JP2007262146A - グリース組成物およびスピンドル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤の熱伝導性を高めるとともに、潤滑剤を用いる機械の構成要素の温度上昇を抑制すること。
【解決手段】主軸５を支承する軸受１０ａ〜１０ｄの外輪は、ハウジング２８の内周面に対して、内ハウジング２０を介して固定され、最前部の軸受１０ａの外輪は、外輪押さえ３０によって係止され、最後部の軸受１０ｄの外輪は、外輪押さえ３４を介してハウジング２８にバネ３６により軸方向に弾性付勢されつつ係止され、各軸受１０ａ〜１０ｄには、潤滑剤供給装置２２からノズル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを介して、潤滑剤として、基油と増ちょう剤および添加剤を含有したグリース組成物が供給され、増ちょう剤は、熱伝導成分およびウレア化合物を含有しており、その含有量はグリース組成物全体の５〜３０質量％である。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械等の機械要素の潤滑剤に用いるグリース組成物およびそれを軸受等の潤滑に用いるスピンドル装置等の機械装置に関する。

高速スピンドル装置等の工作機械に転がり軸受等の軸受を用いるに際しては、軸受の潤滑と冷却が重要であり、各種の方式が採用されている。例えば、マシニングセンタ用の超高速スピンドル装置にあっては、軸心の貫通孔に工具把持手段が内装された主軸（スピンドル）を、軸方向に間隔を置いて配した複数個の軸受を介してハウジングに支承し、それらの軸受に対して潤滑油とエアをノズルから送り出して、軸受の側方から軸受内部に強制的に供給するオイルエア潤滑方式が採用されている。具体的には、この潤滑方式は、軸受の側方に噴射口を開口せしめたノズルをハウジング内部に装着して、そのノズルを経て連続的に常時供給されるエアで軸受を効果的に冷却し、一方、オイルを一定量ずつ間欠的に流し、エアの流れと共に管内壁に沿わせて送り、エアと同一のノズルからエアとともに供給して潤滑するものである。この潤滑方式によれば、オイルエアを供給することにより、超高速のスピンドル回転を可能にすることができる。

ところが、スピンドルは高速回転するため、軸受部の発熱が非常に多く、これを改善するために様々な手段が用いられている。例えば、溝曲率や玉径を規定し、軸受内の発熱をできるだけ抑え、軸受の高速化及び長寿命化を図るようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。また、鋼に比べて密度が小さく、高弾性率であるセラミックスを軸受材料にもちいることにより、転動体荷重を小さくすることで回転輪にかかる負荷を減らし、発熱を抑えることで、高速化及び長寿命化を図るようにしたものが提案されている（特許文献２参照）。なお、この種の技術に関連するものとしては、例えば、電車等の主電動機モータやその軸受に関するものとして、特許文献３、４が挙げられ、鉄道車両用車軸軸受に関するものとして、特許文献３、４、５、６が挙げられ、さらに、等速ジョイントに関するものとして、特許文献７、８が挙げられる。
国際公開番号Ｗ０００−３７８１３号公報 特開２００１−６５５７２号公報 特開２００３−２７０８０号公報 特開２００２−２０１４８３号公報 特開２００２−８８３８６号公報 特開平１１−３１０７８７号公報 特開２００２−３８１７７号公報 特許第３１６００７１号公報

軸受の発熱を抑えるに際して、従来、オイルエア潤滑スピンドル装置では、オイルエア潤滑という冷却手段を用いているが、周辺部の構造が複雑であり、また、油を供給するために、スピンドル内及び外部に対する汚染にとりわけ気を使わなければならない。そのため、高速スピンドルにおいても補給または補給無しでもグリース潤滑が利用されるようになったが、高速で回転するが故に高温になることが避けられず、長期間にわたる使用が非常に困難である。

すなわち、工作機械はｄｍｎ値で１００万を越えるものも多くあり、使用中発熱するため、機械を正確に機能させるためには、工作機械から熱を取り除くことが必要である。このため、高熱伝導材料を用いて熱を逃がすことが試みられている。例えば、皿ばねとドローバーと間には若干のクリアランスはあるが、運転時に発生した熱が逃げにくく、しかも、外筒と内部の部品間で熱の伝わる部分はほぼ軸受部に限られており、熱がこもってしまうことがある。また、高速スピンドルの中でも、プーリを介さずに内蔵したモータで直接運転するモータビルトイン型の場合は、内蔵のモータが発する熱は無視できず、プーリを用いるタイプに比べて熱がこもりやすい。

本発明の課題は、潤滑剤の熱伝導性を高めるとともに、潤滑剤を用いる機械の構成要素の温度上昇を抑制することにある。

前記課題を解決するために、本発明は、基油と増ちょう剤および添加剤を含有するグリース組成物において、前記増ちょう剤は、熱伝導成分およびウレア化合物を含有しており、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グリース組成物を構成したものである。

前記グリース組成物を構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。

（１）前記熱伝導成分は、無機粉末である。

（２）前記添加剤は、モリブテン化合物または亜鉛化合物の少なくとも一方を 含有しており、その含有量は、グリース組成物全体の０．５〜１０質量 ％である。

また、本発明は、スピンドルと、前記スピンドルを回転自在に軸支する軸受とを備え、前記軸受に潤滑剤が供給されてなるスピンドル装置を構成したり、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、前記転動体と前記内輪または前記外輪との空隙に潤滑剤が封入されてなる転がり軸受を構成したり、あるいは、駆動源に連結された一方の軸に固定された内輪と、駆動対象に連結された他方の軸に固定された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配置された複数の転動体とを備え、前記転動体と前記内輪または前記外輪との空隙に潤滑剤が封入され、前記駆動源からの駆動力を前記駆動対象に伝達する等速ジョイントを構成したりするに際して、前記潤滑剤として、基油と増ちょう剤および添加剤を含有するグリース組成物であって、増ちょう剤は、熱伝導成分およびウレア化合物を含有しており、その含有量はグリース組成物全体の５〜３０質量％であるグリース組成物を用いるようにしたものである。

潤滑剤として、基油と増ちょう剤および添加剤を含有するグリース組成物であって、増ちょう剤は、熱伝導成分およびウレア化合物を含有しており、その含有量はグリース組成物全体の５〜３０質量％であるグリース組成物を用いると、従来のグリースよりも熱伝導性が優れているので、軸受等の温度上昇を抑え、軸受等の熱を逃がし、軸受等の長寿命化に寄与することができる。

本発明によれば、潤滑剤の熱伝導性を高めることができるともに、潤滑剤を用いる機械の構成要素の温度上昇を抑制することができ、スピンドル装置、等速ジョイント、軸受等の構成要素の長寿命化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例を示す主軸装置の断面図である。なお、図１において、工具取り付け部がある左方を主軸装置のフロント側と呼び、右側をリヤ側と呼ぶことにする。

図１において、主軸装置１４は、スピンドル装置の一要素として、ハウジング２８と主軸５、さらにこの主軸５をハウジング２８に対して回転自在に支承する複数個（図示例では合計４個のアンジュラ玉軸受）の軸受１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとを備えている。

軸受１０ａ、１０ｂ（第一の軸受手段）と、軸受１０ｃ、１０ｄ（第二の軸受手段）は、２個ずつ組となって主軸５のフロント側とリヤ側とを、それぞれ荷重を分担して支承するように、軸方向に所定間隔をおいて配置されている。各軸受１０ａ〜１０ｄの外輪は、ハウジング２８の内周面に対して、内ハウジング２０を介して固定され、最前部の軸受１０ａの外輪は、外輪押さえ３０によって係止され、最後部の軸受１０ｄの外輪は、外輪押さえ３４を介してハウジング２８にバネ３６により軸方向に弾性付勢されつつ係止されている。

軸受１０ａ、１０ｂの外輪は、冷却溝２８ａを流れる冷却油によって冷却される。一方、各軸受１０ａ〜１０ｄの内輪は、主軸５の外周面に嵌合され、フロント側・リヤ側のそれぞれで、各軸受１０ａ〜１０ｄの間に、軸受１０ａ〜１０ｄを軸方向に固定するための円筒状の内輪間座４０が設けられている。

主軸５は、中空の軸５ａと、その両端近傍に固定された軸受ナット５ｂ及びバランスリング５ｃとから構成されており、軸５ａの内部において、左方の取り付け部５１に工具を取り付けるための機構５０（ばね部品５０ａを含む）が配置されている。係る機構５０については公知のため、以下に詳細を記載しない。

軸５ａの中央にはモータ部６０が配置されている。モータ部６０は、モータロータ６１と、ハウジング２８に固定されたステ−タ６４とからなる。ステ−タ６４は、固定子鉄心６４と、固定子鉄心６４内部を巻回するコイル６３からなり、冷却ジャケット６２を介して冷却溝２８ｂを流れる冷却油によって冷却される。

ロータ６１は、積層の珪素鋼板の周囲にアルミダイキャストを施した、かご型回転子の構成であり、軸５ａに対し１００〜１５０μｍの締まりばめによって強固に嵌合されている。ロータ６１は、積層構造であるという特性からバランスが悪く、主軸中央部にアンバランスが発生する大きな要因となる。この対策として、あらかじめロータ単体でバランス修正する方法が採られてきたが、軸と締結される際、大きな嵌めあいで生じた変形によって新たにアンバランスが生じるため、本ロータ部分にはアンバランスが残留してしまう。

更に、軸５ａの回転速度と位相とを検出するためのセンサ（ビルトインセンサ）６５が、軸５ａのリヤ側端部近傍の外周に配置され、且つ歯車状の凹凸が形成された検出リング６６に対して、ハウジング２８に対して取り付けられている。

軸５ａは、軸受１０ａ、１０ｂに嵌合する部分の外径がφ１で、モータロータ６１が嵌合する部分の外径がφ２で、軸受１０ｃ、１０ｄが嵌合する部分の外径がφ３で、検出リング６６が嵌合する部分の外径がφ４であり、φ１＞φ２＞φ３＞φ４の関係が成立している。

潤滑剤供給装置２２に接続された配管１８は、それぞれ主軸装置１４の内ハウジング２０において、各軸受１０ａ〜１０ｄ近傍に配置されたノズル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに接続されている。各軸受１０ａ〜１０ｄ等には、潤滑剤供給装置２２からノズル１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを介して、潤滑剤として、基油と増ちょう剤および添加剤を含有したグリース組成物が供給されるようになっている。

次に、回転駆動装置にプーリを介して連結されている主軸装置（スピンドル装置）の実施例を図２に従って説明する。スピンドル装置１０１は、スピンドル１０２の前部を回転自在に水平に支承した複数個（図示例では４個）のアンギュラ玉軸受１０３と、軸後部を支承した一個の円筒ころ軸受１０４と、これらの軸受の外側を覆うハウジング１０５を備えている。このハウジング１０５は、軸受１０３、１０４の外周を取巻き、円筒状で外周面にフランジ１０５Ａと冷却水用螺旋溝１０５Ｂを有する外筒１０７と、この外筒１０７の前端面に固着された前蓋１０８および後端面に固着された後蓋１０９とで構成されている。なお、前蓋１０８には、更にカバー１１０が取り付けされている
複数個の玉軸受１０３のうち、最後尾の軸受の外輪１０３Ａは外筒１０７の内径段部に係止され、一方、最前部の軸受の外輪１０３Ａは、外輪押さえ１１２を介して前蓋１０８に係止され、各玉軸受の外輪１０３Ａの間には円筒状の外輪間座１１３がそれぞれ介装され、かくして各玉軸受１０３の外輪１０３Ａは、外筒１０７の内周面に固定されている。各玉軸受１０３の内輪１０３Ｂは、その最前部の軸受の内輪１０３Ｂがスピンドル１０２の外径段部１０２Ａに係止され、各玉軸受の内輪１０３Ｂの間には円筒状の内輪間座１１４がそれぞれ係止され、最後尾の軸受の内輪１０３Ｂがスピンドル１０２に嵌合された押さえリング１１５に係止して軸方向前方に押圧されている。かくして各玉軸受の内輪１０３Ｂは、スピンドル１０２の外径面に一体回転可能に固定されている。

円筒ころ軸受１０４の方は、その外輪１０４Ａの前端が外輪間座１１６を介して外筒１０７の内径段部１０７Ａに係止され、外輪１０４Ａの後端が後蓋１０９に係止されて、外筒１０７の内周面に固定されている。また、内輪１０４Ｂはその前端が内輪間座１１７を介してスピンドル１０２の外径段部１０２Ｂに係止され、後端はスピンドル１０２に嵌着された押さえリング１１８に係止して軸方向前方に押圧されている。かくして円筒ころ軸受の内輪１０４Ｂは、スピンドル１０２の外径面に一体回転可能に固定されている。各玉軸受１０３の外輪１０３Ａや内輪１０３Ｂ等には、潤滑剤として、基油と増ちょう剤および添加剤を含有したグリース組成物が封入されている。

次に、等速ジョイントの実施例を図３に従って説明する。等速ジョイント３０１は、駆動源、例えば、ディファレンシャギヤに連結された一方の軸３０２に固定された内輪３０３と、駆動対象、例えば、駆動輪に連結された他方の軸３０４に固定された外輪３０５と、内輪３０３と外輪３０５との間に転動自在に配置された転動体としての複数のボール３０６とを備え、ボール３０６と内輪３０３または外輪３０５との空隙に潤滑剤が封入され、駆動源からの駆動力を駆動対象に伝達するように構成されている。この等速ジョイント３０１においては、潤滑剤は、基油と増ちょう剤および添加剤を含有するグリース組成物で構成されている。

次に、スピンドル装置や等速ジョイント等に用いたグリース組成物について詳細に説明する。

（増ちょう剤について）
増ちょう剤として選択される熱伝導成分は単独でも添加量をグリース組成物の６０％または５０質量％程度にすれば、グリース状にすることが可能であるが、潤滑性能を考えると、従来から用いられているウレア化合物も同時に添加したほうが良い。特に、モノアミンとジイソシアネートから合成されるジウレア化合物が好適である。

（熱伝導成分について）
グリース組成物として添加される熱伝導成分は、例えば、特開２００３−２７０８０号公報および特開２００２―２０１４８３号公報に記載されている熱伝導成分を用いることができる。具体的には、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム等の金属酸化物、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化チタン等の金属窒化物、炭化ケイ素等の金属炭化物、金属シリコン、ダイヤモンド等を用いることができる。但し、これらに限定されるものではない。また、熱伝導成分は、単独又は２種類以上組み合わせて使用しても構わない。

熱伝導成分の添加量は、グリース組成物全体の１〜２０質量％であることが好ましく、より好ましくは、３〜１０質量％である。

（基油について）
スピンドル装置に用いる基油としては、エステル油やエーテル油等の合成油が好ましく、高速回転用途であることを考慮すると、あまり高粘度でないことが好ましい。基油の４０℃での動粘度は、１０〜７０ｍｍ²／ｓが好ましい。さらに、好ましくは、２０〜６０ｍｍ²／ｓとする。

鉄道車両用転がり軸受や等速ジョイントに用いる基油としては、鉱油、ポリαオレフィン（ＰＡＯ）が好ましく、耐熱面から考慮して比較的高粘度のものが好ましい。この基油の４０℃での動粘度は、８０〜３００ｍｍ²／ｓが好ましい。さらに、好ましくは、１００〜２５０ｍｍ²／ｓとする。

主電動機モータ用転がり軸受に用いる基油としては、耐熱面から考慮すると合成油が好ましい。この基油の４０℃での動粘度は、３０〜３００ｍｍ²／ｓが好ましい。さらに、好ましくは、９０〜２００ｍｍ²／ｓとする。

（混和ちょう度について）
ここでいう混和ちょう度とは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ２２２０に準じて測定した値をいう。混和ちょう度が２００未満であると、グリース組成物を転がり軸受に封入した際にグリース組成物が硬すぎてトルク性能が悪くなり、３５０超過すると、グリース組成物が軟らか過ぎてグリースが軸受の外部へ大量に流出する恐れがある。そのため、混和ちょう度は２００〜３５０であることが好ましい。さらに、好ましくは、２８０〜３３０程度の軟らかいと思われる程度が良い。

（増ちょう剤量について）
増ちょう剤の含有量は、混和ちょう度が得られる範囲であれば特に制限はないが、通常、グリース組成物全体の５〜３０質量％である。５質量％未満であると、増ちょう剤が少なすぎてグリース形成が困難になる。また、３０質量％超過であると、基油の量が少なくなるため、潤滑性が不十分となる可能性が考えられる。これらのことを考慮すると、増ちょう剤の含有量は、グリース組成物全体の８〜２５質量％とすることがより好ましい。

（モリブテン化合物及び亜鉛化合物について）
本発明において極圧剤として使用されるモリブテン化合物及び亜鉛化合物の種類は特に限定されるものではないが、モリブテン化合物としては、例えば、モリブデンジチオフォスフェート（Ｍｏ−ＤＴＰ）やモリブテンのアミン錯体等が挙がられ、亜鉛化合物としては、例えば、亜鉛ジチオフォスフェート（Ｚｎ−ＤＴＰ）、亜鉛スルフォネート、ナフテン酸亜鉛、亜鉛ジチオカーバメート（Ｚｎ−ＤＴＰ）等が挙げられる。
含有量は、組成物全体の０．５〜１０質量％であることが好ましく、より好ましくは１〜５質量％である。

（他の添加剤について）
本発明のグリース組成物には、各種性能を更に向上させるために、必要に応じ種々の添加剤を混合してもよい。例えば、アミノ系、フェノール系、硫黄系、ジチオリン酸亜鉛等の酸化防止剤、石油スルフォン酸塩、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、モリブテン系、リン系の極圧剤、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が挙げられる。これらは単独、又は２種類以上組み合わせることができる。なお、これらの添加剤の添加量は、本発明の目的を損なわない範囲であればよい。

（スピンドル装置における実施例と比較例について）
以下に示す方法で供試グリースの各種評価を行い、実施例１〜５の内容を表１に、比較例１〜５の内容を表２に示した。

供試グリースの各種評価を行うに際して、表１、２に示した配合のグリース組成物８種類を調整し、焼付き寿命及びそのときの内外輪温度差を測定した。なお、全てのグリース組成物は、添加剤として、酸化防止剤（チバガイギー社製のイルガノックスＬ５７）約１質量％と、防錆剤（ＫＩＮＧ社製Ｎａｓｕｌ ＢＳＮ）約１質量％と、腐食防止剤（チバガイギー社製イルガメット３９）０．１質量％とを含有している。これら３種の添加剤の合計含有量は２質量％である。

なお、本発明の軸受に対するグリース封入量は多いほど熱伝導効果が増すと考えられるが、多すぎると、攪拌抵抗が大きくなるため、多すぎても良くない。

（スピンドル装置における熱伝導性試験）
熱伝導性試験を行うに際しては、図４に示すように、熱伝導率の等しいアルミの容器４０１にグリースをすり切りに盛り、その容器４０１を下部のホットプレート４０２で加熱した。そのとき容器４０１の表面層に熱電対４０３を当てて、グリースの温度変化を測定することで、グリースの熱伝導性を簡易に評価した。試験は、ホットプレート４０２を１００℃に熱しておき、その上にグリースを盛った容器４０１を置いた瞬間からの温度変化を追跡した。図５に、実施例１と比較例１について、この試験における温度履歴を示した。また、他のグリースについては、６０℃に達するまでの時間を測定し、時間が短ければ熱伝導性に優れ、また長ければ熱伝導性に劣るという評価である。なお、本試験方法では、１２分以内に６０℃に達したら合格とした。

（スピンドル装置における軸受試験）
軸受の高速回転における評価を行うに際して、図６に示される試験機を用いた。試験用軸受は間座を介して４列背面組み合わせとして、軸４０４とハウジング４０５に組み込んだ。軸受の潤滑は、表１、２に示されるグリースで行った。試験毎に軸受の予圧は、アキシアル荷重が９８Ｎ／μｍとなるように間座等で調節し、予圧の差が温度上昇に影響しないようにした。また、軸端からモータ（図示せず）により回転を導入し、軸受外輪４０６の温度の上昇を温度測定器４０７に接続した熱電対４０８を用いて測定した。

評価は回転数１００００ｍｉｎ^-1、２００００ｍｉｎ^-1の２水準で回転させ、２０分後の温度測定器の温度を読み取り、グリースの熱伝導性を評価した。さらに１００００ｍｉｎ^-1ではそのまま回転を続け、焼付きに至るまでの時間を測定した。評価は比較例１の寿命時間を１とし、他の比較例や実施例の寿命時間はこれに対する比の形で表わした。

温度上昇の測定からは、熱伝導性物質を添加することで、グリースの熱伝導性が大幅に改善しており、本件の目的である発熱を抑えるという作用効果が得られた。また、焼付き寿命試験結果からも発熱を抑えることが寿命延長に結びつくことが示された。

各実施例と各比較例の結果から、本発明の放熱グリース組成物は、耐久寿命が長く、放熱性に優れていることが分かる。

本発明の放熱グリース組成物をスピンドル装置に用いると、摩擦によって発生した熱が放熱グリース組成物を介して外に伝わり、異常昇温を防止することができ、スピンドル装置自体の寿命を延ばすことができる。

（主電動機モータとその転がり軸受に関する実施例と比較例）
供試グリースの各種評価を行うに際して、表３、４に示した配合のグリース組成物を調整し、内外輪温度差の測定、焼付き寿命試験を行った。なお、全てのグリース組成物は、添加剤として、酸化防止剤（チバガイギー社製のイルガノックスＬ５７）約１質量％と、防錆剤（ＫＩＮＧ社製Ｎａｓｕｌ ＺＳＨＴ）約１質量％と、腐食防止剤（チバガイギー社製イルガメット３９）０．１質量％とを含有している。これら３種の添加剤の合計含有量は２質量％である。

なお、本発明の軸受に対するグリース封入量は多いほど熱伝導効果が増すと考えられるが、多すぎると、攪拌抵抗が大きくなるため、多すぎても良くない。

（主電動機モータとその転がり軸受における焼付き寿命測定及び熱伝導性評価）
焼付き寿命の評価に使用する転がり軸受は、呼び番号６３０５ＶＶの深溝玉軸受（内径２５ｍｍ、外径６２ｍｍ、幅１７ｍｍ）にグリースを空間容積の３５％封入し、この転がり軸受をラジアル荷重９８Ｎ、アキシアル荷重９８Ｎの予圧を負荷しつつ電動モータに組み込んで、雰囲気温度１３０℃下、１００００ｍｉｎ−１の回転速度で回転させ（内輪回転）、焼付きが生じるまでの時間を測定した。なお、評価は、実施例６の結果を１とし、他の実施例７〜１２や比較例６〜９の結果をその相対値で表わした。

また、試験開始１０分後の内外輪の温度差を測定し、熱伝導性を評価した。評価は温度差２℃未満を◎、２℃以上３℃未満を○、３℃以上５℃未満を△、５℃以上を×とした。

各実施例と各比較例の結果から、本発明の放熱グリース組成物は、耐久寿命が長く、放熱性に優れていることが分かる。

本発明の放熱グリース組成物を主電動機モータとその転がり軸受に用いると、摩擦によって発生した熱が放熱グリース組成物を介して外に伝わり、異常昇温を防止することができ、主電動機モータとその転がり軸受自体の寿命を延ばすことができる。

（鉄道車両用車軸軸受に関する実施例と比較例について）
供試グリースの各種評価を行うに際して、表５、６に示した配合のグリース組成物１２種類を調整し、焼付き寿命及びそのときの内外輪温度差を測定した。

なお、全てのグリース組成物は、添加剤として、酸化防止剤（チバガイギー社製のイルガノックスＬ５７）約１質量％と、防錆剤（ＫＩＮＧ社製Ｎａｓｕｌ ＢＳＮ）約１質量％と、腐食防止剤（チバガイギー社製イルガメット３９）０．１質量％とを含有している。これら３種の添加剤の合計含有量は２質量％である。また、添加剤として用いたＭｏ−ＤＴＰとして、旭電化工業（株）製サクラルーブ３００、Ｚｎ−ＤＴＰとして、旭電化工業（株）製キクルーブｚ−１１２を使用した。

なお、本発明の軸受に対するグリース封入量は多いほど熱伝導効果が増すと考えられるが、多すぎると、攪拌抵抗が大きくなるため、特に増量する必要はない。

（鉄道車両用車軸軸受における焼付き寿命測定及び熱伝導性評価）
焼付き寿命の評価に使用する転がり軸受は、密封型複列円錐ころ軸受（ＲＣＴ軸受：内径８５ｍｍ、外径２０８ｍｍ、幅１５２ｍｍ）であり、雰囲気温度 ℃下、回転数６０００ｒｐｍの条件で、焼付きが生じるまでの時間を測定した。

なお、評価は、実施例１３の結果を１とし、他の実施例１４〜１８と比較例１０〜１５の結果をその相対値で表わした。

また、試験開始１０分後の内外輪の温度差を測定し、熱伝導性を評価した。評価は温度差２℃未満を◎、２℃以上３℃未満を○、３℃以上５℃未満を△、５℃以上を×とした。

次に、実施例１３のグリース組成で熱伝導成分量を変化させたグリース組成物を調整し、そのグリース組成物を用いて耐久寿命を評価し、図７にその結果を示した。なお、グリース組成物はちょう度がすべて２９５となるようにジウレア化合物の量を調整した。評価は実施例１３でのそれぞれの値を１とし、他の結果をその相対値で表わした。図７より、熱伝導成分は３〜１０％とするとよいことが分かる。

各実施例と各比較例の結果から、本発明の放熱グリース組成物は、耐久寿命が長く、放熱性に優れていることが分かる。

本発明の放熱グリース組成物を鉄道車両用車軸軸受に用いると、摩擦によって発生した熱が放熱グリース組成物を介して外に伝わり、異常昇温を防止することができ、鉄道車両用車軸軸受自体の寿命を延ばすことができる。

（等速ジョイントに関する実施例と比較例）
供試グリースの各種評価を行うに際して、表７、８に示した配合のグリース組成物１０種類を調整し、等速ジョイントを用いて耐久寿命及び外輪表面温度を測定した。

なお、全てのグリース組成物は、添加剤として、酸化防止剤（チバガイギー社製のイルガノックスＬ５７）約１質量％と、防錆剤（ＫＩＮＧ社製Ｎａｓｕｌ ＢＳＮ）約１質量％と、腐食防止剤（チバガイギー社製イルガメット３９）０．１質量％とを含有している。これら３種の添加剤の合計含有量は２質量％である。また、添加剤として用いたＭｏ−ＤＴＰとして、旭電化工業（株）製サクラルーブ３００を使用した。

なお、本発明の軸受に対するグリース封入量は多いほど熱伝導効果が増すと考えられるが、多すぎると、攪拌抵抗が大きくなるため、多すぎても良くない。

（等速ジョイントにおける耐久寿命測定及び熱伝導性評価）
市販＃８７サイズのバーフィールド型ジョイントを用い、表７、８の各グリース組成物を封入し、作動角５°、回転トルク２０ｋｇｆ・ｍ、回転数１８００ｒｐｍの条件で、耐久試験を行い、寿命を測定した。なお、評価は、実施例１９の結果を１とし、他の実施例２０〜２２と比較例１６〜２１の結果をその相対値で表わした。

また、試験開始１０分後の外輪表面温度を測定し、放熱性を評価した。評価は温度差４０℃未満を◎、４０℃以上５０℃未満を○、６０℃未満を△、６０℃以上を×とした。

次に、実施例１９のグリース組成で熱伝導成分量を変化させたグリース組成物を調整し、そのグリース組成物を用いて耐久寿命を評価し、図８にその結果を示した。なお、グリース組成物はちょう度がすべて２９０となるようにジウレア化合物の量を調整した。評価は実施例１９でのそれぞれの値を１とし、他の結果をその相対値で表わした。図８より、熱伝導成分は３〜１０％とするとよいことが分かる。

各実施例と各比較例の結果から、本発明の放熱グリース組成物は、耐久寿命が長く、放熱性に優れていることが分かる。

本発明の放熱グリース組成物を等速ジョイントに用いると、摩擦によって発生した熱が放熱グリース組成物を介して外に伝わり、異常昇温を防止することができ、等速ジョイント自体の寿命を延ばすことができる。

本発明に係るスピンドル装置の一実施例を示す断面図である。 本発明に係るスピンドル装置の他の実施例を示す断面図である。 本発明に係る等速ジョイントの実施例を示す要部断面図である。 熱伝導性試験機の構成図である。 実施例と比較例に関する試験時間と温度との関係を示す図である。 軸受試験機の構成図である。 実施例と比較例に関する熱伝導性粉末配合量と性能比との関係を示す図である。 実施例と比較例に関する熱伝導成分添加量、質量％と耐久寿命比との関係を示す図である。

符号の説明

５ 主軸
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 軸受
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ ノズル
２０ 内ハウジング
２２ 潤滑剤供給装置
３０ 外輪押さえ
１０１ スピンドル装置
１０２ スピンドル１０２
１０３ アンギュラ玉軸受
１０４ 円筒ころ軸受

Claims (12)

1. 基油と増ちょう剤および添加剤を含有するグリース組成物において、前記増ちょう剤は、熱伝導成分およびウレア化合物を含有しており、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グリース組成物。
2. 請求項１に記載のグリース組成物において、前記熱伝導成分は、無機粉末であることを特徴とするグリース組成物。
3. 請求項１または２に記載のグリース組成物において、前記添加剤は、モリブテン化合物または亜鉛化合物の少なくとも一方を含有しており、その含有量は、グリース組成物全体の０．５〜１０質量％であることを特徴とするグリース組成物。
4. スピンドルと、前記スピンドルを回転自在に軸支する軸受とを備え、前記軸受に潤滑剤が供給されてなるスピンドル装置において、前記潤滑剤は、基油と増ちょう剤および添加剤を含有するグリース組成物で構成され、前記増ちょう剤は、熱伝導成分およびウレア化合物を含有しており、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スピンドル装置。
5. 請求項４に記載のスピンドル装置において、前記熱伝導成分は、無機粉末であることを特徴とするスピンドル装置。
6. 請求項４または５に記載のスピンドル装置において、前記添加剤は、モリブテン化合物または亜鉛化合物の少なくとも一方を含有しており、その含有量は、グリース組成物全体の０．５〜１０質量％であることを特徴とするスピンドル装置。
7. 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、前記転動体と前記内輪または前記外輪との空隙に潤滑剤が封入されてなる転がり軸受において、前記潤滑剤は、基油と増ちょう剤および添加剤を含有するグリース組成物で構成され、前記増ちょう剤は、熱伝導成分およびウレア化合物を含有しており、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転がり軸受。
8. 請求項７に記載の転がり軸受において、前記熱伝導成分は、無機粉末であることを特徴とする転がり軸受。
9. 請求項７または８に記載の転がり軸受において、前記添加剤は、モリブテン化合物または亜鉛化合物の少なくとも一方を含有しており、その含有量は、グリース組成物全体の０．５〜１０質量％であることを特徴とする転がり軸受。
10. 駆動源に連結された一方の軸に固定された内輪と、駆動対象に連結された他方の軸に固定された外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配置された複数の転動体とを備え、前記転動体と前記内輪または前記外輪との空隙に潤滑剤が封入され、前記駆動源からの駆動力を前記駆動対象に伝達する等速ジョイントにおいて、前記潤滑剤は、基油と増ちょう剤および添加剤を含有するグリース組成物で構成され、前記増ちょう剤は、熱伝導成分およびウレア化合物を含有しており、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等速ジョイント。
11. 請求項１０に記載の等速ジョイントにおいて、前記熱伝導成分は、無機粉末であることを特徴とする等速ジョイント。
12. 請求項１０または１１に記載の等速ジョイントにおいて、前記添加剤は、モリブテン化合物または亜鉛化合物の少なくとも一方を含有しており、その含有量は、グリース組成物全体の０．５〜１０質量％であることを特徴とする等速ジョイント。
    
    

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