JP4980641B2 - 転がり軸受 - Google Patents
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Description
また、鉱油や合成油は樹脂に対するケミカルアタックが小さいので、仮に導電性グリース組成物又は基油が転がり軸受から漏洩して周辺の樹脂製部品に接触しても、樹脂製部品の劣化が生じにくい。
このような構成であれば、両カーボンブラックの特性のバランスがとれて、導電性グリース組成物の導電性及び流動性が良好となる。また、転がり軸受からの漏洩や基油の離油が生じにくくなる。
このような問題がより生じにくくするためには、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの質量比は、50:50以上95:5以下であることがより好ましく、75:25以上90:10以下であることがさらに好ましく、75:25以上88:12以下であることが最も好ましい。
このような問題がより生じにくくするためには、第一カーボンブラックと第二カーボンブラックとの合計の含有量は、導電性グリース組成物全体の3質量%以上17質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上15質量%以下であることがさらに好ましく、7質量%以上13質量%以下であることが最も好ましい。
平均一次粒径が10nm未満であると、カーボンブラック同士が凝集する可能性が高くなり、200nm超過であると、導電性グリース組成物の流動性が阻害されるおそれがある。そして、平均一次粒径が異なる2種のカーボンブラックが含有されていることにより、カーボンブラックの分散性が適度に保たれ、その結果、基油の保持力が十分となる。また、剪断が作用しても、カーボンブラック粒子のチェーンストラクチャーが破壊されにくい。
さらに、鉱油や合成油は樹脂に対するケミカルアタックが小さいので、仮に導電性グリース組成物又は基油が転がり軸受から漏洩して周辺の樹脂製部品に接触しても、樹脂製部品の劣化が生じにくい。
このような構成であれば、3種のカーボンブラックの特性のバランスがとれて、導電性グリース組成物の導電性及び流動性が良好となる。また、転がり軸受からの漏洩や基油の離油が生じにくくなる。
また、第一,第二,第三カーボンブラックの合計の含有量が、導電性グリース組成物の2質量%未満であると、導電性が不十分となるおそれがあるとともに、基油の離油が十分に抑制できないおそれがある。一方、25質量%超過であると、導電性グリース組成物の流動性が低下するおそれがある。
このような問題がより生じにくくするためには、第一,第二,第三カーボンブラックの合計の含有量は、導電性グリース組成物の5質量%以上19質量%以下であることがより好ましく、7質量%以上22質量%以下であることがさらに好ましく、9質量%以上20質量%以下であることが最も好ましい。
導電性グリース組成物には、混和ちょう度を調整するためにリチウム石けんのような増ちょう剤を添加してもよい。リチウム石けんの平均一次粒径は5nm以上10μm以下であることが好ましく、平均一次粒径が5nm未満であると増ちょう効果が乏しく、10μm超過であると転がり軸受に対して異物として作用するおそれがある。
さらに、本発明に係る転がり軸受において、前記導電性グリース組成物の混和ちょう度が200以上300以下であることが好ましい。
混和ちょう度が200未満であると、導電性グリース組成物が硬いため流動性が不十分であり、300超過であると、導電性グリース組成物がやわらかいため転がり軸受からの漏洩等が生じるおそれがある。
図1は、本発明に係る転がり軸受の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。図1の深溝玉軸受は、内輪1と、外輪2と、内輪1及び外輪2の間に転動自在に配置された複数の玉3と、内輪1及び外輪2の間に複数の玉3を保持する保持器4と、外輪2の両端部の内周面に取り付けられたシールド5,5と、を備えている。このシールド5は内輪1及び外輪2の間に介在され、内輪1の外周面と外輪2の内周面との間の開口部分をほぼ覆っている。
このようなカーボンブラックは、平均一次粒径,比表面積,DBP吸収量をもとにして、各種市販品から選定するとよい。例えば、東海カーボン株式会社製の「トーカブラック」シリーズや「シースト」シリーズ、三菱化学株式会社製の「三菱カーボンブラック」シリーズ、電気化学工業株式会社製の「デンカブラック」シリーズ、ライオンアクゾ社製の「ケッチェンブラック」シリーズが使用できる。また、いわゆるアセチレンブラックやフライアッシュ等も、平均一次粒径,比表面積等の性状が本発明の範囲内であれば使用することができる。
さらに、第三カーボンブラックとしては、三菱カーボンブラック#3350(平均一次粒径24nm、比表面積125m2 /g、DBP吸収量165ml/100g)等が使用できる。
さらに、導電性グリース組成物6には、潤滑剤に一般的に使用される各種添加剤を添加してもよく、添加剤の中でも極圧剤及び油性剤の少なくとも一方を添加することが好ましい。極圧剤と油性剤との合計の含有量は、導電性グリース組成物6全体の0.1質量%以上5質量%以下が好ましい。
防錆剤としては、例えば金属系防錆剤,無灰系防錆剤があげられる。金属系防錆剤の具体例としては、(石油)スルフォン酸金属塩(バリウム塩,カルシウム塩,マグネシウム塩,ナトリウム塩,亜鉛塩,アルミニウム塩,リチウム塩等)のような油溶性スルホネートや、フェネート,サリシレート,ホスホネート等があげられる。無灰系防錆剤の具体例としては、コハク酸イミド,ベンジルアミン,コハク酸エステル,コハク酸ハーフエステル,ポリメタクリレート,ポリブテン,ポリカルボン酸アンモニウム塩等があげられる。
さらに、金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール誘導体,亜硝酸ナトリウム,酸化亜鉛等があげられる。これらは不動態化膜を形成できるので、摩耗等に伴う軌道表面の酸化を抑制する効果がある。
以下に、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。表1,2に示すような組成の導電性グリース組成物を用意して、種々の性能を評価した。
なお、表に記載された合成炭化水素油の40℃における動粘度は、30mm2 /sである。また、本発明の構成要件である第一カーボンブラックに相当するカーボンブラックAは、東海カーボン株式会社製のシーストS(平均一次粒径66nm、比表面積27m2 /g、DBP吸収量68ml/100g)で、同じく第一カーボンブラックに相当するカーボンブラックBは、三菱化学株式会社製の#3030B(平均一次粒径55nm、比表面積29m2 /g、DBP吸収量130ml/100g)である。さらに、本発明の構成要件である第二カーボンブラックに相当するカーボンブラックCは、ライオンアクゾ社製のケッチェンブラックEC(平均一次粒径30nm、比表面積800m2 /g、DBP吸収量360ml/100g)で、本発明の構成要件である第三カーボンブラックに相当するカーボンブラックDは、三菱化学株式会社製の#3350B(平均一次粒径24nm、比表面積125m2 /g、DBP吸収量165ml/100g)である。
日本精工株式会社製の呼び番号688ZZの深溝玉軸受(内径8mm,外径16mm,幅4mm,金属製シールド付き)の内輪及び外輪の間に形成された空隙部内に、表1,2に示す導電性グリース組成物を封入し、以下のような条件で回転させ、回転中の軸受抵抗値(最大値)を測定した。
雰囲気温度:室温
回転速度 :150min-1
軸受に与えるラジアル荷重(Fr):条件1の場合は19.6N
条件2の場合は196N
図2中、符号11は測定対象の深溝玉軸受を表し、その内輪11aに取付けられた軸部材12をモータ13で回転駆動することによって軸受11を回転するように構成されている。そして、内輪11aと一体となっている軸部材12と外輪11bとの間に、定電圧電源14によって所定の定電圧が印加される。
モータ13を駆動して軸部材12つまり内輪11aを所定回転速度で回転させた状態で、定電圧電源14から深溝玉軸受11の内外輪11a,11b間に所定の定電圧を印加する。このとき、内外輪11a,11b間に電流が流れるが、スパーク等によって電圧が変動する。その電圧が抵抗測定装置15で測定され、続いて、A/D変換回路16によってデジタル値に変換され、そのデジタル信号に基づいて、演算処理装置17が最大抵抗値及び所定単位時間当たりの波数を求め、その値が表示装置18に表示される。
軸受抵抗値の評価結果を、表1,2にまとめて示す。なお、表1,2においては、軸受抵抗値が10kΩ未満であった場合は◎印、10kΩ以上20kΩ未満であった場合は○印、20kΩ以上40kΩ未満であった場合は△印、40kΩ以上であった場合は×印で示してある。
日本精工株式会社製の呼び番号608ZZの深溝玉軸受(内径8mm,外径22mm,幅7mm,金属製シールド付き)の内輪及び外輪の間に形成された空隙部内に、表1,2に示す導電性グリース組成物を封入し、後述する条件で回転させ、起動時と回転3分後の動トルクを測定した。なお、深溝玉軸受の内輪及び外輪の間に形成された空隙部内に封入されている導電性グリース組成物の量は、該空隙部の容積の30体積%である。
雰囲気温度 :室温
回転速度 :150min-1
アキシアル荷重(Fa):27.4N
表1,2から、実施例1〜7の深溝玉軸受は、比較例1〜3の深溝玉軸受と比べて、軸受抵抗値が小さい(導電性が優れている)ことが分かる。条件2のような高荷重条件では、摩耗等に伴う絶縁膜(例えば酸化膜)によって導電性が低下するおそれがあるが、実施例1〜7の深溝玉軸受は優れた導電性を示した。また、カーボンブラックを含む増ちょう剤の含有量が30質量%以上である比較例1,2の深溝玉軸受は、実施例1〜7の深溝玉軸受と比べて、トルクが高かった。
2 外輪
3 玉
6 導電性グリース組成物
Claims (6)
- 内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、前記内輪及び前記外輪の間に形成され前記転動体が配された空隙部内に封入された導電性グリース組成物と、を備える転がり軸受において、
前記導電性グリース組成物は、鉱油及び合成油の少なくとも一方を含有する基油と、3種のカーボンブラックと、を含有し、
前記3種のカーボンブラックは、比表面積が20m2 /g以上80m2 /g以下の第一カーボンブラックと、比表面積が200m2 /g以上1500m2 /g以下の第二カーボンブラックと、比表面積が80m 2 /g超過200m 2 /g未満の第三カーボンブラックと、であり、
前記第一カーボンブラックの平均一次粒径は40nm以上200nm以下であり、前記第二カーボンブラックの平均一次粒径は10nm以上40nm以下であり、前記第三カーボンブラックの平均一次粒径は10nm以上40nm以下であることを特徴とする転がり軸受。 - 前記第一カーボンブラックのDBP吸収量は30ml/100g以上160ml/100g以下であり、前記第二カーボンブラックのDBP吸収量は80ml/100g以上500ml/100g以下であり、前記第三カーボンブラックのDBP吸収量は100ml/100g以上300ml/100g以下であることを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受。
- 前記第一カーボンブラックと前記第二カーボンブラックとの質量比は、25:75以上95:5以下であり、且つ、前記第一カーボンブラックと前記第二カーボンブラックと前記第三カーボンブラックとの合計の含有量は、前記導電性グリース組成物の2質量%以上25質量%以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の転がり軸受。
- 前記導電性グリース組成物が1質量%以上10質量%以下のリチウム石けんを含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の転がり軸受。
- 前記導電性グリース組成物が極圧剤及び油性剤の少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の転がり軸受。
- 前記導電性グリース組成物の混和ちょう度が200以上300以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の転がり軸受。
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