(57)【要約】  本発明は、トリメチロールプロパン脂肪酸エステル油及びペンタエリスリトール脂肪酸エステルの少なくとも１種、もしくは他の潤滑油との混合油からなり、かつ、４０℃における動粘度が１９〜３５ｍｍ２／ｓで、１５０℃で２５０時間保持した時の蒸発量が１０〜１５質量％である基油に、増ちょう剤としてジウレア化合物を含有する転がり軸受用グリース組成物、並びに前記グリース組成物が封入された転がり軸受を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリメチロールプロパン脂肪酸エステル油及びペンタエリスリトール脂肪酸エステルの少なくとも１種、もしくは他の潤滑油との混合油からなり、かつ、４０℃における動粘度が１９〜３５ｍｍ２／ｓで、１５０℃で２５０時間保持した時の蒸発量が１０〜１５質量％である基油に、増ちょう剤としてジウレア化合物を含有することを特徴とする転がり軸受用グリース組成物。
【請求項２】
ジウレア化合物が、下記一般式（１）で表されることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受用グリース組成物。
【化３】
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（式中、Ｒ１は炭素数６〜２０のアルキル基、シクロヘキシル基、炭素数７〜１２のアルキルシクロヘキシル基を表し、かつ、２つのＲ１はそれぞれ異なっていてもよいし、同一であってもよい。Ｒ２は炭素数６〜１５の２価の芳香族環含有炭化水素基を表す。）
【請求項３】
ジウレア化合物が、脂肪族ジウレア化合物と脂環式ジウレア化合物との混合物であり、かつ、脂環式ジウレア化合物の割合が３０〜５０モル％であることを特徴とする請求項２記載の転がり軸受用グリース組成物。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のグリース組成物が封入されたことを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｄｍＮ（球回転直径と回転数との積）１００万を超える用途に好適な転がり軸受、並びに前記転がり軸受の潤滑に好適なグリース組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車では、環境を考慮して二酸化炭素等の排気ガスを減少させるため、従来のディーゼルエンジンやガソリンエンジンよりもクリーンなハイブリッド車（ＨＥＶ）、燃料電池車（ＦＶ）、電気自動車（ＥＶ）の開発が進んでいる。これらの自動車ではモータで駆動されるためモータの高出力化が必要であるが、そのためにはモータ回転数を高める必要があり、モータの回転軸を支承するためのモータ用軸受もまた高速で回転する。【０００３】
モータ用軸受の潤滑のためにグリース組成物が封入されるが、高速回転による高温に耐え得るように、基油にエステル油を用い、増ちょう剤にウレア化合物を用いたグリース組成物が使用されている。本出願人も先に、４０℃における動粘度が１０〜５０ｍｍ２／ｓのエステル油を基油全量の５０質量％以上の割合で含む基油と、脂肪族ウレア化合物と脂環族ウレア化合物との混合物を増ちょう剤とするグリース組成物を提案している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２００９−１６１１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、モータ用軸受の高速化は避けられず、ｄｍＮ１００万を超え、軸受温度も１００℃を超えるような高速回転に耐え得ることも要求されてきており、封入されるグリース組成物の改善が望まれている。【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ｄｍＮ１００万を超え、軸受温度も１００℃を超えるような高速回転に耐え得る転がり軸受、並びに前記転がり軸受に好適なグリース組成物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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、下記を提供する。
（１）トリメチロールプロパン脂肪酸エステル油及びペンタエリスリトール脂肪酸エステルの少なくとも１種、もしくは他の潤滑油との混合油からなり、かつ、４０℃における動粘度が１９〜３５ｍｍ２／ｓで、１５０℃で２５０時間保持した時の蒸発量が１０〜１５質量％である基油に、増ちょう剤としてジウレア化合物を含有することを特徴とする転がり軸受用グリース組成物。
（２）ジウレア化合物が、下記一般式（１）で表されることを特徴とする上記（１）記載の転がり軸受用グリース組成物。【０００８】
【化１】
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【０００９】
（式中、Ｒ１は炭素数６〜２０のアルキル基、シクロヘキシル基、炭素数７〜１２のアルキルシクロヘキシル基を表し、かつ、２つのＲ１はそれぞれ異なっていてもよいし、同一であってもよい。Ｒ２は炭素数６〜１５の２価の芳香族環含有炭化水素基を表す。）
（３）ジウレア化合物が、脂肪族ジウレア化合物と脂環式ジウレア化合物との混合物であり、かつ、脂環式ジウレア化合物の割合が３０〜５０モル％であることを特徴とする上記（２）記載の転がり軸受用グリース組成物。
（４）上記（１）〜（３）の何れか１項に記載のグリース組成物が封入されたことを特徴とする転がり軸受。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の転がり軸受用グリース組成物は、基油が低粘度で、かつ、高温での蒸発量が少なく耐熱性に優れるトリメチロールプロパン脂肪酸エステル油及びペンタエリスリトール脂肪酸エステルの少なくとも１種を含み、増ちょう剤も耐熱性に優れるジウレア化合物であるため、耐熱性に優れ、更には低トルクで発熱を抑えることもできる。そのため、このようなグリース組成物を封入した本発明の転がり軸受は、ｄｍＮ１００万を超える高速回転にも十分に耐え得る耐久性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一実施形態である玉軸受を示す断面図である。
【図２】本発明における基油動粘度の範囲を示すグラフである。
【図３】試験１の結果を示すグラフである。
【図４】試験２の結果を示すグラフである。
【図５】試験３の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１３】
（転がり軸受用グリース組成物）
本発明の転がり軸受用グリース組成物（以下、単に「グリース組成物」）において、基油はトリメチロールプロパン脂肪酸エステル油及びペンタエリスリトール脂肪酸エステルの少なくとも１種を含む。脂肪酸としては、主に炭素数４〜１６の一価脂肪酸が用いられる。具体的には、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、エナント酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミステリン酸、パルミチン酸、牛脂脂肪酸、ステアリン酸、カプロレイン酸、パルミトレイン酸、ペトロセリン酸、オレイン酸、エライジン酸、ソルビン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノール酸等が挙げられる。
【００１４】
また、基油は、トリメチロールプロパン脂肪酸エステル油及びペンタエリスリトール脂肪酸エステルの少なくとも１種であってもよく、他の潤滑油との混合油であってもよい。
【００１５】
混合可能な潤滑油としては、（ジ）アルキルジフェニルエーテル油や（ジ）アルキルポリフェニルエーテル油、ポリアルキレングリコール油等のエーテル油、パラフィン系鉱油やナフテン系鉱油等の鉱油、ポリα−オレフィン油等の合成炭化水素油等が挙げられる。尚、混合油におけるトリメチロールプロパン脂肪酸エステル油もしくはペンタエリスリトール脂肪酸エステルは、混合油全量の５０質量％以上が好ましい。
【００１６】
また、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）、ジイソブチルアジペート（ＤＩＢＡ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）、ジオクチルアゼレート（ＤＯＺ）、ジブチルセバケート（ＤＢＳ）、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、メチル・アセチルリシノレート（ＭＡＲ−Ｎ）等のジエステル油、トリオクチルトリメリテート（ＴＯＴＭ）、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテート等の芳香族エステル油、ジペンタエリスリトール（ＤＰＥ）、ネオペンチルグリコール（ＮＰＧ）、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジオール（ＭＰＰＤ）等の多価アルコールと脂肪酸とのポリオールエステル油を混合してもよい。
【００１７】
また、基油の粘度は、４０℃における動粘度で１９〜３５ｍｍ２／ｓである。動粘度が１９ｍｍ２／ｓ（４０℃）未満では低温での流動性が十分ではなく潤滑性に劣るようになり、３５ｍｍ２／ｓ（４０℃）を超えると高速回転下での発熱が多くなり、焼付き等を起こして寿命が十分でなくなる。好ましくは、１９〜３０ｍｍ２／ｓ（４０℃）である。尚、基油がトリメチロールプロパン脂肪酸エステル油及びペンタエリスリトール脂肪酸エステルの少なくとも１種の場合は、それ自体の動粘度がこの範囲であり、他の潤滑油を混合する場合は、混合油の動粘度をこの範囲に調整する。
【００１８】
更に、基油は、１５０℃で２５０時間保持した時の蒸発量が１０〜１５質量％である。このような蒸発量の基油を用いることにより、高温耐久性が向上する。好ましい蒸発量は１０〜１３．５質量％である。
【００１９】
このように、本発明で用いる基油は、図２に示すように、トリメチロールプロパン脂肪酸エステル油及びペンタエリスリトール脂肪酸エステルの少なくとも１種、もしくは他の潤滑油との混合油からなり、かつ、４０℃における動粘度が１９〜３５ｍｍ２／ｓで、１５０℃で２５０時間保持した時の蒸発量が１０〜１５質量％である。
【００２０】
増ちょう剤には、耐熱性に優れることからジウレア化合物を用いる。ジウレア化合物には、発熱性を考慮すると、増ちょう剤量を少なくする必要があるため、増ちょう性が良好な下記一般式（１）で表される化合物を用いる。
【００２１】
【化２】
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【００２２】
式中、Ｒ１は炭素数６〜２０のアルキル基、シクロヘキシル基、炭素数７〜１２のアルキルシクロヘキシル基を表し、かつ、２つのＲ１はそれぞれ異なっていてもよいし、同一であってもよい。また、Ｒ２は炭素数６〜１５の２価の芳香族環含有炭化水素基を表す。
【００２３】
この特定のジウレア化合物は、脂肪族ジウレア化合物と脂環式ジウレア化合物との混合物であり、脂環式ジウレア化合物の割合が３０〜５０モル％であることが好ましい。脂肪族ジウレア化合物と脂環式ジウレア化合物との割合が軸受温度に大きく影響し、脂環式ジウレア化合物の割合が５０モル％を超えると軸受温度が大きく上昇する。また、脂環式ジウレア化合物の割合が低くなるほどせん断付与後のグリースが軟化しやすくなり、３０モル％未満ではせん断流動性が特に高くなり、油膜を形成し難くなる。脂環式ジウレア化合物の割合は、３０〜４５モル％がより好ましい。
【００２４】
尚、一般式（１）で表されるジウレア化合物は、Ｒ２を含むイソシアネート成分と、Ｒ１を含むモノアミン成分との反応生成物であるが、モノアミン成分において、脂肪族モノアミンと脂環式モノアミンとを、脂環式モノアミンの割合が３０〜５０モル％となるように反応させればよい。
【００２５】
ジウレア化合物の配合量は、グリース組成物全量の１０〜２０質量％が好ましい。配合量が１０質量％未満であるとグリース組成物の流動性が高く油膜を形成し難くなり、２０質量％を超えるとグリース組成物の撹拌抵抗が増加して発熱が大きくなる。
【００２６】
また、グリース組成物のちょう度は、ＬＮＧＩちょう度番号で１〜３とすることが好ましい。
【００２７】
グリース組成物には、各種添加剤を添加してもよい。特に、転がり軸受では、高速で回転する場合、転動体と保持器との滑りが起こり、ころ軸受ではころとつばとの滑りにより摩耗が大きくなり、焼付きを生じる場合がある。そこで、極圧剤を添加することによりすべり条件下での摩耗を防止して焼付き寿命を延長させることができる。極圧剤としては、テトラフェニルジプロピレングリコールジフォスファイト、テトラ（トリデシル）−４，４´‐イソプロピリデンジフェニルフォスファイト、ジラウリルハイドロゲンフォスファイト、トリス（ノニルフェニル）フォスファイト、モノイソデシルホスフェート、トリフェニルフォスファイト等の無灰系亜リン酸エステル、トリフェニルホスホロチオネート等の無灰系チオリン酸エステル、ペンタメチレンジチオカルバミン酸ピペリジン塩等の無灰系ジチオカルバミン酸塩が好ましい。これらは、単独でも、２種以上を併用してもよい。また、極圧剤の添加量は、グリース組成物全量の０．１〜５質量％が好ましく、０．１質量％未満では必要な極圧性をえることができず、５質量％を超えると反応性が高くなり、グリース劣化を誘発したり、摩耗を促進するおそれがある。
【００２８】
その他にも、必要に応じて、酸化防止剤や防錆剤、金属不活性化剤、油性剤等を添加してもよい。これらは何れも公知のもので構わず、添加量も本発明の効果を損なわない範囲であれば、制限はない。
【００２９】
（転がり軸受）
本発明はまた、上記のグリース組成物を封入してなる転がり軸受に関する。軸受の種類には制限はないが、例えばｄｍＮ１００万を超えるような用途に使用される転がり軸受、例えばハイブリッド車のモータに使用されるモータ用軸受として好適である。図１は、その一実施形態である玉軸受の構造を示す断図面である。図示される玉軸受１は、内輪１０と、外輪１１と、内輪１０と外輪１１との間に転動自在に配設された複数の玉１３と、玉１３を保持する保持器１２と、外輪１１に取り付けられた接触形のシール１４、１４とで構成され、内輪１０と外輪１１とシール１４、１４とで囲まれた軸受空間に上記のグリース組成物Ｇが充填され、シール１４により玉軸受１内に密封されている。そして、グリース組成物Ｇにより、発熱が少なく、焼付き寿命に優れるようになる。
【００３０】
尚、転がり軸受としては、玉軸受の他にも、例えば、アンギュラ玉軸受、自動調心玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受、スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受が挙げられ、同様に上記のグリース組成物が封入される。
【００３１】
また、工作機械用軸受の中にもｄｍＮ１００万を超えるような高速回転されるものもあり、本発明の転がり軸受は工作機械用軸受としても好適である。
【実施例】
【００３２】
以下に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。【００３３】
（試験１）
表１に示すように、トリメチロールプロパン脂肪酸エステル１（実施例１）、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル（実施例２）、トリメチロールプロパン脂肪酸エステル２（比較例１）、ジエステル（比較例２）、ポリαオレフィン（比較例３）、アルキルジフェニルエーテル（比較例４、鉱油（比較例５）を用意し、それぞれを４０ｇ秤量してステンレス製シャーレに入れ、１５０℃の恒温槽で５００時間保持し、加熱前からの重量減を蒸発減量として求めた。【００３４】
【表１】
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【００３５】
結果を図３に示すが、実施例１のトリメチロールプロパン脂肪酸エステル１及び実施例２のペンタエリスリトール脂肪酸エステルは特に蒸発減量が少なく、耐熱性に優れる。比較例１のトリメチロールプロパン脂肪酸エステル２は、トリメチロールプロパン脂肪酸エステル１と基油動粘度が同じであるが、蒸発減量が本発明の範囲を超えている。【００３６】
（試験２）
動粘度が２０ｍｍ２／ｓ（４０℃）のトリメチロールプロパン脂肪酸エステルを基油に用い、シクロヘキシルアミンとステアリルアミンとの配合比率を表２に示すように変えて試験グリースを調製した。その際、第１の容器にトリメチロールプロパン脂肪酸エステルの半量を入れ、シクロヘキシルアミンとステアリルアミンとを表記のモル比となるように添加して７０〜８０℃に加温した。また、第２の容器にトリメチロールプロパン脂肪酸エステルの残り半量を入れ、ジフェニルメタンジイソシアネートを添加して７０〜８０℃に加温した。そして、第１の容器に第２の容器の内容物を入れ、攪拌した。反応熱のため、内容物の温度は上昇するが、約３０分間この状態で攪拌を続け、反応を十分に行なった後昇温し、１７０〜１８０℃で３０分間保持した後、室温まで冷却した。その後、酸化防止剤を添加し、ロールミルを通すことで試験グリースを得た。【００３７】
また、比較のために、基油動粘度が９３ｍｍ２・ｓ（４０℃）のトリメチロールプロパン脂肪酸エステルを用い、シクロヘキシルアミンとステアリルアミンとを等モルとした試験グリースを調製した（比較例６）。【００３８】
【表２】
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【００３９】
そして、試験グリースを、日本精工株式会社製軸受「６０１１ＶＶ」の軸受空間の３０体積％を占めるように封入して試験軸受とし、この試験軸受を室温にて１３８００ｍｉｎ−１（ｄｍＮ１００万）で１時間連続して回転させ、回転前からの軸受温度の上昇値を求めた。尚、軸受温度は、外輪温度を測定した。【００４０】
また、円筒のシリンダー内に試験グリース５０ｇとロールとを入れ、シリンダーを回転させてロールをシリンダーの内面に沿って回転させることで、試験グリースにせん断作用を与えた。その際、シリンダーの温度を１２０℃とし、回転数１６５ｍｉｎ−１で２４時間連続回転させた。回転後、室温にて混和ちょう度を測定し、回転前の混和ちょう度からの変化量を求めた。【００４１】
結果を図４に示すが、△印がちょう度変化を示し、●印が軸受温度上昇値を示す。図示されるように、脂環式モノアミンの割合を３０〜５０モル％にすることにより、ちょう度変化が少なく、軸受の温度上昇も抑えられる。【００４２】
（試験３）
表３に示す試験グリースを調製した。実施例１０〜１３、比較例８では、第１の容器に基油の半量を入れ、シクロヘキシルアミンとステアリルアミンとを等モル添加して７０〜８０℃に加温した。また、第２の容器に基油の残り半量を入れ、ジフェニルメタンジイソシアネートを添加して７０〜８０℃に加温した。そして、第１の容器に第２の容器の内容物を入れ、攪拌した。反応熱のため、内容物の温度は上昇するが、約３０分間この状態で攪拌を続け、反応を十分に行なった後昇温し、１７０〜１８０℃で３０分間保持した後、室温まで冷却した。その後、酸化防止剤を添加し、ロールミルを通すことで試験グリースを得た。また、比較例７では、ステアリン酸と水酸化リチウムとを基油中で反応させてリチウム石けんを生成し、室温まで冷却して試験グリースを得た。【００４３】
そして、試験グリースの基油を４０ｇ秤量してステンレス製シャーレに入れ、１５０℃の恒温槽で２５０時間保持し、加熱前からの重量減を蒸発量として求めた。【００４４】
また、内径５０ｍｍ、外径９０ｍｍ、幅２０ｍｍの非接触ゴムシール付き深溝玉軸受に、試験グリースを軸受空間の２０体積％を占めるように封入して試験軸受を作製した。そして、試験軸受を内輪回転速度１００００ｍｉｎ−１、軸受外輪温度１００℃、アキシアル荷重９８０Nにて回転させ、設定値より１０℃上昇したときを焼付きと見做し、それまでの時間を計測した。結果を表３及び図５に示すが、基油がトリメチロールプロパン脂肪酸エステルを含有し、かつ、基油動粘度が本発明の範囲であれば、焼付き寿命に優れることがわかる。【００４５】
【表３】
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【００４６】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１１年９月３０日出願の日本特許出願（特願２０１１−２１６９９４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、燃料電池車（ＦＶ）、電気自動車（ＥＶ）の駆動モータや、工作機械等の高速回転される用途に使用される転がり軸受に有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１  玉軸受
１０  内輪
１１  外輪
１２  保持器
１３  玉
１４  シール
Ｇ  グリース組成物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2013047781.tif 000015
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