專利名稱：滾動(dòng)軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于一般產(chǎn)業(yè)的各種電機(jī)用滾動(dòng)軸承，尤其涉及改善低溫時(shí)的護(hù)圈聲并降低微振磨損損傷(磨耗)及軸承轉(zhuǎn)矩的滾動(dòng)軸承。
背景技術(shù)：
作為通常產(chǎn)業(yè)用的例子可舉出空調(diào)裝置(以下稱為“空氣調(diào)節(jié)器”)用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝置。該空氣調(diào)節(jié)器近年來(lái)正在朝高性能化及多功能化發(fā)展，例如在通過(guò)高速運(yùn)轉(zhuǎn)而快速冷卻在短時(shí)間內(nèi)將室溫降低后，通過(guò)變頻控制以低速運(yùn)轉(zhuǎn)將房間溫度維持一定的技術(shù)。隨之就要求在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)抑制空氣的排出聲和電機(jī)的旋轉(zhuǎn)聲等的低噪音運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)。但是，在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，裝置內(nèi)部的冷卻效率降低，組裝在電機(jī)中的滾動(dòng)軸承的溫度有時(shí)會(huì)上升到100～120℃左右，難于確保潤(rùn)滑的油膜厚度，封裝在軸承內(nèi)的潤(rùn)滑脂容易劣化。而且，隨著劣化的發(fā)展就會(huì)產(chǎn)生噪音。
另外，在用于空氣調(diào)節(jié)器的室外機(jī)中，有時(shí)在冬季等低溫環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)軸承的初期聲響(護(hù)圈聲)會(huì)成為問(wèn)題。
并且，空氣調(diào)節(jié)器使用的電機(jī)裝置有時(shí)要在組裝有滾動(dòng)軸承的狀態(tài)下利用卡車(chē)自電機(jī)廠家向最終用戶長(zhǎng)距離運(yùn)輸。在這種運(yùn)輸中，卡車(chē)會(huì)接觸道路上的小的凹凸，由此形成反復(fù)施加的沖擊載荷，傳到滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體和軌道面反復(fù)進(jìn)行微小接觸，在軌道面上產(chǎn)生微振磨損損傷(磨耗)，從而引起噪音。
另一方面，考慮到上述高性能化、多功能化，同時(shí)考慮到環(huán)境限制，為了抑制來(lái)自電機(jī)的發(fā)熱，正在推進(jìn)小型化及低輸出化。因此，在用于這些用途的軸承中，轉(zhuǎn)矩特性正在作為重要的功能被考慮。滾動(dòng)軸承的動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩因滾動(dòng)接觸面的微小滑動(dòng)產(chǎn)生的摩擦、軸承內(nèi)的滑動(dòng)接觸部的滑動(dòng)摩擦及潤(rùn)滑脂的粘性阻力而產(chǎn)生。其中，眾所周知，潤(rùn)滑脂的粘性阻力受基礎(chǔ)油的動(dòng)粘度及潤(rùn)滑脂的稠度影響。因此，由于基礎(chǔ)油的動(dòng)粘度取決于形成流體潤(rùn)滑膜時(shí)油的剪切阻力，故該動(dòng)粘度的降低會(huì)使?jié)L動(dòng)軸承的動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)矩降低，因此，這會(huì)成為很大的解決對(duì)策。另外，由于潤(rùn)滑脂的稠度與軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)軸承內(nèi)部承受剪切時(shí)的溝道作用有關(guān)，故降低該稠度也是有效的。
但是，當(dāng)使基礎(chǔ)油的動(dòng)粘度降低時(shí)，如上所述，在空氣調(diào)節(jié)器的電機(jī)中，由于存在由變頻控制進(jìn)行的較低速運(yùn)轉(zhuǎn)，故難于確保油膜厚度。通常動(dòng)粘度低的油耐熱性低，聲響耐久性會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。另一方面，降低潤(rùn)滑脂的稠度要增加增稠劑的配比，故潤(rùn)滑脂中基礎(chǔ)油的量會(huì)相對(duì)減少，潤(rùn)滑脂的機(jī)械剪切阻力會(huì)升高，其結(jié)果基礎(chǔ)油對(duì)軸承潤(rùn)滑面的供給量會(huì)減少，不能長(zhǎng)期穩(wěn)定地維持潤(rùn)滑性。
因此，基礎(chǔ)油粘度及潤(rùn)滑脂稠度的降低是有限的，上述用途的滾動(dòng)軸承，其40℃時(shí)的基礎(chǔ)油粘度為10～500mm2/s、潤(rùn)滑脂的稠度為NLGINo.2～3品級(jí)或增稠劑配比為5～20質(zhì)量％范圍的潤(rùn)滑脂是恰當(dāng)?shù)?。另外，尤其是要求低噪音特性即音響耐久性的電機(jī)，通常使用以酯為基礎(chǔ)油并將脂肪酸鋰鹽作為增稠劑與基礎(chǔ)油配合形成的潤(rùn)滑脂。這是由于酯油與礦物油比耐熱性高，其分子結(jié)構(gòu)中具有極性基，該極性基對(duì)金屬表面的吸附性高，從而使其磨耗特性好，具有提高音響耐久性的作用。另外，在要求降低微振損傷(磨耗)的情況下，使用油膜形成性高的較高粘度的基礎(chǔ)油是有效的。
內(nèi)圈軌道及外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑根據(jù)荷重及旋轉(zhuǎn)速度等有各種設(shè)計(jì)，但是，通常，內(nèi)圈軌道的曲率半徑及外圈軌道的曲率半徑均設(shè)定為滾珠直徑的52％。這是基于JIS標(biāo)準(zhǔn)的“滾動(dòng)軸承的動(dòng)額定荷重及額定壽命的計(jì)算方法 解釋”(JIS B1518-1992)的解釋表2 軌道槽的半徑及減少系數(shù)在單列深槽滾珠軸承的動(dòng)額定荷重的計(jì)算中，作為斷面形狀的曲率半徑為滾動(dòng)體直徑的52％。另外，在本申請(qǐng)人的軸承說(shuō)明書(shū)中，計(jì)算動(dòng)額定荷重及靜額定荷重等時(shí)，作為內(nèi)圈軌道及外圈軌道的各斷面形狀的曲率半徑也是采用滾動(dòng)體直徑的52％。如上所述，作為內(nèi)圈軌道及外圈軌道的各斷面形狀的曲率半徑也是采用滾動(dòng)體直徑的52％是普通的。
如上所述，可以預(yù)見(jiàn)，隨著空氣調(diào)節(jié)器的高性能、多功能化要求及對(duì)環(huán)境限制的考慮，對(duì)所組裝的滾動(dòng)軸承的規(guī)格，也會(huì)要求更進(jìn)一步的改善音響特性、降低微振損傷(磨耗)以及實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)矩化，且今后這種要求會(huì)越來(lái)越高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述狀況而開(kāi)發(fā)的，其目的在于，提供一種滾動(dòng)軸承，能夠很好地改善低溫環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)的軸承初期音響(護(hù)圈聲)，并降低微振損傷(磨耗)、降低軸承轉(zhuǎn)矩。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下滾動(dòng)軸承。
(1)滾動(dòng)軸承包括外圈，其內(nèi)周面具有外圈軌道；內(nèi)圈，其外周面具有內(nèi)圈軌道；多個(gè)滾動(dòng)體，其滾動(dòng)自如地設(shè)置在外圈軌道和內(nèi)圈軌道之間；護(hù)圈，保持多個(gè)滾動(dòng)體，使其滾動(dòng)自如，在外圈軌道和內(nèi)圈軌道之間的空間內(nèi)密封有潤(rùn)滑脂，所述潤(rùn)滑脂是在基礎(chǔ)油中加入金屬皂類增稠劑而形成的潤(rùn)滑脂組成物，其中，所述基礎(chǔ)油是將分子結(jié)構(gòu)中具有極性基的潤(rùn)滑油和無(wú)極性潤(rùn)滑油混合構(gòu)成的，所述金屬皂類增稠劑包括長(zhǎng)徑部長(zhǎng)度至少為3μm的長(zhǎng)纖維狀物，同時(shí)，所述內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑及所述外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是所述滾動(dòng)體直徑的51.0～60.0％。
(2)滾動(dòng)軸承包括外圈，其內(nèi)周面具有外圈軌道；內(nèi)圈，其外周面具有內(nèi)圈軌道；多個(gè)滾動(dòng)體，其滾動(dòng)自如地設(shè)置在外圈軌道和內(nèi)圈軌道之間；護(hù)圈，保持多個(gè)滾動(dòng)體，使其滾動(dòng)自如，在外圈軌道和內(nèi)圈軌道之間的空間內(nèi)密封有潤(rùn)滑脂，所述潤(rùn)滑脂是在基礎(chǔ)油中加入金屬皂類增稠劑而形成的潤(rùn)滑脂組成物，其中，所述基礎(chǔ)油是將分子結(jié)構(gòu)中具有極性基的潤(rùn)滑油和無(wú)極性潤(rùn)滑油混合構(gòu)成的，所述金屬皂類增稠劑包括長(zhǎng)徑部長(zhǎng)度至少為3μm的長(zhǎng)纖維狀物，同時(shí)，所述內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是所述滾動(dòng)體直徑的50.5～56％，所述外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是所述滾動(dòng)體直徑的53.0～58.0％。
在本發(fā)明的滾動(dòng)軸承中，通過(guò)使用上述特定的潤(rùn)滑脂組成物可降低軸承轉(zhuǎn)矩。也就是說(shuō)，由于潤(rùn)滑脂組成物的增稠劑包含長(zhǎng)徑部3μm以上的長(zhǎng)纖維狀物，故因該長(zhǎng)纖維狀物在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)的剪切顯示取向性，由此降低軸承轉(zhuǎn)矩。這種軸承轉(zhuǎn)矩降低效果通過(guò)基礎(chǔ)油的與無(wú)極性潤(rùn)滑油的組合而進(jìn)一步增強(qiáng)。由于基礎(chǔ)油中配合了分子結(jié)構(gòu)中具有極性基的潤(rùn)滑油(以下稱含極性基潤(rùn)滑油)，故該含極性基潤(rùn)滑油與現(xiàn)有的具有極性基的基礎(chǔ)油(例如酯油)發(fā)揮同樣的作用，優(yōu)先吸附在軸承旋轉(zhuǎn)部的接觸面上，形成吸附膜，并改善表面摩擦特性，降低軸承轉(zhuǎn)矩。并且，該含極性基潤(rùn)滑油與金屬皂的膠束結(jié)構(gòu)構(gòu)成的長(zhǎng)纖維狀物相互作用，尤其是使長(zhǎng)纖維狀物相互間的結(jié)合力減弱，降低軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)潤(rùn)滑脂的剪切阻力，從而進(jìn)一步降低軸承轉(zhuǎn)矩。這樣，即使內(nèi)圈軌道或外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑小于滾動(dòng)體直徑的52％，只要該值在51％以上，就可得到優(yōu)于現(xiàn)有規(guī)格的動(dòng)轉(zhuǎn)矩特性。
通過(guò)使內(nèi)圈軌道或外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑為滾動(dòng)體直徑的51.0～60.0％，或使內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是滾動(dòng)體直徑的50.5～56％，而外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是所述滾動(dòng)體直徑的53.0～58.0％，則滾動(dòng)體的滾動(dòng)面和內(nèi)圈軌道面或外圈軌道面的接觸接觸部存在的彈性變形量減小。也就是說(shuō)，赫茲接觸橢圓變小，可減輕差動(dòng)摩擦，降低軸承轉(zhuǎn)矩。另外，對(duì)運(yùn)送時(shí)反復(fù)施加的沖擊載荷，可降低內(nèi)圈軌道面或外圈軌道面上產(chǎn)生的微振損傷(磨耗)，可改善聲響耐久性。當(dāng)內(nèi)圈軌道或外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑超過(guò)上述各上限時(shí)，接觸橢圓部分的最大赫茲接觸壓力變得過(guò)大，使內(nèi)外圈軌道的滾動(dòng)疲勞壽命降低，在聲響及剝離壽命方面不利。通過(guò)使外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑大于內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑，可減小滾珠的滾動(dòng)面和內(nèi)圈軌道及外圈軌道的接觸面壓。
另外，本發(fā)明的滾動(dòng)軸承可降低外圈和內(nèi)圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)作用于外圈軌道及內(nèi)圈軌道與滾動(dòng)體的軌道面之間的摩擦，抑制滾動(dòng)軸承內(nèi)部的發(fā)熱。其結(jié)果，可抑制密封在內(nèi)部的潤(rùn)滑脂組成物的劣化，提高滾動(dòng)軸承的聲響耐久性。


圖1是作為本發(fā)明對(duì)象的滾動(dòng)軸承之一例的局部剖切立體圖；圖2是組裝在滾動(dòng)軸承上的護(hù)圈的另一例的立體圖；圖3A是由實(shí)施例1得到的潤(rùn)滑脂組成物的電子顯微鏡照片；圖3B是由實(shí)施例5得到的潤(rùn)滑脂組成物的電子顯微鏡照片；圖4是實(shí)施例中為進(jìn)行軸承轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)使用的測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是由實(shí)施例得到的含極性基潤(rùn)滑油的配比與軸承轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線；
圖6是由實(shí)施例得到的基礎(chǔ)油動(dòng)粘度與軸承轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線；圖7是由實(shí)施例得到的增稠劑的長(zhǎng)纖維狀物的配比與軸承轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線；圖8是由實(shí)施例得到的內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑對(duì)滾珠直徑的比例與軸承轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線；圖9是實(shí)施例中為進(jìn)行微振試驗(yàn)使用的測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是實(shí)施例中為進(jìn)行軸承聲響耐久試驗(yàn)使用的測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明中理想的內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑對(duì)滾動(dòng)體直徑的比例和外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑對(duì)滾動(dòng)體直徑的比例的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的滾動(dòng)軸承。
本發(fā)明中，滾動(dòng)軸承本身的結(jié)構(gòu)除后述的內(nèi)圈軌道或外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑和滾動(dòng)體直徑的尺寸關(guān)系外沒(méi)有限制，例如可采用圖1所示的滾動(dòng)軸承。圖示的滾動(dòng)軸承是將外周面具有內(nèi)圈軌道1的內(nèi)圈2和內(nèi)周面具有外圈軌道3的外圈4同心配置，并將多個(gè)滾動(dòng)體即滾珠5、5滾動(dòng)自如地設(shè)置在內(nèi)圈軌道1和外圈軌道3之間構(gòu)成的。內(nèi)圈軌道1和外圈軌道3均為深槽型，滾珠5、5滾動(dòng)自如地被保持在設(shè)于護(hù)圈6的空穴7、7內(nèi)。
護(hù)圈6被稱作波形沖壓護(hù)圈，是組裝一對(duì)元件8、8而成的，其中一對(duì)元件8、8是利用沖壓成形將金屬板材形成波形圓環(huán)狀而成的。兩元件8、8各自在圓周方向的多處形成用于構(gòu)成各空穴7、7的大致半圓筒狀的凹部9、9。將該一對(duì)元件8、8在這些凹部9、9以外的部分相互對(duì)接，用多個(gè)鉚釘10將這些部分結(jié)合固定形成圓環(huán)狀的在圓周方向多處具有空穴7、7的護(hù)圈6。各凹部9、9的內(nèi)面中間部形成斷面呈圓弧狀的球狀凹面，其具有比各滾珠5、5的滾動(dòng)面曲率半徑稍大的曲率半徑。
也可使用圖2所示的被稱作冠形護(hù)圈的護(hù)圈11。該護(hù)圈11在由合成樹(shù)脂等制造的圓環(huán)狀主部12的圓周方向多處具有滾動(dòng)自如地保持各滾珠5、5的空穴7、7。合成樹(shù)脂可使用聚酰胺樹(shù)脂、聚縮醛樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂、聚苯硫醚樹(shù)脂等，作為補(bǔ)強(qiáng)劑可適量添加玻璃纖維等。各空穴7、7由相互空著間隔配置在主部12的一對(duì)彈性片13、13的一側(cè)面和在主部12的周向(圖2的左右方向)單面(圖2的右面)設(shè)于該一對(duì)彈性片13、13之間的部分的球面狀凹面部14、14構(gòu)成。彈性片13、13的一側(cè)面及凹面部14、14的曲率半徑均稍大于滾珠5的滾動(dòng)面的曲率半徑。
無(wú)論使用哪種護(hù)圈6、11潤(rùn)滑脂均充填于內(nèi)圈2的外周面和外圈4的內(nèi)周面之間存在的空間部分，對(duì)這些內(nèi)圈2和外圈4的相對(duì)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行潤(rùn)滑。并且，使得滾動(dòng)軸承不產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，同時(shí)，防止燒附等故障。為此，要在外圈4兩端部?jī)?nèi)周面上安裝圓環(huán)狀薄板或密封板等用于密封的板(未圖示)，以封閉所述空間部分的兩端開(kāi)口，防止自該空間部分泄漏潤(rùn)滑劑或塵芥等異物侵入該空間部分內(nèi)。在內(nèi)圈2、外圈4及滾珠5、5和各護(hù)圈6、11表面上考慮到金屬制部件的防銹及壽命延長(zhǎng)等涂敷有較薄的潤(rùn)滑油。
在上述滾動(dòng)軸承中，使內(nèi)圈軌道1及外圈軌道3的斷面形狀的曲率半徑為滾珠5的直徑的51.0～60.0％，通過(guò)該尺寸限定，可利用所述以含長(zhǎng)纖維狀物的增稠劑、含極性基潤(rùn)滑油及無(wú)極性潤(rùn)滑油為基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑脂的轉(zhuǎn)矩降低效果，與使得內(nèi)圈軌道1及外圈軌道3和滾珠5的滾動(dòng)面的接觸部存在的彈性變形量變小，赫茲接觸橢圓變小，從而減輕差動(dòng)滑動(dòng)的效果的相乘效果，降低軸承轉(zhuǎn)矩。對(duì)運(yùn)輸時(shí)反復(fù)施加的沖擊載荷，可降低內(nèi)圈軌道1及外圈軌道3上產(chǎn)生的微振損傷(磨耗)，可改善聲響耐久性。尤其是當(dāng)使內(nèi)圈軌道1及外圈軌道3的斷面形狀的曲率半徑大于60.0％時(shí)，接觸橢圓部分的最大赫茲接觸壓力會(huì)變得過(guò)大，會(huì)降低內(nèi)圈軌道1及外圈軌道3的滾動(dòng)疲勞壽命，在聲響及剝離壽命方面不利。
內(nèi)圈軌道1及外圈軌道3的斷面形狀的曲率半徑的理想范圍是滾珠5的直徑的51.0～58.0％，或內(nèi)圈軌道1的斷面形狀的曲率半徑為滾珠5的直徑的50.5～56.0％，而外圈軌道3的斷面形狀的曲率半徑為滾珠5的直徑的53.0～58.0％。并且，通過(guò)使外圈軌道3的斷面形狀的曲率半徑大于內(nèi)圈軌道1的斷面形狀的曲率半徑，使?jié)L珠5的滾動(dòng)面和內(nèi)圈軌道的接觸面壓減小，同時(shí)使其與滾珠5的滾動(dòng)面和外圈軌道3的接觸面壓之差減小，很理想。
另外，尤其理想的是，使內(nèi)圈軌道1的斷面形狀的曲率半徑為滾珠5的直徑的51.0～56％，而外圈軌道3的斷面形狀的曲率半徑為滾珠5的直徑的53.0～58.0％，可進(jìn)一步降低軸承轉(zhuǎn)矩、降低微振損傷(磨耗)及改善音響耐久性。這種情況下，理想的也是使外圈軌道3的斷面形狀的曲率半徑大于內(nèi)圈軌道1的斷面形狀的曲率半徑。
構(gòu)成用于本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑脂組成物的基礎(chǔ)油是含極性基潤(rùn)滑油和無(wú)極性潤(rùn)滑油的混合油。含極性基潤(rùn)滑油最好用具有酯結(jié)構(gòu)的潤(rùn)滑油或具有醚結(jié)構(gòu)的潤(rùn)滑油。
具有酯結(jié)構(gòu)的潤(rùn)滑油無(wú)特別限定，可舉例如下由二元酸和支化醇反應(yīng)得到的合成雙酯油、碳酸酯油、由芳香族三元酸和支化醇反應(yīng)得到的芳香族酯油、由一元酸和多元醇反應(yīng)得到的多元醇酯油等。這些可單獨(dú)使用也可多種并用。下面敘述各優(yōu)選具體例。
合成雙酯油可舉出己二酸二辛酯(DOA)、己二酸二異丁酯(DIBA)、己二酸二丁酯(DBA)、癸二酸二丁酯(DBS)、癸二酸二辛酯(DOS)、乙酰蓖麻酸甲酯(MAR-N)等。
芳香族酯油可舉出偏苯三酸三辛酯(TOTM)、偏苯三酸十三酯(TDTM)、偏苯四酸四辛酯(TOPM)等。
作為多元醇酯油可舉出如下所示的多元醇和一元酸進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)得到的物質(zhì)等。和多元醇反應(yīng)的一元酸可以單獨(dú)使用也可以并用多種。而且，也可以使用多元醇和二元酸、一元酸的混合酸的低聚酯的混合酯。作為多元醇可舉出三羥甲基丙烷(TMP)、季戊四醇(PE)、雙季戊四醇(DPE)、新戊二醇(NPG)、2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇(MPPD)等。一元酸主要使用C4～C16的一元脂肪酸，具體可舉出丁酸、戊酸、己酸、辛酸、庚酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十四烷酸、十六烷酸、牛脂脂肪酸、十八烷酸、癸烯酸、棕櫚油酸、巖芹酸、油酸、反油酸、抗壞血酸、十八碳二烯酸、山梨酸、亞油酸、亞麻酸、檜酸、蓖麻油酸等。
作為碳酸酯油可舉出直鏈或支鏈烷基的C6～C30。
另外，作為具有醚基結(jié)構(gòu)的潤(rùn)滑油可舉出(二)烷基二苯基醚油、(二)烷基多苯基醚油、聚亞烷基二醇油等。
所述各含極性基潤(rùn)滑油可以單獨(dú)使用也可以多種并用，考慮轉(zhuǎn)矩特性以及音響耐久性，其中優(yōu)選多醇酯油、芳香酯油。
另外，作為無(wú)極性潤(rùn)滑油可以使用礦物油、合成烴油或它們的混合油。礦物油例如有烷烴礦物油、環(huán)烷類礦物油等。另外，作為合成烴油的例子例如有聚α-烯油等。其中考慮音響耐久性，優(yōu)選合成烴油。
所述含極性基潤(rùn)滑油和無(wú)極性潤(rùn)滑油的配合，優(yōu)選使含極性基潤(rùn)滑油占基礎(chǔ)油總量的5～70質(zhì)量％、特別是10～70質(zhì)量％。含極性基潤(rùn)滑油的配合量不足5質(zhì)量％時(shí)，則對(duì)音響耐久性以及潤(rùn)滑性降低，不能得到期望的效果。本發(fā)明的滾動(dòng)軸承使用的潤(rùn)滑脂組成物可以預(yù)先在無(wú)極性潤(rùn)滑油中合成含有長(zhǎng)纖維狀物的金屬皂類增稠劑，溶解之后，制成膠體，將該膠體和含極性基潤(rùn)滑油混合，進(jìn)行配制。當(dāng)含極性基潤(rùn)滑油的配合量超過(guò)70質(zhì)量％時(shí)，無(wú)極性潤(rùn)滑油的量過(guò)少，對(duì)長(zhǎng)纖維狀的金屬皂類增稠劑的合成有不好的影響。
此處，用質(zhì)量％為單位表示的和用重量％為單位表示的幾乎相同。
含極性基潤(rùn)滑油和無(wú)極性潤(rùn)滑油配合構(gòu)成的基礎(chǔ)油的動(dòng)粘度和以往同樣，處于10mm2/s(40℃)～500mm2/s(40℃)的范圍即可，但是，為了順暢地進(jìn)行上述制造方法，含極性基潤(rùn)滑油最好包括2000mm2/s(40℃)～100000mm2/s(40℃)高粘度含極性基潤(rùn)滑油。通過(guò)作為增稠劑包括長(zhǎng)纖維狀物可降低轉(zhuǎn)矩，故為了提高微振特性，最好在不影響轉(zhuǎn)矩特性的范圍內(nèi)，使基礎(chǔ)油的動(dòng)粘度高，優(yōu)選25mm2/s(40℃)～500mm2/s(40℃)，尤其優(yōu)選50mm2/s(40℃)～500mm2/s(40℃)。
更理想的是，組合使用40℃下動(dòng)粘度為10mm2/s～150mm2/s的低粘性含極性基潤(rùn)滑油、40℃下動(dòng)粘度為150mm2/s～2000mm2/s的含極性基潤(rùn)滑油和40℃下動(dòng)粘度為2000mm2/s～100000mm2/s的高粘性含極性基潤(rùn)滑油。尤其理想的是混合使用低粘性含極性基潤(rùn)滑油、中粘性含極性基潤(rùn)滑油和高粘性含極性基潤(rùn)滑油，此時(shí)，高粘性含極性基潤(rùn)滑油的含量?jī)?yōu)選基礎(chǔ)油總量的5質(zhì)量％～30質(zhì)量％。低粘性含極性基潤(rùn)滑油優(yōu)選自多元醇酯油、合成雙酯油及酯油選擇的至少一種。
構(gòu)成本發(fā)明滾動(dòng)軸承使用的潤(rùn)滑脂組成物的增稠劑是含有長(zhǎng)徑部長(zhǎng)度至少為3μm的長(zhǎng)纖維狀物的金屬皂類增稠劑。金屬皂優(yōu)選一元及/或二元有機(jī)脂肪酸或有機(jī)羥基脂肪酸和金屬氫氧化物合成得到的有機(jī)脂肪酸金屬鹽或有機(jī)羥基脂肪酸金屬鹽。用于金屬皂的合成的有機(jī)脂肪酸無(wú)特別限定，但可舉出月桂酸(C12)、十四烷酸(C14)、十六烷酸(C16)、十七烷酸(C17)、十八烷酸(C18)、二十烷酸(C20)、二十二烷酸(C22)、二十四烷酸(C24)、牛脂脂肪酸等。有機(jī)羥基脂肪酸可舉出9-羥基十八烷酸、10-羥基十八烷酸、12-羥基十八烷酸、9，10-二羥基十八烷酸、蓖麻油酸、反蓖麻油酸等。另一方面，金屬氫氧化物可舉出鋁、鋇、鈣、鋰和鈉等的氫氧化物。
上述有機(jī)脂肪酸或有機(jī)羥基脂肪酸和金屬氫氧化物的組合無(wú)特別限定，但是，十八烷酸、牛脂脂肪酸或羥基十八烷酸(尤其是12-羧基十八烷酸)和氫氧化鋰的組合對(duì)軸承性能好，故優(yōu)選該組合。另外，也可根據(jù)需要多種并用。
為了得到含有包括長(zhǎng)纖維狀物的金屬皂類增稠劑的潤(rùn)滑脂組成物，只要使上述有機(jī)脂肪酸或有機(jī)羥基脂肪酸和金屬氫氧化物在作為基礎(chǔ)油成分的無(wú)極性潤(rùn)滑油中反應(yīng)，使其生成物與含極性基潤(rùn)滑油混合即可。生成條件無(wú)特別限定，作為一例舉出下述生成方法。
首先，將羥基十八烷酸溶解在合成烴油(無(wú)極性潤(rùn)滑油中)，使其與氫氧化鋰反應(yīng)，制造鋰皂。將其加熱到210℃以上，將鋰皂溶解在含極性基潤(rùn)滑油中，然后，在200℃保持約60分鐘，然后以1℃/分鐘的速度緩慢冷卻至140℃，接著，在降到140℃以下的時(shí)刻，添加加熱到140℃的追加基礎(chǔ)油(合成烴油+含極性基潤(rùn)滑油)，用三輥磨機(jī)得到含有長(zhǎng)纖維狀鋰皂的目的潤(rùn)滑脂。
另外，增稠劑量可以是與以往的潤(rùn)滑脂組成物同樣的5～20質(zhì)量％，適當(dāng)選擇有機(jī)脂肪酸或羥基脂肪酸、金屬氫氧化物的配合量。
在潤(rùn)滑脂組成物中含有長(zhǎng)纖維狀的金屬皂類增稠劑，其比例優(yōu)選占增稠劑總量的30質(zhì)量％以上，若少于此，則對(duì)軸承轉(zhuǎn)矩的降低不能得到足夠的效果。當(dāng)長(zhǎng)纖維狀金屬皂類增稠劑的長(zhǎng)徑部過(guò)長(zhǎng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)入滾動(dòng)軸承接觸面時(shí)的振動(dòng)變大，尤其是對(duì)初期音響特性產(chǎn)生不良影響，故長(zhǎng)徑部長(zhǎng)度的上限優(yōu)選10μm。短徑部雖無(wú)特別限定，但小于1μm。長(zhǎng)纖維狀金屬皂類增稠劑的長(zhǎng)徑部及短徑部的尺寸可通過(guò)適當(dāng)選擇上述反應(yīng)條件來(lái)控制。
另外，在上述合成的潤(rùn)滑脂組成物中，為了測(cè)定金屬皂類增稠劑的長(zhǎng)徑部及短徑部的長(zhǎng)度，例如可將潤(rùn)滑脂組成物在己烷等溶劑中分散、稀釋，使其附著在帶有膠棉膜的銅制篩上，用透過(guò)型電子顯微鏡，以6000～20000倍倍率觀察測(cè)定。圖3A是顯微鏡照片之一例(實(shí)施例1的潤(rùn)滑脂組成物)，可知生成了長(zhǎng)徑部長(zhǎng)度為3μm以上的長(zhǎng)纖維狀物。
在潤(rùn)滑脂組成物中，除上述基礎(chǔ)油及增稠劑外，優(yōu)選添加羧酸或羧酸鹽。通過(guò)添加羧酸或羧酸鹽，可形成吸附膜，改善表面摩擦特性，更有效地降低軸承轉(zhuǎn)矩。而且可改善音響耐久性。另外，作為羧酸例如可舉出油酸、環(huán)烷酸、琥珀酸等。琥珀酸化合物優(yōu)選鏈烯基琥珀酸，琥珀酸衍生物例如可舉出烷基琥珀酸酯、烷基琥珀酸醚、鏈烯基琥珀酸酯、鏈烯基琥珀酸醚等。其添加量作為總量為潤(rùn)滑脂組成物總量的10質(zhì)量％以下是適當(dāng)?shù)摹?br> 另外，在潤(rùn)滑脂組成物中，只要不損害其優(yōu)選特性，還可單獨(dú)或兩種以上組合添加抗氧化劑、防銹劑、金屬鈍化劑、油性劑、耐特壓潤(rùn)滑油添加劑、防磨耗劑、粘度指數(shù)提高劑等。這些均可是公知的添加劑。例如抗氧化劑可使用胺系、酚系、硫系、二硫代磷酸鋅等。防銹劑可使用石油磺酸鹽、二壬基萘磺酸鹽、山梨糖酯等。金屬鈍化劑可使用苯并三唑或鋅酸鈉等。油性劑可使用脂肪酸、植物油等。粘度指數(shù)提高劑可使用聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯、聚苯乙烯等。這些添加劑可單獨(dú)或兩種以上組合添加，其添加量作為總體優(yōu)選潤(rùn)滑脂組成物總量的20質(zhì)量％以下。
潤(rùn)滑脂組成物的混合稠度優(yōu)選250～330。也就是說(shuō)，自現(xiàn)有的NLGINo.2～No.3的范圍向稠度較大的方向移動(dòng)可得到低轉(zhuǎn)矩。但是，若稠度過(guò)大則潤(rùn)滑脂會(huì)變得過(guò)度柔軟，故稠度優(yōu)選250～330。
如上所成的滾動(dòng)軸承在軸承單體具有內(nèi)部間隙時(shí)可得到特別優(yōu)異的低轉(zhuǎn)矩及音響特性和耐微振性。在滾動(dòng)軸承中，滾動(dòng)體和內(nèi)圈軌道及外圈軌道接觸的接觸橢圓的各自的半徑差引起的差動(dòng)滑動(dòng)、及負(fù)載軸向荷重而具有接觸角的狀態(tài)下產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)也會(huì)影響轉(zhuǎn)矩及音響特性。該旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)引起的轉(zhuǎn)矩增大在軸承單體具有內(nèi)部間隙的滾動(dòng)軸承承受軸向的予壓及來(lái)自外部的軸向荷重，而在旋轉(zhuǎn)時(shí)在具有接觸角的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的情況下是必然會(huì)產(chǎn)生的。也就是說(shuō)，本發(fā)明對(duì)軸承單體具有內(nèi)部間隙的滾動(dòng)軸承特別有效。
下面通過(guò)實(shí)施例及比較例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。另外，本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例1～11、比較例1～5表1、表2及表3表示實(shí)施例1～11、比較例1～5的潤(rùn)滑脂組成及性狀。另外，潤(rùn)滑脂組成物是向總量為950g的鋰皂和基礎(chǔ)油添加50g添加劑(羧酸、抗氧化劑、防銹劑、金屬鈍化劑等)構(gòu)成的總量1000g的潤(rùn)滑脂組成物。另外，基礎(chǔ)油(含極性基潤(rùn)滑油和無(wú)極性潤(rùn)滑油的混合油)的動(dòng)粘度(40℃)也示于表中。調(diào)制方法是將羥基硬脂酸溶解在各無(wú)極性潤(rùn)滑油中，使其與氫氧化鋰反應(yīng)生成鋰皂，將該鋰皂加熱到210℃以上，溶解在各含極性基潤(rùn)滑油中，然后，在200℃保持約60分鐘，然后以1℃/分鐘的速度冷卻至140℃，接著，在降到140℃以下的時(shí)刻添加加熱到140℃的追加基礎(chǔ)油(合成烴油+含極性基潤(rùn)滑油)，用三輥磨機(jī)得到潤(rùn)滑脂組成物。
然后，將實(shí)施例1及比較例5的潤(rùn)滑脂組成物分散稀釋到乙烷中，使其附著在附有膠棉膜的銅制篩上，用透過(guò)型電子顯微鏡以6000倍的倍率觀察。圖3A顯示實(shí)施例1的潤(rùn)滑脂組成物的顯微鏡照片，圖3B顯示比較例5的潤(rùn)滑脂組成物的顯微鏡照片，可知實(shí)施例1的潤(rùn)滑脂組成物含有長(zhǎng)徑部長(zhǎng)度為3μm以上的鋰皂。
將各潤(rùn)滑脂組成物應(yīng)用于下述所示的各試驗(yàn)軸承，供(1)軸承動(dòng)轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)(2)軸承護(hù)圈聲測(cè)定(3)微振試驗(yàn)及(4)軸承音響耐久試驗(yàn)用。
試驗(yàn)軸承中內(nèi)圈軌道及外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑相對(duì)于滾珠的比例(以下稱“槽R”)如下實(shí)施例1內(nèi)圈軌道的槽R＝51.75％，外圈軌道的槽R＝53.0％，實(shí)施例2內(nèi)圈軌道的槽R＝51.0％，外圈軌道的槽R＝53.0％，實(shí)施例3內(nèi)圈軌道的槽R＝52.5％，外圈軌道的槽R＝54.5％，實(shí)施例4內(nèi)圈軌道的槽R＝53.0％，外圈軌道的槽R＝55.0％，實(shí)施例5內(nèi)圈軌道的槽R＝56.0％，外圈軌道的槽R＝58.0％，實(shí)施例6內(nèi)圈軌道的槽R＝51.0％，外圈軌道的槽R＝51.0％，實(shí)施例7內(nèi)圈軌道的槽R＝59.0％，外圈軌道的槽R＝59.75％，實(shí)施例8～11(全部相同)內(nèi)圈軌道的槽R＝51.0％，外圈軌道的槽R＝53.0％，比較例1～5(全部相同)內(nèi)圈軌道的槽R＝52.0％，外圈軌道的槽R＝52.0％。
(1)軸承動(dòng)轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)用圖4所示的測(cè)定裝置30進(jìn)行軸承動(dòng)轉(zhuǎn)矩測(cè)定。在該測(cè)定裝置30中，試驗(yàn)軸承31為兩個(gè)一組，用預(yù)壓用防松墊圈34安裝在連結(jié)在空氣測(cè)量軸32上的軸33上。試驗(yàn)軸承31與空氣測(cè)量軸32一起水平設(shè)置，經(jīng)線35吊有負(fù)載變換機(jī)36，負(fù)載變換機(jī)36的輸出由X-Y記錄器37記錄。
試驗(yàn)中，試驗(yàn)軸承31采用具有鐵護(hù)圈的內(nèi)徑φ15mm、外徑φ35mm、寬11mm、內(nèi)部間隙11～25μm的非接觸橡膠密封滾動(dòng)軸承，將實(shí)施例1～11、比較例1～5的各潤(rùn)滑脂組成物0.7g封入其中，使軸向載荷為39.2N，以1400min-1使內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)，測(cè)定動(dòng)轉(zhuǎn)矩。將測(cè)定結(jié)果作為動(dòng)轉(zhuǎn)矩示于所述表1、表2中。另外，在表1、表2及表3中，x表示封入現(xiàn)有空氣調(diào)節(jié)器使用的潤(rùn)滑脂組成物后滾動(dòng)軸承的動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100％(基準(zhǔn)值)時(shí)，試驗(yàn)軸承31的動(dòng)轉(zhuǎn)矩為80％以上的情況；△表示為基準(zhǔn)值的60％以上而不足80％的情況；○表示為基準(zhǔn)值的40％以上而不足60％的情況；◎表示為基準(zhǔn)值不足40％的情況。軸承動(dòng)轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)以○即不足基準(zhǔn)值的60％的情況為合格。由表1、表2及表3可知，實(shí)施例1～11可得到良好的轉(zhuǎn)矩特性。
采用現(xiàn)有的內(nèi)圈軌道的槽R＝52.0％、外圈軌道的槽R＝52.0％的軸承，對(duì)潤(rùn)滑脂組成物中含極性基潤(rùn)滑油的配比、基礎(chǔ)油動(dòng)粘度、增稠劑的長(zhǎng)纖維狀物的配比利用軸承動(dòng)轉(zhuǎn)矩測(cè)定進(jìn)行了檢驗(yàn)。
(1-1含極性基潤(rùn)滑油配比的檢驗(yàn))根據(jù)實(shí)施例2改變多元醇酯的配比調(diào)制潤(rùn)滑脂組成物，進(jìn)行了上述軸承動(dòng)轉(zhuǎn)矩測(cè)定。測(cè)定是旋轉(zhuǎn)開(kāi)始5分鐘后進(jìn)行的。結(jié)果示于圖5，由此可知，多元醇酯為5質(zhì)量％以上尤其是在10質(zhì)量％以上時(shí)，可得到極良好的轉(zhuǎn)矩特性。
(1-2基礎(chǔ)油動(dòng)轉(zhuǎn)矩的檢驗(yàn))根據(jù)實(shí)施例2及比較例4改變基礎(chǔ)油動(dòng)粘度調(diào)制潤(rùn)滑脂組成物，進(jìn)行了上述軸承動(dòng)轉(zhuǎn)矩測(cè)定。測(cè)定是旋轉(zhuǎn)開(kāi)始5分鐘后進(jìn)行的。結(jié)果示于圖6，由此可知，在應(yīng)用實(shí)施例2的潤(rùn)滑脂組成物的試驗(yàn)軸承中，在設(shè)定的基礎(chǔ)油動(dòng)粘度的整個(gè)范圍(25～200mm2/s、40℃)內(nèi)，同樣可降低軸承動(dòng)轉(zhuǎn)矩，得到極良好的轉(zhuǎn)矩特性。
尤其是在動(dòng)粘度為50mm2/s(40℃)以上的情況下，實(shí)施例2和比較例4之差很顯著。
(1-3增稠劑中長(zhǎng)纖維狀物的配比的檢驗(yàn))根據(jù)實(shí)施例2改變鋰皂的長(zhǎng)纖維狀物的配比調(diào)制潤(rùn)滑脂組成物，進(jìn)行了上述軸承動(dòng)轉(zhuǎn)矩測(cè)定。測(cè)定是旋轉(zhuǎn)開(kāi)始5分鐘后進(jìn)行的。結(jié)果示于圖7，由此可知，如果長(zhǎng)纖維狀物的配比大于30質(zhì)量％時(shí)，可將軸承轉(zhuǎn)矩抑制得很低。
(1-4內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑的有效性的檢驗(yàn))將實(shí)施例2的潤(rùn)滑脂組成物封入外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑恒定在53.0％而分別調(diào)節(jié)了內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑的試驗(yàn)軸承，進(jìn)行了上述軸承動(dòng)轉(zhuǎn)矩測(cè)定。測(cè)定是旋轉(zhuǎn)開(kāi)始5分鐘后進(jìn)行的。結(jié)果示于圖8，由此可知，如果內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑在滾珠外徑的51.0％以上，則可將軸承動(dòng)轉(zhuǎn)矩抑制得很低。尤其理想的是在51.5％以上58.0％以下，可使轉(zhuǎn)矩比率低于40％。
另外，在內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑為滾珠直徑的50.5％時(shí)，轉(zhuǎn)矩比率比“○”基準(zhǔn)值60％小一些。這是由于此時(shí)的外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑為滾珠直徑的53.0％，通過(guò)內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑和外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑的組合動(dòng)轉(zhuǎn)矩被抑制得很小。也就是說(shuō)，即使內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑和外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑在滾珠直徑的51.0％～60％的范圍之外，在內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑為滾珠直徑的50.5％以上而外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑為滾珠直徑的53.0％以上的情況下，也可得到低轉(zhuǎn)矩特性。軸承轉(zhuǎn)矩受內(nèi)圈和滾動(dòng)體及外圈和滾動(dòng)體的接觸面積以及接觸時(shí)的滑動(dòng)的影響。通常，存在內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑和外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑越小與滾動(dòng)體的接觸面積越大轉(zhuǎn)矩越大的傾向，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)考慮內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑和外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑各自的大小，其結(jié)果可減小轉(zhuǎn)矩。
(2)軸承護(hù)圈聲測(cè)定試驗(yàn)中，試驗(yàn)軸承31采用具有鐵護(hù)圈的內(nèi)徑φ15mm、外徑φ35mm、寬11mm、內(nèi)部間隙11～25μm的非接觸橡膠密封滾動(dòng)軸承，將實(shí)施例1～11、比較例1～5的各潤(rùn)滑脂組成物0.7g封入其中，使軸向載荷為39.2N，以1400min-1使內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)，采用頻率分析器測(cè)定0℃及+20℃下的護(hù)圈聲。將測(cè)定結(jié)果作為護(hù)圈聲示于所述表1、表2及表3中。另外，在表1、表2中，○表示無(wú)護(hù)圈聲發(fā)生，△表示稍有護(hù)圈聲，x表示護(hù)圈聲大。由表1、表2可知，實(shí)施例1～11不產(chǎn)生護(hù)圈聲。
(3)微振試驗(yàn)利用圖9所示的測(cè)定裝置40進(jìn)行微振試驗(yàn)。該測(cè)定裝置40中，試驗(yàn)軸承41通過(guò)外圈蓋42及軸43安裝。采用勵(lì)振器44反復(fù)以50Hz的頻率將變動(dòng)載荷作用于試驗(yàn)軸承41。試驗(yàn)中，試驗(yàn)軸承41采用具有鐵護(hù)圈的內(nèi)徑φ15mm、外徑φ35mm、寬11mm、內(nèi)部間隙11～25μm的非接觸橡膠密封滾動(dòng)軸承，將實(shí)施例1～11、比較例1～5的各潤(rùn)滑脂組成物0.7g封入其中，軸向載荷在20～1500N間變動(dòng)，反復(fù)5×105次進(jìn)行微振試驗(yàn)。利用下述評(píng)價(jià)基準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)后的試驗(yàn)軸承41進(jìn)行了軸承音響特性分析。
軸承的音響特性采用波蕩器(アンデロンメ一タ)比較剛封入各潤(rùn)滑脂組成物后的軸承波蕩(アンデロン)值和5×105次微振試驗(yàn)后的軸承波蕩值，以波蕩值的上升值為基準(zhǔn)判定音響特性。另外，當(dāng)分解微振試驗(yàn)后的試驗(yàn)軸承，觀察軸承軌道面的磨耗損傷狀態(tài)時(shí)，磨痕深可清楚觀察的軸承音響特性的降低(波蕩上升值)大，而磨痕幾乎不能確認(rèn)的軸承沒(méi)有音響特性的降低(沒(méi)有波蕩上升值)，確認(rèn)了軸承軌道面的磨痕損傷狀態(tài)與音響特性存在相關(guān)性。
將判定結(jié)果作為微振(音響特性)示于表1、表2及表3中。在表1、表2中，x表示以封入現(xiàn)有空氣調(diào)節(jié)器使用的潤(rùn)滑脂組成物后滾動(dòng)軸承的音響特性(波蕩上升值)為100％(基準(zhǔn)值)時(shí)，試驗(yàn)軸承41的音響特性為75％以上的情況；△表示為基準(zhǔn)值的50％以上而不足75％的情況；○表示為基準(zhǔn)值的25％以上而不足50％的情況；◎表示為不足25％的情況。微振試驗(yàn)以○即不足基準(zhǔn)值的50％的情況為合格。由表1、表2可知，實(shí)施例1～11的潤(rùn)滑脂組成物微振特性優(yōu)良。
(4)軸承音響耐久試驗(yàn)采用圖10所示的電機(jī)實(shí)機(jī)耐久試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行軸承音響耐久試驗(yàn)。該電機(jī)實(shí)機(jī)耐久試驗(yàn)機(jī)通過(guò)線圈22利用DC(交流)電源(未圖示)的動(dòng)力使組裝在罩20和轉(zhuǎn)子23的兩個(gè)一對(duì)試驗(yàn)軸承21旋轉(zhuǎn)。試驗(yàn)軸承21采用具有合成樹(shù)脂制護(hù)圈的內(nèi)徑φ8mm、外徑φ22mm、寬7mm、內(nèi)部間隙8～25μm并具有上述內(nèi)圈軌道的槽R及外圈軌道的槽R的非接觸金屬密封滾動(dòng)軸承，將實(shí)施例1～11、比較例1～5的各潤(rùn)滑脂組成物0.16g封入其中。試驗(yàn)軸承21每個(gè)實(shí)施例及比較例各自準(zhǔn)備8個(gè)，安裝(軸向載荷為39.2N)在上述電機(jī)實(shí)機(jī)耐久試驗(yàn)機(jī)上。然后將電機(jī)實(shí)機(jī)耐久試驗(yàn)機(jī)放置在調(diào)節(jié)到120℃的恒溫槽中，以300min-1及5600min-1使內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)1000小時(shí)。1000小時(shí)后將試驗(yàn)軸承21取出，利用下述評(píng)價(jià)基準(zhǔn)分析軸承的音響特性。
軸承的音響測(cè)定采用波蕩器進(jìn)行，比較剛封入各潤(rùn)滑脂組成物后的軸承波蕩值和使內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)1000小時(shí)后的軸承波蕩值，判定音響特性。將判定結(jié)果作為音響特性示于表1、表2及表3中。在表1、表2及表3中，○表示音響特性無(wú)降低；△表示音響特性稍有降低；x表示音響特性有降低。由表1可知，雖然實(shí)施例7中音響特性稍有降低，但各實(shí)施例均可得到可以滿意的音響特性。
實(shí)施例12～27、比較例6～10以實(shí)施例1～11及比較例1～5的順序按表4～表7所示的比例調(diào)制潤(rùn)滑脂。另外，所用的聚α-烯油A的動(dòng)粘度為33mm2/s(40℃)，聚α-烯油B的動(dòng)粘度為60mm2/s(40℃)，聚α-烯油C的動(dòng)粘度為100mm2/s(40℃)，礦物油的動(dòng)粘度為130mm2/s(40℃)，雙酯油的動(dòng)粘度為12mm2/s(40℃)，多元醇A的動(dòng)粘度為760mm2/s(100℃)，多元醇B的動(dòng)粘度為33mm2/s(40℃)，多元醇C的動(dòng)粘度為200mm2/s(40℃)，烷基二苯基醚油A的動(dòng)粘度為100mm2/s(40℃)，烷基二苯基醚油B的動(dòng)粘度為67mm2/s(40℃)。另外，基礎(chǔ)油(含極性基潤(rùn)滑油和無(wú)極性潤(rùn)滑油的混合油)的動(dòng)粘度(40℃)也同時(shí)示于表中。
使用各潤(rùn)滑脂組成物進(jìn)行上述的(1)軸承動(dòng)轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)(2)軸承護(hù)圈聲測(cè)定(3)微振試驗(yàn)及(4)軸承音響耐久試驗(yàn)。將各自的結(jié)果以同樣的判定基準(zhǔn)示于表4～表7。
另外，所用的試驗(yàn)軸承的內(nèi)圈軌道的槽R及外圈軌道的槽R如下實(shí)施例12內(nèi)圈軌道的槽R＝51.75％，外圈軌道的槽R＝53.0％，實(shí)施例13內(nèi)圈軌道的槽R＝51.5％，外圈軌道的槽R＝52.5％，實(shí)施例14內(nèi)圈軌道的槽R＝53.0％，外圈軌道的槽R＝53.0％，實(shí)施例15內(nèi)圈軌道的槽R＝53.0％，外圈軌道的槽R＝55.0％，實(shí)施例16內(nèi)圈軌道的槽R＝56.0％，外圈軌道的槽R＝58.0％，實(shí)施例17內(nèi)圈軌道的槽R＝50.5％，外圈軌道的槽R＝53.0％，實(shí)施例18內(nèi)圈軌道的槽R＝59.0％，外圈軌道的槽R＝59.75％，實(shí)施例19～22(全部相同)內(nèi)圈軌道的槽R＝51.0％，外圈軌道的槽R＝53.0％，實(shí)施例23～27(全部相同)內(nèi)圈軌道的槽R＝51.75％，外圈軌道的槽R＝53.0％。
比較例6～10(全部相同)內(nèi)圈軌道的槽R＝52.0％，外圈軌道的槽R＝52.0％。
如表4～表7所示，實(shí)施例均得到了優(yōu)于比較例的結(jié)果。
在實(shí)施例1～實(shí)施例27中，動(dòng)轉(zhuǎn)矩選擇◎，音響特性選擇○，當(dāng)求內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑及外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑相對(duì)于滾珠直徑的下限值及上限值時(shí)，為內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是滾珠直徑的51.0％～56.0％，而外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是滾珠直徑的52.5％～58.0％。另外，在內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是滾珠直徑的50.5％～56.0％，而外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是滾珠直徑的53.0％～58.0％時(shí)得到了優(yōu)異的結(jié)果。
根據(jù)以上的實(shí)施例及比較例，本發(fā)明理想的內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑及外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑與滾動(dòng)體直徑的尺寸關(guān)系總括示于圖11中。圖中區(qū)域①表示至少滿足本發(fā)明第一方面或第四方面之一的范圍，區(qū)域②表示至少滿足本發(fā)明第二方面或第三方面之一的范圍，區(qū)域③表示第三方面的范圍，區(qū)域④表示本發(fā)明第六方面的范圍，低轉(zhuǎn)矩、音響特性、耐微振性以區(qū)域①＜區(qū)域②＜區(qū)域③＜區(qū)域④的順序越來(lái)越好。另外，直線Y是內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑及外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑相交于同一點(diǎn)的情況，但是，在該直線Y的上側(cè)即外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑大于內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑的范圍內(nèi)，內(nèi)圈與滾動(dòng)體及外圈與滾動(dòng)體的接觸面積及面壓之差減小，轉(zhuǎn)矩降低及音響特性更好。
表1 (單位g)

表2 (單位g)

表3 (單位g)

表4

表5

表6

表7

如上所述，本發(fā)明的滾動(dòng)軸承通過(guò)指定內(nèi)圈軌道及外圈軌道的斷面形狀的曲率和滾動(dòng)體的直徑的尺寸關(guān)系，封入潤(rùn)滑脂組成物，可降低軸承轉(zhuǎn)矩，且低溫環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)時(shí)的軸承初期音響(護(hù)圈聲)特性也很好，還可抑制微振損傷(磨耗)的產(chǎn)生，其中，所述潤(rùn)滑脂組成物是在混合含極性基潤(rùn)滑油及無(wú)極性潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油中添加含長(zhǎng)徑部的長(zhǎng)度至少為3μm的長(zhǎng)纖維狀物的金屬皂類增稠劑而得到的。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行各種變更。
權(quán)利要求
1.一種滾動(dòng)軸承，包括外圈，其內(nèi)周面具有外圈軌道；內(nèi)圈，其外周面具有內(nèi)圈軌道；多個(gè)滾動(dòng)體，其滾動(dòng)自如地設(shè)置在外圈軌道和內(nèi)圈軌道之間；護(hù)圈，保持多個(gè)滾動(dòng)體，使其滾動(dòng)自如，所述滾動(dòng)軸承在外圈軌道和內(nèi)圈軌道之間的空間內(nèi)密封有潤(rùn)滑脂，其特征在于所述潤(rùn)滑脂是在基礎(chǔ)油中加入金屬皂類增稠劑而形成的潤(rùn)滑脂組成物，其中，所述基礎(chǔ)油是將分子結(jié)構(gòu)中具有極性基的潤(rùn)滑油和無(wú)極性潤(rùn)滑油混合構(gòu)成的，所述金屬皂類增稠劑包括長(zhǎng)徑部長(zhǎng)度至少為3μm的長(zhǎng)纖維狀物，同時(shí)，所述內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑及所述外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是所述滾動(dòng)體直徑的51.0～60.0％。
2.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑及所述外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是所述滾動(dòng)體直徑的51.5～58.0％。
3.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是所述滾動(dòng)體直徑的51.0～56.0％，而所述外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是滾動(dòng)體直徑的52.5～58.0％。
4.一種滾動(dòng)軸承，包括外圈，其內(nèi)周面具有外圈軌道；內(nèi)圈，其外周面具有內(nèi)圈軌道；多個(gè)滾動(dòng)體，其滾動(dòng)自如地設(shè)置在外圈軌道和內(nèi)圈軌道之間；護(hù)圈，保持多個(gè)滾動(dòng)體，使其滾動(dòng)自如，所述滾動(dòng)軸承在外圈軌道和內(nèi)圈軌道之間的空同內(nèi)密封有潤(rùn)滑脂，其特征在于所述潤(rùn)滑脂是在基礎(chǔ)油中加入金屬皂類增稠劑而形成的潤(rùn)滑脂組成物，其中，所述基礎(chǔ)油是將分子結(jié)構(gòu)中具有極性基的潤(rùn)滑油和無(wú)極性潤(rùn)滑油混合構(gòu)成的，所述金屬皂類增稠劑包括長(zhǎng)徑部長(zhǎng)度至少為3μm的長(zhǎng)纖維狀物，同時(shí)，所述內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是所述滾動(dòng)體直徑的50.5～56.0％，而所述外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是滾動(dòng)體直徑的53.0～58.0％。
5.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑大于所述內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑。
6.如權(quán)利要求3所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑大于所述內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑。
7.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述長(zhǎng)纖維狀物的長(zhǎng)徑部的長(zhǎng)度小于10μm。
8.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述長(zhǎng)纖維狀物的含量是所述金屬皂類增稠劑的總量的30質(zhì)量％以上。
9.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述具有極性基的潤(rùn)滑油的含量是基礎(chǔ)油總量的5質(zhì)量％～70質(zhì)量％。
10.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述基礎(chǔ)油在40℃時(shí)的動(dòng)粘度為10mm2/s～500mm2/s。
11.如權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述基礎(chǔ)油含有在40℃時(shí)的動(dòng)粘度為2000mm2/s～100000mm2/s的具有極性基的潤(rùn)滑油。
12.如權(quán)利要求11所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述基礎(chǔ)油含有在40℃時(shí)的動(dòng)粘度為10mm2/s～150mm2/s的低粘度的、具有極性基的潤(rùn)滑油。
13.如權(quán)利要求12所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述基礎(chǔ)油含有在40℃時(shí)的動(dòng)粘度為150mm2/s～2000mm2/s的中粘度的、具有極性基的潤(rùn)滑油。
14.如權(quán)利要求11所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述基礎(chǔ)油中在40℃時(shí)的動(dòng)粘度為2000mm2/s～100000mm2/s的具有極性基的潤(rùn)滑油的含量是基礎(chǔ)油總量的5質(zhì)量％～30質(zhì)量％。
15.如權(quán)利要求4所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述基礎(chǔ)油在40℃時(shí)的動(dòng)粘度為10mm2/s～500mm2/s。
16.如權(quán)利要求15所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，含有在40℃時(shí)的動(dòng)粘度為2000mm2/s～100000mm2/s的具有極性基的潤(rùn)滑油。
17.如權(quán)利要求16所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，含有在40℃時(shí)的動(dòng)粘度為10mm2/s～150mm2/s的低粘度的、具有極性基的潤(rùn)滑油。
18.如權(quán)利要求17所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，含有在40℃時(shí)的動(dòng)粘度為150mm2/s～2000mm2/s的中粘度的、具有極性基的潤(rùn)滑油。
19.如權(quán)利要求16所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，在40℃時(shí)的動(dòng)粘度為2000mm2/s～100000mm2/s的具有極性基的潤(rùn)滑油的含量是基礎(chǔ)油總量的5質(zhì)量％～30質(zhì)量％。
20.如權(quán)利要求12所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述低粘度的具有極性基的潤(rùn)滑油是多元醇酯油、雙酯油及酯油的至少一種。
21.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述金屬皂是有機(jī)脂肪酸金屬鹽或有機(jī)羥基脂肪酸金屬鹽。
22.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述潤(rùn)滑脂組成物的混合稠度為250～330。
23.如權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于，所述滾動(dòng)軸承軸承單體具有內(nèi)部間隙，至少負(fù)載軸向荷重以接觸角為0°以外的角度使用。
全文摘要
一種滾動(dòng)軸承,可改善低溫環(huán)境下運(yùn)行起動(dòng)時(shí)的軸承初期音響(護(hù)圈聲)特性,降低微振損傷(磨耗),并降低軸承轉(zhuǎn)矩。內(nèi)圈軌道的斷面形狀的曲率半徑及外圈軌道的斷面形狀的曲率半徑是滾動(dòng)體直徑的51.0～60.0%,在所述滾動(dòng)軸承中密封有潤(rùn)滑脂組成物,所述潤(rùn)滑脂組成物是在基礎(chǔ)油中加入金屬皂類增稠劑而形成的潤(rùn)滑脂組成物,其中,所述基礎(chǔ)油是將分子結(jié)構(gòu)中具有極性基的潤(rùn)滑油和無(wú)極性潤(rùn)滑油混合構(gòu)成的,所述金屬皂類增稠劑包括長(zhǎng)徑部長(zhǎng)度為3μm以上的長(zhǎng)纖維狀物。
文檔編號(hào)C10M169/02GK1357693SQ0114259
公開(kāi)日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2001年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月4日
發(fā)明者杉森庸一郎, 住谷壽夫, 中道治, 小川隆司, 寺田康久 申請(qǐng)人:日本精工株式會(huì)社