(57)【要約】【課題】「トップランナー方式」を満足できるような、モータ用軸受の更なる低トルク化を図る。【解決手段】内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に回転自在となる玉とを備え、基油としての合成炭化水素油と、増ちょう剤としてのウレア系化合物とを含有し、３０℃における見かけ粘度が４５Ｐａ・ｓ以下であるグリースを封入したモータ用玉軸受。【選択図】図２
2018059584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に回転自在となる玉とを備え、グリースが内部に充填されるモータ用玉軸受であって、
前記グリースは基油としての合成炭化水素油と、増ちょう剤としてのウレア系化合物とを含有し、−３０℃における見かけ粘度が４５Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とするモータ用玉軸受。
【請求項２】
グリース封入量が、軸受内部空間容積の２０％以上、２５％以下であることを特徴とする請求項１記載のモータ用玉軸受。
【請求項３】
増ちょう剤の含有量がグリース全量に対して１１〜１４質量％であり、−３０℃におけるグリースの不混和ちょう度が１９５〜１３３であることを特徴とする請求項１または２記載のモータ用玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ用玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータは各種回転機械に使用されており、その回転軸を支持するために転がり軸受が組み込まれている。また、近年では、地球環境保護や温暖化防止のために、モータの省エネルギー化が要求されている。日本でも、１９７９年に「エネルギーの使用の合理化等に関する法律」（いわゆる省エネ法）が制定され、さらに１９９９年の改正により、エネルギー消費効率の向上と普及促進を目的として「トップランナー方式」が導入されている。
【０００３】
この 「トップランナー方式」とは、日本国内に出荷される製品の省エネルギー基準を現在商品化されている最高のエネルギー消費効率以上に定める方式のことであり、「特定機器及び材料」（２０１５年１０月現在、３１品目）が対象になっており、その中にエネルギー消費効率の向上を図ることが必要なものとしてモータが入っている。現状ではモータの９７％がＩＥ１（標準効率）レベルであるとされており、トップランナー化により、それらが全てＩＥ３（プレミアム効率）に置き換えられたとすれば、電力削減量は全消費電力量の約１．５％に相当する１５５億ｋＷｈ／年間になると試算されており、極めて大きな省エネ効果が期待できる。
【０００４】
モータの省エネルギー化のために、封入するグリースを工夫してトルクを低下させることが試みられている。例えば、特許文献１では、樹脂製保持器を用い、更にはそのポケット形状を最適条件することにより、モータ回転数の増加による軸受のトルク増大を防ぐことを提案している。
【０００５】
また、モータ用軸受は高速で回転するので、良い音響性能が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２７４４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来では、モータ用軸受は常温から高温の環境下で使用される際の音響性能が要求されてきたが、低温環境下で使用される際の異音発生に改善する余地がある。
【０００８】
従って、本発明はトップランナー方式を満足出来、且つ低温から高温の広い温度領域内で使用する際、優れた音響性能を有する軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明者らが鋭意検討したところ、保持器等の軸受構成部材の構造や形状を規定することなく、封入グリースについて軸受の異音対策を図ることに傾注し、見かけ粘度をある値以下にすることが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、以下のモータ用玉軸受を提供する。
（１）内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に回転自在となる玉とを備え、グリースが内部に充填されるモータ用玉軸受であって、
前記グリースは基油としての合成炭化水素油と、増ちょう剤としてのウレア系化合物とを含有し、−３０℃における見かけ粘度が４５Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とするモータ用玉軸受。
（２）グリース封入量が、軸受内部空間容積の２０％以上、２５％以下であることを特徴とする上記（１）記載のモータ用玉軸受。
（３）増ちょう剤の含有量がグリース全量に対して１１〜１４質量％であり、−３０℃におけるグリースの不混和ちょう度が１９５〜１３３であることを特徴とする上記（１）または（２）記載のモータ用玉軸受。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のモータ用軸受は、低温から高温の環境下で、優れた音響性能を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】レオメータによるグリースの見かけ粘度の測定方法を説明するための模式図である。
【図２】封入グリースの見かけ粘度と軸受振動値との関係を示すグラフである。
【図３】グリースの封入量と軸受機械損との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１３】
本発明のモータ用玉軸受（以下、単に「軸受」ともいう。）は、内輪や外輪、玉等の構成部材には制限はない。保持器にも制限はなく、樹脂製の保持器を用いることもできるが、樹脂製の保持器は高温（特に１２０℃以上）での機械的強度や保持力の低下が見られるため、金属製にすることが好ましい。
【００１４】
軸受にはグリースが封入されるが、本発明では、合成炭化水素油を基油とし、ウレア系化合物を増ちょう剤とするグリースを封入する。
【００１５】
基油の合成炭化水素油としては、特に制限はないが、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、１−デセンオリゴマーなどのポリα−オレフィン、モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、ポリアルキルベンゼンなどのアルキルベンゼン、モノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン、ポリアルキルナフタレンなどのアルキルナフタレン、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジベート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルグルタレートなどのジエステル、トリメチロールプロパンガプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネートなどのポリオールエステル、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールモノエーテル、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールモノエーテルなどのポリグリコール、ポリフェニルエーテル、トリクレジルホスフェート、シリコーン油、パーフルオロアルキルエーテルなどが挙げられるが、ポリα−オレフィン及びペンタエリスリトール脂肪酸エステルが特に好ましい。また、これらは単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。尚、基油の好ましい動粘度は、４０℃において２０〜３００ｍｍ２／ｓである。
【００１６】
また、増ちょう剤であるウレア系化合物には制限はなく、ウレア化合物、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物またはこれらの混合物が挙げられる。中でも、耐熱性や音響性を考慮すると、ジウレア化合物が好ましく、特に下記一般式（１）で表されるジウレア化合物を２種以上混合した混合物が好ましい。
【００１７】
【化１】
2018059584.tif 000003
【００１８】
式中、Ｒ１は炭素数６〜１５の２価の芳香族炭化水素基であり、Ｒ２及びＲ３は同一でも異なっていてもよく、それぞれシクロヘキシル基、炭素数７〜１２のシクロヘキシル誘導体基、炭素数８〜２０のアルキル基または炭素数８〜２０のアルケニル基である。それぞれの具体例を、下記に示す。
【００１９】
炭素数６〜１５の２価の芳香族炭化水素基として下記を挙げることができ、熱安定性や酸化安定性など優れた性能が発揮される。
【００２０】
【化２】
2018059584.tif 000004
【００２１】
シクロヘキシル基または炭素数７〜１２のシクロヘキシル誘導体基としては、例えば、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、プロピルシクロヘキシル基、イソプロピルシクロヘキシル基、１−メチル−３−プロピルシクロヘキシル基、ブチルシクロヘキシル基、アミルシクロヘキシル基、アミルメチルシクロヘキシル基、ヘキシルシクロヘキシル基などが挙げられ、特に好ましいものはシクロヘキシル基または炭素数７〜８のシクロヘキシル誘導体基、例えばメチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基である。
【００２２】
炭素数８〜２０のアルキル基またはアルケニル基としては、例えば、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、エイコセニル基などで表わされる直鎖構造または分枝構造を有するものが挙げられる。
【００２３】
グリースには、必要に応じて適宜添加剤を添加することができる。例えば、塩素系、いおう系、りん系、ジチオリン酸亜鉛等の極圧剤、脂肪酸、動物油、植物油等の油性剤、ポリメタクリレート、ポリブテン、ポリスチレン等の粘度指数向上剤、アミン系、フェノール系、いおう系、ジチオリン酸亜鉛等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾール、チアゾアゾール等の金属不活性化剤を適量添加することができる。
【００２４】
グリースの物性面では、−３０℃における見かけ粘度が４５Ｐａ・ｓ以下であることが、特に低温でのトルク低減のために必要である。この見かけ粘度は小さい方がトルク低減の観点では好ましく、３０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。尚、見かけ粘度の下限には制限はないが、見かけ粘度は小さくなると、グリースが漏れやすくなるので、グリース漏れを抑制する観点では、２０Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。
【００２５】
また、グリースは適当なちょう度に調整されるが、−３０℃における不混和ちょう度で１９５〜１３３であることが好ましい。
【００２６】
上記したウレア系化合物、好ましくはジウレア化合物の混合物を増ちょう剤として含有するグリースを製造する方法には制限はないが、基油中で、Ｒ２、Ｒ３となるアミン成分と、Ｒ１となるイソシアネート成分とを、上記の混合比率にて反応させることにより一段階で製造することができるため好ましい。この際に揮発性の溶媒、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、ナフサ、ジイソブチルエーテル、四塩化炭素、石油エーテルなどを使用できる。また、適当な溶媒として潤滑基油を使用することができる。この際の反応温度は１０〜２００℃が好ましい。
【００２７】
グリースの軸受への封入量は、トルクの低下のためには少ない方が好ましく、内外輪と玉と保持器とで形成される軸受内部空間の２５％以下が好ましい。但し、少なくなるほど潤滑寿命が短くなるため、２０％を下限することが好ましい。
【００２８】
このようにして得られる本発明の軸受は、−３０℃における見かけ粘度や−３０℃における不混和ちょう度を規定したグリースを採用したことにより、低温から高温での高速回転性能に優れた音響性能を備える。更に、本発明の軸受は、グリースを軸受内部空間の２５％以下の封入量で封入したことで、低トルク性を兼備している。
【実施例】
【００２９】
以下に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００３０】
［試験１］
表１に示すように基油及び増ちょう剤、酸化防止剤、防錆剤を用いて実施例１、２及び比較例１の試験グリースを調製した。尚、実施例１と実施例２の試験グリースは同一基油、且つ同一増ちょう剤のグリースであり、但し軸受への封入量が異なる。
【００３１】
そして、各試験グリースについて、−３０℃における見かけ粘度、混和ちょう度及び−３０℃における不混和ちょう度を測定した。尚、見かけ粘度は図１に示すレオメータを用いて測定した。即ち、プレートとステージとの間にグリースを封入し、装置を−３０℃に設定した後、プレートを回転させ、１００ｓ−１のせん断速度で空間に挟まれたグリースの見かけ粘度を測定した。尚、表１には、プレート回転１０分後の安定した数値を示した。結果を表１に示す。
【００３２】
また、深溝玉軸受６２０６（内径３０ｍｍ、外径６２ｍｍ、幅１６ｍｍ）に、各試験グリースを表記の量封入し、外輪の振動値を測定した。図２に、−３０℃の見かけ粘度と振動値との関係をグラフ化して示す。振動値が大きくなるほど保持器の振動も大きくなり、結果として保持器音が発生する可能性が高くなる。図示されるように、−３０℃における見かけ粘度が小さくなるほど、振動値が小さくなっている。
【００３３】
【表１】
2018059584.tif 000005
【００３４】
（試験２）
試験１の実施例１の試験グリースを用い、軸受への封入量を変えて軸受機械損を測定した。モータの高効率化には、軸受機械損失も無視できない要素になっており、軸受機械損失と軸受トルクとはある程度の相関があると考えられていることから、ここでは軸受機械損失を測定する。
【００３５】
尚、軸受機械損の測定は、負荷側軸受に深溝玉軸受６３０８、反負荷側軸受に深溝玉軸受６３０６を用い、７．５ｋＷ、２Ｐ、２００Ｖの条件で行った。結果を図３に示すが、グリースの封入量が一般的な３５％の時に比べて、封入量を２５％にすると約５５％、２０％以下にすると約６０％損失を低減することができる。
【図１】
2018059584.tif 000006
【図２】
2018059584.tif 000007
【図３】
2018059584.tif 000008