JP2010065171A - Grease composition and rolling device - Google Patents
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Abstract
【課題】耐熱性,耐摩耗性,及び潤滑性に優れたグリース組成物、並びに、耐焼付き性及び耐摩耗性に優れ長寿命な転動装置を提供する。
【解決手段】深溝玉軸受は、外周面に軌道面1aを有する内輪1と、軌道面1aに対向する軌道面2aを内周面に有する外輪2と、両軌道面1a,2a間に転動自在に配された複数の転動体3と、内輪1及び外輪2の間に複数の転動体3を保持する保持器4と、内輪1及び外輪2の間の隙間の開口を覆うシールのような密封装置5,5と、を備えている。また、内輪1及び外輪2の間に形成され転動体3が配された空隙部内に、深溝玉軸受の潤滑を行うグリース組成物Gが封入されている。そして、このグリース組成物Gは、パーフルオロポリエーテル油と、フッ素樹脂と、一次粒径が3nm以上100nm以下である無機系微粒子と、を含有している。
【選択図】図1To provide a grease composition excellent in heat resistance, wear resistance and lubricity, and a rolling device excellent in seizure resistance and wear resistance and having a long life.
A deep groove ball bearing includes an inner ring 1 having a raceway surface 1a on an outer peripheral surface, an outer ring 2 having a raceway surface 2a facing the raceway surface 1a on an inner peripheral surface, and rolling between both raceway surfaces 1a and 2a. A plurality of rolling elements 3 that are freely arranged, a cage 4 that holds the plurality of rolling elements 3 between the inner ring 1 and the outer ring 2, and a seal that covers an opening of a gap between the inner ring 1 and the outer ring 2 Sealing devices 5 and 5. Further, a grease composition G for lubricating the deep groove ball bearing is enclosed in a gap formed between the inner ring 1 and the outer ring 2 and provided with the rolling elements 3. The grease composition G contains perfluoropolyether oil, a fluororesin, and inorganic fine particles having a primary particle size of 3 nm to 100 nm.
[Selection] Figure 1
Description
本発明はグリース組成物に関する。また、本発明は、転がり軸受,ボールねじ,リニアガイド装置,直動ベアリング等のような転動装置に関する。 The present invention relates to a grease composition. The present invention also relates to a rolling device such as a rolling bearing, a ball screw, a linear guide device, and a linear motion bearing.
近年、自動車(乗用車)は小型軽量化や居住空間の拡大が望まれていることから、エンジンルーム空間の縮小が余儀なくされており、そのためエンジンルーム内に配される各種部品(電装部品やエンジン補機など)の小型軽量化がより一層進められている。このことに加えて、静粛性の向上が望まれエンジンルームの密閉化が進んでいるため、エンジンルーム内の高温化が促進されている。そのため、前記各種部品には高温に耐える性質も必要とされてきている。 In recent years, automobiles (passenger cars) have been required to be reduced in size and weight and expanded in living space, and therefore the engine room space has been reduced. Etc.) are being further reduced in size and weight. In addition to this, since the improvement of silence is desired and the engine room is being sealed, the temperature increase in the engine room is promoted. Therefore, the various parts have been required to have a property to withstand high temperatures.
前記各種部品に使用されている転がり軸受には、合成油を基油としウレア化合物を増ちょう剤とするウレア−合成油系グリースが主に使用されている。このウレア−合成油系グリースは、軸受温度が170〜180℃となるような条件下では軸受の潤滑寿命が長く十分使用可能である。しかしながら、軸受温度が200℃以上になるような条件下では、基油の蒸発やそれに伴うグリースの硬化、及び、増ちょう剤の破壊によるグリースの軟化が起きるため、早期に焼付きを生じるおそれがある。 The rolling bearings used in the various parts mainly use urea-synthetic oil greases containing synthetic oil as a base oil and a urea compound as a thickener. This urea-synthetic oil-based grease can be used satisfactorily with a long lubricating life of the bearing under conditions where the bearing temperature is 170 to 180 ° C. However, under conditions where the bearing temperature is 200 ° C. or higher, the base oil evaporates, the resulting grease hardens, and the grease softens due to the destruction of the thickener, which may cause seizure early. is there.
このため、耐熱性を向上させるために、例えばパーフルオロポリエーテル油(PFPE)を基油としポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を増ちょう剤とするフッ素系グリースを、転がり軸受に封入することが知られている(特許文献1を参照)。このフッ素系グリースを用いれば、180℃以上の環境下でも転がり軸受は十分に使用可能である。
しかしながら、パーフルオロポリエーテル油は、エステル油,エーテル油等の合成油や鉱油と比べて、例えば軸受鋼SUJ2やステンレス鋼SUS440C等の軸受材料との親和性に劣るため、摩擦摩耗特性に劣る傾向があった。また、フッ素系グリースには一般的なグリースに配合される添加剤を添加することが難しいために、従来の添加剤によって摩擦摩耗特性を改善することには限界があった。
層状鉱物粉末を増粘剤として用いることにより、トルク寿命を向上させる技術が開示されているが(特許文献2を参照)、近年のメンテナンスフリー化の要求を考えると、さらなる長寿命化が必要であった。
However, perfluoropolyether oil has a tendency to be inferior in friction and wear characteristics because it is inferior in affinity to bearing materials such as bearing steel SUJ2 and stainless steel SUS440C, as compared with synthetic oil and mineral oil such as ester oil and ether oil. was there. In addition, since it is difficult to add an additive blended in a general grease to a fluorine-based grease, there is a limit to improving the friction and wear characteristics with conventional additives.
A technique for improving the torque life by using a layered mineral powder as a thickener has been disclosed (see Patent Document 2), but considering the recent demand for maintenance-free, a longer life is required. there were.
また、電子制御スロットル用軸受,アイドル回転制御バルブ(ISCV)用軸受,排気ガス再循環装置(EGR)用軸受等のような自動車の電子制御モータ用軸受についても、前記各種部品の場合と同様に、軸受の小型化による高速化や、エンジンルームの密閉化による高温化が問題となっているため、180℃以上の高温環境下における耐久性が求められている。さらに、エネルギーロスの低減や−30℃以下の低温環境下における作動性のために、低トルクであることが求められ、しかもトルクが迅速に安定する性能も求められている(以降においては、このようなトルク性能をトルク安定性能と記す)。 In addition, for electronic control motor bearings for automobiles such as electronic control throttle bearings, idle rotation control valve (ISCV) bearings, exhaust gas recirculation device (EGR) bearings, etc., as in the case of the above-mentioned various parts. Since high speed due to downsizing of the bearing and high temperature due to sealing of the engine room are problems, durability in a high temperature environment of 180 ° C. or higher is required. Furthermore, low torque is required for energy loss reduction and operability in a low temperature environment of −30 ° C. or lower, and the ability to quickly stabilize torque is also required (hereinafter, this Such torque performance is referred to as torque stability performance).
このような事情から、上記のような自動車の電子制御モータ用軸受の潤滑には、180℃以上の高温環境下においても優れた耐焼付き性が得られ、且つ、低温から高温まで広い温度範囲にわたって低トルクであることから、フッ素油を基油としフッ素樹脂を増ちょう剤とするフッ素グリースが用いられてきた。
しかしながら、従来のフッ素グリースを用いた場合は、前述のような耐焼付き性や低トルク性は優れているものの、トルク安定性能については十分とは言えず、更なる性能向上が求められている。
Under such circumstances, the above-mentioned lubrication of automobile electronic control motor bearings provides excellent seizure resistance even in a high temperature environment of 180 ° C. or higher, and over a wide temperature range from low temperature to high temperature. Because of its low torque, a fluorine grease using a fluorine oil as a base oil and a fluorine resin as a thickener has been used.
However, when conventional fluorine grease is used, although the seizure resistance and the low torque property as described above are excellent, it cannot be said that the torque stability performance is sufficient, and further performance improvement is required.
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、耐熱性,耐摩耗性,及び潤滑性に優れたグリース組成物を提供することを課題とする。また、耐焼付き性及び耐摩耗性に優れ長寿命な転動装置を提供することを併せて課題とする。さらに、180℃以上の高温環境下においても優れた耐焼付き性を有し、且つ、低温から高温までの広い温度範囲にわたって低トルクであるとともにトルク安定性能に優れるグリース組成物及び自動車の電子制御モータ用軸受を提供することを併せて課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to provide a grease composition having excellent heat resistance, wear resistance, and lubricity. Another object is to provide a rolling device that has excellent seizure resistance and wear resistance and has a long life. Furthermore, a grease composition and an electronically controlled motor for automobiles that have excellent seizure resistance even in a high temperature environment of 180 ° C. or higher, low torque over a wide temperature range from low temperature to high temperature, and excellent torque stability performance Another object is to provide a bearing for a vehicle.
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項1のグリース組成物は、基油と増ちょう剤とを含有するグリース組成物において、前記基油をパーフルオロポリエーテル油、前記増ちょう剤をフッ素樹脂とするとともに、一次粒径が3nm以上100nm以下である無機系微粒子を添加したことを特徴とする。 本発明のグリース組成物は、高温下でも優れた熱安定性を有するパーフルオロポリエーテル油を基油としているため、180℃以上の高温環境下においても基油が熱劣化しにくく、優れた耐熱性を示す。また、このグリース組成物は、基油粘度を低く抑えることができるので、低温流動性にも優れる。さらに、無機系微粒子を含有しているので、耐摩耗性や潤滑性に優れている。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, the grease composition of
グリース組成物を転動装置に使用した場合は、無機系微粒子が転がり接触面間(軌道面と転動体の転動面との間)に形成される油膜に入り込んで、凝集しつつ転がり接触面に吸着して厚さ約500nm以下の被膜を形成するため、転がり接触面の直接接触が抑制される。よって、摩耗,焼付き等の損傷が転がり接触面に生じることが抑制される。
一次粒径が3nm以上100nm以下の無機系微粒子は、凝集性を有しているため、グリース組成物中において二次凝集体を生成する場合がある。大きな二次凝集体が生成すると、転がり接触面間に形成される油膜に入り込みにくくなるので、無機系微粒子に疎水化処理を施して、凝集しにくくすることが好ましい。疎水化処理が施された無機系微粒子は凝集しにくく、グリース組成物中に安定的に分散するので、転がり接触面間に形成される油膜に十分に入り込んで、転がり接触面の直接接触を抑制し、摩耗,焼付き等の損傷の発生を十分に抑制する。
When the grease composition is used in a rolling device, the inorganic fine particles enter the oil film formed between the rolling contact surfaces (between the raceway surface and the rolling surface of the rolling element), and the rolling contact surface is agglomerated. Since a film having a thickness of about 500 nm or less is formed by adsorbing to the surface, direct contact of the rolling contact surface is suppressed. Therefore, the occurrence of damage such as wear and seizure on the rolling contact surface is suppressed.
Since the inorganic fine particles having a primary particle size of 3 nm or more and 100 nm or less have agglomeration properties, secondary aggregates may be generated in the grease composition. When a large secondary aggregate is generated, it is difficult to enter the oil film formed between the rolling contact surfaces. Therefore, it is preferable that the inorganic fine particles are subjected to a hydrophobic treatment so as to be difficult to aggregate. Hydrophobized inorganic fine particles are difficult to agglomerate and stably disperse in the grease composition, so that they sufficiently penetrate into the oil film formed between the rolling contact surfaces and suppress direct contact of the rolling contact surfaces. In addition, the occurrence of damage such as wear and seizure is sufficiently suppressed.
転がり接触面間に形成される油膜に無機系微粒子が十分に入り込むためには、無機系微粒子の一次粒径は3nm以上100nm以下である必要がある。一次粒径が100nm超過であると、厚さが1μm程度である油膜に入り込みにくくなるおそれがある。一方、3nm未満であると、無機系微粒子の凝集性が強くなるため、大きな二次凝集体が生成して、無機系微粒子が研磨材として作用し摩耗を促進させたり、油膜に入り込みにくくなったりするおそれがある。このような問題がより生じにくくするためには、無機系微粒子の一次粒径は、3nm以上50nm以下であることが好ましく、3nm以上30nm以下であることがより好ましく、3nm以上20nm未満であることがさらに好ましい。なお、転がり接触面間に形成される油膜に無機系微粒子が十分に入り込むためには、無機系微粒子のアスペクト比(長径と短径の比)は4以下であることが好ましい。 In order for the inorganic fine particles to sufficiently enter the oil film formed between the rolling contact surfaces, the primary particle size of the inorganic fine particles needs to be 3 nm or more and 100 nm or less. If the primary particle size exceeds 100 nm, it may be difficult to enter an oil film having a thickness of about 1 μm. On the other hand, if it is less than 3 nm, the aggregation properties of the inorganic fine particles become strong, so that large secondary aggregates are generated, and the inorganic fine particles act as an abrasive to promote wear, and it is difficult to enter the oil film. There is a risk. In order to make such problems less likely to occur, the primary particle size of the inorganic fine particles is preferably 3 nm or more and 50 nm or less, more preferably 3 nm or more and 30 nm or less, and more preferably 3 nm or more and less than 20 nm. Is more preferable. In order for inorganic fine particles to sufficiently enter the oil film formed between the rolling contact surfaces, the aspect ratio (ratio of major axis to minor axis) of the inorganic fine particles is preferably 4 or less.
また、本発明に係る請求項2のグリース組成物は、請求項1に記載のグリース組成物において、前記無機系微粒子の含有量を0.001質量%以上5質量%以下としたことを特徴とする。
無機系微粒子の含有量が0.001質量%未満であると、十分な耐焼付き性及び耐摩耗性が得られないおそれがある。一方、5質量%超過であると、グリース組成物中で二次凝集体が生成しやすくなるため、転動装置の転がり接触面間に入り込みにくくなる。このような問題がより生じにくくするためには、無機系微粒子の含有量は、グリース組成物全体の0.01質量%以上1質量%以下とすることがより好ましく、0.1質量%以上1質量%以下とすることがさらに好ましい。
The grease composition of
If the content of the inorganic fine particles is less than 0.001% by mass, sufficient seizure resistance and wear resistance may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 5% by mass, secondary aggregates are likely to be formed in the grease composition, so that it is difficult to enter between the rolling contact surfaces of the rolling device. In order to make such a problem less likely to occur, the content of the inorganic fine particles is more preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, and preferably 0.1% by mass or more and 1% by mass or less of the entire grease composition. More preferably, it is less than mass%.
さらに、本発明に係る請求項3のグリース組成物は、請求項1又は請求項2に記載のグリース組成物において、前記無機系微粒子の分散径が3nm以上200nm以下であることを特徴とする。
無機系微粒子は凝集性を有しているため、グリース組成物中において二次凝集体を生成する場合がある。大きな二次凝集体が生成すると、転がり接触面間に形成される油膜に入り込みにくくなるので、グリース組成物中における無機系微粒子の分散径(二次凝集体の直径)は200nm以下であることが好ましい。より好ましくは100nm以下、さらに好ましくは50nm以下である。なお、無機系微粒子の一次粒径の下限値が3nmであるので、分散径の下限値も3nmとなる。
Furthermore, the grease composition of
Since the inorganic fine particles have aggregability, secondary aggregates may be generated in the grease composition. When a large secondary aggregate is generated, it is difficult to enter the oil film formed between the rolling contact surfaces. Therefore, the dispersion diameter of the inorganic fine particles (the diameter of the secondary aggregate) in the grease composition may be 200 nm or less. preferable. More preferably, it is 100 nm or less, More preferably, it is 50 nm or less. Since the lower limit value of the primary particle size of the inorganic fine particles is 3 nm, the lower limit value of the dispersion diameter is also 3 nm.
さらに、本発明に係る請求項4のグリース組成物は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のグリース組成物において、前記無機系微粒子は、有機ケイ素化合物による表面処理が施された二酸化ケイ素であることを特徴とする。
シランカップリング剤,シリコン油類等の有機ケイ素化合物と二酸化ケイ素とは親和性が高いので、有機ケイ素化合物により表面処理を行えば二酸化ケイ素の表面を密に疎水化することができる。その結果、無機系微粒子である二酸化ケイ素の前記添加効果を大きく高めることができる。
Furthermore, the grease composition according to claim 4 of the present invention is the grease composition according to any one of
Since silicon dioxide has a high affinity for organosilicon compounds such as silane coupling agents and silicon oils, the surface of silicon dioxide can be made hydrophobic with high density by surface treatment with an organosilicon compound. As a result, the effect of adding silicon dioxide, which is an inorganic fine particle, can be greatly enhanced.
さらに、本発明に係る請求項5のグリース組成物は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のグリース組成物において、前記パーフルオロポリエーテル油が直鎖状であることを特徴とする。
直鎖状のパーフルオロポリエーテル油は、高い粘度指数を有する(すなわち、温度による粘度の変化が小さい)。そのため、このようなグリース組成物を転動装置に使用した場合には、広い温度範囲にわたって転動装置を低トルクとすることができる。
Furthermore, the grease composition according to
Linear perfluoropolyether oil has a high viscosity index (ie, a small change in viscosity with temperature). Therefore, when such a grease composition is used for a rolling device, the rolling device can have a low torque over a wide temperature range.
さらに、本発明に係る請求項6の転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、前記軌道面と前記転動体との間の潤滑を行う潤滑剤と、を備える転動装置において、前記潤滑剤を請求項1〜5のいずれか一項に記載のグリース組成物としたことを特徴とする。
Furthermore, a rolling device according to a sixth aspect of the present invention includes an inner member having a raceway surface on an outer surface and a raceway surface facing the raceway surface of the inner member, and is disposed outward of the inner member. In a rolling device, comprising: an outer member that is formed, a plurality of rolling elements that are arranged to roll between the raceway surfaces, and a lubricant that lubricates between the raceway surfaces and the rolling elements. The lubricant composition is the grease composition according to any one of
このような転動装置は、高温下で使用されても耐焼付き性及び耐摩耗性に優れ長寿命である。
さらに、本発明に係る請求項7の転動装置は、請求項6に記載の転動装置において、自動車の電装部品又は自動車のエンジン補機に組み込まれる転がり軸受であることを特徴とする。
Such a rolling device is excellent in seizure resistance and wear resistance and has a long life even when used at high temperatures.
Furthermore, the rolling device according to a seventh aspect of the present invention is the rolling device according to the sixth aspect, wherein the rolling device is a rolling bearing incorporated in an electrical component of an automobile or an engine accessory of the automobile.
このような転がり軸受は、高温下で使用されても耐焼付き性及び耐摩耗性に優れ長寿命である。よって、例えば電動冷却ファンモータ,電子制御スロットル,アイドル回転制御バルブ(ISCV),排気ガス再循環装置(EGR)等の自動車の電装部品やエンジン補機に組み込まれる転がり軸受として好適である。
なお、本発明は種々の転動装置に適用することができる。例えば、転がり軸受,ボールねじ,リニアガイド装置,直動ベアリング等である。
Such a rolling bearing is excellent in seizure resistance and wear resistance and has a long life even when used at high temperatures. Therefore, it is suitable as a rolling bearing incorporated in an electrical component of an automobile such as an electric cooling fan motor, an electronic control throttle, an idle rotation control valve (ISCV), an exhaust gas recirculation device (EGR), or an engine accessory.
The present invention can be applied to various rolling devices. For example, a rolling bearing, a ball screw, a linear guide device, a linear motion bearing, and the like.
また、本発明における内方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には内輪、同じくボールねじの場合にはねじ軸、同じくリニアガイド装置の場合には案内レール、同じく直動ベアリングの場合には軸をそれぞれ意味する。また、外方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には外輪、同じくボールねじの場合にはナット、同じくリニアガイド装置の場合にはスライダ、同じく直動ベアリングの場合には外筒をそれぞれ意味する。
さらに、本発明に係る請求項8のグリース組成物は、フッ素油とフッ素樹脂と一次粒径が50nm以下の超微粒子とを含有することを特徴とする。
Further, the inner member in the present invention means an inner ring when the rolling device is a rolling bearing, a screw shaft when the ball screw is also used, a guide rail when the linear guide device is used, and a linear motion bearing. Means each axis. The outer member is the outer ring when the rolling device is a rolling bearing, the nut when it is a ball screw, the slider when it is a linear guide device, and the outer cylinder when it is also a linear bearing. Each means.
Furthermore, the grease composition according to claim 8 of the present invention is characterized by containing fluorine oil, a fluororesin, and ultrafine particles having a primary particle size of 50 nm or less.
このようなグリース組成物は、自動車に用いられる電子制御モータに組み込まれる転がり軸受の潤滑に好適である。
さらに、本発明に係る請求項9の自動車の電子制御モータ用軸受は、外面に軌道面を有する内輪と、前記内輪の軌道面に対向する軌道面を有する外輪と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、前記両軌道面と前記転動体との間の潤滑を行う潤滑剤と、を備え、自動車に用いられる電子制御モータに組み込まれる転がり軸受において、前記潤滑剤を、フッ素油とフッ素樹脂と一次粒径が50nm以下の超微粒子とを含有するグリース組成物としたことを特徴とする。
Such a grease composition is suitable for lubricating a rolling bearing incorporated in an electronic control motor used in an automobile.
Furthermore, an electronic control motor bearing for an automobile according to a ninth aspect of the present invention includes an inner ring having a raceway surface on an outer surface, an outer ring having a raceway surface facing the raceway surface of the inner ring, and a roller between the raceway surfaces. In a rolling bearing incorporated in an electronic control motor used in an automobile, comprising: a plurality of rolling elements arranged freely; and a lubricant that lubricates between both the raceway surfaces and the rolling elements. The agent is a grease composition containing fluorine oil, a fluororesin, and ultrafine particles having a primary particle size of 50 nm or less.
潤滑剤であるグリース組成物は、一次粒径が50nm以下の超微粒子を含有しているため、流動性が良好であり、且つ、前記両軌道面や前記転動体の転動面に摩擦摩耗特性に優れる強固なグリース膜を形成する。よって、本発明の自動車の電子制御モータ用軸受は、180℃以上の高温環境下においても優れた耐焼付き性を有し、且つ、低温から高温までの広い温度範囲にわたって低トルクであるとともにトルク安定性能に優れている。 Since the grease composition as a lubricant contains ultrafine particles having a primary particle size of 50 nm or less, the fluidity is good, and the frictional wear characteristics on both the raceway surfaces and the rolling surfaces of the rolling elements. Forms a strong grease film. Therefore, the electronic control motor bearing for an automobile of the present invention has excellent seizure resistance even in a high temperature environment of 180 ° C. or more, and has low torque and a stable torque over a wide temperature range from low temperature to high temperature. Excellent performance.
超微粒子の一次粒径が50nm超過であると、超微粒子が研摩材として作用して、前記両軌道面や前記転動体の転動面の摩耗を促進させるおそれがある。ただし、超微粒子の一次粒径が3nm未満であると、超微粒子の凝集性が強くなるので、グリース組成物中に安定して存在することが難しくなる。このような不都合がより生じにくくするためには、超微粒子の一次粒径は3nm以上30nm以下であることが好ましい。また、トルク安定性能及び低トルク化のためには、超微粒子の一次粒径は3nm以上20nm未満であることが好ましい。 If the primary particle size of the ultrafine particles exceeds 50 nm, the ultrafine particles may act as an abrasive and promote the wear of both the raceway surfaces and the rolling surfaces of the rolling elements. However, when the primary particle size of the ultrafine particles is less than 3 nm, the cohesiveness of the ultrafine particles becomes strong, so that it is difficult to stably exist in the grease composition. In order to make such inconvenience less likely to occur, the primary particle size of the ultrafine particles is preferably 3 nm or more and 30 nm or less. In order to achieve stable torque performance and low torque, the primary particle size of the ultrafine particles is preferably 3 nm or more and less than 20 nm.
本発明のグリース組成物は、耐熱性,耐摩耗性,及び潤滑性に優れている。また、本発明の転動装置は、耐焼付き性及び耐摩耗性に優れ長寿命である。
さらに、本発明のグリース組成物及び自動車の電子制御モータ用軸受は、180℃以上の高温環境下においても優れた耐焼付き性を有し、且つ、低温から高温までの広い温度範囲にわたって低トルクであるとともにトルク安定性能に優れる。
The grease composition of the present invention is excellent in heat resistance, wear resistance, and lubricity. Further, the rolling device of the present invention has excellent seizure resistance and wear resistance and a long life.
Furthermore, the grease composition of the present invention and the automotive electronic control motor bearing have excellent seizure resistance even in a high temperature environment of 180 ° C. or higher, and low torque over a wide temperature range from low temperature to high temperature. It has excellent torque stability.
〔第一実施形態〕
本発明に係る転動装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明に係る転動装置の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す縦断面図である。この深溝玉軸受は、外周面に軌道面1aを有する内輪1と、軌道面1aに対向する軌道面2aを内周面に有する外輪2と、両軌道面1a,2a間に転動自在に配された複数の転動体(玉)3と、内輪1及び外輪2の間に複数の転動体3を保持する保持器4と、内輪1及び外輪2の間の隙間の開口を覆うシールのような密封装置5,5と、を備えている。なお、保持器4や密封装置5は備えていなくてもよい。
[First embodiment]
An embodiment of a rolling device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a deep groove ball bearing which is an embodiment of a rolling device according to the present invention. This deep groove ball bearing has an
内輪1及び外輪2の間に形成され転動体3が内設された空隙部内には、軌道面1a,2aと転動体3との間の潤滑を行うグリース組成物Gが配されている。このグリース組成物Gの基油はパーフルオロポリエーテル油(PFPE)、増ちょう剤はフッ素樹脂であり、一次粒径3nm以上100nm以下の無機系微粒子が添加されている。この無機系微粒子の含有量は、グリース組成物G全体の0.001質量%以上5質量%以下である。さらに、グリース組成物G中における無機系微粒子の分散径は、3nm以上200nm以下である。
A grease composition G that lubricates between the raceway surfaces 1a and 2a and the rolling
以下に、グリース組成物Gを構成する各成分について詳細に説明する。
〔フッ素樹脂について〕
増ちょう剤であるフッ素樹脂の種類は特に限定されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)や、テトラフルオロエチレンと全体又は一部分がフッ素化された他のエチレン系不飽和炭化水素モノマーとの共重合体(以降はテトラフルオロエチレン共重合体と記す)が好ましい。
Below, each component which comprises the grease composition G is demonstrated in detail.
[About fluororesin]
The type of the fluororesin that is a thickener is not particularly limited, but polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene and other ethylenically unsaturated hydrocarbon monomers partially or fluorinated (Hereinafter referred to as tetrafluoroethylene copolymer).
このテトラフルオロエチレン共重合体としては、例えば、以下の(A)〜(D)に示すようなものがあげられる。
(A)パーフルオロアルキル−トリフルオロエチレンエーテル類、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロイソブテン、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロアルキルエチレン類(例えばパーフルオロプロペン)のうちの1種以上のコモノマーを、PTFEに0.01〜3モル%、好ましくは0.05〜0.5モル%共重合させた変性ポリテトラフルオロエチレン。
Examples of the tetrafluoroethylene copolymer include those shown in the following (A) to (D).
(A) One or more comonomers of perfluoroalkyl-trifluoroethylene ethers, vinylidene fluoride, hexafluoroisobutene, chlorotrifluoroethylene, perfluoroalkylethylenes (for example, perfluoropropene) are added to PTFE as 0 Modified polytetrafluoroethylene copolymerized by 0.01 to 3 mol%, preferably 0.05 to 0.5 mol%.
(B)少なくとも1種のパーフルオロアルキルビニルエーテル(パーフルオロアルキル基は1〜6個の炭素を有している)を、0.5〜8モル%共重合させたテトラフルオロエチレン(TFE)熱可塑性共重合体。例としては、パーフルオロプロピルビニルエーテルとTFEとの共重合体、パーフルオロメチルビニルエーテルとTFEとの共重合体、パーフルオロエチルビニルエーテルとTFEとの共重合体等があげられる。 (B) Tetrafluoroethylene (TFE) thermoplastic obtained by copolymerizing 0.5 to 8 mol% of at least one perfluoroalkyl vinyl ether (perfluoroalkyl group has 1 to 6 carbons) Copolymer. Examples include a copolymer of perfluoropropyl vinyl ether and TFE, a copolymer of perfluoromethyl vinyl ether and TFE, a copolymer of perfluoroethyl vinyl ether and TFE, and the like.
(C)3〜8個の炭素を有するパーフルオロオレフィンを2〜20モル%共重合させたTFE熱可塑性共重合体。例としては、ヘキサフルオロプロペンとTFEとの共重合体等があげられる。なお、この共重合体には、5モル%未満であれば、トリフルオロエチレンエーテル構造を有する他のコモノマーを共重合体させてもよい。
(D)パーフルオロメチルビニルエーテル(0.5〜13モル%)と、下記の式(I)〜式(III )のフッ素化合物モノマーのうちの1種以上(0.05〜5モル%)と、を共重合させたTFE熱可塑性共重合体。
(C) A TFE thermoplastic copolymer obtained by copolymerizing 2 to 20 mol% of a perfluoroolefin having 3 to 8 carbons. Examples include a copolymer of hexafluoropropene and TFE. The copolymer may be copolymerized with another comonomer having a trifluoroethylene ether structure as long as it is less than 5 mol%.
(D) perfluoromethyl vinyl ether (0.5 to 13 mol%) and one or more (0.05 to 5 mol%) of fluorine compound monomers of the following formulas (I) to (III): A TFE thermoplastic copolymer.
ただし、式(III )中のR4 は、1〜5個の炭素を有するパーフルオロアルキル基で、CF3 が好ましい。また、X1 及びX2 は相互に独立して、1〜3個の炭素を有するパーフルオロアルキル基又はFで、CF3 が好ましい。
また、式(I)及び式(II)中のRF は、下記の(i)〜(iii )のうちの少なくとも1つである。
(i)2〜12個の炭素を有するパーフルオロアルキル基
(ii)下記式(IV)のような化学構造を有するもの。ただし、式(IV)中のrは1〜4の整数であり、r’は0〜3の整数である。
However, R 4 in the formula (III) is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbons, and CF 3 is preferable. X 1 and X 2 are each independently a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbons or F, and CF 3 is preferred.
Further, R F in the formulas (I) and (II) is at least one of the following (i) to (iii).
(I) Perfluoroalkyl group having 2 to 12 carbons (ii) A chemical structure represented by the following formula (IV). However, r in Formula (IV) is an integer of 1-4, and r 'is an integer of 0-3.
ただし、式(V)中の構造単位(OCFX)と(OCF2 CFY)は、連鎖に沿って統計的に分布している。また、Tは1〜3個の炭素を有するパーフルオロアルキル基で、任意に1個のH又はClを有する。さらに、X及びYはF又はCF3 であり、Zは−CFX−又は−CF2 CFY−である。さらに、q及びq’は0〜10の整数で相互に同じか又は異なる数値であり、その場合のフッ素化合物モノマーの数平均分子量は200〜2000である。 However, the structural units (OCFX) and (OCF 2 CFY) in the formula (V) are statistically distributed along the chain. T is a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbons, and optionally has one H or Cl. Furthermore, X and Y are F or CF 3 , and Z is —CFX— or —CF 2 CFY—. Further, q and q ′ are integers of 0 to 10, which are the same or different from each other, and the number average molecular weight of the fluorine compound monomer in that case is 200 to 2000.
なお、(A)〜(D)には、分子式中の数値,共重合比,及び平均分子量について好適な数値範囲が前述のように規定されているが、これらの数値が前記範囲の下限値未満であると、グリース組成物をグリース状とするのに十分な増ちょう性がテトラフルオロエチレン共重合体に付与されない。また、前記範囲の上限値超過であると、グリース組成物が硬化して十分な潤滑性を発揮することが困難となる。 In addition, in (A) to (D), suitable numerical ranges for the numerical value in the molecular formula, the copolymerization ratio, and the average molecular weight are defined as described above, but these numerical values are less than the lower limit of the above range. In such a case, the tetrafluoroethylene copolymer is not imparted with sufficient thickening property to make the grease composition grease-like. If the upper limit of the above range is exceeded, the grease composition will harden and it will be difficult to exhibit sufficient lubricity.
〔基油について〕
グリース組成物Gの基油に使用されるパーフルオロポリエーテル油の種類は特に限定されるものではなく、以下に示すようなフルオロオキシアルキレン構造単位から選択される少なくとも1種から構成されるものが好ましい。なお、式中のX3 はCF3 (CF2 )n −であり、このnは0〜4の整数である。
[About base oil]
The kind of perfluoropolyether oil used in the base oil of the grease composition G is not particularly limited, and it is composed of at least one selected from the following fluorooxyalkylene structural units. preferable. X 3 in the formula is CF 3 (CF 2 ) n —, where n is an integer of 0-4.
パーフルオロポリエーテル油が上記フルオロオキシアルキレン構造単位の2種以上から構成されている場合は、各構造単位は連鎖に沿って統計的に分布している。そして、その末端基は、CF3 −,C2 F5 −,C3 F7 −,CF2 Cl(CF3 )CF−,CF3 CFClCF2 −,CF2 ClCF2 −,CF2 Cl−,CHF2 −,CF3 CHF−等のような、1個のH及び/又はClを任意に有するフルオロアルキル基である。
このようなパーフルオロポリエーテル油には、例えば下記の化学式(VI)で表されるような直鎖状のものと、例えば下記の化学式(VII )で表されるような分岐鎖状のものとがある。
When the perfluoropolyether oil is composed of two or more of the above fluorooxyalkylene structural units, each structural unit is statistically distributed along the chain. Then, the terminal group, CF 3 -, C 2 F 5 -, C 3 F 7 -,
Such perfluoropolyether oils include, for example, linear ones represented by the following chemical formula (VI) and branched ones represented by the following chemical formula (VII), for example. There is.
電動冷却ファンモータ,電子制御スロットル,アイドル回転制御バルブ(ISCV),排気ガス再循環装置(EGR)等の自動車の電装部品やエンジン補機に組み込まれる転がり軸受には、180℃以上の高温環境下における優れた耐久性が求められる。また、エネルギーロスの低減と−30℃以下の低温環境下における十分な作動性とのために、低トルクであることが求められる。 Rolling bearings built into automotive electrical components such as electric cooling fan motors, electronically controlled throttles, idle rotation control valves (ISCV), and exhaust gas recirculation devices (EGR), and engine auxiliary machines, are in a high temperature environment of 180 ° C or higher. Excellent durability is required. Further, low torque is required for reduction of energy loss and sufficient operability in a low temperature environment of −30 ° C. or lower.
このような用途の転がり軸受には、化学式(VI)で表されるような直鎖状のパーフルオロポリエーテル油を基油とするグリース組成物を潤滑剤として用いることが好ましい。直鎖状のパーフルオロポリエーテル油は、高い粘度指数を有していて、温度による粘度の変化が小さいので、転がり軸受を広い温度範囲にわたって低トルクとすることができる。
なお、グリース組成物の低温流動性不足による低温起動時の異音発生や、高温で油膜が形成され難いために起こる焼付きを抑制するためには、PFPEの40℃における動粘度は、20〜400mm2 /sであることが好ましく、30〜200mm2 /sであることがより好ましい。
For the rolling bearing for such use, it is preferable to use a grease composition based on a linear perfluoropolyether oil as represented by the chemical formula (VI) as a lubricant. Since the linear perfluoropolyether oil has a high viscosity index and the change in viscosity with temperature is small, the rolling bearing can have a low torque over a wide temperature range.
In order to suppress the occurrence of abnormal noise at low temperature startup due to insufficient low temperature fluidity of the grease composition and seizure that occurs because an oil film is hardly formed at high temperature, the kinetic viscosity of PFPE at 40 ° C. is 20 to 20 ° C. is preferably 400 mm 2 / s, more preferably 30 to 200 mm 2 / s.
〔無機系微粒子について〕
グリース組成物Gに添加する無機系微粒子の種類は特に限定されるものではないが、例えば、SiO2 ,TiO2 ,Al2 O3 ,ZnO,SnO2 ,CuO等の金属酸化物、SiC,TiC,WC等の金属炭化物、Si3 N4 ,TiN,AlN等の金属窒化物、カーボンブラック,ダイヤモンド等の炭素化合物があげられる。
[Inorganic fine particles]
The type of inorganic fine particles added to the grease composition G is not particularly limited. For example, metal oxides such as SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , ZnO, SnO 2 , and CuO, SiC, and TiC , WC and other metal carbides, Si 3 N 4 , TiN, AlN and other metal nitrides, carbon black, diamond and other carbon compounds.
これらの無機系微粒子の中でも、転がり軸受等の転動装置が軸受鋼で構成されている場合には、SiO2 が好ましい。SiO2 は、ケイ素を含有し且つ表面が酸化膜で覆われている軸受鋼との親和性が高いので、軸受鋼で構成されている部材の表面にSiO2 の吸着膜が形成されやすい。その結果、該吸着膜により、摩耗及び焼付きの発生がより一層抑制される。 Among these inorganic fine particles, SiO 2 is preferable when the rolling device such as a rolling bearing is made of bearing steel. Since SiO 2 has high affinity with bearing steel containing silicon and having a surface covered with an oxide film, an SiO 2 adsorption film is likely to be formed on the surface of the member made of bearing steel. As a result, the adsorption film further suppresses the occurrence of wear and seizure.
無機系微粒子の製造方法は特に限定されるものではなく、公知の方法で製造可能である。例えば化学気相析出法(CVD法),物理気相析出法(PVD) 等の気相法や、共沈法,金属アルコキシド法,ゾル−ゲル法等の液相法があげられる。
また、無機系微粒子の凝集を防いでグリース組成物への分散性を向上させるために、無機系微粒子に疎水化処理を施して、表面に疎水性を付与してもよい。無機系微粒子の表面を疎水化することにより、水の取り込みを抑制し、基油を選択的且つ効率的に取り込むことができる。疎水化処理の種類は特に限定されるものではないが、疎水化剤を用いた処理が好ましい。
The method for producing the inorganic fine particles is not particularly limited, and can be produced by a known method. For example, vapor phase methods such as chemical vapor deposition (CVD) and physical vapor deposition (PVD), and liquid phase methods such as coprecipitation, metal alkoxide, and sol-gel are available.
Further, in order to prevent aggregation of the inorganic fine particles and improve the dispersibility in the grease composition, the inorganic fine particles may be subjected to a hydrophobic treatment to impart hydrophobicity to the surface. By hydrophobizing the surface of the inorganic fine particles, water uptake can be suppressed and base oil can be taken up selectively and efficiently. The type of the hydrophobizing treatment is not particularly limited, but a treatment using a hydrophobizing agent is preferable.
疎水化剤の種類は特に限定されるものではないが、無機系微粒子の表面に化学吸着又は物理吸着することにより、無機系微粒子に疎水性を付与するものが好ましい。特に、シランカップリング剤,チタネート系カップリング剤,アルミニウム系カップリング剤,シラン化合物(クロロシラン,アルコキシシラン,シラザン等),シリコン油類(変性シリコーン油,ジメチルポリシロキサン,メチル水素ポリシロキサン等),高級脂肪酸,高級脂肪酸塩類(ロウ,高級脂肪酸グリセリル,高級脂肪酸多価金属塩等),高級脂肪族炭化水素基を有するスルホン酸の多価金属塩,高級アルコール,高級アルコール誘導体,及び有機フッ素化合物(一部分又は全体をフッ素化した高級脂肪酸,高級アルコール等)等が好ましい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
さらに、シランカップリング剤,シリコン油類等の有機ケイ素化合物による疎水化処理が施された二酸化ケイ素がより好ましい。有機ケイ素化合物と二酸化ケイ素とは親和性が高いので、有機ケイ素化合物により疎水化処理を行えば二酸化ケイ素の表面を密に疎水化することができる。よって、二酸化ケイ素の添加効果を大きく高めることができる。
The type of the hydrophobizing agent is not particularly limited, but those that impart hydrophobicity to the inorganic fine particles by chemical adsorption or physical adsorption on the surface of the inorganic fine particles are preferable. In particular, silane coupling agents, titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silane compounds (chlorosilane, alkoxysilane, silazane, etc.), silicone oils (modified silicone oil, dimethylpolysiloxane, methylhydrogen polysiloxane, etc.), Higher fatty acids, higher fatty acid salts (wax, higher fatty acid glyceryl, higher fatty acid polyvalent metal salts, etc.), polyvalent metal salts of sulfonic acids having higher aliphatic hydrocarbon groups, higher alcohols, higher alcohol derivatives, and organic fluorine compounds ( Higher fatty acids, higher alcohols and the like partially or wholly fluorinated) are preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
Furthermore, silicon dioxide that has been subjected to a hydrophobic treatment with an organosilicon compound such as a silane coupling agent or silicon oil is more preferred. Since the organosilicon compound and silicon dioxide have a high affinity, the surface of the silicon dioxide can be hydrophobized densely by performing a hydrophobization treatment with the organosilicon compound. Therefore, the addition effect of silicon dioxide can be greatly enhanced.
〔添加剤について〕
グリース組成物Gには、グリースに一般的に使用される添加剤を、無機系微粒子とともに添加しても差し支えない。例えば、酸化防止剤,防錆剤,耐摩耗剤,極圧剤,分散剤,金属保護剤,界面活性剤等があげられる。防錆剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール等の気化性防錆剤や、セバシン酸ナトリウム等のジカルボン酸塩や、酸化マグネシウム、亜硝酸ナトリウムなどがあげられる。これらの添加剤は単独で用いてもよいし、2種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。ただし、添加剤の合計の含有量は、グリース組成物全体の15質量%以下とすることが好ましい。
[Additives]
An additive generally used for grease may be added to the grease composition G together with inorganic fine particles. For example, antioxidants, rust inhibitors, antiwear agents, extreme pressure agents, dispersants, metal protective agents, surfactants and the like can be mentioned. Examples of the rust preventive include vaporizable rust preventives such as benzotriazole, dicarboxylates such as sodium sebacate, magnesium oxide, sodium nitrite, and the like. These additives may be used independently and may be used in combination of 2 or more types as appropriate. However, the total content of additives is preferably 15% by mass or less based on the entire grease composition.
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては転動装置の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、本発明は、他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受,自動調心玉軸受,円筒ころ軸受,円すいころ軸受,針状ころ軸受,自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受,スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。さらに、本発明は、転がり軸受に限らず、他の種類の様々な転動装置に対して適用することができる。例えば、ボールねじ,リニアガイド装置,直動ベアリング等である。 In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment. For example, in the present embodiment, a deep groove ball bearing has been described as an example of the rolling device, but the present invention can be applied to various types of other rolling bearings. For example, radial rolling bearings such as angular contact ball bearings, self-aligning ball bearings, cylindrical roller bearings, tapered roller bearings, needle roller bearings, and self-aligning roller bearings, and thrust types such as thrust ball bearings and thrust roller bearings This is a rolling bearing. Furthermore, the present invention can be applied not only to rolling bearings but also to various types of various rolling devices. For example, a ball screw, a linear guide device, a linear motion bearing, or the like.
〔実施例〕
以下に、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。表1,2に示すような組成の9種のグリース組成物を用意して、その耐焼付き性及び耐摩耗性を評価した。
〔Example〕
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Nine types of grease compositions having the compositions shown in Tables 1 and 2 were prepared, and their seizure resistance and wear resistance were evaluated.
まず、グリース組成物について説明する。いずれのグリース組成物も、側鎖を有するパーフルオロポリエーテル油(40℃における動粘度は88mm2 /s)を基油とし、ポリテトラフルオロエチレンを増ちょう剤とするベースグリースに、無機系微粒子が添加されたものである。
無機系微粒子としては、シリカ(SiO2 ),酸化チタン(TiO2 ),酸化亜鉛(ZnO),酸化銅(CuO),カーボンブラック(CB),ダイヤモンド(CD)を使用し、その含有量はいずれの場合もグリース組成物全体の0.05質量%である。
First, the grease composition will be described. In any grease composition, a base grease using a perfluoropolyether oil having a side chain (kinematic viscosity at 40 ° C. of 88 mm 2 / s) and polytetrafluoroethylene as a thickener is used as an inorganic fine particle. Is added.
As the inorganic fine particles, silica (SiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), copper oxide (CuO), carbon black (CB), and diamond (CD) are used. In this case, it is 0.05% by mass of the entire grease composition.
表1,2に記載の無機系微粒子は、以下の通りである。
・シリカA:疎水化シリカ微粒子(一次粒径12nm、アスペクト比1.2)
・シリカB:親水性フュームドシリカ(一次粒径12nm、アスペクト比1.3)
・シリカC:疎水性フュームドシリカ(一次粒径16nm、アスペクト比1.4)
・酸化チタン:気相法で製造したもの(一次粒径35nm、アスペクト比1.1)
・酸化亜鉛:気相法で製造したもの(一次粒径35nm、アスペクト比3.3)
・酸化銅 :気相法で製造したもの(一次粒径48nm、アスペクト比1.3)
・CB :中空シェル粒子を有するもの(一次粒径40nm、アスペクト比1.7) ・CD :気相法で製造したもの(一次粒径5nm、アスペクト比1.1)
The inorganic fine particles described in Tables 1 and 2 are as follows.
Silica A: Hydrophobized silica fine particles (primary particle size 12 nm, aspect ratio 1.2)
Silica B: hydrophilic fumed silica (primary particle size 12 nm, aspect ratio 1.3)
Silica C: hydrophobic fumed silica (primary particle size 16 nm, aspect ratio 1.4)
Titanium oxide: manufactured by vapor phase method (primary particle size 35 nm, aspect ratio 1.1)
-Zinc oxide: manufactured by vapor phase method (primary particle size 35nm, aspect ratio 3.3)
Copper oxide: manufactured by a vapor phase method (primary particle size 48 nm, aspect ratio 1.3)
CB: having hollow shell particles (
このようなグリース組成物の製造は、ベースグリースに無機系微粒子を添加した後に3本ロールにかけることにより行った。ただし、シリカAの場合は、以下のようにしてグリース組成物を製造した。シリカ微粒子をイソプロピルアルコールに分散させたものをベースグリースに添加し、撹拌しながら80℃に加熱してイソプロピルアルコールを蒸発させた。そして、フーリエ変換赤外分光分析装置によりイソプロピルアルコールが残存していないことを確認した後、3本ロールにかけた。 Such a grease composition was produced by adding inorganic fine particles to the base grease and then applying it to three rolls. However, in the case of silica A, a grease composition was produced as follows. A dispersion of silica fine particles in isopropyl alcohol was added to the base grease and heated to 80 ° C. with stirring to evaporate the isopropyl alcohol. And after confirming that the isopropyl alcohol did not remain | survive with a Fourier-transform infrared spectroscopy analyzer, it applied to 3 rolls.
〔耐焼付き性の評価方法について〕
呼び番号6306VVの転がり軸受にグリース組成物5gを封入した試験軸受を用意した。この試験軸受を、ASTM D1741に規定された軸受寿命試験機に類似した試験機に装着し、温度220℃、ラジアル荷重686N、アキシアル荷重490N、回転速度8000min-1の条件で回転させた。そして、試験軸受を回転させる駆動モーターが過負荷にて停止するか、軸受温度が230℃を超えるまでの時間を測定した。1種の試験軸受につき10個ずつ回転試験を行って、L10寿命を焼付き寿命とした。その結果を表1,2に示す。なお、表1,2に記載の焼付き寿命は、無機系微粒子を添加していない比較例の焼付き寿命を1とした場合の相対値で示してある。
[Evaluation method for seizure resistance]
A test bearing in which 5 g of a grease composition was sealed in a rolling bearing having a nominal number of 6306 VV was prepared. This test bearing was mounted on a test machine similar to the bearing life tester specified in ASTM D1741, and rotated under conditions of a temperature of 220 ° C., a radial load of 686 N, an axial load of 490 N, and a rotational speed of 8000 min −1 . And the time until the drive motor which rotates a test bearing stops by an overload, or bearing temperature exceeds 230 degreeC was measured. Ten pieces per one test bearing performs rotation test, and the L 10 life and seizure life. The results are shown in Tables 1 and 2. Note that the seizure life shown in Tables 1 and 2 is shown as a relative value when the seizure life of the comparative example to which inorganic fine particles are not added is 1.
〔耐摩耗性の評価方法について〕
耐摩耗性は、ASTM D 2596に規定された高速四球試験機に類似の試験機を用いて評価した。すなわち、3個の試験球(玉軸受用のSUJ2製鋼球、直径1/2インチ)を相互に接するように正三角形状に配置して固定し、その中心に形成された凹部に1個の試験球を載置した。そして、グリース組成物を全ての試験球に塗布した後、荷重(面圧1.5GPa)を負荷した状態で、載置した試験球を一定の速度(滑り速度1.5m/s)で10分間回転させた。回転終了後、正三角形状に配置した3個の試験球に生じた摩耗痕の面積をそれぞれ測定した。このような試験を5回行って、合計15個の試験球の摩耗面積の平均値を算出した。その結果を表1,2に示す。なお、表1,2に記載の摩耗面積は、無機系微粒子を添加していない比較例の摩耗面積を1とした場合の相対値で示してある。
表1,2から分かるように、実施例1〜8のグリース組成物は、無機系微粒子を含有しているので、無機系微粒子を含有していない比較例のグリース組成物と比べて、耐焼付き性及び耐摩耗性が優れていた。
[Evaluation method for wear resistance]
Abrasion resistance was evaluated using a tester similar to the high-speed four-ball tester specified in ASTM D 2596. That is, three test balls (SUJ2 steel balls for ball bearings, 1/2 inch in diameter) are arranged and fixed in an equilateral triangle shape so as to contact each other, and one test is performed in a recess formed in the center thereof. A ball was placed. And after apply | coating a grease composition to all the test balls, with the load (surface pressure of 1.5 GPa) loaded, the mounted test balls are kept at a constant speed (sliding speed of 1.5 m / s) for 10 minutes. Rotated. After the rotation, the areas of wear marks generated on three test balls arranged in an equilateral triangle were measured. Such a test was performed 5 times, and the average value of the wear area of a total of 15 test balls was calculated. The results are shown in Tables 1 and 2. The wear areas listed in Tables 1 and 2 are shown as relative values when the wear area of the comparative example to which inorganic fine particles are not added is 1.
As can be seen from Tables 1 and 2, since the grease compositions of Examples 1 to 8 contain inorganic fine particles, they are more resistant to seizure than the grease compositions of Comparative Examples not containing inorganic fine particles. Excellent in wear resistance and wear resistance.
次に、実施例1のグリース組成物において、シリカ微粒子の含有量を種々変更したものを用意して、前述と同様に耐焼付き性及び耐摩耗性を評価した。その結果を図2のグラフに示す。なお、シリカ微粒子の含有量は、0.0005質量%、0.001質量%、0.01質量%、0.05質量%、0.08質量%、0.1質量%、1,5質量%、10質量%である。また、図2のグラフに記載の焼付き寿命及び摩耗面積は、無機系微粒子を添加していない比較例の焼付き寿命及び摩耗面積を1とした場合の相対値で示してある。
このグラフ分かるように、シリカ微粒子の含有量が0.001質量%以上5質量%以下であると、耐焼付き性及び耐摩耗性の両方が優れていた。そして、0.01質量%以上0.1質量%以下であると耐焼付き性及び耐摩耗性の両方がより優れていた。
Next, the grease composition of Example 1 was prepared by variously changing the content of the silica fine particles, and the seizure resistance and the wear resistance were evaluated in the same manner as described above. The result is shown in the graph of FIG. The content of silica fine particles is 0.0005% by mass, 0.001% by mass, 0.01% by mass, 0.05% by mass, 0.08% by mass, 0.1% by mass, and 1,5% by mass. 10% by mass. Further, the seizure life and the wear area described in the graph of FIG. 2 are shown as relative values when the seizure life and the wear area of the comparative example to which inorganic fine particles are not added are set to 1.
As can be seen from the graph, when the content of the silica fine particles is 0.001% by mass or more and 5% by mass or less, both seizure resistance and wear resistance are excellent. And when it was 0.01 mass% or more and 0.1 mass% or less, both seizure resistance and abrasion resistance were more excellent.
次に、直鎖状のパーフルオロポリエーテル油を基油とする7種のグリース組成物を用意して、その耐焼付き性及びトルク性能を評価した。まず、グリース組成物について説明する。いずれのグリース組成物も、直鎖状のパーフルオロポリエーテル油(40℃における動粘度は85mm2 /s)を基油とし、ポリテトラフルオロエチレンを増ちょう剤とする第二ベースグリースに、無機系微粒子が添加されたものである。
無機系微粒子は、シリカにジメチルシリコーンによる疎水化処理を施してなる疎水性フュームドシリカ(一次粒径12nm、アスペクト比1.3)であり、その含有量はそれぞれグリース組成物全体の0質量%、0.01質量%、0.1質量%、0.5質量%、1質量%、5質量%、10質量%である。
Next, seven types of grease compositions based on linear perfluoropolyether oil were prepared, and their seizure resistance and torque performance were evaluated. First, the grease composition will be described. In any grease composition, a linear perfluoropolyether oil (kinematic viscosity at 40 ° C. is 85 mm 2 / s) is used as a base oil, and polytetrafluoroethylene is used as a thickener. System fine particles are added.
The inorganic fine particles are hydrophobic fumed silica (primary particle size: 12 nm, aspect ratio: 1.3) obtained by subjecting silica to a hydrophobization treatment with dimethyl silicone, and the content thereof is 0% by mass of the entire grease composition. 0.01% by mass, 0.1% by mass, 0.5% by mass, 1% by mass, 5% by mass, and 10% by mass.
〔耐焼付き性の評価方法について〕
耐焼付き性の評価は、前述と同様にして行った。その結果を図3のグラフに示す。なお、図3のグラフに記載の焼付き寿命は、無機系微粒子を添加していない第二ベースグリースの焼付き寿命を1とした場合の相対値で示してある。
〔トルク性能の評価方法について〕
呼び番号608VVの転がり軸受にグリース組成物を封入した試験軸受を用意した。この試験軸受を、温度−30℃、アキシアル荷重29.4N、回転速度1800min-1の条件で回転させた。そして、上記の条件で30分間回転させた後の動トルクを測定した。結果を図4のグラフに示す。なお、図4のグラフに記載の動トルクは、側鎖を有するパーフルオロポリエーテル油を基油とするとともに無機系微粒子を含有していない前述の比較例のグリース組成物の動トルクを1とした場合の相対値で示してある。
[Evaluation method for seizure resistance]
Evaluation of seizure resistance was performed in the same manner as described above. The result is shown in the graph of FIG. Note that the seizure life shown in the graph of FIG. 3 is a relative value when the seizure life of the second base grease to which inorganic fine particles are not added is 1.
[Torque performance evaluation method]
A test bearing in which a grease composition was sealed in a rolling bearing having a nominal number of 608 VV was prepared. The test bearing was rotated under conditions of a temperature of −30 ° C., an axial load of 29.4 N, and a rotational speed of 1800 min −1 . And the dynamic torque after rotating for 30 minutes on said conditions was measured. The results are shown in the graph of FIG. The dynamic torque described in the graph of FIG. 4 is based on the dynamic torque of the grease composition of the comparative example described above, which is based on perfluoropolyether oil having side chains and does not contain inorganic fine particles. The relative value is shown.
また、同様の試験軸受を、室温、アキシアル荷重29.4N、回転速度1800min-1の条件で回転させ、回転初期からトルクが安定するまでの時間を測定した。結果を図4のグラフに併せて示す。なお、図4のグラフに記載のトルク安定化時間は、側鎖を有するパーフルオロポリエーテル油を基油とするとともに無機系微粒子を含有していない前述の比較例のグリース組成物のトルク安定化時間を1とした場合の相対値で示してある。 A similar test bearing was rotated under the conditions of room temperature, an axial load of 29.4 N, and a rotational speed of 1800 min −1 , and the time from the initial rotation to the stabilization of the torque was measured. The results are also shown in the graph of FIG. The torque stabilization time shown in the graph of FIG. 4 is based on the torque stabilization of the grease composition of the above-described comparative example that is based on perfluoropolyether oil having side chains and does not contain inorganic fine particles. The relative value when the time is 1 is shown.
図3のグラフから分かるように、直鎖状のパーフルオロポリエーテル油を基油とするととも無機系微粒子を含有しているグリース組成物は、無機系微粒子を含有していない第二ベースグリースと比べて、耐焼付き性が優れていた。また、図4のグラフから分かるように、直鎖状のパーフルオロポリエーテル油を基油とするとともに無機系微粒子を含有しているグリース組成物は、側鎖を有するパーフルオロポリエーテル油を基油とするとともに無機系微粒子を含有していない前述の比較例のグリース組成物と比べて、動トルクが低く且つトルク安定化時間が短かった。 As can be seen from the graph of FIG. 3, the grease composition containing the linear perfluoropolyether oil as the base oil and containing the inorganic fine particles includes the second base grease containing no inorganic fine particles and In comparison, the seizure resistance was excellent. Further, as can be seen from the graph of FIG. 4, the grease composition containing a linear perfluoropolyether oil as a base oil and containing inorganic fine particles is based on a perfluoropolyether oil having a side chain. The dynamic torque was low and the torque stabilization time was short as compared with the grease composition of the above-mentioned comparative example which was oil and did not contain inorganic fine particles.
〔第二実施形態〕
本発明に係る自動車の電子制御モータ用軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図5は、本発明に係る自動車の電子制御モータ用軸受の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す縦断面図である。この深溝玉軸受は、外周面に軌道面1aを有する内輪1と、軌道面1aに対向する軌道面2aを内周面に有する外輪2と、両軌道面1a,2a間に転動自在に配された複数の転動体(玉)3と、内輪1及び外輪2の間に複数の転動体3を保持する保持器4と、内輪1及び外輪2の間の隙間の開口を覆う密封装置5,5(例えば接触形ゴムシールやシールド)と、を備えている。なお、保持器4や密封装置5は備えていなくてもよい。
[Second Embodiment]
Embodiments of a bearing for an electronic control motor of an automobile according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the structure of a deep groove ball bearing which is an embodiment of a bearing for an electronic control motor of an automobile according to the present invention. This deep groove ball bearing has an
内輪1及び外輪2の間に形成され転動体3が内設された空隙部(軸受空間)内には、軌道面1a,2aと転動体3との間の潤滑を行うグリース組成物Gが配されている。このグリース組成物Gの基油はフッ素油、増ちょう剤はフッ素樹脂であり、一次粒径50nm以下の超微粒子が添加されている。
このような深溝玉軸受は、グリース組成物Gが一次粒径50nm以下の超微粒子を含有しているので、超微粒子を含有していない従来のフッ素グリースを用いた場合と比べて、トルク安定性能に優れている。また、180℃以上の高温環境下における耐焼付き性や、低温から高温までの広い温度範囲にわたる低トルク性についても、従来のフッ素グリースを用いた場合と同等以上の優れた性能を有している。
よって、本実施形態の深溝玉軸受は、自動車に用いられる電子制御モータに組み込まれる転がり軸受(例えば、電子制御スロットル用軸受,ISCV用軸受,EGR用軸受)として好適である。
In a gap (bearing space) formed between the
In such a deep groove ball bearing, since the grease composition G contains ultrafine particles having a primary particle size of 50 nm or less, the torque stability performance compared to the case of using conventional fluorine grease that does not contain ultrafine particles. Is excellent. In addition, the seizure resistance under a high temperature environment of 180 ° C. or higher and the low torque performance over a wide temperature range from low temperature to high temperature have the same or better performance than when using conventional fluorine grease. .
Therefore, the deep groove ball bearing of this embodiment is suitable as a rolling bearing (for example, an electronic control throttle bearing, an ISCV bearing, or an EGR bearing) incorporated in an electronic control motor used in an automobile.
以下に、グリース組成物Gを構成する各成分について詳細に説明する。
〔超微粒子について〕
グリース組成物Gに含有される超微粒子の種類は特に限定されるものではないが、無機化合物の超微粒子が好ましく、例えば、SiO2 ,TiO2 ,Al2 O3 ,ZnO,SnO2 ,CuO等の金属酸化物、SiC,TiC,WC等の金属炭化物、Si3 N4 ,TiN,AlN等の金属窒化物、ダイヤモンド等の炭素化合物があげられる。これらの中ではSiO2 (シリカ)が特に好ましく、表面処理等を施していない親水性シリカが好ましい。
Below, each component which comprises the grease composition G is demonstrated in detail.
[About ultrafine particles]
The type of ultrafine particles is not particularly limited to be contained in the grease composition G, ultrafine particles of an inorganic compound is preferable, for example, SiO 2, TiO 2, Al 2
転がり軸受のトルク特性に影響するグリース特性の一つとしてチャネリング性(転動体の通る溝が軌道面にできること)があげられるが、このチャネリング性が高いほど(転動体の通る溝ができやすいほど)トルクが早期に安定する(すなわちトルク安定性能が優れている)ことが分かった。また、グリース構造を強固にしてグリース組成物の流動特性を最適化することにより、チャネリング性を高めることができることが分かった。さらに、軌道面や転動体の転動面に摩擦摩耗特性に優れる強固なグリース膜を形成することにより、定常トルクの低減及び耐摩耗性,耐焼付き性の改善がなされることが分かった。 One of the grease characteristics that affects the torque characteristics of rolling bearings is channeling (the groove through which the rolling element passes can be formed on the raceway surface). The higher this channeling ability (the easier the groove through which the rolling element passes). It was found that the torque was stabilized early (that is, the torque stability performance was excellent). It was also found that channeling properties can be improved by strengthening the grease structure and optimizing the flow characteristics of the grease composition. Furthermore, it has been found that by forming a strong grease film with excellent friction and wear characteristics on the raceway surface and the rolling surface of the rolling element, the steady torque is reduced and the wear resistance and seizure resistance are improved.
上記のような超微粒子(好ましくはシリカ、さらに好ましくは親水性シリカ)は、グリース構造を強固にする作用が強く、上記のようなグリース組成物の流動特性の最適化やグリース膜の形成がなされやすい。よって、超微粒子を含有するグリース組成物を用いた軸受は、優れたトルク安定性能を有している。また、シリカ、さらに好ましくは親水性シリカは、SUJ2等の軸受鋼やSUS440C等のステンレス鋼の表面との親和性が良好であるため、転がり接触面に良好な被膜を形成できることから、180℃以上の高温環境下においても優れた耐焼付き性を有し、且つ、低温から高温までの広い温度範囲にわたって低トルクである。 The ultrafine particles (preferably silica, more preferably hydrophilic silica) as described above have a strong effect of strengthening the grease structure, and the flow characteristics of the grease composition as described above are optimized and a grease film is formed. Cheap. Therefore, the bearing using the grease composition containing ultrafine particles has excellent torque stability performance. Further, since silica, more preferably hydrophilic silica, has good affinity with the surface of bearing steel such as SUJ2 and stainless steel such as SUS440C, a good film can be formed on the rolling contact surface. It has excellent seizure resistance even under a high temperature environment, and has a low torque over a wide temperature range from low temperature to high temperature.
超微粒子の製造方法は特に限定されるものではなく、公知の方法で製造可能である。例えば化学気相析出法(CVD法),物理気相析出法(PVD) 等の気相法や、共沈法,金属アルコキシド法,ゾル−ゲル法等の液相法があげられる。
グリース組成物G中の超微粒子の含有量は特に限定されるものではないが、グリース組成物G全体の0.01質量%以上5質量%以下が好ましい。超微粒子の含有量が0.01質量%未満であると、十分なトルク低減効果が得られないおそれがある。一方、5質量%超過であると、超微粒子がグリース組成物中で凝集しやすくなるため、耐摩耗性や耐焼付き性に悪影響が出るおそれがある。このような問題がより生じにくくするためには、超微粒子の含有量は、グリース組成物G全体の0.05質量%以上1質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以上1質量%以下であることがさらに好ましい。
The production method of the ultrafine particles is not particularly limited, and can be produced by a known method. For example, vapor phase methods such as chemical vapor deposition (CVD) and physical vapor deposition (PVD), and liquid phase methods such as coprecipitation, metal alkoxide, and sol-gel are available.
The content of the ultrafine particles in the grease composition G is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less of the entire grease composition G. If the ultrafine particle content is less than 0.01% by mass, a sufficient torque reduction effect may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 5% by mass, the ultrafine particles tend to aggregate in the grease composition, which may adversely affect the wear resistance and seizure resistance. In order to make such a problem less likely to occur, the content of the ultrafine particles is more preferably 0.05% by mass or more and 1% by mass or less of the entire grease composition G, and 0.1% by mass or more and 1% or less. More preferably, it is at most mass%.
〔フッ素樹脂について〕
増ちょう剤であるフッ素樹脂の種類は特に限定されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)や、テトラフルオロエチレンと全体又は一部分がフッ素化された他のエチレン系不飽和炭化水素モノマーとの共重合体が好ましい。
〔基油について〕
グリース組成物Gの基油として使用されるフッ素油の種類は特に限定されるものではないが、パーフルオロポリエーテル油(PFPE)が好ましい。PFPEには、例えば前述の化学式(VI)で表されるような直鎖状のものと、例えば前述の化学式(VII )で表されるような分岐鎖状のものとがある。
直鎖状のPFPEは、高い粘度指数を有していて、極低温における流動性に優れているため、自動車の電子制御モータ用軸受に用いるグリース組成物の基油として好適である。
[About fluororesin]
The type of the fluororesin that is a thickener is not particularly limited, but polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene and other ethylenically unsaturated hydrocarbon monomers partially or fluorinated These copolymers are preferred.
[About base oil]
Although the kind of fluorine oil used as the base oil of the grease composition G is not particularly limited, perfluoropolyether oil (PFPE) is preferable. PFPE includes, for example, a straight chain as represented by the aforementioned chemical formula (VI) and a branched chain as represented by the aforementioned chemical formula (VII).
Since linear PFPE has a high viscosity index and excellent fluidity at extremely low temperatures, it is suitable as a base oil for grease compositions used for bearings for electronic control motors of automobiles.
なお、グリース組成物の低温流動性不足による低温起動時の異音発生や、高温で油膜が形成され難いために起こる焼付きを抑制するためには、フッ素油の40℃における動粘度は、20mm2 /s以上400mm2 /s以下であることが好ましく、30mm2 /s以上200mm2 /s以下であることがより好ましい。また、広い温度範囲にわたって安定した流動性を確保するため、フッ素油の粘度指数は100以上400以下であることが好ましく、200以上400以下であることがより好ましい。 In order to suppress the generation of noise at low temperature startup due to insufficient low temperature fluidity of the grease composition and seizure that occurs due to the difficulty of forming an oil film at high temperatures, the kinematic viscosity of fluorine oil at 40 ° C. is 20 mm. It is preferably 2 / s or more and 400 mm 2 / s or less, and more preferably 30 mm 2 / s or more and 200 mm 2 / s or less. Moreover, in order to ensure the stable fluidity | liquidity over a wide temperature range, it is preferable that the viscosity index of a fluorine oil is 100-400, and it is more preferable that it is 200-400.
〔添加剤について〕
グリース組成物Gには、グリース組成物に一般的に使用される添加剤を、超微粒子とともに添加しても差し支えない。例えば、酸化防止剤,防錆剤,金属不活性化剤,油性剤,摩耗防止剤,極圧剤等があげられる。
防錆剤については、高温から低温まで効果を発揮するもの、あるいは、一旦高温に晒された後も効果を失わないものを選定することが好ましい。例えば、ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系化合物や、セバシン酸ナトリウム等のカルボン酸塩系化合物や、亜硝酸ナトリウム等の無機塩系化合物が好ましい。これらの添加剤は単独で用いてもよいし、2種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。
[Additives]
To the grease composition G, an additive generally used in the grease composition may be added together with the ultrafine particles. For example, antioxidants, rust inhibitors, metal deactivators, oiliness agents, antiwear agents, extreme pressure agents and the like can be mentioned.
As the rust preventive, it is preferable to select a rust inhibitor that exhibits an effect from a high temperature to a low temperature, or that does not lose its effect even after being exposed to a high temperature. For example, benzotriazole compounds such as benzotriazole, carboxylate compounds such as sodium sebacate, and inorganic salt compounds such as sodium nitrite are preferable. These additives may be used independently and may be used in combination of 2 or more types as appropriate.
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては転がり軸受の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、本発明は、他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受,自動調心玉軸受,円筒ころ軸受,円すいころ軸受,針状ころ軸受,自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受,スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。 In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment. For example, in the present embodiment, a deep groove ball bearing has been described as an example of a rolling bearing, but the present invention can be applied to various types of rolling bearings. For example, radial rolling bearings such as angular contact ball bearings, self-aligning ball bearings, cylindrical roller bearings, tapered roller bearings, needle roller bearings, and self-aligning roller bearings, and thrust types such as thrust ball bearings and thrust roller bearings This is a rolling bearing.
〔実施例〕
以下に、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。以下に示すような組成の3種のグリース組成物を用意して、そのトルク及び耐焼付き性を評価した。
まず、グリース組成物について説明する。実施例11,12のグリース組成物は、直鎖状のPFPE(40℃における動粘度は85mm2 /sで、粘度指数は286である)を基油とし、PTFEを増ちょう剤とするベースグリース(これを比較例11とする)に、グリース組成物全体の0.5質量%の超微粒子を添加したものである。
〔Example〕
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Three types of grease compositions having the following compositions were prepared, and their torque and seizure resistance were evaluated.
First, the grease composition will be described. The grease compositions of Examples 11 and 12 are base greases using linear PFPE (kinematic viscosity at 40 ° C. of 85 mm 2 / s and viscosity index of 286) as a base oil and PTFE as a thickener. (This is referred to as Comparative Example 11) to which 0.5% by mass of ultrafine particles of the entire grease composition is added.
実施例11のグリース組成物に添加した超微粒子は、一次粒径12nmの親水性シリカ(フュームドシリカ)であり、実施例12のグリース組成物に添加した超微粒子は、一次粒径16nmの疎水化シリカ(フュームドシリカに疎水化処理を施したもの)である。なお、実施例11,12及び比較例11のグリース組成物の混和ちょう度は、いずれも280であった。 The ultrafine particles added to the grease composition of Example 11 are hydrophilic silica (fumed silica) having a primary particle size of 12 nm, and the ultrafine particles added to the grease composition of Example 12 are hydrophobic having a primary particle size of 16 nm. Silica (having fumed silica hydrophobized). In addition, the blending degrees of the grease compositions of Examples 11 and 12 and Comparative Example 11 were all 280.
〔常温におけるトルク試験について〕
内径8mm,外径22mm,幅7mmのシールド板付き深溝玉軸受にグリース組成物を封入し、内輪回転速度1800min-1,雰囲気温度30℃,ラジアル荷重0N,アキシアル荷重29.4Nの条件で回転させた。そして、トルク値の経時変化を測定するとともに、回転初期のトルク値と定常時のトルク値との中間値になるまでの時間(以降はトルク半減期と記す)を測定して、このトルク半減期によりトルク安定性能を評価した。なお、グリース組成物の封入量は、軸受空間容積の30体積%である。
まず、トルク値の経時変化を図6のグラフに示す。このグラフにおけるトルク値は、比較例11のグリース組成物の回転初期のトルク値を1とした場合の相対値で示してある。図6のグラフから、実施例11,12のグリース組成物は比較例11のグリース組成物に比べて早期にトルクが低下していることが分かる。
[Torque test at room temperature]
A grease composition is sealed in a deep groove ball bearing with a shield plate having an inner diameter of 8 mm, an outer diameter of 22 mm, and a width of 7 mm, and is rotated under conditions of an inner ring rotational speed of 1800 min −1 , an ambient temperature of 30 ° C., a radial load of 0 N, and an axial load of 29.4 N. It was. The torque half-time is measured, and the time until the intermediate value between the initial torque value and the steady-state torque value (hereinafter referred to as torque half-life) is measured. Thus, the torque stability performance was evaluated. Note that the amount of the grease composition enclosed is 30% by volume of the bearing space volume.
First, the change over time in the torque value is shown in the graph of FIG. The torque values in this graph are shown as relative values when the initial torque value of the grease composition of Comparative Example 11 is 1. From the graph of FIG. 6, it can be seen that the torques of the grease compositions of Examples 11 and 12 are reduced earlier than the grease composition of Comparative Example 11.
次に、トルク値の低下度合いを示すトルク半減期の測定結果を、図7のグラフに示す。このグラフにおけるトルク半減期は、比較例11のグリース組成物のトルク半減期を1とした場合の相対値で示してある。図7のグラフから分かるように、超微粒子を含有する実施例11,12のグリース組成物は、超微粒子を含有していない比較例11のグリース組成物と比べて、トルク半減期が短かった。そして、疎水化シリカよりも親水性シリカの方が、トルク半減期が短かった。 Next, the measurement result of the torque half-life indicating the degree of decrease in the torque value is shown in the graph of FIG. The torque half-life in this graph is shown as a relative value when the torque half-life of the grease composition of Comparative Example 11 is 1. As can be seen from the graph of FIG. 7, the grease compositions of Examples 11 and 12 containing ultrafine particles had a shorter torque half-life than the grease composition of Comparative Example 11 containing no ultrafine particles. And hydrophilic silica had shorter torque half-life than hydrophobized silica.
〔低温におけるトルク試験について〕
前述の実施例11のグリース組成物において、超微粒子の含有量を0.005質量%から8質量%まで種々変更したものを用意した。これらのグリース組成物の混和ちょう度は220〜280であった。そして、前述の常温におけるトルク試験と同様の深溝玉軸受にグリース組成物を同量封入して、雰囲気温度が−40℃であることを除いて同条件で深溝玉軸受を回転させ、回転初期のトルク値(低温トルク)を測定した。
測定結果を図8のグラフに示す。このグラフにおける低温トルクは、比較例11のグリース組成物の低温トルクを1とした場合の相対値で示してある。図8のグラフから分かるように、超微粒子の含有量が0.01〜5質量%であると、低温におけるトルクが低かった。
[Torque test at low temperature]
The grease composition of Example 11 was prepared by changing the ultrafine particle content from 0.005% by mass to 8% by mass. These grease compositions had a penetration of 220-280. Then, the same amount of grease composition is enclosed in the same deep groove ball bearing as in the torque test at room temperature described above, and the deep groove ball bearing is rotated under the same conditions except that the ambient temperature is −40 ° C. Torque value (low temperature torque) was measured.
The measurement results are shown in the graph of FIG. The low temperature torque in this graph is shown as a relative value when the low temperature torque of the grease composition of Comparative Example 11 is 1. As can be seen from the graph of FIG. 8, the torque at low temperature was low when the content of the ultrafine particles was 0.01 to 5 mass%.
〔高温における焼付き試験について〕
内径17mm,外径40mm,幅12mmの接触形ゴムシール付き深溝玉軸受に、前述の低温におけるトルク試験で用いたグリース組成物を封入し、内輪回転速度6000min-1,軸受外輪温度200℃,ラジアル荷重19.6N,アキシアル荷重196Nの条件で回転させて、焼付きが生じるまでの時間を測定した。1種の軸受につき10個の試験を行ってL10寿命を算出し、この値をその軸受の焼付き寿命とした。なお、グリース組成物の封入量は、軸受空間容積の30体積%である。
結果を図8のグラフに示す。このグラフにおける焼付き寿命は、比較例11のグリース組成物の焼付き寿命を1とした場合の相対値で示してある。図8のグラフから分かるように、超微粒子の含有量が0.01〜5質量%であると、焼付き寿命が優れていた。
[About seizure test at high temperature]
The grease composition used in the above-mentioned low temperature torque test is sealed in a deep groove ball bearing with a contact type rubber seal having an inner diameter of 17 mm, an outer diameter of 40 mm, and a width of 12 mm, and the inner ring rotational speed is 6000 min −1 , the bearing outer ring temperature is 200 ° C., and the radial load is It was rotated under conditions of 19.6 N and axial load 196 N, and the time until seizure occurred was measured. Performed 10 test per one bearing calculates the L 10 life was the value as seizure life of the bearing. Note that the amount of the grease composition enclosed is 30% by volume of the bearing space volume.
The results are shown in the graph of FIG. The seizure life in this graph is shown as a relative value when the seizure life of the grease composition of Comparative Example 11 is 1. As can be seen from the graph of FIG. 8, when the content of the ultrafine particles is 0.01 to 5% by mass, the seizure life is excellent.
〔高温におけるトルク試験について〕
前述の実施例11のグリース組成物において、超微粒子の一次粒径を7nm,12nm,16nm,20nm,30nm,50nm,70nmに変更したものをそれぞれ用意した。そして、前述の常温におけるトルク試験と同様の深溝玉軸受にグリース組成物を同量封入して、雰囲気温度が100℃であることを除いて同条件で深溝玉軸受を回転させ、トルク半減期と定常時のトルク値(高温トルク)とを測定した。
[Torque test at high temperature]
The grease composition of Example 11 described above was prepared by changing the primary particle size of the ultrafine particles to 7 nm, 12 nm, 16 nm, 20 nm, 30 nm, 50 nm, and 70 nm, respectively. Then, the same amount of grease composition is enclosed in the same deep groove ball bearing as in the torque test at room temperature described above, and the deep groove ball bearing is rotated under the same conditions except that the ambient temperature is 100 ° C. The constant torque value (high temperature torque) was measured.
測定結果を図9のグラフに示す。このグラフにおけるトルク半減期は、比較例11のグリース組成物のトルク半減期を1とした場合の相対値で示してある。また、このグラフにおける高温トルクは、比較例11のグリース組成物の高温トルクを1とした場合の相対値で示してある。
図9のグラフから分かるように、超微粒子の一次粒径が50nm以下であると、早期にトルクが低下するとともに、高温下におけるトルク(実使用条件でのトルク値)が低かった。
The measurement results are shown in the graph of FIG. The torque half-life in this graph is shown as a relative value when the torque half-life of the grease composition of Comparative Example 11 is 1. Further, the high temperature torque in this graph is shown as a relative value when the high temperature torque of the grease composition of Comparative Example 11 is 1.
As can be seen from the graph of FIG. 9, when the primary particle size of the ultrafine particles was 50 nm or less, the torque decreased early and the torque at high temperature (torque value under actual use conditions) was low.
本発明のグリース組成物及び転動装置は、高温下での使用に好適である。例えば、オルタネータ,電磁クラッチ等の自動車電装部品や、アイドラプーリ等の自動車エンジン補機のように、高温下で使用される機器の回転部位や摺動部位に好適に使用可能である。 The grease composition and rolling device of the present invention are suitable for use at high temperatures. For example, it can be suitably used for rotating parts and sliding parts of equipment used at high temperatures such as automobile electrical parts such as alternators and electromagnetic clutches and automobile engine accessories such as idler pulleys.
1 内輪
1a 軌道面
2 外輪
2a 軌道面
3 転動体
G グリース組成物
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記潤滑剤を、フッ素油とフッ素樹脂と一次粒径が50nm以下の超微粒子とを含有するグリース組成物としたことを特徴とする自動車の電子制御モータ用軸受。 An inner ring having a raceway surface on the outer surface, an outer ring having a raceway surface facing the raceway surface of the inner ring, a plurality of rolling elements arranged to roll between the raceway surfaces, the both raceway surfaces and the rolling surface. A rolling bearing that is incorporated in an electronic control motor used in an automobile.
A bearing for an electronic control motor of an automobile, wherein the lubricant is a grease composition containing fluorine oil, a fluororesin, and ultrafine particles having a primary particle size of 50 nm or less.
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