JP4296611B2 - Rolling device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転動装置に係り、特に潤滑剤組成物を用いた転動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、転がり軸受や直動装置等の転動装置においては、鉱油やポリαオレフィン油等の潤滑油やグリース等の潤滑剤を循環或いは転動装置内部に封入することにより、転動体及び転動体と接触する部材の摩耗等が防止されている。
【0003】
このような転動装置は、通常の使用条件下では問題無く使用されるが、高温、真空、或いは高速条件下で駆動した場合、潤滑剤の転動装置外部への飛散や、蒸発によるガスの発生を生じ、転動装置の外部環境を汚染してしまう。そのため、クリーンルームで使用される装置、例えば、半導体製造装置、液晶パネル製造装置、及びハードディスク製造装置等のように清浄な環境を必要とする装置や、高温、真空条件下で使用される装置では、フッ素系グリースが転動装置の潤滑剤として多用されてきた。
【0004】
このフッ素系グリースは、液体フッ素化ポリマー油からなる基油及び固体フッ素化ポリマーからなる増粘剤との混合物であって、極めて揮発性が低く、転動装置外部に飛散する潤滑剤の量、すなわち発塵量が比較的少ない。したがって、転動装置の外部環境の汚染は、比較的生じにくい。
【0005】
しかしながら、このフッ素系グリースは、鉱油やポリαオレフィン油等の潤滑油を用いたグリースに比べて流動性に乏しく、潤滑特性に劣っている。そのため、転動装置の作動により、転動体及び転動体と接触する部材等での摩耗が生じやすい。このような摩耗は、特に、半導体や液晶パネル製造装置等の位置決め装置に使用される直動装置においては、位置決め精度が低下するため深刻である。
【0006】
また、上述の摩耗に伴って生成される摩耗粉は、潤滑剤中に混入して、トルクの増大や焼付きを比較的短時間で生じさせる。そのため、トルクの増大による発熱やモータへの過負荷等の問題を生じてしまう。
【0007】
近年、半導体や液晶パネルの製造装置等では、処理速度が高速化されており、転動装置にも高速での作動が要求されている。そのため、このような転動装置においては、上述の潤滑剤の飛散による発塵や摩耗によるトルクの増大がさらに生じ易くなり、発塵性を低減させること及びトルク寿命を向上させることが求められている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、発塵量が少なく、優れたトルク寿命を有する転動装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転運動または直線運動可能な可動子、この可動子を支持する支持体、これら可動子と支持体との間に介在し、前記可動子の運動に伴って転動する転動体、及びこの転動体が転動する前記可動子と支持体との間に配置された潤滑剤組成物を具備し、前記潤滑剤組成物は、膨潤性を有する雲母とポリテトラフルオロエチレンとを含有した増粘剤と、液体フッ素化ポリマー油からなる基油とのグリース状の混合物であり、前記雲母の平均粒径は0.1μm〜10μmであり、前記潤滑剤組成物に占める前記雲母の含有率は0.1重量%〜25重量%であることを特徴とする転動装置を提供する。
【0012】
本発明において、好ましい態様とは、
(1)前記潤滑剤組成物が、前記増粘剤を0.1重量%〜45重量%の含有率で含有し、前記基油を55重量%〜95重量%の含有率で含有すること、
(2)前記増粘剤の界面が、疎水化用界面活性剤により疎水化処理されること、
(3)前記層状鉱物粉末が、リチウムイオン及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)前記潤滑剤組成物が、前記層状鉱物粉末を1重量%〜45重量%の含有率で含有すること、
(5)前記潤滑剤組成物が、前記層状鉱物粉末を3重量%〜45重量%の含有率で含有すること、
(6)前記層状鉱物粉末の平均粒径が0.05μm〜20μmの範囲内にあること、
(7)前記無機物質からなる超微粒子が、ダイヤモンド粒子、表面がグラファイトで構成されたダイヤモンド粒子、フラーレン(C60)粒子、酸化シリコン(SiO2 )粒子、酸化チタン(TiO2 )粒子、酸化ジルコニア(ZrO)粒子、及び酸化マグネシウム(MgO)粒子からなる群より選ばれる少なくとも1つの粒子であること、
(8)前記潤滑剤組成物が、前記無機物質からなる超微粒子を0.1重量%〜40重量%の含有率で含有すること、
(9)前記潤滑剤組成物が、前記無機物質からなる超微粒子を0.5重量%〜30重量%の含有率で含有すること、
(10)前記無機物質からなる超微粒子の平均粒径が0.1μm以下であること、
(11)前記潤滑剤組成物が、パーフルオロポリエーテル骨格を主鎖として有しかつ前記主鎖の一端或いは両端に極性基を有する分子量が10,000以下である油状化合物を0.5重量%〜10重量%含有すること、
(12)前記潤滑剤組成物が、分子量が10,000以下であるパーフルオロポリエーテル系カルボン酸を0.5重量%〜10重量%含有することである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてより詳細に説明する。
本発明の第1〜第3の実施形態に係る転動装置は、転がり軸受や直動装置等として用いられる。ここで直動装置とは、ボールねじ装置等の直動駆動装置やリニアガイド等の直動案内装置を意味する。これら転がり軸受及び直動装置等は、いずれも、支持体上に転動体を介して可動子が保持され、支持体と可動子との間に潤滑剤組成物が配置された構成を有している。以下、本発明の第1〜第3の実施形態に係る転動装置を、転がり軸受、直動駆動装置、及び直動案内装置に適用した場合について説明する。
【0014】
本発明の第1〜第3の実施形態に係る転動装置が転がり軸受として用いられた場合、支持体として、円筒状の外輪が用いられ、可動子として、外輪の内径よりも小さな外径を有する内輪が用いられる。また、この転がり軸受においては、内輪と外輪とが同軸上に配置され、内輪の外周部及び外輪の内周部にはそれぞれ溝状の軌道が設けられている。内輪と外輪との間隙には、転動体が内輪及び外輪のそれぞれの軌道上を転動するように配置され、さらに転動体等の摩耗等を防止するために潤滑剤組成物が配置されて構成されている。
【0015】
この転がり軸受において、内輪は、外部からの力により外輪に対して相対的に回転移動し、軸方向へは移動しない。したがって、転動体は球状のボールであってもよく、また円柱状や円錐状等のころであってもよい。
【0016】
本発明の第1〜第3の実施形態に係る転動装置が直動駆動装置として用いられた場合、支持体として、側壁にねじ溝が設けられたねじ軸が用いられる。可動子としては、ねじ軸と対向する面にねじ溝が設けられたナットが用いられ、転動体はねじ軸とナットのねじ溝との間に転動可能に配置される。
【0017】
したがって、ナットの回転を抑制し、ねじ軸を回転させることにより、転動体がねじ軸の軸方向へと移動するため、ナットをねじ軸の軸方向へと移動させることができる。なお、この直動駆動装置において、転動体は球状であり、ナットは、そのねじ溝内で転動体が循環するように構成されている。
【0018】
次に、本発明の第1〜第3の実施形態に係る転動装置が直動案内装置として用いられた場合について説明する。直動案内装置において、支持体としては、側壁にねじ溝等が設けられていない案内軸が用いられ、可動子としては、案内軸の軸方向に移動可能なスライダが用いられる。この直動案内装置においては、スライダが外部からの力により案内軸に対しその軸方向に移動可能となるように、転動体はスライダと案内軸との間に転動可能に設けられるが、スライダまたは案内軸に埋め込まれるように設けられてもよい。
【0019】
以上説明した転動装置は、潤滑剤組成物が異なること以外は一般的な転動装置と同様にして構成される。したがって、支持体、転動体、及び可動子に用いられる材料には一般に使用される材料を用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、軸受鋼及びステンレス鋼等の金属鋼、窒化珪素(Si34 )、炭化珪素(SiC)、サイアロン(Sialon)、部分安定化ジルコニア(ZrO2 )、及びアルミナ(Al23 )等のセラミックスを挙げることができる。これら材料は、単独で、或いは組み合わせて用いることができる。
【0020】
次に、本発明の第1〜第3の実施形態に係る転動装置で用いられる潤滑剤組成物について説明する。本発明の転動装置で用いられる潤滑剤組成物は、転動体の転がり接触面や、可動子と支持体との間の滑り接触面での摩耗の防止及び接触抵抗を低減するために、可動子と支持体との間に配置される。以下、第1〜第3の実施形態に係る転動装置において用いられる潤滑剤組成物について順次説明する。
【0021】
本発明の第1の実施形態に係る転動装置において用いられる潤滑剤組成物は、層状鉱物粉末を含有する増粘剤と液体フッ素化ポリマー油からなる基油とで構成される。増粘剤に含まれる層状鉱物粉末としては、黒鉛や六方晶窒化ホウ素等のような層状の結晶構造を有する、雲母系鉱物、バーミキュライト系鉱物、及びモンモリロナイト系鉱物の粉末が用いられる。
【0022】
上述の層状鉱物に共通する物理的特性を、雲母を例に説明する。雲母の主成分はSiO2 であり、成分中の40〜50%を占めている。雲母結晶中でSiは酸素四面体に配位しており、Si−O4 の結合は非常に強固である。雲母結晶は、この四面体で構成される1対の層と、この1対の層の間に配置されAl3+、Fe2+、Mg2+等の八面体配位をとるイオンとで構成されるタブレットと呼ばれるサンドイッチ層を積層した層状構造を有している。このタブレット間には、層間イオンと呼ばれるアルカリ金属或いはアルカリ土類金属イオンが配置され、層間イオンと酸素原子とはイオン結合している。しかしながら、この層間イオン−酸素原子間のイオン結合は非常に弱い。そのため、雲母は、層間イオンが形成する平面で剥がれ易いのである。
【0023】
このように、本発明の第1の実施形態に係る転動装置で用いられる層状鉱物は、タブレット間での結合力が弱く、せん断力が加えられた場合、層間イオンが形成する平面で容易にへき開する。したがって、上記層状鉱物を潤滑剤組成物に用いることにより、転動体、可動子、及び支持体の転がり接触面及び滑り接触面での摩擦係数が低減される。すなわち、接触面での摩耗を抑制し、トルクの増大や焼付きを防止することができる。
【0024】
以上説明したように、本発明の第1の実施形態に係る転動装置においては、上記潤滑剤組成物が用いられているため、長期にわたり良好な潤滑状態が維持される。すなわち、本発明の第1の実施形態によると、発塵量が少なく、長いトルク寿命を有する転動装置が提供されるのである。
【0025】
上記潤滑剤組成物に用いられる増粘剤は、上述したように、雲母系鉱物、バーミキュライト系鉱物、及びモンモリロナイト系鉱物の少なくとも1つの層状鉱物粉末を含んでいる。上記雲母系鉱物の化学組成は、一般式XMg2 Li(Y410)Z2 或いはXMg2.5 (Y410)Z2 で示され、バーミキュライト系鉱物の化学組成は、一般式X2/3 Mg7/3 Li2/3 (Y410)Z2 で示され、モンモリロナイト系鉱物の化学組成は、一般式X1/3 Mg8/3 Li1/3 (Y410)Z2 で示される。なお、上記一般式で、XはK、NaまたはLiを示し、YはSiまたはGeを示し、ZはFまたはOHを示す。
【0026】
上記層状鉱物は、層間イオンとしてリチウムイオン及びナトリウムイオンの少なくとも一方を含有するものであることが好ましい。このようなイオン半径の小さな層間イオンを含有する雲母系鉱物、バーミキュライト系鉱物、及びモンモリロナイト系鉱物は、水や油等の各種溶媒中に混合すると、結晶層間に溶媒をとり込んで膨れ上がる、すなわち膨潤する。
【0027】
潤滑剤組成物を、このような膨潤性を有する層状鉱物粉末と基油とを混合して調製した場合、基油の一部は上記層状鉱物粉末にとり込まれる。したがって、このような潤滑剤組成物を用いることにより、上記接触面で基油が不足している場合は基油を供給することができる。また、接触面で基油が過剰に存在する場合は上記層状鉱物粉末中に基油を取り込むことができる。そのため、接触面に常に適切な量の基油を供給することができ、その結果、さらに良好なトルク寿命を得ることが可能となり、かつ転動装置の作動時に基油が飛散するのを効果的に防止することが可能となる。
【0028】
また、上記層状鉱物粉末は、界面を疎水化用界面活性剤で疎水化処理して用いられることが好ましい。このように界面を疎水化することにより、水のとり込みを防止し、基油を選択的にかつ効率的にとり込むことができる。したがって、より長期間にわたり良好な潤滑状態を維持することができ、転動装置のトルク寿命を改善するとともに、発塵量をさらに低減することができる。
【0029】
この疎水化処理に用いられる疎水化用界面活性剤は、8個以上の炭素原子を有するアルキル基を含む疎水化用界面活性剤であれば特に制限されないが、アンモニウム塩化合物や、−NH2 基、−OH基、及び−COOH基等の官能基を有するアルキルアミン系界面活性剤を用いることができる。
【0030】
以上説明した層状鉱物粉末は、潤滑剤組成物に対して0.1重量%〜45重量%含有されることが好ましく、1重量%〜45重量%含有されることがより好ましく、3重量%〜45重量%含有されることが最も好ましい。層状鉱物粉末の含有率が下限値未満の場合、潤滑性を向上する、及び潤滑剤の漏れや飛散を抑制する効果を得ることができない場合がある。また、含有率が上限値を超えると、基油の混合量が減少して潤滑剤組成物の粘度が過剰に高くなるため、十分な潤滑性が得られず、比較的短時間で上記摩耗が生じトルクが増大するおそれがある。
【0031】
また、この層状鉱物粉末は、平均粒径が0. 05μm〜20μmであることが好ましく、0.1μm〜10μmであることがより好ましい。平均粒径が下限値未満の場合、基油等と混合して潤滑剤組成物を調製する際に、粉末粒子同士の凝集が生じ二次粒子が生成されるため、分散性が低下する場合がある。一方、平均粒径が上限値を超える場合、転がり接触面または滑り接触面に侵入しにくくなる、或いはかみ込んだりするため、転動装置のトルクが大幅に増大し、場合によっては転動装置が動作不能となるおそれがある。
【0032】
本発明の第1の実施形態に係る転動装置で用いられる増粘剤は、上述の層状鉱物粉末の他に、さらに固体フッ素化ポリマーを含有することができる。この固体フッ素化ポリマーとしては、ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEという)、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロペンとのコポリマー、テトラフルオロエチレンとペルフルオロプロピルポリビニルエーテルとのコポリマー、及びこれらポリマーの混合物等を挙げることができる。
【0033】
以上説明した増粘剤は、潤滑剤組成物に対し5重量%〜45重量%含有されることが好ましく、15重量%〜40重量%含有されることがより好ましい。含有率が下限値未満の場合、潤滑性を向上する、及び潤滑剤の漏れや飛散を抑制する効果を得ることができない場合がある。また、上限値を超えると、基油の混合量が減少して潤滑剤組成物の粘度が過剰に高くなるため、十分な潤滑性が得られず、比較的短時間で異常摩耗が生じトルクが増大してしまう。
【0034】
本発明の第1の実施形態に係る転動装置で用いられる基油は、液体フッ素化ポリマー油であれば特に限定されないが、パーフルオロポリエーテル(以下、PFPEという)、トリフルオロエチレンのテロマー、及びフルオロシリコーンポリマー等を挙げることができる。この基油は、潤滑剤組成物に対し55重量%〜95重量%の含有率で含有されることが好ましい。基油の含有率が下限値未満の場合、上述のトルクの増大が短期間で生じ、上限値を超える場合、潤滑剤の漏れや飛散を抑制する効果を得ることができない場合がある。
【0035】
次に、本発明の第2の実施形態に係る転動装置において用いられる潤滑剤組成物について説明する。
本発明の第2の実施形態に係る転動装置において用いられる潤滑剤組成物は、無機物質からなる超微粒子を含有する増粘剤と液体フッ素化ポリマー油からなる基油とで構成される。なお、第2の実施形態に係る転動装置において、基油としては、第1の実施形態において説明したのと同様の液体フッ素化ポリマー油を使用することができる。
【0036】
第2の実施形態に係る転動装置において増粘剤中に含有される超微粒子は、粒径が小さくかつ丸みを帯びた表面形状を有している。このような超微粒子を含有する潤滑剤組成物を用いた場合、転動装置の作動時に上記超微粒子が転動体、可動子、及び支持体の転がり接触面及び滑り接触面上を転動する、所謂マイクロベアリング効果を生ずる。したがって、上記接触面での摩擦係数が低減される。また、大荷重が加えられた場合、低速度で作動された場合、及び上記接触面間で基油が不足している場合においても、上記転がり接触同士或いは滑り接触面同士の直接接触や凝着等が防止される。そのため、本発明の第2の実施形態に係る転動装置によると、上記接触面の摩耗や焼付きが防止され、良好な潤滑状態を長期にわたり維持することができる。
【0037】
本発明の第2の実施形態に係る転動装置において使用される無機物質からなる超微粒子としては、SiO2 微粒子、MgO微粒子、TrO2 微粒子、及びAl23 微粒子等の無機化合物や、ダイヤモンド微粒子及びフラーレン(C60)等のように炭素のみからなる無機物を挙げることができる。これら無機物質は、非常に小さな粒径を有しかつ丸みを帯びた形状に形成可能である。これら超微粒子の中でも、ダイヤモンド微粒子或いはフラーレン(C60)を使用することが好ましい。
【0038】
ダイヤモンド微粒子は化学的に極めて安定でありかつ非常に硬いため、破壊を生じにくい。上記超微粒子が破壊された場合、鋭利な角部を有する形状となる、或いは鋭利な断片が形成されるおそれがある。それに対し、上記超微粒子としてダイヤモンド微粒子を使用した場合、鋭利な角部を有する形状となること、或いは鋭利な断片が形成されることが殆ど無い。したがって、良好な潤滑状態をより長期にわたり維持することができる。
【0039】
さらに、この場合、ダイヤモンド微粒子の表面にグラファイトを化学的にコーティングして使用することがより好ましい。表面をグラファイトでコーティングすることにより、超微粒子の境界潤滑性が向上するため、良好な潤滑状態をさらに長期にわたり維持することができる。
【0040】
また、フラーレン(C60)を用いた場合においても、良好な潤滑状態をより長期にわたり維持することができる。これは、以下の理由による。フラーレン(C60)は、60個の炭素原子からなり、複数の六員環及び五員環が連ねられた閉殻構造を有するサッカーボール状の分子である。フラーレン(C60)は、熱に対して極めて安定であり、1500℃まで破壊されないことが知られている。また、球状の分子構造を有しているため、上述したマイクロベアリング効果がより顕著となる。さらに、フラーレン(C60)は、それ自身が潤滑性を有している。したがって、超微粒子としてフラーレン(C60)を使用した場合、良好な潤滑状態をより長期にわたり維持することができる。
【0041】
上述した無機物質からなる超微粒子は、潤滑剤組成物に対して0.1重量%〜40重量%含有されることが好ましく、0.5重量%〜30重量%含有されることがより好ましい。超微粒子の含有率が下限値未満の場合、潤滑性を向上する、及び潤滑剤の漏れや飛散を抑制する効果を得ることができない場合がある。また、含有率が上限値を超えると、基油の混合量が減少して潤滑剤組成物の粘度が過剰に高くなるため、十分な潤滑性が得られない場合がある。また、超微粒子による研磨作用が生じる場合がある。そのため、比較的短時間で表面粗さが増加する或いは異常摩耗が生じ、その結果、トルクや振動の増大、或いは焼付きを生ずるおそれがある。
【0042】
また、この超微粒子は、平均粒径が0.1μm以下であることが好ましい。平均粒径が上限値を超える場合、転がり接触面または滑り接触面に侵入しにくくなる、或いはかみ込んだりする場合がある。また、超微粒子による研磨作用を生ずるため、比較的短時間で表面粗さが増加する、或いは異常摩耗が発生する場合がある。そのため、転動装置のトルクが大幅に増大し、場合によっては転動装置が動作不能となるおそれがある。
【0043】
なお、第1の実施形態において説明した層状鉱物粉末の形状は鱗片状であり、その厚さは平均粒径と比べて薄い。また、層状鉱物粉末は、へき開しやすく軟らかいため、平均粒径が0.1〜10μmであっても接触面間に侵入可能であり、かつ接触面を傷つけることがない。しかしながら、上記無機物質からなる超微粒子は、球状の形状を有しているので、平均粒径が0.1μmを超える粒子(接触面間に介在する油膜の膜厚よりも大きい粒子)は接触面間に侵入し難い。また、上記超微粒子は硬いため、平均粒径が0.1μmを超える粒子は接触面の摩耗を生じさせるおそれがある。したがって、層状鉱物粉末と無機物質からなる超微粒子とでは好ましい粒径の範囲が異なっている。
【0044】
本発明の第2の実施形態に係る転動装置で用いられる増粘剤は、上述の無機物質からなる超微粒子の他に、さらに第1の実施形態において説明したのと同様の固体フッ素化ポリマーを含有することができる。
【0045】
また、第2の実施形態に係る転動装置において、上述した増粘剤は、潤滑剤組成物に対し5重量%〜45重量%含有されることが好ましく、15重量%〜40重量%含有されることがより好ましい。含有率が下限値未満の場合、潤滑性を向上する、及び潤滑剤の漏れや飛散を抑制する効果を得ることができない場合がある。また、上限値を超えると、基油の混合量が減少して潤滑剤組成物の粘度が過剰に高くなるため、十分な潤滑性が得られず、比較的短時間で異常摩耗が生じトルクが増大してしまう。
【0046】
次に、本発明の第3の実施形態に係る転動装置において用いられる潤滑剤組成物について説明する。
本発明の第3の実施形態に係る転動装置において用いられる潤滑剤組成物は、液体フッ素化ポリマー油からなる基油と0.5重量%〜10重量%の油状化合物とを含有する。なお、ここで油状化合物とは、パーフルオロポリエーテル骨格を主鎖として有しかつその主鎖の少なくとも一端に極性基を有する分子量10,000以下の有機化合物である。また、第3の実施形態に係る転動装置において、基油としては、第1の実施形態において説明したのと同様の液体フッ素化ポリマー油を使用することができる。
【0047】
上記油状化合物は、基油として用いられる液体フッ素化ポリマー油と同様の骨格を有しているため、基油に対して容易に溶解し分離することはない。また、上記油状化合物の蒸気圧は低いため、真空環境下での蒸発量も極めて少ない。
【0048】
さらに、上記油状化合物は、主鎖の末端に高い極性を有する置換基を有しているため金属表面に容易に吸着する。すなわち、上記油状化合物は、転動体、可動子、及び支持体の転がり接触面及び滑り接触面に物理吸着或いは化学吸着するため、上記接触面で基油が不足している場合においても、上記接触面同士の直接接触が防止される。したがって、本発明の第3の実施形態に係る転動装置によると、上記接触面の摩擦係数が低減され、その結果、接触面の摩耗や焼付き及びトルクの増大を防止することができる。
【0049】
上述した油状化合物は、10,000以下の分子量を有する。分子量が上限値を超える場合、転がり接触面或いは滑り接触面への吸着性が低下するため、潤滑性を向上させる効果を得ることができない場合がある。
【0050】
また、上記油状化合物は、潤滑剤組成物に対して0.5重量%〜10重量%含有されることが好ましい。超微粒子の含有率が下限値未満の場合、潤滑性を向上する、及び潤滑剤の漏れや飛散を抑制する効果を得ることができない場合がある。一方、含有率が上限値を超えると、潤滑剤組成物の粘度が低下して、潤滑剤組成物の飛散や漏れを生じ易くなる場合がある。
【0051】
本発明の第3の実施形態に係る転動装置においては、潤滑剤組成物中に増粘剤を含有させることができる。その場合、増粘剤として第1の実施形態において説明したのと同様の固体フッ素化ポリマーを使用することができる。また、増粘剤として、上記固体フッ素化ポリマー中に第1及び第2の実施形態において説明した層状鉱物粉末や超微粒子を含有させてもよい。これら層状鉱物粉末や超微粒子は、第1及び第2の実施形態において説明したのと同様の含有率で固体フッ素化ポリマー中に含有させることができる。
【0052】
潤滑剤組成物を、液体フッ素化ポリマー油からなる基油と上記油状化合物とからなる潤滑油組成物、或いは液体フッ素化ポリマー油からなる基油と固体フッ素化ポリマーからなる増粘剤と上記油状化合物とで構成する場合、油状化合物として、例えば下記一般式(1)に示す分子量が10,000以下のパーフルオロポリエーテル系カルボン酸を用いることができる。なお、下記一般式(1)において、nは正の整数を示す。
【0053】
【化1】

Figure 0004296611
【0054】
また、第1及び第2の実施形態で説明した潤滑剤組成物中に上記油状化合物を含有させる場合、油状化合物としては、上記一般式(1)に示す化合物の他に、例えば、下記一般式(2)〜(5)に示す化合物を挙げることができる。なお、下記一般式(2)〜(5)において、m、nは正の整数を示す。
【0055】
【化2】
Figure 0004296611
【0056】
上記一般式(2)〜(5)に示す化合物において、少なくとも一方の置換基Rは、カルボキシル基(−COOH)、アルコール基、及びイソシアネート基等の極性基である。また、アルコール基及びイソシアネート基としては、例えば下記式(6)〜(9)に示す置換基を挙げることができる。
【0057】
【化3】
Figure 0004296611
【0058】
上記一般式(2)〜(5)において、2つの置換基Rがともにカルボキシル基、アルコール基、及びイソシアネート基等の極性基である場合、2つの置換基Rは互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。また、一方の置換基Rのみがカルボキシル基、アルコール基、及びイソシアネート基等の極性基である場合、他方の置換基Rはフッ素原子とすることが好ましい。
【0059】
以上説明した本発明の第1〜第3の実施形態に係る転動装置において、潤滑剤組成物には、上記効果を損なわない範囲で、上述の基油等の他に各種添加剤を配合することができる。潤滑剤組成物に配合される添加剤としては、酸化防止剤、防錆剤、耐摩耗剤、分散剤、金属保護剤、及び界面活性剤等を挙げることができる。これら添加物は、その種類により異なるが、全添加剤の合計量として、15重量%程度まで加えることができる。
【0060】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
図1に、軸受回転試験機6に設置された本発明の実施例に係る転がり軸受1の断面図を示す。この図で、転がり軸受1は、外周部に溝状の軌道が設けられた内輪2と内周部に溝状の軌道が設けられた外輪4とが同心上に配置され、転動体であるボール3が、内輪2及び外輪4のそれぞれの軌道上を転動可能に配置されて構成されている。内輪2と外輪4との間には、内輪2、外輪4、及びボール3の接触抵抗を減少し摩耗を防止するために、潤滑剤組成物5が収容されている。
【0061】
この転がり軸受1について、潤滑剤組成物5の組成を様々に変えて、以下に示す条件下でそれぞれのトルク寿命及び発塵量を調べた。すなわち、転がり軸受1として、内径8mm、外径22mm、幅7mmの日本精工社製玉軸受(型番608)を用い、図1に示す軸受回転試験機6により上記特性を測定した。
【0062】
なお、トルク寿命は、運転を開始してからトルク値が所定の閾値を超えるまでの回転時間とし、下記条件下で測定した。
温度 常温
雰囲気 大気雰囲気
回転速度 1000rpm
アキシアル荷重 196N
ラジアル荷重 1.96N
また、発塵量は、所定の運転時間内に転がり軸受1からその外部へと飛散した潤滑剤組成物5の飛散滴等の微粒子の数とし、クラス100のクリーンベンチ内に軸受回転試験機6を設置して、下記条件下で測定した。
【0063】
温度 常温
雰囲気 大気雰囲気
回転速度 3000rpm
アキシアル荷重 19.6N
軸受回転試験機6としては、日本精工社製軸受回転試験機を用いた。この軸受回転試験機6によると、転がり軸受1の内輪2はスピンドル7の回転軸に固定され、転がり軸受1へのアキシアル荷重はスプリング8等により調整可能である。スピンドル7には磁性流体シールユニット15が設けられており、スピンドル7の回転は、モータ9を駆動し、ベルト10を介してプーリ11からプーリ12へ動力を伝達することにより行われる。一方、転がり軸受1の外輪4は、微小荷重変換器14に接続されたハウジング13に保持される。したがって、微小荷重変換器14を用いて転がり軸受1のトルクを測定することができる。
【0064】
また、転がり軸受1は、容器16及び隔壁17により囲まれ、その囲まれた空間の底部はレーザ光散乱式パーティクルカウンタ18に接続されている。一方、この囲まれた空間の上部には、フィルタ20を介して空気吸入口19が設けられており、上記囲まれた空間に、清浄な空気を供給することができる。
【0065】
したがって、上記囲まれた空間に、清浄な空気を所定の流量で供給することにより、空気吸入口19からパーティクルカウンタ18へ向けて気流が生じるため、転がり軸受1から生じる潤滑剤組成物5の飛散滴や摩耗粉の量、すなわち個数がパーティクルカウンタ18により検出される。
以下の表1に、それぞれの転がり軸受1に用いた潤滑剤組成物5の組成、その封入量、トルク寿命、及び発塵量を示す。
【0066】
【表1】
Figure 0004296611
【0067】
上記表1に示すPFPE油としてはダイキン工業社製S−200を用い、PTFEポリマーとしてはダイキン工業社製ルブロンL−2を用いた。雲母Aとして疎水化処理が施された膨潤性を有する雲母であるトピー工業社製合成雲母4C−TSを用い、雲母Bとしては疎水化処理が施されていない膨潤性を有する雲母であるトピー工業社製合成雲母DMA−350を用いた。雲母Cとしては疎水化処理が施された膨潤性を示さない雲母であるトピー工業社製合成雲母PDM−9WAを用い、雲母Dとしては疎水化処理が施されていない膨潤性を示さない雲母であるトピー工業社製合成雲母CR−TSを用いた。また、モンモリロナイトとしてはコープケミカル社製合成スメクタイトSPNを用いた。なお、上記雲母A〜D及びモンモリロナイトは層状鉱物である。また、充填量とは、転がり軸受1に充填された潤滑剤組成物5の量をいう。
【0068】
表1から明らかなように、本発明の実施例に係るサンプル(1)〜(15)の転がり軸受はいずれも、従来の転がり軸受である比較用サンプル(1)、(2)に比べて、トルク寿命が長く発塵量が少ない。したがって、液体フッ素化ポリマー油と上記層状鉱物粉末とを含む潤滑剤組成物を用いることにより、トルク寿命特性を向上させ、発塵量を低減することができた。
【0069】
また、サンプル(1)〜(15)のそれぞれについてトルク寿命を比較すると、サンプル(1)〜(12)、(14)、(15)は、サンプル(13)に比べてトルク寿命が長い。これは、サンプル(13)で用いた潤滑剤組成物5に比べて、サンプル(1)〜(12)、(14)、(15)で用いられる潤滑剤組成物は、いずれも45重量%以下の増粘剤含有率を有しているためであると考えられる。
【0070】
サンプル(1)〜(15)のそれぞれについて発塵量を比較すると、サンプル(1)、(3)〜(13)は、サンプル(2)、(14)、(15)に比べて発塵量が少ない。サンプル(1)、(3)〜(13)が、サンプル(2)に比べて発塵量が少ないのは、潤滑剤組成物5中に含有される層状鉱物粉末(雲母A、雲母B、モンモリロナイト)の量に関係していると考えられる。すなわち、層状鉱物粉末の含有量が多い場合、層状鉱物粉末が転がり接触面間或いは滑り接触面間に介在してこれら接触面同士の直接接触を防止するためであると考えられる。
【0071】
また、サンプル(1)、(3)〜(13)が、サンプル(14)、(15)に比べて発塵量が少ないのは、潤滑剤組成物5の粘度に関係していると考えられる。すなわち、サンプル(14)、(15)で用いた潤滑剤組成物5が粘度の低い液状であるのに対し、サンプル(1)、(3)〜(13)で用いた潤滑剤組成物5はグリース状であるためである。なお、サンプル(14)、(15)、及び比較用サンプル(2)における充填量と、他のサンプルにおける充填量との違いは、潤滑剤組成物5がグリース状であるか液状であるかによる。
【0072】
サンプル(3)〜(7)は、潤滑剤組成物に用いる層状鉱物粉末の種類のみが異なっている。これらを比較すると、雲母C及びDを用いた場合に比べ、雲母A、B及びモンモリロナイトを用いた場合に、トルク寿命及び発塵量の両方で良好な値が得られている。これは、雲母C及びDは膨潤性を示さないのに対し、雲母A、B及びモンモリロナイトは膨潤性を示すため、上記接触面間に常に適量の基油を供給することが可能であるためであると考えられる。
【0073】
また、雲母Bを用いた場合に比べ雲母Aを用いた場合にトルク寿命及び発塵量の両方で良好な値が得られ、雲母Dを用いた場合に比べ雲母Cを用いた場合にトルク寿命に関して良好な値が得られている。これは、雲母A及びCは、雲母B及びDとは異なり、疎水化処理されているためであると考えられる。特に、雲母Aを用いた場合、基油のとり込みがより容易に行われたために、トルク寿命及び発塵量の双方が改善されたものと考えられる。
【0074】
(実施例2)
次に、上記実施例1で製造したサンプル(3)と同様にして、PFPE油、PTFEポリマー、及び雲母の重量比をそれぞれ67重量%、30重量%、及び3重量%とし、雲母の粒径を様々に変化させて転がり軸受1を製造した。なお、雲母としては、実施例1で使用した雲母A〜Cを使用した。このようにして製造した転がり軸受1について、実施例1と同様にしてトルク寿命を測定した。その結果を図2にグラフにして示す。
【0075】
図2において、横軸は雲母A〜Cの平均粒径を示し、縦軸はトルク寿命を示している。また、図中、曲線21は雲母Aを使用した場合に得られたデータを示し、曲線22は雲母Bを使用した場合に得られたデータを示し、曲線23は雲母Cを使用した場合に得られたデータを示している。
【0076】
このグラフに示すように、雲母A〜Cの平均粒径がいずれの範囲にあっても長いトルク寿命が得られている。特に、平均粒径を0.05μm〜20μmの範囲内とした場合により良好なトルク寿命が得られ、0.1μm〜10μmとした場合、例えば雲母Aを用いた転がり軸受1においては500時間を超えるほどの良好なトルク寿命を得ることができた。
【0077】
( 実施例3)
上記実施例1で製造したサンプル(7)と同様にして、潤滑剤組成物中のPTFEポリマーの含有率を一定とし(20重量%)、PFPE油及び雲母の含有率を様々に変化させて転がり軸受1を製造した。なお、雲母としては、実施例1で使用した雲母A〜Cを使用した。このようにして製造した転がり軸受1について、実施例1と同様にしてトルク寿命を測定した。その結果を図3にグラフにして示す。
【0078】
図3において、横軸は潤滑剤組成物中の雲母A〜Cの含有率を示し、縦軸はトルク寿命を示している。また、図中、曲線31は雲母Aを使用した場合に得られたデータを示し、曲線32は雲母Bを使用した場合に得られたデータを示し、曲線33は雲母Cを使用した場合に得られたデータを示している。
【0079】
このグラフに示すように、雲母A〜Cの含有率がいずれの範囲にあっても比較的長いトルク寿命を得ることができるが、雲母Aの含有率が0.1重量%〜25重量%の範囲にある場合、すなわち、固体フッ素化ポリマー(PTFEポリマー)と雲母Aとの和である増粘剤の含有率が20.1重量%〜45重量%の範囲にある場合により良好なトルク寿命を得ることができた。
【0080】
(実施例4)
潤滑剤組成物の封入量を30mgとしたこと以外は実施例1で製造したサンプル(1)と同様にして、PFPE油と雲母Aとの混合比を様々に変えて転がり軸受1を製造した。すなわち、潤滑剤組成物5にPTFEポリマーを用いずに、PFPE油と雲母Aとの混合物を用い、それぞれの含有率を変えて転がり軸受1を製造した。このようにして製造した転がり軸受1について、実施例1と同様にしてトルク寿命及び発塵量を測定した。その結果を図4にグラフにして示す。
【0081】
図4において、横軸は潤滑剤組成物中の雲母Aの含有率を示し、縦軸はトルク寿命及び発塵量を示している。また、図中、曲線41はトルク寿命についてのデータを示し、曲線42は発塵量についてのデータを示している。
【0082】
このグラフから明らかなように、雲母Aの含有率が0.1重量%以上の場合により低い発塵性が得られている。また、トルク寿命に関しては、45重量%を超えない範囲で雲母Aの重量比が高いほど良好な値が得られている。すなわち、PFPE油等の基油に対して雲母A等の層状鉱物粉末が0.1重量%〜45重量%である場合にトルク寿命及び発塵性に関して良好な特性を得ることができた。
【0083】
また、雲母Aの含有率が5重量%〜45重量%である場合により良好な特性を得ることができ、特に15重量%〜45重量%である場合には最も良好な特性を得ることができた。これは、5重量%未満の場合、潤滑剤組成物は液状であるが、5重量%以上の場合、グリース状或いはグリース状と液状との中間状態であり、15重量%以上の場合は、完全にグリース状となるためであると考えられる。
【0084】
(実施例5)
潤滑剤組成物中に層状鉱物粉末を含有させるかわりに無機物質からなる超微粒子を含有させたこと以外は実施例1に示したのと同様の方法により転がり軸受1を作製し、それぞれの転がり軸受1についてトルク寿命及び発塵量を測定した。下記表2に、それぞれの転がり軸受1に用いた潤滑剤組成物5の組成、その封入量、トルク寿命、及び発塵量を示す。
【0085】
【表2】
Figure 0004296611
【0086】
上記表2に示すフラーレン(C60)としてはマテリアルズ・アンド・エレクトロケミカル・リサーチ社(Materials and Electrochemical Research Corporation)製ピュアC60を用い、ダイヤモンド微粒子(CD)としてはデュポン社製MYPOMEXを用い、表面にグラファイトを化学的にコーティングしたダイヤモンド微粒子(CGD)としては平均粒径が200オングストロームのものを使用した。酸化シリコン(SiO2 )としては日本アエロジル社製AEROSIL200を用い、酸化チタン(TiO2 )としては出光興産社製出光チタニアIT−UDを用いた。また、酸化ジルコニア(ZrO)としてはシーアイ化成社製ZrOを用い、酸化マグネシウム(MgO)としては宇部興産社製100Aを用いた。
【0087】
表2から明らかなように、本発明の実施例に係るサンプル(16)〜(22)の転がり軸受はいずれも、従来の転がり軸受である比較用サンプル(1)、(2)に比べて、トルク寿命が長く発塵量が少ない。したがって、液体フッ素化ポリマー油と上記超微粒子とを含む潤滑剤組成物を用いることにより、トルク寿命特性を向上させ、発塵量を低減することができた。
【0088】
また、サンプル(16)〜(22)のそれぞれについてトルク寿命を比較すると、サンプル(16)〜(18)は、サンプル(19)〜(22)に比べてトルク寿命が長く、かつ発塵量が低減されている。これは、サンプル(16)〜(18)においては、超微粒子としてフラーレン(C60)、ダイヤモンド微粒子、及び表面にグラファイトを化学的にコーティングしたダイヤモンド微粒子を用いているためであると考えられる。
【0089】
(実施例6)
上記実施例5で製造したサンプル(16)〜(22)と同様にして、潤滑剤組成物中のPTFEポリマーの含有率を一定とし(20重量%)、PFPE油及び超微粒子の含有率を様々に変化させて転がり軸受1を製造した。なお、超微粒子としては、実施例5で使用したフラーレン(C60)、表面にグラファイトを化学的にコーティングしたダイヤモンド微粒子、酸化シリコン、及び酸化チタンを使用した。このようにして製造した転がり軸受1について、実施例1と同様にしてトルク寿命を測定した。その結果を図5にグラフにして示す。
【0090】
図5において、横軸は潤滑剤組成物中の超微粒子の含有率を示し、縦軸はトルク寿命を示している。図中、曲線51はフラーレン(C60)を使用した場合に得られたデータを示し、曲線52は表面にグラファイトを化学的にコーティングしたダイヤモンド微粒子を使用した場合に得られたデータを示している。また、曲線53は酸化シリコンを使用した場合に得られたデータを示し、曲線54は酸化チタンを使用した場合に得られたデータを示している。
【0091】
このグラフに示すように、超微粒子の含有率がいずれの範囲にあっても比較的長いトルク寿命を得ることができた。特に、超微粒子の含有率が0.1重量%〜20重量%の範囲にある場合、すなわち、固体フッ素化ポリマー(PTFEポリマー)と超微粒子との和である増粘剤の含有率が20.1重量%〜40重量%の範囲にある場合により良好なトルク寿命を得ることができた。
【0092】
(実施例7)
潤滑剤組成物中に油状化合物としてPFPE系カルボン酸を含有させて実施例1に示したのと同様の方法により転がり軸受1を作製し、それぞれの転がり軸受1について大気雰囲気下及び真空下(1×10-4Pa)でのトルク寿命を測定した。下記表3に、それぞれの転がり軸受1に用いた潤滑剤組成物5の組成、その封入量、及びトルク寿命を示す。
【0093】
【表3】
Figure 0004296611
【0094】
なお、上記表3に示す雲母Aは実施例1で用いたのと同様であり、フラーレン(C60)、ダイヤモンド微粒子(CD)、表面にグラファイトを化学的にコーティングしたダイヤモンド微粒子(CGD)、酸化シリコン(SiO2 )、及び酸化チタン(TiO2 )は、実施例5において用いたのと同様である。また、PFPE系カルボン酸としては、上記一般式(1)に示す化合物(n=5〜80)を使用した。
【0095】
表3から明らかなように、本発明の実施例に係るサンプル(23)〜(30)の転がり軸受においては、大気雰囲気下でのトルク寿命に関して、従来の転がり軸受である比較用サンプル(1)、(3)と同等或いはそれ以上の特性が得られている。すなわち、液体フッ素化ポリマー油と上記PFPE系カルボン酸とを含む潤滑剤組成物を用いることにより、大気雰囲気下でのトルク寿命特性を向上させることができた。
【0096】
また、本発明の実施例に係るサンプル(23)〜(30)の転がり軸受においては、真空下でのトルク寿命に関して、従来の転がり軸受である比較用サンプル(1)、(3)に比べて遥かに優れた特性が得られている。すなわち、液体フッ素化ポリマー油と上記PFPE系カルボン酸とを含む潤滑剤組成物を用いることにより、真空下でのトルク寿命特性を大幅に向上させることができた。
【0097】
(実施例8)
潤滑剤組成物をPFPE油とPFPE系カルボン酸とで構成し、PFPE系カルボン酸の含有率を様々に変化させて、実施例7に示したのと同様の方法により転がり軸受1を製造した。なお、この場合、潤滑剤組成物の封入量は30mgとした。また、潤滑剤組成物をPFPE油と20重量%のPFPEポリマーとPFPE系カルボン酸とで構成し、PFPE油及びPFPE系カルボン酸の含有率を様々に変化させて、実施例7に示したのと同様の方法により転がり軸受1を製造した。なお、この場合、潤滑剤組成物の封入量は100mgとした。
【0098】
このようにして製造した転がり軸受1について、実施例1と同様にして真空下でのトルク寿命と大気雰囲気下での発塵量とを測定した。その結果を図6にグラフにして示す。
【0099】
図6において、横軸は潤滑剤組成物中のPFPE系カルボン酸の含有率を示し、縦軸はトルク寿命及び発塵量を示している。図中、曲線61は潤滑剤組成物をPFPE油とPFPE系カルボン酸とで構成した場合に得られたトルク寿命に関するデータを示し、曲線62はその場合に得られた発塵量に関するデータを示している。また、曲線63は潤滑剤組成物をPFPE油とPFPEポリマーとPFPE系カルボン酸とで構成した場合に得られたトルク寿命に関するデータを示し、曲線64はその場合に得られた発塵量に関するデータを示している。
【0100】
このグラフに示すように、PFPE系カルボン酸の含有率がいずれの範囲にあっても発塵量が少なく、かつ比較的長いトルク寿命を得ることができた。特に、超微粒子の含有率が0.1重量%〜10重量%の範囲にある場合に、発塵量をより低減し、かつより良好なトルク寿命を得ることができた。
【0101】
(実施例9)
潤滑剤組成物をPFPE油、PFPEポリマー、超微粒子、及びPFPE系カルボン酸で構成し、PFPE油及びPFPE系カルボン酸の含有率を様々に変化させて、実施例7に示したのと同様の方法により転がり軸受1を製造した。なお、PFPEポリマー及び超微粒子の含有量はそれぞれ20重量%及び3重量%とした。また、超微粒子としては、実施例7で用いたフラーレン(C60)及び表面にグラファイトを化学的にコーティングしたダイヤモンド微粒子を使用した。
【0102】
このようにして製造した転がり軸受1について、実施例1と同様にして大気雰囲気下及び真空下でのトルク寿命と大気雰囲気下での発塵量とを測定した。その結果を図7にグラフにして示す。
【0103】
図7において、横軸は潤滑剤組成物中のPFPE系カルボン酸の含有率を示し、縦軸はトルク寿命及び発塵量を示している。図中、曲線71,72は超微粒子としてフラーレン(C60)を用いた場合に得られた大気雰囲気下及び真空下でのトルク寿命に関するデータをそれぞれ示し、曲線73はその場合に得られた大気雰囲気下での発塵量に関するデータを示している。また、曲線74,75は超微粒子として上記ダイヤモンド微粒子を用いた場合に得られた大気雰囲気下及び真空下でのトルク寿命に関するデータをそれぞれ示し、曲線76はその場合に得られた大気雰囲気下での発塵量に関するデータを示している。
【0104】
このグラフに示すように、PFPE系カルボン酸の含有率が含有率が0.1重量%〜10重量%の範囲にある場合、真空下及び大気雰囲気下のいずれの条件下においても良好なトルク寿命を得ることができ、かつ発塵量を低減することができた。
【0105】
(実施例10)
潤滑剤組成物をPFPE油、PFPEポリマー、実施例1で用いた雲母A、及びPFPE系カルボン酸で構成し、PFPE油及びPFPE系カルボン酸の含有率を様々に変化させて、実施例7に示したのと同様の方法により転がり軸受1を製造した。また、潤滑剤組成物をPFPE油、PFPEポリマー、酸化シリコン微粒子、及びPFPE系カルボン酸で構成し、PFPE油及びPFPE系カルボン酸の含有率を様々に変化させて、実施例7に示したのと同様の方法により転がり軸受1を製造した。なお、PFPEポリマーの含有率は20重量%とし、雲母A或いは酸化シリコン微粒子の含有量は3重量%とした。
【0106】
このようにして製造した転がり軸受1について、実施例1と同様にして大気雰囲気下及び真空下でのトルク寿命と大気雰囲気下での発塵量とを測定した。その結果を図8にグラフにして示す。
【0107】
図8において、横軸は潤滑剤組成物中のPFPE系カルボン酸の含有率を示し、縦軸はトルク寿命及び発塵量を示している。図中、曲線81,82は雲母Aを用いた場合に得られた大気雰囲気下及び真空下でのトルク寿命に関するデータをそれぞれ示し、曲線83はその場合に得られた大気雰囲気下での発塵量に関するデータを示している。また、曲線84,85は超微粒子として酸化シリコン微粒子を用いた場合に得られた大気雰囲気下及び真空下でのトルク寿命に関するデータをそれぞれ示し、曲線86はその場合に得られた大気雰囲気下での発塵量に関するデータを示している。
【0108】
このグラフに示すように、PFPE系カルボン酸の含有率が含有率が0.1重量%〜10重量%の範囲にある場合、真空下及び大気雰囲気下のいずれの条件下においても良好なトルク寿命を得ることができ、かつ発塵量を低減することができた。
【0109】
以上、主として、基油としてPFPE油を用いた場合について説明したが、他の液体フッ素化ポリマー油を用いた場合についても同様の効果を得ることができる。また、上記実施例では、本発明の転動装置を転がり軸受として用いた場合について説明したが、ボールねじ装置やリニアガイド等のような直動装置として用いた場合においても同様の効果を得ることができる。
【0110】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の転動装置においては、潤滑剤組成物として、層状鉱物粉末を含有する増粘剤と液体フッ素化ポリマー油からなる基油との混合物が用いられる。また、本発明の転動装置においては、潤滑剤組成物として、無機物質からなる超微粒子を含有する増粘剤と液体フッ素化ポリマー油からなる基油との混合物が用いられる。さらに、本発明の転動装置においては、潤滑剤組成物として、液体フッ素化ポリマー油からなる基油に分子量10,000以下のパーフルオロポリエーテル系カルボン酸を含有してなる潤滑油組成物、或いは液体フッ素化ポリマー油からなる基油と固体フッ素化ポリマーを含有する増粘剤との混合物に分子量10,000以下のパーフルオロポリエーテル系カルボン酸を含有してなるグリース組成物が用いられる。
【0111】
これら潤滑剤組成物を用いた場合、潤滑剤組成物の飛散や転動体等の摩耗が低減される。したがって、本発明によると、発塵量が少なく、優れたトルク寿命を有する転動装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る転動装置及び軸受回転試験機を示す断面図。
【図2】本発明の実施例に係る転動装置における、層状鉱物粉末の平均粒径とトルク寿命との関係を示すグラフ。
【図3】本発明の実施例に係る転動装置における、潤滑剤組成物中の層状鉱物粉末の含有率とトルク寿命との関係を示すグラフ。
【図4】本発明の実施例に係る転動装置における、潤滑剤組成物中の層状鉱物粉末の含有率と、トルク寿命及び発塵量との関係を示すグラフ。
【図5】本発明の実施例に係る転動装置における、潤滑剤組成物中の超微粒子の含有率とトルク寿命との関係を示すグラフ。
【図6】本発明の実施例に係る転動装置における、潤滑剤組成物中のPFPE系カルボン酸の含有率と、トルク寿命及び発塵量との関係を示すグラフ。
【図7】本発明の実施例に係る転動装置における、潤滑剤組成物中のPFPE系カルボン酸の含有率と、トルク寿命及び発塵量との関係を示すグラフ。
【図8】本発明の実施例に係る転動装置における、潤滑剤組成物中のPFPE系カルボン酸の含有率と、トルク寿命及び発塵量との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1…転がり軸受
2…内輪
3…転動体
4…外輪
5…潤滑剤組成物
6…軸受回転試験機
7…スピンドル
8…スプリング
9…モータ
10…ベルト
11,12…プーリ
13…ハウジング
14…微小荷重変換器
15…磁性流体シールユニット
16…容器
17…隔壁
18…パーティクルカウンタ
19…空気吸入口
20…フィルタ
41,42,51〜54,61〜64,71〜76,81〜86…曲線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling device, and more particularly to a rolling device using a lubricant composition.
[0002]
[Prior art]
In general, in a rolling device such as a rolling bearing and a linear motion device, a lubricating oil such as mineral oil or poly-α-olefin oil, or a lubricant such as grease is circulated or sealed inside the rolling device, thereby rolling and rolling elements. The wear of the member that comes into contact with is prevented.
[0003]
Such a rolling device is used without problems under normal use conditions, but when driven under high temperature, vacuum, or high speed conditions, the lubricant is scattered to the outside of the rolling device or the gas due to evaporation. Will occur and contaminate the external environment of the rolling device. Therefore, in devices used in a clean room, for example, devices that require a clean environment such as semiconductor manufacturing devices, liquid crystal panel manufacturing devices, and hard disk manufacturing devices, and devices that are used under high temperature and vacuum conditions, Fluorine grease has been frequently used as a lubricant for rolling devices.
[0004]
This fluorinated grease is a mixture of a base oil composed of a liquid fluorinated polymer oil and a thickener composed of a solid fluorinated polymer, and is extremely low in volatility, and the amount of lubricant scattered outside the rolling device, That is, the amount of dust generation is relatively small. Therefore, contamination of the external environment of the rolling device is relatively difficult to occur.
[0005]
However, this fluorine-based grease has poor fluidity and inferior lubrication characteristics as compared with grease using lubricating oil such as mineral oil or poly-α-olefin oil. For this reason, wear of the rolling elements and the members in contact with the rolling elements tends to occur due to the operation of the rolling device. Such wear is particularly serious in a linear motion device used in a positioning device such as a semiconductor or liquid crystal panel manufacturing device because the positioning accuracy is lowered.
[0006]
Moreover, the abrasion powder produced | generated with the above-mentioned abrasion mixes in a lubricant, and causes an increase in torque and seizure in a relatively short time. For this reason, problems such as heat generation due to an increase in torque and overload on the motor may occur.
[0007]
In recent years, the processing speed of semiconductor and liquid crystal panel manufacturing apparatuses has been increased, and rolling devices are also required to operate at high speed. Therefore, in such a rolling device, the increase in torque due to dust generation and wear due to the scattering of the lubricant described above is more likely to occur, and it is required to reduce dust generation and improve the torque life. Yes.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a rolling device having a small amount of dust generation and an excellent torque life.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a movable element capable of rotating or linearly moving, a support that supports the movable element, a rolling element that is interposed between the movable element and the support, and rolls in accordance with the movement of the movable element, And a lubricant composition disposed between the movable element on which the rolling element rolls and a support, and the lubricant composition Is a grease-like mixture of a thickener containing mica having swelling properties and polytetrafluoroethylene and a base oil composed of a liquid fluorinated polymer oil, and the average particle size of the mica is from 0.1 μm to 10 m, and the content of the mica in the lubricant composition is 0.1 wt% to 25 wt%. A rolling device is provided.
[0012]
In the present invention, preferred embodiments are:
(1) The lubricant composition contains the thickener at a content of 0.1 wt% to 45 wt%, and the base oil at a content of 55 wt% to 95 wt%,
(2) the interface of the thickener is hydrophobized with a hydrophobizing surfactant;
(3) The layered mineral powder contains at least one of lithium ions and sodium ions as interlayer ions,
(4) The lubricant composition contains the layered mineral powder at a content of 1 wt% to 45 wt%,
(5) The lubricant composition contains the layered mineral powder at a content of 3 wt% to 45 wt%,
(6) The average particle size of the layered mineral powder is in the range of 0.05 μm to 20 μm,
(7) Ultrafine particles made of the inorganic substance are diamond particles, diamond particles whose surface is composed of graphite, fullerene (C 60 ) Particles, silicon oxide (SiO2) 2 ) Particles, titanium oxide (TiO 2 ) At least one particle selected from the group consisting of particles, zirconia oxide (ZrO) particles, and magnesium oxide (MgO) particles;
(8) The lubricant composition contains ultrafine particles made of the inorganic substance at a content of 0.1 wt% to 40 wt%,
(9) The lubricant composition contains ultrafine particles composed of the inorganic substance at a content of 0.5 wt% to 30 wt%,
(10) The average particle diameter of the ultrafine particles made of the inorganic substance is 0.1 μm or less,
(11) The lubricant composition has 0.5% by weight of an oily compound having a perfluoropolyether skeleton as a main chain and a molecular weight of 10,000 or less having a polar group at one or both ends of the main chain. Containing 10 to 10% by weight,
(12) The lubricant composition contains 0.5% by weight to 10% by weight of a perfluoropolyether carboxylic acid having a molecular weight of 10,000 or less.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The rolling device according to the first to third embodiments of the present invention is used as a rolling bearing, a linear motion device, or the like. Here, the linear motion device means a linear motion drive device such as a ball screw device or a linear motion guide device such as a linear guide. Each of these rolling bearings and linear motion devices has a configuration in which a movable element is held on a support via a rolling element, and a lubricant composition is disposed between the support and the movable element. Yes. Hereinafter, the case where the rolling device according to the first to third embodiments of the present invention is applied to a rolling bearing, a linear motion drive device, and a linear motion guide device will be described.
[0014]
When the rolling device according to the first to third embodiments of the present invention is used as a rolling bearing, a cylindrical outer ring is used as a support, and an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer ring is used as a mover. An inner ring is used. Further, in this rolling bearing, the inner ring and the outer ring are coaxially arranged, and groove-shaped tracks are provided on the outer peripheral part of the inner ring and the inner peripheral part of the outer ring, respectively. In the gap between the inner ring and the outer ring, the rolling elements are arranged so as to roll on the respective raceways of the inner ring and the outer ring, and further, a lubricant composition is arranged to prevent wear of the rolling elements etc. Has been.
[0015]
In this rolling bearing, the inner ring rotates and moves relative to the outer ring by an external force and does not move in the axial direction. Therefore, the rolling element may be a spherical ball, or may be a cylindrical or conical roller.
[0016]
When the rolling device according to the first to third embodiments of the present invention is used as a linear drive device, a screw shaft having a thread groove on a side wall is used as a support. As the mover, a nut having a thread groove on a surface facing the screw shaft is used, and the rolling element is disposed between the screw shaft and the thread groove of the nut so as to be able to roll.
[0017]
Therefore, since the rolling element moves in the axial direction of the screw shaft by suppressing the rotation of the nut and rotating the screw shaft, the nut can be moved in the axial direction of the screw shaft. In this linear motion drive device, the rolling element is spherical, and the nut is configured so that the rolling element circulates in the thread groove.
[0018]
Next, the case where the rolling device according to the first to third embodiments of the present invention is used as a linear motion guide device will be described. In the linear motion guide device, a guide shaft having no side wall provided with a thread groove or the like is used as the support, and a slider that can move in the axial direction of the guide shaft is used as the mover. In this linear motion guide device, the rolling element is provided between the slider and the guide shaft so as to be able to roll so that the slider can move in the axial direction with respect to the guide shaft by an external force. Alternatively, it may be provided so as to be embedded in the guide shaft.
[0019]
The rolling device described above is configured in the same manner as a general rolling device except that the lubricant composition is different. Accordingly, commonly used materials can be used for the materials used for the support, rolling element, and mover, and are not particularly limited. For example, metal steel such as bearing steel and stainless steel, nitriding Silicon (Si Three N Four ), Silicon carbide (SiC), sialon, partially stabilized zirconia (ZrO) 2 ), And alumina (Al 2 O Three ) And the like. These materials can be used alone or in combination.
[0020]
Next, the lubricant composition used in the rolling device according to the first to third embodiments of the present invention will be described. The lubricant composition used in the rolling device of the present invention is movable to prevent wear and reduce contact resistance on the rolling contact surface of the rolling element and the sliding contact surface between the mover and the support. It arrange | positions between a child and a support body. Hereinafter, the lubricant composition used in the rolling device according to the first to third embodiments will be sequentially described.
[0021]
The lubricant composition used in the rolling device according to the first embodiment of the present invention is composed of a thickener containing layered mineral powder and a base oil composed of liquid fluorinated polymer oil. As the layered mineral powder contained in the thickener, powders of mica-based minerals, vermiculite-based minerals, and montmorillonite-based minerals having a layered crystal structure such as graphite and hexagonal boron nitride are used.
[0022]
The physical characteristics common to the layered minerals described above will be described using mica as an example. The main component of mica is SiO 2 And account for 40-50% of the ingredients. In the mica crystal, Si is coordinated to the oxygen tetrahedron, and Si—O Four The bond is very strong. A mica crystal is arranged between a pair of layers composed of the tetrahedron and the pair of layers. 3+ , Fe 2+ , Mg 2+ It has a layered structure in which sandwich layers called tablets composed of ions having octahedral coordination, such as, are laminated. Alkali metal or alkaline earth metal ions called interlayer ions are arranged between the tablets, and the interlayer ions and oxygen atoms are ionically bonded. However, the ionic bond between the interlayer ions and oxygen atoms is very weak. Therefore, mica easily peels off on the plane formed by interlayer ions.
[0023]
As described above, the layered mineral used in the rolling device according to the first embodiment of the present invention has a weak binding force between tablets, and when a shearing force is applied, the layered mineral is easily formed on a plane formed by interlayer ions. Cleave. Therefore, by using the layered mineral in the lubricant composition, the friction coefficient on the rolling contact surface and the sliding contact surface of the rolling element, the mover, and the support is reduced. That is, wear on the contact surface can be suppressed, and an increase in torque and seizure can be prevented.
[0024]
As described above, since the lubricant composition is used in the rolling device according to the first embodiment of the present invention, a good lubricating state is maintained over a long period of time. That is, according to the first embodiment of the present invention, a rolling device having a small amount of dust generation and a long torque life is provided.
[0025]
As described above, the thickener used in the lubricant composition contains at least one layered mineral powder of a mica-based mineral, a vermiculite-based mineral, and a montmorillonite-based mineral. The chemical composition of the mica-based mineral has the general formula XMg 2 Li (Y Four O Ten Z 2 Or XMg 2.5 (Y Four O Ten Z 2 The chemical composition of the vermiculite mineral is represented by the general formula X 2/3 Mg 7/3 Li 2/3 (Y Four O Ten Z 2 The chemical composition of the montmorillonite mineral is represented by the general formula X 1/3 Mg 8/3 Li 1/3 (Y Four O Ten Z 2 Indicated by In the above general formula, X represents K, Na or Li, Y represents Si or Ge, and Z represents F or OH.
[0026]
The layered mineral preferably contains at least one of lithium ions and sodium ions as interlayer ions. Mica-based minerals, vermiculite-based minerals, and montmorillonite-based minerals containing interlayer ions with a small ion radius, when mixed in various solvents such as water and oil, swell up by incorporating the solvent between crystal layers, that is, Swells.
[0027]
When the lubricant composition is prepared by mixing the swellable layered mineral powder and the base oil, a part of the base oil is taken into the layered mineral powder. Therefore, by using such a lubricant composition, the base oil can be supplied when the base oil is insufficient on the contact surface. Moreover, when base oil exists excessively in a contact surface, base oil can be taken in in the said layered mineral powder. Therefore, an appropriate amount of base oil can always be supplied to the contact surface. As a result, a better torque life can be obtained, and it is effective that the base oil is scattered when the rolling device is operated. Can be prevented.
[0028]
Further, the layered mineral powder is preferably used after the interface is hydrophobized with a hydrophobizing surfactant. By hydrophobizing the interface in this way, water can be prevented from being taken in and base oil can be taken in selectively and efficiently. Therefore, a good lubrication state can be maintained for a longer period of time, the torque life of the rolling device can be improved, and the amount of dust generation can be further reduced.
[0029]
The hydrophobizing surfactant used in the hydrophobizing treatment is not particularly limited as long as it is a hydrophobizing surfactant containing an alkyl group having 8 or more carbon atoms, but an ammonium salt compound, -NH 2 An alkylamine surfactant having a functional group such as a group, —OH group, and —COOH group can be used.
[0030]
The layered mineral powder described above is preferably contained in an amount of 0.1% to 45% by weight, more preferably 1% to 45% by weight, more preferably 3% to Most preferably 45% by weight is contained. When the content of the layered mineral powder is less than the lower limit, it may not be possible to obtain the effect of improving the lubricity and suppressing the leakage and scattering of the lubricant. Further, if the content exceeds the upper limit, the amount of the base oil is reduced and the viscosity of the lubricant composition becomes excessively high, so that sufficient lubricity cannot be obtained, and the above-mentioned wear occurs in a relatively short time. The resulting torque may increase.
[0031]
The layered mineral powder preferably has an average particle size of 0.05 μm to 20 μm, and more preferably 0.1 μm to 10 μm. When the average particle size is less than the lower limit, when preparing a lubricant composition by mixing with a base oil or the like, agglomeration of powder particles occurs and secondary particles are generated, which may reduce dispersibility. is there. On the other hand, when the average particle size exceeds the upper limit value, it becomes difficult to penetrate or bite into the rolling contact surface or the sliding contact surface, so that the torque of the rolling device is greatly increased. May become inoperable.
[0032]
The thickener used in the rolling device according to the first embodiment of the present invention can further contain a solid fluorinated polymer in addition to the layered mineral powder. Examples of the solid fluorinated polymer include polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE), a copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoropropene, a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoropropyl polyvinyl ether, and a mixture of these polymers. be able to.
[0033]
The thickener described above is preferably contained in an amount of 5% to 45% by weight, more preferably 15% to 40% by weight, based on the lubricant composition. When the content is less than the lower limit, it may not be possible to obtain the effect of improving the lubricity and suppressing the leakage and scattering of the lubricant. When the upper limit is exceeded, the amount of the base oil is reduced and the viscosity of the lubricant composition becomes excessively high, so that sufficient lubricity cannot be obtained and abnormal wear occurs in a relatively short time, resulting in torque. It will increase.
[0034]
The base oil used in the rolling device according to the first embodiment of the present invention is not particularly limited as long as it is a liquid fluorinated polymer oil, but perfluoropolyether (hereinafter referred to as PFPE), trifluoroethylene telomer, And fluorosilicone polymers. This base oil is preferably contained at a content of 55 wt% to 95 wt% with respect to the lubricant composition. When the content of the base oil is less than the lower limit value, the increase in torque described above occurs in a short period of time, and when the content exceeds the upper limit value, it may not be possible to obtain the effect of suppressing the leakage or scattering of the lubricant.
[0035]
Next, the lubricant composition used in the rolling device according to the second embodiment of the present invention will be described.
The lubricant composition used in the rolling device according to the second embodiment of the present invention is composed of a thickener containing ultrafine particles made of an inorganic substance and a base oil made of liquid fluorinated polymer oil. In the rolling device according to the second embodiment, as the base oil, the same liquid fluorinated polymer oil as described in the first embodiment can be used.
[0036]
The ultrafine particles contained in the thickener in the rolling device according to the second embodiment have a small particle size and a rounded surface shape. When a lubricant composition containing such ultrafine particles is used, the ultrafine particles roll on the rolling contact surface and the sliding contact surface of the rolling element, the movable element, and the support when the rolling device is operated. This produces a so-called micro bearing effect. Accordingly, the friction coefficient at the contact surface is reduced. In addition, even when a heavy load is applied, when operated at a low speed, and when the base oil is insufficient between the contact surfaces, the rolling contact or the direct contact or adhesion between the sliding contact surfaces. Etc. are prevented. Therefore, according to the rolling device according to the second embodiment of the present invention, wear and seizure of the contact surface can be prevented, and a good lubrication state can be maintained for a long time.
[0037]
Examples of the ultrafine particles made of an inorganic substance used in the rolling device according to the second embodiment of the present invention include SiO. 2 Fine particles, MgO fine particles, TrO 2 Fine particles and Al 2 O Three Inorganic compounds such as fine particles, diamond fine particles and fullerenes (C 60 Inorganic substances consisting only of carbon such as These inorganic substances can be formed in a round shape with a very small particle size. Among these ultrafine particles, diamond fine particles or fullerene (C 60 ) Is preferably used.
[0038]
Diamond fine particles are chemically very stable and very hard, and therefore are less likely to break. When the ultrafine particles are destroyed, there is a possibility that a shape having a sharp corner or a sharp fragment may be formed. On the other hand, when diamond fine particles are used as the ultrafine particles, a shape having sharp corners or sharp fragments are hardly formed. Therefore, a good lubricating state can be maintained for a longer period.
[0039]
Furthermore, in this case, it is more preferable to use the diamond fine particles with chemically coated graphite. By coating the surface with graphite, the boundary lubricity of ultrafine particles is improved, so that a good lubrication state can be maintained for a longer period.
[0040]
In addition, fullerene (C 60 ) Can be used to maintain a good lubrication state for a longer period of time. This is due to the following reason. Fullerene (C 60 ) Is a soccer ball-like molecule composed of 60 carbon atoms and having a closed shell structure in which a plurality of 6-membered and 5-membered rings are connected. Fullerene (C 60 ) Is extremely stable to heat and is known not to break down to 1500 ° C. Moreover, since it has a spherical molecular structure, the above-described micro-bearing effect becomes more prominent. Furthermore, fullerene (C 60 ) Itself has lubricity. Therefore, fullerene (C 60 ) Can be used to maintain good lubrication for a longer period of time.
[0041]
The ultrafine particles composed of the inorganic substances described above are preferably contained in an amount of 0.1% to 40% by weight, more preferably 0.5% to 30% by weight, based on the lubricant composition. When the content of the ultrafine particles is less than the lower limit, it may not be possible to obtain the effect of improving the lubricity and suppressing the leakage and scattering of the lubricant. On the other hand, if the content exceeds the upper limit, the amount of the base oil mixed decreases and the viscosity of the lubricant composition becomes excessively high, so that sufficient lubricity may not be obtained. In addition, polishing action may be caused by ultrafine particles. For this reason, the surface roughness increases or abnormal wear occurs in a relatively short time, and as a result, there is a risk of increasing torque and vibration or seizing.
[0042]
The ultrafine particles preferably have an average particle size of 0.1 μm or less. When the average particle diameter exceeds the upper limit value, it may be difficult to enter or bite into the rolling contact surface or the sliding contact surface. In addition, since the polishing action is caused by the ultrafine particles, the surface roughness may increase or abnormal wear may occur in a relatively short time. For this reason, the torque of the rolling device increases significantly, and in some cases, the rolling device may become inoperable.
[0043]
In addition, the shape of the layered mineral powder demonstrated in 1st Embodiment is scale-like, and the thickness is thin compared with an average particle diameter. Further, since the layered mineral powder is easy to cleave and is soft, even if the average particle diameter is 0.1 to 10 μm, it can penetrate between the contact surfaces and does not damage the contact surfaces. However, since the ultrafine particles made of the inorganic substance have a spherical shape, particles having an average particle diameter exceeding 0.1 μm (particles larger than the film thickness of the oil film interposed between the contact surfaces) are contact surfaces. It is difficult to intrude in between. Further, since the ultrafine particles are hard, particles having an average particle size exceeding 0.1 μm may cause wear on the contact surface. Therefore, the preferred range of the particle diameter differs between the layered mineral powder and the ultrafine particles made of the inorganic substance.
[0044]
The thickener used in the rolling device according to the second embodiment of the present invention is the same solid fluorinated polymer as described in the first embodiment, in addition to the ultrafine particles made of the above-mentioned inorganic substance. Can be contained.
[0045]
In the rolling device according to the second embodiment, the above-described thickener is preferably contained in an amount of 5% to 45% by weight, and preferably 15% to 40% by weight, based on the lubricant composition. More preferably. When the content is less than the lower limit, it may not be possible to obtain the effect of improving the lubricity and suppressing the leakage and scattering of the lubricant. When the upper limit is exceeded, the amount of the base oil is reduced and the viscosity of the lubricant composition becomes excessively high, so that sufficient lubricity cannot be obtained and abnormal wear occurs in a relatively short time, resulting in torque. It will increase.
[0046]
Next, the lubricant composition used in the rolling device according to the third embodiment of the present invention will be described.
The lubricant composition used in the rolling device according to the third embodiment of the present invention contains a base oil composed of a liquid fluorinated polymer oil and 0.5 wt% to 10 wt% of an oily compound. Here, the oily compound is an organic compound having a perfluoropolyether skeleton as a main chain and having a polar group at least at one end of the main chain and having a molecular weight of 10,000 or less. Further, in the rolling device according to the third embodiment, as the base oil, the same liquid fluorinated polymer oil as described in the first embodiment can be used.
[0047]
Since the oily compound has the same skeleton as the liquid fluorinated polymer oil used as the base oil, it is not easily dissolved and separated in the base oil. Further, since the vapor pressure of the oily compound is low, the amount of evaporation in a vacuum environment is extremely small.
[0048]
Furthermore, since the oily compound has a substituent having high polarity at the end of the main chain, it is easily adsorbed on the metal surface. That is, the oily compound is physically adsorbed or chemically adsorbed on the rolling contact surface and the sliding contact surface of the rolling element, the movable element, and the support. Therefore, even when the base oil is insufficient on the contact surface, Direct contact between surfaces is prevented. Therefore, according to the rolling device according to the third embodiment of the present invention, the friction coefficient of the contact surface is reduced, and as a result, it is possible to prevent wear and seizure of the contact surface and increase in torque.
[0049]
The oily compound described above has a molecular weight of 10,000 or less. When the molecular weight exceeds the upper limit value, the adsorptivity to the rolling contact surface or the sliding contact surface is lowered, so that the effect of improving the lubricity may not be obtained.
[0050]
The oily compound is preferably contained in an amount of 0.5 to 10% by weight based on the lubricant composition. When the content of the ultrafine particles is less than the lower limit, it may not be possible to obtain the effect of improving the lubricity and suppressing the leakage and scattering of the lubricant. On the other hand, when the content rate exceeds the upper limit value, the viscosity of the lubricant composition may decrease, and the lubricant composition may be easily scattered or leaked.
[0051]
In the rolling device according to the third embodiment of the present invention, a thickener can be contained in the lubricant composition. In that case, the same solid fluorinated polymer as described in the first embodiment can be used as the thickener. Further, as the thickener, the layered mineral powder and ultrafine particles described in the first and second embodiments may be contained in the solid fluorinated polymer. These layered mineral powders and ultrafine particles can be contained in the solid fluorinated polymer at the same content as described in the first and second embodiments.
[0052]
Lubricant composition comprising a lubricating oil composition comprising a base oil comprising a liquid fluorinated polymer oil and the oily compound, or a thickener comprising a base oil comprising a liquid fluorinated polymer oil and a solid fluorinated polymer, and the oil. When comprised with a compound, as the oily compound, for example, a perfluoropolyether carboxylic acid having a molecular weight of 10,000 or less shown in the following general formula (1) can be used. In the following general formula (1), n represents a positive integer.
[0053]
[Chemical 1]
Figure 0004296611
[0054]
Further, when the oily compound is contained in the lubricant composition described in the first and second embodiments, the oily compound includes, for example, the following general formula in addition to the compound represented by the general formula (1). The compound shown to (2)-(5) can be mentioned. In the following general formulas (2) to (5), m and n represent positive integers.
[0055]
[Chemical formula 2]
Figure 0004296611
[0056]
In the compounds represented by the general formulas (2) to (5), at least one substituent R is a polar group such as a carboxyl group (—COOH), an alcohol group, and an isocyanate group. Moreover, as an alcohol group and an isocyanate group, the substituent shown to following formula (6)-(9) can be mentioned, for example.
[0057]
[Chemical 3]
Figure 0004296611
[0058]
In the general formulas (2) to (5), when the two substituents R are polar groups such as a carboxyl group, an alcohol group, and an isocyanate group, the two substituents R may be equal to each other or different. May be. When only one substituent R is a polar group such as a carboxyl group, an alcohol group, and an isocyanate group, the other substituent R is preferably a fluorine atom.
[0059]
In the rolling device according to the first to third embodiments of the present invention described above, the lubricant composition is blended with various additives in addition to the above-described base oil and the like within a range not impairing the above effects. be able to. Examples of the additive compounded in the lubricant composition include an antioxidant, a rust inhibitor, an antiwear agent, a dispersant, a metal protective agent, and a surfactant. These additives vary depending on the type, but can be added up to about 15% by weight as the total amount of all additives.
[0060]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
Example 1
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a rolling bearing 1 according to an embodiment of the present invention installed in a bearing rotation tester 6. In this figure, a rolling bearing 1 is a ball that is a rolling element in which an inner ring 2 having a groove-like raceway on the outer periphery and an outer ring 4 having a groove-like raceway on the inner circumference are arranged concentrically. 3 is arranged so as to be able to roll on the respective raceways of the inner ring 2 and the outer ring 4. A lubricant composition 5 is accommodated between the inner ring 2 and the outer ring 4 in order to reduce the contact resistance of the inner ring 2, the outer ring 4, and the ball 3 and prevent wear.
[0061]
About this rolling bearing 1, the composition of the lubricant composition 5 was changed variously, and each torque life and dust generation amount were investigated on the conditions shown below. That is, as the rolling bearing 1, a ball bearing (model number 608) manufactured by NSK Ltd. having an inner diameter of 8 mm, an outer diameter of 22 mm, and a width of 7 mm was used, and the above characteristics were measured by the bearing rotation tester 6 shown in FIG.
[0062]
The torque life was defined as the rotation time from the start of operation until the torque value exceeded a predetermined threshold, and was measured under the following conditions.
Temperature
Atmosphere Air atmosphere
Rotation speed 1000rpm
Axial load 196N
Radial load 1.96N
Further, the dust generation amount is the number of fine particles such as scattered droplets of the lubricant composition 5 scattered from the rolling bearing 1 to the outside within a predetermined operation time, and the bearing rotation tester 6 is installed in a class 100 clean bench. Was measured under the following conditions.
[0063]
Temperature
Atmosphere Air atmosphere
Rotation speed 3000rpm
Axial load 19.6N
As the bearing rotation tester 6, a bearing rotation tester manufactured by NSK Ltd. was used. According to this bearing rotation test machine 6, the inner ring 2 of the rolling bearing 1 is fixed to the rotating shaft of the spindle 7, and the axial load on the rolling bearing 1 can be adjusted by the spring 8 or the like. The spindle 7 is provided with a magnetic fluid seal unit 15. The spindle 7 is rotated by driving a motor 9 and transmitting power from the pulley 11 to the pulley 12 via the belt 10. On the other hand, the outer ring 4 of the rolling bearing 1 is held by a housing 13 connected to a minute load converter 14. Therefore, the torque of the rolling bearing 1 can be measured using the minute load converter 14.
[0064]
The rolling bearing 1 is surrounded by a container 16 and a partition wall 17, and the bottom of the enclosed space is connected to a laser light scattering particle counter 18. On the other hand, an air suction port 19 is provided in the upper part of the enclosed space via a filter 20 so that clean air can be supplied to the enclosed space.
[0065]
Accordingly, when clean air is supplied to the enclosed space at a predetermined flow rate, an air flow is generated from the air inlet 19 toward the particle counter 18, so that the lubricant composition 5 generated from the rolling bearing 1 is scattered. The particle counter 18 detects the amount of droplets and wear powder, that is, the number.
Table 1 below shows the composition of the lubricant composition 5 used for each rolling bearing 1, the amount of the lubricant composition, the torque life, and the amount of dust generation.
[0066]
[Table 1]
Figure 0004296611
[0067]
Daikin Industries, Ltd. S-200 was used as the PFPE oil shown in Table 1 above, and Daikin Industries, Ltd. Lubron L-2 was used as the PTFE polymer. As mica A, synthetic mica 4C-TS made by Topy Industries Co., Ltd., which is a swellable mica subjected to hydrophobic treatment, is used. Synthetic mica DMA-350 manufactured by the company was used. As mica C, synthetic mica PDM-9WA manufactured by Topy Industries Co., Ltd., which is a mica that has been hydrophobized and does not swell, is used. A synthetic mica CR-TS manufactured by certain Topy Industries, Ltd. was used. As the montmorillonite, a synthetic smectite SPN manufactured by Corp Chemical Co. was used. The mica A to D and montmorillonite are layered minerals. The filling amount means the amount of the lubricant composition 5 filled in the rolling bearing 1.
[0068]
As is apparent from Table 1, the rolling bearings of the samples (1) to (15) according to the examples of the present invention are all compared with the comparative samples (1) and (2) that are conventional rolling bearings. Long torque life and low dust generation. Therefore, by using the lubricant composition containing the liquid fluorinated polymer oil and the layered mineral powder, it was possible to improve the torque life characteristics and reduce the amount of dust generation.
[0069]
When comparing the torque life for each of the samples (1) to (15), the samples (1) to (12), (14), and (15) have a longer torque life than the sample (13). This is because the lubricant compositions used in Samples (1) to (12), (14), and (15) are 45% by weight or less compared to the lubricant composition 5 used in Sample (13). It is considered that this is because the content of the thickener is as follows.
[0070]
When the dust generation amount is compared for each of the samples (1) to (15), the sample (1) and (3) to (13) are more dust generation than the samples (2), (14), and (15). Less is. Samples (1), (3) to (13) have a smaller amount of dust generation than sample (2) because the layered mineral powder contained in lubricant composition 5 (mica A, mica B, montmorillonite) ). That is, when the content of the layered mineral powder is large, it is considered that the layered mineral powder is interposed between the rolling contact surfaces or the sliding contact surfaces to prevent direct contact between these contact surfaces.
[0071]
Moreover, it is thought that it is related with the viscosity of the lubricant composition 5 that sample (1), (3)-(13) has little dust generation compared with sample (14), (15). . That is, the lubricant composition 5 used in the samples (14) and (15) is a liquid having a low viscosity, whereas the lubricant composition 5 used in the samples (1) and (3) to (13) is This is because it is grease-like. The difference between the filling amount in the samples (14), (15) and the comparative sample (2) and the filling amount in the other samples depends on whether the lubricant composition 5 is in the form of grease or liquid. .
[0072]
Samples (3) to (7) differ only in the type of layered mineral powder used in the lubricant composition. When these are compared, compared with the case where mica C and D are used, when mica A, B and montmorillonite are used, a favorable value is obtained in both the torque life and the amount of dust generation. This is because mica C and D do not show swelling, whereas mica A, B and montmorillonite show swelling, so that an appropriate amount of base oil can always be supplied between the contact surfaces. It is believed that there is.
[0073]
Further, when mica A is used as compared with the case using mica B, good values are obtained in both the torque life and the dust generation amount, and when mica C is used compared with the case using mica D, the torque life is obtained. Good values are obtained for. This is considered to be because mica A and C are hydrophobized unlike mica B and D. In particular, when mica A is used, it is considered that both the torque life and the amount of dust generation are improved because the base oil is taken in more easily.
[0074]
(Example 2)
Next, in the same manner as in the sample (3) produced in Example 1, the weight ratios of PFPE oil, PTFE polymer, and mica were 67 wt%, 30 wt%, and 3 wt%, respectively, and the mica particle size The rolling bearing 1 was manufactured with various changes. In addition, mica A to C used in Example 1 was used as mica. The torque life of the rolling bearing 1 manufactured as described above was measured in the same manner as in Example 1. The result is shown as a graph in FIG.
[0075]
In FIG. 2, the horizontal axis indicates the average particle diameter of mica A to C, and the vertical axis indicates the torque life. In the figure, curve 21 shows data obtained when mica A is used, curve 22 shows data obtained when mica B is used, and curve 23 is obtained when mica C is used. The obtained data is shown.
[0076]
As shown in this graph, a long torque life is obtained regardless of the range of the average particle diameter of mica A to C. In particular, when the average particle size is in the range of 0.05 μm to 20 μm, a better torque life is obtained, and in the case of 0.1 μm to 10 μm, for example, in the rolling bearing 1 using mica A, it exceeds 500 hours. The good torque life was able to be obtained.
[0077]
(Example 3)
In the same manner as in the sample (7) produced in Example 1 above, the PTFE polymer content in the lubricant composition was kept constant (20% by weight), and the PFPE oil and mica content were varied and rolled. A bearing 1 was manufactured. In addition, mica A to C used in Example 1 was used as mica. The torque life of the rolling bearing 1 manufactured as described above was measured in the same manner as in Example 1. The result is shown as a graph in FIG.
[0078]
In FIG. 3, the horizontal axis indicates the content of mica A to C in the lubricant composition, and the vertical axis indicates the torque life. In the figure, curve 31 shows data obtained when mica A is used, curve 32 shows data obtained when mica B is used, and curve 33 is obtained when mica C is used. The obtained data is shown.
[0079]
As shown in this graph, a relatively long torque life can be obtained regardless of the content of mica A to C, but the content of mica A is 0.1 wt% to 25 wt%. When the content is within the range, that is, when the content of the thickener which is the sum of the solid fluorinated polymer (PTFE polymer) and mica A is in the range of 20.1 wt% to 45 wt%, a better torque life can be obtained. I was able to get it.
[0080]
(Example 4)
A rolling bearing 1 was manufactured in the same manner as in the sample (1) manufactured in Example 1 except that the amount of the lubricant composition was 30 mg, with various mixing ratios of PFPE oil and mica A being changed. That is, the rolling bearing 1 was manufactured by using a mixture of PFPE oil and mica A without changing the PTFE polymer in the lubricant composition 5 and changing the respective contents. With respect to the rolling bearing 1 thus manufactured, the torque life and the amount of dust generation were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in a graph in FIG.
[0081]
In FIG. 4, the horizontal axis represents the content of mica A in the lubricant composition, and the vertical axis represents the torque life and the amount of dust generation. In the figure, a curve 41 shows data on the torque life, and a curve 42 shows data on the dust generation amount.
[0082]
As is apparent from this graph, lower dust generation is obtained when the content of mica A is 0.1% by weight or more. As for the torque life, the higher the weight ratio of mica A is within a range not exceeding 45% by weight, the better the value is obtained. That is, when the layered mineral powder such as mica A was 0.1 wt% to 45 wt% with respect to the base oil such as PFPE oil, good characteristics with respect to torque life and dust generation could be obtained.
[0083]
Further, when the content of mica A is 5% to 45% by weight, better characteristics can be obtained, and when it is 15% to 45% by weight, the best characteristics can be obtained. It was. When the amount is less than 5% by weight, the lubricant composition is in a liquid state, but when the amount is 5% by weight or more, it is in a grease state or an intermediate state between the grease state and the liquid state. This is considered to be due to the grease.
[0084]
(Example 5)
A rolling bearing 1 was produced by the same method as shown in Example 1 except that the lubricant composition contained ultrafine particles made of an inorganic substance instead of containing the layered mineral powder, and each rolling bearing was produced. The torque life and the amount of dust generation were measured for 1. Table 2 below shows the composition of the lubricant composition 5 used for each rolling bearing 1, the amount of sealing, the torque life, and the amount of dust generation.
[0085]
[Table 2]
Figure 0004296611
[0086]
Fullerenes (C 60 ) Using Pure C60 made by Materials and Electrochemical Research Corporation, and using MYPOMEX made by DuPont as the diamond fine particles (CD), the diamond is chemically coated with graphite on the surface. Fine particles (CGD) having an average particle diameter of 200 angstroms were used. Silicon oxide (SiO 2 ) Is made from Nippon Aerosil Co., Ltd. AEROSIL200, titanium oxide (TiO2) 2 ) Idemitsu titania IT-UD manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. was used. In addition, ZrO manufactured by CI Kasei Co., Ltd. was used as zirconia oxide (ZrO), and 100A manufactured by Ube Industries, Ltd. was used as magnesium oxide (MgO).
[0087]
As is apparent from Table 2, the rolling bearings of the samples (16) to (22) according to the examples of the present invention are all compared with the comparative samples (1) and (2) that are conventional rolling bearings. Long torque life and low dust generation. Therefore, by using the lubricant composition containing the liquid fluorinated polymer oil and the ultrafine particles, it was possible to improve the torque life characteristics and reduce the amount of dust generation.
[0088]
Further, when comparing the torque life for each of the samples (16) to (22), the samples (16) to (18) have a longer torque life and the amount of dust generation than the samples (19) to (22). Has been reduced. In Samples (16) to (18), fullerene (C 60 ), Diamond fine particles, and diamond fine particles whose surface is chemically coated with graphite are considered to be used.
[0089]
(Example 6)
Similar to the samples (16) to (22) produced in Example 5 above, the content of PTFE polymer in the lubricant composition was kept constant (20% by weight), and the content of PFPE oil and ultrafine particles was varied. The rolling bearing 1 was manufactured by changing to In addition, as the ultrafine particles, fullerene (C 60 ), Diamond fine particles with chemically coated graphite, silicon oxide, and titanium oxide were used. The torque life of the rolling bearing 1 manufactured as described above was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in a graph in FIG.
[0090]
In FIG. 5, the horizontal axis represents the content of ultrafine particles in the lubricant composition, and the vertical axis represents the torque life. In the figure, curve 51 is fullerene (C 60 ) Is used, and curve 52 shows the data obtained when diamond fine particles whose surface is chemically coated with graphite are used. A curve 53 shows data obtained when silicon oxide is used, and a curve 54 shows data obtained when titanium oxide is used.
[0091]
As shown in this graph, a relatively long torque life could be obtained regardless of the range of the ultrafine particle content. In particular, when the content of the ultrafine particles is in the range of 0.1% by weight to 20% by weight, that is, the content of the thickener that is the sum of the solid fluorinated polymer (PTFE polymer) and the ultrafine particles is 20. A better torque life could be obtained when it was in the range of 1% to 40% by weight.
[0092]
(Example 7)
Rolling bearings 1 were prepared in the same manner as shown in Example 1 by including a PFPE carboxylic acid as an oily compound in the lubricant composition, and each rolling bearing 1 was subjected to an atmospheric condition and a vacuum (1 × 10 -Four The torque life at Pa) was measured. Table 3 below shows the composition of the lubricant composition 5 used in each rolling bearing 1, the amount of sealing, and the torque life.
[0093]
[Table 3]
Figure 0004296611
[0094]
The mica A shown in Table 3 is the same as that used in Example 1, and fullerene (C 60 ), Diamond fine particles (CD), diamond fine particles (CGD) chemically coated with graphite on the surface, silicon oxide (SiO 2) 2 ) And titanium oxide (TiO) 2 ) Is the same as that used in Example 5. Moreover, as the PFPE carboxylic acid, a compound (n = 5 to 80) represented by the above general formula (1) was used.
[0095]
As apparent from Table 3, in the rolling bearings of the samples (23) to (30) according to the examples of the present invention, the comparative sample (1) which is a conventional rolling bearing with respect to the torque life in the air atmosphere. The characteristics equivalent to or better than (3) are obtained. That is, by using a lubricant composition containing a liquid fluorinated polymer oil and the PFPE-based carboxylic acid, it was possible to improve torque life characteristics in an air atmosphere.
[0096]
Moreover, in the rolling bearings of the samples (23) to (30) according to the examples of the present invention, the torque life under vacuum is compared with the comparative samples (1) and (3) which are conventional rolling bearings. Much better properties have been obtained. That is, by using a lubricant composition containing a liquid fluorinated polymer oil and the PFPE carboxylic acid, the torque life characteristics under vacuum could be greatly improved.
[0097]
(Example 8)
The rolling bearing 1 was manufactured by the same method as shown in Example 7 by configuring the lubricant composition with PFPE oil and PFPE carboxylic acid and changing the content of PFPE carboxylic acid in various ways. In this case, the amount of the lubricant composition enclosed was 30 mg. In addition, the lubricant composition was composed of PFPE oil, 20% by weight of PFPE polymer, and PFPE carboxylic acid, and the contents of PFPE oil and PFPE carboxylic acid were variously changed. The rolling bearing 1 was manufactured by the same method as described above. In this case, the amount of the lubricant composition enclosed was 100 mg.
[0098]
With respect to the rolling bearing 1 manufactured as described above, the torque life under vacuum and the amount of dust generation under the air atmosphere were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown as a graph in FIG.
[0099]
In FIG. 6, the horizontal axis indicates the content of the PFPE carboxylic acid in the lubricant composition, and the vertical axis indicates the torque life and the amount of dust generation. In the figure, a curve 61 shows data on the torque life obtained when the lubricant composition is composed of PFPE oil and PFPE-based carboxylic acid, and a curve 62 shows data on the dust generation obtained in that case. ing. Curve 63 shows data relating to the torque life obtained when the lubricant composition is composed of PFPE oil, PFPE polymer, and PFPE carboxylic acid, and curve 64 is data relating to the amount of dust generated in that case. Is shown.
[0100]
As shown in this graph, the amount of dust generation was small and a relatively long torque life could be obtained regardless of the range of the content of the PFPE carboxylic acid. In particular, when the content of the ultrafine particles is in the range of 0.1 wt% to 10 wt%, the amount of dust generation can be further reduced and a better torque life can be obtained.
[0101]
Example 9
The lubricant composition was composed of PFPE oil, PFPE polymer, ultrafine particles, and PFPE-based carboxylic acid, and the contents of PFPE oil and PFPE-based carboxylic acid were changed variously, and the same as that shown in Example 7 The rolling bearing 1 was manufactured by the method. The contents of the PFPE polymer and the ultrafine particles were 20% by weight and 3% by weight, respectively. In addition, as the ultrafine particles, the fullerene (C 60 ) And fine diamond particles chemically coated with graphite on the surface.
[0102]
With respect to the rolling bearing 1 manufactured as described above, the torque life in the air atmosphere and in the vacuum and the dust generation amount in the air atmosphere were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in a graph in FIG.
[0103]
In FIG. 7, the horizontal axis indicates the content of PFPE carboxylic acid in the lubricant composition, and the vertical axis indicates the torque life and the amount of dust generation. In the figure, curves 71 and 72 are fullerenes (C 60 ) Shows the data on the torque life in the air atmosphere and in the vacuum obtained in the case of using), and the curve 73 shows the data on the dust generation amount in the air atmosphere obtained in that case. Curves 74 and 75 show data on the torque life in the air atmosphere and vacuum obtained when the diamond fine particles are used as the ultrafine particles, respectively, and curve 76 shows the air atmosphere obtained in that case. The data on the amount of dust generated is shown.
[0104]
As shown in this graph, when the content of the PFPE carboxylic acid is in the range of 0.1% by weight to 10% by weight, good torque life is obtained under both vacuum and atmospheric conditions. In addition, the amount of generated dust could be reduced.
[0105]
(Example 10)
The lubricant composition was composed of PFPE oil, PFPE polymer, mica A used in Example 1, and PFPE carboxylic acid, and various contents of PFPE oil and PFPE carboxylic acid were changed to Example 7. A rolling bearing 1 was manufactured by the same method as shown. The lubricant composition was composed of PFPE oil, PFPE polymer, silicon oxide fine particles, and PFPE-based carboxylic acid, and the contents of PFPE oil and PFPE-based carboxylic acid were variously changed. The rolling bearing 1 was manufactured by the same method as described above. The content of PFPE polymer was 20% by weight, and the content of mica A or silicon oxide fine particles was 3% by weight.
[0106]
With respect to the rolling bearing 1 manufactured as described above, the torque life in the air atmosphere and in the vacuum and the dust generation amount in the air atmosphere were measured in the same manner as in Example 1. The result is shown as a graph in FIG.
[0107]
In FIG. 8, the horizontal axis indicates the content of PFPE carboxylic acid in the lubricant composition, and the vertical axis indicates the torque life and the amount of dust generation. In the figure, curves 81 and 82 show the data on the torque life in the atmosphere and vacuum obtained when using mica A, respectively, and curve 83 shows the dust generation in the atmosphere obtained in that case. Data on quantity is shown. Curves 84 and 85 show the data on the torque life in the atmosphere and vacuum obtained when silicon oxide fine particles are used as ultrafine particles, respectively, and curve 86 is in the air atmosphere obtained in that case. The data on the amount of dust generated is shown.
[0108]
As shown in this graph, when the content of the PFPE carboxylic acid is in the range of 0.1% by weight to 10% by weight, good torque life is obtained under both vacuum and atmospheric conditions. In addition, the amount of generated dust could be reduced.
[0109]
As mentioned above, although the case where PFPE oil was mainly used as base oil was demonstrated, the same effect can be acquired also when other liquid fluorinated polymer oil is used. In the above-described embodiment, the case where the rolling device of the present invention is used as a rolling bearing has been described. However, the same effect can be obtained when the rolling device is used as a linear motion device such as a ball screw device or a linear guide. Can do.
[0110]
【The invention's effect】
As described above, in the rolling device of the present invention, a mixture of a thickener containing layered mineral powder and a base oil composed of liquid fluorinated polymer oil is used as the lubricant composition. In the rolling device of the present invention, a mixture of a thickener containing ultrafine particles made of an inorganic substance and a base oil made of liquid fluorinated polymer oil is used as the lubricant composition. Furthermore, in the rolling device of the present invention, as the lubricant composition, a lubricant composition comprising a base oil composed of a liquid fluorinated polymer oil and a perfluoropolyether carboxylic acid having a molecular weight of 10,000 or less, Alternatively, a grease composition containing a perfluoropolyether carboxylic acid having a molecular weight of 10,000 or less in a mixture of a base oil composed of a liquid fluorinated polymer oil and a thickener containing a solid fluorinated polymer is used.
[0111]
When these lubricant compositions are used, scattering of the lubricant composition and wear of rolling elements are reduced. Therefore, according to the present invention, a rolling device having a small amount of dust generation and an excellent torque life is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rolling device and a bearing rotation tester according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the average particle diameter of the layered mineral powder and the torque life in the rolling device according to the example of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the content of layered mineral powder in a lubricant composition and torque life in a rolling device according to an example of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the content of the layered mineral powder in the lubricant composition, the torque life, and the amount of dust generation in the rolling device according to the example of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the content of ultrafine particles in the lubricant composition and the torque life in the rolling device according to the example of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the content of PFPE carboxylic acid in the lubricant composition, the torque life, and the amount of dust generation in the rolling device according to the example of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the content of PFPE carboxylic acid in the lubricant composition, the torque life, and the amount of dust generation in the rolling device according to the example of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the content of PFPE carboxylic acid in the lubricant composition, the torque life, and the amount of dust generation in the rolling device according to the example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Rolling bearing
2 ... Inner ring
3 ... rolling element
4 ... Outer ring
5 ... Lubricant composition
6 ... Bearing rotation tester
7 ... Spindle
8 ... Spring
9 ... Motor
10 ... Belt
11, 12 ... pulley
13 ... Housing
14 ... Minute load transducer
15 ... Magnetic fluid seal unit
16 ... container
17 ... Bulkhead
18 ... Particle counter
19 ... Air inlet
20 ... Filter
41, 42, 51-54, 61-64, 71-76, 81-86 ... curve

Claims (5)

回転運動または直線運動可能な可動子、
この可動子を支持する支持体、
これら可動子と支持体との間に介在し、前記可動子の運動に伴って転動する転動体、及び、
この転動体が転動する前記可動子と支持体との間に配置された潤滑剤組成物を具備し、
前記潤滑剤組成物は、膨潤性を有する雲母とポリテトラフルオロエチレンとを含有した増粘剤と、液体フッ素化ポリマー油からなる基油とのグリース状の混合物であり、
前記雲母の平均粒径は0.1μm〜10μmであり、
前記潤滑剤組成物に占める前記雲母の含有率は0.1重量%〜25重量%であることを特徴とする転動装置。
A mover that can rotate or move linearly,
A support for supporting the mover,
A rolling element that is interposed between the mover and the support and rolls along with the movement of the mover; and
Comprising a lubricant composition disposed between the movable element and the support on which the rolling element rolls;
The lubricant composition is a grease-like mixture of a thickener containing swellable mica and polytetrafluoroethylene, and a base oil composed of a liquid fluorinated polymer oil,
The average particle diameter of the mica is 0.1 μm to 10 μm,
The rolling device according to claim 1, wherein a content of the mica in the lubricant composition is 0.1 wt% to 25 wt% .
前記雲母の前記含有率は1重量%〜20重量%であることを特徴とする請求項1に記載の転動装置。The rolling device according to claim 1, wherein the content of the mica is 1% by weight to 20% by weight. 前記雲母の前記含有率は5重量%〜20重量%であることを特徴とする請求項1に記載の転動装置。The rolling device according to claim 1, wherein the content of the mica is 5% by weight to 20% by weight. 前記雲母の前記平均粒径は1μm以上であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の転動装置。The rolling device according to claim 1, wherein the average particle diameter of the mica is 1 μm or more. 前記雲母には疎水化処理が施されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の転動装置。The rolling device according to any one of claims 1 to 4, wherein the mica is subjected to a hydrophobic treatment.
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