JP2015028351A - Grease-packed bearing for inverter driving motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインバータ駆動モータ用グリース封入軸受に関し、特に産業機械や自動車電装補機用のインバータ駆動モータに用いられるグリース封入軸受に関する。 The present invention relates to a grease-filled bearing for an inverter drive motor, and more particularly to a grease-filled bearing used for an inverter drive motor for industrial machinery or automotive electrical equipment.
自動車における電装部品や補機、産業機械におけるモータ等は、年々小型化や高性能化、高出力化が求められており、使用条件が厳しくなってきている。これらには、密封深溝玉軸受(転がり軸受)が一般的に使用されており、インバータ制御のモータにおいても多く使用されている。インバータ制御することによる、保守点検の簡易化、高速化、可変対応可能等の利便性のため、インバータモータの利用比率は増加しており、今後もその増加傾向は続く見込みである。インバータ制御は、電圧と周波数とを調整するものであり、インバータ駆動モータに組み込まれる転がり軸受は、インバータ回路からの高周波の電流が流れ込むことにより起こる「電食」と呼ばれる損傷を転走面等において受けることがある。 Electrical components and accessories in automobiles, motors in industrial machines, and the like are required to be downsized, high performance, and high output year by year, and usage conditions are becoming stricter. For these, sealed deep groove ball bearings (rolling bearings) are generally used, and are often used in inverter-controlled motors. Inverter motor usage is increasing due to convenience such as simplified and high-speed maintenance and variable support by controlling inverters, and this trend is expected to continue in the future. Inverter control adjusts voltage and frequency. Rolling bearings built into inverter-driven motors cause damage called "electric corrosion" that occurs when high-frequency current flows from the inverter circuit on the rolling surface. I may receive it.
このような不具合を発生させないように、従来では、軸受を構成する転動体をセラミックスで形成して絶縁することにより、電食による損傷を回避することが提案されている(特許文献1および特許文献2参照)。また、特許文献3では、グリースの基油にイオン性液体を用い、増ちょう剤にカーボンブラックを用いることで、グリース自体の体積抵抗率を下げて電食を防止する転がり軸受が提案されている(特許文献3参照)。その他、封入するグリースにおいて、不動態被膜(酸化被膜)などを形成可能な添加剤を配合して電食を防止することが考えられる。
In order to prevent such a problem from occurring, conventionally, it has been proposed to avoid damage caused by electrolytic corrosion by forming and insulating the rolling elements constituting the bearing with ceramics (
しかしながら、特許文献1や2のようにセラミックス製の軸受部材を用いる場合、製品コストが非常に高価となり、一般的な対策とは言い難い。また、特許文献3では、封入するグリースの体積抵抗率を下げるために、基油と増ちょう剤との組み合わせが限定され、十分な潤滑寿命を確保することが困難となるおそれがある。
However, when a ceramic bearing member is used as in
また、インバータ駆動モータ用軸受では、振動や異音の発生を防止すること、すなわち音響特性に優れることも重要な課題である。電食による摩耗を防止することは、該振動や異音の防止に繋がる。しかし、封入するグリースにおいて、不動態被膜(酸化被膜)などを形成可能な添加剤を配合して電食を防止しようとする場合、酸化被膜により電食自体を防止できても、その添加剤種によっては振動や異音が発生するおそれがある。 In addition, in an inverter drive motor bearing, it is also important to prevent the occurrence of vibrations and abnormal noise, that is, to have excellent acoustic characteristics. Preventing wear due to electrolytic corrosion leads to prevention of the vibration and abnormal noise. However, when an additive that can form a passive film (oxide film) or the like is added to the grease to be sealed to prevent electrolytic corrosion, the type of additive may be used even if electrolytic corrosion itself can be prevented by the oxide film. Depending on the case, vibration or abnormal noise may occur.
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、電食による損傷を効果的に抑制でき、かつ音響特性にも優れるインバータ駆動モータ用グリース封入軸受の提供を目的とする。 The present invention has been made to cope with such problems, and an object of the present invention is to provide a grease-filled bearing for an inverter drive motor that can effectively suppress damage due to electrolytic corrosion and has excellent acoustic characteristics.
本発明のインバータ駆動モータ用グリース封入軸受は、インバータ制御により駆動されるインバータ駆動モータの回転子を支持する軸受であり、内輪と、外輪と、この内外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体の周囲に封入されるグリースと、上記内輪および外輪の軸方向両端開口部に設けられた該グリースを封止するためのシール部材とを備えてなり、上記グリースは、基油と増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなり、上記添加剤は少なくともアルキル芳香族スルホン酸のアミン塩を含有し、該アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩が上記ベースグリース100重量部に対して0.05〜10重量部含まれることを特徴とする。 The grease sealed bearing for the inverter drive motor of the present invention is a bearing that supports the rotor of the inverter drive motor driven by inverter control, and includes an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between the inner and outer rings, Grease sealed around the rolling elements and a seal member for sealing the grease provided at both axial opening portions of the inner ring and the outer ring are provided. An additive is blended in a base grease composed of a funnel, and the additive contains at least an amine salt of an alkyl aromatic sulfonic acid, and the amine salt of the alkyl aromatic sulfonic acid is added to 100 parts by weight of the base grease. On the other hand, 0.05-10 weight part is contained.
上記アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩を構成するアミンが、アミノ基を複数有するアミンであることを特徴とする。特に、上記アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩が、ジノニルナフタレンスルホン酸のジエチレントリアミン塩またはエチレンジアミン塩であることを特徴とする。 The amine constituting the amine salt of the alkyl aromatic sulfonic acid is an amine having a plurality of amino groups. In particular, the amine salt of the alkyl aromatic sulfonic acid is diethylene triamine salt or ethylenediamine salt of dinonylnaphthalene sulfonic acid.
上記基油がエステル油およびポリ−α−オレフィン(以下、「PAO」ともいう)油から選ばれる少なくとも1つの油であり、上記増ちょう剤がウレア化合物を含むことを特徴とする。 The base oil is at least one oil selected from ester oils and poly-α-olefin (hereinafter also referred to as “PAO”) oils, and the thickener includes a urea compound.
上記内輪、上記外輪、および上記転動体が鉄系金属からなることを特徴とする。 The inner ring, the outer ring, and the rolling element are made of a ferrous metal.
本発明のインバータ駆動モータ用グリース封入軸受は、基油と増ちょう剤とからなるベースグリースに、添加剤としてアルキル芳香族スルホン酸のアミン塩を所定割合で配合したグリースを封入してなるので、インバータ回路からの高周波の電流が流れ込むことにより起こる転走面等での損傷(電食)を抑制し、長時間の使用が可能となる。また、音響特性にも優れ、振動や異音の発生を防止できる。さらに、軸受部材である内輪、外輪、転動体について、鉄系金属材料を使用することができ、セラミックス等を使用する必要がないため安価に得られる。 The grease-enclosed bearing for an inverter drive motor of the present invention is formed by encapsulating a base grease composed of a base oil and a thickener with a grease blended with an amine salt of an alkyl aromatic sulfonic acid at a predetermined ratio as an additive. Damage (electric corrosion) on the rolling surface caused by high-frequency current flowing from the inverter circuit is suppressed, and long-term use is possible. In addition, it has excellent acoustic characteristics and can prevent vibration and abnormal noise. Furthermore, iron-based metal materials can be used for the inner ring, outer ring, and rolling elements that are bearing members, and it is not necessary to use ceramics or the like.
本発明の一実施例を図1に基づいて説明する。モータの回転子を支持するインバータ駆動モータ用グリース封入軸受の一例を図1に示す。図1(a)は該軸受を出力モータ用軸受に使用したモータの概略断面図であり、図1(b)は図1(a)のA部拡大図である。図1(a)および(b)に示すように、モータ10は、主軸11と連動するプーリ17にベルト18を装着して負荷対象を回転させている。主軸11にロータ13が取り付けられ、その一端にプーリ17が取り付けられ、空調用ファンなどを回転させるベルト18が装着されている。また、主軸11は、ロータ13の両端に取り付けられた第1ラジアル玉軸受15および第2ラジアル玉軸受16により、フランジ14に回転自在に軸支されている。フランジ14には、ロータ13に対向してステータ12が固定されている。さらに、波形ばね座金19がフランジ14と第2ラジアル玉軸受16との間に位置して予圧を付与している。第1ラジアル玉軸受15および第2ラジアル玉軸受16が、本発明のインバータ駆動モータ用グリース封入軸受であり、主軸11を介して回転子であるロータ13を支持している。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. An example of a grease-filled bearing for an inverter drive motor that supports the rotor of the motor is shown in FIG. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a motor using the bearing as a bearing for an output motor, and FIG. 1B is an enlarged view of a portion A in FIG. As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図1(a)および(b)では、ばねを用いて予圧する方法が採用され、さらばね、波形ばね座金19などがフランジ14と第2ラジアル玉軸受16との間に位置して予圧を付与している状態を示している。第2ラジアル玉軸受16は、図1(b)に示すように、内方部材としての内輪2、外方部材としての外輪3、転動体としての複数の玉4、および複数の玉4を保持する保持器5を備えている。さらに、内輪2および外輪3の軸方向両端開口部には、図示しないシール部材が設けられ、玉4の周囲に後述する所定のグリースが封入されている。また、第1ラジアル玉軸受15は、第2ラジアル玉軸受16と同様の構造である。この形態では、第1ラジアル玉軸受15および第2ラジアル玉軸受16として、深溝玉軸受を使用している。なお、深溝玉軸受の他に、必要に応じて、例えばアンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受なども採用することもできる。
1 (a) and 1 (b), a method of preloading using a spring is employed, and a spring, a
上記のインバータ駆動モータ用グリース封入軸受(深溝玉軸受)の詳細を図2に基づいて説明する。図2は、該軸受の断面図である。インバータ駆動モータ用グリース封入軸受1は、深溝玉軸受であり、外周面に内輪転走面2aを有する内輪2と内周面に外輪転走面3aを有する外輪3とが同心に配置され、内輪転走面2aと外輪転走面3aとの間に複数個の転動体である玉4が配置される。また、この複数個の転動体である玉4を保持する保持器5が設けられている。また、外輪3等に固定されるシール部材6が、内輪2および外輪3の軸方向両端開口部8a、8bに設けられている。少なくとも玉4の周囲に後述する所定のグリース7が封入されている。
The details of the above grease-filled bearing for the inverter drive motor (deep groove ball bearing) will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view of the bearing. The grease-filled
内輪、外輪、転動体、保持器等の軸受部材は、鉄系金属材料で形成できる。本発明では後述するグリースの作用により電食を防止するため、これらの軸受部材についてセラミックス材料を用いる必要がない。鉄系金属材料としては、軸受分野で一般的に用いられる任意の材料であり、例えば、高炭素クロム軸受鋼(SUJ1、SUJ2、SUJ3、SUJ4、SUJ5等;JIS G 4805)、浸炭鋼(SCr420、SCM420等;JIS G 4053)、ステンレス鋼(SUS440C等;JIS G 4303)、高速度鋼(M50等)、冷間圧延鋼などが挙げられる。 Bearing members such as an inner ring, an outer ring, a rolling element, and a cage can be formed of a ferrous metal material. In the present invention, it is not necessary to use a ceramic material for these bearing members in order to prevent electrolytic corrosion by the action of grease described later. The ferrous metal material is an arbitrary material generally used in the bearing field. For example, high-carbon chromium bearing steel (SUJ1, SUJ2, SUJ3, SUJ4, SUJ5, etc .; JIS G 4805), carburized steel (SCr420, SCM420 etc .; JIS G 4053), stainless steel (SUS440C etc .; JIS G 4303), high speed steel (M50 etc.), cold rolled steel, etc. are mentioned.
本発明のインバータ駆動モータ用グリース封入軸受に用いるグリースは、基油と増ちょう剤とからなるベースグリースに、アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩を必須添加剤として配合したものである。アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩を配合することで、軸受転走面にこれが吸着等して安定な被膜が形成される。この被膜により、通電時の摩耗を低減でき、電食を防止できる。鉄系金属からなる転動体と軌道輪、転動体と保持器などの軸受部材同士が、グリースに接触しながら転がり接触・摺動する場合、部材同士の接触面において、油膜が殆ど無くなり、部分的に金属同士の表面が直接触れ合っているような状態である境界潤滑条件となる場合がある。このように、摺動面における過酷条件下(境界潤滑条件)で油膜が薄くなる場合であっても、アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩が該部分に入り込みやすく上記被膜を形成できる。 The grease used for the grease-sealed bearing for the inverter drive motor of the present invention is obtained by blending an amine salt of an alkyl aromatic sulfonic acid as an essential additive with a base grease composed of a base oil and a thickener. By blending an amine salt of an alkyl aromatic sulfonic acid, it is adsorbed on the bearing rolling surface and a stable film is formed. This coating can reduce wear during energization and prevent electrolytic corrosion. When rolling elements and bearing rings made of iron-based metal and rolling members and cages, etc., are in rolling contact / sliding while in contact with grease, there is almost no oil film on the contact surface between the members, and partial In some cases, the boundary lubrication conditions are such that the surfaces of the metals directly touch each other. Thus, even when the oil film becomes thin under severe conditions (boundary lubrication conditions) on the sliding surface, the above-mentioned film can be formed in which the amine salt of alkylaromatic sulfonic acid easily enters the portion.
本発明で使用できるアルキル芳香族スルホン酸のアミン塩を構成するスルホン酸としては、その芳香族基が単環、多環縮合環のいずれでもよく、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等が挙げられる。これらの中でも、熱安定性に優れていることから、芳香族基がベンゼンである下記式(1)で示すアルキルベンゼンスルホン酸、芳香族基がナフタレンである下記式(2)で示すアルキルナフタレンスルホン酸が好ましい。特に高い熱安定性を有することから、ジノニルナフタレンスルホン酸等のアルキルナフタレンスルホン酸が好ましい。
式(1)(2)中において、R、R’は、それぞれアルキル基(脂肪族炭化水素基)であり、nは1〜3の整数である。R、R’における炭素数は、1〜30が好ましく、6〜18がより好ましく、8〜10が特に好ましい。 In the formulas (1) and (2), R and R ′ are each an alkyl group (aliphatic hydrocarbon group), and n is an integer of 1 to 3. 1-30 are preferable, as for carbon number in R and R ', 6-18 are more preferable, and 8-10 are especially preferable.
また、アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩を構成するアミンとしては、エチルアミン、トリメチルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどが挙げられる。これらの中でも、アミノ基を複数有するエチレンジアミンやジエチレントリアミンを用いることが好ましい。アミンとしてエチレンジアミンやジエチレントリアミンを用いる場合、キレート作用により鉄イオンを挟み込み鉄系金属新生面の露出を防止でき、また、金属表面への吸着力が高く、電食による摩耗を低減できる被膜を容易に形成しやすい。 Examples of the amine constituting the amine salt of the alkyl aromatic sulfonic acid include ethylamine, trimethylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine and the like. Among these, it is preferable to use ethylenediamine or diethylenetriamine having a plurality of amino groups. When ethylenediamine or diethylenetriamine is used as the amine, iron ions can be sandwiched by chelating action to prevent exposure of the new surface of the iron-based metal, and it can easily form a coating that has high adsorption power to the metal surface and can reduce wear due to electrolytic corrosion. Cheap.
アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩は、1種単独で用いても2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩は、室温および使用温度で液状のものが好ましい。また、脂肪族溶剤、鉱物油等に分散された状態であってもよい。液状物を用いることで、音響特性への悪影響がなく、また、過酷条件下で摺動部の油膜が薄くなる場合でも該摺動部により入り込みやすく被膜を形成しやすい。アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩の動粘度としては、100℃において10〜100mm2/sが好ましく、100℃において20〜85mm2/sがより好ましい。 The amine salt of alkyl aromatic sulfonic acid may be used alone or in combination of two or more. The amine salt of alkyl aromatic sulfonic acid is preferably liquid at room temperature and operating temperature. Further, it may be dispersed in an aliphatic solvent, mineral oil or the like. By using a liquid material, there is no adverse effect on the acoustic characteristics, and even when the oil film of the sliding portion becomes thin under severe conditions, it is easy to enter the sliding portion and form a film. The kinematic viscosity of the amine salts of alkyl aromatic sulfonic acid, preferably 10 to 100 mm 2 / s at 100 ° C., more preferably 20~85mm 2 / s at 100 ° C..
アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩の市販品としては、例えば、King社製のNA−SUL DTA(ジノニルナフタレンスルホン酸のジエチレントリアミン塩)、NA−SUL EDS(ジノニルナフタレンスルホン酸のエチレンジアミン塩)等が挙げられる。 Examples of commercially available amine salts of alkyl aromatic sulfonic acids include, for example, King's NA-SUL DTA (diethylenetriamine salt of dinonylnaphthalenesulfonic acid), NA-SUL EDS (ethylenediamine salt of dinonylnaphthalenesulfonic acid), etc. Is mentioned.
また、アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩に替えて、同スルホン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩を用いる場合、後述の比較例等に示すとおり、電食による摩耗を防止できない場合がある。このため、アルキル芳香族スルホン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩は含有しないことが好ましい。 In addition, when an alkali metal salt or alkaline earth metal salt of the sulfonic acid is used in place of the amine salt of the alkyl aromatic sulfonic acid, wear due to electrolytic corrosion may not be prevented, as shown in Comparative Examples described later. . For this reason, it is preferable not to contain the alkali metal salt or alkaline-earth metal salt of alkyl aromatic sulfonic acid.
アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩の配合割合は、ベースグリース(基油と増ちょう剤)100重量部に対して0.05〜10重量部とする。アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩の配合割合が0.05重量部未満であると、電食による摩耗を十分に防止できないおそれがある。また、アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩の配合割合が10重量部をこえると、鉄との反応性が高くなりすぎて腐食摩耗などの異常摩耗が生じるおそれがある。好ましくは0.1〜10重量部であり、より好ましくは0.5〜5重量部であり、さらに好ましくは1〜3重量部である。 The mixing ratio of the amine salt of the alkyl aromatic sulfonic acid is 0.05 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base grease (base oil and thickener). When the compounding ratio of the amine salt of the alkyl aromatic sulfonic acid is less than 0.05 parts by weight, there is a possibility that abrasion due to electrolytic corrosion cannot be sufficiently prevented. Moreover, when the compounding ratio of the amine salt of alkyl aromatic sulfonic acid exceeds 10 parts by weight, the reactivity with iron becomes too high, and abnormal wear such as corrosion wear may occur. Preferably it is 0.1-10 weight part, More preferably, it is 0.5-5 weight part, More preferably, it is 1-3 weight part.
本発明で使用できる基油としては、特に限定されず、通常のグリースの分野で使用される一般的なものを使用できる。例えば、スピンドル油、冷凍機油、タービン油、マシン油、ダイナモ油等の鉱油、高度精製鉱油、流動パラフィン油、ポリブテン油、フィッシャー・トロプシュ法により合成されたGTL油、PAO油、アルキルナフタレン油、脂環式化合物等の炭化水素系合成油、または、天然油脂、ポリオールエステル油、りん酸エステル油、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、ポリグリコール油等のエステル油、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、フッ素化油等の非炭化水素系合成油等が挙げられる。これらを単独で用いても2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 The base oil that can be used in the present invention is not particularly limited, and those commonly used in the field of ordinary grease can be used. For example, mineral oil such as spindle oil, refrigeration oil, turbine oil, machine oil, dynamo oil, highly refined mineral oil, liquid paraffin oil, polybutene oil, GTL oil synthesized by Fischer-Tropsch method, PAO oil, alkylnaphthalene oil, fat Hydrocarbon synthetic oils such as cyclic compounds, or natural oils, polyol ester oils, phosphate ester oils, polymer ester oils, aromatic ester oils, carbonate ester oils, diester oils, polyglycol oils and other ester oils, silicones Non-hydrocarbon synthetic oils such as oil, polyphenyl ether oil, alkyldiphenyl ether oil, alkylbenzene oil, and fluorinated oil. These may be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、耐熱性、潤滑性、および低騒音性に優れることから、PAO油およびエステル油から選ばれる少なくとも1つの油を用いることが好ましい。 Among these, it is preferable to use at least one oil selected from PAO oil and ester oil because of excellent heat resistance, lubricity, and low noise.
基油の動粘度(混合油の場合は、混合油の動粘度)としては、40℃において10〜200mm2/sが好ましい。より好ましくは10〜120mm2/sである。 The kinematic viscosity of the base oil (in the case of a mixed oil, the kinematic viscosity of the mixed oil) is preferably 10 to 200 mm 2 / s at 40 ° C. More preferably, it is 10-120 mm < 2 > / s.
本発明で使用できる増ちょう剤としては、特に限定されず、通常グリースの分野で使用される一般的なものを使用できる。例えば、金属石けん、複合金属石けんなどの石けん系増ちょう剤、ベントン、シリカゲル、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物などの非石けん系増ちょう剤を使用できる。金属石けんとしては、リチウム石けん、ナトリウム石けん、カルシウム石けん、アルミニウム石けんなどが、金属複合石けんとしては、リチウムコンプレックス石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウムコンプレックス石けんなどが、ウレア化合物およびウレア・ウレタン化合物としては、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、他のポリウレア化合物、ジウレタン化合物などが挙げられる。これらの中でも、低騒音性、耐熱性に優れ、低コストであることから、ウレア化合物またはリチウム石けんを用いることが好ましい。 The thickener that can be used in the present invention is not particularly limited, and those commonly used in the field of grease can be used. For example, soap-type thickeners such as metal soaps and composite metal soaps, and non-soap-type thickeners such as benton, silica gel, urea compounds and urea / urethane compounds can be used. Examples of metal soaps include lithium soap, sodium soap, calcium soap, and aluminum soap. Examples of metal composite soaps include lithium complex soap, calcium complex soap, and aluminum complex soap. Urea compounds and urea / urethane compounds include diurea. Examples thereof include compounds, triurea compounds, tetraurea compounds, other polyurea compounds, and diurethane compounds. Among these, it is preferable to use a urea compound or lithium soap because of its low noise and heat resistance and low cost.
ウレア化合物は、ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られる。ポリイソシアネート成分としては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜などが挙げられる。また、モノアミン成分は、脂肪族モノアミン、脂環族モノアミンおよび芳香族モノアミンを用いることができる。脂肪族モノアミンとしては、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミンなどが挙げられる。脂環族モノアミンとしては、シクロヘキシルアミンなどが挙げられる。芳香族モノアミンとしては、アニリン、p−トルイジンなどが挙げられる。 A urea compound is obtained by reacting a polyisocyanate component and a monoamine component. Examples of the polyisocyanate component include phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, diphenyl diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, octadecane diisocyanate, decane diisocyanate, and hexane diisocyanate. Moreover, an aliphatic monoamine, an alicyclic monoamine, and an aromatic monoamine can be used for a monoamine component. Aliphatic monoamines include hexylamine, octylamine, dodecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, stearylamine, oleylamine and the like. Examples of the alicyclic monoamine include cyclohexylamine. Aromatic monoamines include aniline, p-toluidine and the like.
これらのウレア化合物の中でも、耐熱性、潤滑性、低騒音性を兼ね備えることから、ポリイソシアネート成分として芳香族ジイソシアネートを用い、モノアミン成分とし脂肪族モノアミンを用いた脂肪族ジウレア化合物を用いることが好ましい。 Among these urea compounds, it is preferable to use an aliphatic diurea compound using an aromatic diisocyanate as a polyisocyanate component and an aliphatic monoamine as a monoamine component because it has heat resistance, lubricity and low noise.
基油に増ちょう剤を配合してベースグリースが得られる。ウレア化合物を増ちょう剤とするベースグリースは、基油中で上記ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応させて作製する。ベースグリース100重量部に占める増ちょう剤の配合割合は1〜40重量部、好ましくは3〜25重量部である。増ちょう剤の含有量が1重量部未満では、増ちょう効果が少なくなり、グリース化が困難となり、40重量部をこえると得られたベースグリースが硬くなりすぎ、所期の効果が得られ難くなる。 Base grease can be obtained by blending thickener with base oil. A base grease using a urea compound as a thickener is prepared by reacting the polyisocyanate component and the monoamine component in a base oil. The blending ratio of the thickener in 100 parts by weight of the base grease is 1 to 40 parts by weight, preferably 3 to 25 parts by weight. If the content of the thickener is less than 1 part by weight, the thickening effect is reduced, making it difficult to form a grease. If the content exceeds 40 parts by weight, the obtained base grease becomes too hard and the desired effect is difficult to obtain. Become.
上記グリースの作製方法としては、まず、基油にアルキル芳香族スルホン酸のアミン塩を配合し、この基油を用いて増ちょう剤を作製する方法、グリースを調整した後にこれに分散液を加える方法のいずれであってもよい。アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩がアミノ基を含むので、基油中で上記ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応させてベースグリースを作製した後に、アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩を添加することが好ましい方法である。 As a method for preparing the grease, first, an amine salt of an alkyl aromatic sulfonic acid is blended with the base oil, and a thickener is prepared using the base oil. After preparing the grease, a dispersion is added thereto. Any of the methods may be used. Since the amine salt of the alkyl aromatic sulfonic acid contains an amino group, the base salt is prepared by reacting the polyisocyanate component and the monoamine component in the base oil, and then the amine salt of the alkyl aromatic sulfonic acid is added. Is a preferred method.
上記グリースの混和ちょう度(JIS K 2220)は、200〜350の範囲にあることが好ましい。ちょう度が200未満である場合は、油分離が小さく潤滑不良となるおそれがある。一方、ちょう度が350をこえる場合は、グリースが軟質で軸受外に流出しやすくなり好ましくない。 The grease penetration (JIS K 2220) is preferably in the range of 200 to 350. When the consistency is less than 200, oil separation is small and there is a risk of poor lubrication. On the other hand, if the consistency exceeds 350, the grease is soft and easily flows out of the bearing, which is not preferable.
上記グリースには、本発明の目的(特に音響特性)を損なわない範囲で、必要に応じてアルキル芳香族スルホン酸のアミン塩以外の公知の酸化防止剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤、防錆剤、油性剤、摩擦低減剤などの添加剤を含有させてもよい。上記の中でも添加剤として、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤およびジチオリン酸亜鉛から選ばれる少なくとも1つの酸化防止剤を含むことが好ましい。特に、ジチオリン酸亜鉛(ジアルキルジチオリン酸亜鉛)は必須とし、これにフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤の一方を併用することが好ましい。また、これら酸化防止剤の配合割合は、基油と増ちょう剤の合計量100重量部に対して合計で0.5〜5重量部であることが好ましい。 In the above grease, as long as the object of the present invention (especially acoustic properties) is not impaired, a known antioxidant other than an alkyl aromatic sulfonic acid amine salt, a metal deactivator, a viscosity index improver, You may contain additives, such as a rust preventive agent, an oiliness agent, and a friction reducing agent. Among these, it is preferable that the additive contains at least one antioxidant selected from a phenol-based antioxidant, an amine-based antioxidant, and zinc dithiophosphate. In particular, zinc dithiophosphate (zinc dialkyldithiophosphate) is essential, and it is preferable to use either a phenol-based antioxidant or an amine-based antioxidant in combination. Moreover, it is preferable that the mixture ratio of these antioxidants is 0.5-5 weight part in total with respect to 100 weight part of total amounts of a base oil and a thickener.
また、含まないことが好ましい添加剤としては、無機酸のアルカリ金属塩、無機酸のアルカリ土類金属塩が挙げられる。ここで、無機酸としては、リン酸(オルトリン酸)、塩酸、硝酸、硫酸、ホウ酸等が挙げられ、アルカリ金属およびアルカリ土類金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられる。具体的には、第三リン酸カルシウム(オルトリン酸のカルシウム塩)などが挙げられる。また、モリブデン酸の金属塩も含まないことが好ましい。 Additives preferably not included include alkali metal salts of inorganic acids and alkaline earth metal salts of inorganic acids. Here, examples of the inorganic acid include phosphoric acid (orthophosphoric acid), hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, boric acid and the like. Examples of the alkali metal and alkaline earth metal include lithium, sodium, potassium, calcium, strontium, barium and the like. Is mentioned. Specific examples include tricalcium phosphate (calcium salt of orthophosphoric acid). Moreover, it is preferable not to contain the metal salt of molybdate.
本発明を実施例および比較例により具体的に説明するが、これらの例によって何ら限定されるものではない。 The present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples, but is not limited to these examples.
実施例1〜実施例7、比較例1〜比較例7
表1に示した基油の半量に、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート(以下、MDIと記す)を各表に示す割合で溶解し、残りの半量の基油にMDIの2倍当量となるモノアミンを溶解した。それぞれの配合割合および種類は表1のとおりである。MDIを溶解した溶液を撹拌しながらモノアミンを溶解した溶液を加えた後、100〜120℃で30分間撹拌を続けて反応させて、ジウレア化合物を基油中に生成させベースグリースを得た。これにアルキル芳香族スルホン酸のアミン塩等の各添加剤を各表に示す配合割合で加えてさらに100〜120℃で10分間撹拌した。その後、冷却し、三本ロールで均質化してグリースを得た。
Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 to 7
A monoamine that dissolves 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI) in half of the base oil shown in Table 1 in the proportions shown in each table, and that is twice the equivalent of MDI in the remaining half of the base oil. Was dissolved. The respective blending ratios and types are shown in Table 1. A solution in which monoamine was dissolved was added while stirring the solution in which MDI was dissolved, and then the reaction was continued with stirring at 100 to 120 ° C. for 30 minutes to produce a diurea compound in the base oil to obtain a base grease. Each additive such as an amine salt of an alkyl aromatic sulfonic acid was added to the mixture at a blending ratio shown in each table, and the mixture was further stirred at 100 to 120 ° C. for 10 minutes. Thereafter, the mixture was cooled and homogenized with three rolls to obtain a grease.
得られたグリースについて以下の音響測定と通電摩耗試験を行なった。試験方法および試験条件を以下に示す。また、結果を表1に示す。 The obtained grease was subjected to the following acoustic measurement and electrical wear test. Test methods and test conditions are shown below. The results are shown in Table 1.
<音響測定>
表1に示すグリースを0.1g封入した深溝玉軸受(軸受寸法:φ8×φ22×7(mm))を用意し、この軸受に7.8Nのアキシアル荷重をかけ、1800rpmで30秒運転し、振動値G(RMS値)を測定した。下記のように3段階評価した。
◎:振動値が25mG未満
○:振動値が50mG未満
×:振動値が50mG以上
<Acoustic measurement>
A deep groove ball bearing (bearing dimensions: φ8 × φ22 × 7 (mm)) filled with 0.1 g of the grease shown in Table 1 was prepared, and an axial load of 7.8 N was applied to the bearing and operated at 1800 rpm for 30 seconds. Vibration value G (RMS value) was measured. Three-stage evaluation was performed as follows.
◎: Vibration value is less than 25 mG ○: Vibration value is less than 50 mG ×: Vibration value is 50 mG or more
<通電摩耗試験>
転がり軸受(51106)に各実施例で得られたグリースをそれぞれ1g封入し、室温(25℃)、アキシアル荷重1450N下で2Aの電流を外輪と内輪との間に負荷した状態で2600rpmの回転数で回転させ、24時間後に、電食による内、外輪の摩耗量を重量減少量にて測定した。下記のように3段階評価した。
◎:摩耗量が1mg未満
○:摩耗量が2mg未満
×:摩耗量が2mg以上
<Electrical wear test>
1 g of the grease obtained in each example was sealed in the rolling bearing (51106), and the rotation speed was 2600 rpm with a current of 2 A applied between the outer ring and the inner ring at room temperature (25 ° C.) and an axial load of 1450 N. After 24 hours, the amount of wear of the inner and outer rings due to electrolytic corrosion was measured in terms of weight loss. Three-stage evaluation was performed as follows.
A: Wear amount is less than 1 mg ○: Wear amount is less than 2 mg X: Wear amount is 2 mg or more
表1に示すように、アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩を配合した各実施例は、通電摩耗試験における摩耗量が少なく電食を効果的に防止でき、かつ、音響特性にも優れることが分かる。 As shown in Table 1, it can be seen that each example in which an amine salt of an alkyl aromatic sulfonic acid is blended has a small amount of wear in the current wear test and can effectively prevent electrolytic corrosion and has excellent acoustic characteristics. .
本発明のインバータ駆動モータ用グリース封入軸受は、インバータ回路からの高周波の電流が流れ込むことにより起こる損傷(電食)を抑制し、長時間の使用が可能であり、かつ音響特性にも優れるので、インバータ制御のモータに用いられる軸受として好適に利用できる。 The grease-filled bearing for the inverter drive motor of the present invention suppresses damage (electric corrosion) caused by high-frequency current flowing from the inverter circuit, can be used for a long time, and has excellent acoustic characteristics. It can be suitably used as a bearing used in an inverter-controlled motor.
1 インバータ駆動モータ用グリース封入軸受
2 内輪
3 外輪
4 玉(転動体)
5 保持器
6 シール部材
7 グリース
8a 開口部
8b 開口部
10 モータ
11 モータ主軸
12 ステータ
13 ロータ(回転子)
14 フランジ
15 第1の玉軸受
16 第2の玉軸受
17 プーリ
18 ベルト
19 波形ばね座金
1 Grease-sealed bearing for
DESCRIPTION OF
14
Claims (5)
該グリース封入軸受は、内輪と、外輪と、この内外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体の周囲に封入されるグリースと、前記内輪および外輪の軸方向両端開口部に設けられた該グリースを封止するためのシール部材とを備えてなり、
前記グリースは、基油と増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなり、前記添加剤は少なくともアルキル芳香族スルホン酸のアミン塩を含有し、該アルキル芳香族スルホン酸のアミン塩が前記ベースグリース100重量部に対して0.05〜10重量部含まれることを特徴とするインバータ駆動モータ用グリース封入軸受。 A grease sealed bearing for an inverter drive motor that supports a rotor of an inverter drive motor driven by inverter control,
The grease-sealed bearing is provided in the inner ring, the outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner and outer rings, grease sealed around the rolling element, and openings in both axial ends of the inner ring and the outer ring. And a sealing member for sealing the grease,
The grease comprises an additive added to a base grease comprising a base oil and a thickener, and the additive contains at least an amine salt of an alkyl aromatic sulfonic acid, and the amine salt of the alkyl aromatic sulfonic acid Is contained in an amount of 0.05 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base grease.
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WO2024048384A1 (en) * | 2022-09-02 | 2024-03-07 | Ntn株式会社 | Grease composition and rolling bearing |
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- 2013-07-30 JP JP2013157568A patent/JP2015028351A/en active Pending
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