JP5407312B2

JP5407312B2 - グリース組成物及び転がり軸受

Info

Publication number: JP5407312B2
Application number: JP2008314108A
Authority: JP
Inventors: 雄次郎戸田; 賢一磯
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2028-12-10
Also published as: JP2010138240A

Description

本発明は、例えば自動車の電装部品、エンジン補機であるオルタネータや中間プーリ、カーエアコン用電磁クラッチ等のような高温・高速下で使用される部品に好適なグリース組成物、並びに前記各部品等に好適な転がり軸受に関する。

自動車は小型軽量化を目的としたＦＦ車の普及により、更には居住空間拡大の要望により、エンジンルーム空間の減少を余儀なくされ、上記に挙げたような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おり、それに組み込まれる各部品も高性能高出力化がますます求められている。しかし、小型化により出力の低下は避けられず、例えばオルタネータやカーエアコン用電磁クラッチでは高速化することにより出力の低下分を補っており、それに伴って中間プーリも高速化することになる。更に、静粛性向上の要望によりエンジンルームの密閉化が進み、エンジンルーム内の高温化が促進されるため、これらの部品は高温に耐えることも必要となっている。

また、電装部品やエンジン補機は小型軽量化や高速回転化が要求される一方で、省資源化や省エネルギー化の要求も高く、メンテナンスフリー化も要望されてきている。そのため、組み込まれる転がり軸受も、耐熱性に加えて、信頼性や耐久性も要求されている。具体的には、軸受温度が１８０℃を超えるような環境で使用されることがあり、このような高温環境に耐え得るように、本出願人も先にエーテル油を基油とし、酸化防止剤としてヒンダードアミンを添加したグリース組成物を封入することを提案している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１８６５７８号公報

上記に挙げたグリース組成物では、ヒンダードアミンは、分子量が５００程度と非常に大きく、また極性も高いために、基油であるエーテル油に溶解し難く、ヒンダードアミンによる優れた酸化防止効果が十分、かつ安定に発現しないおそれがある。

そこで、本発明は、１８０℃を超える苛酷な高温環境下でも使用に耐え得る耐熱性が安定して得られ、特に上記した自動車の電装部品やエンジン補機等に好適なグリース組成物並びに転がり軸受を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は下記のグリース組成物及び転がり軸受を提供する。
（１）ジエステル油またはヒンダードエステル油であるポリオールエステル油を基油全量の５０質量％以上含む基油と、前記基油全量の０．１〜１０質量％の量のビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートと、脂環族ジウレアとを含有し、かつ、シャーレに１０ｇ取り、２００℃の恒温槽に入れ３００時間放置したときの全酸価が２．８〜３．９ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とするグリース組成物。
（２）基油の残部が合成炭化水素油またはエーテル油であることを特徴とする上記（１）記載のグリース組成物。
（３）内輪と外輪との間に、保持器を介して複数の転動体を転動自在に保持し、かつ、上記（１）または（２）記載のグリース組成物を封入してなることを特徴とする転がり軸受。

本発明のグリース組成物では、基油が、ヒンダードアミンに対する溶解性の高いエステル油を５０質量％以上の割合で含むため、ヒンダードアミンによる優れた酸化防止効果が十分、かつ安定に発現する。

また、本発明の転がり軸受は、上記グリース組成物を封入したことにより、優れた耐熱性が安定して発現し、自動車の電装部品やエンジン補機等の高温・高速下で使用される用途に好適に使用できる。

〔グリース組成物〕
本発明のグリース組成物において、基油は、エステル油を基油全量の５０質量％以上含む。エステル油として、ジエステルまたはヒンダードエステルを用いる。ヒンダードエステルは、多価アルコールと脂肪酸（多価カルボン酸を含む）とのエステルであり、両者の組み合わせにより多種多様のものが知られているが、本発明が目的とする高速用途を考慮してポリオールエステルを用いる。

基油はエステル油単独が好ましいが、必要に応じて他の潤滑油と混合することもできる。中でも合成油系潤滑油が好ましく、炭化水素系油及びエーテル系油が好ましい。炭化水素系油としては、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−デセンとエチレンオリゴマー等のポリα−オレフィン（ＰＡＯ）またはこれらの水素化物等が挙げられる。エーテル系油としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールモノエーテル、ポリプロピレングリコールモノエーテル等のポリグリコール、モノアルキルトリフェニルエーテル、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、ペンタフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジアルキルテトラフェニルエーテル等のフェニルエーテル油等が挙げられる。

また、基油は、高速用途を考慮すると低粘度であることが望ましく、４０℃における動粘度で１５〜１００ｍｍ^２／ｓであることが好ましい。

上記基油には、ヒンダードアミンであるビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートを基油全量の０．１〜１０質量％の割合で添加される。ヒンダードアミンの添加量が０．１質量％未満では酸化防止効果が十分ではなく、１０質量％を超えても効果が飽和する。また、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートは光に対する耐性（耐光性）も有するため、グリース組成物の紫外線等による劣化も抑えられる。

増ちょう剤には、高温での耐久性を考慮すると、耐熱性に優れる脂環族ジウレアを用いる。増ちょう剤の配合量は、上記基油とともにゲル構造を形成できる量であれば制限がないが、グリース組成物全量の５〜３０質量％が好ましい。また、グリース組成物の混和ちょう度は２００〜３５０が好ましい。

本発明のグリース組成物は、上記配合物以外にも、目的に応じて種々の添加剤を添加してもよい。例えば、防錆剤や摩耗防止剤をグリース組成物全量の１〜１０質量％となるように添加することができる。

また、グリース組成物の調製方法には制限がなく、例えば、ヒンダードアミンを所定量添加した基油中で、増ちょう剤を合成し、必要に応じて他の添加剤を添加してニーダーやロールミルで撹拌すればよい。このとき、加熱することも有効である。

〔転がり軸受〕
本発明はまた、上記のグリース組成物を封入した転がり軸受を提供する。転がり軸受の構造や種類には制限がないが、上記のグリース組成物が耐熱性、耐摩耗性及び耐荷重性にバランス良く優れることから、高温・高速環境下で使用される転がり軸受が好適である。例えば、自動車の電装部品、エンジン補機であるオルタネータや中間プーリ、カーエアコン用電磁クラッチ等に組み込まれる転がり軸受を例示できる。

（実施例１〜６、比較例１〜６）
表１に示す如く、基油、増ちょう剤及び添加剤を配合して試験グリースを調製した。そして、各試験グリースについて下記の（１）耐熱試験、（２）耐摩耗性試験及び（３）焼付き寿命試験を行った。
（１）耐熱試験
試験グリースをシャーレに１０ｇ程度取り、そのまま２００℃の恒温槽に入れ３００時間放置した。放置後に試験グリースの蒸発量及び全酸価を測定した。結果を表１に示す。
（２）耐摩耗性試験
鏡面仕上げした平板上に試験グリースを塗布し、その上に直径１０ｍｍの軸受鋼球を載せ、雰囲気温度８０℃で、荷重５９Ｎを加えながら振幅０．７ｍｍ、振動数１０Ｈｚにて１０分間揺動させた後、摩耗による平板の痕径を計測した。試験は３回行い、その平均値を求めた。結果を表１に、比較例１の値を１とする相対値で示す。
（３）焼付き寿命試験
日本精工（株）製の耐熱ゴムシール付き玉軸受「６３０５（外径６２ｍｍ、内径２５ｍｍ、幅１７ｍｍ）」に、試験グリースを空間容積の３０％となるように封入して試験軸受を作製した。試験軸受を、外輪温度１８０℃、ラジアル荷重９８Ｎ、アキシアル荷重９８Ｎ、内輪回転速度１５０００ｍｉｎ^−１の条件で連続して回転させ、温度上昇とトルク上昇（モータ電流値）を起こした時点で焼付き寿命とし、それまでの時間を計測した。試験は３回行い、その平均値を求めた。結果を表１に、比較例１の値を１とする相対値で示す。

・ポリオールエステル：日本油脂（株）製「ユニスターH４８１R」
・ジエステル：Ｎｙｅ社製「Ｎｙｅシンセティックオイル６０５」
・エーテル：松村石油研究所（株）製「ＬＢ６８」
・ＰＡＯ：エクソンモービル社製「スペクトラシン１０」
・ヒンダードアミン：城北化学工業（株）製「ＪＦ−９０」
・ＤＢＰＣ：日本化成（株）製の２，６−ジ−第３−ブチル−４−メチルフェノール

表１に示すように、本発明に従い、エステル油を５０質量％以上含む基油に、ヒンダードアミンを添加した実施例の試験グリースは、比較例の試験グリースに比べて、基油の蒸発量が少なく耐熱性に優れており、また耐摩耗性にも優れており、焼付き寿命も概ね２倍から３倍に大幅に延びている。

Claims

ジエステル油またはヒンダードエステル油であるポリオールエステル油を基油全量の５０質量％以上含む基油と、前記基油全量の０．１〜１０質量％の量のビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケートと、脂環族ジウレアとを含有し、かつ、シャーレに１０ｇ取り、２００℃の恒温槽に入れ３００時間放置したときの全酸価が２．８〜３．９ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とするグリース組成物。
基油の残部が合成炭化水素油またはエーテル油であることを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。
内輪と外輪との間に、保持器を介して複数の転動体を転動自在に保持し、かつ、請求項１または２記載のグリース組成物を封入してなることを特徴とする転がり軸受。