(57)【要約】【課題】高速回転時(例えば、５０００min−１)における保持器音の発生を抑制して低騒音化を図る。【解決手段】軌道輪間に組込まれた複数の転動体が転動することにより、軌道輪相互を相対的に５０００ｒｐｍ以上で高速回転させることが可能な転がり軸受において、転がり軸受に封入された潤滑剤の封入量に対して、防錆潤滑剤の含有率は１５％〜２０％に設定されている。この場合、防錆潤滑剤の含有率は１６％〜１９％に設定することが好ましい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道輪間に組込まれた複数の転動体が転動することにより、軌道輪相互を相対的に所定以上で高速回転させることが可能な転がり軸受において、
転がり軸受に封入された潤滑剤の封入量に対して、防錆潤滑剤の含有率は１５％〜２０％に設定されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
防錆潤滑剤の含有率は１６％〜１９％に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
転がり軸受は、５０００min−１以上の高速で回転させることを特徴とする請求項１又は２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、例えば家電モータなどに使用される各種軸受の音響性の改良に関し、特に、高速回転時(例えば、５０００min−１)における保持器音の発生を抑制して低騒音化を図ることが可能な転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば家電モータなどには各種の転がり軸受(例えば、玉軸受、ころ軸受など)が使用されている。転がり軸受の一例として図２(ａ)には玉軸受が示されており、この玉軸受には、互いに相対的に回転可能に対向配置された内輪２及び外輪４と、内外輪2,4の軌道面2s,4s間に転動自在に配置された複数の転動体(玉)６と、各転動体６を１つずつ回転自在に保持する複数のポケット(図示しない)を有する保持器８と、密封板(例えば、シール、シールド)１０とが設けられている。
【０００３】
このような玉軸受には、所定量の潤滑剤(例えば、グリース、油)が封入されており、密封板１０により潤滑剤の漏洩防止を図ると共に外部からの異物(例えば、水、塵埃)の浸入防止を図ることで、玉軸受の回転性や耐摩耗性が維持されている。
【０００４】
ところで、このような転がり軸受には、その用途に応じて例えば５０００min−１(５０００rpm)以上の高速回転となり、その際に軸受構成品同士の摩擦や衝突により各種の音が発生する場合がある。発生音の種類としては、例えば内外輪2,4の軌道面2s,4sの粗さや転動体６の表面の粗さが原因として生じる音や、保持器８の各ポケットと転動体(玉)６との間の摩擦や衝突により生じる保持器音などがある。
【０００５】
保持器には、転動体(玉)６とポケットとの摩擦によるトルク上昇や早期磨耗を抑えるために、転動体(玉)６とポケットとの間に所定の隙間(ガタ)が設定されている。このため、転がり軸受の回転中、転動体(玉)６とポケットと摩擦や衝突が繰り返されることにより、少なからず保持器音が発生する。このような保持器音は、転がり軸受を高速回転させるに従って大きくなるため、軸受の低騒音化を図ることが困難になっている。
【０００６】
この場合、保持器音を抑える方法としては、例えば転動体(玉)６とポケットと隙間(ガタ)を小さくする方法や、樹脂製の保持器を使用する方法などが考えられるが、隙間(ガタ)を小さくするとトルクの上昇や早期磨耗を引き起こすと共に、転がり軸受の使用目的や使用環境によっては樹脂製の保持器を使用できない場合もあるため、実用的ではない。
【特許文献１】特開平１０−３３９３２６号公報
【特許文献２】特開２０００−１９９５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、高速回転時(例えば、５０００min−１)における保持器音の発生を抑制して低騒音化を図ることが可能な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】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明は、軌道輪間に組込まれた複数の転動体が転動することにより、軌道輪相互を相対的に所定以上で高速回転させることが可能な転がり軸受において、転がり軸受に封入された潤滑剤の封入量に対して、防錆潤滑剤の含有率は１５％〜２０％に設定されている。この場合、防錆潤滑剤の含有率は１６％〜１９％に設定することが好ましい。なお、転がり軸受は、５０００min−１以上の高速で回転させる場合を想定している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、潤滑剤の封入量に対して防錆潤滑剤の含有率を１５％〜２０％に設定したことにより、高速回転時(例えば、５０００min−１)における保持器音の発生を抑制して低騒音化を図ることが可能な転がり軸受を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受について図１を参照して説明する。
なお、本実施の形態に適用可能な転がり軸受としては、例えば図２(ａ)に示したような玉軸受や図示しないコロ軸受などを想定することができる。この場合、軸受の種類としては、例えばラジアル軸受やスラスト軸受が含まれる。
【００１１】
本実施の形態では、潤滑剤の封入量に対して防錆潤滑剤の含有率を１５％〜２０％に設定することにより、例えば５０００min−１(５０００rpm)以上の高速回転時における保持器音の発生を抑制して低騒音化を図ることが可能な転がり軸受が実現される。
このような効果を得るための潤滑剤としては、例えばリチウム石けんグリース、ウレア系グリース、フッ素グリースを適用することができる。
【００１２】
潤滑剤は、主に基油、増ちょう剤、添加剤の３つの成分からなる。例えばリチウム石けんグリースでは、基油として例えば鉱油、エステル、シリコーンが主に適用され、増ちょう剤として例えばリチウム石けんが適用される。また、ウレア系グリースでは、基油として例えば合成炭化水素やエステルが適用され、増ちょう剤として例えばウレアが適用される。そして、フッ素グリースでは、基油として例えばフッ素が適用され、増ちょう剤として例えばＰＴＦＥ(ポリ四フッ化エチレン)が適用される。
【００１３】
このような基油及び増ちょう剤に添加剤を加えることで、本実施の形態に適用する潤滑剤が構成され、かかる潤滑剤を所定量だけ転がり軸受に封入する。この場合、添加剤としては、防錆潤滑剤(錆止め剤、酸化防止剤)を適用し、これを潤滑剤の封入量に対する含有率が１５％〜２０％(好ましくは、１６％〜１９％)となるように添加する。これにより、耐フレッチング磨耗性や耐熱性が向上されると共に、転がり軸受の高速回転時(５０００rpm)における潤滑剤の流動性が向上して保持器音が抑制される。この結果、転がり軸受の音響性が向上して低騒音化を図ることができる。
【００１４】
このような効果を実現する上で、転がり軸受の高速回転時の潤滑性(回転性)や静音性をより一層向上させる潤滑剤としては、その基油に例えばエステル油を適用することが好ましい。この場合、エステル油の一例としては、二塩基酸と分岐アルコールとの反応から得られるジエステル油、芳香族系三塩基酸と分岐アルコールとの反応から得られる芳香族エステル油、多価アルコールと一塩基酸との反応から得られるヒンダートエステル油などが好ましい。
【００１５】
具体的に説明すると、ジエステル油としては、例えばジオクチルアジペート(ＤＯＡ)、ジイソブチルアジペート(ＤＩＢＡ)、ジブチルアジペート(ＤＢＡ)、ジオクチルアゼレート(ＤＯＺ)、ジブチルセバケート(ＤＢＳ)、ジオクチルセバケート(ＤＯＳ)、メチル・アセチルリシノレート(ＭＡＲ−Ｎ)などが挙げられる。
また、芳香族エステル油としては、例えばトリメリット酸エステル、トリオクチルトリメリテート(ＴＯＴＭ)、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテートなどが挙げられる。
【００１６】
ヒンダードエステル油としては、例えば以下に示す多価アルコールと一塩基酸を適宜反応させて得られるものが挙げられる。この場合、多価アルコールに反応させる一塩基酸は単独でも良いし複数用いても良い。また、多価アルコールと二塩基酸や一塩基酸の混合脂肪族とのオリゴエステルであるコンプレックスエステルとして用いても良い。
【００１７】
多価アルコールとしては、トリメチロールプロパン(ＴＭＰ)、ペンタエリスリトール(ＰＥ)、ジペンタエリスリトール(ＤＰＥ)、ネオペンチルグリコール(ＮＰＧ)、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパン(ＭＰＰＤ)などが挙げられる。
【００１８】
一塩基酸としては、主にＣ４〜Ｃ１８の一価脂肪族が用いられる。例えば、酢酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、エナント酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリル酸、ミスチリン酸、パルミチン酸、牛脂肪酸、ステアリン酸、カプロレイン酸、ウンデシレン酸、リンデル酸、ツズ酸、フィゼテリン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、エライジン酸、アスクレピン酸、バクセン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、サビニン酸、リシノール酸などが挙げられる。
【００１９】
合成炭化水素油としては、ポリ-α-オレフィン油、α-オレフィン、エチレンとのコオリゴマー合成油などが挙げられる。なお、エーテル油としては、ジフェニル、トリフェニル、テトラフェニルなどのＣ１２〜Ｃ２０の(ジ)アルキル鎖が誘導されたフェニルエーテル油がある。この場合、低蒸発化や長寿命化などを考慮すると、エステル油では、芳香族エステル油、ヒンダードエステル油の中から選択され、単独または混合して用いるのが好ましい。特に、ＴＯＴＭは入手しやすく、低蒸発性や潤滑性などに優れている。また、エーテル油としては、(ジ)アルキルポリフェニルエーテル油が好ましい。また、フルオロフォスファゼン油も好適に使用できる。
【００２０】
そして、本実施の形態に適用する潤滑剤には、上述したような各種の基油と共に、下記の防錆潤滑剤(錆止め剤や酸化防止剤などの添加剤)が添加される。
ここで、錆止め剤としては、例えば有機系スルフォン酸金属やエステル類が好ましい。
有機系スルフォン酸塩としては、例えばジノニルナフタレンスルホン酸や重質アルキルベンゼンスルフォン酸などが使用され、その金属塩としてカルシウムスルフォネート、バリウムスルフォネート、ナトリウムスルフォネートなどがある。
【００２１】
また、エステル類としては、例えば多塩基カルボン酸及び多価アルコールの部分エステルとしてソルビタンモノラウレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエートなどがある。アルキル・エステル型ではポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンオレエート、ポリオキシエチレンステアレートなどのソルビタン誘導体がある。
【００２２】
このような錆止め剤は、有機系スルフォン酸金属塩とエステル類とを単独若しくは混合物として使用することができる。この場合、防錆性や耐フレッチング磨耗性の向上を考慮すると、例えばカルシウムスルフォネートなどのスルフォン酸系金属塩、また、フルオロフォスファゼン油には、エステル系のポリオキシエチレンソルビタンラウレートが溶解性も高く好適に使用される。
【００２３】
また、酸化防止剤としては、例えば含窒素化合物系酸化防止剤とフェノール系酸化防止剤の単独もしくは混合物が好ましい。
この場合、含窒素化合物系酸化防止剤としては、例えば、フェニルαナフチルアミン、ジフェニルアミン、フェニレンジアミン、オレイルアミドアミン、フェノチアジンなどがある。
【００２４】
フェノール系酸化防止剤としては、ｐ-ｔ-ブチル-フェニルサリシレート、２,６-ジ-ｔ-ブチル-ｐ-フェニルフェノール、２,２′-メチレンビス(４-メチル-６-ｔ-オクチルフェノール)、４,４′-ブチリデンビス-６-ｔ-ブチル-ｍ-クレゾール、テトラキス［メチレン-３-(３′,５′-ジ-ｔ-ブチル-４′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート］メタン、１,３,５-トリメチル-２,４,６-トリス(３,５-ジ-ｔ-ブチル-４-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、ｎ-オクタデシル-β-(４′-ヒドロキシ-３′,５′-ジ-ｔ-ブチルフェニル)プロピオネート、２-ｎ-オクチル・チオ-４,６-ジ(４′-ヒドロキシ-３′,５′-ジ-ｔ-ブチル)フェノキシ-１,３,５-トリアジン、４,４′-チオビス-［６-ｔ-ブチル-ｍ-クレゾール］、２-(２′-ヒドロキシ-３′-ｔ-ブチル-５′-メチルフェニル)-５-クロロベンゾトリアゾールなどのヒンダードフェノールがある。
【００２５】
このように、エステル油を適用したエステル系潤滑剤(グリース)の場合、温度４０℃における基油粘度が「１２mm２／s」程度となるジオクチルセバケート(ＤＯＳ)を基油とし、これに添加剤として上述したような防錆潤滑剤を添加(含有率１５％〜２０％(好ましくは１６％〜１９％)の割合で添加)することが好ましい。これにより、例えば５０００min−１(５０００rpm)以上の高速回転時における保持器音の発生を抑制して低騒音化を図ることが可能な転がり軸受を実現することができる。
【００２６】
ここで、基油(温度４０℃、粘度２７mm２／s)としてエステル油を適用したエステル系グリース(１５％封入、ちょう度２５０)を転がり軸受に封入した場合を想定し、かかる転がり軸受を２０種類用意する。そして、２０個の転がり軸受をそれぞれ５０００min−１(５０００rpm)で高速回転させた際の保持器音聴感評価を行った。
【００２７】
この場合、転がり軸受としては玉軸受を使用し、玉軸受に封入する防錆潤滑剤の封入量(潤滑剤の封入量に対する防錆潤滑剤の含有率)を１％未満、１０％、１５％、１６〜１９％、２０％と変化させた場合のそれぞれについて保持器音聴感評価を行った。なお、防錆潤滑剤としては、ジオクチルセバケート(ＤＯＳ)にカルシウムスルフォネートを２％程度混入したものを用いた。
【００２８】
図１には、保持器音聴感評価の評価結果が示されており、かかる評価結果によれば、防錆潤滑剤の含有率が１５％〜２０％の場合に、殆どの転がり軸受から保持器音の発生が認められないことが分った。特に１６％〜１９％では、全ての転がり軸受から保持器音の発生が無くなり、低騒音となった。
【００２９】
以上、保持器音聴感評価から明らかなように本実施の形態によれば、転がり軸受に封入する潤滑剤の封入量に対して、防錆潤滑剤の含有率を１５％〜２０％(好ましくは、１６％〜１９％)に設定することより、耐フレッチング磨耗性や耐熱性が抑制されると共に、転がり軸受の高速回転時(５０００rpm)における潤滑剤の流動性が向上して保持器音が抑制される。この結果、転がり軸受の音響性が向上して低騒音化を図ることができる。
【００３０】
なお、確認のため、転がり軸受の回転数を２０rpmとして同様の保持器音聴感評価を行ったが、この場合には、防錆潤滑剤の含有率が２０％の場合に２個の転がり軸受から保持器音が確認された(図２(ｂ))。これによれば、潤滑剤に対する防錆潤滑剤の含有率を適宜最適な割合(例えば、２０％以外の含有率)に設定することにより、低速から高速に亘って保持器音の発生を抑制できることが分った。
【００３１】
なお、上述した実施の形態では、特に説明しなかったが、潤滑剤に下記の油性剤や極圧剤或いは磨耗防止剤などを混合させても良い。
油性剤としては、高級脂肪酸としてオレイン酸、ステアリン酸など、高級アルコールとしてはラウリルアルコール、オレイルアルコールなど、アミンではステアリルアミン、セチルアミンなど、これらを単独若しくは混合して使用することができる。また、極圧剤としては、モリブデンジチオカーバメイト、モリブデンジチオフォスフェート、ジンクジオカーバメイト、ジンクジチオフォスフェートなどの有機金属塩などを使用することができる。更に、摩耗防止剤としては、リン酸エステル、亜リン酸エステルなどを使用することができる。この場合、特にモリブデンジチオカーバメイト、亜リン酸エステルは耐フレッチング性に優れた効果を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】保持器音聴感評価結果を示す図。
【図２】(ａ)は、転がり軸受の構成を示す断面図、(ｂ)は、防錆潤滑油付着量と潤滑油の漏れとの関係を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
２  内輪
２ｓ  内輪の軌道面
４  外輪
４ｓ  外輪の軌道面
６  転動体
８  保持器
１０  密封板
【図１】
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【図２】
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