JP7580385B2 - 低発塵高速回転用グリース組成物及びそれを封入した軸受 - Google Patents

Description

本発明は、グリース組成物、及びそれを封入した軸受、並びに該軸受を備えるモータに関するものである。

従来、１８０℃を超えるような高温下などの過酷な条件で使用されるグリースとして、フッ素系のグリースが開示されている。例えば特許文献１には、高温耐久性と低温トルク性の実現を図るべく、フッ素油（パーフルオロポリエーテル油）に増ちょう剤としてフッ素樹脂粒子と、特定のアスパラギン酸エステル系防錆剤及び油性剤を含有するグリースを封入した転がり軸受が開示されている。また特許文献２にはコスト面も考慮し、パーフルオロポリエーテル基油と増ちょう剤として特定のカルボン酸金属塩を配合したグリース組成物が提案されている。
また高速回転環境で使用されるグリースの典型的なものとして、ウレアグリースが挙げられる（特許文献３）。特許文献４には、５万回転以上の回転速度で使用される高速モータ用軸受において、合成炭化水素油（基油）に増ちょう剤としてウレア化合物と固体潤滑剤を混合したグリース組成物が開示されている。また特許文献５には、ｄｍＮ（球回転直径（玉軸受の外径（ｍｍ）＋内径（ｍｍ）／２）と回転数（ｒｐｍ）との積）が１００万を超える用途に使用される工作機械用転がり軸受の潤滑に使用されるグリース組成物として、アルキルジフェニルエーテル油と金属複合石けんとウレア化合物を含む増ちょう剤を含有するグリース組成物の開示がある。

特許４２３９５１４号公報 特許４５０５９５４号公報 特開２０１５－２２４２６９号公報 特開２００７－５６９３９号公報 特開２０１３－８７１９３号公報

産業の発達に伴い、数万回転を超えるような高速回転、かつ高温環境下で使用される転がり軸受の回転不良に加えて発塵などを抑制できるグリースへの要望がある。たとえばクリーナーモータでは、性能の向上のためモータの回転数がさらに上昇しており、２万回転、さらには３万回転を超えるような高速回転環境が想定される。このような超高速回転にてモータが用いられると、モータに備えられた軸受に封入されたグリースから発塵し、これが排気中に混入して周辺環境を汚染するおそれがある。排気の清浄を謳うクリーナーにおいて発塵の抑制は、モータの長寿命化とともに重要な課題の一つである。また、自動運転実現に向けた技術として注目されるＬｉＤＡＲやポリゴンスキャナなどにおいて、スキャニング時に使用されるミラーの汚染の懸念があることから、こうした製品に使用されるグリースにおいても発塵の抑制が求められる。さらには、クリーナーがコードレス化するなど使用環境が多様化しており、そのような機器が例えば寒冷地の屋外で使用されると温度が－４０℃近くに達することも考えられ、その場合には低温でのトルクが低いことも求められる。
このように、数万回転以上の高速・高温環境下における使用に際して、長寿命だけでなく発塵を抑制し、且つ、低温トルク特性に優れるグリースへの要望がある。

本発明は、超高速・高温環境下において、低発塵・長寿命であり、且つ低温トルクが低いグリース組成物、並びに該グリース組成物の適用により、低発塵・長寿命、低い低温トルクを実現できる転がり軸受及びそれを備えるモータを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、基油として、フッ素油、エステル油及びポリアルファオレフィン油と、増ちょう剤として、フッ素系増ちょう剤、ウレア系増ちょう剤及びバリウム複合石鹸増ちょう剤とを含有してなるグリース組成物であって、これら各成分を特定割合で含有するグリース組成物である。
本発明はまた、前記グリース組成物が封入されている転がり軸受、並びに該転がり軸受を備えているモータを対象とする。

本発明の転がり軸受の構造を説明する模式図である。 本発明のモータの構造を説明する模式図である。 発塵量試験で用いた発塵量測定装置の概念図である。 高温高速寿命試験で用いた高温高速寿命測定装置の概念図である。 低温トルク試験で用いた回転装置の概念図である。 実施例１乃至実施例７及び比較例１乃至比較例５のグリース組成物における、高速高温寿命試験結果（横軸）に対する低温トルクの試験結果（縦軸）を示す図である。 実施例１乃至実施例７及び比較例１乃至比較例５のグリース組成物における、高速高温寿命試験結果（横軸）に対する発塵量の試験結果（縦軸）を示す図である。 実施例１、比較例１、比較例２及び比較例４のグリース組成物の高速高温寿命試験における、回転数（横軸）に対する高速高温寿命の試験結果（縦軸）を示す図である。

前述したように、数万回転、例えば回転数３０，０００ｒｐｍを超えるような高速回転かつ高温環境下で使用されるグリース組成物は、長寿命であることは勿論、発塵量の少なさも要求性能の一つとなってきた。また様々な使用環境に対応し、低温環境下でもトルクが低いことも要求性能の一つである。
例えば特許文献４には５万回転以上の回転速度下での使用を想定したグリース組成物が開示されている。しかしここに開示された固体潤滑剤の微粒子（金属、金属窒化物、金属酸化物、炭素系微粒子）の使用は、発塵量の観点から好ましくない。また低温トルクについての言及がない。
また特許文献５はｄｍＮが１００万を超える用途に使用される工作機械用転がり軸受として、実施例において内径７０ｍｍ（アンギュラ玉軸受）の比較的大きな軸受を採用し、これを内輪回転数１３，０００ｒｐｍで回転させた例を開示する。ｄｍＮ値は球回転直径と回転数との積であるから、理論上、同じｄｍＮ値の時に軸受の径を小さくすると回転数が大きくなる。したがって本発明のグリース組成物が適用可能とする外径２６ｍｍ以下の小径の転がり軸受では、回転数を約３０，０００ｒｐｍ以上にする必要があり、この場合、例えば軸受のミスアラインメントによる偏摩耗や早期の摩耗が発生しやすくなるなど条件がより過酷となる。そうした超高速回転に伴う特異な環境が摩擦熱や接触圧力を増大させ、ひいては潤滑グリースの早期劣化につながることとなる。
このように、外径２６ｍｍ以下の小径の転がり軸受において、回転数３０，０００ｒｐｍ以上の高速条件下で使用されるグリース組成物は、同じｄｍＮ値で内径７０ｍｍといった大きな軸受に使用されるものと比べ、要求性能が非常に厳しいものとなるが、これまでこのような高速回転環境下での低発塵性および低温における低トルク性の要求自体、また該要求に耐え得るグリース組成物の提案はなされていない。

本発明に係る転がり軸受に封入されるグリース組成物（以降、単に“グリース組成物”と称する）は、後述するように特定の増ちょう剤を組み合わせて配合してなることを特徴とする。このグリース組成物の配合は、フッ素系増ちょう剤とウレア系増ちょう剤に加えて、バリウム複合石鹸増ちょう剤を加えたものであり、高速回転環境下での長寿命・低発塵・低温下の低トルクを実現する。以下具体的に説明する。

［転がり軸受］
まず以下に添付図面を参照して、本発明に係る転がり軸受の好ましい実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の好ましい実施形態の転がり軸受１０の径方向の断面図である。転がり軸受１０は、従来技術の転がり軸受と同様の基本構造を有するものであって、環状の内輪１１と外輪１２と複数の転動体１３と保持器１４とシール部材１５とを具備する。
内輪１１は、図示を省略するシャフトの外周側に、その中心軸と同軸に設置される円筒形の構造体である。外輪１２は、内輪１１の外周側で、内輪１１と同軸に配置される円筒形の構造体である。複数の転動体１３の各々は、内輪１１と外輪１２との間に形成される環状の軸受空間１６内の軌道に配置された玉である。すなわち、本実施形態における転がり軸受１０は玉軸受である。
保持器１４は、軌道内に配置されて複数の転動体１３を保持する。保持器１４は、シャフトの中心軸と同軸に設置される環状体であり、中心軸の方向における一方の側に、転動体１３を保持するための複数のポケット部を備え、各ポケット部内に転動体１３が収容された構造を有する。なお、保持器１４の形状（冠形や波形等）や材質（鋼板製あるいは樹脂製等）は任意であり、特定の形状や材質に限定されない。
シール部材１５は、外輪１２の内周面に固定されて内輪１１側に延在し、軸受空間１６を密封する。シール部材１５により密封された軸受空間１６には、グリース組成物Ｇが封入されている。シール部材１５は、例えば鋼板により形成される。なお、軸受空間１６内部へのグリース組成物Ｇの封入量は、例えばその容積の５～５０％である。トルク性能と寿命性能を両立させるためには２５～３５％程度の量が好ましい。
以上の構成を有する転がり軸受１０において、グリース組成物Ｇは、転動体１３と保持器１４との間、および、転動体１３と内輪１１ないし外輪１２との間における摩擦を低減するように作用する。図１に示される構成から解るように、転がり軸受１０に封入されたグリース組成物Ｇは、転がり軸受１０が回転する際に、転動体１３と内輪１１ないし外輪１２との間を潤滑する。

本発明における転がり軸受は、特に外径２６ｍｍ以下の転がり軸受であって、回転数３０，０００ｒｐｍ以上の高速条件下での使用に適する。
本発明の転がり軸受は、自動車、家電機器、情報機器等に用いられる小型モータ（例えば、ブラシレスモータ、ファンモータ）の転がり軸受として使用することができる。

［モータ］
一例として、図２に、本実施形態の転がり軸受を備えているモータの実施形態について詳細に説明するが、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。

図２は、本発明の一実施形態のモータにおけるシャフト方向の断面図である。モータ２０は、従来技術のモータと同様の基本構造を有するものであって、ハウジング２１、ステータ２２、コイル２３、ロータマグネット２４、シャフト２５、及びシャフト２５を支持する転がり軸受２６から構成される。
モータ２０は、駆動回路を介して電源（以上図示せず）より供給された電流をステータ２２に巻回されたコイル２３に流すことで磁力が発生し、それによりロータマグネット２４が回転し、シャフト２５を通じて外部の回転体に回転が伝えられる。

［グリース組成物］
次に、本発明の転がり軸受に封入されるグリース組成物について説明する。

＜基油＞
本実施形態に係る転がり軸受に封入されるグリース組成物において、基油としてフッ素油と、非フッ素油としてエステル油及びポリアルファオレフィン油を使用する。

フッ素油としては、例えばパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）を主成分とするものが挙げられる。なおＰＦＰＥは、一般式：ＲｆＯ（ＣＦ_２Ｏ）_ｐ（Ｃ_２Ｆ_４Ｏ）_ｑ（Ｃ_３Ｆ_６Ｏ）_ｒＲｆ（Ｒｆ：パーフルオロ低級アルキル基、ｐ、ｑ、ｒ：整数）で表される化合物である。
なおパーフルオロポリエーテルは直鎖型と側鎖型に大別され、直鎖型は側鎖型に比べて動粘度の温度依存性が小さい。これは、直鎖型は、低温環境下において側鎖型より粘度が低く、高温環境下では側鎖型より粘度が大きくなることを意味する。特に高温環境下で使用を想定した場合、適用箇所からのグリースの流出やそれに伴う枯渇を抑制する観点から、高温環境下における粘度は高いことが望ましく、すなわち、直鎖型のパーフルオロポリエーテルの使用が好ましい。

上記エステル油としては、例えばジブチルセバケート、ジ－２－エチルヘキシルセバケート、ジオクチルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルフタレート、メチル・アセチルリシノレートなどのジエステル油、トリオクチルトリメリテート、トリ－２－エチルヘキシルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテート、テトラ－２－エチルヘキシルピロメリテートなどの芳香族エステル油、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール－２－エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネートなどのポリオールエステル油、炭酸エステル油などが挙げられる。

上記フッ素油と非フッ素油（エステル油及びポリアルファオレフィン油）の配合割合は特に限定されないが、例えば基油の合計量１００質量％に対して、フッ素油：非フッ素油＝９５～５質量％：５～９５質量％、例えば同＝９５～４０質量％：５～６０質量％などとすることができる。
また本発明のグリース組成物の全量に対するフッ素油、及び、非フッ素油を合計した基油全体の割合は７０～９０質量％、例えば７５～９５質量％、７５～８５質量％とすることができる。

＜増ちょう剤＞
本発明のグリース組成物においては、増ちょう剤としてフッ素系増ちょう剤及びウレア系増ちょう剤、並びにバリウム複合石鹸増ちょう剤を添加する。
これらは、グリース組成物の全量に対して、フッ素系増ちょう剤を９～１８質量％、ウレア系増ちょう剤を３．６～６．９質量％、バリウム複合石鹸増ちょう剤を０．３～３．６質量％、それぞれ含有することが好ましい。
なおフッ素系増ちょう剤及びウレア系増ちょう剤、並びにバリウム複合石鹸増ちょう剤の合計量（増ちょう剤合計量）は、グリース組成物の全量に対して、１０～３０質量％、例えば１５～２０質量％となるように配合することができる。

《フッ素系増ちょう剤》
フッ素系増ちょう剤としては、フッ素樹脂粒子が好ましく、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の粒子を用いることが好ましい。ＰＴＦＥは、テトラフルオロエチレンの重合体であり、一般式：［Ｃ_２Ｆ_４］_ｎ（ｎ：重合度）で表される。
その他、採用し得るフッ素系増ちょう剤として、例えばパーフルオロエチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、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）が挙げられる。
上記ＰＴＦＥ粒子の大きさは特に限定されないが、例えば平均粒径で０．５～１００μｍのポリテトラフルオロエチレンを使用することができる。またＰＴＦＥ粒子はその形状について特に限定されず、球状、多面形状、針状などであってもよい。

上記フッ素系増ちょう剤は、グリース組成物の全量に対して９～１８質量％の量にて使用することが好ましい。

《ウレア系増ちょう剤》
ウレア化合物は、耐熱性、耐水性ともに優れ、特に高温での安定性が良好なため、高温環境下での適用箇所において増ちょう剤として好適に用いられる。
ウレア系増ちょう剤としては、ジウレア化合物、トリウレア化合物、ポリウレア化合物などのウレア化合物を使用できる。特に、耐熱性の観点から、ジウレア化合物を使用することが好ましい。また、ウレア化合物の種類としては、脂肪－芳香族ウレア及び脂肪族ウレアを挙げることができる。
これらウレア系増ちょう剤として、従来公知のウレア化合物を用いることができる。

中でも本発明に適したウレア系増ちょう剤として、下記一般式（１）で表されるジウレア化合物を挙げることができる。
Ｒ_１－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ_２－ＮＨＣＯＮＨ－Ｒ_３・・・（１）
上記式（１）中、Ｒ_１及びＲ_３は、夫々独立して、一価の脂肪族炭化水素基又は一価の芳香族炭化水素基を表し、且つ、Ｒ_１及びＲ_３のうち少なくとも一方が、一価の脂肪族炭化水素基を表す。
またＲ_２は、二価の芳香族炭化水素基を表す。

上記一価の脂肪族炭化水素基としては、炭素原子数６乃至２６の直鎖状又は分枝鎖状の飽和又は不飽和のアルキル基が挙げられる。
また上記芳香族炭化水素基としては、炭素原子数６乃至２０の一価又は二価の芳香族炭化水素基が挙げられる。

ウレア系増ちょう剤として用いるウレア化合物は、アミン化合物とイソシアネート化合物を用いて合成可能である。
ここで使用するアミン化合物として、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン（ステアリルアミン）、べヘニルアミン、オレイルアミンなどに代表される脂肪族アミンや、アニリン、ｐ－トルイジン、エトキシフェニルアミンなどに代表される芳香族アミンが用いられる。
またイソシアネート化合物として、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、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、ジメチルビフェニルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネートや、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等の脂肪族ジイソシアネートなどが用いられる。
なお、アミン原料として芳香族モノアミンと芳香族ジイソシアネートとを用いて得られる芳香族ジウレア化合物を増ちょう剤として用いた場合は、異音が発生するおそれがあるため、使用を控えたほうが良い。

上記ウレア系増ちょう剤は、グリース組成物の全量に対して３．６～６．９質量％の量にて使用することが好ましい。

《バリウム複合石鹸増ちょう剤》
本発明では、上記のフッ素系増ちょう剤及びウレア系増ちょう剤に加えて、バリウム複合石鹸増ちょう剤を使用する。
バリウム複合石鹸増ちょう剤は、例えば高級脂肪酸と低級脂肪酸のバリウム複合石鹸や、二塩基酸と脂肪酸のバリウム塩からなるバリウム複合石鹸などが挙げられ、本発明では、脂肪族ジカルボン酸とモノアミドモノカルボン酸とのバリウム複合金属石鹸を用いることができる。

上記脂肪族ジカルボン酸としては、炭素原子数が２～２０の飽和または不飽和のジカルボン酸が用いられる。
飽和ジカルボン酸としては、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナメチレンジカルボン酸、デカメチレンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、トリデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸、ペンタデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、ヘプタデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸等が挙げられ、好ましくはアジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナメチレンジカルボン酸、デカメチレンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、トリデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸、ペンタデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、ヘプタデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸等が用いられる。
また、不飽和ジカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマル酸、２－メチレンコハク酸、２－エチレンコハク酸、２－メチレングルタル酸等のアルケニルコハク酸などが用いられる。
これらの飽和または不飽和のジカルボン酸は、単独であるいは２種以上混合して用いてもよい。

上記モノアミドモノカルボン酸としては、前記脂肪族ジカルボン酸における一方のカルボキシル基がアミド化されたものが挙げられる。
このときカルボキシル基をアミド化するアミンとしては、例えばブチルアミン、アミルアミン、へキシルアミン、へプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、ベヘニルアミン等の脂肪族第１級アミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミン、ジラウリルアミン、モノメチルラウリルアミン、ジステアリルアミン、モノメチルステアリルアミン、ジミリスチルアミン、ジパルミチルアミン等の脂肪族第２級アミン、アリルアミン、ジアリルアミン、オレイルアミン、ジオレイルアミン等の脂肪族不飽和アミン、アニリン、メチルアニリン、エチルアニリン、ベンジルアミン、ジベンジルアミン、ジフェニルアミン、α－ナフチルアミン等の芳香族アミンなどが挙げられる。
中でもヘキシルアミン、へプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、ベヘニルアミン、ジブチルアミン、ジアミルアミン、モノメチルラウリルアミン、モノメチルステアリルアミン、オレイルアミン等が好適に用いられる。

上記バリウム複合石鹸増ちょう剤は市販品を好適に使用できる。
またポリアルファオレフィン油中で、脂肪族ジカルボン酸及びモノアミドモノカルボン酸を加え、撹拌可能な温度であり、反応を効率的に進行する温度であり、且つ、基油の劣化を生じさせない温度（例えば約８０～１８０℃）に加熱し撹拌して、ここに水酸化バリウムを加えて、バリウム複合石鹸を形成させ、これを使用してもよい。

上記バリウム複合石鹸増ちょう剤は、グリース組成物の全量に対して０．３～３．６質量％の量にて、好ましくは０．６～３．６質量％の量にて、使用することができる。バリウム複合石鹸増ちょう剤の量が０．３質量％を下回ったり、３．６質量％を上回ったりすると、高速高温寿命が短くなる傾向がある。また、０．６質量％未満では低温トルクが高くなる傾向がある。

＜その他添加剤＞
また、グリース組成物には、上記必須成分に加えて、必要に応じてグリース組成物に通常使用される添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲において含むことができる。
このような添加剤の例としては、酸化防止剤、極圧剤、金属不活性剤、摩擦防止剤（耐摩耗剤）、錆止め剤、油性向上剤、粘度指数向上剤、増粘剤などが挙げられる。
これらその他の添加剤を含む場合、その添加量（合計量）は、通常、グリース組成物の全量に対して０．１～１０質量％である。

例えば上記酸化防止剤としては、例えばオクタデシル－３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス［３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２，４－ビス－（ｎ－オクチルチオ）－６－（４－ヒドロキシ－３，５－ジ－ｔ－ブチルアニリノ）－１，３，５－トリアジン、１，３，５－トリメチル－２，４，６－トリス（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシベンジル）ベンゼン、トリエチレングリコール－ビス［３－（３－ｔ－ブチル－５－メチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，６－ヘキサンジオール－ビス［３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２，２－チオ－ジエチレンビス［３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、Ｎ，Ｎ’－ヘキサメチレンビス（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシ－ベンゼンプロピオンアミド）等のヒンダードフェノール系酸化防止剤、２，６－ジ－ｔ－ブチル－４－メチルフェノール、および４，４－メチレンビス（２，６－ジ－ｔ－ブチルフェノール）等のフェノール系酸化防止剤、ジフェニルアミン、ジアリールアミン、トリフェニルアミン、フェニル－α－ナフチルアミン、アルキル化フェニル－α－ナフチルアミン、フェノチアジン、アルキル化フェノチアジン等のアミン系酸化防止剤等が挙げられる。

また極圧剤としては、例えばリン酸エステル、亜リン酸エステル、リン酸エステルアミン塩等のリン系化合物、スルフィド類、ジスルフィド類等の硫黄系化合物、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル等の塩素系化合物、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン等の硫黄系化合物の金属塩等が挙げられる。

金属不活性剤としては、例えばベンゾトリアゾール、１－［Ｎ，Ｎ－ビス（２－エチルヘキシル）アミノメチル］－ベンゾトリアゾール、１－［Ｎ，Ｎ－ビス（２－エチルヘキシル）アミノメチル］－４－メチルベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系化合物、チアジアゾール、２－メルカプトチアジアゾール、２，５－ビス（アルキルジチオ）－１，３，４－チアジアゾール等のチアジアゾール系化合物、ベンゾイミダゾール、２－メルカプトベンゾイミダゾール、２－（デシルジチオ）－ベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール系化合物、亜硝酸ソーダ等が挙げられる。

また耐摩耗剤はトリクレジルホスフェートや高分子エステルを挙げることができる。
上記高分子エステルとしては、例えば脂肪族１価カルボン酸及び２価カルボン酸と、多価アルコールとのエステルが挙げられる。上記高分子エステルの具体例としては、例えばクローダジャパン社製のＰＲＩＯＬＵＢＥ（登録商標）シリーズなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

本発明のグリース組成物は、上記各種基油と、各種増ちょう剤を所定の上述の割合となるように混合し、所望によりその他添加剤を配合して得ることができる。
また、例えばフッ素油とフッ素系増ちょう剤からなるフッ素系グリース、エステル油とウレア系増ちょう剤からなるウレア系グリース、そしてポリアルファオレフィン油とバリウム複合石鹸増ちょう剤からなるバリウム複合石鹸グリースといった、３種のベースグリースと、所望によりその他添加剤とを配合し、グリース組成物を得ることもできる。さらに前記ベースグリースの１種又は２種と、残りの基油及び増ちょう剤、そして所望によりその他添加剤とを配合し、グリース組成物を製造してもよい。
通常、ベースグリースに対する増ちょう剤の含有量は１０～３０質量％程度であり、例えば上記３種のベースグリースにおいて、各ベースグリースに対する各増ちょう剤の含有量は、それぞれ、フッ素系増ちょう剤：１５～３０質量％、ウレア系増ちょう剤：１０～２０質量％、そしてバリウム複合石鹸増ちょう剤：１０～２０質量％とすることができる。

本発明は、本明細書に記載された実施形態や具体的な実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
例えば、上記実施形態及び下記実施例では、転がり軸受として玉軸受を挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の転がり軸受、たとえばころ軸受、針軸受、円錐ころ軸受、球面ころ軸受、スラスト軸受等や、自動車の車軸支持軸受のような軸受ユニットへのグリース組成物の適用を制限するものではない。

以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。

〔グリース組成物の評価〕
下記表１に示す配合量にて実施例１乃至実施例７並びに比較例１乃至比較例５に使用するグリース組成物を調製した。

なおグリースの調製に用いた各成分の詳細及びその略称は以下のとおりである。
（ａ）基油
（ａ１）フッ素油：直鎖パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）
（ａ２）エステル油：エステル油
（ａ３）ＰＡＯ：ポリアルファオレフィン油
（ｂ）増ちょう剤
（ｂ１）フッ素系増ちょう剤：ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン、粒径１０～２５μｍ
（ｂ２－１）ウレア系増ちょう剤：脂肪－芳香族ウレアを含むウレア化合物
（ｂ２－２）ウレア系増ちょう剤：脂肪族ウレアを含むウレア化合物
（ｂ３－１）Ｂａ複合石鹸増ちょう剤：セバシン酸とセバシン酸モノステアリルアミドとのバリウム複合石鹸
（ｂ３－２）Ｃａ複合石鹸増ちょう剤：脂肪族ジカルボン酸とモノアミドモノカルボン酸とのカルシウム複合石鹸
（ｂ３－３）Ｂａ石鹸増ちょう剤：１２ＯＨＢａ石鹸（１２－ヒドロキシステアリン酸バリウム）
なお一般に、ウレア系増ちょう剤（ｂ２－１～ｂ２－２）は、該ウレア系増ちょう剤とエステル油（ａ２）を含むベースグリース全量に対して１０～２０質量％にて添加され、また、Ｂａ複合石鹸増ちょう剤（ｂ３－１）、Ｃａ複合石鹸増ちょう剤（ｂ３－２）、Ｂａ石鹸増ちょう剤（ｂ３－３）の石鹸系増ちょう剤は、該石鹸系増ちょう剤とＰＡＯ（ａ３）を含むベースグリース全量に対して１０～２０質量％にて添加される。
（ｃ）その他添加剤
・酸化防止剤：アミン系酸化防止剤
・極圧剤：リン系極圧添加剤
その他添加剤は、実施例及び比較例の各グリース組成物（全質量）に対して、上記酸化防止剤、極圧剤をあわせて３質量％となるように添加した。

得られたグリース組成物の特性について、以下の手順を用いて発塵量、高温高速寿命、及び低温トルクについて評価した。

＜試験方法＞
１．発塵量試験
図３に示す構成の発塵量測定装置３０にて、発塵量試験を実施した。
鋼シールド付き玉軸受３１（内径５ｍｍ、外径１３ｍｍ、幅４ｍｍ）に、試験グリース組成物を、軸受容積の２５％～３５％で封入した。この玉軸受３１を、Ｏリング３２をかませてハウジング３３にセットした後に、玉軸受３１にシャフト３４を挿入した。また軸受３９にシャフト３４を挿入してこれを後カバー３８ｂに取り付けた。玉軸受３１の外輪に対して、荷重付与部３５及びばね３６にてラジアル方向より１９．６Ｎの予圧をかけた後、試験用モータ３７の回転軸（図示せず）をシャフト３４に結合し、玉軸受３１が内輪回転するようにした。
前記ハウジング３３に前カバー３８ａを取り付け、該前カバー３８ａには２つの穴を設けて各穴にチューブ４０（第一チューブ（送気）４０ａ、第二チューブ（吸気）４０ｂ）の一端を装着した。各チューブ４０の他端をパーティクルカウンタ４１（リオン（株）製 ＫＣ－０１Ｅ）に接続し、ハウジング３３、カバー３８（３８ａ、３８ｂ）、チューブ４０（４０ａ、４０ｂ）とパーティクルカウンタ４１で構成された閉鎖系空間（室温）を構築した。玉軸受３１を２，０００ｒｐｍで回転させながら、前記閉鎖系空間に気流を０．５Ｌ／分で還流し、このとき、パーティクルカウンタ４１に接続した第一チューブ４０ａからの送風気流は、パーティクルカウンタ４１内のフィルタで濾過した清浄なものとした。このハウジング３３、カバー３８（３８ａ、３８ｂ）、チューブ４０（４０ａ、４０ｂ）とパーティクルカウンタ４１から構築された閉鎖系空間は外部から塵等が混入することはないため、玉軸受３１が回転した際に発生する発塵量のみを計測可能である。
上記閉鎖系空間において、玉軸受３１を２，０００ｒｐｍで回転させたときに発生する０．３μｍから５．０μｍの粒子数をパーティクルカウンタ４１にて５０秒間測定し、１Ｌあたりの粒子数に換算した粒子数を発塵量（ｐｃｓ）とした。各実施例および比較例の試験グリースにつき、それぞれ３回ずつ試験を行い、平均値を求めた。
＜評価基準＞
本実施例の試験条件において、発塵量が１，０００ｐｃｓ以下であるものを好適と評価する。
Ａ：発塵量が１，０００ｐｃｓ以下
Ｎ：発塵量が１，０００ｐｃｓ超

２．高速高温寿命試験
図４に示す構成の高温高速寿命測定装置５０にて、高速高温寿命試験を実施した。
鋼シールド付き玉軸受５１（内径５ｍｍ、外径１３ｍｍ、幅４ｍｍ）に、試験グリース組成物を、軸受容積の２５％～３５％で封入した。この玉軸受５１をシャフト５２に圧入し、ハウジング５３内に固定した。ばね５４により玉軸受５１の外輪に対して１２Ｎの予圧をアキシャル方向よりかけた後、試験用モータ５５の回転軸（図示せず）にシャフト５２を結合し、玉軸受５１が内輪回転するようにした。
ついで、前記ハウジング５３をヒーター（図示せず）で１３０℃に加熱し、試験温度１３０℃、回転数９０，０００ｒｐｍで玉軸受５１を回転させ、玉軸受５１が停止するまでの時間を計測した。停止条件は、（株）キーエンス製アンプユニットＧＡ－２４５で振動を測定し、所定の振動レベルになった時点を停止とし、停止するまでの試験時間を高速高温寿命（ｈｒ）とした。各実施例および比較例の試験グリースにつき、それぞれ３回ずつ試験を行い、平均値を求めた。
＜評価基準＞
本実施例の試験条件において、高速高温寿命が１，０００ｈｒ以上であるものを好適と評価する。
Ａ：高速高温寿命が１，０００ｈｒ以上
Ｎ：高速高温寿命が１，０００ｈｒ未満

また、実施例１、比較例１、比較例２及び比較例４のグリースについて、上記の回転数９０，０００ｒｐｍにかえて、２１，０００ｒｐｍ、４０，０００ｒｐｍ、及び６０，０００ｒｐｍとした以外には同一条件にて試験を実施し、各回転数における高速高温寿命（ｈｒ）の平均値を求めた。回転数（ｒｐｍ）（横軸）に対する高速高温寿命（ｈｒ）（縦軸）の結果を図８に示す。

３．低温トルク試験
図５に示す構成の回転装置６０にて、低温トルク試験を実施した。
鋼シールド付き玉軸受６１（内径８ｍｍ、外径２２ｍｍ、幅７ｍｍ）に、試験グリース組成物を、軸受容積の２５％～３５％で封入した。この玉軸受６１を試験用モータ６４のシャフト６２に挿入した。玉軸受６１の外輪に対してアキシアル方向より予圧用重り６３にて１９．６Ｎの予圧をかけた後、試験用モータ６４の回転軸６５にシャフト６２を結合し、玉軸受６１が内輪回転するようにし、回転装置６０を構成した。
前記回転装置６０を－４０℃の恒温槽（図示せず）にセットし、外部電源（図示せず）によって回転数２００ｒｐｍで玉軸受６１を回転させ、試験用モータ６４の回転により玉軸受６１の外輪が連れ回る応力をひずみゲージ（図示せず）によって検出して、回転トルクに換算した。回転起動時のトルク値を計測し、最大値を測定値（ｍＮｍ）とした。各実施例および比較例の試験グリースにつき、それぞれ３回ずつ試験を行い、各測定値の平均値を求めた。
＜評価基準＞
本実施例の試験条件において、トルクの測定値が６０ｍＮｍ以下であるものを好適と評価する。
Ａ：トルクの測定値が６０ｍＮｍ以下
Ｎ：トルクの測定値が６０ｍＮｍ超

結果を表１に、並びに図６乃至図８に示す。なお、表中の配合量：質量％は組成物の全質量に対する値である。

表１に示すように、フッ素系増ちょう剤とウレア系増ちょう剤とバリウム複合石鹸増ちょう剤を特定割合にて配合したグリース組成物、すなわち、グリース組成物全量に対し、フッ素系増ちょう剤の含有量を９～１８質量％、ウレア系増ちょう剤を３．６～６．９質量％、バリウム複合石鹸増ちょう剤を０．３～３．６質量％で配合したグリース組成物は、外径２６ｍｍ以下の転がり軸受を用いた発塵量試験（室温、２，０００ｒｐｍ、予圧１９．６Ｎにて５０秒間回転）において１，０００ｐｃｓ以下の発塵量、高速高温寿命試験（予圧１２Ｎにて１３０℃、９０，０００ｒｐｍにて回転）において１，０００ｈｒ以上の寿命、そして低温トルク試験（－４０℃、予圧１９．６Ｎにて２００ｒｐｍ回転起動時）において６０ｍＮｍ以下のトルクを得、低発塵性、高速回転下での長寿命化、低温環境下での低トルク性能をすべて実現する結果となった。なお、回転数と発塵量は概ね比例関係にあるといえるため、回転数の上昇に伴う発塵量の増加量はグリース組成物の配合に依存しない。そのため、上記発塵量試験で得られた結果は、より高速回転下での発塵量の大小を反映したものと考えられる。
特に、ウレア系増ちょう剤として脂肪族ウレア（ｂ２－２）を使用することにより、より低発塵性に優れたグリース組成物となること（実施例５及び実施例６）、バリウム複合石鹸増ちょう剤の配合量を０．６～３．６質量％とすることで、低温においてより低トルクのグリース組成物となること（実施例１乃至実施例６）が確認された。

一方、増ちょう剤を一種（フッ素系増ちょう剤）のみの配合とした場合（比較例１）は、発塵量が少なく低温トルクに優れる反面、高速高温回転下で４００ｈｒを下回る寿命となった。
また増ちょう剤を二種（フッ素系増ちょう剤、ウレア系増ちょう剤）のみの配合とした場合（比較例４）も、さらにバリウム複合石鹸増ちょう剤に代えてカルシウム複合石鹸増ちょう剤を使用した場合（比較例２）においても、高速高温回転下で４００ｈｒを下回る寿命となった。
一方、バリウム複合石鹸増ちょう剤に代えてバリウム石鹸増ちょう剤を使用した場合（比較例３）には、高速高温回転下での寿命低下のみならず、発塵量も増大して１，０００ｐｃｓを超える結果となった。
そしてフッ素系増ちょう剤とウレア系増ちょう剤とバリウム複合石鹸増ちょう剤を配合したものの、バリウム複合石鹸増ちょう剤の配合量を規定範囲（０．３～３．６質量％）から外れたもの（５．４質量％）とした場合（比較例５）、他の比較例と比べて高速高温回転下での寿命は多少伸びたものの、実施例のグリース組成物が実現する１，０００ｈｒという長寿命の達成には至らなかった。

図６及び図７に、表１の結果に基づき、高速高温寿命の試験結果に対する低温トルク又は発塵量の試験結果を示す。
図６は、高速高温寿命（ｈｒ）の試験結果（横軸）に対する低温トルク（ｍＮｍ）の試験結果（縦軸）を示す図である。なお図６中、横軸に対して並行に付された直線は低温トルク値：６０ｍＮｍを示し、縦軸に対して並行に付された直線は高温高速寿命：１，０００ｈｒを示す。また図６中、実施例のグリース組成物の結果は○、比較例のグリース組成物の結果は△にて示す。
図７は、高速高温寿命（ｈｒ）の試験結果（横軸）に対する発塵量（ｐｃｓ）の試験結果（縦軸）を示す図である。なお図７中、横軸に対して並行に付された直線は発塵量：１，０００ｐｃｓを示し、縦軸に対して並行に付された直線は高温高速寿命：１，０００ｈｒを示す。また、図７中、実施例のグリース組成物の結果は○、比較例のグリース組成物の結果は△にて示す。
図６及び図７に示すように、実施例のグリース組成物（○）は何れも、高温高速寿命が１，０００ｈｒ以上であり、且つ、低温トルクが６０ｍＮｍ以下及び発塵量が１，０００ｐｃｓ以下であるとする結果が得られ、一方比較例のグリース組成物（△）は何れも高温高速寿命が１，０００ｈｒに達しない結果となった。

図８は、高速高温寿命試験において、回転数（ｒｐｍ）（横軸）に対する高速高温寿命（ｈｒ）（縦軸）の結果を示す図である。図８中の符号は、それぞれ実施例１（○）、比較例１（×）、比較例２（△）、比較例４（□）のグリース組成物の結果である。なお本試験評価おいて高温高速寿命が１，０００ｈｒ以上であるものを最適と評価していることを受け、本図においては高温高速寿命の基準値を１，０００ｈｒとし、１，０００ｈｒ以上の結果を得ている場合においても１，０００ｈｒとして示した。
図８に示すように、実施例１（○）のグリース組成物は回転数に依らず１，０００ｈｒ以上の寿命を実現でき、回転数９０，０００ｒｐｍ以上であっても１，０００ｈｒ以上の高温高速寿命を実現できた。
一方、フッ素系増ちょう剤のみを使用した比較例１（×）のグリース組成物、バリウム複合石鹸増ちょう剤の代わりにカルシウム複合石鹸増ちょう剤を用いた比較例２（△）のグリース組成物、そして、フッ素系増ちょう剤とウレア系増ちょう剤を使用し、バリウム複合石鹸増ちょう剤を不使用とした比較例４（□）のグリース組成物は何れも、回転数が４０，０００ｒｐｍ以上となると高温高速寿命が１，０００ｈｒを下回る結果となった。特にフッ素系増ちょう剤のみを使用した比較例１のグリース組成物は回転数２１，０００ｒｐｍを超えると急激に寿命が低下する結果となり、ここにウレア系増ちょう剤を配合することで比較例４のグリース組成物の寿命は多少改善し、さらにカルシウム複合石鹸増ちょう剤をすることで比較例２のグリース組成物の寿命はさらに改善したものの、９０，０００ｒｐｍの超高速回転環境下では、何れも寿命は５００ｈｒに届かず、実施例１のグリース組成物の寿命に到底及ばない結果となった。
本図から明らかなように、本発明のグリース組成物は、比較例のグリース組成物と比べて、倍以上の回転数であっても、１，０００ｈｒ以上の長寿命を実現できた。

以上の通り、フッ素系増ちょう剤、ウレア系増ちょう剤、並びに、バリウム複合石鹸増ちょう剤を添加した本発明のグリース組成物は、回転数３０，０００ｒｐｍを超える超高速・高温環境下において、低発塵・長寿命であり、且つ低温トルクが低いグリース組成物となることが確認された。

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれものである。

Ｇ…グリース組成物、 １０…転がり軸受、 １１…内輪、 １２…外輪、 １３…転動体、 １４…保持器、 １５…シール部材、 １６…軸受空間
２０…モータ、 ２１…ハウジング、 ２２…ステータ、 ２３…コイル、 ２４…ロータマグネット、 ２５…シャフト、 ２６…軸受

Claims (3)

1. 基油として、フッ素油、エステル油及びポリアルファオレフィン油と、
   増ちょう剤として、フッ素系増ちょう剤、ウレア系増ちょう剤及びバリウム複合石鹸増ちょう剤
   とを含有してなるグリース組成物であって、
   該グリース組成物の全量に対して、
   フッ素油、エステル油及びポリアルファオレフィン油を合計で７０～９０質量％、
   フッ素系増ちょう剤を９～１８質量％、
   ウレア系増ちょう剤を３．６～６．９質量％、
   バリウム複合石鹸増ちょう剤を０．３～３．６質量％
   をそれぞれ含有してなる、グリース組成物であって、
   回転数３０，０００ｒｐｍ以上の高速条件下で使用される、外径２６ｍｍ以下の転がり軸受用途のグリース組成物。
2. 請求項１に記載のグリース組成物が封入されている外径２６ｍｍ以下の転がり軸受であって、回転数３０，０００ｒｐｍ以上の高速条件下で使用される、転がり軸受。
3. 請求項２に記載の転がり軸受を備えているモータ。

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