グリース組成物およびグリース封入軸受
【課題】高温高速耐久性に優れ、グリース封入軸受のコストダウンが可能であるグリース組成物、および、このグリース組成物を封入したグリース封入軸受を提供する。
【解決手段】本発明のグリース組成物７は、パーフルオロポリエーテル油である基油と、フッ素樹脂粒子である増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなり、上記添加剤は、（１）植物由来のポリフェノール化合物、および、（２）植物由来のポリフェノール化合物の分解化合物、から選ばれた少なくとも一つの化合物を含有する。グリース封入軸受１は、内輪２および外輪３と、複数の転動体４とを備え、この転動体の周囲に上記グリース組成物７が封入され、シール部材６が軸方向両端開口部８ａ、８ｂに設けられている。
【解決手段】本発明のグリース組成物７は、パーフルオロポリエーテル油である基油と、フッ素樹脂粒子である増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなり、上記添加剤は、（１）植物由来のポリフェノール化合物、および、（２）植物由来のポリフェノール化合物の分解化合物、から選ばれた少なくとも一つの化合物を含有する。グリース封入軸受１は、内輪２および外輪３と、複数の転動体４とを備え、この転動体の周囲に上記グリース組成物７が封入され、シール部材６が軸方向両端開口部８ａ、８ｂに設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転がり軸受に関し、特に、高温で使用する自動車などの電装・補機および複写機の定着ローラに用いる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
電装・補機である電磁クラッチ、オルタネータ、フライホイールダンパは高温になるため、その電装・補機に用いる転がり軸受の封入グリースには一般にウレア系グリースが使用されている。さらに、２００℃付近の超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グリースには、増ちょう剤としてフッ素樹脂粒子を用い、基油にパーフルオロポリエーテル油を用いた耐熱性に優れるフッ素グリースが使用されている。
【０００３】
また、複写機のヒートローラは熱可塑性樹脂と着色剤からなるトナーを加熱溶融して、圧力により紙面に定着させるため、ローラ軸心にヒータが挿入されており、このヒートローラを支持する転がり軸受は２００℃付近の超高温になる。そのため、ヒートローラを支持する転がり軸受には上記フッ素グリースが封入されている。
【０００４】
従来、フッ素グリースとして基油にフッ素油とフッ素油より比重が小さく、フッ素油と混合しない油を含有するグリースを封入した玉軸受（特許文献１参照）や、グリースとして基油に芳香族エステル、ポリフェニルエーテル、アルキル化ポリフェニルエーテル、エステル油、およびペルフルオロ−ポリアルキルエーテル油を用い、増ちょう剤にジカルバミドを用い、その他ＰＴＦＥ、ポリイミドなどの固体潤滑剤と一般的な添加剤を用いたグリース（特許文献２参照）などが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１８５９号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特表２０００−５１４１０５号公報（特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および特許文献２のような潤滑（グリース）組成物を使用する場合や、これらに従来の酸化防止剤を組み合わせて添加する場合でも、自動車などの電装・補機および複写機の定着ローラなど高温高速回転で使用される軸受に封入した際に、高温高速耐久性について性能を満足させることができない場合がある。
【０００７】
また、電装・補機は近年、自動車の小型化、軽量化および静粛性向上の要求に伴い、同様の小型化、軽量化およびエンジンルーム内の密閉化が図られている。その一方、装置の性能自体にも高出力、高効率化の要求が増大している。この電装・補機に用いる転がり軸受に封入される潤滑グリースは、超高温に耐えるものでなければならない。また、２００℃付近の超高温になるファンクラッチや複写機のヒートローラを支持する転がり軸受の封入グリースには上記フッ素グリースを用いているが、フッ素グリースは高価であり、グリース組成物および該グリース封入軸受のコストダウンの妨げになる。
【０００８】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、高温高速耐久性に優れ、グリース封入軸受のコストダウンが可能であるグリース組成物、および、このグリース組成物を封入したグリース封入軸受の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のグリース組成物は、パーフルオロポリエーテル（以下、ＰＦＰＥと記す）油である基油と、フッ素樹脂粒子である増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなるグリース組成物であって、上記添加剤は、（１）植物由来のポリフェノール化合物、および、（２）植物由来のポリフェノール化合物の分解化合物、から選ばれた少なくとも一つの化合物を含有することを特徴とする。
【００１０】
上記植物由来のポリフェノール化合物の分解化合物は、１分子内に複数の水酸基を有することを特徴とする。また、上記植物由来のポリフェノール化合物は、クロロゲン酸またはその誘導体であることを特徴とする。また、上記植物由来のポリフェノール化合物は、クルクミンまたはその誘導体であることを特徴とする。また、上記植物由来のポリフェノール化合物は、ケルセチンまたはその誘導体であることを特徴とする。
【００１１】
上記化合物の配合割合は、ベースグリース 100 重量部に対して 0.1〜5 重量部であることを特徴とする。
【００１２】
上記フッ素樹脂粒子は、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記す）樹脂粒子であることを特徴とする。
【００１３】
本発明のグリース封入軸受は、上記グリース組成物が封入されてなることを特徴とする。また、上記グリース封入軸受は、深溝玉軸受であることを特徴とする。また、上記グリース封入軸受は、自動車電装・補機に用いられる転がり軸受であることを特徴とする。また、上記グリース封入軸受は、複写機の定着ローラに用いられる転がり軸受であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のグリース組成物は、ＰＦＰＥ油である基油と、フッ素樹脂粒子である増ちょう剤とからなるベースグリースに、植物由来のポリフェノール化合物、および、植物由来のポリフェノール化合物の分解化合物、から選ばれた少なくとも一つの化合物を含有する添加剤が配合されているので、この添加剤を配合しない場合、または、従来の酸化防止剤などを配合した場合よりも耐酸化劣化性を向上させることができ、高温高速下での軸受の長寿命化が図れる。軸受の長寿命化により、低コスト化が図れる。
【００１５】
本発明のグリース封入軸受は、耐酸化劣化性に優れる上記グリース組成物を封入しているので、高温高速下において長寿命であり、自動車の電装・補機や複写機の定着ローラなどの高温高速回転で使用される転がり軸受として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のグリース封入軸受の一実施例を示す深溝玉軸受の断面図である。
【図２】本発明のグリース封入軸受を複写機の定着ローラに適用した例を示す断面図である。
【図３】本発明のグリース封入軸受を電装・補機のオルタネータに適用した例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
グリース封入軸受について、高温高速耐久性に優れ、長寿命化を図る方法を鋭意検討した。この結果、ＰＦＰＥ油である基油と、フッ素樹脂粒子である増ちょう剤とからなるベースグリースに、植物由来のポリフェノール化合物（またはその分解化合物）を含有する添加剤を配合したグリース組成物を封入した転がり軸受を用いて、高温耐久性試験を行なったところ、上記化合物を配合しないフッ素グリースと比較して、軸受寿命を延長できることがわかった。これは、ポリフェノール化合物を配合することにより、ポリフェノール化合物が酸化防止剤としての効果を発揮し、グリースの酸化劣化を抑制できるためであると考えられる。本発明はこれらの知見に基づくものである。
【００１８】
本発明において使用できるポリフェノール化合物は、芳香族炭化水素環の水素原子を水酸基（ヒドロキシ基）で置換した、１分子内に複数の水酸基を有する芳香族ヒドロキシ化合物である。ポリフェノール化合物は、ほとんどの植物に含有され、光合成によってできる植物由来の成分である。
【００１９】
また、上記植物由来のポリフェノール化合物の分解化合物は、該ポリフェノール化合物の加水分解などで生成する芳香族または脂環族ヒドロキシ化合物などである。ポリフェノール化合物と同様の作用効果を得るため、該分解化合物においても、１分子内に複数の水酸基を有することが好ましい。
【００２０】
本発明において使用できる植物由来のポリフェノール化合物またはその分解化合物としては、例えば、タンニン、エラグ酸、クロロゲン酸、クルクミン、ケルセチン、テアフラビン、アントシアニン、ルチン、リグナン、カテキンなどが挙げられる。また、植物由来のセサミン、イソフラボン、クマリンなどから得られるポリフェノール化合物も使用できる。以上のようなポリフェノール化合物またはその分解化合物は、単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２１】
これらの中で、より長期間、酸化劣化を抑制できることから、クロロゲン酸またはその誘導体、クルクミンまたはその誘導体、ケルセチンまたはその誘導体を用いることが好ましい。
【００２２】
本発明に用いる、クロロゲン酸は化１に、クルクミンは化２に、ケルセチンは化３にそれぞれ示す構造を有する。
【化１】
【化２】
【化３】
【００２３】
上記構造式を示したクロロゲン酸、クルクミン、ケルセチンについては、それぞれの誘導体も使用できる。
【００２４】
植物由来のポリフェノール化合物およびその分解化合物から選ばれた少なくとも一つの化合物の配合割合は、ベースグリース 100 重量部に対して 0.1〜5 重量部である。上記化合物の配合割合が 0.1 重量部未満であると、高温条件下の用途においてグリースの酸化劣化を効果的に防止できない。上記化合物の配合割合が 5 重量部をこえても潤滑剤の酸化劣化を防止する効果がそれ以上に向上しにくい。
【００２５】
本発明のグリース組成物におけるベースグリースは、ＰＦＰＥ油を基油とし、フッ素樹脂粒子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４および化５で示される側鎖を有するＰＦＰＥ油と、化６から化８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。ｍ、ｎは整数である。
【００２６】
化４の市販品としてはフォンブリンＹ（ソルベイ ソレクシス社商品名）、化５の市販品としてはクライトックス（デュポン社商品名）やバリエルタＪオイル（ＮＯＫクリューバー社商品名）、化６の市販品としてはフォンブリンＺ（ソルベイ ソレクシス社商品名）、化７の市販品としてはフォンブリンＭ（ソルベイ ソレクシス社商品名）、化８の市販品としてはデムナム（ダイキン社商品名）などを例示できる。
【００２７】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【００２８】
本発明において増ちょう剤として用いるフッ素樹脂粒子は、上記ＰＦＰＥ油と親和性が高く、高温安定性、耐薬品性を有する粉末が使用できる。フッ素樹脂を例示すれば、ＰＴＦＥ樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのパーフルオロ系フッ素樹脂が好ましく、特に、ＰＴＦＥ樹脂が高温安定性、耐薬品性が優れているため好ましい。
【００２９】
上記ベースグリースは、ＰＦＰＥ油を 50〜90 重量％、フッ素樹脂粒子を 50〜10 重量％配することが好ましい。この範囲の配合とすることにより、軸受封入グリースとして洩れが少なく、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。
【００３０】
また、ポリフェノール化合物とともに、必要に応じて公知のグリース用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、有機亜鉛化合物、アミン系化合物などの上記ポリフェノール化合物以外の酸化防止剤、ベンゾトリアゾールなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイトなどの固体潤滑剤、金属スルホネート、ポリアルコールエステルなどの防錆剤、有機モリブデンなどの摩擦低減剤、エステル、アルコールなどの油性剤、りん系化合物などの摩耗防止剤などが挙げられる。これらを単独または 2 種類以上組み合せて添加できる。
【００３１】
本発明のグリース組成物は、グリースの耐酸化劣化性を向上できるので、グリース封入軸受の高温高速下での寿命を向上させることができる。このため、玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受などの封入グリースとして使用できる。
【００３２】
本発明のグリース組成物が封入されている軸受について図１により説明する。図１は本発明のグリース封入軸受の一実施例を示す深溝玉軸受の断面図である。グリース封入軸受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が設けられている。また、外輪３に固定されるシール部材６が内輪２および外輪３の軸方向両端開口部８ａ、８ｂにそれぞれ設けられている。少なくとも転動体４の周囲に本発明のグリース組成物７が封入される。このグリース組成物７は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに、上述の植物由来のポリフェノール化合物およびその分解化合物から選ばれた少なくとも一つを含有する添加剤が配合されている。
【００３３】
本発明のグリース封入軸受を利用した定着部材の構造を図２に基づいて説明する。図２は、深溝玉軸受１１で軸部９ａを支持された定着装置の定着ローラ９を示す。この定着ローラ９はアルミニウムで中空に形成され、中空部に配設されたハロゲンヒータ１０によって２００℃程度まで加熱されるようになっている。定着ローラ９の両端の軸部９ａは内輪１２の内径面にすきま嵌めで嵌合され、外輪１３が定着装置のフレーム１８に固定されている。内輪１２と外輪１３との間に複数個の転動体１４が配置され、この複数個の転動体１４を保持する保持器１５が設けられている。また、外輪１３に固定されるシール部材１６が設けられている。少なくとも転動体１４の周囲に本発明のグリース組成物１７が封入される。このグリース組成物１７は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに、上述の植物由来のポリフェノール化合物およびその分解化合物から選ばれた少なくとも一つを含有する添加剤が配合されている。
【００３４】
本発明のグリース封入軸受の他の実施例として自動車電装・補機であるオルタネータに用いられるグリース封入軸受を図３により説明する。図３はオルタネータの構造の断面図である。オルタネータは、高温のエンジン室内に配設され、静止部材であるハウジングを形成する一対のフレーム１９ａ、１９ｂに、ロータ２０を装着されたロータ回転軸２６が、一対のグリース封入軸受２１、２１で回転自在に支持されている。ロータ２０にはロータコイル２２が取り付けられ、ロータ２０の外周に配置されたステータ２３には、１２０°の位相で３巻のステータコイル２４が取り付けられている。ロータ回転軸２６は、その先端に取り付けられたプーリ２５にベルト（図示省略）で伝達される回転トルクで回転駆動されている。プーリ２５は片持ち状態でロータ回転軸２６に取り付けられており、ロータ回転軸２６の高速回転に伴って振動も発生するため、特にプーリ２５側を支持するグリース封入軸受２１は、苛酷な負荷を受ける。本発明のグリース封入軸受２１には、少なくとも転動体の周囲に本発明のグリース組成物が封入される。このグリース組成物は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに、上述の植物由来のポリフェノール化合物およびその分解化合物から選ばれた少なくとも一つを含有する添加剤が配合されている。
【実施例】
【００３５】
実施例１〜実施例３
市販のフッ素グリース（ＮＯＫクリューバー社製、ＮＯＸＬＵＢＥ ＢＦ ２４２０（基油：ＰＦＰＥ油 増ちょう剤：ＰＴＦＥ樹脂粒子））に、ポリフェノール化合物を表１に示す配合割合で加えてさらに 100℃〜120℃で 10 分間撹拌した。その後冷却し、三本ロールで均質化し、グリース組成物を得た。得られたグリース組成物の高温耐久性試験を行なった。試験方法および試験条件を以下に示す。また、結果を表１に併記する。なお、グリース封入軸受のコスト相対比については、比較例１の場合を基準として、高温高速寿命時間から算出した。
【００３６】
＜高温耐久性試験＞
石油ベンジンでよく洗浄した軸受６２０４ＺＺ（軸受寸法：内径 20 mm、外径 47 mm、幅 14 mm）に、得られたグリース組成物を 0.7 g 封入し、軸受外輪外径部温度 200℃、ラジアル荷重 67 N 、アキシアル荷重 67 N の下で 10000 rpm の回転数で回転させ、焼き付きに至るまでの時間を測定した。結果を表１に併記する。
【００３７】
比較例１
市販のグリース（ＮＯＫクリューバー社製、ＮＯＸＬＵＢＥ ＢＦ ２４２０）を実施例と同様の試験を行なって評価した。結果を表１に併記する。
【００３８】
比較例２
市販のグリース（ＮＯＫクリューバー社製、ＮＯＸＬＵＢＥ ＢＦ ２４２０）にフェノール系酸化防止剤であるＢＨＴ（ジブチルヒドロキシトルエン）を表１の配合割合で加えた。得られたグリース組成物を実施例と同様の試験を行なって評価した。結果を表１に併記する。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１に示すように、各実施例は、高温耐久性試験において寿命が全て８００時間以上の優れた高温耐久性を示した。これは、特定のフッ素グリースを用いたことに加え、添加剤として配合されたポリフェノール化合物が、グリース組成物の酸化劣化を抑制できたことによると考えられる。一方、比較例１および比較例２では、各実施例と比較して寿命が短い結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のグリース組成物は、高温下において耐酸化劣化性に優れ、このグリース組成物を封入する軸受は高温高速下において長寿命であるので、自動車の電装・補機および複写機の定着ローラなどの高温高速回転で使用される転がり軸受として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１ グリース封入軸受（深溝玉軸受）
２ 内輪
３ 外輪
４ 転動体
５ 保持器
６ シール部材
７ グリース組成物
８ａ、８ｂ 両端開口部
９ 定着ローラ
９ａ 軸部
１０ ハロゲンヒータ
１１ 転がり軸受（深溝玉軸受）
１２ 内輪
１３ 外輪
１４ 転動体
１５ 保持器
１６ シール部材
１７ グリース組成物
１８ フレーム
１９ａ、１９ｂ フレーム
２０ ロータ
２１ グリース封入軸受（深溝玉軸受）
２２ ロータコイル
２３ ステータ
２４ ステータコイル
２５ プーリ
２６ ロータ回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は転がり軸受に関し、特に、高温で使用する自動車などの電装・補機および複写機の定着ローラに用いる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
電装・補機である電磁クラッチ、オルタネータ、フライホイールダンパは高温になるため、その電装・補機に用いる転がり軸受の封入グリースには一般にウレア系グリースが使用されている。さらに、２００℃付近の超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グリースには、増ちょう剤としてフッ素樹脂粒子を用い、基油にパーフルオロポリエーテル油を用いた耐熱性に優れるフッ素グリースが使用されている。
【０００３】
また、複写機のヒートローラは熱可塑性樹脂と着色剤からなるトナーを加熱溶融して、圧力により紙面に定着させるため、ローラ軸心にヒータが挿入されており、このヒートローラを支持する転がり軸受は２００℃付近の超高温になる。そのため、ヒートローラを支持する転がり軸受には上記フッ素グリースが封入されている。
【０００４】
従来、フッ素グリースとして基油にフッ素油とフッ素油より比重が小さく、フッ素油と混合しない油を含有するグリースを封入した玉軸受（特許文献１参照）や、グリースとして基油に芳香族エステル、ポリフェニルエーテル、アルキル化ポリフェニルエーテル、エステル油、およびペルフルオロ−ポリアルキルエーテル油を用い、増ちょう剤にジカルバミドを用い、その他ＰＴＦＥ、ポリイミドなどの固体潤滑剤と一般的な添加剤を用いたグリース（特許文献２参照）などが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１８５９号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特表２０００−５１４１０５号公報（特許請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および特許文献２のような潤滑（グリース）組成物を使用する場合や、これらに従来の酸化防止剤を組み合わせて添加する場合でも、自動車などの電装・補機および複写機の定着ローラなど高温高速回転で使用される軸受に封入した際に、高温高速耐久性について性能を満足させることができない場合がある。
【０００７】
また、電装・補機は近年、自動車の小型化、軽量化および静粛性向上の要求に伴い、同様の小型化、軽量化およびエンジンルーム内の密閉化が図られている。その一方、装置の性能自体にも高出力、高効率化の要求が増大している。この電装・補機に用いる転がり軸受に封入される潤滑グリースは、超高温に耐えるものでなければならない。また、２００℃付近の超高温になるファンクラッチや複写機のヒートローラを支持する転がり軸受の封入グリースには上記フッ素グリースを用いているが、フッ素グリースは高価であり、グリース組成物および該グリース封入軸受のコストダウンの妨げになる。
【０００８】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、高温高速耐久性に優れ、グリース封入軸受のコストダウンが可能であるグリース組成物、および、このグリース組成物を封入したグリース封入軸受の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のグリース組成物は、パーフルオロポリエーテル（以下、ＰＦＰＥと記す）油である基油と、フッ素樹脂粒子である増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなるグリース組成物であって、上記添加剤は、（１）植物由来のポリフェノール化合物、および、（２）植物由来のポリフェノール化合物の分解化合物、から選ばれた少なくとも一つの化合物を含有することを特徴とする。
【００１０】
上記植物由来のポリフェノール化合物の分解化合物は、１分子内に複数の水酸基を有することを特徴とする。また、上記植物由来のポリフェノール化合物は、クロロゲン酸またはその誘導体であることを特徴とする。また、上記植物由来のポリフェノール化合物は、クルクミンまたはその誘導体であることを特徴とする。また、上記植物由来のポリフェノール化合物は、ケルセチンまたはその誘導体であることを特徴とする。
【００１１】
上記化合物の配合割合は、ベースグリース 100 重量部に対して 0.1〜5 重量部であることを特徴とする。
【００１２】
上記フッ素樹脂粒子は、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記す）樹脂粒子であることを特徴とする。
【００１３】
本発明のグリース封入軸受は、上記グリース組成物が封入されてなることを特徴とする。また、上記グリース封入軸受は、深溝玉軸受であることを特徴とする。また、上記グリース封入軸受は、自動車電装・補機に用いられる転がり軸受であることを特徴とする。また、上記グリース封入軸受は、複写機の定着ローラに用いられる転がり軸受であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のグリース組成物は、ＰＦＰＥ油である基油と、フッ素樹脂粒子である増ちょう剤とからなるベースグリースに、植物由来のポリフェノール化合物、および、植物由来のポリフェノール化合物の分解化合物、から選ばれた少なくとも一つの化合物を含有する添加剤が配合されているので、この添加剤を配合しない場合、または、従来の酸化防止剤などを配合した場合よりも耐酸化劣化性を向上させることができ、高温高速下での軸受の長寿命化が図れる。軸受の長寿命化により、低コスト化が図れる。
【００１５】
本発明のグリース封入軸受は、耐酸化劣化性に優れる上記グリース組成物を封入しているので、高温高速下において長寿命であり、自動車の電装・補機や複写機の定着ローラなどの高温高速回転で使用される転がり軸受として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のグリース封入軸受の一実施例を示す深溝玉軸受の断面図である。
【図２】本発明のグリース封入軸受を複写機の定着ローラに適用した例を示す断面図である。
【図３】本発明のグリース封入軸受を電装・補機のオルタネータに適用した例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
グリース封入軸受について、高温高速耐久性に優れ、長寿命化を図る方法を鋭意検討した。この結果、ＰＦＰＥ油である基油と、フッ素樹脂粒子である増ちょう剤とからなるベースグリースに、植物由来のポリフェノール化合物（またはその分解化合物）を含有する添加剤を配合したグリース組成物を封入した転がり軸受を用いて、高温耐久性試験を行なったところ、上記化合物を配合しないフッ素グリースと比較して、軸受寿命を延長できることがわかった。これは、ポリフェノール化合物を配合することにより、ポリフェノール化合物が酸化防止剤としての効果を発揮し、グリースの酸化劣化を抑制できるためであると考えられる。本発明はこれらの知見に基づくものである。
【００１８】
本発明において使用できるポリフェノール化合物は、芳香族炭化水素環の水素原子を水酸基（ヒドロキシ基）で置換した、１分子内に複数の水酸基を有する芳香族ヒドロキシ化合物である。ポリフェノール化合物は、ほとんどの植物に含有され、光合成によってできる植物由来の成分である。
【００１９】
また、上記植物由来のポリフェノール化合物の分解化合物は、該ポリフェノール化合物の加水分解などで生成する芳香族または脂環族ヒドロキシ化合物などである。ポリフェノール化合物と同様の作用効果を得るため、該分解化合物においても、１分子内に複数の水酸基を有することが好ましい。
【００２０】
本発明において使用できる植物由来のポリフェノール化合物またはその分解化合物としては、例えば、タンニン、エラグ酸、クロロゲン酸、クルクミン、ケルセチン、テアフラビン、アントシアニン、ルチン、リグナン、カテキンなどが挙げられる。また、植物由来のセサミン、イソフラボン、クマリンなどから得られるポリフェノール化合物も使用できる。以上のようなポリフェノール化合物またはその分解化合物は、単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２１】
これらの中で、より長期間、酸化劣化を抑制できることから、クロロゲン酸またはその誘導体、クルクミンまたはその誘導体、ケルセチンまたはその誘導体を用いることが好ましい。
【００２２】
本発明に用いる、クロロゲン酸は化１に、クルクミンは化２に、ケルセチンは化３にそれぞれ示す構造を有する。
【化１】
【化２】
【化３】
【００２３】
上記構造式を示したクロロゲン酸、クルクミン、ケルセチンについては、それぞれの誘導体も使用できる。
【００２４】
植物由来のポリフェノール化合物およびその分解化合物から選ばれた少なくとも一つの化合物の配合割合は、ベースグリース 100 重量部に対して 0.1〜5 重量部である。上記化合物の配合割合が 0.1 重量部未満であると、高温条件下の用途においてグリースの酸化劣化を効果的に防止できない。上記化合物の配合割合が 5 重量部をこえても潤滑剤の酸化劣化を防止する効果がそれ以上に向上しにくい。
【００２５】
本発明のグリース組成物におけるベースグリースは、ＰＦＰＥ油を基油とし、フッ素樹脂粒子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４および化５で示される側鎖を有するＰＦＰＥ油と、化６から化８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。ｍ、ｎは整数である。
【００２６】
化４の市販品としてはフォンブリンＹ（ソルベイ ソレクシス社商品名）、化５の市販品としてはクライトックス（デュポン社商品名）やバリエルタＪオイル（ＮＯＫクリューバー社商品名）、化６の市販品としてはフォンブリンＺ（ソルベイ ソレクシス社商品名）、化７の市販品としてはフォンブリンＭ（ソルベイ ソレクシス社商品名）、化８の市販品としてはデムナム（ダイキン社商品名）などを例示できる。
【００２７】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【００２８】
本発明において増ちょう剤として用いるフッ素樹脂粒子は、上記ＰＦＰＥ油と親和性が高く、高温安定性、耐薬品性を有する粉末が使用できる。フッ素樹脂を例示すれば、ＰＴＦＥ樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのパーフルオロ系フッ素樹脂が好ましく、特に、ＰＴＦＥ樹脂が高温安定性、耐薬品性が優れているため好ましい。
【００２９】
上記ベースグリースは、ＰＦＰＥ油を 50〜90 重量％、フッ素樹脂粒子を 50〜10 重量％配することが好ましい。この範囲の配合とすることにより、軸受封入グリースとして洩れが少なく、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。
【００３０】
また、ポリフェノール化合物とともに、必要に応じて公知のグリース用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、有機亜鉛化合物、アミン系化合物などの上記ポリフェノール化合物以外の酸化防止剤、ベンゾトリアゾールなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイトなどの固体潤滑剤、金属スルホネート、ポリアルコールエステルなどの防錆剤、有機モリブデンなどの摩擦低減剤、エステル、アルコールなどの油性剤、りん系化合物などの摩耗防止剤などが挙げられる。これらを単独または 2 種類以上組み合せて添加できる。
【００３１】
本発明のグリース組成物は、グリースの耐酸化劣化性を向上できるので、グリース封入軸受の高温高速下での寿命を向上させることができる。このため、玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受などの封入グリースとして使用できる。
【００３２】
本発明のグリース組成物が封入されている軸受について図１により説明する。図１は本発明のグリース封入軸受の一実施例を示す深溝玉軸受の断面図である。グリース封入軸受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が設けられている。また、外輪３に固定されるシール部材６が内輪２および外輪３の軸方向両端開口部８ａ、８ｂにそれぞれ設けられている。少なくとも転動体４の周囲に本発明のグリース組成物７が封入される。このグリース組成物７は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに、上述の植物由来のポリフェノール化合物およびその分解化合物から選ばれた少なくとも一つを含有する添加剤が配合されている。
【００３３】
本発明のグリース封入軸受を利用した定着部材の構造を図２に基づいて説明する。図２は、深溝玉軸受１１で軸部９ａを支持された定着装置の定着ローラ９を示す。この定着ローラ９はアルミニウムで中空に形成され、中空部に配設されたハロゲンヒータ１０によって２００℃程度まで加熱されるようになっている。定着ローラ９の両端の軸部９ａは内輪１２の内径面にすきま嵌めで嵌合され、外輪１３が定着装置のフレーム１８に固定されている。内輪１２と外輪１３との間に複数個の転動体１４が配置され、この複数個の転動体１４を保持する保持器１５が設けられている。また、外輪１３に固定されるシール部材１６が設けられている。少なくとも転動体１４の周囲に本発明のグリース組成物１７が封入される。このグリース組成物１７は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに、上述の植物由来のポリフェノール化合物およびその分解化合物から選ばれた少なくとも一つを含有する添加剤が配合されている。
【００３４】
本発明のグリース封入軸受の他の実施例として自動車電装・補機であるオルタネータに用いられるグリース封入軸受を図３により説明する。図３はオルタネータの構造の断面図である。オルタネータは、高温のエンジン室内に配設され、静止部材であるハウジングを形成する一対のフレーム１９ａ、１９ｂに、ロータ２０を装着されたロータ回転軸２６が、一対のグリース封入軸受２１、２１で回転自在に支持されている。ロータ２０にはロータコイル２２が取り付けられ、ロータ２０の外周に配置されたステータ２３には、１２０°の位相で３巻のステータコイル２４が取り付けられている。ロータ回転軸２６は、その先端に取り付けられたプーリ２５にベルト（図示省略）で伝達される回転トルクで回転駆動されている。プーリ２５は片持ち状態でロータ回転軸２６に取り付けられており、ロータ回転軸２６の高速回転に伴って振動も発生するため、特にプーリ２５側を支持するグリース封入軸受２１は、苛酷な負荷を受ける。本発明のグリース封入軸受２１には、少なくとも転動体の周囲に本発明のグリース組成物が封入される。このグリース組成物は、基油と、増ちょう剤とからなるベースグリースに、上述の植物由来のポリフェノール化合物およびその分解化合物から選ばれた少なくとも一つを含有する添加剤が配合されている。
【実施例】
【００３５】
実施例１〜実施例３
市販のフッ素グリース（ＮＯＫクリューバー社製、ＮＯＸＬＵＢＥ ＢＦ ２４２０（基油：ＰＦＰＥ油 増ちょう剤：ＰＴＦＥ樹脂粒子））に、ポリフェノール化合物を表１に示す配合割合で加えてさらに 100℃〜120℃で 10 分間撹拌した。その後冷却し、三本ロールで均質化し、グリース組成物を得た。得られたグリース組成物の高温耐久性試験を行なった。試験方法および試験条件を以下に示す。また、結果を表１に併記する。なお、グリース封入軸受のコスト相対比については、比較例１の場合を基準として、高温高速寿命時間から算出した。
【００３６】
＜高温耐久性試験＞
石油ベンジンでよく洗浄した軸受６２０４ＺＺ（軸受寸法：内径 20 mm、外径 47 mm、幅 14 mm）に、得られたグリース組成物を 0.7 g 封入し、軸受外輪外径部温度 200℃、ラジアル荷重 67 N 、アキシアル荷重 67 N の下で 10000 rpm の回転数で回転させ、焼き付きに至るまでの時間を測定した。結果を表１に併記する。
【００３７】
比較例１
市販のグリース（ＮＯＫクリューバー社製、ＮＯＸＬＵＢＥ ＢＦ ２４２０）を実施例と同様の試験を行なって評価した。結果を表１に併記する。
【００３８】
比較例２
市販のグリース（ＮＯＫクリューバー社製、ＮＯＸＬＵＢＥ ＢＦ ２４２０）にフェノール系酸化防止剤であるＢＨＴ（ジブチルヒドロキシトルエン）を表１の配合割合で加えた。得られたグリース組成物を実施例と同様の試験を行なって評価した。結果を表１に併記する。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１に示すように、各実施例は、高温耐久性試験において寿命が全て８００時間以上の優れた高温耐久性を示した。これは、特定のフッ素グリースを用いたことに加え、添加剤として配合されたポリフェノール化合物が、グリース組成物の酸化劣化を抑制できたことによると考えられる。一方、比較例１および比較例２では、各実施例と比較して寿命が短い結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のグリース組成物は、高温下において耐酸化劣化性に優れ、このグリース組成物を封入する軸受は高温高速下において長寿命であるので、自動車の電装・補機および複写機の定着ローラなどの高温高速回転で使用される転がり軸受として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１ グリース封入軸受（深溝玉軸受）
２ 内輪
３ 外輪
４ 転動体
５ 保持器
６ シール部材
７ グリース組成物
８ａ、８ｂ 両端開口部
９ 定着ローラ
９ａ 軸部
１０ ハロゲンヒータ
１１ 転がり軸受（深溝玉軸受）
１２ 内輪
１３ 外輪
１４ 転動体
１５ 保持器
１６ シール部材
１７ グリース組成物
１８ フレーム
１９ａ、１９ｂ フレーム
２０ ロータ
２１ グリース封入軸受（深溝玉軸受）
２２ ロータコイル
２３ ステータ
２４ ステータコイル
２５ プーリ
２６ ロータ回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーフルオロポリエーテル油である基油と、フッ素樹脂粒子である増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなるグリース組成物であって、
前記添加剤は、植物由来のポリフェノール化合物およびその分解化合物から選ばれた少なくとも一つの化合物を含有することを特徴とするグリース組成物。
【請求項２】
前記植物由来のポリフェノール化合物の分解化合物は、１分子内に複数の水酸基を有することを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。
【請求項３】
前記植物由来ポリフェノール化合物は、クロロゲン酸またはその誘導体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。
【請求項４】
前記植物由来ポリフェノール化合物は、クルクミンまたはその誘導体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。
【請求項５】
前記植物由来ポリフェノール化合物は、ケルセチンまたはその誘導体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。
【請求項６】
前記化合物の配合割合は、ベースグリース 100 重量部に対して 0.1〜5 重量部であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項記載のグリース組成物。
【請求項７】
前記フッ素樹脂粒子は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粒子であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項記載のグリース組成物。
【請求項８】
グリース組成物が封入されてなるグリース封入軸受であって、前記グリース組成物が請求項１ないし請求項７のいずれか一項記載のグリース組成物であることを特徴とするグリース封入軸受。
【請求項９】
前記グリース封入軸受は、深溝玉軸受であることを特徴とする請求項８記載のグリース封入軸受。
【請求項１０】
前記グリース封入軸受は、自動車電装・補機に用いられる転がり軸受であることを特徴とする請求項８または請求項９記載のグリース封入軸受。
【請求項１１】
前記グリース封入軸受は、複写機の定着ローラに用いられる転がり軸受であることを特徴とする請求項８または請求項９記載のグリース封入軸受。
【請求項１】
パーフルオロポリエーテル油である基油と、フッ素樹脂粒子である増ちょう剤とからなるベースグリースに添加剤を配合してなるグリース組成物であって、
前記添加剤は、植物由来のポリフェノール化合物およびその分解化合物から選ばれた少なくとも一つの化合物を含有することを特徴とするグリース組成物。
【請求項２】
前記植物由来のポリフェノール化合物の分解化合物は、１分子内に複数の水酸基を有することを特徴とする請求項１記載のグリース組成物。
【請求項３】
前記植物由来ポリフェノール化合物は、クロロゲン酸またはその誘導体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。
【請求項４】
前記植物由来ポリフェノール化合物は、クルクミンまたはその誘導体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。
【請求項５】
前記植物由来ポリフェノール化合物は、ケルセチンまたはその誘導体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。
【請求項６】
前記化合物の配合割合は、ベースグリース 100 重量部に対して 0.1〜5 重量部であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項記載のグリース組成物。
【請求項７】
前記フッ素樹脂粒子は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂粒子であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項記載のグリース組成物。
【請求項８】
グリース組成物が封入されてなるグリース封入軸受であって、前記グリース組成物が請求項１ないし請求項７のいずれか一項記載のグリース組成物であることを特徴とするグリース封入軸受。
【請求項９】
前記グリース封入軸受は、深溝玉軸受であることを特徴とする請求項８記載のグリース封入軸受。
【請求項１０】
前記グリース封入軸受は、自動車電装・補機に用いられる転がり軸受であることを特徴とする請求項８または請求項９記載のグリース封入軸受。
【請求項１１】
前記グリース封入軸受は、複写機の定着ローラに用いられる転がり軸受であることを特徴とする請求項８または請求項９記載のグリース封入軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−６３６７６（Ｐ２０１１−６３６７６Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１４１６８（Ｐ２００９−２１４１６８）
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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