(57)【要約】      （修正有）【課題】−４０℃程度の低温から２００℃近い高温にわたり優れた潤滑性を示すグリース組成物、並びに前記グリース組成物を封入してなり、前記温度域において良好に作動し、２００℃近い高温でも長寿命となる転動装置を提供する。【解決手段】２個の分岐アルキル側鎖を有するジフェニルエーテル油を基油全量の５０質量％以上の割合で含む基油と、増ちょう剤とを含むグリース組成物、並びに前記グリース組成物を封入してなる転動装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ）で表される分岐アルキル側鎖ジフェニルエーテル油を基油全量の５０質量％以上の割合で含む基油と、増ちょう剤とを含むことを特徴とするグリース組成物。
【化１】
2007084779.tif 000010
〔（Ｉ）式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の１つは水素原子であり、残りの２つは同一又は異なる分岐アルキル基である。〕
【請求項２】
一般式（II）で表される直鎖アルキル側鎖ジフェニルエーテルを含むことを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。
【化２】
2007084779.tif 000011
〔（II）式中、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６の１つは水素原子であり、残りの２つは同一又は異なる直鎖アルキル基である。〕
【請求項３】
前記基油は、４０℃における動粘度が２０〜５００ｍｍ２／ｓであることを特徴とする請求項１または２記載のグリース組成物。
【請求項４】
混和ちょう度が２２０〜３８５であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のグリース組成物。
【請求項５】
内方部材と、外方部材と、前記内方部材と前記外方部材との間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材と前記外方部材との間に形成され前記転動体が内設された空隙部内に、請求項１〜４の何れか１項に記載のグリース組成物を充填したことを特徴とする転動装置。
【請求項６】
車両の燃料噴射制御装置に組み込まれることを特徴とする請求項５記載の転動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、オルタネータ、電磁クラッチ等の自動車電装部品、アイドラプーリ等の自動車エンジン補機、アイドル回転数制御装置、排気ガス再循環装置、電子スロットル制御装置等の燃料噴射制御装置等の高温高速で使用される機器の回転部位や補動部位に好適な転動装置、並びに前記転動装置に封入されるグリース組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車は小型軽量化や、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いる。加えて、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、上記各部品は高温に耐えられることも重要となっている。従来、１３０〜１５０℃の軸受温度で使用されてきたが、近年では１６０〜１８０℃の高温下でも耐え得るような軸受が必要とされてきている。
【０００３】
従来、１６０℃以下の軸受では、例えばジフェニルエーテルにα−オレフィンを付加させた直鎖アルキル側鎖ジフェニルエーテル系潤滑油を配合したグリースを封入することで対応してきた（例えば、特許文献１，２参照）。しかし、これらのグリースも、１６０℃以上の高温下では早期に焼付きを生じるため、耐熱性のより高いグリースが必要とされる。また、低温特性においても、−４０℃程度の極低温環境下では流動性が不足し、軸受での異音発生が発生する恐れがある。
【０００４】
耐熱性及び低温性の改善のため、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を増ちょう剤に配合し、パーフルオロポリエーテル油を基油としたフッ素系グリースを封入することにより、１６０℃以上の環境下でも使用可能な軸受となることが知られている。しかし、フッ素系グリースは、一般的なグリースに配合される添加剤を添加することが難しく、潤滑性、防錆性および金属腐食性能に劣る傾向がある。更に、フッ素系グリースは、合成系グリースに比べて５〜２０倍程度高価であるという問題もある。
【０００５】
また、ウレア系グリースにフッ素油を配合して耐熱性を向上させたグリース組成物も知られている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、ウレア系グリースの基油である鉱油又は合成油はフッ素油との親和性が乏しいので、前記グリース組成物は離油度が大きく、高速で回転する部品用の軸受には不適であるという問題があった。
【０００６】
更に、アイドル回転数制御装置や排気ガス再循環装置、電子スロットル制御装置等の自動車の燃料噴射制御装置に使用される転がり軸受でも、同様に高温耐久性に対する要求が高い。更に、この燃料噴射制御装置用転がり軸受では、低温トルク性能も要求されている。そのため、従来では、潤滑剤として、リチウム石けん−エステル油系グリースやウレア−合成炭化水素油系グリース等を封入しており、合成油を基油に用いることで高温耐久性や低温トルク性能を満たしてきた。また、低温トルク性能の要求が特に強い場合には、エステル油やフッ素油といった潤滑油を使用して性能をカバーしてきている。
【０００７】
しかしながら、近年、上記燃料噴射制御装置に使用される転がり軸受に対する性能要求が厳しくなってきており、例えば排気ガス再循環装置では、エンジンの排気ガスに含まれるＮＯｘをより低減するために、燃焼直後の排気ガスを再循環させており、そこに使用される転がり軸受は２００℃近い高温下に置かれている。それに伴い、従来封入されてきたリチウム石けん−エステル油系グリースやウレア−合成炭化水素油系グリース、あるいはエステル油やフッ素油といった潤滑油では、高温耐久性を維持できなくなってきている。このような観点から、本出願人は先に、直鎖構造を持つパーフルオロポリエーテル油からなる特定粘度の基油に、増ちょう剤としてフッ素樹脂粒子を配合したグリースを封入した転がり軸受を提案している（特許文献４参照）。
【０００８】
【特許文献１】特許第２７６４７２４号公報
【特許文献２】特許第２９６５７９４号公報
【特許文献３】特開平１１−１８１４６５号公報
【特許文献４】特開２０００−１１９６７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、−４０℃程度の低温から２００℃近い高温にわたり優れた潤滑性を示すグリース組成物、並びに前記グリース組成物を封入してなり、前記温度域において良好に作動し、２００℃近い高温でも長寿命となる転動装置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】
【００１０】
上記の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動装置を提供する。
（１）一般式（Ｉ）で表される分岐アルキル側鎖ジフェニルエーテル油を基油全量の５０質量％以上の割合で含む基油と、増ちょう剤とを含むことを特徴とするグリース組成物。
【００１１】
【化３】
2007084779.tif 000002
【００１２】
〔（Ｉ）式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の１つは水素原子であり、残りの２つは同一又は異なる分岐アルキル基である。〕
（２）一般式（II）で表される直鎖アルキル側鎖ジフェニルエーテルを含むことを特徴とする上記（１）記載のグリース組成物。
【００１３】
【化４】
2007084779.tif 000003
【００１４】
〔（II）式中、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６の１つは水素原子であり、残りの２つは同一又は異なる直鎖アルキル基である。〕
（３）前記基油は、４０℃における動粘度が２０〜５００ｍｍ２／ｓであることを特徴とする上記（１）または（２）記載のグリース組成物。
（４）混和ちょう度が２２０〜３８５であることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載のグリース組成物。
（５）内方部材と、外方部材と、前記内方部材と前記外方部材との間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記内方部材と前記外方部材との間に形成され前記転動体が内設された空隙部内に、上記（１）〜（４）の何れか１項に記載のグリース組成物を充填したことを特徴とする転動装置。
（６）車両の燃料噴射制御装置に組み込まれることを特徴とする上記（５）記載の転動装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のグリース組成物は、分岐アルキル側鎖ジフェニルエーテル油を基油全量の５０質量％以上含む基油を用いることで、低温特性及び高温特性が大きく改善され、このグリース組成物を封入した転動装置は、−４０℃程度の低温から２００℃近い高温にわたり良好に作動し、長寿命となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１７】
本発明のグリース組成物において、基油は、一般式（Ｉ）で表される分岐アルキル側鎖ジフェニルエーテル油を基油全量の５０質量％以上の割合で含む。
【００１８】
【化５】
2007084779.tif 000004
【００１９】
（Ｉ）式において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の１つは水素原子であり、残りの２つは同一又は異なる分岐アルキル基である。分岐アルキル基において、炭素数は１０〜２６ガ好ましく、より好ましくは１２〜２４である。炭素数が２６より多い分岐アルキル基では、流動点が高まり低温での流動性が乏しくなり使用上問題になる。また、炭素数が１０未満の分岐アルキル基では、蒸発量が大きくなり使用上問題となる。
【００２０】
分岐アルキル基の中では、それぞれ分岐しているデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等が好ましい。
【００２１】
また、基油は、一般式（II）で表される直鎖アルキル側鎖ジフェニルエーテルを併用してもよい。
【００２２】
【化６】
2007084779.tif 000005
【００２３】
（II）式において、Ｒ４、Ｒ５及びＲ６の１つは水素原子であり、他の２つは好ましくは炭素数８〜２０、さらに好ましくは炭素数１２〜１４の直鎖アルキル基である。炭素数が２０より多い直鎖アルキル基では、流動点が高まり低温での流動性が乏しくなり使用上問題になる。また、炭素数が８未満の直鎖アルキル基では、蒸発量が大きくなり使用上問題となる。
【００２４】
また、基油は、直鎖アルキル側鎖ジフェニルエーテル以外の潤滑油を混合してもよい。その他の潤滑油としては、エステル系合成油、ポリαオレフィン油の少なくとも一方を使用することが好ましい。エステル系合成油としては、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート等のジエステル、トリメチロールプロパンカプリレート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート等のポリオールエステルやトリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート等のトリメリット酸エステル、テトラオクチルピロメリテート等のピロメリット酸エステルの芳香族エステル油が挙げられる。ポリαオレフィン油は、下記一般式（III）または（IV）で表されるものが好ましい。
ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ＝ＣＨ２      （III）
Ｈ−（ＣＨ２−ＣＨＲ７）ｍ−Ｈ        （IV）
【００２５】
（III）式中のｎは５〜９の整数であり、好ましくはｎ＝８である。（IV）式中のＲ７はアルキル基であり、分子中に２種以上の異なるアルキル基が混在してもよいが、全てｎ−オクチル基であることが好ましい。また、ｍは３〜８の整数である。
【００２６】
また、基油は、４０℃における動粘度が２０〜５００ｍｍ２／ｓであることが好ましい。４０℃における動粘度が５００ｍｍ２／ｓを超えると、転動装置のトルクが上昇しすぎるとともに、低温での流動性が不十分となって転動装置を低温下で起動する際に異音が発生するおそれがある。また、４０℃における動粘度が２０ｍｍ２／ｓ未満では、蒸発損失や潤滑性の問題が懸念され、例えば高温において軸受の回転中に軌道面と転動体との金属接触を避けるのに十分な潤滑油膜の形成が困難となるおそれがある。このような点から、基油の４０℃における動粘度は３０〜４００ｍｍ２／ｓがより好ましい。
【００２７】
増ちょう剤は、上記の基油中にコロイド状に分散して、基油を半固体または固体状にする物質であれば制限無く使用することができる。このような増ちょう剤としては、例えば、リチウム石鹸系、カルシウム石鹸系、ナトリウム石鹸系、アルミニウム石鹸系、リチウムコンプレックス石鹸系、カルシウムコンプレックス石鹸系、ナトリウムコンプレックス石鹸系、バリウムコンプレックス石鹸系、アルミニウムコンプレックス石鹸系の金属石鹸、ベントナイト系、クレイ系の無機化合物、モノウレア系、ジウレア系、トリウレア系、テトラウレア系、ウレタン系、ナトリウムテレフタラメート系の有機化合物等が挙げられる。これらの中でも、ウレア系が好適に用いることができる。これらの増ちょう剤は、それぞれ単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用することもできる。
【００２８】
増ちょう剤の含有量は、グリース全量の３〜４０質量％であり、好ましくは５〜２５質量％の割合で基油中に分散される。３質量％より少ないとグリース状態を維持することは困難となり、また、４０質量％より多くなるとグリース組成物が硬くなりすぎて十分な潤滑状態を発揮することができない。
【００２９】
ちょう度は、混和ちょう度で２２０〜３９５の範囲が好ましく、より好ましくは２６５〜３５０の範囲である。混和ちょう度が２２０より小さいとグリース組成物が硬くなりすぎて十分な潤滑効果が期待できず、３９５より大きいとグリース組成物が軟らかすぎて軸受から漏洩する恐れがある。
【００３０】
前記グリース組成物には、その各種性能をさらに向上させるため、所望により種々の添加剤を混合してもよい。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；アルカリ金属およびアルカリ土類金属等の有機スルフォン酸塩、アルキル、アルケニルこはく酸エステル等のアルキル、アルケニルこはく酸誘導体、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；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化剤等を、単独又は２種以上混合して添加することができる。なお、これら添加剤の添加量は、本発明の目的を損なわない程度であれば特に限定されるものではない。
【００３１】
尚、グリース組成物の製造方法は、特に限定されるものではない。
【００３２】
上記のグリース組成物は、後述する実施例にも示すように、適用部位において、−４０℃程度の低温から２００℃近い高温まで優れた潤滑性能を示す。そのため、例えば、オルタネータ、電磁クラッチ等の自動車電装部品、アイドラプーリ等の自動車エンジン補機、アイドル回転数制御装置、排気ガス再循環装置、電子スロットル制御装置等の燃料噴射制御装置等のように、高温高速下で使用される機器の回転部分や摺動部分に好適に使用できる。
【００３３】
本発明はまた、上記のグリース組成物を封入してなる転動装置に関する。転動装置の種類としては、転がり軸受、ボールねじ、リニアガイド装置、直動ベアリング等が挙げられる。
【００３４】
図１は、転動装置の一実施形態である玉軸受の構造を示す縦断図面である。この玉軸受１は、内方部材である内輪１０と、外方部材である外輪１１と、内輪１０と外輪１１との間に転動自在に配設された複数の玉１３と、複数の玉１３を保持する保持器１２と、外輪１１に取り付けられた接触形のシール１４、１４と、で構成されている。また、内輪１０と外輪１１とシール１４、１４とで囲まれた軸受空間には、上記のグリース組成物Ｇが充填され、シール１４により玉軸受１内に密封されている。そして、グリース組成物Ｇにより、前記両輪１０、１１の軌道面と玉１３との接触面が潤滑される。
【００３５】
尚、転がり軸受としては、玉軸受の他にも、例えば、アンギュラ玉軸受、自動調心玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、針状ころ軸受、自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受、スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受が挙げられ、同様に上記のグリース組成物が封入される。
【００３６】
また、その他の転動装置において、内方部材とは、ボールねじの場合にはねじ軸、同じくリニアガイド装置の場合には案内レール、同じく直動ベアリングの場合には軸をそれぞれ意味する。また、外方部材とは、ボールねじの場合にはナット、同じくリニアガイドの場合にはスライダ、同じく直動ベアリングの場合には外筒をそれぞれ意味する。そして、これらの転動装置にも同様に、上記のグリース組成物が封入される。
【実施例】
【００３７】
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、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１〜５、比較例１〜２）
表１及び表２に示すとおり、基油組成の異なるウレア系グリースを調製し、試験グリースとした。また、各試験グリースには、添加剤として、グリース組成物全体の２質量％のアミン系酸化防止剤と、１質量％のカルシウムスルフォネート系防錆剤と、０．０５質量％のベンゾトリアゾール系金属不活性化剤とを添加してある。
【００３９】
尚、各試験グリースにおいて、基油及び増ちょう剤の含有量は、基油と増ちょう剤の合計量を１００とした場合の値であって、上記添加剤については考慮されていない。また、基油の種類の欄に記載された数値は、基油全体における各成分の量比（質量％）を示している。
【００４０】
上記各試験グリースを用いて、下記の焼付性試験を行った。結果を表１及び表２に示す。
・焼付性試験
内径８ｍｍ、外径２２ｍｍ、幅７ｍｍの鉄シールド付き深みぞ玉軸受（図１とほぼ同様の構造である）に、各試験グリースを軸受空間容積の５０％を占めるように充填し、図２に示すようなＡＳＴＭ  Ｄ１７４１の軸受寿命試験機に類似の試験機に装着した。そして、軸受温度１８０℃、アキシアル荷重９８Ｎの条件下で３０００ｍｉｎ−１の回転速度で内輪回転させ（その他の条件はＡＳＴＭ  Ｄ１７４１に準拠した）、焼付が生じて外輪の温度が１９０℃以上に上昇するまでの時間（焼付き時間）を計測した。結果は、比較例２の焼付き時間を１として相対値で示してある。
【００４１】
【表１】
2007084779.tif 000006
【００４２】
【表２】
2007084779.tif 000007
【００４３】
表記のように、本発明に従う実施例１〜５の各試験グリースを封入することで、良好な焼付寿命が得られる。
【００４４】
（実施例６〜１０、比較例３〜５）
表３及び表４に示すとおり、基油組成の異なるウレア系グリースを調製し、試験グリースとした。また、各試験グリースには、添加剤として、グリース組成物全体の２質量％のアミン系酸化防止剤と、１質量％のカルシウムスルフォネート系防錆剤と、０．０５質量％のベンゾトリアゾール系金属不活性化剤とを添加してある。
【００４５】
尚、各試験グリースにおいて、基油及び増ちょう剤の含有量は、基油と増ちょう剤の合計量を１００とした場合の値であって、上記添加剤については考慮されていない。また、増ちょう剤の種類及び基油の種類の欄に記載された数値は、増ちょう剤及び基油全体における各成分の量比（質量％）を示している。
【００４６】
上記各試験グリースを用いて、以下の試験を行った。結果を表３及び表４に示す。
（１）焼付性試験
内径８ｍｍ、外径２２ｍｍ、幅７ｍｍの鉄シールド付き深みぞ玉軸受（図１とほぼ同様の構造である）に、各試験グリースを軸受空間容積の５０％を占めるように充填し、図２に示すようなＡＳＴＭ  Ｄ１７４１の軸受寿命試験機に類似の試験機に装着した。そして、軸受温度１８０℃、アキシアル荷重９８Ｎの条件下で３０００ｍｉｎ−１の回転速度で内輪回転させ（その他の条件はＡＳＴＭ  Ｄ１７４１に準拠した）、焼付が生じて外輪の温度が１９０℃以上に上昇するまでの時間（焼付き時間）を計測した。結果は、比較例４の焼付き時間を１として相対値で示してある。
（２）低温トルク試験
内径８ｍｍ、外径２２ｍｍ、幅７ｍｍの鋼シール付き深溝玉軸受（図１とほぼ同様の構造であるが、保持器はプレス保持器である）に、各試験グリースを軸受空間容積の３０％を占めるように充填した。この玉軸受を−４０℃の高温槽内に４時間入れた後、内輪を１００ｍｉｎ−１の回転速度で１０分間回転させ、回転時の玉軸受の動トルクを測定した。結果は、動トルク値が２０Ｎ・ｃｍ以下である場合を◎印、２０Ｎ・ｃｍ超過且つ２５Ｎ・ｃｍ以下である場合を○印、２５Ｎ・ｃｍ超過である場合を×印で示してある。
【００４７】
【表３】
2007084779.tif 000008
【００４８】
【表４】
2007084779.tif 000009
【００４９】
表記のように、本発明に従う実施例６〜１０の各試験グリースを封入することで、良好な焼付寿命及び低温特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る転動装置の一実施形態である玉軸受の構造を示す縦断面図である。
【図２】実施例において焼付性試験に用いた軸受寿命試験機の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    玉軸受
１０  内輪
１１  外輪
１３  玉
Ｇ    グリース組成物
【図１】
2007084779.tif 000012
【図２】
2007084779.tif 000013