JP2021063166A - Lubricant composition and rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、潤滑剤組成物、および該潤滑剤組成物が封入された転がり軸受に関し、特に、自動車電装・補機用転がり軸受に用いられる潤滑剤組成物およびその転がり軸受に関する。 The present invention relates to a lubricant composition and a rolling bearing in which the lubricant composition is encapsulated, and more particularly to a lubricant composition used for a rolling bearing for automobile electrical equipment and auxiliary machinery and a rolling bearing thereof.
近年、自動車の小型化、軽量化および静粛性向上の要求に伴い、その電装部品や補機部品の小型化、軽量化およびエンジンルーム内の密閉化が図られている。その一方、装置の性能自体には高出力、高効率化の要求が増大し、エンジンルーム内の電装・補機においては、小型化に伴って生じる出力の低下を高速回転させることで補う手法が採られている。その結果、急加減速や、高温、高回転など、使用条件は過酷している。 In recent years, in response to demands for miniaturization, weight reduction, and quietness improvement of automobiles, the electrical components and auxiliary machinery parts have been miniaturized, lightened, and sealed in the engine room. On the other hand, there is an increasing demand for high output and high efficiency in the performance of the device itself, and in the electrical equipment and auxiliary equipment in the engine room, there is a method to compensate for the decrease in output caused by miniaturization by rotating at high speed. It has been taken. As a result, usage conditions such as rapid acceleration / deceleration, high temperature, and high rotation are severe.
自動車における電装部品や補機部品の回転部には転がり軸受が使用されている。上記のような過酷化された条件では、転がり軸受の転走面に特異な組織変化を伴った早期剥離を生じるおそれがある。この特異的な剥離は、通常の金属疲労による剥離とは異なり、グリース中の基油などの分解によって発生した水素が原因の水素脆性であると考えられている。例えば基油が分解して水素が発生し、それが転がり軸受の鋼中に侵入することで、水素脆性を起因とする早期剥離が起きると考えられる。 Rolling bearings are used in the rotating parts of electrical components and auxiliary machinery parts in automobiles. Under the severe conditions as described above, there is a possibility that premature peeling accompanied by a peculiar structural change on the rolling surface of the rolling bearing may occur. This specific exfoliation is considered to be hydrogen brittleness caused by hydrogen generated by decomposition of the base oil or the like in the grease, unlike the exfoliation due to normal metal fatigue. For example, it is considered that the base oil is decomposed to generate hydrogen, which invades the steel of the rolling bearing, resulting in premature peeling due to hydrogen brittleness.
従来、このような早期に発生する白色組織変化を伴った特異な剥離現象を抑制する方法として、例えば、グリースに不動態化剤を添加する方法(特許文献1参照)や、ZnDTCやMoDTCなどの摩耗防止剤を添加する方法が提案されている(非特許文献1参照)。 Conventionally, as a method of suppressing a peculiar peeling phenomenon accompanied by such an early change in white structure, for example, a method of adding a passivation agent to grease (see Patent Document 1), ZnDTC, MoDTC, etc. A method of adding an anti-wear agent has been proposed (see Non-Patent Document 1).
しかしながら、近年の自動車における電装部品や補機部品において、転がり軸受の使用条件はますます過酷化しており、従来技術では剥離現象を防ぐ対策として不十分である。そこで、早期剥離を防ぐための更なる方法が求められている。 However, the conditions for using rolling bearings in electrical components and auxiliary machinery parts in automobiles in recent years are becoming more and more severe, and the conventional technology is insufficient as a measure to prevent the peeling phenomenon. Therefore, a further method for preventing premature peeling is required.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、水素脆性による早期剥離を効果的に防止できる潤滑剤組成物、および該潤滑剤組成物が封入された転がり軸受を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a lubricant composition capable of effectively preventing premature peeling due to hydrogen brittleness, and a rolling bearing in which the lubricant composition is encapsulated. And.
本発明の潤滑剤組成物は、基油と酸化防止剤とを含む潤滑剤組成物であって、上記基油が合成炭化水素油またはエステル油であり、上記酸化防止剤が、フェノール系酸化防止剤またはアミン系酸化防止剤であり、上記潤滑剤組成物全体に対して10質量%以上含まれることを特徴とする。 The lubricant composition of the present invention is a lubricant composition containing a base oil and an antioxidant, wherein the base oil is a synthetic hydrocarbon oil or an ester oil, and the antioxidant is a phenolic antioxidant. It is an agent or an amine-based antioxidant, and is characterized in that it is contained in an amount of 10% by mass or more based on the entire lubricant composition.
上記基油がポリ−α−オレフィン油(以下、PAO油という)であることを特徴とする。 The base oil is a poly-α-olefin oil (hereinafter referred to as PAO oil).
上記酸化防止剤がアルキル化ジフェニルアミンであることを特徴とする。 The antioxidant is an alkylated diphenylamine.
上記潤滑剤組成物は、上記基油と上記酸化防止剤のみからなることを特徴とする。 The lubricant composition is characterized by containing only the base oil and the antioxidant.
上記酸化防止剤が、ボールオンディスク摺動試験における摩耗量あたりの水素量を、該酸化防止剤が無添加の場合に比べて10%以上減少させることを特徴とする。ここで、摩耗量あたりの水素量とは、ボールオンディスク摺動試験で発生した水素量を、該摺動試験で生じたボールの摩耗痕から求められる摩耗量で、割った値である。 The antioxidant is characterized in that the amount of hydrogen per wear amount in the ball-on-disk sliding test is reduced by 10% or more as compared with the case where the antioxidant is not added. Here, the amount of hydrogen per amount of wear is a value obtained by dividing the amount of hydrogen generated in the ball-on-disk sliding test by the amount of wear obtained from the wear marks of the balls generated in the sliding test.
上記ボールオンディスク摺動試験が、SUS440C製のボールおよびSUJ2製のディスクを用い、上記潤滑剤組成物存在下、真空度1×10−5Pa以下、荷重2.0GPa、摺動速度0.1m/s、摺動時間3分の条件で実施されることを特徴とする。 In the ball-on-disc sliding test, a ball made of SUS440C and a disc made of SUJ2 were used, and in the presence of the lubricant composition, the degree of vacuum was 1 × 10-5 Pa or less, the load was 2.0 GPa, and the sliding speed was 0.1 m. It is characterized in that it is carried out under the condition of / s and a sliding time of 3 minutes.
本発明の転がり軸受は、潤滑剤組成物を封入してなる転がり軸受であって、上記潤滑剤組成物が本発明の潤滑剤組成物であることを特徴とする。 The rolling bearing of the present invention is a rolling bearing formed by encapsulating a lubricant composition, and the lubricant composition is the lubricant composition of the present invention.
本発明の潤滑剤組成物は、所定の基油と、フェノール系酸化防止剤またはアミン系酸化防止剤とを含み、酸化防止剤が潤滑剤組成物全体に対して10質量%以上含まれるので、水素生成の反応過程において発生するアルキルラジカルが酸化防止剤と反応することで、水素発生の反応過程が遮断され、水素生成が抑制される。その結果、水素脆性を起因とする早期剥離を抑制できる。 Since the lubricant composition of the present invention contains a predetermined base oil and a phenol-based antioxidant or an amine-based antioxidant, and the antioxidant is contained in an amount of 10% by mass or more based on the entire lubricant composition. The alkyl radicals generated in the reaction process of hydrogen generation react with the antioxidant, so that the reaction process of hydrogen generation is blocked and hydrogen production is suppressed. As a result, premature exfoliation due to hydrogen brittleness can be suppressed.
本発明の転がり軸受は、本発明の潤滑剤組成物を封入してなるので、過酷な使用条件下であっても、水素脆性を起因とする早期剥離を防止でき、より長時間の使用を実現できる。 Since the rolling bearing of the present invention is formed by encapsulating the lubricant composition of the present invention, early peeling due to hydrogen brittleness can be prevented even under harsh usage conditions, and longer use is realized. it can.
早期剥離の原因となる水素は以下のようなプロセスで発生すると考えられる。すなわち、基油が熱などのエネルギーによって分解し、アルキルラジカルが発生して、そのアルキルラジカルが鉄表面に吸着した後、β水素脱離反応の進行により水素が発生すると考えられる。本発明者らは、早期剥離を防止すべく、潤滑に供する潤滑剤組成物について鋭意検討を行なった結果、予想外にも所定の酸化防止剤によって水素生成が抑制できることを見出した。本発明は、このような知見に基づくものである。 Hydrogen, which causes premature abruption, is considered to be generated by the following process. That is, it is considered that the base oil is decomposed by energy such as heat to generate an alkyl radical, the alkyl radical is adsorbed on the iron surface, and then hydrogen is generated by the progress of the β-hydrogen elimination reaction. As a result of diligent studies on a lubricant composition to be used for lubrication in order to prevent premature peeling, the present inventors have found that hydrogen production can be unexpectedly suppressed by a predetermined antioxidant. The present invention is based on such findings.
本発明の潤滑剤組成物は、基油と酸化防止剤を含む。本発明の潤滑剤組成物の態様には、(1)所定の基油と酸化防止剤とを必須構成とする潤滑油と、(2)所定の基油と増ちょう剤と酸化防止剤とを必須構成とするグリースとの2種類がある。 The lubricant composition of the present invention contains a base oil and an antioxidant. In the aspect of the lubricant composition of the present invention, (1) a lubricating oil containing a predetermined base oil and an antioxidant as an essential composition, and (2) a predetermined base oil, a thickener and an antioxidant are used. There are two types of grease, which is an essential configuration.
本発明に用いる基油は、PAO油、アルキルベンゼン油などの合成炭化水素油、またはエステル油である。これら基油は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The base oil used in the present invention is a synthetic hydrocarbon oil such as PAO oil or alkylbenzene oil, or an ester oil. These base oils may be used alone or in combination of two or more.
合成炭化水素油としてはPAO油がより好ましい。PAO油は、α−オレフィンまたは異性化されたα−オレフィンのオリゴマーまたはポリマーの混合物である。α−オレフィンの具体例としては、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、1−ドコセン、1−テトラドコセンなどが挙げられ、通常はこれらの混合物が使用される。 PAO oil is more preferable as the synthetic hydrocarbon oil. PAO oils are α-olefins or mixtures of isomerized α-olefin oligomers or polymers. Specific examples of the α-olefin include 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1 -Nonadecene, 1-eicosene, 1-dodecene, 1-tetradodecene and the like are mentioned, and a mixture thereof is usually used.
エステル油としては、ジブチルセバケート、ジ−2−エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルグルタレート、メチル・アセチルシノレートなどのジエステル油、トリオクチルトリメリテート、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の芳香族エステル油、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンベラルゴネート、ペンタエリスリトール−2−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールベラルゴネートなどのポリオールエステル油、炭酸エステル油、りん酸エステル油などが挙げられる。 Ester oils include diester oils such as dibutyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, dioctyl adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, ditridecylglutarate, and methyl acetylsinolate, trioctyl remeritate, and tridecyl. Aromatic ester oils such as trimellitate and tetraoctylpyromerite, polyol ester oils such as trimethylolpropane caprilate, trimethylolpropane verargonate, pentaerythritol-2-ethylhexanoate and pentaerythritol verargonate, Examples thereof include carbonic acid ester oil and phosphoric acid ester oil.
基油の動粘度(混合油の場合は、混合油の動粘度)としては、40℃において20〜150mm2/sが好ましい。より好ましくは20〜100mm2/sであり、さらに好ましくは20〜50mm2/sである。 The kinematic viscosity of the base oil (in the case of a mixed oil, the kinematic viscosity of the mixed oil) is preferably 20 to 150 mm 2 / s at 40 ° C. It is more preferably 20 to 100 mm 2 / s, and even more preferably 20 to 50 mm 2 / s.
本発明に用いる酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤またはアミン系酸化防止剤である。これら酸化防止剤は、合成炭化水素油またはエステル油が分解して発生するアルキルラジカルを捕捉するために、潤滑剤組成物に含まれている。酸化防止剤は1種のみでもよく、2種以上を併用してもよい。 The antioxidant used in the present invention is a phenolic antioxidant or an amine-based antioxidant. These antioxidants are included in the lubricant composition to capture the alkyl radicals generated by the decomposition of synthetic hydrocarbon oils or ester oils. Only one type of antioxidant may be used, or two or more types may be used in combination.
フェノール系酸化防止剤は、例えば、2,6−ジ−tert−p−クレゾール(BHT)、n−オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス−(メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)メタン、2,2’−メチレンビス−(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)などが挙げられる。これらの中でも、BHTが好ましい。 Phenolic antioxidants include, for example, 2,6-di-tert-p-cresol (BHT), n-octadecyl-3- (3', 5'-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, Tetrakiss- (methylene-3- (3', 5'-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate) methane, 2,2'-methylenebis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 4, Examples thereof include 4'-butylidenebis- (3-methyl-6-tert-butylphenol). Of these, BHT is preferable.
アミン系酸化防止剤としては、例えば、ジフェニルアミン類、フェニル−α−ナフチルアミン類、フェニレンジアミン類などを用いることができる。ジフェニルアミン類としては、オクチル化/ブチル化ジフェニルアミン、p,p’−ジオクチルジフェニルアミンなどが挙げられる。フェニル−α−ナフチルアミン類としては、N−フェニル−α−ナフチルアミン、N−ブチルフェニル−α−ナフチルアミン、N−オクチルフェニル−α−ナフチルアミンなどが挙げられる。フェニレンジアミン類としては、p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミンなどが挙げられる。これらの中でも、オクチル化/ブチル化ジフェニルアミンが好ましく、その市販品としてはBASF社製IrganoxL57などが挙げられる。 As the amine-based antioxidant, for example, diphenylamines, phenyl-α-naphthylamines, phenylenediamines and the like can be used. Examples of diphenylamines include octylated / butylated diphenylamines, p, p'-dioctyldiphenylamines and the like. Examples of phenyl-α-naphthylamines include N-phenyl-α-naphthylamine, N-butylphenyl-α-naphthylamine, N-octylphenyl-α-naphthylamine and the like. Examples of phenylenediamines include p-phenylenediamine and N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine. Among these, octylated / butylated diphenylamines are preferable, and examples of commercially available products thereof include Irganox L57 manufactured by BASF.
上記酸化防止剤の配合量(2種以上用いた場合は、その合計量)は潤滑剤組成物全体に対して10質量%以上である。酸化防止剤を10質量%以上用いることで、アルキルラジカルが補足しやすくなり水素発生を好適に抑制できる。酸化防止剤の配合量は、好ましくは10〜20質量%であり、より好ましくは10〜15質量%である。 The blending amount of the above-mentioned antioxidant (when two or more kinds are used, the total amount) is 10% by mass or more with respect to the entire lubricant composition. By using 10% by mass or more of the antioxidant, alkyl radicals can be easily captured and hydrogen generation can be suitably suppressed. The blending amount of the antioxidant is preferably 10 to 20% by mass, more preferably 10 to 15% by mass.
本発明で用いる酸化防止剤は、ボールオンディスク摺動試験において、該酸化防止剤を添加した場合における摩耗量あたりの水素量を、該酸化防止剤が無添加の場合に比べて10%以上減少させることが好ましい。その減少率は15%以上がより好ましく、30%以上がさらに好ましい。 In a ball-on-disk sliding test, the antioxidant used in the present invention reduces the amount of hydrogen per amount of wear when the antioxidant is added by 10% or more as compared with the case where the antioxidant is not added. It is preferable to let it. The reduction rate is more preferably 15% or more, and even more preferably 30% or more.
ここで、「摩耗量あたりの水素量」は、ボールオンディスク摺動試験で発生した水素量を、該摺動試験で生じたボールの摩耗痕から求められる摩耗量で、割った値である。ボールの摩耗量としては、例えば、光学顕微鏡で測定できる摩耗痕直径を用いることができる。ボールの摩耗痕直径は、ボールに生じた円状の傷の摺動方向の直径と摺動方向に垂直な方向の直径を測定した平均摩耗痕直径(単位:μm)である。また、試験中に発生した水素の測定方法は、特に限定されないが、例えば、四重極質量分析器を用いて測定できる。この場合、増加したイオン電流値と摺動時間(秒)の積分値を水素量(単位:A・s)とする。 Here, the "amount of hydrogen per amount of wear" is a value obtained by dividing the amount of hydrogen generated in the ball-on-disk sliding test by the amount of wear obtained from the wear marks of the balls generated in the sliding test. As the amount of wear of the ball, for example, the diameter of the wear mark that can be measured with an optical microscope can be used. The wear mark diameter of the ball is an average wear mark diameter (unit: μm) obtained by measuring the diameter of the circular scratches generated on the ball in the sliding direction and the diameter in the direction perpendicular to the sliding direction. The method for measuring hydrogen generated during the test is not particularly limited, but can be measured using, for example, a quadrupole mass spectrometer. In this case, the integral value of the increased ion current value and the sliding time (seconds) is defined as the amount of hydrogen (unit: As).
ボールオンディスク摺動試験は、独自に製作した装置3ボールオンディスク試験機を用いて実施される。具体的な試験条件は、SUS440C製のボールおよびSUJ2製のディスクを用い、潤滑剤組成物存在下、真空度1×10−5Pa以下、荷重2.0GPa、摺動速度0.1m/s、摺動時間3分の条件で実施される。
The ball-on-disc sliding test is carried out using an independently manufactured
本発明の潤滑剤組成物には、本発明の目的を損なわない範囲でさらに他の添加剤を配合してもよい。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、イオウ系化合物、リン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、スルホン酸塩や多価アルコールエステルなどの防錆剤、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。なお、本発明の潤滑剤組成物には、フェノール系酸化防止剤およびアミン系酸化防止剤以外の酸化防止剤は含まないことが好ましい。例えば、フェノチアジン、ジラウリルチオジプロピオネートなどのイオウ系酸化防止剤や、ジチオリン酸亜鉛などのリン系酸化防止剤は含まないことが好ましい。 The lubricant composition of the present invention may further contain other additives as long as the object of the present invention is not impaired. For example, extreme pressure agents such as organic zinc compounds and organic molybdenum compounds, antioxidants such as sulfur compounds and phosphorus compounds, abrasion inhibitors such as sulfur compounds and phosphorus compounds, sulfonates and polyhydric alcohol esters, etc. Examples thereof include rust preventives, friction reducing agents such as graphite, and oily agents such as esters and alcohols. It is preferable that the lubricant composition of the present invention does not contain an antioxidant other than a phenolic antioxidant and an amine-based antioxidant. For example, it is preferable that the sulfur-based antioxidant such as phenothiazine and dilaurylthiodipropionate and the phosphorus-based antioxidant such as zinc dithiophosphate are not contained.
上記潤滑剤組成物をグリースとして使用する場合、さらに増ちょう剤が配合される。増ちょう剤としては、特に限定されず、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、金属石けん、複合金属石けんなどの石けん系増ちょう剤、ベントン、シリカゲル、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物などの非石けん系増ちょう剤を使用できる。金属石けんとしては、ナトリウム石けん、カルシウム石けん、リチウム石けんなどが挙げられ、複合金属石けんとしては、複合リチウム石けんなどが挙げられる。これらの中でも、増ちょう剤として、ジウレア化合物を用いることが好ましい。 When the above lubricant composition is used as grease, a thickener is further added. The thickener is not particularly limited, and general ones usually used in the field of grease can be used. For example, soap-based thickeners such as metal soaps and composite metal soaps, and non-soap-based thickeners such as Benton, silica gel, diurea compounds, triurea compounds, tetraurea compounds, and urea-urethane compounds can be used. Examples of the metal soap include sodium soap, calcium soap, lithium soap and the like, and examples of the composite metal soap include composite lithium soap and the like. Among these, it is preferable to use a diurea compound as a thickener.
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、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)などが挙げられる。ジウレア化合物としては、脂肪族ジウレア化合物、脂環式ジウレア化合物、芳香族ジウレア化合物が用いられ、これらは使用するモノアミン成分の置換基の種類によって分けられる。脂肪族ジウレア化合物の場合、モノアミン成分として脂肪族モノアミン(オクチルアミンなど)が用いられる。脂環式ジウレア化合物の場合、モノアミン成分として脂環式モノアミン(シクロヘキシルアミンなど)が用いられる。芳香族ジウレア化合物の場合、モノアミン成分として芳香族モノアミン(p−トルイジンなど)が用いられる。 The diurea compound is obtained by reacting a diisocyanate component with a monoamine component. Examples of the diisocyanate component include phenylenediocyanate and diphenylmethane diisocyanate (MDI). As the diurea compound, an aliphatic diurea compound, an alicyclic diurea compound, and an aromatic diurea compound are used, and these are classified according to the type of substituent of the monoamine component used. In the case of an aliphatic diurea compound, an aliphatic monoamine (octylamine or the like) is used as a monoamine component. In the case of an alicyclic diurea compound, an alicyclic monoamine (cyclohexylamine or the like) is used as a monoamine component. In the case of an aromatic diurea compound, an aromatic monoamine (p-toluidine or the like) is used as a monoamine component.
ジウレア化合物を増ちょう剤とするベースグリースは、基油中でジイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応させて作製する。ベースグリースに占める増ちょう剤の配合割合は、例えば5質量%〜30質量%であり、好ましくは10質量%〜20質量%である。 A base grease containing a diurea compound as a thickener is prepared by reacting a diisocyanate component and a monoamine component in a base oil. The mixing ratio of the thickener in the base grease is, for example, 5% by mass to 30% by mass, preferably 10% by mass to 20% by mass.
上記グリースの場合、その混和ちょう度(JIS K 2220)は、200〜350の範囲にあることが好ましい。ちょう度が200未満である場合は、油分離が小さく潤滑不良となるおそれがある。一方、ちょう度が350をこえる場合は、グリースが軟質で軸受外に流出しやすくなり好ましくない。 In the case of the above grease, the mixing consistency (JIS K 2220) is preferably in the range of 200 to 350. If the consistency is less than 200, oil separation may be small and lubrication may be poor. On the other hand, when the consistency exceeds 350, the grease is soft and easily flows out of the bearing, which is not preferable.
本発明の転がり軸受は、内輪と、外輪と、該内輪および外輪の間に介在する複数の転動体と、その転動体の周囲に封入された潤滑剤組成物とを有する。本発明の転がり軸受について図1に基づいて説明する。図1は、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との間に転動体である玉4が複数配置される。この玉4は、保持器5により保持される。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、少なくとも玉4の周囲に潤滑剤組成物7が封入される。潤滑剤組成物7は転動体4との転走面に介在して潤滑される。
The rolling bearing of the present invention has an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, and a lubricant composition sealed around the rolling elements. The rolling bearing of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of a deep groove ball bearing. In the rolling
転がり軸受1において、内輪2、外輪3、転動体4、保持器5などの軸受部材を構成する鉄系金属材料は、軸受材料として一般的に用いられる任意の材料であり、例えば、高炭素クロム軸受鋼(SUJ1、SUJ2、SUJ3、SUJ4、SUJ5など;JIS G 4805)、浸炭鋼(SCr420、SCM420など;JIS G 4053)、ステンレス鋼(SUS440Cなど;JIS G 4303)、高速度鋼(M50など)、冷間圧延鋼などが挙げられる。また、シール部材6は、金属製またはゴム成形体単独でよく、あるいはゴム成形体と金属板、プラスチック板、またはセラミック板との複合体であってもよい。耐久性、固着の容易さからゴム成形体と金属板との複合体が好ましい。
In the rolling
図1では転がり軸受として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でも使用できる。 In FIG. 1, a ball bearing is illustrated as a rolling bearing, but the rolling bearings of the present invention include cylindrical roller bearings, cone roller bearings, self-aligning roller bearings, needle roller bearings, thrust cylindrical roller bearings, and thrust cone rollers other than the above. It can also be used for bearings, thrust needle roller bearings, thrust self-aligning roller bearings, etc.
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、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 will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these examples.
表1に示す組成の潤滑剤組成物をそれぞれ調整した。表1の潤滑剤組成物は潤滑油の形態である。実施例1〜3の潤滑油は、基油および酸化防止剤のみが配合されている。 The lubricant compositions having the compositions shown in Table 1 were prepared respectively. The lubricant composition in Table 1 is in the form of a lubricating oil. The lubricating oils of Examples 1 to 3 contain only a base oil and an antioxidant.
<ボールオンディスク摺動試験>
得られた試験油について図2に示すボールオンディスク摺動試験機を用いて、摺動試験を行った。図2に示すように、試験機は、ディスク11と、ディスク11に対して固定された3つのボール12を有する。各ボール12は、回転中心に対して、等角度間隔に固定されている。ディスク11に試験油13を所定量塗布して、真空チャンバ(図示省略)内で、ディスク11に対してボール12を介して荷重Fを負荷する。その後、真空チャンバ内の空気を排気し、所定の真空度に達してから、ボール12側をモータ(図示省略)によって回転させ、ボール−ディスク間で摺動させた。具体的な試験条件は以下のとおりである。
(試験条件)
ディスク :φ24mmのSUJ2製ディスク
ボール :φ1/4inchのSUS440C製ボール 3個
油の塗布量:10μL
荷重 :2.0GPa
回転半径 :20mm
摺動速度 :0.1m/s
真空度 :1×10−5Pa以下
摺動時間 :3分
<Ball-on-disc sliding test>
The obtained test oil was subjected to a sliding test using the ball-on-disk sliding tester shown in FIG. As shown in FIG. 2, the testing machine has a
(Test condition)
Disc: φ24 mm SUJ2 disc ball: φ1 / 4
Load: 2.0 GPa
Radius of rotation: 20 mm
Sliding speed: 0.1 m / s
Vacuum degree: 1 x 10-5 Pa or less Sliding time: 3 minutes
試験中に発生した水素を四重極質量分析器で測定して、増加したイオン電流値と摺動時間の積分値を水素量とした。また、試験後、3つのボールの摩耗痕直径を光学顕微鏡でそれぞれ測定して、その平均値を摩耗量とした。得られた水素量を、摩耗量で割った値、すなわち摩耗量あたりの水素量を算出した。各試験油に対して同じ摺動試験を3回実施し、その平均値を求めた。 The hydrogen generated during the test was measured with a quadrupole mass analyzer, and the integrated value of the increased ion current value and the sliding time was taken as the amount of hydrogen. After the test, the diameters of the wear marks of the three balls were measured with an optical microscope, and the average value was taken as the amount of wear. The value obtained by dividing the obtained amount of hydrogen by the amount of wear, that is, the amount of hydrogen per wear amount was calculated. The same sliding test was performed three times for each test oil, and the average value was calculated.
実施例1〜2および比較例1の摩耗量あたりの水素量をプロットした図を図3に示す。各摩耗量あたりの水素量(単位:A・s/μm)は、実施例1が7.35×10−11、実施例2が5.3×10−11、比較例1が9.03×10−11である。実施例1および実施例2は、上記試験条件における摩耗量あたりの水素量が7.5×10−11以下となっている。図3に示すように、酸化防止剤を添加することで摩耗量あたりの水素量が減少しており、酸化防止剤が水素生成の抑制に寄与していることが分かった。 FIG. 3 shows a plot of the amount of hydrogen per wear amount of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. Hydrogen amount per each wear amount (unit: A · s / μm) is Example 1 7.35 × 10 -11 Example 2 5.3 × 10 -11, Comparative Example 1 is 9.03 × It is 10-11. In Examples 1 and 2, the amount of hydrogen per wear amount under the above test conditions is 7.5 × 10-11 or less. As shown in FIG. 3, the amount of hydrogen per wear amount was reduced by adding the antioxidant, and it was found that the antioxidant contributed to the suppression of hydrogen production.
また、実施例1〜3および比較例1〜5について、酸化防止剤を添加したことによる効果をみるべく、下記式で算出される摩耗量あたりの水素量の比率を表1に併記した。
摩耗量あたりの水素量の比率=(酸化防止剤を添加した場合の摩耗量あたりの水素量)/(酸化防止剤が無添加の場合の摩耗量あたりの水素量)
Further, in order to see the effect of adding the antioxidant in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5, the ratio of the amount of hydrogen per amount of wear calculated by the following formula is also shown in Table 1.
Ratio of hydrogen amount per wear amount = (hydrogen amount per wear amount when antioxidant is added) / (hydrogen amount per wear amount when antioxidant is not added)
表1の比較例3〜5に示すように、基油にエーテル油を用いた場合は、酸化防止剤を添加しても摩耗量あたりの水素量は減少せず、わずかに増加する結果となった。一方、実施例1〜3、比較例1〜2に示すように、基油に合成炭化水素油またはエステル油を用いた場合は、酸化防止剤を添加することで、摩耗量あたりの水素量は減少した。この場合、摩耗量あたりの水素量の減少率((1−摩耗量あたりの水素量の比率)×100)は、実施例1が19%、実施例2が41%、実施例3が17%であった。つまり、酸化防止剤が摩耗量あたりの水素量を、無添加の場合に比べて10%以上減少させている。特に、PAO油とアミン系酸化防止剤の組み合わせの場合、摩耗量あたりの水素量が顕著に減少した。 As shown in Comparative Examples 3 to 5 in Table 1, when ether oil was used as the base oil, the amount of hydrogen per wear amount did not decrease even when the antioxidant was added, and the result was a slight increase. It was. On the other hand, as shown in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, when synthetic hydrocarbon oil or ester oil is used as the base oil, the amount of hydrogen per amount of wear can be increased by adding an antioxidant. Diminished. In this case, the reduction rate of the amount of hydrogen per amount of wear ((1-ratio of the amount of hydrogen per amount of wear) x 100) is 19% in Example 1, 41% in Example 2, and 17% in Example 3. Met. That is, the antioxidant reduces the amount of hydrogen per wear amount by 10% or more as compared with the case where no addition is added. In particular, in the case of the combination of PAO oil and an amine-based antioxidant, the amount of hydrogen per amount of wear was significantly reduced.
以上のように、本発明は、水素発生の反応過程中で生成するアルキルラジカルと反応する酸化防止剤を添加することによって、基油の分解による水素発生が抑制される。その結果として、水素脆性に起因する早期剥離が抑制できる。 As described above, in the present invention, hydrogen generation due to decomposition of the base oil is suppressed by adding an antioxidant that reacts with alkyl radicals generated in the reaction process of hydrogen generation. As a result, premature exfoliation due to hydrogen brittleness can be suppressed.
本発明の潤滑剤組成物は、転走面で生じる白色組織変化を伴った特異的な早期剥離を効果的に防止できるので、転がり軸受の軸受寿命に優れる。転がり軸受としては、特に、オルタネータ、カーエアコン用電磁クラッチ、中間プーリ、電動ファンモータ等の自動車電装部品、補機等の転がり軸受、モータ用軸受に好適である。 Since the lubricant composition of the present invention can effectively prevent specific premature peeling accompanied by a change in white structure occurring on the rolling surface, it is excellent in bearing life of rolling bearings. The rolling bearings are particularly suitable for alternators, electromagnetic clutches for car air conditioners, intermediate pulleys, automobile electrical components such as electric fan motors, rolling bearings for auxiliary machinery, and bearings for motors.
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 潤滑剤組成物
8a、8b 開口部
1 Rolling bearing 2
Claims (7)
前記基油が、合成炭化水素油またはエステル油であり、
前記酸化防止剤が、フェノール系酸化防止剤またはアミン系酸化防止剤であり、前記潤滑剤組成物全体に対して10質量%以上含まれることを特徴とする潤滑剤組成物。 A lubricant composition containing a base oil and an antioxidant.
The base oil is a synthetic hydrocarbon oil or an ester oil.
A lubricant composition, wherein the antioxidant is a phenolic antioxidant or an amine-based antioxidant, and is contained in an amount of 10% by mass or more based on the total amount of the lubricant composition.
前記潤滑剤組成物が請求項1から請求項6までのいずれか1項記載の潤滑剤組成物であることを特徴とする転がり軸受。 A rolling bearing in which a lubricant composition is sealed.
A rolling bearing according to any one of claims 1 to 6, wherein the lubricant composition is the lubricant composition.
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