JP5482986B2

JP5482986B2 - 自動車モータ用転がり軸受及びグリース組成物

Info

Publication number: JP5482986B2
Application number: JP2009073415A
Authority: JP
Inventors: 雄次郎戸田; 賢一磯; 信明井澤; 淳一今井; 憲一郎松原
Original assignee: NSK Ltd; Kyodo Yushi Co Ltd
Current assignee: NSK Ltd; Kyodo Yushi Co Ltd
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: JP2010222516A

Description

本発明は、自動車のブロワーモータ、スタータモータ、電動パワーステアリングモータ、ステアリング調整用チルトモータ、ワイパーモータ、パワーウインドウモータ等の自動車モータの回転軸を支持するための転がり軸受、並びにこれら自動車モータ用転がり軸受に使用されるグリース組成物に関する。

自動車のブロワーモータ用転がり軸受では、低温時においても作動することから低温時の潤滑不良による異音の発生、また運転席に近い場所に配置されることが多いことから音響特性（特に静粛性）に対して厳しい要求がある。また、１００℃を超えるような高温で使用されるものもあり、高温での耐久性も必要とされている。

ブロワーモータ用転がり軸受には、潤滑のためにグリース組成物が封入されるが、従来は低粘度のエステル系合成油にリチウム石けんを配合したリチウム石けん系グリース（例えば特許文献１参照）や、合成炭化水素油にウレア化合物を配合したウレア系グリース（例えば特許文献２参照）が一般に使用されている。しかし、リチウム石けん系グリースは、音響特性は良好であるものの、高温耐久性に問題があり、特に１００℃を超えるような高温での使用には適していない。一方、ウレア系グリースは、高温耐久性に優れるものの、リチウム石けんグリースと比較すると音響特性が劣っており、静粛性に難がある。

ブラワーモータ以外でも、上記したようなスタータモータ、電動パワーステアリングモータ、ステアリング調整用チルトモータ、ワイパーモータ、パワーウインドウモータ等でも、静粛性や、低温から高温まで円滑に作動することが求められている。

特開２００３−２３９９６号公報特開平１６−２１１７９７号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、低温から高温までの広い温度範囲における音響特性に優れ、かつ高温耐久性にも優れる自動車モータ用転がり軸受及びグリース組成物を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、下記の自動車モータ用転がり軸受及びグリース組成物を提供する。
（１）自動車モータ用転がり軸受に使用されるグリース組成物であって、下記（ａ）と（ｂ）との混合油からなる基油と、増ちょう剤としてリチウム石けんとを含有し、基油全量における（ａ）の割合が３５〜９５質量％で、（ｂ）の割合が５〜６５質量％であり、かつ、基油の全体としての動粘度が４０℃で３５〜７０ｍｍ ^２／ｓであるすることを特徴とするグリース組成物。
（ａ）４０℃の動粘度が２５〜３５ｍｍ^２／ｓで、ペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とからなるエステル系合成油
（ｂ）４０℃の動粘度が９０〜１１０ｍｍ^２／ｓで、ペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とからなるエステル系合成油
（２）上記（１）記載のグリース組成物を封入したことを特徴とする自動車モータ用転がり軸受。

本発明のグリース組成物は、低温から高温までの広い温度範囲にわたり音響特性に優れ、また低温起動性や高温耐久性に優れる。そのため、低温から高温までの広い温度範囲において優れた音響特性及び高温耐久性を示す自動車モータ用転がり軸受が提供される

実施例で用いた音響耐久試験に用いた試験装置を説明するための図である。

以下、本発明に関して詳細に説明する。

〔グリース組成物〕
本発明において、グリース組成物の基油には、（ａ）４０℃の動粘度が２５〜３５ｍｍ^２／ｓ、好ましくは２８〜３５ｍｍ^２／ｓで、ペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とからなるエステル系合成油（以下、エステル系合成油Ａ）と、（ｂ）４０℃の動粘度が９０〜１１０ｍｍ^２／ｓ、好ましくは９５〜１０８ｍｍ^２／ｓで、ペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とからなるエステル系合成油（以下、エステル系合成油Ｂ）との混合油を用いる。飽和脂肪酸としては、炭素数６〜１８の直鎖または分岐鎖飽和脂肪酸が好ましい。また、エステル系合成油Ａ、Ｂともそれぞれの粘度範囲を満たす２種以上を混合して使用することもできる。

また、基油におけるエステル系合成油Ａとエステル系合成油Ｂとの混合比は、エステル系合成油Ａが３５〜９５質量％で、エステル系合成油Ｂが５〜６５質量％であり、より好ましくはエステル系合成油Ａが３５〜８５質量％である。

更には、基油全体としての動粘度は、４０℃で３５〜７０ｍｍ^２／ｓである。

上記のように、ペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とのエステル系合成油とし、更には特定粘度とすることにより、低温での流動性低下や高温での焼付きを防止することができる。

増ちょう剤には、音響特性を考慮してリチウム石けんを用いる。中でも、ステアリン酸リチウムや１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム等が好ましい。

また、目的とする音響特性や高温耐久性を得るために、グリースの混和ちょう度はＮＬＧＩＮｏ．１〜Ｎｏ．３の範囲が好ましく、そのためにはリチウム石けんをグリース全量の５〜２０質量％の割合で配合することが好ましい。

グリース組成物には、必要に応じて各種の添加剤を添加してもよい。例えば、アミン系、フェノール系、イオウ系、ジチオリン酸亜鉛等の酸化防止剤；塩素系、イオウ系、リン系、ジチオリン酸亜鉛、有機モリブデン等の極圧剤；脂肪酸、動植物油等の油性剤；石油スルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、ソルビタンエステル等の錆止め剤；ベンゾトリアゾール、亜硝酸ソーダ等の金属不活性剤；ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、ポリスチレン等の粘度指数向上剤等を単独で、または適宜組み合わせて添加することができる。また、添加量は、本発明の目的を達成できれば特に制限されるものではないが、グリース全量の２０質量％以下の割合とする。これよりも多くなると相対的に基油や増ちょう剤の含有量が低下するため、目的とする音響特性や高温耐久性が得られない。

また、グリース組成物を調製するには、従来のリチウム石けん系グリースと同様にすることができるが、一般的には、基油中でリチウム石けんを合成して得られる。そのときの加熱温度や攪拌・混合時間等の製造条件は、使用する基油やリチウム石けん、添加剤の種類や配合により適宜設定される。

〔自動車モータ用転がり軸受〕
自動車のブロワーモータ、スタータモータ、電動パワーステアリングモータ、ステアリング調整用チルトモータ、ワイパーモータ、パワーウインドウモータ等の自動車モータの回転軸を支持するための転がり軸受であれば、特に制限はなく、上記のグリース組成物を封入して構成される。上記のグリース組成物は、低温から高温まで広い温度範囲にわたり音響特性に優れ、また低温起動性や高温耐久性に優れるため、本発明の自動車モータ用転がり軸受もまた同様の特性を有する。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら成形されるものではない。

（実施例１〜７、比較例１〜１２）
表１に示す如く、基油及び増ちょう剤を含有する試験グリースを調製した。尚、各基油成分の数値は基油全量に占める割合（質量％）を示しており、基油と増ちょう剤との合計は１００質量％である。また、基油成分は以下の通りである。
・ペンタエリスリトールエステルＡ：３３．４ｍｍ^２／ｓ＠４０℃で、ペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とのエステル系合成油
・ペンタエリスリトールエステルＢ：３０．８ｍｍ^２／ｓ＠４０℃で、ペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とのエステル系合成油
・ペンタエリスリトールエステルＣ：１０２ｍｍ^２／ｓ＠４０℃で、ペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とのエステル系合成油
・ペンタエリスリトールエステルＤ：４２ｍｍ^２／ｓ＠４０℃で、ペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とのエステル系合成油
・ジペンタエリスリトールエステルＡ：７９ｍｍ^２／ｓ＠４０℃で、ジペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とのエステル系合成油
・ジペンタエリスリトールエステルＢ：２０９ｍｍ^２／ｓ＠４０℃で、ジペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とのエステル系合成油
・ＡＤＥ：アルキルジフェニルエーテル（１０３ｍｍ^２／ｓ＠４０℃）
・ＰＡＯ：ポリα―オレフィン（５０ｍｍ^２／ｓ＠４０℃）
・ＤＯＳ：ジオクチルセバケート（１１．６ｍｍ^２／ｓ＠４０℃）

そして、各試験グリースを下記の（１）音響耐久試験及び（２）低温トルク試験に供した。結果を表１に併記する。

（１）音響耐久試験
図１に使用した試験装置を示すが、この試験装置１０は、複数個の試験軸受２０を回転軸１１に装着してハウジング１２に収容し、皿ばね１３で弾性的に支持してモータ１４により回転軸１１を所定の回転速度で回転させる構成となっている。尚、図示される試験装置１０では、３本の回転軸１１を備えており、それぞれの回転軸１１はジョイント１５を介してモータ１４により駆動されるプーリ１７に連結しており、同時に回転する構成となっている。また、符号１６はサポートベアリングである。

試験軸受２０として、内径８ｍｍ、外径２２ｍｍ、幅７ｍｍの小径深溝玉軸受に試験グリースを１６０ｍｇ封入したものを用い、雰囲気温度１２０℃、内輪回転速度４０００ｍｉｎ^−１、アキシャル荷重８８．２Ｎで１０００時間連続回転させた後のアンデロン値（１８００〜１００００Ｈｚの振動速度）を測定した。測定は８個の試験軸受の平均値とし、比較例３との相対値が１／２以下であるときを「◎（非常に優れる）」、１／２より大きく３／４以下であるときを「○（優れる）」、３／４より大きいときを「×（劣る）」と評価した。

（２）低温トルク試験
試験軸受として、内径８ｍｍ、外径２２ｍｍ、幅７ｍｍの小径深溝玉軸受に試験グリースを１６０ｍｇ封入したものを用い、軸受温度−４０℃、内輪回転速度４０００ｍｉｎ^−１、アキシャル荷重７６Ｎで回転させたときの起動トルクを測定した。そして、比較例３の測定値以下であるときを「◎（非常に優れる）」、比較例３の測定値より大きく比較例１２の測定値以下であるときを「○（優れる）」、比較例１２の測定値より大きいときを「×（劣る）」と評価した。

表１に示すように、本発明に従う基油と、リチウム石けんとを含有する実施例の試験グリースを用いることにより、高温での音響特性に優れ、また低温トルクが低く低温流動性にも優れるようになる。

１０試験装置
１１回転軸
１２ハウジング
１３皿バネ
１４モータ
１５ジョイント
１６サポート軸受
１７プーリ
２０試験軸受

Claims

自動車モータ用転がり軸受に使用されるグリース組成物であって、下記（ａ）と（ｂ）との混合油からなる基油と、増ちょう剤としてリチウム石けんとを含有し、基油全量における（ａ）の割合が３５〜９５質量％で、（ｂ）の割合が５〜６５質量％であり、かつ、基油の全体としての動粘度が４０℃で３５〜７０ｍｍ ^２／ｓであるすることを特徴とするグリース組成物。
（ａ）４０℃の動粘度が２５〜３５ｍｍ^２／ｓで、ペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とからなるエステル系合成油
（ｂ）４０℃の動粘度が９０〜１１０ｍｍ^２／ｓで、ペンタエリスリトールと飽和脂肪酸とからなるエステル系合成油
請求項１記載のグリース組成物を封入したことを特徴とする自動車モータ用転がり軸受。