(57)【要約】【課題】フッ素系グリースよりもコストダウンが可能で、耐熱性、防錆性に優れ、炭化水素系溶剤の分散性に優れ、基油に鉱油を用いさび止め油で処理した軸受であってもグリース漏れ性に優れる。【解決手段】同心に配置される内輪２および外輪３と、この内輪および外輪間に介在する複数の転動体４と、この転動体の周囲に潤滑グリース５が封入されてなる転がり軸受であって、潤滑グリース５は、パーフルオロポリエーテル油を基油とし、フッ素樹脂粒子を増ちょう剤とするグリースＢと、合成油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤とするグリースＡとを混合してなる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心に配置される内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体の周囲に潤滑グリースが封入されてなる転がり軸受であって、
前記潤滑グリースは、合成油を基油としウレア化合物を増ちょう剤とするグリースＡと、パーフルオロポリエーテル油を基油としフッ素樹脂粒子を増ちょう剤とするグリースＢとを混合してなることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記グリースＡに用いられる合成油は、ポリオールエステル油、アルキルジフェニルエーテル油およびポリオレフィン油から選ばれた少なくとも一つの合成油であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記グリースＡが潤滑グリース全体に対して　３０〜７５重量％混合されてなることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記グリースＡが潤滑グリース全体に対して　３０〜７５重量％混合され、鉱油系錆止め油膜によって撥油しないか、または炭化水素系洗浄剤に分散できることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
【請求項５】
前記潤滑グリースは、油溶性防錆添加剤が該潤滑グリース全体に対して　０．５〜５重量％配合されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項４記載のいずれか一項記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は転がり軸受に関し、特に、高温で使用する自動車などの電装補機および複写機の定着ローラに用いる転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電装補機である電磁クラッチ、オルタネータ、フライホィールダンパは高温になるため、その電装補機に用いる転がり軸受の封入グリースには一般にウレア系グリースが使用されている。さらに２００℃付近の超高温になるファンクラッチに用いられる転がり軸受の封入グリースには、増ちょう剤としてフッ素樹脂粒子を用い、基油にパーフルオロポリエーテル油を用いた耐熱性に優れるフッ素系グリースが使用されている。
また、複写機のヒートローラは熱可塑性樹脂と着色剤からなるトナーを加熱溶融して、圧力により紙面に定着させるため、ローラ軸心にヒータが挿入されており、このヒートローラを支持する転がり軸受は２００℃付近の超高温になる。そのため、ヒートローラを支持する転がり軸受には上記フッ素系グリースが封入されている。
従来、フッ素系グリースとして基油にフッ素油とフッ素油より比重が小さく、フッ素油と混合しない油を含有するグリースを封入した玉軸受（特許文献１参照）や、グリースとして基油に芳香族エステル、ポリフェニルエーテル、アルキル化ポリフェニルエーテル、エステル油、およびペルフルオロ−ポリアルキルエーテル油を用い、増ちょう剤にジカルバミドを用い、その他ＰＴＦＥ、ポリイミドなどの固体潤滑剤と一般的な添加剤を用いたグリース（特許文献２参照）などが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２１８５９号公報　（特許請求の範囲）
【０００４】
【特許文献２】
特表２０００−５１４１０５号公報　（特許請求の範囲）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電装補機は近年、自動車の小型化、軽量化および静粛性向上の要求に伴い、同様の小型化、軽量化およびエンジンルーム内の密閉化が図られている。その一方、装置の性能自体にも高出力、高効率化の要求が増大している。この電装補機に用いる転がり軸受に封入される潤滑グリースもウレア系グリース以上の超高温に耐えるものでなければならないという問題がある。
また、２００℃付近の超高温になるファンクラッチや複写機のヒートローラを支持する転がり軸受の封入グリースには上記フッ素系グリースを用いているが、フッ素系グリースは高価であり、転がり軸受のコストダウンの妨げになるという問題がある。
さらにフッ素系グリースは防錆性が劣り、炭化水素系溶剤に分散しない、基油に鉱油を用いたさび止め油で処理した軸受に封入すると、回転させた初期にグリースが多量に漏れるという問題がある。
【０００６】
上記のフッ素油とフッ素油よりも比重の小さい他の基油とを用いたグリースでは、２００℃付近の超高温条件において使用するには高温耐久性が十分でないという問題がある。
また、上記の基油にフッ素油としてペルフルオロ−ポリアルキルエーテル油を用い、増ちょう剤にウレアとしてジカルバミドを用いたグリースでは、高温耐久性は十分であるが防錆性に劣るという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、フッ素系グリースよりもコストダウンが可能で、耐熱性、防錆性に優れ、炭化水素系溶剤の分散性に優れ、基油に鉱油を用いさび止め油で処理した軸受であってもグリース漏れ性に優れた転がり軸受の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る転がり軸受は、同心に配置される内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体の周囲に潤滑グリースが封入されてなる転がり軸受であって、上記潤滑グリースは、合成油を基油としウレア化合物を増ちょう剤とするグリースＡと、パーフルオロポリエーテル油を基油としフッ素樹脂粒子を増ちょう剤とするグリースＢとを混合してなることを特徴とする。
また、上記グリースＡに用いられる合成油は、ポリオールエステル油、アルキルジフェニルエーテル油およびポリオレフィン油から選ばれた少なくとも一つの合成油であることを特徴とする。
また、上記グリースＡが潤滑グリース全体に対して　３０〜７５重量％混合されてなることを特徴とする。
【０００９】
また、上記グリースＡが潤滑グリース全体に対して　３０〜７５重量％混合され、鉱油系錆止め油膜によって撥油しないか、または炭化水素系洗浄剤に分散できることを特徴とする。
また、上記潤滑グリースは、該潤滑グリース全体に対して油溶性防錆添加剤が０．５〜５重量％配合されてなることを特徴とする。
【００１０】
グリースＡに、耐熱性に優れるグリースＢを混合することにより、耐熱性を向上させながら、潤滑グリースのコストダウンが図れる。また、本発明に係るグリースとすることにより、従来のフッ素系グリースでは使用できなかった炭化水素系溶剤で撥油することなく分散するので、洗浄が容易にできる。また、基油に鉱油を用いたさび止め油で処理した軸受にフッ素系グリースを封入し回転させると、フッ素系グリースは鉱油系さび止め油と撥油して回転開始初期にグリースが多量に漏れる場合があるが、本発明に係る転がり軸受に用いられるグリースは撥油しないため、回転初期のグリース漏れはほとんどなくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明で使用するグリースＢは、パーフルオロポリエーテル油を基油としフッ素樹脂粒子を増ちょう剤とするグリースである。
パーフルオロポリエーテル油は、脂肪族炭化水素ポリエーテルの水素原子をフッ素原子で置換した化合物であれば使用できる。そのようなパーフルオロポリエーテル油を例示すれば、以下の化１および化２で示される側鎖を有するパーフルオロポリエーテルと、化３から化５で示される直鎖状のパーフルオロポリエーテルとがある。これらは単独でもまた混合しても使用できる。ｎ、ｍは整数である。
【００１２】
化１の市販品としてはフォンブリンＹ（モンテジソン社商品名）を、化２の市販品としてはクライトックス（デュポン社商品名）やバリエルタＪオイル（クリーバー社商品名）を、化３の市販品としてはフォンブリンＺ（モンテジソン社商品名）を、化４の市販品としてはフォンブリンＭ（モンテジソン社商品名）を、化５の市販品としてはデムナム（ダイキン社商品名）等をそれぞれ例示できる。
【００１３】
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【化４】
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【化５】
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【００１４】
増ちょう剤であるフッ素樹脂粒子は上記パーフルオロポリエーテル油と親和性が高く、高温安定性、耐薬品性を有する粉末が使用できる。
フッ素樹脂を例示すれば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのパーフルオロ系フッ素樹脂が好ましく、特にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が高温安定性、耐薬品性が優れているため好ましい。
【００１５】
グリースＢは、グリースＢ全体量に対して、パーフルオロポリエーテル油を　５０〜９０重量％、フッ素樹脂粒子を　５０〜１０重量％配合することが好ましい。この範囲の配合とすることにより、軸受封入グリースとして洩れが少なく、長時間トルクを下げられる好ましいちょう度に調整できる。
【００１６】
本発明で使用するグリースＡは、合成油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤とするグリースである。
合成油としては、ポリオールエステル油、アルキルジフェニルエーテル油またはポリオレフィン油をそれぞれ単独で、あるいは相互に混合して使用することができる。
【００１７】
ポリオールエステル油は、炭素数７〜炭素数２２のアルコール類と芳香族トリまたはテトラカルボン酸との芳香族エステル、炭素数７〜炭素数２２の脂肪族カルボン酸類とトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、またはジペンタエリスリトールとのエステル等が挙げられる。
【００１８】
アルキルジフェニルエーテル油は、以下の化６で示されるモノアルキルジフェニルエーテル油、および／または化７で示されるジアルキルジフェニルエーテル油が使用できる。
【化６】
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【化７】
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ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ炭素数８〜炭素数２０のアルキル側鎖であり、一つのフェニル環に結合しているか、あるいは二つのフェニル環にそれぞれ結合している。
これらの中で、耐熱性、蒸発特性を考慮するとアルキル側鎖Ｒ２およびＲ３を有するジアルキルジフェニルエーテル油が好ましい。
【００１９】
ポリオレフィン油は、以下の化８、化９で示される液状のポリオレフィンが使用できる。
【化８】
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ここで、ｎは　４〜１６の整数、ｍは　１〜６の整数である。
【化９】
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ここで、ｎは　１〜８の整数、ｍは　１〜３の整数、ｑは　１〜３の整数、ｐはポリオレフィン油の粘度により異なる整数である。
【００２０】
ポリオレフィン油は、室温で液状を示し、動粘度が１００ｍｍ２／ｓ（４０℃）以上のものが好ましい。１００ｍｍ２／ｓ未満の動粘度であると潤滑グリースとした場合に蒸発損失が大きく長時間での潤滑性が期待できない。
【００２１】
グリースＡに増ちょう剤として配合されるウレア化合物は尿素結合を分子内に２　個有するジウレアが好ましく、以下の化１０で示される。
【化１０】
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ここで、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は、脂肪族基、脂環族基または芳香族基をそれぞれ表す。Ｒ４およびＲ５が脂環族基および／または芳香族基である脂環族ウレア、芳香族ウレアが優れた高温性を有するため好ましい。なお、ウレア化合物の製造方法の一例としては、ジイソシアナート化合物にイソシアナート基当量のアミン化合物を反応させて得られる。
【００２２】
グリースＡは、グリースＡ全体量に対して、合成油を　９５〜７０重量％、ウレア化合物を　５〜３０重量％配合することが好ましい。この範囲の配合とすることにより、軸受封入グリースとしてグリース漏れが少なく、長時間潤滑性の良好なちょう度に調整できる。
【００２３】
グリースＡにグリースＢを混合して本発明に係る潤滑グリースとする場合は、グリースＡが潤滑グリース全体に対して　３０〜７５重量％混合される。グリースＡが　３０重量％未満ではコストダウンが十分でなく、７５重量％をこえると耐熱性の低下が大きくなる。
【００２４】
本発明に係る潤滑グリースは、必要に応じて公知の添加剤を含有させることができる。この添加剤としては、例えば、アミン系、フェノール系、イオウ系、ジチオりん酸亜鉛などの酸化防止剤、塩素系、イオウ系、りん系、ジチオりん酸亜鉛、有機モリブデンなどの極圧剤、ベンゾトリアゾール、亜硝酸ソーダなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤、摩耗抑制剤、清浄分散剤などが挙げられ、特にフッ素系グリースでは使用できなかった防錆性の優れた油溶性防錆添加剤である石油スルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アミン、ソルビタンエステルなどを用いることができ、これらを単独または２種類以上組み合わせて添加できる。油溶性防錆添加剤としてはアミン系防錆添加剤、石油スルホネート系防錆添加剤、ジノニルナフタレンスルホネート系防錆添加剤、ソルビタンエステル系防錆添加剤等が挙げられ、アミン系防錆添加剤が好ましい。配合割合は、潤滑グリース全体に対して　０．５〜５重量％であり、０．５重量％未満では防錆添加剤の効果があらわれず、５重量％をこえると転がり軸受の耐久寿命が低下する。
【００２５】
グリースＡ、Ｂは公知の方法で作製できる。例えば、上記基油に上記増ちょう剤を加えて撹拌した後、ロールミル等を通して半固形状のグリースが得られる。
【００２６】
本発明に係る転がり軸受の一例を図１に示す。図１は小径転がり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を有する内輪２と内周面に外輪転走面を有する外輪３とが同心に配置され、内輪転走面と外輪転走面との間に介在される複数個の転動体４および図示を省略した保持器およびシール部材とにより構成される。少なくとも転動体４の周囲に潤滑グリース５が封入される。
【００２７】
転がり軸受１は、潤滑グリース５封入前に石油ベンジンなどの炭化水素系洗浄剤で洗浄される。または封入前に鉱油系錆止め剤により錆止め処理される。フッ素系グリース単体であると、炭化水素系洗浄剤または鉱油系錆止め剤によりフッ素系グリースが撥油してしまい、グリースが十分に封入できない。しかし、本発明に係る潤滑グリースは混合グリースとすることで炭化水素系洗浄剤等に分散できるので撥油しない。
【００２８】
【実施例】
参考例１：グリース１の作製
グリース全体に対して、パーフルオロポリエーテル油（デュポン社製商品名、クライトックス２４０ＡＣ）　６７重量％に、フッ素樹脂粒子（デュポン社製商品名、ＴＰＬ）　３３重量％を加え撹拌した後、ロールミルに通し、グリースＢである半固形状のグリース１を得た。
【００２９】
参考例２：グリース２の作製
グリース全体に対して、芳香族エステル油（旭電化工業社製商品名、プルーバーＴ９０）８８重量％の半量に　１モルのジイソシアネートを溶かし、残り半量に２　モルのモノアミンを溶かして上記半量の基油に撹拌しながら加えた後、１００〜１２０℃で　３０分間撹拌を続けて反応させ、ウレア化合物（化１０において、Ｒ４およびＲ５がシクロヘキシル基、Ｒ６がジフェニルメタン基である脂環族ウレア）１２　重量％を基油に折出した。その後、ロールミルに通し、グリースＡである半固形状のグリース２を得た。
【００３０】
参考例３：グリース３の作製
グリース全体に対して、アルキルジフェニールエーテル油（松村石油社製商品名、モレスコＬＢ１００、動粘度　９７ｍｍ２／ｓ（ａｔ４０℃））　７７重量％の半量に　１モルのジイソシアネートを溶かし、残り半量に　２モルのモノアミンを溶かして上記半量の基油に撹拌しながら加えた後、１００〜１２０℃で　３０分間撹拌を続けて反応させ、ウレア化合物（化１０において、Ｒ４およびＲ５がシクロヘキシル基、Ｒ６がジフェニルメタン基である脂環族ウレア）　２３重量％を基油に折出した。その後、ロールミルに通し、グリースＡである半固形状のグリース３を得た。
【００３１】
参考例４：グリース４の作製
グリース全体に対して、ポリオレフィン油（三井化学社製商品名、ルーカントＨＣ−２０、動粘度　１５５ｍｍ２／ｓ（ａｔ４０℃））　８２重量％の半量に　１モルのジイソシアネートを溶かし、残りの半量に　２モルのモノアミンを溶かして４上記半量の基油に撹拌しながら加えた後、１００〜１２０℃で　３０分間撹拌を続けて反応させ、ウレア化合物（化１０において、Ｒ４およびＲ５がシクロヘキシル基、Ｒ６がジフェニルメタン基である脂環族ウレア）　１８重量％を基油に折出した。その後、ロールミルに通し、グリースＡである半固形状のグリース４を得た。
【００３２】
参考例５：グリース５の作製
参考例２で得られたグリース２に、グリース全体として　３０重量％のパーフルオロポリエーテル油（デュポン社製商品名、クライトックス２４０ＡＣ）を単体で混合して半固形状のグリース５を得た。
なお、グリース２〜グリース４の体積当りのコストはグリース１のコストを　１．００としたときそれぞれ　０．１程度であり、グリース２〜グリース４の比重はグリース１の比重を　１．９としたときそれぞれ　０．９であり、グリース５の比重は　１．３であった。
【００３３】
実施例１〜実施例７
表１に示す割合でグリースＡおよびグリースＢをそれぞれ混合撹拌して潤滑グリースを得た。実施例１には鉱油をベースにしたアミン系防錆添加剤を添加している。また、実施例６にはＢａスルホネートを、実施例７にはソルビタンエステルをそれぞれ添加している。なお、配合比率はグリース全体に対する重量％である。
得られた潤滑グリースの混和ちょう度、滴点、石油ベンジン（炭化水素系溶剤）への分散性、コストの結果を表１に示す。なお、各潤滑グリースのコストは比較例１のコストを　１．００としたときの相対比で示してある。
【００３４】
また、以下の評価を行なった。結果を表１にまとめて示す。
高温耐久試験：
石油ベンジンでよく洗浄した軸受６２０４ＺＺに全空間容積の　３８％の上記混合グリースを封入して転がり軸受を作製した。得られた転がり軸受を高温耐久試験にて評価した。
高温耐久試験は、ラジアル荷重　６７Ｎ、スラスト荷重　６７Ｎ、回転数　１００００ｒｐｍ、雰囲気温度　２００℃にて軸受を回転させ、過負荷によりモータが停止するまでの時間を測定した。
【００３５】
グリース漏れ試験：
基油に鉱油を用いたさび止め油（日石三菱社製商品名アンチラスト）で処理した軸受６２０４ＬＬＢに全空間容積の　３８％の上記混合グリースを封入して転がり軸受を作製した。得られた転がり軸受をグリース漏れ試験にて評価した。グリース漏れ試験は、スラスト荷重　６７Ｎ、回転数　１００００ｒｐｍ、室温にて軸受を　１０分間回転させ、軸受より漏れたグリース量を調べた。フッ素系グリースを基準として、それより多いか、少ないかで判断した。
【００３６】
炭化水素系溶剤の分散性：
石油ベンジン　２．５重量％と上記混合グリース　９７．５重量％とを室温で混合したとき、相互に分散する場合を○で、分離する場合を×で示した。
【００３７】
防錆性：
石油ベンジンでよく洗浄した軸受３０２０４に全空間容積の　４４％の上記混合グリースを封入して転がり軸受を作製した。得られた転がり軸受をスラスト荷重９８Ｎ、回転数　１８００ｒｐｍ、室温にて慣らし運転させた後、１％食塩水に　１０秒間浸漬させ、４０℃で　４８時間放置した後の錆の観察を行なった。錆の観察は外輪転走面を周方向に　３２等分し、錆の発生した区分を数えパーセントで表した。
【００３８】
比較例１〜比較例５
比較例１〜５のグリースは参考例１〜５で作製したグリースであり、実施例と同一の方法で評価を行なった。結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
表１に示すように、各実施例の潤滑グリースは、グリースのちょう度、滴点はグリースＡと同等であり、また高温耐久性、グリース漏れ性、炭化水素系溶剤の分散性、および防錆性に優れる。さらにグリースＢに比較して低コストを実現できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係る転がり軸受は、転動体の周囲に封入される潤滑グリースがグリースＡとグリースＢとを混合してなるので、潤滑グリースのコストダウンが図れると共に、グリース漏れ性、炭化水素系溶剤の分散性、および防錆性に優れる。このため、炭化水素系溶剤で洗浄した、あるいは錆止め油処理をした転がり軸受であっても回転初期でのグリース漏れ性が向上する。
また、高温耐久性に優れるため、２００℃付近の超高温になる電装補機用軸受や複写機のヒートローラ用転がり軸受に好適である。
【００４２】
本発明に係る潤滑グリースは、グリースＡとグリースＢとを混合してなるので、潤滑グリースのコストダウンが図れると共に、グリース漏れ性、炭化水素系溶剤の分散性、および防錆性に優れる。
特にグリースＡが潤滑グリース全体に対して　３０〜７５重量％混合されてなるので、潤滑グリースのコストダウンを図り、優れた耐熱性を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】小径転がり軸受の断面図である。
【符号の説明】
１　転がり軸受
２　内輪
３　外輪
４　転動体
５　潤滑グリース
【図１】
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