JP2004339245A - グリース組成物及び転動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高速高温条件下においても優れた性能を有するグリース組成物、及び、優れた潤滑性を有し高温下においても長寿命な転動装置を提供する。
【解決手段】玉軸受１の空隙部内に、ジウレア化合物及びフッ素樹脂を増ちょう剤として含有し、合成油及びパーフルオロポリエーテル油を基油として含有するグリース組成物Ｇを充填した。
このジウレア化合物は、シクロヘキシルアミンとジイソシアネートとの反応により得られるものを主成分としている。
【選択図】 図１
【解決手段】玉軸受１の空隙部内に、ジウレア化合物及びフッ素樹脂を増ちょう剤として含有し、合成油及びパーフルオロポリエーテル油を基油として含有するグリース組成物Ｇを充填した。
このジウレア化合物は、シクロヘキシルアミンとジイソシアネートとの反応により得られるものを主成分としている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速高温条件下においても優れた性能を有し、高速高温条件下で使用される転動装置の寿命を向上させることが可能なグリース組成物に関する。また、本発明は、優れた潤滑性を有し高温下においても長寿命な転動装置に係り、特に、オルタネータ，電磁クラッチ等の自動車電装部品や、アイドラプーリ等の自動車エンジン補機のように、高速高温条件下で使用される機器の回転部位や摺動部位に好適に使用可能な転動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車（乗用車）は小型軽量化や居住空間の拡大が望まれていることから、エンジンルーム空間の縮小が余儀なくされており、そのため電装部品やエンジン補機の小型軽量化がより一層進められている。このことに加えて、静粛性の向上が望まれエンジンルームの密閉化が進んでいるため、エンジンルーム内の高温化が促進されている。そのため、前記各部品には高温に耐える性質も必要とされてきている。例えば、電動ファンモータ用軸受は、従来は１３０〜１５０℃の軸受温度で使用されていたが、近年では１８０〜２００℃の高温に耐えることが必要とされてきている。
【０００３】
１５０℃以上の高温環境下で使用される軸受に対しては、従来は、例えば特許第２９７７６２４号公報に示されるように、合成油系潤滑油にリチウム系石けん及びウレア化合物を混合したグリースを軸受内部に封入することで対応してきた。しかしながら、このようなグリースであっても１６０℃以上の高温下では早期に焼付きを生じるので、耐熱性のより高いグリースが必要とされている。例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を増ちょう剤としパーフルオロポリエーテル油（ＰＦＰＥ油）を基油としたフッ素系グリースは耐熱性が優れているので、このフッ素系グリースを充填した転がり軸受は１６０℃以上の高温環境下でも使用可能である。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２９７７６２４号公報
【特許文献２】
特開平１１−１８１４６５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような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，及び金属腐食を防ぐ性能に劣る傾向がある。さらに、フッ素系グリースは、合成油系グリースに比べて５〜２０倍程度高価であるという問題点も有している。
【０００６】
また、特開平１１−１８１４６５号公報には、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が記載されている。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用いるにはさらなる改良が必要であった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、高速高温条件下においても優れた性能を有するグリース組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、優れた潤滑性を有し高温下においても長寿命な転動装置を提供することを併せて課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１のグリース組成物は、基油と増ちょう剤とを含有するグリース組成物において、前記増ちょう剤を、下記の化学式（Ｉ）で表されるジウレア化合物とフッ素樹脂とで構成したことを特徴とする。
【０００９】
【化２】
【００１０】
なお、化学式（Ｉ）中のＲ２ は、炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基を表し、Ｒ１ 及びＲ３ は脂環式炭化水素基を表す。
このような構成のグリース組成物は、従来のフッ素系グリースと比較して安価であるとともに、高速高温条件下においても優れた性能を有し、高速高温条件下で使用される転動装置の寿命を向上させることが可能である。
【００１１】
また、本発明に係る請求項２のグリース組成物は、請求項１に記載のグリース組成物において、前記化学式（Ｉ）中のＲ１ 及びＲ３ が炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基であるジウレア化合物と、前記化学式（Ｉ）中のＲ１ が脂環式炭化水素基でＲ３ が炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基であるジウレア化合物と、の少なくとも一方を前記増ちょう剤としてさらに含有しており、全てのジウレア化合物が有するＲ１ ，Ｒ３ における炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基の割合が６０モル％未満であることを特徴とする。
【００１２】
全てのジウレア化合物が有するＲ１ ，Ｒ３ における炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基の割合が６０モル％以上であると、高温下におけるグリース組成物の流動性に問題が生じるため、長時間の使用に耐えられないおそれがある。
さらに、本発明に係る請求項３のグリース組成物は、請求項１又は請求項２に記載のグリース組成物において、前記脂環式炭化水素基をシクロヘキシル基又は炭素数７〜１２のアルキルシクロヘキシル基としたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る請求項４のグリース組成物は、請求項１〜３のいずれかに記載のグリース組成物において、前記増ちょう剤を前記ジウレア化合物３０〜８０質量％と前記フッ素樹脂７０〜２０質量％とで構成したことを特徴とする。ジウレア化合物が３０質量％未満であるとフッ素樹脂は７０質量％超過となるので、グリース組成物が高コストとなる。一方、ジウレア化合物が８０質量％超過でフッ素樹脂が２０質量％未満であると、グリース組成物の耐熱性が不十分となる。このような問題がより生じにくくするためには、ジウレア化合物３０〜６０質量％とフッ素樹脂７０〜４０質量％とで増ちょう剤を構成することがより好ましい。
【００１４】
さらに、本発明に係る請求項５のグリース組成物は、請求項１〜４のいずれかに記載のグリース組成物において、前記増ちょう剤の含有量を組成物全体の５〜４０質量％としたことを特徴とする。
５質量％未満であるとグリース状態を維持することが困難となり、４０質量％超過であると、グリース組成物が硬化しすぎて十分な潤滑性を発揮することが困難となる。ただし、グリース組成物の混和ちょう度を考慮すると、増ちょう剤の含有量は組成物全体の１０〜３０質量％とすることがより好ましい。
【００１５】
さらに、本発明に係る請求項６のグリース組成物は、請求項１〜５のいずれかに記載のグリース組成物において、前記基油を、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種１０〜９０質量％と、パーフルオロポリエーテル油９０〜１０質量％と、で構成したことを特徴とする。
【００１６】
ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種を基油として含有していることから、種々の添加剤を添加することができる。よって、前記グリース組成物は、潤滑性，防錆性，及び金属腐食を防ぐ性能に優れている。また、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種を基油として含有し、ジウレア化合物を増ちょう剤として含有していることから、前記グリース組成物はフッ素系グリースと比較して安価である。
【００１７】
ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種が１０質量％未満であると、グリース組成物に添加剤を添加した場合に添加効果が十分に得られない。そして、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種が１０質量％未満であるとパーフルオロポリエーテル油は９０質量％超過となるので、グリース組成物が高コストとなる。
【００１８】
一方、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種が９０質量％超過で、パーフルオロポリエーテル油が１０質量％未満であると、グリース組成物の耐熱性が不十分となる。
このような問題がより生じにくくするためには、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種３０〜８０質量％と、パーフルオロポリエーテル油７０〜２０質量％と、で前記基油を構成することがより好ましい。
【００１９】
なお、基油におけるジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種とパーフルオロポリエーテル油との比率は、増ちょう剤におけるジウレア化合物とフッ素樹脂との比率に、ほぼ一致させることがより好ましい。
さらに、本発明に係る請求項７のグリース組成物は、請求項６に記載のグリース組成物において、前記ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種の４０℃における動粘度を２０〜５００ｍｍ２ ／ｓとし、前記パーフルオロポリエーテル油の４０℃における動粘度を２０〜５００ｍｍ２ ／ｓとしたことを特徴とする。
【００２０】
両者の４０℃における動粘度が５００ｍｍ２ ／ｓを超えると、該グリース組成物を充填した転動装置のトルクが大きくなる。また、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。
ただし、動粘度が２０ｍｍ２ ／ｓ未満であると、蒸発損失や潤滑性の問題から適当ではない。すなわち、基油の粘度が低すぎると、高温において例えば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。
【００２１】
このような問題がより生じにくくするためには、両者の４０℃における動粘度は、３０〜４００ｍｍ２ ／ｓとすることがより好ましい。
さらに、本発明に係る請求項８のグリース組成物は、請求項６に記載のグリース組成物において、前記パーフルオロポリエーテル油を、４０℃における動粘度が２０〜１９０ｍｍ２ ／ｓである直鎖状のパーフルオロポリエーテル油２０〜８０質量％と、４０℃における動粘度が５０〜５００ｍｍ２ ／ｓである分岐鎖状のパーフルオロポリエーテル油８０〜２０質量％と、で構成したことを特徴とする。
【００２２】
直鎖状のパーフルオロポリエーテル油の４０℃における動粘度が１９０ｍｍ２ ／ｓを超えると、該グリース組成物を充填した転動装置のトルクが大きくなる。また、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。一方、４０℃における動粘度が２０ｍｍ２ ／ｓ未満であると、蒸発損失や潤滑性の問題から適当ではない。
【００２３】
また、分岐鎖状のパーフルオロポリエーテル油の４０℃における動粘度が５００ｍｍ２ ／ｓを超えると、該グリース組成物を充填した転動装置のトルクが大きくなる。一方、４０℃における動粘度が５０ｍｍ２ ／ｓ未満であると、耐焼付き性の問題、すなわち、高温において油膜が形成されにくくなるため焼付きが生じやすくなるという問題から適当ではない。
【００２４】
さらに、両者の混合物における直鎖状のパーフルオロポリエーテル油の割合が８０質量％を超えると、耐焼付き性の問題から適当ではなく、２０質量％未満であると、低温での流動性が不十分となり適当ではない。
さらに、本発明に係る請求項９のグリース組成物は、請求項８に記載のグリース組成物において、前記ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種の４０℃における動粘度を２０〜５００ｍｍ２ ／ｓとし、前記直鎖状のパーフルオロポリエーテル油と前記分岐鎖状のパーフルオロポリエーテル油とを混合したパーフルオロポリエーテル油の４０℃における動粘度を２３〜３５０ｍｍ２ ／ｓとしたことを特徴とする。
【００２５】
ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種の４０℃における動粘度が５００ｍｍ２ ／ｓを超え、パーフルオロポリエーテル油（２種を混合したもの）の４０℃における動粘度が３５０ｍｍ２ ／ｓを超えると、該グリース組成物を充填した転動装置のトルクが大きくなる。また、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。
【００２６】
ただし、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種の４０℃における動粘度が２０ｍｍ２ ／ｓ未満で、パーフルオロポリエーテル油（２種を混合したもの）の４０℃における動粘度が２３ｍｍ２ ／ｓ未満であると、蒸発損失や潤滑性の問題から適当ではない。すなわち、基油の粘度が低すぎると、高温において例えば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。
【００２７】
このような問題がより生じにくくするためには、前記両者の４０℃における動粘度は、３０〜３００ｍｍ２ ／ｓとすることがより好ましい。
さらに、本発明に係る請求項１０のグリース組成物は、請求項１〜９のいずれかに記載のグリース組成物において、混和ちょう度を２２０〜３８５としたことを特徴とする。
【００２８】
混和ちょう度が２２０未満であると、グリース組成物が硬すぎるため、該グリース組成物を充填した転動装置のトルク性能が低下する。また、３８５を超えると転動装置からのグリース組成物の漏れ量が多くなる。
さらに、本発明に係る請求項１１の転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配置された外方部材と、前記両軌道面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配設された空隙部内に、請求項１〜１０のいずれかに記載のグリース組成物を充填したことを特徴とする。
【００２９】
このような構成の転動装置は、優れた潤滑性を有し高温下においても長寿命である。
以下に、本発明のグリース組成物を構成する各成分について詳細に説明する。
〔ジウレア化合物について〕
本発明のグリース組成物の増ちょう剤には、ジウレア化合物とフッ素樹脂との両方を使用する必要がある。なお、本発明の目的を損なわない程度の量であれば、他種の増ちょう剤を併用してもよい。
【００３０】
本発明において増ちょう剤として使用されるジウレア化合物は、前述の化学式（Ｉ）で表される化合物であるが、Ｒ１ は炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基であり、Ｒ１ 及びＲ３ は脂環式炭化水素基又は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基である。芳香族炭化水素基の炭素数が前記下限値より小さいと、増ちょう剤が基油に分散しにくく、また、増ちょう剤と基油とが分離しやすくなる。一方、炭化水素基の炭素数が前記上限値より大きい増ちょう剤は、工業的に非現実的である。
【００３１】
このようなジウレア化合物は、別途合成したものを基油に分散させてもよいし、基油中で合成することによって基油に分散させてもよい。ただし、後者の方法の方が、基油中に増ちょう剤を良好に分散させやすいので、工業的に製造する場合には有利である。
ジウレア化合物を基油中で合成する場合の合成方法は、特に限定されるものではないが、Ｒ２ の芳香族炭化水素基を有するジイソシアネート１モルと、Ｒ１ ，Ｒ３ の炭化水素基を有するモノアミン２モルとを、反応させる方法が最も好ましい。
【００３２】
前記ジイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート，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，又はこれらのアルキル基置換体等を好適に使用できる。
また、Ｒ１ ，Ｒ３ が脂環式炭化水素基である場合のモノアミンとしては、例えば、シクロプロピルアミン，シクロブチルアミン，シクロペンチルアミン，シクロヘキシルアミン，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，シクロヘプチルアミン，シクロオクチルアミン，シクロノニルアミン等を好適に使用できる。
【００３３】
さらに、Ｒ１ ，Ｒ３ が芳香族炭化水素基である場合のモノアミンとしては、例えば、アニリン，クロロアニリン，トルイジン，フェネチルアミン，ビフェニルアミン，ベンジルアミン，メチルベンジルアミン，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。
〔フッ素樹脂について〕
一方、もう一つの増ちょう剤であるフッ素樹脂の種類は特に限定されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や、テトラフルオロエチレンと全体又は一部分がフッ素化された他のエチレン系不飽和炭化水素モノマーとの共重合体（以降はテトラフルオロエチレン共重合体と記す）等が好ましい。
【００３４】
このテトラフルオロエチレン共重合体としては、例えば、以下の▲１▼〜▲４▼に示すようなものがあげられる。
▲１▼パーフルオロアルキル−トリフルオロエチレンエーテル類、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロイソブテン、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロアルキルエチレン類（例えばパーフルオロプロペン等）のうちの１種以上のコモノマーを、ＰＴＦＥに０．０１〜３モル％、好ましくは０．０５〜０．５モル％共重合させた変性ポリテトラフルオロエチレン。
【００３５】
▲２▼少なくとも１種のパーフルオロアルキルビニルエーテル（パーフルオロアルキル基は１〜６個の炭素を有している）を、０．５〜８モル％共重合させたテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）熱可塑性共重合体。例としては、パーフルオロプロピルビニルエーテルとＴＦＥとの共重合体、パーフルオロメチルビニルエーテルとＴＦＥとの共重合体、パーフルオロエチルビニルエーテルとＴＦＥとの共重合体等があげられる。
【００３６】
▲３▼３〜８個の炭素を有するパーフルオロオレフィンを２〜２０モル％共重合させたＴＦＥ熱可塑性共重合体。例としては、ヘキサフルオロプロペンとＴＦＥとの共重合体等があげられる。なお、この共重合体には、５モル％未満であれば、トリフルオロエチレンエーテル構造を有する他のコモノマーを共重合体させてもよい。
【００３７】
▲４▼パーフルオロメチルビニルエーテル（０．５〜１３モル％）と、下記の式（ＩＩ）〜式（ＩＶ）のフッ素化合物モノマーのうちの１種以上（０．０５〜５モル％）と、を共重合させたＴＦＥ熱可塑性共重合体。
【００３８】
【化３】
【００３９】
【化４】
【００４０】
【化５】
【００４１】
ただし、式（ＩＶ）中のＲ４ は、１〜５個の炭素を有するパーフルオロアルキル基で、ＣＦ３ が好ましい。また、Ｘ１ 及びＸ２ は相互に独立して、１〜３個の炭素を有するパーフルオロアルキル基又はＦで、ＣＦ３ が好ましい。
また、式（ＩＩ）及び式（ＩＩＩ ）中のＲＦ は、下記の（ｉ）〜（ｉｉｉ ）のうちの少なくとも１つである。
【００４２】
（ｉ）２〜１２個の炭素を有するパーフルオロアルキル基
（ｉｉ）下記式（Ｖ）のような化学構造を有するもの。ただし、式（Ｖ）中のｒは１〜４の整数であり、ｒ’は０〜３の整数である。
【００４３】
【化６】
【００４４】
（ｉｉｉ ）下記式（ＶＩ）のような化学構造を有するもの。
【００４５】
【化７】
【００４６】
ただし、式（ＶＩ）中の構造単位（ＯＣＦＸ）と（ＯＣＦ２ ＣＦＹ）は、連鎖に沿って統計的に分布している。また、Ｔは１〜３個の炭素を有するパーフルオロアルキル基で、任意に１個のＨ又はＣｌを有する。さらに、Ｘ及びＹはＦ又はＣＦ３ であり、Ｚは−ＣＦＸ−又は−ＣＦ２ ＣＦＹ−である。さらに、ｑ及びｑ’は０〜１０の整数で相互に同じか又は異なる数値であり、その場合のフッ素化合物モノマーの数平均分子量は２００〜２０００である。
【００４７】
なお、▲１▼〜▲４▼には、分子式中の数値，共重合比，及び平均分子量について好適な数値範囲が前述のように規定されているが、これらの数値が前記範囲の下限値未満であると、グリース組成物をグリース状とするのに十分な増ちょう性がテトラフルオロエチレン共重合体に付与されない。また、前記範囲の上限値超過であると、グリース組成物が硬化して十分な潤滑性を発揮することが困難となる。
【００４８】
〔基油について〕
本発明のグリース組成物の基油には、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種とパーフルオロポリエーテル油との両方を使用する必要がある。ただし、本発明の目的を損なわない程度の量であれば、他種の基油を併用してもよい。
前記ジアルキルジフェニルエーテル油とは、下記の化学式（ＶＩＩ）で表されるような化合物である。
【００４９】
【化８】
【００５０】
なお、化学式（ＶＩＩ）中のＲ５ はアルキル基であり、Ｒ６ 及びＲ７ の一方が水素原子で他方がＲ５ と同種又は異種のアルキル基である。これらのアルキル基はの直鎖状であることが好ましく、その炭素数は８〜２０が好ましく、１２〜１４がより好ましい。
【００５１】
また、エステル系合成油としては、ジエステル油，ポリオールエステル油，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あげることができる。
ジエステル油としては、例えば、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があげられ、ポリオールエステル油としては、例えば、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があげられる。そして、芳香族エステル油としては、例えば、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ようなトリメリト酸エステルや、テトラオクチルピロメリテート等のようなピロメリト酸エステルがあげられる。
さらに、ポリα−オレフィン油とは、下記の化学式（ＶＩＩＩ）で表されるような化合物である。
【００５２】
【化９】
【００５３】
なお、化学式（ＶＩＩＩ）中のＲ８ はアルキル基であり、同一分子中に２種以上のアルキル基が混在していてもよい。ただし、ｎ−オクチル基が最も好ましく、化学式（ＶＩＩＩ）中のｎは３〜８が好ましい。
一方、本発明のグリース組成物に使用されるパーフルオロポリエーテル油の種類は特に限定されるものではなく、以下に示すようなフルオロオキシアルキレン構造単位から選択される少なくとも１種から構成されるものが好ましい。なお、式中のＸ３ はＣＦ３ （ＣＦ２ ）ｎ −であり、このｎは０〜４の整数である。
【００５４】
【化１０】
【００５５】
パーフルオロポリエーテル油が上記フルオロオキシアルキレン構造単位の２種以上から構成されている場合は、各構造単位は連鎖に沿って統計的に分布している。そして、その末端基は、ＣＦ３ −，Ｃ２ Ｆ５ −，Ｃ３ Ｆ７ −，ＣＦ２ Ｃｌ（ＣＦ３ ）ＣＦ−，ＣＦ３ ＣＦＣｌＣＦ２ −，ＣＦ２ ＣｌＣＦ２ −，ＣＦ２ Ｃｌ−，ＣＨＦ２ −，ＣＦ３ ＣＨＦ−等のような、１個のＨ及び／又はＣｌを任意に有するフルオロアルキル基である。
【００５６】
このようなパーフルオロポリエーテル油には、例えば下記の化学式（ＩＸ）で表されるような直鎖状のものと、例えば下記の化学式（Ｘ）で表されるような分岐鎖状のものとがある。
【００５７】
【化１１】
【００５８】
【化１２】
【００５９】
〔添加剤について〕
本発明の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に、所望により種々の添加剤を添加してもよい。使用される添加剤としては、例えば、酸化防止剤，防錆剤，極圧剤，油性剤，及び金属不活性化剤等があげられ、これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
【００６０】
酸化防止剤としては、従来のグリース組成物に慣用される公知のものを問題なく使用することができる。例えば、フェニル−１−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール等のフェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、ジチオリン酸亜鉛などである。
また、防錆剤としては、アルカリ金属，アルカリ土類金属等のスルホン酸塩、アルキルコハク酸エステル，アルケニルコハク酸エステル等のコハク酸誘導体、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などがあげられる。
【００６１】
さらに、極圧剤としては、リン系極圧剤，ジチオリン酸亜鉛，有機モリブデン等があげられる。
さらに、油性剤としては、脂肪酸，動植物油等の油性向上剤があげられる。
さらに、金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール，亜硝酸ソーダ等があげられる。
【００６２】
その他には、ベントン，シリカゲル等のゲル化剤、ポリメタクリレート，ポリイソブテン，ポリスチレン等の粘度指数向上剤等も使用可能である。
このような添加剤の含有量は、本発明の目的を損なわない程度の量であれば、特に限定されるものではない。
【００６３】
なお、本発明の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。例えば、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種を基油とし、ジウレア化合物を増ちょう剤とするジウレアグリースと、パーフルオロポリエーテル油を基油としフッ素樹脂を増ちょう剤とするフッ素グリースとを別々に製造し、これらを混合することにより製造してもよい。あるいは、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種とパーフルオロポリエーテル油とを混合した基油に、ジウレア化合物及びフッ素樹脂を増ちょう剤として添加することにより製造してもよい。
【００６４】
このようなグリース組成物を備えた転動装置は、優れた潤滑性を有し高温下においても長寿命であるので、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のように、高速高温条件下で使用される機器の回転部位や摺動部位に好適に使用可能である。
なお、本発明は、種々の転動装置に適用することができ、例えば、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あげられる。
【００６５】
本発明における前記内方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には内輪、同じく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、前記外方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には外輪、同じくボールねじの場合にはナット、同じくリニアガイド装置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。
【００６６】
【発明の実施の形態】
本発明に係るグリース組成物及び転動装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る転動装置の一実施形態である玉軸受１の構造を示す縦断面図である。この玉軸受１は、内輪１０と、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、このようなグリース組成物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ている。
【００６７】
このグリース組成物Ｇは、２０質量％の増ちょう剤と８０質量％の基油とで構成されている。そして、増ちょう剤は、５０質量％のジウレア化合物と５０質量％のＰＴＦＥとで構成されており、基油は５０質量％のジアルキルジフェニルエーテル油と５０質量％のパーフルオロポリエーテル油（ＰＦＰＥ油）とで構成されている。このグリース組成物ＧはＰＴＦＥとＰＦＰＥ油とを含有しているので、耐熱性が優れている。
【００６８】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、基油及び増ちょう剤の種類は上記のものに限定されるものではなく、また、グリース組成物Ｇには各種添加剤を添加してもよい。
また、本実施形態においては転動装置の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、本発明は、他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。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である。
【００６９】
また、本発明は、転がり軸受に限らず、他の種類の様々な転動装置に対して適用することができる。例えば、ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。
次に、上記のグリース組成物Ｇとほぼ同様な構成の２０種（実施例１〜１４及び比較例１〜６）のグリース組成物について、ちょう度測定，防錆性試験，焼付き性試験，グリース漏れ性試験を行った。
【００７０】
実施例１〜１４及び比較例１〜６のグリース組成物の構成は表１〜４に示す通りであり、ジウレア化合物及びフッ素樹脂（ＰＴＦＥ又はコポリマー）からなる増ちょう剤と、合成油（ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種）及びＰＦＰＥ油からなる基油と、を含有している（比較例１，２，４，及び５を除く）。そして、添加剤として、グリース組成物全体の１．０質量％のアミン系酸化防止剤と、０．５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、を含有している。
【００７１】
【表１】
【００７２】
【表２】
【００７３】
【表３】
【００７４】
【表４】
【００７５】
なお、表１〜４に記載された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、増ちょう剤全体及び基油全体における各成分の量比（質量％）を示している。
以下に、表１〜４に記載されたグリース組成物の各成分について説明する。
【００７６】
・脂環式ジウレア：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との反応により得られるジウレア化合物
・芳香族ジウレア：トルイジンと４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの反応により得られるジウレア化合物
・コポリマー：フッ化ビニリデンとヘキサフルオロイソブチレンのコポリマー（モル比は１：１）
・ジアルキルジフェニルエーテル油１（ＡＤＰＥ油１）：４０℃における動粘度が１００ｍｍ２ ／ｓのもの
・ジアルキルジフェニルエーテル油２（ＡＤＰＥ油２）：４０℃における動粘度が３２ｍｍ２ ／ｓのもの
・ポリオールエステル油（ＰＯＥ油）：４０℃における動粘度が７０ｍｍ２ ／ｓのもの
・芳香族エステル油（ＡＥ油）：４０℃における動粘度が１００ｍｍ２ ／ｓのもの
・ポリα−オレフィン油（ＰＡＯ油）：４０℃における動粘度が７０ｍｍ２ ／ｓのもの
・ＰＦＰＥ油１：直鎖状のＰＦＰＥ油で、４０℃における動粘度が１９０ｍｍ２ ／ｓのもの
・ＰＦＰＥ油２：分岐鎖状のＰＦＰＥ油で、４０℃における動粘度が４００ｍｍ２ ／ｓのもの
次に、各試験方法及び試験結果について説明する。
【００７７】
〔ちょう度測定について〕
ＪＩＳ Ｋ２２２０に準拠して混和ちょう度の測定を行った。
結果を表１〜４に併せて示す。実施例１〜１４のグリース組成物は良好な混和ちょう度であったのに対して、比較例６は増ちょう剤の含有量が多すぎるため混和ちょう度が小さかった。また、比較例５は基油としてＰＦＰＥ油のみを使用したため、グリース状とならなかった。
【００７８】
〔防錆性試験について〕
内径１７ｍｍ，外径４７ｍｍ，幅１４ｍｍのゴムシール付き深溝玉軸受（図１と同様の構成である）に、実施例１〜１４及び比較例１〜６のグリース組成物を軸受空間容積の５０％を占めるように充填した。
回転速度１８００ｍｉｎ−１で３０秒間慣らし運転（回転）した後、軸受内部に０．５質量％の塩水を０．５ｍｌ注入し、再び回転速度１８００ｍｉｎ−１で３０秒間慣らし運転した。次いで、８０℃，１００％ＲＨに調整された恒温恒湿槽にこの玉軸受を４８時間静置した後、玉軸受を分解して軌道面に発生している錆の状況を肉眼で観察した。そして、以下のようなランクに評価した。
【００７９】
＃７：錆の発生なし
＃６：シミ状の微小な錆あり
＃５：直径０．３ｍｍ以下の点状の錆あり
＃４：直径１．０ｍｍ以下の錆あり
＃３：直径５．０ｍｍ以下の錆あり
＃２：直径１０．０ｍｍ以下の錆あり
＃１：軌道面のほぼ全面に錆が発生
なお、＃７〜＃５を防錆性良好とし、＃４〜＃１を防錆性不良とした。
【００８０】
結果を表１〜４に併せて示す。実施例１〜１４のグリース組成物は良好な防錆性を示した。したがって、実施例１〜１４のグリース組成物は、雨水等と接触しやすく錆が発生しやすい過酷な環境下で使用される軸受にも好適に用いることができる。それに対して、比較例１は合成油を含有していないため（すなわち、通常のフッ素グリースであるため）防錆性が不良であった。
【００８１】
〔焼付き性試験について〕
内径８ｍｍ，外径２２ｍｍ，幅７ｍｍの鉄シールド付き深溝玉軸受（図１とほぼ同様の構造である）に、実施例１〜１４及び比較例１〜６のグリース組成物を軸受空間容積の５０％を占めるように充填し、図２に示すようなＡＳＴＭ Ｄ １７４１の軸受寿命試験機に類似の試験機に装着した。
【００８２】
そして、軸受温度１８０℃、アキシアル荷重５９Ｎの条件下で３０００ｍｉｎ−１の回転速度で回転させ（その他の条件はＡＳＴＭ Ｄ １７４１に準拠した）、焼付きが生じて外輪の温度が１９０℃以上に上昇するまでの時間を寿命とした。そして、３０００時間回転させても１９０℃以上に上昇しなかった場合は、試験を打ち切った。該回転試験は１種の軸受につき４個行い、その平均値を試験結果とした。
【００８３】
結果を表１〜４に併せて示す。実施例１〜１４のグリース組成物は、いずれも１０００時間以上という良好な寿命を示した。それに対して、比較例２はフッ素樹脂とＰＦＰＥ油を含有していないため（すなわち、通常のジウレアグリースであるため）、高温での耐焼付き性が劣っていた。また、比較例３は、全ジウレア化合物中の脂環式ジウレアの割合が少ないため、すなわち、全ジウレア化合物が有する官能基（前述の化学式（Ｉ）におけるＲ１ ，Ｒ３ ）における脂環式炭化水素基の割合が少ないため、高温での耐焼付き性が不十分であった。さらに、比較例４はＰＦＰＥ油を含有していないため、高温での耐焼付き性が不十分であった。
【００８４】
〔グリース漏れ性試験について〕
内径１７ｍｍ，外径４０ｍｍ，幅１２ｍｍのゴムシール付き深溝玉軸受（図１と同様の構成である）に、実施例１〜１４及び比較例１〜６のグリース組成物を軸受空間容積の３５％を占めるように充填した。そして、外輪温度１８０℃、アキシアル荷重２００Ｎの条件下で内輪を１４５００ｍｉｎ−１の回転速度で２０時間回転させ、回転中に軸受から漏洩したグリース組成物の質量を測定した。
【００８５】
グリース組成物の漏れ量が、充填したグリース組成物の量の１０質量％以下であった場合を合格とした。なお、該試験は１種の軸受につき４個行い、その平均値を試験結果とした。
試験結果を表１〜４に併せて示す。実施例１〜１４のグリース組成物は漏洩した量は少なく、すべて合格であった。
【００８６】
なお、実施例１〜４及び比較例３のグリース組成物の焼付き性試験の結果をグラフ化したものを、図３に示す。このグラフの横軸は、全ジウレア化合物が有する官能基（前述の化学式（Ｉ）におけるＲ１ ，Ｒ３ ）における脂環式炭化水素基の割合を示している。
このグラフから分かるように、全ジウレア化合物が有する官能基における脂環式炭化水素基の割合が４０〜１００モル％の場合（すなわち、芳香族炭化水素基の割合が６０〜０モル％の場合）には、焼付き寿命が優れていた。
【００８７】
また、実施例６のグリース組成物において増ちょう剤のうちのＰＴＦＥの割合を種々変更したものを用意して、それらについて防錆性試験，焼付き性試験，及びグリース漏れ性試験を行った。なお、これらのグリース組成物においては、増ちょう剤のうちのＰＴＦＥの割合に応じて、基油のうちのＰＦＰＥ油の割合も変化させた。各試験の結果をグラフ化したものを、図４及び図５に示す。
【００８８】
これらのグラフから分かるように、増ちょう剤のうちのＰＴＦＥの割合が２０〜７０質量％の場合（すなわち、ジウレア化合物の割合は８０〜３０質量％）には、防錆性及び焼付き寿命がいずれも優れており、グリース漏れ量は少なかった。
次に、基油の一部であるパーフルオロポリエーテル油を、直鎖状のものと分岐鎖状のものとの混合物としたグリース組成物の例について説明する。
【００８９】
前述のグリース組成物Ｇとほぼ同様な構成の２０種（実施例２１〜３５，比較例１１〜１３，及び参考例１，２）のグリース組成物について、ちょう度測定，焼付き性試験，低温トルク試験を行った。
実施例２１〜３５，比較例１１〜１３，及び参考例１，２のグリース組成物の構成は表５〜８に示す通りであり、ジウレア化合物及びフッ素樹脂（ＰＴＦＥ又はコポリマー）からなる増ちょう剤と、合成油（ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種）及びＰＦＰＥ油からなる基油と、を含有している（比較例１１，１２を除く）。そして、添加剤として、グリース組成物全体の１．０質量％のアミン系酸化防止剤と、０．５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、を含有している。
【００９０】
【表５】
【００９１】
【表６】
【００９２】
【表７】
【００９３】
【表８】
【００９４】
なお、表５〜８に記載された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。
以下に、表５〜８に記載されたグリース組成物の各成分について説明する。
・脂環式ジウレア：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との反応により得られるジウレア化合物
・芳香族ジウレア：トルイジンと４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの反応により得られるジウレア化合物
・コポリマー：フッ化ビニリデンとヘキサフルオロイソブチレンのコポリマー（モル比は１：１）
・ジアルキルジフェニルエーテル油（ＡＤＰＥ油）：４０℃における動粘度が１００ｍｍ２ ／ｓのもの
・ポリオールエステル油（ＰＯＥ油）：４０℃における動粘度が７０ｍｍ２ ／ｓのもの
・芳香族エステル油（ＡＥ油）：４０℃における動粘度が９７ｍｍ２ ／ｓのもの
・ポリα−オレフィン油（ＰＡＯ油）：４０℃における動粘度が７０ｍｍ２ ／ｓのもの
・直鎖ＰＦＰＥ油：直鎖状のＰＦＰＥ油で、４０℃における動粘度が１５７ｍｍ２ ／ｓのもの
・分岐鎖ＰＦＰＥ油：分岐直鎖状のＰＦＰＥ油で、４０℃における動粘度が４００ｍｍ２ ／ｓのもの
次に、各試験方法及び試験結果について説明する。
【００９５】
〔ちょう度測定について〕
ＪＩＳ Ｋ２２２０に準拠して混和ちょう度の測定を行った。
結果を表５〜８に併せて示す。実施例２１〜３５のグリース組成物は良好な混和ちょう度であったのに対して、比較例１３は増ちょう剤の含有量が多すぎるため混和ちょう度が小さかった。
【００９６】
〔焼付き性試験について〕
内径８ｍｍ，外径２２ｍｍ，幅７ｍｍの鉄シールド付き深溝玉軸受（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、２０種（実施例２１〜３５，比較例１１〜１３，及び参考例１，２）のグリース組成物を軸受空間容積の５０％を占めるように充填し、図２に示すようなＡＳＴＭ Ｄ １７４１の軸受寿命試験機に類似の試験機に装着した。
【００９７】
そして、軸受温度１８０℃、アキシアル荷重５９Ｎの条件下で３０００ｍｉｎ−１の回転速度で回転させ（その他の条件はＡＳＴＭ Ｄ １７４１に準拠した）、焼付きが生じて外輪の温度が１９０℃以上に上昇するまでの時間を寿命とした。該回転試験は１種の軸受につき４個行い、その平均値を試験結果とし、１５００時間以上であった場合を合格とした。
【００９８】
結果を表５〜８に併せて示す。実施例２１〜３５のグリース組成物は、いずれも良好な寿命を示した。それに対して、比較例１２はフッ素樹脂とＰＦＰＥ油を含有していないため（すなわち、通常のジウレアグリースであるため）、高温での耐焼付き性が劣っていた。また、参考例１は、分岐鎖状のＰＦＰＥ油を含有していないため、高温での耐焼付き性が不十分であった。
【００９９】
〔低温トルク試験について〕
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、２０種（実施例２１〜３５，比較例１１〜１３，及び参考例１，２）のグリース組成物を軸受空間容積の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。
【０１００】
結果を表５〜８に併せて示す。なお、各表においては、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。
実施例２１〜３５のグリース組成物は、いずれも動トルク値が２５Ｎ・ｃｍ以下で、すべて合格であった。それに対して、比較例１１のグリース組成物は、通常のフッ素グリースであるため、低温における動トルク値が大きかった。また、比較例１３のグリース組成物は、グリース全体における増ちょう剤の量が多すぎるため、低温における動トルク値が大きかった。さらに、参考例２のグリース組成物は、直鎖状のＰＦＰＥ油を含有していないため、低温における動トルク値が大きかった。
【０１０１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のグリース組成物は、安価であるとともに、高速高温条件下においても優れた性能を有する。また、本発明の転動装置は、優れた潤滑性を有し高温下においても長寿命である。
【図面の簡単な説明】
【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】グリース組成物の焼付き性を評価する軸受寿命試験機の構成を示す断面図である。
【図３】全ジウレア化合物が有する官能基における脂環式炭化水素基の割合と、玉軸受の焼付き寿命と、の相関を示すグラフである。
【図４】増ちょう剤のうちのフッ素樹脂の割合と、玉軸受の焼付き寿命及びグリース組成物の防錆性と、の相関を示すグラフである。
【図５】増ちょう剤のうちのフッ素樹脂の割合と、玉軸受の焼付き寿命及びグリース漏れ量との相関を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 玉軸受
１０ 内輪
１１ 外輪
１３ 玉
Ｇ グリース組成物
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速高温条件下においても優れた性能を有し、高速高温条件下で使用される転動装置の寿命を向上させることが可能なグリース組成物に関する。また、本発明は、優れた潤滑性を有し高温下においても長寿命な転動装置に係り、特に、オルタネータ，電磁クラッチ等の自動車電装部品や、アイドラプーリ等の自動車エンジン補機のように、高速高温条件下で使用される機器の回転部位や摺動部位に好適に使用可能な転動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車（乗用車）は小型軽量化や居住空間の拡大が望まれていることから、エンジンルーム空間の縮小が余儀なくされており、そのため電装部品やエンジン補機の小型軽量化がより一層進められている。このことに加えて、静粛性の向上が望まれエンジンルームの密閉化が進んでいるため、エンジンルーム内の高温化が促進されている。そのため、前記各部品には高温に耐える性質も必要とされてきている。例えば、電動ファンモータ用軸受は、従来は１３０〜１５０℃の軸受温度で使用されていたが、近年では１８０〜２００℃の高温に耐えることが必要とされてきている。
【０００３】
１５０℃以上の高温環境下で使用される軸受に対しては、従来は、例えば特許第２９７７６２４号公報に示されるように、合成油系潤滑油にリチウム系石けん及びウレア化合物を混合したグリースを軸受内部に封入することで対応してきた。しかしながら、このようなグリースであっても１６０℃以上の高温下では早期に焼付きを生じるので、耐熱性のより高いグリースが必要とされている。例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を増ちょう剤としパーフルオロポリエーテル油（ＰＦＰＥ油）を基油としたフッ素系グリースは耐熱性が優れているので、このフッ素系グリースを充填した転がり軸受は１６０℃以上の高温環境下でも使用可能である。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２９７７６２４号公報
【特許文献２】
特開平１１−１８１４６５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような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，及び金属腐食を防ぐ性能に劣る傾向がある。さらに、フッ素系グリースは、合成油系グリースに比べて５〜２０倍程度高価であるという問題点も有している。
【０００６】
また、特開平１１−１８１４６５号公報には、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が記載されている。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用いるにはさらなる改良が必要であった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、高速高温条件下においても優れた性能を有するグリース組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、優れた潤滑性を有し高温下においても長寿命な転動装置を提供することを併せて課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１のグリース組成物は、基油と増ちょう剤とを含有するグリース組成物において、前記増ちょう剤を、下記の化学式（Ｉ）で表されるジウレア化合物とフッ素樹脂とで構成したことを特徴とする。
【０００９】
【化２】
なお、化学式（Ｉ）中のＲ２ は、炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基を表し、Ｒ１ 及びＲ３ は脂環式炭化水素基を表す。
このような構成のグリース組成物は、従来のフッ素系グリースと比較して安価であるとともに、高速高温条件下においても優れた性能を有し、高速高温条件下で使用される転動装置の寿命を向上させることが可能である。
【００１１】
また、本発明に係る請求項２のグリース組成物は、請求項１に記載のグリース組成物において、前記化学式（Ｉ）中のＲ１ 及びＲ３ が炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基であるジウレア化合物と、前記化学式（Ｉ）中のＲ１ が脂環式炭化水素基でＲ３ が炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基であるジウレア化合物と、の少なくとも一方を前記増ちょう剤としてさらに含有しており、全てのジウレア化合物が有するＲ１ ，Ｒ３ における炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基の割合が６０モル％未満であることを特徴とする。
【００１２】
全てのジウレア化合物が有するＲ１ ，Ｒ３ における炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基の割合が６０モル％以上であると、高温下におけるグリース組成物の流動性に問題が生じるため、長時間の使用に耐えられないおそれがある。
さらに、本発明に係る請求項３のグリース組成物は、請求項１又は請求項２に記載のグリース組成物において、前記脂環式炭化水素基をシクロヘキシル基又は炭素数７〜１２のアルキルシクロヘキシル基としたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る請求項４のグリース組成物は、請求項１〜３のいずれかに記載のグリース組成物において、前記増ちょう剤を前記ジウレア化合物３０〜８０質量％と前記フッ素樹脂７０〜２０質量％とで構成したことを特徴とする。ジウレア化合物が３０質量％未満であるとフッ素樹脂は７０質量％超過となるので、グリース組成物が高コストとなる。一方、ジウレア化合物が８０質量％超過でフッ素樹脂が２０質量％未満であると、グリース組成物の耐熱性が不十分となる。このような問題がより生じにくくするためには、ジウレア化合物３０〜６０質量％とフッ素樹脂７０〜４０質量％とで増ちょう剤を構成することがより好ましい。
【００１４】
さらに、本発明に係る請求項５のグリース組成物は、請求項１〜４のいずれかに記載のグリース組成物において、前記増ちょう剤の含有量を組成物全体の５〜４０質量％としたことを特徴とする。
５質量％未満であるとグリース状態を維持することが困難となり、４０質量％超過であると、グリース組成物が硬化しすぎて十分な潤滑性を発揮することが困難となる。ただし、グリース組成物の混和ちょう度を考慮すると、増ちょう剤の含有量は組成物全体の１０〜３０質量％とすることがより好ましい。
【００１５】
さらに、本発明に係る請求項６のグリース組成物は、請求項１〜５のいずれかに記載のグリース組成物において、前記基油を、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種１０〜９０質量％と、パーフルオロポリエーテル油９０〜１０質量％と、で構成したことを特徴とする。
【００１６】
ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種を基油として含有していることから、種々の添加剤を添加することができる。よって、前記グリース組成物は、潤滑性，防錆性，及び金属腐食を防ぐ性能に優れている。また、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種を基油として含有し、ジウレア化合物を増ちょう剤として含有していることから、前記グリース組成物はフッ素系グリースと比較して安価である。
【００１７】
ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種が１０質量％未満であると、グリース組成物に添加剤を添加した場合に添加効果が十分に得られない。そして、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種が１０質量％未満であるとパーフルオロポリエーテル油は９０質量％超過となるので、グリース組成物が高コストとなる。
【００１８】
一方、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種が９０質量％超過で、パーフルオロポリエーテル油が１０質量％未満であると、グリース組成物の耐熱性が不十分となる。
このような問題がより生じにくくするためには、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種３０〜８０質量％と、パーフルオロポリエーテル油７０〜２０質量％と、で前記基油を構成することがより好ましい。
【００１９】
なお、基油におけるジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種とパーフルオロポリエーテル油との比率は、増ちょう剤におけるジウレア化合物とフッ素樹脂との比率に、ほぼ一致させることがより好ましい。
さらに、本発明に係る請求項７のグリース組成物は、請求項６に記載のグリース組成物において、前記ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種の４０℃における動粘度を２０〜５００ｍｍ２ ／ｓとし、前記パーフルオロポリエーテル油の４０℃における動粘度を２０〜５００ｍｍ２ ／ｓとしたことを特徴とする。
【００２０】
両者の４０℃における動粘度が５００ｍｍ２ ／ｓを超えると、該グリース組成物を充填した転動装置のトルクが大きくなる。また、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。
ただし、動粘度が２０ｍｍ２ ／ｓ未満であると、蒸発損失や潤滑性の問題から適当ではない。すなわち、基油の粘度が低すぎると、高温において例えば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。
【００２１】
このような問題がより生じにくくするためには、両者の４０℃における動粘度は、３０〜４００ｍｍ２ ／ｓとすることがより好ましい。
さらに、本発明に係る請求項８のグリース組成物は、請求項６に記載のグリース組成物において、前記パーフルオロポリエーテル油を、４０℃における動粘度が２０〜１９０ｍｍ２ ／ｓである直鎖状のパーフルオロポリエーテル油２０〜８０質量％と、４０℃における動粘度が５０〜５００ｍｍ２ ／ｓである分岐鎖状のパーフルオロポリエーテル油８０〜２０質量％と、で構成したことを特徴とする。
【００２２】
直鎖状のパーフルオロポリエーテル油の４０℃における動粘度が１９０ｍｍ２ ／ｓを超えると、該グリース組成物を充填した転動装置のトルクが大きくなる。また、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。一方、４０℃における動粘度が２０ｍｍ２ ／ｓ未満であると、蒸発損失や潤滑性の問題から適当ではない。
【００２３】
また、分岐鎖状のパーフルオロポリエーテル油の４０℃における動粘度が５００ｍｍ２ ／ｓを超えると、該グリース組成物を充填した転動装置のトルクが大きくなる。一方、４０℃における動粘度が５０ｍｍ２ ／ｓ未満であると、耐焼付き性の問題、すなわち、高温において油膜が形成されにくくなるため焼付きが生じやすくなるという問題から適当ではない。
【００２４】
さらに、両者の混合物における直鎖状のパーフルオロポリエーテル油の割合が８０質量％を超えると、耐焼付き性の問題から適当ではなく、２０質量％未満であると、低温での流動性が不十分となり適当ではない。
さらに、本発明に係る請求項９のグリース組成物は、請求項８に記載のグリース組成物において、前記ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種の４０℃における動粘度を２０〜５００ｍｍ２ ／ｓとし、前記直鎖状のパーフルオロポリエーテル油と前記分岐鎖状のパーフルオロポリエーテル油とを混合したパーフルオロポリエーテル油の４０℃における動粘度を２３〜３５０ｍｍ２ ／ｓとしたことを特徴とする。
【００２５】
ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種の４０℃における動粘度が５００ｍｍ２ ／ｓを超え、パーフルオロポリエーテル油（２種を混合したもの）の４０℃における動粘度が３５０ｍｍ２ ／ｓを超えると、該グリース組成物を充填した転動装置のトルクが大きくなる。また、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。
【００２６】
ただし、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種の４０℃における動粘度が２０ｍｍ２ ／ｓ未満で、パーフルオロポリエーテル油（２種を混合したもの）の４０℃における動粘度が２３ｍｍ２ ／ｓ未満であると、蒸発損失や潤滑性の問題から適当ではない。すなわち、基油の粘度が低すぎると、高温において例えば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。
【００２７】
このような問題がより生じにくくするためには、前記両者の４０℃における動粘度は、３０〜３００ｍｍ２ ／ｓとすることがより好ましい。
さらに、本発明に係る請求項１０のグリース組成物は、請求項１〜９のいずれかに記載のグリース組成物において、混和ちょう度を２２０〜３８５としたことを特徴とする。
【００２８】
混和ちょう度が２２０未満であると、グリース組成物が硬すぎるため、該グリース組成物を充填した転動装置のトルク性能が低下する。また、３８５を超えると転動装置からのグリース組成物の漏れ量が多くなる。
さらに、本発明に係る請求項１１の転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配置された外方部材と、前記両軌道面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配設された空隙部内に、請求項１〜１０のいずれかに記載のグリース組成物を充填したことを特徴とする。
【００２９】
このような構成の転動装置は、優れた潤滑性を有し高温下においても長寿命である。
以下に、本発明のグリース組成物を構成する各成分について詳細に説明する。
〔ジウレア化合物について〕
本発明のグリース組成物の増ちょう剤には、ジウレア化合物とフッ素樹脂との両方を使用する必要がある。なお、本発明の目的を損なわない程度の量であれば、他種の増ちょう剤を併用してもよい。
【００３０】
本発明において増ちょう剤として使用されるジウレア化合物は、前述の化学式（Ｉ）で表される化合物であるが、Ｒ１ は炭素数６〜１５の芳香族炭化水素基であり、Ｒ１ 及びＲ３ は脂環式炭化水素基又は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基である。芳香族炭化水素基の炭素数が前記下限値より小さいと、増ちょう剤が基油に分散しにくく、また、増ちょう剤と基油とが分離しやすくなる。一方、炭化水素基の炭素数が前記上限値より大きい増ちょう剤は、工業的に非現実的である。
【００３１】
このようなジウレア化合物は、別途合成したものを基油に分散させてもよいし、基油中で合成することによって基油に分散させてもよい。ただし、後者の方法の方が、基油中に増ちょう剤を良好に分散させやすいので、工業的に製造する場合には有利である。
ジウレア化合物を基油中で合成する場合の合成方法は、特に限定されるものではないが、Ｒ２ の芳香族炭化水素基を有するジイソシアネート１モルと、Ｒ１ ，Ｒ３ の炭化水素基を有するモノアミン２モルとを、反応させる方法が最も好ましい。
【００３２】
前記ジイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート，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，又はこれらのアルキル基置換体等を好適に使用できる。
また、Ｒ１ ，Ｒ３ が脂環式炭化水素基である場合のモノアミンとしては、例えば、シクロプロピルアミン，シクロブチルアミン，シクロペンチルアミン，シクロヘキシルアミン，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，シクロヘプチルアミン，シクロオクチルアミン，シクロノニルアミン等を好適に使用できる。
【００３３】
さらに、Ｒ１ ，Ｒ３ が芳香族炭化水素基である場合のモノアミンとしては、例えば、アニリン，クロロアニリン，トルイジン，フェネチルアミン，ビフェニルアミン，ベンジルアミン，メチルベンジルアミン，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。
〔フッ素樹脂について〕
一方、もう一つの増ちょう剤であるフッ素樹脂の種類は特に限定されるものではないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や、テトラフルオロエチレンと全体又は一部分がフッ素化された他のエチレン系不飽和炭化水素モノマーとの共重合体（以降はテトラフルオロエチレン共重合体と記す）等が好ましい。
【００３４】
このテトラフルオロエチレン共重合体としては、例えば、以下の▲１▼〜▲４▼に示すようなものがあげられる。
▲１▼パーフルオロアルキル−トリフルオロエチレンエーテル類、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロイソブテン、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロアルキルエチレン類（例えばパーフルオロプロペン等）のうちの１種以上のコモノマーを、ＰＴＦＥに０．０１〜３モル％、好ましくは０．０５〜０．５モル％共重合させた変性ポリテトラフルオロエチレン。
【００３５】
▲２▼少なくとも１種のパーフルオロアルキルビニルエーテル（パーフルオロアルキル基は１〜６個の炭素を有している）を、０．５〜８モル％共重合させたテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）熱可塑性共重合体。例としては、パーフルオロプロピルビニルエーテルとＴＦＥとの共重合体、パーフルオロメチルビニルエーテルとＴＦＥとの共重合体、パーフルオロエチルビニルエーテルとＴＦＥとの共重合体等があげられる。
【００３６】
▲３▼３〜８個の炭素を有するパーフルオロオレフィンを２〜２０モル％共重合させたＴＦＥ熱可塑性共重合体。例としては、ヘキサフルオロプロペンとＴＦＥとの共重合体等があげられる。なお、この共重合体には、５モル％未満であれば、トリフルオロエチレンエーテル構造を有する他のコモノマーを共重合体させてもよい。
【００３７】
▲４▼パーフルオロメチルビニルエーテル（０．５〜１３モル％）と、下記の式（ＩＩ）〜式（ＩＶ）のフッ素化合物モノマーのうちの１種以上（０．０５〜５モル％）と、を共重合させたＴＦＥ熱可塑性共重合体。
【００３８】
【化３】
【化４】
【化５】
ただし、式（ＩＶ）中のＲ４ は、１〜５個の炭素を有するパーフルオロアルキル基で、ＣＦ３ が好ましい。また、Ｘ１ 及びＸ２ は相互に独立して、１〜３個の炭素を有するパーフルオロアルキル基又はＦで、ＣＦ３ が好ましい。
また、式（ＩＩ）及び式（ＩＩＩ ）中のＲＦ は、下記の（ｉ）〜（ｉｉｉ ）のうちの少なくとも１つである。
【００４２】
（ｉ）２〜１２個の炭素を有するパーフルオロアルキル基
（ｉｉ）下記式（Ｖ）のような化学構造を有するもの。ただし、式（Ｖ）中のｒは１〜４の整数であり、ｒ’は０〜３の整数である。
【００４３】
【化６】
（ｉｉｉ ）下記式（ＶＩ）のような化学構造を有するもの。
【００４５】
【化７】
ただし、式（ＶＩ）中の構造単位（ＯＣＦＸ）と（ＯＣＦ２ ＣＦＹ）は、連鎖に沿って統計的に分布している。また、Ｔは１〜３個の炭素を有するパーフルオロアルキル基で、任意に１個のＨ又はＣｌを有する。さらに、Ｘ及びＹはＦ又はＣＦ３ であり、Ｚは−ＣＦＸ−又は−ＣＦ２ ＣＦＹ−である。さらに、ｑ及びｑ’は０〜１０の整数で相互に同じか又は異なる数値であり、その場合のフッ素化合物モノマーの数平均分子量は２００〜２０００である。
【００４７】
なお、▲１▼〜▲４▼には、分子式中の数値，共重合比，及び平均分子量について好適な数値範囲が前述のように規定されているが、これらの数値が前記範囲の下限値未満であると、グリース組成物をグリース状とするのに十分な増ちょう性がテトラフルオロエチレン共重合体に付与されない。また、前記範囲の上限値超過であると、グリース組成物が硬化して十分な潤滑性を発揮することが困難となる。
【００４８】
〔基油について〕
本発明のグリース組成物の基油には、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種とパーフルオロポリエーテル油との両方を使用する必要がある。ただし、本発明の目的を損なわない程度の量であれば、他種の基油を併用してもよい。
前記ジアルキルジフェニルエーテル油とは、下記の化学式（ＶＩＩ）で表されるような化合物である。
【００４９】
【化８】
なお、化学式（ＶＩＩ）中のＲ５ はアルキル基であり、Ｒ６ 及びＲ７ の一方が水素原子で他方がＲ５ と同種又は異種のアルキル基である。これらのアルキル基はの直鎖状であることが好ましく、その炭素数は８〜２０が好ましく、１２〜１４がより好ましい。
【００５１】
また、エステル系合成油としては、ジエステル油，ポリオールエステル油，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あげることができる。
ジエステル油としては、例えば、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があげられ、ポリオールエステル油としては、例えば、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があげられる。そして、芳香族エステル油としては、例えば、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ようなトリメリト酸エステルや、テトラオクチルピロメリテート等のようなピロメリト酸エステルがあげられる。
さらに、ポリα−オレフィン油とは、下記の化学式（ＶＩＩＩ）で表されるような化合物である。
【００５２】
【化９】
なお、化学式（ＶＩＩＩ）中のＲ８ はアルキル基であり、同一分子中に２種以上のアルキル基が混在していてもよい。ただし、ｎ−オクチル基が最も好ましく、化学式（ＶＩＩＩ）中のｎは３〜８が好ましい。
一方、本発明のグリース組成物に使用されるパーフルオロポリエーテル油の種類は特に限定されるものではなく、以下に示すようなフルオロオキシアルキレン構造単位から選択される少なくとも１種から構成されるものが好ましい。なお、式中のＸ３ はＣＦ３ （ＣＦ２ ）ｎ −であり、このｎは０〜４の整数である。
【００５４】
【化１０】
パーフルオロポリエーテル油が上記フルオロオキシアルキレン構造単位の２種以上から構成されている場合は、各構造単位は連鎖に沿って統計的に分布している。そして、その末端基は、ＣＦ３ −，Ｃ２ Ｆ５ −，Ｃ３ Ｆ７ −，ＣＦ２ Ｃｌ（ＣＦ３ ）ＣＦ−，ＣＦ３ ＣＦＣｌＣＦ２ −，ＣＦ２ ＣｌＣＦ２ −，ＣＦ２ Ｃｌ−，ＣＨＦ２ −，ＣＦ３ ＣＨＦ−等のような、１個のＨ及び／又はＣｌを任意に有するフルオロアルキル基である。
【００５６】
このようなパーフルオロポリエーテル油には、例えば下記の化学式（ＩＸ）で表されるような直鎖状のものと、例えば下記の化学式（Ｘ）で表されるような分岐鎖状のものとがある。
【００５７】
【化１１】
【化１２】
〔添加剤について〕
本発明の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に、所望により種々の添加剤を添加してもよい。使用される添加剤としては、例えば、酸化防止剤，防錆剤，極圧剤，油性剤，及び金属不活性化剤等があげられ、これらは単独又は２種以上を混合して用いることができる。
【００６０】
酸化防止剤としては、従来のグリース組成物に慣用される公知のものを問題なく使用することができる。例えば、フェニル−１−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール等のフェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、ジチオリン酸亜鉛などである。
また、防錆剤としては、アルカリ金属，アルカリ土類金属等のスルホン酸塩、アルキルコハク酸エステル，アルケニルコハク酸エステル等のコハク酸誘導体、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などがあげられる。
【００６１】
さらに、極圧剤としては、リン系極圧剤，ジチオリン酸亜鉛，有機モリブデン等があげられる。
さらに、油性剤としては、脂肪酸，動植物油等の油性向上剤があげられる。
さらに、金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール，亜硝酸ソーダ等があげられる。
【００６２】
その他には、ベントン，シリカゲル等のゲル化剤、ポリメタクリレート，ポリイソブテン，ポリスチレン等の粘度指数向上剤等も使用可能である。
このような添加剤の含有量は、本発明の目的を損なわない程度の量であれば、特に限定されるものではない。
【００６３】
なお、本発明の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。例えば、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種を基油とし、ジウレア化合物を増ちょう剤とするジウレアグリースと、パーフルオロポリエーテル油を基油としフッ素樹脂を増ちょう剤とするフッ素グリースとを別々に製造し、これらを混合することにより製造してもよい。あるいは、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種とパーフルオロポリエーテル油とを混合した基油に、ジウレア化合物及びフッ素樹脂を増ちょう剤として添加することにより製造してもよい。
【００６４】
このようなグリース組成物を備えた転動装置は、優れた潤滑性を有し高温下においても長寿命であるので、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のように、高速高温条件下で使用される機器の回転部位や摺動部位に好適に使用可能である。
なお、本発明は、種々の転動装置に適用することができ、例えば、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あげられる。
【００６５】
本発明における前記内方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には内輪、同じく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、前記外方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には外輪、同じくボールねじの場合にはナット、同じくリニアガイド装置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。
【００６６】
【発明の実施の形態】
本発明に係るグリース組成物及び転動装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係る転動装置の一実施形態である玉軸受１の構造を示す縦断面図である。この玉軸受１は、内輪１０と、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、このようなグリース組成物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ている。
【００６７】
このグリース組成物Ｇは、２０質量％の増ちょう剤と８０質量％の基油とで構成されている。そして、増ちょう剤は、５０質量％のジウレア化合物と５０質量％のＰＴＦＥとで構成されており、基油は５０質量％のジアルキルジフェニルエーテル油と５０質量％のパーフルオロポリエーテル油（ＰＦＰＥ油）とで構成されている。このグリース組成物ＧはＰＴＦＥとＰＦＰＥ油とを含有しているので、耐熱性が優れている。
【００６８】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、基油及び増ちょう剤の種類は上記のものに限定されるものではなく、また、グリース組成物Ｇには各種添加剤を添加してもよい。
また、本実施形態においては転動装置の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、本発明は、他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。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である。
【００６９】
また、本発明は、転がり軸受に限らず、他の種類の様々な転動装置に対して適用することができる。例えば、ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。
次に、上記のグリース組成物Ｇとほぼ同様な構成の２０種（実施例１〜１４及び比較例１〜６）のグリース組成物について、ちょう度測定，防錆性試験，焼付き性試験，グリース漏れ性試験を行った。
【００７０】
実施例１〜１４及び比較例１〜６のグリース組成物の構成は表１〜４に示す通りであり、ジウレア化合物及びフッ素樹脂（ＰＴＦＥ又はコポリマー）からなる増ちょう剤と、合成油（ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種）及びＰＦＰＥ油からなる基油と、を含有している（比較例１，２，４，及び５を除く）。そして、添加剤として、グリース組成物全体の１．０質量％のアミン系酸化防止剤と、０．５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、を含有している。
【００７１】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
なお、表１〜４に記載された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、増ちょう剤全体及び基油全体における各成分の量比（質量％）を示している。
以下に、表１〜４に記載されたグリース組成物の各成分について説明する。
【００７６】
・脂環式ジウレア：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との反応により得られるジウレア化合物
・芳香族ジウレア：トルイジンと４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの反応により得られるジウレア化合物
・コポリマー：フッ化ビニリデンとヘキサフルオロイソブチレンのコポリマー（モル比は１：１）
・ジアルキルジフェニルエーテル油１（ＡＤＰＥ油１）：４０℃における動粘度が１００ｍｍ２ ／ｓのもの
・ジアルキルジフェニルエーテル油２（ＡＤＰＥ油２）：４０℃における動粘度が３２ｍｍ２ ／ｓのもの
・ポリオールエステル油（ＰＯＥ油）：４０℃における動粘度が７０ｍｍ２ ／ｓのもの
・芳香族エステル油（ＡＥ油）：４０℃における動粘度が１００ｍｍ２ ／ｓのもの
・ポリα−オレフィン油（ＰＡＯ油）：４０℃における動粘度が７０ｍｍ２ ／ｓのもの
・ＰＦＰＥ油１：直鎖状のＰＦＰＥ油で、４０℃における動粘度が１９０ｍｍ２ ／ｓのもの
・ＰＦＰＥ油２：分岐鎖状のＰＦＰＥ油で、４０℃における動粘度が４００ｍｍ２ ／ｓのもの
次に、各試験方法及び試験結果について説明する。
【００７７】
〔ちょう度測定について〕
ＪＩＳ Ｋ２２２０に準拠して混和ちょう度の測定を行った。
結果を表１〜４に併せて示す。実施例１〜１４のグリース組成物は良好な混和ちょう度であったのに対して、比較例６は増ちょう剤の含有量が多すぎるため混和ちょう度が小さかった。また、比較例５は基油としてＰＦＰＥ油のみを使用したため、グリース状とならなかった。
【００７８】
〔防錆性試験について〕
内径１７ｍｍ，外径４７ｍｍ，幅１４ｍｍのゴムシール付き深溝玉軸受（図１と同様の構成である）に、実施例１〜１４及び比較例１〜６のグリース組成物を軸受空間容積の５０％を占めるように充填した。
回転速度１８００ｍｉｎ−１で３０秒間慣らし運転（回転）した後、軸受内部に０．５質量％の塩水を０．５ｍｌ注入し、再び回転速度１８００ｍｉｎ−１で３０秒間慣らし運転した。次いで、８０℃，１００％ＲＨに調整された恒温恒湿槽にこの玉軸受を４８時間静置した後、玉軸受を分解して軌道面に発生している錆の状況を肉眼で観察した。そして、以下のようなランクに評価した。
【００７９】
＃７：錆の発生なし
＃６：シミ状の微小な錆あり
＃５：直径０．３ｍｍ以下の点状の錆あり
＃４：直径１．０ｍｍ以下の錆あり
＃３：直径５．０ｍｍ以下の錆あり
＃２：直径１０．０ｍｍ以下の錆あり
＃１：軌道面のほぼ全面に錆が発生
なお、＃７〜＃５を防錆性良好とし、＃４〜＃１を防錆性不良とした。
【００８０】
結果を表１〜４に併せて示す。実施例１〜１４のグリース組成物は良好な防錆性を示した。したがって、実施例１〜１４のグリース組成物は、雨水等と接触しやすく錆が発生しやすい過酷な環境下で使用される軸受にも好適に用いることができる。それに対して、比較例１は合成油を含有していないため（すなわち、通常のフッ素グリースであるため）防錆性が不良であった。
【００８１】
〔焼付き性試験について〕
内径８ｍｍ，外径２２ｍｍ，幅７ｍｍの鉄シールド付き深溝玉軸受（図１とほぼ同様の構造である）に、実施例１〜１４及び比較例１〜６のグリース組成物を軸受空間容積の５０％を占めるように充填し、図２に示すようなＡＳＴＭ Ｄ １７４１の軸受寿命試験機に類似の試験機に装着した。
【００８２】
そして、軸受温度１８０℃、アキシアル荷重５９Ｎの条件下で３０００ｍｉｎ−１の回転速度で回転させ（その他の条件はＡＳＴＭ Ｄ １７４１に準拠した）、焼付きが生じて外輪の温度が１９０℃以上に上昇するまでの時間を寿命とした。そして、３０００時間回転させても１９０℃以上に上昇しなかった場合は、試験を打ち切った。該回転試験は１種の軸受につき４個行い、その平均値を試験結果とした。
【００８３】
結果を表１〜４に併せて示す。実施例１〜１４のグリース組成物は、いずれも１０００時間以上という良好な寿命を示した。それに対して、比較例２はフッ素樹脂とＰＦＰＥ油を含有していないため（すなわち、通常のジウレアグリースであるため）、高温での耐焼付き性が劣っていた。また、比較例３は、全ジウレア化合物中の脂環式ジウレアの割合が少ないため、すなわち、全ジウレア化合物が有する官能基（前述の化学式（Ｉ）におけるＲ１ ，Ｒ３ ）における脂環式炭化水素基の割合が少ないため、高温での耐焼付き性が不十分であった。さらに、比較例４はＰＦＰＥ油を含有していないため、高温での耐焼付き性が不十分であった。
【００８４】
〔グリース漏れ性試験について〕
内径１７ｍｍ，外径４０ｍｍ，幅１２ｍｍのゴムシール付き深溝玉軸受（図１と同様の構成である）に、実施例１〜１４及び比較例１〜６のグリース組成物を軸受空間容積の３５％を占めるように充填した。そして、外輪温度１８０℃、アキシアル荷重２００Ｎの条件下で内輪を１４５００ｍｉｎ−１の回転速度で２０時間回転させ、回転中に軸受から漏洩したグリース組成物の質量を測定した。
【００８５】
グリース組成物の漏れ量が、充填したグリース組成物の量の１０質量％以下であった場合を合格とした。なお、該試験は１種の軸受につき４個行い、その平均値を試験結果とした。
試験結果を表１〜４に併せて示す。実施例１〜１４のグリース組成物は漏洩した量は少なく、すべて合格であった。
【００８６】
なお、実施例１〜４及び比較例３のグリース組成物の焼付き性試験の結果をグラフ化したものを、図３に示す。このグラフの横軸は、全ジウレア化合物が有する官能基（前述の化学式（Ｉ）におけるＲ１ ，Ｒ３ ）における脂環式炭化水素基の割合を示している。
このグラフから分かるように、全ジウレア化合物が有する官能基における脂環式炭化水素基の割合が４０〜１００モル％の場合（すなわち、芳香族炭化水素基の割合が６０〜０モル％の場合）には、焼付き寿命が優れていた。
【００８７】
また、実施例６のグリース組成物において増ちょう剤のうちのＰＴＦＥの割合を種々変更したものを用意して、それらについて防錆性試験，焼付き性試験，及びグリース漏れ性試験を行った。なお、これらのグリース組成物においては、増ちょう剤のうちのＰＴＦＥの割合に応じて、基油のうちのＰＦＰＥ油の割合も変化させた。各試験の結果をグラフ化したものを、図４及び図５に示す。
【００８８】
これらのグラフから分かるように、増ちょう剤のうちのＰＴＦＥの割合が２０〜７０質量％の場合（すなわち、ジウレア化合物の割合は８０〜３０質量％）には、防錆性及び焼付き寿命がいずれも優れており、グリース漏れ量は少なかった。
次に、基油の一部であるパーフルオロポリエーテル油を、直鎖状のものと分岐鎖状のものとの混合物としたグリース組成物の例について説明する。
【００８９】
前述のグリース組成物Ｇとほぼ同様な構成の２０種（実施例２１〜３５，比較例１１〜１３，及び参考例１，２）のグリース組成物について、ちょう度測定，焼付き性試験，低温トルク試験を行った。
実施例２１〜３５，比較例１１〜１３，及び参考例１，２のグリース組成物の構成は表５〜８に示す通りであり、ジウレア化合物及びフッ素樹脂（ＰＴＦＥ又はコポリマー）からなる増ちょう剤と、合成油（ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種）及びＰＦＰＥ油からなる基油と、を含有している（比較例１１，１２を除く）。そして、添加剤として、グリース組成物全体の１．０質量％のアミン系酸化防止剤と、０．５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、を含有している。
【００９０】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
なお、表５〜８に記載された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。
以下に、表５〜８に記載されたグリース組成物の各成分について説明する。
・脂環式ジウレア：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との反応により得られるジウレア化合物
・芳香族ジウレア：トルイジンと４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートとの反応により得られるジウレア化合物
・コポリマー：フッ化ビニリデンとヘキサフルオロイソブチレンのコポリマー（モル比は１：１）
・ジアルキルジフェニルエーテル油（ＡＤＰＥ油）：４０℃における動粘度が１００ｍｍ２ ／ｓのもの
・ポリオールエステル油（ＰＯＥ油）：４０℃における動粘度が７０ｍｍ２ ／ｓのもの
・芳香族エステル油（ＡＥ油）：４０℃における動粘度が９７ｍｍ２ ／ｓのもの
・ポリα−オレフィン油（ＰＡＯ油）：４０℃における動粘度が７０ｍｍ２ ／ｓのもの
・直鎖ＰＦＰＥ油：直鎖状のＰＦＰＥ油で、４０℃における動粘度が１５７ｍｍ２ ／ｓのもの
・分岐鎖ＰＦＰＥ油：分岐直鎖状のＰＦＰＥ油で、４０℃における動粘度が４００ｍｍ２ ／ｓのもの
次に、各試験方法及び試験結果について説明する。
【００９５】
〔ちょう度測定について〕
ＪＩＳ Ｋ２２２０に準拠して混和ちょう度の測定を行った。
結果を表５〜８に併せて示す。実施例２１〜３５のグリース組成物は良好な混和ちょう度であったのに対して、比較例１３は増ちょう剤の含有量が多すぎるため混和ちょう度が小さかった。
【００９６】
〔焼付き性試験について〕
内径８ｍｍ，外径２２ｍｍ，幅７ｍｍの鉄シールド付き深溝玉軸受（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、２０種（実施例２１〜３５，比較例１１〜１３，及び参考例１，２）のグリース組成物を軸受空間容積の５０％を占めるように充填し、図２に示すようなＡＳＴＭ Ｄ １７４１の軸受寿命試験機に類似の試験機に装着した。
【００９７】
そして、軸受温度１８０℃、アキシアル荷重５９Ｎの条件下で３０００ｍｉｎ−１の回転速度で回転させ（その他の条件はＡＳＴＭ Ｄ １７４１に準拠した）、焼付きが生じて外輪の温度が１９０℃以上に上昇するまでの時間を寿命とした。該回転試験は１種の軸受につき４個行い、その平均値を試験結果とし、１５００時間以上であった場合を合格とした。
【００９８】
結果を表５〜８に併せて示す。実施例２１〜３５のグリース組成物は、いずれも良好な寿命を示した。それに対して、比較例１２はフッ素樹脂とＰＦＰＥ油を含有していないため（すなわち、通常のジウレアグリースであるため）、高温での耐焼付き性が劣っていた。また、参考例１は、分岐鎖状のＰＦＰＥ油を含有していないため、高温での耐焼付き性が不十分であった。
【００９９】
〔低温トルク試験について〕
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、２０種（実施例２１〜３５，比較例１１〜１３，及び参考例１，２）のグリース組成物を軸受空間容積の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。
【０１００】
結果を表５〜８に併せて示す。なお、各表においては、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。
実施例２１〜３５のグリース組成物は、いずれも動トルク値が２５Ｎ・ｃｍ以下で、すべて合格であった。それに対して、比較例１１のグリース組成物は、通常のフッ素グリースであるため、低温における動トルク値が大きかった。また、比較例１３のグリース組成物は、グリース全体における増ちょう剤の量が多すぎるため、低温における動トルク値が大きかった。さらに、参考例２のグリース組成物は、直鎖状のＰＦＰＥ油を含有していないため、低温における動トルク値が大きかった。
【０１０１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のグリース組成物は、安価であるとともに、高速高温条件下においても優れた性能を有する。また、本発明の転動装置は、優れた潤滑性を有し高温下においても長寿命である。
【図面の簡単な説明】
【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】グリース組成物の焼付き性を評価する軸受寿命試験機の構成を示す断面図である。
【図３】全ジウレア化合物が有する官能基における脂環式炭化水素基の割合と、玉軸受の焼付き寿命と、の相関を示すグラフである。
【図４】増ちょう剤のうちのフッ素樹脂の割合と、玉軸受の焼付き寿命及びグリース組成物の防錆性と、の相関を示すグラフである。
【図５】増ちょう剤のうちのフッ素樹脂の割合と、玉軸受の焼付き寿命及びグリース漏れ量との相関を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 玉軸受
１０ 内輪
１１ 外輪
１３ 玉
Ｇ グリース組成物
Claims (11)
- 基油と増ちょう剤とを含有するグリース組成物において、前記増ちょう剤を、下記の化学式（Ｉ）で表されるジウレア化合物とフッ素樹脂とで構成したことを特徴とするグリース組成物。
- 前記化学式（Ｉ）中のＲ１ 及びＲ３ が炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基であるジウレア化合物と、前記化学式（Ｉ）中のＲ１ が脂環式炭化水素基でＲ３ が炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基であるジウレア化合物と、の少なくとも一方を前記増ちょう剤としてさらに含有しており、全てのジウレア化合物が有するＲ１ ，Ｒ３ における炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基の割合が６０モル％未満であることを特徴とする請求項１に記載のグリース組成物。
- 前記脂環式炭化水素基をシクロヘキシル基又は炭素数７〜１２のアルキルシクロヘキシル基としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のグリース組成物。
- 前記増ちょう剤を前記ジウレア化合物３０〜８０質量％と前記フッ素樹脂７０〜２０質量％とで構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のグリース組成物。
- 前記増ちょう剤の含有量を組成物全体の５〜４０質量％としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のグリース組成物。
- 前記基油を、ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種１０〜９０質量％と、パーフルオロポリエーテル油９０〜１０質量％と、で構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のグリース組成物。
- 前記ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種の４０℃における動粘度を２０〜５００ｍｍ２ ／ｓとし、前記パーフルオロポリエーテル油の４０℃における動粘度を２０〜５００ｍｍ２ ／ｓとしたことを特徴とする請求項６に記載のグリース組成物。
- 前記パーフルオロポリエーテル油を、４０℃における動粘度が２０〜１９０ｍｍ２ ／ｓである直鎖状のパーフルオロポリエーテル油２０〜８０質量％と、４０℃における動粘度が５０〜５００ｍｍ２ ／ｓである分岐鎖状のパーフルオロポリエーテル油８０〜２０質量％と、で構成したことを特徴とする請求項６に記載のグリース組成物。
- 前記ジアルキルジフェニルエーテル油，エステル系合成油，及びポリα−オレフィン油のうちの少なくとも一種の４０℃における動粘度を２０〜５００ｍｍ２ ／ｓとし、前記直鎖状のパーフルオロポリエーテル油と前記分岐鎖状のパーフルオロポリエーテル油とを混合したパーフルオロポリエーテル油の４０℃における動粘度を２３〜３５０ｍｍ２ ／ｓとしたことを特徴とする請求項８に記載のグリース組成物。
- 混和ちょう度を２２０〜３８５としたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のグリース組成物。
- 外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配置された外方部材と、前記両軌道面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配設された空隙部内に、請求項１〜１０のいずれか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。
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