潤滑脂組合物、轉(zhuǎn)動軸承及變頻電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種封入變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承中的潤滑脂組合物，其含有包含40℃下的動態(tài)粘度為40～80mm2/s的烷基二苯基醚油的基油、及由使包含脂環(huán)式單胺及芳香族單胺的混合胺與二異氰酸酯化合物反應(yīng)而得的雙脲化合物構(gòu)成的增稠劑，針入度為220～295，由此就可以制成可以穩(wěn)定地長時間抑制電腐蝕、而且低扭距特性優(yōu)異的變頻電機。
【專利說明】潤滑脂組合物、轉(zhuǎn)動軸承及變頻電機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及封入變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承中的潤滑脂組合物、封入有該潤滑脂組合物 的變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承、及使用了該轉(zhuǎn)動軸承的變頻電機。

【背景技術(shù)】
[0002] 以往，作為空調(diào)的風扇電機，普遍使用可以利用電壓及頻率的控制高精度地調(diào)整 其旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速或旋轉(zhuǎn)速度的變頻電機。
[0003] 已知此種變頻電機會產(chǎn)生如下的現(xiàn)象，即，在設(shè)于變頻電機中的軸承中流過來自 倒相電路的高頻電流，在軸承的外圈與內(nèi)圈間產(chǎn)生電位差（軸電壓），當軸電壓達到封入軸 承內(nèi)部的潤滑脂組合物的絕緣擊穿電壓時，就會引起放電，產(chǎn)生損傷軸承內(nèi)部的電腐蝕。此 夕卜，在電腐蝕加劇的情況下，就會在軸承內(nèi)圈、軸承外圈或軸承轉(zhuǎn)動體（球）中產(chǎn)生波狀磨 損現(xiàn)象而有導(dǎo)致異常音的產(chǎn)生的情況，成為變頻電機中的不佳狀況的主要原因之一。
[0004] 迄今為止，為了抑制電腐蝕，考慮過以下的對策。
[0005] (1)將軸承內(nèi)圈與軸承外圈設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0006] (2)將軸承內(nèi)圈與軸承外圈設(shè)為絕緣狀態(tài)。
[0007] (3)降低軸電壓。
[0008] 作為上述（1)的具體的方法，可以舉出通過將封入軸承內(nèi)部的潤滑脂組合物設(shè)為 導(dǎo)電性潤滑脂組合物而防止軸承內(nèi)部的放電、抑制電腐蝕的方法等。作為此種導(dǎo)電性潤滑 脂組合物，報告過利用規(guī)定的炭黑或無機化合物的添加使導(dǎo)電性提高的組合物。例如，在專 利文獻1中記載有，通過將含有規(guī)定的炭黑的導(dǎo)電性潤滑脂組合物封入深溝球軸承的空隙 部內(nèi)而制成難以產(chǎn)生電腐蝕的軸承。
[0009] 但是，此種導(dǎo)電性潤滑脂組合物隨著時間的經(jīng)過，導(dǎo)電性惡化，從而存在無法穩(wěn)定 地長時間抑制電腐蝕的問題、缺乏滑動可靠性的問題。
[0010] 另外，作為（1)的方法，還可以考慮在旋轉(zhuǎn)軸中設(shè)置刷子并設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)的方法， 然而該方法也有需要刷子磨損粉末、或用于設(shè)置刷子的空間等問題。
[0011] 作為上述（2)的具體的方法，可以舉出將軸承內(nèi)部的鐵球變更為非導(dǎo)電性的陶瓷 球的方法。該方法的電腐蝕抑制的效果非常高，然而有成本高的問題，無法在通用的變頻電 機中采用。
[0012] 另外，在專利文獻2中，記載有如下的內(nèi)容，S卩，通過封入以滿足規(guī)定的動態(tài)粘度 的酯油作為基油、以鋰皂作為增稠劑的潤滑脂，而增厚電絕緣性的油膜，以使電流難以在軸 承中流過，雖然廉價，然而可以有效地避免由電腐蝕造成的損傷。但是，專利文獻2記載的 潤滑脂的絕緣耐壓不夠充分，在穩(wěn)定地長時間抑制電腐蝕的方面有改善的余地。
[0013] 作為上述（3)的具體的方法，可以舉出如下的方法，S卩，通過將變頻電機的定子鐵 心與導(dǎo)電性的金屬制托架、或被接地了的接地部連接，來降低軸電壓。雖然該方法的電腐蝕 抑制的效果高，然而需要新的用于設(shè)置連接的空間，因而電機的結(jié)構(gòu)受到限制。
[0014] 另一方面，已知在高溫?高速?高荷重?振動環(huán)境等嚴酷的環(huán)境下使用的汽車電 裝部件、發(fā)動機輔機等中所用的軸承中，封入有含有包含烷基二苯基醚油的基油、及包含雙 脲化合物的增稠劑的潤滑脂組合物。但是，在它們的使用環(huán)境中，沒有考慮針對耐電腐蝕性 及低扭距特性的對策。特別是由于不要求低扭距特性及低溫特性，因此一般使用40°C下的 動態(tài)粘度為IOOmmVs以上的烷基二苯基醚油。
[0015] 現(xiàn)有技術(shù)文獻 [0016] 專利文獻
[0017] 專利文獻1 :日本特開2008-180291號公報
[0018] 專利文獻2 :日本特開2006-153130號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 發(fā)明所要解決的問題
[0020] 本發(fā)明的目的在于，提供可以穩(wěn)定地長時間抑制電腐蝕、此外低扭距特性優(yōu)異的 封入變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承中的潤滑脂組合物、封入有該潤滑脂組合物的變頻電機用轉(zhuǎn)動軸 承及使用了該轉(zhuǎn)動軸承的變頻電機。
[0021] 用于解決問題的方法
[0022] 本發(fā)明的封入變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承中的潤滑脂組合物含有包含40°C下的動態(tài)粘 度為40?SOmmVs的烷基二苯基醚油的基油、及包含使包含脂環(huán)式單胺及芳香族單胺的 混合胺與二異氰酸酯化合物反應(yīng)而得的雙脲化合物的增稠劑，針入度（混和6 t )度）為 220 ?295。
[0023] 另外，本發(fā)明的變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承的特征在于，封入所述潤滑脂組合物而形成。
[0024] 此外，本發(fā)明的變頻電機的特征在于，使用所述轉(zhuǎn)動軸承。
[0025] 發(fā)明的效果
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，通過含有包含具有規(guī)定的動態(tài)粘度的烷基二苯基醚油的基油、及包 含規(guī)定的雙脲化合物的增稠劑，將針入度設(shè)為220?295,就可以提供穩(wěn)定地長時間抑制電 腐蝕、而且低扭距特性優(yōu)異的封入變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承中的潤滑脂組合物、封入有該潤滑 脂組合物的變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承及使用了該轉(zhuǎn)動軸承的變頻電機。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的變頻電機的剖面的概略圖。
[0028] 圖2是表示軸電壓測定試驗及耐電腐蝕性試驗中所用的試驗用變頻電機的剖面 的概略圖。
[0029] 圖3是表示軸承損耗性能試驗中所用的裝置的剖面的概略圖。

【具體實施方式】
[0030] 首先，對本發(fā)明的封入變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承中的潤滑脂組合物（以下也簡稱為本 發(fā)明的潤滑脂組合物）進行說明。
[0031] 本發(fā)明的封入變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承中的潤滑脂組合物含有包含烷基二苯基醚油 的基油、及包含雙脲化合物的增稠劑。
[0032] 所述燒基-苯基釀油與醋油、礦物油等其他的基油相比，可以提1?絕緣耐壓性能。 但是，車電裝部件等中所用的軸承用的潤滑脂組合物中使用的烷基二苯基醚油雖然耐熱性 能優(yōu)異，然而40°C下的動態(tài)粘度為IOOmmVs以上，存在有低扭距特性差的問題。因而，在本 發(fā)明中通過使用40°C下的動態(tài)粘度滿足規(guī)定的范圍的烷基二苯基醚油，而使絕緣耐壓性及 低扭距特性提1?。
[0033] 所述烷基二苯基醚油的40°C下的動態(tài)粘度為40mm2/s以上，優(yōu)選為50mm2/s以上， 更優(yōu)選為60mm2/s以上。在40°C下的動態(tài)粘度小于40mm2/s的情況下，有絕緣耐壓降低的 趨勢、潤滑脂組合物容易從軸承內(nèi)泄漏的趨勢。另外，烷基二苯基醚油的40°C下的動態(tài)粘度 為SOmmVs以下，優(yōu)選為75mm 2/s以下。在40°C下的動態(tài)粘度大于SOmmVs的情況下，低扭 距特性降低，從而有軸承損耗變大的趨勢。
[0034] 所述雙脲化合物是使包含脂環(huán)式單胺及芳香族單胺的混合胺與二異氰酸酯化合 物反應(yīng)而得的雙脲化合物。特別是本發(fā)明通過將構(gòu)成混合胺的胺設(shè)為脂環(huán)式單胺及芳香族 單胺，可以提高耐電腐蝕性能。
[0035] 作為芳香族單胺，可以舉出苯胺、烷基苯基胺等。其中從對環(huán)境的友好性、獲取性、 分散性理想的方面考慮，優(yōu)選烷基的碳數(shù)為8?16的烷基苯基胺，更優(yōu)選烷基的碳數(shù)為 10?14的烷基苯基胺。另外，所述烷基苯基胺的烷基既可以是直鏈狀也可以是支鏈狀，苯 基中的烷基的取代位置可以是鄰位、間位及對位的任意一種。具體而言，例如可以舉出辛基 苯胺、癸基苯胺、十二烷基苯胺、十六烷基苯胺、異十二烷基苯胺等。特別是從分散性良好的 方面考慮，更優(yōu)選對十二烷基苯胺。
[0036] 作為脂環(huán)式單胺，可以舉出環(huán)己胺、烷基環(huán)己胺等。其中從獲取性優(yōu)異的方面考慮 優(yōu)選環(huán)己胺。
[0037] 對于脂環(huán)式單胺與芳香族單胺的混合摩爾比（脂環(huán)式單胺：芳香族單胺），從分散 性優(yōu)異的方面考慮，優(yōu)選設(shè)為60 : 40?80 : 20,從分散性更加優(yōu)異的方面考慮，更優(yōu)選設(shè) 為 65 : 35 ?75 : 25。
[0038] 作為所述二異氰酸酯化合物可以舉出二苯基甲烷_4,4' -二異氰酸酯、2,4_甲苯 二異氰酸酯、2,6_甲苯二異氰酸酯等。其中從獲取性優(yōu)異的方面考慮，優(yōu)選二苯基甲烷-4， 4' -二異氰酸酯、2,6_甲苯二異氰酸酯，進一步從耐熱性優(yōu)異的方面考慮，優(yōu)選二苯基甲 烷-4,4' -二異氰酸酯。
[0039] 混合胺與二異氰酸酯化合物的反應(yīng)可以在各種方法和條件下進行，然而由于可以 獲得增稠劑的均勻分散性高的雙脲化合物，因此優(yōu)選在基油中進行。另外，反應(yīng)既可以是向 溶解有混合胺的基油中添加溶解了二異氰酸酯化合物的基油而進行，另外，也可以向溶解 有二異氰酸酯化合物的基油中添加溶解了混合胺的基油而進行。
[0040] 所述反應(yīng)中的溫度及時間沒有特別限定，可以與通常的該種反應(yīng)相同。從混合胺 及二異氰酸酯的溶解性、揮發(fā)性的方面考慮，反應(yīng)溫度優(yōu)選為60?170°C。從使混合胺與二 異氰酸酯的反應(yīng)完成的方面和通過縮短制造時間而帶來的效率化的方面考慮，反應(yīng)時間優(yōu) 選為0. 5?2. 0小時。另外，由于混合胺的氨基與二異氰酸酯化合物的異氰酸酯基的反應(yīng) 定量地進行，因此它們的比例優(yōu)選設(shè)為相對于混合胺2摩爾而言二異氰酸酯化合物為1摩 爾。
[0041] 利用所述反應(yīng)得到的雙脲化合物是包含如下化合物的雙脲化合物的混合物，即， 二異氰酸酯化合物的兩個異氰酸酯基與混合胺中的脂環(huán)式胺反應(yīng)而得的雙脲化合物（a); 二異氰酸酯化合物的兩個異氰酸酯基與混合胺中的芳香族胺反應(yīng)而得的雙脲化合物（b); 及二異氰酸酯化合物的異氰酸酯基的一方與脂環(huán)式胺反應(yīng)、另一方與芳香族胺反應(yīng)而得的 雙脲化合物（C)。而且，本發(fā)明中所用的雙脲化合物中，也包括通過分別合成所述的雙脲化 合物（a)?（c)、并將它們混合而得的雙脲化合物。
[0042] 所述增稠劑的含量優(yōu)選在基油與增稠劑的合計量中為13?17質(zhì)量％，更優(yōu)選為 14?16質(zhì)量％。在增稠劑的含量小于13質(zhì)量％的情況下，難以將潤滑脂組合物的針入度 設(shè)為295以下，形成軟的潤滑脂組合物，因此會有容易從軸承內(nèi)泄漏的趨勢。另外，在增稠 劑的含量大于17質(zhì)量％的情況下，難以將潤滑脂組合物的針入度設(shè)為220以上，從而會有 使用部位的扭距增大的趨勢、因流動性降低而使燒結(jié)壽命降低的趨勢。
[0043] 另外，本發(fā)明的潤滑脂組合物也可以在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)適量含有抗 氧化劑、極壓劑、耐磨損劑、染料、色調(diào)穩(wěn)定劑、增粘劑、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑、金屬惰性化劑、粘度指 數(shù)改進劑、防銹添加劑等各種添加劑。在含有這些各種添加劑的情況下，在潤滑脂組合物中 的含量可以設(shè)為相對于基油與增稠劑的合計量100質(zhì)量份為10質(zhì)量份以下。而且，優(yōu)選不 含有賦予導(dǎo)電性的添加劑。
[0044] 本發(fā)明的潤滑脂組合物的特征在于，將針入度設(shè)為220?295。在針入度大于295 的情況下，會有潤滑脂組合物容易從軸承內(nèi)泄漏的趨勢。另外，在針入度小于220的情況 下，會有使用部位的扭距增大的趨勢、因流動性降低而使燒結(jié)壽命降低的趨勢。對于特別優(yōu) 選的針入度，從軸承損耗與耐電腐蝕性的平衡更加優(yōu)異的方面考慮，為235?265。
[0045] 下面，參照附圖，對本發(fā)明的變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承、及使用了該轉(zhuǎn)動軸承的變頻電 機的實施方式進行說明。而且，本發(fā)明并不限定于以下說明的實施方式。
[0046] 圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的變頻電機的剖面的概略圖。圖1中所示的變 頻電機10在旋轉(zhuǎn)軸11中安裝有轉(zhuǎn)子12,與轉(zhuǎn)子12相面對地在機殼14中固定有定子13。 此外，本發(fā)明的變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承被作為轉(zhuǎn)動軸承20A及20B固定在機殼14的凸緣部 中，將旋轉(zhuǎn)軸11在轉(zhuǎn)子12的兩個端部自由旋轉(zhuǎn)地樞軸支承。
[0047] 另外，轉(zhuǎn)動軸承20A及20B分別具有固定于機殼14中的外圈21 ;與外圈的內(nèi)面相 面對地設(shè)置的、旋轉(zhuǎn)軸11所被壓入的內(nèi)圈22 ;及可以在外圈21與內(nèi)圈22之間移動地設(shè)置 的多個的轉(zhuǎn)動體23。此外，在外圈21、內(nèi)圈22及轉(zhuǎn)動體23間的空間中封入有本發(fā)明的潤 滑脂組合物。而且，封入轉(zhuǎn)動軸承中的潤滑脂組合物的量可以根據(jù)轉(zhuǎn)動軸承的形式、尺寸等 適當?shù)刈兏?，然而可以是大致與以往相同的程度。
[0048] 作為本發(fā)明的變頻電機，可以舉出家庭用的電氣化制品等的各種電機，然而由于 是可以穩(wěn)定地長時間抑制電腐蝕、而且低扭距特性優(yōu)異、軸承損耗少的變頻電機，因此優(yōu)選 作為空調(diào)用的風扇電機使用。
[0049] 此外，在本申請發(fā)明的變頻電機中，通過實施將定子鐵心與導(dǎo)電性的金屬制托架、 或接地了的接地部連接來降低軸電壓的方法，可以制成更加穩(wěn)定地長時間抑制電腐蝕的變 頻電機。
[0050] 以下，利用實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明，然而本發(fā)明并不受這些實施例的 任何限定。
[0051] 將評價方法表示如下。
[0052] 〈針入度的測定〉
[0053] 依照JIS K2220-7，在25 °C的環(huán)境下，使安裝于稠度計中的圓錐向試驗用潤滑脂組 合物中落下，測定用5秒所進入的深度（mm)，將所測定出的值乘以10倍，將所得的值作為針 入度。
[0054] 〈耐電腐蝕性試驗〉
[0055] 如圖2所示將封入有試驗用潤滑脂組合物的試驗用轉(zhuǎn)動軸承200搭載于試驗用 變頻電機100中，使電機以一定的轉(zhuǎn)速驅(qū)動一定時間，評價由電腐蝕造成的異常音的產(chǎn)生。 對于評價結(jié)果，將沒有產(chǎn)生由電腐蝕造成的異常音的用〇標記，將產(chǎn)生了異常音的用X標 記。
[0056] 將耐電腐蝕性試驗的詳細的條件表示如下。
[0057] 試驗軸承：單列深溝球軸承（JIS軸承編號：608、內(nèi)徑8mm、外徑22mm、寬7mm)
[0058] 潤滑脂封入量：軸承空間容積的約40%
[0059] 試驗用變頻電機
[0060] 室內(nèi)空調(diào)用小型空調(diào)風扇電機（變頻電機）
[0061] 運轉(zhuǎn)條件
[0062] 轉(zhuǎn)速：IOOOrpm
[0063] 旋轉(zhuǎn)時間：5000小時
[0064] 溫度：25°C
[0065] 〈軸承損耗性能試驗（低扭距特性試驗）〉
[0066] 如圖3所示將封入有試驗用潤滑脂組合物的2個試驗用轉(zhuǎn)動軸承200壓入旋轉(zhuǎn)軸 300中，利用扭距檢測器檢測出以一定的旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸300時的軸承損耗。對于軸承 損耗，伴隨著變頻電機的高效率化的要求，希望損耗小，優(yōu)選為0. 5W以下。評價是將0. 5W 以下的用〇標記，將大于0.5W的用X標記。而且，軸承損耗小表明低扭距特性優(yōu)異。
[0067] 對于軸承損耗性能試驗的詳細條件，將條件表示如下。
[0068] 試驗軸承：單列深溝球軸承（JIS軸承編號：608、內(nèi)徑8mm、外徑22mm、寬7mm)
[0069] 潤滑脂封入量：軸承空間容積的約40%
[0070] 運轉(zhuǎn)條件
[0071] 轉(zhuǎn)速：IOOOrpm
[0072] 溫度：25°C
[0073] 〈綜合評價〉
[0074] 將耐電腐蝕性試驗及軸承損耗性能試驗的兩個評價為〇的用〇標記，將至少任意 一方為X的用X標記。綜合評價為〇的表明可以穩(wěn)定地長時間抑制電腐蝕，而且軸承損 耗性能（低扭距特性）優(yōu)異。
[0075] 本實施例中，使用了以下的原料。
[0076] 基油
[0077] ADEl :株式會社M0RESC0制的烷基二苯基醚油、動態(tài)粘度（40°C ) :100mm2/s
[0078] ADE2 :株式會社M0RESC0制的烷基二苯基醚油、動態(tài)粘度（40°C ) :30mm2/s
[0079] ADE3 :將 ADEl 與 ADE2 以質(zhì)量比 45 : 55 混合，動態(tài)粘度（40°C ) :70mm2/s
[0080] ADE4 :將 ADEl 與 ADE2 以質(zhì)量比 25 : 75 混合，動態(tài)粘度（40°C ) :55mm2/s
[0081] ADE5 :將 ADEl 與 ADE2 以 95 : 5 混合、動態(tài)粘度（40°C ) :40mm2/s
[0082] 將礦物油/PAO :Exxon Mobil Corporation制的精制礦物油（動態(tài)粘度（40°C ): 110mm2/S、粘度指數(shù)：96)與Neste Oil制的合成烴油（動態(tài)粘度（IO(TC) :6mm2/s)以質(zhì)量 t匕50 : 50混合，動態(tài)粘度（40°C ) :55mm2/s
[0083] 酯油：將新日鐵化學株式會社制的二季戊四醇油（動態(tài)粘度（40°C ) :70mm2/s)與 花王株式會社制的多元醇酯油（動態(tài)粘度（40°C) :33mm2/s)以質(zhì)量比70 : 30混合，動態(tài) 粘度（40°C ) :55mm2/s
[0084] 增稠劑
[0085] 胺
[0086] 脂環(huán)式單胺：環(huán)己胺（99. 2g/mol)
[0087] 芳香族單胺：對十二燒基苯胺（261. 45g/mol)
[0088] 脂肪族單胺：辛胺（129. 24g/mol)
[0089] 二異氰酸酯化合物
[0090] 二異氰酸酯：二苯基甲烷_4,4' -二異氰酸酯（250. 25g/mol)
[0091] Li 皂
[0092] Li皂：12-羥基硬脂酸鋰
[0093] 實施例1?5、比較例1?9
[0094] 依照表1及表2中所示的配合，以基油、增稠劑及添加劑作為原料制備出試驗用潤 滑脂組合物。對所得的試驗用潤滑脂組合物進行了所述的評價。而且，比較例9作為以往 品使用了協(xié)同油脂株式會社制的Multemp SRL(動態(tài)粘度（40°C) :25mm2/s)并進行了評價。 將結(jié)果表不于表1及表2中。
[0095] [表 1]
[0096] 表 1
[0097]

【權(quán)利要求】
1. 一種封入變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承中的潤滑脂組合物，其特征在于，含有： 包含40°C下的動態(tài)粘度為40?80mm2/s的烷基二苯基醚油的基油、及 包含使包含脂環(huán)式單胺及芳香族單胺的混合胺與二異氰酸酯化合物反應(yīng)而得的雙脲 化合物的增稠劑， 針入度為220?295。
2. -種變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承，其封入有權(quán)利要求1所述的封入變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承中 的潤滑脂組合物。
3. -種變頻電機，其使用了權(quán)利要求2所述的變頻電機用轉(zhuǎn)動軸承。
【文檔編號】C10M115/08GK104350136SQ201380015306
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月23日
【發(fā)明者】巖松宏樹, 土井理史, 中野圭策, 黑住誠治, 從野知子 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社