JP2002080875A - 潤滑グリースおよび転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑グリースを封入して高温高速で転がり軸
受を使用する場合に潤滑グリースの潤滑寿命を長時間化
することである。 【解決手段】 ４０℃における動粘度２０〜１５０ｍｍ
²/ｓの合成潤滑油を基油とし、ウレア系増ちょう剤を５
〜３０重量％配合した潤滑グリースにおいて、例えば
Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミドのような下
記(I)式で示されるカルボジイミド誘導体を必須成分と
して含有する潤滑グリースとする。 Ｒ₁−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−Ｒ₂ (I) （式中、Ｒ₁およびＲ₂は炭化水素基であり、同一であっ
ても異なっていてもよい。）カルボジイミド誘導体が、
エステル油などの基油中の酸化物の生成を抑制して潤滑
性能を安定させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、各種の産業機械
や車両等に組み込まれる転がり軸受およびそれらに封入
される潤滑グリースに関し、特に高温高速回転で使用さ
れる転がり軸受に適する潤滑グリースおよびそれを封入
した転がり軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種産業機械や車両等に組み込まれる転
がり軸受に封入されている潤滑グリースは、基油中に増
ちょう剤を分散させて適当な粘度に調整したものであ
り、前記基油として鉱油やエステル油、シリコーン油、
エーテル油等が採用され、また増ちょう剤としては、リ
チウム石けん等の金属石けんやウレア化合物が使用され
ている。

【０００３】このような潤滑グリースを潤滑剤とする転
がり軸受は、装置の小型化や高性能化の要求に伴ってま
すます高速回転で使用される傾向にあり、グリース組成
物にも高温耐久性が要求されている。

【０００４】ところで、増ちょう剤として金属石けんを
使用する一般的な潤滑グリースは、１２０℃以上の高温
で使用すると、軟化し易く、グリース漏れ等が発生して
潤滑寿命が短くなる傾向がある。

【０００５】また、鉱油を基油とする潤滑グリースは、
合成潤滑油を基油とする潤滑グリースに比べて酸化され
易く、高温で使用すると、潤滑寿命が短くなる傾向があ
る。

【０００６】したがって、１００℃を超えるような高温
で高速回転する使用条件の転がり軸受に用いる潤滑グリ
ースは、合成潤滑油を基油として耐熱性に優れたウレア
系増ちょう剤を用いたものが適当であると考えられてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、高温で高速回
転する使用条件の転がり軸受に封入される従来の転がり
軸受用潤滑グリースとして、例えば合成潤滑油を基油と
して耐熱性に優れたウレア系増ちょう剤を用いたもので
あっても、長時間使用すると基油が酸化して潤滑性能が
低下する。このため、転がり軸受用潤滑グリースには周
知の酸化防止剤や防錆剤を添加する処置が施されたが、
充分に潤滑寿命を延長させることはできなかった。

【０００８】そこで、この発明の課題は、上記した問題
点を解決して、例えば１００℃を超える高温条件で、し
かも高速条件で潤滑グリースを使用する場合に、潤滑寿
命を長く延長できる潤滑グリースを提供することであ
る。特に、合成潤滑油を基油とし、ウレア系増ちょう剤
を配合した潤滑グリースにおいて、近時に要求されるよ
うになった厳しい高温高速の使用条件での潤滑性能およ
び耐久性を高めることである。

【０００９】また、この発明の他の課題として、潤滑グ
リースを潤滑剤として用いた転がり軸受における高温高
速回転状態での耐久性を高め、いわゆる高温高速潤滑寿
命の長い高速転がり軸受を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を提供するた
め、本願の潤滑グリースに係る発明においては、下記
(I)式（前記式(I)に同じ。）で示されるカルボジイミド
誘導体を必須成分として含有する潤滑グリースとしたの
である。

【００１１】 Ｒ₁−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−Ｒ₂ (I) （式中、Ｒ₁およびＲ₂は炭化水素基であり、同一であっ
ても異なっていてもよい。） 潤滑グリースの組成として当初より存在する酸または加
水分解によって生じる酸は、エステル結合を分解する作
用があるが、カルボジイミド誘導体は、このような酸の
エステル分解作用を抑制する。

【００１２】このようにカルボジイミド誘導体が、特に
エステル油の分解を抑制することから、この発明の潤滑
グリースが、基油としてエステル油を含有する潤滑グリ
ースであることが好ましい。カルボジイミド誘導体とし
ては、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミドが代
表例として挙げられる。

【００１３】また、耐熱性がよく高速回転に適した潤滑
性を有する潤滑グリースとして、上記の潤滑グリースの
うち、特に４０℃における動粘度２０〜１５０ｍｍ²/ｓ
の合成潤滑油を基油とし、ウレア系増ちょう剤を５〜３
０重量％配合した潤滑グリースをこの発明に用いること
ができる。

【００１４】以上述べた潤滑グリースを封入した転がり
軸受は、高温使用状態での耐久性が高められ、高温での
潤滑寿命が長く、また高速でも長時間連続して使用可能
な転がり軸受になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明に用いるカルボジイミド
誘導体は、前記式１に示すものであり、Ｒ₁およびＲ₂の
炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水
素基または脂環族炭化水素基である。ここでいう脂肪族
炭化水素基としては、パラフィン系炭化水素基またはオ
レフィン系炭化水素基などが挙げられ、芳香族炭化水素
基としてはトリル基（ＣＨ₃−Ｃ₆Ｈ₄−）が挙げられ
る。また、脂環族炭化水素基としてはシクロヘキシル基
が挙げられる。

【００１６】Ｒ₁およびＲ₂の炭化水素基がシクロヘキシ
ル基であるカルボジイミド誘導体は、Ｎ，Ｎ’−ジシク
ロヘキシルカルボジイミドであり、後述の実施例に対す
る試験の評価からも明らかなように、この発明において
適用できるものである。

【００１７】その他に、この発明におけるカルボジイミ
ド誘導体として使用可能な化合物名を挙げれば、１，３
−ジ−ｐ−トリルカルボジイミド、ビス（２，６―ジ―
ジイソプロピルフェノール）カルボジイミドなどであ
る。

【００１８】これらのカルボジイミド誘導体は、各種の
酸に速やかに付加する。また、このようなカルボジイミ
ド誘導体と酸との反応は、室温程度の温度で進行し、水
の影響を受けず、グリース中でも速やかに進行すると考
えられる。

【００１９】この発明において潤滑グリース中のカルボ
ジイミド誘導体の配合量は、０．０５〜１０重量％であ
ることが好ましい。なぜなら、０．０５重量％未満の少
量では、この発明の作用効果を所期した程度に得られな
いからであり、１０重量％を超えて配合してもそれ以上
に効果を高めることは難しく、却って実用性が低くなる
からである。

【００２０】この発明の潤滑グリースの基油は、調製す
る潤滑グリースに所要の耐熱性が得られるように適当な
基油を採用すればよく、鉱油、合成潤滑油またはこれら
の混合油を使用できる。具体的には、鉱油としてはパラ
フィン系鉱油、ナフテン系鉱油を挙げることができ、合
成炭化水素油としてはポリ−α−オレフィン油等、エー
テル油としては、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
エーテル油等、エステル油としてはジエステル油、ポリ
オールエステル油またはコンプレックスエステル油、芳
香族エステル油等を挙げることができる。これらのなか
でも、高温高速での潤滑性能が良く、さらに潤滑寿命が
長い点を考慮すると、合成潤滑油が望ましく、特にカル
ボジイミド化合物を添加することによる安定化の効果が
大きい基油として、エステル油を採用することが好まし
い。

【００２１】この発明の潤滑グリースに用いる増ちょう
剤は、上述の基油の採用条件と同様に所要の耐熱性に合
わせて適当な増ちょう剤を採用すればよく、特に優れた
耐熱性を要求される場合には、ジウレア系増ちょう剤や
ポリウレア系増ちょう剤などのウレア系増ちょう剤を採
用することが好ましい。

【００２２】ジウレア系増ちょう剤は、通常、ジイソシ
アネートとモノアミンとを反応させて基油中に分散させ
て得られる。原材料のジイソシアネートとしては、フェ
ニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネー
ト、フェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカン
ジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネートなどが挙
げられる。他の原材料のモノアミンとしては、ヘキシル
アミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシ
ルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、アニ
リン、ｐ−トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げ
られる。

【００２３】ポリウレア化合物は、ジイソシアネートと
モノアミンまたはジアミンとの反応で得られ、ジイソシ
アネートとモノアミンについての具体例は、上述の通り
である。また、原材料のジアミンとしては、エチレンジ
アミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサン
ジアミン、オクタンジアミン、フエニレンジアミン、ト
リレンジアミン、キシレンジアミン等が挙げられる。

【００２４】因みに、この発明における潤滑グリースに
対して、種々の周知の添加剤を配合してもよく、そのよ
うな添加剤の例としては、以下のものが挙げられる。

【００２５】従来公知の極圧剤を併用することにより、
潤滑グリースの耐荷重性や極圧性を向上させることがで
きる。例えば以下の化合物を極圧剤として使用すること
ができる。有機金属系のものとしては、ジチオカルバミ
ン酸モリブデン、ジチオリン酸モリブデン等の有機モリ
ブデン化合物、ジチオカルバミン酸亜鉛、ジチオリン酸
亜鉛、亜鉛フェネート等の有機亜鉛化合物、ジチオカル
バミン酸アンチモン、ジチオリン酸アンチモン等の有機
アンチモン化合物、ジチオカルバミン酸セレン等の有機
セレン化合物、ナフテン酸ビスマス、ジチオカルバミン
酸ビスマス等の有機ビスマス化合物、ジチオカルバミン
酸鉄、オクチル酸鉄等の有機鉄化合物、ジチオヵルバミ
ン酸銅、ナフテン酸銅等の有機銅化合物、ナフテン酸
鉛、ジチオカルバミン酸鉛等の有機鉛化合物、マレイン
酸スズ、ジブチルスズサルファイド等の有機スズ化合物
またはアルカリ金属、アルカリ土類金属の有機スルホネ
ート、フェネート、ホスホネート、金、銀、チタン、カ
ドミウム等の有機金属化合物も必要なら使用できる。硫
黄系化合物としては、ジべンジルジスルフィド等のスル
フィド、またポリスルフィド化合物、硫化油脂類、無灰
系カルバミン酸化合物類、チオウレア系化合物、または
チオカーボネート類等を用いることができる。リン酸系
極圧剤としては、トリオクチルフォスフェート、トリク
レジルフォスフェート等のリン酸エステル、酸性リン酸
エステル、亜リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル等
のリン酸エステル系化合物を使用することができる。ま
た、その他、塩素化パラフィン等のハロゲン系の極圧
剤、または二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グ
ラファイト、ＰＴＦＥ、硫化アンチモン、窒化ホウ素な
どのホウ素化合物等の固体潤滑剤を使用することができ
る。これらの極圧剤の中で、ジチオカルバミン酸系化合
物やジチオリン酸系化合物を適用できる。

【００２６】酸化防止剤としてゴム、プラスチック、潤
滑油等に添加する老化防止剤、オゾン劣化防止剤、酸化
防止剤から適宜選択して使用することができる。例え
ば、以下の化合物を使用することができる。

【００２７】すなわち、フェニル−1−ナフチルアミ
ン、フェニル−２−ナフチルアミン、ジフェニル−ｐ−
フェニレンジアミン、ジピリジルアミン、フェノチアジ
ン、Ｎ−メチルフェノチアジン、Ｎ−エチルフェノチア
ジン、３，７−ジオクチルフェノチアジン、Ｐ，Ｐ′−
ジオクチルジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ′−ジイソプロピ
ル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−ジ−Ｓｅｃ−
ブチル−ｐ−フェニレンジアミン等のアミン系化合物、
２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ジブチルフェノール等のフェノ
ール系化合物等を用いることができる。

【００２８】防錆剤として、例えば以下の化合物を使用
することができる。即ち、有機スルホン酸のアンモニウ
ム塩、バリウム、亜鉛、カルシウム、マグネシウム等ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属の有機スルホン酸塩、有
機カルボン酸塩、フェネート、ホスホネート、アルキル
もしくは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、オレオイルザルコシ
ン等のヒドロキシ脂肪酸類、1−メルカプトステアリン
酸等のメルカプト脂肪酸類またはその金属塩、ステアリ
ン酸等の高級脂肪酸類、イソステアリルアルコール等の
高級アルコール類、高級アルコールと高級脂肪酸とのエ
ステル、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジア
ゾール、2−メルカプトチアジアゾール等のチアゾール
類、２−（デシルジチオ）−ペンゾイミダゾール、ベン
ズイミダゾール等のイミダゾナル系化合物、または２，
５−ビス（ドデシルジチオ）ペンズイミダゾール等のジ
スルフィド系化合物またはトリスノニルフェニルフォス
ファイト等のリン酸エステル類、ジラウリルチオプロピ
オネート等のチオカルボン酸エステル系化合物等を使用
することができる。また、亜硝酸ナトリウムなどの亜硝
酸塩等も使用することができる。

【００２９】また、金属不活性化剤として、例えばべン
ゾトリアゾールやトリルトリアゾール等のトリアゾール
系化合物を使用することができる。

【００３０】油性剤として、例えば以下の化合物を使用
することができる。即ち、オレイン酸やステアリン酸等
の脂肪酸、オレイルアルコール等の脂肪酸アルコール、
ポリオキシエチレンステアリン酸エステルやポリグリセ
リルオレイン酸エステル等の脂肪酸エステル、リン酸、
トリクレジルホスフェート、ラウリル酸エステルまたは
ポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸等のリン酸
エステル等を使用することができる。

【００３１】

【実施例および比較例】［実施例１〜５、比較例１〜
５］表１に示す基油と増ちょう剤を同表に示す割合（重
量％）で配合し、さらにその他の添加剤を配合および混
和して潤滑グリースを調製した。得られた潤滑グリース
に対して下記の試験条件で高荷重耐久試験および高温高
速試験を行ない、これらの結果を表１中に併記した。な
お、酸化防止剤およびカルボジイミド化合物の配合割合
は、基油と増ちょう剤の合計量を１００重量部とし、こ
れに対する重量部である。

【００３２】＜高荷重耐久試験＞転がり軸受（ＮＴＮ社
製：スラスト玉軸受、呼び番号５１１０６、内径３０ｍ
ｍ、外径４７ｍｍ、幅１１ｍｍ）に実施例または比較例
の潤滑グリースを１．０ｍｇ封入し、軸受の外輪外径部
の温度が１２０℃であり、かつアキシャル荷重が１４５
０Ｎである条件で回転速度２６００ｒｐｍにて連続回転
させ、潤滑不足で焼き付くまでの可動時間（分）を測定
し、結果を表１中に併記した。

【００３３】＜高温高速耐久試験＞転がり軸受（ＮＴＮ
社製：深溝玉軸受、呼び番号６２０４、内径２０ｍｍ、
外径４７ｍｍ、幅１４ｍｍ）に実施例または比較例の潤
滑グリースを０．７ｇ封入し、軸受の外輪外径部の温度
が１５０℃であり、かつラジアル荷重が６７Ｎ、アキシ
ャル荷重が６７Ｎの条件で回転速度を１００００ｒｐｍ
として連続回転させ、焼き付くまでの可動時間（時間）
を測定し、結果を表１中に併記した。

【００３４】

【表1】

【００３５】表１の結果からも明らかなように、比較例
１は、所定の基油（合成炭化水素油とアルキルジフェニ
ルエーテル油）を採用し、高荷重耐久試験による軸受寿
命は１５０分という比較的良好な結果であるが、カルボ
ジイミド誘導体を含有しないため、高温高速耐久試験の
結果は３５０時間という短時間であり同条件での寿命は
短かった。また、比較例４は、高温高速耐久試験の結果
は、６００時間という比較的良好な結果であるが、カル
ボジイミド誘導体を含有しないために、高荷重耐久試験
による軸受寿命は４０分という短時間であり、総合的に
見て軸受寿命は短かった。また、比較例２，３，５は、
カルボジイミド誘導体を含有しないために、高荷重耐久
試験および高温高速耐久試験のいずれにおいても焼き付
きまでの時間が短かった。

【００３６】一方、実施例１〜５は、比較例１〜５のそ
れぞれの番号に対応してカルボジイミド誘導体を含有す
ることだけが異なり、いずれの実施例も高荷重耐久試験
および高温高速耐久試験の耐久時間が長くて良い評価で
あり、実際の転がり軸受の過酷な使用条件においても潤
滑寿命が長い潤滑グリースおよび高温高速で使用可能な
転がり軸受になるものである。

【００３７】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように、Ｎ，
Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミドなどのカルボジ
イミド誘導体を必須成分として含有する潤滑グリースと
したので、この潤滑グリースは、高温高速で摩擦される
条件で使用する場合にも潤滑寿命が長時間であるという
利点がある。

【００３８】上記の潤滑グリースにおいて、基油として
エステル油を含有するものは、カルボジイミド誘導体の
酸化防止作用が顕著に現れ、上記した利点がより確実に
奏される。

【００３９】また、所定粘度の合成潤滑油を基油とし、
所定量のウレア系増ちょう剤を配合した潤滑グリース
は、特に厳しい高温での高速の使用条件でも耐久性がよ
く、長寿命の潤滑グリースになる。

【００４０】また、この発明の潤滑グリースを封入した
転がり軸受は、転がり軸受における高温使用状態での耐
久性を高め、いわゆる高温高速回転で潤滑寿命の長い転
がり軸受になるという利点がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ１０Ｎ 20:02 Ｃ１０Ｎ 20:02 30:08 30:08 40:02 40:02 50:10 50:10 (72)発明者 川村 隆之 三重県桑名市大字東方字尾弓田3066 エヌ ティエヌ株式会社内 Ｆターム(参考） 3J101 AA01 EA63 GA01 GA31 GA41 GA51 4H104 BB31A BE13B BE16C CE14B EA02A LA04 PA01 QA18

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記(I)式で示されるカルボジイミド誘
   導体を必須成分として含有する潤滑グリース。 Ｒ₁−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−Ｒ₂ (I) （式中、Ｒ₁およびＲ₂は炭化水素基であり、同一であっ
   ても異なっていてもよい。）
2. 【請求項２】 潤滑グリースが、基油としてエステル油
   を含有する潤滑グリースである請求項１記載の潤滑グリ
   ース。
3. 【請求項３】 潤滑グリースが、４０℃における動粘度
   ２０〜１５０ｍｍ²／ｓの合成潤滑油を基油とし、ウレ
   ア系増ちょう剤を５〜３０重量％配合した潤滑グリース
   である請求項１または２に記載の潤滑グリース。
4. 【請求項４】 カルボジイミド誘導体が、Ｎ，Ｎ’−ジ
   シクロヘキシルカルボジイミドである請求項１〜３のい
   ずれかに記載の潤滑グリース。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の潤滑
   グリースを封入した転がり軸受。