(57)【要約】【課題】−２０℃よりもさらに低い超低温条件下であっても、冷時異音の発生を抑制することができるグリース組成物を提供することを目的とする。【解決手段】グリース組成物７は、エーテル油およびポリ−α−オレフィン油の混合油からなる基油と、増ちょう剤とを含み、エーテル油は、４０℃における動粘度が２０〜４０ｍｍ2／ｓであり、ポリ−α−オレフィン油が、このポリ−α−オレフィン油の４０℃における動粘度が３０〜５０ｍｍ2／ｓであり、基油全体に対して２０〜４０質量％含まれるか、または、このポリ−α−オレフィン油の４０℃における動粘度が５ｍｍ2／ｓ以上３０ｍｍ2／ｓ未満であり、基油全体に対して１０〜４０質量％含まれ、増ちょう剤は、脂環式ジウレア化合物であり、基油と増ちょう剤との合計量に対して１０質量％以上１８質量％未満含まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エーテル油およびポリ−α−オレフィン油の混合油からなる基油と、増ちょう剤とを含むグリース組成物であって、
前記エーテル油は、４０℃における動粘度が２０〜４０ｍｍ2／ｓであり、
前記ポリ−α−オレフィン油が、該ポリ−α−オレフィン油の４０℃における動粘度が３０〜５０ｍｍ2／ｓであり、前記基油全体に対して２０〜４０質量％含まれるか、または、該ポリ−α−オレフィン油の４０℃における動粘度が５ｍｍ2／ｓ以上３０ｍｍ2／ｓ未満であり、前記基油全体に対して１０〜４０質量％含まれ、
前記増ちょう剤は、脂環式ジウレア化合物であり、前記基油と前記増ちょう剤との合計量に対して１０質量％以上１８質量％未満含まれることを特徴とするグリース組成物。
【請求項２】
エーテル油およびポリ−α−オレフィン油の混合油からなる基油と、増ちょう剤とを含むグリース組成物であって、
前記エーテル油は、４０℃における動粘度が６０〜１１０ｍｍ2／ｓであり、
前記ポリ−α−オレフィン油が、該ポリ−α−オレフィン油の４０℃における動粘度が３０〜３５ｍｍ2／ｓであり、前記基油全体に対して３０〜４０質量％含まれるか、または、該ポリ−α−オレフィン油の４０℃における動粘度が５ｍｍ2／ｓ以上３０ｍｍ2／ｓ未満であり、前記基油全体に対して２０〜４０質量％含まれ、
前記増ちょう剤は、脂環式ジウレア化合物であり、前記基油と前記増ちょう剤との合計量に対して１０質量％以上１８質量％未満含まれることを特徴とするグリース組成物。
【請求項３】
前記エーテル油が、アルキルジフェニルエーテル油であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のグリース組成物。
【請求項４】
グリース組成物を封入してなるグリース封入転がり軸受であって、
前記グリース組成物が、請求項１から請求項３までのいずれか１項記載のグリース組成物であることを特徴とするグリース封入転がり軸受。
【請求項５】
自動車用電装補機に用いられ、該自動車用電装補機がファンカップリング装置、オルタネータ、アイドラプーリ、テンションプーリ、電磁クラッチ、またはコンプレッサであることを特徴とする請求項４記載のグリース封入転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種産業機械や車両に組み込まれる転がり軸受に封入されるグリース組成物に関し、特に冷時異音が発生する超低温において使用される転がり軸受に好適なグリース組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種産業機械や車両などに組み込まれる転がり軸受には、潤滑性を付与するためにグリース組成物が封入されている。この転がり軸受は、例えば、自動車の動力伝達系に設けられるプーリ等にも組み込まれている。このようなプーリを、寒冷地などの低温（０℃など）にさらされた状況下で作動させると、作動直後に異音が発生することがある。この寒冷時に発生する異音を冷時異音と呼ぶ。
【０００３】
冷時異音が発生する原因はいまだ解明されていないが、転がり軸受に封入されたグリース組成物が固化することによって発生すると考えられている。この考えに基づき、低温下でも流動性の良好な基油を含むグリース組成物を用いることで、冷時異音の発生を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４９２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１では、低温条件として−２０℃を想定しており、各グリース組成物についてその温度での冷時異音の発生の有無を検討している。しかしながら、極寒冷地などでは、−２０℃よりもさらに低い超低温条件（−４０℃など）となる場合がある。そのため、転がり軸受が超低温条件で使用された場合であっても、冷時異音の発生が抑制されることが望ましい。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、−２０℃よりもさらに低い超低温条件下であっても、冷時異音の発生を抑制することができるグリース組成物を提供することを目的とする。また、そのグリース組成物が封入された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】
【０００７】
本発明のグリース組成物は、エーテル油およびポリ−α−オレフィン油の混合油からなる基油と、増ちょう剤とを含むグリース組成物であって、上記エーテル油は、４０℃における動粘度が２０〜４０ｍｍ2／ｓであり、上記ポリ−α−オレフィン油が、該ポリ−α−オレフィン油の４０℃における動粘度が３０〜５０ｍｍ2／ｓであり、上記基油全体に対して２０〜４０質量％含まれるか、または、該ポリ−α−オレフィン油の４０℃における動粘度が５ｍｍ2／ｓ以上３０ｍｍ2／ｓ未満であり、上記基油全体に対して１０〜４０質量％含まれ、上記増ちょう剤は、脂環式ジウレア化合物であり、上記基油と上記増ちょう剤との合計量に対して１０質量％以上１８質量％未満含まれることを特徴とする。
【０００８】
本発明のグリース組成物は、エーテル油およびポリ−α−オレフィン油の混合油からなる基油と、増ちょう剤とを含むグリース組成物であって、上記エーテル油は、４０℃における動粘度が６０〜１１０ｍｍ2／ｓであり、上記ポリ−α−オレフィン油が、該ポリ−α−オレフィン油の４０℃における動粘度が３０〜３５ｍｍ2／ｓであり、上記基油全体に対して３０〜４０質量％含まれるか、または、該ポリ−α−オレフィン油の４０℃における動粘度が５ｍｍ2／ｓ以上３０ｍｍ2／ｓ未満であり、上記基油全体に対して２０〜４０質量％含まれ、上記増ちょう剤は、脂環式ジウレア化合物であり、上記基油と上記増ちょう剤との合計量に対して１０質量％以上１８質量％未満含まれることを特徴とする。
【０００９】
上記エーテル油が、アルキルジフェニルエーテル油であることを特徴とする。
【００１０】
本発明のグリース封入転がり軸受は、グリース組成物を封入してなるグリース封入転がり軸受であって、上記グリース組成物が、本発明のグリース組成物であることを特徴とする。
【００１１】
自動車用電装補機に用いられ、該自動車用電装補機がファンカップリング装置、オルタネータ、アイドラプーリ、テンションプーリ、電磁クラッチ、またはコンプレッサであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のグリース組成物は、エーテル油およびポリ−α−オレフィン油の混合油からなる基油と、増ちょう剤とを含み、エーテル油とポリ−α−オレフィン油のそれぞれの動粘度に応じて基油における各配合量が適正化されているとともに、基油と増ちょう剤との合計量に対する脂環式ジウレア化合物の配合量も適正化されているので、−２０℃未満の超低温条件で使用される場合であっても適度な流動性を有し、冷時異音を抑制することができる。
【００１３】
エーテル油がアルキルジフェニルエーテル油であるので、耐冷時異音特性を備えつつ、高温での耐久性にも優れる。
【００１４】
本発明のグリース封入転がり軸受は、本発明のグリース組成物を封入しているので、−２０℃未満の超低温条件で使用される場合であっても、冷時異音を抑制することができる。また、自動車用電装補機であるファンカップリング装置、オルタネータ、アイドラプーリ、テンションプーリ、電磁クラッチ、またはコンプレッサにグリース封入軸受を適用する場合、幅広い温度環境下で使用され、−２０℃未満の超低温条件下での使用も想定される。本発明のグリース封入転がり軸受は、優れた耐冷時異音特性を備えているので、これらの用途に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る深溝玉軸受の断面図である。
【図２】各温度下における音圧の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
一般にグリース組成物が封入された転がり軸受を低温下で使用する際には、冷時異音が問題となる。本発明における冷時異音としては、始動時のわずかな時間において発生する物体が剥がれるような音であるジャリ音を対象とする。この冷時異音は、転がり軸受の使用温度が低温になればなるほど、発生する可能性が高くなる。本発明のグリース組成物は、低温下で使用されることを想定しており、例えば−２０℃未満の低温下で使用され、好ましくは−３０℃以下の低温下で使用され、より好ましくは−４０℃以下の低温下で使用される。なお、本発明において−２０℃未満の低温を超低温ともいう。
【００１７】
本発明者らは、超低温下でも冷時異音の発生を抑制するべく、グリース組成物について検討した。グリース組成物の基油には、一般に広く使用され耐熱性にも優れるエーテル油を用い、該エーテル油をベースとしながらも冷時異音が抑制できる基油を検討した。その結果、エーテル油に低動粘度のＰＡＯ油を所定量添加することで、冷時異音を抑制できることが分かった。さらに、より低動粘度のエーテル油およびＰＡＯ油を用いることで、基油全体におけるエーテル油の含有量を高めつつ、冷音異音を抑制できることが分かった。つまり、本発明者らは、エーテル油およびＰＡＯ油からなる基油を含むグリース組成物において、エーテル油の動粘度とＰＡＯ油の動粘度と各油の混合比とが、冷時異音の抑制に重要であることを見出した。本発明はこのような知見に基づくものである。
【００１８】
本発明のグリース組成物は、基油と増ちょう剤とを含む。基油は、エーテル油とポリ−α−オレフィン油（ＰＡＯ油）のみからなる混合油であり、エーテル油を主成分とする。
【００１９】
エーテル油としては、例えば、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、アルキルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニルエーテル油などが挙げられる。これらの中でも、高温での耐久性の点から、アルキルジフェニルエーテル油が好ましい。 アルキルジフェニルエーテル油としては、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などが挙げられる。
【００２０】
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。α−オレフィンの具体例としては、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が挙げられ、通常はこれらの混合物が使用される。
【００２１】
本発明に用いられる基油は エーテル油を主成分として含むので、エーテル油の含有量は基油（混合油）全体に対して５０質量％以上であり、好ましくは５５〜９５質量％であり、より好ましくは６０〜９０質量％であり、さらに好ましくは７０〜９０質量％である。この場合、基油の残部はＰＡＯ油であり、ＰＡＯ油の含有量は、基油全体に対して５０質量％未満であり、好ましくは５〜４５質量％であり、より好ましくは１０〜４０質量％であり、さらに好ましくは１０〜３０質量％である。
【００２２】
基油に用いられるエーテル油は、４０℃における動粘度が２０〜１１０ｍｍ2／ｓである。このうち、基油の１つの形態としては、４０℃における動粘度が２０〜４０ｍｍ2／ｓのエーテル油が用いられる。さらに、該動粘度は２５〜３５ｍｍ2／ｓであることが好ましく、３０〜３５ｍｍ2／ｓであることがより好ましい。また、基油の他の形態としては、４０℃における動粘度が６０〜１１０ｍｍ2／ｓのエーテル油が用いられる。さらに、該動粘度は６５〜１０５ｍｍ2／ｓであることが好ましく、６５〜７０ｍｍ2／ｓであることがより好ましい。
【００２３】
基油に用いられるＰＡＯ油は、４０℃における動粘度が５〜５０ｍｍ2／ｓである。このうち、基油の１つの形態としては、４０℃における動粘度が３０〜５０ｍｍ2／ｓのＰＡＯ油が用いられる。さらに、該動粘度は３０〜４０ｍｍ2／ｓであることが好ましく、３０〜３５ｍｍ2／ｓであることがより好ましい。また、基油の他の形態としては、４０℃における動粘度が５ｍｍ2／ｓ以上３０ｍｍ2／ｓ未満のＰＡＯ油が用いられる。さらに、該動粘度は１０〜２５ｍｍ2／ｓであることが好ましく、１５〜２０ｍｍ2／ｓであることがより好ましい。
【００２４】
本発明に用いられる基油は、４０℃における動粘度が上記の各数値範囲に属するエーテル油と、４０℃における動粘度が上記の各数値範囲に属するＰＡＯ油とをそれぞれ組み合わせて構成される。以上を考慮して、基油の特に好ましい形態を以下に示す。
【００２５】
（１）基油Ａ：４０℃における動粘度が２０〜４０ｍｍ2／ｓのアルキルジフェニルエーテル油を基油全体に対して６０〜８０質量％含み、４０℃における動粘度が３０〜５０ｍｍ2／ｓのＰＡＯ油を基油全体に対して２０〜４０質量％含む。さらに、基油Ａにおいて、４０℃における動粘度が２５〜３５ｍｍ2／ｓのアルキルジフェニルエーテル油を基油全体に対して７０〜８０質量％含み、４０℃における動粘度が３０〜４０ｍｍ2／ｓのＰＡＯ油を基油全体に対して２０〜３０質量％含む形態がより好ましい。
【００２６】
（２）基油Ｂ：４０℃における動粘度が２０〜４０ｍｍ2／ｓのアルキルジフェニルエーテル油を基油全体に対して６０〜９０質量％含み、４０℃における動粘度が５ｍｍ2／ｓ以上３０ｍｍ2／ｓ未満のＰＡＯ油を基油全体に対して１０〜４０質量％含む。さらに、基油Ｂにおいて、４０℃における動粘度が２５〜３５ｍｍ2／ｓのアルキルジフェニルエーテル油を基油全体に対して８０〜９０質量％含み、４０℃における動粘度が１０〜２５ｍｍ2／ｓのＰＡＯ油を基油全体に対して１０〜２０質量％含む形態がより好ましい。
【００２７】
（３）基油Ｃ：４０℃における動粘度が６０〜１１０ｍｍ2／ｓのアルキルジフェニルエーテル油を基油全体に対して６０〜７０質量％含み、４０℃における動粘度が３０〜３５ｍｍ2／ｓのＰＡＯ油を基油全体に対して３０〜４０質量％含む。
【００２８】
（４）基油Ｄ：４０℃における動粘度が６０〜１１０ｍｍ2／ｓのアルキルジフェニルエーテル油を基油全体に対して６０〜８０質量％含み、４０℃における動粘度が５ｍｍ2／ｓ以上３０ｍｍ2／ｓ未満のＰＡＯ油を基油全体に対して２０〜４０質量％含む。
【００２９】
増ちょう剤としては、脂環式ジウレア化合物が用いられる。脂環式ジウレア化合物は、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（ＭＤＩ）、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。これらのうち、芳香族ジイソシアネートがより好ましい。また、モノアミン成分としては脂環式モノアミンが用いられ、例えば、シクロヘキシルアミン、シクロペンチルアミンなどが挙げられる。
【００３０】
上述した基油に増ちょう剤としての脂環式ジウレア化合物を配合してグリース組成物が得られる。このグリース組成物は、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。基油および増ちょう剤の合計量に対する増ちょう剤の含有量は、１０質量％以上１８質量％未満であり、好ましくは１０〜１５質量％である。増ちょう剤の含有量が１８質量％をこえると、冷時異音の抑制が困難となるおそれがある。
【００３１】
グリース組成物の混和ちょう度（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、グリース組成物が軟質で軸受外に流出しやすくなり好ましくない。
【００３２】
また、グリース組成物には、必要に応じて公知の添加剤を添加できる。添加剤としては、例えば、有機亜鉛化合物、有機モリブデン化合物などの極圧剤、アミン系、フェノール系、イオウ系化合物などの酸化防止剤、イオウ系、リン系化合物などの摩耗防止剤、多価アルコールエステルなどの防錆剤、二硫化モリブデン、グラファイトなどの摩擦低減剤、エステル、アルコールなどの油性剤などが挙げられる。
【００３３】
本発明のグリース組成物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は深溝玉軸受の断面図である。転がり軸受１は、外周面に内輪転走面２ａを有する内輪２と内周面に外輪転走面３ａを有する外輪３とが同心に配置され、内輪転走面２ａと外輪転走面３ａとの間に複数個の転動体４が配置される。この転動体４は、保持器５により保持される。また、内・外輪の軸方向両端開口部８ａ、８ｂがシール部材６によりシールされ、少なくとも転動体４の周囲にグリース組成物７が封入される。内輪２、外輪３および転動体４は鉄系金属材料からなり、グリース組成物７が転動体４との転走面に介在して潤滑される。
【００３４】
図１では転がり軸受として玉軸受について例示したが、本発明の転がり軸受は、上記以外の円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受などとしても使用できる。
【００３５】
本発明の転がり軸受は、−２０℃未満の超低温条件でも冷時異音を発生しないため、極寒冷地などで使用される転がり軸受に適している。特に、本発明の転がり軸受は、幅広い温度環境下で使用される自動車用電装補機に適している。自動車電装用補機としては、ファンカップリング装置、オルタネータ、アイドラプーリ、テンションプーリ、電磁クラッチ、コンプレッサ等が挙げられる。
【実施例】
【００３６】
実施例１〜９および比較例１〜２０について、表１および表２に示す配合組成（質量％）で基油および増ちょう剤を混合してグリース組成物を得た。表１および表２に示すエーテル油およびＰＡＯ油の質量％は、基油全体に対する各油の質量％であり、増ちょう剤の質量％は、基油および増ちょう剤の合計量における質量％である。なお、表１下記の１）〜７）は、表２においても同じである。得られた各グリース組成物を軸受（ＮＴＮ社製６２０３）に０．７ｇ封入して、試験用軸受を得た。
【００３７】
得られた試験用軸受を各試験温度（−４０℃、２０℃）下で回転させて、音圧をそれぞれ測定した。試験温度−４０℃の場合は、試験用軸受を−５０℃で１時間冷却した後、試験機に組み付け、−４０℃になってから運転を開始した。試験では、開始３０秒間で７０００ｍｉｎ-1まで試験用軸受を回転させた。
【００３８】
図２には、各試験温度下における音圧の時間変化を示す。図２に示すように、−４０℃では、運転開始後のわずかな時間（約７〜１３秒の間）に音圧が一時的に上昇しており、この上昇した音圧が冷時異音となる。一方、２０℃ではこの音圧上昇は見られない。そのため、−４０℃の音圧と２０℃の音圧との差分（音圧差）が大きいほど冷時異音が大きいといえる。実施例１〜９および比較例１〜２０について、この音圧差を求め、各値を表１および表２に併記した。なお、音圧差は、−４０℃での音圧から２０℃での音圧を引いた値の運転時間（５０ｓ）における総和に、測定間隔（０．１ｓ）を乗算して求めた。
【００３９】
また、試験では試験者の聴覚により冷時異音の発生の有無を評価した。各試験例について、冷時異音が発生しなかった場合を〇、冷時異音が発生した場合を×とした。なお、冷時異音の発生の有無は音圧差の数値と相関しており、音圧差が１０以下（負値も含む）の場合には冷時異音は観測されず、音圧差が１０より大きい場合には冷時異音が観測された。
転がり軸受    ：  ６２０３（プーリ組み込み）
試験温度      ：  −４０℃、２０℃
軸受回転条件  ：  開始３０秒間で７０００ｍｉｎ-1まで加速
試験荷重      ：  荷重２８０Ｎ
【００４０】
【表１】
2019048935.tif 000003
【００４１】
【表２】
2019048935.tif 000004
【００４２】
表１には、基油全体に対してエーテル油を７０質量％、ＰＡＯ油を３０質量％含む基油を用いたグリース組成物を示し、表２には、基油全体に対してエーテル油を８０〜１００質量％、ＰＡＯ油を０〜２０質量％含む基油を用いたグリース組成物を示す。
【００４３】
基油としてエーテル油のみを用いた場合には冷時異音が発生したが（比較例１７〜１９）、エーテル油に対してＰＡＯ油を所定量混合した基油とすることで、冷時異音を抑制することができた。ＰＡＯ油としては、比較的低動粘度のＰＡＯ油を用いることで冷時異音が抑制される傾向となった（実施例１〜４、比較例１〜５）。エーテル油としては、より低動粘度のエーテル油（ＬＢ３２）を用いることで冷時異音が抑制される傾向となった（実施例４、５、９、比較例１、２、１０〜１３）。また、より低動粘度のＰＡＯ油（ＰＡＯ４０１）を用いることで、ＰＡＯ油の含有量が少なくても冷時異音を抑制することができた（実施例６〜９）。特に、実施例９では、低動粘度のエーテル油（ＬＢ３２）と低動粘度のＰＡＯ油（ＰＡＯ４０１）を組み合わせることで、ＰＡＯ油が１０質量％でも冷時異音を抑制しており、この場合には、エーテル油の含有量を高くすることができる。一方、増ちょう剤については、基油および増ちょう剤の合計量において増ちょう剤が１８質量％以上となると、冷時異音が発生した（比較例６〜９、２０）。
【００４４】
以上のように、本発明のグリース組成物は、基油においてはエーテル油およびＰＡＯ油それぞれの４０℃における動粘度とそれらの混合比とに着目し、増ちょう剤においてはその含有量に着目してなされたものであり、これらが適正化されることで超低温条件下であっても冷時異音を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のグリース組成物は、−２０℃よりもさらに低い超低温条件下であっても、冷時異音の発生を抑制することができるので、極寒冷地などでの使用に適している。特に、自動車用電装補機であるファンカップリング装置、オルタネータ、アイドラプーリ、テンションプーリ、電磁クラッチ、またはコンプレッサに適用する転がり軸受のグリース組成物として好適である。
【符号の説明】
【００４６】
１    転がり軸受
２    内輪
３    外輪
４    転動体
５    保持器
６    シール部材
７    グリース組成物
８    開口部
【図１】
2019048935.tif 000005
【図２】
2019048935.tif 000006