JPWO2011114921A1 - 給脂用グリース組成物の給脂方法 - Google Patents

Abstract

フッ素系グリース35〜85重量％およびフッ素系有機溶剤65〜15重量％よりなる軸受装置の給脂用グリース組成物を、給脂孔を備えたコンベヤチェーン等の軸受である軸受装置の内部に、軸受内容積の10〜45容積％を占める量のフッ素系グリースを噴射し、グリースとして給脂する給脂方法。かかる給脂方法によって、給脂用グリース組成物が給脂孔(ニップル)を備えた軸受装置に有効に適用され、潤滑個所への供給が十分になされ、軸受装置からの漏れのない給脂を可能とする。

Description

本発明は、給脂用グリース組成物の給脂方法に関する。さらに詳しくは、給脂孔(ニップル)を備えた軸受装置に有効に適用される給脂用グリース組成物の給脂方法に関する。

従来から、グリース潤滑される軸受装置には、給脂孔(ニップル)が設けられており、グリースの潤滑性能の回復と軸受装置の使用期間の延長を目的として、定期的な給脂が行われている。給脂されるグリースは、潤滑油とは異なり流動性に乏しいため、軸受装置の潤滑個所(例えば、転動体と軌道輪、保持器等との摺動面)に給脂するには、給脂装置を用いてグリースを加圧し、連続的に軸受装置内に押し込む方法が採用されている。

特許文献１〜２には、グリースを空気圧を利用して転がり軸受に給脂する方法が記載されているが、ここではグリースは希釈されることなく、そのまま用いられている。

しかしながら、このような給脂方法では、少量のグリースを潤滑個所に定期的に給脂することができないため、常に過給脂の状態となり、軸受装置の回転トルクの上昇や軸受装置からのグリース漏れの原因となる。また、過給脂されたグリースは、必ずしも潤滑個所に全量到達することなく、給脂経路に残留するグリースもあるため、グリース全量が潤滑に寄与される訳ではなく、無駄となるグリースの発生が避けられない。それに加えて、過給脂されたグリースは、経時的に基油と分離していくため、分離した油分が軸受装置内に漏出することがあり、それによる使用環境の汚染やグリースの硬化による給脂不具合をひき起こすなどの問題もみられる。

例えば、自動車工業、その他の自動化工場で使用されているトロリーコンベヤのローラ軸受にグリース潤滑が採用されているが、従来の給脂方法では、過給脂によるローラ回転トルクの上昇、グリース漏れによる使用環境の汚染、給脂経路に留まった硬化グリースの潤滑不足によるローラ破損などの問題が懸念される。

なお、給脂用グリースとして稠度の大きい、換言すれば軟らかいグリースを用いることもあるが、稠度の大きいグリースは流動性にすぐれているため、給脂量によっては軸受装置外に漏れ出し、使用環境の汚染につながることとなる。

なお、特許文献３には、溶剤希釈型フッ素系潤滑剤組成物において、フッ素系溶剤等の溶剤に希釈した後に溶剤中の固形成分が短期間で沈降するのを防止し、潤滑性、耐久性などの各種の特性を向上させるために、少くともパーフルオロポリエーテル油を含む基油に、固形成分として少くとも脂肪酸金属塩とフッ素樹脂との混合物を溶剤に分散させたものが記載されている。

この溶剤希釈型フッ素系潤滑剤組成物にあっては、脂肪酸金属塩とフッ素樹脂との固体成分を0.1〜20質量％の割合で、またパーフルオロポリエーテル油を0.1〜40質量％の割合で、残分である98.8〜40質量％を占め得る溶剤中に分散させることにより、所望の特性、すなわちすぐれた分散性と潤滑性能を得ることができるとされている。ここでは、脂肪酸金属塩を必須成分としており、これを用いない比較例にあっては、溶剤98.8〜95.0重量％に対しグリース成分が1.2〜5.0重量％用いられており、その組成物の分散性は良好であるとはいえないと述べられている。

そして、この発明による溶剤希釈型フッ素系潤滑剤組成物は、例えば潤滑グリースの粘稠性が原因で動作が重くなってしまう精密部品等の摺動部や潤滑グリースが給脂困難な相対部材間を潤滑にするために使用して有効であると述べられており、また薄膜塗布を前提にグリース割合を少なくした希釈型であり、軸受装置への給脂においては漏出量が多く、給脂に適さない場合もみられる。

特開２００３−２０７０９５号公報 特開２００８−８２３９５号公報 特開２００７−２１７５１１号公報

本発明の目的は、給脂孔(ニップル)を備えた軸受装置に有効に適用され、潤滑個所への供給が十分になされ、軸受装置からの漏れのない軸受装置給脂用グリース組成物の給脂方法を提供することにある。

かかる本発明の目的は、フッ素系グリース35〜85重量％およびフッ素系有機溶剤65〜15重量％よりなる軸受装置給脂用グリース組成物を、給脂孔を備えた軸受装置の内部に噴射し、グリースとして給脂することによって達成される。

本発明に係るフッ素系グリース35〜85重量％およびフッ素系有機溶剤65〜15重量％よりなる給脂用グリース組成物を用いた給脂方法は、従来の給脂方法でみられた給脂経路での残留を抑制し、軸受装置の潤滑必要個所に1回の吐出操作で的確に給脂することができる。また、給脂後は溶剤が揮発することでグリース本来の硬さに戻り、稠度の大きいグリースを給脂した際に発生する軸受装置からのグリースの漏れ出しを抑制することができる。さらに、本発明の給脂系グリース組成物は、特許文献３に記載される溶剤希釈型組成物の如く液体状で用いられるのではなく、グリース状として用いられる点に特色がみられる。

かかる効果を奏する本発明の給脂用グリース組成物を用いた給脂方法は、給脂孔(ニップル)を備えた軸受装置にグリースを給脂して使用する分野、例えば搬送機器のロール、コンベヤチェーンの軸受、直動案内の軸受等に有効に適用されて用いられる。

本発明に係る給脂用グリース組成物が適用されるトロリーコンベヤ用ローラの断面図である

例えば、トロリーコンベヤ用ローラについて、グリースの給脂方法を説明する。トロリーコンベヤ用ローラの断面図を示す図１において、給脂孔１より給脂されたグリース希釈液は、黒色部として示される空間部２を通過し、シールド板３に衝突してローラ内に拡散し、転動体と軌道輪、保持器等との潤滑個所(摺動面)４に供給される。なお、符号５は、ラビリンスシールである。なお、従来方法では、空間部２にグリースが滞留することで、給脂不良やグリース硬化に伴う回転不良の原因となっており、また空間部２に滞留したグリースは、潤滑に使用されず、無駄になっていた。

軸受装置給脂用グリース組成物は、フッ素系グリースおよびフッ素系有機溶剤によって構成される。フッ素系グリースは、パーフルオロポリエーテル油と増稠剤とから構成される。

基油として用いられるパーフルオロポリエーテルとしては、一般式
RfO(CF₂O)_x(C₂F₄O)_y(C₃F₆O)_zRf
で表わされるものが用いられ、ポリマーのくり返し単位として(CF₂O)_n基を有するものも有効に使用される。具体的には、例えば下記一般式(1)〜(3)で表わされるようなものが用いられ、この他一般式(4)で表わされるようなものも用いられ、好ましくは一般式(3)で表わされるものが用いられる。なお、Rfはパーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基等の炭素数1〜5、好ましくは1〜3のパーフルオロ低級アルキル基である。
(1) RfO(CF₂CF₂O)_m(CF₂O)_nRf
ここで、m+n=3〜200、m:n=10〜90:90〜10であり、またCF₂CF₂O基およびCF₂O基は主鎖中にランダムに結合しているものであり、テトラフルオロエチレンの光酸化重合で生成した先駆体を完全にフッ素化することによって得られる。
(2) RfO[CF(CF₃)CF₂O]_p(CF₂CF₂O)_q(CF₂O)_rRf
ここで、p+q+r=3〜200でqおよびrは0であり得、(q+r)/p=0〜2であり、またCF(CF₃)CF₂O基、CF₂CF₂O基およびCF₂O基は主鎖中にランダムに結合しているものであり、ヘキサフルオロプロペンおよびテトラフルオロエチレンの光酸化重合で生成した先駆体を完全にフッ素化することにより得られる。
(3) RfO[CF(CF₃)CF₂O]_s(CF₂CF₂O)_tRf
ここで、s+t=2〜200でtは0であり得、t/s=0〜2であり、またCF(CF₃)CF₂O基およびCF₂CF₂O基は主鎖中にランダムに結合しているものであり、ヘキサフルオロプロペンおよびテトラフルオロエチレンの光酸化重合で生成した先駆体を完全にフッ素化することにより、あるいはフッ化セシウム触媒の存在下にヘキサフルオロプロピレンオキサイドまたはテトラフルオロエチレンオキサイドをアニオン重合させ、得られた末端-CF(CF₃)COF基を有する酸フロライド化合物をフッ素ガスで処理することによって得られる。
(4) F(CF₂CF₂CF₂O)_2〜100C₂F₅
これは、フッ化セシウム触媒の存在下に2,2,3,3-テトラフルオロオキセタンをアニオン重合させ、得られた含フッ素ポリエーテル(CH₂CF₂CF₂O)_nを紫外線照射下に約160〜300℃でフッ素ガスで処理することによって得られる。

これらのパーフルオロポリエーテル油基油は、40℃における動粘度が、2〜2000mm²／秒、好ましくは5〜1500mm²／秒の範囲にあるものを使用することができる。動粘度がこれ以下のものを用いると、蒸発損失の増加あるいは油膜強度の低下など、寿命の低下や摩耗、焼き付きの原因となる可能性があり、一方動粘度がこれ以上のものを用いると、粘性抵抗の増加など消費動力やトルクが大きくなる不具合が生じる可能性がある。

増稠剤としては、従来から潤滑剤として用いられているフッ素樹脂、具体的にはポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロペン共重合体、パーフルオロアルキレン樹脂等、好ましくはポリテトラフルオロエチレンが用いられる。ポリテトラフルオロエチレンは、テトラフルオロエチレンの乳化重合、けん濁重合、溶液重合などの方法によってポリテトラフルオロエチレンを製造し、それを熱分解、電子線照射分解、物理的粉砕などの方法によって処理して数平均分子量Mnを約1000〜1000000程度としたものが用いられる。また、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロペンとの共重合反応および低分子量化処理も、ポリテトラフルオロエチレンの場合と同様にして行われ、数平均分子量Mnを約1000〜600000程度としたものが用いられる。なお、分子量の制御は、共重合反応時に連鎖移動剤を用いても行うことができる。得られた粉末状のフッ素樹脂は、一般に約500μm以下、好ましくは約0.1〜30μmの平均一次粒径を有する。

パーフルオロポリエーテル油として一般式(3)で表わされるものを用い、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末を増稠剤とするグリースとしては、パーフルオロポリエーテル油55〜85重量％およびポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末45〜15重量％からなるグリースが挙げられ、例えば市販品であるBARRIERTA L55/2J(NOKクリューバー製品)、BARRIERTA JFE552(同社製品)などが挙げられる。

また、これらのフッ素樹脂以外の増稠剤として、Li石けん等の金属石けん、ウレア樹脂、ベントナイト等の鉱物、有機顔料、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドも使用できるが、耐熱性、潤滑性の面から考えると、好ましくは脂肪族ジカルボン酸金属塩、モノアミドモノカルボン酸金属塩、モノエステルカルボン酸金属塩、ジウレア、トリウレア、テトラウレアなどが用いられる。

これらのフッ素樹脂粉末、金属石けん、ウレア、その他の増稠剤は、それぞれ単独、もしくは併用して用いることができ、これらは基油との合計量中50重量％以下、一般には0.1〜50重量％、好ましくは1〜40重量％の割合で添加されて用いられる。これらの増稠剤がこれ以上の割合で用いられると、組成物が硬くなりすぎるようになり、一方これ以下の割合で用いられると、フッ素樹脂等の増稠能力が発揮されず、離油の悪化を招き、耐飛散・漏洩性の向上が十分期待できなくなる。

組成物中には、さらに従来潤滑剤に添加されている酸化防止剤、防錆剤、腐食防止剤、極圧剤、油性剤、フッ素樹脂以外の他の固体潤滑剤等のその他の添加剤を必要に応じて添加することができる。

酸化防止剤としては、例えば2,6-ジ第3ブチル-4-メチルフェノール、4,4′-メチレンビス(2,6-ジ第3ブチルフェノール)等のフェノール系の酸化防止剤、アルキルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、フェノチアジン、アルキル化フェニル-α-ナフチルアミン、アルキル化フェノチアジン等のアミン系の酸化防止剤などが挙げられる。

防錆剤としては、例えば脂肪酸、脂肪酸アミン、アルキルスルホン酸金属塩、アルキルスルホン酸アミン塩、酸化パラフィン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等が挙げられ、また腐食防止剤としては、例えばベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、チアジアゾール等が挙げられる。

極圧剤としては、例えばリン酸エステル、亜リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩等のリン系化合物、スルフィド類、ジスルフィド類等のイオウ系化合物、ジアルキルジチオリン酸金属塩、ジアルキルジチオカルバミン酸金属塩等のイオウ系化合物金属塩などが挙げられる。

油性剤としては、例えば脂肪酸またはそのエステル、高級アルコール、多価アルコールまたはそのエステル、脂肪族アミン、脂肪酸モノグリセライド等が挙げられる。また、フッ素樹脂以外の他の固体潤滑剤としては、例えば二硫化モリブデン、グラファイト、窒化ホウ素、窒化シラン等が挙げられる。

さらに、二硫化モリブデン、グラファイト、窒化ホウ素、窒化シラン等のフッ素樹脂以外の他の固体潤滑剤を添加して用いることもできる。

また、フッ素系有機溶剤としては、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテル、パーフルオロアルカン等が用いられ、実際には市販品、例えばHCFC-225、HFE-449(住友3M製品HEF-7100)、HFE-569(同社製品HFE-7200)、C_nF_2n+2(n：5〜8；同社製品フロリナートPF-5050、PF-5060、PF-5070、PF-5080)、バートレルXF(三井・デュポンフロロケミカル製品)等が用いられる。

フッ素系グリースとフッ素系有機溶剤とは、前者が35〜85重量％、好ましくは40〜80重量％の割合で、また後者が65〜15重量％、好ましくは60〜20重量％の割合で用いられる。この際、設定される給脂用グリース組成物の希釈濃度範囲は重要なポイントであり、規定された割合(フッ素系グリース35〜85重量％)よりもこの濃度が濃いと希釈液の粘度が高いままとなり、目的位置への給脂を効率的に行うことができず、一方希釈しすぎると粘度が低くなりすぎて、給脂孔から注入された希釈液が注入時の空気の流れに乗って、密閉構造の隙間から外部に漏れ出ることとなる。

給脂用グリース組成物の調製は、フッ素系グリースとフッ素系有機溶剤とを、ホモミキサ、ホモジナイザ、超音波分散機等を用いて混合することにより行われる。調製された給脂用グリース組成物による給脂は、給脂用ポンプを用いて、給脂孔に好ましくは約0.4〜0.7MPa程度の圧力をかけてグリース希釈液を吐出させることによって行われる。給脂用ポンプは、給脂孔に押し付けもしくは接続可能な給脂ガンおよびグリース希釈液を加圧して吐出可能な給脂装置を有するものであれば任意に使用可能であり、さらに計量用の定量弁を備えたものであることが望ましい。

本発明の給脂用グリース組成物が給脂されるコンベヤローラの軸受の場合、その構造はほぼ画一的で、軸受のサイズによって空間容積が決まってくるので、軸受サイズに応じて給脂量が設定され、フッ素系グリースがフッ素系有機溶剤で希釈されて用いられる。ここでグリース給脂量は、軸受内空間容積の10〜45容積％を占める量程度に設定される。

本発明の給脂用グリース組成物にあっては、密閉された転がり軸受にグリースを給脂するに際し、転がり軸受に充填されるフッ素系グリースと相溶性のあるフッ素系有機溶剤でグリースを所定濃度に希釈して流動性を向上させることにより、目的とする転がり軸受内に少ないグリース量で効率的に給脂することができ、給脂は空気圧を利用し、吐出量を調節して、1回の吐出操作で完了させることができる。

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例１〜３、比較例１〜２
パーフルオロポリエーテル油70重量％とポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末増稠剤とを所定量攪拌釜で混合した後、3本ロールで均質化して稠度を2号に調整したフッ素系グリース(NOKクリューバー製品BARRIERTA L55/2J)およびフッ素系有機溶剤(住友3M製品フロリナートPF-5060)を所定割合で混合し、ホモミキサを用いて分散処理を行い、給脂用グリース組成物を調製した。

調製された給脂用グリース組成物を、図１に示される如き断面を有するトロリーコンベヤ用ローラに、下記給脂条件下で給脂を行い、
給脂ポンプ：往復動型レシプロポンプ(作動圧0.4〜0.7MPa)
コンベヤローラ：4インチコンベヤローラ(空間容積22ml)
給脂量：6g(容積3.2ml)
吐出圧力：0.5MPa
ローラ内部潤滑個所への給脂量および該ローラからの漏れ発生の有無を検証した。

評価は、給脂後のグリース付着状態を目視で確認し、潤滑個所(摺動面)への付着が十分行われているものを○、不十分なものを×とし、また封入時にラビリンスシール隙間部からの漏れの有無を確認し、漏れ発生のないものを○、漏れ発生のあるものを×とした。

評価結果は、フッ素系グリースとフッ素系有機溶剤の配合割合と共に、次の表に示される。なお、調製された給脂用グリース組成物の状態を観察すると、比較例１は液状であり、実施例１〜３および比較例２はグリース状であった。

１ 給脂孔
２ 空間部
３ シールド板
４ 潤滑個所
５ ラビリンスシール

本発明は、給脂用グリース組成物の給脂方法に関する。さらに詳しくは、給脂孔を有するグリースニップルを備えた軸受装置に有効に適用される給脂用グリース組成物の給脂方法に関する。

従来から、グリース潤滑される軸受装置には、給脂孔を有するグリースニップルが設けられており、グリースの潤滑性能の回復と軸受装置の使用期間の延長を目的として、定期的な給脂が行われている。給脂されるグリースは、潤滑油とは異なり流動性に乏しいため、軸受装置の潤滑個所(例えば、転動体と軌道輪、保持器等との摺動面)に給脂するには、給脂装置を用いてグリースを加圧し、連続的に軸受装置内に押し込む方法が採用されている。

本発明の目的は、給脂孔を有するグリースニップルを備えた軸受装置に有効に適用され、潤滑個所への供給が十分になされ、軸受装置からの漏れのない軸受装置給脂用グリース組成物の給脂方法を提供することにある。

かかる本発明の目的は、フッ素系グリース35〜85重量％およびフッ素系有機溶剤65〜15重量％よりなるグリース組成物を、グリースニップルを備えた軸受装置内部にグリースニップルの給脂孔より噴射し、軸受内空間容積の10〜45容積％を占める量の前記グリースを給脂することによって達成される。

かかる効果を奏する本発明の給脂用グリース組成物を用いた給脂方法は、給脂孔(ニップル)を備えた軸受装置にグリースを給脂して使用する分野、例えばトロリーコンベヤ等搬送機器のロール、コンベヤチェーンの軸受、直動案内の軸受等に有効に適用されて用いられる。

例えば、トロリーコンベヤ用ローラについて、グリースの給脂方法を説明する。トロリーコンベヤ用ローラの断面図を示す図１において、グリースニップルの給脂孔１より給脂されたグリース希釈液は、黒色部として示される空間部２を通過し、シールド板３に衝突してローラ内に拡散し、転動体と軌道輪、保持器等との潤滑個所(摺動面)４に供給される。なお、符号５は、ラビリンスシールである。なお、従来方法では、空間部２にグリースが滞留することで、給脂不良やグリース硬化に伴う回転不良の原因となっており、また空間部２に滞留したグリースは、潤滑に使用されず、無駄になっていた。

Claims (6)

1. フッ素系グリース35〜85重量％およびフッ素系有機溶剤65〜15重量％よりなる軸受装置給脂用グリース組成物を、給脂孔を備えた軸受装置の内部に噴射し、グリースとして給脂することを特徴とする給脂方法。
2. 軸受内空間容積の10〜45容積％を占める量のフッ素系グリースが給脂される請求項１記載の給脂方法。
3. 給脂用グリース組成物の噴射が、0.4〜0.7MPaの圧力をかけることにより行われる請求項１記載の給脂方法。
4. フッ素系グリースが、パーフルオロポリエーテル油55〜85重量％およびポリテトラフルオロエチレン樹脂粉末45〜15重量％からなる請求項１記載の給脂方法。
5. 軸受装置がコンベヤチェーンの軸受である請求項１記載の給脂方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の給脂方法において用いられる、フッ素系グリース35〜85重量％およびフッ素系有機溶剤65〜15重量％よりなる軸受装置給脂用グリース組成物。

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