(57)【要約】【課題】エンコーダ用転がり軸受における外部汚染をこれまでよりも大幅に改善する。【解決手段】回転軸の回転数や回転角度を検出する光学式ロータリエンコーダの該回転軸を支承する転がり軸受であって、４０℃における動粘度が８０〜１２０ｍｍ2 ／ｓｅｃであり、かつ合成炭化水素油及びエーテル油から選ばれる少なくとも１種が配合された基油と、ウレア化合物からなる増ちょう剤とを含み、更に非金属元素のみからなる添加剤をグリース全量の０．１〜１重量％配合してなるグリースを封入したことを特徴とするエンコーダ用転がり軸受。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の回転数や回転角度を検出する光学式ロータリエンコーダの該回転軸を支承する転がり軸受であって、
４０℃における動粘度が８０〜１２０ｍｍ2 ／ｓｅｃであり、かつ合成炭化水素油及びエーテル油から選ばれる少なくとも１種が配合された基油と、ウレア化合物からなる増ちょう剤とを含み、更に非金属元素のみからなる添加剤をグリース全量の０．１〜１重量％配合してなるグリースを封入したことを特徴とするエンコーダ用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の回転数や回転角度を検出する光学式ロータリエンコーダの該回転軸を支承する転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばモータの回転軸の回転数や回転角度の検出には、光学式ロータリエンコーダが広く使用されている。光学式ロータリエンコーダは、回転軸に、スリット等からなるコードパターンを設けたガラス製やプラスチック製、金属製のディスク（回転コード板）を取り付ける一方、静止系には、回転コード板で回転軸の回転に応じて変調された光を検出するための光学系が組み立てられたユニット構成で用意される。これら光学系には、例えばＬＥＤなどの発光体、固定マスク、受光素子等が含まれる。また、ディスクを回転自在に支承するために、例えば玉軸受等の転がり軸受（エンコーダ用転がり軸受）が広く使用されている。
【０００３】
また、エンコーダ用転がり軸受には、潤滑のために、従来では鉱油や、ポリα−オレフィン油等の合成炭化水素油等の潤滑油、あるいはグリースを循環させたり、軸受内部に封入することが一般に行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなエンコーダ用転がり軸受は、通常の使用条件下では問題無く使用されているが、高温、高速環境下等においては、軸受の作動に伴い潤滑油やグリースが軸受の外部空間に飛散したり、蒸発によりガスを放出する等してディスクのスリット部に油分が付着し、回転動作信号の読み取りに誤作動を起こすことがある。また、グリースの増ちょう剤として金属石けんを使用すると、この石けん中の金属分がディスクに付着することがあり、更には添加剤が金属成分が含有していると、この添加剤中の金属分もディスクに付着することがある。
【０００６】
近年、検出精度を高めるために、スリット数を増やし、スリット幅を狭くする傾向にあり、更にはエンコーダのコンパクト化のためにディスクとエンコーダ用転がり軸受との距離が狭くなる傾向にあるため、エンコーダ用転がり軸受から放出される油分や金属分の発生の益々重要課題となることが予測される。
【０００７】
そこで、本発明は、エンコーダ用転がり軸受における外部汚染をこれまでよりも大幅に改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は、本発明に係る、回転軸の回転数や回転角度を検出する光学式ロータリエンコーダの該回転軸を支承する転がり軸受であって、４０℃における動粘度が８０〜１２０ｍｍ2 ／ｓｅｃであり、かつ合成炭化水素油及びエーテル油から選ばれる少なくとも１種が配合された基油と、ウレア化合物からなる増ちょう剤とを含み、更に非金属元素のみからなる添加剤をグリース全量の０．１〜１重量％配合してなるグリースを封入したことを特徴とするエンコーダ用転がり軸受により達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のエンコーダ用転がり軸受では、封入グリースの基油が流動特性や潤滑性能に優れ、かつ低発塵性を備えており、ウレア化合物はグリースの高温特性を改善する作用を有し、更には基油、増ちょう剤、添加剤にも金属元素を含まないため、金属分が放出されることも無い。従って、本発明のエンコーダ用転がり軸受を備えるエンコーダは、油分や金属分がディスクに付着することによる信号読み取り不良が起き難く、高精度で信頼性も高まり、更にはコンパクト化にも容易に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のエンコーダ用転がり軸受に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
本発明において、エンコーダ用転がり軸受自体の構造は特に制限されるものではなく、例えば図１に示す玉軸受を例示することができる。図示される玉軸受は、外周面に内輪軌道面１を有する内輪２と、内周面に外輪軌道面３を有する外輪４とを同心に配置し、内輪２の内輪軌道面１と外輪４の外輪軌道面３との間に配設した複数個の玉５，５を、保持器７で転動自在に保持して構成される。また、外輪４の軸方向両端部内周面にそれぞれ円輪状のシール部材６，６が固定されており、このシール部材６と内輪２、外輪４及び玉５とで囲まれた軸受空間に後述されるグリース組成物（図示せず）が封入される。
【００１２】
グリース組成物において、基油は、優れた潤滑性能、トルク性能を有する合成油が望ましく、中でも優れた発塵性能を備える合成炭化水素油及びエーテル油の少なくとも１種を含む潤滑油が好ましい。合成炭化水素油としてはポリαオレフィン油等を、エーテル油としてはジアルキルジフェニルエーテル油、アルキルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニルエーテル油等を挙げることができる。特に高温耐久性を考慮すると、アルキルジフェニルエーテルを必須成分（基油成分の５０質量％以上）とする潤滑油が望ましい。また、低温流動性の観点からは、合成炭化水素油が最も望ましい。また、潤滑特性をより向上させるため、必要ならばエステル油を配合しても良い。配合するエステル油としては、ポリオールエステル油、芳香族エステル油が望ましい。このエステル油は、発塵特性を考慮すると、基油成分の５０質量％未満が望ましい。
【００１３】
また、基油は、４０℃における動粘度が８０〜１２０ｍｍ2 ／ｓであり、９０〜１１０ｍｍ2 ／ｓであることが好ましい。これは、８０ｍｍ2 ／ｓ（４０℃）未満では高温で蒸発しやすく、１２０ｍｍ2 ／ｓ（４０℃）超では発塵量の増加に加え、トルクの増大を起こすためである。
【００１４】
増ちょう剤には、ウレア化合物を用いる。ウレア化合物としてジウレア、トリウレア、テトラウレア、ポリウレア等を挙げることができる。これらのウレア化合物は、その分子中に金属元素以外の異元素を含んでいてもよく、また金属原子を含まない置換基を有していてもよい。このウレア化合物のグリース中の含有量は、グリース形態を形成し得る量であれば特に制限されるものではなく、概ね１０〜３０重量％の範囲である。このウレア化合物はグリースの高温特性、特に高温での機械的安定性を改善する効果があり、１０重量％未満ではその効果が十分に得られない。一方、３０重量％を越える含有量では発塵量の増大だけでなく、トルクの上昇、潤滑性能の劣化を起こすことがある。また、発塵量を抑制するためには、適切な固さが必要である。このため、グリースの混和ちょう度は１９０〜２３０が好ましい。
【００１５】
また、グリース組成物には、金属元素を含まない化合物からなる添加剤が配合される。以下に添加剤の種類とその好適な化合物を例示するが、これらの化合物の中でも、硫黄や塩素、リンを含まないものが望ましい。添加剤は、防錆性の要求に答えるために防錆剤を添加することが好ましい。また、必要なら酸化防止剤、油性剤、金属不活性剤等を添加することができる。
【００１６】
具体的には、防錆剤としてはコハク酸等のカルボン酸及びその誘導体、ソルビタン等の非イオン界面活性剤を用いることができる。また、酸化防止剤としてはアミン系、フェノール系酸化防止剤、油性剤としては長鎖脂肪酸系油性剤、金属不活性剤としてはベンゾトリアゾール系金属不活性剤等を用いることができる。
【００１７】
上記の各添加剤はそれぞれ単独で、もしくは適宜組み合わせて使用される。添加剤の配合量は、配合される各添加剤とも単体としてグリース全量の０．１重量％以上であり、これ未満では添加剤の効果が現れない。但し、単独使用及び併用する場合も、総量でグリース全量の１重量％以下であることが望ましく、これを越えると発塵量が急増する。
【００１８】
本発明に使用されるグリース組成物は、常法に従い、上記に挙げた基油に増ちょう剤及び添加剤を所定量配合し、混練機により混練することにより得られる。尚、この混練に際して、グリース組成物には混練機や搬送容器等から金属が混入することがある。また、原料中に不純物として金属元素が含まれる場合もある。しかし、工程中の管理を十分行えばその混入量は極く微量に抑えることができ、本発明の効果を損なうものではない。従って、金属元素のグリース中への混入量は、分析装置の検出限界以下であることが最も望ましいが、３０ｐｐｍ程度の混入量は本発明において許容範囲であると考えられる。但し、Ｌｉ，Ｎａ，Ａｌ，Ｃａ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｍｏ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｂａ，Ｐｂは、本発明の技術分野を考慮すれば５ｐｐｍ以下であることが必要である。また、同様の理由でＣｌ，Ｐ．Ｓは２０ｐｐｍ以下であることが必要である。
【実施例】
【００１９】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００２０】
（実施例１、比較例１〜３）
表１に示す如く、基油、増ちょう剤及び添加剤（防錆剤；アルケニル琥珀酸誘導体、酸化防止剤；アルキルジフェニルアミン）を配合して試験グリースを調製した。そして、非接触ゴムシール付きの玉軸受に、試験グリースを軸受内空間容積の２５％となるように充填して試験軸受とし、図２に示す評価試験機に組み込んで発塵性を評価した。尚、図中の符号Ａは擬似エンコーダのディスク（ガラス板）であり、符号Ｂは試験軸受である。試験条件は、試験軸受Ｂを１００℃で、回転数３０００ｍｉｎ−１で６５時間連続して回転させた後、ディスクＡへの付着物の有無を観測した。付着量が多量の場合を「×」、極く微量の付着を「△」、付着なしを「○」とした。試験は８回行い、結果を表２に示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
【表２】
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【００２３】
比較例のグリース組成物を封入した試験軸受では、最も少ないものでも、８回中６回の付着があったのに対し、実施例１のグリース組成物を封入した試験軸受では８回のうち２回しか付着が無く、しかもその２回とも付着量が極く微量であり、低発塵性に優れることがわかる。
【００２４】
また、実施例１の試験グリースについて、原子吸光分析装置を用いて成分分析を行ったところ、金属元素は検出されなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るエンコーダ用転がり軸受の一例を示す断面図である。
【図２】実施例において発塵性の評価に用いた装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  内輪軌道面
２  内輪
３  外輪軌道面
４  外輪
５  玉
６  シール部材
７  保持器
【図１】
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【図２】
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