(57)【要約】【課題】高温、高速、高荷重及び高振動下での使用に好適で、優れた焼付き寿命を有し、なおかつ低温での異音の発生を抑えた転がり軸受、並びに前記転がり軸受に好適なグリース組成物を提供する。【解決手段】ジフェニルスルフィドのアルキル置換体を含有する基油に、ポリウレア化合物を増ちょう剤として配合したグリース組成物、並びに前記グリース組成物を封入した転がり軸受。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジフェニルスルフィドのアルキル置換体を含有する基油に、ポリウレア化合物を増ちょう剤として配合したことを特徴とするグリース組成物。
【請求項２】
ジフェニルスルフィドのアルキル置換体が基油全量に対して３０質量％以上含有され、かつポリウレア化合物からなる増ちょう剤がグリース組成物全量に対して５〜４０質量％含有され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】
内輪と外輪との間に複数の転動体を転動自在に保持し、かつ請求項１または２に記載のグリース組成物が封入されていることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に自動車の電装部品、エアコン補機であるオルタネータや中間プーリ、カーエアコン用電磁クラッチ等のような高温、高速、高荷重及び高振動下での使用に好適で、優れた焼付き寿命を有し、なおかつ低温での異音発生を抑えた転がり軸受、並びに前記転がり軸受に適したグリース組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の電装部品、エアコン補機であるオルタネータや中間プーリ、カーエアコン用電磁クラッチ等では、一般に転がり軸受が使用されており、潤滑のためにグリース組成物が封入されている。
【０００３】
一方で、自動車の小型軽量化を目的としたＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ）車の普及により、更には車室空間の拡大の要望により、エンジンルームの容積減少が余儀なくされており、上記した電装部品やエンジン補機の小型軽量化に拍車がかかっている。加えて、これらの部品においても高性能、高出力化が求められている。
【０００４】
しかしながら、小型化による出力低下は避けられず、例えばオルタネータやカーエアコン用電磁クラッチでは、高速化することにより出力の低下分を補っており、それに伴ってアイドラプーリも同様に高速化されて発熱してエンジンルーム内が高温になるため、これらの部品に使用される転がり軸受には高温耐久性も要求されている。更には、静粛性向上のためにエンジンルームの密閉化も進んでおり、エンジンルームの高温化が促進されるため、これらの部品に使用される転がり軸受には、より一層の高温耐久性が必要になってきている。
【０００５】
また、寒冷地では、エンジン起動の際に、潤滑剤の流動性不足に起因して異音が発生することがあり、この低温での異音発生が無いことも同時に要求されており、低温から高温まで広温度範囲での潤滑性が要求されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、高温、高速、高荷重及び高振動下での使用に好適で、優れた焼付き寿命を有し、なおかつ低温での異音の発生を抑えた転がり軸受、並びに前記転がり軸受に好適なグリース組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ジフェニルスルフィドのアルキル置換体を含有する基油に、ポリウレア化合物を増ちょう剤として配合したことを特徴とするグリース組成物、並びに内輪と外輪との間に複数の転動体を転動自在に保持し、かつ前記グリース組成物が封入されていることを特徴とする転がり軸受を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【０００９】
（グリース組成物）
本発明のグリース組成物の基油は、ジフェニルスルフィドのアルキル置換体を含有する。ジフェニルスルフィドのアルキル置換体としては、下記一般式（Ｉ）で表されるものが好ましい。
【００１０】
【化１】
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【００１１】
式中、Ｒ１及びＲ２は炭素数１０〜２０の炭化水素基であり、Ｒ１及びＲ２は互いに同一であっても異なるものであってもよい。また、ｍ、ｎは、１≦（ｍ＋ｎ）≦４を満たす０以上の整数を示す。特に、一般式（Ｉ）においてＲ１及びＲ２が炭素数１２または１４の炭化水素基であるジフェニルスルフィドのアルキル置換体が好ましい。
【００１２】
耐熱性に優れた基油としてポリフェニルエーテル、シリコーン油、フッ素油等が知られているが、ポリフェニレンエーテル油、フッ素油は非常に高価であり、シリコーン油は一般に潤滑性が悪いという欠点を有する。これに対し、本発明で用いるジフェニルスルフィドのアルキル置換体は、安価でありながらも耐熱性、潤滑性に優れ、更には耐酸化性、耐摩耗性にも優れるという利点を有する。
【００１３】
ジフェニルスルフィドのアルキル置換体は、単独で基油を構成することができるが、基油全量の３０質量％以上、好ましくは４０質量％以上を占めるように他の潤滑油と混合してもよい。ジフェニルスルフィドのアルキル置換体の含有量が基油全量の３０質量％未満になると、耐熱性、潤滑性、耐酸化性、耐摩耗性といった特性が十分に発現しなくなるおそれがある。
【００１４】
混合に使用する潤滑油としては、耐熱性及び耐酸化性に優れた潤滑油が好ましく、具体的には合成炭化水素油、エーテル油、エステル油が好適である。尚、合成炭化水素油としてはポリα−オレフィン油等を例示でき、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例示でき、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例示できる。これらの潤滑油は、単独でもよく、複数種を組み合わせて使用してもよい。また、高温、高速、高荷重及び高振動下での潤滑性能及び焼付き寿命の向上、更には極低温での異音発生の抑制を考慮すると、エステル油、特にペンタエリスリトールエステルやジペンタエリスリトールエステル等のポリオールエステル油、芳香族エステル油及び合成炭化水素油が好ましい。
【００１５】
上記の如く構成される基油は、低温での軸受起動トルクを低減させる上で、４０℃における動粘度で２０〜２００ｍｍ２／ｓ、特に４０〜１５０ｍｍ２／ｓであることが好ましく、他の潤滑油との組み合わせによりこの動粘度範囲に調整する。
【００１６】
一方、増ちょう剤として用いられるポリウレア化合物としては、ジウレア、トリウレア、テトラウレアあるいはそれ以上のポリウレア化合物が使用できるが、特に下記一般式（ＩＩ）で表されるジウレア化合物が好ましい。
Ｒ３−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ４−ＨＮＯＣＨＮ−Ｒ５　・・・（ＩＩ）
【００１７】
式中、Ｒ４は炭素数６〜１５の芳香族系炭化水素基を表し、Ｒ３、Ｒ５は炭化水素基または縮合炭化水素基を表し、同一でも異なっていてもよい。また、Ｒ３、Ｒ５において、炭化水素基は脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基の何れでもよく、縮合炭化水素基の炭素数は好ましくは９〜１９である。
【００１８】
上記一般式（ＩＩ）で表されるジウレア化合物は、基油中で、Ｒ４を骨格中に含むジイソシネート１モルに対し、Ｒ３またはＲ５を骨格中に含むモノアミンを合計で２モルの割合で反応させることにより得られる。
【００１９】
Ｒ４を骨格中に含むジイソシネートとしては、ジフェニルメタンジイソアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ビフェニレンジイソシアネート、ジメチルジフェニレンジイソシアネート、あるいはこれらのアルキル置換体等を好適に使用できる。
【００２０】
Ｒ３またはＲ５として炭化水素基を骨格中に含むモノアミンとしては、アニリン、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、トルイジン、ドデシルアニリン、オクタデシルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、ノニルアミン、エチルヘキシルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ノナデシルアミン、エイコデシルアミン、オレイルアミン、リノレイルアミン、リノレニルアミン、メチルシクロヘキシルアミン、エチルシクロヘキシルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジエチルシクロヘキシルアミン、ブチルシクロヘキシルアミン、プロピルシクロヘキシルアミン、アミルシクロヘキシルアミン、シクロオクチルアミン、ベンジルアミン、ベンズヒドリルアミン、フェネチルアミン、メチルベンジルアミン、ビフェニルアミン、フェニルイソプロピルアミン、フェニルヘキシルアミン等を好適に使用できる。
【００２１】
Ｒ３またはＲ５として縮合炭化水素基を骨格中に含むモノアミンとしては、アミノインデン、アミノインダン、アミノ−１−メチレンインデン等のインデン系アミン化合物、アミノナフタレン（ナフチルアミン）、アミノメチルナフタレン、アミノエチルナフタレン、アミノジメチルナフタレン、アミノカダレン、アミノビニルナフタレン、アミノフェニルナフタレン、アミノベンジルナフタレン、アミノジナフチルアミン、アミノビナフチル、アミノ−１，２−ジヒドロナフタレン、アミノ−１，４−ジヒドロナフタレン、アミノテトラヒドロナフタレン、アミノオクタリン等のナフタレン系アミノ化合物、アミノペンタレン、アミノアズレン、アミノヘプタレン等の縮合二環系アミン化合物、アミノフルオレン、アミノ−９−フェニルフルオレン等のアミノフルオレン系アミン化合物、アミノアントラセン、アミノメチルアントラセン、アミノジメチルアントラセン、アミノフェニルアントラセン、アミノ−９，１０−ジヒドロアントラセン等のアントラセン系アミン化合物、アミノフェナントレン、アミノ−１，７−ジメチルフェナントレン、アミノレテン等のフェナントレン系アミン化合物、アミノビフェニレン、アミノ−ｓ−インダセン、アミノ−ａｓ−インダセン、アミノアセナフチレン、アミノアセナナフテン、アミノフェナレン等の縮合三環系アミン化合物、アミノナフタセン、アミノクリセン、アミノピレン、アミノトリフェニレン、アミノベンゾアントラセン、アミノアセントリレン、アミノアセアントレン、アミノアセフェナントリレン、アミノアセフェナントレン、アミノフルオランテン、アミノプレアデン等の縮合四環系アミン化合物、アミノペンタセン、アミノペンタフェン、アミノピセン、アミノペリレン、アミノジベンゾアントラセン、アミノベンゾピレン、アミノコラントレン等の縮合五環系アミン化合物、アミノコロネン、アミノピラントレン、アミノビオラントレン、アミノイソビオラントレン、アミノオバレン等の縮合多環系（六環以上）アミン化合物等が好適に用いられる。
【００２２】
上記ポリウレア化合物からなる増ちょう剤は、グリース組成物全量の５〜４０質量％となるように配合される。配合量が５質量％未満ではグリース状態を維持するのが困難となり、４０質量％を超える場合にはグリースが硬化し過ぎて十分な潤滑効果を発揮することができなくなる。より高温、高速、高荷重及び高振動下での使用を可能にすることを考慮すると、高温、高せん断によるグリースの軟化、また潤滑効果を勘案し、増ちょう剤の配合量は１０〜３０質量％とすることが好ましい。
【００２３】
また、本発明のグリース組成物においては、その各種性能を更に向上させるために、所望により種々の添加剤を添加してもよい。添加剤としては、制限されるものではないが、アミン系、フェノール系、硫黄系、ジチオリン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸亜鉛等の酸化防止剤、スルフォン酸金属塩、エステル系、アミン系、ナフテン酸金属塩、コハク酸誘導体等の防錆剤、リン系、ジチオリン酸亜鉛、有機モリブデン等の極圧剤、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剤等を単独で、もしくは適宜組み合わせて用いることができる。尚、これら添加剤の添加量は、本発明の目的を損なわない範囲であれば特に制限されるものではない。
【００２４】
また、本発明のグリース組成物の混和ちょう度は、ＮＬＧＩ　Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３が好ましい。
【００２５】
（転がり軸受）
本発明はまた、上記のグリース組成物を封入した転がり軸受を提供する。但し、転がり軸受は、例えば図１に示すような玉軸受１を例示することができる。即ち、内輪１０と外輪１１との間に、保持器１２を介して複数の転動体である玉１３を転動自在に保持し、更に内輪１０、外輪１１及び玉１３で形成される軸受空間Ｓに上記のグリース組成物（図示せず）を所定量封入し、シール１４で封止して構成される。
【００２６】
本発明の転がり軸受は、封入したグリース組成物が上記の如く高温、高速、高荷重及び高振動下でも良好な潤滑効果を発揮するため、特に自動車の電装部品、エアコン補機であるオルタネータや中間プーリ、カーエアコン用電磁クラッチ等での使用に好適である。
【００２７】
【実施例】
以下、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。
【００２８】
（実施例１〜７、比較例１〜３）
表１に示す如く基油に増ちょう剤を配合し、試験グリースを調製した。尚、各試験グリースとも増ちょう剤の配合量は一定とし、更に一定量の酸化防止剤及び防錆剤を添加してある。また、実施例における試験グリースの調製方法の一例を示すと以下のとおりである。
【００２９】
即ち、ジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネートを、基油であるジフェニルスルフィドのアルキル置換体に溶解させた後、７０℃程度に加熱しながら、同一の基油にステアリルアミンを溶解したものと、同一の基油にシクロヘキシルアミンを溶解したものとを加え、攪拌して反応させ、その後１３０℃まで加熱して反応を修了させ、酸化防止剤及び防錆剤を所定量加え、ミル処理及び脱泡処理を行うことで、試験グリースを得た。
【００３０】
そして、各試験グリースを下記に示す（１）焼付き試験、（２）低温異音試験及び（３）蒸発減量試験に供した。
【００３１】
（１）焼付き試験
図１に示す構造を有し、内径φ２５ｍｍ、外径φ６２ｍｍ、幅１７ｍｍの接触ゴムシール付き深溝玉軸受に、軸受空間（Ｓ）の３０容積％を占めるように試験グリースを封入して試験軸受を作製した。試験は、図２に示す試験装置を用いて行った。図示される試験装置は、回転用シャフト２０を一対の支持用軸受２２，２２で支持し、その中間部に試験軸受２１を装着し、更に全体を所定温度に維持できるように恒温容器（図示せず）に収容する構成となっている。試験は、シャフト２０を回転させて試験軸受２１を内輪回転速度１００００ｍｉｎ−１、軸受外輪温度１８０℃、ラジアル荷重１４７０Ｎ、アキシアル荷重９８Ｎの条件で連続回転させ、焼付きが生じて軸受外輪温度が１９５℃以上に上昇したとき、及び回転トルクが急上昇した場合に試験を終了し、それまでの時間を測定した。試験は各４例行い、比較例１の試験グリースを封入した試験軸受の焼付き時間を１とした相対値にて結果を表１に併記した。
【００３２】
（２）低温異音試験
上記焼付き試験で用いたものと同一の試験軸受を作製し、同一の試験装置を用いて内輪回転速度１８００ｍｉｎ−１、軸受外輪温度−２０℃、アキシアル荷重９８Ｎの条件で試験軸受を連続回転させ、異音の発生の有無を確認した。結果を表１に併記した。
【００３３】
（３）蒸発減量試験
試験グリースを１５ｍｇ採取し、熱重量分析（ＴＧＡ）により、１６０℃で１２時間保持したときの減量を測定した。結果を表１に併記した。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１から明らかなように、本発明に従い、ジフェニルスルフィドのアルキル置換体を含有する基油に、ポリウレア化合物を増ちょう剤として配合したグリース組成物は、軸受の焼付き寿命を向上させ、低温での異音を発生することも無く，基油の蒸発量も少なく潤滑性能を長期にわたり維持できることがわかる。これに対し、基油がジフェニルスルフィドのアルキル置換体を含有しない比較例１の試験グリースでは、焼付き寿命及び基油の蒸発が多く、軸受の耐久性を向上させる効果は少ない。また、増ちょう剤がポリウレア化合物ではない比較例２の試験グリースでは、基油の蒸発量がやや多く、焼付き寿命が特に悪くなっている。また、基油及び増ちょう剤とも本発明を満足しない比較例３の試験グリースでは、焼付き寿命も短く、低温での異音も発生し、更には基油の蒸発も多く、総合的な潤滑性能に劣っている。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のグリース組成物を封入することにより、軸受の焼付き寿命を向上させ、低温での異音の発生を抑えることができ、特に高温、高速、高荷重及び高振動下での使用に好適な転がり軸受が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転がり軸受の一実施形態を示す断面図である。
【図２】実施例において、付き寿命試験及び低温異音試験に用いた試験装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１　玉軸受
１０　内輪
１１　外輪
１２　保持器
１３　玉
１４　シール
【図１】
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【図２】
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