(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受内部にフッ素系グリースが封入された転がり軸受において、グリース封入前の軸受の軌道面及び転動面に、エステル油系潤滑油に防錆剤を含有させてなる防錆潤滑油がグリースの封入量に対して０．１〜５重量％の割合で塗布されていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記防錆潤滑油のグリースの封入量に対する割合が０．１〜４重量％であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記防錆潤滑油のグリースの封入量に対する割合が０．１〜３重量％であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記防錆剤の成分がカルシウムスルホネートもしくはバリウムスルホネートであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の転がり軸受。
【請求項５】
シール付きであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は軸受内部にフッ素系グリースが封入された転がり軸受に関し、特に自動車電装部品やＯＡ機器等の高温、高速回転で使用される機器の回転部材や摺動部材に好適な転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば冷却ファン用フルードカップリング、燃料噴射制御装置（ＩＳＣＶ、ＥＧＲ、スロットルボディ）、電動ファンモータ、パウダークラッチ等の自動車電装部品や、レーザビームプリンタ（ＬＢＰ）や複写機等のＯＡ機器等に使用される転がり軸受、あるいは宇宙環境等で使用される転がり軸受は、高温での耐久性や低温でのトルク性能を要求されることが多く、耐熱性に優れるエーテル系潤滑油を基油に用いたグリースを軸受内部に封入するのが一般的である。
また、特に１６０℃以上の高温に晒される部位に使用される転がり軸受では、より高い耐熱性を付与するために、シリコーン油系やフッ素油系の潤滑油を基油に用いたグリースが封入されている。
【０００３】
図１に転がり軸受の一例を示すが、転がり軸受は外周面に内輪軌道１を有する内輪２と、内周面に外輪軌道３を有する外輪４とを同心に配置し、内輪軌道１と外輪軌道３との間に保持器７を介して複数個の転動体（玉）５を転動自在に保持するとともに、外輪４の両端部に固定されたシール６，６によりグリース（図示せず）を封止して概略構成されている。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
ところで、製造された転がり軸受は、機器に組み込まれるまでの在庫期間中はほとんど回転されないために、封入したグリースが軸受の軌道面（内輪軌道１、外輪軌道３）や転動面（転動体５の表面）の隅々まで十分に付着していることは少ない。転がり軸受は内輪２及び外輪４、一般的には転動体５も含めて金属製であるから、グリースが付着している部分は空気との接触が遮断されて錆が発生することはないが、グリースが付着していない部分では錆が発生する。
そこで、通常はグリースを封入する前に、防錆剤を含有する潤滑油（以下、防錆潤滑油と呼ぶ）を軸受の軌道面や転動面に塗布することが行われる。この防錆潤滑油は、鉱油や炭化水素系潤滑油に防錆剤を配合したものが一般的である。
【０００５】
しかしながら、高温下での使用に最適なフッ素系グリースを封入した転がり軸受では、基油であるフッ素系潤滑油と上記潤滑油との親和性が低く、在庫期間中はフッ素系グリースが予め塗布された防錆潤滑油の膜上に乗った状態となっている。そして、軸受が機器に組み込まれて回転されると、フッ素系グリース及び防錆潤滑油は軸受内部で激しく攪拌されるが、その際、両者は混合し難いためにフッ素系グリースは軸受軌道面や転動面に付着し難く、軸受外部にはじき飛ばされやすくなる。グリース封入転がり軸受ではシール（図１参照：符号６）やスリンガー等によりグリースの漏洩防止を図っているが、未だ完全な密封化は困難な状況にあり、フッ素系グリースは他のグリースに比べてグリース漏洩が多くなる傾向にある。
近年、機器の小型化や軸受の高速回転等に伴って軸受の使用温度が高まる傾向にあり、軸受にはより一層の耐熱性が要求されているが、耐熱性の点で優位なフッ素系グリースを封入した転がり軸受では上記したようなグリース漏洩の問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、グリースの漏洩が抑えられたフッ素系グリース封入転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討を行った結果、防錆潤滑油を形成する潤滑油としてフッ素系グリースとの親和性が高いエステル系の潤滑油を用い、さらにその塗布量を規定することにより、フッ素系グリースの漏洩を抑えることができることを見い出し、本発明を完成するに至った。
即ち、上記の目的は、本発明の、軸受内部にフッ素系グリースが封入された転がり軸受において、グリース封入前の軸受の軌道面及び転動面に、エステル油系潤滑油に防錆剤を含有させてなる防錆潤滑油がグリースの封入量に対して０．１〜５重量％の割合で塗布されていることを特徴とする転がり軸受により達成される。
本発明の転がり軸受は、フッ素系グリースを使用することによる優れた耐熱性を有することは勿論のこと、グリース漏洩が抑えられる結果、グリースの枯渇に起因する焼付き寿命の延長を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の転がり軸受に関して詳細に説明する。
本発明の転がり軸受は、その構成は特に制限されるものではなく、例えば図１に示した転がり軸受を挙げることができる。
そして、本発明においては、グリースを封入する前の状態において、軸受の軌道面及び転動面に、エステル系潤滑油に防錆剤を含有させてなるエステル系防錆潤滑油をグリース封入量に対して５重量％以下となるように塗布することを特徴とする。
【０００９】
エステル系防錆潤滑油はフッ素系グリースとの親和性が高く、その塗布量がフッ素系グリースの封入量に対して５重量％を越える場合には、軸受回転時にエステル系防錆潤滑油とフッ素系グリースとが混和してグリースが柔らかくなりすぎ、グリース漏れが起こり易くなる。従って、グリース漏洩防止の上ではエステル系防錆潤滑油の塗布量は少ない方が好ましく、３重量％以下がより好ましく、特に全く塗布しない、即ち０％である場合が最も効果が大きくなる。しかし、その一方でエステル系防錆潤滑油の塗布量の減少とともに防錆効果も低下するため、グリース漏洩防止と錆防止とを同時に意図する場合には、エステル系防錆潤滑油をフッ素フリースの封入量に対して少なくとも０．１重量％塗布するとよい。
以上のことから、本発明におけるエステル系防錆潤滑油の塗布量は、フッ素系グリースの封入量に対して、防錆効果とグリース漏洩防止効果の両方を目的として、０．１〜５重量％とし、特に０．１〜３重量％とすることが好ましい。また、何れの場合も、エステル系防錆潤滑油の塗布量の上限を２重量％とすることが最も好ましい。
【００１０】
本発明においては、エステル系防錆潤滑油を形成するエステル系潤滑油及び防錆剤は特に制限されるものではなく、それぞれ公知のものを使用できる。
エステル系潤滑油としては、ジエステル油やポリオールエステル油、またはこれらのコンプレックスエステル油、芳香族エステル油等を挙げることができ、これらを単独で、もしくは混合して使用することができる。
【００１１】
防錆剤としては、例えば有機スルホン酸のアンモニウム塩、バリウム、亜鉛、カルシウム、マグネシウム等アルカリ金属、アルカリ土類金属の有機スルホン酸塩、有機カルボン酸塩、フェネート、ホスホネート、アルキルもしくはアルケニルこはく酸エステル等のアルキル、アルケニルこはく酸誘導体、ソルビタンモノオレエート等の多価アルコールの部分エステル、オレオイルザルコシン等のヒドロキシ脂肪酸類、１−メルカプトステアリン酸等のメルカプト脂肪酸類あるいはその金属塩、ステアリン酸等の高級脂肪酸類、イソステアリルアルコール等の高級アルコール類、高級アルコールと高級脂肪酸とのエステル、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾール、２−メルカプトチアジアゾール等のチアゾール類、２−（デシルジチオ）−ベンゾイミダゾール、ベンズイミダゾール等のイミダゾール系化合物、あるいは、２，５−ビス（ドデシルジチオ）ベンズイミダゾール等のジスルフィド系化合物、あるいは、トリスノニルフェニルフォスファイト等のリン酸エステル類、ジラウリルチオプロピオネート等のチオカルボン酸エステル系化合物、亜硝酸塩等を使用することができる。また、ベンゾトリアゾールやトリルトリアゾール等のトリアゾール系化合物からなる金属不活性化剤も使用することができる。
【００１２】
また、フッ素系グリースも特に制限されるものではなく、公知のものを使用できる。
基油としては、例えばパーフルオロエーテル油、フルオロシリコーン油、クロロトリフルオロエチレン油、フルオロフォスファゼン油等のフッ素原子を含有する油を使用することができる。
増ちょう剤としては、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるフッ素樹脂の他に、骨格中にフッ素元素を含むウレア化合物等を使用することができる。
【００１３】
更に、フッ素系グリースには、例えば下記に挙げるような従来より公知の各種添加剤を配合することができる。
〔極圧剤〕
極圧剤として、例えば以下の化合物を使用することができる。
有機金属系のものとしては、ジチオカルバミン酸モリブデン、ジチオリン酸モリブデン等の有機モリブデン化合物、ジチオカルバミン酸亜鉛、ジチオリン酸亜鉛、亜鉛フェネート等の有機亜鉛化合物、ジチオカルバミン酸アンチモン、ジチオリン酸アンチモン等の有機アンチモン化合物、ジチオカルバミン酸セレン等の有機セレン化合物、ナフテン酸ビスマス、ジチオカルバミン酸ビスマス等の有機ビスマス化合物、ジチオカルバミン酸鉄、オクチル酸鉄等の有機鉄化合物、ジチオカルバミン酸銅、ナフテン酸銅等の有機銅化合物、ナフテン酸鉛、ジチオカルバミン酸鉛等の有機鉛化合物、マレイン酸スズ、ジブチルスズスルファイド等の有機スズ化合物、あるいは、アルカリ金属、アルカリ土類金属の有機スルホネート、フェネート、ホスホネート、金、銀、チタン、カドミウム等の有機金属化合物も必要なら使用できる。硫黄系化合物としては、ジベンジルジスルフィド等のスルフィドあるいはポリスルフィド化合物、硫化油脂類、無灰系カルバミン酸化合物類、チオウレア系化合物、もしくはチオカーボネート類等を使用ことができる。
リン酸系極圧剤としては、トリオクチルフォスフェート、トリクレジルフォスフェート等のリン酸エステル、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル等のリン酸エステル系化合物を使用することができる。
また、その他、塩素化パラフィン等のハロゲン系の極圧剤、あるいは、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、ＰＴＦＥ、硫化アンチモン、窒化硼素などの硼素化合物等の固体潤滑剤を使用することができる。
【００１４】
〔油性剤〕
油性剤として、例えば以下の化合物を使用することができる。
即ち、オレイン酸やステアリン酸等の脂肪酸、オレイルアルコール等の脂肪酸アルコール、ポリオキシエチレンステアリン酸エステルやポリグリセリルオレイン酸エステル等の脂肪酸エステル、リン酸、トリクレジルホスフェート、ラウリル酸エステルまたはポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸等のリン酸エステル等を使用することができる。
【００１５】
〔酸化防止剤〕
一般に使用される酸化防止剤も必要に応じて併用できる。例えば、ゴム、プラスチック、潤滑油等に添加する老化防止剤、オゾン劣化防止剤、酸化防止剤から適宜選択して使用する。例えば、以下の化合物を使用することができる。
即ち、フェニル−１−ナフチルアミン、フェニル−２−ナフチルアミン、ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、ジピリジルアミン、フェノチアジン、Ｎ−メチルフェノチアジン、Ｎ−エチルフェノチアジン、３，７−ジオクチルフェノチアジン、ｐ，ｐ′−ジオクチルジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ′−ジイソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン等のアミン系化合物、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ジブチルフェノール等のフェノール系化合物等を使用することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（参考例、実施例１〜７及び比較例１〜３）
先ず、下記配合Ａ及びＢに示す如く防錆潤滑油Ａ及び防錆潤滑油Ｂを調製した。
配合Ａ：ポリオールエステル油（４０℃における動粘度３２ｍｍ2 ／ｓ）に、防錆剤としてカルシウムスルホネート及びバリウムスルホネートを合計で５重量％となるように添加して防錆潤滑油Ａを調製した。
配合Ｂ：ポリオールエステル油とパラフィン系鉱油とを重量比で８：２の割合で配合した潤滑油（４０℃における動粘度３２ｍｍ2 ／ｓ）に、防錆剤としてカルシウムスルホネート及びバリウムスルホネートを合計で５重量％となるように添加して防錆潤滑油Ｂを調製した。
また、フッ素系グリースとして、市販品（増ちょう剤：ポリテトラフロロエチレン、基油：４０℃における動粘度４００ｍｍ2 ／ｓのパーフルオロポリエーテル、混和ちょう度：２７０）を用意した。
【００１７】
そして、図１に示した構造の非接触ゴムシール板付き密封玉軸受（外径φ４０ｍｍ、内径φ１７ｍｍ、幅１２ｍｍ）を有機溶剤（石油ベンジン）にて脱脂し、その軸受内部に上記防錆潤滑油を表１及び表２に示す量注入し、手回しにより回転を与えて防錆潤滑油を十分に軸受軌道面及び転動面に塗布した後、注射器を用いて上記フッ素系グリースを表１及び表２に示す量注入し、非接触ゴムシール板を取り付けて試験軸受を製作した。
各試験軸受を１８０℃、８０００ｒｐｍ、ラジアル荷重２ｋｇｆ、アキシャル荷重２０ｋｇｆの条件下で２０時間回転させ、回転前後の軸受重量の減少量からグリース漏れ率（重量％）を算出した。試験は３回行い、その結果を表１及び表２に示す。
【００１８】
【表１】
0003707525.tif 000002
【００１９】
【表２】
0003707525.tif 000003
【００２０】
一般に、初期グリースの漏れ量が１０重量％を越えると、軸受寿命を短くするだけでなく、漏れ出たグリースが周辺環境を汚染して機能障害を起こす可能性が高くなる。
表１及び表２から、エステル系防錆潤滑油の塗布量がグリース封入量の６重量％以上になると、グリース漏洩が１０重量％を越えることがわかる。これに対して、エステル系防錆潤滑油の塗布量がグリース封入量の３重量％以下では、確実にグリース漏洩を１０重量％以下に抑えられることがわかる。特に、エステル系防錆潤滑油の塗布量を２重量％以下とすることで、グリース漏洩を大幅に抑えることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の転がり軸受は、フッ素系グリースを用いることにより高い耐熱性を有するとともに、防錆潤滑油を形成する潤滑油をフッ素系グリースとの親和性が高いエステル系潤滑油を用い、かつその塗布量を規定したことにより、グリース漏洩を抑えて、潤滑寿命を大幅に改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転がり軸受の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  内輪軌道
２  内輪
３  外輪軌道
４  外輪
５  転動体（玉）
６  シール
７  保持器
【図１】
0003707525.tif 000004