JPS58154800A - 電食防止用潤滑剤及びそれを用いた軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電動機等に使用されるころがシ軸受及び摺動
軸受等の外輪又は内輪側に絶縁物や化成−処理など必要
とせず、電食による軸受の損傷を低減する耐電食性能を
示す潤滑剤を用いた軸受装置。

車内の嶋速、尚性能化と共に小型、高出力の王電動櫨が
主力になってきている。その反（３）、電食によるころ
がυ軸受の損傷が多く、軸受交換原因の大部分は、電食
によるものである。軸受の電食とは、軸受内外輪の間に
負向された電圧が、軸受の潤滑向に形成された油膜の耐
電圧以上に達したとき、油膜が破壊され、放電（スパー
ク）する現象でちる。このような場合接触表面は局部的
に溶融し放電痕（クレータ−）が発生する。放電痕が生
じた部分は金属組織が変化するためハクリ等の原因とな
る。＠電によって生じた港融金撫粉やハクｖ郷ｒｔｃよ
る金楓粉がグリースに混入すると軸受潤滑面の荒損、放
電醇の発生を助長するといった悪循ｍｔ−繰返しグリー
スの黒色化、劣化、潤滑不良等を促進すると共に、軸受
交換期間を早める。

軸受の内外輪間に加わる電圧の＠星要因として、王電ｗ
Ｊ磯の機内で誘起される誘起電圧と車両と車軸間に設け
られている接地装置のブラソフの接触不良や降盲時の富
の吸込による場合があるが、電食の多くは、誘起電圧に
よる場合である。主電動−の電慎子鉄心拐料は、冷関圧
姑のけい素鋼板が用いられている。けい素鋼板は磁気方
向性を持つており、これを同じ方向に打ち抜いて一板を
積み重ねると鉄心全体で磁気を通し易い方向と通しにく
い方向に分れるため、打ち抜いた一板を９０度づつ角度
を父互に変えて積み重ねるという回し積みという方法に
よって磁気特性を打ち消そうとしているが、磁気的特性
を完全に消去することは不可能で、強い磁界中で電機子
が回転すると鉄心が発電機のコイルの役目をして、磁界
の強さ、回転速度に応じた交流電圧が誘起される。この
誘起電圧が油膜の耐電圧以上に達すると放電し電食が発
生する。ま九、軸受にか＼る荷重、指動等が大なるはど
油膜が薄くなり電食が一階層り易くなる。

電食による軸受の損傷を防止する方法とじてに、軸受の
内輪または外輪のいずれが一方に絶縁シート、絶縁ブツ
シュあるいは化成処理や有機絶縁被膜を形成する方法な
どがある。しかし、これらの方法は、軸受周り構造の変
更、作業性、経済性等の点で間粗が多いことなどから殆
ど適用されていない。グリースによって電食を防止また
は低減できれば、軸受胸り構造の変ｋＸ作業性、経済性
等の間組点がＰｐ＃決されることから、電食を防止また
は低減できるグリースが要望されている。グリースによ
る電食を防止ま九は低減するためＶＣは、潤滑油膜の耐
電圧を高くするかまたに、逆に導電性にする方法かめる
。耐電圧を高めるには、欅圧性の強いもめるいは＾粘度
の瀾渭油に変える方法がめるが、現在、市販の鉱油系グ
リースに関する限り犬走ない。グリースを導電性にする
には、特許陥ｓ６−．１３５７記載の硫黄化合物及び特
許昭４９−４４２２８記載の塩素化炭化水素あるいはそ
の誘婆体を占有させる方法がめる。一方、グリースに銀
等の非金ＩＮ４粉、カーボンブラック等を含有する方法
等かめる。車両等の高速、為荷重、高温の条粁下に使用
される圧電動機軸受に導電性グリースを用１ｎ７′ｃｍ
合、グリースの酸化劣化によって淘渭油膜の４１１Ｌ性
が低下し、油膜が過度の絶腺性會持ってくると′＠電現
娠が多くなるため望ましくない。

本発明は、上記の実情に鑑みなされた吃ので、その目的
とするところに、軸受の内外輪に絶縁物や化成処理？ｌ
ｌ−施すことｌく、単にグリースにょって電食による軸
受の損傷の低減し、軸受の寿命を大巾に蝙長することが
できる寛食防止用飼清剤及をこれを用いた軸受装置を提
供することにある。

グリースの耐′ｗ！Ｌｌ：Ｉ：′（ｌ−高めるには、軸
受の潤〜面に形成される油膜全厚くすればよい。−ｈＫ
尚粘度のベース論を粗いかつ、グリースから分離する油
量を多くすれはよいと考えられる。これらを用いた場合
、粘性抵抗の増大ＶＣよシ軸受温阪が上昇し、結成が低
下するため油膜はそれほど厚くならない。また、温度上
昇によりグリースの酸化劣化金促進する。一方、潤滑向
に潤滑被膜を形成する硫黄、燐、＃Ａ素等を含む極圧添
加剤１よ、Ｍ電圧を低下させるため不過当でめった。

本発明者らは、上記要望に答えるべく、鋭意研梵の結果
、不飽和脂肪ｔＲｔ−カロ熱、筐たは触媒を相いて二置
化したダイマー酸と脂肪族゛ｒミドをグリース、または
基油に溶解あるいに分散させ、グリースわるいは基油中
で反応せず軸受の潤１ｖＵＯで反応し、欄慣性と絶縁性
含有する被膜を形成し、この被膜によってｍ食による軸
受の瑣餉奮低減筐たｔユ防止にすぐれた効未ｔボ丁もの
でるる。また、上８乙化曾智を配合したグリースは、電
食防止の外、ｌｌ１ｌＩ何ム性、耐ｊＩＩれ性ｉ／Ｃも
丁ぐれている。

本発明に係る化合物として使いうるダイマー酸としては
、不飽和脂肪酸を加熱、または触媒を柑いてニー化した
もので、工業ｍ科として女１曲なりノール酸またはオレ
インＭを二に化し九市販のダイマー酸があり、バーサダ
イム（七不うル・ミルズ社）や二／ボール（エメリー社
）など数社の商品が知られている。こｎらのダイマー酸
は、一分子当りの炭素数が約３６でめり、通常少数の単
皺体ト数％〜２０数％の三量体が宮筐れているが、本発
明とする目的とする特性にはイｐｊら影４１を及ぼさな
い。また、その他の不飽和脂肪＃Ｒをニー化したダイマ
ー酸もｉ！ｅ均することができる。

また、本発明のもう一方の化合物でおる脂肪族“Ｉミド
ｔユ、一般式、 ）１．　ＣＯＮ　Ｈｓ　　　　　　　　・・・・旧・・
（１）（式中、ｋｉ、　ｕ　に　ｍＨ＠　ｍ＋１　　、
”は５〜２７の範囲でりる。） で示芒れるものである。脂肪族゛アミドの具体的とシテ
は、−＼キフル了ミド、へブナル°ｒミド、オクチルア
ミド、ノニルアミド、デジル゛ｒミド、クンデジルアミ
ド、ラウリル゛ｒミド、トリデＺル′ｒミド、ミリスチ
ル゛Ｉミド、パルミチル゛Ｉミド、ス１゛ｒリル°ｒミ
ド、オレイル”アミド、エイコシル°ｒミド、トコシル
゛ｒミド、トリコシル゛ｒミド、・＼キサコシル′ｒミ
ド、オクタコシルアミド＊を挙げることができる。

グリース及びグリース整造時の基γ出に配合する該ダイ
マー酸と脂肪振子ミドの１−＊　１＋４割台ａ１ダイｆ
ｆ−［１９に対し脂肪族°ｒアミドＯ，ＯＯ２〜０．０
５モルの範囲の割合で任意に組合せることができる。

好筐しくは０．００４〜０．０１モルでめる。ダイマー
酸に対する脂肪族−ｒ　ミドが０．　ＯＯ２モル未満で
は軸受潤滑面に生成する被膜が不十分なため、商い耐電
圧が得られない。また、Ｏ，ＯＳモルを越えるとベタつ
き易くなシ、軸受温度上昇が大きくなると共に飼ｆｗＩ
性が悪くなるので好ましくない。なお、本発明で１史用
するのダイマー酸と脂肪族°ｒミ録レジカルボン酸脂肪
族ジ°ｒミン、脂禦族ジ゛ｒミン、芳香族ジ゛ｒミン等
の組合せによって４電食による軸受の損傷を低減する効
果がある。

グリース及びグリースの１油に含有さぜるし化合１の総
ｒｔに、２ＩＩＬ皺％以上で本発−の一的を十分達成で
きるが、車両等のように尚速、高荷重、さらにＪ辰動荷
１の条件で１史川される電動機の場合、５電に５以上、
含有させることが望ましい。また、含有皺が３０＠＠％
を越えると生成した被膜が粘ちょうとなり＠慣性、軸受
の温度上昇、酸化劣化等の点で間鵬が生する場合かめる
。

グリースに該化合物を含＊−ａせる場合、５０Ｃ以下の
ｍ［でミル処理によってグリースに分散させる。一方、
グリース振造時においては、基油の１部しＣダイマー酸
と脂肪振子ミドを別々に加熱溶解する。残りの基油に増
ちょう剤、酸化防止剤、防錆剤等を冷力Ｏし、加熱して
溶解し、約５０Ｃ以下に冷却彼、ダイマー酸及び脂肪族
°ｒアミド溶解してめ却した基油を加え、攪拌した後、
ミル処理、脱泡して製品とする既知の製造法、またはケ
ン化法等によって製造することができる。

増ちょう剤としては、的えはステ°ｒリン酸リチウム、
１２ヒドロキシステ′ｒす／＃Ｒリチウム、ステ°ｒリ
ン酸カルシウム等の金属石けんやポリウレア、’ｒリル
ウレ゛ｒ１　ナトリウムテレクタラメート、べ／トン、
シリカ、７タロシアニン等を使用することができ、これ
らの配合蓋は、軸受の使用条件に応じて適宜配合する。

基油としては、鉱油及びジエステル油、ポリオールエス
テル油、ポリαオレフィンγ出、ポリアルキレｙ　クリ
コール油及びボニフェニルエーテル油寺の合成油を便用
することができる。

以下、本＠明の実施的により、効果１に具体的に説明す
る。

実施１ｆｌｊ　１ ４０Ｃの粘度が１０９　ｃａｔの鉱油（５００ニユート
ラルオイル）６９重量％を基油とし、その内の４９．５
ｆｉ−％の基油に、増′ｃ）よう剤１２ヒドロキシステ
アリンハリチウム１０電皺％、酸化防止剤Ｎ−フェニル
−α−ナブチル゛ｒミン０．５ｔｆｔ％を加え、２１０
〜２２０Ｃ迄加熱溶解した後、冷却しゲル状のグリース
半製品を得た。一方、残りの基油２０重緻％を約１／２
づつ別け、それぞれの基油にダイマー［（バーサダイム
２１８、ゼネラル・ミルス社）１０重量％とｉｔ表に示
した各―脂肪族アミドについて０．００４モルを加熱溶
解した恢、冷却し、上記ゲル状のグリース半製品に力口
え、攪拌し均一に分散した後、三本ロールで混練し、減
比下で脱泡し、ちょう度（２５Ｃ，６０回混和）２４５
〜２６０のグリース整造時た。これらのグリースについ
て、内径φ１５のスラストころ軸受（８１１０２型）に
グリースを１．５部充てんし、回転数５５０　ｒｐｍ、
負荷重（Ｐ（５０に９ｆ及び１０１？ｆの条件で、２０
分運転後の耐電圧を測定した。また、比較のため従来の
リチウム石け・ん−鉱油系グリースＡ、Ｂ、　ＣＫつい
ても同様の試験条件で測定した。測定結果ｔ−第１＃に
示した。

なお、酊電士の測定に、下記の方法で行つ九。

即ち、第１図に示した交流電＃ｉ１司路のＸ及びＹ部を
第２図に示す軸受回転試験機の回転軸２とスラストころ
軸受３の固定輪４に接続した。スラストころ軸受のみに
交流電圧が印加するように周りを絶縁して、前記の試験
条件で２０分運転後、スライダック１によシ交流電圧を
約０．３Ｖ／Ｓの速度で上げＸとＹ間の印加電圧と潤滑
油膜が破壊するときの放電電圧を２現象シンクロスコー
プに記碌し、潤滑油膜が破壊し、放電によって放電痕が
生じない最大電流５０ｍＡＫ違するときの印加電圧、す
なわち、耐電圧（片振巾波高直）を測定した。

第１表から明らかなようにダイマー酸と脂肪族′ｒミン
を含有したグリースの耐電圧は、比較グリースに比し高
く電食による軸受の損傷を低減する効果が大きい。また
、試験後の軸受潤滑面に７リクシヨ／・ポリマーが形成
されていた。−第　　　　　ｌ　　　　　旗 ｗＭｉ丙２ １２ヒドロキシステｒりン暉リチウムを増ちょう剤とし
、第２表に示した合成油を基油してダイマー酸とラウリ
ル′ｒミド及びステアリルアイドを配合したグリースを
実施Ｍｌと同体な方法で製造しちょう［２４０〜２５０
のグリースを得た。これらグリースについて実施［１と
同じ試験方法で耐電圧を測定した。測定結果を第３堀に
示した。

なお、増ちょう剤、基油、ダイマー酸及びラウリル“ｒ
ミド、ステアリルアイド、酸化防止剤等の配合量は実施
ＰＩ１１と同じでめる。

ｌＩ　　　２　　　表 第３表から明らかなように、いずれの基油においても、
ダイマー酸と脂肪族ア建ドを配合したグリースは、第１
％に示した比較グリースに比し耐電圧が高い、即ち、電
食による軸受の損傷を防止する効果が大きい。

第　　　　３　　　　表 注：　各グリースにダイマー酸及び酸化防止剤配合 実施列３ 実施列ｌと同じ粘ａｔ示す鉱油を基油とし、第４ｔｅＫ
示した増ちょう剤及び酸化防止剤、Ｎフェニルαす７チ
ルア建ンの構成原料を用い、ダイマー酸とステアリルア
イドの組合せで、夷ＭＩＮＩと岡僚な方法によｐ１増ち
ょう剤、基油、酸化防止剤の混合物を２１０〜２３０Ｃ
迄加熱した後、冷却し三本ロールミル機で混線＆泡し、
ちょう度（２５Ｃ，６０回混和）、２４４〜２７Ｇのグ
リースを得た。これらのグリースについて、耐電圧を測
定した。測定結果を第５表に示した。なお、ステアリル
アオドの配合量は、ダイマー酸１０重量％に対し０．０
０４モルである。゛ 第５表から明らかなように１いずれの増ちょう剤におい
ても、ダイマー酸と脂肪族アミドを含有したグリースは
、第１表に示した比較グリースに比し、耐電圧が高い。

第　　　　５　　　　嵌 実施的４ 実施列１と同じ粘度の鉱油を基油及び１２ヒドロキシス
テ゛ｒリン酸リチウムを増ちょう剤さらに、Ｎフェニル
αナフチルアミンを酸化防止剤に用いて、実施列１と同
様々配合量及びグリースの製造法で、脂肪族′ｒイミド
モル濃度を変えたグリースの耐電圧を側足し九。測定結
果を第６表に示した。

なお、脂肪酸−ｒｉドの配合を實、ダイマー酸ＩＩに対
するモル１ＩＩＩ＃Ｌである。

第６表から明らかなように１脂肪酸アミドが、α００２
モル以上になるとグリースの耐電圧が高くなム第１表に
示した比較グリースよ〕高くなることが分る。また、α
０１モルを越えると耐電圧はそれほど高くならない。

本発明のグリース組成柳は、軸受潤滑面に良好な潤滑性
を有する絶縁被膜を形成させることによって、油膜の耐
電圧ｔさら高め電食による軸受の損４Ｉ！ｌを防止する
効果が大きく、軸受の寿命を嬌艇することができる。ま
た、電食防止のための軸受Ｉ＠ｎｍ造及び軸受の内輪ま
たは外輪等に絶縁被膜ｔコーチングする必要がない。ま
た、従来、使用している軸受装置を設計変更することな
く、単にグリースを交換するのみでよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、グリースの耐′亀圧濁定に用いた交流颯源回
路図でめる、第２図は、グリースの耐電圧測定に用いた
軸受試験機の試験の生簀部分を示す図でめる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸受潤滑面に為絶縁性の潤渭補展を形成させる脂肪
   酸とアミド化合物を含有させたことを特徴とする電食防
   止用潤滑剤及びそれを用いた軸受装置。 ２　リノール酸またはオレイン酸を加熱あるいは触媒を
   用いて二量体、三量体にした１柚以上と脂肪族゛ｒミド
   を含有させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の電食防止用潤滑剤及びそれを用いた軸受装置。