JP2006193646A - グリース組成物および織機用転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な潤滑性を維持しつつ、はく離の発生を抑えて耐久性の向上を図ったグリース組成物および織機用転がり軸受を提供することを目的とする。
【解決手段】基油に増ちょう剤を配合してなるベースグリースに、酸化防止剤及び防錆剤としてカルボン酸及びカルボン酸塩、エステル系化合物、アミン系化合物から選択される２種以上を合計１〜１０質量％かつ単独で０．５〜９．５質量％含有し、さらに耐はく離添加剤を含有することを特徴とするグリース組成物。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動織機の縦糸及び横糸を供給する紡糸供給装置の電動モータに用いられる転がり軸受およびグリース組成物に係り、詳しくは潤滑寿命の延長を図る技術に関する。

自動織機には、縦糸および横糸を送り出す紡糸供給装置が備わっており、その電動モータの回転軸は深溝玉軸受の転がり軸受により支持されることが多い。転がり軸受としては、組立性やメンテナンス性等に優れることから、密封玉軸受が一般的に用いられている。そして電動モータを駆動源として、プーリベルトおよびプーリを介して紡糸供給装置へ動力を伝達する。ここで、自動織機を使用する際、紡糸が断裂するのを防ぐために室内の湿度を高くしている場合が多くある。このような環境に曝された場合、軸受の潤滑剤中に水分が混入したりすることも考えられる。そして混入した水分から発生した水素が軸受鋼中に侵入して、水素脆性による白色組織変化を伴ったはく離を引き起こすことも報告されている（特許文献１）。例えばポリVベルトとプーリ間では滑りが発生すると静電気を伴う。通常、軸受回転中は潤滑剤の油膜により内外輪間は絶縁状態になっている。しかし油膜切れが起こると一気に導通して内外輪間に大きな電位差が生じる。そして、生じた直流電圧により水が電気分解を起こして水素イオンの発生が促進され、上記のような白色組織を伴ったはく離を起こす可能性がある。

特開平１１−７２１２０号公報

本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、良好な潤滑性を維持しつつ、はく離の発生を抑えて耐久性の向上を図ったグリース組成物および織機用転がり軸受を提供することを目的とする。

上記目的は、以下に示すグリース組成物および織機用転がり軸受によって達成される。
（１）基油に増ちょう剤を配合してなるベースグリースに、酸化防止剤及び防錆剤としてカルボン酸及びカルボン酸塩、エステル系化合物、アミン系化合物から選択される２種以上を合計１〜１０質量％かつ単独で０．５〜９．５質量％含有し、さらに耐はく離添加剤を含有することを特徴とするグリース組成物。
（２）耐はく離添加剤として金属ジチオカーバメイトを１〜１０質量％配合することを特徴とする上記（１）記載のグリース組成物。
（３）耐はく離添加剤として、導電性物質であるカーボンブラックを２〜１０質量％配合することを特徴とする上記（１）記載のグリース組成物。
（４）自動織機における紡糸供給装置の電動モータの回転軸を支持する織機用転がり軸受であって、上記（１）〜（３）記載のグリース組成物を封入することを特徴とする織機用転がり軸受。

本発明に係るグリース組成物および前記グリース組成物が封入された織機用転がり軸受は、水分が混入しやすいような高湿度の環境下でも、はく離の恐れがなく安定して使用できる。

以下本発明に関して詳細に説明する。
本発明の織機用転がり軸受は、その構成自体は制限されるものではなく、図１に断面図として示す玉軸受を例示することができる。この玉軸受は、内輪軌道面１を有する内輪２と、外輪軌道面３を有する外輪４との間に、複数の玉５を保持器７を介して転動自在に保持し、さらに外輪４にシール材６を固定して構成されている。そしてこの織機用転がり軸受は、例えば図２に断面図として示す紡糸供給装置の電動モータに組み込まれて用いられる。この電動モータは、主軸を支持し回転するロータ１０と、ロータ１０と相互作用して回転モーメントを発生させるステータ１１、ロータ１０の回転を外部に伝える主軸８、そして主軸８を支持する主軸軸受９などをハウジング１２内に備えて構成される。

上記織機用転がり軸受には、以下に示すグリース組成物が封入される。
本発明に係るグリース組成物の基油は、その種類は制限されるものではないが、鉱油系潤滑油および合成潤滑油を好適に使用することができる。鉱油系潤滑油は制限されるものではないが、例えば、パラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱物油およびそれらの混合油を使用することができる。合成潤滑油も制限されるものでないが、例えば、合成炭化水素油、エーテル油、エステル油およびフッ素油を使用することができる。具体的には、合成炭化水素油としてはポリα−オレフィン油等を、エーテル油としてはジアルキルジフェニルエーテル油、アルキルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニルエーテル油等を、エステル油としてはジエステル油、ネオペンチル型ポリオールエステル油、またはこれらのコンプレックスエステル油、芳香族エステル油等を、フッ素油としては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、それぞれ挙げることができる。これらの潤滑油は、単独でも、複数種を適宜組合せて使用してもよい。中でも、高温、高速での潤滑性能及び寿命を考慮すると、合成潤滑油が含有されていることが好ましく、特にエステル油、エーテル油が含有されていることが好ましい。またコスト面からは鉱油系潤滑油が含有されていることが好ましい。
なお、上記基油の動粘度は４０℃において２０〜１００ｍｍ^２／ｓの範囲であることが好ましい。

本発明では、増ちょう剤として、基油中にコロイド状に分散して、基油を半固体または固体状にする物質を使用することができる。このような増ちょう剤としては、例えば、リチウム石鹸系、カルシウム石鹸系、ナトリウム石鹸系、アルミニウム石鹸系、リチウムコンプレックス石鹸系、カルシウムコンプレックス石鹸系、ナトリウムコンプレックス石鹸系、バリウムコンプレックス石鹸系、アルミニウムコンプレックス石鹸系の金属石鹸、ベントナイト系、クレイ系の無機化合物、モノウレア系、ジウレア系、トリウレア系、テトラウレア系、ウレタン系、ナトリウムテレフタラメート系の有機化合物などが挙げられる。これらの中でも、リチウム石鹸系が好適に用いることができる。これらの増ちょう剤を１種以上配合することができる。

グリース組成物の増ちょう剤の含有量は３〜４０質量％が好ましく、さらに好ましくは５〜２５質量％の割合で基油中に分散される。３質量％より少ないとグリース状態を維持することは困難となり、また、４０質量％より多くなると硬くなりすぎて十分な潤滑状態を発揮することができない。

また、上記増ちょう剤のちょう度は混和ちょう度で２２０〜３９５の範囲が好ましく、より好ましくは２６５〜３５０の範囲である。２２０より小さいと硬くなりすぎて十分な潤滑効果が期待できず、３９５より大きいと軸受内部より漏洩する恐れがある。

本発明に係るグリース組成物はさらに、カルボン酸およびカルボン酸塩、エステル系化合物、アミン系化合物から選択される２種以上を含有する。これらの化合物は酸化防止剤または防錆剤として機能する。その含有量は、化合物単独で０．５〜９．５質量％、合計で１〜１０質量％となるようにする。

アミン系添加剤としては、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使用可能であり、特に限定されるものではないが、α―ナフチルアミン類およびジフェニルアミン類が好ましい。具体的には下記一般式（I）で表されるα−ナフチルアミン類および下記一般式（III）で表されるジフェニルアミン類から選ばれる１種または２種以上の芳香族アミンが好ましいものとして挙げられる。

式中、Ｒ１は水素原子または下記一般式（II）で表される基を示す。

式中、Ｒ２は水素原子または炭素数１〜１６のアルキル基を示す。

式中、Ｒ３、Ｒ４は同一でも異なってもよく、各々水素原子または炭素数１〜１６のアルキル基を示す。

まず、一般式（I）で表されるα−ナフチルアミン類について説明する。
一般式（I）においてＲ１は水素原子または一般式（II）に表される基であり、好ましくは一般式（II）で表される基である。

一般式（II）で表される基においてＲ２は水素原子または炭素数１〜１６の直鎖もしくは分岐状のアルキル基を示す。Ｒ２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、およ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よい）が挙げられるが、中でも炭素数８〜１６の分岐アルキル基が好ましい。

次に、一般式（III）で表されるジフェニルアミン類について説明する。一般式（III）中のＲ３は水素原子または炭素数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。Ｒ３、Ｒ４の一方また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恐れがある。

Ｒ４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、およ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よい）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。

また、上記一般式（I）、（III）で表されるアミン形化合物の他、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、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系酸化防止剤を使用することができる。

カルボン酸およびカルボン酸塩として、モノカルボン酸ではステアリン酸など、ジカルボン酸ではアルキルまたはアルケニルコハク酸およびその誘導体、ナフテン酸、アビエチン酸、ラノリン脂肪酸、アルケニルコハク酸のカルシウム、バリウム、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、鉛などの金属塩が使用でき、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。

エステル系として多価アルコールのカルボン酸部分エステルでは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やコハク酸ハーフエステルなどが挙げられ、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に使用される。

またこれらに加え、本発明に係るグリース組成物は耐はく離剤を含有する。例えばＺｎＤＴＣ等の金属ジチオカーバメイトを１〜１０質量％添加するとよい。金属ジチオカーバメイトは極圧剤としても作用する。耐はく離剤としてはカーボンブラックを添加することもできる。カーボンブラックの効果は特開２００２−１９５２７７号公報に詳しくあるが、カーボンブラックにより通電を行うことで、水の電気分解による水素イオンの発生を抑え、水素イオンが原因の白色はく離を抑えているのである。カーボンブラックの平均粒径は１０〜３００ｎｍがよく、添加量はＺｎＤＴＣと同様、２〜１０質量％加えるのが好ましい。

上記の他にリン系やジチオリン酸亜鉛、有機モリブデンなどの極圧剤、脂肪酸や動植物油などの油性向上剤、ベンゾトリアゾールなどの金属不活性化剤など、本発明の目的を損なわない程度であれば適宜添加することができる。

以下に示す実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

表１に示す配合割合によって、6種類の試験グリース組成物を調製し、はく離試験を行った。本試験では、はく離を促進させるためにポリＶベルトとプーリを使用し、急加速をさせることにより評価を行った。

純水を４％混入させた試験グリース組成物７．０ｇを、単列深溝玉軸受（内径φ４５ｍｍ、外径１００ｍｍ、幅２５ｍｍ）に封入し、ラジアル方向荷重１９６０Ｎを与えながら、１００℃雰囲気下、１５００〜３５００ｒ／ｍｉｎで繰り返し回転させた。規定の振動値より大きくなった場合、あるいは規定時間に達した場合に試験を終了とした。試験後、軸受鋼材のはく離の有無について確認した。試験数は１０回とし、はく離発生確率を次式により算出した。試験結果を表１に示す。
はく離発生確率（％）＝（はく離発生数／試験数）×１００

表１から分かるように、実施例１〜４の試験グリース組成物を用いた場合、はく離は発生しなかった。しかし、比較例１、２には防錆剤は添加されているが本発明の成分とは異なっており、耐はく離剤は含有していない。したがっていずれにおいてもはく離が発生した。

以上より、本発明に係るグリース組成物は、酸化防止剤、防錆剤に加えて耐はく離剤を含有するため、水分が混入してもはく離を発生させることなく安定に用いることができる。

本発明の紡糸供給装置の電動モータ主軸に使用される転がり軸受（玉軸受）の一実施形態を示す断面図である。 紡糸供給装置の電動モータの一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 内輪軌道面
２ 内輪
３ 外輪軌道面
４ 外輪
５ 玉
６ シール部材
７ 保持器
８ 主軸
９ 主軸軸受
１０ ロータ
１１ ステータ
１２ ハウジング

Claims (4)

1. 基油に増ちょう剤を配合してなるベースグリースに、酸化防止剤及び防錆剤としてカルボン酸及びカルボン酸塩、エステル系化合物、アミン系化合物から選択される２種以上を合計１〜１０質量％かつ単独で０．５〜９．５質量％含有し、さらに耐はく離添加剤を含有することを特徴とするグリース組成物。
2. 耐はく離添加剤として金属ジチオカーバメイトを１〜１０質量％配合することを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。
3. 耐はく離添加剤として、導電性物質であるカーボンブラックを２〜１０質量％配合することを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。
4. 自動織機における紡糸供給装置の電動モータの回転軸を支持する織機用転がり軸受であって、請求項１〜３いずれか１項に記載のグリース組成物を封入することを特徴とする織機用転がり軸受。

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