(57)【要約】【課題】高温でのグリースの硬化を抑え、焼付き寿命をより改善した電動ファン用転がり軸受を提供する。【解決手段】自動車の冷却用電動ファンのロータを支承するための転がり軸受であって、内輪と外輪との間に複数の転動体を転動自在に保持し、４０℃における動粘度が２０〜１００ｍｍ２／ｓで流動点が−４０℃以下である基油に、ジウレア化合物をグリース全量の１０〜３０質量％、リン−硫黄系極圧剤をグリース全量の１〜５質量％の割合で含有するグリース組成物を封入してなることを特徴とする電動ファン用転がり軸受。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の冷却用電動ファンのロータを支承するための転がり軸受であって、内輪と外輪との間に複数の転動体を転動自在に保持し、４０℃における動粘度が２０〜１００ｍｍ２／ｓで流動点が−４０℃以下である基油に、ジウレア化合物をグリース全量の１０〜３０質量％、リン−硫黄系極圧剤をグリース全量の１〜５質量％の割合で含有するグリース組成物を封入してなることを特徴とする電動ファン用転がり軸受。
【請求項２】
リン−硫黄系極圧剤がチオフォスフェートまたはチオフォスファイトであることを特徴とする請求項１記載の電動ファン用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のラジエータや空調装置等の冷却を必要とする装置に使用される電動ファンのロータを支承するための転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車は小型軽量化や、さらには居住空間拡大の要望により、エンジンルーム空間の減少を余儀なくされ、電装部品・エンジン補機の小型軽量化がより一層進められており、ラジエータや空調装置等に使用される電動ファンも例外ではない。更に、静粛性向上の要望によりエンジンルームの密閉化が進み、エンジンルーム内の高温化が促進されるため、これらの部品は高温に耐えることも必要となっている。
【０００３】
現在、電動ファン用軸受には、主に合成油を基油とし、増ちょう剤としてウレア化合物を配合したウレア−合成油系グリースが使用されており、１７０〜１８０℃の温度までは軸受潤滑寿命が長く十分に使用可能である（特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、最近では小型化や静粛性のために、１８０℃を越える場合もでてきており、ウレア−合成油系グリースでも基油の蒸発が激しくなり、グリースが硬化したり、場合によっては増ちょう剤が破壊され軟化するため、早期に焼付きを生じるおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動ファン用転がり軸受では、今後とも耐熱性の要求が継続すると考えられることから、本発明は、高温でのグリースの硬化を抑え、焼付き寿命をより改善した電動ファン用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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は、下記の電動ファン用転がり軸受を提供する。
（１）自動車の冷却用電動ファンのロータを支承するための転がり軸受であって、内輪と外輪との間に複数の転動体を転動自在に保持し、４０℃における動粘度が２０〜１００ｍｍ２／ｓで流動点が−４０℃以下である基油に、ジウレア化合物をグリース全量の１０〜３０質量％、リン−硫黄系極圧剤をグリース全量の１〜５質量％の割合で含有するグリース組成物を封入してなることを特徴とする電動ファン用転がり軸受。
（２）リン−硫黄系極圧剤がチオフォスフェートまたはチオフォスファイトであることを特徴とする上記（１）記載の電動ファン用転がり軸受転がり軸受。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電動ファン用転がり軸受は、低粘度で、かつ低流動点の基油を用い、特定の極圧剤を含有するグリース組成物を封入したことにより、これまでよりも高温での耐久性に優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００９】
本発明において電動ファン用転がり軸受の構造には制限がなく、図１に示す玉軸受を例示することができる。図示される玉軸受は、外周面に内輪軌道面１ａを有する内輪１と、内周面に外輪軌道面２ａを有する外輪２と、両輪１，２の間に転動自在に配設された複数の玉３と、両輪１，２の間に複数の玉３を保持する保持器４と、非接触形のシール５，５とを備えている。また、内輪１と外輪２とシール５，５とで囲まれた空隙部６には、下記に示すグリース組成物Ｇが充填され、シール５により軸受内部に密封されている。
【００１０】
グリース組成物の基油は、４０℃における動粘度が２０〜１００ｍｍ２／ｓで、かつ、流動点が−４０℃以下であれば、その種類には制限がない。４０℃にける動粘度が２０ｍｍ２／ｓ未満ではグリースが耐熱性に劣り、１００ｍｍ２／ｓを超える場合には滑り時の発熱が大きくなる。流動点については、−４０℃よりも高いと、潤滑性に劣るようになる。
【００１１】
尚、基油の種類としては、潤滑性や耐熱性の点から、合成潤滑油が好ましい。具体的には、合成炭化水素油、エーテル油、エステル油及びフッ素油を使用することができる。合成炭化水素油としてはポリα−オレフィン等を、エーテル油としてはジ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等を、エステル油としてはジエステル油、ネオペンチル型ポリオールエステル油またはこれらのコンプレックスエステル油、芳香族エステル油等を、フッ素油としてはパーフルオロエーテル油、フルオロシリコーン油、クロロトリフルオロエチレン油、フルオロフォスファゼン油等を、それぞれ挙げることができる。また、これらの潤滑油は、それぞれ単独でも、複数種を適宜組み合わせて使用してもよい。中でも、高温、高速での潤滑性能及び寿命を考慮すると、エステル油、エーテル油を含有することが好ましい。
【００１２】
増ちょう剤は、ゲル構造を形成し、上記基油をゲル構造中に保持する能力があれば制限はないが、耐熱性を考慮すると、ウレア化合物が好ましい。中でも下記一般式で表されるジウレア化合物が好ましい。
Ｒａ−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒｃ−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒｂ  
式中、Ｒａ，Ｒｂは炭素数６〜１８の炭化水素機であり、同一でも異なっていてもよい。Ｒｃは炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基である。特に、Ｒａ，Ｒｂがシクロヘキシル基であるジウレア化合物、もしくはシクロヘキシル基と脂肪族基との混合であるジウレア化合物が好ましい。また、Ｒａ，Ｒｂに芳香族基を導入したジウレア化合物は、加熱により硬化する傾向にあり、高温での滑り部の潤滑には適さないことがある。
【００１３】
また、増ちょう剤の含有量は、上記基油とグリースを形成し得る限り制限はないが、グリース全量の１０〜３０質量％が適当である。
【００１４】
グリース組成物には、リン−硫黄系極圧剤がグリース全量の１〜５質量％添加される。添加量が１質量％未満では十分な極圧作用を付与できず、５質量％を超えて添加しても効果が飽和し、更に熱安定性が低下するようになる。
【００１５】
リン−硫黄系添加剤は、リン原子及び硫黄原子を含む化合物であり、チオホスフェート類やチオホスファイト類のように分子中にリン原子と硫黄原子の両方を有する化合物の他、分子中にリン原子を有する化合物（リン系添加剤）と、分子中に硫黄原子を有する化合物（硫黄系添加剤）とを混合したものを含む。
【００１６】
チオホスフェート類としては、チオリン酸エステルの基本構造を有するもので、例えばトリフェニルフォスフォロチオネート（ＴＰＰＴ）等が挙げられる。また、チオホスファイト類としては、一般式「（ＲＳ）３Ｐ；Ｒはアルキル基」で表される有機トリチオフォスファイトが挙げられ、例えばトリブチルトリチオホスファイトやトリ（２−エチルヘキシル）チオホスファイト等が挙げられる。
【００１７】
リン系極圧剤としては、下記一般式（１）で表されるリン酸エステルを挙げることができる。
【００１８】
【化１】
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【００１９】
一般式（１）において、Ｒ１〜Ｒ３は炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜３０のアルケニル基または炭素数６〜３０のアリール基を表し、それぞれ異なっていてもよく、全て同じであってもよい。一般的（１）で表されるリン酸エステルの具体例として、トリブチルホフフェート、エチルジブチルホスフェート、トリヘキシルフォスフェート、トリ（２−エチルヘキシル）ホスフェート、トリデシルホスフェート、トリラウリルホスフェート、トリミリスチルホスフェート、トリパルミチルホスフェート、トリステアリルホスフェート、トリオレイルホスフェート、トリクレジルホスフェート等を挙げることができる。中でも、トリクレジルホスフェートが好ましい。
【００２０】
また、リン系極圧剤として、下記の一般式（２）または一般式（３）で表される酸性リン酸エステルも使用できる。
【００２１】
【化２】
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【００２２】
一般式（２）及び一般式（３）において、Ｒ４及びＲ５は炭素数１〜３０のアルキル基を表し、具体的にはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、各種ウンデシル基、各種トリデシル基、各種テトラデシル基、各種ペンタデシル基、各種ヘキサデシル基、各種ペンタデシル基、各種オクタデシル基、各種ナデシル基、各種エイコシル基、各種ヘンエイコシル基、各種ドコシル基、各種トリコシル基、各種テトラコシル基、各種ペンタコシル基、各種ヘキサコシル基、各種ペンタコシル基、各種オクタコシル基、各種ノナコシル基、各種トリアコンチル基が挙げられる（各種とは、分岐状または直鎖状を示す）。また、Ｒ４及びＲ５は同一でも異なっていてもよい。中でも、メチル基が好ましい。
【００２３】
また、酸性リン酸エステルは、アミン塩でもよい。アミン塩を形成するアミン類としては、下記一般式（４）で表されるものが好ましい。
Ｒ６ｎＮＨ３−ｎ  ・・・（４）
【００２４】
一般式（４）において、Ｒ６は炭素数１〜３０の分岐状または直鎖状のアルキル基（具体例は上記の通り）を表し、ｎは１、２または３である。また、Ｒ６が複数、即ちジ置換（第２級）アミンやトリ置換（第３級）アミンの場合、複数のＲ８は同一でも異なっていてもよい。これらの中では、ドデシル基置換第１級アミンが好ましい。
【００２５】
硫黄系極圧剤としては、硫化鯨油等の硫化油脂類，硫化オレフィン類，メルカプタン類，サルファイド類，スルホキシド類，スルホン類，ジチオカルバミン酸，ジチオホスホン酸等の有機硫黄化合物が挙げられる。
【００２６】
また、グリース組成物には、必要に応じて、その他の各種添加剤を添加してもよい。例えば、フェニル−１−ナフチルアミン等のアミン系、２，６−ジ−tert−ジブチルフェノール等のフェノール系、硫黄系、ジチオリン酸亜鉛等の酸化防止剤；アルカリ金属及びアルカリ土類金属等の有機スルフォン酸塩、アルキルコハク酸エステルやアルケニルコハク酸エステル等のコハク酸誘導体、ソルビタンモノオレエート等の多価アルコールの部分エステル等の防錆剤；脂肪酸、動植物油等の油性向上剤；ベンゾトリアゾール等の金属不活性化剤、等を添加することができる。これら添加剤は、２種以上を混合して添加してもよい。また、これら添加剤の添加量は、本発明の効果を損なわない限り、制限はない。
【００２７】
グリース組成物は上記の各成分を含有するが、その製造方法には制限がなく、従来のグリースと同様にして調製することができるが、一般的には基油中で増りょう剤を反応させて得られるベースグリースに、リン−硫黄系極圧剤、更にはその他の添加剤を添加した後、ロールミル等により十分に混練して均一に混合する。また、混練時に加熱してもよい。
【実施例】
【００２８】
以下に、実施例及び比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらによりなんら限定されるものではない。
【００２９】
（実施例１〜１１、比較例１〜５）
表１〜４に示す如く、基油、増ちょう剤並びに極圧剤を配合して試験グリースを得た。即ち、イソシアネート原料を半量の基油に溶解したものと、表記のアミン原料を半量の同一基油に溶解したものとを混合し、９０℃程度に加熱しながら攪拌して反応させ、その後１６０℃まで加熱して１時間保持し、反応完了後に１２０℃程度まで冷却して極圧剤を添加し、ミル処理及び脱泡処理を行った。そして、各試験グリースに関して、下記に示す試験を行った。
【００３０】
（１）高温耐久試験
鋼シールド板付き深溝玉軸受（内径１２ｍｍ、外形２１ｍｍ、幅５ｍｍ）に、各試験グリースを軸受空間容積の３５％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、軸受温度１８０℃、内輪回転速度１００ｒｐｍ、アキシアル荷重５ｋｇｆの条件で連続回転させ、軸受回転用モータの電流値が初期の２倍になるまでの時間を計測した。試験は３回行い、１０００時間に達しても電流値が２倍に満たない場合を合格として表中に「○」を記し、１０００時間未満で電流値が２倍に達した場合を不合格として表中に「×」と共にそれまでの時間を記した。
【００３１】
（２）グリースちょう度変化試験
試験グリース１０ｇを厚さ２ｍｍとなるようにステンレスシャーレに均一に塗布し、１８０℃の高温槽に放置し、所定時間毎に混和ちょう度を測定した。結果を表中、並びに図２、図３に示す。混和ちょう度の変化量が少ないものほど、耐熱性が良好である。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
【表２】
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【００３４】
【表３】
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【００３５】
【表４】
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【００３６】
上記試験結果から、本発明に従い、リン−硫黄系極圧剤をグリース全量の１〜５質量％含有するグリース組成物を封入することにより高温耐久性が大幅に向上することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】電動ファン用転がり軸受の一例を示す断面図である。
【図２】実施例で得られた、ＴＰＰＴ添加試験グリースにおける混和ちょう度の経時変化を示すグラフである。
【図３】実施例で得られた、トリブチルトリチオフォスファイト添加試験グリースにおける混和ちょう度の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１  内輪
２  外輪
３  玉
４  保持器
５  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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