JP2009242548A - Grease composition, rolling device and ball bearing - Google Patents
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Description
本発明は、各種装置、機器の潤滑に使用されるグリース組成物、並びに前記グリース組成物を封入してなる転動装置、転がり軸受に関する。 The present invention relates to a grease composition used for lubricating various devices, equipment, a rolling device and a rolling bearing in which the grease composition is enclosed.
例えばサーボモータの回転軸を回転・支持する部位には転がり軸受が使用されているが、特に微小往復動を行う場合、あるいは微小振動を受けるような場合には、転動体表面や転走面にフレッチングが生じ、軸受トルクの増大や損傷部を起点とした剥離等さまざまな不具合が生じる。そのため、転動体にセラミックボールを採用することにより、フレッチング摩耗を軽減する対策が採られている(特許文献1参照)。 For example, rolling bearings are used for the parts that rotate and support the rotating shaft of servo motors. However, especially when performing micro reciprocating motion or when receiving micro vibrations, the surface of the rolling element or rolling surface is used. Fretting occurs, causing various problems such as an increase in bearing torque and separation starting from the damaged part. Therefore, the countermeasure which reduces fretting wear is employ | adopted by employ | adopting a ceramic ball for a rolling element (refer patent document 1).
しかし、セラミックボールは、通常用いられている鋼球と比較して高価であるため、潤滑のために封入されるグリース組成物に超微粒子を添加してフレッチング摩耗を軽減することも講じられている。例えば、酸化鉄超微粒子(特許文献2参照)や、疎水化処理を施したシリカ超微粒子(特許文献3参照)等を含有するグリース組成物が提案されている。 However, since ceramic balls are more expensive than commonly used steel balls, it has also been attempted to reduce fretting wear by adding ultrafine particles to the grease composition enclosed for lubrication. . For example, a grease composition containing iron oxide ultrafine particles (see Patent Document 2), hydrophobized silica ultrafine particles (see Patent Document 3), and the like has been proposed.
しかしながら、従来の超微粒子を含有する潤滑剤では、振動が小さい場合にはフレッチング摩耗の軽減効果が得られるものの、振動が大きくなるとフレッチング摩耗の軽減効果が十分ではなくなり、その改善が強く求められている。 However, with conventional lubricants containing ultrafine particles, the effect of reducing fretting wear can be obtained when vibration is small, but when vibration is increased, the effect of reducing fretting wear is not sufficient, and there is a strong demand for improvement. Yes.
そこで本発明は、振動が大きい場合でもフレッチング摩耗の軽減効果の高いグリース組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、耐フレッチング性により優れ、より耐久性に優れる転動装置、転がり軸受を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a grease composition having a high effect of reducing fretting wear even when vibration is large. Another object of the present invention is to provide a rolling device and a rolling bearing that are more excellent in fretting resistance and more durable.
上記目的を達成するために、本発明は、40℃における圧力粘度係数が25GPa−1以上である基油を含有することを特徴とするグリース組成物、並びに前記グリース組成物が封入されていることを特徴とする転動装置、転がり軸受を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention includes a grease composition containing a base oil having a pressure viscosity coefficient at 25 ° C. of 25 GPa −1 or more at 40 ° C., and the grease composition is enclosed. A rolling device and a rolling bearing are provided.
本発明のグリース組成物は、40℃における圧力粘度係数が25GPa−1以上の基油を含有するため、振動が大きくなってもフレッチング摩耗を軽減する効果が大きい。 Since the grease composition of the present invention contains a base oil having a pressure viscosity coefficient at 40 ° C. of 25 GPa −1 or more, it has a great effect of reducing fretting wear even when vibrations increase.
また、このようなグリース組成物を封入した転動装置や転がり軸受は、セラミックボールを用いる必要はなく、安価で、耐フレッチング性に優れたものとなる。 Further, a rolling device or a rolling bearing in which such a grease composition is sealed does not need to use ceramic balls, and is inexpensive and has excellent fretting resistance.
以下、本発明に関して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(グリース組成物)
本発明のグリース組成物では、40℃における圧力粘度係数が25GPa−1以上、好ましくは26GPa−1以上の基油を用いる。尚、圧力粘度指数は落体式粘度計により測定される。基油の種類は、前記の圧力粘度係数を満足する限り制限はなく、例えば、パラフィン系、ナフテン系、流動パラフィン、ポリイソブチレン、合成イソパラフィン等の各種トラクション油等が挙げられる。
(Grease composition)
The grease composition of the present invention, the pressure viscosity coefficient at 40 ° C. is 25 GPa -1 or more, preferably using 26 GPa -1 or more base oils. The pressure viscosity index is measured by a falling body viscometer. The type of the base oil is not limited as long as the pressure viscosity coefficient is satisfied, and examples thereof include various traction oils such as paraffinic, naphthenic, liquid paraffin, polyisobutylene, and synthetic isoparaffin.
また、基油は、低温から高温までの広い温度範囲で良好な潤滑性能を示すように、40℃における動粘度が20〜100mm2/sであることが好ましい。 Moreover, it is preferable that kinematic viscosity in 40 degreeC is 20-100 mm < 2 > / s so that a base oil may show favorable lubrication performance in the wide temperature range from low temperature to high temperature.
上記の基油を保持できれば増ちょう剤にも制限はなく、例えば、金属石けん(アルミニウム石けん、バリウム石けん、カルシウム石けん、リチウム石けん、ナトリウム石けん等)、複合金属石けん(リチウムコンプレックス石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等)、ウレア化合物(ジウレア、トリウレア、テトラウレア、ポリウレア等)、シリカゲル、ベントナイト、ウレタン化合物、ウレア−ウレタン化合物、ナトリウムテレフタラメート等を目的に応じて適宜選択できる。 There is no limit to the thickener as long as the above base oil can be retained. For example, metal soap (aluminum soap, barium soap, calcium soap, lithium soap, sodium soap, etc.), composite metal soap (lithium complex soap, calcium complex soap, Aluminum complex soap, etc.), urea compounds (diurea, triurea, tetraurea, polyurea, etc.), silica gel, bentonite, urethane compounds, urea-urethane compounds, sodium terephthalate, and the like can be appropriately selected according to the purpose.
その他、目的に応じて、グリース組成物に使用される種々の添加剤を添加することもできる。例えば、フェニル−1−ナフチルアミン等のアミン系、2−tert−ブチルフェノール等のフェノール系、硫黄系、ジチオリン酸系等の酸化防止剤;アルカリ金属およびアルカリ土類金属等の有機スルホン酸塩、アルキル、アルケニルコハク酸エステル等のアルキル、アルケニルコハク酸誘導体、ソルビタンモノオレエート等の多価アルコールの部分エステル等の防錆剤;リン系、ジチオリン酸亜鉛、有機モリブデン等の極圧剤;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等をそれぞれ単独で、あるいは適宜組み合わせて添加することができる。 In addition, various additives used in the grease composition can be added depending on the purpose. For example, amines such as phenyl-1-naphthylamine, phenols such as 2-tert-butylphenol, antioxidants such as sulfur and dithiophosphates; organic sulfonates such as alkali metals and alkaline earth metals, alkyls, Rust preventives such as alkyl alkenyl succinates, alkenyl succinate derivatives, partial esters of polyhydric alcohols such as sorbitan monooleate; extreme pressure agents such as phosphorus, zinc dithiophosphate, organic molybdenum; fatty acids, animal and vegetable oils Oil deactivators such as benzotriazole and the like can be added alone or in appropriate combination.
また、グリース組成物の混和ちょう度等の特性にも制限はない。 Moreover, there is no restriction | limiting also in characteristics, such as the penetration degree of a grease composition.
(転がり軸受)
本発明において、転がり軸受の種類には制限がなく、例えば図1に示す玉軸受を例示することができる。図示される玉軸受は、内輪軌道1を有する内輪2と、外輪軌道3を有する外輪4との間に、複数の転動体である玉5を保持器7を介して保持しており、内輪2と外輪4と玉5で形成される軸受空間に、上記のグリース組成物を充填し、シール6で封止している。
(Rolling bearing)
In the present invention, the type of rolling bearing is not limited, and for example, a ball bearing shown in FIG. 1 can be exemplified. In the illustrated ball bearing, a plurality of
このような玉軸受では、振動により内輪軌道1と玉5、外輪軌道4と玉5とが衝突して内輪軌道1、外輪軌道2及び玉5の各表面が損傷を受けるが、内輪軌道1と玉5との隙間及び外輪軌道3と玉5との隙間にグリース組成物の基油が入り込み、フレッチング摩耗を軽減する。そのため、振動を受けやすいサーボモータの回転軸を支持する転がり軸受等として好適であり、玉5をセラミック製にする必要がなく、安価にできる。
In such a ball bearing, the
尚、転がり軸受の種類としては、玉軸受の他、保持器付きころ軸受、総転がり軸受、総ころ軸受等も挙げることができ、転走面は単列でも複列でもよい。 In addition, as a kind of rolling bearing, besides a ball bearing, a roller bearing with a cage, a total rolling bearing, a total roller bearing, and the like can be given, and the rolling surface may be a single row or a double row.
(転動装置)
転動装置としては、ボールねじやリニアガイド等が挙げられるが、上記のグリース組成物を封入する以外、制限はない。本発明の転動装置は、転がり軸受と同様に、安価でありながらも耐フレッチング性に優れる。
(Rolling device)
Examples of the rolling device include a ball screw and a linear guide, but there is no limitation other than enclosing the above grease composition. Like the rolling bearing, the rolling device of the present invention is inexpensive and excellent in fretting resistance.
以下、実施例及び比較例を挙げて更に説明する。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples and comparative examples.
(実施例1)
トラクション油(40℃における圧力粘度係数27GPa−1、40℃における動粘度30mm2/s)と、ウレア化合物とを含有する試験グリースAを調製した。尚、混和ちょう度は247である。
Example 1
A test grease A containing traction oil (pressure viscosity coefficient at 40 ° C. 27 GPa −1 , kinematic viscosity at 40 ° C. 30 mm 2 / s) and a urea compound was prepared. The penetration degree is 247.
(比較例1)
エーテル油(40℃における圧力粘度係数19GPa−1、40℃における動粘度100mm2/s)と、ウレア化合物とを含有する試験グリースBを調製した。尚、混和ちょう度は290である。
(Comparative Example 1)
Test grease B containing ether oil (pressure viscosity coefficient at 40 ° C. 19 GPa −1 , kinematic viscosity at 40 ° C. 100 mm 2 / s) and a urea compound was prepared. Incidentally, the blending degree is 290.
(比較例2)
鉱油(40℃における圧力粘度係数17GPa−1、40℃における動粘度130mm2/s)と、リチウム石けんとを含有する試験グリースCを調製した。尚、混和ちょう度は275である。
(Comparative Example 2)
Test grease C containing mineral oil (pressure viscosity coefficient at 40 ° C. of 17 GPa −1 , kinematic viscosity at 40 ° C. of 130 mm 2 / s) and lithium soap was prepared. In addition, the penetration degree is 275.
(フレッチング試験)
内径25m、外径52mm、高さ18mmの単式スラスト玉軸受(銘番:51305)に、上記で調製した試験グリースA〜Cを同量づつ封入して試験軸受を作製した。そして、試験軸受を図2に示す日本精工(株)製フレッチング試験機に装着し、下記の試験条件でフレッチング試験を行った。尚、試験軸受において、損傷部の最大高さ(Ry)を正確に測定するために、下レースにラッピングを施したディスク試験片を用いている。
・最大面圧 :3.2GPa
・最大揺動速度:20mm/s
・揺動回数 :10000回
・振幅比 :0.5〜2.0
(Fretting test)
The test greases A to C prepared above were enclosed in equal amounts in a single-type thrust ball bearing (invention number: 51305) having an inner diameter of 25 m, an outer diameter of 52 mm, and a height of 18 mm to produce a test bearing. Then, the test bearing was mounted on a fretting tester manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd. shown in FIG. In the test bearing, in order to accurately measure the maximum height (Ry) of the damaged portion, a disk test piece in which the lower race is lapped is used.
・ Maximum surface pressure: 3.2 GPa
・ Maximum rocking speed: 20mm / s
・ Number of oscillations: 10,000 times ・ Amplitude ratio: 0.5 to 2.0
尚、振幅比は、図3に示すように、接触円半径(a)と振幅(A)との比「A/b」である。図4に示すように、揺動に伴いディスク試験片が摩耗し、接触楕円の周上に摩耗粉がたまり、その部分が大きく損傷する。そこで、この損傷部の最大高さ(Ry)を比較することで、フレッチング摩耗の軽減効果を評価することができる。 The amplitude ratio is a ratio “A / b” between the contact circle radius (a) and the amplitude (A) as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the disk test piece is worn as the rocking occurs, and wear powder accumulates on the circumference of the contact ellipse, and the portion is greatly damaged. Therefore, by comparing the maximum height (Ry) of the damaged portion, the effect of reducing fretting wear can be evaluated.
試験は所定の振幅比毎に行い、試験前後の試験軸受の下レース表面を干渉顕微鏡で観測して損傷部の最大高さ(Ry)を測定した。そして、試験軸受の試験前後のRyの比(試験後のRy/試験前のRy:損傷比)を求めた。損傷が少ないほど、損傷比は1に近づく。図5に、振幅比毎の損傷比をグラフ化して示すが、振幅比が0.5以下では何れの試験軸受でも損傷の程度に差が無いものの、0.5を超えると損傷の程度に差が出始め、振幅比が大きくなるほど顕著になっている。このことから、振動が激しい環境では、本発明に従い圧力粘度係数の大きい基油を用いることにより、フレッチング摩耗の軽減効果が大きくなることがわかる。 The test was performed for each predetermined amplitude ratio, and the lower race surface of the test bearing before and after the test was observed with an interference microscope to measure the maximum height (Ry) of the damaged portion. The ratio of Ry before and after the test of the test bearing (Ry after test / Ry before test: damage ratio) was obtained. The less damage, the closer the damage ratio is to 1. FIG. 5 is a graph showing the damage ratio for each amplitude ratio. If the amplitude ratio is 0.5 or less, there is no difference in the degree of damage in any test bearing, but if it exceeds 0.5, there is a difference in the degree of damage. Begins to appear and becomes more pronounced as the amplitude ratio increases. From this, it can be seen that in an environment where vibration is intense, the effect of reducing fretting wear is increased by using a base oil having a large pressure viscosity coefficient according to the present invention.
1 内輪軌道
2 内輪
3 外輪軌道
4 外輪
5 玉
6 シール
7 保持器
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JP2008090303A JP2009242548A (en) | 2008-03-31 | 2008-03-31 | Grease composition, rolling device and ball bearing |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011131299A (en) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Nsk Ltd | Joint section for manipulator |
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2008
- 2008-03-31 JP JP2008090303A patent/JP2009242548A/en active Pending
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