JP2006104231A

JP2006104231A - 緩衝器用油圧作動油及びそれを備えた油圧緩衝器

Info

Publication number: JP2006104231A
Application number: JP2004289001A
Authority: JP
Inventors: Yoshie Tsujimi; 佳恵辻見; Yasuhiro Tsunokake; 泰洋角掛; Kazunari Komatsu; 一成小松
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】環境負荷が小さく、潤滑性、耐摩耗性が向上した緩衝器用油圧作動油及びそれを備えた油圧緩衝器を提供する。
【解決手段】本発明の緩衝器用油圧作動油は、分子中に１個以上のエステル結合を有する合成エステル又は動植物油のいずれかの基油を主成分としかつ生分解性を有し、この油圧作動油の４０℃における動粘度が８ｍｍ²／秒以上かつ１７ｍｍ²／秒以下であることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、環境負荷が小さく、潤滑性、耐摩耗性に優れ、しかも油漏れ等の不具合が生じる虞のない緩衝器用油圧作動油及びそれを備えた油圧緩衝器に関するものである。

従来、振動を効果的に減衰させる装置として、油圧抵抗を利用した油圧緩衝器がある。
例えば、自動車等の車両においては、車体のサスペンション（懸架装置）やエンジンの固定装置等に筒型の油圧緩衝器を装着させることにより、車両が道路等を走行する際に発生する振動、エンジンの駆動に伴う振動等を減衰させ、操縦性、安定性、乗り心地等を確保するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

この油圧緩衝器に用いられる油圧作動油としては、一般的に鉱油を基油とする鉱油系油圧作動油が用いられているが、従来の油圧作動油では、作動に伴う騒音、特に高周波騒音（スイッシュ音）等の問題があり、そこで、高周波騒音等の低減を図るために、鉱油または鉱油に類似した油からなる特定粘度の基油（これを鉱油系基油と称する）に、重量平均分子量が約２５万以上のポリメタクリレート系添加剤を特定割合で添加した油圧作動油等が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１−２８８６４３号公報特許第２８２８１７４号公報

ところで、上述した従来の油圧作動油では、鉱油を基油として用いているために、次の様な問題点があった。
（１）鉱油系油圧作動油は、生分解性を持たないために、生分解性を有する油類とは区別して回収し、廃棄処分する必要がある。例えば、油圧緩衝器の使用中に鉱油系基油が周囲に飛散、または漏洩した場合、あるいは、鉱油系基油を廃棄処理する際に周囲に飛散、あるいは漏洩した場合、汚染土壌の処理等、環境への負荷が非常に大きくなる。
（２）鉱油系油圧作動油は、摩擦係数が高く、しかも潤滑性が低いために、摩擦係数の低減、および潤滑性の向上を図るためには、別途添加剤を添加する必要がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、環境負荷が小さく、潤滑性、耐摩耗性が向上した緩衝器用油圧作動油及びそれを備えた油圧緩衝器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は次の様な緩衝器用油圧作動油及びそれを備えた油圧緩衝器を提供した。
すなわち、本発明の緩衝器用油圧作動油は、分子中に１個以上のエステル結合を有する合成エステルまたは動植物油のいずれかの基油を含有してなる緩衝器用油圧作動油であって、前記基油の含有量が前記緩衝器用油圧作動油の総量に対して５０ｗｔ％以上であり、かつ、この緩衝器用油圧作動油は生分解性を有することを特徴とする。
前記緩衝器用油圧作動油の４０℃における動粘度が８ｍｍ²／秒以上かつ１７ｍｍ²／秒以下であることが好ましい。

この緩衝器用油圧作動油では、分子中に１個以上のエステル結合を有する合成エステルまたは動植物油のいずれかの基油を主成分としたことにより、基油としての潤滑性が向上し、よって耐摩耗性が向上する。
また、生分解性を有することにより、周囲に飛散、または漏洩した場合においても処理が容易となり、環境への負荷は非常に小さい。
本発明において、「生分解性を有する」とは、ＯＥＣＤの化学品テストガイドライン３０１Ｂ、３０１Ｃにおける試験で、２８日以内、６０％以上の分解度を達成できるということである。

本発明の油圧緩衝器は、シリンダと、一端側が該シリンダ内に挿入され他端側が該シリンダ外に突出するピストンロッドと、該ピストンロッドの一端側に固定され前記シリンダ内を２つの油室に画成するピストンと、前記２つの油室に充填される本発明の緩衝器用油圧作動油と、前記ピストンに設けられて前記２つの油室間の緩衝器用油圧作動油の移動を制御することにより所定の減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えてなることを特徴とする。

この油圧緩衝器では、本発明の緩衝器用油圧作動油を用いたので、耐摩耗性が向上し、油漏れ等の不具合が生じる虞も無い。
また、周囲に飛散、または漏洩した場合においても、処理が容易であるから、環境への負荷は非常に小さいものとなる。
また、生分解性を有する油圧作動油は、オイルシール等の部材になじみ易いために、この部材を膨潤させ緊迫力を高める。これにより、油漏れ等の不具合が防止される。

本発明の緩衝器用油圧作動油によれば、分子中に１個以上のエステル結合を有する合成エステルまたは動植物油のいずれかの基油を主成分としかつ生分解性を有するので、潤滑性を向上させることができ、よって耐摩耗性を向上させることができる。
また、生分解性を有するので、周囲に飛散、または漏洩した場合においても処理が容易であり、環境への負荷が非常に小さい。

本発明の油圧緩衝器によれば、本発明の緩衝器用油圧作動油を用いたので、耐摩耗性を向上させることができ、油漏れ等の不具合が生じる虞も無くなる。
また、油圧作動油が周囲に飛散、または漏洩した場合においても、処理が容易であり、環境への負荷を低減することができる。
また、生分解性を有する油圧作動油は、オイルシール等の部材になじみ易いので、オイルシール等の部材を膨潤させて緊迫力を高めることができる。したがって、油漏れ等の不具合を防止することができる。

本発明の緩衝器用油圧作動油及びそれを備えた油圧緩衝器の一実施形態について図面を参照して説明する。
ここでは、油圧緩衝器として自動車に装備される複筒式の油圧緩衝器を例に取り説明する。

図１は、本発明の一実施形態の複筒式の油圧緩衝器を示す縦断面図であり、この油圧緩衝器１は、有底筒状の外筒２と外筒２内に同軸的に設けられた有底筒状の内筒３とからなる複筒式のシリンダ４と、一端５ａ側が内筒３内に挿入され他端側がシリンダ４外に突出するピストンロッド５と、ピストンロッド５の一端５ａ側に固定され内筒３内を２つの油室Ａ、Ｂに画成するピストン６と、２つの油室Ａ、Ｂに充填される緩衝器用油圧作動油７と、ピストン６に設けられピストンロッド５の伸長時に開弁して２つの油室Ａ、Ｂ間にて緩衝器用油圧作動油７の移動を制御することにより所定の減衰力を発生させる伸長側の減衰力発生機構８と、ピストン６に設けられピストンロッド５の縮小時に開弁して２つの油室Ａ、Ｂ間にて緩衝器用油圧作動油７の移動を制御することにより所定の減衰力を発生させる縮小側の減衰力発生機構９と、外筒２および内筒３の一端部に設けられてピストンロッド５との間を液密状態に保持するシール部材１０と、内筒３の底部に設けられてピストンロッド５の縮小時に油室Ａ内の油圧作動油７をリザーバ室Ｃに流動させつつ縮小時の減衰力を発生させるボトムバルブ１１とにより構成されている。

緩衝器用油圧作動油７は、分子中に１個以上のエステル結合を有する合成エステルまたは動植物油のいずれかの基油を主成分としかつ生分解性を有するもので、この油圧作動油の４０℃における動粘度は８ｍｍ²／秒以上かつ１７ｍｍ²／秒以下が好ましいものである。
この基油は、合成エステルを主成分としかつ生分解性を有するものであればよく、合成エステルの他に、生分解性を有する物質として、例えば、ポリエーテル、ポリアルキレングリコール、植物油等の天然油脂等を含んでいてもよい。
合成エステルとしては、例えば、ジエステルタイプ、ポリオールエステルタイプが好適に用いられ、特に、アジピン酸エステル、セバシン酸エステル、炭素数８〜１３に分岐鎖アルコールから合成されるエステル等のジエステルが好適である。

この油圧作動油の生分解度（生分解率（％））としては、経済協力開発機構（ＯＥＣＤ）の化学品テストガイドライン３０１Ｂ、３０１Ｃ、あるいはＡＳＴＭ（American Society for Testing and Materials）規格Ｄ−５８６４に準拠して測定される生分解度が２８日以内かつ６０％以上である。

この油圧作動油の４０℃における動粘度は、日本工業規格ＪＩＳＫ２２８３に準拠して測定され、８ｍｍ²／秒以上かつ１７ｍｍ²／秒以下が好ましい。
ここで、４０℃における動粘度を上記の様に限定した理由は、動粘度が８ｍｍ²／秒未満であると、高温下で粘度が低下し、減衰力特性が得られないからであり、また、動粘度が１７ｍｍ²／秒を超えると、作動時の減衰力特性が悪化し、乗り心地に影響するからである。

この油圧作動油は、さらに、一般の緩衝器用油圧作動油に添加されている金属清浄剤、分散剤、摩耗防止剤、酸化防止剤、腐食防止剤、摩擦調整剤、流動点降下剤、消泡剤、油性向上剤、粘度指数向上剤、防錆剤等を添加してもよい。
分散剤としては、例えば、アルケニルコハク酸イミド等が挙げられる。この添加量は、油圧作動油の総量に対して０．０５〜７重量％である。

摩耗防止剤としては、例えば、ジチオリン酸亜鉛、リン酸エステル、硫黄系化合物及びこれらのアミン塩等が挙げられる。この添加量は、油圧作動油の総量に対して０．１〜５重量％である。
酸化防止剤としては、例えば、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、カーバメイト系酸化防止剤等が挙げられる。この添加量は、油圧作動油の総量に対して０．０５〜２重量％である。

摩擦調整剤としては、例えば、アミン類、アミド類、有機モリブデン化合物等の有機金属塩、脂肪酸および／またはその誘導体等が挙げられる。
流動点降下剤としては、例えば、ポリメタクリレート、ポリブテン、ポリアルキルスチレン等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、シリコーン系消泡剤等が挙げられる。この添加量は、油圧作動油の総量に対して０．０１〜１重量％である。

油性向上剤としては、例えば、脂肪酸、脂肪族アルコール等が挙げられる。この添加量は、油圧作動油の総量に対して０．１〜５重量％である。
粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、オレフィンコポリマー等が挙げられる。この添加量は、油圧作動油の総量に対して３〜１５重量％である。

本実施形態の緩衝器用油圧作動油７によれば、分子中に１個以上のエステル結合を有する基油を主成分としかつ生分解性を有するように構成したので、潤滑性を向上させることができ、よって耐摩耗性を向上させることができる。
また、生分解性を有するので、万が一周囲に飛散、または漏洩した場合においても、土壌等の汚染処理が容易であり、環境への負荷は非常に小さいものとなる。

本実施形態の複筒式の油圧緩衝器１によれば、本実施形態の緩衝器用油圧作動油７を用いたので、耐摩耗性を向上させることができ、油漏れ等の不具合が生じる虞も無い。
また、この油圧作動油が周囲に飛散、または漏洩した場合においても、土壌等の汚染処理が容易となり、環境への負荷を低減することができる。
また、この油圧作動油は、オイルシール等の部材になじみ易いので、オイルシール等の部材を膨潤させて緊迫力を高めることができる。したがって、油漏れ等の不具合を防止することができる。

以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

［実施例１〜３］
合成エステルとして、ＯＥＣＤ３０１Ｂでの生分解率（％）各々が表１に示す数値となる油圧作動油を調整し、実施例１〜３の基油配合比率とした。
次いで、これら各油圧作動油の総量に対して、酸化防止剤としてヒンタードフェノールを０．３重量％、粘度指数向上剤としてポリメタクリレートを５重量％、摩擦調整剤として脂肪族アミンを０．３重量％、摩耗防止剤として亜リン酸エステルを０．５重量％それぞれ添加し、実施例１〜３の緩衝器用油圧作動油を作製した。

［比較例１〜３］
合成エステルとして、ＯＥＣＤ３０１Ｂでの生分解率（％）が本発明の範囲外である表１に示す数値となるように、合成エステルと鉱油の配合を調整し、比較例１〜３の基油配合とした。
次いで、これら各油圧作動油の総量に対して、酸化防止剤としてヒンタードフェノールを０．３重量％、粘度指数向上剤としてポリメタクリレートを５重量％、摩擦調整剤として脂肪族アミンを０．３重量％、摩耗防止剤として亜リン酸エステルを０．５重量％それぞれ添加し、比較例１、２の緩衝器用油圧作動油を作製した。

また、鉱油として、パラフィン系油を選択し、比較例３の油圧作動油とした。
次いで、この油圧作動油の総量に対して、酸化防止剤としてヒンタードフェノールを０．３重量％、粘度指数向上剤としてポリメタクリレートを５重量％、摩擦調整剤として脂肪族アミンを０．３重量％、摩耗防止剤として亜リン酸エステルを０．５重量％それぞれ添加し、比較例３の緩衝器用油圧作動油を作製した。

次いで、実施例１〜３および比較例１〜３の緩衝器用油圧作動油各々について、生分解率（％）、４０℃における動粘度（ｍｍ²／ｓ）、低温粘度（ｍＰａ・ｓ）、油の漏れ量（ｇ）、フリクション（ｋｇｆ）を測定した。
生分解率（％）は、ＯＥＣＤの化学品テストガイドライン３０１Ｂに準拠して測定した。
動粘度（ｍｍ²／ｓ）は、ＪＩＳＫ２２８３に準拠して、４０℃における動粘度（ｍｍ²／秒）を測定した。
低温粘度（ｍＰａ・ｓ）は、ＡＳＴＭ（American Society for Testing and Materials）規格Ｄ−２９８３に準拠して、−４０℃にて測定した。

漏れ量（ｇ）は、次のようにして測定した。
各実施例および比較例の緩衝器用油圧作動油２００ｍｌを試験用油圧緩衝器に封入し、油圧試験機にセットした。ピストンのストロークを±２５ｍｍ、伸速度を１．０ｍ／ｓ、圧速度を０．１ｍ／ｓ、三角波の速度比を１０：１とし、２００サイクルの慣らし運転に続いて、２００サイクルの本運転を行った。その後、この試験用油圧緩衝器を取り外し、ピストンを伸ばした状態でピストンロッドに付着した油圧作動油を、あらかじめ重さを測定したろ紙でふき取った。このろ紙の重さを再度量り、ふき取り前後のろ紙の重さの差を漏れ量（ｇ）とした。

フリクションは、次のようにして測定した。
上記の漏れ量の測定と同様に、各実施例および比較例の緩衝器用油圧作動油を試験用油圧緩衝器に封入し、これを油圧試験機にセットした。ここでは、ピストンのストロークを±３０ｍｍ、周波数を０．０１Ｈｚ、横力を０ｋｇｆとし、油圧緩衝器による抵抗力をフリクションとした。
これらの測定結果を表１に示す。

表１によれば、実施例１〜３では、本発明の範囲内の合成エステルを基油として配合しているために、低温粘度、油漏れ量、フリクション共に低く、潤滑性、耐摩耗性が向上していることが分かった。
一方、比較例１、２では、動粘度が本発明の範囲外の合成エステルを基油として用いているために、低温粘度、油漏れ量、フリクションのいずれかが高く、生分解度がクリアできないことが分かった。
また、比較例３では、パラフィン系油を基油として用いているために、低温粘度が実施例１〜３に比べて３〜６倍も高く、油漏れ量およびフリクションについても実施例１〜３に比べて高く、生分解性の基準をクリアできない不十分なものであった。

本発明は、合成エステルを主成分としかつ生分解性を有する基油を緩衝器用油圧作動油に適用したものであるから、自動車に装備される複筒形ショックアブソーバ等の油圧緩衝器はもちろんのこと、自動車以外の車両等に装備される様々な様式のショックアブソーバに適用することも可能である。

本発明の一実施形態の複筒式の油圧緩衝器を示す縦断面図である。

符号の説明

１油圧緩衝器
２外筒
３内筒
４シリンダ
５ピストンロッド
５ａ一端
６ピストン
７緩衝器用油圧作動油
８、９減衰力発生機構
１０シール部材
１１ボトムバルブ
Ａ、Ｂ油室
Ｃリザーバ室

Claims

分子中に１個以上のエステル結合を有する合成エステルまたは動植物油のいずれかの基油を含有してなる緩衝器用油圧作動油であって、
前記基油の含有量が前記緩衝器用油圧作動油の総量に対して５０ｗｔ％以上であり、かつ、この緩衝器用油圧作動油は生分解性を有することを特徴とする緩衝器用油圧作動油。
前記緩衝器用油圧作動油の４０℃における動粘度が８ｍｍ²／秒以上かつ１７ｍｍ²／秒以下であることを特徴とする請求項１記載の緩衝器用油圧作動油。
シリンダと、一端側が該シリンダ内に挿入され他端側が該シリンダ外に突出するピストンロッドと、該ピストンロッドの一端側に固定され前記シリンダ内を２つの油室に画成するピストンと、前記２つの油室に充填される請求項１または２記載の緩衝器用油圧作動油と、前記ピストンに設けられて前記２つの油室間の緩衝器用油圧作動油の移動を制御することにより所定の減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えてなることを特徴とする油圧緩衝器。