JP2014084429A

JP2014084429A - 潤滑油組成物

Info

Publication number: JP2014084429A
Application number: JP2012235837A
Authority: JP
Inventors: Eri WATABE; 絵里渡部; Yujiro Toda; 雄次郎戸田; Atsushi Yokouchi; 敦横内
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-05-12

Abstract

【課題】2種類の潤滑油を組み合わせることで、油同士の相互作用により低粘度であっても耐摩耗性を向上させることができる。これにより、油の粘性抵抗が最小限に抑えられ、低発熱を実現できる潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】潤滑油組成物において、２種類以上の油を混合したものであり、エステルを２０質量％〜８０質量％含み、ＰＡＯまたはエーテル油を含むことを特徴とする。また、前記潤滑油組成物は、４０℃における動粘度が１０〜８０ｍｍ^２／ｓであることが好ましい。また、前記潤滑油組成物は、オイルエア潤滑や油浴潤滑で使用されることが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は潤滑油組成物に関し、工作機械主軸（スピンドル）などの高速回転軸を支持する転がり軸受などに用いることができる。

工作機械の主軸は、加工能率を上げるため高速で回転するものが好ましく、加えて様々な材料の加工を要求されていることから、高荷重で回転するものが好ましい。転がり軸受の潤滑には一般的にグリースが使用されている。しかしながら使用条件が高速になると、グリースでは潤滑が追いつかず、油潤滑が主流となる。このような高速条件に適した潤滑方法としては、油浴潤滑、オイルミスト潤滑、オイルエア潤滑、ジェット潤滑などの方法が知られている。工作機械の主軸のように、高速条件に加えてさらに高荷重も要求されるような場合には、潤滑油にもさらなる高い性能が要求される。一般的に潤滑が過酷な条件下では、潤滑油粘度を上げることにより強固な油膜を形成して耐摩耗性を向上することや、ジアルキルジチオリン酸亜鉛などの極圧剤を添加して耐摩耗性の向上を図ることが行なわれている。

しかしながら潤滑油粘度を上げた場合には、油の粘性抵抗が大きくなるため、特に高速が要求される用途ではトルクや発熱が非常に大きくなり、早期焼付きにつながる。そこで潤滑油の粘度はできるだけ低くすることが望ましい。また、極圧添加剤を使用する場合にも、環境保護や毒性の問題から亜鉛化合物の使用は控えることが望ましい。先行技術の耐摩耗性を向上する技術としては、文献１がある。その構成は、液状潤滑油または半固体状潤滑油に第三リン酸カルシウムを耐摩耗剤として配合したものである。これは環境や人体に対する安全性の面からカルシウム系の耐摩耗剤を配合している。

特開２０００−２８６９５０号公報

しかしながら、このカルシウム系の耐摩耗剤は添加量が増えるに従い、粘ちょう度が増していく性質があり、高速で使用する場合には発熱の問題が顕著になるという問題があった。
本発明はこの問題を解決するため、高速高荷重条件下で使用可能な潤滑油として、エステル油を含む2種類の潤滑油の混合物を用いたことを特徴とする。ポリα―オレフィン油（ＰＡＯ）とエステル油、エーテル油とエステル油を混合すると、それぞれ単独で使用したときよりも耐摩耗性が向上する。本発明の潤滑油は、2種類の潤滑油を組み合わせることで、油同士の相互作用により低粘度であっても耐摩耗性を向上させることができる。これにより、油の粘性抵抗が最小限に抑えられ、低発熱を実現できる。また亜鉛化合物も使用しなくてすむため、環境問題にも貢献できる。

上記の目的を達成するために本発明の潤滑油組成物は、２種類以上の油を混合したものであり、エステルを２０質量％〜８０質量％含み、ＰＡＯまたはエーテル油を含むことを特徴とする。また、前記潤滑油組成物は、４０℃における動粘度が１０〜８０ｍｍ^２／ｓであることが好ましい。また、前記潤滑油組成物は、オイルエア潤滑や油浴潤滑で使用されることが好ましい。

本発明の潤滑油は、2種類の潤滑油を組み合わせることで、油同士の相互作用により低粘度であっても耐摩耗性を向上させることができる。これにより、油の粘性抵抗が最小限に抑えられ、低発熱を実現できる。また亜鉛化合物も使用しなくてすむため、環境問題にも貢献できる。

本発明の効果を確認する為、以下の試験を行った。使用した油は、ＰＡＯはポリα―オレフィン油、エーテルはアルキルジフェニルエーテル、エステル１はジエステル、エステル２はポリオールエステルである。

（１）耐摩耗試験
耐摩耗試験は、シェル式のすべり四球試験機により行った。試験では、下部固定試験球に１／２インチの鋼球を使用し、上部の回転試験球に１／２インチのセラミックス球を使用した。試験球が隠れるように潤滑油を満たし、垂直荷重を２９４Ｎ、回転数を４０００ｍｉｎ^―１、温度は室温より試験を開始した。試験後の下部固定球3個の摩耗痕径を平均し、比較例１の摩耗痕径を1とした相対比較で表した。

（２）軸受試験
軸受に実施例と比較例の潤滑油を封入し、３０分間の回転後の外輪温度の測定を行った。条件は、単列深溝玉軸受（内径Φ２５ｍｍ、外径Φ６２ｍｍ、幅１７ｍｍ）に潤滑油を０．５ｇ封入し、回転数１２０００ｍｉｎ^−１、荷重Ｆｒ＝２９．４Ｎ、Ｆａ＝２９４Ｎ、温度は室温より開始した。

実施例と比較例の油の割合と、混合した潤滑油組成物の動粘度と、耐摩耗試験結果と、軸受試験結果は、表１、表２のとおりである。なお、基油割合は、質量％である。

実施例１〜５は、ＰＡＯとエステル1、エーテルとエステル1を混合させた潤滑油に関するものである。比較例1はＰＡＯ、比較例2はエーテル、比較例3はエステル1単独での例であるが、これと比較して2種類の油の混合によって、相互作用が十分働き、耐摩耗性が向上することが分かる。また潤滑油粘度を上げずに済むため、軸受外輪温度も低く抑えられている。比較例4は潤滑油粘度を上げたものであり、耐摩耗性は向上している。しかしながら、粘度を上げたことにより、粘性抵抗が大きくなり、発熱が非常に大きいことが分かる。比較例5はＰＡＯとエーテルを混合したものである。ＰＡＯとエーテルを混合しても、相互作用が不足していると思われ、耐摩耗性の向上は見られないことが分かる。また、２種類以上の油を混合したものであり、エステルを２０質量％〜８０質量％含み、ＰＡＯまたはエーテル油を含んだり、４０℃における動粘度が１０〜８０ｍｍ^２／ｓであることによって、耐摩耗性試験結果や軸受試験結果が向上している。ＰＡＯやエーテルは極性の小さい油であり、一方、エステル油は極性の高い油である。また金属表面は極性が高いので、同じ極性を持つエステル油は摩擦面に吸着しやすいという特徴がある。ＰＡＯやエーテルの中にエステル油を混ぜると、エステル油は金属表面に吸着しようとして金属表面近傍のエステル濃度が高くなり、表面の保護作用が高まる。これにより、ＰＡＯやエーテル単独よりも耐摩耗性が向上すると考えられる。一方、エステルは吸着性能には優れるものの、加水分解性があるため、化学的な安定性に劣る面がある。そのため、ＰＡＯやエーテルのような熱化学的に安定な基油に混ぜて使用した場合に、最大限の効果が期待できるものと考えられる。

Claims

潤滑油組成物において、２種類以上の油を混合したものであり、エステルを２０質量％〜８０質量％含み、ＰＡＯまたはエーテル油を含むことを特徴とした潤滑油組成物。
前記潤滑油組成物は、４０℃における動粘度が１０〜８０ｍｍ^２／ｓであることを特徴とした請求項１の潤滑組成物。
前記潤滑油組成物は、オイルエア潤滑や油浴潤滑で使用されることを特徴とした請求項１または２の潤滑油組成物。