説明

潤滑剤組成物、転がり支持装置

【課題】せん断力が加えられると容易に油状(降伏値を持たない状態)となり、せん断が加わらない状態では、ゲル化剤によるネットワーク(網目構造)が速やかに再形成されてゲル状(降伏値の大きい状態)となる潤滑剤組成物を提供する。
【解決手段】潤滑剤組成物を、少なくとも、基油と、アミノ酸系ゲル化剤またはベンジリデンソルビトール誘導体からなるゲル化剤と、で構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、潤滑剤組成物と、この組成物で潤滑された転がり支持装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ゲル化剤を含有する潤滑剤組成物に関する従来技術としては、下記の特許文献1および2に記載された技術が挙げられる。
特許文献1には、グリース増ちょう剤と、極少量で有機液体を固化させる能力を持つゲル化剤を併用して増ちょうされたグリース組成物が記載されている。この文献1では、グリース増ちょう剤とゲル化剤の総和を潤滑油に対して1〜40重量%とし、増ちょう剤とゲル化剤との混合割合は、重量比で50〜99.9:50〜0.1であり、好ましくは60〜99:40〜1であり、より好ましくは65〜95:35〜5としている。
【0003】
この技術は、増ちょう剤とゲル化剤を併用することで、せん断や熱による流動性が良好となるとともに、せん断や熱を取り除くと再硬化するためグリースの流出が防止できる効果を有する。また、ゲル化剤を併用する分だけ増ちょう剤の添加量を低減できるため、攪拌により生じる発熱が抑制されて、潤滑剤の熱劣化が防止されることで、軸受寿命を長くできる効果を有する。
【0004】
特許文献2には、コンピュータのHDDや携帯電話等の精密機器の潤滑分野に有用な潤滑剤組成物として、液晶性化合物とゲル化剤を含有する半固形状潤滑剤組成物が記載されている。この文献2では、静的条件下では流動性を制御し、動的条件下(例えば摺動部)ではせん断により容易に流動して潤滑に寄与できる潤滑剤組成物を提供することを目的としている。
【特許文献1】特開昭58−219297号公報
【特許文献2】特開2005−139398号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の課題は、せん断力が加えられると容易に油状(降伏値を持たない状態)となり、せん断が加わらない状態では、ゲル化剤によるネットワーク(網目構造)が速やかに再形成されてゲル状(降伏値の大きい状態)となる潤滑剤組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも、基油と、アミノ酸系ゲル化剤またはベンジリデンソルビトール誘導体からなるゲル化剤と、で構成された潤滑剤組成物を提供する。
本発明の潤滑剤組成物は、アミノ酸系ゲル化剤またはベンジリデンソルビトール誘導体からなるゲル化剤を含有することにより、せん断力が加えられると容易に油状(降伏値を持たない状態)となり、せん断が加わらない状態では、ゲル化剤間に水素結合力が生じやすいため、ゲル化剤によるネットワーク(網目構造)が速やかに再形成されてゲル状(降伏値の大きい状態)となる。
【0007】
本発明に用いるゲル化剤(アミノ酸系またはベンジリデンソルビトール誘導体)は、ゲル化剤間に水素結合が生じやすい化学構造を有しているために、ゲル化剤によるネットワーク(網目構造)が形成されやすい。このため、一般に使用されているグリースの増ちょう剤(ゲル化剤)より少ない量でゲル状とすることができる。例えば、「NLGI No.2(ちょう度265〜295)」の硬さを得るために、一般的な増ちょう剤(またはゲル化剤)を含有するグリースでは、添加量を10〜30質量%にする必要があるが、本発明の潤滑剤組成物ではゲル化剤の含有率を2〜5質量%にすることができる。
【0008】
本発明の潤滑剤組成物を構成するアミノ酸系ゲル化剤としては、N−2−エチルヘキサノイル−L−グルタミン酸ジブチルアミドおよびN−ラウロイル−L−グルタミン酸−α,γ−n−ジブチルアミドが好適である。
本発明の潤滑剤組成物を構成するベンジリデンソルビトール誘導体からなるゲル化剤としては、ジベンジリデンソルビトール、ジトリリデンソルビトール、および非対称のジアルキルベンジリデンソルビトールが好適である。
【0009】
アミノ酸系ゲル化剤およびベンジリデンソルビトール誘導体は、それぞれ単体で使用しても良く、2種を混合して使用しても良い。
ゲル化剤の含有率は、アミノ酸系ゲル化剤およびベンジリデンソルビトール誘導体の一方のみの場合でも両方を含む場合でも、潤滑剤組成物全体の2質量%以上10質量%以下となるようにする。ゲル化剤の含有率が2%質量未満では、初期から柔らかすぎて適用箇所から漏洩しやすく、10質量%を超えると流動性が低くなり過ぎて、適用箇所に十分な潤滑性を付与できない。
【0010】
本発明の潤滑剤組成物を構成する基油は特に限定されず、通常の潤滑剤組成物の基油として使用されている油(鉱油系、合成油系または天然油系の潤滑油)のいずれであってもよい。具体的に、鉱油系基油としては、鉱油を、減圧蒸留、油剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等を適宜組み合わせて精製したものが使用できる。合成油系基油としては、炭化水素系油、芳香族系油、エステル系油、エーテル系油等が使用できる。天然油系基油としては、牛脂、豚脂、大豆油、菜種油、米ぬか油、ヤシ油、パーム油、パーム核油等の油脂系油、またはこれらの水素化物が使用できる。
【0011】
本発明の潤滑組成物には、各種性能を向上させる目的で、種々の添加剤を混合してもよい。添加剤としては、アミン系、フェノール系、硫黄系、ジチオリン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸亜鉛などの酸化防止剤、スルフォン酸金属塩、エステル系、アミン系、ナフテン酸金属塩、コハク酸誘導体などの防錆剤、リン系、ジチオリン酸亜鉛、有機モリブデンなどの極圧剤、脂肪酸、動植物油などの油性向上剤、ベンゾトリアゾールなどの金属不活性化剤などが挙げられる。これらの添加剤を単独で、または2種以上混合して用いることができる。なお、これら添加剤は、本発明の目的を損なわない範囲の量で添加できる。
【0012】
本発明の潤滑剤組成物は、前記アミノ酸系ゲル化剤として、N−2−エチルヘキサノイル−L−グルタミン酸ジブチルアミドまたはN−ラウロイル−L−グルタミン酸−α,γ−n−ジブチルアミドを含有することが好ましい。
本発明の潤滑剤組成物は、前記ベンジリデンソルビトール誘導体として、ジベンジリデンソルビトールまたはジトリリデンソルビトールを含有することが好ましい。
【0013】
本発明は、また、互いに対向配置される軌道面を備えた第1部材および第2部材と、これらの部材の軌道面間に転動自在に配設された複数個の転動体と、を少なくとも備え、転動体が前記軌道面を転動することにより第1部材および第2部材の一方が他方に対して相対移動する転がり支持装置において、本発明の潤滑剤組成物で潤滑されている転がり支持装置を提供する。
【0014】
本発明の転がり支持装置(転がり軸受、リニアガイド装置、ボールねじなど)によれば、本発明の潤滑剤組成物で潤滑されているため、トルクを低減(発熱も抑制)することができ、且つトルクを早期に安定化することができる。本発明の潤滑剤組成物は、転動体が転動する前記軌道面で加えられるせん断だけでなく、保持器とシール間の間隙や前記軌道面付近に存在する潤滑剤組成物との接触で生じる極く弱いせん断でも油状となることができるため、転がり支持装置における潤滑剤の循環性が非常に良いものとなる。
【発明の効果】
【0015】
本発明の潤滑剤組成物によれば、せん断力が加えられると容易に油状(降伏値を持たない状態)となり、せん断が加わらない状態では、ゲル化剤によるネットワーク(網目構造)が速やかに再形成されてゲル状(降伏値の大きい状態)となる。よって、この潤滑剤組成物で潤滑された転がり支持装置によれば、トルクを低減(発熱も抑制)することができ、且つ、トルクを早期に安定化することができる。また、潤滑剤の循環性が非常に良いため、潤滑不足による摩耗が抑えられることで、寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態について説明する。
(実施例1)
先ず、ステンレス製のビーカーに、基油として、40℃での動粘度が31mm2 /sであるポリオールエステル(POE)を95g、ゲル化剤として、N−2−エチルヘキサノイル−L−グルタミン酸ジブチルアミドを5gを入れて、80℃まで加熱して20分間攪拌した。さらに加熱して、N−2−エチルヘキサノイル−L−グルタミン酸ジブチルアミドを完全に溶解させることで潤滑剤組成物からなる液体を得た。この液体を、予め水冷したアルミニウム製バットに流し込み、バットを流水で冷却することでゲル状物を得た。そして、ゲル状物を3本ロールミルにかけて実施例1のサンプルを得た。
【0017】
(実施例2〜4)
表1に示す基油およびゲル化剤を用い、実施例1と同じ方法で実施例2〜4のサンプルを得た。
(比較例1)
40℃での動粘度が31mm2 /sであるポリオールエステル(POE)中で、4、4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)とシクロへキシルアミンとを反応させて脂環族ウレア化合物を合成することにより、POEからなる基油と脂環族ウレア化合物からなる増ちょう剤とで構成された、比較例1のサンプルを得た。
【0018】
(比較例2)
40℃での動粘度が95mm2 /sであるポリ−α−オレフィン(PAO)中で、4、4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)とオクチルアミンとを反応させて脂肪族ウレア化合物を合成することにより、PAOからなる基油と脂肪族ウレア化合物からなる増ちょう剤とで構成された、比較例2のサンプルを得た。
(比較例3)
40℃での動粘度が31mm2 /sであるポリオールエステル(POE)に12−ヒドロキシステアリン酸リチウムを配合することにより、POEからなる基油とリチウム石鹸からなる増ちょう剤とで構成された、比較例3のサンプルを得た。
【0019】
<流動−回復試験>
上述のようにして得られた潤滑剤組成物からなる各サンプルに対して、自転−公転式攪拌機を用い、自転速度:1370rpm、公転速度:1370rpm、回転時間:3minの条件でせん断を加えた後、各サンプルの不混和ちょう度を測定した。また、この測定値(せん断付与後の不混和ちょう度)から、せん断付与前の各サンプルの不混和ちょう度を減算することで、各サンプルのせん断付与による流動性の変化(せん断による不混和ちょう度変化量)を調べた。
【0020】
また、各サンプルについて、前述のせん断付与の後に40℃で1時間放置した後の不混和ちょう度測定し、その値を放置前の値と比較することで、放置することによりどれだけ粘性が回復したか(粘性回復率)を、下記の(1)式を用いて算出した。
粘性回復率(%)=(せん断後不混和ちょう度−放置後不混和ちょう度)/(せん断後不混和ちょう度−せん断前不混和ちょう度)‥(1)
【0021】
前記(1)式により求められる値は、潤滑剤組成物からなる各サンプルをせん断付与の後に1時間放置することで、どれだけ初期の粘性まで回復したかを示す値であり、この値が高いほど、潤滑剤の粘性の回復度合いが高いことになる。この値が100%であると、せん断前のちょう度まで回復したことになる。
せん断後のちょう度が380以上であると「傾けると自然流動する状態」になるため、せん断による流動性は380以上であればよい。また、粘性回復率は80%以上であればよい。
【0022】
<トルク試験>
トルク試験を下記の条件で実施した。
試験軸受:非接触型ゴムシール付き単列深溝玉軸受(内径25mm、外径62mm、幅17mm)
潤滑剤組成物封入量:3.4g
回転速度:3000min-1
荷重:Fr=29.4N、Fa=294N
温度:常温
測定時間:10分間
【0023】
先ず、潤滑剤組成物からなる各サンプルを試験軸受に封入して上記条件で回転させ、回転開始後295秒〜305秒間のトルクを測定した。また、この間のトルクの平均値を算出した。そして、各サンプルについて算出したトルク平均値を、比較例1のトルク平均値で除算することで、比較例1のトルク平均値を「1」とした相対値を求めた。この値を表1に「軸受トルク試験値」として記す。
また、このトルク試験の前後で各サンプルの潤滑剤組成物の温度を測定して、温度上昇値を算出した。この値も表1に示す。
さらに、このトルク試験における実施例1と比較例1のトルク値の経時変化を図1にグラフで示す。
【0024】
【表1】

【0025】
実施例1〜4のサンプルでは、ゲル化剤としてアミノ酸系ゲル化剤またはベンジリデンソルビトール誘導体を使用しているため、4〜5質量%という非常に少ない含有率で、200〜240程度の初期不混和ちょう度が得られている。また、せん断による粘性変化(不混和ちょう度変化)も非常に大きい。それにも関わらず、1時間放置することで、粘性がほぼ初期の状態まで(初期ちょう度まで)回復している。さらに、ゲル化剤の含有率が4〜5質量%と非常に少ないため、図1に示すように、比較例1と比較して、トルク値が低いとともに、トルクを早期に安定化することができる。また、攪拌抵抗が小さいため、軸受の発熱も抑制された結果、温度上昇値が小さくなっている。
【0026】
比較例1のサンプルでは、本発明で特定されたゲル化剤ではなく一般的な増ちょう剤を含有しているため、せん断による不混和ちょう度変化量が小さい(ほとんど変化していない)。また、図1から分かるように、実施例1と比較して、トルク値が高いとともに、トルクが安定するまでの時間が長い。さらに、攪拌抵抗が大きいため、軸受の温度上昇値が高い。
【0027】
比較例2のサンプルでは、本発明で特定されたゲル化剤ではなく、増ちょう剤として脂肪族ウレアを含有しているため、せん断によるちょう度変化は大きいが、ちょう度の回復度合が非常に悪い。また、トルク値が比較例1より大きく、トルク試験での温度上昇値も高い。
比較例3のサンプルでは、本発明で特定されたゲル化剤ではなく一般的な増ちょう剤を含有している。トルク値と軸受の温度上昇値が比較例1および2より小さいが、せん断による不混和ちょう度の変化量は比較例2より小さい。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】トルク試験における実施例1と比較例1のトルク値の経時変化を示すグラフである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも、基油と、アミノ酸系ゲル化剤またはベンジリデンソルビトール誘導体からなるゲル化剤と、で構成された潤滑剤組成物。
【請求項2】
前記アミノ酸系ゲル化剤として、N−2−エチルヘキサノイル−L−グルタミン酸ジブチルアミドまたはN−ラウロイル−L−グルタミン酸−α,γ−n−ジブチルアミドを含有する請求項1記載の潤滑剤組成物。
【請求項3】
前記ベンジリデンソルビトール誘導体として、ジベンジリデンソルビトールまたはジトリリデンソルビトールを含有する請求項1記載の潤滑剤組成物。
【請求項4】
互いに対向配置される軌道面を備えた第1部材および第2部材と、これらの部材の軌道面間に転動自在に配設された複数個の転動体と、を少なくとも備え、転動体が前記軌道面を転動することにより第1部材および第2部材の一方が他方に対して相対移動する転がり支持装置において、
請求項1に記載された潤滑剤組成物で潤滑されている転がり支持装置。

【図1】
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【公開番号】特開2009−173795(P2009−173795A)
【公開日】平成21年8月6日(2009.8.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−14887(P2008−14887)
【出願日】平成20年1月25日(2008.1.25)
【出願人】(000004204)日本精工株式会社 (8,378)
【Fターム(参考)】