JP4035675B2

JP4035675B2 - グリース組成物及び転がり軸受

Info

Publication number: JP4035675B2
Application number: JP402398A
Authority: JP
Inventors: 雅彦山崎; 篤弘山本; 敦横内; 道治中
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-01-12
Filing date: 1998-01-12
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2018-01-12
Also published as: JPH11199886A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種産業機械や車両等の回転部材や摺動部材に適用されるグリース組成物に関し、特に高温、高速回転で使用される機器の回転部材や摺動部材に好適なグリース組成物に関する。また、本発明は前記グリース組成物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の軸受に封入されるグリースにおいて、鉱油を基油としたグリースは、エステル油、シリコーン油、エーテル油等の合成潤滑油を基油としたグリースよりも酸化されやすく、高温における潤滑寿命が短いという欠点がある。特に、凡用グリースとして広く使用されているリチウム石けんを増ちょう剤とするグリースは、１３０℃以上の高温では、酸化劣化により短時間でグリース構造が破壊し、潤滑作用を低下させる。これは、主に増ちょう剤である金属石けんが触媒となって基油を酸化させるためである。
【０００３】
このため、最近では、石けんグリースと異なり、金属元素を含まず酸化安定性に優れたウレア化合物を増ちょう剤とするウレアグリース、炭化水素系アミンとイソシアネートを反応させて得られるジウレアを増ちょう剤とするウレアグリース、更には高温での潤滑性能に優れた合成潤滑油を基油とし、ウレア化合物を増ちょう剤とするウレアグリースが市場で脚光を浴びるようになっている。
【０００４】
また、従来より、特に耐熱性が要求されるような軸受には、フッ素油を基油とし、フッ素化合物を増ちょう剤とするフッ素系グリースも使用されている。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
一方、グリースは各種の機械装置に一旦充填されると、長時間使用される場合が多く、その間常に空気と接触しているため、より熱安定性、酸化安定性に優れることが望まれている。更に、年々機械の小型化、軽量化、高速化が進み、またメンテナンスフリーの浸透により使用条件がますます苛酷になってきており、グリース組成物に対する要求性能も一段と厳しくなっている。このような要望に対して、上記ウレアグリースも十分に応えているとは言い難い状況にある。
例えば、自動車の電動ファンモータなどでは、近年のエンジンルームの部品の高集積化、小型化が進み、それに伴い軸受の使用温度も上昇する傾向にあり、より耐熱性に優れたグリースが望まれている。
【０００６】
耐熱性に関しては、フッ素系グリースを用いることで改善が認められるものの、このフッ素系グリースはフッ素油（例えば、パーフルオロエーテル油等）を基油とし、フッ素化合物（例えば、ポリテトラフルオロエチレン：ＰＴＦＥ等）を増ちょう剤とするグリースであり、基油及び増ちょう剤ともに高価であることから、上記した石けんグリースやウレアグリースに比べて格段に高価であるという問題を抱えている。
【０００７】
このような状況から、特に高温における長寿命化の要求は、軸受メーカーにとっても最重要課題の一つとして取り上げられ、安価な長寿命のグリース組成物の開発が強く望まれている。また、使用上限温度の要求もますます上昇しているのが現状である。本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、安価で、且つ高温での潤滑性能並びに潤滑寿命が向上し、耐熱性に優れたグリース組成物並びに前記グリース組成物を封入した転がり軸受を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討を行った結果、増ちょう剤として骨格中にフッ素原子を含むウレア化合物を用いることにより、耐熱性に優れるフッ素油と組み合わせることが可能となることを見い出し、本発明を完成するに至った。
即ち、上記の目的は、本発明の下記グリース組成物及び転がりにより達成される。
（１）フッ素油に、下記一般式〔Ｉ〕で表されるジウレア化合物からなる増ちょう剤をグリース全量の２０〜４０重量％の割合で配合してなることを特徴とするグリース組成物。
【化１３】

（式中、Ｒ₂は炭素数６〜１５の炭化水素基を表し、Ｒ₁、Ｒ₃は直鎖のフッ化アルキル基を表す。）
（２）上記（１）記載のグリース組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のグリース組成物に関して詳細に説明する。
本発明のグリース組成物は、一般のグリース組成物と同様に、基油と増ちょう剤とを含有する。
本発明で使用される基油は、フッ素油である。
【００１０】
フッ素油は特に制限されるものではなく、従来よりフッ素グリースの基油に使用されるものであれば、何れのフッ素油も使用できる。例えば、パーフルオロエーテル油、フルオロシリコーン油、クロロトリフルオロエチレン油、フルオロフォスファゼン油等のフッ素原子を含有する油を挙げることができる。
【００１３】
本発明のグリース組成物は、上記の基油に、増ちょう剤として、下記一般式〔Ｉ〕で表されるジウレア化合物が用いられる。従来では、基油とフッ素油とする場合には、増ちょう剤は高価なＰＴＦＥ等のフッ素化合物が使用されていたが、本発明によれば、フッ素化合物よりも格段に安価な、下記一般式〔Ｉ〕で表されるジウレア化合物で代用可能であり、それによりグリース組成物としてのコスト低減を実現できる。
【００１４】
【化１４】

【００１５】
一般式〔Ｉ〕式において、Ｒ₂は炭素数６〜１５の炭化水素基を表し、Ｒ₁、Ｒ₃は直鎖のフッ化アルキル基を表す。
【００１６】
この一般式〔Ｉ〕で表されるジウレア化合物は、基油中で、Ｒ₂ を骨格中に含むジイソシアネート１モルに対して、Ｒ₁またはＲ₃を骨格中に含むモノアミンを合計で２モルの割合で反応させることにより得られる。
Ｒ₂を骨格中に含むジイソシアネートとしては、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、あるいはこれらのアルキル置換体等を好適に使用できる。
【００１７】
また、Ｒ_１またはＲ_３として直鎖フッ化アルキル基を含むモノアミンとしては、例えば次の化合物が挙げられる。
Ｆ（ＣＦ _２） _３ＣＨ _２ＮＨ _２１Ｈ，１Ｈ−ヘプタフルオロブチルアミン
Ｆ（ＣＦ _２） _７ＣＨ _２ＮＨ _２１Ｈ，１Ｈ−ペンタデカフルオロオクチルアミン
【００２４】
上記一般式〔Ｉ〕で表されるジウレア化合物の配合量は、グリース組成物全量に対して少なくとも２０重量％配合する。２０重量％未満では、充分な耐熱性能が得られない。また、配合量の上限は４０重量％であり、４０重量％を越える量を配合した場合、相対的に基油の量が少なくなり、潤滑作用に悪影響を及ぼす。
【００２５】
本発明のグリース組成物には、従来より公知の各種添加剤を配合することができる。
〔極圧剤〕
極圧剤として、例えば以下の化合物を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、ジチオカルバミン酸銅、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、ジブチルスズスルファイド等の有機スズ化合物、あるいは、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、ジベンジルジスルフィド等のスルフィドあるいは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、もしくはチオカーボネート類等を使用ことができる。
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、あるいは、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、窒化硼素などの硼素化合物等の固体潤滑剤を使用することができる。
【００２６】
〔油性剤〕
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。
【００２７】
〔酸化防止剤〕
一般に使用される酸化防止剤も必要に応じて併用出来る。例えば、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。例えば、以下の化合物を使用することができる。
即ち、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使用することができる。
【００２８】
〔防錆剤・金属不活性化剤〕
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あるいはその金属塩、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）−ベンゾイミダゾール、ベンズイミダゾール等のイミダゾール系化合物、あるいは、２，５−ビス（ドデシルジチオ）ベンズイミダゾール等のジスルフィド系化合物、あるいは、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、亜硝酸塩等も使用することができる。
金属不活性化剤として、例えばベ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。
【００２９】
上記本発明のグリース組成物は、常法に従い、上記のジウレア化合物を増ちょう剤として所定量を基油に添加し、更に必要に応じて上記の各種添加剤の所定量を添加して混練機により混練することにより得られる。
また、このグリース組成物は各種の転がり軸受に封入することにより、該軸受に優れた潤滑作用を付与することができるが、特に高温、高速回転での使用に供される転がり軸受に好適である。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１及び比較例１〜１２）
表１及び表２に示す如く、基油、増ちょう剤を混合して試験グリースを調製した。尚、表中のＭＤＩは４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、ＴＤＩはトリレンジイソシアネート、ＡＮはアニリン、ＣＹはシクロヘキシルアミン、ＯＣはオクチルアミンである。
そして、各試験グリースを軸受耐久試験に供し、耐久寿命を測定した。試験方法は、ＡＳＴＭＤ１７４１の軸受寿命試験機に類似した試験機を用い、転がり軸受（呼び番号：６２０３）に各試験グリースを１ｇ封入し、温度１８０℃、ラジアル荷重２０ｋｇｆ、アキシアル荷重２０ｋｇｆの下で１００００ｒｐｍで高速回転させ、焼き付きに至るまでの時間を測定した。
測定結果を下記表に示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
【表２】

【００３３】
【表３】

【００３４】
上記表の結果から、本発明に係る実施例のグリースは、基油にフッ素油を単独もしくは混合して使用したこと、並びに増ちょう剤としてフッ素原子を含むウレア化合物としたことにより軸受寿命が延びていることがわかる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のグリース組成物は、高温での潤滑寿命を大幅に改善でき、特に高温、高速回転に供される軸受に好適に使用することができる。また、本発明の転がり軸受は高温での潤滑寿命に優れ、特に高温、高速回転での使用に好適である。

Claims

フッ素油に、下記一般式〔Ｉ〕で表されるジウレア化合物からなる増ちょう剤をグリース全量の２０〜４０重量％の割合で配合してなることを特徴とするグリース組成物。

（式中、Ｒ₂は炭素数６〜１５の炭化水素基を表し、Ｒ₁、Ｒ₃は直鎖のフッ化アルキル基を表す。）
請求項１記載のグリース組成物を封入したことを特徴とする転がり軸受。