(57)【要約】【課題】減速機や油圧機器に組込まれる転がり軸受において、負荷容量を向上させることなく耐久寿命の向上を図ることができる潤滑油組成物およびこの潤滑油組成物を用いる転がり軸受を提供する。【解決手段】産業機械用の減速機や油圧機器に使用され、外輪３と、つば付き内輪４と、これら内・外輪の軌道面間に介在する円すいころ５とを備える円すいころ軸受１８であって、該軸受は、ポリアルキレングリコールなどの合成油に、添加剤としてＭｏＤＴＣなどのモリブデン化合物を潤滑油組成物全体に対して 0.1〜10 重量％配合した潤滑油組成物により油潤滑される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減速機または油圧機器に組み込まれて使用される転がり軸受用の潤滑油組成物であって、
該潤滑油組成物は、合成油に、添加剤としてモリブデン化合物を配合してなり、該モリブデン化合物の配合割合は潤滑油組成物全体に対して 0.1〜10 重量％であることを特徴とする潤滑油組成物。
【請求項２】
前記合成油は、ポリアルキレングリコールであることを特徴とする請求項１記載の潤滑油組成物。
【請求項３】
前記ポリアルキレングリコールの粘度が、40℃において 100〜250 mm2/s であることを特徴とする請求項２記載の潤滑油組成物。
【請求項４】
前記モリブデン化合物は、モリブデンジチオカーバメートであることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の潤滑油組成物。
【請求項５】
減速機または油圧機器に組み込まれて使用され、潤滑油組成物により油潤滑される転がり軸受であって、
前記潤滑油組成物は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項記載の潤滑油組成物であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項６】
前記転がり軸受は、ラジアル荷重で 6500 N 以上が負荷される条件下で使用されることを特徴とする請求項５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、産業機械用の減速機や油圧機器に組込まれて油潤滑される転がり軸受用の潤滑油組成物および転がり軸受に関するものであり、特に油圧ショベル、ダンプトラック等の大型建設機械や産業用ロボットの減速機や油圧機器用転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル、ダンプトラック、ホイールローダ等の大型建設機械の動力伝達系には、普通、大きな減速比が得られる遊星歯車式の減速機が採用されている。
図３は、油圧ショベルの遊星歯車式の減速機を示す。この減速機は、入力軸１０に設けた駆動歯車１１と固定された内歯歯車１２のそれぞれに第１遊星歯車１３を噛合させ、上記駆動歯車１１の回転を第１遊星歯車１３に伝えて公転させ、その公転を入力軸１０と同軸上に設けた中間歯車１４から、その中間歯車１４と上記内歯歯車１２とに噛合する第２遊星歯車１５に伝え、自転しつつ公転する第２遊星歯車１５の公転により駆動スプロケット１６を回転させて、これに噛合する履帯１７に伝えるようにしている。
【０００３】
上記遊星歯車式減速機においては、第１遊星歯車１３および第２遊星歯車１５を円すいころ軸受１８、１９、アンギュラ軸受２０、２１で支持し、これらの軸受部を油潤滑して焼付きを防止している。
これらの油潤滑の潤滑油には、鉱油、合成油が用いられており、鉱油については、耐摩耗添加剤等が添加された潤滑油が使用されている。また、合成油においては、ポリアルキレングリコール等が使用されている。
図３に示した減速機に用いられているアンギュラ軸受の構造面での改良については、転動体と、転動体を保持する保持器と、転動体の内・外軌道面を有し、かつ、転動体と内・外軌道面とがラジアル方向に対して所定の接触角をもって接触する内・外輪とを具備するアンギュラ 玉軸受が知られている（特許文献１参照）。該軸受では、100 mm 以上の内輪内径に対する外輪外径の関係、転動体径に対する転動体間すきま、内・外輪の溝曲率および内・外輪の肩高さの比率を所定の範囲に制御することにより、必要な剛性の維持、定格荷重の向上、接触面圧の低下、内・外輪軌道面、転動体の早期剥離防止、面荒れの防止を図っている。
【０００４】
転がり軸受の早期寿命を引き起こすこの早期剥離は、金属疲労により生じる通常の転走面ないし表層の剥離とは異なり、軌道溝表面から内部に相当深く入り込んだ部分から突然に生じる特異な破壊現象を示している。
従来は、上記特異性剥離現象を解消するため、例えば特許文献１のような構造的改良により軸受サイズを変更し、負荷容量を向上させることで軸受寿命の向上を図るようにしていた。しかし、このような軸受の大型化は減速機自体の大型化につながり、コストを上昇させる要因となる。
【０００５】
また、本発明者らは、転がり軸受の特異な破壊現象が、転走面から内部に相当深く入り込んだ部分に生じていることから、金属内部に異物が侵入し、その異物の作用により、金属組織に変化が生じて亀裂を発生させたことによるものであると考えた。
一般機械部品では、水素が金属、特に鋼の内部に侵入すると、水素脆化を引き起こし、早期に破壊が生じることはよく知られている。一般の軸受においては、転動体と転走面の接触面に生じる応力は変動応力であり、水素脆化で問題になる遅れ破壊のように静止一定応力でないことから、水素脆化による破壊は問題になることはなかった。また、特に、条件の厳しい箇所で使用される油潤滑軸受では、転動体の転走面の汚れが使用の初期に起り、金属表面の触媒作用が消えることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、上述した産業機械用の減速機や油圧機器に組込まれた円すいころ軸受やアンギュラ玉軸受、ニードル軸受等の転がり軸受には、低速回転において重荷重、高振動が負荷されるため、転動体が転がり移動する転走面に剥離（フレーキング）が生じ、これら軸受が早期に寿命に至る事例が数多く報告されている。このフレーキングは、低速回転状態で重荷重、高振動が負荷されるため、転動体表面での油膜生成は難しく、転動体の動きにより、転走面が局部的に高温、高圧状態になり、転走面が鏡面摩耗して、それによる新生面の形成が触媒作用となり、潤滑油が分解し、その際発生した水素が原因で生じると予測される。また、同様の条件などで使用される産業用ロボットの転がり軸受についてもこれらの問題がある。
【特許文献１】特開平９−２６４３２１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に対処するためになされたものであり、産業機械用の減速機や油圧機器、特に大型建設機械や産業用ロボットなどの減速機や油圧機器に組込まれる転がり軸受において、負荷容量を向上させることなく耐久寿命の向上を図ることができる潤滑油組成物およびこの潤滑油組成物を用いる転がり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】
【０００８】
本発明の潤滑油組成物は、減速機または油圧機器に組み込まれて使用される転がり軸受用の潤滑油組成物であって、該潤滑油組成物は、合成油に、添加剤としてモリブデン化合物を配合してなり、該モリブデン化合物の配合割合は潤滑油組成物全体に対して 0.1〜10 重量％であることを特徴とする。
【０００９】
上記合成油は、ポリアルキレングリコールであることを特徴とする。特に、上記ポリアルキレングリコールの粘度が、40℃において 100〜250 mm2/s であることを特徴とする。
また、上記モリブデン化合物は、モリブデンジチオカーバメート（以下、ＭｏＤＴＣと記す）であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の転がり軸受は、減速機または油圧機器に組み込まれて使用され、上記の潤滑油組成物により油潤滑されることを特徴とする。
また、上記転がり軸受は、ラジアル荷重で 6500 N 以上が負荷される条件下で使用されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の潤滑油組成物は、ポリアルキレングリコールなどの合成油に、添加剤としてモリブデン化合物を潤滑油組成物全体に対して 0.1〜10 重量％配合してなるので、建設機械や産業用ロボットに使用される減速機や油圧機器に組込まれる転がり軸受に使用することで、軸受摺動面における水素脆化による特異性剥離を防止し、軸受寿命の向上を図ることができる。
【００１２】
本発明の転がり軸受は、上記潤滑油組成物により油潤滑されるので、低速回転において重荷重や高振動が負荷される産業機械用の減速機や油圧機器などに組み込まれて使用される際に、軸受摺動面における水素脆化による特異性剥離を防止でき、負荷容量を向上させることなく耐久寿命の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
産業機械用の減速機や油圧機器に組込まれる転がり軸受において、負荷容量を向上させることなく耐久寿命の向上を図ることができる潤滑油組成物について鋭意検討した。上述したように、産業機械用の減速機や油圧機器に使用される転がり軸受では、低速回転・重荷重・高振動などの条件により、転走面が鏡面摩耗し、それによる新生面の触媒作用で潤滑油が分解し、これに伴い発生した水素に起因してフレーキングが生じると予測される。これに対して本発明では、この転がり軸受の油潤滑にポリアルキレングリコールなどの合成油に、添加剤としてＭｏＤＴＣなどのモリブデン化合物を潤滑油組成物全体に対して 0.1〜10 重量％配合した潤滑油組成物を用いることで、転がり軸受の寿命を著しく向上させることを見出した。これは、モリブデン化合物の配合により軸受転走面に生成したモリブデン化合物被膜が、金属表面の触媒作用による潤滑油の分解による水素の発生を抑制して、水素脆性による特異な剥離を防止することができるものと考えられる。本発明はこのような知見に基づき完成されたものである。
【００１４】
本発明の潤滑油組成物に使用することができる合成油としては、ポリブテン、ポリ-α-オレフィン、アルキルナフタレン、脂環式化合物などの炭化水素系合成油、ポリオールエステル油、リン酸エステル油、ポリマーエステル油、芳香族エステル油、炭酸エステル油、ジエステル油、ポリアルキレングリコールなどのポリグリコール油、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、アルキルベンゼン油、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。
これらの中で高粘度指数を持つことからポリアルキレングリコールを用いることが好ましい。また、これらは、単独で、または２種類以上組み合わせて用いることができる。
【００１５】
本発明に用いるポリアルキレングリコールの粘度は、40℃において 100〜250 mm2/s であることが好ましい。100 mm2/s 未満であると摩耗が増大し、250 mm2/s をこえると回転トルクが増大して不都合を生じる。
【００１６】
本発明に使用できるモリブデン化合物としては、ＭｏＤＴＣ、モリブデンジチオフォスフェートなどの有機モリブデン化合物、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸リチウム、モリブデン酸マグネシウム、モリブデン酸カルシウムなどの無機モリブデン化合物が挙げられる。
これらの中で耐摩耗性に優れることからＭｏＤＴＣを用いることが好ましい。
【００１７】
本発明の潤滑油組成物においてモリブデン化合物の配合割合は、潤滑油組成物全体に対して 0.1〜10 重量％であることを必須とする。この配合割合の中では 0.3〜5 重量％であることが好ましい。配合量が 0.1 重量％未満であると軸受摺動面における水素脆化による特異性剥離を防止することが困難になる。配合量が 10 重量％をこえると剥離抑制効果が頭打ちになりコストが高くなる。
【００１８】
本発明の潤滑油組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて酸化防止剤、防錆剤、油性剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤などの公知の配合剤を配合できる。
【００１９】
本発明の転がり軸受を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す円すいころ軸受の断面図である。図１に示す円すいころ軸受１８は、図３に示した減速機の第１遊星歯車１３を支持する円すいころ軸受である。
この円すいころ軸受１８は、背面組合わせの一対の軸受ユニット１、１からなり、その対向面間に間座２が組込まれている。受ユニット１は、外輪３、つば付き内輪４および円すいころ５を有している。上記の構成からなる円すいころ軸受１８は、図３に示す減速機への組込み状態において、上述の潤滑油組成物が油浴または循環給油により油潤滑される。
【００２０】
図２は本発明の他の実施形態を示すアンギュラ玉軸受の断面図である。図２に示すアンギュラ玉軸受２０は、図３に示した減速機の車軸にスプロケット１６を回転可能に支持するアンギュラ玉軸受２０である。
このアンギュラ玉軸受２０は、外輪６と内輪７との間に転動体８が保持器９に保持されたアンギュラ玉軸受である。転動体８と、外輪６および内輪７の接触点を結ぶ直線がラジアル方向に対して接触角αを有しており、ラジアル荷重と一方向のアキシャル荷重を負荷することができる。アンギュラ玉軸受２０は、図３に示す減速機への組込み状態において、上述の潤滑油組成物が油浴または循環給油により油潤滑される。
【００２１】
上記各軸受は、油圧ショベルの遊星歯車式の減速機に使用されるものであるため、低速回転において重荷重が負荷される。具体的には、重荷重としてラジアル荷重で 6500 N 以上が負荷される。
【００２２】
上記の実施形態は、転がり軸受として、円すいころ軸受およびアンギュラ玉軸受に適用した場合について述べたが、この他にも深溝玉軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受等の転がり軸受にも適用することができる。
【実施例】
【００２３】
実施例１〜実施例６
表１に示す配合割合で 40℃における粘度が 100〜250 mm2/s であるポリアルキレングリコール油にＭｏＤＴＣを配合して潤滑油組成物を得た。この潤滑油組成物を用いて、以下に示す軸受耐久試験を実施し、軸受の軌道面が剥離するまでの時間を表１に併記した。
【００２４】
比較例１
40℃における粘度が 100〜250 mm2/s であるポリアルキレングリコール油を用いて、以下に示す軸受耐久試験を実施し、軸受の軌道面が剥離するまでの時間を表１に併記した。
【００２５】
＜軸受耐久試験＞
深溝玉軸受（ＮＴＮ社製：呼び番号  ６２０６）を使用し、回転数 3000 rpm 、ラジアル荷重 6860 N にて、油潤滑下で運転した。軸受軌道面が剥離して、異常振動が検出されるまでの時間を測定した。
【００２６】
【表１】
2009029891.tif 000003
表１に示すように、ポリアルキレングリコール油にＭｏＤＴＣを所定量配合した各実施例は、ポリアルキレングリコール油単独である比較例１と比較して、軸受寿命が大幅に向上したことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の潤滑油組成物は、潤滑油組成物を用いる軸受摺動面における水素脆化による特異性剥離を防止し、軸受寿命の向上を図ることができる。このため、大型建設機械や産業用ロボットの減速機や油圧機器に組込まれる転がり軸受として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態を示す円すいころ軸受の断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示すアンギュラ玉軸受の断面図である。
【図３】油圧ショベルの遊星歯車式の減速機を示す一部切欠き断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    軸受ユニット
２    間座
３    外輪、
４    つば付き内輪
５    円すいころ
６    外輪
７    内輪
８    転動体
９    保持器
１０    入力軸
１１    駆動歯車
１２    内歯歯車
１３    第１遊星歯車
１４    中間歯車
１５    第２遊星歯車
１６    駆動スプロケット
１７    履帯
１８、１９    円すいころ軸受
２０、２１    アンギュラ玉軸受
【図１】
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【図２】
2009029891.tif 000005
【図３】
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