JP2020059776A - グリース組成物および転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】 転がり軸受における白層はく離の発生を抑制することができるグリース組成物、及び、当該グリース組成物が封入された転がり軸受を提供する。【解決手段】 基油、増ちょう剤、及び、有機変性ポリシロキサンを含み、上記基油は、アルキルジフェニルエーテルであり、上記増ちょう剤は、ウレア系増ちょう剤であり、上記増ちょう剤の含有量は、上記基油及び上記増ちょう剤の合計量に対して10〜30質量%であり、上記有機変性ポリシロキサンの含有量は、上記基油及び上記増ちょう剤の合計量に対して0.2〜10質量%である、グリース組成物。【選択図】 図1
Description
本発明は、グリース組成物および当該グリース組成物が封入された転がり軸受に関する。
オルタネータ、カーエアコン用電磁クラッチ、中間プーリ、電動ファンモータなどの自動車電装部品や自動車用エンジンの補機などに用いられる軸受は、高温・高速・高荷重・高振動などの苛酷な環境で使用される。
このような過酷な環境で使用される転がり軸受では、使用中に固定輪や転動体に鋼の組織変化に伴う早期はく離が発生することがあった。
このような過酷な環境で使用される転がり軸受では、使用中に固定輪や転動体に鋼の組織変化に伴う早期はく離が発生することがあった。
そこで、このような早期はく離の問題を解決することを目的とするグリースが報告されている。
例えば、特許文献1〜3には、ウレア系増ちょう剤と極圧添加剤とを含有するグリースが開示されている。
例えば、特許文献1〜3には、ウレア系増ちょう剤と極圧添加剤とを含有するグリースが開示されている。
一方、近年ではさらに転がり軸受の使用条件が過酷になり、転がり軸受において早期はく離が発生しやすくなっている。
上述した鋼の組織変化に伴う早期はく離は、内部起点はく離とは全く異なり、白色組織が見られることが特徴的であり、白層はく離と呼ばれている。
白層はく離が発生するメカニズムは、すべり、高面圧、衝撃荷重などによる内部応力の増大が主原因となると考えられる。また、内外輪と転動体との摩擦面に新生面が露出することに起因するトライボケミカル反応等によって水やグリースの分解による水素の発生が生じ、この水素が軸受鋼へ侵入することによって更に白層はく離が助長されると考えられている。
上述した鋼の組織変化に伴う早期はく離は、内部起点はく離とは全く異なり、白色組織が見られることが特徴的であり、白層はく離と呼ばれている。
白層はく離が発生するメカニズムは、すべり、高面圧、衝撃荷重などによる内部応力の増大が主原因となると考えられる。また、内外輪と転動体との摩擦面に新生面が露出することに起因するトライボケミカル反応等によって水やグリースの分解による水素の発生が生じ、この水素が軸受鋼へ侵入することによって更に白層はく離が助長されると考えられている。
そのため、上述したように、特定の極圧添加剤を添加することによって摩擦を低減し、更には転動体の表面におけるグリース膜の厚さを厚くすることによって衝撃荷重を緩和して、白層はく離の発生を抑制することが提案されている。
しかしながら、上述した手法によっても上記白層はく離を確実に回避することができるわけでなく、上述した早期はく離を回避するのにより適したグリースが引き続き求められていた。
しかしながら、上述した手法によっても上記白層はく離を確実に回避することができるわけでなく、上述した早期はく離を回避するのにより適したグリースが引き続き求められていた。
本発明者らは、上記の要求に応えるべく鋭意検討を行い、有機変性ポリシロキサンを含有するグリース組成物を使用することにより、転がり軸受における白層はく離の発生を抑制することができることを見出し、本発明を完成した。
本発明のグリース組成物は、
基油、増ちょう剤、及び、有機変性ポリシロキサンを含み、
上記基油は、アルキルジフェニルエーテルであり、
上記増ちょう剤は、ウレア系増ちょう剤であり、
上記増ちょう剤の含有量は、上記基油及び上記増ちょう剤の合計量に対して10〜30質量%であり、
上記有機変性ポリシロキサンの含有量は、上記基油及び上記増ちょう剤の合計量に対して0.2〜10質量%である。
基油、増ちょう剤、及び、有機変性ポリシロキサンを含み、
上記基油は、アルキルジフェニルエーテルであり、
上記増ちょう剤は、ウレア系増ちょう剤であり、
上記増ちょう剤の含有量は、上記基油及び上記増ちょう剤の合計量に対して10〜30質量%であり、
上記有機変性ポリシロキサンの含有量は、上記基油及び上記増ちょう剤の合計量に対して0.2〜10質量%である。
本発明のグリース組成物は、転がり軸受に使用した際に、当該転がり軸受における白層はく離の発生を抑制することができる。
この理由については、以下のように考えている。
上記グリース組成物からなるグリースは、所定量の有機変性ポリシロキサンを含有しているため、鋼に対する濡れ性に優れ、転がり軸受に封入して使用した際に転動体と内外輪の転走面との間に介入しやすい。そのため、上記グリースは、転動体と内外輪との転がり接触部にグリース膜を形成しやすく、かつ転がり接触部において油膜切れを起こさずに潤滑に寄与し続けることができる。その結果、上記グリースが封入された転がり軸受では、転がり接触部における内部応力の増大を防止することができる。更には、潤滑に寄与し続けることによって、摩耗による新生面の生成を抑制し、新生面が露出することによって生じる、上述したトライボケミカル反応による水素の発生を抑制することができる。
そのため、転がり接触部における内部応力の増大を防止し、かつ水素の発生を抑制することができ、白層はく離の発生を抑制することができると推測している。
この理由については、以下のように考えている。
上記グリース組成物からなるグリースは、所定量の有機変性ポリシロキサンを含有しているため、鋼に対する濡れ性に優れ、転がり軸受に封入して使用した際に転動体と内外輪の転走面との間に介入しやすい。そのため、上記グリースは、転動体と内外輪との転がり接触部にグリース膜を形成しやすく、かつ転がり接触部において油膜切れを起こさずに潤滑に寄与し続けることができる。その結果、上記グリースが封入された転がり軸受では、転がり接触部における内部応力の増大を防止することができる。更には、潤滑に寄与し続けることによって、摩耗による新生面の生成を抑制し、新生面が露出することによって生じる、上述したトライボケミカル反応による水素の発生を抑制することができる。
そのため、転がり接触部における内部応力の増大を防止し、かつ水素の発生を抑制することができ、白層はく離の発生を抑制することができると推測している。
上記グリース組成物において、上記有機変性ポリシロキサンは、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン及びポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンから選択される少なくとも1種である、ことが好ましい。
本発明の転がり軸受は、本発明のグリース組成物が封入された、転がり軸受である。
本発明の転がり軸受は、本発明のグリース組成物が封入された、転がり軸受である。
本発明のグリース組成物は、過酷な環境下で使用する転がり軸受に使用した際に、当該転がり軸受における白層はく離の発生を抑制することができる。
また、本発明の転がり軸受は、上記グリース組成物が封入されているため、白層はく離が発生しにくい転がり軸受である。
また、本発明の転がり軸受は、上記グリース組成物が封入されているため、白層はく離が発生しにくい転がり軸受である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態に係る転がり軸受は、本発明の実施形態に係るグリース組成物が封入された玉軸受である。
図1は、本発明の一実施形態に係る玉軸受を示す断面図である。
玉軸受1は、内輪2と、この内輪2の径方向外側に設けられている外輪3と、これら内輪2と外輪3との間に設けられている複数の転動体としての玉4と、これらの玉4を保持している環状の保持器5とを備えている。また、この玉軸受1の軸方向一方側及び他方側それぞれに、シール6が設けられている。
さらに、内輪2と外輪3との間の環状の領域7は、本発明の実施形態に係るグリース組成物からなるグリースGが封入されている。
本実施形態に係る転がり軸受は、本発明の実施形態に係るグリース組成物が封入された玉軸受である。
図1は、本発明の一実施形態に係る玉軸受を示す断面図である。
玉軸受1は、内輪2と、この内輪2の径方向外側に設けられている外輪3と、これら内輪2と外輪3との間に設けられている複数の転動体としての玉4と、これらの玉4を保持している環状の保持器5とを備えている。また、この玉軸受1の軸方向一方側及び他方側それぞれに、シール6が設けられている。
さらに、内輪2と外輪3との間の環状の領域7は、本発明の実施形態に係るグリース組成物からなるグリースGが封入されている。
内輪2は、その外周に玉4が転動する内軌道面21が形成されている。
外輪3は、その内周に玉4が転動する外軌道面31が形成されている。
玉4は、内軌道面21と外軌道面31との間に複数介在し、これら内軌道面21及び外軌道面31を転動する。
領域7に封入されたグリースGは、玉4と内輪2の内軌道面21との接触箇所、及び、玉4と外輪3の外軌道面31との接触箇所にも介在する。なお、グリースGは、内輪2と外輪3とシール6とで囲まれた空間から玉4と保持器5を除いた空間の容積に対して、20〜40体積%を占めるように封入されている。
シール6は、環状の芯金6aと芯金6aに固定された弾性部材6bとを備えた環状の部材であり、径方向外側部が外輪3に固定され、径方向内側部が内輪2に摺接可能に取付けられている。シール6は、封入されたグリースGが外部へ漏れるのを防止している。
外輪3は、その内周に玉4が転動する外軌道面31が形成されている。
玉4は、内軌道面21と外軌道面31との間に複数介在し、これら内軌道面21及び外軌道面31を転動する。
領域7に封入されたグリースGは、玉4と内輪2の内軌道面21との接触箇所、及び、玉4と外輪3の外軌道面31との接触箇所にも介在する。なお、グリースGは、内輪2と外輪3とシール6とで囲まれた空間から玉4と保持器5を除いた空間の容積に対して、20〜40体積%を占めるように封入されている。
シール6は、環状の芯金6aと芯金6aに固定された弾性部材6bとを備えた環状の部材であり、径方向外側部が外輪3に固定され、径方向内側部が内輪2に摺接可能に取付けられている。シール6は、封入されたグリースGが外部へ漏れるのを防止している。
このように構成された玉軸受1は、グリースGとして、本発明の実施形態に係るグリース組成物からなるグリースが封入されている。そのため、回転軸受トルクが低く、充分な潤滑寿命を有する。また、上記白層はく離が発生しにくい。
次に、グリースGを構成するグリース組成物について詳細に説明する。
グリースGを構成するグリース組成物は、本発明の実施形態に係るグリース組成物であり、基油、増ちょう剤及び有機変性ポリシロキサンを含有する。
上記グリース組成物は、有機変性ポリシロキサンを含有することを技術的特徴の1つとしており、有機変性ポリシロキサンを含有することによって、転がり軸受における白層はく離の発生を抑制することができる。この理由は、上述した通り、転がり接触部における内部応力の増大を防止し、かつ摩耗による新生面の生成を抑制することができるためと考えている。
グリースGを構成するグリース組成物は、本発明の実施形態に係るグリース組成物であり、基油、増ちょう剤及び有機変性ポリシロキサンを含有する。
上記グリース組成物は、有機変性ポリシロキサンを含有することを技術的特徴の1つとしており、有機変性ポリシロキサンを含有することによって、転がり軸受における白層はく離の発生を抑制することができる。この理由は、上述した通り、転がり接触部における内部応力の増大を防止し、かつ摩耗による新生面の生成を抑制することができるためと考えている。
上記グリース組成物において、上記基油は、アルキルジフェニルエーテルである。
そのため、耐熱性及び耐剥離性の良好なグリースを提供するのに適している。
アルキルジフェニルエーテルとしては、転がり軸受用のグリースの基油として使用される従来公知のアルキルジフェニルエーテルを使用することができる。
そのため、耐熱性及び耐剥離性の良好なグリースを提供するのに適している。
アルキルジフェニルエーテルとしては、転がり軸受用のグリースの基油として使用される従来公知のアルキルジフェニルエーテルを使用することができる。
上記アルキルジフェニルエーテルとしては、例えば、下記構造式(1)〜(3)のものを使用することができる。
(式(1)中、Rはアルキル基を表す。Rはベンゼン環に結合している。)
(式(2)中、Ra、Rbはいずれもアルキル基を表す。Ra、Rbはそれぞれベンゼン環に結合している。RaとRbとは同一であっても良いし、異なっていても良い。)
(式(3)中、Rnはアルキル基を表す。mは3〜10の整数である。Rnはそれぞれベンゼン環に結合している。複数のRnのそれぞれは他のRnと同一であっても良いし、異なっていても良い。)
上記グリース組成物において、上記増ちょう剤は、ウレア系増ちょう剤である。
上記ウレア系増ちょう剤としては、例えば、ジウレア、トリウレア、テトラウレア、ポリウレア(ジウレア、トリウレア、テトラウレアを除く)等のウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン等のウレタン化合物、又は、これらの混合物等が挙げられる。
上記ウレア系増ちょう剤としては、下記構造式(4)で表されるジウレアが好ましい。
R1−NHCONH−R2−NHCONH−R3・・・(4)
(式(4)中、R1及びR3は互いに独立してアミノ残基を示し、R2はジイソシアネート残基を示す。)
上記構造式(4)で表されるジウレアは、アミン化合物とジイソシアネート化合物との反応物である。
上記ウレア系増ちょう剤としては、例えば、ジウレア、トリウレア、テトラウレア、ポリウレア(ジウレア、トリウレア、テトラウレアを除く)等のウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン等のウレタン化合物、又は、これらの混合物等が挙げられる。
上記ウレア系増ちょう剤としては、下記構造式(4)で表されるジウレアが好ましい。
R1−NHCONH−R2−NHCONH−R3・・・(4)
(式(4)中、R1及びR3は互いに独立してアミノ残基を示し、R2はジイソシアネート残基を示す。)
上記構造式(4)で表されるジウレアは、アミン化合物とジイソシアネート化合物との反応物である。
上記アミン化合物としては、例えば、アルキルアミン、アルキルフェニルアミン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
上記ジイソシアネート化合物としては、例えば、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等が挙げられる。
上記ジイソシアネート化合物としては、例えば、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート等が挙げられる。
上記ジウレアの具体例としては、例えば、アルキル基の炭素数が8〜16のアルキルフェニルアミン及びシクロヘキシルアミンを混合した混合アミンと、ジイソシアネート化合物との反応生成物等が挙げられる。
上記アルキルフェニルアミンにおいて、アルキル基は、直鎖状でも分枝状でも良く、フェニル基におけるアルキル基の置換位置はオルト位、メタ位及びパラ位のいずれでも良い。
上記アルキルフェニルアミンの具体例としては、例えば、オクチルアニリン、デシルアニリン、ドデシルアニリン、ヘキサデシルアニリン、イソドデシルアニリン等が挙げられる。上記アルキルフェニルアミンとしては、分散性が良好な点からp−ドデシルアニリンが好ましい。
上記混合アミンにおいて、シクロヘキシルアミンの含有量は、上記アルキルフェニルアミン及び上記シクロヘキシルアミンの合計量に対して、91〜99モル%が好ましい。この場合、潤滑膜形成性の良好なグリース組成物とするのに適している。
上記アルキルフェニルアミンにおいて、アルキル基は、直鎖状でも分枝状でも良く、フェニル基におけるアルキル基の置換位置はオルト位、メタ位及びパラ位のいずれでも良い。
上記アルキルフェニルアミンの具体例としては、例えば、オクチルアニリン、デシルアニリン、ドデシルアニリン、ヘキサデシルアニリン、イソドデシルアニリン等が挙げられる。上記アルキルフェニルアミンとしては、分散性が良好な点からp−ドデシルアニリンが好ましい。
上記混合アミンにおいて、シクロヘキシルアミンの含有量は、上記アルキルフェニルアミン及び上記シクロヘキシルアミンの合計量に対して、91〜99モル%が好ましい。この場合、潤滑膜形成性の良好なグリース組成物とするのに適している。
上記ジイソシアネート化合物は、耐熱性が良好なグリース組成物とするのに適している点から芳香族ジイソシアネートが好ましい。
上記芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート及び2,6−トリレンジイソシアネートの混合物、3,3′−ジメチルジフェニル−4,4′−ジイソシアネート等が挙げられる。これらのなかでは、入手性が良好な点から、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネートが好ましく、さらに耐熱性が良好な点からジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネートがより好ましい。
上記芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート及び2,6−トリレンジイソシアネートの混合物、3,3′−ジメチルジフェニル−4,4′−ジイソシアネート等が挙げられる。これらのなかでは、入手性が良好な点から、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネートが好ましく、さらに耐熱性が良好な点からジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネートがより好ましい。
上記構造式(4)で表されるジウレアを得るために、上記混合アミンと上記ジイソシアネート化合物とは種々の条件下で反応させることができるが、増ちょう剤としての均一分散性が高いジウレア化合物が得られることから、基油中で反応させることが好ましい。
また、上記混合アミンと上記ジイソシアネート化合物との反応は、アルキルフェニルアミン及びシクロヘキシルアミンを溶解した基油中に、ジイソシアネート化合物を溶解した基油を添加して行っても良いし、ジイソシアネート化合物を溶解した基油中に、アルキルフェニルアミン及びクロヘキシルアミンを溶解した基油を添加して行っても良い。
また、上記混合アミンと上記ジイソシアネート化合物との反応は、アルキルフェニルアミン及びシクロヘキシルアミンを溶解した基油中に、ジイソシアネート化合物を溶解した基油を添加して行っても良いし、ジイソシアネート化合物を溶解した基油中に、アルキルフェニルアミン及びクロヘキシルアミンを溶解した基油を添加して行っても良い。
上記の混合アミンとジイソシアネート化合物との反応における温度及び時間は特に制限されず、通常この種の反応で採用される条件と同様の条件を採用すれば良い。
反応温度は、混合アミンおよびジイソシアネートの溶解性、揮発性の点から、60〜170℃が好ましい。
反応時間は混合アミンとジイソシアネートの反応を完結させるという点や、グリース組成物の製造時間を短縮するという点から、0.5〜2.0時間が好ましい。
また、混合アミンのアミノ基とジイソシアネート化合物のイソシアネート基の反応は定量的に進み、それらの割合は、混合アミン2モルに対してジイソシアネート化合物1モルとすることが好ましい。
反応温度は、混合アミンおよびジイソシアネートの溶解性、揮発性の点から、60〜170℃が好ましい。
反応時間は混合アミンとジイソシアネートの反応を完結させるという点や、グリース組成物の製造時間を短縮するという点から、0.5〜2.0時間が好ましい。
また、混合アミンのアミノ基とジイソシアネート化合物のイソシアネート基の反応は定量的に進み、それらの割合は、混合アミン2モルに対してジイソシアネート化合物1モルとすることが好ましい。
混合アミンとジイソシアネート化合物との反応生成物である上記構造式(4)で表されるジウレアは、式中のR1及びR3の両方がアルキルフェニルアミンの残基であるもの、上記R1及びR3の両方がシクロヘキシルアミンの残基であるもの、及び、上記R1及びR3の一方がアルキルフェニルアミンの残基であり、他方がシクロヘキシルアミンの残基であるものの混合物である。
上記グリース組成物において、上記増ちょう剤の含有量は、上記基油及び上記増ちょう剤の合計量に対して10〜30質量%である。
上記増ちょう剤の含有量が10質量%未満では、増ちょう剤が基油を十分に保持することができず、転がり軸受に封入して使用した際に、飛散したり、漏洩したりするおそれがある。一方、上記増ちょう剤の含有量が30質量%を超えると、グリース組成物が硬質となり、転がり軸受に封入して使用した際に、当該転がり軸受のトルクが増大したり、グリース組成物の流動性低下により、転がり軸受の焼付き寿命が低下したりするおそれがある。
上記増ちょう剤の含有量は、上記基油及び上記増ちょう剤の合計量に対して、11〜18質量%が好ましい。
上記増ちょう剤の含有量が10質量%未満では、増ちょう剤が基油を十分に保持することができず、転がり軸受に封入して使用した際に、飛散したり、漏洩したりするおそれがある。一方、上記増ちょう剤の含有量が30質量%を超えると、グリース組成物が硬質となり、転がり軸受に封入して使用した際に、当該転がり軸受のトルクが増大したり、グリース組成物の流動性低下により、転がり軸受の焼付き寿命が低下したりするおそれがある。
上記増ちょう剤の含有量は、上記基油及び上記増ちょう剤の合計量に対して、11〜18質量%が好ましい。
上記グリース組成物は、更に有機変性ポリシロキサンを含有する。
そのため、上記グリース組成物は鋼との濡れ性に優れ、転がり軸受に封入して使用した際に、内輪と転動体との間や、外輪と転動体との間など摩擦面への介入性に優れ、白層はく離の発生を抑制することができる。
そのため、上記グリース組成物は鋼との濡れ性に優れ、転がり軸受に封入して使用した際に、内輪と転動体との間や、外輪と転動体との間など摩擦面への介入性に優れ、白層はく離の発生を抑制することができる。
上記有機変性ポリシロキサンとしては、例えば、下記構造式(5)で表される側鎖が有機基で修飾されたポリシロキサン等が挙げられる。
(式(5)中、R4はアルキル基であり、mは正の整数であり、nは0又は正の整数である。)
上記構造式(5)において、R4、及び有機基はそれぞれ、全て同一であっても良いし、異なっていても良い。
上記構造式(5)において、R4、及び有機基はそれぞれ、全て同一であっても良いし、異なっていても良い。
上記構造式(5)で表されるポリシロキサンの側鎖を修飾する有機基としては、例えば、アラルキル基、1又は2以上のエーテル結合を有する(ポリ)エーテル基等が挙げられる。
上記アラルキル基としては、アルキル基の水素原子の1つがフェニル基などのアリール基で置換されたものであれば特に限定されず、その具体例としては、例えば、
−(CH2)a−Ph (式中、Phはフェニル基であり、aは1以上の整数である。)
−(CH2)b−CH(CH3)―Ph (式中、Phはフェニル基であり、bは0又は1以上の整数である。)
等の構造式で表されるものが挙げられる。
上記アラルキル基としては、アルキル基の水素原子の1つがフェニル基などのアリール基で置換されたものであれば特に限定されず、その具体例としては、例えば、
−(CH2)a−Ph (式中、Phはフェニル基であり、aは1以上の整数である。)
−(CH2)b−CH(CH3)―Ph (式中、Phはフェニル基であり、bは0又は1以上の整数である。)
等の構造式で表されるものが挙げられる。
上記(ポリ)エーテル基としては、エチレンオキシド基「−(C2H4O)−」、プロピレンオキシド基「−(C3H6O)−」等のアルキレンオキシド基を有する官能基が挙げられ、その具体例としては、例えば、
−R5(C2H4O)c(C3H6O)dR6 (式中、R5は単結合、アルキレン基又はアルキレンオキシド基を表し、R6は水素、アルキル基又はアリール基を表す。また、c、dはそれぞれ独立して、0または1以上の整数(但し、c及びdの両方が0である場合を除く)である。)
等の構造式で表されるものが挙げられる。
−R5(C2H4O)c(C3H6O)dR6 (式中、R5は単結合、アルキレン基又はアルキレンオキシド基を表し、R6は水素、アルキル基又はアリール基を表す。また、c、dはそれぞれ独立して、0または1以上の整数(但し、c及びdの両方が0である場合を除く)である。)
等の構造式で表されるものが挙げられる。
上記有機変性ポリシロキサンとしては、上記基油との相溶性が高く、グリース組成物に要求される耐熱性を確保するのに適している点から、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン及びポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンから選択される少なくとも1種が好ましい。
上記有機変性ポリシロキサンとしては、市販品を使用することもできる。
上記有機変性ポリシロキサンとしては、市販品を使用することもできる。
上記アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサンの具体例としては、例えば、BYK−322(BYK社製)、BYK−323(BYK社製)、KF−410(信越シリコーン社製)、X−22−2516(信越シリコーン社製)、X−22−1877(信越シリコーン社製)等が挙げられる。
上記ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンの具体例としては、BYK−330(BYK社製)、BYK−331(BYK社製)、KF−351A(信越シリコーン社製)、KF−352A(信越シリコーン社製)、KF−353(信越シリコーン社製)、KF−354L(信越シリコーン社製)、KF−355A(信越シリコーン社製)、KF−615A(信越シリコーン社製)、KF−945(信越シリコーン社製)、KF−640(信越シリコーン社製)、KF−642(信越シリコーン社製)、KF−643(信越シリコーン社製)、KF−644(信越シリコーン社製)、KF−6020(信越シリコーン社製)、KF−6204(信越シリコーン社製)、X−22−2516(信越シリコーン社製)等が挙げられる。
上記有機変性ポリシロキサンの含有量は、上記基油及び上記増ちょう剤の合計量に対して0.2〜10質量%である。
上記有機変性ポリシロキサンの含有量が0.2質量%未満では、上記有機変性ポリシロキサンを添加する効果がほとんど得られない。一方、上記含有量が10質量%を超えると、グリース組成物が軟化し、このグリース組成物を転がり軸受に使用した際の耐漏洩性の低下や、攪拌抵抗の増加にともなうトルクの増大が懸念される。
上記有機変性ポリシロキサンの含有量としては、上記基油及び上記増ちょう剤の合計量に対して0.5〜5質量%が好ましい。
上記有機変性ポリシロキサンの含有量が0.2質量%未満では、上記有機変性ポリシロキサンを添加する効果がほとんど得られない。一方、上記含有量が10質量%を超えると、グリース組成物が軟化し、このグリース組成物を転がり軸受に使用した際の耐漏洩性の低下や、攪拌抵抗の増加にともなうトルクの増大が懸念される。
上記有機変性ポリシロキサンの含有量としては、上記基油及び上記増ちょう剤の合計量に対して0.5〜5質量%が好ましい。
また、上記グリース組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で酸化防止剤、極圧添加剤、耐摩耗剤、染料、色相安定剤、増粘剤、構造安定剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤、防錆添加剤などの各種添加剤を適量添加しても良い。これらの各種添加剤を含有する場合、グリース組成物における各種添加剤の総含有量は、基油と増ちょう剤の合計量100質量部に対して10質量部以下とすることが好ましい。
本発明のグリース組成物は、グリース潤滑が求められる箇所に用いることができ、転がり軸受用のグリースとして好ましく用いられる。特に、本発明のグリース組成物は、耐白層はく離性が要求される転がり軸受用のグリースとして好適である。
そのため、上記グリース組成物は、オルタネータ、カーエアコン用電磁クラッチ、中間プーリ、電動ファンモータなどの自動車電装部品や自動車用エンジンの補機などの苛酷な環境で用いられる転がり軸受に封入するグリースとして好ましく用いられる。
そのため、上記グリース組成物は、オルタネータ、カーエアコン用電磁クラッチ、中間プーリ、電動ファンモータなどの自動車電装部品や自動車用エンジンの補機などの苛酷な環境で用いられる転がり軸受に封入するグリースとして好ましく用いられる。
次に、上記グリース組成物の製造方法について説明する。
上記グリース組成物の製造は、例えば、最初に、基油及び増ちょう剤からなるベースグリースを調製し、その後、得られたベースグリースに上記有機変性ポリシロキサン及び必要に応じて含有させる任意の添加剤を投入し、自転・公転ミキサー等で撹拌して各成分を混合することによって行うことができる。
上記グリース組成物の製造は、例えば、最初に、基油及び増ちょう剤からなるベースグリースを調製し、その後、得られたベースグリースに上記有機変性ポリシロキサン及び必要に応じて含有させる任意の添加剤を投入し、自転・公転ミキサー等で撹拌して各成分を混合することによって行うことができる。
本発明は、上記の実施形態に制限されることなく、他の実施形態で実施することもできる。
本発明の実施形態に係る転がり軸受は、本発明の実施形態に係るグリース組成物が封入された玉軸受に限定されず、上記転がり軸受は、本発明の実施形態に係るグリース組成物が封入されたものであれば、転動体として玉以外のものが使用された針軸受、ころ軸受等、他の転がり軸受であっても良い。
本発明の実施形態に係る転がり軸受は、本発明の実施形態に係るグリース組成物が封入された玉軸受に限定されず、上記転がり軸受は、本発明の実施形態に係るグリース組成物が封入されたものであれば、転動体として玉以外のものが使用された針軸受、ころ軸受等、他の転がり軸受であっても良い。
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。
ここでは、複数のグリース組成物を調製し、各グリース組成物の特性を評価した。各グリース組成物の組成及び評価結果は、表1に示した。
ここでは、複数のグリース組成物を調製し、各グリース組成物の特性を評価した。各グリース組成物の組成及び評価結果は、表1に示した。
実施例/比較例では、以下の原料を使用した。
・ジイソシアネート化合物
MDI:ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート
・アミン化合物
CHA:シクロヘキシルアミン
PDA:p−ドデシルアニリン
・基油
ADE:アルキルジフェニルエーテル(MORESCO社製、モレスコハイルーブ LB−100)、40℃における動粘度が102mm2/s
・ジイソシアネート化合物
MDI:ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート
・アミン化合物
CHA:シクロヘキシルアミン
PDA:p−ドデシルアニリン
・基油
ADE:アルキルジフェニルエーテル(MORESCO社製、モレスコハイルーブ LB−100)、40℃における動粘度が102mm2/s
・有機変性ポリシロキサン
アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン(1):BYK−322(BYK社製)
アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン(2):BYK−323(BYK社製)
ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(1):BYK−330(BYK社製)
ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(2):BYK−331(BYK社製)
アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン(1):BYK−322(BYK社製)
アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン(2):BYK−323(BYK社製)
ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(1):BYK−330(BYK社製)
ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン(2):BYK−331(BYK社製)
(比較例1)
(1)表1に示す基油含有量となるように用意したADEの半量のADEに、増ちょう剤原料のアミン化合物(CHA及びPDA)を表1に示す含有量となるように混合し、100℃に加熱して溶解させ溶液Aを調製した。
(2)溶液Aの調製とは別に、表1に示す基油含有量となるように用意したADEの半量のADEに、増ちょう剤原料のジイソシアネート化合物(MDI)を表1に示す含有量となるように混合し、100℃に加熱して溶解させ溶液Bを調製した。
(3)上記溶液Bを撹拌しつつ、これに上記溶液Aを徐々に添加した。添加後150℃で30分間保持した。その後、攪拌を継続しながら放冷により室温まで冷却させた。
(4)最後に、室温まで冷却したものを3本ロールミルにより均質化処理することで、グリース組成物を得た。
(1)表1に示す基油含有量となるように用意したADEの半量のADEに、増ちょう剤原料のアミン化合物(CHA及びPDA)を表1に示す含有量となるように混合し、100℃に加熱して溶解させ溶液Aを調製した。
(2)溶液Aの調製とは別に、表1に示す基油含有量となるように用意したADEの半量のADEに、増ちょう剤原料のジイソシアネート化合物(MDI)を表1に示す含有量となるように混合し、100℃に加熱して溶解させ溶液Bを調製した。
(3)上記溶液Bを撹拌しつつ、これに上記溶液Aを徐々に添加した。添加後150℃で30分間保持した。その後、攪拌を継続しながら放冷により室温まで冷却させた。
(4)最後に、室温まで冷却したものを3本ロールミルにより均質化処理することで、グリース組成物を得た。
(実施例1)
比較例1の(1)〜(3)の工程と同様にして基油と増ちょう剤との混合物を調製した後、表1に示した含有量となるように「BYK−322」を添加し、ミキサーを用いて、2000rpmの条件で混合した。
その後、3本ロールミルにより均質化処理することで、グリース組成物を得た。
比較例1の(1)〜(3)の工程と同様にして基油と増ちょう剤との混合物を調製した後、表1に示した含有量となるように「BYK−322」を添加し、ミキサーを用いて、2000rpmの条件で混合した。
その後、3本ロールミルにより均質化処理することで、グリース組成物を得た。
(実施例2)
表1に示した含有量となるように「BYK−322」の添加量を変更した以外は実施例1と同様にしてグリース組成物を調製した。
表1に示した含有量となるように「BYK−322」の添加量を変更した以外は実施例1と同様にしてグリース組成物を調製した。
(実施例3)
添加剤として「BYK−322」に代えて「BYK−323」を使用した以外は実施例2と同様にしてグリース組成物を調製した。
添加剤として「BYK−322」に代えて「BYK−323」を使用した以外は実施例2と同様にしてグリース組成物を調製した。
(実施例4)
添加剤として「BYK−322」に代えて「BYK−330」を使用した以外は実施例2と同様にしてグリース組成物を調製した。
添加剤として「BYK−322」に代えて「BYK−330」を使用した以外は実施例2と同様にしてグリース組成物を調製した。
(実施例5)
添加剤として「BYK−322」に代えて「BYK−331」を使用した以外は実施例2と同様にしてグリース組成物を調製した。
添加剤として「BYK−322」に代えて「BYK−331」を使用した以外は実施例2と同様にしてグリース組成物を調製した。
(グリース組成物の評価)
実施例1〜5及び比較例1で調製したグリース組成物を評価した。結果を表1及び図2に示した。
実施例1〜5及び比較例1で調製したグリース組成物を評価した。結果を表1及び図2に示した。
表1に示した各評価の評価方法は、下記の通りである。
(1)混和ちょう度
混和ちょう度(60W)をJIS K 2220−7に準拠した方法で測定した。
(1)混和ちょう度
混和ちょう度(60W)をJIS K 2220−7に準拠した方法で測定した。
(2)累積水素発生量比
オプチモール社製の振動摩擦摩耗試験機(SRV−IV)を用いて、実施例1〜5及び比較例1で調製したグリース組成物の摩擦試験を行い、その際に発生した水素量を累積水素発生量として測定した。上記振動摩擦摩耗試験機による試験条件は表2に示した。
オプチモール社製の振動摩擦摩耗試験機(SRV−IV)を用いて、実施例1〜5及び比較例1で調製したグリース組成物の摩擦試験を行い、その際に発生した水素量を累積水素発生量として測定した。上記振動摩擦摩耗試験機による試験条件は表2に示した。
上記累積水素発生量は、四重極型質量ガス分析装置であるINFICON社製、Transpector CPMを用いて測定した。このとき、質量ガス分析装置には専用のノズル(1.5mキャピラリアッセンブリキット)を取り付け、上記ノズルの先端を上記振動摩擦摩耗試験機の試験片(鋼球及び円板)の近傍に配置し、試験時に発生した水素を測定した。
このとき、測定条件は下記の条件とした。
イオン化電圧:70eV
イオン化電流:500μA
分析時間:30min
なお、上記表1及び図2には、比較例1で発生した水素量(累積水素発生量)の相対比として、実施例1〜5で発生した水素量(累積水素発生量)を記載した。
このとき、測定条件は下記の条件とした。
イオン化電圧:70eV
イオン化電流:500μA
分析時間:30min
なお、上記表1及び図2には、比較例1で発生した水素量(累積水素発生量)の相対比として、実施例1〜5で発生した水素量(累積水素発生量)を記載した。
実施例及び比較例の結果から明らかな通り、本発明の実施形態に係るグリース組成物を用いることにより、累積水素発生量を減少させることができる。
従って、上記グリース組成物は、転がり軸受に封入して使用した際に、当該転がり軸受における白層はく離の発生を抑制することができると考えられる。
従って、上記グリース組成物は、転がり軸受に封入して使用した際に、当該転がり軸受における白層はく離の発生を抑制することができると考えられる。
1:玉軸受、2:内輪、3:外輪、4:玉、5:保持器、6:シール、7:領域、G:グリース
Claims (3)
- 基油、増ちょう剤、及び、有機変性ポリシロキサンを含み、
前記基油は、アルキルジフェニルエーテルであり、
前記増ちょう剤は、ウレア系増ちょう剤であり、
前記増ちょう剤の含有量は、前記基油及び前記増ちょう剤の合計量に対して10〜30質量%であり、
前記有機変性ポリシロキサンの含有量は、前記基油及び前記増ちょう剤の合計量に対して0.2〜10質量%である、グリース組成物。 - 前記有機変性ポリシロキサンは、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン及びポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンから選択される少なくとも1種である、請求項1に記載のグリース組成物。
- 請求項1又は2に記載のグリース組成物が封入された、転がり軸受。
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