JP2022039847A - グリース組成物および転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐摩耗性や寿命の低下を抑えつつ、低発塵性を実現できるグリース組成物、および該グリース組成物が封入された転がり軸受を提供する。【解決手段】グリース７は、基油と増ちょう剤とを含み、基油が、合成炭化水素油とエーテル油を含み、４０℃における動粘度が１２０ｍｍ２／ｓ以上の混合油であり、増ちょう剤は、脂肪族ジウレア化合物および脂環式ジウレア化合物であり、基油と増ちょう剤との合計量１００質量部に対して１２質量部～１５質量部含まれ、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２００～２４０であり、２０℃で固体の有機酸金属塩を含む。【選択図】図１
Description
本発明は、グリース組成物、および該グリース組成物が封入された転がり軸受に関し、特に、サーボモータやエンコーダなどの回転電気機械用転がり軸受に用いられるグリース組成物およびその転がり軸受に関する。
サーボモータは、位置や速度などの検出器を備え、高精度な位置決めや、きめ細かい回転速度制御が可能であることから、工作機械やロボット用途を中心に需要が増加している。このうち、ロボット向けサーボモータは、関節部の駆動に用いられる場合が多く、関節部の軸速度や加減速度を高めるため、小型、高出力が求められる。小型化を図るため、転がり軸受の近傍に検出器やブレーキが配置されるが、軸受内部のグリースの一部飛沫が検出器やブレーキに付着すると、検出精度や制動性の低下を招くため、グリースには低発塵性が求められる。
発塵は、転がり軸受の回転に伴う発熱と軸受内部の圧力上昇により、グリースの一部が蒸発または飛散し、軸受外部へ放出されることで生じる。発塵を抑制するためには、グリースの基油の粘度を高めて表面張力を大きくすることや、グリース中の基油の量を減らすことが有効である。しかしその反面、転がり面や滑り面への基油の供給（回り込み）が不十分となりやすく、軸受の過大昇温や、転がり面または滑り面の面荒れ、摩耗などの損傷を招くおそれがある。
従来、低発塵性を目的としたグリース組成物が種々検討されている。例えば、特許文献１では、４０℃における動粘度が３０ｍｍ２／ｓ～１８０ｍｍ２／ｓであり、かつ、合成炭化水素油およびエーテル油から選ばれる少なくとも１種が配合された基油と、ウレア化合物からなる増ちょう剤とを含み、更に非金属元素のみからなる添加剤をグリース全量の０．１～１重量％配合してなるグリース組成物が提案されている。
また、特許文献２には、正逆回転するモータに組み込まれる転がり軸受ユニットにおいて、エンコーダの近傍に配設される転がり軸受が、合成炭化水素油およびエーテル油から選ばれる少なくとも１種からなり、かつ、４０℃における動粘度が８０ｍｍ２／ｓ～１２０ｍｍ２／ｓである基油を含有するグリース組成物を封入してなることが記載されている。
近年、モータの小型化・高出力化に伴い、その軸受の使用環境は高温になるケースが増えており、発塵には不利な環境での使用が増えている。また、低発塵性が要求される転がり軸受においても、耐摩耗性やグリース寿命といった耐久性も求められる。特許文献１に記載されているグリース組成物は、半導体製造設備などのクリーンルーム内で使用される転動装置用であり、高温下での発塵性や耐久性については検討されておらず、これらの点で懸念がある。また、特許文献２に記載されているグリース組成物は、正逆回転するモータ用の軸受ユニットに用いられるものであり、基油およびその動粘度を単に規定するだけでは、耐摩耗性やグリース寿命の面で不十分な場合が考えられる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、耐摩耗性や寿命の低下を抑えつつ、低発塵性を実現できるグリース組成物、および該グリース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。
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、上記基油が、合成炭化水素油とエーテル油を含み、４０℃における動粘度が１２０ｍｍ２／ｓ以上の混合油であり、上記増ちょう剤は、脂肪族ジウレア化合物および脂環式ジウレア化合物であり、上記基油と上記増ちょう剤との合計量１００質量部に対して１２質量部～１５質量部含まれ、上記グリース組成物は、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２００～２４０であり、２０℃で固体の有機酸金属塩を含むことを特徴とする。
上記有機酸金属塩が、ナトリウム塩またはカルシウム塩であることを特徴とする。また、上記有機酸金属塩が、炭素数２～１８の有機カルボン酸の金属塩であり、上記グリース組成物は、分子構造内に硫黄およびリンを含む添加剤を含まないことを特徴とする。
上記グリース組成物はアミン系酸化防止剤を更に含み、該アミン系酸化防止剤がＮ－フェニル－Ｎ’－イソプロピル－ｐ－フェニレンジアミン（ＰＩＰＡ）であることを特徴とする。
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、上記内輪および外輪の軸方向両端の開口部に設けられたシール部材と、軸受内空間に封入されるグリース組成物とを有す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。
上記シール部材が、トリメリット酸エステル系可塑剤を含むニトリルゴムで形成されることを特徴とする。
上記転がり軸受が回転電気機械用軸受であることを特徴とする。
本発明のグリース組成物は、基油が、合成炭化水素油とエーテル油を含み、４０℃における動粘度が１２０ｍｍ２／ｓ以上の混合油であり、増ちょう剤は、脂肪族ジウレア化合物および脂環式ジウレア化合物であり、基油と増ちょう剤との合計量１００質量部に対して１２質量部～１５質量部含まれ、混和ちょう度が２００～２４０であり、２０℃で固体の有機酸金属塩を含むので、耐摩耗性や寿命の低下を抑えつつ、低発塵性を実現できる。具体的には、所定の基油および所定の増ちょう剤の組み合わせに対して、２０℃で固体の有機酸金属塩を添加することにより、基油の表面張力に影響せず、かつ、基油の供給が不足し、摩耗が懸念される場合に、有機酸金属塩が融解し、極圧剤として鋼表面を保護することができると考えられる。
本発明の転がり軸受は、本発明のグリース組成物が軸受内空間に封入されるので、例えば、サーボモータなどの回転電気機械に用いられる軸受に適しており、その回転電気機械の小型化、高出力化に貢献でき、高機能化に繋がる。
また、シール部材が、トリメリット酸エステル系可塑剤を含むニトリルゴムで形成されるので、可塑剤として低揮発性のトリメリット酸エステル系可塑剤を使用することで、可塑剤自体の蒸発が抑えられ、軸受としての低発塵性を一層向上できる。
本発明のグリース組成物は、所定の動粘度を有する基油と、所定の増ちょう剤と、添加剤とを含み、その添加剤が２０℃で固体の有機酸金属塩を含むことを特徴としている。
本発明のグリース組成物に用いる基油は、合成炭化水素油とエーテル油を含み、４０℃における動粘度が１２０ｍｍ２／ｓ以上の混合油である。この動粘度は、混合油の動粘度であり、４０℃において１２０ｍｍ２／ｓ～１６０ｍｍ２／ｓが好ましく、１２５ｍｍ２／ｓ～１４０ｍｍ２／ｓがより好ましい。
合成炭化水素油としてはポリ－α－オレフィン油（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。
エーテル油としては、例えば、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、アルキルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニルエーテル油などが挙げられる。これらの中でも、高温での耐久性の点から、アルキルジフェニルエーテル油が好ましく、アルキルジフェニルエーテル油が基油（混合油）全体の５０質量％以上含まれることがより好ましい。アルキルジフェニルエーテル油としては、モノアルキルジフェニルエーテル油、ジアルキルジフェニルエーテル油、ポリアルキルジフェニルエーテル油などが挙げられる。
本発明に用いる基油は、合成炭化水素油とエーテル油のみの混合油でもよく、更に他の油を添加した混合油でもよい。他の油としては、通常、転がり軸受に用いられるものであれば、特に制限なく用いることができる。例えば、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油などの鉱油、エステル油、シリコーン油、フッ素油などが挙げられる。
本発明のグリース組成物に用いる増ちょう剤は、脂肪族ジウレア化合物および脂環式ジウレア化合物の混合物である。これらジウレア化合物は、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。脂肪族ジウレア化合物は、モノアミン成分としての脂肪族モノアミンとジイソシアネート成分とから得られ、脂環式ジウレア化合物は、モノアミン成分としての脂環式モノアミンとジイソシアネート成分とから得られる。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、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。脂肪族モノアミンとしては、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミンなどが挙げられる。脂環式モノアミンとしては、シクロヘキシルアミンなどが挙げられる。本発明に用いる増ちょう剤における脂肪族ジウレア化合物の含有量は、脂環式ジウレア化合物の含有量よりも多いことが好ましい。
基油に増ちょう剤としてジウレア化合物を配合してベースグリースが得られる。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。増ちょう剤は、基油と増ちょう剤との合計量１００質量部に対して１２質量部～１５質量部含まれる。
本発明のグリース組成物に用いる有機酸金属塩は、有機カルボン酸、アルキルベンゼンスルホン酸などの有機スルホン酸、アルキル硫酸などの有機硫酸、アルキルホスホン酸などの有機ホスホン酸、アルキルホスフィン酸などの有機ホスフィン酸などの置換基を有する脂肪族化合物または芳香族化合物と、金属イオンとの塩である。上記有機酸金属塩は、２０℃で固体、つまり融点が２０℃をこえていればよく、有機酸金属塩を構成する有機酸や金属イオンは、適宜選択できる。有機酸金属塩の融点は１００℃以上であることが好ましく、１５０℃以上であることがより好ましい。
有機酸金属塩を構成する金属としては、上記有機酸と塩を形成することができるものであればよく、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウムなどを用いることができる。金属塩として好ましくはナトリウム塩またはカルシウム塩であり、より好ましくはナトリウム塩である。
有機酸金属塩を構成する上記有機酸は、分子構造中の脂肪族基または芳香族基にハロゲン基や、水酸基、アミノ基、アルキル基、アルコキシ基、エポキシ基などの置換基を有していてもよい。また、上記有機酸は、分子構造内に硫黄原子およびリン原子を含まないことが好ましく、構成原子が炭素原子、水素原子、窒素原子、および酸素原子の中から選択される原子であることがより好ましい。このような有機酸として、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ヘキサン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、１２－ヒロドキシステアリン酸、オレイン酸、リノール酸などの炭素数２～１８の有機カルボン酸が挙げられ、中でも炭素数１０～１８の有機カルボン酸が好ましく、さらに、置換基を有しない直鎖状の有機カルボン酸がより好ましい。
本発明に用いる有機酸金属塩として、具体的には、酢酸ナトリウム（融点３２４℃）、酢酸カルシウム（融点１６０℃）、ステアリン酸ナトリウム（融点２２０℃）、ステアリン酸カルシウム（融点１７９℃）などを用いることができる。
グリース組成物における有機酸金属塩の配合量は、基油と増ちょう剤との合計量１００質量部に対して、０．５質量部～５質量部が好ましく、０．５質量部～３質量部がより好ましく、１質量部～３質量部がさらに好ましい。
本発明のグリース組成物は、添加剤として、更に酸化防止剤を含むことが好ましい。酸化防止剤としては、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などを用いることができ、これらの中でもアミン系酸化防止剤を用いることが好ましく、例えば、フェニル－１－ナフチルアミン、ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン、ジピリジルアミン、フェノチアジン、Ｎ，Ｎ’－ジイソプロピル－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、ジアルキルジフェニルアミン（ＤＤＰＡ）などが挙げられる。
また、グリース組成物には、必要に応じて、防錆剤や、エステル、アルコールなどの油性剤といったその他の添加剤を添加することができる。例えば、グリース自体の防錆性能を確保するため、防錆剤を添加することが好ましい。防錆剤としては、特に限定されないが、エステル系防錆剤が好ましい。エステル系防錆剤としては、ソルビタン、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ショ糖、グリセリンなどの多価アルコールと、オレイン酸、ラウリル酸などのカルボン酸との部分エステルや、コハク酸ハーフエステルなどが挙げられる。エステル系防錆剤の配合量は、基油と増ちょう剤との合計量１００質量部に対して０．２質量部～０．６質量部含まれることがより好ましい。
本発明のグリース組成物は、分子構造内にリン原子やイオウ原子を含む添加剤を含まないことが好ましい。後述の実施例で示すように、これらの添加剤を含むことで、基油の表面張力が低下する結果が得られ、その結果、発塵量が増大する傾向がある。このような添加剤として、例えば、トリクレジルホスフェートなどのリン酸エステルや、トリクレジルホスファイトなどの亜リン酸エステル、チオホスフェート、チオホスファイト、アルキルジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）、アルキルジチオリン酸モリブデン（ＭｏＤＴＰ）、ジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＤＴＣ）などの極圧剤が挙げられる。
本発明のグリース組成物の混和ちょう度（ＪＩＳ Ｋ ２２２０）は、２００～２４０の範囲にある。発塵量を抑制する観点では、混和ちょう度は２００～２２０の範囲にあることが好ましい。
本発明のグリース組成物を封入してなる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、外周面に内輪軌道面２ａを有する内輪２と内周面に外輪軌道面３ａを有する外輪３とが同心に配置され、内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間に複数個の転動体４が配置される。この転動体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、少なくとも転動体４の周囲に上述のグリース組成物７が封入される。図１のシール部材６は、内径リップがシール溝内部で接触する接触形のシール部材である。内輪２、外輪３および転動体４は鉄系金属材料からなり、グリース組成物７が転動体４との軌道面に介在して潤滑される。
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、図１に示すようにゴム成形体と金属板との複合体が好ましい。ゴム成形体の材質としては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが用いられ、ゴム成形体には可塑剤が含まれる。
可塑剤は、公知の可塑剤の中から適宜選択して使用することができるが、エステル系可塑剤を使用することが好ましい。エステル系可塑剤としては、例えば、フタル酸ジ－ｎ－オクチル、フタル酸ジ－２－エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニルなどのフタル酸エステル系可塑剤や、アジピン酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸エステル系可塑剤などのエステル化合物が挙げられる。これらの中でも、発塵量を抑える観点から、トリメリット酸エステル系可塑剤がより好ましい。トリメリット酸エステル系可塑剤は、下記式（１）で表される。
式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は同一であっても異なってもよい。好ましくは同一である。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は炭素数が７～９の脂肪族１価アルコール残基であることが好ましい。この脂肪族１価アルコール残基は、直鎖状アルキル基であっても分岐状アルキル基であってもよい。具体的には、トリメリット酸トリ－ｎ－オクチル、トリメリット酸トリ－２－エチルヘキシルなどが挙げられる。トリメリット酸エステル系可塑剤としては、レオルーブＬＴＭ、レオルーブＴＭ１０（ＦＭＣ製）などを用いることができる。
ゴム成形体には、上記の可塑剤に加えて、必要に応じて、難燃剤、滑剤、安定剤、充填剤、発泡剤、酸化防止剤、加工助剤、中和剤、紫外線吸収剤、顔料、帯電防止剤、分散剤、増粘剤、金属劣化防止剤、防カビ剤、流動調整剤などの公知の各種添加剤を配合することもできる。
図１では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、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。
本発明の転がり軸受を、サーボモータに適用した構成を図２により説明する。図２に示すようにサーボモータ１１は、ロータ１２と、ステータ１３と、シャフト１４と、シャフト１４の反負荷側にロータ１２の角度を読み取るエンコーダ１５とを有する。シャフト１４は、負荷側に配置された転がり軸受１６と、反負荷側に配置された本発明の転がり軸受１によって支持されている。本発明の転がり軸受１は、エンコーダ１５の近傍に配置されるものの、軸受からの発塵量が抑えられるため、エンコーダ１５による検出精度の低下を防ぐことができる。
本発明の転がり軸受は、サーボモータに限らず、低発塵性が要求される、他の回転電気機械にも使用される。例えば、発電機や、スピンドルモータ、ステッピングモータ、ファンモータなどのサーボモータ以外の電動機が挙げられる。
表１および表２に示す組成のグリース組成物をそれぞれ調整した。表１および表２中、基油と増ちょう剤と添加剤の含有量は、ベースグリース（基油＋増ちょう剤）に対する含有率（質量％）を示している。なお、表１の実施例１～８のグリース組成物は、添加剤として、有機酸金属塩およびアミン系酸化防止剤のみが配合されている。なお、表１および表２中のＤＤＰＡには、ジオクチルジフェニルアミンを用いた。また、表１下記の１）～９）は、表２においても同じである。
＜発塵試験＞
各グリース組成物をそれぞれ、接触形のシール部材を備える深溝玉軸受６９００（内径１０ｍｍ×外径２２ｍｍ×幅６ｍｍ）に封入して、試験用軸受を作製した。実施例８以外のシール部材には、可塑剤としてフタル酸エステル系可塑剤（フタル酸ジ－２－エチルヘキシル）を含むＮＢＲを使用し、実施例８のシール部材には、可塑剤としてトリメリット酸エステル系可塑剤（レオルーブＬＴＭ、ＦＭＣ製、４０℃における動粘度５３ｍｍ２／ｓ）を含むＮＢＲを使用した。得られた試験用軸受を、雰囲気温度１２０℃、６０００ｍｉｎ－１、２００時間で内輪回転させた。試験用軸受の軸方向両端にガラス板を配置し、軸受から飛散したグリース組成物を付着させた。発塵量は、試験後のガラス板の重量から試験前のガラス板の重量を差し引くことで求めた。発塵量の評価について、３ｍｇ以下を◎印、３ｍｇより大きく４ｍｇ以下を○印、４ｍｇより大きく６ｍｇ以下を△印、６ｍｇより大きいのを×印として表１および表２に併記する。
各グリース組成物をそれぞれ、接触形のシール部材を備える深溝玉軸受６９００（内径１０ｍｍ×外径２２ｍｍ×幅６ｍｍ）に封入して、試験用軸受を作製した。実施例８以外のシール部材には、可塑剤としてフタル酸エステル系可塑剤（フタル酸ジ－２－エチルヘキシル）を含むＮＢＲを使用し、実施例８のシール部材には、可塑剤としてトリメリット酸エステル系可塑剤（レオルーブＬＴＭ、ＦＭＣ製、４０℃における動粘度５３ｍｍ２／ｓ）を含むＮＢＲを使用した。得られた試験用軸受を、雰囲気温度１２０℃、６０００ｍｉｎ－１、２００時間で内輪回転させた。試験用軸受の軸方向両端にガラス板を配置し、軸受から飛散したグリース組成物を付着させた。発塵量は、試験後のガラス板の重量から試験前のガラス板の重量を差し引くことで求めた。発塵量の評価について、３ｍｇ以下を◎印、３ｍｇより大きく４ｍｇ以下を○印、４ｍｇより大きく６ｍｇ以下を△印、６ｍｇより大きいのを×印として表１および表２に併記する。
＜フレッチング摩耗試験＞
各グリース組成物についてボールオンディスク型往復動試験機を用いて、摩耗試験を行った。鋼材平板（２０ｍｍ角で厚さ５ｍｍ）型試験片に各グリース組成物を塗布し、ＳＵＪ２製の鋼球１個（７／１６ｉｎｃｈ）を９８Ｎの荷重で押し当て、振幅０．４７ｍｍ、振動数３０Ｈｚで８時間の微小往復摺動をさせた。この試験後の鋼材平板の摩耗深さ（μｍ）を測定した。摩耗深さの評価について、３μｍ以下を◎印、３μｍより大きく５μｍ以下を○印、５μｍより大きく１０μｍ以下を△印、１０μｍより大きいのを×印として表１および表２に併記する。
各グリース組成物についてボールオンディスク型往復動試験機を用いて、摩耗試験を行った。鋼材平板（２０ｍｍ角で厚さ５ｍｍ）型試験片に各グリース組成物を塗布し、ＳＵＪ２製の鋼球１個（７／１６ｉｎｃｈ）を９８Ｎの荷重で押し当て、振幅０．４７ｍｍ、振動数３０Ｈｚで８時間の微小往復摺動をさせた。この試験後の鋼材平板の摩耗深さ（μｍ）を測定した。摩耗深さの評価について、３μｍ以下を◎印、３μｍより大きく５μｍ以下を○印、５μｍより大きく１０μｍ以下を△印、１０μｍより大きいのを×印として表１および表２に併記する。
＜グリース寿命試験＞
各グリース組成物をそれぞれ、深溝玉軸受６２０４（内径２０ｍｍ、外径４７ｍｍ、幅１４ｍｍ）に１．８ｇ封入して、試験用軸受を作製した。得られた試験用軸受を、軸受外輪の外径部温度１８０℃、アキシアル荷重６７Ｎ、ラジアル荷重６７Ｎの条件下で、１００００ｍｉｎ－１の回転速度で回転させて、焼き付きに至るまでの時間を測定した。グリース寿命時間の評価について、３００時間以上を◎印、２３０時間以上３００時間未満を○印、１５０時間以上２３０時間未満を△印、１５０時間未満を×印として表１および表２に併記する。
各グリース組成物をそれぞれ、深溝玉軸受６２０４（内径２０ｍｍ、外径４７ｍｍ、幅１４ｍｍ）に１．８ｇ封入して、試験用軸受を作製した。得られた試験用軸受を、軸受外輪の外径部温度１８０℃、アキシアル荷重６７Ｎ、ラジアル荷重６７Ｎの条件下で、１００００ｍｉｎ－１の回転速度で回転させて、焼き付きに至るまでの時間を測定した。グリース寿命時間の評価について、３００時間以上を◎印、２３０時間以上３００時間未満を○印、１５０時間以上２３０時間未満を△印、１５０時間未満を×印として表１および表２に併記する。
なお、表１中の発塵量の評価について、実施例８は発塵量が２ｍｇ以下であり、他の◎印の試験例よりも、発塵性の面でより優れる結果になった。
表１および表２に示すように、ＰＡＯ油およびエーテル油を含み、所定の動粘度を有する基油と、脂肪族ジウレア化合物および脂環式ジウレア化合物を含む増ちょう剤と、有機酸金属塩とを組み合わせた実施例１～８は、いずれの試験でも良好な結果を示した。比較例２や比較例６と比べると、有機酸金属塩が、特に耐摩耗性やグリース寿命の向上に寄与していることが分かる。２０℃で固体の有機酸金属塩を添加することにより、基油の表面張力に影響せず、かつ、基油の供給が不足し、摩耗が懸念される場合に、有機酸金属塩が融解し、極圧剤として鋼表面を保護するためと考えられる。有機酸金属塩として、発塵量の面ではステアリン酸金属塩がより良好な結果を示し（実施例１、４、６、７）、耐摩耗性の面ではナトリウム塩がより良好な結果を示した（実施例４、５）。
添加剤としてＺｎＤＴＰを添加した比較例１、比較例４、比較例１０は耐摩耗性やグリース寿命は比較的良好であったものの、発塵量が増大する結果になった。別途、ＪＩＳ Ｋ２２４１に準拠した表面張力試験を行ったところ、４０℃における動粘度が４７ｍｍ２／ｓのＰＡＯ油単体の表面張力が２９．８ｍＮ／ｍであったのに対して、該ＰＡＯ油に対してＺｎＤＴＰを２質量％添加した試験油の表面張力は２６ｍＮ／ｍであった。この結果より、ＺｎＤＴＰを添加することで発塵量が増大した原因としては、表面張力の減少が考えられる。ＴＣＰの場合も同様に表面張力が減少した結果、発塵量が増大したと考えられる（比較例３）。
また、シール部材として、トリメリット酸エステル系可塑剤を含むＮＢＲを使用した場合（実施例８）、フタル酸エステル系可塑剤を含むＮＢＲを使用した場合（実施例３）に比べて発塵量が減少した。フタル酸エステル系可塑剤に比べて、トリメリット酸エステル系可塑剤の方が低揮発性（高沸点）であり、その結果、可塑剤自体の蒸発が抑えられ、発塵量が減少したと考えられる。このように、耐熱ＮＢＲのシール部材により低発塵性が向上している。
以上より、本発明のグリース組成物は、所定の基油および所定の増ちょう剤の組み合わせ、具体的には、耐熱性に優れ表面張力が大きい基油、所定の増ちょう剤、低揮発／離油となる組合せに、２０℃で固体の有機酸金属塩を添加することにより、基油の表面張力に影響せず、かつ、基油の供給が不足し、摩耗が懸念される場合に、有機酸金属塩が融解し、極圧剤として鋼表面を保護できる。
本発明のグリース組成物は、耐摩耗性や寿命の低下を抑えつつ、低発塵性を実現できるので、特に低発塵性が要求されるサーボモータやエンコーダなどの回転電気機械用転がり軸受に好適に利用できる。
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
８ａ、８ｂ 開口部
１１ サーボモータ
１２ ロータ
１３ ステータ
１４ シャフト
１５ エンコーダ
１６ 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
８ａ、８ｂ 開口部
１１ サーボモータ
１２ ロータ
１３ ステータ
１４ シャフト
１５ エンコーダ
１６ 転がり軸受
Claims (6)
- 基油と増ちょう剤とを含むグリース組成物であって、
前記基油が、合成炭化水素油とエーテル油を含み、４０℃における動粘度が１２０ｍｍ２／ｓ以上の混合油であり、
前記増ちょう剤は、脂肪族ジウレア化合物および脂環式ジウレア化合物であり、前記基油と前記増ちょう剤との合計量１００質量部に対して１２質量部～１５質量部含まれ、
前記グリース組成物は、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定される混和ちょう度が２００～２４０であり、２０℃で固体の有機酸金属塩を含むことを特徴とするグリース組成物。 - 前記有機酸金属塩が、ナトリウム塩またはカルシウム塩であることを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。
- 前記有機酸金属塩が、炭素数２～１８の有機カルボン酸の金属塩であり、
前記グリース組成物は、分子構造内に硫黄およびリンを含む添加剤を含まないことを特徴とする請求項１または請求項２記載のグリース組成物。 - 前記グリース組成物はアミン系酸化防止剤を更に含み、該アミン系酸化防止剤がＮ－フェニル－Ｎ’－イソプロピル－ｐ－フェニレンジアミンであることを特徴とする請求項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。
- 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、前記内輪および外輪の軸方向両端の開口部に設けられたシール部材と、軸受内空間に封入されるグリース組成物とを有する転がり軸受であって、
前記グリース組成物が請求項１から請求項４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。 - 前記転がり軸受が回転電気機械用軸受であることを特徴とする請求項５記載の転がり軸受。
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