JP2008144787A - Foam lubricant sealed bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は発泡潤滑剤を封入した発泡潤滑剤封入軸受に関する。 The present invention relates to a foamed lubricant-enclosed bearing in which a foamed lubricant is enclosed.
一般に、自動車や産業用機械に代表されるようなほとんどの機械の摺動部や回転部において潤滑剤が使用されている。通常、転がり軸受は、その内部にグリースを充填して転動体と軸受内外輪および保持器相互の摩擦面を潤滑しており、充填されたグリースが外部へ流出しないように、また、その内部へ塵や水分等が侵入しないように、シール等の密封装置が設けられている。しかし、密封装置付きの転がり軸受であっても、グリースを完全に密封することは困難であり、長時間使用すると徐々に流出したり、軸受内に外部から浸入した水分によってグリースが徐々に劣化することがある。このようなグリースの密封不良および劣化防止に関する問題点を解決するべく、潤滑油を増ちょうさせて保形性を持たせたグリースや、液体潤滑剤を保持してその飛散や垂れ落ちを防止できる固形潤滑剤も知られている。 Generally, a lubricant is used in a sliding part and a rotating part of most machines represented by automobiles and industrial machines. Normally, rolling bearings are filled with grease to lubricate the friction surfaces between the rolling elements, bearing inner and outer rings and cage, so that the filled grease does not flow out to the outside. A sealing device such as a seal is provided so that dust and moisture do not enter. However, even for rolling bearings with a sealing device, it is difficult to completely seal the grease, and when it is used for a long time, the grease gradually flows out, or the grease gradually deteriorates due to moisture entering from the outside into the bearing. Sometimes. In order to solve the problems related to grease sealing failure and deterioration prevention, it is possible to prevent grease from splashing and dripping by retaining lubricating oil with increased lubricating oil and retaining liquid lubricant. Solid lubricants are also known.
例えば、潤滑油やグリースに、超高分子量ポリオレフィン、またはウレタン樹脂およびその硬化剤を混合し、樹脂の分子間に液状の潤滑成分を保持させて徐々に染み出る物性を持たせた固形潤滑剤が知られている(特許文献1〜特許文献3参照)。
また、潤滑剤の存在下でポリウレタン原料であるポリオールとジイソシアネートとを潤滑成分中で反応させた自己潤滑性のポリウレタンエラストマーが知られている(特許文献4参照)。
また、樹脂成分である固形成分を発泡体化し、これに潤滑油を後含浸させ、軸受内部の摩擦接触部の近傍に設ける含油発泡体が知られている(特許文献5参照)。
For example, there is a solid lubricant in which ultra-high molecular weight polyolefin or urethane resin and its curing agent are mixed with lubricating oil and grease, and a liquid lubricant component is held between the resin molecules to gradually exude physical properties. It is known (see
Also known is a self-lubricating polyurethane elastomer obtained by reacting a polyol, which is a polyurethane raw material, with a diisocyanate in a lubricating component in the presence of a lubricant (see Patent Document 4).
In addition, an oil-containing foam is known in which a solid component, which is a resin component, is made into a foam, and this is post-impregnated with a lubricating oil, and is provided in the vicinity of a friction contact portion inside the bearing (see Patent Document 5).
これらの固形潤滑剤は、軸受に封入して固化させると、潤滑油を徐々に染み出させるものであり、これを用いると潤滑油の補充のためのメンテナンスが不要になり、水分の多い厳しい使用環境や強い慣性力の働く環境などでも軸受寿命の長期化に役立てることを狙ったものである。 These solid lubricants, when sealed in a bearing and solidified, gradually exude the lubricating oil, which eliminates the need for maintenance to replenish the lubricating oil. It is intended to be useful for extending the life of bearings in environments and environments where strong inertial forces are applied.
しかしながら、上記した従来技術による固形潤滑剤を充填した転がり軸受では、寿命が短い、高速回転においては焼きつきやすい、そして発熱が大きくなるために母材である樹脂成分が溶融してしまうために使用できないという欠点がある。また、フルパック仕様においては、前述固形潤滑剤を軸受内で固化させた後冷却する過程において、固形潤滑剤が収縮するために潤滑剤自身が転動体を抱きこんでしまい、回転トルクが大きくなりやすく発熱しやすいという問題点がある。
また、このような固形潤滑剤を製造する工程では、潤滑油やグリースを確実に含浸させるために多くの製造工程が必要になり、これでは低コスト化の要求に応えることも困難である。
In addition, in the process of manufacturing such a solid lubricant, many manufacturing processes are required for reliably impregnating the lubricant and grease, and it is difficult to meet the demand for cost reduction.
本発明は、このような課題に対処するためになされたものであり、潤滑剤保持力に優れ、長寿命で高速回転でも運転が可能であるとともに、製造工程を比較的簡単にすることができ低コスト化の要望に応じ得る発泡潤滑剤封入軸受を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to cope with such problems, and has excellent lubricant holding power, can be operated even at high speed rotation with a long service life, and can simplify the manufacturing process. An object of the present invention is to provide a foamed lubricant-enclosed bearing that can meet the demand for cost reduction.
本発明の発泡潤滑剤封入軸受は、軸受内部に発泡潤滑剤が封入されてなる発泡潤滑剤封入軸受であって、上記発泡潤滑剤は、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させてなり、上記潤滑成分の配合割合は、上記混合物全体に対して 1 重量%〜90 重量%であることを特徴とする。
また、上記発泡潤滑剤封入軸受は、転がり軸受であることを特徴とする。
The foamed lubricant-enclosed bearing of the present invention is a foamed lubricant-enclosed bearing in which a foamed lubricant is enclosed inside the bearing, the foamed lubricant comprising a urethane prepolymer having an isocyanate group in the molecule, and a curing agent. And a foaming agent is foamed and cured, and the blending ratio of the lubricating component is 1% to 90% by weight with respect to the whole mixture.
The foamed lubricant-enclosed bearing is a rolling bearing.
上記発泡潤滑剤の連続気泡率が 50%以上であることを特徴とする。
また、上記硬化剤が芳香族ポリアミン化合物であり、上記発泡剤が水であることを特徴とする。
また、上記混合物は、発泡・硬化が完了する前に転動体の周囲に充填されることを特徴とする。
The foamed lubricant has an open cell ratio of 50% or more.
Further, the curing agent is an aromatic polyamine compound, and the foaming agent is water.
Further, the mixture is filled around the rolling elements before foaming / curing is completed.
本発明の発泡潤滑剤封入軸受は、発泡潤滑剤を軸受内部(保持器と内・外輪との空間、保持器のない転がり軸受における内・外輪間の空間など)に封入して使用している。この発泡潤滑剤は潤滑成分と、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させてなるので、潤滑成分が発泡・硬化した固形成分内に吸蔵される。このため、軸受の回転運動に伴う遠心力や圧縮、屈曲、膨張などの外的な応力や毛細管現象によって発泡潤滑剤中より外部に潤滑油が徐放されるので、潤滑剤保持力に優れ、軸受の小型化、高性能化および長寿命化が図れる。なお、潤滑成分が発泡・硬化した固形成分内に吸蔵されるとは、後述する潤滑油やグリースなどの液体・半固体状の潤滑成分が、発泡・硬化した固形成分中にウレタンプレポリマーや硬化剤と反応することなく、化合物にならないで含まれることをいう。
また、発泡潤滑剤を封入することで、転走面近くに潤滑剤が存在できグリース潤滑と比較してより潤滑剤が転走面に供給されやすい。また、外部からの塵・水分等の侵入に対してはシール部材の役割をも果たす。その上、多孔質な部分を多く持つので、軸受の軽量化の点でも有利である。
また、組み立て後に潤滑剤を封入する必要がないので、生産効率が向上し、安価に製造できる。
The foamed lubricant-enclosed bearing of the present invention is used by encapsulating the foamed lubricant inside the bearing (the space between the cage and the inner and outer rings, the space between the inner and outer rings in a rolling bearing without a cage, etc.). . This foaming lubricant is formed by foaming and curing a mixture containing a lubricating component, a urethane prepolymer having an isocyanate group in the molecule, a curing agent, and a foaming agent. Occluded. For this reason, the lubricating oil is gradually released from the foamed lubricant due to external stresses such as centrifugal force, compression, bending, expansion, and capillary action associated with the rotational movement of the bearing, and capillary action. Miniaturization, high performance and long life of the bearing can be achieved. The fact that the lubricating component is occluded in the foamed / cured solid component means that a liquid / semi-solid lubricating component such as a lubricating oil or grease described later is a urethane prepolymer or cured in the foamed / cured solid component. It means to be contained without reacting with the agent and without becoming a compound.
Further, by encapsulating the foamed lubricant, the lubricant can be present near the rolling surface, and the lubricant is more easily supplied to the rolling surface than grease lubrication. It also serves as a seal member against the entry of dust and moisture from the outside. In addition, since it has many porous portions, it is advantageous in terms of reducing the weight of the bearing.
In addition, since it is not necessary to enclose a lubricant after assembly, production efficiency is improved and manufacturing can be performed at low cost.
本発明の発泡潤滑剤封入軸受に用いる固形潤滑剤として潤滑剤保持力に優れ、潤滑油染み出し量を必要最小限に抑制できる固形潤滑剤について鋭意検討の結果、潤滑成分と、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させて発泡潤滑剤を得た。この発泡潤滑剤はウレタンプレポリマーが発泡・硬化して多孔質化された固形物であり、かつ潤滑成分を樹脂内部に吸蔵してなる発泡潤滑剤である。
この発泡潤滑剤は潤滑油などの保持力に優れ、外力による変形を受けても潤滑油染み出し量を必要最小限に抑制し、かつ安価に製造でき、軸受の必要箇所にのみ封入でき、軸受を効率よく製造できることがわかった。本発明はこのような知見に基づくものである。
As a result of intensive studies on solid lubricants that have excellent lubricant retention as the solid lubricant used in the foamed lubricant encapsulated bearing of the present invention and can suppress the amount of lubricating oil oozing out, the lubricating component and isocyanate group in the molecule A foamed lubricant was obtained by foaming / curing a mixture containing a urethane prepolymer having a curing agent, a curing agent, and a foaming agent. This foamed lubricant is a solid material in which a urethane prepolymer is made porous by foaming and curing, and is a foamed lubricant formed by occluding a lubricating component in the resin.
This foaming lubricant has excellent holding power for lubricating oil, etc., and even if it is deformed by external force, it can minimize the amount of lubricating oil leaked out, can be manufactured at low cost, can be sealed only at the necessary part of the bearing, It turned out that it can manufacture efficiently. The present invention is based on such knowledge.
本発明の発泡潤滑剤封入軸受に用いられる発泡潤滑剤は、樹脂内に潤滑成分を吸蔵させるので、樹脂の柔軟性により、例えば圧縮、膨張、屈曲、ねじりなどの外力による変形により潤滑剤を染み出させて樹脂の分子間から外部に徐放できる。この際、染み出す潤滑油量は、外力の大きさに応じて弾性変形する程度を樹脂の選択などによって変えることにより、必要最小限にすることができる。
また、本発明に用いる発泡潤滑剤において樹脂成分は、発泡により表面積が大きくなっており、染み出した余剰の潤滑油を再び発泡体の気泡内に一時的に保持することもできて染み出す潤滑油量は安定しており、また樹脂内に潤滑剤を吸蔵させるとともに気泡内に含浸させることによって非発泡の状態より潤滑油の保持量も多くなる。
The foamed lubricant used in the foamed lubricant encapsulated bearing of the present invention absorbs a lubricating component in the resin, so that the lubricant is soaked by the flexibility of the resin, for example, by deformation due to external force such as compression, expansion, bending, and twisting. And can be released gradually from between the resin molecules. At this time, the amount of lubricating oil that oozes out can be minimized by changing the degree of elastic deformation according to the magnitude of the external force by selecting the resin.
Further, in the foamed lubricant used in the present invention, the resin component has a large surface area due to foaming, and the excess lubricating oil that has oozed out can be temporarily held in the foam bubbles again and ooze out. The amount of oil is stable, and by retaining the lubricant in the resin and impregnating the bubbles, the retained amount of the lubricant is increased as compared with the non-foamed state.
その上、本発明に用いる発泡潤滑剤は、非発泡体と比較して屈曲時に必要なエネルギーが非常に小さく、潤滑油を高密度に保持しながら柔軟な変形が可能である。よって、該発泡潤滑剤を固化させた後冷却する過程において、発泡潤滑剤が収縮し転動体を抱き込んだとしても屈曲・変形時に必要なエネルギーが小さいために容易に変形することができ、回転トルクが大きくなるという問題を防ぐことができる。また、発泡部分すなわち多孔質な部分を多く持つため、軽量化の点でも有利である。
また、潤滑成分と、ウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させるだけであるので、特別な設備も不要であり、任意の場所に充填して成形することが可能である。
また、潤滑成分と、ウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物の配合量をコントロールすることにより発泡潤滑剤の密度を変化させることができる。
In addition, the foamed lubricant used in the present invention requires very little energy when bent compared to non-foamed materials, and can be flexibly deformed while retaining the lubricating oil at a high density. Therefore, in the process of cooling after solidifying the foamed lubricant, even if the foamed lubricant contracts and embraces the rolling element, it can be easily deformed because the energy required for bending and deformation is small, and rotation The problem that the torque becomes large can be prevented. Moreover, since it has many foamed parts, ie, a porous part, it is advantageous also at the point of weight reduction.
Also, since it is only necessary to foam and cure a mixture containing a lubricating component, a urethane prepolymer, a curing agent, and a foaming agent, no special equipment is required, and it can be filled and molded in any place. Is possible.
Further, the density of the foaming lubricant can be changed by controlling the blending amount of the mixture containing the lubricating component, the urethane prepolymer, the curing agent, and the foaming agent.
本発明に使用するウレタンプレポリマーは分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであって、このイソシアネート基は他の置換基によってブロックされていてもよい。分子内に含まれるイソシアネート基は、分子鎖末端であっても、あるいは分子鎖内から分岐した側鎖末端に含まれていてもよい。また、ウレタンプレポリマーは分子鎖内にウレタン結合を有していてもよい。 The urethane prepolymer used in the present invention is a urethane prepolymer having an isocyanate group in the molecule, and this isocyanate group may be blocked by another substituent. The isocyanate group contained in the molecule may be at the end of the molecular chain or may be contained at the end of the side chain branched from the molecular chain. The urethane prepolymer may have a urethane bond in the molecular chain.
ウレタンプレポリマーは、活性水素基を有する化合物とポリイソシアネートとの反応によって得ることができる。
活性水素基を有する化合物としては低分子ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ひまし油系ポリオール等が挙げられる。これらは単独で、または2種類以上の混合物として使用することができる。低分子ポリオールとしては、2価のもの例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、水添ビスフェノールA等、3価以上のもの(3〜8価のもの)例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、シュークローズ等が挙げられる。
The urethane prepolymer can be obtained by reacting a compound having an active hydrogen group with a polyisocyanate.
Examples of the compound having an active hydrogen group include low molecular polyols, polyether polyols, polyester polyols, and castor oil polyols. These can be used alone or as a mixture of two or more. Examples of the low molecular polyol include divalent ones such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, hydrogenated bisphenol A, etc. (3- to 8-valent ones) For example, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, pentaerythritol, sorbitol, shoelace and the like.
ポリエーテル系ポリオールとしては上記低分子ポリオールのアルキレンオキサイド(炭素数2〜4のアルキレンオキサイド、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド)付加物およびアルキレンオキサイドの開環重合物が挙げられ、具体的にはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが含まれる。 Examples of the polyether polyol include alkylene oxide (alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms, for example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide) adducts of the above low molecular polyols and ring-opening polymers of alkylene oxides. Includes polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene ether glycol.
ポリエステル系ポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオールおよびポリエーテルエステルポリオール等が挙げられる。ポリエステルポリオールはカルボン酸(脂肪族飽和または不飽和カルボン酸、例えば、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、二量化リノール酸およびまたは芳香族カルボン酸、例えば、フタル酸、イソフタル酸)とポリオール(上記低分子ポリオールおよび/またはポリエーテルポリオール)との縮合重合により得られる。 Examples of polyester polyols include polyester polyols, polycaprolactone polyols, and polyether ester polyols. Polyester polyols are carboxylic acids (aliphatic saturated or unsaturated carboxylic acids such as adipic acid, azelaic acid, dodecanoic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, dimerized linoleic acid and / or aromatic carboxylic acids such as phthalic acid. , Isophthalic acid) and a polyol (the above low molecular polyol and / or polyether polyol).
ポリカプロラクトンポリオールは、グリコール類やトリオール類の重合開始剤にε-カプロラクトン、α-メチル-ε-カプロラクトン、ε-メチル-ε-カプロラクトン等を有機金属化合物、金属キレート化合物、脂肪酸金属アシル化物等の触媒の存在下で付加重合により得られる。ポリエーテルエステルポリオールには、末端にカルボキシル基および/またはOH基を有するポリエステルにアルキレンオキサイド例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を付加反応させて得られる。ひまし油系ポリオールとしては、ひまし油およびひまし油またはひまし油脂肪酸と上記低分子ポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールとのエステル交換あるいは、エステル化ポリオールが挙げられる。
本発明で用いるウレタンプレポリマーは、イソシアネート基(−NCO)含有量が 2 重量%以上のものが望ましい。イソシアネート基(−NCO)含有量がこれ未満であると、発泡性と弾力性の両立が難しくなる。
Polycaprolactone polyol is a polymerization initiator for glycols and triols such as ε-caprolactone, α-methyl-ε-caprolactone, ε-methyl-ε-caprolactone, etc. as organometallic compounds, metal chelate compounds, fatty acid metal acylates, etc. Obtained by addition polymerization in the presence of a catalyst. The polyether ester polyol is obtained by subjecting a polyester having a carboxyl group and / or an OH group to an addition reaction of an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide. As the castor oil-based polyol, castor oil and castor oil or castor oil fatty acid and the above low molecular polyol, polyether polyol, and polyester polyol are transesterified or esterified polyol.
The urethane prepolymer used in the present invention preferably has an isocyanate group (—NCO) content of 2% by weight or more. If the isocyanate group (-NCO) content is less than this, it becomes difficult to achieve both foamability and elasticity.
ポリイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート、脂肪族または脂環式およびポリイソシアネート化合物がある。
芳香族ジイソシアネートは、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネートおよびその混合物、1,5-ナフチレンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネートが挙げられる。
脂肪族または脂環式ジイソシアネートは、例えば、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、1,12-ドデカンジイソシアネート、1,3-シクロブタンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、イソプロパンジイソシアネート、2,4-ヘキサヒドロトルイレンジイソシアネート、2,6-ヘキサヒドロトルイレンジイソシアネート、1,3-ヘキサヒドロフェニルジイソシアネート、1,4-ヘキサヒドロフェニルジイソシアネート、2,4′パーヒドロジフェニルメタンジイソシアネート、4,4′-パーヒドロジフェニルメタンジイソシアネートが挙げられる。
ポリイソシアネート化合物としては、4,4′,4″-トリフェニルメタントリイソシアネート、4,6,4′-ジフェニルトリイソシアネート、2,4,4′-ジフェニルエーテルトリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートが挙げられる。
また、これらイソシアネートの一部をビウレット、アロファネート、カルボジイミド、オキサゾリドン、アミド、イミド等に変性したものが挙げられる。
Polyisocyanates include aromatic diisocyanates, aliphatic or alicyclic and polyisocyanate compounds.
Aromatic diisocyanates include, for example, diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate and mixtures thereof, 1,5-naphthylene diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate Is mentioned.
Aliphatic or alicyclic diisocyanates include, for example, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,12-dodecane diisocyanate, 1,3-cyclobutane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, isopropane diisocyanate. 2,4-hexahydrotoluylene diisocyanate, 2,6-hexahydrotoluylene diisocyanate, 1,3-hexahydrophenyl diisocyanate, 1,4-hexahydrophenyl diisocyanate, 2,4′perhydrodiphenylmethane diisocyanate, 4, 4'-perhydrodiphenylmethane diisocyanate is mentioned.
Examples of the polyisocyanate compound include 4,4 ′, 4 ″ -triphenylmethane triisocyanate, 4,6,4′-diphenyl triisocyanate, 2,4,4′-diphenyl ether triisocyanate, and polymethylene polyphenyl polyisocyanate. It is done.
Moreover, what modified | denatured some of these isocyanate to biuret, allophanate, carbodiimide, oxazolidone, amide, imide, etc. is mentioned.
本発明に好適なウレタンプレポリマーとしては、注型用ウレタンプレポリマーとして知られている、ポリラクトンエステルポリオール、ポリエーテルポリオールにポリイソシアネートを付加重合させて得られるプレポリマー等が挙げられる。
上記ポリラクトンエステルポリオールはカプロラクトンを開環反応させて得られるポリラクトンエステルポリオールに短鎖ポリオールの存在下、ポリイソシアネートを付加重合させたウレタンプレポリマーが好ましい。
上記ポリエーテルポリオールとしては、アルキレンオキサイドの付加物または開環重合物が挙げられ、これらとポリイソシアネートを付加重合させたウレタンプレポリマーが好ましい。
Examples of the urethane prepolymer suitable for the present invention include polypolymer ester polyol and prepolymer obtained by addition polymerization of polyisocyanate to polyether polyol, which are known as casting urethane prepolymers.
The polylactone ester polyol is preferably a urethane prepolymer obtained by addition polymerization of a polyisocyanate in the presence of a short-chain polyol to a polylactone ester polyol obtained by ring-opening reaction of caprolactone.
Examples of the polyether polyol include alkylene oxide addition products or ring-opening polymerization products, and urethane prepolymers obtained by addition polymerization of these with polyisocyanates are preferable.
本発明に好適に使用できるウレタンプレポリマーの市販品を例示すれば、ダイセル化学社製の商品名プラクセルEP、日本ポリウレタン社製の商品名コロネート4090、4047などが挙げられる。プラクセルEPは室温以上の融点を有する白色固体のウレタンプレポリマーである。 Examples of commercially available urethane prepolymers that can be suitably used in the present invention include trade name Plaxel EP manufactured by Daicel Chemical Industries, and trade names Coronate 4090 and 4047 manufactured by Nippon Polyurethane. Plaxel EP is a white solid urethane prepolymer having a melting point above room temperature.
上記ウレタンプレポリマーを硬化させる硬化剤としては、3,3′-ジクロロ-4,4′-ジアミノジフェニルメタン(以下、MOCAと記す)や4,4′-ジアミノ-3,3′-ジエチル-5,5′-ジメチルジフェニルメタン、トリメチレン-ビス-(4-アミノベンゾアート)、ビス(メチルチオ)-2,4-トルエンジアミン、ビス(メチルチオ)-2,6-トルエンジアミン、メチルチオトルエンジアミン、3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミン、3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミンに代表される芳香族ポリアミン、上記ポリイソシアネート、1,4-ブタングリコールやトリメチロールプロパンに代表される低分子ポリオール、ポリエーテルポリオール、ひまし油系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、水酸基末端液状ポリブタジエン、水酸基末端液状ポリイソプレン、水酸基末端ポリオレフィン系ポリオールやこれら化合物の末端水酸基をイソシアネート基やエポキシ基などで変性した化合物に代表される2個以上の水酸基を有する液状ゴム等を単独でまたは併用して用いることができる。これらの中でコストおよび物性の点で優位であることから、芳香族ポリアミンがポリラクトンエステルポリオールとポリイソシアネートを付加重合させたウレタンプレポリマーを硬化させるのに好ましい。 Curing agents for curing the urethane prepolymer include 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane (hereinafter referred to as MOCA) and 4,4′-diamino-3,3′-diethyl-5. 5'-dimethyldiphenylmethane, trimethylene-bis- (4-aminobenzoate), bis (methylthio) -2,4-toluenediamine, bis (methylthio) -2,6-toluenediamine, methylthiotoluenediamine, 3,5- Aromatic polyamines typified by diethyltoluene-2,4-diamine, 3,5-diethyltoluene-2,6-diamine, the above polyisocyanates, low molecular polyols typified by 1,4-butaneglycol and trimethylolpropane , Polyether polyol, castor oil-based polyol, polyester-based polyol, hydroxyl-terminated liquid polybutadiene, Hydroxyl-terminated liquid polyisoprene, hydroxyl-terminated polyolefin-based polyols, and liquid rubbers having two or more hydroxyl groups typified by compounds in which the terminal hydroxyl groups of these compounds are modified with an isocyanate group or an epoxy group are used alone or in combination. be able to. Of these, aromatic polyamines are preferred for curing urethane prepolymers obtained by addition polymerization of polylactone ester polyols and polyisocyanates because of their superiority in cost and physical properties.
イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、末端水酸基または末端アミン基を有する硬化剤との配合割合は、水酸基(−OH)またはアミン基(−NH2)とイソシアネート基(−NCO)との当量比で(OHまたはNH2/NCO)=1/(0.9〜1.7)の範囲が好ましく、特に発泡性および弾力性を考慮すると、(OHまたはNH2/NCO)=1/(1.0〜1.5)の範囲が好ましい。 The blending ratio of the urethane prepolymer having an isocyanate group and the curing agent having a terminal hydroxyl group or a terminal amine group is an equivalent ratio of the hydroxyl group (—OH) or amine group (—NH 2 ) to the isocyanate group (—NCO). preferably in the range of (OH or NH 2 /NCO)=1/(0.9~1.7), especially considering the foaming and elasticity, (OH or NH 2 /NCO)=1/(1.0 ~ 1.5) is preferred.
また固形成分中には必要により添加剤を用いることができる。添加剤としてはヒンダードフェノール系に代表される酸化防止剤、補強剤(カ−ボンブラック、ホワイトカーボン、コロイダルシリカなど)、無機充填剤(炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、クレイ、硅石粉など)老化防止剤、難燃剤、金属不活性剤、帯電防止剤、防黴剤やフィラーおよび着色剤などが挙げられる。 Moreover, an additive can be used in the solid component as necessary. Additives include antioxidants typified by hindered phenols, reinforcing agents (carbon black, white carbon, colloidal silica, etc.), inorganic fillers (calcium carbonate, barium sulfate, talc, clay, meteorite powder, etc.) Examples include anti-aging agents, flame retardants, metal deactivators, antistatic agents, antifungal agents, fillers, and coloring agents.
本発明に使用できる発泡剤は、ウレタンプレポリマーを発泡させることができるものであれば使用できる。発泡剤としては、(a)イソシアネート化合物と反応して二酸化炭素ガスを発生させる水などの化学的発泡剤、(b)加熱処理や光照射によって化学分解させ、窒素ガスなどを発生させるアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾジカルボンアミド(ADCA)等の分解型発泡剤、(c)アセトン、ヘキサン等の比較的沸点の低い有機溶媒を加熱し、気化させる物理的発泡剤、(d)窒素などの不活性ガスや空気を外部から吹き込む機械的発泡剤が挙げられる。
本発明においては、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを用いることから、イソシアネート化合物と反応して二酸化炭素ガスを発生させる水が好ましい。
The foaming agent that can be used in the present invention can be used as long as it can foam the urethane prepolymer. Examples of the foaming agent include (a) a chemical foaming agent such as water that reacts with an isocyanate compound to generate carbon dioxide gas, and (b) azobisiso that generates nitrogen gas by chemical decomposition by heat treatment or light irradiation. Decomposable foaming agents such as butyronitrile (AIBN) and azodicarbonamide (ADCA), (c) a physical foaming agent that heats and vaporizes a relatively low boiling organic solvent such as acetone and hexane, and (d) nitrogen. And a mechanical foaming agent that blows an inert gas or air from the outside.
In this invention, since the urethane prepolymer which has an isocyanate group in a molecule | numerator is used, the water which reacts with an isocyanate compound and generate | occur | produces a carbon dioxide gas is preferable.
また、このような反応を伴う化学的発泡方法を用いる場合には必要に応じて触媒を使用することが好ましく、例えば、3級アミン系触媒や有機金属触媒などが用いられる。3級アミン系触媒としてはモノアミン類、ジアミン類、トリアミン類、環状アミン類、アルコールアミン類、エーテルアミン類、イミダゾール誘導体、酸ブロックアミン触媒などが挙げられる。
また、有機金属触媒としてはスタナオクタエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンメルカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンマレエート、ジオクチルチンジメルカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、オクテン酸塩などが挙げられる。また、反応のバランスを整えるなどの目的でこれら複数種類を混合して用いてもよい。
Moreover, when using the chemical foaming method with such a reaction, it is preferable to use a catalyst as needed, for example, a tertiary amine catalyst or an organometallic catalyst is used. Examples of the tertiary amine catalyst include monoamines, diamines, triamines, cyclic amines, alcohol amines, ether amines, imidazole derivatives, and acid block amine catalysts.
Examples of organometallic catalysts include stanaoctate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin mercaptide, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin maleate, dioctyltin dimercaptide, dioctyltin thiocarboxylate, octenoate, etc. Is mentioned. Moreover, you may mix and use these multiple types for the purpose of adjusting the balance of reaction.
本発明に使用できる潤滑成分は、発泡体を形成する固形成分を溶解しないものであれば種類を選ばずに使用することができる。潤滑成分としては、例えば潤滑油、グリース、ワックスなどを単独でもしくは混合して使用できる。
潤滑油としては、パラフィン系やナフテン系の鉱物油、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭化水素系合成油、GTL基油、フッ素油、シリコーン油等が挙げられる。これらは単独でも混合油としても使用できる。
The lubricating component that can be used in the present invention can be used regardless of the type as long as it does not dissolve the solid component forming the foam. As the lubricating component, for example, lubricating oil, grease, wax or the like can be used alone or in combination.
Examples of the lubricating oil include paraffinic and naphthenic mineral oils, ester synthetic oils, ether synthetic oils, hydrocarbon synthetic oils, GTL base oils, fluorine oils, and silicone oils. These can be used alone or as a mixed oil.
グリースは、基油に増ちょう剤を加えたものであり、基油としては上述の潤滑油を挙げることができる。
増ちょう剤としては、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。
ジウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミンの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、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ト等が挙げられ、モノアミンとしては、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、オレイルアミン、アニリン、p-トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。ポリウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミン、ジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネート、モノアミンとしては、ジウレア化合物の生成に用いられるものと同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン等が挙げられる。
The grease is obtained by adding a thickener to a base oil, and examples of the base oil include the above-described lubricating oil.
Examples of the thickener include lithium soaps, lithium complex soaps, calcium soaps, calcium complex soaps, aluminum soaps, aluminum complex soaps, and other urea compounds such as diurea compounds and polyurea compounds. It is not a thing.
A diurea compound is obtained by reaction of diisocyanate and a monoamine, for example. Examples of diisocyanates include phenylene diisocyanate, diphenyl diisocyanate, phenyl diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, octadecane diisocyanate, decane diisocyanate, hexane diisocyanate, and monoamines include octylamine, dodecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, oleylamine, aniline, Examples include p-toluidine, cyclohexylamine and the like. The polyurea compound can be obtained, for example, by reacting diisocyanate with a monoamine or diamine. Examples of the diisocyanate and monoamine include those used for the production of diurea compounds. Examples of the diamine include ethylenediamine, propanediamine, butanediamine, hexanediamine, octanediamine, phenylenediamine, tolylenediamine, xylenediamine, and the like. Is mentioned.
上記グリースにおける基油の配合割合は、グリース成分全体に対して、基油が 1〜98 重量%、好ましくは 5〜95 重量%である。基油が 1 重量%未満であると、潤滑油を必要箇所に十分に供給することが困難になる。また 98 重量%より多いときには、低温でもグリースなどでは固まらずに液状のままとなる。 The blending ratio of the base oil in the grease is 1 to 98% by weight, preferably 5 to 95% by weight, based on the whole grease component. If the base oil is less than 1% by weight, it will be difficult to sufficiently supply the lubricating oil to the necessary locations. On the other hand, when it is more than 98% by weight, it remains liquid without being hardened with grease even at low temperatures.
ワックスとしては、炭化水素系合成ワックス、ポリエチレンワックス、脂肪酸エステル系ワックス、脂肪酸アミド系ワックス、ケトン・アミン類、水素硬化油などを挙げることができる。これらのワックスに油を混合してもよく、使用する油成分としては上述の潤滑油と同様のものを用いることができる。 Examples of waxes include hydrocarbon synthetic waxes, polyethylene waxes, fatty acid ester waxes, fatty acid amide waxes, ketones / amines, hydrogenated oils, and the like. Oils may be mixed with these waxes, and the same oil components as those described above can be used as the oil component to be used.
潤滑成分には、さらに二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、有機モリブデン等の摩擦調整剤、アミン、脂肪酸、油脂類等の油性剤、アミン系、フェノール系化合物などの酸化防止剤、石油スルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、ソルビタンエステルなどの錆止め剤、イオウ系、イオウ−リン系化合物などの極圧剤、有機亜鉛、リン系化合物などの摩耗防止剤、ベンゾトリアゾール、亜硝酸ソーダなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤などの各種添加剤を含んでいてもよい。 Lubricating components further include solid lubricants such as molybdenum disulfide and graphite, friction modifiers such as organic molybdenum, oily agents such as amines, fatty acids, and fats, antioxidants such as amines and phenolic compounds, and petroleum sulfonates. Rust inhibitors such as dinonyl naphthalene sulfonate and sorbitan esters, extreme pressure agents such as sulfur and sulfur-phosphorus compounds, antiwear agents such as organic zinc and phosphorus compounds, metals such as benzotriazole and sodium nitrite Various additives such as viscosity index improvers such as an inert agent, polymethacrylate, and polystyrene may be included.
本発明に用いる発泡潤滑剤は、上記潤滑成分と、ウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させて得られる。
上記潤滑成分の配合割合は、混合物全体に対して、1〜90 重量%、好ましくは 5〜80 重量%である。潤滑成分が 1 重量%未満であると、潤滑成分の供給量が少なく、十分な寿命を得ることができない、または潤滑剤不足により摩擦係数が増大し摩耗の原因になる。90 重量%より多いときには固化しなくなる。
上記分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの配合割合は、混合物全体に対して、8〜98 重量%、好ましくは 20〜80 重量%である。8 重量%より少ないときは固化せず、98 重量%より多いときには潤滑成分の供給量が少なく、十分な寿命を得ることができない。
The foaming lubricant used in the present invention is obtained by foaming and curing a mixture containing the above-described lubricating component, urethane prepolymer, curing agent, and foaming agent.
The blending ratio of the lubricating component is 1 to 90% by weight, preferably 5 to 80% by weight, based on the entire mixture. If the lubrication component is less than 1% by weight, the supply amount of the lubrication component is small and a sufficient life cannot be obtained, or the friction coefficient increases due to lack of lubricant, which causes wear. When it exceeds 90% by weight, it does not solidify.
The blending ratio of the urethane prepolymer having an isocyanate group in the molecule is 8 to 98% by weight, preferably 20 to 80% by weight, based on the entire mixture. When it is less than 8% by weight, it does not solidify, and when it is more than 98% by weight, the supply amount of the lubricating component is small and a sufficient life cannot be obtained.
上記硬化剤の配合割合は、ウレタンプレポリマーの配合量と発泡倍率により、上記発泡剤の配合割合は、後述する発泡倍率との関係でそれぞれ定まる。すなわち、硬化剤量(割合)は分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの水酸基当量と水の当量との関係で定まる。 The blending ratio of the curing agent is determined by the blending amount of the urethane prepolymer and the foaming ratio, and the blending ratio of the foaming agent is determined in relation to the foaming ratio described later. That is, the amount (ratio) of the curing agent is determined by the relationship between the hydroxyl equivalent of the urethane prepolymer having an isocyanate group in the molecule and the equivalent of water.
潤滑成分と、ウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む成分を混合する方法は、特に限定されることなく、例えばヘンシェルミキサー、リボンミキサー、ジューサーミキサー、ミキシングヘッド等、一般に用いられる撹拌機を使用して混合することができる。得られた混合物は発泡・硬化する前は流動性があるので形状が複雑な軸受内の任意の部位にも容易に充填することが可能である。
上記混合物は、市販のシリコーン系整泡剤などの界面活性剤を使用し、各原料分子を均一に分散させておくことが望ましい。また、この整泡剤の種類によって表面張力を制御し、生じる気泡の種類を連続気泡または独立気泡に制御することが可能となる。このような界面活性剤としては陰イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
A method of mixing the component including the lubricating component, the urethane prepolymer, the curing agent, and the foaming agent is not particularly limited, and a commonly used stirring such as a Henschel mixer, a ribbon mixer, a juicer mixer, a mixing head, or the like. Can be mixed using the machine. Since the obtained mixture is fluid before foaming and curing, it can be easily filled into any part in a bearing having a complicated shape.
It is desirable that the above mixture use a surfactant such as a commercially available silicone-based foam stabilizer to uniformly disperse each raw material molecule. Further, the surface tension can be controlled by the type of the foam stabilizer, and the type of the generated bubbles can be controlled to open cells or closed cells. Examples of such surfactants include anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, silicone surfactants, and fluorine surfactants.
本発明において潤滑油などの潤滑成分存在下で発泡反応と硬化反応とを同時に行なう反応型含浸法を用いることが、潤滑成分の高充填化と材料物性の高強度化を同時に両立させるためには望ましい。これは発泡体形成段階において発泡体に形成された気泡に潤滑剤が均一に含浸されるとともに、潤滑成分が発泡・硬化した固形成分内に吸蔵されることにより潤滑剤の高充填化と材料物性の高強度化が両立するものと考えられる。
これに対してあらかじめ発泡体を製造しておき、これに潤滑剤を含浸させる後含浸法では潤滑剤保持力が十分でなく、短時間で潤滑剤が放出され長期的に使用すると潤滑剤が供給不足となる。
In the present invention, using a reactive impregnation method in which a foaming reaction and a curing reaction are simultaneously performed in the presence of a lubricating component such as a lubricating oil, in order to achieve both high filling of the lubricating component and high strength of material properties at the same time. desirable. This is because the lubricant is uniformly impregnated into the foam formed in the foam during the foam formation stage, and the lubricant is occluded in the foamed / cured solid component, so that the lubricant is highly filled and the material properties It is considered that the increase in strength is compatible.
On the other hand, after the foam is manufactured in advance, the post-impregnation method in which the lubricant is impregnated does not have sufficient lubricant holding power, and the lubricant is released in a short period of time and supplied when used for a long time. It becomes insufficient.
本発明においてウレタンプレポリマーを発泡により多孔質化する際に生成させる気泡は気泡が連通している連続気泡であることが好ましい。これは、外部応力によって潤滑成分を樹脂の表面から連続気泡を介して外部に直接供給するためである。気泡間が連通していない独立気泡の場合は固形成分中の潤滑油の全量が一時的に独立気泡中に隔離され気泡間での移動が困難となり、必要なときに外部に十分供給されない場合がある。 In the present invention, it is preferable that the bubbles generated when the urethane prepolymer is made porous by foaming are open cells that communicate with each other. This is because the lubricating component is directly supplied from the surface of the resin to the outside through open cells by external stress. In the case of closed cells where the bubbles do not communicate with each other, the entire amount of lubricating oil in the solid component is temporarily isolated in the closed cells, making it difficult to move between the bubbles, and may not be sufficiently supplied to the outside when necessary. is there.
本発明に用いる発泡潤滑剤の連続気泡率は 50%以上が好ましく、より好ましくは 70%以上である。連続気泡率が 50%未満の場合は、樹脂成分(固形成分)の潤滑油が一時的に独立気泡中に取り込まれている割合が多くなり、必要な時に外部へ供給されない場合がある。 The open cell ratio of the foamed lubricant used in the present invention is preferably 50% or more, more preferably 70% or more. When the open cell ratio is less than 50%, the ratio of the resin component (solid component) lubricating oil temporarily taken up into the closed cells increases and may not be supplied to the outside when necessary.
本発明に用いる発泡潤滑剤の連続気泡率は以下の手順で算出できる。
(1)発泡硬化した発泡潤滑剤を適当な大きさにカットし、試料Aを得る。試料Aの重量を測定する。
(2)Aを 3 時間ソックスレー洗浄(溶剤:石油ベンジン)する。その後 80℃で 2 時間恒温槽に放置し、有機溶剤を完全に乾燥させ、試料Bを得る。試料Bの重量を測定する。
(3)連続気泡率を以下の手順で算出する。
連続気泡率=(1−(試料Bの樹脂成分重量−試料Aの樹脂成分重量)/試料Aの潤滑成分重量)×100
なお、試料A、Bの樹脂成分重量、潤滑成分重量は、試料A、Bの重量に組成の仕込み割合を乗じて算出する。
連続していない独立気泡中に取り込まれた潤滑成分は 3 時間ソックスレー洗浄では外部へ放出されないため試料Bの重量を減少させることがないので、上記の操作で試料Bの重量減少分は連続気泡からの潤滑成分の放出によるものとして連続気泡率が算出できる。
The open cell ratio of the foamed lubricant used in the present invention can be calculated by the following procedure.
(1) The foamed and hardened foamed lubricant is cut into an appropriate size to obtain Sample A. The weight of sample A is measured.
(2) Soxhlet A is washed for 3 hours (solvent: petroleum benzine). Thereafter, the sample is left in a thermostatic bath at 80 ° C. for 2 hours to completely dry the organic solvent, and sample B is obtained. The weight of sample B is measured.
(3) The open cell ratio is calculated by the following procedure.
Open cell ratio = (1− (weight of resin component of sample B−weight of resin component of sample A) / weight of lubricating component of sample A) × 100
The resin component weight and the lubrication component weight of Samples A and B are calculated by multiplying the weights of Samples A and B by the composition charge ratio.
Lubricating components taken into discontinuous closed cells are not released to the outside by Soxhlet cleaning for 3 hours, so the weight of sample B is not reduced. The open cell ratio can be calculated as the release of the lubricating component.
本発明に用いる発泡潤滑剤の発泡倍率は 1.1 倍〜100 倍であることが好ましい。さらに好ましくは 1.1 倍〜10 倍である。なぜなら発泡倍率 1.1 倍未満の場合は気泡体積が小さく、外部応力が加わったときに変形を許容できないし、または発泡潤滑剤が硬すぎるため、外部応力に追随した変形ができないなどの不具合がある。また、100 倍をこえる場合は外部応力に耐える強度を得ることが困難となり、破損や破壊に至ることがある。 The expansion ratio of the foamed lubricant used in the present invention is preferably 1.1 to 100 times. More preferably, it is 1.1 times to 10 times. This is because when the foaming ratio is less than 1.1 times, the bubble volume is small, and deformation is not allowed when external stress is applied, or the foamed lubricant is too hard and cannot be deformed following external stress. If it exceeds 100 times, it will be difficult to obtain the strength to withstand external stress, which may lead to damage or destruction.
発泡潤滑剤は、軸受内に上記混合物を流し込んだ後、発泡・硬化させてもよく、また常圧で発泡・硬化した後に裁断や研削等で目的の形状に後加工し、軸受内に組み込むこともできる。
また、発泡潤滑剤は柔軟なため、フルパック仕様にしても回転トルクが大きくなりにくく、発熱を抑えることができる。また、外部からの塵や水分等の侵入に対してはシールの役割をも果たす。
形状が複雑な軸受内の任意の部位にも容易に充填することが可能であり、発泡成形体を得るための成形金型や研削工程等も不要であることから、本発明では、混合物を発泡・硬化前に軸受内に流し込み、軸受内において発泡・硬化させる方法を採用することが好ましい。該方法を採用することで、製造工程が簡易となり低コスト化が図れる。
The foamed lubricant may be foamed and cured after pouring the above mixture into the bearing, and after foaming and curing at normal pressure, it is post-processed into the desired shape by cutting or grinding, and incorporated into the bearing. You can also.
In addition, since the foamed lubricant is flexible, the rotational torque is not easily increased even in the full pack specification, and heat generation can be suppressed. It also serves as a seal against the entry of dust and moisture from the outside.
It is possible to easily fill any part in a bearing having a complicated shape, and there is no need for a molding die or a grinding process for obtaining a foamed molded product. -It is preferable to adopt a method of pouring into the bearing before curing and foaming and curing in the bearing. By adopting this method, the manufacturing process is simplified and the cost can be reduced.
これらの発泡潤滑剤は、各種の周知な形式の軸受に封入することができる。例として、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、スラスト玉軸受、円筒ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト針状ころ軸受、円すいころ軸受、スラスト円すいころ軸受、自動調心玉軸受、自動調心ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受、すべり軸受などが挙げられる。また、これらの軸受に対して、シール部材またはシールド板の有無は問わず適用することができる。 These foam lubricants can be encapsulated in various well-known types of bearings. Examples include deep groove ball bearings, angular contact ball bearings, thrust ball bearings, cylindrical roller bearings, needle roller bearings, thrust cylindrical roller bearings, thrust needle roller bearings, tapered roller bearings, thrust tapered roller bearings, self-aligning ball bearings, Examples thereof include a self-aligning roller bearing, a thrust self-aligning roller bearing, and a plain bearing. Further, these bearings can be applied regardless of the presence or absence of a seal member or a shield plate.
本発明の発泡潤滑剤封入軸受の一例を図5に基づいて説明する。図5は本発明の一実施例に係る深溝玉軸受の断面図である。
図5に示すように軸受31は内輪32と、内輪32と同心に配置された外輪33と、これら内、外輪間に介在する複数個の転動体34と、この複数個の転動体34を保持する保持器36と、外輪33等に固定されるシール部材35とにより構成される。少なくとも転動体34の周囲に発泡潤滑剤37が封入される。
An example of the foamed lubricant encapsulated bearing of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a sectional view of a deep groove ball bearing according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 5, the
軸受への発泡潤滑剤の封入方法の例を、図1〜図3に基づいて説明する。
図1は、本発明の他の実施例に係るラジアル玉軸受(シール部材なし)への封入例を示す模式図である。図1に示すように、軸受外径7より大きい鉄板5もしくはそれに類似する治具の上に内輪2と、外輪3と、内、外輪間に介在する転動体4とを有する軸受1を置き、よく撹拌した発泡直前の発泡潤滑剤成分の混合物6を内輪2と、外輪3と、鉄板5とに囲まれた空間に流し込み、発泡・硬化させる。この場合、混合物6を軸受1内に流し込んだ後にさらに軸受1上部に軸受外径7より大きい鉄板5もしくはそれに類似する治具をかぶせてもよい。鉄板もしくは治具をかぶせる場合、軸受内での発泡潤滑剤の充填率が向上する。混合物6の発泡・硬化終了後に鉄板5もしくはそれに類似する治具を外して、発泡潤滑剤封入軸受を得る。
An example of a method for enclosing the foamed lubricant in the bearing will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of sealing in a radial ball bearing (without a seal member) according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a
図2は、本発明の他の実施例に係るラジアル玉軸受(シール部材付き)への封入例を示す模式図である。図2に示すように、内輪12と、外輪13と、内、外輪間に介在する転動体14と、片側のみに装着されたシール部材15を有する軸受11を、シール部材15を下側にして静置する。そして、よく撹拌した発泡直前の発泡潤滑剤成分の混合物16を軸受11に流し込み、発泡・硬化させる。この場合、図1と同様に軸受内での発泡潤滑剤の充填率が向上させるために、混合物16を軸受11内に流し込んだ後にさらに軸受11上部に軸受外径より大きい鉄板もしくはそれに類似する治具をかぶせてもよい。上側のシール部材は、充填率向上のための治具の代わりとして、発泡過程中に装着してもよいし、発泡・硬化が終わってから軸受11に装着してもよい。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of sealing in a radial ball bearing (with a seal member) according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the bearing 11 having the
図3は本発明の他の実施例に係るスラスト玉軸受への封入例を示す模式図である。図4は、図3にて円筒治具の使用を示す模式図である。図3および図4に示すように、スラスト玉軸受21が収まる金型25を準備し、内輪22と外輪23と、内、外輪間に介在する転動体24とを有する軸受21を設置する。軸受21の内径側からよく撹拌した発泡直前の発泡潤滑剤成分の混合物26を軸受21に流し込み、内径と同径の円筒治具27を内径部に差し込み、発泡・硬化させる。混合物26が発泡・硬化し発泡潤滑剤28となった後、金型25と円筒治具27を外して、発泡潤滑剤封入軸受を得る。
また、軸受への潤滑剤の封入には、射出成型機等を用いることもできる。この場合、軸受は金型に装着され、スクリュー内で混合された発泡潤滑剤成分はノズルより軸受内へ封入される。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of encapsulation in a thrust ball bearing according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram showing the use of the cylindrical jig in FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, a
An injection molding machine or the like can also be used to enclose the lubricant in the bearing. In this case, the bearing is mounted on a mold, and the foamed lubricant component mixed in the screw is sealed into the bearing from the nozzle.
本発明の発泡潤滑剤封入軸受において、発泡潤滑剤中に含浸された状態で含まれる潤滑成分は、外力による発泡体の変形によっても急激に染み出すことがなく、潤滑成分を効率よく摺動面に染み出させて用いることができる。その結果、該軸受は潤滑成分量が必要最小限でよく、長寿命で高速回転でも運転が可能である。 In the foamed lubricant encapsulated bearing of the present invention, the lubricating component contained in the foamed lubricant impregnated does not exude suddenly even when the foam is deformed by external force, and the lubricating component is efficiently slid It can be used by oozing out. As a result, the bearing requires a minimum amount of lubrication component, has a long life, and can be operated even at high speed.
実施例1〜実施例5
80℃のポリテトラフルオロエチレン樹脂製ビーカ(直径 60 mm×高さ 150 mm )内で、硬化剤、アミン触媒および発泡剤を除く配合材料を表1に示す配合割合でよく混合した。次に、120℃で溶解したイハラケミカル社製MOCA(硬化剤)をビーカ内に投入し、よく撹拌した。続いてアミン触媒および発泡剤を投入し撹拌した。この混合物を、玉軸受6204の内部空間に充填した。数秒後に発泡反応が始まり、常温で放置し硬化させて発泡潤滑剤封入軸受の試験片を得た。この試験片を用いて以下に示す実機耐久試験を行ない、実機での耐久性を評価した。また、前述の連続気泡率の算出法に基づき発泡潤滑剤の連続気泡率を測定した。結果を表1に併記する。
Examples 1 to 5
In a polytetrafluoroethylene resin beaker (diameter 60 mm × height 150 mm) at 80 ° C., the blending materials excluding the curing agent, amine catalyst and foaming agent were mixed well at the blending ratio shown in Table 1. Next, MOCA (curing agent) manufactured by Ihara Chemical Co., which was dissolved at 120 ° C., was put into the beaker and stirred well. Subsequently, an amine catalyst and a blowing agent were added and stirred. This mixture was filled in the internal space of the ball bearing 6204. After a few seconds, the foaming reaction started and allowed to stand at room temperature for curing to obtain a test piece of foamed lubricant-enclosed bearing. The actual machine durability test shown below was performed using this test piece, and the durability in the actual machine was evaluated. Further, the open cell ratio of the foamed lubricant was measured based on the above-described method for calculating the open cell ratio. The results are also shown in Table 1.
比較例1
潤滑油を用いずに発泡・硬化させた後、潤滑油を後含浸したこと以外は実施例1と同様に処理して後含浸型の発泡潤滑剤封入軸受の試験片を得た。この試験片を用いて以下に示す実機耐久試験を行ない、実機での耐久性を評価した。また前述の連続気泡率の算出法に基づき発泡潤滑剤の連続気泡率を測定した。結果を表1に併記する。
Comparative Example 1
After foaming and curing without using a lubricating oil, a test piece of a post-impregnated foamed lubricant-enclosed bearing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the lubricating oil was post-impregnated. Using this test piece, the following actual machine durability test was performed to evaluate the durability of the actual machine. Further, the open cell ratio of the foamed lubricant was measured based on the above-described method for calculating the open cell ratio. The results are also shown in Table 1.
<実機耐久試験>
得られた試験片について、Fa=Fr=67 N の荷重を負荷し、100℃で 10000 rpmで回転させ、回転軸を駆動している電動機の入力電流が制限電流を超過した時(回転トルクが始動トルクの 2 倍をこえた時)までの寿命時間を測定する。
<Real machine durability test>
When the load of Fa = Fr = 67 N is applied to the obtained specimen and rotated at 10000 rpm at 100 ° C., the input current of the motor driving the rotating shaft exceeds the limit current (the rotational torque is Measure the lifetime until the torque exceeds twice the starting torque.
表1に示したように実施例1〜実施例5は、高温においても良好な潤滑性を保つことができる。 As shown in Table 1, Examples 1 to 5 can maintain good lubricity even at high temperatures.
本発明の発泡潤滑剤封入軸受は、潤滑剤保持力に優れ、長寿命で高速回転でも運転が可能であるので、撚線機、電動機器、印刷機、自動車部品、電装補機、建設機械等の各種産業用機械に用いられる発泡潤滑剤封入軸受として、特に自動車用電装・補機に用いられる発泡潤滑剤封入軸受として好適に利用できる。 The foamed lubricant encapsulated bearing of the present invention has excellent lubricant retention, can be operated even at high speeds and has a long service life. The present invention can be suitably used as a foamed lubricant encapsulated bearing for use in various industrial machines, especially as a foamed lubricant encapsulated bearing for use in automobile electrical equipment and accessories.
1、11 ラジアル玉軸受
2、12、22、32 内輪
3、13、23、33 外輪
4、14、24、34 ボール(転動体)
5 鉄板
6、16、26 発泡潤滑剤成分の混合物
7 軸受外径
15、35 シール部材
21 スラスト玉軸受
25 金型
27 円筒治具
28 発泡潤滑剤
31 深溝玉軸受
36 保持器
37 発泡潤滑剤
1, 11
5
Claims (5)
前記発泡潤滑剤は、分子内にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させてなり、
前記潤滑成分の配合割合は、前記混合物全体に対して 1 重量%〜90 重量%であることを特徴とする発泡潤滑剤封入軸受。 A foamed lubricant encapsulated bearing in which a foamed lubricant is enclosed inside the bearing,
The foaming lubricant is obtained by foaming and curing a mixture containing a urethane prepolymer having an isocyanate group in the molecule, a curing agent, and a foaming agent.
The blending ratio of the lubricating component is 1% to 90% by weight with respect to the whole mixture, and the foamed lubricant-enclosed bearing is characterized in that:
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