(57)【要約】【課題】低速で回転するボールねじでの使用に好適であり、自動給脂装置での使用にも好適なグリースの提供。【解決手段】グリースが原料基油と増ちょう剤とを含み、原料基油が４０℃において２５〜７０ｍｍ２／ｓｅｃの粘度を有する合成油からなり、増ちょう剤がウレアであって、グリースの混和ちょう度が３００〜３５０の範囲に調整される。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料基油と増ちょう剤とを含むグリースであって、
前記原料基油が４０℃において２５〜７０ｍｍ２／ｓｅｃの粘度を有する合成油からなり、前記増ちょう剤がウレアであって、前記グリースの混和ちょう度が３００〜３５０の範囲にあることを特徴とする前記グリース。
【請求項２】
前記ウレアが脂肪族ウレアである請求項１記載のグリース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、グリース、より詳しくは工作機械におけるボールねじおよびガイド等の直駆動装置の自動給脂装置に対して使用するのに好適なグリースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２０００−１６９８７２号公報（特許文献１）には、高速転がり軸受用グリースおよびスピンドル用転がり軸受に係る発明が開示されている。この文献に開示されたグリースは、ＤＮ値（軸径Ｄ：ｍｍ×回転速度Ｎ：ｒｐｍ）が８０万以上、好ましくは１００万以上の高速で使用される転がり軸受に対して好適なもので、４０℃における動粘度が３０〜６０ｃＳｔの基油に、脂肪族ウレア系増ちょう剤を配合することによって得られる。増ちょう剤は、グリースの混和ちょう度が２３０〜２８０ｃＳｔとなるように配合される。
【０００３】
一方、工作機械等に使用されるグリース潤滑のボールねじでは、特許文献１に記載されているような軸受に使用されるグリースについての知見をも生かした種々のグリースが使用されているが、増ちょう剤については、リチウム系のものが広く使用されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１６９８７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のグリースは、比較的高い粘度の基油を使用するとともに、混和ちょう度を小さくすることによって、高速回転しながら互いに摺接する面に対しての付着性を向上させるとともに、基油と増ちょう剤との過度の分離を抑制している。しかし、このグリースは、軸受内での粘性抵抗が大きくなることを一般的に避け難いから、高速回転の軸受で効果を挙げることができても、低速回転の軸受で同じように効果を挙げることができるとは限らない。工作機械等における低速回転のボールねじの場合でも同様である。また、工作機械の場合には、それに使用されるクーラントが、水溶性のものから、それよりも洗浄力の高いケミカル系のものに代わりつつあるが、ケミカルクーラントにはゴムや樹脂等を溶かし易いという難点がある。ボールねじは、特許文献１が対象としている軸受と異なり、ねじ軸がナットから露出しており、そのねじ軸にはグリースが付着している。それゆえ、そのねじ軸はクーラントがかからないように、蛇腹等のカバーで覆われる。しかし、ケミカルクーラントがゴムや樹脂からなる蛇腹を溶かしてしまい、結果的にはクーラントがねじ軸にかかり、ねじ軸に付着しているグリースを洗い流し、ボールねじが潤滑不良になるということがある。こうしたことを防止するには、グリースの耐水性を向上させればよく、それには、
（１）グリースのちょう度を小さく、グリースを固くして、洗い流されにくくする。
（２）基油の粘度を高く、粘ちょうにして、洗い流されにくくする。という方法が一般的に採用される。
【０００６】
しかし、これらの方法では、特許文献１における混和ちょう度の小さいグリースと同様に次のような問題が発生する。
（１）ボールねじの駆動トルクが増大し、モータの負荷が過大になる。また、ボールねじの発熱量が増大し、その結果としてボールねじ軸は膨張量が大きくなり、精密な位置決めができなくなる。
（２）従来の自動給脂装置ではグリースの給脂が困難になる。グリースを給脂するためには、吐出圧力の高いポンプが必要になるとともに、グリースには高い圧力が作用するから、グリース配管内で基油と増ちょう剤とが分離してしまい、適正なグリースをボールねじに供給することができなくなる。
【０００７】
このように、工作機械に使用されている従来のグリースは、ケミカルクーラントの使用に適しているとはいいがたいものであった。
【０００８】
そこで、本発明者は、２０００ｒｐｍ以下、より好ましくは３００ｒｐｍ以下の低速で回転するボールねじに使用するのに好適であって、自動給脂装置での使用に適しており、しかもケミカルクーラントによって洗い流されることのない新規なグリースの提供を課題にしている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題解決のために、この発明が対象とするのは、原料基油と増ちょう剤とを含むグリースである。
【００１０】
かかるグリースにおいて、この発明が特徴とするところは、前記原料基油が４０℃において２５〜７０ｍｍ２／ｓｅｃの粘度を有する合成油からなり、前記増ちょう剤がウレアであって、前記グリースの混和ちょう度が３００〜３５０の範囲にあること、にある。
【００１１】
この発明の好ましい実施態様において、前記ウレアは脂肪族ウレアである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照して、この発明に係るグリースの詳細を説明すると、以下のとおりである。
【００１３】
図１は、この発明に係るグリースおよび比較試験用グリースを評価するための装置１である。装置１は、グリースを注入するボールねじ２がボールねじ軸３に取り付けられ、そのボールねじ軸３の一端部がブッシュ４を介してスピンドル６に連結されている。スピンドル６は、カップリング７を介してモータ８に連結されている。ボールねじ軸３のもう一端部は、支柱９に取り付けられたベアリングに支えられている。ボールねじ２には、ナット回転止め１１が取り付けられ、そのナット回転止め１１はボールねじ軸３に平行なガイド１２に摺動可能に取り付けられている。ボールねじ２は予圧が付与されており、ねじ軸３が回転すると、ナット１０もねじ軸３と同期回転しようとするが、ナット１０に取り付けられた回転止め１１により、ナット１０の回転運動が往復直線運動に変換される。装置１では、ボールねじ２に温度測定用の熱電対１３が取り付けられてレコーダ１５にまで延びている。ナット回転止め１１には歪ゲージ１４が取り付けられ、ブリッジボックス１７、ストレインアンプ１８を介してレコーダ１５にまで延びている。ねじ軸３の端部には、ダイヤルゲージ１９の接触子２１が水平方向から当接している。
【００１４】
装置１に使用されるボールねじ２の諸元は、次のとおりである：軸径４０ｍｍ，リード１２ｍｍ，使用ボール９／３２（＝直径７．１４４ｍｍ），循環数２．５巻２列，予圧３．２ｋＮ，トルク規格０．６６〜１．３３Ｎ・ｍ。
【００１５】
このような装置１では、ボールねじ２の分解・洗滌・組立を繰り返しながら実施例および比較例のグリースを１種類ずつ順にボールねじ２に注入する。ボールねじ２は、１０〜２０００ｒｐｍの範囲で回転させ、各種グリースによる各回転速度での温度上昇量を熱電対１３を使用して測定する。また、その温度上昇に伴うボールねじ軸３の寸法変化をダイヤルゲージ１９を使用して測定し、動トルクを歪ゲージ１４を使用して測定する。また、グリースが分離しているか否かを目視によって判断する。
【００１６】
この発明に係るグリースは、工作機械のボールねじに使用されたときに、クーラント、特にケミカルクーラントによって洗い流されることを防止するために増ちょう剤としてリチウム系よりも耐水性が高いウレア系のものを使用する。また、工作機械の運転、例えば仕上げ加工時の運転では、刃物等の送り速度を低くして加工物の仕上げ面を加工する。そのときに刃物台を動かすために使用されるボールねじは、低速運転下での駆動トルクが小さいものであることが望ましい。それゆえ、この発明では、ウレア系の増ちょう剤のうちで芳香族ウレアよりも、好ましくは脂肪族ウレアを使用する。後者のウレアであれば、組成的に柔らかいものを得やすいからである。さらにはまた、工作機械において自動給脂装置の使用が可能となるように基油粘度と混和ちょう度とを調整する。
【００１７】
表１は、ボールねじ２の温度上昇量と動トルクの発生量との測定に供したこの発明に係るグリースである実施例１，２のグリースと、これらのグリースと対比されるグリースである比較例１〜７のグリースの性状を示している。
【００１８】
【表１】
2005053983.tif 000002
【００１９】
表１において、粘度はＪＩＳ  Ｋ  ２２２０の見掛け粘度試験方法において測定される値であり、混和ちょう度はＪＩＳ  Ｋ  ２２２０のちょう度試験方法において測定される値である。実施例１，２のグリースは、基油のタイプが合成油であり、基油の粘度（４０℃）がおよそ２５〜７０ｍｍ２／ｓｅｃの範囲にある。増ちょう剤であるウレアは、実施例１で脂肪族ウレアが使用され、実施例２で芳香族ウレアが使用されている。脂肪族ウレアは、芳香族ウレアよりも一般的に柔らかいから、この発明では好ましくは脂肪族ウレアが使用される。ウレアが使用されたグリースの混和ちょう度は、およそ３００〜３５０の範囲にある。比較例１〜７のうちで比較例１のグリースは、ボールねじ用グリースとして市販されている典型的なものの一例である。
【００２０】
図２は、図１の装置において、ねじ軸３の回転速度を１０００，１５００，２０００ｒｐｍ、ナット移動距離を４００ｍｍ、加減速時間を０．２ｓｅｃ、休止時間を２．０ｓｅｃに設定して、各種グリースによる温度上昇量を測定したときの結果を示すグラフである。温度上昇量の測定では、図１のねじ軸３を一定の速度で回転させてナットの温度に約２０分間変化が認められないときに、その回転速度における温度が平衡状態に達したと判断し、そのときのナット温度と室温との差をナット温度上昇量とした。各種グリースによるナット温度上昇量は、ねじ軸３の回転速度の増加とともに一様に増加する傾向にあって、実施例１，２のグリースによる温度上昇量は、比較例１〜７のいずれよりも低いが、比較例３よりは高かった。図示してはいないが、温度上昇量と同時に測定した各種グリース間におけるねじ軸３の伸長量の差異は、図２と同じ傾向にあった。
【００２１】
図３は、実施例１，２および比較例１，２，３の各種グリースについて、図１の装置で動トルクの発生量を測定したときの結果を示すグラフである。実施例１，２のグリースは、ねじ軸３の回転速度がおよそ３００ｒｐｍ以下の低速度であるときに、比較例１〜３のグリースよりも低い動トルクを示した。
【００２２】
図２，３におけるこのような結果から、基油が４０℃において２５〜７０ｍｍ２／ｓｅｃ程度の粘度を有する合成油であって、増ちょう剤としてウレアを使用し、混和ちょう度を３００〜３５０程度に調整したグリースは、低速で運転する工作機械等のボールねじに使用するグリースとして優れたものであることがわかる。また、このように混和ちょう度の値が大きいグリースは、工作機械等で使用される自動給脂装置用のものとして好適である。
【００２３】
表２は、実施例１，２のグリースを対象に各種クーラントを使用してＪＩＳ  Ｋ  ２２２０に規定の水洗耐水度試験に準拠した試験を３８℃において１時間実施した結果である。
【００２４】
【表２】
2005053983.tif 000003
【００２５】
クーラントには、水の他に、市販のユシロ化学工業（株）製ユシローケン  シンセティック＃８８０、ユシローケン  シンセティック＃６６３、ユシローケンＦＸ８８を使用した。表２の結果から、実施例１，２のグリースは、ケミカルクーラントによって洗い流されることが殆どないものということができる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明に係るグリースは、基油として４０℃における粘度が２５〜７０ｍｍ２／ｓｅｃの合成油を使用し、増ちょう剤にはウレアを使用して混和ちょう度を３００〜３５０に調整することによって、工作機械等におけるボールねじに使用したときに、その温度上昇を抑え、かつ動トルクの発生を低く抑えるとともに、水洗耐水性の高いものになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】試験装置の側面図。
【図２】各種グリースによるねじ軸回転速度と温度上昇量との関係を示すグラフ。
【図３】各種グリースによるねじ軸回転速度と動トルクの発生量との関係を示すグラフ。
【図１】
2005053983.tif 000004
【図２】
2005053983.tif 000005
【図３】
2005053983.tif 000006