(57)【要約】【課題】ｄｍｎ値が１００万を超え、最大接触面圧が１ＧＰａ以上となるような超高速高荷重下でも十分に良好な潤滑性を長期間維持できるグリース組成物、並びに転がり軸受を提供する。【解決手段】球回転直径と回転数との積（ｄｍｎ値）が１００万を超え、最大接触面圧が１ＧＰａ以上となる高速高荷重工作機械用転がり軸受の潤滑に使用されるグリース組成物であって、アルキルジフェニルエーテル油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤とし、更に添加剤としてジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛を含有するグリース組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
球回転直径と回転数との積（ｄｍｎ値）が１００万を超え、最大接触面圧が１ＧＰａ以上となる高速高荷重工作機械用転がり軸受の潤滑に使用されるグリース組成物であって、
アルキルジフェニルエーテル油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤とし、更に添加剤としてジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛を含有することを特徴とするグリース組成物。
【請求項２】
アルキルジフェニルエーテル油の４０℃における動粘度が１０〜２５０ｍｍ２／ｓであ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】
ウレア化合物が脂肪族脂環式ウレア化合物及び芳香族ウレア化合物の少なくとも１種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】
球回転直径と回転数との積（ｄｍｎ値）が１００万を超え、最大接触面圧が１ＧＰａ以上となり、かつ、請求項１〜３の何れか１項に記載のグリース組成物で潤滑されることを特徴とする高速高荷重工作機械用転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｄｍｎ値が１００万を超え、最大接触面圧が１ＧＰａ以上となる高速高荷重工作機械用転がり軸受の潤滑に好適なグリース組成物、並びに前記グリース組成物を封入した高速高荷重工作機械用転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の高性能化に伴い、主軸は高速で回転されており、中には球回転直径と回転数との積（ｄｍｎ値）が１００万を超えるような高速高荷重工作機械も使用されている。また、工作機械では、最大接触面圧が１ＧＰａ以上の高荷重が加わることがあり、耐荷重性も要求される。
【０００３】
高速回転する主軸の潤滑には、オイルミスト潤滑、オイルエア潤滑、ジェット潤滑等が採用されているが、これらの潤滑方式では圧縮空気を用いた吹付け装置や給油装置等の付帯設備が必要になり、初期投資及びランニングコストが高くなっている。
【０００４】
また、高速高荷重工作機械用の転がり軸受には、耐荷重性に優れることからアンギュラ玉軸受や円錐ころ軸受が広く使用されており、低粘度の合成油を基油としたグリースや、バリウム石けんで増ちょうしたグリース組成物が封入されることが多い。グリース封入による潤滑は、オイルミスト潤滑やオイルエア潤滑、ジェット潤滑に比べてメンテナンスが少なくてすみ、初期投資及びランニングコストの面で有利である。しかしながら、これらのグリース組成物は、ｄｍｎ値が１００万を超えるような超高速で、最大接触面圧が１ＧＰａを超えるような超高速高荷重下では、早期に潤滑不良に陥るようになる。
【０００５】
また、特許文献１のように、ポリオールエステル油及びアルキルジフェニルエーテル油の混合油を基油とし、ジアルキルジジチオカルバミン酸塩系化合物とヒンダードフェノール系化合物とを複合させた酸化防止剤を含有する高速用グリース組成物も知られている。しかしながら、特許文献１に記載のグリース組成物もまた、ｄｍｎ値が１００万を超え、最大接触面圧が１ＧＰａ以上となるような超高速高荷重下では、耐熱性や耐摩耗性が十分ではなく、潤滑不良に陥るようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１８８７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ｄｍｎ値が１００万を超え、最大接触面圧が１ＧＰａ以上となるような超高速高荷重下でも十分に良好な潤滑性を長期間維持できるグリース組成物、並びに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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、下記に示す高速高荷重工作機械用グリース組成物（以下、単に「グリース組成物」）ともいう）並びに高速高荷重工作機械用転がり軸受（以下、単に「転がり軸受」ともいう）を提供する。
（１）球回転直径と回転数との積（ｄｍｎ値）が１００万を超え、最大接触面圧が１ＧＰａ以上となる高速高荷重工作機械用転がり軸受の潤滑に使用されるグリース組成物であって、アルキルジフェニルエーテル油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤とし、更に添加剤としてジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛を含有することを特徴とするグリース組成物。
（２）アルキルジフェニルエーテル油の４０℃における動粘度が１０〜２５０ｍｍ２／ｓであることを特徴とする上記（1）記載のグリース組成物。
（３）ウレア化合物が脂肪族脂環式ウレア化合物及び芳香族ウレア化合物の少なくとも１種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）球回転直径と回転数との積（ｄｍｎ値）が１００万を超え、最大接触面圧が１ＧＰａ以上となり、かつ、上記（１）〜（３）の何れか１項に記載のグリース組成物で潤滑されることを特徴とする高速高荷重工作機械用転がり軸受。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のグリース組成物は、ｄｍｎ値が１００万を超え、最大接触面圧が１ＧＰａ以上となるような超高速高荷重下でも十分に良好な潤滑性を長期間維持できる。また、本発明の転がり軸受は、ｄｍｎ値が１００万を超え、最大接触面圧が１ＧＰａ以上となるような超高速高荷重下での耐久性に優れる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１１】
〔グリース組成物〕
（基油）
本発明のグリース組成物における基油には、耐熱性に優れることからアルキルジフェニルエーテル油を用いる。アルキルジフェニルエーテル油の中でも、炭素数５〜２０のアルキル基を分子構造中に有するものが好ましい。また、基油は、潤滑性に優れるとともに、高温下でも油膜が形成し易いように、ある程度粘度が高い方が好ましく、アルキルジフェニルエーテル油の４０℃における動粘度が１０〜２５０ｍｍ２／ｓであることが好ましく、より好ましくは２０〜１００ｍｍ２／ｓである。工作機械用軸受では、高温になることから通常は装置を冷却して異常な温度上昇を防いでいるが、局所的には非常に大きな摩擦熱が発生することがある。そこで、高温でも油膜を形成して摩擦熱の発生を抑えるために上記粘度をする。
【００１２】
（増ちょう剤）
増ちょう剤には、ｄｍｎ値が１００万を超える超高速回転でのせん断に耐え得るように、ウレア化合物を用いる。中でも、脂肪族脂環式ウレア化合物及び芳香族ウレア化合物の少なくとも１種を用いることが好ましく、脂肪族脂環式ウレア化合物と芳香族ウレア化合物で構成されるジウレア化合物がより好ましい。脂肪族脂環式ウレア化合物と芳香族ウレア化合物で構成されるジウレア化合物を用いる場合、質量比で、脂肪族脂環式ウレア化合物：芳香族ウレア化合物＝５０：５０〜９５：５が好ましく、６０：４０〜９０：１０がより好ましい。
【００１３】
尚、脂肪族脂環式ウレア化合物としては、シクロヘキシルアミンと４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）とから合成されるものが好ましい。また、芳香族ウレア化合物としては、ｐ−トルイジンとＭＤＩとから合成されるものが好ましい。
【００１４】
また、増ちょう剤の含有良は、基油であるアルキルジフェニルエーテル油をゲル状に保持できればよいが、グリース組成物全量の１０〜２５質量％が適当である。
【００１５】
（ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛）
グリース組成物には、油膜切れが避けられない状況での軌道面と転動面との間のメタルコンタクトを抑制するために、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛が添加される。上記のように基油粘度が若干高いため、低粘度の基油を用いた場合よりも初期の撹拌抵抗に伴う発熱は大きいものの、グリースがはじかれて定常状態に達すると、メタルコンタクトが無くなり低粘度の基油を用いた場合よりもトルクが低くなり、トータルでの発熱及びそれに伴うグリースの劣化を抑えることができる。このような効果は、炭素数１〜２５のアルキル基を分子構造中に有するジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛が特に大きい。
【００１６】
ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の添加量は、グリース全量の０．０５〜１０質量％が好ましく、０．２〜２質量％がより好ましい。添加量が０．０５質量％未満では耐加重性において十分な効果が得られず、１０質量％を超えても効果の更なる向上が得られない。
【００１７】
（その他の添加剤）
グリース組成物には、必要に応じて他の添加剤を添加することができるが、中でも耐熱性を向上させるために酸化防止剤を添加することが好ましく、特に酸化防止効果の高いアミン系酸化防止剤やフェノール系酸化防止剤が好ましい。また、工作機械では水との接触が覆いことから、防錆剤を添加することも好ましい。これら添加剤の添加量は、その効果が表れる範囲で構わないが、グリース組成物全量の０．２〜２質量％が適当である。
【００１８】
（混和ちょう度）
グリース組成物は、流動性と潤滑性能とを確保するために、混和ちょう度を１８０〜３５０にすることが好ましい。
【００１９】
（転がり軸受）
本発明の転がり軸受は、上記のグリース組成物を封入したものであり、ｄｍｎ値が１００万を超え、最大接触面圧が１ＧＰａ以上となる超高速高荷重での使用においても良好な回転を長期間保持できるようになる。転がり軸受の種類には制限はなく、通常の工作機械に使用されるようなアンギュラ玉軸受や円錐ころ軸受等を例示することができる。尚、グリースの封入量は、軸受空間の５〜４０％が適当である。
【実施例】
【００２０】
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、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００２１】
（実施例１〜４、比較例１〜４）
表１に示すように、基油、増ちょう剤及び添加剤を用いて試験グリースを調製し、下記に示す（１）耐摩耗試験、（２）トルク試験、（３）軸受耐久試験を行った。
【００２２】
（１）耐摩耗試験
シェル式の滑り四球試験機を用いた。下部固定試験球に３／8インチの鋼球を使用し、上部の回転試験球に３／８インチのセラミック球を用い、試験球が隠れるように試験グリースを満たし、垂直荷重４０ｋｇ、回転数７０００回転、常温にて試験を行った。試験後の下部固定球３個の摩耗痕径を平均し、表１に併記した。
【００２３】
（２）トルク試験
単列深溝玉軸受（内径２５ｍｍ、外径６２ｍｍ、幅１７ｍｍ）に試験グリースを３．４ｇ封入し、回転数１２０００ｍｉｎ−１、荷重Ｆｒ＝３ｋｇ、Ｆａ＝３０ｋｇ、室温にてトルクを測定した。結果を表１に併記するが、回転開始５分後のトルクを示した。
【００２４】
（３）軸受耐久試験
アンギュラ玉軸受（内径８０ｍｍ）に試験グリースを軸受空間の１０％となるように封入し、定圧のアキシアル荷重４０００Ｎを負荷し、内輪回転数１５０００ｍｉｎ−１で回転させた。外輪は、冷却水により冷却した。そして、温度上昇とモータ電流値（トルク）上昇を起こした時点を焼付き寿命とし、実施例１の焼付き寿命を１とする相対値を表１に併記した。
【００２５】
【表１】
2012167203.tif 000002
【００２６】
ＡＤＥ：アルキルジフェニルエーテル油
ＰＯＥ：ポリオールエステル油
ＰＡＯ：ポリαオレフィン油
ジウレア：脂肪族脂環式ウレアと芳香族ウレアとを３：７で構成したもの
Ｌｉ石けん：１２ヒドロキリチウムステアレート
【００２７】
表１から、本発明に従い、アルキルジフェニルエーテル油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤とし、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛を添加した実施例の各試験グリースは摩耗が少なく、低トルクで、耐久性にも優れることがわかる。実施例２、３は実施例１の基油粘度を高くしたものであるが、粘度が高くなるとトルクが若干高まるものの、比較例の低粘度の基油を用いた場合よりも低トルクであり、耐摩耗性や耐久性は実施例１よりも高まっている。実施例４は、実施例１の増ちょう剤を変えた場合であるが、総合的な性能には変わりがない。