JP2019077765A - Grease composition, rolling bearing and hub bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はグリース組成物に関する。また、このグリース組成物を封入した転がり軸受とハブベアリングに関する。 The present invention relates to grease compositions. The invention also relates to a rolling bearing and a hub bearing in which the grease composition is enclosed.
軸受を油で潤滑できない場合、潤滑系統をメンテナンスフリーにする場合などでは軸受内部にグリースを充填し、シールまたはシールドを装着して使用する。グリース潤滑にすることにより、（１）軸受を取り扱いやすくなる、（２）シール構造が簡素化できる、（３）環境汚染を抑制できる、といった利点がある。一方、グリース潤滑では、封入したグリースとシール構造の使用により軸受の回転トルクが大きくなる弊害が生じる。グリースについていえば、基油の動粘度が潤滑油と同程度の場合、潤滑油に比べて粘性が大きいため、軸受のトルクが上昇する。軸受の低トルク化は、省エネの観点から常に求められている課題である。 If the bearing can not be lubricated with oil, or if the lubrication system is to be maintenance-free, etc., the inside of the bearing is filled with grease, and a seal or a shield is attached and used. Grease lubrication offers the following advantages: (1) the bearings can be handled easily, (2) the seal structure can be simplified, and (3) environmental pollution can be suppressed. On the other hand, in grease lubrication, the use of the enclosed grease and seal structure causes an adverse effect that the rotational torque of the bearing is increased. In the case of grease, when the kinematic viscosity of the base oil is comparable to that of the lubricating oil, the torque of the bearing increases because the viscosity is larger than that of the lubricating oil. Reducing the torque of the bearing is a problem that is constantly being sought from the viewpoint of energy saving.
上記のグリース封入軸受の使用用途は、主に自動車のハブベアリング、自動車電装・補機用軸受、工作機用軸受などである。ハブベアリングは、自動車の車両用軸受であり、軸受の周辺部品であるハブ輪やハウジングとユニット化することで、部品点数の削減と軽量化を図ったものである。ハブベアリングについても、回転トルクの低減が求められている。また、自動車電装・補機用軸受としては、例えば、ファンカップリング装置用転がり軸受、自動車用オルタネータ用転がり軸受およびアイドラプーリ用転がり軸受などが挙げられる。これら自動車電装・補機用軸受は、近年における装置の小型化、省エネルギー化の要求に伴って、回転トルクの低減が一層求められている。これら軸受の低トルク化には潤滑仕様が重要となる。 The use applications of the above grease-filled bearings are mainly hub bearings for automobiles, bearings for automobile electrical equipment and accessories, bearings for machine tools, and the like. The hub bearing is a bearing for a vehicle of a car, and the number of parts is reduced and the weight is reduced by unitizing with a hub ring and a housing which are peripheral parts of the bearing. The reduction of rotational torque is also required for hub bearings. Further, as bearings for automobile electrical equipment and accessories, for example, a rolling bearing for a fan coupling device, a rolling bearing for an alternator for an automobile and a rolling bearing for an idler pulley, etc. may be mentioned. With the recent demand for downsizing and energy saving of devices for these automobile electrical equipment and accessories, reduction of rotational torque is further required. Lubrication specifications are important for reducing the torque of these bearings.
従来、自動車のハブベアリング用グリースとして、基油に鉱油または合成油を用い、増ちょう剤に脂肪族ジウレア化合物、脂肪族−脂環式ジウレア化合物、脂環式ジウレア化合物の混合物を用い、これにＭｏＤＴＣやＣａスルフォネートを添加したグリースが提案されている（特許文献１参照）。 Conventionally, mineral oil or synthetic oil is used as a base oil as a grease for a hub bearing of an automobile, and a mixture of an aliphatic diurea compound, an aliphatic-alicyclic diurea compound, and an alicyclic diurea compound as a thickener is used therefor The grease which added MoDTC and Ca sulfonate is proposed (refer to patent documents 1).
また、摩擦抵抗を低減する目的で、グリースにポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどを添加したグリースが提案されている（特許文献２参照）。 Further, for the purpose of reducing frictional resistance, a grease obtained by adding polyethylene wax, oxidized polyethylene wax, polypropylene wax or the like to grease has been proposed (see Patent Document 2).
また、自動車電装・補機用転がり軸受のグリースとして、グリースにＭｇＯやＡｌ２Ｏ３などの無機系化合物充填剤とジチオカルバミン酸亜鉛を添加したグリースが提案されている（特許文献３参照）。 Further, as a grease for a rolling bearing for automobile electrical equipment / auxiliary machinery, there has been proposed a grease obtained by adding an inorganic compound filler such as MgO or Al 2 O 3 and zinc dithiocarbamate to the grease (see Patent Document 3).
ところで、グリース封入軸受の回転トルクには、グリースの挙動が大きく影響する。軸受回転時のグリースの挙動としては、チャンネリングとチャーニングがある。チャンネリングの場合、回転中にグリースがかき分けられ、転動体表面や軌道面へのグリースの付着量が少なくなり、低トルクになる傾向がある。一方、チャーニングの場合、回転によりかき分けられたグリースが再び軌道面に戻ることで、転動体表面や軌道面へのグリースの付着量が常に多くなり、高トルクになる傾向がある。上記特許文献１〜３では、グリースの挙動（特にチャンネリング）に着目していない。そのため、軸受の回転トルクが低下しにくい可能性がある。 By the way, the behavior of the grease greatly influences the rotational torque of the grease-sealed bearing. The behavior of the grease when the bearing rotates includes channeling and charring. In the case of channeling, the grease is scraped off during rotation, the amount of grease adhering to the rolling element surface and the raceway surface decreases, and the torque tends to be low. On the other hand, in the case of churning, when the grease scraped off by rotation returns to the raceway surface again, the amount of adhesion of the grease on the rolling element surface and the raceway surface always increases and tends to be high torque. The above Patent Documents 1 to 3 do not pay attention to the behavior of the grease (in particular, channeling). Therefore, the rotational torque of the bearing may not easily decrease.
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、転がり軸受やハブベアリングに封入して使用した際に、グリースの挙動がチャンネリングとなり回転トルクの低減を図ることができるグリース組成物、および、これを封入した転がり軸受とハブベアリングを提供することを目的とする。 The present invention has been made to address such problems, and when it is used by being enclosed in a rolling bearing or a hub bearing, the behavior of the grease becomes channeling, and a grease composition that can reduce the rotational torque. It is an object of the present invention to provide an article, and a rolling bearing and a hub bearing in which the same is enclosed.
本発明のグリース組成物は、基油と増ちょう剤とを含むグリース組成物であって、上記基油は、鉱油および合成油から選ばれる少なくとも１種からなり、上記増ちょう剤は、第１の増ちょう剤である芳香族ジウレア化合物と、第２の増ちょう剤とからなり、該第２の増ちょう剤が、有機変性ベントナイトと鉱物の混合物、有機変性ベントナイト、またはシリカであり、上記第１の増ちょう剤が、上記グリース組成物全体に対して５〜１５質量％含まれ、上記第２の増ちょう剤が、上記グリース組成物全体に対して４〜１０質量％含まれ、上記第１の増ちょう剤と上記第２の増ちょう剤とが、上記グリース組成物全体に対して合計で１３．５〜２５質量％含まれていることを特徴とする。 The grease composition of the present invention is a grease composition comprising a base oil and a thickener, wherein the base oil is at least one selected from mineral oil and synthetic oil, and the thickener is And a second thickener, wherein the second thickener is a mixture of an organically modified bentonite and a mineral, an organically modified bentonite, or a silica; The thickener of 1 is contained in an amount of 5 to 15% by mass with respect to the whole grease composition, and the second thickener is contained in an amount of 4 to 10% by mass with respect to the whole grease composition. It is characterized in that 13.5 to 25% by mass in total of the thickener according to 1 and the second thickener are contained with respect to the whole grease composition.
上記基油が、パラフィン系鉱油、ポリ−α−オレフィン油（ＰＡＯ油）、およびアルキルジフェニルエーテル油から選ばれる少なくとも１種の油であることを特徴とする。 The base oil is characterized in that it is at least one oil selected from paraffinic mineral oil, poly-α-olefin oil (PAO oil), and alkyl diphenyl ether oil.
上記芳香族ジウレア化合物が、ジイソシアネート成分と、モノアミン成分である芳香族モノアミンとを反応して得られ、上記芳香族モノアミンがアニリンまたはｐ−トルイジンであることを特徴とする。 The above aromatic diurea compound is obtained by reacting a diisocyanate component with an aromatic monoamine which is a monoamine component, and the above aromatic monoamine is aniline or p-toluidine.
本発明の転がり軸受は、内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する転動体と、この転動体の周囲に封入されたグリース組成物とを備えてなる転がり軸受であって、上記グリース組成物が本発明のグリース組成物であることを特徴とする。また、上記転がり軸受は、エンジン出力で回転駆動される回転軸を静止部材に回転自在に支持する自動車電装・補機用の転がり軸受であることを特徴とする。 The rolling bearing of the present invention is a rolling bearing comprising an inner ring and an outer ring, a rolling element interposed between the inner ring and the outer ring, and a grease composition enclosed around the rolling element, wherein the grease composition The composition is the grease composition of the present invention. Further, the rolling bearing is characterized in that it is a rolling bearing for automobile electrical equipment / auxiliary equipment which rotatably supports a rotating shaft driven to rotate by engine output on a stationary member.
本発明のハブベアリングは、自動車の車輪を回転支持し、内部空間にグリース組成物が封入されてなるハブベアリングであって、上記グリース組成物が本発明のグリース組成物であることを特徴とする。 The hub bearing of the present invention is a hub bearing which rotatably supports a wheel of an automobile and in which a grease composition is enclosed in an internal space, and the above-mentioned grease composition is the grease composition of the present invention. .
本発明のグリース組成物は、基油と増ちょう剤とを含むグリース組成物であって、特に増ちょう剤が、第１の増ちょう剤である芳香族ジウレア化合物と、第２の増ちょう剤とからなり、この第２の増ちょう剤が、有機変性ベントナイトと鉱物の混合物、有機変性ベントナイト、またはシリカであり、これら増ちょう剤が、グリース組成物全体に対して所定量含まれるので、転がり軸受等に封入して使用した際に、グリースがチャンネリングの挙動を示し、軸受内でのグリースの撹拌が減少し、回転トルクの低減が図れる。 The grease composition of the present invention is a grease composition comprising a base oil and a thickening agent, and in particular, the aromatic diurea compound in which the thickening agent is the first thickening agent, and the second thickening agent. And the second thickener is a mixture of an organically modified bentonite and a mineral, an organically modified bentonite, or a silica, and these thickeners are contained in a predetermined amount with respect to the entire grease composition, so that rolling is performed. When used enclosed in a bearing or the like, the grease exhibits channeling behavior, the agitation of the grease in the bearing is reduced, and the rotational torque can be reduced.
基油が、パラフィン系鉱油、ポリ−α−オレフィン油（ＰＡＯ油）、およびアルキルジフェニルエーテル油から選ばれる少なくとも１種の油であるので、第２の増ちょう剤の分散性に優れ、チャンネリングに適した粘性を得ることができる。 Since the base oil is at least one oil selected from paraffinic mineral oil, poly-α-olefin oil (PAO oil), and alkyl diphenyl ether oil, the dispersibility of the second thickener is excellent and channeling is excellent. Suitable viscosity can be obtained.
本発明の転がり軸受とハブベアリングは、上記グリース組成物を封入しているので、回転トルクが低くなる。 Since the rolling bearing and the hub bearing of the present invention enclose the above-mentioned grease composition, the rotational torque becomes low.
本発明のグリース組成物は、基油と増ちょう剤とを含む。ここで、増ちょう剤は第１の増ちょう剤である芳香族ジウレア化合物と第２の増ちょう剤とからなり、第２の増ちょう剤が、有機変性ベントナイトと鉱物の混合物、有機変性ベントナイト、またはシリカゲルであることを特徴とする。 The grease composition of the present invention comprises a base oil and a thickener. Here, the thickening agent comprises a first thickening agent, an aromatic diurea compound and a second thickening agent, and the second thickening agent is a mixture of an organically modified bentonite and a mineral, an organically modified bentonite, Or characterized by being silica gel.
本発明のグリース組成物の基油は、通常グリースの分野で使用される一般的なものを使用できる。例えば、スピンドル油、冷凍機油、タービン油、マシン油、ダイナモ油などの鉱油、ＰＡＯ油、アルキルナフタレンなどの炭化水素系合成油、ポリオールエステル油、りん酸エステル油、ポリマーエステル油、芳香族エステル油、炭酸エステル油、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、アルキルベンゼン油、フッ素化油などの非炭化水素系合成油などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。 The base oil of the grease composition of the present invention may be any of those generally used in the field of greases. For example, mineral oil such as spindle oil, refrigerator oil, turbine oil, machine oil, dynamo oil, PAO oil, hydrocarbon-based synthetic oil such as alkyl naphthalene, polyol ester oil, phosphoric ester oil, polymeric ester oil, aromatic ester oil And carbon non-hydrocarbon synthetic oils such as carbonic ester oil, diester oil, polyglycol oil, silicone oil, polyphenyl ether oil, alkyl diphenyl ether oil, alkyl benzene oil, fluorinated oil and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明では、後述する第２の増ちょう剤の分散性に優れることから低極性油が好ましく、例えば、鉱油、ＰＡＯ油、アルキルジフェニルエーテル油を主成分（基油全量に対して５０質量％以上）とすることが好ましい。また、これらの中でも、比較的安価であることから鉱油を用いることがより好ましく、鉱油のみを用いることがさらに好ましい。鉱油としてパラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油のいずれも使用できるが、高温時の粘度変化が小さいため、パラフィン系鉱油を用いることが好ましい。 In the present invention, low polar oils are preferable because they are excellent in the dispersibility of the second thickener described later. For example, mineral oil, PAO oil, alkyl diphenyl ether oil as the main component (50 mass% or more based on the total amount of base oil) It is preferable to Among these, it is more preferable to use mineral oil because it is relatively inexpensive, and it is more preferable to use only mineral oil. Although any of paraffinic mineral oil and naphthenic mineral oil can be used as mineral oil, it is preferable to use paraffinic mineral oil because the viscosity change at high temperature is small.
基油（混合油）は、４０℃における動粘度が３０〜８０ｍｍ２／ｓであることが好ましく、４０〜７０ｍｍ２／ｓがより好ましい。４０℃における動粘度が３０ｍｍ２／ｓ 未満の場合は、油膜切れのおそれや、油の蒸発が多くなるおそれがある。一方、４０℃における動粘度が８０ｍｍ２／ｓより高いと、低トルク化が困難になる場合がある。 The base oil (mixed oil) preferably has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 30 to 80 mm 2 / s, and more preferably 40 to 70 mm 2 / s. If the kinematic viscosity at 40 ° C. is less than 30 mm 2 / s, there is a risk that the oil film will run out, and oil evaporation may be increased. On the other hand, when the kinematic viscosity at 40 ° C. is higher than 80 mm 2 / s, it may be difficult to reduce the torque.
本発明のグリース組成物の増ちょう剤は、上述のとおり、Ａ：第１の増ちょう剤である芳香族ジウレア化合物と、Ｂ：第２の増ちょう剤とからなる。 As described above, the thickener of the grease composition of the present invention comprises A: an aromatic diurea compound which is a first thickener, and B: a second thickener.
Ａ：第１の増ちょう剤
第１の増ちょう剤は、芳香族ジウレア化合物である。芳香族ジウレア化合物は、ジイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られるジウレア化合物の１種であり、モノアミン成分として芳香族モノアミンを用いる。ジイソシアネート成分としては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜などが挙げられる。芳香族モノアミンとしては、アニリン、ｐ−トルイジンなどが挙げられる。
A: First thickener The first thickener is an aromatic diurea compound. The aromatic diurea compound is one of diurea compounds obtained by reacting a diisocyanate component with a monoamine component, and an aromatic monoamine is used as the monoamine component. As the diisocyanate component, phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenyl diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, octadecane diisocyanate, decane diisocyanate, hexane diisocyanate, etc. may be mentioned. The aromatic monoamines include aniline and p-toluidine.
Ｂ：第２の増ちょう剤
第２の増ちょう剤としては、有機変性ベントナイトと鉱物の混合物、有機変性ベントナイト、またはシリカゲルが用いられる。
B: Second thickener As a second thickener, a mixture of organically modified bentonite and a mineral, organically modified bentonite, or silica gel is used.
ベントナイトは、モンモリロナイトを主成分とし、一般に石英、クリストバライト、沸石、長石などを含む粘土状物質である。主成分であるモンモリロナイトは層状粘土鉱物であり、単位結晶が複数積み重なって構成される。モンモリナイトの一般的な単位結晶は、ケイ酸四面体シートがアルミナ八面体シートを挟んで存在する、２：１層構造となっている。多くの場合、この結晶層中においてアルミナ八面体シートの中心原子であるアルミニウムの一部がマグネシウムに置換され、結晶層は負に帯電している。この負電荷を中和する形で層間には、ナトリウムイオンやカルシウムイオンといった陽イオンが取り込まれている。 Bentonite is a clay-like material mainly composed of montmorillonite and generally containing quartz, cristobalite, zeolite, feldspar and the like. Montmorillonite, which is the main component, is a layered clay mineral, and is formed by stacking a plurality of unit crystals. A common unit crystal of montmorillonite has a 2: 1 layer structure in which a silicate tetrahedral sheet is present across an alumina octahedral sheet. In many cases, in this crystal layer, a part of aluminum which is a central atom of the alumina octahedral sheet is replaced with magnesium, and the crystal layer is negatively charged. In the form of neutralizing this negative charge, cations such as sodium ion and calcium ion are taken in between the layers.
上述の層間の陽イオンはイオン交換が可能であり、これら陽イオンを有機陽イオンとイオン交換することで有機変性ベントナイトが得られる。すなわち、有機変性ベントナイトは、ベントナイトを有機陽イオン（有機カチオン）で反応させたものである。この場合、有機カチオンは、ベントナイトに有機基を付与する有機化剤として働く。なお、有機変性ベントナイトは、有機ベントナイトともいう。モンモリロナイトの結晶層間に有機陽イオンがインターカレートすることによって、ベントナイトが親水性から疎水性に変化し、有機媒体中で膨潤して剥離分散することが可能となる。その結果、粘性が付与される。 The cations between the above layers can be ion exchanged, and these cations are ion exchanged with organic cations to obtain organically modified bentonite. That is, organically modified bentonite is obtained by reacting bentonite with an organic cation (organic cation). In this case, the organic cation acts as an organic agent for providing bentonite with an organic group. In addition, organically modified bentonite is also referred to as organic bentonite. Intercalation of the organic cation between crystal layers of montmorillonite changes the bentonite from hydrophilic to hydrophobic and enables swelling and exfoliation dispersion in the organic medium. As a result, viscosity is imparted.
ベントナイトと反応する有機カチオンとして、例えば、第４級アンモニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩などが挙げられ、これらの中でも第４級アンモニウム塩が好ましい。第４級アンモニウム塩は、脂肪族系化合物と芳香族系化合物とがある。脂肪族系化合物としては、例えば、トリメチルオクチルアンモニウム、トリメチルドデシルアンモニウム等のアルキルトリメチルアンモニウムイオン、ジメチルジオクチルアンモニウム、ジメチルジドデシルアンモニウム等のジメチルジアルキルアンモニウムイオン、トリオクチルメチルアンモニウム、トリドデシルメチルアンモニウム等のトリアルキルメチルアンモニウムイオン等が挙げられる。また、芳香族系化合物としては、トリアルキルベンジルアルミニウム等が挙げられる。 Examples of the organic cation that reacts with bentonite include quaternary ammonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts and the like, and among these, quaternary ammonium salts are preferable. The quaternary ammonium salts include aliphatic compounds and aromatic compounds. Examples of aliphatic compounds include alkyltrimethylammonium ions such as trimethyloctylammonium and trimethyldodecylammonium, dimethyldialkylammonium ions such as dimethyldioctylammonium and dimethyldidodecylammonium, and trialkylmethylammonium ions such as trioctylmethyl ammonium and tridodecyl methyl ammonium. Alkyl methyl ammonium ion etc. are mentioned. Moreover, as an aromatic type compound, trialkyl benzyl aluminum etc. are mentioned.
本発明で使用できる有機変性ベントナイトの市販品としては、チキソゲルＭＰ１００（商品名、ビックケミージャパン社製）、Ｏｒｂｅｎ（商品名、白石工業社製）、エスベンＥ、オルガナイトＴ、エスベンＷ、エスベンＮ４００、エスベンＮＸ、エスベンＮＸ８０、エスベンＮＯ１２Ｓ、エスベンＮＯ１２、エスベンＮＥ（商品名、ホージュン社製）等が挙げられる。また、有機変性ベントナイトと鉱物の混合物も第２の増ちょう剤として使用することができる。鉱物は、天然の結晶性物質であり、特に限定されない。有機変性ベントナイトと鉱物の混合物の市販品としては、ガラマイト７３０３（商品名、ビックケミージャパン社製）などが挙げられる。ガラマイト７３０３は、有機変性ベントナイトをベースとしたレオロジーコントロール剤である。 Commercial products of organically modified bentonite usable in the present invention include Thixogel MP 100 (trade name, manufactured by BIC Chemie Japan), Orben (trade name, manufactured by Shiroishi Kogyo), esben E, organite T, esben W, esben N400. , Esben NX, Esben NX80, Esben NO12S, Esben NO12, Esben NE (trade name, manufactured by Hojun Co.), and the like. Mixtures of organically modified bentonite and minerals can also be used as a second thickener. Minerals are naturally occurring crystalline substances and are not particularly limited. As a commercial item of the mixture of the organically modified bentonite and the mineral, Galamite 7303 (trade name, manufactured by Big Chemie Japan) and the like can be mentioned. Galamite 7303 is a rheology control agent based on organically modified bentonite.
シリカは、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）の粉末である。本発明において、シリカは、９８．０質量％以上のＳｉＯ2を含む高純度親水性シリカの表面シラノール基をシラン化合物またはシロキサン化合物で処理した疎水性シリカが好ましい。疎水性シリカの市販品としては、ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７２、同Ｒ９７４、同Ｒ１０４、同Ｒ１０６、同Ｒ２０２、同Ｒ８０５、同Ｒ８１２（商品名、日本アエロジル株式会社製）等が挙げられる。 Silica is a powder of silicon oxide (SiO 2 ). In the present invention, the silica is preferably hydrophobic silica obtained by treating the surface silanol group of high purity hydrophilic silica containing 98.0% by mass or more of SiO 2 with a silane compound or a siloxane compound. Commercially available products of hydrophobic silica include AEROSIL R972, R974, R104, R106, R202, R805, R812 (trade name, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), and the like.
基油に各増ちょう剤を配合してベースグリースが得られる。このベースグリースは、まず、基油中でジイソシアネート成分とモノアミン成分（芳香族モノアミン）とを反応させて、第１の増ちょう剤である芳香族ジウレア化合物を含むグリースを調整する。次に、このグリースに第２の増ちょう剤を添加して最終的なグリースとして調整する。 A base grease is obtained by blending each thickener with a base oil. In the base grease, first, a diisocyanate component and a monoamine component (aromatic monoamine) are reacted in a base oil to prepare a grease containing an aromatic diurea compound as a first thickener. Next, a second thickener is added to this grease to adjust it as a final grease.
本発明のグリース組成物において、第１の増ちょう剤がグリース組成物全体に対して５〜１５質量％、第２の増ちょう剤がグリース組成物全体に対して４〜１０質量％含むようにする。さらに、第１の増ちょう剤と第２の増ちょう剤とが、グリース組成物全体に対して合計で１３．５〜２５質量％含むようにする。好ましくは、第１の増ちょう剤がグリース組成物全体に対して１０〜１５質量％含まれ、第２の増ちょう剤がグリース組成物全体に対して８．５〜１０質量％含まれ、第１の増ちょう剤と第２の増ちょう剤とが、グリース組成物全体に対して合計で１８．５〜２５質量％含まれる。 In the grease composition of the present invention, the first thickener contains 5 to 15% by mass with respect to the whole grease composition, and the second thickener contains 4 to 10% by mass with respect to the whole grease composition. Do. Further, the first thickener and the second thickener are contained in a total amount of 13.5 to 25% by mass with respect to the entire grease composition. Preferably, the first thickener is contained in an amount of 10 to 15% by mass with respect to the entire grease composition, and the second thickener is contained in an amount of 8.5 to 10% by mass with respect to the entire grease composition. A total of 18.5 to 25% by mass based on the total weight of the grease composition is the first thickener and the second thickener.
その他、グリース組成物には、必要に応じて公知の添加剤を添加できる。添加剤としては、例えば、有機亜鉛化合物、有機モリブデン化合物などの極圧剤、アミン系、フェノール系、イオウ系化合物などの酸化防止剤、イオウ系、リン系化合物などの摩耗防止剤、多価アルコールエステルなどの防錆剤、二硫化モリブデン、グラファイトなどの摩擦低減剤、エステル、アルコールなどの油性剤などが挙げられる。 In addition, known additives can be added to the grease composition as needed. Additives include, for example, extreme pressure agents such as organic zinc compounds and organic molybdenum compounds, antioxidants such as amines, phenols and sulfur compounds, antiwear agents such as sulfur and phosphorus compounds, polyhydric alcohols Antirust agents such as esters, friction reducing agents such as molybdenum disulfide and graphite, and oil agents such as esters and alcohols.
本発明の転がり軸受の一例を図１に示す。図１はグリース組成物が封入されているグリース封入転がり軸受（深溝玉軸受）の断面図である。転がり軸受１は、外周面に内輪転走面２ａを有する内輪２と内周面に外輪転走面３ａを有する外輪３とが同心に配置され、内輪転走面２ａと外輪転走面３ａとの間に複数個の転動体４が配置される。保持器５が、この複数個の転動体４を保持している。また、内・外輪の軸方向両端開口部８ａ、８ｂがシール部材６によりシールされ、少なくとも転動体４の周囲にグリース組成物７が封入される。 An example of the rolling bearing of the present invention is shown in FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of a grease-sealed rolling bearing (deep groove ball bearing) in which a grease composition is sealed. In the rolling bearing 1, the inner ring 2 having the inner ring rolling surface 2a on the outer peripheral surface and the outer ring 3 having the outer ring rolling surface 3a on the inner peripheral surface are concentrically arranged. The inner ring rolling surface 2a and the outer ring rolling surface 3a A plurality of rolling elements 4 are disposed between the two. A cage 5 holds the plurality of rolling elements 4. Further, the axial end openings 8 a and 8 b of the inner and outer rings are sealed by the seal member 6, and the grease composition 7 is enclosed at least around the rolling element 4.
図１の転がり軸受を自動車電装・補機としてのオルタネータに適用した一例を図２に示す。図２はオルタネータの構造の断面図である。オルタネータは、静止部材であるハウジングを形成する一対のフレーム９ａ、９ｂに、ロータ１０を装着されたロータ回転軸１１が、一対の転がり軸受１、１で回転自在に支持されている。ロータ１０にはロータコイル１２が取り付けられ、ロータ１０の外周に配置されたステータ１３には、１２０ °の位相で３巻のステータコイル１４が取り付けられている。ロータ回転軸１１は、その先端に取り付けられたプーリ１５にベルト（図示省略）で伝達される回転トルクで回転駆動されている。プーリ１５は片持ち状態でロータ回転軸１１に取り付けられており、ロータ回転軸１１の高速回転に伴って振動も発生するため、特にプーリ１５側を支持する転がり軸受１は、苛酷な負荷を受ける。本発明では上記グリース組成物を転がり軸受に封入しているので、グリースの挙動がチャンネリングとなり、低トルク化を図ることができる。 An example in which the rolling bearing of FIG. 1 is applied to an alternator as an automobile electrical component / auxiliary device is shown in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the structure of the alternator. In the alternator, a rotor rotation shaft 11 mounted with a rotor 10 is rotatably supported by a pair of rolling bearings 1 and 1 on a pair of frames 9a and 9b forming a housing which is a stationary member. A rotor coil 12 is attached to the rotor 10, and three stator coils 14 are attached to the stator 13 disposed on the outer periphery of the rotor 10 with a phase of 120 °. The rotor rotating shaft 11 is rotationally driven by a rotational torque transmitted by a belt (not shown) to a pulley 15 attached to its tip. The pulley 15 is attached to the rotor rotating shaft 11 in a cantilevered state, and also generates vibrations as the rotor rotating shaft 11 rotates at high speed, so the rolling bearing 1 supporting the pulley 15 side in particular is subjected to severe loads . In the present invention, since the above-mentioned grease composition is sealed in the rolling bearing, the behavior of the grease becomes channeling, and the torque can be reduced.
図１および図２では軸受として深溝玉軸受について例示したが、本発明の転がり軸受は、上記以外の円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受などとしても使用できる。 1 and 2 illustrate deep groove ball bearings as bearings, but the rolling bearings of the present invention are cylindrical roller bearings other than those described above, tapered roller bearings, self-aligning roller bearings, needle roller bearings, thrust cylindrical roller bearings, It can also be used as thrust tapered roller bearings, thrust needle roller bearings, thrust spherical roller bearings, etc.
また、図２では自動車電装・補機として、オルタネータについて例示したが、本発明の転がり軸受は、ファンカップリング装置、またはアイドラプーリ等のその他の自動車電装・補機の転がり軸受として用いることができる。 In addition, although the alternator is illustrated as an automobile electrical equipment / auxiliary device in FIG. 2, the rolling bearing of the present invention can be used as a fan coupling device or a rolling bearing of other automobile electrical equipment / auxiliary devices such as idler pulleys. .
本発明のハブベアリングの一例を図３に示す。図３は、ハブベアリングの断面図である。ハブベアリング２６は、ハブ輪２１および内輪２２を有する内方部材２５と、外輪である外方部材２３と、複列の転動体２４、２４とを備えている。ハブ輪２１はその一端部に車輪（図示せず）を取付けるための車輪取付けフランジ２１ｄを一体に有し、外周に内側転走面２１ａと、この内側転走面２１ａから軸方向に延びる小径段部２１ｂとが形成されている。ここで、軸方向に関して「外」とは、車両への組付け状態で幅方向外側をいい、「内」とは、幅方向中央側をいう。 An example of the hub bearing of the present invention is shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a hub bearing. The hub bearing 26 includes an inner member 25 having a hub wheel 21 and an inner ring 22, an outer member 23 which is an outer ring, and double rows of rolling elements 24, 24. The hub wheel 21 integrally has a wheel mounting flange 21d for attaching a wheel (not shown) at one end thereof, and a small diameter step extending in the axial direction from the inner rolling surface 21a and the inner rolling surface 21a on the outer periphery A portion 21 b is formed. Here, "outside" with respect to the axial direction refers to the width direction outer side in the assembled state to the vehicle, and "in" refers to the width direction center side.
ハブ輪２１の小径段部２１ｂには、外周に内側転走面２２ａが形成された内輪２２が圧入されている。そして、ハブ輪２１の小径段部２１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２１ｃにより、ハブ輪２１に対して内輪２２が軸方向へ抜けるのを防止している。外方部材２３は、外周に車体取付けフランジ２３ｂを一体に有し、内周に外側転走面２３ａ、２３ａと、これら複列の外側転走面２３ａ、２３ａに対向する内側転走面２１ａ、２２ａとの間には複列の転動体２４、２４が転動自在に収容されている。 An inner ring 22 having an inner raceway surface 22 a formed on the outer periphery thereof is press-fitted to the small diameter step portion 21 b of the hub wheel 21. The caulking portion 21c formed by plastically deforming the end of the small diameter step portion 21b of the hub wheel 21 outward in the radial direction prevents the inner ring 22 from coming off in the axial direction with respect to the hub wheel 21. . The outer member 23 integrally has a vehicle body mounting flange 23b on the outer periphery, an outer raceway surface 23a, 23a on the inner periphery, and an inner raceway surface 21a facing the outer raceway surfaces 23a, 23a of these double rows, A plurality of rows of rolling elements 24, 24 are rotatably accommodated between 22a and 22a.
本発明のグリース組成物はシール部材２７と、外方部材２３と、シール部材２８と、内方部材２５と、ハブ輪２１とに囲まれた内部空間に封入され、外方部材２３と、内方部材２５とに挟まれた複列の転動体２４、２４の周囲に位置し、転動体２４、２４の転動面と、内側転走面２１ａ、２２ａおよび外側転走面２３ａ、２３ａとの転がり接触部の潤滑に供される。 The grease composition of the present invention is enclosed in an inner space surrounded by the seal member 27, the outer member 23, the seal member 28, the inner member 25, and the hub wheel 21, and the outer member 23 The rolling surface of the rolling elements 24, 24 and the inner rolling surfaces 21a, 22a and the outer rolling surfaces 23a, 23a are located around the double rows of rolling elements 24, 24 sandwiched by the two-way member 25. Used to lubricate rolling contact parts.
本発明のハブベアリングに使用できる材質は、軸受鋼、浸炭鋼、または機械構造用炭素鋼を挙げることができる。これらの中で鍛造性が良く安価なＳ５３Ｃなどの機械構造用炭素鋼を用いることが好ましい。本発明では上記グリース組成物を転がり接触部を含む上記内部空間に封入しているので、グリースの挙動がチャンネリングとなり、低トルク化を図ることができる。 Materials usable for the hub bearing of the present invention may include bearing steel, carburized steel, or carbon steel for machine structure. Among them, it is preferable to use carbon steel for machine structure such as S53C which has good forgeability and is inexpensive. In the present invention, since the above grease composition is enclosed in the above internal space including the rolling contact portion, the behavior of the grease becomes channeling, and the torque can be reduced.
本発明を実施例および比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。 The present invention is specifically described by way of examples and comparative examples, but the present invention is not limited by these examples.
実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例５
まず、基油と第１の増ちょう剤（芳香族ジウレア化合物）によりグリースを調整した。表１に示す基油の半量にイソシアネート（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ＭＤＩ）を、残りの半量に芳香族アミン（アニリンまたはｐ−トルイジン）を、それぞれビーカーに入れて混合し、１００℃になるまで加熱した。ＭＤＩ混合油が入ったビーカーにアミン混合油を投入した。その後、すぐに撹拌して、ビーカー内の内容物を反応させ、しばらく撹拌した後、１００℃の恒温槽に３時間静置した。恒温槽から取り出し、室温になるまで放冷した後、グリースを３本ロールミルにより滑らかにした。
Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 5
First, a grease was prepared with a base oil and a first thickener (aromatic diurea compound). One half of the base oil shown in Table 1 was mixed with isocyanate (4,4'-diphenylmethane diisocyanate, MDI) and the other half was mixed with aromatic amine (aniline or p-toluidine) in a beaker, respectively, and then mixed at 100 ° C. It was heated until it became. The amine mixture was charged into a beaker containing MDI mixture. Then, it stirred immediately, the contents in a beaker were made to react, and after stirring for a while, it stood still in a 100 degreeC thermostat for 3 hours. After taking out from the thermostat and leaving it to cool to room temperature, the grease was smoothed by a 3-roll mill.
次に、このグリースに表１に示す第２の増ちょう剤を所定の割合になるように添加した。有機変性ベントナイトと鉱物との混合物は、添加後、自公転撹拌脱泡装置で均一に分散させた。有機変性ベントナイト、シリカは、添加後、グリースの全体積の半量のΦ５ｍｍセラミック球を容器に入れ、自公転撹拌脱泡装置で均一に分散した。ポリエチレンＷＡＸは、融点より１０℃高い温度に静置し融解させ、均一になるように撹拌した。以上により、最終的なグリース（第２の増ちょう剤を添加した後のグリース）をそれぞれ得た。なお、第１の増ちょう剤と、第２の増ちょう剤は、最終的なグリースにおける配合量が表１に示す値となるようにそれぞれ配合した。なお、比較例３のみ、第１の増ちょう剤として脂肪族ジウレア化合物を用いた。この場合、芳香族アミン（アニリンまたはｐ−トルイジン）を脂肪族アミン（オクチルアミン）に変更して、上記と同様の操作で最終的なグリースを得た。 Next, a second thickener as shown in Table 1 was added to the grease to a predetermined ratio. The mixture of the organically modified bentonite and the mineral was uniformly dispersed by a rotation and revolution degassing apparatus after the addition. After addition of organically modified bentonite and silica, Φ5 mm ceramic balls, which was a half of the total volume of the grease, were placed in a container and dispersed uniformly in a revolution-revolution stirring deaerator. Polyethylene WAX was allowed to stand at a temperature 10 ° C. higher than the melting point to melt, and was stirred to be uniform. Thus, the final grease (grease after the addition of the second thickener) was obtained. The first thickener and the second thickener were blended so that the final blending amounts of the greases become the values shown in Table 1. In addition, only in Comparative Example 3, an aliphatic diurea compound was used as a first thickening agent. In this case, the aromatic amine (aniline or p-toluidine) was changed to an aliphatic amine (octylamine), and a final grease was obtained by the same operation as described above.
また、最終的なグリースについて、未混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ ２２２０）を測定した。結果を表１に示す。また、下記に示すトルク測定試験に供し、軸受のトルクを測定した。結果を表１に示す。さらに、トルク試験後の軸受における転動体へのグリース付着状況を目視により観察した。結果を表１と図４（実施例３、比較例５）に示す。 Moreover, the unmixed penetration (JIS K 2220) was measured about the final grease. The results are shown in Table 1. Moreover, it used for the torque measurement test shown below, and measured the torque of the bearing. The results are shown in Table 1. Furthermore, the state of grease adhesion to the rolling elements in the bearing after the torque test was visually observed. The results are shown in Table 1 and FIG. 4 (Example 3, Comparative Example 5).
＜トルク測定試験＞
竪型式トルク試験機を使用して測定した。試験軸受が縦置きになるようにスピンドルに固定し、回転数６００ｍｉｎ−１、室温（２５℃）雰囲気、外輪にアキシャル荷重２０Ｎを負荷してロードセルで拘束し、内輪回転として、軸受で発生する回転トルクを算出した。試験軸受は深溝玉軸受（６２０４）であり、ガラス繊維を３０体積％配合したナイロン６６で成形した冠型保持器を使用した。グリースは空間容積の３８％になるように封入し、グリースが飛散しないようにシールド板を装着した。３０分間運転中の２０〜３０分間の平均値をトルク値（ｍＮｍ）とした。
<Torque measurement test>
Measured using a 竪 type torque tester. The test bearing is fixed on the spindle so that the test bearing is placed vertically, the rotational speed of 600 min -1 , room temperature (25 ° C) atmosphere, axial load 20N is applied to the outer ring, and it is restrained by the load cell. The torque was calculated. The test bearing was a deep groove ball bearing (6204), and used a crown cage molded of nylon 66 blended with 30% by volume of glass fiber. The grease was sealed so as to be 38% of the space volume, and a shield plate was attached so that the grease did not scatter. The average value for 20 to 30 minutes while driving for 30 minutes was taken as the torque value (mNm).
図４および表１に示すように、実施例１〜１０では、比較例１〜５に比べて低トルクとなった。実施例１〜１０の軸受内部を観察すると、転動体表面のグリースの付着量は極めて少なく、チャンネリングであったことが分かった。グリース組成物全体に対する増ちょう剤の合計量について、比較例１では合計量が少ないためちょう度が大きくなり、チャンネリングにならなかった。また、比較例２では合計量が多いためちょう度が小さくなり、硬かったためトルクが大きいままであった。また、第２の増ちょう剤を含まないグリース（比較例３）、第２の増ちょう剤が極微量のグリース（比較例４）、第２の増ちょう剤としてポリエチレンＷＡＸを用いたグリース（比較例５）では、チャンネリングにならず、高トルクとなった。 As shown in FIG. 4 and Table 1, in Examples 1 to 10, the torque was lower than in Comparative Examples 1 to 5. When the inside of the bearings of Examples 1 to 10 was observed, it was found that the amount of grease attached to the surface of the rolling element was extremely small and channeling was observed. With respect to the total amount of the thickener with respect to the entire grease composition, in Comparative Example 1, since the total amount was small, the consistency increased and the channeling did not occur. Further, in Comparative Example 2, since the total amount was large, the consistency decreased, and because it was hard, the torque remained large. In addition, the grease containing no second thickener (Comparative Example 3), the second thickener containing a very small amount of grease (Comparative Example 4), and the grease containing polyethylene WAX as a second thickener (Comparative In Example 5), it did not become channeling and became high torque.
以上より、第１の増ちょう剤である芳香族ジウレア化合物に、有機変性ベントナイトと鉱物の混合物、有機変性ベントナイト、シリカから選ばれる第２の増ちょう剤を併用することで、チャンネリングに適した粘性となり、回転トルクが低くなることが分かった。 From the above, it is suitable for channeling by using an aromatic diurea compound, which is the first thickener, in combination with a second thickener selected from a mixture of organically modified bentonite and mineral, organically modified bentonite, and silica. It turned out that it became viscous and rotational torque became low.
本発明のグリース組成物は、グリースの挙動がチャンネリングとなりトルクの低減を図ることができるので、自動車のハブベアリング、自動車電装・補機用転がり軸受、工作機用転がり軸受などに封入する低トルクグリースとして好適に利用できる。 The grease composition of the present invention is capable of reducing the torque by the behavior of the grease becoming channeling, so that it is possible to reduce torque enclosed in automobile hub bearings, automobile electrical equipment / auxiliary equipment rolling bearings, machine tool rolling bearings, etc. It can be suitably used as a grease.
１ 転がり軸受
２ 内輪
３ 外輪
４ 転動体
５ 保持器
６ シール部材
７ グリース組成物
８ａ、８ｂ 開口部
９ａ、９ｂ フレーム
１０ ロータ
１１ ロータ回転軸
１２ ロータコイル
１３ ステータ
１４ ステータコイル
１５ プーリ
２１ ハブ輪
２１ａ 内側転走面
２１ｂ 小径段部
２１ｃ 加締部
２１ｄ 車輪取付けフランジ
２２ 内輪
２２ａ 内側転走面
２３ 外方部材
２３ａ 外側転走面
２３ｂ 車体取付けフランジ
２４ 転動体
２５ 内方部材
２６ ハブベアリング
２７ シール部材
２８ シール部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 rolling bearing 2 inner ring 3 outer ring 4 rolling element 5 cage 6 seal member 7 grease composition 8a, 8b opening 9a, 9b frame 10 rotor 11 rotor rotating shaft 12 rotor coil 13 stator 14 stator coil 15 pulley 21 hub wheel 21a inside Rolling surface 21b Small diameter step 21c Crimping portion 21d Wheel mounting flange 22 Inner ring 22a Inner rolling surface 23 Outer member 23a Outer rolling surface 23b Body mounting flange 24 Rolling element 25 Inner member 26 Hub bearing 27 Seal member 28 Seal Element
Claims (6)
前記基油は、鉱油および合成油から選ばれる少なくとも１種からなり、
前記増ちょう剤は、第１の増ちょう剤である芳香族ジウレア化合物と、第２の増ちょう剤とからなり、該第２の増ちょう剤が、有機変性ベントナイトと鉱物の混合物、有機変性ベントナイト、またはシリカであり、
前記第１の増ちょう剤が、前記グリース組成物全体に対して５〜１５質量％含まれ、前記第２の増ちょう剤が、前記グリース組成物全体に対して４〜１０質量％含まれ、前記第１の増ちょう剤と前記第２の増ちょう剤とが、前記グリース組成物全体に対して合計で１３．５〜２５質量％含まれていることを特徴とするグリース組成物。 A grease composition comprising a base oil and a thickener,
The base oil comprises at least one selected from mineral oil and synthetic oil,
The thickener comprises a first thickener aromatic diurea compound and a second thickener, wherein the second thickener is a mixture of organically modified bentonite and a mineral, organically modified bentonite Or silica,
The first thickener is contained in an amount of 5 to 15% by mass with respect to the entire grease composition, and the second thickener is contained in an amount of 4 to 10% by mass with respect to the entire grease composition. A grease composition comprising the first thickener and the second thickener in an amount of 13.5 to 25% by mass in total with respect to the entire grease composition.
前記グリース組成物が請求項１から請求項３までのいずれか１項記載のグリース組成物であることを特徴とする転がり軸受。 A rolling bearing comprising an inner ring and an outer ring, a rolling element interposed between the inner ring and the outer ring, and a grease composition enclosed around the rolling element,
A rolling bearing characterized in that the grease composition is the grease composition according to any one of claims 1 to 3.
前記グリース組成物が請求項１から請求項３までのいずれか１項記載のグリース組成物であることを特徴とするハブベアリング。 A hub bearing rotatably supporting a wheel of an automobile and having a grease composition enclosed in an inner space,
A hub bearing characterized in that the grease composition is the grease composition according to any one of claims 1 to 3.
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