(57)【要約】【課題】たとえば、高速回転という過酷な条件下で使用される転がり軸受が早期に剥離等に至るのを防止し、転がり軸受の長寿命化を図る。【解決手段】本発明は、少なくともポリαオレフィン系合成油またはジフェニルエーテル系合成油を含む潤滑基油と、ジウレア系増ちょう剤と、有機モリブデン化合物とを含有するグリースを封入して、７０℃以上１８０℃以下の温度で回転させることにより、少なくとも内外輪転走面および転動体の表面にＭｏＳ2またはＭｏＯ3、あるいはＭｏＳ2とＭｏＯ3からなる被膜が１０ｎｍ以上形成されていることを特徴とする転がり軸受の製造方法を提供する。 【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともポリαオレフィン系合成油またはジフェニルエーテル系合成油を含む潤滑基油と、ジウレア系増ちょう剤と、有機モリブデン化合物とを含有するグリースを封入して、７０℃以上１８０℃以下の温度で回転させることにより、少なくとも内外輪転走面および転動体の表面にＭｏＳ2またはＭｏＯ3、あるいはＭｏＳ2とＭｏＯ3からなる被膜が１０ｎｍ以上形成されていることを特徴とする転がり軸受の製造方法。
【請求項２】
有機モリブデン化合物を、潤滑基油と増ちょう剤の合計量の０．１〜５重量％で有するグリースを使用したことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のエンジン周りの高温、高速回転、高荷重等の過酷な条件下で使用される転がり軸受の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジン周りの高温、高速回転、高荷重等の過酷な条件下で使用される転がり軸受においては、近時、高速回転、荷重の増大等、使用条件のさらなる過酷化に伴い、理論的に推定される寿命時間前に、極めて短時間で、疲労寿命に至るという問題がある。
上記の原因は、転がり軸受に封入されるグリースの寿命ではなく、転がり軸受自体にあることが、最近の研究で明らかとなってきた。つまり高速回転中に、転動体と内外輪の転走面との間ですべりを伴う過大な接線方向のカが生じ、それによって、転がり軸受が早期に剥離し寿命に至るのである。
【０００３】
そこで、転がり軸受に加わる接線方向の力を低減すべく、グリースの潤滑基油として、使用条件に適合し、高温、高速回転条件下において最大の潤滑性能を発揮し得るものを選択する努力がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３７６３５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、単に潤滑基油を選択するだけでは、もはや使用条件のさらなる過酷化に十分に対応できなくなりつつあるのが現状である。また潤滑剤に有機モリブデン化合物を配合することで改善が試みられているが、ただ有機モリブデン化合物を配合するだけでは十分な性能を発揮しきれない。
【０００５】
本発明は、とくに過酷な条件下で使用される転がり軸受が早期に剥離し寿命に至るのを防止し、転がり軸受の長寿命化を可能とする転がり軸受の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、少なくともポリαオレフィン系合成油またはジフェニルエーテル系合成油を含む潤滑基油と、ジウレア系増ちょう剤と、有機モリブデン化合物とを含有するグリースを封入して、７０℃以上１８０℃以下の温度で回転させることにより、少なくとも内外輪転走面および転動体の表面にＭｏＳ2またはＭｏＯ3、あるいはＭｏＳ2とＭｏＯ3からなる被膜が１０ｎｍ以上形成されていることを特徴とする転がり軸受の製造方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。
【０００７】
また、グリースに含まれる前記有機モリブデン化合物を、潤滑基油と増ちょう剤の合計量の０．１〜５重量％で有していても良い。
【０００８】
また、本発明の方法に適用する転がり軸受には、保持器があっても良い。同様に、シールもしくはシールド板を備えていても良い。
【０００９】
かかる本発明の転がり軸受の製造方法によれば、グリースに添加された、モリブデンジチオカーバメート等に代表される有機モリブデン化合物が、軸受の回転及び７０℃〜１８０℃という温度によって、軸受の内外輪の転走面および転動体の表面と反応して、接線方向の力の低減に寄与する化合物被膜を形成して、高速回転下等での過大な接線方向の力の発生を防止する。
また、有機モリブデン化合物が軸受の内外輪の転走面および転動体の表面と反応して化合物被膜が形成されることで水素浸入による白色剥離を抑制する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、たとえば、高速回転という過酷な条件下で使用される転がり軸受が早期に剥離等に至るのを防止し、転がり軸受の長寿命化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の転がり軸受の製造方法の実施形態について説明する。
【００１２】
本発明の転がり軸受の製造方法は、少なくともポリαオレフィン系合成油またはジフェニルエーテル系合成油を含む潤滑基油と、ジウレア系増ちょう剤と、有機モリブデン化合物とを含有するグリースを封入して、７０℃以上１８０℃以下の温度で回転させることにより、少なくとも内外輪転走面および転動体の表面にＭｏＳ2またはＭｏＯ3、あるいはＭｏＳ2とＭｏＯ3からなる被膜が１０ｎｍ以上形成されていることを特徴とする。
本発明において使用される有機モリブデン化合物としては、たとえば下記一般式（１）で表されるモリブデンジチオカーバメートがある。
【００１３】
【化１】
2009236247.tif 000002
【００１４】
なお、式（１）中Ｒ1、Ｒ2は同ーまたは異なって水素原子、アルキル基またはアリール基を示し、ｍ、ｘ、ｙは任意の数を示す。
また、有機モリブデン化合物としては、下記一般式（２）で表されるモリブデンジチオホスフェート等もあげられる。
【００１５】
【化２】
2009236247.tif 000003
【００１６】
なお、式（２）中Ｒ3、Ｒ4は同ーまたは異なって水素原子、アルキル基またはアリール基を示す。
【００１７】
上記一般式（１）で表されるモリブデンジチオカーバメートの具体的化合物としては、たとえばアール・ティー・ヴァンダービルト社（Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）製の商品名「ＭＯＬＹＶＡＮ  Ａ」等があげられ、一般式（２）で表されるモリブデンジチオホスフェートの具体的化合物としては、たとえばアール・ティー・ヴァンダービルト社（Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）製の商品名「ＭＯＬＹＶＡＮ  Ｌ」等があげられる。
【００１８】
これらの化合物はそれぞれ単独で使用される他、２種以上を併用することもできる。上記有機モリブデン化合物の添加量は本発明ではとくに限定されないが、グリースの主体である潤滑基油と増ちょう剤の合計量の０．１〜５重量％が好ましい。
【００１９】
有機モリブデン化合物の添加量が０．１重量％未満では、軸受の内外輪の転走面および転動体の表面に、接線方向の力を十分に低減しうる化合物被膜を形成できないおそれがある。逆に摩耗防止剤の添加量が５重量％を超えると、それ以上の添加効果が望めず経済効果の点で不利になるだけでなく、高温によるグリース酸化劣化の進行が加速され、被膜形成の阻害要因となる。
【００２０】
上記モリブデンジチオカーバメートに類似した化合物として、下記構造式（４）で表されるジンクジチオカーバメートが一般に知られている。これら化合物を有機モリブデンと併用してもよい。
【００２１】
【化３】
2009236247.tif 000004
【００２２】
潤滑基油としては、少なくともポリαオレフィン系合成油またはジフェニルエーテル系合成油を含むものが使用される。好ましくは、ポリαオレフィン系合成油を用いる。いわゆる極性の低いものが好ましい。ここでいう、少なくともポリαオレフィン系合成油またはジフェニルエーテル系合成油を含む潤滑基油としては、全量が上記両合成油のうちの何れかであるものの他、両合成油の混合物や、両合成油を主体としそれに鉱油や他の合成油を添加したものを使用することもできる。
【００２３】
他の合成油としては、たとえばポリブテン系合成油、ポリアルキレングリコール系合成油、ポリオールエステル系合成油、ジエステル系合成油、シリコーン系合成油、ジフェニルエーテル系以外のポリフェニルエーテル系合成油等の、従来公知の合成油があげられる。鉱油や他の合成油の配合量は、従来の、ポリαオレフィン系合成油またはジフェニルエーテル系合成油を主体としたグリースの場合と同程度でよい。具体的には、その他の基油の割合は、基油の全量中の３０重量％以下程度が好ましい。
【００２４】
ポリαオレフィン系合成油としては、種々のオレフィンを原料とする種々の重合度のものを使用でき、その中から、使用条件に適合した粘度を有するものを選択して使用される。またジフェニルエーテル系合成油としては、種々の分子量のものを使用でき、その中から、使用条件に適合した粘度を有するものが選択して使用される。増ちょう剤としては耐熱性を考慮してジウレア系増ちょう剤が使用される。
【００２５】
ジウレア系増ちょう剤は、下記一般式（３）で表される構造を有している。
【００２６】
【化４】
2009236247.tif 000005
【００２７】
なお、式（３）中Ｒ5はジイソシアネート残基を示し、Ｒ6、Ｒ7は同ーまたは異なってアミン残基を示す。
【００２８】
下記の反応式に示すように、式（３）で表される構造のジウレア系増ちょう剤は、ジイソシアネート化合物（５）とアミン系化合物（６）（７）とを反応させることで製造される。
【００２９】
【化５】
2009236247.tif 000006
【００３０】
なお、上記反応式中のＲ5、Ｒ6、Ｒ7は前述と同じ基を示す。
上記反応は潤滑基油中にて行うのが好ましく、これにより均一性の高い反応生成物が得られる。具体的には、ジイソシアネート化合物（５）とアミン系化合物（６）（７）とを別々に潤滑基油中に溶解して、それぞれジイソシアネート溶液とアミン溶液を作製し、そのいずれか一方を攪拌しつつ他方を徐々に添加して、ジイソシアネート化合物（５）とアミン系化合物（６）（７）とを反応させて、ジウレア化合物を生成させる。あるいは、アミン系化合物（６）（７）をそれぞれ別々に潤滑基油中に溶解して２種のアミン溶液を作製し、それをジイソシアネート溶液と混合して反応させてもよい。
【００３１】
つぎに、反応液を攪拌しながら１３０〜２１０℃程度、好ましくは１４０〜１９０℃程度まで加熱、昇温し、その温度で１５〜４０分間程度保持した後、１２０℃以下、好ましくは室温まで徐冷し、さらにホモジナイザー、３段ロール等を用いて混練すれば、生成したジウレア化合物が潤滑基油中に均一に分散したグリース組成物が得られる。
摩耗防止剤その他の添加剤は、上記反応終了後に添加するのが望ましいが、ジイソシアネート化合物（５）とアミン系化合物（６）（７）との反応を阻害しない成分は、反応前のいずれかの溶液中に添加しておくこともできる。
【００３２】
ジウレア系増ちょう剤の好適な例としては、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネートと、ｐ−ドデシルアニリン等のアルキル部分の炭素数が８〜１６のアルキルフェニルアミンと、シクロヘキシルアミンとの反応生成物や、上記４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネートと、ステアリルアミンと、オレイルアミンとの反応生成物等があげられる。とくに前者の、４，４´−ジフェニルメタンジイソシアネートと、アルキルフェニルアミンと、シクロヘキシルアミンの反応生成物は、高温条件下で急激に軟化することがなく、かつ高速回転時に繊維状になって飛散するおそれがないので、高温、高速回転の使用条件下で長期間安定に使用できるものとして、本発明に最も好適に使用される（特開昭６１−１５５４９６号公報参照）。
【００３３】
ジウレア系増ちょう剤の配合量は本発明ではとくに限定されず、グリースの使用条件等に応じて適宜変更することができるが、通常、基油１００重量部に対するジウレア系増ちょう剤の配合量は０．３〜３０重量部程度であればよい。
本発明の低トルク、高温、高速回転、高荷重用の転がり軸受用グリースには、酸化防止剤、防錆剤、ポタシウムボーレート等の極圧剤など、従来公知の種々の添加剤を、従来と同程度の配合量で配合してもよい。
【００３４】
本発明に使用するグリースは、ちょう度が１５０以上４００未満であることが望ましい。ちょう度１５０未満では、軸受内でのグリース拡散能力が乏しく、４００以上では漏れが激しくなり、使用するのが困難である。
【００３５】
転がり軸受内外輪転走面および転動体の表面にＭｏＳ2被膜が厚さ１０ｎｍ以上、もしくはＭｏＯ3被膜が１０ｎｍ以上、あるいはＭｏＳ2とＭｏＯ3からなる被膜が１０ｎｍ以上の厚さで形成されていることが好ましい。被膜が１０ｎｍ未満では摩擦係数低減の効果が小さく、剥離の防止効果も小さい。
【００３６】
本発明の製造方法の対象となる転がり軸受は、上記本発明に使用したグリースをそのまま密封してもよい。また、グリースを入れかえても良い。転がり軸受の形式は本発明ではとくに限定されず、従来公知の種々の形式の転がり軸受に、本発明の方法を適用することができる。転がり軸受用グリースの封入量は、転がり軸受の形式や寸法等に応じて適宜変更することができるが、ほぼ従来と同程度でよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、たとえば、高速回転という過酷な条件下で使用される転がり軸受が早期に剥離等に至るのを防止し、転がり軸受の長寿命化が可能となる、転がり軸受の製造方法として、産業上の利用可能性を有する。