JPH025960B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新規の潤滑方法に関するものである。
グリースによる潤滑は潤滑油に比べ多くの利点を
有し、広範囲に利用されている。 グリースの利点として、次のことがあげられ
る。 (1) 飛散、流出、滴下が少なく、周辺機器の汚染
を防止し、長期間補給せずに潤滑し得る。 (2) グリース自身がシールの役割を果たすため、
異物の混入を防止し、かつ潤滑部のシール装置
が簡単で設計も容易である。 (3) 油だけよりも広い範囲の温度で使用できる。 (4) 油よりも耐水性が向上し、水の存在する個所
でも使用可能である。 (5) 高圧荷重、低速、衝撃荷重、摺動、間けつ運
転など苛酷な条件に耐える。 (6) 長期の保存が可能で、又長期間運転されない
潤滑部でも油膜が保持され、サビや腐食を防止
する。 しかし、グリースによる潤滑は、潤滑油に比べ
欠点として次のことがあげられる。 (1) 交換、給油、洗浄、充填に経験を要する。 (2) 水やゴミなどの異物が混入した場合、過が
困難である。 (3) 冷却効果が少く、撹拌抵抗による発熱も大き
い。 (4) 超高速には適さない。 また、グリース潤滑が行なわれている個所は広
く、使用個所の条件は種々雑多であり、使用温
度、荷重、速度、環境等が異なり、使用されるグ
リースの種類も使用目的に合せるため、著しく多
く組成の異なる多くのグリースが開発されてき
た。 近年省資源、省エネルギー、省力化の一環とし
て、グリースに対し長寿命化、低トルク、メンテ
ナンスフリー化等の要求、潤滑油による潤滑個所
のグリース化の要望が提示されてきた。これらの
要求、要望に対し従来のグリースでは全てを満足
することはできない。 本発明者らは、これらの要求、要望を満足すべ
く、従来形のグリースが本来備えてなければなら
ないのに実際は不十分のまま解決されていない欠
点を正す目的で研究した結果、上記の要求、要望
に対し、グリースの欠点が問題となるが、欠点を
解決するにはグリースの利点が半減してしまうも
のもあり、単一グリースで解決することは難しい
ことを確かめた。 潤滑機器におけるシールとしては、多くのもの
が実用されているが、潤滑油用のシールは、潤滑
油が液体であることから回転体に直接接触しなけ
ればならず、シールの材質がゴムのような軟質高
分子材料であつても軟質金属であつても回転体の
表面との接触による摩擦が避けられず、エネルギ
ーロスや摩耗によるシール性の低下等の問題点が
ある。グリースが多用される最大の理由は各種の
潤滑機器に利用した場合にそのシール機構が簡略
化できることにある。即ち潤滑油で使用される接
触シールを使用する必要はほとんどなく、グリー
ス潤滑では非接触型の簡易的なシールで良い。ま
た、理想的なグリースは回転状態ではせん断によ
り軟化し、停止状態では再び硬化（元の硬さに回
復）するものであるが、それならば、本来、シー
ルは必要ない。しかし、現実には、使用条件ある
いは長時間の使用によつては、グリース用の簡易
型のシールでも流出することが一般的である。し
からば、そのような時には、潤滑油用のシールを
用いれば良いと考えられるが、それではグリース
で潤滑している。シール機構を簡略できると言う
メリツトがなくなり、かつシールと回転部での摩
擦とグリースが潤滑油に比べ撹はん抵抗が大きい
ことと相まつて生じるエネルギーロスが大きくな
るとのデメリツトが出て来ることになる。もし、
グリースのシール性を向上させることができれ
ば、この問題は解決するはずである。この目的で
硬いグリースを利用すれば良いが、潤滑部への介
入性に欠け、潤滑不良の原因となることも考えら
れ、必ずしも容易ではない。 このことについて、二種のグリースの併用、グ
リースと油の併用をすれば良いということは容易
に考えられるが、実際には難しい。硬いグリース
と軟いグリースの組み合せ、硬いグリースと油の
組み合せ等では、機械が働き、回転あるいは摺動
が潤滑剤に与えられると、組成の類似したものま
たは性質の類似したものでは比較的短時間に均一
化してしまい、あらかじめ混合して供給したもの
と何ら変りがなく初期の目的を達し得ない。従つ
てこれらの方法では実用化されていない。混合さ
れないと考えれば、実際の潤滑部に軟いグリース
そのまわりに硬いグリースが存在するとした場
合、グリースの欠点である撹拌による発熱は最少
限におさえられ、発熱に伴う劣化が少なく寿命の
延長、トルクの低減が計られ、またグリースの利
点であるシール性を維持または強化することが可
能である。しかし、実際には上記のことより不可
能である。 本発明者らは、二層にして成る潤滑剤による潤
滑方法の長所を期間に維持すべく種々の研究し、
本発明を達成するに至つた。 さらに詳細に説明すると、本発明の特徴は、グ
リースとゲル化剤により半固体化したゲルを併用
し、二つの層として給脂するものであり、グリー
スとゲルの組成的に異なりかつオロジー的性質の
異なる二つの物質を使用することにある。 従来グリースとは、液体潤滑剤に増ちよう剤を
分散させた半固体又は固体状の潤滑剤で、特別な
性能を向上させるために他の成分を添加したもの
を含むと定義され、ミクロ的に見るとその潤滑油
中に増ちよう剤（球状の粒子群から長さと幅を持
つた繊維状のものまで各種）がミセルとして分散
され、増ちよう剤により油が保持された構造をと
つている。このため、ボールベアリング、ローラ
−ベアリング用に用いられるグリースや、飛散防
止装置のない部分に用いられるグリースは、使用
される個所がグリース潤滑可能であるために、グ
リース自身が混和されたとき、ちよう度（硬さ）
が軟化しないこと即ち、混和安定化が必要であ
り、又トルクの小さいことが望ましく、さらに或
る場合にはベアリングのレース面に於て、いわゆ
るチヤンネリングにより、使用中にベアリング潤
滑部の外側にグリースの集積部が形成され、グリ
ース全体の保護膜を形成する必要がある。グリー
スはその油が増ちよう剤によつて保たれているた
め、剪断等により増ちよう剤からあふれた油はグ
リースとしての固さも持たず、グリース本来の性
能を持たないものとなる。強い剪断がかけられる
と、増ちよう剤が作つていたミセル構造が破壊さ
れ、さらには増ちよう剤そのものも破壊され、剪
断を除いても、元のグリースの性状にはならない
ものとなる。 グリースの潤滑性は、グリースのチキソトロピ
ー性（揺変性）により、全体が軟化して潤滑し、
グリースの動きが止ると元の硬さにもどると言わ
れているが、実際にはその様な理想的な現象は起
こりにくい。従つてチキソトロピー性の強いゲル
化剤を用いると良いのであるが、増ちよう剤で固
めたグリースと異なり、ゲル化剤で固めたグリー
ス状物は熱や剪断により容易に軟化し、連続的に
使用することはできない。 本発明で言う増ちよう剤とは、液体（本発明の
場合は潤滑油）を増ちようさせる作用がミセル構
造によるもので、その多くは繊維が網目構造を作
つて油を保持する。その構造を保つために比較的
多くの増ちよう剤が必要であり、剪断に対して比
較的強いものである。さらに液体に対して必ずし
も溶解もしくは均一分散する必要がない。 一方、ゲル化剤とは、液体（本発明では非水液
体）を固めるという作用的には増ちよう剤とほぼ
同じであるが、増ちよう剤と比べて、少い量で液
体をかためる能力を有し、静的には高い硬度を示
すが、熱および／または剪断により容易に軟化す
るものである。又ゲル化剤は、増ちよう剤と異な
り液体に可溶化もしくは安定分散することによ
り、液体を固めることができるものである。従つ
て、ゲル化剤だけでグリース状物を作成し、使用
することは困難であり、又は不十分である。 以上のようにグリースとゲルでは、組成的およ
びレオロジー的性質が全く異なることから機械が
運転され潤滑剤に剪断が与えられても、剪断に対
する挙動が異なり、両者の界面において混り合う
ことがないことを見出し、この現象を有効的に活
用し本発明の潤滑方法を確立したのである。 本発明の潤滑方法は、上記のことを見出したこ
とにより初めて成し得たのであり、従来の技術で
は容易には成し得ない新規な潤滑方法である。 本発明の特徴は、二種類の流動特性の異なるグ
リースとゲルを組合せたことと、それぞれに異な
つた役割、潤滑とシール性を持たせ、かつ二段階
で供給する、即ち、潤滑が要求される部分に潤滑
の役割を持つ油剤を先ず供給した後、次いでシー
ルの役割を担う油剤をその回りに供給することに
ある。 本発明の方法は、(1)潤滑される部分に軟いグリ
ースを給脂して潤滑層を形成し、そのまわりに硬
いゲルを給脂してシール層を形成し潤滑する方
法、(2)潤滑される部分に軟いゲルを給脂して潤滑
層を形成し、そのまわりに硬いグリースを給脂し
てシール層を形成し潤滑する方法の二つに分けら
れる。 本発明に使用するグリースとしては、従来より
使用されているいずれのグリースでも良いが、こ
の潤滑方法が適用される潤滑個所が高荷重、高
速、高温等の苛酷な条件が多いことから好ましく
は、リチウムグリース、ウレア系グリース、アル
ミコンプレツクスグリース、リチウムコンプレツ
クスグリース等高滴点のマルチパーパスグリース
である。ゲル化剤としては、非水液体を固化する
能力があることが必要である。一成分ではゲル化
の作用がないが二成分または二成分以上で使用す
るとゲル化剤との能力を発揮するものも本発明に
含まれる。たとえば、キサンタンポリマー、低密
度ポリエチレン、イソタクチツクポリプロピレ
ン、ポリカルボン酸エステル、ポリカルボン酸誘
導体およびその塩、カレボン酸とヒドロキシプロ
ピル炭化水素のエステル、不飽和高級脂肪酸エス
テル、アルミニウムオクテート、アルミニウムア
ルコレート、周期律IA族のアルコキシドとＡ
族のエステル、Ｉ族とＡ族のアルコキシド、Ｎ
−アシルグルタミン酸ジアミド、Ｎ，N′，N″−
トリアルキルヒドロキシアスパラギン酸アミド、
テトラヒドロフラン基を有するアミド、グルコー
スのアルキル化誘導体、−Ｃ（OR）−Ｎ−を有す
る複素環化合物、ジベンジリデンソルビトール等
が挙げられる。好ましくは高温において潤滑油に
溶解するＮ−アシルグルタミン酸ジアミド、Ｎ，
N′，N″−トリアルキルヒドロキシアスパラギン
酸アミド、ジベンジリデンソルビツトである。Ｎ
−アシルグルタミン酸ジアミドとＮ，N′，N″−
トリアルキルヒドロキシアスパラギン酸アミドは
類似したゲル化能を示す。方法(2)においては、潤
滑性能が優れたＮ−アシルグルタミン酸ジアミ
ド、Ｎ，N′，N″−トリアルキルヒドロキシアス
パラギン酸アミドが好ましい。潤滑油としては、
鉱油、エステル合成油、P.A.O油脂、合成炭化水
素等であり、好ましくは鉱油、エステル合成油、
P.A.Oである。 上記方法(1)におけるグリースはちよう度グレー
ドNo.000〜No.１であり、好ましくはNo.00〜No.０で
ある。No.１以上では硬すぎてトルクが多なり、No.
000以下では二層の構造を保ち得ず不適当である。
ゲルの硬さは、グリースの硬さより硬いことが必
要でグリースの0W（零ワーク）ちよう度を適用
し、No.２〜No.５が適当である。No.２以下ではシー
ル機能が不十分であり、No.５以上では給脂に不便
であり不適当である。 方法(2)におけるゲルの硬さは後述グリースより
軟いことが必要でありグリースの0Wちよう度を
適用しNo.０〜No.２が適当である。No.２以上では潤
滑開始のトルクが大きくなり、No.０以下で二層構
造を保ち得ず不適当である。グリースはNo.２〜No.
５が適当である。No.２以下ではシール機能が不十
分でありNo.５以上では給脂に不便であり不適当で
ある。 本発明の潤滑方法の適用範囲は特に限定される
ものではないが、各種オープンベアリング、各
種、シールドベアリング、各種のジヨイント等に
適する。 オープン型のローラベアリングにて本発明のグ
リースおよびゲルの充填方法を第１図で説明する
と方法(1)ではローラー１、リテーナ２、インナー
レース３、アウターレース４の主に潤滑が要求さ
れる部分（ａ部）に軟いグリースを充填する。そ
の後、グリースの外側とハウジング５との間の主
にシールが要求される部分（ｂ部）に硬いゲルを
充填する。方法(2)ではａ部に軟いゲル、ｂ部に硬
いグリースを充填する。第１図において、表記上
グリース、ゲルの間に空間なく示しているが、実
質的には空間が存在しても良い。 また第２図にシールド型のボールベアリング、
第３図に等速ジヨイントに第１図に示す上記方法
と同様にしてグリースおよびゲルを充填する方法
を示す。 本発明の利点は、前述の通りであるが、方法
(1)、(2)とも共通であり列記すると (1) 撹拌による発熱が少ない (2) 発熱による潤滑剤の劣化が少く寿命が長い (3) 外部と接触する潤滑剤が硬く、外部からの異
物の混入がほとんどない (4) 外側の潤滑剤が硬く、潤滑剤の流出、流落が
ほとんどない (5) 潤滑される部分の潤滑剤が回転時に流動性が
高く、潤滑面への介入性が良好なため潤滑性が
良い となる。 本発明を次の実施例および比較例により説明す
る。 実施例 １ グリースとして、No.０リチウムグリース、又ゲ
ルとしてパラフイン系鉱油（Vis100.3cst＠40℃）
94.5重量％にジベンジリデンソルビツト５重量
％、PAN0.5重量％を加え、加熱溶解し冷却して
作成したNo.３（0W）ゲルを使用し、次の試験を行
い、得た結果を第１表に示す。 (a) ASTMD1741による、寿命試験 6306オープンベアリングのボール、リテー
ナ、レース部にグリース3gをグリース給油機
で充填し、その外側（第１図ｂ部）にゲル3g
を充填し、ASTMD1741に従い、グリース寿
命とグリース漏洩量を調べた。 (b) 回転による温度上昇試験 (a)と同様に6306オープンベアリングにグリー
ス、ゲルを充填し、ベアリングのアウターレー
ス外側に熱電対を接触させ、温度上昇を測定で
きるようにしたASTMD1741試験機にセツト
し、加熱用ヒータを入れずに運転し、アウター
レース外側の熱電対により回転による温度上昇
を調べ、その定常値を測定した。 実施例 ２〜４ 実施例１と同様にし、グリースとゲルの種類を
変えて試験した。充填の方法は実施例２では方法
(1)であり、実施例３，４では方法(2)である。 使用したグリース、ゲルおよび試験結果を第１
表に示す。 実施例 ５ 6202VVのシールドベアリングの装着されてい
るモータのベアリングを実施例１で使用したと同
じグリース0.7gを注射器にてボール、リテーナ、
レース面に充填し、ゲル0.2gをシールド板に均一
に塗布したものに取り換えて回転試験を行つた。
その運転状態を従来のグリース潤滑と比較した。
この結果は次の通りであつた。 無負荷での外カバーの温度は35℃であつた。 これに対し従来のグリース潤滑では40℃であつ
た。ラジアル荷重を変えた種々の条件でも従来の
グリース潤滑に比べ５〜10℃温度の低下が認めら
れた。 また、異状音、潤滑剤の漏洩等の異状は認めら
れなかつた。 実施例 ６ 6202VVのシールドベアリングの装着されてい
るモータのベアリングを実施例４で使用したと同
じゲル0.7gを注射器にてボール、リテーナ、レー
ス面に充填し、潤滑グリース0.2gをシールド板に
均一に塗布したものに取り換えて回転試験を行つ
た。その運転状態を従来のグリース潤滑と比較し
た。その結果は次の通りであつた。 無負荷での外カバーの温度は33℃であつた。こ
れに対し従来のグリース潤滑では40℃であつた。
ラジアル荷重を変えた種々の条件でも従来のグリ
ース潤滑に比べ５〜10℃温度の低下が認められ
た。 また異状音、潤滑剤の漏洩等の異状は認められ
なかつた。 比較例 １ 従来のグリース潤滑で実施例で用いたと同じベ
アリングの全体にグリースを充填し、実施例１と
同じ試験をした。使用したグリース及び試験結果
を第１表に示す。 比較例 ２および３ 従来のグリースで実施例１で用いたと同じベア
リングのａ部に軟かいグリース、ｂ部に硬いグリ
ースを充填し、実施例１と同じ試験を行つた。使
用したグリースおよび試験結果を第１表に示す。

【表】

【表】 以上の試験によりグリース漏洩量は、比較例の
場合には時間の経過に伴い徐々に増加したのに対
し、実施例の場合は寿命直前まで漏洩は殆んど認
められなかつた。また回転による温度上昇は実施
例の場合は一時休止し、再起動してもほぼ同じ
で、比較例に比べて温度上昇が低くおさえられた
ことで潤滑剤の劣化が少く、また寿命試験におい
て寿命が著しく長くなつたことがわかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａはオープン型ローラベアリングを機械
に取付けた状態を示す説明図、第１図Ｂは第１図
Ａの丸で囲んだベアリング部分の拡大図、第２図
はシールド型のボールベアリングのボール付近の
潤滑状態を示す説明図、第３図は等速ジヨイント
潤滑状の説明図である。 １…ローラー、２…リテーナ、３…インナーレ
ース、４…アウターレース、５…ハウジング、６
…ボール、７…シールド板、８…ゲージ、９…内
輪、１０…外輪。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 潤滑剤を潤滑個所に給脂する際、先ず、JIS
   ちよう度No.000からNo.１の範囲の硬さを有するグ
   リースを給脂して、グリースから成る潤滑層を形
   成し、ついで、ゲル化剤により半固体ないし固体
   とした、前記グリースより硬いちよう度を有する
   ゲルを給脂して、前記潤滑層の外側にゲルから成
   るシール層を形成することを特徴とする潤滑方
   法。 ２ 潤滑剤を潤滑個所に給脂する際、先ず、ゲル
   化剤により半固体ないし固体とした、後述のグリ
   ースより軟らかいちよう度を有するゲルを給脂し
   て、ゲルから成る潤滑層を形成し、ついで、JIS
   ちよう度No.２からNo.５の範囲の硬さを有するグリ
   ースを給脂して、前記潤滑層の外側にグリースか
   ら成るシール層を形成することを特徴とする潤滑
   方法。