JP2008274021A - Grease composition and rolling apparatus - Google Patents

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Koutetsu Denpo
功哲 傳寳
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that stable removal of electricity is difficult since the number of revolution is usually several hundreds to several thousands per minute in a motor for household electric equipment having an inverter control circuit (a fan motor, a cleaner motor and a washing machine motor), a fan motor for a clean room, a motor for a ventilation fan and a motor for a hot water supply unit. <P>SOLUTION: A grease composition containing 0.1 mass% to 20 mass% of dielectric ceramics having relative permittivity of 3 or higher is filled in the rolling device. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、グリース組成物を封入した転動装置に関し、特に、静電現象によって軌道輪と転動体との間に生じる電食を防止することができる電食防止可能な転がり軸受に関するものである。   The present invention relates to a rolling device in which a grease composition is enclosed, and more particularly to a rolling bearing capable of preventing electrolytic corrosion that can prevent electrolytic corrosion generated between a race and a rolling element due to an electrostatic phenomenon. .

従来、この種の転がり軸受は、家電機器用モータ(ファンモータ、クリーナモータ、洗濯機モータ)、クリーンルーム用ファンモータ、換気扇用モータ、給湯器用モータのように、比較的小型モータであり、インバータ制御回路を有するモータに使用されている。
上記用途では、インバータ回路から高周波の電流が発生し、この電流が軸受内の内輪、玉、外輪の間を通過して流れ、転動面(レース面)に電食を発生させるという問題があった。
Conventionally, this type of rolling bearing is a relatively small motor such as a motor for household appliances (fan motor, cleaner motor, washing machine motor), fan motor for clean room, motor for ventilation fan, motor for water heater, etc. Used in motors with circuits.
In the above applications, there is a problem that high-frequency current is generated from the inverter circuit, and this current flows between the inner ring, ball, and outer ring in the bearing and generates electrolytic corrosion on the rolling surface (race surface). It was.

その対策として、例えば、外輪外径に絶縁材料からなる樹脂製のスリーブを取り付けた電食防止可能な転がり軸受が提案されている(特許文献1および2等)。
転動体に、絶縁性と長寿命を目的としたセラミックを使用し、いずれか一方若しくは両方の軌道輪の残留オーステナイトを2容量%以下とした転がり軸受が提案されている(特許文献3)。
事務機用軸受においては、通電ブラシを備えた軸受が使用されることがある(特許文献4)。
実開平5−89953号公報 特開平6−229425号 特開2001−41248号公報 実用新案登録第2582960号
As a countermeasure, for example, a rolling bearing capable of preventing electrolytic corrosion in which a resin sleeve made of an insulating material is attached to the outer diameter of the outer ring has been proposed (Patent Documents 1 and 2, etc.).
A rolling bearing has been proposed in which ceramics for the purpose of insulation and long life are used as rolling elements, and the residual austenite of one or both of the bearing rings is 2% by volume or less (Patent Document 3).
In office machine bearings, a bearing provided with an energizing brush may be used (Patent Document 4).
Japanese Utility Model Publication No. 5-89953 JP-A-6-229425 JP 2001-41248 A Utility model registration No. 582960

通常、事務機用軸受の回転速度は毎分数十〜数百回転程度であるため、前記のような対策で対応できる。一方、インバータ制御回路を有する家電機器用モータ(ファンモータ、クリーナモータ、洗濯機モータ)、クリーンルーム用ファンモータ、換気扇用モータ、給湯器用モータ等においては通常毎分数百〜数千回転程度であるため、安定した除電が困難である。さらに重要な機能として軸受トルクが小さいことが望ましく、グリースを介して緩やかに除電させることが好ましい。   Usually, since the rotation speed of the bearing for office machines is about several tens to several hundreds of revolutions per minute, it is possible to cope with such measures. On the other hand, motors for home appliances having an inverter control circuit (fan motors, cleaner motors, washing machine motors), fan motors for clean rooms, motors for ventilation fans, motors for water heaters, etc. are usually several hundred to several thousand revolutions per minute. Therefore, it is difficult to remove static electricity stably. Further, as an important function, it is desirable that the bearing torque is small, and it is preferable that the charge is gently removed through grease.

上記の目的を達成するために、本発明は、誘電体セラミックスを0.1質量%以上20質量%含有し、比誘電率が3以上であるグリース組成物を提供する。
本発明のグリース組成物は、添加剤として、イオン性液体および導電性カーボンブラックのいずれかまたは両方を含有することが好ましい。
本発明はまた、本発明のグリースを封入した転動装置を提供する。
本発明の転動装置は、「比誘電率/油膜パラメータ」の値が0.8以上の状態になっていることが好ましい。油膜パラメータは「EHL油膜厚さ/合成表面粗さ」である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a grease composition containing 0.1 to 20% by mass of a dielectric ceramic and having a relative dielectric constant of 3 or more.
The grease composition of the present invention preferably contains either or both of an ionic liquid and conductive carbon black as an additive.
The present invention also provides a rolling device enclosing the grease of the present invention.
In the rolling device of the present invention, it is preferable that the value of “relative dielectric constant / oil film parameter” is 0.8 or more. The oil film parameter is “EHL oil film thickness / synthetic surface roughness”.

本発明の転動装置は、比誘電率が高いグリース組成物が封入されているため、内外輪間で静電気が発生しても容易に緩和することができ、電食の発生を効果的に防止できる。
さらに、転動装置潤滑グリースに、直流電流による抵抗率でなく、周波数に関係するインピーダンス特性や比誘電率を規定することにより、インバータ制御駆動モータの高周波数ノイズによる電食を効果的に防止できる。
In the rolling device of the present invention, a grease composition having a high relative dielectric constant is enclosed, so that even if static electricity is generated between the inner and outer rings, it can be easily mitigated, effectively preventing the occurrence of electrolytic corrosion. it can.
Furthermore, by specifying the impedance characteristics and relative permittivity related to the frequency instead of the DC current resistivity, it is possible to effectively prevent the electrolytic corrosion due to the high frequency noise of the inverter control drive motor. .

以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明において転動装置の種類やその構造については何ら制限がないが、上記に挙げた各種用の転動装置、インバータ制御駆動モータが主たる対象となる。そして、これらの転動装置には、誘電体セラミックスを0.1質量%以上20質量%含有し、比誘電率が3以上であるグリース組成物を使用する。また、「比誘電率/油膜パラメータ」の値が0.8以上の状態になっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
In the present invention, there are no restrictions on the type of rolling device and its structure, but the various rolling devices and inverter control drive motors mentioned above are the main targets. In these rolling devices, a grease composition containing 0.1 to 20% by mass of dielectric ceramics and having a relative dielectric constant of 3 or more is used. Further, the value of “relative dielectric constant / oil film parameter” is 0.8 or more.

[基油]
グリース組成物の基油は、グリース組成物としての比誘電率が3以上を満足する限り特に限定されないが、極性基が含まれている油がより好適である。
通常、潤滑油の基油として使用されている油は全て使用することができる。好ましくは、低温流動性不足による低温起動時の異音発生や、高温時の耐熱性の観点から、40℃における動粘度が、好ましくは5mm2 /sec以上300mm2 /sec未満、より好ましくは10mm2 /sec以上100mm2 /sec未満である基油が望ましい。
[Base oil]
The base oil of the grease composition is not particularly limited as long as the relative dielectric constant of the grease composition satisfies 3 or more, but an oil containing a polar group is more preferable.
Usually, all the oils used as the base oil of the lubricating oil can be used. Preferably, the kinematic viscosity at 40 ° C. is preferably 5 mm 2 / sec or more and less than 300 mm 2 / sec, more preferably 10 mm, from the viewpoint of noise generation at low temperature startup due to insufficient low temperature fluidity and heat resistance at high temperatures. A base oil that is 2 / sec or more and less than 100 mm 2 / sec is desirable.

具体的には、鉱油系、合成油系または天然油系の潤滑油などが挙げられる。前記鉱油系潤滑油としては、鉱油を減圧蒸留、油剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を、適宜組み合わせて精製したものを用いることができる。
前記合成油系潤滑基油としては、炭化水素系油、芳香族系油、エステル系油、エーテル系油,ポリグリコール系油等が挙げられる。前記炭化水素系油としては、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−デセンとエチレンコオリゴマーなどのポリ−α−オレフィンまたはこれらの水素化物などが挙げられる。
Specific examples include mineral oil-based, synthetic oil-based, and natural oil-based lubricating oils. As the mineral oil-based lubricating oil, it is possible to use a refined oil obtained by appropriately combining mineral oil under reduced pressure distillation, oil removal, solvent extraction, hydrocracking, solvent dewaxing, sulfuric acid washing, white clay purification, hydrorefining, etc. it can.
Examples of the synthetic oil-based lubricating base oil include hydrocarbon oils, aromatic oils, ester oils, ether oils, polyglycol oils, and the like. Examples of the hydrocarbon oil include normal paraffin, isoparaffin, polybutene, polyisobutylene, 1-decene oligomer, poly-α-olefin such as 1-decene and ethylene co-oligomer, and hydrides thereof.

前記芳香族系油としては、モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、などのアルキルベンゼン、あるいは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などのアルキルナフタレンなどが挙げられる。
前記エステル系油としては、二塩基酸と分岐アルコールとの反応から得られるジエステル油,一塩基酸と多価アルコールとの反応から得られるネオペンチル型ポリオーエステル油などを好適に挙げることができる。これらは単独でも複数種を併用してもよい。
Examples of the aromatic oil include alkylbenzenes such as monoalkylbenzene and dialkylbenzene, and alkylnaphthalenes such as monoalkylnaphthalene, dialkylnaphthalene and polyalkylnaphthalene.
Preferred examples of the ester oil include a diester oil obtained from a reaction between a dibasic acid and a branched alcohol, and a neopentyl type polyol ester oil obtained from a reaction between a monobasic acid and a polyhydric alcohol. These may be used alone or in combination.

具体例を開示すると、ジエステルとしては、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)、ジブチルセバケート(DBS)、ジオクチルセバケート(DOS)、メチル・アセチルリシノレート(MAR−N)などが挙げられる。芳香族エステル油としては、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などが挙げられる。ネオペンチル型ポリオールエステルは、炭素数5〜12好ましくは5〜9のネオペンチル型ポリオールと、炭素数4〜18好ましくは6〜12の有機酸との反応によって作られる。   To disclose specific examples, diesters include dioctyl adipate (DOA), diisobutyl adipate (DIBA), dibutyl adipate (DBA), dibutyl sebacate (DBS), dioctyl sebacate (DOS), methyl acetylricinolate (MAR-). N). Examples of the aromatic ester oil include trioctyl trimellitate (TOTM), tridecyl trimellitate, tetraoctyl pyromellitate and the like. The neopentyl polyol ester is made by reacting a neopentyl polyol having 5 to 12 carbon atoms, preferably 5 to 9 carbon atoms, and an organic acid having 4 to 18 carbon atoms, preferably 6 to 12 carbon atoms.

上記のネオペンチル型ポリオールは、ネオペンチル構造を有する多価アルコールであり、例えば、2,2−ジメチル−プロパン−1,3−ジオール(すなわち、ネオペンチルグリコール)、2−エチル−2−ブチル−プロパン−1,3−ジオール、2,2−ジエチル−プロパン−1,3−ジオール、2−メチル−2−ブチル−プロパン−1,3−ジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールブタン、ペンタエリスリトール等が使用できる。好ましくは2,2−ジメチル−プロパン−1,3−ジオール、2−メチル−2−ブチル−プロパン−1,3−ジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールであり、特に好ましくは2,2−ジメチル−プロパン−1,3−ジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールである。   The above neopentyl type polyol is a polyhydric alcohol having a neopentyl structure. For example, 2,2-dimethyl-propane-1,3-diol (that is, neopentyl glycol), 2-ethyl-2-butyl-propane- 1,3-diol, 2,2-diethyl-propane-1,3-diol, 2-methyl-2-butyl-propane-1,3-diol, trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylolbutane, pentaerythritol Etc. can be used. Preferred are 2,2-dimethyl-propane-1,3-diol, 2-methyl-2-butyl-propane-1,3-diol, trimethylolpropane and pentaerythritol, particularly preferably 2,2-dimethyl- Propane-1,3-diol, trimethylolpropane, and pentaerythritol.

また、上記の有機酸としては、例えばn−ブタン酸、i−酪酸、n−ペンタン酸、i−吉草酸、n−ヘキサン酸、2−エチルブタン酸、i−ヘキサン酸、ヘキサヒドロ安息息酸、n−ヘプタン酸、i−ヘプタン酸、メチルヘキサヒドロ安息息酸、n−オクタン酸、ジメチルヘキサン酸、2−エチルヘキサン酸、2,4,4−トリメチルペンタン酸、i−オクタン酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、n−ノナン酸、i−ノナン酸、i−デカン酸、i−ウンデカン酸、2−ブチルオクタン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸等が使用できる。好ましくはn−ヘプタン酸、n−オクタン酸、ジメチルヘキサン酸、2−エチルヘキサン酸である。   Examples of the organic acid include n-butanoic acid, i-butyric acid, n-pentanoic acid, i-valeric acid, n-hexanoic acid, 2-ethylbutanoic acid, i-hexanoic acid, hexahydrobenzoic acid, n -Heptanoic acid, i-heptanoic acid, methylhexahydrobenzoic acid, n-octanoic acid, dimethylhexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, 2,4,4-trimethylpentanoic acid, i-octanoic acid, 3,5,5 5-Trimethylhexanoic acid, n-nonanoic acid, i-nonanoic acid, i-decanoic acid, i-undecanoic acid, 2-butyloctanoic acid, tridecanoic acid, tetradecanoic acid, hexadecanoic acid, octadecanoic acid and the like can be used. Preferred are n-heptanoic acid, n-octanoic acid, dimethylhexanoic acid and 2-ethylhexanoic acid.

これらの有機酸とネオペンチル型ポリオールとからのネオペンチル型ポリオールエステルの合成は、従来から知られている方法、例えば、酸性触媒の存在下で脱水縮合する方法によって行うことができる。
本発明組成物におけるネオペンチル型ポリオールエステルとしては(以下、ネオペンチルグリコールをNPG、トリメチロールプロパンをTMP、ペンタエリスリトールをPEと略す)、例えば、NPG・ジ−(ヘプタノエート)、NPG・ジ−(2−エチルブチレート)、NPG・ジ−[混合(ヘキサノエート、ヘプタノエート)]、TMP・トリ−(ペンタノエート)、TMP・トリ−(ヘキサノエート)、TMP・トリ−[混合(ブチレート、オクタデカノエート)]、TMP・トリ−[混合(ヘキサノエート、ヘプタノエート、オクタノエート)]、PE・テトラ(ペンタノエート)、PEと炭素数4〜8の直鎖状又は分岐状カルボン酸の混合物とのエステル等が挙げられる。
The synthesis of neopentyl polyol ester from these organic acids and neopentyl polyol can be carried out by a conventionally known method, for example, dehydration condensation in the presence of an acidic catalyst.
The neopentyl type polyol ester in the composition of the present invention (hereinafter, neopentyl glycol is abbreviated as NPG, trimethylolpropane is abbreviated as TMP, pentaerythritol is abbreviated as PE), for example, NPG di- (heptanoate), NPG di- (2 -Ethyl butyrate), NPG.di- [mixed (hexanoate, heptanoate)], TMP.tri- (pentanoate), TMP.tri- (hexanoate), TMP.tri- [mixed (butyrate, octadecanoate)] , TMP • tri- [mixed (hexanoate, heptanoate, octanoate)], PE • tetra (pentanoate), an ester of PE and a mixture of a linear or branched carboxylic acid having 4 to 8 carbon atoms, and the like.

また、NPG、TMPおよびPE以外のネオペンチル型ポリオール、すなわち2−メチル−2−プロピル−1,3−ジオール、2,2−ジメチル−プロパン−1,3−ジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールヘキサンと上記の有機酸の単独又は混合体とのネオペンチル型ポリオールエステル等が挙げられる。
分子内電気的極性を保つためには基油は炭化水素鎖長が比較的短く、分子量が小さい方が好ましい。さらにはまた、多価アルコールと二塩基酸・一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステルであるコンプレックスエステル油などが挙げられる。
Also, neopentyl polyols other than NPG, TMP and PE, that is, 2-methyl-2-propyl-1,3-diol, 2,2-dimethyl-propane-1,3-diol, trimethylolethane, trimethylolhexane, Examples thereof include neopentyl type polyol esters with the above organic acids alone or in a mixture.
In order to maintain the intramolecular electric polarity, the base oil preferably has a relatively short hydrocarbon chain length and a small molecular weight. Furthermore, the complex ester oil etc. which are oligoesters of a polyhydric alcohol and the mixed fatty acid of a dibasic acid and a monobasic acid are mentioned.

前記エーテル系油としては、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などのポリグリコール、あるいは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、ペンタフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、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などのフェニルエーテル油などが挙げられる。その他の合成潤滑基油としてはトリクレジルフォスフェート、シリコーン油、パーフルオロアルキルエーテルなどが挙げられる。   Examples of the ether oil include polyglycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol monoether, and polypropylene glycol monoether, or monoalkyl triphenyl ether, alkyl diphenyl ether, dialkyl diphenyl ether, pentaphenyl ether, tetraphenyl ether, and monoalkyl. Examples thereof include phenyl ether oils such as tetraphenyl ether and dialkyl tetraphenyl ether. Other synthetic lubricating base oils include tricresyl phosphate, silicone oil, perfluoroalkyl ether and the like.

ポリグリコール系油はポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドなどを共重合させたポリオキシアルキレングリコールなどが挙げられる。ポリグリコール油は、ポリエチレングリコールとプロピレングリコールなどの重合比率を変えることで水溶性や、油溶性に調整できる。
前記天然油系潤滑基油としては、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またはこれらの水素化物が挙げられる。
Examples of the polyglycol oil include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polyoxyalkylene glycol obtained by copolymerizing propylene oxide and ethylene oxide. Polyglycol oil can be adjusted to be water-soluble or oil-soluble by changing the polymerization ratio of polyethylene glycol and propylene glycol.
Examples of the natural oil-based lubricating base oil include beef tallow, lard, soybean oil, rapeseed oil, rice bran oil, coconut oil, palm oil, palm kernel oil, and other oils and hydrides thereof.

グリースの比誘電率を上げるためには、基油中に極性基が含まれているエステル系油、エーテル系油等がより好ましい。
これらの基油は、単独または混合物として用いることができ、上述した好ましい動粘度に調整される。
In order to increase the relative dielectric constant of the grease, ester-based oils, ether-based oils and the like in which polar groups are contained in the base oil are more preferable.
These base oils can be used alone or as a mixture, and are adjusted to the above-mentioned preferable kinematic viscosity.

[増ちょう剤]
増ちょう剤は、グリース組成物としての比誘電率が3以上を満足し、かつ、上記の基油をゲル構造中に保持する能力があれば、特に制約はない。例えば、Li、Na等からなる金属石けん、Li、Na、Ba、Ca等から選択される複合金属石けん等の金属石けん類、ベントン、シリカゲル、導電性カーボン、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物等の非石けん類を適宜選択して使用できるが、グリースの耐熱性を考慮するとウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物または、これらの混合物が好ましい。
[Thickener]
The thickener is not particularly limited as long as it has a relative dielectric constant of 3 or more as a grease composition and has the ability to retain the above base oil in the gel structure. For example, metal soaps made of Li, Na, etc., metal soaps such as composite metal soaps selected from Li, Na, Ba, Ca, etc., benton, silica gel, conductive carbon, urea compounds, urea / urethane compounds, urethane compounds Non-soaps such as these can be selected and used as appropriate, but considering the heat resistance of the grease, a urea compound, a urea-urethane compound, a urethane compound, or a mixture thereof is preferable.

このウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物としては、具体的にはジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物またはこれらの混合物が挙げられ、これらの中でもジウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物またはこれらの混合物がより好ましい。耐熱性を考慮すると、ジウレア化合物を配合することがより望ましい。   Specific examples of the urea compound, urea / urethane compound, and urethane compound include diurea compounds, triurea compounds, tetraurea compounds, polyurea compounds, urea / urethane compounds, diurethane compounds, and mixtures thereof. Among these, diurea compounds , Urea / urethane compounds, diurethane compounds or mixtures thereof are more preferred. In view of heat resistance, it is more desirable to add a diurea compound.

また、本願発明のように比誘電率を上げるためには、金属石けん、金属複合石けん等の金属元素が含有した増ちょう剤を用いることが好ましい。脂肪酸として、炭素数C6からC18が好適である。中でも12−ヒドロキシステアリン酸や牛脂系脂肪酸であるステアリン酸などを挙げることができる。これらのなかで、12−ヒドロキシステアリン酸リチウムが望ましく、ステアリン酸リチウム石けんは耐フレッチング性、耐摩耗性を向上促進する。リチウム複合石けんは、グリースの滴点が高く耐熱性に優れるので好ましい。
増ちょう剤の総量は適切なグリースちょう度を得るために特に制約がないが、2 〜30質量%程度である。
In order to increase the relative dielectric constant as in the present invention, it is preferable to use a thickener containing a metal element such as a metal soap or a metal composite soap. As the fatty acid, C6 to C18 are preferable. Among them, 12-hydroxystearic acid and stearic acid which is beef tallow fatty acid can be exemplified. Among these, lithium 12-hydroxystearate is desirable, and lithium stearate soap improves and promotes fretting resistance and wear resistance. Lithium composite soap is preferable because it has a high dropping point of grease and excellent heat resistance.
The total amount of the thickener is not particularly limited to obtain an appropriate grease consistency, but is about 2 to 30% by mass.

[誘電体セラミックス]
グリースの比誘電率を上げるために加える誘電体セラミックスには、4族元素、ランタノイイド元素、2族元素の単独もしくは組み合わせたものが原料に挙げられる。4族元素、ランタノイイド元素について具体的には、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、ラザホージウム(Rf)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセジウム(Pr)、ネオジウム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)を原料としたものが挙げられる。2族元素について具体的には、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、ラジウム(Ra)が挙げられ、特にCa、Sr、Baが好ましい。上記元素以外にはスズ(Sn)、アンチモン(Sb)、テルル(Te)、ビスマス(Bi)が好適である。
[Dielectric ceramics]
Dielectric ceramics added to increase the relative permittivity of grease include group 4 elements, lanthanoid elements, and group 2 elements alone or in combination. Specific examples of Group 4 elements and lanthanoid elements include titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), rutherfordium (Rf), lanthanum (La), cerium (Ce), prasedium (Pr), neodymium (Nd). ), Promethium (Pm), samarium (Sm), and europium (Eu). Specific examples of Group 2 elements include beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), and radium (Ra), and Ca, Sr, and Ba are particularly preferable. . Other than the above elements, tin (Sn), antimony (Sb), tellurium (Te), and bismuth (Bi) are suitable.

誘電体セラミックスの具体例は、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、ランタンド−プチタン酸鉛(PLZT)、チタン酸鉛などがある。
誘電体セラミックスは粉末状にしてグリースに添加される。粉末の平均一次粒子径2μm以下が好ましい。2μmを超えた粉末をグリースに含む場合、軸受の振動を引き起こす恐れがあるので、好ましくない。
誘電体セラミックスに並び、導電性カーボンブラックが好適である。具体的にはケッチェンブラック(ライオン)、#3350B、#3050B、#3030B(三菱化学)などは、導電性と増ちょう性の双方を備えているので、比誘電率の低い基油への組合せに好適である。
Specific examples of the dielectric ceramic include barium titanate, strontium titanate, lead zirconate titanate (PZT), lanthanum-lead titanate (PLZT), and lead titanate.
The dielectric ceramic is powdered and added to the grease. The average primary particle diameter of the powder is preferably 2 μm or less. If the grease contains a powder exceeding 2 μm, it is not preferable because it may cause vibration of the bearing.
Along with dielectric ceramics, conductive carbon black is preferred. Specifically, Ketjen Black (Lion), # 3350B, # 3050B, # 3030B (Mitsubishi Chemical), etc. have both conductivity and thickening, so they can be combined with base oils with low relative permittivity. It is suitable for.

[添加剤]
(酸化防止剤)
グリースの酸化を防ぐ為に酸化防止剤が使用され、アミン系、フェノール系の化合物や亜鉛ジチオカーバメート等を挙げることができる。
(防錆剤・油性剤)
先に例示した界面活性剤と重複するが、例えばオレイン酸やステアリン酸等の脂肪酸、オレイルアルコール等の脂肪酸アルコール、ポリオキシエチレンステアリン酸エステル等の脂肪酸エステル、トリクレジルフォスフェート、ラウリル酸エステル、ポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸等のリン酸エステル等を使用することができる。
[Additive]
(Antioxidant)
An antioxidant is used to prevent oxidation of the grease, and examples thereof include amine-based and phenol-based compounds and zinc dithiocarbamate.
(Rust preventive agent, oil-based agent)
Although overlapping with the surfactants exemplified above, for example, fatty acids such as oleic acid and stearic acid, fatty acid alcohols such as oleyl alcohol, fatty acid esters such as polyoxyethylene stearic acid ester, tricresyl phosphate, lauric acid ester, Phosphoric acid esters such as polyoxyethylene oleyl ether phosphoric acid can be used.

防錆剤として、金属系では油溶性スルホネート等が良く用いられ、例えば(石油)スルホネートのバリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ナトリウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩、リチウム塩などがある。他にフェネート、サリシレート、ホスホネート、無灰系では、コハク酸イミド、ベンジルアミン、コハク酸エステル、コハク酸ハーフエステル、ポリメタクリレート、ポリブテン、ポリカルボン酸アンモニウム塩などを挙げる事ができる。   As a rust preventive agent, oil-soluble sulfonates are often used in metal systems, and examples thereof include barium salts, calcium salts, magnesium salts, sodium salts, zinc salts, aluminum salts, and lithium salts of (petroleum) sulfonates. Other examples of phenates, salicylates, phosphonates, and ashless systems include succinimide, benzylamine, succinic acid ester, succinic acid half ester, polymethacrylate, polybutene, and polycarboxylic acid ammonium salt.

(摩耗防止剤)
耐荷重性能を高める為必要に応じて以下の添加剤を適宜加える事ができる。例えば、亜鉛、モリブデン、テルル、アンチモン、セレン、鉄、銅等のジチオカルバミン酸塩やその組み合わせ等、亜鉛、モリブデン、アンチモン等のジチオリン酸塩等、オクチル酸鉄、ナフテン酸銅、ジブチルスズサルファイド、フェネート、ホスフェート等の有機金属化合物も必要に応じて使用できる。
(Antiwear agent)
In order to enhance the load bearing performance, the following additives can be added as needed. For example, dithiocarbamate such as zinc, molybdenum, tellurium, antimony, selenium, iron, copper and combinations thereof, zinc, molybdenum, dithiophosphate such as antimony, etc., iron octylate, copper naphthenate, dibutyltin sulfide, phenate, Organometallic compounds such as phosphate can be used as needed.

(その他添加剤)
界面活性剤を加えることは有効で、液状のものが特に好ましい。界面活性剤にはスルホン酸型例えばアルコールサルフェート、アルコールエトキシサルフェート、アルコールエーテルサルフェート、芳香族エーテルサルフェート、リン酸エステル型たとえば芳香族リン酸エステル、脂肪族リン酸エステル、ソルビダン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、イミダゾリン型などが挙げられる。特開2003−42166のごとく金属酸化物粒子によって、摩耗による酸化被膜や、電食による凹凸の損傷をミクロ的に平滑化できるため、さらに長時間安定した機能を保つことができる。これらの添加剤の総量は10質量%以下が好ましい。
(Other additives)
It is effective to add a surfactant, and a liquid one is particularly preferable. Surfactants include sulfonic acid types such as alcohol sulfate, alcohol ethoxy sulfate, alcohol ether sulfate, aromatic ether sulfate, phosphate ester types such as aromatic phosphate ester, aliphatic phosphate ester, sorbidan fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, Examples include polyoxyethylene alkyl ether and imidazoline type. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-42166, metal oxide particles can microscopically smooth an oxide film due to abrasion and unevenness due to electric corrosion, so that a stable function can be maintained for a long time. The total amount of these additives is preferably 10% by mass or less.

この発明に用いるグリースについては、その効果を阻害しない限り適宜、酸化防止剤、油性剤、摩耗防止剤の類を添加する。特に、室温において粘性液体であるものはぐリースを軸受に封入した際軸受の音響、振動に影響を与えないので好ましい。また、添加剤は分子内極性を持つものが好ましく、添加剤はグリース中の電気配向性を高め、導電率を高めることができる。   As for the grease used in the present invention, an antioxidant, an oily agent, and an antiwear agent are appropriately added as long as the effect is not impaired. In particular, a viscous liquid at room temperature is preferable because it does not affect the sound and vibration of the bearing when sealed. Further, the additive preferably has an intramolecular polarity, and the additive can increase the electrical orientation in the grease and increase the conductivity.

添加剤はグリースの各種機能を高めることができるが、ちょう度などグリース性状に悪影響を及ぼす恐れがあり、その他添加剤の総量は10質量%未満が好ましい。
高誘電性を示すイオン性液体を、添加剤として使用することができる。イオン性液体とは常温溶融塩とも呼ばれ、液体状でイオン結合を成している。具体的には、脂肪族アミン系、脂環式アミン系、イミダゾリウム系、ピリジン系等をカチオンに挙げることができる、アニオン(X- )には、BF4 - ,PF6 - ,[(CF3 SO2 2 N]- ,Cl- ,Br- 等を挙げることができる。
The additive can enhance various functions of the grease, but may adversely affect the grease properties such as consistency, and the total amount of other additives is preferably less than 10% by mass.
An ionic liquid exhibiting high dielectric properties can be used as an additive. The ionic liquid is also called a room temperature molten salt and is in a liquid state and forms an ionic bond. Specifically, aliphatic amines, alicyclic amines, imidazoliums, pyridines, and the like can be cited as cations. Anions (X ) include BF 4 , PF 6 , [(CF 3 SO 2 ) 2 N] , Cl , Br − and the like.

Figure 2008274021
Figure 2008274021

イオン結合を成しているイオン性液体は、比誘電率が高く好ましい。
グリースちょう度は特に限定しないがNLGIでNo. 1〜4程度(混和ちょう度340〜175)が好ましい。より好ましくは220〜295程度が好ましい。グリースが硬過ぎると、トルクの安定性に問題がでるので好ましくない。一方やわらか過ぎると塗布部からグリース漏洩し、十分な効果が得られなくなるので好ましくない。
An ionic liquid forming an ionic bond is preferable because of its high relative dielectric constant.
The grease consistency is not particularly limited, but NLGI is preferably No. 1 to 4 (mixing consistency 340 to 175). More preferably, about 220-295 is preferable. If the grease is too hard, there is a problem with torque stability, which is not preferable. On the other hand, if it is too soft, grease leaks from the coated part and a sufficient effect cannot be obtained, which is not preferable.

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれによって何ら制限されるものではない。
軸受鋼(SUJ2)製の6201型深溝玉軸受(内径12mm、外径32mm、幅10mm)に、潤滑用のグリースを空間容積の30%相当充填し、シールド板を取り付けた。軸受にはインバータからの漏れ電流を流した(特開2004−92750に同様)。本実施例のインバータキャリア周波数は16kHzとした。
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto.
A 6201 type deep groove ball bearing made of bearing steel (SUJ2) (inner diameter 12 mm, outer diameter 32 mm, width 10 mm) was filled with lubricating grease equivalent to 30% of the space volume, and a shield plate was attached. A leakage current from the inverter was passed through the bearing (similar to Japanese Patent Laid-Open No. 2004-92750). The inverter carrier frequency in this example was 16 kHz.

室温で、軸を他の軸受で支持し、継ぎ手を介してモータに接続し、本実施形態の軸受にインバータからの漏れ電流を流す。
アキシアル荷重39.2N 所定の回転速度、時間(試験回数n=3)で試験した。試験後、アンデロン装置(音響測定装置)を用いて、試験前後のアンデロン値の上昇が3未満のものを「◎」、3以上5以下のものを「○」、5以上20以下のものを「△」、20以上のもの「×」とした。表に、試験したグリース組成と代表性状を示す。
At room temperature, the shaft is supported by another bearing, connected to the motor via a joint, and a leakage current from the inverter is passed through the bearing of this embodiment.
Axial load 39.2N A test was performed at a predetermined rotational speed and time (number of tests n = 3). After the test, using an Anderon device (acoustic measuring device), the increase in the Anderon value before and after the test was less than 3, “◎”, 3 to 5 or less “◯”, 5 to 20 or less “ “Δ”, 20 or more “×”. The table shows the tested grease composition and representative properties.

表中に記載していないが、全ての実施例及び比較例にアミン系酸化防止剤1%,防錆剤として亜鉛スルホネート1%が添加してある。
絶縁抵抗計にてグリースの抵抗を測定し、直流電流による体積低効率を換算し参考値とした表中に記載した。使用したイオン性液体の構造式を以下に示す。
Although not described in the table, 1% of an amine-based antioxidant and 1% of zinc sulfonate as an antirust agent are added to all examples and comparative examples.
The resistance of the grease was measured with an insulation resistance meter, and the volume low efficiency due to direct current was converted and listed as a reference value. The structural formula of the ionic liquid used is shown below.

Figure 2008274021
Figure 2008274021

<グリースLCRメータ測定>
電極(直径:38mm、厚さ:0.3mm)にグリースを充填し、LCRメータを接続させ、25℃の雰囲気でその間のインピーダンスZ(Ω),位相角θ(°),キャパシタンスCp (F),抵抗Rp (Ω)を測定した。測定したインピーダンスの値は、測定電極の断面積と厚さから体積抵抗率に換算した。
周波数は50Hz〜1MHzの範囲を測定した。インバータキャリア周波数の16kHzの値で評価した。
<Grease LCR meter measurement>
Grease the electrodes (diameter: 38 mm, thickness: 0.3 mm), connect an LCR meter, and in an atmosphere of 25 ° C., impedance Z (Ω), phase angle θ (°), capacitance C p (F ), Resistance R p (Ω) was measured. The measured impedance value was converted to volume resistivity from the cross-sectional area and thickness of the measurement electrode.
The frequency was measured in the range of 50 Hz to 1 MHz. The inverter carrier frequency was evaluated as 16 kHz.

また、比誘電率は以下式に代入して求めた。
比誘電率:εr =√[(εr ’)2 +(εr ”)2
εr ’:複素誘電率の実数部 =Cp /C0
εr”:複素誘電率の虚数部 =1/(2πf×C0 ×RP
f :周波数(Hz)
p :試料グリースのキャパシタンス(F)
0 :空気(グリースを取り除いた状態)のキャパシタンス(F)
P :試料グリースの抵抗(Ω)
The relative dielectric constant was obtained by substituting into the following equation.
Dielectric constant: εr = √ [(εr ′) 2 + (εr ″) 2 ]
εr ′: real part of complex permittivity = C p / C 0
εr ″: Imaginary part of complex dielectric constant = 1 / (2πf × C 0 × R P )
f: Frequency (Hz)
C p : Capacitance (F) of sample grease
C 0 : Capacitance (F) of air (with grease removed)
R P : Resistance of sample grease (Ω)

Figure 2008274021
Figure 2008274021

本願における軸受判定試験では、「比誘電率/油膜パラメータ」の値が0.8以上で良好な値を得ている。   In the bearing determination test in the present application, a value of “relative dielectric constant / oil film parameter” is 0.8 or more, and a good value is obtained.

Claims (4)

誘電体セラミックスを0.1質量%以上20質量%含有し、比誘電率が3以上であるグリース組成物。   A grease composition containing 0.1 to 20% by weight of dielectric ceramics and having a relative dielectric constant of 3 or more. 添加剤としてイオン性液体および導電性カーボンブラックのいずれかまたは両方を含有する請求項1記載のグリース組成物。   The grease composition according to claim 1, comprising either or both of an ionic liquid and conductive carbon black as an additive. 請求項1または請求項2に記載されたグリースを封入した転動装置。   A rolling device in which the grease according to claim 1 is enclosed. 「比誘電率/油膜パラメータ」の値が0.8以上の状態になっていることを特徴とする請求項3記載の転動装置。   The rolling device according to claim 3, wherein the value of “relative permittivity / oil film parameter” is 0.8 or more.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010530447A (en) * 2007-06-20 2010-09-09 クリューバー リュブリケーション ミュンヘン コマンディートゲゼルシャフト Use of ionic liquids to improve the properties of lubricant compositions
JP2010530446A (en) * 2007-06-20 2010-09-09 クリューバー リュブリケーション ミュンヘン コマンディートゲゼルシャフト Grease composition
JP2018145400A (en) * 2017-03-08 2018-09-20 日本電産株式会社 Lubricating oil for hydrodynamic pressure bearing, hydrodynamic pressure bearing, spindle motor and disk driving device

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