(57)【要約】【課題】ＤｍＮ１００万以上で、最大接触面圧が１ＧＰａを超える高速高荷重下で使用される転動装置の潤滑に適し、優れた耐久性を付与できるグリース組成物、並びにメンテナンスフリーで、前記のような高速高荷重下でも優れた耐久性を有する転動装置を提供する。【解決手段】アルキルジフェニルエーテル、ジエステル及びポリα−オレフィンからなる混合油を基油とし、増ちょう剤としてウレア化合物を含有し、ＮＬＧＩちょう度番号１〜２であるグリース組成物、並びに前記グリース組成物を封入もしくは潤滑に使用した転動装置。【選択図】図１
2015081281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルキルジフェニルエーテル、ジエステル及びポリα−オレフィンからなる混合油を基油とし、増ちょう剤としてウレア化合物を含有し、ＮＬＧＩちょう度番号１〜２であることを特徴とするグリース組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のグリース組成物を封入もしくは潤滑に使用したことを特徴とする転動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受やボールねじ、リニアガイド等の転動装置に関し、特に工作機械やターボチャージャー等の高速回転用途に使用される転動装置に関する。また、本発明は、このような転動装置に封入または潤滑に使用されるグリース組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械やターボチャージャー他の高速回転用途に使用される転動装置では、オイルミスト潤滑、オイルエア潤滑、ジェット潤滑等の潤滑方式が採られていることが多い。しかし、これらの潤滑方式では、圧縮空気や給油装置等の付帯設備が必要であり、初期投資やランニングコストを高める原因になっている。
【０００３】
そこで、工作機械やターボチャージャーの潤滑方式として、グリース組成物を封入することも行われており、高速回転用のグリース組成物として低粘度の合成油を基油としたグリース組成物や、バリウム石けんで増ちょうしたグリース組成物等が使用されている。基油には、アルキルジフェニルエーテルまたはその混合油が広く使用されており、例えば、特許文献１では、ポリオールエステルとアルキルジフェニルエーテルとの混合油を基油とし、リチウム石けんやリチウムコンプレックス石けん、ウレア化合物を増ちょう剤とし、ジアルキルジフェニルカルバミン酸塩とヒンダードフェノール系化合物との複合酸化防止剤を添加したグリース組成物を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１８８７８８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、従来の高速回転用のグリース組成物では、ＤｍＮ１００万以上で、最大接触面圧が１ＧＰａを超えるような高速高荷重用途には対応しきれない可能性がある。特許文献１に記載のグリース組成物もＤｍＮ４０〜４５×１０４以下での使用を想定しており、ＤｍＮ１００万以上で、最大接触面圧が１ＧＰａを超えるような高速高荷重用途では早期に潤滑不良に陥る可能性が高い。
【０００６】
そこで本発明は、ＤｍＮ１００万以上で、最大接触面圧が１ＧＰａを超える高速高荷重下で使用される転動装置の潤滑に適し、優れた耐久性を付与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、本発明は、メンテナンスフリーで、ＤｍＮ１００万以上で、最大接触面圧が１ＧＰａを超える高速高荷重下でも優れた耐久性を有する転動装置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動装置を提供する。（１）アルキルジフェニルエーテル、ジエステル及びポリα−オレフィンからなる混合油を基油とし、増ちょう剤としてウレア化合物を含有し、ＮＬＧＩちょう度番号１〜２であることを特徴とするグリース組成物。
（２）上記（１）に記載のグリース組成物を封入もしくは潤滑に使用したことを特徴とする転動装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のグリース組成物は、ＤｍＮ１００万以上で、最大接触面圧が１ＧＰａを超える高速高荷重下で使用される転動装置の潤滑に適しており、優れた耐久性を付与することができる。また、本発明のグリース組成物で潤滑される転動装置は、メンテナンスフリーであり、前記のような高速高荷重下において優れた耐久性を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の転動装置の一例であるアンギュラ玉軸受を示す断面図である。
【図２】実施例で得られた、ＡＤＥ／ＤＥと寿命比との関係を示すグラフである。
【図３】実施例で得られた、ＡＤＥ／ＰＡＯと寿命比との関係を示すグラフである。
【図４】実施例で得られた、ＤＥ／ＰＡＯと寿命比との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
（グリース組成物）
本発明のグリース組成物は、基油に、アルキルジフェニルエーテル、ジエステル及びポリα−オレフィンからなる混合油を用いる。何れの潤滑油も制限はなく、アルキルジフェニルエーテルにおけるアルキル基としては、炭素数８〜２０のアルキル基が好ましく、炭素数１２〜１４の直鎖アルキル基がより好ましい。また、ジエステルとしては、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）等を挙げることができる。また、ポリα−オレフィンとしては、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を挙げることができる。
【００１２】
また、基油におけるアルキルジフェニルエーテル（ＡＤＥ）の割合は５０〜６０質量％、ジエステル（ＤＥ）の割合は２０〜４０質量％、ポリα−オレフィン（ＰＡＯ）の割合は１０〜２０質量％が好ましい。更に、ＡＤＥ／ＤＥ＝１．２５〜３．０、ＡＤＥ／ＰＡＯ＝２．５〜６．０、ＤＥ／ＰＡＯ＝１．０〜４．０であることが好ましく、ＡＤＥ／ＤＥ＝１．６７〜３．０、ＡＤＥ／ＰＡＯ＝２．５〜３．０、ＤＥ／ＰＡＯ＝１．０〜３．０であることがより好ましい。
【００１３】
アルキルジフェニルエーテルは、ジエステルやポリα―オレフィンよりも耐摩耗性や耐焼付き性に優れるため、ＡＤＥ／ＤＥ及びＡＤＥ／ＰＡＯ、ＡＤＥ比率を上記の範囲にすることが好ましい。また、グリース組成物では高速高荷重下での長期使用に伴って劣化物が生成するが、この劣化物はＡＤＥに溶解し難く、ＤＥに溶解しやすいため、ＡＤＥ／ＤＥ及びＤＥ／ＰＡＯ、ＡＤＥ及びＤＥの各比率を上記の範囲にすることが好ましい。更には、ＰＡＯはＡＤＥ及びＤＥに比べて流動性に優れ油分の供給に貢献するものの、その比率が多すぎると転動装置から油分が漏れ易くなるため、ＡＤＥ／ＰＡＯ及びＤＥ／ＰＡＯ、ＰＡＯ比率を上記の範囲にすることが好ましい。
【００１４】
即ち、本発明では、耐摩耗性、耐焼付き性、劣化物の溶解性及び流動性のバランスを考慮して、アルキルジフェニルエーテル、ジエステル及びポリα−オレフィンからなる混合油を用い、好ましくはこれら３種の潤滑油を上記の混合比率とする。
【００１５】
基油、即ち上記混合油の動粘度は、高速においても異音やトルク上昇が起こらないように、１０〜８０ｍｍ２／ｓ（４０℃）とすることが好ましく、１０〜４０ｍｍ２／ｓ（４０℃）とすることがより好ましく、１５〜２０ｍｍ２／ｓ（４０℃）とすることが更に好ましい。このような動粘度になるように、アルキルジフェニルエーテル、ジエステル及びポリα−オレフィンの各動粘度を調整する。
【００１６】
工作機械用軸受では通常、装置を冷却して高速回転に伴う温度上昇を防いでいるが、局所的に非常に大きな摩擦熱が発生することがある。そこで、増ちょう剤には耐熱性に優れることからウレア化合物を用いる。尚、ウレア化合物の種類には制限はなく、ウレア、ジウレア、トリウレア、テトラウレアの何れでもよく、末端のアミン成分にも制限はない。
【００１７】
また、ウレア化合物の含有量は、グリース組成物全量の１０〜１５質量％が好ましい。１０質量％未満ではグリース組成物が転動装置から漏れ易く、１５質量％を超えると回転時の発熱を抑制することができる。
【００１８】
グリース組成物は、ＮＬＧＩちょう度番号１〜２に調整される。高速高荷重下では転動体の遠心力が大きくなるため、グリース組成物は一度接触域から弾かれると戻ることが期待できず、基油の粘性を下げても摩擦面への供給が追いつかない場合がある。本発明のグリース組成物では特定組成で、低粘度の基油を用い、柔らかめにすることにより、分子間力が弱まり、潤滑部への非常にスピーディな油の供給が期待できる。また、高速高過重下では、せん断の影響からグリース組成物のせん断劣化が加速度的に進んで劣化物が生成し、この劣化物が摩耗を増大させるが、ジエステル油が劣化物を溶解して摩耗増大を抑制することができる。
【００１９】
また、グリース組成物には必要に応じて種々の添加剤を添加することができるが、中でもリン系添加剤が好ましい。高速高荷重下では油膜切れが避けられないが、リン系添加剤が表面を保護して耐荷重性を向上させる。
【００２０】
その他の添加剤としては、高温になることから酸化防止剤を添加したり、工作機械では加工部位に水を掛けながら加工する場合もあることから防錆剤を添加することが好ましい。
【００２１】
（転動装置）
本発明は、上記のグリース組成物を封入した、または潤滑に使用した転動装置に関する。転動装置の種類には制限はなく、各種の転がり軸受やボールねじ、リニアガイドが対象となる。例えば図１に示すアンギュラ玉軸受１０を例示することができるが、このアンギュラ玉軸受１０は、外周面に内輪軌道面を有する内輪１１と、内周面に外輪軌道面を有する外輪１２とを同心に配置し、内輪軌道面と外輪軌道面との間に複数個の玉１３を保持器１４により転動自在に配置しており、上記のグリース組成物を充填し、図示は省略するシールで密封したものである。
【００２２】
このアンギュラ玉軸受１０は、上記したグリース組成物によりＤｍＮ１００万以上で、最大接触面圧が１ＧＰａを超えるような用途にも十分に耐え得るだけの耐久性を有する。
【実施例】
【００２３】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにおり何ら制限されるものではない。
【００２４】
（実施例１〜６、比較例１〜４）
表１に示す組成にて試験グリースを調製し、（１）耐摩耗試験、（２）トルク試験及び（３）軸受耐久試験を行った。
【００２５】
（１）耐摩耗試験
耐摩耗試験は、シェル式の滑り四球試験機を用いて行った。その際、固定試験球及び回転試験球ともに１／２インチの鋼球を用い、試験グリースを試験球の上部に塗布し、垂直荷重を４９Ｎ、回転数を１０００回転、試験温度を常温とした。そして、試験後の下部固定球３個の摩耗痕径を測定した。結果を表１に示す。
【００２６】
（２）トルク試験
単列深溝玉軸受（内径２５ｍｍ、外径６２ｍｍ、幅１７ｍｍ）に試験グリースを０．６ｇ封入し、回転数１２０００ｍｉｎ−１、荷重２９．４Ｎ、Ｆａ２９４Ｎ、室温にて回転させ、回転開始３０分後にトルクを計測した。結果を表１に示す。
【００２７】
（３）軸受耐久試験
定圧のアンギュラ玉軸受（内径８０ｍｍ）に試験グリースを軸受容積の１０％封入し、定圧のアキシアル荷重４０００Ｎを負荷し、内輪回転数１５０００ｍｉｎ−１で連続回転させた。この条件は、ＤｍＮ１００万以上、最大接触面圧１ＧＰａ以上を満たす。外輪は水冷を行い、温度上昇とモータ電流値（トルク）上昇を起こしたときを焼付き寿命と判断し、それまでの時間を計測した。結果を表１に、比較例１の焼付き寿命に対する相対値で示す。
【００２８】
また、ＡＤＥ／ＤＥと寿命比との関係を図２に、ＡＤＥ／ＰＡＯと寿命比との関係を図３に、ＤＥ／ＰＡＯと寿命比との関係を図４に示す。
【００２９】
【表１】
2015081281.tif 000003
【００３０】
【表２】
2015081281.tif 000004
【００３１】
実施例の試験グリースは、何れもアルキルジフェニルエーテル、ジエステル及びポリα−オレフィンからなる混合油を基油とし、増ちょう剤としてウレア化合物を用い、ＮＬＧＩちょう度番号１〜２であり、本発明の範囲内である。そして、摩耗が少なく、トルクも低く、耐久性にも優れている。また、基油において、アルキルジフェニルエーテルが５０〜６０質量％、ジエステルが２０〜４０質量％、ポリα−オレフィンが１０〜２０質量％であり、更には混合比率が、ＡＤＥ／ＤＥ＝１．２５〜３．０、ＡＤＥ／ＰＡＯ＝２．５〜６．０、ＤＥ／ＰＡＯ＝１．０〜４．０でもある。
【００３２】
これに対し、比較例の試験グリースは、増ちょう剤及びちょう度が本発明の範囲内であるものの、基油がアルキルジフェニルエーテル、ジエステルまたはポリα−オレフィンの単独、またはアルキルジフェニルエーテルとポリα−オレフィンの混合油であり、何れも実施例に比べて摩耗が多く、トルクが大きく、耐久性にも劣っている。
【符号の説明】
【００３３】
１０  アンギュラ玉軸受
１１  内輪
１２  外輪
１３  玉
１４  保持器
【図１】
2015081281.tif 000005
【図２】
2015081281.tif 000006
【図３】
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【図４】
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