(57)【要約】【課題】耐熱性及び初期音響特性に優れ、高温での音響耐久性が良好なグリース組成物、並びに前記グリース組成物を封入してなり、初期音響特性及び高温での音響耐久性に優れ、特にモータ用に好適な内径８ｍｍ以下の転がり軸受を提供する。【解決手段】特定動粘度の合成炭化水素油を基油とし、特定組成のウレア化合物を増ちょう剤とし、かつ、有機スルホン酸の亜鉛塩またはアンモニウム塩を添加してなるグリース組成物、並びに前記グリース組成物を封入してなる転がり軸受。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４０℃における動粘度が６０〜１００ｍｍ２／ｓである合成炭化水素油を基油とし、下記一般式（Ｉ）で表されるジウレア化合物を増ちょう剤とし、かつ、有機スルホン酸の亜鉛塩またはアンモニウム塩を添加してなることを特徴とするグリース組成物。
Ｒ１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ３  ・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ２は炭素数６〜１５の２価の芳香族炭化水素基を表す。Ｒ１、Ｒ３はシクロヘキシル基、炭素数７〜１２のシクロヘキシル誘導体基及び炭素数６〜２２のアルキル基から選ばれ、かつ、（シクロヘキシル基とシクロヘキシル誘導体基との合計モル数）／（シクロヘキシル基とシクロヘキシル誘導体基とアルキル基との合計モル数）×１００が５〜５０％である。）
【請求項２】
混和ちょう度が２００〜２８０であることを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。
【請求項３】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配設された複数の転動体とを備え、前記内輪と前記外輪との間に形成され前記転動体が配設された空隙部内に、請求項１または２記載のグリース組成物を封入してなることを特徴とする転がり軸受。
【請求項４】
内径が８ｍｍ以下のモータ用軸受であることを特徴とする請求項３記載の転がり軸受。
【請求項５】
ファンモータ用軸受であることを特徴とする請求項４記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家電機器用モータや情報機器用モータ等のように小型のモータに好適な転がり軸受、並びに前記転がり軸受に好適なグリース組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、回転機器や回転機械に組み込まれるモータは、回転機器や回転機械自体の小型化に伴い、小型化されてきており、例えば家電機器用モータや情報機器用モータの中には内径が６ｍｍ以下という小型モータが使用される場合がある。しかし、モータは、小型化されても要求される回転性能は変わらず、むしろ高性能化が要求されており、これまでよりも高速で回転され、高温に晒されることになる。
【０００３】
それに伴い、モータのスピンドルを支承する転がり軸受も高温に晒されるため、封入グリースにもこれまでよりも優れた耐熱性が要求されてきている。また、家電機器や情報機器では静粛性も要求されるため、封入グリースには低騒音性も要求される。
【０００４】
従来、低騒音性等の音響特性が要求される用途にはリチウム石けん系グリースが用いられており、耐熱性が要求される用途にはウレア系グリースが用いられている。しかしながら、リチウム系グリース及びウレア系グリースとも、耐熱性と音響特性とを同時に満足することはできず、高温での音響特性を維持できない。このような高温での音響耐久性は、家電機器や情報機器用の小型モータに組み込まれる転がり軸受において改善要求が特に高い。
【０００５】
また、音響特性の悪化は、軌道面や転動面に固形の異物が固着し、軌道面や転動面が損傷することが主たる原因とされている。しかし、最近では、洗浄技術の進歩により加工片が軸受内部に残存することが少なくなってきており、封入グリースでも、製造技術の進歩により異物が混入することが少なくなっている。そのため、転がり軸受では、初期音響特性は一般的に良好である。しかしながら、経時的に、更には高温に晒されることにより封入グリースの劣化物が析出し、また軸受部材からも微細な金属粉が剥離することがあり、これら異物が音響特性を低下させる。異物の大きさは、軸受が小型になるほど相対的に大きくなるため、音響特性の低下は小型の軸受ほど顕著となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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、耐熱性及び初期音響特性に優れ、高温での音響耐久性が良好な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、前記グリース組成物を封入してなり、初期音響特性及び高温での音響耐久性に優れ、特にモータ用に好適な内径８ｍｍ以下の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】
上記目的を達成するために、本発明は以下のグリース組成物及び転がり軸受を提供する。
（１）４０℃における動粘度が６０〜１００ｍｍ２／ｓである合成炭化水素油を基油とし、下記一般式（Ｉ）で表されるジウレア化合物を増ちょう剤とし、かつ、有機スルホン酸の亜鉛塩またはアンモニウム塩を添加してなることを特徴とするグリース組成物。
Ｒ１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ３  ・・・（Ｉ）
（式中、Ｒ２は炭素数６〜１５の２価の芳香族炭化水素基を表す。Ｒ１、Ｒ３はシクロヘキシル基、炭素数７〜１２のシクロヘキシル誘導体基及び炭素数６〜２２のアルキル基から選ばれ、かつ、（シクロヘキシル基とシクロヘキシル誘導体基との合計モル数）／（シクロヘキシル基とシクロヘキシル誘導体基とアルキル基との合計モル数）×１００が５〜５０％である。）
（２）混和ちょう度が２００〜２８０であることを特徴とする上記（１）記載のグリース組成物。
（３）内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に転動自在に配設された複数の転動体とを備え、前記内輪と前記外輪との間に形成され前記転動体が配設された空隙部内に、上記（１）または（２）記載のグリース組成物を封入してなることを特徴とする転がり軸受。
（４）内径が８ｍｍ以下のモータ用軸受であることを特徴とする上記（３）記載の転がり軸受。
（５）ファンモータ用軸受であることを特徴とする上記（４）記載の転がり軸受。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のグリース組成物は、特定粘度の基油と、特定組成のウレア化合物からなる増ちょう剤と、特定の有機スルホン酸塩との組み合わせにより、初期音響特性を良好にするとともに、音響特性の経時的な低下や高温による低下を抑えることができる。また、このようなグリース組成物を封入してなる本発明の転がり軸受も、初期音響特性及び高温での音響耐久性に優れ、特にモータ用の内径８ｍｍ以下の小型転がり軸受として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１０】
本発明のグリース組成物の基油には、４０℃における動粘度が６０〜１００ｍｍ２／ｓである合成炭化水素油を用いる。４０℃における動粘度が６０ｍｍ２／ｓ未満では、耐熱性が十分ではなく、１００ｍｍ２／ｓを超えると低温時のトルクが高くなる。耐熱性とトルク特性とを良好に確保、維持するためには、基油の４０℃における動粘度は６０〜８０ｍｍ２／ｓであることがより好ましい。
【００１１】
合成炭化水素油の中では、ポリα−オレフィン、アルキルナフタレン、エチレン−プロピレンオリゴマー等が好ましく、ポリα−オレフィンが特に好ましい。また、基油は、これらを２種以上混合した混合油であってもよい。
【００１２】
増ちょう剤には、下記一般式（Ｉ）で表されるジウレア化合物を用いる、
Ｒ１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ３  ・・・（Ｉ）
【００１３】
式中、Ｒ２は炭素数６〜１５の２価の芳香族炭化水素基を表す。また、Ｒ１、Ｒ３は、シクロヘキシル基、炭素数７〜１２のシクロヘキシル誘導体基及び炭素数６〜２２のアルキル基から選ばれ、かつ、「（シクロヘキシル基とシクロヘキシル誘導体基との合計モル数）／（シクロヘキシル基とシクロヘキシル誘導体基とアルキル基との合計モル数）×１００」で表されるシクロヘキシル基比率が５〜５０％である。尚、炭素数７〜１２のシクロヘキシル誘導体とは、炭素数１〜６のアルキル基がシクロヘキシル基に結合した官能基である。
【００１４】
即ち、本発明で用いる増ちょう剤は、脂肪族ジウレアと脂環族ジウレアとの混合物であり、脂肪族ジウレアに特有の初期音響特性と、脂環族ジウレアに特有の耐熱性とを合わせ持つ。また、脂肪族ジウレアは高温で軟化しやすく、脂環族ジウレアは高温で固化しやすいことから、高温でもグリース性状が安定に保たれるという利点もある。特に、前記シクロヘキシル基比率が２０〜４０％で、アルキル基の炭素数が１６〜２２のときに、このような効果が顕著となるため好ましい。
【００１５】
増ちょう剤量は、上記基油とともにグリース性状を形成、維持できれば制限がないが、グリース全量の５〜４０質量％が好ましい。増ちょう剤量が５質量％未満では、グリース状態を維持することが困難となり、４０質量％を超えるとグリースが硬くなりすぎて潤滑状態を十分に発揮することが困難となり、何れも好ましくない。
【００１６】
グリース組成物には、有機スルホン酸の亜鉛塩またはアンモニウム塩が添加される。有機スルホン酸の亜鉛塩またはアンモニウム塩は、グリース組成物の固化を抑える効果があり、音響特性を維持する上で有効な添加剤である。また、有機スルホン酸の亜鉛塩またはアンモニウム塩は防錆効果も有する。有機スルホン酸の亜鉛塩またはアンモニウム塩の添加量は、グリース全量の１〜５質量％が好ましく、１．５〜５質量％がより好ましい。有機スルホン酸の亜鉛塩またはアンモニウム塩の添加量が１質量％未満では、グリース組成物の固化防止効果及び防錆効果が十分に得られない。一方、有機スルホン酸の亜鉛塩またはアンモニウム塩の添加量が５質量％を超えると、グリース組成物が軟化、流出しやすくなり、更にはグリースの攪拌音も発生しやすく、初期音響特性に劣るようになる。
【００１７】
有機スルホン酸の亜鉛塩またはアンモニウム塩は、例えば、鉱油の潤滑油成分、アルキルベンゼン、ポリα−オレフィンでベンゼンをアルキル化したもの、ジノニルナフタレン等のアルキル芳香族を白煙硫酸または亜硫酸ガスを用いてスルホン化し、その後、亜鉛化合物やアンモニウム化合物を反応させることで得られる。中でも、ジノニルスルホン酸亜鉛塩、ジノニルナフタレンスルホン酸アンモニウム塩が好ましい。
【００１８】
グリース組成物には、各種性能を更に向上させるために、所望によりその他の添加剤を添加してもよい。中でも、酸化防止剤、特にアミン系酸化防止剤の添加が好ましく、グリース全量の１．５〜５質量％添加する。尚、アミン系酸化防止剤の中では、フェニル−α−ナフチルアミンやｐ、ｐ´−ジオクチルジフェニルアミン等の芳香族アミン系が好ましい。
【００１９】
また、グリース組成物は、混和ちょう度が２００〜２８０であることが音響特性の点で好ましく、２２０〜２６０であることがより好ましい。混和ちょう度が２００未満では潤滑部へのグリース組成物の流入性が劣るため潤滑不足となり、音響寿命に劣るようになる。また、混和ちょう度が２８０を超えると、グリースのチャーニングにより、所謂グリースの攪拌音が発生して初期音響特性に劣るようになる。
【００２０】
更に、グリース組成物は、ＪＩＳ  Ｋ２２２０．１２で規定される混和安定度が、上記混和ちょう度の値＋８０〜＋１２０の範囲であることが好ましい。この混和安定度が上記混和ちょう度の値＋８０未満であると、グリースが攪拌されたときのトルクが大きくなりすぎ、上記混和ちょう度の値＋１２０を超えるとグリースの攪拌音が大きくなるとともに、流出しやすくなる。
【００２１】
本発明のグリース組成物の製造方法には制限がないが、一般的には基油中で、一般式（１）で表されるジウレア化合物の原料を反応させた後、有機スルホン酸の亜鉛塩またはアンモニウム塩を添加し、ニーダやロールミル等で十分に混練して得られる。尚、この処理に際し、加熱することも有効である。また、酸化防止剤等の他の添加剤を添加する場合は、有機スルホン酸塩と同時に添加することが工程上好ましい。
【００２２】
また、本発明は、上記のグリース組成物を封入してなる転がり軸受を提供する。転がり軸受の構造には制限がなく、例えば図１に示す玉軸受１を例示することができる。図示される玉軸受１は、内輪１０と外輪１１との間に、保持器１２により複数の玉１３を転動自在に保持してなり、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が充填されている。グリース組成物Ｇは初期音響特性及び高温での音響耐久性に優れることから、本発明の転がり軸受は高速で回転され、高温に晒されても良好な音響特性を示し、特に家電機器用モータや情報機器用モータ等のように小型のモータ用の転がり軸受、とりわけ内径８ｍｍ以下の転がり軸受として好適である。
【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、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００２４】
（試験−１：実施例１〜３、比較例１〜４）
表１に示す配合にて試験グリースを調製した。そして、試験グリースについて下記に示す（１）初期音響特性、（２）耐熱性及び（３）音響耐久性を評価した。結果を表１に併記する。尚、基油の動粘度がＪＩＳ  Ｋ２２８３、混和ちょう度はＪＩＳ  Ｋ２２２０、混和安定度はＪＩＳ  Ｋ２２２０．１２に準拠して測定した。
【００２５】
（１）初期音響特性
日本精工（株）製転がり軸受「６９３（内径３ｍｍ、外径８ｍｍ、幅４ｍｍ）」に試験グリースを封入し、アキシアル荷重３．９Ｎ、試験温度１２０℃、回転数６０００ｍｉｎ−１で内輪を回転させ、軸受からの発生音をアンデロンメータで計測した。アンデロン値が２未満を「◎」、2以上３未満を「○」、3以上４未満を「△」、４以上を「×」とした。
（２）耐熱漏洩性
日本精工（株）製転がり軸受「６９３（内径３ｍｍ、外径８ｍｍ、幅４ｍｍ）」に試験グリースを封入し、アキシアル荷重３．９Ｎ、試験温度１２０℃、回転数６０００ｍｉｎ−１にて内輪を５００時間連続回転させた。回転停止後に軸受重量を測定し、初期の軸受重量との差を求めた。初期重量からの重量減量が３ｍｇ未満を「◎」、３ｍｇ以上３．５ｍｇ未満を「○」、３．５ｍｇ以上４ｍｇ未満を「△」、４ｍｇ以上を「×」とした。
（３）音響耐久性
日本精工（株）製転がり軸受「６９３（内径３ｍｍ、外径８ｍｍ、幅４ｍｍ）」に試験グリースを封入し、アキシアル荷重３．９Ｎ、試験温度１２０℃、回転数６０００ｍｉｎ−１にて内輪を連続回転させ、５００時間経過した時のＧ値（アキシアル振動加速度）を測定した。Ｇ値が５０ｍＧ未満を「◎」、５０ｍＧ以上８０ｍＧ未満を「○」、８０ｍＧ以上１００ｍＧ未満を「△」、１００ｍＧ以上を「×」とした。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１から、合成炭化水素油を基油とし、増ちょう剤として一般式（Ｉ）で表されるジウレア化合物を用い、有機スルホン酸塩を添加した実施例１〜３の試験グリースは、初期音響特性及び高温音響耐久性に優れることがわかる。
【００２８】
これに対し、有機スルホン酸塩を添加しても、増ちょう剤に脂肪族ジウレアを用いた比較例１の試験グリースは、初期音響特性に優れるものの、耐熱性が十分ではなく、高温音響耐久性に劣っている。また、合成炭化水素油を基油とし、増ちょう剤として一般式（Ｉ）で表されるジウレア化合物を用いても、有機スルホン酸塩を添加しない比較例２〜４の試験グリースは、何れも耐熱性が十分ではなく、高温音響耐久性に劣っている。
【００２９】
（試験−２）
実施例１及び比較例１の試験グリースについて、上記の（２）耐熱性及び（３）音響耐久性の評価を回転時間１０００時間まで延長して行い、所定時間毎に重量減量とＧ値とを測定した。図２に重量減量の経時変化、図３にＧ値の経時変化をグラフ化して示すが、本発明に従う実施例１の試験グリースは、重量減量及びＧ値とも経時的な上昇が少なく、高温に対する耐性に優れることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一例を示す縦断面図である。
【図２】実施例１及び比較例１の試験グリースについて、重量減量の経時変化を調べた結果を示すグラフである。
【図３】実施例１及び比較例１の試験グリースについて、Ｇ値の経時変化を調べた結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
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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