(57)【要約】【課題】潤滑グリースの使用状態について、多くの情報が入手可能な転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法であり、添加物の質や量が潤滑グリースの特性に与える影響が少なく、どのような状態で効率よく潤滑に利用されているか、肉眼で明確に判断が可能な転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法とすることである。【解決手段】運転前の転がり軸受に充填する変色性潤滑グリースＧ１が、配合された微粒子状色材の一部分ａが凝集した状態から、転がり軸受の運転後の変色性潤滑グリースＧ２の均一分散に至る分散状態の変化で例えば橙色から黄色に変色するものであり、転がり軸受の運転前後の前記潤滑グリースの色彩変化を観察して、各部のせん断履歴や攪拌の程度などを推定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑グリースに非油溶性の微粒子状色材を配合して前記微粒子状色材の凝集から均一分散に至る分散状態の変化で変色する変色性潤滑グリースを調製し、この変色性潤滑グリースを充填した転がり軸受の運転前後の前記変色性潤滑グリースの色彩変化を観察する転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法。
【請求項２】
前記非油溶性の微粒子状色材が、クルクミン、クチナシ色素、アナトー色素、ベニバナ色素、ムラサキイモ色素、シソ色素、コチニール色素、タール色素およびカラメル色素から選ばれる１種以上の動植物由来の非油溶性の微粒子状色材である請求項１に記載の転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法。
【請求項３】
前記観察が、可視光線下での観察である請求項１または２に記載の転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法。
【請求項４】
前記変色性潤滑グリースの色彩変化が、彩度の変化である請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法。
【請求項５】
転がり軸受の内部に、非油溶性の微粒子状色材が配合された潤滑グリースであって、前記微粒子状色材の一部凝集状態から均一分散に至る分散状態の変化に応じて変色する変色性潤滑グリースが充填されており、請求項１〜４のいずれかに記載の転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法に用いられる転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法およびこの方法に用いられる転がり軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転がり軸受の内部空間には、潤滑グリースが充填されており、内輪と外輪の間に保持器を介して保持された玉やころからなる転動体の回転を液体潤滑することがよく知られている。
【０００３】
このように転がり軸受に充填され、封入されている潤滑グリースが転がり軸受の運転中にどのように移動して潤滑に係わり、効率よく利用されているのか、または効率よく全量が利用されるために、どのような粘度のものが好ましく、また軸受運転時に被るせん断力によって変質しない特性を所期した程度に備えているかなど、多くの項目を検査または試験することが、品質の良い転がり軸受を製造するために必要である。
【０００４】
このような検査または試験のための転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法として、Ｘ線によるＣＴスキャンにより潤滑グリースの移動する位置を観察する方法が周知である。
また、潤滑グリース中に、ナイロン粒子、蛍光粒子などの発光、燐光または吸光する性質の粒子状のトレーサを混合し、近赤外線などの所定波長の光を照射して観察する方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９６７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したＣＴスキャンによる潤滑グリース挙動観察方法では、移動する位置と大まかな移動量は観察できるが、潤滑グリースの移動の経路や、変性の有無などについては充分な判断ができない。
【０００７】
また、潤滑グリース挙動観察には、経時的にＸ線、赤外線などの所定波長の光線を照射する必要があり、観察の簡便性に欠ける問題点がある。
【０００８】
潤滑グリース全体の流動性を判断するためには、トレーサ物質を相当多量に必要とし、添加されたトレーサ量に応じて潤滑グリースの本来の潤滑特性が変化する可能性があり、また潤滑グリースの流動性に影響を与えている可能性もある。
【０００９】
さらに、特定光線下での観察をするには、画像解析ソフトや特定波長の光を発生する装置も必要となり、簡便な方法とは言えなかった。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決し、潤滑グリースの使用状態について、多くの情報が入手可能な転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法であり、添加物の質や量が潤滑グリースの特性に与える影響が少なく、どのような状態で効率よく潤滑に利用されているか、肉眼で明確に判断が可能な転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明では、潤滑グリースに非油溶性の微粒子状色材を配合して前記微粒子状色材の凝集から均一分散に至る分散状態の変化で変色する潤滑グリースを調製し、この潤滑グリースを充填した転がり軸受の運転前後の前記潤滑グリースの色彩変化を観察する転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法としたのである。
【００１２】
上記したように構成されるこの発明の転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法は、潤滑グリースに非油溶性の微粒子状色材を配合する。
非油溶性の微粒子状色材は、潤滑グリースに対し、その当初の混合時の凝集状態から、転がり軸受の運転により受けた攪拌後の均一分散に至る分散状態の変化で暗色から明色に変色するので、転がり軸受のどの部分に充填された潤滑グリースが、よく攪拌され、またはせん断履歴を受けているか、どの部分に滞留して留まっているか、または転がり軸受内の特定箇所における攪拌の程度やその部分への移動量など、多くの情報が得られる。
【００１３】
非油溶性の微粒子状色材は、例えば１質量％以下程度の少量でも充分に識別可能な程度に発色可能である。そのため、基油や増ちょう剤に対してその性質を変えることなく、潤滑グリースの本来の流動性や、その他の特性を変化させるような影響が少ない。
【００１４】
この発明に用いられる非油溶性の微粒子状色材としては、クルクミン、クチナシ色素、アナトー色素、ベニバナ色素、ムラサキイモ色素、シソ色素、コチニール色素、タール色素およびカラメル色素から選ばれる１種以上の動植物由来の非油溶性の微粒子状色材が挙げられる。
【００１５】
上記した所定の動植物由来の非油溶性の微粒子状色材は、食材や香辛料などにも含まれている色素であって、ヒトや動物に対する安全性を備えた有機顔料ともいえるものである。そのため、潤滑グリースの挙動を試験的に観察するだけでなく、食品衛生設備や食品製造機器や生活関連機器、事務用機器などに用いる転がり軸受に充填し、実装した転がり軸受の潤滑グリース挙動を観察することもできる。
【００１６】
また、上記の微粒子状色材は、分散させた潤滑グリースの色彩変化、特に色の明るさや鮮やかさやくすみの変化（彩度の変化）を可視光線下で観察できるものであり、解析のための画像解析ソフトや特定波長の光の透過量や吸収量を測定する装置を必ずしも必要としないから、簡便な潤滑グリース挙動の観察方法を実現できる。
彩度の変化としては、鶯色（くすんだ黄緑色）から若葉色（鮮やかな緑色）、鮮やかな赤からレンガ色等の変化が例示できる。
【００１７】
また、前記潤滑グリース挙動は、潤滑グリースの攪拌によって受けるせん断履歴に対応すると考えられるので、ころがり軸受の各部に充填された潤滑グリースの前記各部ごとの耐久性や劣化の程度や有無、各部の保持量の変化などを調べることもできる。
【００１８】
このようにして上記の転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法に用いる転がり軸受を用いて、実際に用いる装置に装着することにより、配合された非油溶性の微粒子状色材の凝集から均一分散に至る分散状態の変化で変色する潤滑グリースの挙動を簡便に観察することが可能な転がり軸受を作製することができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、転がり軸受の運転前後の潤滑グリースを、配合された非油溶性の微粒子状色材の凝集から均一分散に至る分散状態の色彩変化を可視光線下の肉眼で見て、潤滑グリースの挙動を観察できるので、潤滑グリースの使用状態での挙動について、多くの情報が入手可能な転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法であり、非油溶性の微粒子状色材は潤滑グリースの潤滑特性に与える影響が少なく、実際にどのような状態で効率よく潤滑に利用されているか、肉眼で使用状態を見て明確に判断が可能な転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】(ａ)実施形態に用いる潤滑グリースを示し、微粒子状色材の一部が凝集した状態を模式的に示す説明図、(ｂ)実施形態に用いる潤滑グリースを示し、微粒子状色材が均一に分散した状態を模式的に示す説明図
【図２】(ａ)実施形態に用いる潤滑グリースを充填した運転前の転がり軸受の軸方向からの正面図、(ｂ)実施形態に用いる潤滑グリースを充填した運転後の転がり軸受の軸方向からの正面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明の実施形態を以下に添付図面を利用して説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、実施形態の転がり軸受の潤滑グリース挙動観察方法は、運転前の転がり軸受に充填する変色性潤滑グリースＧ１が、配合された微粒子状色材の一部分ａが凝集した状態（図１（ａ））から、転がり軸受の運転後の変色性潤滑グリースＧ２の均一分散（図１（ｂ））に至る分散状態の変化で例えば橙色から黄色に変色するものであり、この転がり軸受の運転前後の前記潤滑グリースの色彩変化を観察して、各部のせん断履歴や攪拌の程度などを推定する方法である。
【００２２】
この発明に用いる潤滑グリースは、通常、転がり軸受に用いられるグリースであれば特に制限なく用いることができ、グリースを構成する基油としては、以下の潤滑油が挙げられる。
【００２３】
すなわち、潤滑油としては、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油などの鉱油、ポリブテン油、ポリ−α−オレフィン油、アルキルベンゼン油、アルキルナフタレン油などの炭化水素系合成油、または、天然油脂やポリオールエステル油、りん酸エステル油、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、フッ素化油などの非炭化水素系合成油などが挙げられる。これらの潤滑油は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２４】
グリースを構成する増ちょう剤としては、例えば、アルミニウム石けん、リチウム石けん、ナトリウム石けん、複合リチウム石けん、複合カルシウム石けん、複合アルミニウム石けんなどの金属石けん系増ちょう剤、ジウレア化合物、ポリウレア化合物などのウレア系化合物、ＰＴＦＥ樹脂などのフッ素樹脂粉末が挙げられる。これらの増ちょう剤は、単独で用いられてもよく、または２種以上が併用されてもよい。
【００２５】
また、この発明に用いる潤滑グリースには、必要に応じて公知の添加剤を添加しても良い。添加剤としては、例えば、有機亜鉛化合物、有機モリブデン化合物などの極圧剤、アミン系、フェノール系、イオウ系化合物などの酸化防止剤、イオウ系、リン系化合物などの摩耗抑制剤、多価アルコールエステルなどの防錆剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイトなどの固体潤滑剤、エステル、アルコールなどの油性剤などが挙げられる。
【００２６】
上記のような材料から調製された潤滑グリースに対して配合する非油溶性の微粒子状色材は、色材のうち、溶媒に溶解して用いられる染料とは異なり、微粒子状の固体の状態で用いられる可視光吸収性または同放出性の有機化合物であり、この発明では潤滑グリースの基油等に溶けない非油溶性のものが用いられる。
良く知られている色材のうち、有機顔料としては、フタロシアニン顔料、ペリレン・イミド顔料、ピロロピロール顔料、キナクリドン顔料、インジゴ顔料、アゾ顔料なども利用可能であり、これらのうち潤滑油に不溶なもの、または非油溶性に調整されたものを利用できる。
【００２７】
具体的な非油溶性の微粒子状色材としては、例えばクルクミン（ウコン色素）、クチナシ色素、アナトー色素、ベニバナ色素、ムラサキイモ色素、シソ色素、コチニール色素、タール色素およびカラメル色素から選ばれる各種動植物原料から分離される可視光吸収性または同放出性の有機化合物が挙げられ、これらは微粒子状の有機顔料に調製して用いることができる。
【００２８】
非油溶性の微粒子状色材の粒子径は、色材として利用可能であるように、通常は肉眼で認識できない程度の微粒子であり、かつ凝集と分散によって色調の変化が明らかであるようにコロイド粒子以上の粒径サイズのものが好ましく、例えば０．０１〜１０μｍ、より好ましくは０．０１〜１μｍ程度を粒径の目安にすることができる。
【００２９】
上記したクルクミンは、ウコンなどに含まれている鮮やかな黄色のポリフェノール化合物であり、食品用の着色剤として周知である。クルクミンは、中性から酸性、またはアルコール下鮮やかな黄色を呈し、紫外線下では青緑色の蛍光を発する。
【００３０】
クチナシ色素は、果実に含まれるカロチノイドの一種のクロシンであり、乾燥させた果実の粉末である黄色の着色料を利用できる。また、これを発酵させることによって青色の着色料として周知な物も利用できる。
【００３１】
アナトー色素は、ベニノキの種子から油脂、有機溶剤、水、またはアルカリ水溶液で集出されるカロチノイド系色素のビキシンやノルビキシンまたはそれらの塩を主成分とする有機化合物である。
【００３２】
ベニバナ色素は、キク科のベニバナの花を発酵させ、乾燥させたものを顔料としたものであり、花の部分には紅色の色素カルタミン１％が含まれる他、黄色の色素サフロールイエロー99％が含まれている。水に曝してカルタミンのみ、またはサフロールイエローをそれぞれ分離して使用することもできる。
【００３３】
ムラサキイモ色素は、サツマイモの塊根から得られたシアニジンアシルグルコシドおよびペオニジンアシルグルコシドを主成分とするものであり、紫赤色を呈する。
【００３４】
シソ色素は、シソ科シソの葉より、水、弱酸性水溶液又は含水エタノールで抽出して得られ、主な色素は、シソニン、マロニルシソニンであり、赤色から赤紫色を呈する。
【００３５】
コチニール色素は、食品添加物用の天然着色料として周知であり、カメムシ目カイガラムシ上科の一部の昆虫を乾燥させ、体内に蓄積されている色素化合物を水またはエタノールで抽出した赤色の色素であり、アントラキノン誘導体のカルミン酸を主成分とするものである。
【００３６】
この発明に用いるタール色素は、食品添加物等に利用される法定色素のうち、「食用タール色素」と命名されている赤色、黄色、橙色のアゾ色素他を含む合成着色料である。
【００３７】
この発明に用いるカラメル色素は、食品用着色料として周知なものであり、炭水化物の加熱により生じる複数種の化合物からなる混合物であって、褐色の液体を噴霧乾燥により粉末化して顔料として得られる。水に溶けやすいが、油脂や有機溶媒に溶けず、熱や光、ｐＨの変化にも安定である。
【００３８】
以上述べたような各種の非油溶性の微粒子状色材は、潤滑グリースに配合されたときに通常の攪拌混合状態では、色材を構成している微細な粒子がグリース中で分散しているが部分的に凝集しやすく、肉眼では均一に混合されている状態であるが、光学顕微鏡等で微視的に観察すると、分散している色材粒子の一部が凝集している状態（図１（ａ）参照）である。
【００３９】
図２（ａ）に示すように、この発明の実施形態では、潤滑グリース１００質量％中に非油溶性の微粒子状色材を０．５〜５質量％、好ましくは０．５〜３質量％、より好ましくは０．５〜１質量％の割合で配合し、手作業などで穏やかに攪拌して、得られた潤滑グリースを常法にしたがって、転がり軸受に充填する。
【００４０】
非油溶性の微粒子状色材の配合割合は、上記所定の割合を目安とし、比較的少量であれば手作業で混合した後、転がり軸受内での攪拌作用を想定した三段ローラその他の攪拌作用、さらに好ましくはせん断作用のある混合機を用いて、混合し、混合経過時間に応じて変色するかどうか確認し、最適な配合割合を決定することが好ましい。
【００４１】
またミクロ的にみると、光学顕微鏡を用いて、×５００倍程度の１視野中に部分的に凝集が認められる分散状態である場合を初期状態とし、攪拌混合後に均一分散した状態にあるかどうかを確かめることが好ましい。
【００４２】
例えば、潤滑グリースにクルクミンを１質量％添加し、手作業でへらを用いて混合した状態では、淡褐色〜白系色の潤滑グリースは濃い橙色を呈し、光学顕微鏡（×５００倍）で観察すると、図１（ａ）に模式的に示すように、クルクミン粒子は一部凝集の斑状態に見える。
【００４３】
その後、三段ローラによって充分に混合した後は、潤滑グリースは、全体が鮮やかな黄色に変色し、前記同様に光学顕微鏡で観察すると、図１(b)に模式的に示すような均一分散状態であることが認められる。
【実施例１】
【００４４】
図２（ａ）に示すように、上記の変色性潤滑グリースＧ１を、転がり軸受（深溝玉軸受：６２０４、内径２０ｍｍ、外径４７ｍｍ、幅１４ｍｍ）１の外輪２と内輪３の間に、玉４や冠型の保持器５の表面にも付着させて１．６ｇ充填し、運転試験前後の前記潤滑グリースの色彩変化を観察した。
運転試験は、回転速度３６００min-1、アキシアル荷重２０Ｎ、運転時間３０分の条件で行なった。
【００４５】
その結果、図２（ｂ）に示すように、玉４表面の変色性潤滑グリースＧ２や玉４の間の保持器５の冠部分５ａに付着して保持されている変色性潤滑グリースＧ２が鮮やかな黄色に変化しており、これらの部分は、運転試験前の変色性潤滑グリースＧ１の流動、攪拌、せん断回数が著しいことが明らかであった。
【００４６】
一方、保持器５の隣り合う冠部分５ａ同士の繋ぎ部分５ｂに付着して保持されている変色性潤滑グリースＧ１は、運転試験前の橙色を呈しており、流動、攪拌、せん断回数は少なかったことがわかった。
【符号の説明】
【００４７】
１  転がり軸受
２  外輪
３  内輪
４  玉
５  保持器
５ａ  冠部分
５ｂ  繋ぎ部分
Ｇ１、Ｇ２  変色性潤滑グリース
【図１】
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【図２】
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