JP2017211068A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】高温環境における長期間使用において良好な潤滑特性が維持されるグリース組成物を封入した転がり軸受を提供する。
【解決手段】フッ素系基油およびフッ素系増ちょう剤を含むフッ素系グリースと、非フッ素系基油および非フッ素系増ちょう剤を含む非フッ素系グリースと、分散剤としての添加剤と、を含有するグリース組成物であって、前記非フッ素系増ちょう剤は、脂肪‐芳香族ウレア、脂環‐脂肪族ウレア、および、脂肪族ウレアのうち少なくとも一種を含み、前記分散剤は、ポリカルボン酸金属塩、含フッ素基・親油性基含有オリゴマー、フッ化エーテル系ジアミド、および、有機酸金属塩のうち少なくとも一種を含むことを特徴とするグリース組成物を封入した。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受に関する。

近年、転がり軸受に要求される使用環境はますます過酷化しており、１８０℃を超えるような使用環境でも良好なトルク特性および長寿命が求められている。

このような高温環境下で用いられる転がり軸受では、ウレアグリースとフッ素オイル（ＰＦＰＥ）とが配合されたハイブリッドグリースが用いられることがある。ウレアグリースのみでは、１８０℃を超えるような環境では使用に耐えられないが、高温環境下での特性が優れたフッ素オイルを配合することにより、耐熱性が向上するからである（例えば特許文献１参照）。フッ素オイルに用いられる増ちょう剤としては、フッ素樹脂粒子が知られている。フッ素樹脂粒子は、平均粒径が数百ｎｍ程度の固形物であり、転がり軸受に封入した場合、転動体が当該フッ素樹脂粒子を乗り越える際に大きなトルクを発生することになる。また、フッ素は反応性が低く化学的に安定的であるが故に、金属との間の吸着性が低く、潤滑性が相対的に劣る。そこで、フッ素オイルにウレアグリースを混ぜることにより、ウレア増ちょう剤を油膜面内へ流入させて潤滑性を向上させる手法が用いられる（特許文献２参照）。以上の手法では、ウレアグリースに含まれるウレア増ちょう剤の効果に伴い、フッ素樹脂に起因するトルクが軽減する。以上の現象は、特に転がり軸受の初期回転時に顕著であり、低速トルクに影響を与える。

特開２０１２−２３６９３５号公報 特開２０１１−０８４６４６号公報

ところで、ハイブリッドグリース中では、フッ素オイルとウレアグリースとは、溶解されずに分散された状態で存在している。したがって、ハイブリッドグリースの分散性が低下した場合に、フッ素オイルの増ちょう剤としてのフッ素樹脂粒子ないしその凝集物が転動体と内輪ないし外輪との間に侵入し、転がり軸受の回転に対する抵抗を発生させ、転がり軸受の低速トルクの増大を招来するという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、良好な低速トルクが維持され、且つ、高温環境における長期間使用において良好な潤滑特性が維持されるグリース組成物を用いた転がり軸受を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る転がり軸受に封入されるグリース組成物は、フッ素系基油およびフッ素系増ちょう剤を含むフッ素系グリースと、非フッ素系基油および非フッ素系増ちょう剤を含む非フッ素系グリースと、分散剤としての添加剤と、を含有するグリース組成物であって、前記非フッ素系増ちょう剤は、脂肪‐芳香族ウレア、脂環‐脂肪族ウレア、および、脂肪族ウレアのうち少なくとも一種を含み、前記分散剤は、ポリカルボン酸金属塩、含フッ素基・親油性基含有オリゴマー、フッ化エーテル系ジアミド、および、有機酸金属塩のうち少なくとも一種を含むことを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る転がり軸受に封入されるグリース組成物において、前記非フッ素系増ちょう剤は、下記一般式（１）で示されるジウレア化合物を含むことを特徴とする。
Ｒ_１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ_２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ_３・・・（１）
ただし、Ｒ_１、Ｒ_３は脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または、芳香族炭化水素基であるが、Ｒ_１、Ｒ_３のうち少なくとも一方は、脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基であり、Ｒ_２は、芳香族炭化水素基である。

また、本発明の一態様に係る転がり軸受に封入されるグリース組成物において、前記非フッ素系グリースは、グリース組成物全体に対して１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下の含有比率で含まれていることを特徴とする。

また、本発明の一態様に係る転がり軸受に封入されるグリース組成物において、前記非フッ素系グリースは、グリース組成物全体に対して１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の含有比率で含まれていることを特徴とする。

本発明の一態様に係る転がり軸受は、転動体の径が５ｍｍ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、高温環境における長期間使用において良潤滑性が維持されるグリース組成物を用いた転がり軸受を提供することができる。

本実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 転動体の径とトルク比との関係を示すグラフである。

以下に添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る転がり軸受および当該転がり軸受に封入されるグリース組成物について詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る転がり軸受１０の断面図である。転がり軸受１０は、内輪１１と外輪１２と複数の転動体１３と保持器１４とシール材１５とを具備する。内輪１１は、図示を省略するシャフトの外周側に設置される円筒形の構造体である。外輪１２は、内輪１１の外周側で、内輪１１と同軸上に配置される円筒形の構造体である。複数の転動体１３は、内輪１１と外輪１２との間に形成される軌道内に配置された球体であり、したがって、転がり軸受１０は玉軸受の転がり軸受である。保持器１４は、軌道内に配置されて複数の転動体１３を保持する。シール材１５は、外輪１２の内周面から内輪１１側に突起し、軸受の内部空間を密封する。シール材１５により密封された内部には、グリース組成物Ｇが封入されている。以上の構成を有する転がり軸受１０において、グリース組成物Ｇは、転動体１３と保持器１４との間、および、転動体１３と内輪１１ないし外輪１２との間における摩擦を低減するように作用している。図１に示される構成から解るように、転がり軸受１０に封入されたグリース組成物Ｇは、転がり軸受１０が回転する際に、転動体１３と内輪１１ないし外輪１２との間に侵入することになる。

本発明者らは、グリース組成物Ｇとしてハイブリッドグリースを用いた場合について鋭意検討した結果、転がり軸受１０にグリース組成物Ｇを封入して高温環境（例えば１８０℃以上）で長期間使用した場合、ウレア増ちょう剤が熱劣化に伴い硬化および凝集し、グリース組成物中の分散性が低下することにより、転がり軸受の低速トルクが増大することを確認した。

ハイブリッドグリース中では、フッ素オイルとウレアグリースとは、溶解されずに、分散された状態で存在している。したがって、ハイブリッドグリースの分散性が低下した場合に、フッ素オイルの増ちょう剤としてのフッ素樹脂粒子ないしその凝集物が転動体１３と内輪１１ないし外輪１２との間に侵入し、転がり軸受１０の回転に対する抵抗を発生させる。このことが、転がり軸受１０の低速トルクの増大を招いていると考えられる。

そこで、本実施形態に係る転がり軸受に封入されるグリース組成物は、下記に説明するような特定の分散剤を含有し、さらに、下記に説明するような特定の増ちょう剤と組み合わせる。以下、これら特定の分散剤および増ちょう剤について具体的に説明する。

本実施形態に係る転がり軸受に封入されるグリース組成物は、フッ素系グリースと非フッ素系グリースとを組み合わせた、いわゆるハイブリッドグリースであり、フッ素系グリースとしての基油と増ちょう剤とを含有し（以下これらをフッ素系基油およびフッ素系増ちょう剤と云う）、非フッ素系グリースとしての基油と増ちょう剤とを含有し（以下これらを非フッ素系基油および非フッ素系増ちょう剤と云う）、さらに分散剤としての添加剤を含有している。

ハイブリッドグリース全体に対する非フッ素系グリースの含有比率は、１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下の範囲とすることが好ましく、１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の範囲とすることが特に好ましい。ハイブリッドグリース全体における、非フッ素系グリースの含有比率が高くなるほど、フッ素系グリースの含有比率（ひいては、フッ素樹脂粒子の含有比率）が抑制されるから、転動体がフッ素樹脂粒子（フッ素オイルの増ちょう剤）を乗り越える際に発生するトルクが抑制される。したがって、トルクを抑制する観点からは、非フッ素系グリースの含有比率は、１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の範囲では、高くなるほど好ましいと言える。

フッ素系基油の種類は、例えばパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）を主成分とする。なおＰＦＰＥは、一般式：ＲｆＯ（ＣＦ_２Ｏ）_ｐ（Ｃ_２Ｆ_４Ｏ）_ｑ（Ｃ_３Ｆ_６Ｏ）_ｒＲｆ（Ｒｆ：パーフルオロ低級アルキル基、ｐ、ｑ、ｒ：整数）で表される。

フッ素系増ちょう剤の種類は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の粒子を用いることが好ましい。ＰＴＦＥは、テトラフルオロエチレンの重合体であり、一般式：［Ｃ_２Ｆ_４］_ｎ（ｎ：重合度）で表される。その他、採用し得るフッ素系増ちょう剤として、例えばパーフルオロエチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル共重合体（ＰＦＡ）が挙げられる。

非フッ素系基油の種類は特に限定されるものではなく、一般的にグリース基油として使用される、合成炭化水素油、アルキルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、エステル油、鉱油、フッ素油、シリコーン油などを単独または混合して使用できる。

合成炭化水素油としては、例えばノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、１−デセンオリゴマー、１−デセントエチレンオリゴマーなどのポリアルファオレフィンが挙げられる。エステル油としては、例えばジブチルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、ジオクチルセバケート、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、ジトリデシルタレート、メチル・アセチルシノレートなどのジエステル油、トリオクチルトリメリテート、トリ−２−エチルヘキシルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテート、テトラ−２−エチルヘキシルピロメリテート等の芳香族エステル油、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンベラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネートなどのポリオールエステル油、炭酸エステル油などが挙げられる。アルキルジフェニルエーテル油としては、モノアルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、ポリアルキルジフェニルエーテルなどが挙げられる。上述した中でも、芳香族エステル油が好ましく、単独または混合して使用できる。特に、トリ−２−エチルヘキシルトリメリテートとテトラ−２−エチルヘキシルピロメリテートとを混合した基油を使用することが好ましい。

非フッ素系増ちょう剤の種類は、例えばウレア化合物を使用することが好ましい。ウレア化合物としては、ジウレア化合物、トリウレア化合物、ポリウレア化合物などのウレア化合物を使用できる。特に、耐熱性及び音響特性（静音性）の点から、ジウレア化合物を使用することが好ましい。また、ウレア化合物の種類としては、脂肪‐芳香族ウレア、脂環‐脂肪族ウレア、または、脂肪族ウレアとすることが好ましい。

すなわち、本実施形態に適した非フッ素系増ちょう剤は、下記一般式（１）で示すことができるジウレア化合物である。
Ｒ_１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ_２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ_３・・・（１）
ここで、Ｒ_１、Ｒ_３は脂肪族炭化水素基でも脂環式炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよいが、Ｒ_１、Ｒ_３のうち少なくとも一方は、脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基である。Ｒ_２は、芳香族炭化水素基である。

これらを合成する際に使用する原料には、アミン化合物とイソシアネート化合物を用いる。アミン化合物として、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキアデシルアミン、オクタデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミンなどに代表される脂肪族アミンや、ヘキシルアミンなどに代表される脂環式アミンの他に、アニリン、ｐ−トルイジン、エトキシフェニルアミンなどに代表される芳香族アミンが用いられる。イソシアネート化合物として、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジ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が用いられる。脂肪族アミンと芳香族アミンをアミン原料に用いて、芳香族イソシアネートとで合成する脂肪芳香族ジウレア化合物を用いることが好ましい。

分散剤として添加する添加剤の種類は、例えば有機酸金属塩が好ましく、特にポリカルボン酸のナトリウム塩が好ましい。ポリカルボン酸を構成するカルボン酸としては、脂肪族カルボン酸が好ましく、脂肪族飽和カルボン酸でも脂肪族不飽和カルボン酸でもよい。不飽和カルボン酸ではアクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、３−ブテン酸、メタクリル酸、アンゲリカ酸、チグリン酸、４−ペンテン酸、２−エチル−２−ブテン酸、１０−ウンデセン酸、オレイン酸などがあり、飽和ジカルボン酸ではシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸がある。飽和カルボン酸ではギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸があり、不飽和ジカルボン酸では、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などがある。また、これらのカルボン酸によって構成されるポリカルボン酸は、モノカルボン酸のポリマーやジカルボン酸のポリマーでもよい。

特にカルボキシル基を１個または２個含む不飽和カルボン酸のポリマーであることが好ましい。なお、これらのカルボン酸の金属塩は炭化水素化合物との共重合体を形成してもよい。すなわち、グリース組成物は、分散剤としてカルボン酸の金属塩との共重合体を含んでいても良い。また、グリース組成物は、ポリカルボン酸の金属塩またはカルボン酸金属塩と炭化水素化合物との共重合体の少なくとも一方を含む構成としても良い。ポリカルボン酸の金属塩またはカルボン酸金属塩と炭化水素化合物との共重合体を形成するカルボン酸金属塩の具体例としては、たとえばアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも一種が挙げられる。アルカリ金属塩としては、グリース組成物Ｇのナトリウム塩の他に、リチウム塩、カリウム塩などが好ましく、アルカリ土類金属塩としてはマグネシウム塩やカルシウム塩などが好ましい。カルボン酸金属塩と炭化水素化合物との共重合体においてカルボン酸金属塩と重合（重合反応）させる炭化水素化合物としては、例えばイソブチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエンなどがある。具体的な化合物として、ポリアクリル酸ナトリウム塩やマレイン酸ナトリウム塩とイソブチレンの共重合体が挙げられる。

ポリカルボン酸の重量平均分子量は、ゲルパーミーエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリエチレングリコール換算の重量平均分子量（Ｍｗ）が５０００以上２０００００以下であることが好ましく、より好ましくは７０００以上８００００以下、さらに好ましくは９０００以上１６０００以下である。

その他、分散剤として添加する添加剤の種類としては、例えば含フッ素基・親油性基含有オリゴマー、フッ化エーテル系ジアミド、または、有機酸金属塩が挙げられる。有機酸金属塩の有機酸としては、芳香族系有機酸、脂肪族系有機酸、または脂環族系有機酸等の塩であればいずれも分散性が期待できる。また、有機酸としては一塩基性、多塩基性有機酸を使用できる。有機酸の具体例を例示すれば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、ヘプタン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラキン酸等の１価飽和脂肪酸、アクリル酸、クロトン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ガドレイン酸等の１価不飽和脂肪酸、マロン酸、メチルマロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ジメチルコハク酸、ピメリン酸、テトラメチルコハク酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸等の２価飽和脂肪酸、フマル酸、マレイン酸、オレイン酸等の２価不飽和脂肪酸、酒石酸、クエン酸等の脂肪酸誘導体、安息香酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族有機酸が挙げられる。有機酸はその金属塩であることが好ましく、金属塩の中でもナトリウム塩が好ましい。好ましい有機酸の金属塩としては、安息香酸ナトリウム、セバシン酸一ナトリウム塩、セバシン酸二ナトリウム塩、コハク酸一ナトリウム塩、コハク酸二ナトリウム塩が挙げられる。含フッ素基・親油性基含有オリゴマーの含フッ素基としては、例えば、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアルケニル基などが挙げられ、親油性基としては、例えば、アルキル基、フェニル基、シロキサン基などの１種又は２種以上が挙げられ、親水性基としては、例えば、エチレンオキサイドや、アミド基、ケトン基、カルボキシル基、スルホン基などの１種又は２種以上が挙げられる。

グリース組成物Ｇ中において、分散剤として添加する添加剤の量は、０．５ｗｔ％以上含有されることが好ましい。

また、グリース組成物には、その他の添加剤として、極圧添加剤、酸化防止剤、摩擦防止剤、金属不活性剤、錆止め剤、油性剤、粘度指数向上剤などを必要に応じて含有させることができる。

以上のような構成とされた本実施形態に係る転がり軸受に封入されるグリース組成物は、フッ素系グリースと非フッ素系グリースとを組み合わせたハイブリッドグリースであり、上記説明した特定の分散剤を含有し、上記説明した特定の非フッ素系増ちょう剤（脂肪‐芳香族ウレア、脂環‐脂肪族ウレア、および、脂肪族ウレアのうち少なくとも一種）と組み合わせることによって、ハイブリッドグリース中におけるフッ素系増ちょう剤の分散性が向上する。その結果、当該グリース組成物を封入した転がり軸受は、良好な低速トルクが維持されるとともに、高温環境で長期間使用しても良好な潤滑特性（高温耐久性）が維持される。

（検証実験）
次に、上記説明したグリース組成物を封入した本実施形態に係る転がり軸受は、良好な低速トルクが維持されるとともに、高温環境で長期間使用しても良好な潤滑特性（高温耐久性）が維持されることを検証した実験の結果について説明する。

具体的には、各種のグリース組成物を作製し、添加剤の種類の違い（比較検討１）、非フッ素系増ちょう剤の種類の違い（比較検討２）、および、フッ素系グリースと非フッ素グリースとの含有比率の違い（比較検討３）に関して、転がり軸受の特性を比較検討する。なお、いずれの比較検討においても、評価項目には（１）低速トルクと（２）高温耐久性とを用いる。

評価項目の（１）低速トルクは、予圧３９Ｎを加えた転がり軸受を回転数０．１ｒｐｍで回転させ、回転初期の１分間において測定したトルクの最大値とし、当該実測値が１０ｍＮ・ｍ以下であるものを良品と判定する。また、評価項目の（２）高温耐久性は、予圧３９Ｎを加えた転がり軸受を温度環境１８０℃において回転数３０００ｒｐｍで１５０００時間回転させ、その後、常温下で回転数３０ｒｐｍで１分間回転させてトルクを測定した後の値とし、５ｍＮ・ｍ以下であるものを良品と判定する。

（比較検討１）
比較検討１では、分散剤を添加したグリース組成物を封入した実施形態に係る転がり軸受（Ａ群）と、添加剤を加えないグリースまたはＡ群とは異なる添加剤を加えたグリース組成物を封入した転がり軸受（Ｂ群）とを比較する。表１は、比較検討１の結果をまとめたものである。

表１に示すように、Ａ群に属する実施例１から実施例４は、フッ素系基油およびフッ素系増ちょう剤を含むグリースと、非フッ素系基油および非フッ素系増ちょう剤を含むグリースとを含有し、マレイン酸ナトリウム塩とイソブチレンの共重合体、含フッ素基・親油性基含有オリゴマー、フッ化エーテル系ジアミド、または、セバシン酸二ナトリウム塩を分散剤として含有しているグリース組成物を封止した転がり軸受である。なお、比較検討１では、ポリカルボン酸金属塩の具体例として、マレイン酸ナトリウム塩とイソブチレンの共重合体を用いるとともに、有機酸金属塩として、セバシン酸二ナトリウム塩を用いた場合を例示している。

検証実験では、評価の正確性を担保するため、表１に例示されるとおり、Ａ群に用いるグリース組成物は、フッ素系基油、フッ素系増ちょう剤、非フッ素系基油、および、非フッ素系増ちょう剤の成分を同一とし、グリース組成物全体に対する非フッ素系グリースの含有比率も同一としている。

一方、Ｂ群に属する比較例１から比較例３は、フッ素系基油およびフッ素系増ちょう剤と、非フッ素系基油および非フッ素系増ちょう剤とを含有するが、添加剤を含まないグリース組成物を封入した転がり軸受である。また、Ｂ群に属する比較例４および比較例５は、添加剤を含むが、その添加剤が上述した添加剤、すなわち、マレイン酸ナトリウム塩とイソブチレンの共重合体、含フッ素基・親油性基含有オリゴマー、フッ化エーテル系ジアミド、または、セバシン酸二ナトリウム塩ではないグリース組成物を封入した転がり軸受である。

Ａ群とＢ群とを比較すると解るように、Ａ群のグリース組成物を封入した転がり軸受では、（１）低速トルクおよび（２）高温耐久性のいずれの評価項目においても良品判定を得られたが、Ｂ群のグリース組成物を封入した転がり軸受では、（２）高温耐久性の評価項目において良品判定を得られない。

したがって、比較実験１によれば、フッ素系グリースと非フッ素系グリースとを含有するグリース組成物において、マレイン酸ナトリウム塩とイソブチレンの共重合体、含フッ素基・親油性基含有オリゴマー、フッ化エーテル系ジアミド、または、セバシン酸二ナトリウム塩を添加したＡ群のグリース組成物を封入した転がり軸受は、Ｂ群のグリース組成物を封入した転がり軸受と比較して、（１）低速トルクにおいて良好な低速トルクが維持されること、および、（２）高温環境における長期間使用において良潤滑性が維持されること（高温耐久性）が確認された。

（比較検討２）
比較検討２では、上記説明した非フッ素系増ちょう剤（脂肪‐芳香族ウレア、脂環‐脂肪族ウレア、および、脂肪族ウレアのうち少なくとも一種）を用いたグリース組成物を封入した転がり軸受（Ｃ群）と、上記説明した非フッ素系増ちょう剤とは異なる非フッ素系増ちょう剤を用いたグリース組成物を封入した転がり軸受（Ｄ群）とを比較する。表２は、比較検討２の結果をまとめたものである。なお、比較検討２でも、比較検討１と同様に、ポリカルボン酸金属塩の具体例として、マレイン酸ナトリウム塩とイソブチレンの共重合体を用いるとともに、有機酸金属塩として、セバシン酸二ナトリウム塩を用いた場合を例示している。

表２に示すように、Ｃ群に属する実施例１、実施例５および実施例６は、フッ素系基油およびフッ素系増ちょう剤と、非フッ素系基油および非フッ素系増ちょう剤と、分散剤としての添加剤とを含有し、非フッ素系増ちょう剤が脂肪‐芳香族ウレア、脂環‐脂肪族ウレア、または、脂肪族ウレアであるグリース組成物を封入した転がり軸受である。なお、表２に示すように、評価の正確性のため、Ｃ群に用いるグリース組成物は、添加剤の成分および添加量を同一としている。

一方、Ｄ群に属する比較例６から比較例１１は、脂肪‐芳香族ウレア、脂環‐脂肪族ウレア、または、脂肪族ウレアとは異なる非フッ素系増ちょう剤（芳香族ウレア、または、金属石けん系増ちょう剤）を含有するグリース組成物を封入した転がり軸受である。Ｄ群に属する比較例６では、Ｃ群に属する実施例１、実施例５、および実施例６と、グリース組成物全体に対する非フッ素グリースの含有比率を同一（１０ｗｔ％）としている。他方、Ｄ群に属する比較例７ないし比較例１１では、実施例１、実施例５、および実施例６よりも、非フッ素系グリースの含有比率を高くしている。具体的には、Ｃ群に属する実施例１、実施例５、および実施例６では、非フッ素グリースの含有比率が１０ｗｔ％であるのに対し、Ｄ群に属する比較例７ないし比較例１１では、非フッ素グリースの含有比率が３０ｗｔ％である。なお、比較例６ないし比較例１１と、実施例１、実施例５、および実施例６とは、分散剤の成分および添加量は同一（１％）である。

Ｃ群とＤ群とを比較すると解るように、Ｃ群に属する転がり軸受では、（１）低速トルクおよび（２）高温耐久性のいずれの評価項目においても良品判定を得られたが、Ｄ群に属する転がり軸受では、（１）低速トルクの評価項目において良品判定を得られない。

以上の判定結果から把握される通り、比較検討２では、フッ素系グリースと非フッ素系グリースとを含有するグリース組成物において、非フッ素系増ちょう剤として脂肪‐芳香族ウレア、脂環‐脂肪族ウレア、または、脂肪族ウレアを含有するＣ群に属するグリース組成物を封入した転がり軸受は、Ｄ群のうち芳香族ウレアを含有する比較例６および比較例７のグリース組成物を封入した転がり軸受と比較して、（１）低速トルクにおいて良好な低速トルクが維持されることが確認された。

また、Ｃ群に属する転がり軸受は、非フッ素系増ちょう剤として金属石けん増ちょう剤を含有する比較例８〜比較例１１の転がり軸受と比較しても、（１）低速トルクにおいて、良好な低速トルクが維持されること、および、（２）高温環境における長期間使用において良潤滑性が維持されること（高温耐久性）が確認された。

ところで、前述したようにグリース組成物全体に対する非フッ素系グリースの含有比率は、１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の範囲では高くなるほど好ましい。しかし、上述した判定結果から、Ｃ群（１０ｗｔ％）は比較例７ないし比較例１１（３０ｗｔ％）と比較して、非フッ素系グリースの含有比率を下回るにもかかわらず、（１）低速トルク、（２）高温耐久性の双方において、Ｄ群よりも良好であることが確認された。以上の説明から把握される通り、非フッ素系増ちょう剤として脂肪‐芳香族ウレア、脂環‐脂肪族ウレア、または、脂肪族ウレアを含有するＣ群に属するグリース組成物によれば、良好な低速トルクが維持されるとともに、高温環境における長時間使用において良潤滑性（高温耐久性）が維持される、という効果が実現される。

（比較検討３）
比較検討３では、グリース組成物全体に対する非フッ素系グリースの含有比率が１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であるグリース組成物を封入した転がり軸受（Ｅ群）と、含有比率が当該範囲外であるグリース組成物を封入した転がり軸受（Ｆ群）とを比較する。表３は、比較検討３の結果をまとめたものである。なお、比較検討３でも、比較検討１および比較検討２と同様に、ポリカルボン酸金属塩の具体例として、マレイン酸ナトリウム塩とイソブチレンの共重合体を用いるとともに、有機酸金属塩として、セバシン酸二ナトリウム塩を用いた場合を例示している。

表３に示すように、Ｅ群に属する実施例１、実施例７および実施例８は、グリース組成物全体に対する非フッ素系グリースの含有比率が１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であるグリース組成物を封入した転がり軸受である。なお、表３に示すように、評価の正確性のため、Ｅ群に用いるグリース組成物は、フッ素系基油、フッ素系増ちょう剤、非フッ素系基油、非フッ素系増ちょう剤、および、添加剤の成分を同一としている。

一方、Ｆ群に属する比較例１２および比較例１３は、それぞれ、グリース組成物全体に対する非フッ素系グリースの含有比率が５ｗｔ％および６０ｗｔ％であるグリース組成物を封入した転がり軸受である。同様に、評価の正確性のため、Ｆ群に用いるグリース組成物は、フッ素系基油、フッ素系増ちょう剤、非フッ素系基油、非フッ素系増ちょう剤、および、添加剤の成分を同一としている。

Ｅ群とＦ群とを比較すると解るように、Ｅ群に属する封入した転がり軸受では、（１）低速トルクおよび（２）高温耐久性のいずれの評価項目においても良品判定を得られたが、Ｆ群に属する比較例１１の転がり軸受では、（１）低速トルクの評価項目において良品判定を得られず、また、Ｆ群に属する比較例１２の転がり軸受では、（２）高温耐久性の評価項目において良品判定を得られない。

以上の判定結果から把握される通り、比較検討３では、フッ素系グリースと非フッ素系グリースとを含有するグリース組成物において、グリース組成物全体に対する非フッ素系グリースの含有比率を１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％としたＥ群では、非フッ素グリースの含有比率が１０ｗｔ％を下回る比較例１１や５０ｗｔ％を上回る比較例１２と比較して、良好な低速トルクが維持され、且つ、高温環境における長期間使用において良潤滑性が維持されること（高温耐久性）が確認された。

（比較検討４）
比較検討４では、転がり軸受の転動体の径とトルクとの関係に着目し、転動体の径を変化させた場合のトルク比への影響について考察する。ここで、「トルク比」とは、実施形態に係る転がり軸受の低速トルクの測定値と、比較例に係る転がり軸受の低速トルクの測定値との比をいう。すなわち、トルク比＝（比較例に係る転がり軸受の低速トルクの測定値）／（実施形態に係る転がり軸受の低速トルクの測定値）である。表４に、相異なる４つの転がり軸受（TypeA〜TypeD）の夫々における内径寸法と外径寸法と転動体の径とトルク比とを示す。

各転がり軸受（TypeAからTypeD）の内径寸法は、１５ｍｍ（TypeA）、１０ｍｍ（TypeB）、８ｍｍ(TypeC)、６ｍｍ（TypeD）であり、各転がり軸受（TypeAからTypeD）の外径寸法は、３５ｍｍ（TypeA）、２６ｍｍ（TypeB）、２２ｍｍ(TypeC)、１２ｍｍ（TypeD）である。転動体の径は、転がり軸受における内輪と外輪との間に形成される軌道内に配置された球体の直径である。トルク比は、実施形態に係る転がり軸受として実施例２の転がり軸受を用い、比較例の転がり軸受として比較例８の転がり軸受を用いた例を示している。すなわち、トルク比＝（比較例８のグリース組成物を封止した転がり軸受の低速トルクの測定値）／（実施例２のグリース組成物を封止した転がり軸受の低速トルクの測定値）である。図２は、表４のトルク比を表すグラフである。

表４および図２から把握される通り、各転がり軸受（TypeAからTypeD）の転動体の径は、６．３５ｍｍ（TypeA）、４．７６ｍｍ（TypeB）、３．９７ｍｍ(TypeC)、１．５９ｍｍ（TypeD）であり、各転がり軸受のトルク比は、１．００（TypeA）、１．１３（TypeB）、２．５７(TypeC)、３．５０（TypeD）である。表４および図２から理解される通り、転動体の径が５ｍｍ以下の転がり軸受（TypeB,TypeC,TypeD）は、転動体の径が５ｍｍを上回る転がり軸受（TypeA）と比較して、トルク比が大きくなることが判る。換言すれば、実施形態に係る転がり軸受に封入されるグリース組成物は、転動体の径が５ｍｍ以下の転がり軸受に用いた場合に、転動体の径が５ｍｍを上回る転がり軸受に用いた場合と比較して良好な低速トルクが得られることが判る。

さらに、転動体の径が４ｍｍ以下の転がり軸受（TypeC,TypeD）に着目すると、転動体の径が４ｍｍを上回る転がり軸受（TypeB）と比較して、トルク比の増加が顕著であることが判る。換言すれば、実施形態に係る転がり軸受に封入されるグリース組成物は、転動体の径が４ｍｍ以下の転がり軸受に用いた場合に、転動体の径が４ｍｍを上回る転がり軸受に用いた場合と比較して、さらに良好な低速トルクが得られることが判る。

ここで、転動体の径が大きい転がり軸受では、前提となる低速トルクの値が一般的に高いので、従来のグリース組成物を用いても大きな問題は認識されていなかった。一方、転動体の径が小さい転がり軸受では、低速トルクの値を低く抑えることが要求されており、従来のグリース組成物を用いた場合、要求される低速トルクの値を達成することが困難となってきていた。

先述のグリース組成物を、転動体の径が小さい（例えば５ｍｍ以下）の転がり軸受に封入した構成によれば、当該グリース組成物を、転動体の径が大きい（例えば５ｍｍを上回る）転がり軸受に封入した構成と比較して、良好な低速トルクが実現される。また、実施形態に係る転がり軸受に封入されるグリース組成物を、転動体の径が４ｍｍ以下の転がり軸受に封入した構成では、転動体の径が４ｍｍを上回る転がり軸受に封入した構成と比較して、良好な低速トルクが得られるという効果は更に顕著である。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において分散剤としての添加剤は１種のみを添加しているが、これらを組み合わせて、ポリカルボン酸金属塩、含フッ素基・親油性基含有オリゴマー、フッ化エーテル系ジアミド、および、有機酸金属塩のうち少なくとも一種を含むものとしても構わない。

また、上述の実施形態において非フッ素系増ちょう剤は１種のみを用いているが、これらを組み合わせて、脂肪‐芳香族ウレア、脂環‐脂肪族ウレア、および、脂肪族ウレアのうち少なくとも一種を含むものとしても構わない。

また、上述の実施形態において添加剤は分散剤のみを添加しているが、使用用途に応じて、その他の添加剤として、極圧添加剤、酸化防止剤、摩擦防止剤、金属不活性剤、錆止め剤、油性剤、粘度指数向上剤などを含有させることができる。

Ｇ グリース組成物
１０ 転がり軸受
１１ 内輪
１２ 外輪
１３ 転動体
１４ 保持器
１５ シール材

Claims (5)

1. フッ素系基油およびフッ素系増ちょう剤を含むフッ素系グリースと、
   非フッ素系基油および非フッ素系増ちょう剤を含む非フッ素系グリースと、
   分散剤としての添加剤と、
   を含有するグリース組成物であって、
   前記非フッ素系増ちょう剤は、脂肪‐芳香族ウレア、脂環‐脂肪族ウレア、および、脂肪族ウレアのうち少なくとも一種を含み、
   前記分散剤は、ポリカルボン酸金属塩、含フッ素基・親油性基含有オリゴマー、フッ化エーテル系ジアミド、および、有機酸金属塩のうち少なくとも一種を含むことを特徴とするグリース組成物が封入されている転がり軸受。
2. 前記非フッ素系増ちょう剤は、下記一般式（１）で示されるジウレア化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
   Ｒ_１−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ_２−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ_３・・・（１）
   ただし、Ｒ_１、Ｒ_３は脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、または、芳香族炭化水素基であるが、Ｒ_１、Ｒ_３のうち少なくとも一方は、脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基であり、Ｒ_２は、芳香族炭化水素基である。
3. 前記非フッ素系グリースは、グリース組成物全体に対して１０ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下の含有比率で含まれていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の転がり軸受。
4. 前記非フッ素系グリースは、グリース組成物全体に対して１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の含有比率で含まれていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の転がり軸受。
5. 転動体の径が５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の転がり軸受。

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