(57)【要約】【課題】機械的強度に優れ、油分離量が多く、軸受寿命を延長できる固形潤滑剤、および該固形潤滑剤が封入された固形潤滑剤封入転がり軸受を提供する。【解決手段】固形潤滑剤１７は、基油および増ちょう剤を含むグリースと、超高分子量ポリオレフィンとを含む混合物の固形体である固形潤滑剤であって、増ちょう剤がジウレア化合物であり、基油は、分子量が１００〜２０００の分子を７０〜９５質量％、分子量が２０００より大きい分子を５〜３０質量％含む。【選択図】図１
2020158620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油および増ちょう剤を含むグリースと、超高分子量ポリオレフィンとを含む混合物の固形体である固形潤滑剤であって、
前記増ちょう剤がジウレア化合物であり、
前記基油は、分子量が１００〜２０００の分子を７０〜９５質量％、分子量が２０００より大きい分子を５〜３０質量％含むことを特徴とする固形潤滑剤。
【請求項２】
基油および増ちょう剤を含むグリースと、超高分子量ポリオレフィンとを含む混合物の固形体である固形潤滑剤であって、
前記増ちょう剤がジウレア化合物であり、
前記基油は、分子量が１００〜２０００の第１潤滑油と分子量が２０００より大きい第２潤滑油との混合油であり、前記基油全体に対して、前記第１潤滑油が７０〜９５質量％、前記第２潤滑油が５〜３０質量％含まれることを特徴とする固形潤滑剤。
【請求項３】
前記基油は、エーテル油、ポリ−α‐オレフィン油、または鉱油であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の固形潤滑剤。
【請求項４】
前記超高分子量ポリオレフィンが、前記固形潤滑剤全体に対して３０〜５０質量％含まれ、前記グリースが、前記固形潤滑剤全体に対して５０〜７０質量％含まれることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の固形潤滑剤。
【請求項５】
前記固形潤滑剤において、前記超高分子量ポリオレフィンの粒子同士が溶着していることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の固形潤滑剤。
【請求項６】
転がり軸受内に固形潤滑剤を封入した固形潤滑剤封入転がり軸受であって、
前記固形潤滑剤が、請求項１から請求項５までのいずれか１項記載の固形潤滑剤であることを特徴とする固形潤滑剤封入転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形潤滑剤および該固形潤滑剤を内部に封入した転がり軸受に関し、特に樹脂成分として超高分子量ポリオレフィン、潤滑成分としてジウレア化合物を増ちょう剤としたグリースを含む固形潤滑剤および該固形潤滑剤封入転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受の内部には、転がり摩擦やすべり摩擦の軽減などを目的として、潤滑用のグリースが封入されている。グリースを封入した転がり軸受は、長寿命であり、外部に潤滑装置を必要とせず、安価であるため、自動車や産業機械などの汎用用途に広く利用されている。
【０００３】
しかし、グリースのような半固体状潤滑剤を利用した場合、潤滑剤による撹拌抵抗のため、回転トルクが大きくなる。この課題を解決するため、超高分子量ポリエチレンと、この超高分子量ポリエチレンより融点の高い滴点を有するグリースとの混合物を、上記融点以上で加熱して、固形化した固形潤滑剤が提案されている（特許文献１）。また、グリースと超高分子量ポリエチレンの混合物を軸受に封入する前に加熱、溶融、撹拌混合して軸受に封入することで高強度の固形潤滑剤が得られることが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５２１７１号公報
【特許文献２】特開２００７−００２２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の固形潤滑剤は、強度が比較的低く、回転数が高くなると遠心力により固形潤滑剤の小片が生じるおそれがある。その場合、生じた小片が転動体や、保持器ポケット、転走面に付着することで、回転の妨げとなり、軸受の回転に不都合が生じるおそれがある。よって、回転速度が大きい場合には、固形潤滑剤の強度が高いことが望ましい。また、特許文献１の潤滑成分として使用されているグリースは加熱によって固形化した後の油分離量が少ない可能性がある。そのため、軸受をできるだけ長寿命にするためには油分離量が多い方が望ましい。
【０００６】
一方、特許文献２では、高強度の固形潤滑剤が得られるが、軸受に封入する場合には射出成形機などでシリンダ内に送り込みながら撹拌混合する必要がある。しかし、油分が多いためスクリューで滑り、撹拌混合や射出が困難となる場合がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、機械的強度に優れ、油分離量が多く、軸受寿命を延長できる固形潤滑剤、および該固形潤滑剤が封入された固形潤滑剤封入転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の固形潤滑剤は、基油および増ちょう剤を含むグリースと、超高分子量ポリオレフィンとを含む混合物の固形体である固形潤滑剤であって、上記増ちょう剤がジウレア化合物であり、上記基油は、分子量が１００〜２０００の分子を７０〜９５質量％、分子量が２０００より大きい分子を５〜３０質量％含むことを特徴とする。本発明に用いる基油の「分子量」とは、単一分子からなる基油の場合はその分子の分子量をいい、分子量が分布を持つ基油の場合は数平均分子量（Ｍｎ）をいう。
【０００９】
本発明の固形潤滑剤は、基油および増ちょう剤を含むグリースと、超高分子量ポリオレフィンとを含む混合物の固形体である固形潤滑剤であって、上記増ちょう剤がジウレア化合物であり、上記基油は、分子量が１００〜２０００の第１潤滑油と分子量が２０００より大きい第２潤滑油との混合油であり、上記基油全体に対して、上記第１潤滑油が７０〜９５質量％、上記第２潤滑油が５〜３０質量％含まれることを特徴とする。
【００１０】
上記基油は、エーテル油、ポリ−α‐オレフィン油（ＰＡＯ油）、または鉱油であることを特徴とする。
【００１１】
上記超高分子量ポリオレフィンが、上記固形潤滑剤全体に対して３０〜５０質量％含まれ、上記グリースが、上記固形潤滑剤全体に対して５０〜７０質量％含まれることを特徴とする。
【００１２】
上記固形潤滑剤において、上記超高分子量ポリオレフィンの粒子同士が溶着していることを特徴とする。
【００１３】
転がり軸受内に固形潤滑剤を封入した固形潤滑剤封入転がり軸受であって、上記固形潤滑剤が、本発明の固形潤滑剤であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の固形潤滑剤は、基油とジウレア化合物を含むグリースと、超高分子量オレフィンとを含む固形潤滑剤であって、基油は、分子量が１００〜２０００の分子と２０００より大きい分子を所定量ずつ含むので、機械的強度に優れ、油分離量の多い固形潤滑剤となる。
【００１５】
本発明の固形潤滑剤は、基油とジウレア化合物を含むグリースと、超高分子量オレフィンとを含む固形潤滑剤であって、基油は、分子量が１００〜２０００の第１潤滑油と分子量が２０００より大きい第２潤滑油とが所定割合で混合された混合油であるので、機械的強度に優れ、油分離量の多い固形潤滑剤となる。また、固形潤滑剤において、超高分子量ポリオレフィンの粒子同士が溶着しているので、高強度の固形潤滑剤を得ることができる。
【００１６】
本発明の固形潤滑剤封入転がり軸受は、本発明の固形潤滑剤を封入してなるので、固形潤滑剤から滲み出る基油の粘度が低すぎることがなく、高速回転時も小片を生じにくい。そのため、効果的に油膜形成できるため、長寿命な転がり軸受となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の固形潤滑剤封入転がり軸受の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の固形潤滑剤封入転がり軸受の他の例を示す断面図である。
【図３】実施例および比較例の固形潤滑剤のＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の固形潤滑剤は、潤滑成分としてのグリースと、樹脂成分としての超高分子量ポリオレフィンとの混合物が固形化された潤滑剤である。この固形潤滑剤からグリースに含まれる基油が滲み出ることで潤滑性が付与される。本発明者らは、例えば、基油に分子量が異なる２つの潤滑油を用いることで、機械的強度に優れ、油分離量が多くできることを見出した。本発明はこのような知見に基づくものである。
【００１９】
本発明に用いる基油は、分子量が１００〜２０００の分子を７０〜９５質量％含み、分子量が２０００より大きい分子を５〜３０質量％含む。この基油には、分子量が１００〜２０００の第１潤滑油と分子量が２０００より大きい第２潤滑油との混合油を用いてもよく、また、分子量および含有量が上記数値範囲を満たす単独油を用いてもよい。後者として、例えば低分子量分子を一定量含有する鉱油などが挙げられる。
【００２０】
以下には、基油が、分子量が１００〜２０００の第１潤滑油と分子量が２０００より大きい第２潤滑油との混合油である場合について説明する。分子量について好ましくは、第１潤滑油の分子量が５００〜１５００であり、第２潤滑油の分子量が３０００〜８０００である。分子量についてより好ましくは、第１潤滑油の分子量が５００〜１０００であり、第２潤滑油の分子量が４０００〜６０００である。この形態では特性の異なる２種の潤滑油を用いることで、固形潤滑剤の機械的強度を向上させている。第１潤滑油と第２潤滑油との割合は、質量比で第１潤滑油：第２潤滑油＝（７０：３０）〜（９５：５）である。すなわち、混合油全量に対して、第１潤滑油が７０〜９５質量％、残部が第２潤滑油であり、第２潤滑油が５〜３０質量％である。
【００２１】
第１潤滑油は、分子量が１００〜２０００を満たす限り、通常グリースの分野で使用される一般的な非水系潤滑油を使用できる。例えば、高度精製油、鉱油、エステル油、エーテル油、ＰＡＯ油、シリコーン油、フッ素油などを使用できる。ＰＡＯ油は、α−オレフィンまたは異性化されたα−オレフィンのオリゴマーまたはポリマーの混合物である。第１潤滑油は、好ましくはエーテル油、ＰＡＯ油、または鉱油である。
【００２２】
第１潤滑油として、より具体的には、モノアルキルジフェニルエーテル油、ジアルキルジフェニルエーテル油、ポリアルキルジフェニルエーテル油などのアルキルジフェニルエーテル油や、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ドデセン、１−トリデセン、１−テトラデセン、１−ペンタデセン、１−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセン、１−ノナデセン、１−エイコセン、１−ドコセン、１−テトラドコセンなどのオリゴマーからなるＰＡＯ油、流動パラフィン油、直鎖パラフィン油などの鉱油、ジブチルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペートなどのジエステル油、トリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテートなどの芳香族エステル油などを用いることができる。
【００２３】
第１潤滑油の４０℃における動粘度は、１０〜１００ｍｍ２／ｓが好ましい。より好ましくは２０〜８０ｍｍ２／ｓであり、さらに好ましくは２０〜５０ｍｍ２／ｓである。
【００２４】
第２潤滑油は、分子量が２０００より大きいものであれば、通常グリースの分野で使用される一般的な非水系潤滑油を使用できる。例えば、高度精製油、鉱油、エステル油、エーテル油、ＰＡＯ油、シリコーン油、フッ素油などを使用できる。第２潤滑油は、好ましくはエーテル油、ＰＡＯ油、または鉱油である。
【００２５】
第２潤滑油として、より具体的には、ポリフェニルエーテル油や、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ドデセン、１−トリデセン、１−テトラデセン、１−ペンタデセン、１−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセン、１−ノナデセン、１−エイコセン、１−ドコセン、１−テトラドコセンなどのポリマーからなるＰＡＯ油などを用いることができる。
【００２６】
第１潤滑油と第２潤滑油とは、同系統の油種であっても異なる系統の油種であってもよいが、互いに同系統の潤滑油を使用することが好ましい。例えば、第１潤滑油に分子量が１００〜２０００のＰＡＯ油を使用し、第２潤滑油に分子量が２０００より大きいＰＡＯ油を使用することが好ましい。
【００２７】
第２潤滑油の４０℃における動粘度は、２００〜５００ｍｍ２／ｓが好ましい。より好ましくは３００〜５００ｍｍ２／ｓであり、さらに好ましくは３５０〜４５０ｍｍ２／ｓである。
【００２８】
上記基油（混合油）の４０℃における動粘度は、２０〜２００ｍｍ２／ｓが好ましい。より好ましくは２０〜１００ｍｍ２／ｓであり、さらに好ましくは３０〜８０ｍｍ２／ｓである。
【００２９】
本発明に用いる増ちょう剤はジウレア化合物である。ジウレア化合物は、ジ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。ジ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、脂環式モノアミン、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。脂環式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。
【００３０】
ジ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たジウレア化合物が好ましい。ジウレア化合物としては、例えば、モノアミン成分に芳香族モノアミンを用いた芳香族ジウレア化合物、モノアミン成分に脂肪族モノアミンを用いた脂肪族ジウレア化合物、モノアミン成分に脂環式モノアミンを用いた脂環式ジウレア化合物を使用することが好ましい。これらジウレア化合物の中でも、せん断安定性に優れる芳香族ジウレア化合物がより好ましい。
【００３１】
基油に増ちょう剤であるジウレア化合物を配合してベースグリースが得られる。ジウレア化合物を増ちょう剤とするベースグリースは、基油中でジ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。ベースグリース中に占める増ちょう剤の配合割合は５〜３０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましい。
【００３２】
本発明に用いる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。
【００３３】
本発明において、樹脂成分として用いる超高分子量ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンもしくはこれらの共重合体からなる粉末またはそれぞれ単独の粉末を配合した混合粉末が挙げられる。ここで、各粉末の、粘度法により測定される平均分子量は、１×１０6〜３×１０6 であることが好ましい。このような分子量の範囲にあるポリオレフィンは、剛性と保油性において低分子量のポリオレフィンより優れるからである。また、超高分子量ポリオレフィンの中でも、超高分子量ポリエチレンを用いることが好ましい。
【００３４】
本発明の固形潤滑剤において、超高分子量ポリオレフィンは２０〜５０質量％含まれ、グリースは５０〜８０質量％含まれる。好ましくは、超高分子量ポリオレフィンは３０〜５０質量％含まれ、グリースは５０〜７０質量％含まれる。このような構成とすることで、油分離を適度に抑えることができる。
【００３５】
本発明の固形潤滑剤は、１６０℃、３０分加熱したとき、次式で定義される油分離率が７〜１２質量％となることが好ましい。
油分離率（質量％）＝｛（加熱前重量−加熱後重量）／加熱前重量｝×１００  
【００３６】
本発明の固形潤滑剤には、各種有機あるいは無機添加剤を配合することができる。なお、本発明に用いるグリースに添加剤として、例えば、酸化防止剤、錆止め剤、極圧剤、摩耗調整剤、ｐＨ調整剤などが含まれていてもよい。
【００３７】
以上を考慮して、本発明の固形潤滑剤の好ましい形態としては、第１潤滑油および第２潤滑油にＰＡＯ油を使用し、増ちょう剤に芳香族ジウレア化合物を使用したグリースを５０〜７０質量％含み、超高分子量ポリエチレンを３０〜５０質量％含む固形潤滑剤である。
【００３８】
本発明の固形潤滑剤は、グリースと、超高分子量ポリオレフィンとを均一に混合し、その混合物を所定形状の型や軸受に直接封入し、超高分子量ポリオレフィンのゲル化点以上の温度（融解温度）に加熱し、その後冷却して固形化することで得られる。グリースと超高分子量オレフィンを混合する方法は、特に限定されることなく、例えばヘンシェルミキサー、リボンミキサーなど、一般に用いられる撹拌機を使用することができる。また、加熱（焼成）条件は、上記ゲル化点以上で、かつ、該グリースの滴点以下で加熱することが好ましい。例えば、超高分子量ポリオレフィンの平均分子量が１×１０6〜３×１０6 である場合、１５０〜２００℃の温度で加熱することが好ましい。
【００３９】
本発明の固形潤滑剤は、上述の基油を使用することで超高分子量ポリオレフィンの粒子同士が溶着するため、従来技術のような積極的な撹拌混合を行う必要がない。そのため、製造工程を簡素化しながらも、高強度の固形潤滑剤が得られる。本発明の固形潤滑剤は高強度であるため、高速回転条件下での使用に適している。高速回転条件としては、例えば７０００ｍｉｎ-1であり、好ましくは８０００ｍｉｎ-1以上である。
【００４０】
本発明の固形潤滑剤が封入された転がり軸受の一例を図１に基づいて説明する。図１は、固形化された固形潤滑剤をスポットパック状に封入する転がり軸受の断面図である。転がり軸受１１は、外周面に内輪転走面を有する内輪１２と内周面に外輪転走面を有する外輪１３とが同心に配置され、内輪転走面と外輪転走面との間に複数個の転動体１４が配置される。保持器１５が、この複数個の転動体１４を保持している。転がり軸受１１は、転動体１４の周囲に固形潤滑剤１７が封入されている。
【００４１】
また、本発明の固形潤滑剤が封入された転がり軸受の他の例を図２に示す。図２は、固形化され固形潤滑剤をフルパック状に封入する転がり軸受の断面図である。図２の形態の転がり軸受１１は、図１の場合と同様に、内輪１２、外輪１３、転動体１４、および保持器１５を備えており、転動体１４の周囲に上記の固形潤滑剤１７を封入することで得られる。
【００４２】
固形潤滑剤１７の封入方法の一例として、以下の方法が挙げられる。所定量の上記グリースと、所定量の超高分子量ポリオレフィンとを均一に混合して得られた半固形状物を転がり軸受１１内に封入する。その封入の方法は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示されるように、内輪１２と外輪１３の間で二枚の帯板からなる保持器１５がリベット１６によって重ねて固定されている部分に、いわゆるスポットパック状に封入するものや、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されるように、内輪１２と外輪１３の間全体に、いわゆるフルパック状に充填するものが挙げられる。このように封入された状態で、軸受全体を超高分子量ポリオレフィンのゲル化点以上、かつ、グリースの滴点以下の温度に加熱し、その後冷却して固形化することにより、上記半固形状物が固形化して固形潤滑剤となり、本発明の固形潤滑剤封入転がり軸受が得られる。
【００４３】
本発明の転がり軸受は、その種類について制限はなく、各図に示した深溝玉軸受の他、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、針状ころ軸受、円すいころ軸受などとしてもよい。また、シール部材を有する形態と、シール部材を有しない形態とのいずれであってもよい。
【実施例】
【００４４】
実施例１〜３、比較例１〜２
まず、基油と増ちょう剤によりグリースを調整した。増ちょう剤にはいずれも芳香族ジウレア化合物を使用した。基油には、ＰＡＯ油または鉱油を使用した。実施例１および実施例２では、分子量が異なる２つの潤滑油の混合油を基油とし、比較例１および比較例２では、そのいずれか一方の潤滑油を基油とした。また、実施例３は、鉱油単独を基油とした。実施例の基油の４０℃における動粘度は、実施例１が５７ｍｍ２／ｓ、実施例２が３４ｍｍ２／ｓ、実施例３が９７１ｍｍ２／ｓであった。また、実施例で使用した各潤滑油の分子量は、Ｓｙｎｆｌｕｉｄ６０１が８９０（Ｍｎ）、Ｄｕｒａｓｙｎ１７４Ｉが５３００（Ｍｎ）、スーパーオイルＮ１０００が１１４０（Ｍｎ）であった。
【００４５】
ここで、各潤滑油の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定により求めた。ＧＰＣ測定条件は以下の通りである。
装置名：ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ（東ソー社製）
濃度検出器；示差屈折率計（ＲＩ検出器）ｐｏｌａｒｉｔｙ＝（＋）
カラム：ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＺ２０００＋ＳｕｐｅｒＨＺ１０００×２（６．０ｍｍＩＤ×１５ｃｍ×３）（東ソー社製）
溶離液：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
流速：０．６ｍＬ／ｍｉｎ
試料濃度：１ｍｇ／Ｌ
注入量：２０μＬ
カラム温度：４０℃
検出器温度：４０℃
試料の前処理：試料を秤量し、所定量の溶離液を加えて室温で一晩静置溶解させた。試料溶液は緩やかに振り混ぜた後、０．５μｍのＰＴＦＥカートリッジフィルターでろ過した。
検量線：標準ポリスチレン（東ソー製Ａ−５０００，Ａ−２５００、Ａ−１０００、Ａ−５００）を用いた３次近似曲線。得られる値はポリスチレン換算分子量である。
【００４６】
使用する基油の半量（４６．２５ｇ）にｐ−トルイジン（和光純薬社製）３．４６ｇを混合し、残りの半量の基油（４６．２５ｇ）にジイソシアナート（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）；東ソー社製）４．０４ｇを混合し、それぞれ１００℃に加熱した。その後、両者を混合して、ペースト状のグリースを得た。得られたグリースと、超高分子量ポリオレフィン粉末とを混合し、この混合物をφ１０×８ｍｍの円筒内径に充填した。充填後、幅面を鋼板で密封した状態で１６０℃、３０ｍｉｎ加熱した後、冷却して、固形潤滑剤の試験片を得た。得られた試験片を用いて以下に示す固形潤滑剤特性試験にてデュロメータＡ硬さ、引張り強さ、および油分離率をそれぞれ測定した。結果を表１に示す。
【００４７】
＜固形潤滑剤特性試験＞
デュロメータＡ硬さ：ＪＩＳ Ｋ ６２５３−３に準拠したデュロメータＡを使用し、触針を押し込んだ直後の値を硬さとした。
引張強さ（ＭＰａ）：ＡＳＴＭ Ｄ １７０８（温度２５℃、引張り速度５ｍｍ／ｍｉｎ）に基づき測定した。
油分離率（質量％）：試験片の上記加熱前の重量、試験片の上記加熱後の重量を測定し、以下の式に基づき計算した。なお、式中の加熱後重量は油分を拭き取った後の試験片重量である。
油分離率（重量％）＝｛（加熱前重量−加熱後重量）／加熱前重量｝×１００
【００４８】
＜破壊回転試験＞
脱脂した試験軸受内（ＮＴＮ社製、ＴＳ３−６２０４ Ｃ３）に焼成前の潤滑剤（グリースと超高分子量ポリオレフィン粉末との混合物）を１．８ｇ充填した。接触式ゴムシールを装着した後、１６０℃で３０ｍｉｎ加熱し、その後、空冷して固形潤滑剤が封入された試験用軸受を得た。この試験用軸受を用いて、以下に示す破壊回転試験にて許容回転数を測定した。結果を表１に示す。
【００４９】
許容回転速度：ＡＳＴＭ Ｄ ３３３６に準拠した試験を実施した。温度１２０℃、ラジアル荷重６７Ｎ、アキシアル荷重６７Ｎの条件にて、試験用軸受を各回転速度で１時間回転させた。まず、回転速度１０００ｍｉｎ-1で１時間回転させた後、試験用軸受を取り外し、封入した固形潤滑剤の外観を観察した。試験初期と比較して亀裂や剥離などの破壊が見られない場合は、回転数を２０００ｍｉｎ-1に上げ、さらに１時間運転した。このように軸受に破壊が見られない場合には、１０００ｍｉｎ-1ずつ回転速度を上昇させて１時間運転するという操作を繰り返した。観察時に固形潤滑剤に破壊が現れた時点で試験終了とし、破壊が発生しなかった回転速度の上限を許容回転速度とした。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
表１に示すように、第１潤滑油と第２潤滑油が所定割合で混合された混合油を基油に用いた実施例１〜２は、機械的強度に優れていた。また、単独油でありながらも、分子量が１００〜２０００の分子が７０〜９５質量％、分子量が２０００より大きい分子が５〜３０質量％含まれた実施例３も、機械的強度に優れていた。実施例１〜３の固形潤滑剤であれば、軸受を１２０℃下、９０００ｍｉｎ-1で使用することが可能である。一方、比較例１では分子量が１００〜２０００の油のみを基油としている。該基油の場合、動粘度が低いため、十分に油膜が形成されず、金属接触などを引き起こすことで発熱し、固形潤滑剤が破壊されたと考えられる。また、比較例２では分子量が２０００より大きい油のみを基油としている。該基油の場合、動粘度は高いものの、固形潤滑剤の硬さが低いため、高速回転条件下で遠心力によって固形潤滑剤が破壊されたと考えられる。
【００５２】
＜断面観察＞
実施例１および比較例２の固形潤滑剤の試験片を１００μｍ程度に薄く切り出し、その断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。観察写真を図３に示す。図３に示すように、実施例１では、ポリエチレン粒子同士が密に溶着している。一方、比較例２ではポリエチレン粒子の粒界が残存し、ポーラス状となっており溶着は弱い。したがって、実施例ではポリエチレン粒子同士が強く溶着しているため、引張り強さなどの機械的強度が大きくなり、高速回転下での遠心力が大きくなっても破壊されにくくなる。
【００５３】
このように、実施例に示した固形潤滑剤は母材の溶着が強くなり、機械的強度の向上のみならず固形潤滑剤の剛性も向上したと考えられる。そのため、高い遠心力が加わった際の変形量が抑制され、転動体および軸受外輪との接触面圧は減少し、摩擦による発熱量が減少したものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の固形潤滑剤は、機械的強度に優れ、油分離量が多く、軸受寿命を延長できるので、固形潤滑剤として広く利用できる。特に、高速回転条件下での使用に適している。
【符号の説明】
【００５５】
１１  転がり軸受
１２  内輪
１３  外輪
１４  転動体
１５  保持器
１６  リベット
１７  固形潤滑剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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