JP3572987B2

JP3572987B2 - Rolling bearing

Info

Publication number: JP3572987B2
Application number: JP7963699A
Authority: JP
Inventors: 賢一磯; 豊寿山本; 淳小田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: JP2000273478A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転がり軸受に関し、特に潤滑剤組成物を用い、自動車の電装部品，エンジン補機であるオルタネータや中間プーリー，カーエアコン用電磁クラッチなど高温高速高荷重条件下において好適に使用される転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の如く、自動車の電装部品、エンジン補機であるオルタネータや中間プーリー、カーエアコン用電磁クラッチなどには、一般に転がり軸受が使用されており、その潤滑には主としてグリースが使用されている。
【０００３】
また、自動車は小型軽量化を目的としたＦＦ車の普及により、更には移住空間拡大の要望により、エンジンルーム空間の減少を余儀なくされ、前述したような電装部品、エンジン補機の小型軽量化がいっそう進められている。そのため、前記各部品にも高性能高出力化がますます求められている。
【０００４】
しかし、小型化により出力の低下分は避けられず、例えばオルタネータやカーエアコン用電磁クラッチでは、高速化することにより出力の低下分を補っており、それに伴って中間プーリーも同様に高速化することになる。さらに、静粛性向上の要望によりエンジンルームの密封化が進み、エンジンルーム内の高温化が促進されるため、前記各部品は高温にも耐えることが必要となっている。現在、前記各部品に使用されている転がり軸受用グリースとして、主に合成油を基油とし増ちょう剤にウレア化合物を配合しており、ウレア−合成油系グリースは１７０〜１８０℃の条件までは、軸受潤滑寿命が長く十分使用可能である。
【０００５】
しかし、最近では特に使用温度が高くなる傾向にあり、例えばあるオルタネータではラジエータの冷却水によりオルタネータ内部の発熱を冷却させるため、軸受温度が２００℃以上になることがある。ところで、ウレア−合成油系グリースは２００℃前後で使用すると基油の蒸発が激しくなりグリースが硬化したり、時には増ちょう剤が破壊され軟化するため、早期に焼き付けを生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のウレア−合成油グリースでは、２００℃以上の使用が困難であるため、さらなる向上には応え得るものではない。
【０００７】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、潤滑性組成物が液体フッ素化ポリマー油からなる基油と増ちょう剤との混合物であるグリース組成物であり、前記液体フッ素化ポリマー油の４０℃における粘度が１０〜４００ｍｍ^２／ｓｅｃであることにより、２００℃前後の高温下で優れた耐焼付き性を備えた転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、潤滑性組成物が液体フッ素化ポリマー油からなる基油と増ちょう剤との混合物であるグリース組成物を封入した転がり軸受であって、
前記液体フッ素化ポリマー油の４０℃における粘度が１０〜４００ｍｍ^２／ｓｅｃであり、
前記液体フッ素化ポリマー油は、下記化２に挙げられる一般式（３）あるいは（４）に示す側鎖構造をもち、
前記増ちょう剤は、ポリテトラフルオロエチレン単独で、
前記グリース組成物の混和ちょう度はＮＬＧＩに規定された等級でＮｏ．１〜３であり、
高温高速下で使用される自動車の電装部品、エンジン補機であるオルタネータや中間プーリー、カーエアコン用電磁クラッチのいずれかに使用されることを特徴とする転がり軸受である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の転がり軸受について更に詳しく説明する。
＜基油＞
本発明において使用される基油は、上述したように、下記化２に挙げられる一般式（３）あるいは（４）に示す側鎖構造をもつフッ素化ポリマー油である。
【００１０】
【化２】

【００１１】
また、フッ素化ポリマー油の基油粘度は、好ましくは４０℃における粘度が１０〜４００ｍｍ^２／ｓｅｃ、より好ましくは４０℃における粘度が１３〜３２０ｍｍ^２／ｓｅｃ、更に好ましくは４０℃における粘度が１５〜２７０ｍｍ^２／ｓｅｃ、である。
【００１２】
ここで、４０℃における粘度が４００ｍｍ^２／ｓｅｃを超えると、攪拌抵抗が大きくなり、発熱が大きくなるため転がり軸受の各要素（内輪、外輪、転動体）が膨張して内部隙間が減少し、異常磨耗や焼付けを生じる恐れがある。また、４０℃における粘度が１０ｍｍ^２／ｓｅｃ未満であると、十分な油膜を生ぜず、金属接触を引き起こし焼きつく恐れがある。
【００１３】
＜増ちょう剤＞
本発明において、増ちょう剤はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であればすべて良く、球形、多面体（立方体や直方体）や極端には針状でも構わない。これらのＰＴＦＥ樹脂は単独または混合物として用いることができる。増ちょう剤の量は、本発明に適するような流動性を持たせるため、グリースの混和ちょう度がＮＬＧＩに規定された等級でＮｏ．１〜３となるような量が好ましい。
【００１４】
＜添加剤＞
本発明において、添加剤は平均粒径０．０５μｍ〜２０μｍの層状鉱物粉末や０．０２μｍ〜１μｍの超微粒子、０．０５μｍ〜２０μｍの層状非金属粉末であれば良く、単独でも２種以上を組み合わせても良い。具体的には、以下の通りである。
【００１５】
（１）前記添加剤の界面が、疏水化用界面活性剤により疏水化処理されていこと、
（２）前記層状鉱物粉末が、雲母系鉱物、バーミキュライト系鉱物およびモンモリトナイト系鉱物からなる群より選ばれる少なくとも１つであること、
（３）前記層状鉱物粉末が、リチウムイオンおよびナトリウムイオンの少なくとも一方を層間イオンとして含有すること、
（４）前記超微粒子が、無機物質からなる超微粒子、あるいは有機物質からなる超微粒子であること、
（５）無機物質からなる前記超微粒子が、ダイヤモンド（ＣＤ）、表面がグラファイトで構成されたダイヤモンド微粒子、フラーレン（Ｃ_６０）、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコニア（ＺｒＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の中から選ばれる少なくとも一つであること、
（６）無機物質からなる前記超微粒子の平均粒径が０．１μｍ以下の範囲内にあること、
（７）有機物質からなる前記超微粒子が三次元の網状構造を有するポリマーからなること、
（８）前記有機超微粒子が前記基油に対して膨潤性を有すること、
（９）前記有機超微粒子が球状であること、
（１０）前記有機超微粒子の平均粒径が２０ｎｍ〜１μｍの範囲内にあること、
（１１）アミノ酸化合物（Ｎ−ラウロ・Ｌ−リジン）、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）、フッ化炭素、フッ化ピッチ、フッ化黒鉛、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）からなる群から選ばれる化合物からなること。
【００１６】
＜製法＞
本発明の転がり軸受用グリース組成物は、基油に増ちょう剤を加え、加熱、攪拌して得られる半個体状の生成物に除冷後、添加剤を加え、ロールミル等により均一に混合することにより得られる。加熱温度や攪拌・混合時間などの製造条件は、使用する基油や増調剤、添加剤などにより適宜設定される。
【００１７】
【実施例】
以下に、実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
（高温焼付け寿命試験）
内径１７ｍｍ、外径４７ｍｍ、幅１４ｍｍの接触ゴムシール付き深溝玉軸受にグリースを軸受空間容積の３０％を封入し、内輪回転速度が１７０００ｒｐｍ、軸受外輪温度２００℃、ラジアル荷重５００ｋｇｆの条件で軸受を連続回転させた。そして、軸受外輪温度が２２０℃以上に上昇したとき焼付けとし、試験を終了した。試験数は各グリースとも４例行なった。比較例１の基油動粘度が１００ｍｍ^２／ｓｅｃ、４０℃の時の寿命時間を１とし、相対比較を行なった。
【００１８】
下記表１は、実施例１、２及び比較例１、２における増ちょう剤の種類、基油の種類、基油動粘度及び添加剤の種類について示す。また、表１における基油１、基油２、基油３は、夫々上記化の一般式（３）、下記化３の一般式（５）、（６）に示す。【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
【表１】

【００１９】
【表１】

【００２０】
【化３】

【００２１】
図１は、上記実施例１、２及び比較例１、２における基油動粘度（ｍｍ^２／ｓｅｃ）と相対寿命との関係を示す。図１より、実施例１、２の場合の相対寿命は、比較例１と比べ大きいことが明らかである。但し、実施例１において、基油動粘度が夫々６ｍｍ^２／ｓｅｃ、４４０ｍｍ^２／ｓｅｃの場合は、本発明の特許請求の範囲から外れるため、好ましい相対寿命が得られない。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、潤滑性組成物が液体フッ素化ポリマー油からなる基油と増ちょう剤との混合物であるグリース組成物であり、前記液体フッ素化ポリマー油の４０℃における粘度が１０〜４００ｍｍ^２／ｓｅｃであることにより、２００℃前後の高温下で優れた耐焼付き性を備えた転がり軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例１、２及び比較例１、２における基油動粘度と相対寿命との関係を示す特性図を示す。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling bearing, and more particularly to a rolling bearing which uses a lubricant composition and is preferably used under high-temperature, high-speed, and high-load conditions, such as an electrical component of an automobile, an alternator, an intermediate pulley, and an electromagnetic clutch for a car air conditioner. About.
[0002]
[Prior art]
As is well known, rolling bearings are generally used for electric components of automobiles, alternators and intermediate pulleys as engine accessories and electromagnetic clutches for car air conditioners, and grease is mainly used for lubrication.
[0003]
In addition, the spread of FF vehicles for the purpose of reducing the size and weight of automobiles, and the demand for expansion of the immigration space, forced the reduction of the engine room space, and the reduction in the size of electrical components and engine accessories as described above. It is going further. Therefore, high performance and high output are also required for the components.
[0004]
However, the reduction in output is unavoidable due to miniaturization.For example, in the case of alternators and electromagnetic clutches for car air conditioners, the reduction in output is compensated for by increasing the speed, and the speed of the intermediate pulley is also increased accordingly. become. Furthermore, since the demand for improved quietness increases the sealing of the engine room and promotes a high temperature in the engine room, it is necessary that each of the above components withstands high temperatures. At present, as a grease for rolling bearings used in each of the above components, a urea compound is blended with a thickener mainly using a synthetic oil as a base oil, and a urea-synthetic oil-based grease has a temperature of 170 to 180 ° C. Has a long bearing lubrication life and can be used sufficiently.
[0005]
However, recently, the service temperature has tended to be particularly high. For example, in some alternators, since the heat generated inside the alternator is cooled by cooling water of the radiator, the bearing temperature may be 200 ° C. or higher. By the way, when the urea-synthetic oil-based grease is used at around 200 ° C., the base oil evaporates violently, and the grease is hardened, or sometimes the thickener is broken and softened, so that it is baked at an early stage.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, conventional urea-synthetic oil grease is difficult to use at 200 ° C. or higher, and therefore cannot respond to further improvement.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a grease composition in which the lubricating composition is a mixture of a base oil composed of a liquid fluorinated polymer oil and a thickener, wherein the liquid fluorinated polymer oil is An object of the present invention is to provide a rolling bearing having excellent seizure resistance at a high temperature of about 200 ° C. when the viscosity at 40 ° C. is 10 to 400 mm ² / sec.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a rolling bearing enclosing a grease composition in which a lubricating composition is a mixture of a base oil composed of a liquid fluorinated polymer oil and a thickener,
The liquid fluorinated polymer oil has a viscosity at 40 ° C. of 10 to 400 mm ² / sec ,
The liquid fluorinated polymer oil has a side chain structure represented by the following general formula (3) or (4),
The thickener is polytetrafluoroethylene alone,
The mixing penetration of the grease composition is the grade specified by NLGI. 1-3
Rolling bearings characterized by being used for electrical components of automobiles used under high temperature and high speed, alternators and intermediate pulleys as engine accessories, and electromagnetic clutches for car air conditioners .
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the rolling bearing of the present invention will be described in more detail.
<Base oil>
As described above, the base oil used in the present invention is a fluorinated polymer oil having a side chain structure represented by the following general formula (3) or (4).
[0010]
Embedded image

[0011]
Further, the viscosity of the base oil of the fluorinated polymer oil is preferably 10 to 400 mm ² / sec at 40 ° C., more preferably 13 to 320 mm ² / sec at 40 ° C., and still more preferably 15 to 320 mm ² / sec. ２270 mm ² / sec.
[0012]
Here, if the viscosity at 40 ° C. exceeds 400 mm ² / sec, the stirring resistance increases and the heat generation increases, so that each element (the inner ring, the outer ring, and the rolling element) of the rolling bearing expands and the internal gap decreases, Abnormal wear and seizure may occur. On the other hand, if the viscosity at 40 ° C. is less than 10 mm ² / sec, a sufficient oil film is not generated, causing metal contact and burning.
[0013]
<Thickener>
In the present invention, the thickener may be any polytetrafluoroethylene (PTFE), and may be spherical, polyhedral (cubic or rectangular), or extremely needle-like. These PTFE resins can be used alone or as a mixture. The amount of the thickener is set so that it has fluidity suitable for the present invention, and the mixing consistency of the grease is the grade specified in NLGI. An amount such as to be 1 to 3 is preferable.
[0014]
<Additives>
In the present invention, the additive may be a layered mineral powder having an average particle diameter of 0.05 μm to 20 μm, ultrafine particles of 0.02 μm to 1 μm, or a layered nonmetallic powder of 0.05 μm to 20 μm. They may be combined. Specifically, it is as follows.
[0015]
(1) the interface of the additive is subjected to a hydrophobic treatment with a hydrophobic surfactant;
(2) the layered mineral powder is at least one selected from the group consisting of a mica-based mineral, a vermiculite-based mineral, and a montmorillonite-based mineral;
(3) the layered mineral powder contains at least one of lithium ions and sodium ions as interlayer ions;
(4) the ultrafine particles are ultrafine particles made of an inorganic substance or ultrafine particles made of an organic substance;
(5) The ultrafine particles made of an inorganic substance are diamond (CD), diamond fine particles having a surface made of graphite, fullerene (C ₆₀ ), silicon oxide (SiO ₂ ), titanium oxide (TiO ₂ ), zirconia oxide ( ZrO), at least one selected from magnesium oxide (MgO),
(6) the average particle diameter of the ultrafine particles made of an inorganic substance is within a range of 0.1 μm or less;
(7) the ultrafine particles made of an organic substance are made of a polymer having a three-dimensional network structure;
(8) the organic ultrafine particles have a swelling property with respect to the base oil;
(9) the organic ultrafine particles are spherical;
(10) the average particle diameter of the organic ultrafine particles is in the range of 20 nm to 1 μm;
(11) a compound selected from the group consisting of amino acid compounds (N-lauro-L-lysine), melamine cyanurate (MCA), carbon fluoride, pitch fluoride, graphite fluoride, and hexagonal boron nitride (hBN) thing.
[0016]
<Production method>
The grease composition for a rolling bearing of the present invention is obtained by adding a thickener to a base oil, heating and decooling a semi-solid product obtained by stirring, adding an additive, and uniformly mixing with a roll mill or the like. It can be obtained by: Manufacturing conditions such as heating temperature and stirring / mixing time are appropriately set depending on the base oil, the tonic, the additive and the like to be used.
[0017]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
(High temperature baking life test)
Grease is sealed in a deep groove ball bearing with an inner diameter of 17 mm, an outer diameter of 47 mm, and a width of 14 mm with a contact rubber seal at 30% of the bearing space volume. Rotated. Then, when the temperature of the outer ring of the bearing rose to 220 ° C. or higher, the baking was performed, and the test was terminated. The number of tests was 4 for each grease. Relative comparison was performed with the base oil kinematic viscosity of Comparative Example 1 set to 100 mm ² / sec and the life time at 40 ° C. as 1.
[0018]
Table 1 below shows types of thickeners, types of base oils, kinematic viscosities of base oils and types of additives in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 . Base oil 1, base oil 2, and base oil 3 in Table 1 are shown in general formula (3) of the above formula and general formulas (5) and (6) of the following chemical formula 3, respectively. [Procedure amendment 5]
[Document name to be amended] Description [Item name to be amended] 0019
[Correction method] Change [Contents of correction]
[0019]
[Table 1]

[0019]
[Table 1]

[0020]
Embedded image

[0021]
FIG. 1 shows the relationship between the base oil kinematic viscosity (mm ² / sec) and the relative life in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 . From FIG. 1, it is clear that the relative lifespans of Examples 1 and 2 are longer than Comparative Example 1. However, in Example 1, when the kinematic viscosity of the base oil is 6 mm ² / sec and 440 mm ² / sec, respectively, it falls outside the scope of the claims of the present invention, so that a preferable relative life cannot be obtained.
[0022]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, the lubricating composition is a grease composition that is a mixture of a base oil composed of a liquid fluorinated polymer oil and a thickener, and the liquid fluorinated polymer oil at 40 ° C. When the viscosity is from 10 to 400 mm ² / sec, a rolling bearing having excellent seizure resistance at a high temperature of about 200 ° C. can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a characteristic diagram showing the relationship between base oil kinematic viscosity and relative life in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 of the present invention.

Claims

A rolling bearing in which a lubricating composition encapsulates a grease composition which is a mixture of a base oil composed of a liquid fluorinated polymer oil and a thickener,
The liquid fluorinated polymer oil has a viscosity at 40 ° C. of 10 to 400 mm ² / sec ,
The liquid fluorinated polymer oil has a side chain structure represented by the following general formula (1) or (2),

The thickener is polytetrafluoroethylene alone,
The mixing penetration of the grease composition is the grade specified by NLGI. 1-3
A rolling bearing characterized by being used for an electrical component of a vehicle used at high temperature and high speed, an alternator or an intermediate pulley as an engine accessory, or an electromagnetic clutch for a car air conditioner .

As an additive, a layered mineral powder having an average particle diameter of 0.05 to 20 μm, ultrafine particles of 0.02 to 1 μm, and a layered nonmetallic powder of 0.05 to 20 μm are used alone or in combination of two or more. The rolling bearing according to claim 1, wherein: