した。試験結果は、減量が試験前に採取したグリース組成物の4%未満である場合を◎、以下同様に、減量が4%以上6%未満である場合を○、減量が6%以上である場合を×として、表1及び表2に示した。
[Low temperature torque test]
The low temperature property of the grease composition was evaluated by performing a low temperature torque test specified in JIS K2220 5.14. The test results are shown in Tables 1 and 2 as ◎ when the stopping force is less than 15N, ◯ when the stopping force is 15N or more and less than 25N, and x when the stopping force is 25N or more.
[Evaporation loss test]
15 mg of the grease composition was sampled, and the heat resistance of the grease composition was evaluated by measuring the weight loss after 160 hours at 160 ° C. using a thermogravimetric apparatus (TG). The test results are ◎ when the weight loss is less than 4% of the grease composition collected before the test, and similarly, when the weight loss is 4% or more and less than 6%, ○, when the weight loss is 6% or more. The results are shown in Tables 1 and 2 with x.
[耐はく離試験について]
耐はく離試験は、図1に示したものと同様の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置をオルタネータの回転軸Sに外嵌し、そのプーリ12をベルトを介してエンジン実機に接続して、エンジンを急加減速させることで行った。
転がり軸受2として単列の深溝玉軸受(内径17mm、外径47mm、幅14mm)を用い、この転がり軸受2に実施例及び比較例のグリース組成物を2.5g封入した。試験は、プーリ荷重(ベルトから受ける荷重)を1560Nとし、エンジン回転速度1000〜6000min-1(軸受回転速度2400〜13300min-1)で500時間連続回転させた。そして、一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置に生じる振動を試験中に測定し、この振動値が規定よりも大きくなった場合、あるいは、規定の500時間に達した場合に、試験を終了した。試験は、10個の一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置について行った。試験後に、転がり軸受2の軌道面のはく離の有無を確認し、はく離が発生した一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置の割合を試験結果とした。
[About peeling test]
In the peel resistance test, a rotation transmission device with a built-in one-way clutch similar to that shown in FIG. 1 is fitted on the rotation shaft S of the alternator, and its
A single row deep groove ball bearing (inner diameter: 17 mm, outer diameter: 47 mm, width: 14 mm) was used as the rolling
[防錆性試験について]
供試グリース組成物を単列深溝玉軸受(内径17mm、外径47mm、幅14mm)に2.7g封入した後、0.1%塩化ナトリウム水溶液を軸受内部へ0.3cc注入し、非接触シールを取り付けてからなじませ回転を行った。その後、軸受を60℃、相対湿度70%の環境下に3日間放置し、軸受内輪軌道面の状態を観察した。試験結果は目視で錆の発生が確認できる場合を不合格とし、それ以外は合格とした。
[About rust prevention test]
After 2.7 g of the grease composition to be tested was sealed in a single row deep groove ball bearing (inner diameter 17 mm, outer diameter 47 mm, width 14 mm), 0.3 cc of 0.1% sodium chloride aqueous solution was injected into the bearing and contactless sealing was performed. Rotation was carried out after fitting. Thereafter, the bearing was left in an environment of 60 ° C. and a relative humidity of 70% for 3 days, and the state of the bearing inner ring raceway surface was observed. The test results were determined to be unacceptable when the occurrence of rust was confirmed visually, and otherwise acceptable.
以上、各試験結果に示されるように、耐はく離添加剤を添加した実施例1〜5では、耐はく離試験においてはく離が1つも生じなかった。一方、耐はく離添加剤未添加の比較例1及び2では、4/10〜5/10の高い割合ではく離が生じており、耐はく離添加剤が優れた耐はく離効果を発揮することが確認された。
また、実施例1〜5では、比較例1〜5に比較して、摩耗痕径が比較的小さかった。このため、実施例1〜5のグリース組成物を用いれば、滑り接触時にも耐摩耗性に優れることが確認された。
さらに、低温トルク試験、蒸発減量試験及び防錆性試験の結果から、実施例1〜5のグリース組成物は、低温時の流動性、耐熱性及び防錆性に優れることが確認された。
As described above, as shown in each test result, in Examples 1 to 5 to which the peeling resistance additive was added, no peeling occurred in the peeling resistance test. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 to which no release additive was added, peeling occurred at a high ratio of 4/10 to 5/10, and it was confirmed that the release additive exhibits an excellent peeling effect. It was.
Moreover, in Examples 1-5, compared with Comparative Examples 1-5, the wear scar diameter was comparatively small. For this reason, when the grease composition of Examples 1-5 was used, it was confirmed that it is excellent in abrasion resistance also at the time of a sliding contact.
Furthermore, from the results of the low-temperature torque test, the evaporation loss test, and the rust prevention test, it was confirmed that the grease compositions of Examples 1 to 5 were excellent in fluidity, heat resistance, and rust prevention at low temperatures.
11 スリーブ
11A 大径部
11B 突部
12 プーリ
2 転がり軸受
21 内輪
22 外輪
23 玉
24 保持器
25 シール
3 一方向クラッチ
31 クラッチ用内輪
31a ランプ部
32 クラッチ用外輪
32a 鍔
32b 内周面
33 ローラ
34 クラッチ用保持器
34a 係止突部
G グリース組成物
S 回転軸
11
Claims (3)
前記転がり軸受及び前記一方向クラッチが、グリース組成物により潤滑されており、
前記グリース組成物は、
40℃における動粘度が20mm2/s以上60mm2/s以下かつ流動点が−45℃以下のエステル油からなる基油と、ジウレア化合物からなる増ちょう剤と、アミン系化合物からなる酸化防止剤と、カルボン酸、カルボン酸塩、エステル及びアミン系化合物のうちの少なくとも1つからなる防錆剤と、前記一方向クラッチの摺動面及び前記転がり軸受の軌道面のはく離を防止する耐はく離添加剤と、亜鉛系化合物、リン系化合物及び硫黄系化合物のうちの少なくとも1つからなる摩耗防止剤と、を含有し、かつ、前記酸化防止剤及び前記防錆剤の含有量はそれぞれ0.5質量%以上、合計で1質量%以上10質量%以下で、混和ちょう度が250以上340以下であることを特徴とする一方向クラッチ内蔵型回転伝達装置。 An inner diameter side member, a cylindrical outer diameter side member arranged concentrically with the inner diameter side member around the inner diameter side member, an outer peripheral surface of the inner diameter side member, and an inner peripheral surface of the outer diameter side member Provided between the rolling bearing that supports the inner diameter side member and the outer diameter side member in a relatively rotatable manner, and the outer peripheral surface of the inner diameter side member and the inner peripheral surface of the outer diameter side member. A one-way clutch built-in type rotation transmission device comprising: a one-way clutch that transmits only a rotational force for rotating the outer diameter side member relative to the inner diameter side member in a predetermined direction;
The rolling bearing and the one-way clutch are lubricated with a grease composition;
The grease composition is
A base oil composed of an ester oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 20 mm 2 / s to 60 mm 2 / s and a pour point of −45 ° C., a thickener composed of a diurea compound, and an antioxidant composed of an amine compound. And a rust preventive comprising at least one of carboxylic acid, carboxylate, ester and amine compound, and a delamination-resistant additive for preventing separation of the sliding surface of the one-way clutch and the raceway surface of the rolling bearing And an antiwear agent comprising at least one of a zinc compound, a phosphorus compound, and a sulfur compound, and the contents of the antioxidant and the rust inhibitor are each 0.5. A one-way clutch built-in type rotation transmission device having a mass percentage of not less than 1% and not less than 1% by mass and not more than 10% by mass, and having a blending consistency of not less than 250 and not more than 340.
R1‐NHCO‐R3‐NHCO‐R2 …式(1)
(式(1)中、R1、R2は炭素数6以上18以下の炭化水素基であり、同一でも異なっていてもよく、R3は炭素数6以上15以下の芳香族炭化水素基である。) The one-way clutch built-in rotation transmission device according to claim 1, wherein the diurea compound is a diurea compound represented by the following formula (1).
R 1 —NHCO—R 3 —NHCO—R 2 Formula (1)
(In the formula (1), R 1 and R 2 are hydrocarbon groups having 6 to 18 carbon atoms, which may be the same or different, and R 3 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms. is there.)
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