WO2007026868A1 - 潤滑グリースおよび潤滑グリース封入転がり軸受 - Google Patents

Abstract

　高温耐久性に優れ、かつフッ素と鋼との反応を抑制し長寿命である潤滑グリースおよび該潤滑グリースが封入された転がり軸受を提供する。パーフルオロポリエーテル油を基油とし、フッ素樹脂粉末を増ちょう剤とするフッ素系成分を有する潤滑グリースであって、金属表面に被膜を形成できる物質を添加してなり、該物質は、ジウレア化合物などの分子構造中に－ＮＨ－結合を有するもの、セバシン酸ナトリウムなどの有機酸の金属塩、モリブデン酸カリウムまたはモリブデン酸ナトリウム等のモリブデン酸塩、または、硫酸ビスマス等のビスマス系化合物である。また、同心に配置される内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する複数の転動体と、該転動体を分割保持する保持器とを備え、この転動体の周囲に上記の潤滑グリースが封入されてなる転がり軸受である。

Description

明 細 書

潤滑グリースおよび潤滑グリース封入転がり軸受

技術分野

[0001] 本発明は高温用潤滑グリースおよび転がり軸受に関し、特に高温度で使用される 自動車用電装補機や電子写真装置の定着部に用いられるフッ素系高温用潤滑ダリ ースおよびこのグリースを用いた転がり軸受に関する。また、真空中などグリース封入 量が比較的少なぐ境界潤滑条件で使用される転がり軸受に関する。

背景技術

[0002] 転がり軸受には、潤滑性を付与するために潤滑グリースが封入される。この潤滑ダリ ースは主成分として基油と増ちよう剤とを混練して得られ、基油としては鉱油やエステ ル油、シリコーン油、エーテル油等の合成油が、また増ちよう剤としてはリチウム石け ん等の金属石けんゃゥレア化合物等が一般的に使用されている。また、潤滑グリース に必要に応じて酸化防止剤、鲭び止剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤などの各 種添加剤が配合されている。

[0003] 近年、自動車の小型化、軽量ィ匕および静粛性向上の要求に伴って、自動車用電 装品の小型化、軽量化、静粛性向上、エンジンルーム内の密閉化が図られている。 しかしその一方で、電装品の性能には高出力 ·高効率ィ匕が求められている。自動車 用電装品の軸部には転がり軸受が多用されている。この転がり軸受に封入される潤 滑グリースの寿命は、通常、軸受自体の疲労による使用寿命より短いため、軸受自体 の寿命は潤滑グリース寿命に依存する。そのためこれら自動車用電装品に用いられ る潤滑グリースは、ウレァ系潤滑グリース以上の耐熱性が要求される。

従来 200°C付近の高温になるファンクラッチに用いられる転がり軸受の封入ダリー スには、増ちよう剤としてフッ素榭脂粉末を用い、基油にパーフルォロポリエーテル（ 以下、 PFPEと記す)油を用いた耐熱性に優れるフッ素系潤滑グリース（以下、フッ素 系グリースと記す）が使用されている。

[0004] 一般に電子写真装置を用いた複写機や印刷機 (プリンター)などの定着部には、定 着ローラなどを回転自在に支持するためにロール用転がり軸受が多用されて 、る。こ の定着部には、紙に帯電して付着したトナーを最高 250°C程度の高温で加圧するこ とによって、紙に定着する部位であり、定着部のロール支持転がり軸受は高温で使用 されること力多い。特に、ヒートロールは中空軸の内側にヒータをいれ、内側から熱す るために、軸受も 200°Cをこえる温度で使用されることがある。またヒートロール支持 転がり軸受は軸受部の温度を下げるため榭脂製の断熱スリーブを介して使用される こともあるが、それでも輻射熱で軸受端面の温度は 200°C近くになることがある。従来 、このような高温条件で使用される転がり軸受の封入グリースには、高温での劣化が 少なぐ長い寿命が得られるフッ素系グリースが一般に使用されている。

一般に潤滑グリースは真空にさらされると、蒸気圧が高い基油が蒸発する。そのた め真空度が上がらな力 たり、真空チャンバ一や真空機器内に設けられた計測機器 を汚染し不具合を生じる。その対策として真空中で使用される転がり軸受の潤滑には フッ素系グリースが多く用いられてきた。

[0005] これらのフッ素系グリースは十分なグリース量が存在する場合は良好な潤滑性を発 揮する。しかし、転がり接触部や、すべり部への供給が不足し境界潤滑となる場合は 、基油である PFPE油と軸受材料である鋼 (鉄）とが反応し基油の分解とともに鋼の摩 耗が生じ短寿命となる。この反応は、特に保持器と転動体間の滑り部で著しぐ長時 間運転すると転動体表面が腐食され、摩耗が大きくなる。また、この反応により PFPE 油自体が劣化し、消費される。このため、利用できる潤滑剤の量が著しく減少し、これ らが相乗して転がり軸受が短寿命で焼きつくと!/、う現象に!/、たる。

[0006] この反応を抑制し PFPE油本来の耐熱性や潤滑性を活用することにより、より長寿 命を得ることが要求されている。その対応として、シリカ皮膜形成によるフッ素グリース の耐焼付き性、耐摩耗性の改良 (特許文献 1参照）、有機アンチモンまたは有機モリ ブデン配合による転がり疲労特性の改良（特許文献 2参照）、ビスマス化合物の配合 による転がり疲労特性の改良 (特許文献 3参照）、フッ素有機リン化合物の配合による フッ素グリースの耐摩耗性、防鲭性の改良 (特許文献 4参照）、二硫ィ匕モリブデン、合 成マイ力等の層状鉱物粉末、金属石けん、金属酸化物等の金属塩、ダイヤモンド粉 末、グラフアイト等の炭素化合物、およびメラミンシァヌレート、アミノ酸化合物等の配 合によるフッ素グリースの金属に対する濡れ性の改良（特許文献 5参照）、変性ゥン デカン混合物、変性ブタン、 Cuフタロシアニン、 Caスルフォネート等の配合によるフ ッ素グリースの劣化防止 (特許文献 6参照)等が知られて 、る。

しかし、これらはいずれもフッ素と鋼表面などの鉄系金属新生面との反応に着目し てなされたものではなぐフッ素グリースの性質を根本的に改良するにはいたつてい ない。

[0007] また、一般に転がり軸受の転動体は鋼製である。腐食環境や高温環境下で使用さ れる転がり軸受の転動体の防食、耐熱目的でセラミックスが一部用いられることはあ る力 フッ素系グリースとの併用系ではない。高温耐久性に優れるフッ素系グリースを 用いる場合において、発生するフッ素ガスにより転動体が侵食されることを防止する 対策として、転動体の材質を鋼力 セラミックスに置き換えた転がり軸受は従来実用 化されていない。

特許文献 1 :特開 2005— 97513号公報

特許文献 2：特開 2000 - 303088号公報

特許文献 3 :特開 2005— 42102号公報

特許文献 4：特開 2003 - 27079号公報

特許文献 5 :特開 2004— 188607号公報

特許文献 6：特開平 8 - 143883号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 本発明の目的は、軸受部を構成する鉄系金属材である鋼と、フッ素系グリースとの 反応を抑制することにある。また、他の目的は上記反応を抑制することにより、 PFPE 本来の耐熱性や潤滑性を活用できる長寿命であり、かつ高温耐久性に優れる潤滑 グリース、および該潤滑グリースが封入された転がり軸受を提供することである。 課題を解決するための手段

[0009] 転がり軸受においてフッ素系グリースを用いる場合、転動体、保持器等の摩擦摩耗 面または摩耗により露出した金属新生面において、基油中のフッ素が軸受材料であ る鋼などの鉄系金属の新生面と反応して基油が分解するとともに鋼の摩耗が生じ寿 命が短くなると考えられている。特に摩擦面間接触が起こる境界潤滑条件下ではこ の傾向が顕著である。

本発明はこのような点に着目し、上記金属新生面に被膜を形成することにより潤滑 性の改善を図るものである。

また、フッ素系グリースを封入した転がり軸受において、フッ素と鋼とが接触する可 能性のある部位を榭脂製としたり、ある!/、は転動体をセラミックスで形成することにより 、フッ素と鋼との接触および反応を防止することで転がり軸受の長寿命化を図るもの である。

[0010] 本発明の潤滑グリースは、基油として PFPE油を、増ちよう剤としてフッ素榭脂粉末 を含み、添加剤を配合してなる潤滑グリースであって、上記添加剤は、潤滑グリース が使用される鉄系金属材を含む軸受部の摩擦摩耗により露出した鉄系金属新生面 と反応してその鉄系金属新生面に被膜を形成できる物質を含むことを特徴とする。 上記鉄系金属新生面に被膜を形成できる物質は、（1)分子構造中に—NH—結合 を有する有機化合物、（2)有機酸の金属塩、または、（3)モリブデン酸塩またはビス マス系化合物であることを特徴とする。

[0011] 本発明の潤滑グリース封入転がり軸受は、同心に配置される内輪および外輪と、こ の内輪および外輪間に介在する複数の転動体と、該転動体を保持する保持器とを 備え、上記内輪、外輪、転動体および保持器の少なくとも 1つが軸受部の摩擦摩耗 により新生面が露出する鉄系金属材で構成され、この転動体の周囲に上記潤滑ダリ ースが封入されてなることを特徴とする。

また、フッ素系グリースを封入した転がり軸受は、上記転動体の表面、または、上記 転動体と接触する上記保持器の接触面の少なくとも一方の面に榭脂層を形成したこ とを特徴とする。また、保持器が榭脂成形体である力 および Zまたは転動体がセラ ミックス成形体であることを特徴とする。特にフッ素系グリースは、 200°Cにて 24時間 放置後の蒸発率が 0.1重量％〜15重量％であることを特徴とする。

発明の効果

[0012] 本発明の潤滑グリースは PFPE油を基油とし、フッ素榭脂粉末を増ちよう剤とする潤 滑グリースであって、鉄系金属新生面に被膜を形成できる物質を添加剤として含有 する。このため、高温耐久性に優れ、かつ、該被膜によりフッ素と鋼との反応を抑制 でき、 PFPE本来の耐熱性や潤滑性を活用することにより長寿命となる。

[0013] 本発明の転がり軸受は、転動体の周囲に PFPE油を基油とし、フッ素榭脂粉末を増 ちょう剤とし、添加剤として金属表面に被膜を形成できる物質を含む潤滑グリースを 封入してなるので、高温耐久性に優れる。さらに、転動体の表面または、転動体を分 割保持する保持器の転動体との接触面の少なくとも一方に榭脂層が形成されている 力 保持器全体が榭脂で形成されているか、または転動体がセラミックスで形成され ている。このため、転動体と保持器の表面においてフッ素と鋼が反応せず、 PFPE油 本来の耐熱性や潤滑性を活用することにより長寿命となる。

この結果、自動車電装補機、事務用機器等に用いられる転がり軸受として好適に 利用できる。また、真空中など、グリース封入量が比較的少なぐ境界潤滑条件で使 用される転がり軸受としても好適に利用できる。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 本発明に使用できるフッ素系グリースは、 PFPE油を基油としフッ素榭脂粉末を増 ちょう剤とする。

PFPE油は、脂肪族炭化水素ポリエーテルの水素原子をフッ素原子で置換した化 合物であれば使用できる。そのような PFPE油を例示すれば、以下の化 1および化 2 で示される側鎖を有する PFPE油と、化 3から化 5で示される直鎖状の PFPE油とがあ る。これらは単独でもまた混合しても使用できる。 n、 mは整数である。

ィ匕 1の市販品としてはフォンブリン Y (モンテジソン社商品名）を、ィ匕 2の市販品とし てはクライトツタス (デュポン社商品名）やバリエルタ Jオイル (クリューバー社商品名）を 、ィ匕 3の市販品としてはフォンブリン Z (モンテジソン社商品名）を、ィ匕 4の市販品として はフォンブリン M (モンテジソン社商品名）を、化 5の市販品としてはデムナム (ダイキ ン社商品名）等をそれぞれ例示できる。

[0015] [化 1]

CF₃0― (CF₂CFO)- (CF₂0)_n- CF₃ m / _n > 40

CF₃

[化 2] CF₃CF₂CF₂0-(CFCF₂0) - CF₂CF₃

CF₃

[化 3]

CF₃0 - (CF₂CF₂0) - (CF₂0)_n- CF_{3 m} / n < l

[化 4]

CF₃0― (CF₂CF₂0) - (CF₂0)_n— CF₃ m /n > l

[化 5]

F-(CF₂CF₂CF₂0) - CF₂CF₃

[0016] 増ちよう剤であるフッ素榭脂粉末は上記 PFPE油と親和性が高ぐ高温安定性、耐 薬品性を有する粉末が使用できる。

フッ素榭脂を例示すれば、ポリテトラフルォロエチレン (PTFE)榭脂、テトラフルォロ エチレン パーフルォロアルキルビュルエーテル共重合体（PFA)榭脂、テトラフル ォロエチレン一へキサフルォロプロピレン共重合体（FEP)榭脂などのパーフルォロ 系フッ素榭脂が好ましぐ特にポリテトラフルォロエチレン (PTFE)榭脂が高温安定 性、耐薬品性が優れているため好ましい。

[0017] 本発明の添加剤を配合する前のフッ素系グリースは、潤滑グリース全体量に対して 、 PFPE油を 70重量％〜90重量％、フッ素榭脂粉末を 10重量％〜30重量％配 合することが好ましい。この範囲の配合とすることにより、転がり軸受封入グリースとし て洩れが少なぐ長時間トルクを下げられる好ましいちょう度に調整できる。

本発明の潤滑グリースは、上記フッ素系グリースに添加剤として、金属表面に被膜 を形成できる物質を添加する。

[0018] 金属表面に被膜を形成できる物質としては、分子構造中に NH 結合を有する 有機化合物、または、有機酸金属塩が好ましい。

分子構造中に NH 結合を有する有機化合物を添加する場合、軸受部等の摩 擦摩耗面または摩耗により露出した鉄系金属新生面において、窒素の不対電子の 作用により金属表面に錯体被膜を形成しやすい。また、有機酸金属塩を添加する場 合、軸受部等の摩擦摩耗面または摩耗により露出した金属新生面で該有機酸金属 塩が分解'反応し、酸ィ匕鉄とともに被膜を形成できる。

[0019] 分子構造中に NH 結合を有する有機化合物としては、例えばジゥレア化合物、 ポリウレァ化合物、およびウレタンゥレア化合物、メラミン、ベンゾグアナミン、メァミン シァヌレートなどトリアジン環を有する化合物、尿素樹脂、メラミン榭脂、ベンゾグアナ ミン樹脂に代表されるアミノ系榭脂などが挙げられる。

[0020] 以上の有機化合物のなかで、尿素結合を分子内に 2個有するジゥレア化合物、ま たはジゥレア化合物と合成油との混合物などが特に好ましい化合物として挙げられる ジゥレア化合物は以下の化 6で示される。

[化 6]

R -NHCONH- R₃— NHCONH— R₂

(R、 R および R は、脂肪族基、脂環族基または芳香族基をそれぞれ表す。 )

1 2 3

[0021] ィ匕 6で表されるジゥレア化合物は、例えば、ジイソシァネートとモノアミンの反応で得 られる。ジイソシァネートとしては、フエ-レンジイソシァネート、ジフエニルジイソシァ ネート、ジフエ二ノレメタンジイソシァネート、 1, 5 ナフチレンジイソシァネート、 2, 4 トリレンジイソシァネート、 3, 3—ジメチノレー 4, 4ービフエ-レンジイソシァネート、 ォクタデカンジイソシァネート、デカンジイソシァネート、へキサンジイソシァネー卜等 が挙げられ、モノアミンとしては、ォクチルァミン、ドデシルァミン、へキサデシルァミン 、ステアリルァミン、ォレイルァミン、ァ-リン、 p トルイジン、シクロへキシルァミン等 が挙げられる。

[0022] 本発明に使用するジゥレア化合物は、エステル油などの合成油に混合した混合物 として潤滑グリースに添加することができる。

エステル油としては、ジエステル油、ポリオールエステル油またはこれらのコンプレツ タスエステル油、芳香族エステル油などが使用できる。

エステル油の具体例としては、例えば、炭素数 7〜22の 1価アルコールと芳香族多 価カルボン酸、またはその誘導体とのエステル、および炭素数 7〜22の 1価カルボン 酸と脂肪族多価アルコールとのエステルカゝら選ばれた少なくとも 1つのエステル油が 挙げられる。

1価アルコールおよび 1価カルボン酸において、炭素数 7未満および炭素数 22を こえると潤滑性が劣る。

[0023] 炭素数 7〜22の 1価アルコールとしては、ヘプチルアルコール、ォクチルアルコー ル、ノ-ルアルコール、デシルアルコール、ゥンデシルアルコール、ラウリルアルコー ル、ォレイルアルコール、ステアリルアルコール、フエノール、メチルフエノール、オタ チルフエノールなどのアルキルフエノール等が挙げられる。

また、炭素数 7〜22の 1価カルボン酸は、上記脂肪族の 1価アルコールの CH O

2

Hを—COOHに代えた 1価カルボン酸、または、上記芳香族の 1価アルコールの

OHを—COOHに代えた 1価カルボン酸が挙げられる。

芳香族多価カルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット 酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ジフエ-ルテトラカルボン酸、ベンゾフエノンテトラカル ボン酸などが挙げられる。

脂肪族多価アルコールとしては、 1, 3 ブチレングリコール、グリセリン、プロピレン グリコール、エチレングリコーノレ、ペンタジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレ ングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトーノレ

、ジペンタエリスリトール、ソルビトールなどが挙げられる。

[0024] エステル油の配合割合は、エステル油とウレァ化合物との合計量に対して、エステ ル油を 70重量％〜95重量％、ゥレア化合物を 30重量％〜5重量％配合すること が好ましい。この範囲の配合とすることにより、フッ素系グリースに配合したとき、軸受 封入グリースとして漏れが少なぐ長時間潤滑性の良好なちょう度に調整できる。

[0025] ジゥレア化合物または、ゥレア化合物とエステル油との混合物は、該混合物とフッ素 系グリース合計量に対して、 0.1重量％〜60.0重量％配合することが好ましい。 この範囲とすることにより、鉄系金属新生面とフッ素との反応を抑制できる。

[0026] フッ素系グリースに添加して、鉄系金属新生面とフッ素との反応を抑制できる他の 物質として有機酸金属塩がある。

有機酸金属塩を構成する有機酸としては芳香族系有機酸、脂肪族系有機酸、また は脂環族系有機酸などであれば ヽずれも使用できる。 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、力プロ ン酸、ヘプタン酸、 2—ェチルへキシル酸、力プリル酸、ペラルゴン酸、力プリン酸、ゥ 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、ァラキン酸等の 1価飽和脂肪酸、アクリル 酸、クロトン酸、ゥンデシレン酸、ォレイン酸、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、コノヽク酸、メチルコハク酸、ジメチルマロン酸、ェチルマロン 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、ァゼライン酸、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、ォレイン酸等の 2価不飽和脂肪酸、酒石酸、クェ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、ナフテン酸等の 脂環族有機酸が挙げられる。

有機酸金属塩を構成する金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム、カルシウム、 マグネシウム、ビスマスなどが挙げられる。

また、有機酸金属塩は、エステル油など合成油との混合物として添加することがで きる。

[0027] 有機酸金属塩は、該有機酸金属塩とフッ素系グリース合計量に対して、 0.1重量 %〜30.0重量％配合することが好ましい。この範囲とすることにより、鉄系金属新生 面とフッ素との反応を抑制できる。

[0028] また、フッ素系グリースに添加して、鉄系金属新生面とフッ素との反応を抑制できる 他の物質として、モリブデン酸塩、ビスマス、マグネシウム、銅などの金属粉末、酸ィ匕 銅、酸ィ匕モリブデンなどの金属酸ィ匕物、無機ビスマス化合物、無機マグネシウム化合 物が例示できる。

上記の無機化合物を添加することにより、軸受部等の摩擦摩耗面または摩耗により 露出した金属新生面で該無機化合物が分解 ·反応し、酸化鉄とともに被膜を形成で きる。

[0029] 本発明に使用できるモリブデン酸塩は、金属塩であることが好ま 、。金属塩を構 成する金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、カルシウム、銅、亜 鉛、ノ リウム等が例示できる。これらの中で反応性の点からモリブデン酸カリウムまた はモリブデン酸ナトリウムを用いることが好ま 、。

[0030] 本発明の潤滑グリースに使用することができる無機ビスマスとしては、ビスマス粉末 、炭酸ビスマス、塩化ビスマス、硝酸ビスマスおよびその水和物、硫酸ビスマス、フッ ィ匕ビスマス、臭化ビスマス、ヨウ化ビスマス、ォキシフッ化ビスマス、ォキシ塩化ビスマ ス、ォキシ臭化ビスマス、ォキショウ化ビスマス、酸化ビスマスおよびその水和物、水 酸化ビスマス、セレン化ビスマス、テルル化ビスマス、リン酸ビスマス、ォキシ過塩素 酸ビスマス、才キシ硫酸ビスマス、ビスマス酸ナトリウム、チタン酸ビスマス、ジノレコン 酸ビスマス、モリブデン酸ビスマス等が挙げられる力 本発明において、特に好ましい のは、耐熱耐久性に優れ、熱分解しにくいため、極圧性効果の高い硫酸ビスマスで ある。

これら無機ビスマスは、 1種類、または 2種類を混合してグリースに添加してもよい。

[0031] 本発明の潤滑グリースに使用することができる無機マグネシウムとしてはマグネシゥ ム粉末、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウムおよびその水和物 、硫酸マグネシウム、フッ化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、ォ キシフッ化マグネシウム、ォキシ塩化マグネシウム、ォキシ臭化マグネシウム、ォキシ ヨウ化マグネシウム、酸化マグネシウムおよびその水和物、水酸化マグネシウム、セレ ン化マグネシウム、テルル化マグネシウム、リン酸マグネシウム、ォキシ過塩素酸マグ ネシゥム、ォキシ硫酸マグネシウム、マグネシウム酸ナトリウム、チタン酸マグネシウム 、ジルコン酸マグネシウム、モリブデン酸マグネシウム等が挙げられる。

これら無機マグネシウムは、 1種類、または 2種類を混合してグリースに添加してもよ い。

[0032] 上記無機物は、該無機物とフッ素系グリース合計量に対して、 0.1重量％〜30.0 重量％配合することが好ましい。この範囲とすることにより、鉄系金属新生面とフッ素 との反応を抑制できる。

[0033] 本発明の潤滑グリースには、必要に応じて公知の添加剤を含有させることができる 。この添加剤として、例えば、アミン系化合物、フ ノール系化合物、ィォゥ系化合物 、ジチォりん酸亜鉛などの酸ィ匕防止剤、塩素系化合物、ィォゥ系化合物、りん系化合 物、ジチォりん酸亜鉛、有機モリブデンなどの極圧剤、ベンゾトリアゾールなどの金属 不活性剤、ポリメタタリレート、ポリイソプチレン、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤、 摩耗抑制剤、清浄分散剤などが挙げられる。

また、これらの添加剤は単独または 2種類以上組み合わせて添加できる。

[0034] 本発明の転がり軸受は、同心に配置される内輪および外輪と、この内輪および外輪 間に介在する複数の転動体と、該転動体を保持する保持器とを備え、上記内輪、外 輪、転動体および保持器の少なくとも 1つが軸受部の摩擦摩耗により新生面が露出 する鉄系金属材で構成され、この転動体の周囲に上記潤滑グリースが封入されてな ることを特徴とする。

[0035] 本発明の他の転がり軸受は、同心に配置される内輪および外輪と、この内輪および 外輪間に介在する複数の転動体と、該転動体を保持する保持器とを備える。上記内 輪、外輪、転動体および保持器の少なくとも 1つが軸受部の摩擦摩耗により新生面が 露出する鉄系金属材で構成され、転動体の周囲にフッ素系グリースが封入される。こ の軸受において、転動体の表面または、転動体を分割保持する保持器の転動体と の接触面の少なくとも一方に榭脂層が形成されているか、保持器全体が榭脂で形成 されて 、る力、または転動体がセラミックスで形成されて！、る。

また、フッ素系グリースは、基油として上記 PFPE油を、上記増ちよう剤としてフッ素 榭脂粉末を含み、 200°Cにて 24時間放置後の蒸発率が 0.1重量％〜15重量％で あることが好ましい。蒸発率が 0.1重量％未満の場合には高粘度によりトルクが大き くなる。蒸発率が 15重量％をこえる場合には、軸受使用時にグリースが不足しやす くなり軸受寿命が短くなる。

なお、フッ素系グリースは上記添加剤を配合した潤滑グリースであってもよ 、。

[0036] 本発明の転がり軸受において、転動体の表面または、転動体を分割保持する保持 器の転動体との接触面の少なくとも一方に榭脂層が形成される場合について説明す る。

この榭脂層を構成する合成樹脂としては、耐油性を有し、皮膜強度が強ぐ耐摩耗 性に優れた材質であれば、特に限定されない。そのような例としては、エポキシ榭脂 、フエノール榭脂、ポリカルポジイミド榭脂、フラン榭脂、ビスマレイミドトリアジン榭脂、 不飽和ポリエステル榭脂、シリコーン榭脂、ポリアミノビスマレイミド榭脂、芳香族ポリイ ミド榭脂等の熱硬化性榭脂、ポリオレフイン榭脂、ポリアセタール榭脂、ポリアミド榭脂 、ポリフエ-レンエーテル榭脂、フエ-レンサルファイド榭脂、ポリサルフォン榭脂、ポ リエーテルサルフォン榭脂、ポリエーテルイミド榭脂、熱可塑性ポリイミド榭脂、ポリア ミドイミド榭 S旨、ポリべンゾイミダゾール榭脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテノレ- トリル榭脂、フッ素榭脂、芳香族ポリエステル榭脂等の熱可塑性榭脂等があげられる 。これらの中でも、本軸受を高温で使用することを考えれば、ポリイミド榭脂、ポリアミド イミド榭脂、エポキシ榭脂、フエノール榭脂、ポリフエ-レンサルファイド榭脂、ポリエ ーテルケトン榭脂等があげられる。これらの合成樹脂には、必要に応じて、繊維状や 粒子状の各種充填材を配合することができる。

本発明にお ヽて、特に好ま ヽ合成樹脂は被膜形成能に優れる芳香族ポリイミド系 榭脂である。芳香族ポリイミド系榭脂は分子内にベンゼン環に直接結合したイミド環 を有する榭脂であり、芳香族ポリイミド榭脂、芳香族ポリアミドイミド榭脂等が挙げられ る。

芳香族ポリイミド榭脂は、ィ匕 7で示す繰返し単位を有する榭脂であり、化 7で示す繰 返し単位を有する榭脂の前駆体であるポリアミック酸も使用できる。 R は芳香族テト

4

ラカルボン酸またはその誘導体の残基であり、 R は芳香族ジァミンまたはその誘導

5

体の残基である。そのような R または R としては、フエ-ル基、ナフチル基、ジフエ-

4 5

ル基、およびこれらがメチレン基、エーテル基、カルボ-ル基、スルホン基等の連結 基で連結されて ヽる芳香族基が挙げられる。

[化 7]

芳香族テトラカルボン酸またはその誘導体の例としては、ピロメリット酸二無水物、 2 , 2', 3, 3'—ビフエ-ルテトラカルボン酸二無水物、 3, 3 4, 4'—ビフエ-ルテトラ カルボン酸二無水物、 3, 3', 4, 4, ンゾフエノンテトラカルボン酸二無水物、 1, 2, 5, 6—ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ビス（2, 3—ジカルボキシフエ-ル） メタン酸二無水物等が挙げられ、これらは単独あるいは混合して用いられる。

芳香族ジァミンまたはその誘導体の例としては、 4, 4'ージアミノジフエニルエーテ ル、 3, 3'—ジァミノジフエ-ルスルホン、 4, 4'—ジァミノジフエ-ルメタン、メタフエ二 レンジァミン、パラフエ二レンジァミン、 2, 4—ジァミノトルエン、 2, 6—ジアミノトルェ ン、 4, 4，一ビス（3—アミノフエノキシ）ビフエ-ルエーテルなどのジァミン類またはそ の誘導体であるジイソシァネート類が挙げられる。

上記芳香族テトラカルボン酸またはその誘導体と、芳香族ジァミンまたはその誘導 体との組み合わせで得られる芳香族ポリイミド榭脂の例としては、化 8に示す繰返し 単位を有するものが挙げられる。これらは Rおよび Rにへテロ原子を有しない榭脂で

4 5

ある。

[化 8]

ィ匕 8中の芳香族ポリイミド榭脂にお 、て、分子中に占める芳香環の比率が高 ヽ式 ( 3)および式 (4)で表されるポリイミドが好ましぐ特に式 (4)で表されるポリイミドが本 発明に好適である。

芳香族ポリイミド榭脂ワニスの市販品としては、例えば宇部興産社製 Uワニスが挙 げられる。

[0040] 芳香族ポリアミドイミド榭脂は、化 9で示す繰返し単位を有する榭脂であり、 R は芳

6 香族トリカルボン酸またはその誘導体の残基であり、 R は芳香族ジァミンまたはその

7

誘導体の残基である。そのような Rまたは R としては、フエニル基、ナフチル基、ジフ

6 7

ェニル基、およびこれら力 Sメチレン基、エーテル基、チォエーテル基、カルボ-ル基、 スルホン基、エステル基、これらが相互に結合した基、若しくは炭素数 1 6の炭化水 素基を介して結合した基である連結基で連結されている芳香族基が挙げられる。

[化 9]

O

H o II

一 II

N c― R₆" R₇―

、

O

[0041] 芳香族トリカルボン酸またはその誘導体の例としては、トリメリット酸無水物、 2, 2', 3—ビフエ-ルトリカルボン酸無水物、 3, 3', 4ービフエ-ルトリカルボン酸無水物、 3 , 3', 4一べンゾフエノントリカルボン酸無水物、 1, 2, 5—ナフタレントリカルボン酸無 水物、 2, 3—ジカルボキシフ -ルメチル安息香酸無水物等が挙げられ、これらは 単独あるいは混合して用 ヽられる。

芳香族ジァミンまたはその誘導体の例としては、 4, 4'ージアミノジフエニル テ ル、 3, 3'—ジァミノジフエ-ルスルホン、 4, 4'—ジァミノジフエ-ルメタン、メタフエ二 レンジァミン、パラフエ二レンジァミン、 2, 4—ジァミノトルエン、 2, 6—ジアミノトルェ ンなどのジァミン類またはその誘導体であるジイソシァネート類が挙げられる。

なお、芳香族ポリアミド構造、脂肪族ポリアミド構造を分子内に含む芳香族ポリアミド イミドおよびポリアミド共重合体であってもよ ヽ。

[0042] 芳香族ポリイミド榭脂と異なり、前駆体を経ることなく榭脂溶液の状態である化 9で 示す繰返し単位を有する芳香族ポリアミドイミド榭脂が本発明にお ヽて特に好ま ヽ 。また、芳香族ポリアミドイミド榭脂のジイソシァネート変性、 BPDA変性、スルホン変 性、ゴム変性榭脂を使用できる。

[0043] 芳香族ポリアミドイミド榭脂の製造方法は、米国特許第 3625911号、特公昭 50— 3 3120号公報などの特許公報類に開示されているように周知である。例えば芳香族ト リカルボン酸無水物またはその誘導体と、有機ジァミンまたはその誘導体とを、ジメチ ルァセトアミド、ジメチルホルムアミドまたは N—メチルピロリドンなどの有機極性溶媒 の中で、所定温度で所要時間反応させて得られる。

芳香族ポリアミドイミド榭脂ワニスの市販品としては、例えば日立化成社製 HPC42 50 (登録商標）が挙げられ、榭脂としては米国ァモコ社製トーロン (登録商標）が挙げ られる。

[0044] 上記合成樹脂の榭脂層の線膨張係数は、 1 X 10— ⁴Z°C以下が好ましぐ 0.8 X 10 Z°C以下がより好ましい。 1 X 10—ソでより大きいと、金属製保持器と皮膜との温度に よる寸法変化の差が大きすぎて、ヒートショック等により基材と皮膜の界面が剥離して しまう可能性があるからである。

[0045] 上記合成樹脂の榭脂層は、次の方法で形成させることができる。まず、基材となる 転動体や保持器を十分に洗浄し、表面の汚染を除去する。この洗浄方法としては、 有機溶剤による浸漬洗浄、超音波洗浄、蒸気洗浄、酸'アルカリ洗浄等による方法が 挙げられる。

[0046] 次 、で、合成樹脂が粉末の場合は、流動浸漬法、静電塗装法、タンブラーコーティ ング法によって、また、合成樹脂が液状または適当な溶媒に可溶の場合は、スプレ 一コーティング法、ディップ (浸漬)コーティング法等によって、合成樹脂を保持器表 面に形成させる。好ましい皮膜の厚さは、 O.l ^ m^lOO ^ m,より好ましくは 0.5 m〜 50 mである。皮膜形成の過程で、余分に付着した合成樹脂材料はふき取り、遠心 分離、エアーブロー等の物理的、化学的方法により除去し、所望の厚さに調整するこ とができる。皮膜の厚さが、 0.1 m未満の場合では、転がり軸受の使用開始なじみ段 階では皮膜が消失し、耐久性が不十分であり、 100 /z mをこえる場合、温度による転 動体とのすきま変化が大きくなり、回転トルクに悪影響を及ぼす力 である。

[0047] 皮膜形成後は、榭脂材質に応じた処理、例えば、加熱処理、紫外線照射処理等に よって溶媒除去、乾燥、融解、架橋等を行ない、表面に榭脂層が形成された転動体 や保持器が完成させる。膜厚を増す場合には、重ね塗りをしてもよい。また、皮膜完 成後に機械加工やタンブラ一処理等を行なうことも可能である。 [0048] 本発明の転がり軸受において、転動体を分割保持する保持器全体が榭脂で形成さ れる場合にっ 、て説明する。

この保持器を構成する合成樹脂としては、耐油性を有し、機械的強度が強ぐ耐摩 耗性に優れた材質であれば、特に限定されない。そのような例としては低密度ポリエ チレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどのポリエチレン榭脂、変性 ポリエチレン榭脂、水架橋ポリオレフイン榭脂、ポリアミド榭脂、芳香族ポリアミド榭脂、 ポリスチレン榭脂、ポリプロピレン榭脂、シリコーン榭脂、ウレタン榭脂、ポリテトラフル ォロエチレン榭脂、クロ口トリフルォロエチレン榭脂、テトラフルォロエチレン.へキサフ ルォロプロピレン共重合体榭脂、テトラフルォロエチレン.パーフルォロアルキルビ- ルエーテル共重合体榭脂、フッ化ビ-リデン榭脂、エチレン.テトラフルォロエチレン 共重合体榭脂、ポリアセタール榭脂、ポリエチレンテレフタラート榭脂、ポリプチレン テレフタラート樹脂、ポリフエ-レンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリ ケトン樹脂、ポリビニルピロリドン榭脂、ポリオキサゾリン榭脂、ポリフエ二レンサノレフィ ド (PPS)榭脂、ポリエーテルサルフォン榭脂、ポリエーテルイミド榭脂、ポリアミドイミド (PAI)榭脂、 PEEK榭脂、熱可塑性 PI榭脂、熱硬化性 PI榭脂、エポキシ榭脂、フエ ノール榭脂、不飽和ポリエステル榭脂、ビニルエステル榭脂などを例示できる。また、 上記合成樹脂から選ばれた 2種以上の材料の混合物、すなわちポリマーァロイなど を例示できる。

これらの合成樹脂には、必要に応じて、繊維状や粒子状の各種充填材を配合する ことができる。繊維状充填材としてはガラス繊維や炭素繊維が好ましい。特に、強度 ゃ耐摩耗性を重視する場合には炭素繊維が好ましい。

本発明において、特に好ましい合成樹脂はポリアミド榭脂、 PEEK榭脂、ポリフエ- レンサルファイド榭脂、 PI系榭脂、フエノール榭脂であり、特に高温で使用する場合 には耐熱性に優れる PI榭脂、 PEEK榭脂、 PAIと PPSとの混合樹脂が好ましい。

[0049] ポリアミド榭脂は分子構造中にアミド基を含む線状ポリマーの総称であり、ェンジ- ァリングプラスチックの代表的な榭脂である。ポリアミド榭脂としては、ポリへキサメチレ ンアジパミド (6、 6—ナイロン）、ポリ力プロラタタム（6—ナイロン)などの脂肪族系ポリ アミド榭脂、ポリメタフエ-レンイソフタラミド、ポリパラフエ-レンテレフタラミド、ポリメタ キシレンアジパミド（ナイロン MXD— 6)、 1, 9—ノナンジァミンとテレフタル酸との縮 重合体 (9Tナイロン)などの芳香族ポリアミド榭脂が挙げられ、これらは単独でまた混 合物として使用できる。

[0050] PEEK榭脂は、ベンゼン環がパラの位置で、リジッドなカルボ-ル基と、フレキシブ ルなエーテル結合によって連結されたポリマー構造を持つ結晶性の芳香族系熱可 塑性榭脂であり、優れた耐熱性、耐衝撃性、耐摩耗 '摺動特性等を有するェンジ- ァリングプラスチックである。その構造をィ匕 10に示す。市販品としては、 PEEK150P (ビタトレックス （VICTREX)社、商品名）が挙げられる。

[化 10]

PPS榭脂は、ベンゼン環がパラの位置で、硫黄結合によって連結された化 11に示 すポリマー構造を持つ結晶性の熱可塑性榭脂である。 PPS榭脂の市販品としては、 T4AG (トープレン社、商品名）、 B160 (東ソ一社、商品名）、 KPS W214 (呉羽化 学工業社、商品名）等が挙げられる。

[化 11]

[0052] PI系榭脂は、例えば芳香族ジァミンと芳香族テトラカルボン酸二水物力も合成され る高耐熱性エンジニアリングプラスチックの代表的な榭脂であり、高剛性、寸法安定 性に優れる。その構造を化 12に示す。市販品としてはオーラム (AURUM) (三井化 学社、商品名）、ベスペル (デュポン社、商品名）、ユーピレックス (宇部興産社、商品 名）などを挙げることができる。

[化 12]

フエノール榭脂はフエノールとホルムアルデヒドとを反応させて得られる耐熱耐久性

、電気絶縁性、耐油 '耐酸性に優れる熱硬化性榭脂である。その構造を化 13に示す 。市販品としてはスミライトレジン (住友ベークライト社、商品名）などを挙げることがで きる。これらは、綿職布との積層体として用いることができる。

[化 13]

この発明に用いるポリアミドイミド榭脂（以下、 PAIと記す）は、下記の化 14の式で示 されるものであり、 R は少なくとも 1つのベンゼン環を含む芳香族基であり、そのうち

8

の 2価は 2個のカルボニル基が R のベンゼン環内の隣接する炭素原子に結合して

8

いるものである。そして、この発明に用いる PAIは、このような構造と共に他のアミド結 合を含有する化合物との共重合体であってもよ ヽ。

[化 14]

O

(式中、 R は少なくとも 1つのベンゼン環を含む 3価の芳香族基、 R は 2価の有機

8 9

また、化 14の好ましい R を例示すると、 - (CH ) - (式中、 uは 4〜12の飽和脂

9 2 u

肪族炭化水素基)、および下記の化 16に示すものがある。

[化 16]

(式中、 Yは 1〜3の整数、 X は炭素数 1〜6の脂肪族炭化水素基もしくは芳香族基

4

である。 )

また、これらの ΡΑΙ榭脂に対して、以下の構造を有する単位を共重合させることは、 PPSとの相溶性を向上させ、またさらに溶融流動性を向上させる点でより好ましい。

[化 17]

[化 18]

C― R₁₂一 C―腿-

ィ匕 17の式中の R は、 2価の芳香族基であり、その具体例としては、次の化 19に示

11

すものが挙げられる。 [化 19]

また、化 18の式中に示される R は、 2価の脂肪族基であり、その具体例としては、

12

- (CH ) —が挙げられる。より好ましい—（CH ) —は、 v= 2〜12のものであり、特

2 2

に好ましいものは v= 4〜12のものである。

化 14で示される構造およびィ匕 17で示される構造力もなる共重合体は、化 14および 化 17の各構造の合計 100モル％に対し、好ましくは化 14が 10〜70モル％、ィ匕 17 が 90〜30モル⁰ /₀力もなる組成のものが好ましい。

また、化 14で示される構造および化 18で示される構造からなる共重合体は、化 14 および化 18の各構造の合計 100モル％に対し、好ましくは化 14が 10〜50モル⁰ /₀、 ィ匕 18力 S 90〜50モル⁰ /₀力もなる組成のものが好ましい。

ィ匕 14、化 17および化 18の構造力もなる共重合体は、ィ匕 14力 S 10〜70モル⁰ /₀、化 1 7が 1〜89モル⁰ /₀、ィ匕 18力 S 1〜70モル⁰ /₀力もなる組成のものが好ましい。そして、 以上のような共重合体における各構造の配列としては、ランダム、ブロックまたは交互 のいずれであってもよい。 このような PAIの製造方法は、米国特許第 3625911号、特公昭 50— 33120号公 報などの特許公報類に開示されているように周知である力 例えば下記の化 20で表 わされるような芳香族トリカルボン酸無水物またはその誘導体と、 H N-R -NH、

2 9 2

OCN-R— NCO、（式中、 Rは、上記した化 14または化 16で説明した Rと同じ。 )

9 9 9 で表わされる有機ジァミンまたはその誘導体とを、ジメチルァセトアミド、ジメチルホル ムアミドまたは N—メチルピロリドンなどの極性有機溶媒の中で、所定温度で所要時 間反応させてポリアミド酸を生成させ、これを加熱その他の方法でイミド化状態に転 化する。

[化 20]

この方法で製造される PAIとしては、下記の化 21の式で示されるものがあり、その 市販品として米国ァモコ社製:トーロン (登録商標）が挙げられる。

[化 21]

[0059] 上記の方法により得られる PAIは、溶融流動性が劣るので、より流動性の良い PAI を得るためには、芳香族トリカルボン酸無水物およびジイソシァネートから製造する方 法を採用することが好ましい。また、重合の際において、特開平 6— 322060に示さ れるようなアミドィ匕とイミド化を段階的に進ませるような条件下で反応させることがより 好ましい。

また、 PAIと PPSの相溶性を改良する目的でポリアミドイミドの前駆体を用いたり、 第 3成分としてイソシァネートイ匕合物を添加することもできる。

[0060] PAIは PPSと組み合わせて用いられる力 その配合割合は 5〜65容量％である。

PAIの配合量力 5容量％未満では、高温時の耐クリープ性の改善を充分に行なえ ないからであり、 65容量％を越えて多量に配合すると、他の成分である PPSの成形 容易性が充分に生力され難くなり、溶融状態で流動性が低下し、射出成形が困難に なる。また、射出成形時の無理抜き (アンダーカット）、軸受への組み込み性を考慮す ると、組み合わせる PPSはセミ架橋 (セミリニア)型や直鎖（リニア)型のものが好まし い。

[0061] 本発明の転がり軸受において、転動体がセラミックスにより形成される場合について 説明する。

セラミックスの材質としては、窒化珪素、炭化珪素、酸ィ匕アルミニウム (アルミナ）、酸 化ジルコニウム（ジルコ-ァ）、サイアロンなどが挙げられる。ただし、アルミナは表面 の化学的活性が比較的高ぐ本軸受の転動体材質としては好ましくない。

これらのうち転動疲労寿命の観点からは窒化珪素が最も好まし 、。セラミックス転動 体は HIP (熱間等方圧縮処理)やガス圧焼結などの成形方法で得られた素球を研磨 すること〖こより得ることができる。なお、本発明では転動体をセラミックスで構成するこ とを必須とする力 内輪や外輪をセラミックスとすることも勿論可能である。

[0062] 本発明に係る転がり軸受の一例を図 1に示す。図 1は深溝玉軸受の断面図である。

転がり軸受 1は、外周面に内輪転走面 2aを有する内輪 2と内周面に外輪転走面 3a を有する外輪 3とが同心に配置され、内輪転走面 2aと外輪転走面 3aとの間に複数個 の転動体 4が配置される。この複数個の転動体 4を保持する保持器 5および外輪 3等 に固定されるシール部材 6とにより構成される。少なくとも転動体 4の周囲に潤滑ダリ ース 7が封入される。

転動体の表面または、転動体を分割保持する保持器の転動体との接触面の少なく とも一方に榭脂層が形成される場合は、上記のうち、転動体 4、または保持器 5の表 面の少なくとも一方に上述した榭脂層が設けられている。また、保持器全体が榭脂で 形成される場合は、保持器 5が榭脂で形成される。このとき、転動体 4、または保持器 5の表面の榭脂によってグリース中のフッ素との接触が遮断される。

また、転動体 4がセラミックスにより形成される場合、この転動体 4の周囲にフッ素系 グリース 7が封入される力 転動体 4はセラミックスであるためフッ素と反応することが ない。

[0063] 本発明に係る転がり軸受は深溝玉軸受、アンギユラ玉軸受、スラスト玉軸受、ころ軸 受、針状ころ軸受 (ラジアル、スラスト）、円すいころ軸受など、形式を問わない。また、 榭脂保持器の製造方法も機械加工によるもの、射出成形によるものなど様々なもの を採用できるが、生産性の良い射出成形を採用することが好ましい。保持器の形状 は、玉軸受であれば最も一般的な冠型、またはもみ抜き型を、ころ軸受であればかご 型、くし型、円すいころ軸受であればかご型などを用いることができる。

[0064] 保持器全体を榭脂で形成する場合を除き、一般的に用いられる保持器基材として は、 SPCC (冷間圧延鋼板)製などの鉄板製波形保持器、プレス保持器、もみ抜き保 持器が挙げられる。

[0065] また、シールに関しては、鉄板シールドのほか、用途によって接触または非接触の ゴムシールを用いることができる。本軸受は高温使用を目的としているため、ゴムには フッ素ゴムを用いることが望まし 、。 実施例

[0066] 参考例 1 :グリース 1の作製

グリース全体に対して、 PFPE油（デュポン社製商品名、クライトツタス 143AC、 40 °Cの動粘度 191 mm²) 67重量％に、フッ素榭脂粉末 (デュポン社製商品名、バイダ ッタス） 33重量％を加え撹拌した後、ロールミルに通し、増ちよう剤にフッ素榭脂粉 末、基油に PFPE油を用 、たダリースである半固形状のダリース 1を得た。

[0067] 参考例 2 :ジゥレア化合物 ジフエ-ルメタンジイソシァネート 1モルとォクチルァミン 2モルとをへキサンに溶 かして、還流しながら 40°Cで 30分間撹拌を続けて反応させ、ジゥレア化合物をへキ サン中に析出させた。へキサンを蒸発させた後、これを乳鉢で擂りつぶし、ジゥレア 化合物粉末を得た。

[0068] 参考例 3：ジゥレア化合物とエステル油との混合物

グリース全体に対して、芳香族エステル油（40°Cの動粘度 91 mm²) 88重量％の半 量にジフエ-ルメタンジイソシァネート 1モルを溶かし、残りの半量にモノアミン 2モ ルを溶かして上記半量の基油に攪拌しながら加えた後、 100〜120°Cで 30分間攪拌 を続けて反応させ、ジゥレア化合物 12重量％を基油である芳香族エステル油に折 出した。その後、ロールミルに通しジゥレア化合物とエステル油の混合物である半固 形状物を得た。

[0069] 実施例 1〜実施例 3および比較例 1

表 1に示す割合で上記グリース等をそれぞれ混合撹拌して潤滑グリースを得た。配 合比率はグリース全体に対する重量％である。

得られた混合グリースの混和ちよう度、滴点を測定した。混和ちよう度および滴点は 日本工業規格 JIS K2220に準拠して求めた。その結果を表 1に示す。

[0070] また石油ベンジンで洗浄した軸受 6204ZZに全空間容積の 38 %となる各実施例 の潤滑グリースを封入して転がり軸受を作製した。軸受 6204ZZ (NTN株式会社製 )は深溝玉軸受であり、軸受部に高炭素クロム軸受鋼を使用している。得られた転が り軸受を以下に示す高温耐久試験にて評価した。

<高温耐久試験 >

ラジアル荷重 67 N、スラスト荷重 67 N、回転数 10000 rpm、雰囲気温度 200°C にて軸受を回転させ、過負荷によりモータが停止するまでの時間を測定した。なお 3 000時間を上限とした。結果を表 1に示す。

[0071] [表 1] 実施例 比較例

1 2 3 1

配合（重量％)

参考例 1 : PFPE油/フッ素樹脂粉末： 67/33 84 40 97 100

参考例 2 :脂肪族ジゥレア化合物 16

参考例 3 :エステル油/ジゥレア化合物： 88/12 60

セバシン酸ナトリウム 3

特性

ちょう度 220 352 280 282

滴点 C) ≥250 ≥250 ≥250 ≥250

高温耐久試験 （h) >3000 >3000 2500 1700 表 1に示すように、実施例 1〜実施例 3の潤滑グリースは比較例 1よりも高温耐久試 験に優れる。

[0072] 実施例 4〜実施例 5および比較例 2

表 2に示す割合で各グリースをそれぞれ混合撹拌して潤滑グリースを得た。配合比 率はグリース全体に対する重量％である。

得られた混合グリース（実施例 4および比較例 2)の混和ちよう度、滴点を測定した。 混和ちよう度および滴点は日本工業規格 JIS K2220に準拠して求めた。その結果 を表 2に示す。

[0073] また石油ベンジンで洗浄した軸受 6204ZZに全空間容積の 38 %となる各実施例 の潤滑グリースを封入して転がり軸受を作製した。得られた転がり軸受を上記の高温 耐久試験にて評価した。結果を表 2に示す。

[0074] [表 2]

表 2に示すように、実施例 4〜実施例 5の潤滑グリースは比較例 2よりも高温耐久試 験に優れる。 [0075] 参考例 4 :グリース 2の作製

グリース全体に対して、 PFPE油（デュポン社製商品名、クライトツタス GPL105、 40 °Cの動粘度 160 mmVsec) 67重量％に、フッ素榭脂粉末 (デュポン社製商品名、バ イダッタス） 33重量％を加え撹拌した後、ロールミルに通し、増ちよう剤にフッ素榭脂 粉末、基油に PFPE油を用いたグリースである半固形状のグリース 2を得た。なお、こ のグリース 2のちよう度は 280であり、蒸発率は 6.5重量％であった。グリースの蒸発 率は、長さ 80 mm X幅 60 mm X厚さ 3 mmのガラス板上にグリースを長さ 55 mm X 幅 35 mm X厚さ 1 mmの形状にシックネスゲージを用いて塗布し、 200°Cの恒温室 にて 24時間放置後の重量減少率を測定し、得られた重量減少率を蒸発率としたも のである。

[0076] 参考例 5 :グリース 3の作製

グリース全体に対して、 PFPE油（ソルべイネ土製商品名、フォンブリン M30、 40°Cの 動粘度 159 mmVsec) 67重量％に、フッ素榭脂粉末 (デュポン社製商品名、バイダ ッタス） 33重量％を加え撹拌した後、ロールミルに通し、増ちよう剤にフッ素榭脂粉 末、基油に PFPE油を用いたグリースである半固形状のグリース 3を得た。なお、この グリース 3のちよう度は 280であり、蒸発率は 3.2重量％であった。

[0077] 参考例 6：グリース 4(ウレアグリース)の作製

グリース全体に対して、芳香族エステル油（40°Cの動粘度 91 mmVsec ) 88重量％ の半量にジフエ-ルメタンジイソシァネート 1モルを溶かし、残りの半量にモノアミン 2モルを溶力して上記半量の基油に攪拌しながらカ卩えた後、 100〜120°Cで 30分間 攪拌を続けて反応させ、ゥレア化合物 12重量％を基油である芳香族エステル油に 折出した。その後、ロールミルに通しジゥレア化合物とエステル油の混合物である半 固形状のグリース 4 (ウレアグリース）を得た。このグリース 4のちよう度は 290であった

[0078] 参考例 7 :グリース 5の作製

グリース全体に対して、フッ素系油（デュポン社製商品名、クライトツタス GPL104、 4 0°Cの動粘度 60 mmVsec) 67重量％に、フッ素榭脂粉末 (デュポン社製商品名、バ イダッタス） 33重量％を加え撹拌した後、ロールミルに通し、増ちよう剤にフッ素榭脂 粉末を用いたグリースである半固形状のグリース 5を得た。なお、このグリース 5のちよ う度は 280であり、蒸発率は 35.8重量％であった。

[0079] <榭脂層 1 (転動体用）の形成 >

芳香族ポリアミドイミド榭脂ワニス（日立化成工業社製 HPC— 4250、溶剤: N—メチ ル— 2—ピロリドン）を SUJ2製ボール（5/16インチ）にデイツビング法にてコーティン グした。コーティング後 100°Cで 1時間乾燥し、 180°Cで 1時間焼成した。皮膜厚み は、デイツビング回数を調整し、 5 mになるようにした。

[0080] く榭脂層 2 (保持器用）の形成〉

芳香族ポリアミドイミド榭脂ワニス（日立化成工業社製 HPC— 4250、溶剤: N—メチ ル— 2—ピロリドン）を SPCC製プレス波形保持器にデイツビング法にてコーティングし た。コーティング後 100°Cで 1時間乾燥し、 180°Cで 1時間焼成した。皮膜厚みは、 デイツビング回数を調整し、 5 /z mになるようにした。なお、保持器の軸受への組み込 みは鉅止めとした。

[0081] 実施例 6〜実施例 9および比較例 3〜比較例 4

表 3に示す軸受構成およびグリースを用いて試験用転がり軸受を作製した。得られ た試験用転がり軸受を上記の高温耐久試験にて評価した。結果を表 3に示す。

[0082] [表 3]

表 3に示すように、転動体または保持器の少なくとも一方に榭脂層を設けた実施例 6〜実施例 9の転がり軸受は、比較例よりも高温耐久性に優れた。

実施例 10および実施例 12 表 4に示す軸受構成およびグリースを用いて 6204軸受で試験用転がり軸受を作製 した。炭素繊維を 30重量％含有した PEEK榭脂（ビタトレックス社製: PEEK450C A30)を射出成形した冠型保持器を使用した。内外輪、および転動体の材質は SUJ 2を用いた。シールは鉄板シールドである。

[0084] 石油ベンジンで洗浄した軸受 6204ZZに全空間容積の 38体積％となるようにダリ ースを封入して転がり軸受を作製した。得られた転がり軸受を上記の高温耐久試験 にて評価した。結果を表 4に示す。

[0085] 実施例 11

榭脂保持器材料にポリイミド榭脂 (三井化学社製：オーラム)を用いた以外は、実施 例 10と同様とし、高温耐久試験を行なった。結果を表 4に示す。

[0086] 実施例 13

無水トリメリット酸 50モル⁰ /₀、 2, 4—トリレンジイソシァネート 50モル⁰ /₀を原料にし て N—メチルピロリドン中で重合した。合成された榭脂溶液カゝら得られた芳香族ポリア ミドイミド榭脂 30重量部に対し、 PPS (大日本インキ化学工業社製:リニア型 PPS LR— 03)を 45重量部、ガラス繊維 25重量部を配合した芳香族ポリアミドイミド榭脂 と PPSからなる榭脂混合物を用いた以外は、実施例 10と同様とし、高温耐久試験を 行なった。結果を表 4に示す。

[0087] 比較例 5および比較例 6

表 4に示す軸受構成およびグリースを用いて 6204軸受で試験用転がり軸受を作製 した。実施例と同様の高温耐久試験を実施した。結果を表 4に示す。

[0088] [表 4] 実施例 比較例

10 11 12 13 5 6

軸受構成

ίΕ動体 SUJ2 SUJ2 SUJ2 SUJ2 SUJ2 SUJ2

保持器 PEEK樹脂 PI樹脂 PEEK樹脂 PAI/PPS樹脂 SPCC波形 SPCC波形 内外輪 SUJ2 SUJ2 SUJ2 SUJ2 SUJ2 SUJ2

封入グリース グリース 2 グリース 2 グリース 3 グリース 2 グリース 2 グリース 3

PFPE油 PFPE;¾ PFPE油 PFPE;¾ PFPE油 PFPE;¾

基油

(側鎖型） (側鎖型） (直鎖型） (側鎖型） (側鎖型） (直鎖型）

増ちよう剤 フッ素樹脂 フッ素樹脂 フッ素樹脂 フッ素樹脂 フッ素樹脂 フッ素樹脂 高温耐久時間、 h 2300 2200 1900 2300 1700 1200 表 4に示すように、実施例 10〜実施例 13の榭脂製保持器を用いた転がり軸受は、 比較例よりも高温耐久試験に優れた。

[0089] 実施例 14〜実施例 16、比較例 7〜比較例 11

表 5に示す軸受構成およびグリースを用いて試験用転がり軸受を作製した。得られ た試験用転がり軸受を以下に示す高温耐久試験にて評価した。試験用転がり軸受 は転動体としてボール（5Z16インチ、 7個）を使用した 6204軸受を用いた。

[0090] 石油ベンジンで洗浄した軸受 6204ZZに全空間容積の 38%となる量の表 5に示す グリースを封入して試験用転がり軸受を作製した。得られた試験用転がり軸受を上記 の高温耐久試験にて評価した。なお、高温耐久時間は 4000時間を上限とした。また 、比較例 10および比較例 11については高温耐久試験の雰囲気温度を 180°Cとした 。結果を表 5に示す。

[0091] [表 5]

表 5において、実施例 14と比較例 7、実施例 15と比較例 8、実施例 16と比較例 9の 各組み合わせで示すように、セラミックスで転動体を形成した各実施例の転がり軸受 は、それぞれと同じグリースを用いて転動体を鋼で形成した各比較例よりも優れた耐 久性を示した。

一方、フッ素グリースを用いな 、比較例 10および比較例 11では転動体の材質の相 違による試験時間に差は見られない。さらに、実施例 14のフッ素グリースとセラミック ス転動体を用いた軸受は、温度条件がより厳しいにもかかわらず、比較例 10および 比較例 11よりも優れた耐久性を示した。 産業上の利用可能性

[0092] 本発明の潤滑グリースは基油と増ちよう剤と添加剤を含み、 PFPE油を基油とし、フ ッ素榭脂粉末を増ちよう剤とするフッ素系の潤滑グリースであって、上記添加剤は金 属表面に被膜を形成する物質であることにより、フッ素と鋼との反応を抑制し、 PFPE 本来の耐熱性や潤滑性を活用して長寿命である。このため、自動車電装補機、事務 用機器等に用いられる転がり軸受用の潤滑グリースとして好適に利用できる。また、 真空中など、グリース封入量が比較的少なぐ境界潤滑条件で使用される転がり軸受 にも好適に利用できる。

図面の簡単な説明

[0093] [図 1]深溝玉軸受の断面図である。

符号の説明

[0094] 1 転がり軸受

2 内輪

3 外輪

4 転動体

5 保持器

6 シール部材

7 潤滑グリース

Claims

請求の範囲

[1] 基油としてパーフルォロポリエーテル油を、増ちよう剤としてフッ素榭脂粉末を含み

、添加剤を配合してなる潤滑グリースであって、

前記添加剤は、潤滑グリースが使用される鉄系金属材を含む軸受部の摩擦摩耗に より露出した鉄系金属新生面と反応してその鉄系金属新生面に被膜を形成できる物 質を含むことを特徴とする潤滑グリース。

[2] 前記鉄系金属新生面に被膜を形成できる物質は、分子構造中に NH 結合を 有する有機化合物であることを特徴とする請求項 1記載の潤滑グリース。

[3] 前記分子構造中に NH 結合を有する有機化合物は、ジゥレア化合物であるこ とを特徴とする請求項 2記載の潤滑グリース。

[4] 前記鉄系金属新生面に被膜を形成できる物質は、有機酸の金属塩であることを特 徴とする請求項 1記載の潤滑グリース。

[5] 前記鉄系金属新生面に被膜を形成できる物質は、モリブデン酸塩またはビスマス 系化合物であることを特徴とする請求項 1記載の潤滑グリース。

[6] 前記モリブデン酸塩は、モリブデン酸カリウムまたはモリブデン酸ナトリウムであるこ とを特徴とする請求項 5記載の潤滑グリース。

[7] 前記ビスマス系化合物は、硫酸ビスマスであることを特徴とする請求項 5記載の潤 滑グリース。

[8] 同心に配置される内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する複数の転 動体と、該転動体を保持する保持器とを備え、この転動体の周囲に潤滑グリースが 封入されてなる転がり軸受であって、

前記内輪、外輪、転動体および保持器の少なくとも 1つが軸受部の摩擦摩耗により 新生面が露出する鉄系金属材で構成され、

前記潤滑グリースが請求項 1記載の潤滑グリースであることを特徴とする潤滑ダリー ス封入転がり軸受。

[9] 同心に配置される内輪および外輪と、この内輪および外輪間に介在する複数の転 動体と、該転動体を保持する保持器とを備え、この転動体の周囲に潤滑グリースが 封入されてなる転がり軸受であって、 前記内輪、外輪、転動体および保持器の少なくとも 1つが軸受部の摩擦摩耗により 新生面が露出する鉄系金属材で構成され、

前記潤滑グリースは、基油としてパーフルォロポリエーテル油を、増ちよう剤としてフ ッ素榭脂粉末を含む潤滑グリースであり、

前記転動体の表面、または、前記転動体と接触する前記保持器の接触面の少なく とも一方の面に榭脂層を形成したことを特徴とする転がり軸受。

[10] 前記榭脂層は、芳香族ポリイミド系榭脂層であることを特徴とする請求項 9記載の転 がり軸受。

[11] 前記榭脂層の厚さは、 0.1 m〜100 mであることを特徴とする請求項 9記載の転 がり軸受。

[12] 前記保持器が榭脂成形体であることを特徴とする請求項 9記載の転がり軸受。

[13] 前記榭脂成形体は、ポリアミド榭脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフエ-レ ンサルファイド榭脂、芳香族ポリイミド系榭脂およびフエノール榭脂から選ばれた少な くとも 1つの樹脂の成形体であることを特徴とする請求項 12記載の転がり軸受。

[14] 前記榭脂成形体は、ポリフエ-レンサルファイド榭脂および芳香族ポリアミドイミド榭 脂との混合榭脂であることを特徴とする請求項 13記載の転がり軸受。

[15] 前記転動体がセラミックス成形体であることを特徴とする請求項 9記載の転がり軸受

[16] 前記セラミックス成形体は、窒化珪素の成形体であることを特徴とする請求項 15記 載の転がり軸受。

[17] 前記潤滑グリースは、 200°Cにて 24時間放置後の蒸発率が 0.1重量％〜15重量 %であることを特徴とする請求項 9記載の転がり軸受。