(57)【要約】【課題】軸受寿命を長くすることができるプーリ支持軸受を提供する。【解決手段】プーリ支持軸受１１は、金属製であって、内径寸法ｄ１が、ｄ１≧３０ｍｍの内輪１２と、金属製であって、外径寸法ｄ２が４５ｍｍ≦ｄ２≦６５ｍｍ、軸方向寸法ｌがｌ＜１８ｍｍ、０．１９≦ｌ/ｄ２≦０．３９の外輪１３と、金属製であって、内輪軌道面１２ａおよび外輪軌道面１３ａの間に配置される複数の玉１４と、内輪１２および外輪１３の間に配置されて、軸受内部空間を密封する密封シール１６とを備える密封型複列アンギュラ玉軸受である。ここで、内輪軌道面１２ａ、外輪軌道面１３ａおよび玉１４の転動面１４ａには、リン酸金属塩被膜が形成されている。また、軸受内部空間には、グリース組成物１７が封入されている。【選択図】図１
2008163998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プーリの内径面に嵌合して、プーリを回転自在に支持するプーリ支持軸受であって、
前記プーリ支持軸受は、
金属製であって、外径面に複列の内輪軌道面を有し、内径寸法ｄ１が、ｄ１≧３０ｍｍの内輪と、
金属製であって、内径面の前記内輪軌道面に対面する位置に複列の外輪軌道面を有し、外径寸法ｄ２が４５ｍｍ≦ｄ２≦６５ｍｍ、軸方向寸法ｌがｌ＜１８ｍｍ、０．１９≦ｌ/ｄ２≦０．３９の外輪と、
金属製であって、前記内輪軌道面および前記外輪軌道面の間に配置される複数の玉と、
前記内輪および前記外輪の間に配置されて、軸受内部空間を密封する密封部材とを備える密封型複列アンギュラ玉軸受であり、
前記内輪軌道面、前記外輪軌道面および前記玉の転動面には、リン酸金属塩被膜が形成されており、
前記軸受内部空間には、グリース組成物が封入されており、
前記グリース組成物は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなるグリース組成物であって、
前記添加剤は、アルミニウム粉末およびアルミニウム化合物から選択された少なくとも一つのアルミニウム系添加剤を含有し、
前記アルミニウム系添加剤の配合比率は、ベースグリース１００重量部に対して０．０５〜１００重量部である、プーリ支持軸受。
【請求項２】
前記内輪、前記外輪および前記玉は、リン酸トリエステル溶液中に浸漬されて、その表面に前記リン酸金属塩被膜が形成される、請求項１に記載のプーリ支持軸受。
【請求項３】
プーリと、
前記プーリの軸方向一方側に配置されて、回転軸に固定連結される磁性環状板と、
前記プーリの他方側の前記磁性環状板に対面する位置に固定されるソレノイドと、
前記プーリを回転自在に支持するプーリ支持軸受とを備え、
前記プーリ支持軸受は、
金属製であって、外径面に複列の内輪軌道面を有し、内径寸法ｄ１が、ｄ１≧３０ｍｍの内輪と、
金属製であって、内径面の前記内輪軌道面に対面する位置に複列の外輪軌道面を有し、外径寸法ｄ２が４５ｍｍ≦ｄ２≦６５ｍｍ、軸方向寸法ｌがｌ＜１８ｍｍ、０．１９≦ｌ/ｄ２≦０．３９の外輪と、
金属製であって、前記内輪軌道面および前記外輪軌道面の間に配置される複数の玉と、
前記内輪および前記外輪の間に配置されて、軸受内部空間を密封する密封部材とを備える密封型複列アンギュラ玉軸受であり、
前記内輪軌道面、前記外輪軌道面および前記玉の転動面には、リン酸金属塩被膜が形成されており、
前記軸受内部空間には、グリース組成物が封入されており、
前記グリース組成物は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなるグリース組成物であって、
前記添加剤は、アルミニウム粉末およびアルミニウム化合物から選択された少なくとも一つのアルミニウム系添加剤を含有し、
前記アルミニウム系添加剤の配合比率は、ベースグリース１００重量部に対して０．０５〜１００重量部である、電磁クラッチのプーリ支持構造。
【請求項４】
前記プーリの軸方向中央部を通る仮想線と、前記プーリ支持軸受の軸方向中央部を通る仮想線との距離δは、
δ≦４ｍｍを満たす、請求項３に記載の電磁クラッチのプーリ支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プーリ支持軸受、特に、電磁クラッチのプーリを支持する軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用空気調和装置等に組み込んで冷媒を圧縮する従来のコンプレッサは、例えば、特開平１１−２８０６４４号（特許文献１）に記載されている。また、同公報に記載されているコンプレッサは、エンジンの駆動力によって回転軸を回転させるので、エンジンとコンプレッサとの機械的な連結を制御する装置として電磁クラッチが採用されることが多い。
【０００３】
電磁クラッチは、転がり軸受によって回転自在に支持され、無端ベルトによってエンジンと接続されているプーリと、プーリの一方側端面と所定の隙間を設けて配置され、コンプレッサの回転軸に固定される磁性環状板と、プーリを挟んで磁性環状板と対向する位置に固定されるソレノイドとを有する。また、プーリを回転自在に支持する転がり軸受としては、深溝玉軸受、３点接触玉軸受、および４点接触玉軸受等が使用されることが多い。
【０００４】
上記構成の電磁クラッチは、ソレノイドの非通電時にはプーリと磁性環状板とが離れた状態となってプーリの回転を回転軸に伝達しない。一方、ソレノイドの通電時にはソレノイドの吸着力によって磁性環状板がプーリに当接してプーリの回転を回転軸に伝達する。
【特許文献１】特開平１１−２８０６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成の電磁クラッチにおいて、プーリを支持する転がり軸受には、無端ベルトの張力に起因するラジアル荷重やプーリの軸方向中央部を通る仮想線と転がり軸受の軸方向中央部を通る仮想線との距離（以下「オフセット」という）に起因するモーメント荷重が負荷される。特に、近年のコンプレッサの軽量化、コンパクト化や高速化に伴い、電磁クラッチの高速化が進んでいることから、転がり軸受に負荷される荷重も大きくなっている。
【０００６】
ここで、単列の深溝玉軸受はモーメント荷重に対する剛性が低い。また、３点接触玉軸受や４点接触玉軸受は、単列の深溝玉軸受よりもモーメント荷重に対する剛性が高いとはいえ、必ずしも十分とは言えない場合がある。この結果、運転時に振動並びに騒音を発生し易くなる他、耐久性確保が難しくなる。また、単列の４点接触玉軸受においては、オフセットが大きくなると接触角の変化およびボールのすべり率が大きくなり、グリース寿命が著しく低下する。そうすると、潤滑不良を引き起こし、軌道面の剥離が発生して、軸受寿命が短くなる恐れがある。
【０００７】
また、上記した転がり軸受は、転動時に境界潤滑の状態となって、軌道面や転動面、すなわち、玉と内輪や外輪との摩擦面に、部分的に、または一時的に油膜の存在しない界面潤滑の状態が発生しやすい。ここで、その時の発熱により、さらには金属同士の摺動による摩耗粉の発生によって、グリースなどの潤滑剤が劣化し、十分に軸受寿命を延ばすことができないという問題もある。
【０００８】
さらに、上記した転がり軸受を高温下において、高速回転等使用条件が過酷な状況で使用すると、転がり軸受の軌道面に白色組織変化を伴った特異的な剥離が早期に生じ、問題となる。このような特異的な剥離として、水素を要因とする水素脆性による剥離と考えられる。このような剥離は、軸受寿命を短くする恐れがあるため、対策を講じる必要がある。
【０００９】
この発明の目的は、軸受寿命を長くすることができるプーリ支持軸受を提供することである。
【００１０】
また、この発明の他の目的は、寿命の長い電磁クラッチのプーリ支持構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係るプーリ支持軸受は、プーリの内径面に嵌合して、プーリを回転自在に支持する。また、プーリ支持軸受は、金属製であって、外径面に複列の内輪軌道面を有し、内径寸法ｄ１が、ｄ１≧３０ｍｍの内輪と、金属製であって、内径面の内輪軌道面に対面する位置に複列の外輪軌道面を有し、外径寸法ｄ２が４５ｍｍ≦ｄ２≦６５ｍｍ、軸方向寸法ｌがｌ＜１８ｍｍ、０．１９≦ｌ/ｄ２≦０．３９の外輪と、金属製であって、内輪軌道面および外輪軌道面の間に配置される複数の玉と、内輪および外輪の間に配置されて、軸受内部空間を密封する密封部材とを備える密封型複列アンギュラ玉軸受である。ここで、内輪軌道面、外輪軌道面および玉の転動面には、リン酸金属塩被膜が形成されている。また、軸受内部空間には、グリース組成物が封入されており、グリース組成物は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなるグリース組成物である。添加剤は、アルミニウム粉末およびアルミニウム化合物から選択された少なくとも一つのアルミニウム系添加剤を含有し、アルミニウム系添加剤の配合比率は、ベースグリース１００重量部に対して０．０５〜１００重量部である。
【００１２】
上記構成とすることにより、接触角の変化および玉のすべり率を小さくしてグリース寿命の低下を防止することができる。また、外輪や内輪、玉の摩擦面に油膜が途切れるような境界潤滑の場合でも、金属同士が接触することはなく、金属摩耗粉が発生する恐れはない。また、水素脆性による剥離も低減することができる。したがって、軸受寿命を長くすることができる。
【００１３】
好ましくは、内輪、外輪および玉は、リン酸トリエステル溶液中に浸漬されて、その表面にリン酸金属塩被膜が形成される。こうすることにより、容易に、内輪、外輪および玉の摩擦面に、リン酸金属塩被膜を形成することができる。
【００１４】
この発明に係る電磁クラッチのプーリ支持構造は、プーリと、プーリの軸方向一方側に配置されて、回転軸に固定連結される磁性環状板と、プーリの他方側の磁性環状板に対面する位置に固定されるソレノイドと、プーリを回転自在に支持するプーリ支持軸受とを備える。プーリ支持軸受は、金属製であって、外径面に複列の内輪軌道面を有し、内径寸法ｄ１が、ｄ１≧３０ｍｍの内輪と、金属製であって、内径面の内輪軌道面に対面する位置に複列の外輪軌道面を有し、外径寸法ｄ２が４５ｍｍ≦ｄ２≦６５ｍｍ、軸方向寸法ｌがｌ＜１８ｍｍ、０．１９≦ｌ/ｄ２≦０．３９の外輪と、金属製であって、内輪軌道面および外輪軌道面の間に配置される複数の玉と、内輪および外輪の間に配置されて、軸受内部空間を密封する密封部材とを備える密封型複列アンギュラ玉軸受である。ここで、内輪軌道面、外輪軌道面および玉の転動面には、リン酸金属塩被膜が形成されている。また、軸受内部空間には、グリース組成物が封入されており、グリース組成物は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなるグリース組成物である。添加剤は、アルミニウム粉末およびアルミニウム化合物から選択された少なくとも一つのアルミニウム系添加剤を含有し、アルミニウム系添加剤の配合比率は、ベースグリース１００重量部に対して０．０５〜１００重量部である。
【００１５】
上記構成のプーリ支持軸受を採用することにより、軌道面の剥離を低減することができるため、寿命を長くした電磁クラッチを得ることができる。
【００１６】
好ましくは、プーリの軸方向中央部を通る仮想線と、プーリ支持軸受の軸方向中央部を通る仮想線との距離δは、δ≦４ｍｍを満たす。オフセットをこの範囲内に設定することにより、プーリ支持軸受の寿命を長くすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、接触角の変化および玉のすべり率を小さくしてグリース寿命の低下を防止することができる。また、外輪や内輪、玉の摩擦面に油膜が途切れるような境界潤滑の場合でも、金属同士が接触することはなく、金属摩耗粉が発生する恐れはない。また、水素脆性による剥離も低減することができる。したがって、軸受寿命を長くすることができる。
【００１８】
また、このようなプーリ支持軸受を備える電磁クラッチのプーリ支持構造は、軌道面の剥離を低減することができるため、寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜図４を参照して、この発明の一実施形態に係るプーリ支持軸受を説明する。なお、図１はプーリ支持軸受１１を示す図、図２はプーリ支持軸受１１を採用したコンプレッサ２１を示す図、図３および図４は電磁クラッチ３２の部分拡大図である。なお、図２〜図４中のプーリ支持軸受１１は、簡略化して示している。
【００２０】
まず、図２を参照して、コンプレッサ２１は、ケーシング２２と、回転軸２９と、斜板３０と、ピストン３１と、電磁クラッチ３２とを備える。このコンプレッサ２１は、自動車用空気調和装置の蒸気圧縮式冷凍機等に組み込まれる。
【００２１】
ケーシング２２は、低圧室２６および高圧室２７を有するヘッドケース２３と、ピストン３１が往復運動する複数のシリンダ２８を有するシリンダケース２４と、斜板３０を収容する斜板ケース２５とをボルト（図示省略）によって固定している。
【００２２】
低圧室２６は、ヘッドケース２３に設けられた吸入ポート（図示省略）と、各シリンダ２８に連通する吸入孔２６ａと、吸入孔２６ａから冷媒蒸気の逆流を防止する弁２６ｂとを有する。また、吸入ポートは蒸気圧縮式冷凍機を構成するエバポレータ（図示省略）の出口に連通する。そして、吸入ポートから吸入した冷媒蒸気を吸入孔２６ａを通じてシリンダ２８に供給する。
【００２３】
一方、高圧室２７は、ヘッドケース２３に設けられた吐出ポート（図示省略）と、シリンダ２８に連通する吐出口２７ａと、吐出口２７ａから冷媒蒸気の逆流を防止する弁２７ｂとを有する。また、吐出ポートは蒸気圧縮式冷凍機を構成するコンデンサ（図示省略）の入り口に連通する。そして、ピストン３１によって圧縮されたシリンダ２８内部の冷媒蒸気が吐出口２７ａを通じて高圧室２７に供給される。
【００２４】
回転軸２９は、ケーシング２２および電磁クラッチ３２に連通し、ラジアル針状ころ軸受２９ａおよびスラスト針状ころ軸受２９ｂによって、シリンダケース２４および斜板ケース２５の２箇所で回転自在に支持されている。また、斜板ケース２５の内部で斜板３０を保持している。
【００２５】
斜板３０は、回転軸２９の回転軸線に直交する平面に対して所定角度傾いた状態で回転軸２９に固定連結されている。また、その円周上の複数箇所にはピストン３１がスライディングシュー３０ａによって連結されている。
【００２６】
ピストン３１は、斜板３０に連結されており、回転軸２９の回転に伴って、シリンダ２８の内部を軸線方向（図２中の左右方向）に往復運動する。また、シリンダ２８とピストン３１と囲まれる領域には、冷媒蒸気を圧縮する圧縮室２８ａが形成されている。
【００２７】
電磁クラッチ３２は、プーリ３３と、ソレノイド３４と、磁性環状板３５と、プーリ支持軸受１１とを有する。
【００２８】
プーリ３３は、外径面に無端ベルト３３ａを保持する溝３３ｂと、一方側端面にソレノイド３４を収容する凹部３３ｃとを有し、プーリ支持軸受１１によってケーシング２２に回転自在に支持されている。
【００２９】
ソレノイド３４は、凹部３３ｃの内部に所定の隙間を設けた状態で配置されており、ケーシング２２に固定されている。磁性環状板３５は、磁性材料によって形成された円環形状の部材であって、プーリ３３を挟んでソレノイド３４と対面するように配置されている。また、板ばね３５ａによって回転軸２９に固定されている。この板ばね３５ａは、磁性環状板３５をプーリ３３から遠ざける方向に付勢する。
【００３０】
次に図１を参照して、プーリ支持軸受１１は、外径面に複列の内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、内径面の内輪軌道面１２ａに対面する位置に複列の外輪軌道面１３ａを有する外輪１３と、内輪軌道面１２ａおよび外輪軌道面１３ａの間に配置される複数の玉１４と、隣接する玉１４の間隔を保持する保持器１５と、軸受内部空間（「内輪１２の外径面と外輪１３の内径面との間の空間」を指す）を密封する密封部材としての密封シール１６とを備える密封型複列アンギュラ玉軸受である。なお、プーリ支持軸受１１の内部には、グリース組成物１７が封入されている。また、内輪１２、外輪１３および玉１４は、いずれも金属製である。
【００３１】
また、このプーリ支持軸受１１は、内輪１２の内径寸法ｄ１がｄ１≧３０ｍｍ、外輪１３の外径寸法ｄ２が４５ｍｍ≦ｄ２≦６５ｍｍ、軸方向寸法ｌがｌ＜１８ｍｍ、０．１９≦ｌ/ｄ２≦０．３９の範囲内に設定されている。なお、この実施形態においては、内輪１２と外輪１３との軸方向寸法は同一である。
【００３２】
ここで、内輪軌道面１２ａを含む内輪１２の表面、外輪軌道面１３ａを含む外輪１３の表面および玉１４の転動面１４ａを含む玉１４の表面には、リン酸金属塩被膜が形成されている。内輪１２等の表面に、リン酸金属塩被膜を形成する方法について簡単に説明する。まず、リン酸トリクレシル（（ＣＨ３Ｃ６Ｈ４Ｏ）３ＰＯ）のようなリン酸トリエステル（（ＲＯ）３Ｐ＝Ｏ）の溶液を準備する。なお、式中、Ｒはアリール基、脂肪族炭化水素基、脂環族炭化水素基を表す。この溶液に、上記した内輪１２等を浸漬する。このようにして、内輪１２等とリン酸トリエステルを反応させて、その表面にリン酸金属塩被膜を形成する。
【００３３】
ここで、リン酸トリエステルは、式で表される有機リン酸化合物であって、このものは、可塑剤等として市販の工業用材料を用いることができる。なお、取扱い性の観点から、必要に応じて、有機溶剤で希釈して用いてもよい。また、反応速度を速めるためには、加温して反応させればよく、例えば、６０℃で１〜２時間浸漬すれば、所望のリン酸金属塩被膜を得ることができる。
【００３４】
こうすることにより、内輪１２の内輪軌道面１２ａ、外輪１３の外輪軌道面１３ａおよび玉１４の転動面１４ａ、すなわち、内輪１２や外輪１３と玉１４との摩擦面に、リン酸金属塩被膜を形成することができる。そうすると、油膜が途切れるような境界潤滑の場合においても、金属同士が接触せず、金属摩耗粉の発生を防止することができる。したがって、軌道面の剥離等を低減し、軸受寿命を長くすることができる。
【００３５】
次に、図２、図３および図４を参照して、上記構成のコンプレッサ２１の動作を説明する。まず、無端ベルト３３ａはエンジン（図示省略）によって回転駆動される駆動プーリ（図示省略）に掛け渡されている。そのため、プーリ３３は、エンジンの回転に伴って回転する。
【００３６】
図３を参照して、ソレノイド３４の非通電時には、プーリ３３と磁性環状板３５との間には隙間が形成されている。その結果、プーリ３３の回転は回転軸２９に伝達されない。一方、図４を参照して、ソレノイド３４の通電時には、ソレノイド３４の吸着力によって磁性環状板３５が板ばね３５ａに逆らってプーリ３３に当接する。その結果、プーリ３３の回転が磁性環状板３５を介して回転軸２９に伝達される。なお、図３および図４の斜線部分は回転部分を指す。
【００３７】
回転軸２９が回転すると、斜板３０に取り付けられたピストン３１がシリンダ２８の内部を往復運動する。ピストン３１が圧縮室２８ａの容積を大きくする方向（図２中の左方向）に移動すると、弁２６ｂが開放されて冷媒蒸気が低圧室２６から吸入孔２６ａを通って圧縮室２８ａに移動する。このとき、弁２７ｂは閉鎖されて高圧室２７内の冷媒蒸気が圧縮室２８ａに逆流するのを防止している。
【００３８】
次に、ピストン３１が圧縮室２８ａの容積を小さくする方向（図２中の右方向）に移動すると、ピストン３１が圧縮室２８ａ内の冷媒蒸気を圧縮すると共に、弁２７ｂが開放されて圧縮された冷媒蒸気が吐出口２７ａを通って高圧室２７に移動する。このとき、弁２６ｂは閉鎖されて圧縮室２８ａ内の冷媒蒸気が低圧室２６に逆流するのを防止している。
【００３９】
上記構成とすることにより、エンジンの駆動力を利用して冷媒蒸気を圧縮することが可能となる。ここで、電磁クラッチ３２は、無端ベルト３３ａとプーリ３３との間での滑りを防止して確実に動力伝達を行うために、無端ベルト３３ａの張力を大きくしている。そのため、プーリ３３を支持するプーリ支持軸受１１には、無端ベルト３３ａの張力に起因するラジアル荷重やオフセットに起因するモーメント荷重が負荷される。そこで、プーリ支持軸受１１を図１に示すような寸法関係の複列のアンギュラ玉軸受とすることによって、プーリ３３から負荷される荷重を適切に支持することができる。
【００４０】
ここで、回転軸２９の回転数はプーリ３３の外径寸法に依存するので、コンプレッサ２１に必要な回転数を確保する観点からプーリ３３の外径寸法を自由に設定することはできない。また、プーリ３３の内径寸法はプーリ３３の強度等を考慮して決定されるので、外径寸法が決まれば自ずと内径寸法も決まる。
【００４１】
その結果、プーリ支持軸受１１は、設計時においてケーシング２２に嵌合する内輪１２の内径寸法より、プーリ３３に嵌め込まれる外輪１３の外径寸法の制約が大きい。そこで、制約の大きい外輪１３の外径寸法ｄ２と軸方向寸法ｌとの関係を最適化することにより、軸受機能を最大限に発揮させることができる。
【００４２】
次に、プーリ支持軸受１１の内部に封入されているグリース組成物１７について説明する。グリース組成物１７は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなるグリース組成物である。添加剤は、アルミニウム粉末およびアルミニウム化合物から選択された少なくとも一つのアルミニウム系添加剤を含有する。
【００４３】
アルミニウム化合物としては、炭酸アルミニウム、硫化アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウムおよびその水和物、硫酸アルミニウム、フッ化アルミニウム、臭化アルミニウム、よう化アルミニウム、酸化アルミニウムおよびその水和物、水酸化アルミニウム、セレン化アルミニウム、テルル化アルミニウム、りん酸アルミニウム、りん化アルミニウム、アルミン酸リチウム、アルミン酸マグネシウム、セレン酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、ジルコン酸アルミニウム等の無機アルミニウム、安息香酸アルミニウム、クエン酸アルミニウム等の有機アルミニウムが挙げられる。これらアルミニウム系添加剤は、１種類または２種類を混合して、グリースに添加してもよい。特に好ましいのは、耐熱耐久性に優れ、熱分解しにくいため、極圧性効果の高いアルミニウム粉末である。
【００４４】
アルミニウム系添加剤の配合割合は、ベースグリース１００重量部に対して、０．０５〜１０重量部である。すなわち、アルミニウム系添加剤がアルミニウム粉末のみである場合、ベースグリース１００重量部に対してアルミニウム粉末を０．０５〜１０重量部、アルミニウム系添加剤がアルミニウム化合物のみである場合、ベースグリース１００重量部に対してアルミニウム化合物を０．０５〜１０重量部、アルミニウム系添加剤がアルミニウム粉末とアルミニウム化合物とである場合、ベースグリース１００重量部に対して、アルミニウム粉末とアルミニウム化合物とを合わせて０．０５〜１０重量部配合する。
【００４５】
アルミニウム系添加剤の配合割合がこの配合範囲未満であると、水素脆性による軌道面での剥離を効果的に防止できない。また、上記範囲を超えても、剥離防止効果がそれ以上に向上しない。
【００４６】
ここで、基油としては、スピンドル油、冷凍機油、タービン油、マシン油、ダイナモ油等の鉱油、高精製度鉱油、流動パラフィン、ポリブテン、フィッシャー・トロプシュ法により合成されたＧＴＬ油、ポリーαーオレフィン油、アルキルナフタレン、脂環式化合物等の炭化水素系合成油、または、天然油脂、ポリオールエステル油、りん酸エステル油、ポリマーエステル油、芳香族エステル油、炭酸エステル油、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、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、アルキルベンゼン油、フッ素化油等の非炭化水素系合成油等が挙げられる。これらの中で、耐熱性と潤滑性に優れたアルキルジフェニルエーテル油、または、ポリーαーオレフィン油を用いることが好ましい。
【００４７】
また、増ちょう剤としては、ベントン、シリカゲル、フッ素化合物、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられる。
【００４８】
ウレア系化合物は、イソシアネート化合物とアミン化合物とを反応させることにより得られる。反応性のある遊離基を残すことは好ましくないため、イソシアネート化合物のイソシアネート基とアミン化合物のアミノ基とは、略当量となるように配合することが好ましい。
【００４９】
ジウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミンとの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、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、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ト等が挙げられ、モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデジルアミン、アテアリルアミン、オレイルアミン、アニリン、ｐ−トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。ポリウレア系化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミン、ジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネート、モノアミンとしては、ジウレア化合物の生成に用いられるものと同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
【００５０】
基油にウレア系化合物等の増ちょう剤を配合して、上記アルミニウム系添加剤等を配合するためのベースグリースが得られる。ウレア系化合物を増ちょう剤とするベースグリースは、基油中でイソシアネート化合物とアミン化合物とを反応させて作製する。
【００５１】
ベースグリース１００重量部中に占める増ちょう剤の配合割合は、１〜４０重量部、好ましくは、３〜２５重量部配合される。増ちょう剤の含有量が１重量部未満では、増ちょう効果が少なくなり、グリース化が困難となり、４０重量部を超えると得られたベースグリースが硬くなりすぎ、所期の効果が得られ難くなる。
【００５２】
また、アルミニウム系添加剤とともに、必要に応じて公知のグリース用添加剤を含有させることができる。この添加剤として、例えば、有機亜鉛化合物、アミン系、フェノール系化合物等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾールなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレン等の粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、金属スルホネート、多価アルコールエステルなどの防錆剤、有機モリブデンなどの摩擦低減剤、エステル、アルコールなどの油性剤、りん系化合物などの摩耗防止剤等が上げられる。これらを単独または２種類以上組合わせて添加できる。
【００５３】
以上より、上記した構成のプーリ支持軸受、すなわち、プーリ支持軸受の構成部材が上記した寸法関係を有し、内輪軌道面、外輪軌道面および玉の転動面にリン酸金属塩被膜が形成され、内部に封入されるグリース組成物が、上記構成となっているプーリ支持軸受は、接触角の変化および玉のすべり率を小さくしてグリース寿命の低下を防止することができる。そうすると、潤滑不良を抑制して、軌道面の剥離を低減することができる。また、境界潤滑環境下においても、金属摩耗粉の発生を防止することができ、軌道面の剥離を低減することができる。さらに、水素脆性による剥離も低減することができる。したがって、軸受寿命を長くすることができる。
【００５４】
また、上記構成のプーリ支持軸受を採用することにより、軌道面の剥離を低減することができるため、寿命を長くした電磁クラッチを得ることができる。
【００５５】
次に、グリース寿命を測定する試験を行った。図５〜図７を参照して、試験方法および試験結果を説明する。なお、図５および図６は試験装置４１を示す図、図７は試験結果を示すグラフである。
【００５６】
まず、試験装置４１は、駆動プーリ４２と、無端ベルト４３によって駆動プーリ４２と連結された従動プーリ４４と、駆動プーリ４２を回転駆動するモータ４５とを備える。また、従動プーリ４４を支持する軸受として、図１に示すようなプーリ支持軸受１１としての複列アンギュラ玉軸受（以下「本発明品」という）と、比較例としての４点接触単列玉軸受（以下「従来品」という）を使用して試験を行った。
【００５７】
試験条件としては、従動プーリ４４の回転速度を７０００ｒｐｍ、無端ベルト４３の張力等によって軸受に負荷されるラジアル荷重を１４７０Ｎ、オフセット量δを０．５ｍｍ、４ｍｍとする。また、試験時における雰囲気および軸受の温度をヒータにより管理している。
【００５８】
図７を参照して、従動プーリ４４を支持する軸受として本発明品を採用した場合、オフセット量δを４ｍｍとしても５００時間以上の軸受寿命を得られることが確認された。一方従来品を使用した場合、オフセット量δが０．５ｍｍであれば３５０〜５２０時間程度の軸受寿命を得ることができるが、オフセット量δを４ｍｍとすると試験開始直後に保持器が破損した。これにより、図１に示すようなこの発明の一実施形態に係るプーリ支持軸受１１は、プーリに組み込んだ際のオフセット量δがδ≦４ｍｍであれば、長期間にわたって使用可能であることが確認された。
【００５９】
また、リン酸金属塩被膜を形成したものと形成していないものについて、試験を行った。実施例１として、リン酸トリクレシル７．３６ｇを２−プロパノールで希釈して、２００ｍｌのリン酸トリエステル溶液を調製し、この溶液に軸受５１１５（ＮＴＮ社製：スラスト玉軸受、軸受鋼製）の両輪を、溶液温度６０℃で２時間浸漬して、表面にリン酸鉄その他のリン酸金属塩被膜を形成した。
【００６０】
次に、この軸受の軌道面に市販の鉱油系グリース(日本グリース社製：ニグエースＷＲ−Ｓ)を塗布し、以下の試験方法で軸受使用時の油膜の形成状態を調べた。
【００６１】
（ａ）油膜の形成能力試験：実施例１の転がり軸受にスラスト荷重１６．４ｋｇを負荷し、１２００ｒｐｍの速度で６０分間回転させた。そして、回転輪に取り付けた回転軸と固定輪との間の電気抵抗（Ω）（以下、軸受内部抵抗という）を経時的に測定し、結果を図８に示した。ここで、軸受内部抵抗は、潤滑グリースの油膜形成能力が高いほど、油膜が厚くなって増加する。
【００６２】
比較例１として、リン酸金属塩被膜を形成していない軸受５１１５を用い、その軌道面に市販の鉱油系グリース（日本グリース社製：ニグエースＷＲ−Ｓ）を塗布したものを比較例１とし、このものに対して実施例１と全く同様に油膜の形成能力試験を行い、結果を図８に併記した。
【００６３】
図８の結果からも明らかなように、表面にリン酸鉄その他のリン酸金属塩被膜を形成した実施例１は、内部抵抗値（Ω）が４５分経過時まで増加し、その後ほぼ一定値を維持しており、潤滑油膜の形成能力は優れていることが判る。これに対して、比較例１は、潤滑油膜の形成能力に劣っていた。
【００６４】
実施例２として、リン酸トリクレシル７．３６ｇを２−プロパノールで希釈して２００ｍｌのリン酸トリエステルを調製し、この溶液に軸受６２０４（ＮＴＮ社製：ラジアル玉軸受（単列深みぞ玉軸受)、軸受鋼製)の両輪および転動体を溶液温度溶液温度６０℃で２時間浸漬して、表面にリン酸鉄その他のリン酸金属塩被膜を形成した。
【００６５】
次に、この軸受の軌道面に市販の鉱油系グリース(日本グリース社製：ニグエースＷＲ−Ｓ)を０．２３〜０．２５ｇ封入して鉄製の非接触シールを軸受側面に取り付け、以下の試験方法で転がり軸受の寿命を調べた。
【００６６】
（ｂ）転がり軸受の寿命測定試験：実施例２を３個用い、これらの内輪に伝道器付きの回転軸を取り付けてスラスト荷重６．８ｋｇｆを負荷すると共に、回転を止めた外輪に対してラジアル荷重６．８ｋｇｆを負荷し、１５０℃の雰囲気で毎分１００００回転の速度で回転軸を介して内輪を回転した。そして、これら軸受の回転トルクが増大し、回転軸を駆動している電動機の入力電流が制限電流を超過した自転（すなわち、回転トルクが始動トルクの２倍以上となった時）を転がり軸受の寿命（時間）とし、それぞれの結果を図９のグラフに示した。
【００６７】
比較例２として、リン酸金属塩被膜を形成していない軸受６２０４を３個用い、その軌道面に市販の鉱油系グリース(日本グリース社製：ニグエースＷＲ−Ｓ)を同量塗布したものを比較例２とし、このものに対して実施例２と全く同様に転がり軸受の寿命測定試験を行い、それぞれの結果を図９中に併記した。
【００６８】
図９の結果からも明らかなように、軸受の内輪、外輪および転動体の表面にリン酸金属塩被膜を形成した実施例２は、同部品の表面にリン酸金属塩被膜を有しない比較例２よりも、５から１０倍の軸受の寿命（時間）を示した。
【００６９】
次に、上記したグリース組成物の実施例を示す。表１に示した基油の半量に、４，４−ジフェニルメタンジイソシアナート（日本ポリウレタン工業社製商品名のミリオネートＭＴ、以下、ＭＤＩと記す）を表１に示す割合で溶解し、残りの半量の基油にＭＤＩの２倍当量となるモノアミンを溶解した。それぞれの配合割合および種類は表１のとおりである。
【００７０】
ＭＤＩを溶解した溶液を攪拌しながらモノアミンを溶解した溶液を加えた後、１００〜１２０℃で３０分間攪拌を続けて反応させて、ジウレア化合物を基油中に生成させた。
【００７１】
これにアルミニウム系添加剤および酸化防止剤を表１に示す配合割合で加えてさらに１００〜１２０℃で１０分間攪拌した。その後冷却し、三本ロールで均質化し、グリース組成物を得た。
【００７２】
表１において、基油として用いた合成炭化水素油は、４０℃における動粘度３０ｍｍ２／ｓｅｃの新日鉄化学社製商品名のシンフルード６０１を、アルキルジフェニルエーテル油は４０℃における動粘度９７ｍｍ２／ｓｅｃの松村石油社製商品名のモレスコハイルーブＬＢ１００を、それぞれ用いた。また、酸化防止剤は、住友化学社製ヒンダードフェノールを用いた。
【００７３】
得られたグリース組成物の急加減速試験を行った。試験方法および試験条件を以下に示す。また、結果を表１に示す。
【００７４】
＜急加減速試験＞
電装補機の一例であるオルタネータを模擬し、回転軸を支持する内輪回転の転がり軸受に上記グリース組成物を封入し、急加減速試験を行った。急加減速試験条件は、回転軸先端に取り付けたプーリに対する負荷荷重を１９６０Ｎ、回転速度は０〜１８０００ｒｐｍで運転条件を設定し、さらに、試験軸受内に０．１Ａの電流が流れる状態で試験を実施した。そして、軸受内に異常剥離が発生し、振動検出器の振動が設定値以上になって発電機が停止する時間（剥離発生寿命時間、ｈ）を計測した。なお、試験は、５００時間で打ち切った。
【００７５】
比較例３〜５
実施例３に準じる方法で、表１に示す配合割合で、増ちょう剤、基油を選択してベースグリースを調整し、さらに添加剤を配合してグリース組成物を得た。得られたグリース組成物を実施例３と同様の試験を行って評価した。結果を表１に示す。
【００７６】
【表１】
2008163998.tif 000003
【００７７】
表１に示すように、各実施例では、急加減速試験は全て４００時間以上（剥離発生寿命時間）の優れた結果を示した。これは、アルミニウム系添加剤を所定割合で添加したことにより転走面で生じる白色組織変化を伴った特異的な剥離を効果的に防止できたためであると考えられる。
【００７８】
なお、上記の実施形態におけるプーリ支持軸受１１は、隣接する玉１４の間隔を保持する保持器１５を有する例を示したが、これに限ることなく、保持器１５を省略した総ころ軸受であってもよい。
【００７９】
また、上記の実施形態における電磁クラッチ３２は、エンジンとコンプレッサ２１との機械的な連結を制御するために用いられた例を示したが、これに限ることなく、任意の用途に用いることができる。さらに、上記の実施形態におけるプーリ支持軸受１１は、電磁クラッチ３２のプーリ３３を支持するために用いられた例を示したが、これに限ることなく、無段変速機（ＣＶＴ）等の任意の用途に用いることができる。
【００８０】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
この発明は、電磁クラッチ等のプーリを支持する軸受に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】この発明の一実施形態に係るプーリ支持軸受を示す図である。
【図２】図１に示すプーリ支持軸受を採用したコンプレッサを示す図である。
【図３】図２に示す電磁クラッチの非伝達状態を示す図である。
【図４】図２に示す電磁クラッチの伝達状態を示す図である。
【図５】この発明の効果を確認するための試験装置を示す図である。
【図６】図５に示す試験装置の従動プーリの部分拡大図である。
【図７】効果確認試験の結果を示す図である。
【図８】実施例１と比較例１の油膜の形成能力試験の結果を表し、経過時間と電気抵抗値との関係を示す図である。
【図９】実施例２と比較例２の寿命時間を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１１  プーリ支持軸受、１２  内輪、１２ａ  内輪軌道面、１３  外輪、１３ａ  外輪軌道面、１４  玉、１４ａ  転動面、１５  保持器、１６  密封シール、１７  グリース組成物、２１  コンプレッサ、２２  ケーシング、２３  ヘッドケース、２４  シリンダケース、２５  斜板ケース、２６  低圧室、２６ａ  吸入孔、２６ｂ，２７ｂ  弁、２７  高圧室、２７ａ  吐出口、２８  シリンダ、２８ａ  圧縮室、２９  回転軸、２９ａ  ラジアル針状ころ軸受、２９ｂ  スラスト針状ころ軸受、３０  斜板、３０ａ  スライディングシュー、３１  ピストン、３２  電磁クラッチ、３３  プーリ、３３ａ，４３  無端ベルト、３３ｂ  溝、３３ｃ  凹部、３４  ソレノイド、３５  磁性環状板、３５ａ  板ばね、４１  試験装置、４２  駆動プーリ、４４  従動プーリ、４５  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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