(57)【要約】【課題】転がり軸受をはじめとして、潤滑剤組成物を塗布や充填等により適用した部材の低トルク化及び低発熱化、低振動化を図る。【解決手段】基油と、増ちょう剤と、添加剤とを含有し、かつ、フラーレンを含有しない潤滑剤組成物であって、前記添加剤が、５員環構造を持つ有機化合物である潤滑剤組成物。また、前記潤滑剤組成物で潤滑される転がり軸受。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油と、増ちょう剤と、添加剤とを含有し、かつ、フラーレンを含有しない潤滑剤組成物であって、
前記添加剤が、５員環構造を持つ有機化合物であることを特徴とする潤滑剤組成物。
【請求項２】
前記添加剤が、ラクタム構造を有することを特徴とする請求項１記載の潤滑剤組成物。
【請求項３】
前記添加剤が、Ｎ−メチル−２−ピロリドンであることを特徴とする請求項２記載の潤滑剤組成物。
【請求項４】
前記添加剤の含有量が、潤滑剤組成物全量の１５〜２５質量％であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の潤滑剤組成物。
【請求項５】
内輪と外輪との間に、複数の転動体を保持してなり、かつ、請求項１〜４の何れか１項に記載の潤滑剤組成物で潤滑される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、潤滑剤組成物及び前記潤滑剤組成物を封入した転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアコンのファンモータ等のモータでは、その回転軸が転がり軸受で支持されており、転がり軸受には潤滑のためにグリース組成物が封入されているのが一般的である。このモータ用転がり軸受に封入するグリース組成物として、低粘度のエステル系合成油を基油とし、増ちょう剤としてリチウム石けんを配合したものや、合成炭化水素油を基油とし、増ちょう剤としてウレア化合物を配合したものが多く使用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、基油に炭酸エステルを使用して耐熱性と長寿命化とを図ったグリース組成物が記載されている。しかしながら、エステル系合成油にリチウム石けんを配合したグリース組成物は、増ちょう剤にウレア化合物を用いたグリース組成物に比べて、音響特性に優れるものの、耐熱性に劣り高温耐久性に問題がある。また、特許文献２には、合成炭化水素油にウレア系グリースを配合したグリース組成物が記載されているが、増ちょう剤にリチウム石けんを用いたグリース組成物に比べて、高温耐久性に優れるものの音響特性に劣っている。エアコンは室内で使用されるため静音性も要求されるが、増ちょう剤としてウレア化合物を用いたグリース組成物は静音性が十分とは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３９９９６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１１７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、モータの省電力化のためにモータ用転がり軸受には低トルクも要求されている。低トルク化のために基油粘度を下げて回転抵抗を小さくすることも行われているが、基油粘度が下がると油膜が形成され難くなり、潤滑性や耐久性が低下するようになる。
【０００６】
また、転動体の表面や転走面にはグリース組成物が付着しており、この付着したグリース組成物の上を転動体が転動するため、付着したグリース組成物が抵抗となってトルクが上昇し、発熱量も多くなる。更には、付着したグリース組成物中の増ちょう剤の上を転動体が転動するため、振動も大きくなる。上記したように、エアコンは屋内で使用されるため、軸受の振動に伴う静音性の低下は好ましくない。
【０００７】
更には、モータ用転がり軸受は回転と停止とを繰り返し、起動時には転動体の表面や転走面にグリース組成物が付着した状態から回転を始める。そのため、付着しているグリース組成物が抵抗となり、起動時のトルクは回転中のトルクよりも大きくなる。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、転がり軸受をはじめとして、潤滑剤組成物を塗布や充填等により適用した部材の低トルク化及び低発熱化、低振動化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、下記のグリース組成物及び転がり軸受を提供する。
（１）基油と、増ちょう剤と、添加剤とを含有し、かつ、フラーレンを含有しない潤滑剤組成物であって、
前記添加剤が、５員環構造を持つ有機化合物であることを特徴とする潤滑剤組成物。
（２）前記添加剤が、ラクタム構造を有することを特徴とする上記（１）記載の潤滑剤組成物。
（３）前記添加剤が、Ｎ−メチル−２−ピロリドンであることを特徴とする上記（２）記載の潤滑剤組成物。
（４）前記添加剤の含有量が、潤滑剤組成物全量の１５〜２５質量％であることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の潤滑剤組成物。
（５）内輪と外輪との間に、複数の転動体を保持してなり、かつ、上記（１）〜（４）の何れか１項に記載の潤滑剤組成物で潤滑されることを特徴とする転がり軸受。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、転動体の表面や転走面等の適用箇所に潤滑剤組成物が付着し難く、転がり軸受等の適用部材の低トルク化、低発熱化及び低振動化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例及び比較例の試験軸受のトルクを測定した結果を示すグラフである。
【図２】比較例２の試験軸受のグリース付着状態を示す写真である。
【図３】実施例１の試験軸受のグリース付着状態を示す写真である。
【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】
［潤滑剤組成物］
本発明の潤滑剤組成物は、フラーレンを含有しない潤滑剤組成物であり、基油及び増ちょう剤に加えて、５員環構造を有する有機化合物（以下「５員環有機化合物」）を含有する。基油及び増ちょう剤は、何れもその種類には制限はなく、本発明の潤滑剤組成物では用いる基油及び増ちょう剤が持つそれぞれの特性を反映したものとなる。以下に、潤滑剤組成物に含まれる各成分について詳説する。
【００１４】
（基油）
基油としては、例えば、鉱油系、合成油系及び天然油系の潤滑油が挙げられる。鉱油系潤滑油としては、鉱油を減圧蒸留、油剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を、適宜組み合わせて精製したものを用いることができる。
【００１５】
合成油系潤滑油としては、炭化水素系油、芳香族系油、エステル系油、エーテル系油等が挙げられる。炭化水素系油としては、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、１−デセンオリゴマー、１−デセンとエチレンコオリゴマー等のポリ−α−オレフィンまたはこれらの水素化物等が挙げられる。
【００１６】
芳香族系油としては、モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、等のアルキルベンゼン、あるいはモノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン、ポリアルキルナフタレン等のアルキルナフタレン等が挙げられる。
【００１７】
エステル系油としては、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、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルグルタレート、メチル・アセチルシノレート等のジエステル油、あるいは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、テトラオクチルピロメリテート等の芳香族エステル油、更にはトリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンベラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールベラルゴネート等のポリオールエステル油、更にはまた、多価アルコールと二塩基酸・一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステルであるコンプレックスエステル油等が挙げられる。
【００１８】
エーテル系油としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールモノエーテル、ポリプロピレングリコールモノエーテル等のポリグリコール、あるいはモノアルキルトリフェニルエーテル、アルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジアルキルテトラフェニルエーテル等のフェニルエーテル油等が挙げられる。その他の合成潤滑基油としてはトリクレジルフォスフェート、シリコーン油、パーフルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
【００１９】
エステル油としては、二塩基酸と分岐アルコールとの反応から得られるジエステル油 、芳香族系三塩基酸と分岐アルコールとの反応から得られる芳香族エステル油 、一塩基酸と多価アルコールとの反応から得られるポリオールエステル油等を好適に挙げることができる。
【００２０】
天然油系潤滑油としては、牛脂、豚脂、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油等の油脂系油またはこれらの水素化物が挙げられる。
【００２１】
また、基油粘度にも制限はないが、低トルク化と、低温から高温までの潤滑性能とを考慮すると、４０℃における動粘度が１０〜４００ｍｍ２／ｓであることが好ましく、２０〜２５０ｍｍ２／ｓであることがより好ましく、４０〜１５０ｍｍ２／ｓであることが更に好ましい。上記した潤滑油は混合して使用することができるが、混合油としてこのような基油粘度になるように混合比を調整する。
【００２２】
（増ちょう剤）
増ちょう剤としては、ゲル構造を形成し、上記の基油をゲル構造中に保持する能力があればよく、例えば、Ｌｉ，Ｎａ，Ｂａ，Ｃａ等から選択される金属石けんまたは複合金属石けん、ベントン、シリカゲル、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物等の非石けん類を適宜選択して使用できる。
【００２３】
但し、音響特性を重視する場合はリチウム石けん等の金属石けんが好ましく、耐熱性を重視する場合はウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物または、これらの混合物が好ましい。尚、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物としては、具体的にはジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物またはこれらの混合物が挙げられ、これらの中でもジウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物またはこれらの混合物がより好ましい。
【００２４】
（５員環有機化合物）
５員環有機化合物により、潤滑剤組成物が適用箇所に付着し難くなる。そのため、この適用箇所と接触する相手部材は、潤滑剤組成物に邪魔されることなく円滑に摺動することができ、低トルクで低発熱、低振動になる。
【００２５】
具体的には、転がり軸受では、転動体の表面や転走面に付着したグリース組成物の上を転動体が転動することにより、トルクや発熱量が高まり、振動も大きくなる。このため、グリース組成物が転動体の表面や転走面に付着し難くすることで、転動体の転動を阻害するグリース組成物の付着量が少なくなり、転動体が円滑に転動し、その結果としてトルクや発熱量が上昇し難く、振動も起こり難くなる。また、起動時にも転動体の表面や転走面へのグリース組成物の付着量が少ないことから、起動時のトルクと回転中のトルクとの差が小さくなり、起動直後から安定した回転が可能になる。
【００２６】
このように、５員環有機化合物を含有することにより、低トルクで低発熱になるとともに、振動も抑えられるため、耐熱性に優れるものの音響特性に問題があるウレア化合物の欠点を改善することができる、そのため、増ちょう剤としてウレア化合物を使用する場合に特に有用となる。
【００２７】
５員環有機化合物としては、エチレンカーボネート等の環状カーボネートや、γ−ブチロラクトン等の５員環のラクトン等が挙げられるが、ラクタム構造を有するものが好ましく、中でもＮ−メチル−２−ピロリドンが特に好ましい。
【００２８】
また、５員環有機化合物の含有量は、潤滑剤組成物全量の１〜３０質量％であることが好ましい。含有量が１質量％未満では、潤滑剤組成物の付着抑制効果が十分に得られず、３０質量％を超えると、相対的に基油量が減ることになり、潤滑性能に悪影響が及ぶようになる。好ましい含有量は１〜２５質量％であり、より好ましくは１１〜２５質量％である。
【００２９】
尚、５員環有機化合物は、その一部または全部に代えてジメチルスルホキシドを用いることもできる。
【００３０】
（他の添加剤）
本発明の潤滑剤組成物は、基油、増ちょう剤及び５員環有機化合物を必須成分として含み、基油及び増ちょう剤に由来する特性を示す。具体的には、増ちょう剤にリチウム石けんを用いることにより、付着抑制効果を有するとともに、音響特性に優れた潤滑剤組成物となる。また、増ちょう剤にウレア化合物を用いることにより、付着抑制効果を有するとともに、耐熱性に優れた潤滑剤組成物となる。このような特性を更に向上させるために、５員環有機化合物以外の添加剤を含有することもできる。例えば、何れも公知の防錆剤や酸化防止剤、耐摩耗添加剤等を適量含有することができる。
【００３１】
［転がり軸受］
本発明はまた、上記の潤滑剤組成物で潤滑される転がり軸受に関する。転がり軸受の種類には制限はなく、玉軸受やころ軸受、スラスト軸受等が対象になる。また、潤滑方式にも制限はないが、メンテナンスが容易であることなどから、グリースとして封入することが好ましい。尚、グリースとして封入する場合の混和ちょう度や封入量は、軸受の種類や用途等に応じて適宜設定される。
【００３２】
本発明の転がり軸受は、上記した潤滑剤組成物の効果がそのまま反映されたものとなり、低トルク化や低発熱化、低振動化が図られており、エアコンのファンモータ用等に好適である。
【実施例】
【００３３】
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。
【００３４】
５員環有機化合物としてＮ−メチルー２−ピロリドンを用い、表１に示す配合比にて試験グリースを調製した。そして、この試験グリースを単列深溝玉軸受（内径８ｍｍ、外径２２ｍｍ、幅７ｍｍ）に封入し、試験軸受を作製した。封入量は０．１６ｇとした。
【００３５】
試験軸受を、回転数：１８００ｍｉｎ−１、室温、荷重：Ｆａ＝２９．４Ｎの条件にて連続回転させ、回転直後、１分後、１０分後、２０分後、３０分後にトルクを測定した。また、回転終了から１日経過後に、同条件にて試験軸受のトルクを再度測定した。結果を表１及び図１に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
実施例１の試験軸受のトルクは、比較例１、２の試験軸受に比べて、起動時及び回転中のトルクが大幅に低減している。また、実施例１の試験軸受では回転直後と回転中のトルクの差も小さくなっており、回転が早期に安定化しているのに対し、比較例１、２の試験軸受では回転直後と回転中とでトルクの変動が大きくなっている。更に、１日経過後の方が、実施例及び比較例ともに、総じてトルクが小さくなっているが、実施例１の試験軸受の方がトルクの低下量が大きい。１日経過後のトルクが小さくなる理由として、転動体へのグリースの付着が抑制されることで、転動体が転がる際にかき分けるグリースの量が減り、抵抗が減る、即ちトルクが低減することが考えられるが、実施例１の方がこの効果に優れているといえる。
【００３８】
また、基油及び増ちょう剤が同一で、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを含有した試験グリースを封入した実施例１の試験軸受と、非含有の試験グリースを封入した比較例２の試験軸受とを用い、手回し１０回転後に軸受内での試験グリースの付着状況を比較した。尚、付着状況が良くわかるように、各試験グリースにはカーボンブラックを同量添加してある。図２に比較例２の試験軸受を撮影した写真を、図３に実施例１の試験軸受を撮影した写真を示すが、比較例２の試験軸受では玉や転走面へのグリース付着量が多く、玉の表面を含めて軸受内部全体が黒くなっているのに対し、実施例１の試験軸受では玉の表面の光沢がはっきりと見えており、グリースの付着量が少なくなっている。このことから、Ｎ−メチル−２−ピロリドン添加により、グリースが付着し難くなっていることがわかる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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