JP7529445B2 - グリース組成物および転がり軸受 - Google Patents
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Description
<1>ポリαオレフィンと、
ウレア系増ちょう剤と、
モリブデンジチオホスフェートと、
バリウムスルホネートと
を含むグリース組成物であって、
前記ウレア系増ちょう剤のSP値と前記ポリαオレフィンのSP値との差が、3.5以下である、前記グリース組成物。
<2>前記ウレア系増ちょう剤が、脂肪族アミンの量と脂環式アミン及び脂肪族アミンの合計量との比率{脂肪族アミンの量:(脂環式アミン及び脂肪族アミンの合計量)}が、モル比で、5:100~35:100であるウレア系増ちょう剤であって、前記ポリαオレフィンの40℃における動粘度が20mm2/s以上40mm2/s以下であるポリαオレフィンである、<1>に記載のグリース組成物。
<3>前記ポリαオレフィンの含量が、グリース組成物基準で75質量%以上85質量%以下であり、
前記ウレア系増ちょう剤の含量が、グリース組成物基準で、8質量%以上20質量%以下であり
前記モリブデンジチオホスフェートの含量が、グリース組成物基準で、0.05質量%以上1.5質量%以下であり、そして
前記バリウムスルホネートの含量が、グリース組成物基準で、0.05質量%以上1.5質量%以下である
<1>または<2>に記載のグリース組成物。
<4>内側軌道部材と、
外側軌道部材と、
前記内側軌道部材の軌道と前記外側軌道部材の軌道との間に転動可能に配置される複数の転動体と、
前記内側軌道部材と前記外側軌道部材との間の内部空間を外部空間に対して密封する2つのシールと、
前記内部空間に封入される<1>乃至<3>のいずれかに記載のグリース組成物と、
を含む転がり軸受。
本発明のグリース組成物において、潤滑油基油としては、40℃における動粘度20mm2/s以上50mm2/s以下であるポリαオレフィンが使用されることができる。40℃における動粘度は、好ましくは20mm2/s以上40mm2/s以下であり、さらに好ましくは22mm2/s以上40mm2/s以下である。
40℃における動粘度は、JIS K 2283:2000に準拠して測定することができる。
本発明のグリース組成物における、潤滑油基油の添加量は、グリース組成物全量基準で、好ましくは、75質量%以上85質量%以下である。
ウレア系増ちょう剤としては、脂環式アミンおよび脂肪族アミンの混合アミンと、ジイソシアネート化合物とを反応させて得られるウレア系化合物が使用されることができる。ウレア系増ちょう剤としては、例えば、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物(ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物を除く)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またはこれらの混合物等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、ジウレア化合物が使用される。
また、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。脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、飽和および/または不飽和の直鎖状、または分岐鎖の炭化水素基を有するジイソシアネートが挙げられる。具体的には、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネート(HDI)等が挙げられる。また、脂環式ジイソシアネートとしては、例えば、シクロヘキシルジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。また、芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)等が挙げられる。
本発明のグリース組成物に含まれるウレア系増ちょう剤において、脂肪族アミンの量と脂環式アミン及び脂肪族アミンの合計量との比率{脂肪族アミンの量:(脂環式アミン及び脂肪族アミンの合計量)}が、モル比で、5:100~35:100であり、好ましくは10:100~35:100、より好ましくは15:100~35:100、最も好ましくは18:100~35:100である。なお、本明細書において、「5:100~35:100」と記載する場合、両端の値、すなわち「5:100」及び「35:100」を範囲内に含むものとする。
本明細書において「SP値」とは、溶解性パラメータ(Solubility Parameter)を意味する。SP値を推算する方法としては、物性値から推算する方法(蒸発潜熱から求める方法、表面張力による方法)と分子構造から推算する方法(Fedorsの計算方法、Hansenの計算方法、Hoyの計算方法など)とがある。本発明のグリース組成物では、潤滑油基油とウレア系増ちょう剤のSP値をFedorsの計算方法に基づき計算する。「添加剤の溶解性パラメータに関する考察」 上田ら、塗料の研究 No.152 Oct. 2010において、Fedorsの計算方法によるSP値の計算方法が詳述されている。
Fedorsの計算方法では、凝集エネルギー密度とモル分子容の両方が置換基の種類及び数に依存していると考えられている。Fedorsの計算方法では、SP値σの測定に、以下の式(A)と表1に示す定数とが求められる。
式(A) σ(cal/ cm3)=[ΣEcoh(cal/mol)/ΣV(cm3/mol)]1/2
本明細書において、「モリブデンジチオホスフェート」は下記の式(1)で表される化合物である。
本発明のグリース組成物における、モリブデンジチオホスフェートの含有量は、グリース組成物全量基準で、0.05質量%以上1.5質量%以下が好ましく、0.1質量%以上1.5質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上1.2質量%以下がさらに好ましい。
本発明のグリース組成物は、バリウムスルホネートを含む。本発明のグリース組成物において、バリウムスルホネートは、グリース組成物が封入される部材の疲労寿命を長く保つために添加される。バリウムスルホネートは通常防錆剤として用いられるが、カルシウムスルホネートと比べ、金属成分の原子量が大きく重いために金属表面への吸着が進行しやすいと考えられる。これによって部材の金属接触を防止し、疲労寿命を改善する効果が大きいと考えた。
モリブデンジチオカルバメート及びバリウムスルホネートが、金属表面において相乗効果を示すことから、本発明のグリース組成物が封入される部材は、疲労寿命を長く維持できると考えられる。
本発明のグリース組成物における、バリウムスルホネートの含有量は、グリース組成物全量基準で、0.05質量%以上1.5質量%以下が好ましく、0.1質量%以上1.5質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上1.2質量%以下がさらに好ましい。
添加剤としては、任意成分として、極圧剤、防錆剤、酸化防止剤、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、粘度指数向上剤亜リン酸エステル、エーテル系化合物、および酸化パラフィン等の各種添加剤が挙げられる。極圧剤としては、硫黄系化合物(ジチオカルバミン酸亜鉛(ZnDTC)等)や塩素系化合物(塩素化パラフィン等)が使用されてもよい。
また、エーテル系化合物の配合量は、グリース組成物全量に対して、好ましくは、0.5質量%以上3質量%以下であり、さらに好ましくは、0.7質量%以上2質量%以下である。
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、ジチオリン酸亜鉛系酸化防止剤、フェノチアジン系酸化防止剤等などが挙げられる。具体的には、P,P,ジオクチルジフェニルアミンを使用することができる。
防錆剤としては、例えば、脂肪族アミン類、有機スルホン酸金属塩、有機リン酸金属塩、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステルなどが挙げられる。具体的には、ソルビタンモノイソステアレートを使用することができる。
耐摩耗剤としては、リン酸エステル,金属ジチオホスフェート塩等を使用することができる。例えば、ジフェニルハイドロゲンフォスファイトを使用することができる。
本明細書において「化学的安定性を改善する」とは、一定期間グリースを使用した場合に、夾雑物が発生する量を減少させることを意味する。夾雑物の発生量は、JIS K 7218に記載の鈴木式摩擦試験機を利用して評価することができる。
内輪5は、外周面に内輪5の軌道52を有する。内軸4と内輪5とが、内側軌道部材2を構成する。内軸4は、内軸本体の軸方向の車体側(図1の右側、以下、軸方向のインナ側という)の外周面43に内輪5が嵌められている。
外輪3は、外輪本体31と、外輪本体31の径方向の外側に車体取り付け用のフランジ32と、を備える。外輪3は、軸方向のアウタ側の内周面に外輪3の第1の軌道33を有する。外輪3は、軸方向のインナ側の内周面に外輪3の第2の軌道34を有する。外輪3が、外側軌道部材3を構成する。外輪3は内側軌道部材2の径方向の外側に配置される。フランジ32は図示しないナックルアーム(車両本体)に固定される。
<グリースの配合>
各実施例および各比較例について表2及び3に示す配合割合で、増ちょう剤、基油および添加剤を配合することによって、試験用グリース組成物を調製した。得られた試験用グリース組成物に対して、次に示す評価を行った。評価結果を表2及び3に示す。
(1)基油
・ポリαオレフィン1 動粘度410mm2/s(40℃)
・ポリαオレフィン2 動粘度31mm2/s(40℃)
・ポリαオレフィン3 動粘度17.5mm2/s(40℃)
表2及び3に示した容量比で基油を混合し、潤滑油基油を調製した。
(2)増ちょう剤
・脂肪族アミン(オクタデシルアミン)
・脂環式アミン(シクロヘキシルアミン)
・芳香族アミン(p-トルイジン)
表2及び3に示したモル比でアミンを混合し、ジイソシアネート化合物(メチレンジイソシアネート)を反応させてウレア系化合物を調製した。
(3)添加剤
表2及び3に記載の通り、添加剤を添加した。添加剤の詳細は以下の通りである。
・酸化ワックスのメチルエステル ルーブリゾール社製(製品名:ALOX350)
・ジフェニルハイドロゲンフォスファイト 城北化学社製(製品名:JP-260)
・Ba-sulfonate King Industries社製(製品名:NA-SUL BSN-HT)
・Ca-sulfonate King Industries社製(製品名:NA-SUL CA-1089)
・ヘテロ環状エ-テル ルーブリゾール社製(製品名:LZ730)
・MoDTP ADEKA社製 (製品名:アデカサクラルーブ300)
(1)夾雑物量の評価
夾雑物の発生量はJIS K 7218に記載の鈴木式摩擦試験機を利用して評価した。グリースを1.4g塗布した円錐ころ軸受30204JRを取り付け、3000Nのスラスト荷重を付加した状態で、20rpmで1分間運転した後1分間停止させるサイクルを10サイクル実施した後の軸受を観察し、夾雑物の発生がないかを目視で確認した。
IP305に記載のユニスチール転がり疲労試験機を利用して評価した。球数を3個に減じた51110軸受にグリースを塗布し、回転数1500rpm,荷重337.5kgで運転した際の異常振動が発生するまでの時間で寿命を評価した。
実施例1~5のグリース組成物を使用した各々の鈴木式摩擦試験では、夾雑物の発生が認められず、良好であった。実施例3及び4のグリース組成物を使用した各々の鈴木式摩擦試験では、夾雑物がごく少量発生したが、実用に耐えうる範囲であると判断した。
脂肪族アミンではなく芳香族アミンを含む比較例1、脂環式アミンのみを含む比較例2、動粘度が高い基油を使用した比較例3、芳香族アミンのみを含む比較例4の各々では、夾雑物が発生した。これらの夾雑物が発生する際には異音の発生が認められた。したがって、グリースとして使用することは不可能であると判断し、疲労寿命に関する評価は行わなかった。
モリブデンジチオホスフェートを含まない比較例5では、夾雑物の発生が認められなかった。しかしながら、疲労寿命試験では、実施例1よりも疲労寿命が短くなった。
バリウムスルホネートでなく、カルシウムスルホネートを含む比較例6では、夾雑物の発生が認められなかった。しかしながら、疲労寿命試験では、実施例1よりも疲労寿命が短くなった。
Claims (3)
- ポリαオレフィンと、
ウレア系増ちょう剤と、
モリブデンジチオホスフェートと、
バリウムスルホネートとを含むグリース組成物であって、
Fedorsの計算方法に基づき計算した、前記ウレア系増ちょう剤のSP値と前記ポリαオレフィンのSP値との差が、3.5以下であり、
前記グリース組成物における、潤滑油基油の含量は、グリース組成物全量基準で、75質量%以上85質量%以下であり、前記ポリαオレフィンの含有量は、前記潤滑油基油基準で、50質量%以上であり、
前記ウレア系増ちょう剤が、脂肪族アミンの量と脂環式アミン及び脂肪族アミンの合計量との比率{脂肪族アミンの量:(脂環式アミン及び脂肪族アミンの合計量)}が、モル比で、5:100~35:100であるウレア系増ちょう剤であって、
前記ポリαオレフィンの40℃における動粘度が、20mm 2 /s以上40mm 2 /s以下であるポリαオレフィンである、前記グリース組成物。 - 前記ポリαオレフィンの含量が、グリース組成物基準で75質量%以上85質量%以下であり、
前記ウレア系増ちょう剤の含量が、グリース組成物基準で、8質量%以上20質量%以下であり、
前記モリブデンジチオホスフェートの含量が、グリース組成物基準で、0.05質量%以上1.5質量%以下であり、そして
前記バリウムスルホネートの含量が、グリース組成物基準で、0.05質量%以上1.5質量%以下である、
請求項1に記載のグリース組成物。 - 内側軌道部材と、
外側軌道部材と、
前記内側軌道部材の軌道と前記外側軌道部材の軌道との間に転動可能に配置される複数の転動体と、
前記内側軌道部材と前記外側軌道部材との間の内部空間を外部空間に対して密封する2つのシールと、
前記内部空間に封入される請求項1又は2に記載のグリース組成物と、
を含む転がり軸受。
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