(57)【要約】【課題】軸電圧が生じるようなモータに使用された場合でも電食が防止できる転がり軸受を提供する。【解決手段】基油が、４０℃での動粘度が１６０ｍｍ2 ／ｓ以上５００ｍｍ2 ／ｓ以下のフッ素油であり、増ちょう剤として、平均粒径が０．２μｍ以上１５μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粒子を、グリース全体の２４質量％以上３０質量％以下の割合で含有し、２５℃での体積抵抗率が１×１０12Ωｍ以上であるグリースを使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリースで潤滑されている転がり軸受であって、
前記グリースの基油は、４０℃での動粘度が９０ｍｍ2 ／ｓ以上１５００ｍｍ2 ／ｓ以下のフッ素油であり、増ちょう剤として、平均粒径が０．２μｍ以上１５μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粒子を、グリース全体の２０質量％以上５０質量％以下の割合で含有し、２５℃での体積抵抗率が１×１０12Ωｍ以上であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
グリースで潤滑されている転がり軸受であって、
前記グリースの基油は、４０℃での動粘度が９０ｍｍ2 ／ｓ以上１５００ｍｍ2 ／ｓ以下のフッ素油であり、
前記増ちょう剤として、平均粒径が０．２μｍ以上１５μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粒子を、グリース全体の２４質量％以上３０質量％以下の割合で含有し、２５℃での体積抵抗率が１×１０12Ωｍ以上であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項３】
グリースで潤滑されている転がり軸受であって、
前記グリースの基油は、４０℃での動粘度が１６０ｍｍ2 ／ｓ以上５００ｍｍ2 ／ｓ以下のフッ素油であり、
前記増ちょう剤として、平均粒径が０．２μｍ以上１５μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粒子を、グリース全体の２４質量％以上３０質量％以下の割合で含有し、２５℃での体積抵抗率が１×１０12Ωｍ以上であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項４】
インバータ制御モータの軸の支持に使用される請求項１、２、３のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのロータ軸は、転がり軸受でハウジングに対して回転自在に支持されている。モータのロータ軸支持に通常使用されている転がり軸受は、ＳＵＪ２（高炭素クロム軸受鋼二種）製の内輪、外輪、および転動体を備えている。
インバータ制御モータや高速スイッチング等の、高周波電流が発生する装置の近くで使用されるモータには、軸電圧が発生して、ロータ軸とハウジングとの間に電位差が生じる場合がある。これに伴って、ハウジングやロータ軸からの漏れ電流が、転がり軸受の転動体と軌道輪との間に流れ、軌道輪の軌道面および転動体の転動面に電食（電気化学的腐食）が生じる恐れがある。この電食が生じると、軌道輪の軌道面および転動体の転動面の精度が低下し、振動が上昇して、軸受の寿命が短くなる。
【０００３】
この電食を防止するために様々な提案がなされている。例えば下記の特許文献１には、外輪の外周面に、繊維強化されたポリフェニレンサルファイド樹脂からなる絶縁被膜（リング状成形体）を形成することが記載されている。この絶縁被膜は、外輪の外周面と金型内面との間に所定の隙間が生じるように形成された金型を用い、金型内の前記隙間に溶融樹脂を導入して射出成形する方法で、外輪の外周面に一体成形される。
【０００４】
下記の特許文献２には、転動体をセラミックス製として絶縁性を得るとともに、内輪および外輪の残留オーステナイトを２容量％以下とすることで耐衝撃性を向上させて、音響寿命を長くすることが記載されている。
【特許文献１】特開平６−２２９４２５号公報
【特許文献２】特開２００１−４１２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では絶縁被膜の形成に手間がかかるため製造コストが高くなり、特許文献２の方法では転動体をセラミックス製にすることで材料コストが高くなるという問題点がある。
一方、基油がフッ素油で、増ちょう剤としてポリテトラフルオロエチレンを含有するフッ素グリースは、リチウム石けん等を増ちょう剤とする石けん系グリースよりも体積抵抗率が高いため、フッ素グリースで潤滑を行うことにより転がり軸受の電食防止が期待できる。
本発明の課題は、転がり軸受の潤滑を特定のフッ素グリースで行うことにより、軸電圧が生じるようなモータに使用された場合でも電食が防止されて、長期間に渡って良好な性能を保持できる転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、グリースで潤滑されている転がり軸受であって、前記グリースの基油は、４０℃での動粘度が９０ｍｍ2 ／ｓ以上１５００ｍｍ2 ／ｓ以下のフッ素油であり、増ちょう剤として、平均粒径が０．２μｍ以上１５μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粒子を、グリース全体の２０質量％以上５０質量％以下の割合で含有し、２５℃での体積抵抗率が１×１０12Ωｍ以上であることを特徴とする転がり軸受を提供する。
【０００７】
本発明は、また、グリースで潤滑されている転がり軸受であって、前記グリースの基油は、４０℃での動粘度が９０ｍｍ2 ／ｓ以上１５００ｍｍ2 ／ｓ以下のフッ素油であり、前記増ちょう剤として、平均粒径が０．２μｍ以上１５μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粒子を、グリース全体の２４質量％以上３０質量％以下の割合で含有し、２５℃での体積抵抗率が１×１０12Ωｍ以上であることを特徴とする転がり軸受を提供する。
【０００８】
本発明は、また、グリースで潤滑されている転がり軸受であって、前記グリースの基油は、４０℃での動粘度が１６０ｍｍ2 ／ｓ以上５００ｍｍ2 ／ｓ以下のフッ素油であり、前記増ちょう剤として、平均粒径が０．２μｍ以上１５μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粒子を、グリース全体の２４質量％以上３０質量％以下の割合で含有し、２５℃での体積抵抗率が１×１０12Ωｍ以上であることを特徴とする転がり軸受を提供する。
【０００９】
本発明で使用するグリースは、増ちょう剤として、平均粒径が０．２μｍ以上１５μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粒子を、グリース全体の２０質量％以上５０質量％以下の割合で含有する。
ポリテトラフルオロエチレン粒子の粒径が小さすぎると、少量の添加でグリースが硬くなるため、絶縁特性が十分に改善できる量の添加ができない。ポリテトラフルオロエチレン粒子の粒径が大きすぎると、絶縁特性が十分に改善できる量だけ添加した場合に潤滑性が低下する。ポリテトラフルオロエチレン粒子の粒径の好ましい範囲は、平均粒径で１μｍ以上１０μｍ以下である。
【００１０】
また、平均粒径が０．２μｍ以上１５μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粒子の含有率が２０質量％未満であると電食防止性能が不十分となり、５０質量％を超えるとグリースが硬くなり過ぎる。ポリテトラフルオロエチレンの含有率は２４質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。
本発明で使用するグリースは、基油として、４０℃での動粘度が９０ｍｍ2 ／ｓ以上１５００ｍｍ2 ／ｓ以下のフッ素油を含有する。基油の４０℃での動粘度が大きいほど、回転時に厚いグリース膜（絶縁膜）が形成されるが、１５００ｍｍ2 ／ｓを超えるとトルクが過大になる。前記動粘度が９０ｍｍ2 ／ｓ未満であると十分な厚さのグリース膜（絶縁膜）が形成されない。
【００１１】
本発明で使用するグリースのちょう度は、２００以上３００以下であることが好ましい。ちょう度が２００未満であると安定したトルクが得られない場合があり、３００を超えるとグリースが漏洩し易くなる。
本発明で使用するグリースは、増ちょう剤として前記粒径範囲のポリテトラフルオロエチレン粒子を、グリース全体の２０質量％以上５０質量％以下の割合で含有するが、これに加えて雲母（天然雲母または合成雲母）をグリース全体の５質量％以下の割合で含有してもよい。雲母は潤滑性と絶縁性の両方をグリースに付与することができる。
本発明の転がり軸受は、インバータ制御モータの軸の支持に好適に使用される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の転がり軸受によれば、増ちょう剤であるポリテトラフルオロエチレン粒子の含有率と、基油であるフッ素油の動粘度が前記範囲に特定されたグリースを使用することにより、電食防止性能を良好にすることができる。したがって、本発明の転がり軸受は、軸電圧が生じるようなモータに使用された場合でも電食が防止されて、長期間に渡って良好な性能を保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に相当する転がり軸受を示す断面図である。
この転がり軸受２０は、呼び番号６２０２（内径１５ｍｍ、外径３５ｍｍ、幅１１ｍｍ）の単列深みぞ玉軸受であり、内輪１、外輪２、玉（転動体）３と、保持器４と、シール５とで構成されている。内輪１の外周面には軌道溝１ａが、外輪２の内周面には軌道溝２ａがそれぞれ形成されている。これらの軌道溝１ａ，２ａが対向配置され、その間に保持器４を介して玉３が転動自在に配設されている。内輪１、外輪２、および玉３は、ＳＵＪ２（高炭素クロム軸受鋼２種）で形成し、通常の熱処理が施されている。
【００１４】
グリースの増ちょう剤、フッ素油として、下記のものを用意し、増ちょう剤の含有率を下記の表１に示す値とし、残部をフッ素油として混合し、ちょう度を２７５に調整してNo. １〜１２のグリースを得た。これらのグリースの体積抵抗率を測定した。その結果も下記の表１に示す。
＜増ちょう剤＞
ポリテトラフルオロエチレン粒子（１）
製法：乳化重合法、重量平均分子量（ＭW ）：１０万〜２０万、平均粒径：１μｍ
ポリテトラフルオロエチレン粒子（２）
製法：懸濁重合法、重量平均分子量（ＭW ）：５万〜２０万、平均粒径：５μｍ
ポリテトラフルオロエチレン粒子（３）
製法：懸濁重合法、重量平均分子量（ＭW ）：５万〜２０万、平均粒径：１０μｍ
雲母：平均粒径５μｍ
【００１５】
＜フッ素油＞
パーフルオロエステル油
No. １〜１２のグリースをそれぞれ、前述の玉軸受に、軸受内部空間の体積の３０％となる量だけ封入した。そして、各グリースが封入された試験軸受を図２に示す試験装置にかけて、下記の条件で回転させた。
＜試験条件＞
回転速度：１８００ｍｉｎ-1（内輪回転）
アキシャル荷重：３９．２Ｎ
軸受への付与電流：１３ｍＡ
回転時間：１００時間
【００１６】
図２に示す試験装置では、回転軸Ｓの一端に試験軸受２０の内輪１を固定し、他端に継ぎ手６１を介してモータＭの回転軸６２を接続し、回転軸Ｓの中心を玉軸受６３で支持する。この状態で、モータＭを駆動することにより、回転軸６２を回転させて試験軸受２０の内輪１を回転させながら、外輪２にインバータ６４から配線６５を介して漏れ電流を流す。
そして、試験軸受２０の内輪１に流れる電流を、初期（３分経過後）と、１００時間経過後に測定した。また、これらの測定値を、インバータ６４から配線６５に流れていた電流値で除算して、試験軸受２０に流れた電流の割合を算出した。
その結果も下記の表１に示す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
この結果から、本発明を満たすグリースを使用したNo. ２〜５、No. ７、No. ９〜１２の試験軸受は、回転初期に流れる電流値が０であり、１００時間後の電流値も１〜３％と、本発明から外れるグリースを使用したNo. １、６、８の試験軸受の値（９〜１１％）と比較して小さかった。
特に、フッ素油動粘度が１６０〜４２０ｍｍ2 ／ｓであるNo. ４、５、１０、１２の試験軸受は、１００時間後の電流値も０となっており、長期間に渡って電食防止性能に優れることが分かった。
なお、この実施形態では、フッ素油からなる基油と増ちょう剤とで構成されたグリースを使用しているが、本発明の転がり軸受で使用するグリースには、必要に応じて、酸化防止剤、防錆剤、腐食防止剤、極圧剤、油性剤等を添加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に相当する転がり軸受を示す断面図である。
【図２】実施形態で使用した試験装置を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  内輪
２  外輪
３  玉（転動体）
４  保持器
５  シール
２０  試験軸受
【図１】
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【図２】
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