JP5884628B2

JP5884628B2 - 潤滑剤組成物及び転がり軸受

Info

Publication number: JP5884628B2
Application number: JP2012108714A
Authority: JP
Inventors: 健太郎園田; 兼明松本; 横内　敦; 敦横内
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2016-03-15
Anticipated expiration: 2032-05-10
Also published as: JP2013234294A

Description

本発明は、潤滑剤組成物、並びに前記潤滑剤組成物を封入してなる転がり軸受に関する。

従来から転がり軸受の低トルク化のために、金属石けんやウレア化合物等の増ちょう剤に代えてゲル化剤を用いることが行われている。増ちょう剤の代わりにゲル化剤を用いたゲル化剤系潤滑剤組成物は、せん断力が付与されると容易に油状に流動し、せん断力が付与されなくなると速やかにゲル状に回復するという特性（回復性）がある。また、ゲル化剤系潤滑剤組成物は、増ちょう剤を用いた潤滑剤組成物に比べて、ゲル化剤の使用量を少なくすることができ、転がり抵抗が低減されて低トルクとなる。

本出願人も特許文献１において、更なる低トルク化を図るために、アミノ酸系ゲル化剤とベンジリデンソルビトール誘導体とを併用したゲル化剤系潤滑剤組成物を提案している。

特開２０１１−２６４３２号公報

しかしながら、更なる検討の結果、ゲル化剤系潤滑剤組成物では、ゲル化剤の降伏応力が小さい（ちょう度が高い）と、特に小径転がり軸受ではグリースが全体的に撹拌されるチャーニング状態となり、低トルクを得にくくなることが判明した。そこで本発明は、ゲル化剤系潤滑剤組成物において、小径転がり軸受でもチャーニング状態になるのを防ぎ、低トルク化を図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、下記の潤滑剤組成物及び転がり軸受を提供する。
（１）基油及びゲル化剤を含有する潤滑剤組成物であって、
ゲル化剤が、Ｎ−２−エチルヘキシサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミドとジベンジリデンソルビトールとを、等量ずつ混合した混合物であり、
前記ゲル化剤の含有量が、基油との合計量に対して８〜１１質量％であり、
かつ、降伏応力が１．１×１０^４〜１．５×１０^４Ｐａであることを特徴とする潤滑剤組成物。
（２）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設された複数の転動体とを備え、上記（１）に記載の潤滑剤組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受。

本発明の潤滑剤組成物は、特定のゲル化剤を含み、降伏応力を特定範囲内としたため、小径転がり軸受でもチャーニング状態になるのを防ぎ、低トルクを得ることができる。

また、上記潤滑剤組成物を封入した本発明の転がり軸受も低トルクで、安定した回転性能を有する。

本発明に係る転がり軸受の一例を示す断面図である。実施例で得られた、降伏応力と相対トルクとの関係を示すグラフである。

以下、本発明に関して詳細に説明する。

〔潤滑剤組成物〕
本発明の潤滑剤組成物は、基油及びゲル化剤を含有し、必要に応じて各種添加剤を添加したものである。また、降伏応力が１．１×１０^４〜１．５×１０^４Ｐａに調整されている。

ゲル化剤として、Ｎ−２−エチルヘキシサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミドとジベンジリデンソルビトールとを併用する。Ｎ−２−エチルヘキシサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミドとジベンジリデンソルビトールとを併用することにより、それぞれを単独で使用した場合に比べて、初期ちょう度を低くすることができ、転送面に導入されるゲル化剤量を減らすことができ、低トルクを得ることができる。また、併用することにより、回復性がより向上する。

Ｎ−２−エチルヘキシサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミドとジベンジリデンソルビトールとの合計量（総ゲル化剤量）は、基油との合計量に対して８〜１１質量％である。また、Ｎ−２−エチルヘキシサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミドとジベンジリデンソルビトールとの混合比率は、併用することによる相乗効果から等量ずつ混合する。

金属石けんやウレア化合物等の一般的な増ちょう剤を用いた潤滑剤組成物では、増ちょう剤量を１０〜３０質量％にする必要があるが、アミノ酸系ゲル化剤とベンジリデンソルビトール誘導体とを併用することにより、総ゲル化剤量を１０質量％程度、もしくはそれ以下にまで低減することができ、低トルクで、トルクの安定化を図ることができる。

降伏応力が小さいと潤滑剤組成物がチャーニング状態となり、低トルクが得られないが、降伏応力を１．１×１０^４Ｐａ以上に高めることにより、一度転送面から弾かれた潤滑剤組成物が位置決めされて必要以上の潤滑剤組成物が転送面に導入されず、転がり抵抗が減少するチャネリング状態となり、低トルクを得ることができる。但し、降伏応力が１．５×１０^４Ｐａを超えると、トルクの低減効果が不十分となる。尚、一般的な増ちょう剤を用いて降伏応力を１．１×１０^４〜１．５×１０^４Ｐａにすると、流動性の低下と転送面に導入される増ちょう剤量が多くなり、低トルクを得ることができない。

基油は上記ゲル化剤によりゲル化されるものであれば、特に制限はなく、通常潤滑剤組成物の基油として使用されている油（鉱油系、合成油系または天然油系の潤滑油）は全て使用することができる。具体的には、鉱油系潤滑油としては、鉱油を減圧蒸留、油剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を、適宜組み合わせて精製したもの、合成油系潤滑基油としては、炭化水素系油、芳香族系油、エステル系油、エーテル系油等、前記天然油系潤滑基油としては、牛脂、豚脂、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油等の油脂系油またはこれらの水素化物が使用できる。

また、低トルクを考慮すると、基油粘度は低い方が有利であり、潤滑性能等を勘案して４０℃における動粘度が１０〜４００ｍｍ^２／ｓであることが好ましい。

潤滑剤組成物には、その各種性能をさらに向上させるため、所望により種々の添加剤を混合してもよい。添加剤としては、アミン系、フェノール系、硫黄系、ジチオリン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸亜鉛などの酸化防止剤、スルフォン酸金属塩、エステル系、アミン系、ナフテン酸金属塩、コハク酸誘導体などの防錆剤、リン系、ジチオリン酸亜鉛、有機モリブデンなどの極圧剤、脂肪酸、動植物油などの油性向上剤、ベンゾトリアゾールなどの金属不活性化剤など、潤滑で使用される添加剤を単独又は２種以上混合して用いることができる。尚、これら添加剤の添加量は、本発明の目的を損なわない程度であれば特に限定されるものではない。

潤滑剤組成物の製造方法にも制限はなく、例えば、基油に、アミノ酸系ゲル化剤とベンジリデンソルビトール誘導体とを所定量配合し、これらゲル化剤が溶解する温度まで加熱攪拌し、完全に溶解した後、予め冷却しておいたアルミ製パットに流し込むみ、流水で冷却する。そして、ゲル状に固まった潤滑剤組成物を３本ロールにかけて潤滑剤組成物が得られる。尚、添加剤は、予め基油に溶解しておりてもよいし、ゲル化剤とともに配合してもよい。

〔転がり軸受〕
本発明の転がり軸受は、上記の潤滑剤組成物が封入される限り、軸受の種類や構造には制限はないが、潤滑剤組成物による低トルク化を促進させるために非接触型シールを備えるものが好ましい。図１は、その一例を示す断面図であるが、図示される玉軸受は、外周面に内輪軌道面１を有する内輪２と、内周面に外輪軌道面３を有する外輪４との間に、転動体として玉５を配設し、保持器７により保持されている。そして、内輪２、外輪４及び玉５で形成される軸受空間に上記の潤滑剤組成物（図示せず）を充填し、非接触型シール６で封止して構成されている。

以下に実施例を挙げて更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。

（実施例１〜３、比較例１〜５）
表１に示すように、基油にゲル化剤または増ちょう剤を配合して潤滑剤組成物を調製した。尚、基油、ゲル化剤及び増ちょう剤の各数値は、基油とゲル化剤との合計量、または基油と増ちょう剤との合計量に対する割合（質量％）である。そして、各潤滑剤組成物について、下記に示す（１）降伏圧力測定、（２）軸受トルク試験、（３）軸受漏洩試験を行った。

（１）降伏応力測定
粘弾性体の粘弾性測定に用いられるレオメーターを用い、下記条件にてＧ"（損失弾性率）＞Ｇ´（貯蔵弾性率）となるところを降伏応力とした。結果を表１に示す。
・試験条件
ギャップ：０．１ｍｍ
温度：３０℃
オシレーションモード：応力掃引
周波数：１０Ｈｚ

（２）軸受トルク試験
下記の条件にて回転開始６０分後の動トルクをトルク値とし、一般的な増ちょう剤であるリチウム石けんを用いた比較例１のトルク値を１とする相対トルク値を求めた。尚、試験軸受は小径転がり軸受を想定したものである。結果を表１に示すが、相対トルク値０．７未満を合格とした。また、この相対トルク値と、上記で測定した降伏応力との関係を図１にグラフ化して示す。
・試験条件
試験軸受：日本精工（株）製転がり軸受「６０８（内径Φ８ｍｍ、外径Φ２２ｍｍ、
幅７ｍｍ）」
シール形式：両側鋼板シールド（非接触式）
回転数：１８００ｍｉｎ^−１
アキシアル荷重：２９．４Ｎ
温度：室温

（３）軸受漏洩試験
下記の条件にて１００時間連続回転させ、回転前後の重量差から潤滑剤組成物の漏洩率を算出した。尚、試験軸受は小径転がり軸受を想定したものである。そして、比較例１の漏洩率を１とする相対漏洩率を求めた。結果を表１に示すが、相対漏洩率１．０以下を合格とした。
・試験条件
試験軸受：日本精工（株）製転がり軸受「６０８（内径Φ８ｍｍ、外径Φ２２ｍｍ、
幅７ｍｍ）」
シール形式：両側鋼板シールド（非接触式）
回転数：１５０００ｍｉｎ^−１
アキシアル荷重：２９．４Ｎ
温度：１２０℃

表１に示すように、実施例１〜３は、アミノ酸系ゲル化剤とベンジリデンソルビトール誘導体とを併用し、降伏応力が１．１×１０^４〜１．５×１０^４Ｐａであるため、チャネリング性が高く、比較例１よりも低トルクであり、更にはグリースの漏洩も少ない。

これに対し比較例２、３は、アミノ酸系ゲル化剤とベンジリデンソルビトール誘導体とを併用しているものの、降伏応力が実施例１〜３よりも低く、２倍以上の高トルクになっている。比較例４は、アミノ酸系ゲル化剤とベンジリデンソルビトール誘導体とを併用しているものの、降伏応力が実施例１〜３よりも高く、トルクも高くなっている。比較例５は、ベンジリデンソルビトール誘導体の単独使用であり、実施例１〜３に比べて含有量が多いにもかかわらず降伏応力が低く、トルクも高くなっている。更に、漏洩率も、比較例４を除いて実施例１〜３に比べて多くなっている。

２内輪
４外輪
５玉
６シール
７保持器

Claims

基油及びゲル化剤を含有する潤滑剤組成物であって、
ゲル化剤が、Ｎ−２−エチルヘキシサノイル−Ｌ−グルタミン酸ジブチルアミドとジベンジリデンソルビトールとを、等量ずつ混合した混合物であり、
前記ゲル化剤の含有量が、基油との合計量に対して８〜１１質量％であり、
かつ、降伏応力が１．１×１０^４〜１．５×１０^４Ｐａであることを特徴とする潤滑剤組成物。
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設された複数の転動体とを備え、請求項１に記載の潤滑剤組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受。