JP4814513B2 - Grease-filled rolling bearing - Google Patents
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Description
本発明は各種産業機械や車両等に組み込まれる転がり軸受に封入されるグリース組成物に関し、特に冷時異音の発生する超低温から高温までの広い温度範囲において、高速回転で使用される軸受に好適なグリース組成物に関する。 The present invention relates to a grease composition enclosed in a rolling bearing incorporated in various industrial machines and vehicles, and is particularly suitable for a bearing used at a high speed rotation in a wide temperature range from a very low temperature to a high temperature where abnormal noise is generated during cold. The present invention relates to a grease composition.
各種産業機械や車両等に組み込まれる転がり軸受には、潤滑性を付与するためにグリース組成物が封入される。このグリース組成物は基油と増ちょう剤とを混練して得られ、上記基油としては鉱油やエステル油、シリコーン油、エーテル油、フッ素油等の合成潤滑油が、また増ちょう剤としてはリチウム石けん等の金属石けんやウレア化合物、フッ素樹脂が一般に使用されている。近年、転がり軸受は高速回転で使用される傾向にあり、それに伴ないグリース組成物にも高温耐性が要求されている。ところが、増ちょう剤として金属石けんを使用すると、高温で基油の酸化を促進して潤滑作用を低下させる。また、基油に関しては、鉱油を基油としたグリース組成物は、合成潤滑油を基油とするグリース組成物に比べて酸化されやすく、高温における潤滑寿命が短くなる傾向にある。そこで近年では、特に高温、高速回転で使用される転がり軸受には、合成潤滑油を基油とし、ウレア化合物やフッ素樹脂を増ちょう剤としたグリース組成物が主流になりつつある。 A rolling bearing incorporated in various industrial machines, vehicles and the like is filled with a grease composition in order to impart lubricity. This grease composition is obtained by kneading a base oil and a thickener. Examples of the base oil include mineral oils, ester oils, silicone oils, ether oils, fluorine oils and other synthetic lubricating oils. Metal soaps such as lithium soap, urea compounds, and fluororesins are generally used. In recent years, rolling bearings tend to be used at high speed rotation, and accordingly, grease compositions are required to have high temperature resistance. However, when metal soap is used as a thickener, the oxidation of the base oil is promoted at a high temperature to lower the lubricating action. Regarding the base oil, a grease composition using a mineral oil as a base oil is more likely to be oxidized than a grease composition using a synthetic lubricating oil as a base oil, and the lubricating life at a high temperature tends to be shortened. In recent years, therefore, grease compositions using synthetic lubricants as base oils and urea compounds or fluororesins as thickeners are becoming mainstream in rolling bearings used at high temperatures and high speeds.
各種産業機械部材の小型化や高性能化にともなって使用条件がより厳しくなる傾向にあり、それに伴なってグリース組成物にもさらなる潤滑性能と潤滑寿命が要求されている。
高温における長寿命化の要求は、高粘度の合成潤滑油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤としたグリース組成物に酸化防止剤や防錆剤等の添加処方が検討されているが、それにともなって寒冷時においてグリース組成物の粘度が上昇し、冷時異音が発生しやすくなる。
一方、自動車のエンジンによって駆動される機器のプーリ等を寒冷時に運転すると、プーリ仕様や運転条件によっては、寒冷時の特異音(笛吹き音)、いわゆる冷時異音が発生する場合がある。この冷時異音の発生原因については未だ明確には解明されていないが、グリースの油膜ムラによる転動体の自励振動によるものと推測されている。すなわち、寒冷時には、グリースの基油粘度上昇によって軌道面の油膜ムラが生じやすくなるが、油膜ムラがあると、転動体と軌道面との間の摩擦係数が微小な周期的変化を起こし、これによって転動体に自励振動を生じる。この自励振動によってプーリ系が共振し、外輪が軸方向に振動(並進運動)して冷時異音の発生に至ると考えられている。
With the miniaturization and high performance of various industrial machine members, the usage conditions tend to become stricter. Accordingly, further lubrication performance and lubrication life are required for the grease composition.
The requirements for longer life at high temperatures are being studied for the addition of antioxidants and rust inhibitors to grease compositions based on synthetic lubricants with high viscosity and urea compounds as thickeners. As a result, the viscosity of the grease composition increases during cold weather, and noise during cold tends to occur.
On the other hand, when a pulley or the like of a device driven by an automobile engine is operated in cold weather, a singular sound (whispering noise) in cold weather, that is, a so-called cold noise may be generated depending on the pulley specifications and operating conditions. The cause of the generation of this cold abnormal noise has not yet been clearly clarified, but it is presumed to be due to the self-excited vibration of the rolling elements due to the oil film unevenness of the grease. In other words, when the oil is cold, unevenness of the oil film on the raceway surface is likely to occur due to an increase in the base oil viscosity of the grease, but if there is oil film unevenness, the friction coefficient between the rolling elements and the raceway surface will cause minute periodic changes. Causes self-excited vibration in the rolling element. It is considered that the pulley system resonates due to this self-excited vibration, and the outer ring vibrates in the axial direction (translational movement), resulting in generation of cold noise.
上記高温耐久性に優れ、冷時異音を抑えるグリースとして、合成炭化水素油と油の鎖状分子を構成する 8 個以上の炭素原子の一側にエステル基を 8 個以上櫛歯状に配置したエステル系合成油との混合油からなる基油に、増ちょう剤としてウレア系化合物を配合し、極圧剤としてジチオリン酸塩を添加したグリースが知られている(特許文献1)。
また、ポリ−α−オレフィン(以下、PAOという)油とエステル油との混合油からなる基油に、増ちょう剤として脂環族ジウレア化合物を配合し、添加剤としてジンクジチオカーバメートを添加したグリース組成物を封入した軸受であって、軸受を構成する内輪と、外輪との間に介在させた複数のボールをボールと内輪または外輪のうちの少なくとも外輪とを 2 点で接触させることによって接触角を付与した自動車プーリ用軸受が知られている(特許文献2)。
In addition, a base oil composed of a mixed oil of poly-α-olefin (hereinafter referred to as PAO) oil and ester oil is blended with an alicyclic diurea compound as a thickener, and zinc dithiocarbamate is added as an additive. A bearing encapsulating a composition, wherein a plurality of balls interposed between an inner ring constituting the bearing and an outer ring are brought into contact with the ball and at least the outer ring of the inner ring or the outer ring at two points. There is known a bearing for an automobile pulley to which is given (Patent Document 2).
これらの試みは、冷時異音対策として低温時における油膜の安定性と、高温における長寿命化とを狙ったものであるが、単に合成炭化水素油とエステル油とを混合しただけでは、充分な冷時異音防止結果が得られていないという問題がある。
また、上記に挙げた各種機械部材の小型化や高性能化に伴なって使用条件がより厳しくなる傾向にあり、それに伴なってグリース組成物にもさらなる潤滑性能と潤滑寿命が要求されている。高温における長寿命化の要求は、高粘度の合成炭化水素油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤としたグリース組成物に酸化防止剤や防錆剤等の添加剤処方が検討されているが、それに伴なって寒冷時における冷時異音が発生しやすくなるという問題がある。
These attempts aimed at improving the stability of the oil film at low temperatures and prolonging the service life at high temperatures as a countermeasure against abnormal noise during cold, but it is sufficient to simply mix synthetic hydrocarbon oil and ester oil. There is a problem that the result of preventing abnormal cold noise is not obtained.
In addition, the usage conditions tend to become more severe with the miniaturization and higher performance of the various mechanical members listed above, and accordingly, further lubrication performance and lubrication life are required for the grease composition. . The demand for longer life at high temperatures is being investigated for additive formulations such as antioxidants and rust inhibitors in grease compositions based on high-viscosity synthetic hydrocarbon oils and urea compounds as thickeners. However, there is a problem that cold noise is easily generated during cold weather.
本発明は、寒冷時における冷時異音の発生を確実に防止することができるグリース組成物およびグリース封入転がり軸受の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a grease composition and a grease-filled rolling bearing capable of reliably preventing the occurrence of cold abnormal noise during cold weather.
本発明のグリース組成物は、基油と増ちょう剤と添加剤とを含むグリース組成物であって、上記基油はエーテル油、エステル油および合成炭化水素油から選ばれる少なくとも1つの油を含み、該基油の 40℃での動粘度が 15 mm2/s〜200 mm2/s であり、上記添加剤はポリ(メタ)アクリレートを含むことを特徴とする。
上記基油と上記増ちょう剤との合計量に対して、上記ポリ(メタ)アクリレートが 3〜10 重量%配合されてなることを特徴とする。
上記増ちょう剤が、ウレア系化合物であることを特徴とする。
上記添加剤が、上記ポリ(メタ)アクリレートにジチオリン酸亜鉛を加えたものであることを特徴とする。
なお、ポリ(メタ)アクリレートとは、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、またはポリメタクリレートおよびポリアクリレートの混合物をいう。
The grease composition of the present invention is a grease composition containing a base oil, a thickener and an additive, and the base oil contains at least one oil selected from ether oils, ester oils and synthetic hydrocarbon oils. The base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 15 mm 2 / s to 200 mm 2 / s, and the additive contains poly (meth) acrylate.
The poly (meth) acrylate is blended in an amount of 3 to 10% by weight based on the total amount of the base oil and the thickener.
The thickener is a urea compound.
The additive is obtained by adding zinc dithiophosphate to the poly (meth) acrylate.
Poly (meth) acrylate refers to polymethacrylate, polyacrylate, or a mixture of polymethacrylate and polyacrylate.
本発明のグリース封入転がり軸受は、内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する転動体とを備え、この転動体の周囲に上記グリース組成物を封入してなる転がり軸受であることを特徴とする。
上記グリース封入転がり軸受が、エンジン出力で回転駆動される回転軸を静止部材に回転自在に支持する自動車用電装補機に使用され、耐熱および耐冷時異音性軸受であることを特徴とする。
上記自動車用電装補機が、ファンカップリング装置、オルタネータ、アイドラプーリ、テンションプーリ、電磁クラッチまたはコンプレッサであることを特徴とする。
The grease-enclosed rolling bearing of the present invention is a rolling bearing comprising an inner ring and an outer ring, and a rolling element interposed between the inner ring and the outer ring, and the grease composition is enclosed around the rolling element. And
The grease-filled rolling bearing is used in an electrical accessory for automobiles that rotatably supports a rotating shaft that is driven to rotate by engine output on a stationary member, and is a heat and cold resistant noise bearing.
The automotive electrical accessory is a fan coupling device, an alternator, an idler pulley, a tension pulley, an electromagnetic clutch, or a compressor.
本発明のグリース組成物は、基油と増ちょう剤と添加剤とを含むグリース組成物であって、上記基油はエーテル油、エステル油、合成炭化水素油から選ばれる少なくとも1つの油を含み、該基油の 40℃での動粘度が 15 mm2/s 〜200 mm2/s であり、上記添加剤はポリ(メタ)アクリレートを含むので、低温時の粘度低下が抑えられる。その結果、低温から高温まで広い温度範囲で良好な潤滑性を発揮して、低温での始動直後から冷時異音の発生を防止でき、しかも長時間にわたって高温耐久性に優れた性質を維持できるグリース組成物となり、軸受の寿命の可及的延長を可能とする軸受封入用グリース組成物となる。 The grease composition of the present invention is a grease composition containing a base oil, a thickener and an additive, and the base oil contains at least one oil selected from ether oils, ester oils and synthetic hydrocarbon oils. The base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 15 mm 2 / s to 200 mm 2 / s, and the additive contains poly (meth) acrylate, so that a decrease in viscosity at low temperatures can be suppressed. As a result, it exhibits good lubricity in a wide temperature range from low temperature to high temperature, can prevent the occurrence of cold noise immediately after starting at low temperature, and can maintain high temperature durability for a long time It becomes a grease composition and becomes a grease composition for encapsulating a bearing that can extend the life of the bearing as much as possible.
本発明のグリース封入軸受は、内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する転動体とを備え、この転動体の周囲に上記グリース組成物を封入してなる軸受であるので、低温から高温まで広い温度範囲で良好な潤滑性を発揮して、低温での始動直後から冷時異音の発生を防止でき、しかも長時間にわたって高温耐久性に優れた性質を維持できる転がり軸受となり、転がり軸受の寿命の可及的延長が可能となる。
上記グリース封入転がり軸受が自動車用電装補機に使用される転がり軸受であるので、高温時の潤滑性能を保ちつつ、寒冷時における冷時異音の発生を確実に防止することができる。
The grease-enclosed bearing of the present invention is a bearing comprising an inner ring and an outer ring and rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, and the grease composition is enclosed around the rolling elements. Rolling bearings that exhibit good lubricity in a wide temperature range, can prevent cold noise immediately after starting at low temperatures, and can maintain high temperature durability for a long time. It is possible to extend the lifetime of the as much as possible.
Since the grease-enclosed rolling bearing is a rolling bearing used in an automotive electrical accessory, it is possible to reliably prevent the generation of cold noise during cold weather while maintaining lubrication performance at high temperature.
寒冷時における冷時異音の発生を確実に防止することができるグリース組成物およびグリース封入転がり軸受の提供を目的として、鋭意検討を行なった結果、グリース組成物を構成する基油が、エーテル油、エステル油および合成炭化水素油から選ばれる少なくとも1つの油を含み、この基油の 40℃での動粘度が 15 mm2/s〜200 mm2/s であり、ポリ(メタ)アクリレートを含有するグリース組成物を封入した転がり軸受は、冷時異音を防止できることを見出した。上記基油にポリ(メタ)アクリレートを配合したことにより、寒冷時におけるグリース組成物の粘度上昇を防止し、軸受軌道面の油膜ムラの発生を抑制することによって冷時異音防止効果が増大したものと考えられる。本発明はこのような知見に基づくものである。 As a result of intensive studies aimed at providing a grease composition and a grease-filled rolling bearing that can surely prevent the occurrence of cold noise during cold weather, the base oil constituting the grease composition is an ether oil. comprises at least one oil selected from the ester oils and synthetic hydrocarbon oils, containing the kinematic viscosity at 40 ° C. of the base oil is 15 mm 2 / s~200 mm 2 / s, poly (meth) acrylate It has been found that a rolling bearing enclosing a grease composition capable of preventing cold noise can be prevented. By blending poly (meth) acrylate with the above base oil, the increase in viscosity of the grease composition during cold weather is prevented, and the effect of preventing abnormal noise during cold is increased by suppressing the occurrence of oil film unevenness on the bearing raceway surface. It is considered a thing. The present invention is based on such knowledge.
本発明に使用できるポリ(メタ)アクリレートの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、イコシル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート、テトラコシル(メタ)アクリレート、オクタコシル(メタ)アクリレートおよびトリアコンチル(メタ)アクリレートの重合体または共重合体などが挙げられる。これらの化合物を単独またはいずれか 2 種類以上混合してもよい。これらの中で好ましいのは、重量平均分子量が 2 万〜150 万のポリ(メタ)アクリレートである。 Specific examples of the poly (meth) acrylate that can be used in the present invention include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, and hexyl (meth). Acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, Polymer or copolymer of icosyl (meth) acrylate, docosyl (meth) acrylate, tetracosyl (meth) acrylate, octacosyl (meth) acrylate and triacontyl (meth) acrylate Body and the like. These compounds may be used alone or as a mixture of any two or more of them. Among these, poly (meth) acrylates having a weight average molecular weight of 20,000 to 1,500,000 are preferable.
本発明に使用できる基油は、エーテル油、エステル油および合成炭化水素油から選ばれる少なくとも1つの油を含み、40℃での動粘度が 15 mm2/s〜200 mm2/s の基油である。15 mm2/s 未満では、耐熱性が低く、高温耐久性が劣る。また 200 mm2/s をこえるとトルク大となるので、発熱が大きくなり焼きつき易くなる。 The base oil that can be used in the present invention includes at least one oil selected from ether oils, ester oils and synthetic hydrocarbon oils, and has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 15 mm 2 / s to 200 mm 2 / s. It is. If it is less than 15 mm 2 / s, the heat resistance is low and the high temperature durability is poor. Also, if it exceeds 200 mm 2 / s, the torque becomes large, so the heat generation becomes large and it becomes easy to burn.
本発明に使用できる基油は、エーテル油、エステル油または合成炭化水素油である。またこれらを任意に混合してもよい。
具体的には、エーテル油としてはジアルキルフェニルエーテル油、アルキルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニルエーテル油等を、
エステル油としてはジエステル油、ポリオールエステル油またはこれらのコンプレックスエステル油、芳香族エステル油等を挙げることができる。
また、合成炭化水素油としてはPAO油等を挙げることができる。
これらの中でも、高温、高速での潤滑性能並びに潤滑寿命を考慮すると、合成炭化水素(PAO)油、アルキルジフェニルエーテル油、エステル油の合成潤滑油が含有されることが好ましい。
また、高温、高速での潤滑性能並びに潤滑寿命が低下しないためには、40℃における基油の動粘度は 15 mm2/s 〜200 mm2/s であることが好ましい。本発明においてはいずれか2つの油を混合することが好ましい。
Base oils that can be used in the present invention are ether oils, ester oils or synthetic hydrocarbon oils. Moreover, you may mix these arbitrarily.
Specifically, as the ether oil, dialkyl phenyl ether oil, alkyl triphenyl ether oil, alkyl tetraphenyl ether oil, etc.
Examples of ester oils include diester oils, polyol ester oils, complex ester oils thereof, and aromatic ester oils.
Moreover, PAO oil etc. can be mentioned as a synthetic hydrocarbon oil.
Among these, considering the lubrication performance at high temperature and high speed and the lubrication life, it is preferable to contain synthetic hydrocarbon (PAO) oil, alkyldiphenyl ether oil, and ester oil synthetic lubricant.
In order not to lower the lubrication performance and lubrication life at high temperature and high speed, the kinematic viscosity of the base oil at 40 ° C. is preferably 15 mm 2 / s to 200 mm 2 / s. In the present invention, it is preferable to mix any two oils.
上記のPAO油としては、通常、α−オレフィンまたは異性化されたα−オレフィンのオリゴマーまたはポリマーの混合物である。α−オレフィンの具体例としては、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、1−ドコセン、1−テトラコセン等を挙げることができ、通常はこれらの混合物が使用される。 The PAO oil is usually an α-olefin or an isomerized α-olefin oligomer or polymer mixture. Specific examples of the α-olefin include 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1 -Nonadecene, 1-eicocene, 1-docosene, 1-tetracocene and the like can be mentioned, and usually a mixture thereof is used.
本発明に使用できるウレア化合物は、尿素結合を分子内に2個有するジウレアが好ましく、以下の化1で示される。
なお、ウレア化合物の製造方法の一例としては、ジイソシアネート化合物にイソシアネート基当量のアミン化合物を反応させて得られる。また、ジウレア以外にポリウレア等も使用できる。
The urea compound that can be used in the present invention is preferably a diurea having two urea bonds in the molecule, and is represented by the following
In addition, as an example of the manufacturing method of a urea compound, it is obtained by making the amine compound of an isocyanate group equivalent react with a diisocyanate compound. In addition to diurea, polyurea and the like can also be used.
本発明に使用できるグリース組成物の混和ちょう度は 150〜400 の範囲が好ましい。150 未満では低温時の潤滑性能が悪くなり、400 をこえるとグリース組成物が漏れやすくなって好ましくない。 The blending degree of the grease composition that can be used in the present invention is preferably in the range of 150 to 400. If it is less than 150, the lubrication performance at low temperatures deteriorates, and if it exceeds 400, the grease composition tends to leak, which is not preferable.
本発明のグリース組成物は、上記の基油および増ちょう剤を必須成分とし、さらにポリ(メタ)アクリレートを含むものであるが、さらに、極圧剤、酸化防止剤、防錆剤、金属不活性化剤、油性剤等の従来のグリース用添加剤をさらに配合できる。
極圧剤:
極圧剤を配合することにより、耐荷重性や極圧性を向上させることができる。例えば以下の化合物を使用できる。有機金属系のものとしては、ジチオカルバミン酸モリブデン、ジチオリン酸モリブデン等の有機モリブデン化合物、ジチオカルバミン酸亜鉛、ジチオリン酸亜鉛、亜鉛フェネート等の有機亜鉛化合物、ジチオカルバミン酸アンチモン、ジチオリン酸アンチモン等の有機アンチモン化合物、ジチオカルバミン酸セレン等の有機セレン化合物、ナフテン酸ビスマス、ジチオカルバミン酸ビスマス等の有機ビスマス化合物、ジチオカルバミン酸鉄、オクチル酸鉄等の有機鉄化合物、ジチオカルバミン酸銅、ナフテン酸銅等の有機銅化合物、ナフテン酸鉛、ジチオカルバミン酸鉛等の有機鉛化合物、マレイン酸スズ、ジブチルスズスルファイド等の有機スズ化合物、あるいは、アルカリ金属、アルカリ土類金属の有機スルホネート、フェネート、ホスホネート、金、銀、チタン、カドミウム等の有機金属化合物も必要なら使用できる。硫黄系化合物としては、ジベンジルジスルフィド等のスルフィドあるいはポリスルフィド化合物、硫化油脂類、無灰系カルバミン酸化合物類、チオウレア系化合物、もしくはチオカーボネート類等を使用することができる。リン酸系極圧剤としては、トリオクチルホスフェート、トリクレジルホスフェート等のリン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル等のリン酸エステル系化合物を使用することができる。また、その他、塩素化パラフィン等のハロゲン系の極圧剤、あるいは、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン、硫化アンチモン、窒化硼素などの硼素化合物等の固体潤滑剤を使用することができる。
これらの極圧剤の中で、ジチオカルバミン酸系化合物やジチオリン酸系化合物を好適に使用できる。また、グリース組成物にポリ(メタ)アクリレートを添加する場合には、ジチオリン酸亜鉛を利用することが特に好ましい。
The grease composition of the present invention comprises the above base oil and thickener as essential components, and further contains poly (meth) acrylate, and further includes an extreme pressure agent, an antioxidant, a rust inhibitor, and a metal deactivator. Conventional additives for grease such as an agent and an oily agent can be further blended.
Extreme pressure agent:
By blending an extreme pressure agent, load resistance and extreme pressure properties can be improved. For example, the following compounds can be used. As organometallic compounds, organic molybdenum compounds such as molybdenum dithiocarbamate and molybdenum dithiophosphate, organic zinc compounds such as zinc dithiocarbamate, zinc dithiophosphate and zinc phenate, organic antimony compounds such as antimony dithiocarbamate and antimony dithiophosphate, Organic selenium compounds such as selenium dithiocarbamate, organic bismuth compounds such as bismuth naphthenate and bismuth dithiocarbamate, organic iron compounds such as iron dithiocarbamate and iron octylate, organic copper compounds such as copper dithiocarbamate and copper naphthenate, naphthenic acid Organic lead compounds such as lead and lead dithiocarbamate, organic tin compounds such as tin maleate and dibutyltin sulfide, or organic sulfonates, phenates and phosphates of alkali metals and alkaline earth metals Sulfonates, gold, silver, titanium, an organometallic compound such as cadmium can also be used if necessary. As the sulfur compounds, sulfides such as dibenzyl disulfide or polysulfide compounds, sulfurized fats and oils, ashless carbamic acid compounds, thiourea compounds, thiocarbonates, and the like can be used. As the phosphoric acid extreme pressure agent, it is possible to use phosphate compounds such as trioctyl phosphate, tricresyl phosphate, etc., phosphate esters, acidic phosphate esters, phosphite esters, acidic phosphite esters, etc. it can. In addition, halogen-based extreme pressure agents such as chlorinated paraffin, or solid lubricants such as boron compounds such as molybdenum disulfide, tungsten disulfide, graphite, polytetrafluoroethylene, antimony sulfide, and boron nitride are used. be able to.
Among these extreme pressure agents, dithiocarbamic acid compounds and dithiophosphoric acid compounds can be suitably used. In addition, when poly (meth) acrylate is added to the grease composition, it is particularly preferable to use zinc dithiophosphate.
酸化防止剤:
酸化防止剤としては、ゴム、プラスチック、潤滑油等に添加する老化防止剤、オゾン劣化防止剤、酸化防止剤から適宣選択して使用できる。例えば、以下の化合物が使用できる。すなわち、フェニル−1−ナフチルアミン、フェニル−2−ナフチルアミン、ジフェニル−p−フェニレンジアミン、ジピリジルアミン、フェノチアジン、N−メチルフェノチアジン、N−エチルフェノチアジン、3,7−ジオクチルフェノチアジン、p,p'−ジオクチルジフェニルアミン、N,N'−ジイソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N'−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン等のアミン系化合物等が使用できる。
Antioxidant:
As the antioxidant, an antioxidant, an ozone deterioration inhibitor, and an antioxidant that are added to rubber, plastic, lubricating oil, and the like can be appropriately selected and used. For example, the following compounds can be used. That is, phenyl-1-naphthylamine, phenyl-2-naphthylamine, diphenyl-p-phenylenediamine, dipyridylamine, phenothiazine, N-methylphenothiazine, N-ethylphenothiazine, 3,7-dioctylphenothiazine, p, p'-dioctyldiphenylamine An amine compound such as N, N′-diisopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, or the like can be used.
またフェノール系酸化防止剤が使用できる。フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ジブチルフェノール、n−オクタデシル−3−(3',5'−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス−(メチレン−3−(3',5'−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)メタン、2,2'−メチレンビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4'−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)などが挙げられる。 A phenolic antioxidant can also be used. Examples of the phenolic antioxidant include 2,6-di-t-dibutylphenol, n-octadecyl-3- (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, tetrakis- ( Methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate) methane, 2,2′-methylenebis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′- Butylidenebis- (3-methyl-6-tert-butylphenol) and the like.
防錆剤:
防錆剤として、例えば以下の化合物を使用することができる。すなわち、有機スルホン酸のアンモニウム塩、バリウム、亜鉛、カルシウム、マグネシウム等アルカリ金属、アルカリ土類金属の有機スルホン酸塩、有機カルボン酸塩、フェネート、ホスホネート、アルキルもしくはアルケニルこはく酸エステル等のアルキル、アルケニルこはく酸誘導体、ソルビタンモノオレエート等の多価アルコールの部分エステル、オレオイルザルコシン等のヒドロキシ脂肪酸類、1−メルカプトステアリン酸等のメルカプト脂肪酸類あるいはその金属塩、ステアリン酸等の高級脂肪酸類、イソステアリルアルコール等の高級アルコール類、高級アルコールと高級脂肪酸とのエステル、2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−メルカプトチアジアゾール等のチアゾール類、2−(デシルジチオ)−ベンズイミダゾール、ベンズイミダゾール等のイミダゾール系化合物、あるいは、2,5−ビス(ドデシルジチオ)−ベンズイミダゾール等のジスルフィド系化合物、あるいは、トリスノニルフェニルフォスファイト等のリン酸エステル類、ジラウリルチオプロピオネート等のチオカルボン酸エステル系化合物等を使用することができる。また、金属表面を不動態化させる、亜硝酸塩、硝酸塩、クロム酸塩、リン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩等の腐食抑制剤も使用することができる。
金属不活性化剤:
金属不活性化剤として、例えばベンゾトリアゾールやトリルトリアゾール等のトリアゾール系化合物を使用することができる。
anti-rust:
As a rust inhibitor, for example, the following compounds can be used. That is, ammonium salts of organic sulfonic acids, alkali metals such as barium, zinc, calcium and magnesium, organic sulfonates of alkaline earth metals, organic carboxylates, phenates, phosphonates, alkyls such as alkyl or alkenyl succinates, alkenyls Succinic acid derivatives, partial esters of polyhydric alcohols such as sorbitan monooleate, hydroxy fatty acids such as oleoylsarcosine, mercapto fatty acids such as 1-mercaptostearic acid or metal salts thereof, higher fatty acids such as stearic acid, Higher alcohols such as isostearyl alcohol, esters of higher alcohols and higher fatty acids, thiazoles such as 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, 2-mercaptothiadiazole, 2- (decyldithio) -be Imidazole compounds such as diimidazole and benzimidazole, disulfide compounds such as 2,5-bis (dodecyldithio) -benzimidazole, phosphate esters such as trisnonylphenyl phosphite, dilaurylthiopropio Thiocarboxylic acid ester compounds such as nates can be used. Corrosion inhibitors such as nitrites, nitrates, chromates, phosphates, molybdates, tungstates that passivate the metal surface can also be used.
Metal deactivator:
As the metal deactivator, for example, a triazole compound such as benzotriazole or tolyltriazole can be used.
油性剤:
油性剤として、例えば以下の化合物を使用することができる。すなわち、オレイン酸やステアリン酸等の脂肪酸、オレイルアルコール等の脂肪酸アルコール、ポリオキシエチレンステアリン酸エステルやポリグリセリルオレイン酸エステル等の脂肪酸エステル、リン酸、トリクレジルホスフェート、ラウリル酸エステルまたはポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸等のリン酸エステル等を使用することができる。
Oiliness agent:
As the oily agent, for example, the following compounds can be used. That is, fatty acids such as oleic acid and stearic acid, fatty acid alcohols such as oleyl alcohol, fatty acid esters such as polyoxyethylene stearic acid ester and polyglyceryl oleic acid ester, phosphoric acid, tricresyl phosphate, lauric acid ester or polyoxyethylene oleyl Phosphoric esters such as ether phosphoric acid can be used.
本発明のグリース組成物において、添加剤の配合割合は、基油および増ちょう剤の合計量 100 重量部に対して、 0.1〜20 重量部であることが好ましい。添加剤の配合割合が、0.1 重量部未満では、添加剤を添加する効果が乏しく、また 20 重量部をこえるとグリースが軟化し洩れ易くなる。
基油の配合割合は、基油および増ちょう剤の合計量 100 重量部に対して、 50〜95 重量部であることが好ましい。基油の配合割合が、50 重量部未満では、グリースが硬く低温時の潤滑性が悪い。また 95 重量部をこえると軟質で洩れ易くなる。
増ちょう剤の配合割合は、基油および増ちょう剤の合計量 100 重量部に対して 5〜50 重量部であることが好ましい。5 重量部未満では、粘度の低い液状となって漏洩しやすく軸受に密封することが困難になる。また 50 重量部をこえると固化してちょう度が 100 以下となるので、軸受封入用のグリースとして実用性がなくなる。
In the grease composition of the present invention, the blending ratio of the additive is preferably 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the base oil and the thickener. If the blending ratio of the additive is less than 0.1 parts by weight, the effect of adding the additive is poor, and if it exceeds 20 parts by weight, the grease is softened and leaks easily.
The blending ratio of the base oil is preferably 50 to 95 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the base oil and the thickener. If the blending ratio of the base oil is less than 50 parts by weight, the grease is hard and the lubricity at low temperatures is poor. If it exceeds 95 parts by weight, it will be soft and leaky.
The blending ratio of the thickener is preferably 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the base oil and the thickener. If it is less than 5 parts by weight, it becomes a liquid with a low viscosity and easily leaks, making it difficult to seal the bearing. Also, if it exceeds 50 parts by weight, it will solidify to a consistency of 100 or less, making it impractical as a grease for enclosing a bearing.
本発明に係るグリース封入転がり軸受の一例を図1に示す。図1は深溝玉軸受の断面図である。
グリース封入転がり軸受1は、外周面に内輪転走面2aを有する内輪2と内周面に外輪転走面3aを有する外輪3とが同心に配置され、内輪転走面2aと外輪転走面3aとの間に複数個の転動体4が配置される。この複数個の転動体4を保持する保持器5および外輪3等に固定されるシール部材6が内輪2および外輪3の軸方向両端開口部8a、8bにそれぞれ設けられている。少なくとも転動体4の周囲にグリース組成物7が封入される。
An example of a grease-filled rolling bearing according to the present invention is shown in FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of a deep groove ball bearing.
In the grease-filled
自動車電装・補機の一例を図2に示す。図2はファンカップリング装置の断面図である。ファンカップリング装置は、冷却用ファン9を支持するケース10内にシリコーンオイル等の粘性流体が充填されたオイル室11とドライブディスク18が組込まれた撹拌室12とを設け、両室11、12間に設けられた仕切板13にポート14を形成し、そのポート14を開閉するスプリング15の端部を上記仕切板13に固定している。
また、ケース10の前面にバイメタル16を取付け、そのバイメタル16にスプリング15のピストン17を設けている。バイメタル16はラジエータを通過した空気の温度が設定温度、例えば 60 ℃以下の場合、扁平の状態となり、ピストン17はスプリング15を押圧し、スプリング15はポート14を閉じる。また、上記空気の温度が設定温度をこえると、バイメタル16は図3(b)に示すように、外方向にわん曲し、ピストン17はスプリング15の押圧を解除し、スプリング15は弾性変形してポート14を開放する。
上記の構成からなるファンカップリング装置の運転状態において、ラジエータを通過した空気の温度がバイメタル16の設定温度より低い場合、ポート14はスプリング15によって閉じられているため、オイル室3内の粘性流体は撹拌室12内に流れず、その撹拌室12内の粘性流体は、ドライブディスク18の回転により仕切板5に設けた流通穴19からオイル室11内に送られる。
このため、撹拌室12内の粘性流体の量はわずかになり、ドライブディスク18の回転による剪断抵抗は小さくなるので、ケース10への伝達トルクは減少し、ファン9は低速回転する。
ラジエータを通過した空気の温度がバイメタル16の設定温度をこえると、図3(b)に示すように、バイメタル16は外方向にわん曲し、ピストン17はスプリング15の押圧を解除する。このとき、スプリング15は仕切板13から離れる方向に弾性変形するため、ポート14は開放し、オイル室11内の粘性流体はポート14から撹拌室12内に流れる。
このため、ドライブディスク18の回転による粘性流体の剪断抵抗が大きくなり、ケース10への回転トルクが増大し、転がり軸受に支持されているファン9が高速回転する。
ファンカップリング装置は温度の変化に応じてファン9の回転速度が変化するため、ウォーミングアップを早めると共に、冷却水の過冷却を防止し、エンジンを効果的に冷却することができる。エンジン温度が低いとファン9はドライブ軸20と切り離されているに等しく、高温の場合は連結されているに等しい。このように、転がり軸受1は低温から高温まで広い温度範囲および広い回転範囲で使用される。
An example of an automobile electrical equipment / auxiliary machine is shown in FIG. FIG. 2 is a sectional view of the fan coupling device. The fan coupling device includes an
A bimetal 16 is attached to the front surface of the
When the temperature of the air that has passed through the radiator is lower than the set temperature of the bimetal 16 in the operating state of the fan coupling device having the above configuration, the
For this reason, the amount of viscous fluid in the stirring
When the temperature of the air that has passed through the radiator exceeds the set temperature of the bimetal 16, the bimetal 16 is bent outward as shown in FIG. 3B, and the
For this reason, the shear resistance of the viscous fluid due to the rotation of the
In the fan coupling device, the rotation speed of the
自動車電装・補機のオルタネータの一例を図3に示す。図3はオルタネータの断面図である。オルタネータは、静止部材であるハウジングを形成する一対のフレーム21a、21bに、ロータ22を装着されたロータ回転軸23が、一対の玉軸受1で回転自在に支持されている。ロータ22にはロータコイル24が取り付けられ、ロータ22の外周に配置されたステータ25には、120°の位相で3巻のステータコイル26が取り付けられている。
ロータ回転軸23は、その先端に取り付けられたプーリ27にベルト(図示省略)で伝達される回転トルクで回転駆動されている。プーリ27は片持ち状態でロータ回転軸23に取り付けられており、ロータ回転軸23の高速回転に伴って振動も発生するため、特にプーリ27側を支持する玉軸受1は、苛酷な負荷を受ける。
An example of an alternator for automobile electrical equipment and auxiliary equipment is shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view of the alternator. The alternator includes a pair of
The
自動車の補機駆動ベルトのベルトテンショナーとして使用されるアイドラプーリの一例を図4に示す。図4はアイドラプーリの断面図である。
このプーリは、鋼板プレス製のプーリ本体28と、プーリ本体28の内径に嵌合された単列の深溝玉軸受1とで構成される。プーリ本体28は、内径円筒部28a、内径円筒部28aの一端から外径側に延びたフランジ部28b、フランジ部28bから軸方向に延びた外径円筒部28c、内径円筒部28aの他端から内径側に延びた鍔部28dからなる環体である。内径円筒部28aの内径には、玉軸受1の外輪3が嵌合され、外径円筒部28cの外径にはエンジンによって駆動されるベルトと接触するプーリ周面28eが設けられている。このプーリ周面28eをベルトに接触させることにより、プーリがアイドラとしての役割を果たす。
玉軸受1はプーリ本体28の内径円筒部28aの内径に嵌合された外輪3、図示されていない固定軸に嵌合される内輪2、内・外輪2、3の転送面2a、3a間に組み込まれた複数の転動体4、転動体4を円周等間隔に保持する保持器5、グリースを密封する一対のシール部材6で構成され、内輪2および外輪3はそれぞれ一体に形成されている。
An example of an idler pulley used as a belt tensioner for an automobile accessory drive belt is shown in FIG. FIG. 4 is a sectional view of the idler pulley.
The pulley includes a
The
本発明の自動車電装補機用転がり軸受を用いる電磁クラッチおよびコンプレッサを図5を参照して説明する。図5は、電磁クラッチおよびスクロール型コンプレッサの断面図である。
電磁クラッチ29の動作を以下に示す。プーリ31に組み込まれた転がり軸受1はコンプレッサ30のノーズ部37に装着され、ベルト駆動で常時その外輪が回転する。ステータ34のコイル34aに通電すると、コンプレッサ回転軸35に固定されたクラッチ板36がコイル電流で発生する磁束によりプーリ31に引き寄せられ、連結されてコンプレッサ回転軸35を駆動する。
電磁クラッチは、上記動作によりエンジンとコンプレッサ間のトルクの伝達と遮断、プーリ径の選択によるコンプレッサ回転数の調達、コンプレッサ作動時の衝撃緩和と定常回転時のトルク変動吸収などの機能を有する。
スクロール型のコンプレッサ30は、一対の渦巻き部品である可動スクロール32と固定スクロール33を有し、両スクロール間にできる空間が、外側から中心へ移動しながら容積を小さくし、冷媒を圧縮する構造となっている。
コンプレッサ回転軸35の回転数は、10000 rpm 以上、最高で 12000 rpm 程度となり、周辺温度も 180℃程度まで上がる場合もある。よって、図5に示す電磁クラッチ29の転がり軸受1およびコンプレッサ内の他の転がり軸受(図示省略)では、該使用条件においても十分な耐久性を備える必要がある。
An electromagnetic clutch and a compressor using the rolling bearing for an automotive electrical accessory according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the electromagnetic clutch and the scroll compressor.
The operation of the electromagnetic clutch 29 will be described below. The rolling
The electromagnetic clutch has functions such as transmission and interruption of torque between the engine and the compressor by the above operation, procurement of the compressor rotation speed by selection of the pulley diameter, shock reduction during compressor operation, and absorption of torque fluctuation during steady rotation.
The scroll-
The rotation speed of the
実施例1〜実施例6
各実施例について表1に示す割合で基油、増ちょう剤および添加剤を配合して、グリース組成物を得た。添加剤は、増ちょう剤、基油の合計 100 重量部に対する配合量を重量部で表示した。得られたグリース組成物について、冷時異音測定および高温グリース寿命試験を行ない、その結果を表1に併記した。試験方法並びに試験条件は以下のとおりである。
Examples 1 to 6
Base oils, thickeners and additives were blended in the proportions shown in Table 1 for each example to obtain grease compositions. For the additive, the blending amount with respect to 100 parts by weight of the total of the thickener and the base oil was expressed in parts by weight. The obtained grease composition was subjected to cold noise measurement and high temperature grease life test, and the results are also shown in Table 1. Test methods and test conditions are as follows.
比較例1〜比較例3
各比較例について表1に示す割合で基油および増ちょう剤を配合して、グリース組成物を得た。得られたグリース組成物について、実施例と同様にして冷時異音測定および高温グリース寿命試験を行ない、その結果を表1に併記した。試験方法並びに試験条件は以下のとおりである。
Comparative Examples 1 to 3
For each comparative example, a base oil and a thickener were blended in the proportions shown in Table 1 to obtain a grease composition. The obtained grease composition was subjected to cold abnormal noise measurement and high temperature grease life test in the same manner as in the Examples, and the results are also shown in Table 1. Test methods and test conditions are as follows.
冷時異音測定:
試験プーリに組み込んだときのラジアル隙間が 0〜8μm の転がり軸受(6203)に各実施例および各比較例にて得られたグリース組成物 0.9 gを封入し、 − 60℃の低温槽に一定時間入れた後、取り出し、室温に設置された軸受回転装置に取り付け、軸受温度が − 20℃になった時点で、ラジアル荷重 127 Nの下で 2700 rpm の回転速度で回転させ、冷時異音の発生有無を聴覚にて確認した。全試験個数( n =10 )に対する冷時異音発生個数の割合が、30%未満の場合に耐冷時異音性に優れていると評価した。
Cold noise measurement:
0.9 g of the grease composition obtained in each of the examples and comparative examples is sealed in a rolling bearing (6203) having a radial clearance of 0 to 8 μm when incorporated in a test pulley, and is kept in a low temperature bath at −60 ° C. for a certain period of time. After being put in, it is taken out and attached to a bearing rotating device installed at room temperature. When the bearing temperature reaches −20 ° C., it is rotated at a rotational speed of 2700 rpm under a radial load of 127 N. The presence or absence of occurrence was confirmed by hearing. When the ratio of the number of cold noise generations to the total number of tests (n = 10) was less than 30%, it was evaluated that the cold noise resistance was excellent.
高温グリース寿命試験:
各実施例および各比較例にて得られたグリース組成物 1.8 gを転がり軸受(6204)に封入し、アキシャル荷重 670 Nとラジアル荷重 67 Nの下で、軸受温度 150℃、回転速度 10000 rpm で回転させ、焼付けに至るまでの時間を測定した。焼付けに至るまでの時間が 500 時間以上の場合に耐熱性に優れていると評価した。
The grease composition obtained in each example and each comparative example (1.8 g) was sealed in a rolling bearing (6204), under an axial load of 670 N and a radial load of 67 N, at a bearing temperature of 150 ° C. and a rotational speed of 10,000 rpm. The time until rotating and baking was measured. When the time until baking was 500 hours or more, it was evaluated as having excellent heat resistance.
表1に示すように、ポリ(メタ)アクリレートを用いたグリースは冷時異音が発生しにくく、高温長寿命である。これは上記基油の配合により、寒冷時におけるグリース組成物の粘度上昇が防止され、軸受軌道面の油膜ムラの発生が抑制されたことによって、冷時異音防止効果が増大したものと考えられる。したがって、寒冷時に使用する転がり軸受、とりわけ電装補機用転がり軸受に好適に利用できる。 As shown in Table 1, the grease using poly (meth) acrylate is unlikely to generate abnormal noise when cold and has a high temperature and long life. This is considered to be due to the increase in the viscosity of the grease composition during cold and the occurrence of oil film unevenness on the bearing raceway surface by the blending of the above base oil, thereby increasing the effect of preventing abnormal noise during cold. . Therefore, it can be suitably used for a rolling bearing used in cold weather, especially a rolling bearing for electrical equipment.
本発明のグリース組成物は、低温から高温まで広い温度範囲で良好な潤滑性を発揮し、かつ低温での始動直後に冷時異音の発生を防止できるので、本発明のグリース組成物を封入した軸受は、寒冷時における自動車等の車両用軸受に好適に使用できる。 The grease composition of the present invention exhibits good lubricity in a wide temperature range from low temperature to high temperature, and can prevent the occurrence of cold abnormal noise immediately after starting at low temperature, so the grease composition of the present invention is enclosed. Such a bearing can be suitably used for a bearing for a vehicle such as an automobile during cold weather.
1 深溝玉軸受
2 内輪
3 外輪
4 転動体
5 保持器
6 シール部材
7 グリース組成物
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該転がり軸受は、エンジン出力で回転駆動される回転軸を静止部材に回転自在に支持する自動車用電装補機に使用され、耐熱および耐冷時異音性軸受であり、
前記グリース組成物が、基油と増ちょう剤と添加剤とを含むグリース組成物であって、前記基油はエーテル油、エステル油および合成炭化水素油から選ばれる少なくとも1つの油を含み、該基油の 40℃での動粘度が 15 mm2/s〜200 mm2/s であり、前記添加剤はポリ(メタ)アクリレートを含むことを特徴とするグリース封入転がり軸受。 A rolling bearing comprising an inner ring and an outer ring, and a rolling element interposed between the inner ring and the outer ring, wherein a grease composition is sealed around the rolling element,
The rolling bearing is used in an automotive electrical accessory that rotatably supports a rotating shaft that is driven to rotate by engine output on a stationary member, and is a heat and cold resistant noise bearing.
The grease composition includes a base oil, a thickener, and an additive, wherein the base oil includes at least one oil selected from ether oil, ester oil, and synthetic hydrocarbon oil, A grease-enclosed rolling bearing, wherein the base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 15 mm 2 / s to 200 mm 2 / s, and the additive contains poly (meth) acrylate.
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