JP4102627B2

JP4102627B2 - Rolling bearing

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Publication number: JP4102627B2
Application number: JP2002268647A
Authority: JP
Inventors: 廣志小宮; 竜二中田; 征二岡村; 宏樹岩松
Original assignee: JTEKT Corp; Nippon Grease Co Ltd
Current assignee: JTEKT Corp; Nippon Grease Co Ltd
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP2004108403A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に高温、高速回転、高荷重等の過酷な条件下での使用が可能な転がり軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車のエンジン周り等の、高温、高速回転、高荷重等の過酷な条件下で使用される転がり軸受は、近時、これまで以上の高速回転や荷重の増大等の、使用条件のより一層の過酷化に伴って、理論的に推定される寿命時間よりも極めて短時間で疲労寿命に到ることが問題となっている。
またこの原因は、転がり軸受に封入されるグリースの寿命ではなく、転がり軸受それ自体にあることが、最近の研究で明らかとなっている。
【０００３】
つまり高速回転中に、転動体と内外輪の転走面との間ですべりを伴う過大な接線方向の力が生じ、それによって特に内外輪の転走面にはく離が発生して、早期に疲労寿命に到るのである。
そこで、転がり軸受に加わる接線方向の力を低減すべく、グリースの潤滑基油として、使用条件に適合し、高温、高速回転、高荷重等の条件下において最大の潤滑性能を発揮し得るものを選択する努力がなされているが、単に潤滑基油を選択するだけでは、もはや使用条件のさらなる過酷化に十分に対応できなくなりつつあるのが現状である。
【０００４】
このため潤滑基油に添加する添加剤について、種々の検討が行われている。
例えば発明者のうち小宮と岡村は、特許文献１において、潤滑基油に、増ちょう剤として特定の分子構造を有するジウレア化合物を添加したグリースを用いると、転がり軸受を、高温高速の使用条件下で長期間安定に使用できることを示した。
また特許文献２では、潤滑基油としてのアルキルジフェニルエーテル油に、やはり増ちょう剤として特定の分子構造を有するジウレア化合物を添加した転がり軸受用のグリースが提案された。そしてその効果として特許文献２には、転送面などでのはく離の発生を抑制して、転がり軸受の長寿命化が可能である上、グリース自体の寿命をも向上できることが示された。
【０００５】
また特許文献３においては、同じくアルキルジフェニルエーテル油に、増ちょう剤として特定の分子構造を有するジウレア化合物と、油溶性の錆止め添加剤としての有機スルホン酸塩と、水溶性の錆止め添加剤としての亜硝酸塩および非イオン界面活性剤とを添加した転がり軸受用のグリースが提案された。また有機スルホン酸塩としてはジンクスルホネートが例示された。
かかるグリースは、高温、高速回転、高荷重等の過酷な条件下において優れた潤滑性能を発揮し、転がり軸受の寿命を向上できる上、複数の錆止め添加剤を併用したことによって、塩水や海水が浸入した際の錆止め性にも優れるとされた。
【０００６】
また特許文献４では、アルキルジフェニルエーテル油とポリαオレフィン油とを所定の重量比で配合した潤滑基油に、増ちょう剤としての芳香族ジウレア化合物または芳香族ウレア・ウレタン化合物と、不動態化酸化剤と、錆止め添加剤としての有機スルホン酸塩とを添加した転がり軸受用のグリースについて提案された。また有機スルホン酸塩としてはジンクスルホネートが例示された。
かかるグリースの効果は、特許文献３とほぼ同様である。
【０００７】
さらに小宮と岡村は、特許文献５において、潤滑基油としてのポリαオレフィン系合成油および／またはジフェニルエーテル系合成油に、ウレア系増ちょう剤と、極圧添加剤としての有機アンチモン化合物および／または有機モリブデン化合物とを添加した転がり軸受用のグリースを提案した。またこの特許文献５には、上記のグリースにさらに、酸化防止剤としてジンクジチオカーバメートを添加してもよいことも記載した。
【０００８】
かかるグリースにおいては、特許文献５に記載したように、極圧添加剤として添加した有機アンチモン化合物や有機モリブデン化合物が、転がり軸受の内外輪の転走面や、あるいは転動体の表面と反応して、接線方向の力の低減に寄与する化合物被膜を形成する。このため、特に高速回転下で、接線方向に大な力が発生するのを防止して、転がり軸受を長寿命化することが可能となる。
また小宮らは非特許文献１で、転がり軸受用ではなく摺動摩擦用途に用いるグリースにおいて、有機アンチモン化合物と、ジンクジチオカーバメートやジンクスルホネートとを併用すると、単独で使用した場合よりも摩擦係数を小さくし、かつ摩耗量を低減できることを明らかとした。
【０００９】
また、その原因として小宮らは、摺動摩擦面に積層構造を有する表面膜が形成されること、かかる表面膜のうち、最表層のごく薄いアンチモンの酸化物膜と、その下の厚いアンチモンの硫化物膜とが摩擦係数低減の効果を示し、さらにその下の厚い亜鉛の硫化物膜が摩耗防止の効果を示すことを明らかとした。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６１−１５５４９６号公報（第２頁右上欄第１８行〜同頁左下欄第１０行）
【特許文献２】
特開平６−１７０７９号公報（第００１０欄〜第００１３欄）
【特許文献３】
特開平５−９８２８０号公報（第０００４欄〜第０００５欄、第０００７欄、第０００９欄）
【特許文献４】
特開平５−２６３０９１号公報（第００１０欄〜第００１１欄、第００２３欄）
【特許文献５】
ＷＯ９４／０３５６５号公報（第１頁第２６行〜第２頁第１４行、第４頁第７行〜同頁第１８行）
【非特許文献１】
「グリースの添加剤による表面膜生成と摩擦特性」、加藤典子、中田竜二、小宮広志、(社)日本ドライボロジー学会ドライボロジー会議予稿集（東京1998-5）408（第４１０頁右欄第３．３項、第４項）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のうち特許文献１、２のようにジウレア系増ちょう剤の分子構造をさらに工夫したとしても、転がり軸受の寿命を延長する効果には限界がある。
また、特許文献３、４においてジンクスルホネートを添加しているのは、あくまでも錆止め添加剤としての効果を狙ったために過ぎない。これらの特許文献に記載のようにジンクスルホネートを単独で使用したとしても、転がり軸受の寿命を延長する効果は全く得られない。このことは、後述する実施例、比較例の結果から明らかである。
【００１２】
また特許文献５に記載のジンクヂジオカーバメートは、単独では言うまでもなく、極圧添加剤としての有機アンチモン化合物および／または有機モリブデン化合物と併用したとしても、それによって転がり軸受の寿命を延長する機能は有していない。このことも、後述する実施例、比較例の結果から明らかである。
したがって、特許文献１〜５に記載のグリースでは、例えば現状の条件下で、転がり軸受を現在よりさらに長寿命化したり、あるいは現状よりさらに過酷な条件下で、転がり軸受が早期に疲労寿命に到るのを防止して長寿命化を図ったりすることなどは困難である。
【００１３】
この発明の目的は、現状の条件下で現在よりさらに長寿命化が可能である上、現状よりさらに過酷な条件下で早期に疲労寿命に到るのを防止して長寿命化することも可能な、新規な転がり軸受を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、ポリαオレフィン系合成油またはジフェニルエーテル系合成油を含む潤滑基油と、
ウレア系増ちょう剤と、
極圧添加剤としての、有機アンチモン化合物および有機モリブデン化合物のうちの少なくとも一方と、
ジンクスルホネートと、
を含有するグリースを封入したことを特徴とする転がり軸受である。
【００１５】
この発明によれば、現状の条件下で現在よりさらに長寿命化が可能である上、現状よりさらに過酷な条件下で早期に疲労寿命に到るのを防止して長寿命化することも可能な転がり軸受を提供することができる。
請求項２記載の発明は、潤滑基油とウレア系増ちょう剤との合計１００重量部に対する、ジンクスルホネートの添加量が０．１〜５重量部で、かつ極圧添加剤の添加量が０．１〜５重量部であることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受である。
【００１６】
この発明によれば、ジンクスルホネートと、有機アンチモン化合物および／または有機モリブデン化合物とを併用したことによる前記の効果をより一層、良好に発揮させて、転がり軸受をさらに長寿命化することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明を説明する。
この発明の転がり軸受は、前記のように、
ポリαオレフィン系合成油またはジフェニルエーテル系合成油を含む潤滑基油と、
ウレア系増ちょう剤と、
極圧添加剤としての、有機アンチモン化合物および有機モリブデン化合物のうちの少なくとも一方と、
ジンクスルホネートと、
を含有するグリースを封入したことを特徴とするものである。
【００１８】
発明者の分析では、上記のグリースを転がり軸受に封入して回転させると、軸受の内外輪の転走面および／または転動体の表面に、その具体的な構造などは不明であるが、前述した非特許文献１において摺動面に形成される、硫化物膜を含む積層構造の表面膜とは明らかに組成の異なる膜が形成される。
例えば有機アンチモン化合物とジンクスルホネートとの併用系では、アンチモンの酸化物と亜鉛の酸化物とを主体とする膜が形成され、有機モリブデン化合物とジンクスルホネートとの併用系では、炭素を主成分とする膜が形成される。
【００１９】
しかもこれらの膜は、後述する実施例、比較例の結果より明らかなように、特に高温、高速回転、高荷重等の過酷な条件下において、転がり軸受に加わる接線方向の力を低減して、特に内外輪の転走面にはく離が発生するのを防止する効果に優れている。
したがって転がり軸受は、現状の条件下で現在よりさらに長寿命化が可能である上、現状よりさらに過酷な条件下で早期に疲労寿命に到るのを防止して長寿命化することも可能である。
【００２０】
なお、前述したように非特許文献１には、有機アンチモン化合物と、ジンクジチオカーバメートまたはジンクスルホネートとを併用したグリースを、摺動摩擦面の潤滑に用いることが記載されている。
しかしこの非特許文献１には、かかるグリースを、転がり軸受に用いることについては一切、記載されていない。
また非特許文献１には、上記のうち有機アンチモン化合物とジンクスルホネートとを組み合わせたグリースを転がり軸受に用いると、それによって摺動摩擦面とは違ったメカニズムによって、内外輪の転走面などに、摺動摩擦面に形成される積層構造の表面膜とは全く異なった膜を形成できることや、かかる膜を形成するによって、前記のように転がり軸受に加わる接線方向の力を低減して、転走面などにはく離が発生するのを防止できることについても一切記載されていない。
【００２１】
また、摺動摩擦面と転がり軸受とで、全く違ったメカニズムによって、全く異なった膜が形成されることは、膜の分析をした図１、２の結果や、あるいは摺動摩擦面と違って転がり軸受においては、有機アンチモン化合物とジンクジチオカーバメートとの組み合わせでは全く効果がなく、有機アンチモン化合物とジンクスルホネートとの組み合わせでのみ特異的に効果が得られるという、後述する実施例、比較例の結果などからも明らかである。
【００２２】
したがって非特許文献１はこの発明を開示も示唆もするものではない。
〈極圧添加剤〉
極圧添加剤としては、前記のように有機アンチモン化合物および有機モリブデン化合物のうちの少なくとも一方を用いる。
このうち有機アンチモン化合物としては、例えば下記一般式(1)：
【００２３】
【化１】

【００２４】
（式中Ｒ¹、Ｒ²は同一または異なって水素原子、アルキル基またはアリール基を示す。）
で表されるアンチモンジチオカーバメートや、下記一般式(2)：
【００２５】
【化２】

【００２６】
（式中Ｒ³、Ｒ⁴は同一または異なって水素原子、アルキル基またはアリール基を示す。）
で表されるアンチモンジチオホスフェート等を挙げることができる。
また、上記一般式(1)で表されるアンチモンジチオカーバメートの具体例としては、例えばアール・ティー・ヴァンダービルト社(R. T. Vanderbilt Company Inc.)製の商品名「VANLUBE 73」を挙げることができる。
【００２７】
また、一般式(2)で表されるアンチモンジチオホスフェートの具体例としては、例えば同社製の商品名「VANLUVE 622」を挙げることができる。
また有機モリブデン化合物としては、例えは下記一般式(3):
【００２８】
【化３】

【００２９】
（式中Ｒ⁵、Ｒ⁶は同―または異なって水素原子、アルキル基またはアリール基を示し、ｍ、ｘ、ｙは任意の数を示す。）
で表されるモリブデンジチオカーバメートや、下記一般式(4)：
【００３０】
【化４】

【００３１】
（式中Ｒ⁷、Ｒ⁸は同一または異なって水素原子、アルキル基またはアリール基を示す。）
で表されるモリブデンジチオホスフェート等を挙げることができる。
このうち、一般式(3)で表されるモリブデンジチオカーバメートの具体例としては、例えばアール・ティー・ヴァンダービルト社(R. T. Vanderbilt Company Inc.)製の商品名「MOLYVAN A」を挙げることができる。
【００３２】
また一般式(4)で表されるモリブデンジチオホスフェートの具体例としては、同社製の商品名「MOLYVAN L」を挙げることができる。
これらの化合物はそれぞれ単独で使用される他、２種以上を併用することもできる。
上記有機アンチモン化合物や有機モリブデン化合物の、極圧添加剤としての添加量は、前述したように、グリースの主体である潤滑基油とウレア系増ちょう剤との合計１００重量部あたり０．１〜５重量部であるのが好ましい。
【００３３】
極圧添加剤の添加量が上記の範囲未満では、先に述べたジンクスルホネートとの併用による効果、すなわち軸受の内外輪の転走面および／または転動体の表面に、接線方向の力を十分に低減しうる膜を形成して、転がり軸受を長寿命化する効果が不十分になるおそれがある。一方、上記の範囲を超えてもそれ以上の添加効果が得られないだけでなく、経済効果の点でも不利となるおそれがある。
【００３４】
〈ジンクスルホネート〉
ジンクスルホネートとしては、一般式(5)：
Ｒ⁹ＳＯ₃Ｚｎ (5)
（式中Ｒ⁹は有機基を示す。）
で表される種々のジンクスルホネートを挙げることができる。また、かかるジンクスルホネートの例としては、有機基Ｒの種類に応じて、例えば石油スルホン酸亜鉛、アルキルベンゼンスルホン酸亜鉛、アルキルナフタレンスルホン酸亜鉛等を挙げることができる。
【００３５】
ジンクスルホネートの添加量は、これも前述したように、グリースの主体である潤滑基油とウレア系増ちょう剤との合計１００重量部あたり０．１〜５重量部であるのが好ましい。
ジンクスルホネートの添加量が上記の範囲未満であるか、または上記の範囲を超えた場合には、このいずれにおいても、先に述べた極圧添加剤との併用による効果、すなわち軸受の内外輪の転走面および／または転動体の表面に、接線方向の力を十分に低減しうる膜を形成して、転がり軸受を長寿命化する効果が不十分になるおそれがある。
【００３６】
〈潤滑基油〉
潤滑基油としては、少なくともポリαオレフィン系合成油またはジフェニルエーテル系合成油を含むものが使用できる。
ここでいう、少なくともポリαオレフィン系合成油またはジフェニルエーテル系合成油を含む潤滑基油としては、全量が上記両合成油のうちの何れか一方であるものの他、両合成油の混合物や、両合成油を主体としそれに鉱油や他の合成油を添加したものを使用することもできる。
【００３７】
他の合成油としては、例えばボリブテン系合成油、ポリアルキレングリコ−ル系合成油、ポリオールエステル系合成油、ジエステル系合成油、シリコ−ン系合成油、ジフェニルエーテル系以外のポリフェニルエーテル系合成油等の、従来公知の合成油を挙げることができる。鉱油や他の合成油の添加量は、従来の、ポリαオレフィン系合成油またはジフェニルエーテル系合成油を主体としたグリースの場合と同程度でよい。具体的には、その他の潤滑基油の添加量は、潤滑基油の全量中に占める含有割合で表して３０重量％以下程度が好ましい。
【００３８】
ポリαオレフィン系合成油としては、種々のオレフィンを原料とする種々の重合度のものを使用でき、その中から、使用条件（特に使用温度）に適合した粘度を有するものを選択して使用できる。
またジフェニルエーテル系合成油としては、種々の分子量のものを使用でき、その中から、やはり使用条件（特に使用温度）に適合した粘度を有するものを選択して使用できる。
【００３９】
〈ウレア系増ちょう剤〉
増ちょう剤としてはウレア系のものを使用する。その中でも特に、ジウレア系増ちょう剤が好ましい。
ジウレア系増ちょう剤は、下記一般式(6)：
【００４０】
【化５】

【００４１】
（式中Ｒ¹⁰はジイソシアネート残基を示し、Ｒ¹¹、Ｒ¹²は同―または異なってアミン残基を示す。）で表される構造を有し、下記反応式に示すように、ジイソシアネート化合物(7)とアミン系化合物(8)(9)とを反応させることで合成される。
【００４２】
【化６】

【００４３】
（上記式中のＲ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²は前記と同じ基を示す。）
上記反応は潤滑基油中にて行うのが好ましく、これにより均一性の高い反応生成物が得られる。具体的には、ジイソシアネート化合物(7)とアミン系化合物(8)(9)とを別々に潤滑基油中に溶解して、それぞれジイソシアネート溶液とアミン溶液を作製し、そのいずれか一方をかく拌しつつ他方を徐々に添加して、ジイソシアネート化合物(7)とアミン系化合物(8)(9)とを反応させて、ジウレア化合物を生成させる。あるいは、アミン系化合物(8)(9)をそれぞれ別々に潤滑基油中に溶解して２種のアミン溶液を作製し、それをジイソシアネート溶液と混合して反応させてもよい。
【００４４】
つぎに、反応液をかく拌しながら１３０〜２１０℃程度、好ましくは１４０〜１９０℃程度まで加熱、昇温し、その温度で１５〜４０分間程度保持した後、１２０℃以下、好ましくは室温まで徐冷し、さらにホモジナイザー、３段ロール等を用いて混練すれば、生成したジウレア化合物が潤滑基油中に均一に分散したグリースが得られる。
極圧添加剤その他の添加剤は、上記反応終了後に添加するのが望ましいが、ジイソシアネート化合物(7)とアミン系化合物(8)(9)との反応を阻害しない成分は、反応前のいずれかの溶液中に添加しておくこともできる。
【００４５】
ジウレア系増ちょう剤の好適な例としては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートと、アルキル部分の炭素数が８〜１６であるアルキルフェニルアミン（ｐ−ドデシルアニリン等）と、シクロへキシルアミンとの反応生成物や、上記４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートと、ステアリルアミンと、オレイルアミンとの反応生成物等を挙げることができる。
中でも前者の、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートと、アルキルフェニルアミンと、シクロへキシルアミンとの反応生成物は、前述した特許文献１に記載されているように、高温条件下で急激に軟化することがなく、かつ高速回転時に繊維状になって飛散するおそれがないので、高温、高速回転の使用条件下で長期間安定に使用できるものとして特に好適に使用できる。
【００４６】
ウレア系増ちょう剤の添加量は特に限定されず、グリースの使用条件等に応じて適宜変更することができるが、通常は、潤滑基油１００重量部に対して０．３〜３０重量部程度とすればよい。
〈その他の添加剤〉
グリースには、さらに酸化防止剤、防錆剤、ポタシウムボーレート等の極圧剤など、従来公知の種々の添加剤を、従来と同程度の添加量で添加してもよい。
【００４７】
〈転がり軸受〉
この発明の転がり軸受は、上記のグリースを封入することで製造される。転がり軸受の形式は特に限定されず、従来公知の種々の形式の転がり軸受に、この発明の構成を適用することができる。転がり軸受用グリースの封入量は、転がり軸受の形式や寸法等に応じて適宜変更することができるが、ほぼ従来と同程度でよい。
【００４８】
【実施例】
以下にこの発明を、実施例、比較例に基づいて説明する。
実施例１
（グリースの調製）
潤滑基油としてのポリαオレフィン（１００℃における動粘度が８ｍｍ²／ｓ）８５０ｇ中に、アミン成分としてのｐ−ドデシルアニリン１２８ｇとシクロへキシルアミン５０ｇとを混合し、かく拌しつつ１００℃に加熱してアミン溶液を作製した。
【００４９】
またこれとは別に、上記と同じポリαオレフィン８５０ｇ中に、イソシアネート成分としての４，４’−ジフェニルメ夕ンジイソシアネート１２２ｇを混合し、かく拌しつつ１００℃に加熱してイソシアネート溶液を作製した。
そして、イソシアネート溶液をかく拌しつつアミン溶液を徐々に添加し、アミン成分とイソシアネート成分とを反応させて、ポリαオレフィン中にジウレア化合物を生成させた。
【００５０】
つぎに、生成したジウレア化合物をポリαオレフィン中に均一に分散させるべく、反応液をかく拌しながら加熱して１５０℃まで昇温し、１５０℃で１５〜４０分間保持した後、室温まで徐冷した。
つぎにかく拌を続けながら、前記一般式(1)中のＲ^１，Ｒ^２がともにアルキル基であるアンチモンジチオカーバメート〔前出のアール・ティー・ヴァンダービルト社(R. T. Vanderbilt Company Inc.)製の商品名「VANLUBE 73」〕４０ｇと、ジンクジノニルナフタレンスルホネート４０ｇとを添加し、さらに三段ロールを用いて処理して、グリースを調製した。
【００５１】
（転がり軸受の製造）
上記で調製したグリースを、両シールド付きのラジアル玉軸受（呼び番号６３０３ＺＺ）中に２ｇ封入して転がり軸受を製造した。
実施例２
潤滑基油として、ポリαオレフィンに代えて同量のアルキルジフェニルエーテル（１００℃における動粘度が１２ｍｍ²／ｓ）を使用したこと以外は実施例１と同様にしてグリースを調製し、転がり軸受を製造した。
【００５２】
実施例３
「VANLUBE 73」に代えて、前記一般式(3)中のＲ^５，Ｒ^６がともにアルキル基であるモリブデンジチオカーバメート〔前出のアール・ティー・ヴァンダービルト社(R. T. Vanderbilt Company Inc.)製の商品名「MOLYVAN A」〕４０ｇを使用したこと以外は実施例２と同様にしてグリースを調製し、転がり軸受を製造した。
実施例４
「VANLUBE 73」の添加量を２ｇ、ジンクジノニルナフタレンスルホネートの添加量を２ｇとしたこと以外は実施例２と同様にしてグリースを調製し、転がり軸受を製造した。
【００５３】
実施例５
「VANLUBE 73」の添加量を１００ｇ、ジンクジノニルナフタレンスルホネートの添加量を１００ｇとしたこと以外は実施例２と同様にしてグリースを調製し、転がり軸受を製造した。
実施例６
「MOLYVAN A」の添加量を２ｇ、ジンクジノニルナフタレンスルホネートの添加量を２ｇとしたこと以外は実施例３と同様にしてグリースを調製し、転がり軸受を製造した。
【００５４】
実施例７
「MOLYVAN A」の添加量を１００ｇ、ジンクジノニルナフタレンスルホネートの添加量を１００ｇとしたこと以外は実施例３と同様にしてグリースを調製し、転がり軸受を製造した。
比較例１
ジンクジノニルナフタレンスルホネートを添加しなかったこと以外は実施例１と同様にしてグリースを調製し、転がり軸受を製造した。
【００５５】
比較例２
ジンクジノニルナフタレンスルホネートを添加しなかったこと以外は実施例５と同様にしてグリースを調製し、転がり軸受を製造した。
比較例３
ジンクジノニルナフタレンスルホネートを添加しなかったこと以外は実施例３と同様にしてグリースを調製し、転がり軸受を製造した。
【００５６】
比較例４
「VANLUBE 73」を添加しなかったこと以外は実施例２と同様にしてグリースを調製し、転がり軸受を製造した。
比較例５
ジンクジノニルナフタレンスルホネートに代えて、式(10)：
【００５７】
【化７】

【００５８】
で表されるジンクジチオカーバメート４０ｇを使用したこと以外は実施例２と同様にしてグリースを調製し、転がり軸受を製造した。
上記各実施例、比較例で調製したグリースの混和ちょう度を、ＪＩＳＫ２２２０「グリース」所載の混和ちょう度測定方法に準じて測定した。実施例の結果を表１、２、比較例の結果を表３、４に示す。
また、上記各実施例、比較例で製造した転がり軸受について、以下の各試験を行って、その特性を評価した。結果を同じく表１〜表４に示す。
【００５９】
軸受寿命の測定
実施例、比較例の転がり軸受を、下記の高温、高速、高負荷条件下で１０００時間運転して、軌道面にはく離が発生し、軸受が破損に到った時間を計測した。なお、計測は、各実施例、比較例毎に４個ずつのサンプルを用いて４回ずつ行った。また、１０００時間以内にはく離が発生しなかった場合は、表中にはく離なしと記載した。
【００６０】
運転条件
回転数：９０００⇔１８０００ｒｐｍの急加減速条件
ラジアル荷重：２５０ｋｇ
温度：９０℃
定格荷重Ｃ：１３．５ｋＮ
なお下記表１〜表４中、各欄の符号は、以下の化合物に相当する。
【００６１】
ＰＡＯ：ポリαオレフィン
ＡＤＥ：アルキルジフェニルエーテル
ＭＤＩ：４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート
ＰＤＡ：ｐ−ドデシルアニリン
ＣＨＡ：シクロへキシルアミン
ＳｂＤＴＣ：アンチモンジチオカーバメート
ＭｏＤＴＣ：モリブデンジチオカーバメート
ＺｎＳｕｌ：ジンクスルホネート
ＺｎＤＴＣ：ジンクジチオカーバメート
【００６２】
【表１】

【００６３】
【表２】

【００６４】
【表３】

【００６５】
【表４】

【００６６】
上記表１〜表４の結果より、先の特許文献５に比べてより過酷な今回の運転条件（９０００⇔１８０００ｒｐｍの急加減速条件）下では、有機アンチモン化合物、または有機モリブデン化合物を単独で用いた比較例１〜３の転がり軸受はいずれも、およそ５００〜８００時間の間に全て破損してしまった。そしてこのことから、有機アンチモン化合物、または有機モリブデン化合物を単独で用いた系では、転がり軸受の寿命を延長する効果に限界があることが判った。
【００６７】
また、有機アンチモン化合物とジンクジチオカーバメートを併用した比較例５の転がり軸受も、同程度の時間で全て破損してしまった。そしてこのことから、上記の併用系は、転がり軸受の寿命を延長する効果を有しないことが判った。
さらにジンクスルホネートを単独で使用した比較例４の転がり軸受は、およそ２００時間までに全て破損してしまった。そしてこのことから、ジンクスルホネート自体は、単独で使用した際に転がり軸受の寿命を延長する効果を全く有しないことが判った。
【００６８】
これに対し、上記有機アンチモン化合物、または有機モリブデン化合物をジンクスルホネートと併用した実施例１〜７の転がり軸受はいずれも、１０００時間の間に破損することはなかった。そしてこのことから、上記のようにそれ自体は転がり軸受の寿命を延長する効果を有しないジンクスルホネートを、有機アンチモン化合物、または有機モリブデン化合物と併用することによって、転がり軸受の寿命を、これまでよりも著しく延長できることが確認された。
【００６９】
ＡＥＳ分析
実施例５、７の転がり軸受を、前記と同条件で１００時間運転したのち分解して外輪の転走面を露出させた。
そしてこの転走面について、Ａｒ⁺イオンスパッタを用いたＡＥＳ分析を行って、表面から深さ方向の組成分布を測定した。実施例５の結果を図１、実施例７の結果を図２に示す。
【００７０】
図１より、実施例５の転がり軸受においては、表面から深さ７５ｎｍ付近までの範囲にアンチモン、酸素、亜鉛などが存在し、その分布も類似していた。また硫黄はごく僅かしか検出されなかった。そしてこのことから転走面に、アンチモンと亜鉛の酸化物を主体とする膜が形成されていることが確認された。
また図２より、実施例７の転がり軸受においては、表面から深さ１００ｎｍ付近までの範囲に炭素が存在していたが、モリブデン、亜鉛、酸素および硫黄はごく僅かしか検出されなかった。そしてこのことから転走面には、炭素を主成分とする膜が形成されていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の、実施例５の転がり軸受のうち、外輪の転走面についてＡＥＳ分析を行った結果を示すグラフである。
【図２】この発明の、実施例７の転がり軸受のうち、外輪の転走面についてＡＥＳ分析を行った結果を示すグラフである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling bearing that can be used under severe conditions such as high temperature, high speed rotation, and high load.
[0002]
[Prior art]
For example, rolling bearings used under harsh conditions such as high temperatures, high speed rotation, and heavy loads, such as around the engine of an automobile, have recently been used in much higher conditions such as higher speed rotation and increased load. With increasing severity of the problem, it has become a problem that the fatigue life is reached in an extremely short time than the theoretically estimated life time.
Recent research has revealed that this is caused by the rolling bearing itself, not by the life of the grease sealed in the rolling bearing.
[0003]
In other words, during high-speed rotation, an excessive tangential force with sliding occurs between the rolling elements and the rolling surfaces of the inner and outer rings, which causes separation especially on the rolling surfaces of the inner and outer rings, resulting in early fatigue. It reaches the end of its life.
Therefore, in order to reduce the tangential force applied to the rolling bearing, a grease base oil that conforms to the conditions of use and can exhibit the maximum lubricating performance under conditions such as high temperature, high speed rotation, and high load. Efforts have been made to make a selection, but the current situation is that it is no longer possible to sufficiently cope with further severe use conditions simply by selecting a lubricating base oil.
[0004]
For this reason, various studies have been conducted on additives to be added to the lubricating base oil.
For example, among the inventors, Komiya and Okamura described in Patent Document 1 that when a grease obtained by adding a diurea compound having a specific molecular structure as a thickener to a lubricating base oil is used, It was shown that it can be used stably for a long time.
Patent Document 2 proposes a grease for a rolling bearing in which a diurea compound having a specific molecular structure is added as a thickener to an alkyldiphenyl ether oil as a lubricating base oil. As an effect, Patent Document 2 shows that it is possible to extend the life of the rolling bearing and to improve the life of the grease itself by suppressing the occurrence of peeling on the transfer surface and the like.
[0005]
Further, in Patent Document 3, a diurea compound having a specific molecular structure as a thickener, an organic sulfonate as an oil-soluble rust inhibitor, and a sub-component as a water-soluble rust inhibitor are also disclosed in Patent Document 3. Rolling bearing greases with nitrates and nonionic surfactants have been proposed. Moreover, zinc sulfonate was illustrated as an organic sulfonate.
Such grease exhibits excellent lubrication performance under severe conditions such as high temperature, high speed rotation, and heavy load, and can improve the life of rolling bearings. It is said that it has excellent rust prevention properties when infiltrated.
[0006]
In Patent Document 4, an aromatic diurea compound or aromatic urea / urethane compound as a thickener and a passivating oxidation compound are added to a lubricating base oil in which an alkyl diphenyl ether oil and a polyalphaolefin oil are blended at a predetermined weight ratio. A rolling bearing grease to which an additive and an organic sulfonate as an antirust additive are added has been proposed. Moreover, zinc sulfonate was illustrated as an organic sulfonate.
The effect of such grease is almost the same as that of Patent Document 3.
[0007]
Furthermore, Komiya and Okamura described in Patent Document 5 a poly α-olefin synthetic oil and / or diphenyl ether synthetic oil as a lubricating base oil, a urea thickener, and an organic antimony compound and / or an extreme pressure additive. A grease for rolling bearings with an organic molybdenum compound added was proposed. Patent Document 5 also describes that zinc dithiocarbamate may be added as an antioxidant to the above grease.
[0008]
In such a grease, as described in Patent Document 5, an organic antimony compound or an organic molybdenum compound added as an extreme pressure additive reacts with the rolling surface of the inner and outer rings of the rolling bearing or the surface of the rolling element. And forming a compound film that contributes to a reduction in tangential force. For this reason, it is possible to prevent the generation of a large force in the tangential direction, particularly under high speed rotation, and to extend the life of the rolling bearing.
Also, Komiya et al., In Non-Patent Document 1, use of an organic antimony compound together with zinc dithiocarbamate or zinc sulfonate in a grease used for sliding friction rather than for rolling bearings results in a lower coefficient of friction than when used alone. And the amount of wear can be reduced.
[0009]
Also, as a cause of this, Komiya et al. Reported that a surface film having a laminated structure was formed on the sliding friction surface, and among these surface films, a very thin antimony oxide film on the outermost layer, and a thick antimony sulfide below it were used. It was clarified that the material film showed the effect of reducing the friction coefficient, and that the thick zinc sulfide film below it showed the effect of preventing wear.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-61-15596 (second page, upper right column, line 18 to same page, lower left column, line 10)
[Patent Document 2]
JP-A-6-17079 (columns 0010 to 0013)
[Patent Document 3]
JP-A-5-98280 (columns 0004 to 0005, columns 0007 and 0009)
[Patent Document 4]
JP-A-5-263091 (columns 0010 to 0011, column 0023)
[Patent Document 5]
WO94 / 03565 (page 1, line 26 to page 2, line 14; page 4, line 7 to page 18, line 18)
[Non-Patent Document 1]
“Surface film formation and frictional properties with grease additives”, Noriko Kato, Ryuji Nakata, Hiroshi Komiya, Proceedings of the Dry Bobology Society of Japan (Tokyo 1998-5) 408 (right column, page 410, 3.3) Section, Section 4)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Among the above, even if the molecular structure of the diurea thickener is further devised as in Patent Documents 1 and 2, the effect of extending the life of the rolling bearing is limited.
Further, the addition of zinc sulfonate in Patent Documents 3 and 4 is only aimed at the effect as a rust inhibitor. Even if zinc sulfonate is used alone as described in these patent documents, the effect of extending the life of the rolling bearing cannot be obtained. This is clear from the results of Examples and Comparative Examples described later.
[0012]
In addition, the zinc dicarbamate described in Patent Document 5 is not limited to being used alone, and even when used in combination with an organic antimony compound and / or an organic molybdenum compound as an extreme pressure additive, the function of extending the life of the rolling bearing is thereby improved. I don't have it. This is also clear from the results of Examples and Comparative Examples described later.
Therefore, in the greases described in Patent Documents 1 to 5, for example, under the current conditions, the rolling bearing has a longer life than the current life, or under the severer conditions than the current conditions, the rolling bearing reaches the fatigue life early. It is difficult to prevent this from happening and prolong the service life.
[0013]
The object of the present invention is that it is possible to extend the life even further under the current conditions, and it is also possible to extend the life by preventing the fatigue life from being reached early under conditions that are more severe than the current conditions. Another object is to provide a novel rolling bearing.
[0014]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
The invention according to claim 1 is a lubricating base oil containing poly-α-olefin-based synthetic oil or diphenyl ether-based synthetic oil;
A urea-based thickener;
At least one of an organic antimony compound and an organic molybdenum compound as an extreme pressure additive;
Zinc sulfonate,
It is a rolling bearing characterized by enclosing grease containing.
[0015]
According to the present invention, it is possible to further extend the life under the current conditions, and it is also possible to extend the life by preventing the fatigue life from reaching an early stage under conditions more severe than the current conditions. A simple rolling bearing can be provided.
In the invention according to claim 2, the addition amount of zinc sulfonate is 0.1 to 5 parts by weight and the addition amount of extreme pressure additive is 0 with respect to 100 parts by weight of the total of the lubricating base oil and the urea-based thickener. The rolling bearing according to claim 1, wherein the rolling bearing is 1 to 5 parts by weight.
[0016]
According to the present invention, it is possible to further improve the above-mentioned effects by using zinc sulfonate together with an organic antimony compound and / or an organic molybdenum compound, and to further extend the life of the rolling bearing.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below.
As described above, the rolling bearing of this invention is
A lubricating base oil comprising a polyalphaolefin synthetic oil or a diphenyl ether synthetic oil;
A urea-based thickener;
At least one of an organic antimony compound and an organic molybdenum compound as an extreme pressure additive;
Zinc sulfonate,
It is characterized by enclosing grease containing.
[0018]
According to the inventor's analysis, when the above grease is enclosed in a rolling bearing and rotated, the specific structure and the like are unknown on the rolling surface of the inner and outer rings of the bearing and / or the surface of the rolling element. In Non-Patent Document 1, a film having a composition clearly different from the surface film of the laminated structure including the sulfide film formed on the sliding surface is formed.
For example, in a combined system of an organic antimony compound and zinc sulfonate, a film mainly composed of an antimony oxide and a zinc oxide is formed. In a combined system of an organic molybdenum compound and zinc sulfonate, carbon is the main component. A film is formed.
[0019]
Moreover, these films reduce the tangential force applied to the rolling bearing, particularly under severe conditions such as high temperature, high speed rotation, and high load, as is clear from the results of Examples and Comparative Examples described later. In particular, it is excellent in preventing the occurrence of separation on the rolling surfaces of the inner and outer rings.
Therefore, rolling bearings can have a longer service life under the current conditions, and can also have a longer service life by preventing them from reaching their fatigue life earlier under conditions that are more severe than the current conditions. is there.
[0020]
As described above, Non-Patent Document 1 describes that a grease using an organic antimony compound and zinc dithiocarbamate or zinc sulfonate in combination is used for lubricating the sliding friction surface.
However, this Non-Patent Document 1 does not describe any use of such grease for rolling bearings.
Further, in Non-Patent Document 1, when a grease combining an organic antimony compound and zinc sulfonate among the above is used for a rolling bearing, a mechanism different from a sliding friction surface thereby causes a rolling surface of the inner and outer rings, etc. It is possible to form a film completely different from the surface film of the laminated structure formed on the sliding friction surface, and by forming such a film, the tangential force applied to the rolling bearing is reduced as described above, and the rolling surface There is no mention of the ability to prevent the occurrence of flaking.
[0021]
Also, the fact that a completely different film is formed by a completely different mechanism between the sliding friction surface and the rolling bearing is the result of the analysis of the film shown in FIGS. 1 and 2 or the rolling bearing unlike the sliding friction surface. In the combination of the organic antimony compound and zinc dithiocarbamate, there is no effect at all, and a specific effect can be obtained only by the combination of the organic antimony compound and zinc sulfonate. Is also obvious.
[0022]
Therefore, Non-Patent Document 1 does not disclose or suggest the present invention.
<Extreme pressure additive>
As the extreme pressure additive, as described above, at least one of an organic antimony compound and an organic molybdenum compound is used.
Among these, as the organic antimony compound, for example, the following general formula (1):
[0023]
[Chemical 1]

[0024]
(Where R ¹ , R ² Are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. )
Antimony dithiocarbamate represented by the following general formula (2):
[0025]
[Chemical 2]

[0026]
(Where R ^Three , R ^Four Are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. )
An antimony dithiophosphate represented by
In addition, as a specific example of the antimony dithiocarbamate represented by the general formula (1), for example, a trade name “VANLUBE 73” manufactured by RT Vanderbilt Company Inc. may be mentioned.
[0027]
In addition, as a specific example of the antimony dithiophosphate represented by the general formula (2), for example, trade name “VANLUVE 622” manufactured by the same company can be cited.
Examples of organic molybdenum compounds include the following general formula (3):
[0028]
[Chemical 3]

[0029]
(Where R ^Five , R ⁶ Are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group, and m, x, and y represent any number. )
Molybdenum dithiocarbamate represented by the following general formula (4):
[0030]
[Formula 4]

[0031]
(Where R ⁷ , R ⁸ Are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group. )
And molybdenum dithiophosphate represented by the formula:
Among these, specific examples of the molybdenum dithiocarbamate represented by the general formula (3) include a trade name “MOLYVAN A” manufactured by RT Vanderbilt Company Inc., for example.
[0032]
In addition, as a specific example of molybdenum dithiophosphate represented by the general formula (4), a trade name “MOLYVAN L” manufactured by the same company may be mentioned.
These compounds can be used alone or in combination of two or more.
The amount of the organic antimony compound or organomolybdenum compound added as an extreme pressure additive is, as described above, 0.1 to 0.1 parts per 100 parts by weight in total of the lubricating base oil, which is the main component of the grease, and the urea thickener. The amount is preferably 5 parts by weight.
[0033]
When the amount of the extreme pressure additive is less than the above range, the effect of the combined use with the zinc sulfonate described above, that is, sufficient tangential force is applied to the rolling surface of the inner and outer rings of the bearing and / or the surface of the rolling element. There is a possibility that the effect of extending the life of the rolling bearing by forming a film that can be reduced is insufficient. On the other hand, even if it exceeds the above range, not only the addition effect can be obtained, but also there is a possibility that it is disadvantageous in terms of economic effect.
[0034]
<Zinc sulfonate>
As zinc sulfonate, general formula (5):
R ⁹ SO _Three Zn (5)
(Where R ⁹ Represents an organic group. )
The various zinc sulfonate represented by these can be mentioned. Examples of such zinc sulfonates include petroleum sulfonate zinc, alkylbenzene sulfonate zinc, alkyl naphthalene sulfonate zinc, and the like, depending on the type of the organic group R.
[0035]
As described above, the zinc sulfonate is preferably added in an amount of 0.1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight in total of the lubricating base oil, which is the main component of the grease, and the urea-based thickener.
When the addition amount of zinc sulfonate is less than the above range or exceeds the above range, in any case, the effect of the combined use with the extreme pressure additive described above, that is, the inner and outer rings of the bearing There is a possibility that the effect of extending the life of the rolling bearing by forming a film capable of sufficiently reducing the tangential force on the rolling surface and / or the surface of the rolling element may be insufficient.
[0036]
<Lubricating base oil>
As the lubricating base oil, those containing at least a polyalphaolefin synthetic oil or a diphenyl ether synthetic oil can be used.
The lubricating base oil containing at least the poly-α-olefin-based synthetic oil or the diphenyl ether-based synthetic oil here is one whose total amount is any one of the above two synthetic oils, a mixture of both synthetic oils, or both synthetic oils. Oils mainly composed of mineral oil and other synthetic oils can also be used.
[0037]
Examples of other synthetic oils include, for example, bolibene synthetic oil, polyalkylene glycol synthetic oil, polyol ester synthetic oil, diester synthetic oil, silicone synthetic oil, and polyphenyl ether synthetic oil other than diphenyl ether. And the like, and conventionally known synthetic oils. Mineral oil and other synthetic oils may be added in the same amount as conventional greases mainly composed of poly-α-olefin synthetic oil or diphenyl ether synthetic oil. Specifically, the addition amount of the other lubricating base oil is preferably about 30% by weight or less, expressed as a content ratio in the total amount of the lubricating base oil.
[0038]
As poly-α-olefin-based synthetic oils, those having various degrees of polymerization using various olefins as raw materials can be used, and those having a viscosity suitable for use conditions (especially use temperature) can be selected and used. .
In addition, as the diphenyl ether synthetic oil, those having various molecular weights can be used, and those having a viscosity suitable for the use conditions (especially the use temperature) can be selected and used.
[0039]
<Urea-based thickener>
As a thickener, a urea-based one is used. Of these, a diurea thickener is particularly preferable.
The diurea thickener has the following general formula (6):
[0040]
[Chemical formula 5]

[0041]
(Where R ^Ten Represents a diisocyanate residue and R ¹¹ , R ¹² Denote the same or different amine residues. ) And is synthesized by reacting the diisocyanate compound (7) with the amine compounds (8) and (9) as shown in the following reaction formula.
[0042]
[Chemical 6]

[0043]
(R in the above formula ^Ten , R ¹¹ , R ¹² Represents the same group as described above. )
The above reaction is preferably carried out in a lubricating base oil, whereby a highly uniform reaction product is obtained. Specifically, the diisocyanate compound (7) and the amine compound (8) (9) are separately dissolved in a lubricating base oil to prepare a diisocyanate solution and an amine solution, respectively, and either one of them is stirred. However, the other is gradually added to react the diisocyanate compound (7) with the amine compounds (8) and (9) to form a diurea compound. Alternatively, the amine compounds (8) and (9) may be separately dissolved in a lubricating base oil to prepare two types of amine solutions, which may be mixed with a diisocyanate solution and reacted.
[0044]
Next, while stirring the reaction liquid, it is heated to about 130 to 210 ° C., preferably about 140 to 190 ° C., heated up and held at that temperature for about 15 to 40 minutes, and then 120 ° C. or less, preferably to room temperature. When the mixture is gradually cooled and further kneaded using a homogenizer, a three-stage roll or the like, a grease in which the produced diurea compound is uniformly dispersed in the lubricating base oil can be obtained.
It is desirable to add extreme pressure additives and other additives after the completion of the above reaction, but any component that does not inhibit the reaction between the diisocyanate compound (7) and the amine compound (8) (9) is any of those before the reaction. It can also be added to the solution.
[0045]
As a suitable example of the diurea type thickener, a reaction between 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, alkylphenylamine having 8 to 16 carbon atoms in the alkyl portion (p-dodecylaniline, etc.) and cyclohexylamine Examples thereof include products and reaction products of the above 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, stearylamine, and oleylamine.
Among them, the former reaction product of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, alkylphenylamine, and cyclohexylamine is rapidly softened under high temperature conditions as described in Patent Document 1 described above. In addition, there is no fear of scattering in the form of a fiber during high-speed rotation, so that it can be used particularly suitably as one that can be used stably for a long period of time under high temperature and high-speed rotation conditions.
[0046]
The addition amount of the urea-based thickener is not particularly limited and can be appropriately changed according to the use conditions of the grease, but is usually about 0.3 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the lubricating base oil. And it is sufficient.
<Other additives>
Various other conventionally known additives such as an antioxidant, an antirust agent, and an extreme pressure agent such as potassium borate may be added to the grease in the same amount as the conventional additive.
[0047]
<Rolling bearing>
The rolling bearing of this invention is manufactured by enclosing the above grease. The type of the rolling bearing is not particularly limited, and the configuration of the present invention can be applied to various types of conventionally known rolling bearings. The amount of the grease for the rolling bearing can be appropriately changed according to the type and dimensions of the rolling bearing, but may be approximately the same as that of the conventional one.
[0048]
【Example】
The present invention will be described below based on examples and comparative examples.
Example 1
(Preparation of grease)
Poly α-olefin as a lubricating base oil (kinematic viscosity at 100 ° C is 8 mm ² / S) In 850 g, 128 g of p-dodecylaniline as an amine component and 50 g of cyclohexylamine were mixed and heated to 100 ° C. with stirring to prepare an amine solution.
[0049]
Separately, 122 g of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate as an isocyanate component was mixed in 850 g of the same polyα-olefin as described above, and heated to 100 ° C. with stirring to prepare an isocyanate solution. .
And the amine solution was gradually added, stirring an isocyanate solution, the amine component and the isocyanate component were made to react, and the diurea compound was produced | generated in the poly alpha olefin.
[0050]
Next, in order to uniformly disperse the produced diurea compound in the poly α-olefin, the reaction solution is heated with stirring to 150 ° C., held at 150 ° C. for 15 to 40 minutes, and then gradually brought to room temperature. Chilled.
Next, R in the general formula (1) is continued while stirring. ¹ , R ² And 40 g of antimony dithiocarbamate (trade name “VANLUBE 73” manufactured by RT Vanderbilt Company Inc.) and 40 g of zinc dinonyl naphthalene sulfonate, both of which are alkyl groups. Furthermore, it processed using the three-stage roll and prepared the grease.
[0051]
(Manufacture of rolling bearings)
2 g of the grease prepared above was enclosed in a radial ball bearing (nominal number 6303ZZ) with both shields to produce a rolling bearing.
Example 2
As a lubricating base oil, the same amount of alkyl diphenyl ether (kinematic viscosity at 100 ° C. is 12 mm instead of poly α-olefin) ² A grease was prepared in the same manner as in Example 1 except that / s) was used, and a rolling bearing was manufactured.
[0052]
Example 3
In place of “VANLUBE 73”, R in the general formula (3) ⁵ , R ⁶ Example 2 except that 40 g of molybdenum dithiocarbamate (trade name “MOLYVAN A” manufactured by RT Vanderbilt Company Inc.), which is an alkyl group, is used. Grease was prepared and a rolling bearing was manufactured.
Example 4
Grease was prepared in the same manner as in Example 2 except that the amount of “VANLUBE 73” added was 2 g and the amount of zinc dinonylnaphthalene sulfonate added was 2 g, to produce a rolling bearing.
[0053]
Example 5
Grease was prepared in the same manner as in Example 2 except that the amount of “VANLUBE 73” added was 100 g and the amount of zinc dinonylnaphthalene sulfonate added was 100 g, to produce a rolling bearing.
Example 6
Grease was prepared in the same manner as in Example 3 except that 2 g of “MOLYVAN A” was added and 2 g of zinc dinonyl naphthalene sulfonate was added, and a rolling bearing was manufactured.
[0054]
Example 7
Grease was prepared in the same manner as in Example 3 except that the amount of “MOLYVAN A” added was 100 g and the amount of zinc dinonylnaphthalene sulfonate added was 100 g, to produce a rolling bearing.
Comparative Example 1
A grease was prepared in the same manner as in Example 1 except that zinc dinonylnaphthalene sulfonate was not added to produce a rolling bearing.
[0055]
Comparative Example 2
A grease was prepared in the same manner as in Example 5 except that zinc dinonylnaphthalene sulfonate was not added to produce a rolling bearing.
Comparative Example 3
A grease was prepared in the same manner as in Example 3 except that zinc dinonylnaphthalene sulfonate was not added to produce a rolling bearing.
[0056]
Comparative Example 4
A grease was prepared in the same manner as in Example 2 except that “VANLUBE 73” was not added to produce a rolling bearing.
Comparative Example 5
Instead of zinc dinonyl naphthalene sulfonate, formula (10):
[0057]
[Chemical 7]

[0058]
A grease was prepared in the same manner as in Example 2 except that 40 g of zinc dithiocarbamate represented by the following formula was used to produce a rolling bearing.
The penetration of grease prepared in each of the above Examples and Comparative Examples was measured according to the method for measuring the penetration of grease described in JIS K2220 “Grease”. The results of Examples are shown in Tables 1 and 2, and the results of Comparative Examples are shown in Tables 3 and 4.
Moreover, the following tests were done about the rolling bearing manufactured by each said Example and the comparative example, and the characteristic was evaluated. The results are also shown in Tables 1 to 4.
[0059]
Bearing life measurement
The rolling bearings of Examples and Comparative Examples were operated for 1000 hours under the following high temperature, high speed and high load conditions, and the time when the raceway surface was separated and the bearings were damaged was measured. In addition, the measurement was performed four times using four samples for each example and comparative example. Moreover, when no peeling occurred within 1000 hours, it was described in the table as no peeling.
[0060]
Operating conditions
Rotational speed: 9000⇔18000rpm rapid acceleration / deceleration conditions
Radial load: 250kg
Temperature: 90 ° C
Rated load C: 13.5kN
In Tables 1 to 4 below, the symbols in each column correspond to the following compounds.
[0061]
PAO: Polyalphaolefin
ADE: alkyl diphenyl ether
MDI: 4,4′-diphenylmethane diisocyanate
PDA: p-dodecylaniline
CHA: cyclohexylamine
SbDTC: Antimony dithiocarbamate
MoDTC: Molybdenum dithiocarbamate
ZnSul: zinc sulfonate
ZnDTC: zinc dithiocarbamate
[0062]
[Table 1]

[0063]
[Table 2]

[0064]
[Table 3]

[0065]
[Table 4]

[0066]
From the results of Tables 1 to 4 above, the organic antimony compound or the organic molybdenum compound is used alone under the current operating conditions (the rapid acceleration / deceleration conditions of 9000 to 18000 rpm) that are more severe than those of the previous Patent Document 5. All of the rolling bearings of Comparative Examples 1 to 3 were all broken within about 500 to 800 hours. From this, it was found that there is a limit to the effect of extending the life of the rolling bearing in a system using an organic antimony compound or an organic molybdenum compound alone.
[0067]
Moreover, all the rolling bearings of Comparative Example 5 using the organic antimony compound and zinc dithiocarbamate were also damaged in the same time. From this, it was found that the above combination system does not have the effect of extending the life of the rolling bearing.
Furthermore, all the rolling bearings of Comparative Example 4 using zinc sulfonate alone were broken by about 200 hours. From this fact, it was found that zinc sulfonate itself has no effect of extending the life of the rolling bearing when used alone.
[0068]
On the other hand, none of the rolling bearings of Examples 1 to 7 in which the organic antimony compound or the organic molybdenum compound was used in combination with zinc sulfonate was damaged during 1000 hours. And from this, as described above, zinc sulfonate, which itself does not have the effect of extending the life of the rolling bearing, is used in combination with an organic antimony compound or an organic molybdenum compound, thereby improving the life of the rolling bearing. It was also confirmed that it can be extended significantly.
[0069]
AES analysis
The rolling bearings of Examples 5 and 7 were operated for 100 hours under the same conditions as described above, and then disassembled to expose the rolling surface of the outer ring.
And about this rolling surface, Ar ⁺ AES analysis using ion sputtering was performed, and the composition distribution in the depth direction from the surface was measured. The results of Example 5 are shown in FIG. 1, and the results of Example 7 are shown in FIG.
[0070]
From FIG. 1, in the rolling bearing of Example 5, antimony, oxygen, zinc, etc. existed in the range from the surface to a depth of around 75 nm, and their distributions were also similar. Very little sulfur was detected. From this, it was confirmed that a film mainly composed of antimony and zinc oxide was formed on the rolling surface.
Further, from FIG. 2, in the rolling bearing of Example 7, carbon was present in the range from the surface to a depth of around 100 nm, but very little molybdenum, zinc, oxygen and sulfur were detected. From this, it was confirmed that a film containing carbon as a main component was formed on the rolling surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the results of AES analysis of a rolling surface of an outer ring in a rolling bearing of Example 5 of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the result of AES analysis of the rolling surface of the outer ring in the rolling bearing of Example 7 of the present invention.

Claims

A lubricating base oil comprising a polyalphaolefin synthetic oil or a diphenyl ether synthetic oil;
A urea-based thickener;
At least one of an organic antimony compound and an organic molybdenum compound as an extreme pressure additive;
Zinc sulfonate,
Rolling bearing characterized by enclosing grease containing

The added amount of zinc sulfonate is 0.1 to 5 parts by weight and the added amount of extreme pressure additive is 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of the lubricating base oil and the urea-based thickener. The rolling bearing according to claim 1, wherein: