JP5438938B2 - Grease composition, rolling bearing and universal joint enclosing the grease composition - 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や自在継手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の広い範囲、高速回転で使用される転がり軸受や自在継手に用いられるグリース組成物に関する。 The present invention relates to a grease composition encapsulated in rolling bearings and universal joints incorporated in various industrial machines and vehicles, and in particular, rolling bearings used in a wide range from ultra-low temperature to high temperature where abnormal noise is generated during cold, The present invention relates to a grease composition used for a universal joint.
グリース組成物は、自動車、電気機器、建設機械、工作機械等の各種機械の潤滑に広く使われているが、年々機械の小型化、軽量化、高性能化が進んでおり、その中でも電動機等は小型で、高速、高回転となり、しかも数多くの部品が集中するため雰囲気温度が上昇し、これらの軸受等に使われているグリースの潤滑条件は増々厳しい状況となっている。このようなことから、グリースの高温寿命を向上させることは機械の品質の向上および信頼性に大きく貢献でき、非常に重要なことである。 Grease compositions are widely used for lubrication of various machines such as automobiles, electrical equipment, construction machines, machine tools, etc., but miniaturization, weight reduction, and high performance of machines are progressing year by year. Has a small size, high speed and high rotation, and the concentration of many components increases the ambient temperature. The lubrication conditions for grease used in these bearings are becoming increasingly severe. For this reason, improving the high-temperature life of grease can greatly contribute to the improvement of the quality and reliability of the machine, which is very important.
一方、厳寒地では、極低温状態で自動車を始動させることも考えられる。この条件下において、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)して冷時異音が発生すると考えられている。 On the other hand, in an extremely cold region, it is conceivable to start the automobile at a very low temperature. Under these conditions, when the pulleys of equipment driven by the engine of a car are operated in cold weather, depending on the pulley specifications and operating conditions, a singular sound during a cold (whispering noise), so-called cold noise may be generated. There is. The cause of this cold noise has not been clarified yet, but the pulley system resonates due to the self-excited vibration of the rolling elements due to the oil film unevenness of the grease, and the outer ring vibrates in the axial direction (translational motion). It is believed that cold noise is generated.
また、等速ジョイント(等速自在継手)が回転する際に、等速ジョイントを構成する部品間の摩擦抵抗の違いから回転抵抗に変動が生じる場合がある。回転抵抗に変動が生じると、スティックスリップ音を発生させる場合があり、乗り心地を低下させる要因になる。従来、等速ジョイント用の潤滑剤としては、基油として鉱物油、添加剤としてモリブデン化合物を含有するグリースが開示されている(例えば、特許文献1および特許文献2を参照)。
Further, when the constant velocity joint (constant velocity universal joint) rotates, the rotation resistance may fluctuate due to a difference in frictional resistance between components constituting the constant velocity joint. If the rotational resistance fluctuates, stick-slip noise may be generated, which causes a decrease in ride comfort. Conventionally, greases containing mineral oil as a base oil and a molybdenum compound as an additive have been disclosed as lubricants for constant velocity joints (see, for example,
グリースの寿命を延長させる方法はいくつかあり、第1の方法としては、適切な酸化防止剤をグリースに効果的に配合することで熱安定性を向上させる方法があり、例えば、アルキルチオ−1,3,5−トリアジン系化合物を用いた熱安定性に優れたグリースが提案されている(特許文献3参照)。第2の方法としては、耐熱性の優れる増ちょう剤を選定して、長寿命なグリースを得る方法があり、例えば、耐熱性の優れた増ちょう剤であるウレア化合物を見出したことにより熱安定性の優れたグリースが提案されている(特許文献4および特許文献5参照)。
There are several ways to extend the life of a grease, and the first method is to improve the thermal stability by effectively blending a suitable antioxidant into the grease. For example, alkylthio-1, A grease having excellent thermal stability using a 3,5-triazine compound has been proposed (see Patent Document 3). As a second method, there is a method of obtaining a long-life grease by selecting a thickener having excellent heat resistance. For example, the thermal stability is achieved by finding a urea compound which is a thickener having excellent heat resistance. A grease having excellent properties has been proposed (see
さらに第3の方法としては、熱安定性の優れた合成潤滑油等をグリースの基油として使う方法あるいはこれらを組み合わせて長寿命なグリースを得る方法等がある。熱安定性が良いことで知られている合成潤滑油(例えば、ポリ-α-オレフィン、ジフェニルエーテル、ジエステル、ポリオールエステル、シリコン、フッ素化油等)をグリースの基油として、一部あるいは全部を使用することにより、グリースの耐熱性が向上し、寿命が延長できることはよく知られている。 Further, as a third method, there is a method of using a synthetic lubricating oil having excellent thermal stability as a grease base oil or a method of obtaining a long-life grease by combining these. Synthetic lubricants (eg, poly-α-olefins, diphenyl ethers, diesters, polyol esters, silicones, fluorinated oils, etc.) that are known for their good thermal stability are used as a base oil for grease, and some or all of them are used. By doing so, it is well known that the heat resistance of the grease is improved and the life can be extended.
しかしながら、特許文献1および特許文献2において、極低温時に種々の要因が重なりあった際には、これらのグリースでは回転抵抗変動を低減する性能が不十分となる場合があり、より安定した性能への改善が望まれる。また、特許文献3〜特許文献5では、高温領域の熱安定性は改良されるものの、寒冷地等での低温領域において冷時異音が発生する場合がある。また、上記第3の方法で用いられる合成潤滑油は鉱油に比較して高価で、安価なものでも 5 倍以上の値段であり、汎用のものでは 10 倍以上、高価なものになると 100 倍以上にもなる。特に、鉄道車両や風力発電装置に使用される転がり軸受では、封入するグリース量が多く、コストの問題が顕著となる。
However, in
これらの合成油は、その組成によって耐熱性以外にも優れた低温始動性など用途によってその特徴は非常に有効に作用する。しかし、いずれにしてもその合成油の価格に対応するだけの寿命延長効果があるわけでなく、低価格で、より長寿命なグリースが望まれている。 The characteristics of these synthetic oils are very effective depending on the use such as low temperature startability which is excellent in addition to heat resistance depending on the composition. However, in any case, it does not have an effect of extending the life corresponding to the price of the synthetic oil, and a low-cost, longer-life grease is desired.
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、比較的安価な基油を用いて低温から高温までの広い温度領域で長期間使用できるグリース組成物、このグリース組成物を封入した転がり軸受および自在継手を提供することを目的とする。 The present invention has been made to cope with such problems. A grease composition that can be used for a long period of time in a wide temperature range from a low temperature to a high temperature using a relatively inexpensive base oil, and the grease composition is enclosed. An object of the present invention is to provide a rolled bearing and a universal joint.
本発明のグリース組成物は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに、添加剤を配合してなるグリース組成物であって、上記基油は、粘度指数が 120〜180 である高度精製油を 50 重量%以上含有し、上記添加剤は、少なくともポリ(メタ)アクリレートとアルキルジチオリン酸亜鉛(以下、ZnDTPと記す)とを含み、該ポリ(メタ)アクリレートは、100℃における動粘度が 100 mm2/s 以上 850 mm2/s 未満であり、その配合割合はベースグリース 100 重量部に対して 0.2 重量部 〜 6 重量部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 comprising a base grease composed of a base oil and a thickener and an additive, wherein the base oil has a high viscosity index of 120 to 180. 50% by weight or more of refined oil, and the additive contains at least poly (meth) acrylate and zinc alkyldithiophosphate (hereinafter referred to as ZnDTP), and the poly (meth) acrylate has a kinematic viscosity at 100 ° C. Is not less than 100 mm 2 / s and less than 850 mm 2 / s, and the blending ratio is 0.2 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base grease. Poly (meth) acrylate refers to polymethacrylate, polyacrylate, or a mixture of polymethacrylate and polyacrylate.
上記高度精製油の硫黄含有率が 0.1 重量%未満であることを特徴とする。また、上記基油は、40℃における動粘度が 30 mm2/s〜150 mm2/s であることを特徴とする。また、上記グリース組成物のちょう度は、200〜350 であることを特徴とする。 The sulfur content of the above highly refined oil is less than 0.1% by weight. Further, the base oil is characterized by a kinematic viscosity at 40 ° C. is 30 mm 2 / s~150 mm 2 / s. Further, the grease composition has a consistency of 200 to 350.
上記増ちょう剤は、ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られるウレア系化合物であり、上記モノアミン成分が脂肪族モノアミンおよび脂環族モノアミンから選ばれた少なくとも1つのモノアミンであることを特徴とする。 The thickener is a urea compound obtained by reacting a polyisocyanate component and a monoamine component, wherein the monoamine component is at least one monoamine selected from an aliphatic monoamine and an alicyclic monoamine. And
本発明の転がり軸受は、内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する複数の転動体とを備える転がり軸受であって、上記転動体の周囲に上記グリース組成物を封入してなることを特徴とする。 The rolling bearing of the present invention is a rolling bearing comprising an inner ring and an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, wherein the grease composition is enclosed around the rolling element. Features.
上記転がり軸受は、ハブベアリング、鉄道車両の車軸を支持する車軸支持用転がり軸受、または、風力発電装置においてブレードが取り付けられた主軸を支持する主軸支持用転がり軸受として、用いられることを特徴とする。 The rolling bearing is used as a hub bearing, an axle supporting rolling bearing that supports an axle of a railway vehicle, or a main shaft supporting rolling bearing that supports a main shaft to which a blade is attached in a wind turbine generator. .
本発明の自在継手は、外方部材および内方部材に設けられたトラック溝とトルク伝達部材との係り合いによって回転トルクが伝達され、上記トルク伝達部材が上記トラック溝に沿って転動することによって軸方向移動がなされる自在継手であって、上記トルク伝達部材の周囲に上記グリース組成物を封入してなることを特徴とする。 In the universal joint of the present invention, the rotational torque is transmitted by the engagement between the track grooves provided in the outer member and the inner member and the torque transmission member, and the torque transmission member rolls along the track groove. Is a universal joint that is moved in the axial direction by sealing the grease composition around the torque transmission member.
本発明のグリース組成物は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに、添加剤を配合してなるグリース組成物であって、上記基油は粘度指数が 120〜180 である高度精製油を 50 重量%以上含有し、上記添加剤は、100℃における動粘度が 100 以上 850 mm2/s 未満であるポリ(メタ)アクリレートをベースグリース 100 重量部に対して 0.2〜6 重量部と、アルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)とを少なくとも含むので、一般の鉱油系グリースに比較して高温下でのグリース寿命を長くできる。また、低温性能も、鉱油に比較して大幅に改善できる。また、価格的にも合成油を基油に使用したグリースに比べ格段に安く供給できることから産業での利用分野は極めて広く、各種の機器に使用できる。 The grease composition of the present invention is a grease composition comprising a base grease comprising a base oil and a thickener and an additive, wherein the base oil has a viscosity index of 120 to 180. The oil contains 50% by weight or more, and the above additive contains 0.2 to 6 parts by weight of poly (meth) acrylate having a kinematic viscosity at 100 ° C of 100 or more and less than 850 mm 2 / s to 100 parts by weight of the base grease. In addition, since it contains at least zinc alkyldithiophosphate (ZnDTP), the grease life at a high temperature can be extended as compared with a general mineral oil-based grease. Also, the low temperature performance can be greatly improved compared to mineral oil. Moreover, since it can be supplied at a much lower price than a grease using synthetic oil as a base oil, it can be used for various devices in a wide range of industries.
本発明のグリース組成物に使用できる基油は、粘度指数が 120〜180 である高度精製油を 50 重量%以上含有する基油である。粘度指数が 120 未満であると温度変化により粘度の変化が大きく特に高温で油膜切れを起こしやすくなるため潤滑寿命が短くなり、また使用限界温度も低くなる。180 をこえると高面圧下での油膜形成が不十分となり好ましくない。また、粘度指数が 120〜180 である高度精製油の含有量が 50 重量%未満であると低温特性と耐熱性が不足する状態となり好ましくない。 The base oil that can be used in the grease composition of the present invention is a base oil containing 50% by weight or more of highly refined oil having a viscosity index of 120 to 180. If the viscosity index is less than 120, the change in viscosity is large due to a change in temperature, and the oil film breakage is likely to occur particularly at high temperatures, so the lubrication life is shortened and the use limit temperature is also lowered. If it exceeds 180, oil film formation under high surface pressure becomes insufficient, which is not preferable. On the other hand, if the content of highly refined oil having a viscosity index of 120 to 180 is less than 50% by weight, the low temperature characteristics and heat resistance are insufficient, which is not preferable.
本発明のグリース組成物に使用する基油は、40℃における動粘度が 30〜150 mm2/s であることが好ましい。ここで 40℃における動粘度が 30 mm2/s 未満の場合は粘度が低すぎて油膜切れを起こしやすくなったり、また油の蒸発も多い。一方、40℃における動粘度が 150 mm2/s より高いと動力損失が大きくなり、軸受等に使用した場合のトルクが上昇し発熱も大きくなる。 The base oil used in the grease composition of the present invention preferably has a kinematic viscosity at 40 ° C. of 30 to 150 mm 2 / s. Here, when the kinematic viscosity at 40 ° C. is less than 30 mm 2 / s, the viscosity is too low to cause oil film breakage and the oil is often evaporated. On the other hand, if the kinematic viscosity at 40 ° C. is higher than 150 mm 2 / s, the power loss increases, the torque increases when used in a bearing and the heat generation increases.
本発明のグリース組成物に必須成分として用いる高度精製油は、例えば減圧蒸留の残油から得られるスラッグワックスを接触水素化熱分解し、合成することにより得られる。また、フィッシャートロプッシュ法により合成されるGTL油などが挙げられる。高度精製油は、硫黄含有率が 0.1 重量%未満であることが好ましく、より好ましくは 0.01 重量%未満である。高度精製油の市販品としては、昭和シェル石油社製:シェルハイバックオイルX46、X68などが挙げられる。 The highly refined oil used as an essential component in the grease composition of the present invention can be obtained by, for example, catalytic hydrothermal decomposition of a slag wax obtained from a residue obtained by distillation under reduced pressure and synthesizing it. Moreover, GTL oil etc. which are synthesize | combined by a Fischer-Tropsch method are mentioned. The highly refined oil preferably has a sulfur content of less than 0.1% by weight, more preferably less than 0.01% by weight. Examples of commercially available highly refined oils include Showa Shell Sekiyu KK: Shell High Back Oil X46, X68.
本発明のグリース組成物に使用できる基油としては、上述の高度精製基油の他に一般的なパラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油、または合成油などを基油全体に対して 50 重量%未満となる範囲で配合できる。合成油としては、ポリ-α-オレフィン、ポリグリコール、ジフェニルエーテル、ジエステル、ポリオールエステル、ケイ酸エステルなどが挙げられる。上述の高度精製基油を 50 重量%以上配合することで、低温特性や高温グリース寿命などを維持しつつ高価な合成潤滑油の配合量を減らすことができる。 As the base oil that can be used in the grease composition of the present invention, in addition to the above highly refined base oil, a general paraffinic mineral oil, naphthenic mineral oil, or synthetic oil is less than 50% by weight based on the total base oil. It can mix | blend in the range which becomes. Synthetic oils include poly-α-olefins, polyglycols, diphenyl ethers, diesters, polyol esters, silicate esters, and the like. By blending 50% by weight or more of the above highly refined base oil, it is possible to reduce the amount of expensive synthetic lubricating oil while maintaining low temperature characteristics and high temperature grease life.
本発明のグリース組成物に使用できる増ちょう剤としては、リチウム石けん系、カルシウム石けん系、ナトリウム石けん系、アルミニウム石けん系、リチウムコンプレックス石けん系、カルシウムコンプレックス石けん系、ナトリウムコンプレックス石けん系、バリウムコンプレックス石けん系、アルミニウムコンプレックス石けん系、モノウレア系、ジウレア系、トリウレア系、テトラウレア系、ウレタン系、ベントナイト系、クレイ系、ナトリウムテレフタラメート系の増ちょう剤などがあり、これらの増ちょう剤を1種以上配合することができる。 Thickeners that can be used in the grease composition of the present invention include lithium soaps, calcium soaps, sodium soaps, aluminum soaps, lithium complex soaps, calcium complex soaps, sodium complex soaps, barium complex soaps. , Aluminum complex soap series, monourea series, diurea series, triurea series, tetraurea series, urethane series, bentonite series, clay series, sodium terephthalate series thickeners, etc., containing one or more of these thickeners can do.
これらの中で、低温から高温に好適に使用できるウレア系増ちょう剤(ウレア系化合物)が好ましい。ウレア系化合物は、ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られる。 Of these, urea thickeners (urea compounds) that can be suitably used from low to high temperatures are preferred. The urea compound is obtained by reacting a polyisocyanate component and a monoamine component.
ポリイソシアネート成分としては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜などが挙げられる。これらの中でも芳香族ジイソシアネートが好ましい。また、ジアミンと該ジアミンに対してモル比で過剰のジイソシアネートとの反応で得られるポリイソシアネートを使用できる。ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタンなどが挙げられる。 Examples of the polyisocyanate component include phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenyl diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, octadecane diisocyanate, decane diisocyanate, and hexane diisocyanate. Of these, aromatic diisocyanates are preferred. Moreover, the polyisocyanate obtained by reaction with diamine and excess diisocyanate by molar ratio with respect to this diamine can be used. Examples of the diamine include ethylenediamine, propanediamine, butanediamine, hexanediamine, octanediamine, phenylenediamine, tolylenediamine, xylenediamine, and diaminodiphenylmethane.
モノアミン成分は、脂肪族モノアミン、脂環族モノアミンおよび芳香族モノアミンを用いることができる。脂肪族モノアミンとしては、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミンなどが挙げられる。脂環族モノアミンとしては、シクロヘキシルアミンなどが挙げられる。芳香族モノアミンとしては、アニリン、p-トルイジンなどが挙げられる。 As the monoamine component, an aliphatic monoamine, an alicyclic monoamine, and an aromatic monoamine can be used. Aliphatic monoamines include hexylamine, octylamine, dodecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, stearylamine, oleylamine and the like. Examples of the alicyclic monoamine include cyclohexylamine. Aromatic monoamines include aniline and p-toluidine.
本発明においては脂肪族モノアミンおよび脂環族モノアミンから選ばれた少なくとも1つのモノアミンを用いることが好ましい。特に、脂肪族モノアミンおよび脂環族モノアミンを併用することが好ましい。高度精製した基油は増ちょうしにくいが、モノアミン成分をこのように選択することで、増ちょう性を改良でき、低温から高温にいたる広い温度範囲での潤滑性に優れる。 In the present invention, it is preferable to use at least one monoamine selected from aliphatic monoamines and alicyclic monoamines. In particular, it is preferable to use an aliphatic monoamine and an alicyclic monoamine in combination. Highly refined base oil is difficult to increase, but by selecting the monoamine component in this way, the increase of the base oil can be improved and the lubricity in a wide temperature range from low to high is excellent.
本発明のグリース組成物の増ちょう剤含有量は 3〜40 重量部であり、好ましくは 5〜30 重量部を含有することがグリース組成物本来の潤滑性を得るために適する。また、本発明のグリース組成物のちょう度は、200〜350 の範囲にあるのが好適である。グリース組成物として、ちょう度が 200 未満である場合は低温での油分離が小さく潤滑不良となり、350 をこえる場合はグリースが軟質で軸受外に漏洩しやすくなり好ましくない。 The thickener content of the grease composition of the present invention is 3 to 40 parts by weight, and preferably 5 to 30 parts by weight is suitable for obtaining the inherent lubricity of the grease composition. The consistency of the grease composition of the present invention is preferably in the range of 200 to 350. If the consistency of grease is less than 200, oil separation at low temperatures is small and lubrication is poor, and if it exceeds 350, grease is soft and easily leaks out of the bearing.
本発明のグリース組成物に使用するポリ(メタ)アクリレートは、潤滑剤の流動点降下剤として市販されているものであり、100℃における動粘度が 100 以上 850 mm2/s 未満であることを必須とする。このようなものとしては、例えば、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、ヘプタデシル(メタ)アクリレートおよびこれらを任意に重合させた共重合体等が挙げられる。このようなポリ(メタ)アクリレートの市販品としては、三洋化成工業社製:アクルーブ132、アクルーブ136などが挙げられる。 The poly (meth) acrylate used in the grease composition of the present invention is commercially available as a pour point depressant for lubricants, and has a kinematic viscosity at 100 ° C. of 100 or more and less than 850 mm 2 / s. Required. Such as, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate , Octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, heptadecyl (meth) acrylate and optionally polymerized these A copolymer etc. are mentioned. Examples of commercially available products of such poly (meth) acrylates include Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd .: Include 132, Include 136, and the like.
ポリ(メタ)アクリレートの配合割合は、ベースグリース 100 重量部に対して 0.2〜6 重量部である。より好ましくは、0.3〜5 重量部である。0.2 重量部未満であると低温特性が不十分であり、6 重量部をこえても、それ以上の低温特性の改良は見込めず、コストも上昇する。 The blending ratio of poly (meth) acrylate is 0.2 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base grease. More preferably, it is 0.3 to 5 parts by weight. If it is less than 0.2 parts by weight, the low temperature characteristics are insufficient, and if it exceeds 6 parts by weight, further improvement of the low temperature characteristics cannot be expected, and the cost also increases.
本発明のグリース組成物に使用できるZnDTPは、ジンクジチオフォスフェートとも称され、下記式(1)で示される。ZnDTPの市販品としては、例えば、アデカ社製:アデカキクルーブZ112などが挙げられる。
ZnDTPを上述の高度精製油に配合することで、基油の酸価(mg/KOH)を低減でき、高温グリース寿命を大幅に改善できる。ZnDTPと高度精製油との組み合わせによる酸価低減効果を表1に示す。表1に示す重量減少率は、表1に示す油を 30 mL のビーカに 10 g 採取して 150℃にて 1000 時間放置したときの重量減少率である。表1に示すように、高度精製油にZnDTPを配合した場合には、酸価が低減され、重量減少率が大幅に少なくなることがわかる。これに対して、鉱油に同割合のZnDTPを配合する場合では、重量減少率にほぼ変化が見られない。 By blending ZnDTP with the above-mentioned highly refined oil, the acid value (mg / KOH) of the base oil can be reduced, and the high-temperature grease life can be greatly improved. Table 1 shows the acid value reduction effect of the combination of ZnDTP and highly refined oil. The weight loss rate shown in Table 1 is the rate of weight loss when 10 g of the oil shown in Table 1 is sampled in a 30 mL beaker and left at 150 ° C for 1000 hours. As shown in Table 1, it can be seen that when ZnDTP is blended with highly refined oil, the acid value is reduced and the weight reduction rate is significantly reduced. On the other hand, when blending the same proportion of ZnDTP with mineral oil, there is almost no change in the weight loss rate.
ZnDTPの配合割合は、ベースグリース 100 重量部に対して 0.5〜5 重量部とすることが好ましい。0.5 重量部未満の場合には所期の効果を十分に得ることが困難になり、また、5 重量部をこえる場合には効果は頭打ちになりコスト的に不利になる。 The blending ratio of ZnDTP is preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base grease. When the amount is less than 0.5 parts by weight, it is difficult to obtain the desired effect. When the amount exceeds 5 parts by weight, the effect reaches a peak and the cost is disadvantageous.
本発明の転がり軸受の一例を図1に示す。図1はグリース組成物が封入されている深溝玉軸受の断面図である。深溝玉軸受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 the rolling bearing of the present invention is shown in FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of a deep groove ball bearing in which a grease composition is enclosed. In the deep
本発明の転がり軸受をハブベアリングとして用いた一例(従動輪用第三世代ハブベアリング)を図2に示す。図2は、ハブベアリングを示す断面図である。ハブベアリング16は、ハブ輪11および駆動用内輪12を有する内輪(内方部材ともいう)15と、外輪(外方部材ともいう)13と、複列の転動体14、14とを備えている。ハブ輪11はその一端部に車輪(図示せず)を取付けるための車輪取付けフランジ11dを一体に有し、外周に内側転走面11aと、この内側転走面11aから軸方向に延びる小径段部11bとが形成されている。本明細書においては、軸方向に関して「外」とは、車両への組付け状態で幅方向外側をいい、「内」とは、幅方向中央側をいう。ハブ輪11の小径段部11bには、外周に内側転走面12aが形成された駆動用内輪12が圧入されている。そして、ハブ輪11の小径段部11bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部11cにより、ハブ輪11に対して駆動用内輪12が軸方向へ抜けるのを防止している。外輪13は、外周に車体取付けフランジ13bを一体に有し、内周に外側転走面13a、13aと、これら複列の外側転走面13a、13aに対向する内側転走面11a、12aとの間には複列の転動体14、14が転動自在に収容されている。本発明のグリース組成物はシール部材17と、外輪13と、シール部材18と、内輪15と、ハブ輪11とに囲まれた空間に封入され、外輪13と、内輪15とに挟まれた複列の転動体14、14の周囲を被覆し、転動体14、14の転動面と、内側転走面11a、12aおよび外側転走面13a、13aとの転がり接触部の潤滑に供される。
FIG. 2 shows an example (third-generation hub bearing for a driven wheel) in which the rolling bearing of the present invention is used as a hub bearing. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the hub bearing. The
本発明の転がり軸受の他の例として、鉄道車両の車軸を支持する車軸支持用転がり軸受に用いた場合を図3に示す。図3は鉄道車両の車軸を支持する車軸支持用転がり軸受を示す断面図である。車軸28の両端部は車両台枠(図示せず)に取り付けられた車軸支持用転がり軸受である円すいころ軸受21により支持され、この円すいころ軸受21は、内輪22と、外輪23と、この内輪22および外輪23間に介在し回転自在に転動する複数の円すいころ24と、この円すいころ24を保持する保持器25と、隣り合う内輪22の間に介在する内輪間座26と、この円すいころ24に本発明のグリース組成物を供給する注入孔27とが配置されている。
As another example of the rolling bearing of the present invention, FIG. 3 shows a case where the rolling bearing is used for an axle supporting rolling bearing for supporting an axle of a railway vehicle. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an axle supporting rolling bearing for supporting an axle of a railway vehicle. Both ends of the
上記車軸支持用軸受の他の例として、車軸支持用転がり軸受にころ軸受を用いた場合を図4に示す。図4はころ軸受を示す一部切欠き斜視図である。ころ軸受31は内輪32と外輪33との間にころ34が保持器35を介して配置されている。ころ34は内輪32の転走面32aと外輪33の転走面33aとの間でころがり摩擦を受け、内輪32のつば部32bとの間ですべり摩擦を受ける。これらの摩擦を低減するため、グリース組成物が封入されている。
As another example of the axle support bearing, FIG. 4 shows a case where a roller bearing is used as the axle support rolling bearing. FIG. 4 is a partially cutaway perspective view showing the roller bearing. In the
本発明の転がり軸受の他の例として、風力発電装置の主軸支持用転がり軸受として用いた場合を図5および図6より説明する。図5は主軸支持用転がり軸受を含む風力発電装置全体の模式図であり、図6は風力発電装置の構造を示す斜視図である。図5または図6に示すように、風力発電装置41は、風車となる羽根(ブレード)42が取り付けられた主軸43を、ナセル44内の軸受ハウジング55に設置された主軸支持用転がり軸受45(図7)により回転自在に支持し、さらにナセル44内に増速機46および発電機47を設置したものである。増速機46は、主軸43の回転を増速して発電機47の入力軸に伝達するものである。ナセル44は、支持台48上に旋回座軸受57を介して旋回自在に設置され、図6の旋回用のモータ49の駆動により、減速機50を介して旋回させられる。ナセル44の旋回は、風向きに羽根42の方向を対向させるために行なわれる。主軸支持用転がり軸受45は、図6の例では2個設けているが、1個であってもよい。
As another example of the rolling bearing of the present invention, a case where it is used as a rolling bearing for supporting a main shaft of a wind power generator will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic view of the entire wind power generator including the spindle support rolling bearing, and FIG. 6 is a perspective view showing the structure of the wind power generator. As shown in FIG. 5 or FIG. 6, the
上記主軸支持用転がり軸受45の設置構造を図7により説明する。図7は、風力発電装置における主軸支持用転がり軸受45の設置構造を示す図である。主軸支持用転がり軸受45は、一対の軌道輪となる内輪51および外輪52と、これら内外輪51、52間に介在した複数の転動体53とを有する複列の自動調心ころ軸受である。軸受45の外輪52は軌道面52aが球面状とされ、各転動体53は外周面が外輪軌道面52aに沿う球面状のころとされている。内輪51は各列の軌道面51a、51aを個別に有するつば付きの構造とされている。転動体53は、各列毎に保持器54で保持されている。軸受45内部には、本発明のグリース組成物が封入される。外輪52は軸受ハウジング55の内径面に嵌合して設置され、内輪51は主軸43の外周に嵌合して主軸43を支持している。軸受ハウジング55は、軸受45の両端を覆う側壁部55aと主軸43との間にラビリンスシール等のシール56が構成されている。軸受ハウジング55で密封性が得られるため、軸受45にはシールなしの構造が用いられている。
The installation structure of the main shaft supporting rolling
上記主軸支持用転がり軸受45は、アキシアル負荷が可能なラジアル軸受であればよく、上記図7で示した自動調心ころ軸受の他に、アンギュラ玉軸受や、円すいころ軸受、深溝玉軸受等であってもよい。これらの中で、軽荷重から突風時の重荷重まで幅広い荷重域で、かつ風向の変化が絶えず生じる状態で運転される風力発電装置の主軸支持用転がり軸受としては、運転に伴なう主軸の撓みを吸収できる自動調心ころ軸受が好ましい。また、主軸支持用転がり軸受45は、上記旋回座軸受57としても利用できる。
The main shaft supporting rolling
本発明の自在継手を等速ジョイントを例にとって図8に基づいて説明する。図8はツェッパ型等速ジョイントの一部切欠き断面図を示す。図8に示すように、ツェッパ型等速ジョイント61は、外方部材(外輪ともいう)62の内面および球形の内方部材(内輪ともいう)63の外面に軸方向の六本のトラック溝64、65を等角度に形成し、そのトラック溝64、65間に組み込んだトルク伝達部材(ボールともいう)66をケージ67で支持し、このケージ67の外周を球面67aとし、かつ内周を内方部材63の外周に適合する球面67bとしている。また、外方部材62の外周とシャフト68の外周とをブーツ69で覆い、外方部材62と、内方部材63と、トラック溝64、65と、トルク伝達部材66と、ケージ67と、シャフト68とに囲まれた空間に本発明のグリース組成物70が封入されている。
The universal joint of the present invention will be described with reference to FIG. 8 taking a constant velocity joint as an example. FIG. 8 is a partially cutaway sectional view of a Rzeppa type constant velocity joint. As shown in FIG. 8, the Rzeppa constant velocity joint 61 includes six
上記鉄道車両や風力発電装置の主軸支持用転がり軸受は、サイズが大きく封入するグリースの量も多いが、本発明のグリース組成物を用いることで、低温特性や高温グリース寿命などを維持しつつ、低コスト化を図ることができる。 The rolling bearings for supporting the main shafts of the railway vehicles and wind power generators are large in size and have a large amount of grease to be enclosed, but by using the grease composition of the present invention, while maintaining the low temperature characteristics and high temperature grease life, Cost reduction can be achieved.
実施例1〜実施例10および比較例1〜比較例11
表2に示すごとく、増ちょう剤、基油を選択してベースグリースを調整した。ベースグリースの組成は、増ちょう剤、基油を合計して 100 重量部としてある。そして、表1に示す各種添加剤を配合して供試グリースを得た。得られた供試グリースについて、以下に示す低温トルク試験および高温グリース寿命試験に供し、低温トルクおよび高温グリース寿命時間を測定した。その結果を表2に併記した。
Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 11
As shown in Table 2, thickener and base oil were selected to adjust the base grease. The composition of the base grease is 100 parts by weight of the thickener and base oil. Then, various grease additives shown in Table 1 were blended to obtain a test grease. The obtained grease was subjected to the following low temperature torque test and high temperature grease life test, and the low temperature torque and high temperature grease life time were measured. The results are also shown in Table 2.
<低温トルク試験>
JIS K 2220.18に規定された低温トルク試験方法により行なう。−20℃での起動トルクが 20 mN/m 未満のものを低温トルク性能に優れると評価して「◎」の記号を、20 以上 70 mN/m 未満のものを低温トルク性能が良好であると評価して「○」の記号を、70 mN/m以上のものを低温トルク性能が劣ると評価して「×」の記号を記録する。
<Low temperature torque test>
This is performed by a low temperature torque test method specified in JIS K 2220.18. When the starting torque at −20 ° C is less than 20 mN / m, the low temperature torque performance is evaluated. Evaluate and record the symbol “○”, and those with 70 mN / m or more are evaluated as inferior in low-temperature torque performance, and record the symbol “X”.
<高温グリース寿命試験>
得られた供試グリースを転がり軸受(6204)に 1.8 g 封入し、アキシアル荷重 670 N とラジアル荷重が 67 N の下で、軸受温度は 150℃、10000 rpm の回転速度で回転させ、焼き付きに至るまでの時間を測定する。
<High temperature grease life test>
1.8 g of the obtained grease is sealed in a rolling bearing (6204), and the bearing is rotated at a bearing temperature of 150 ° C and a rotational speed of 10000 rpm under an axial load of 670 N and a radial load of 67 N. Measure the time until.
比較例1、5、6に示すように、所定のポリメタクリレートを配合しない場合では、低温トルク性能に劣った。また、比較例2、3に示すように、所定のポリメタクリレートを配合する場合でも、その配合量が所定範囲外であると、同様に低温トルク性能に劣った。比較例4、7に示すように、所定の高度精製油およびポリメタクリレートを用いる場合でも、ZnDTPを添加しないと、高温グリース寿命が短い結果となった。また、比較例8〜11に示すように、ZnDTPを添加する場合でも、基油が所定の高度精製油を 50 重量%以上含有するものでないときは、高温グリース寿命が短い結果となった。これは上述の表1に示す効果によるものと考えられる。これらの比較例に対して、請求項1の要件を満たす各実施例では、優れた低温トルク性能および高温グリース寿命を同時に得ることができた。
As shown in Comparative Examples 1, 5, and 6, when the predetermined polymethacrylate was not blended, the low temperature torque performance was inferior. Further, as shown in Comparative Examples 2 and 3, even when a predetermined polymethacrylate was blended, the low temperature torque performance was similarly inferior if the blended amount was outside the predetermined range. As shown in Comparative Examples 4 and 7, even when a predetermined highly refined oil and polymethacrylate were used, a high-temperature grease life was short unless ZnDTP was added. Further, as shown in Comparative Examples 8 to 11, even when ZnDTP was added, if the base oil did not contain 50% by weight or more of the predetermined highly refined oil, the high temperature grease life was short. This is considered to be due to the effects shown in Table 1 above. In contrast to these comparative examples, in each of the examples satisfying the requirements of
本発明における高度精製基油は、合成油に匹敵する粘度指数を有し、ZnDTPとポリメタクリレートの添加により、本発明によるグリース組成物は、一般の鉱油系グリースに比較して高温下でのグリース寿命が特に長い。また、低温性能を、鉱油に比較して大幅に改善できる。そのため価格的にも合成油を基油に使用したグリース組成物に比べ格段に安く供給できることから各種産業において特に低温から高温にいたる広い温度領域にわたって回転機器等に用いられるグリース組成物として好適に利用できる。 The highly refined base oil in the present invention has a viscosity index comparable to that of synthetic oil, and the addition of ZnDTP and polymethacrylate makes the grease composition according to the present invention a grease at a high temperature compared to general mineral oil-based greases. Long life. Also, the low temperature performance can be greatly improved compared to mineral oil. For this reason, it can be supplied at a much lower cost than grease compositions that use synthetic oil as a base oil, making it suitable for use in various industries, especially as a grease composition used in rotating equipment over a wide temperature range from low to high temperatures. it can.
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
8a、8b 開口部
11 ハブ輪
11a 内側転走面
11b 小径段部
11c 加締部
11d 車輪取付けフランジ
12 駆動用内輪
12a 内側転走面
13 外輪(外方部材)
13a 外側転走面
13b 車体取付けフランジ
14 転動体
15 内輪(内方部材)
16 ハブベアリング
17 シール部材
18 シール部材
21 円すいころ軸受
22 内輪
23 外輪
24 円すいころ
25 保持器
26 内輪間座
27 注入孔
28 車軸
31 ころ軸受
32 内輪
33 外輪
34 ころ
35 保持器
41 風力発電装置
42 羽根(ブレード)
43 主軸
44 ナセル
45 転がり軸受
46 増速機
47 発電機
48 支持台
49 モータ
50 減速機
51 内輪
52 外輪
53 転動体
54 保持器
55 軸受ハウジング
56 シール
57 旋回座軸受
61 ツェッパ型等速ジョイント
62 外方部材(外輪)
63 内方部材(内輪)
64、65 トラック溝
66 トルク伝達部材(ボール)
67 ケージ
68 シャフト
69 ブーツ
70 グリース
DESCRIPTION OF
13a Outer rolling surface 13b Car body mounting flange 14
16 Hub Bearing 17
43
63 Inner member (inner ring)
64, 65
67
Claims (10)
前記基油は、粘度指数が 120〜180 である高度精製油を 50 重量%以上含有し、前記添加剤は、少なくともポリ(メタ)アクリレートとアルキルジチオリン酸亜鉛とを含み、
前記ポリ(メタ)アクリレートは、100℃における動粘度が 100〜380 mm 2 /s であり、その配合割合はベースグリース 100 重量部に対して 0.2〜6 重量部であることを特徴とするグリース組成物。 A grease composition comprising an additive and a base grease comprising a base oil and a thickener,
The base oil contains 50% by weight or more of highly refined oil having a viscosity index of 120 to 180, and the additive contains at least poly (meth) acrylate and zinc alkyldithiophosphate,
The poly (meth) acrylate has a kinematic viscosity at 100 ° C. of 100 to 380 mm 2 / s, and its blending ratio is 0.2 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base grease. object.
前記グリース組成物は、請求項1ないし請求項5のいずれか一項記載のグリース組成物であることを特徴とする転がり軸受。 A rolling bearing comprising an inner ring and an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, wherein a grease composition is sealed around the rolling elements,
The rolling bearing according to claim 1, wherein the grease composition is the grease composition according to claim 1.
前記グリース組成物は、請求項1ないし請求項5のいずれか一項記載のグリース組成物であることを特徴とする自在継手。 Rotational torque is transmitted by the engagement between the track groove and the torque transmission member provided in the outer member and the inner member, and the torque transmission member rolls along the track groove to perform axial movement. A universal joint in which a grease composition is enclosed around the torque transmission member,
6. The universal joint according to claim 1, wherein the grease composition is the grease composition according to any one of claims 1 to 5.
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