JP2938154B2 - 真空軸受用潤滑剤 - Google Patents
真空軸受用潤滑剤Info
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- JP2938154B2 JP2938154B2 JP18370590A JP18370590A JP2938154B2 JP 2938154 B2 JP2938154 B2 JP 2938154B2 JP 18370590 A JP18370590 A JP 18370590A JP 18370590 A JP18370590 A JP 18370590A JP 2938154 B2 JP2938154 B2 JP 2938154B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は真空中で使用される軸受等において好適に使
用される潤滑剤に関するものである。
用される潤滑剤に関するものである。
＜従来の技術＞ 従来、真空中で使用される軸受等には、二硫化モブリ
デン（MoS2）等の固体潤滑剤が用いられているが、上記
固体潤滑剤は、信頼性、耐荷重性に問題がある。
デン（MoS2）等の固体潤滑剤が用いられているが、上記
固体潤滑剤は、信頼性、耐荷重性に問題がある。
そこで近時、熱的に安定で、しかも比較的、潤滑性に
優れたパーフルオロアルキルポリエーテル（以下「PFP
E」という）を潤滑剤として使用する試みがなされてい
る。
優れたパーフルオロアルキルポリエーテル（以下「PFP
E」という）を潤滑剤として使用する試みがなされてい
る。
＜発明が解決しようとする課題＞ ところが、上記PFPEのうち、主鎖中に、下記式〔Ｉ〕
で表される結合を含有するPFPE（以下「ジオキシ型PFP
E」という）は、境界潤滑条件下で、真空中における熱
安定性が十分でなく、摩擦、摩耗にともなって分解し、
アウトガスを発生しやすいという問題がある。
で表される結合を含有するPFPE（以下「ジオキシ型PFP
E」という）は、境界潤滑条件下で、真空中における熱
安定性が十分でなく、摩擦、摩耗にともなって分解し、
アウトガスを発生しやすいという問題がある。
−Ｏ−CF2−Ｏ− …〔Ｉ〕 上記ジオキシ型PFPEの分解にともなって発生するアウ
トガスは、CFO+、CF2O+、CF3 +等の腐蝕性の化合物を主
成分とするため、軸受等と反応して金属弗化物などの化
合物を生じ、潤滑性が著しく悪化するおそれもある。
トガスは、CFO+、CF2O+、CF3 +等の腐蝕性の化合物を主
成分とするため、軸受等と反応して金属弗化物などの化
合物を生じ、潤滑性が著しく悪化するおそれもある。
一方、上記式〔Ｉ〕で表される結合を主鎖中に含まな
いPFPE（以下「非ジオキシ型PFPE」という）は、真空中
において安定で、摩擦、摩耗に伴うアウトガスの発生量
は少ないものの、境界潤滑条件下で、高荷重、高速回転
させた際に凝着を生じるという問題がある。
いPFPE（以下「非ジオキシ型PFPE」という）は、真空中
において安定で、摩擦、摩耗に伴うアウトガスの発生量
は少ないものの、境界潤滑条件下で、高荷重、高速回転
させた際に凝着を生じるという問題がある。
本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであっ
て、特に真空中において優れた潤滑性を有すると共に、
アウトガスの発生量の少ない真空軸受用潤滑剤を提供す
ることを目的としている。
て、特に真空中において優れた潤滑性を有すると共に、
アウトガスの発生量の少ない真空軸受用潤滑剤を提供す
ることを目的としている。
＜課題を解決するための手段および作用＞ 上記課題を解決するための、本発明の真空軸受用潤滑
剤は、 式（Ｉ）： −Ｏ−CF2−Ｏ− …（Ｉ） で表される結合を主鎖中に含むジオキシ型パーフルオロ
アルキルポリエーテルと、前記結合を主鎖中に含まない
非ジオキシ型パーフルオロアルキルポリエーテルとから
なるものであって、前記ジオキシ型パーフルオロアルキ
ルポリエーテルを、全パーフルオロアルキルポリエーテ
ル中、50重量％以下の割合で含有することを特徴とす
る。
剤は、 式（Ｉ）： −Ｏ−CF2−Ｏ− …（Ｉ） で表される結合を主鎖中に含むジオキシ型パーフルオロ
アルキルポリエーテルと、前記結合を主鎖中に含まない
非ジオキシ型パーフルオロアルキルポリエーテルとから
なるものであって、前記ジオキシ型パーフルオロアルキ
ルポリエーテルを、全パーフルオロアルキルポリエーテ
ル中、50重量％以下の割合で含有することを特徴とす
る。
上記構成からなる、本発明の真空軸受用潤滑剤におい
ては、上記ジオキシ型PFPEによって、特に真空中での高
い潤滑性が確保されていると共に、このジオキシ型PFPE
の含有割合を、全PFPE中の50重量％以下にすることでア
ウトガスの発生を抑制している。
ては、上記ジオキシ型PFPEによって、特に真空中での高
い潤滑性が確保されていると共に、このジオキシ型PFPE
の含有割合を、全PFPE中の50重量％以下にすることでア
ウトガスの発生を抑制している。
上記ジオキシ型PFPEとしては、例えば下記一般式〔I
I〕で表される化合物およびその誘導体が好適に使用さ
れる。
I〕で表される化合物およびその誘導体が好適に使用さ
れる。
CF3−［（OCF2−CF2）ｐ−（OFC2）ｑ］ｍ−OCF3 …〔II〕 なお、上記式〔II〕のp,qは何れも２以上の整数を表
し、ｍは１以上の整数を表す。
し、ｍは１以上の整数を表す。
また、上記ジオキシ型PFPEと共に用いられる非ジオキ
シ型PFPEとしては、下記一般式〔III〕〔IV〕で表され
る化合物およびその誘導体が好適に使用される。
シ型PFPEとしては、下記一般式〔III〕〔IV〕で表され
る化合物およびその誘導体が好適に使用される。
Ｆ−（CF2−CF2−CF2−Ｏ）ｎ−CF2−CF3 …〔III〕 なお、上記式〔III〕〔IV〕中のn,rは何れも２以上の
整数を表す。
整数を表す。
本発明において、ジオキシ型PFPEの、全PFPE中に占め
る割合が50重量％を超えると、アウトガスの発生量が多
くなると共に、周囲の環境を汚染したり、蒸発損などの
問題が生じ、軸受寿命が低下する。
る割合が50重量％を超えると、アウトガスの発生量が多
くなると共に、周囲の環境を汚染したり、蒸発損などの
問題が生じ、軸受寿命が低下する。
なお上記ジオキシ型PFPEの、全PFPE中に占める割合
は、特に限定されないが、５重量％以上であることが好
ましい。
は、特に限定されないが、５重量％以上であることが好
ましい。
上記ジオキシ型PFPEの割合が５重量％未満では、潤滑
剤の潤滑性が低下し、特に真空中で、高荷重、高速回転
させた際に焼付けを生じるおそれがある。
剤の潤滑性が低下し、特に真空中で、高荷重、高速回転
させた際に焼付けを生じるおそれがある。
＜実施例＞ 摩擦、摩耗試験（１） 以下に示す各PFPEを潤滑剤として使用して、真空四球
式試験機により、下記の条件下において、各潤滑剤の摩
擦係数を測定した。
式試験機により、下記の条件下において、各潤滑剤の摩
擦係数を測定した。
＊PFPE 潤滑剤A:モンデジソン社製の商品名フォンブリン（前記
一般式〔II〕で表されるジオキシ型PFPE） 20℃における粘度:225cSt 20℃における蒸気圧:4×10-10Pa 潤滑剤B:ダイキン工業社製の商品名デムナム（前記一般
式〔III〕で表される非ジオキシ型PFPE） 20℃における粘度:500cSt 20℃における蒸気圧:7×10-9Pa 潤滑剤C:デュポン社製の商品名クライトックス140（前
記一般式〔IV〕で表される非ジオキシ型PFPE） 20℃における粘度:2700cSt 20℃における蒸気圧:4×10-12Pa ＊試験球の組み合わせ I:上球（１個）…SUS440C製の1/4インチ鋼球 下球（３個）…同上 II:上球（１個）…Si3N4製のセラミック球 下球（３個）…SUS440C製の1/4インチ鋼球 ＊試験条件 雰囲気圧力：大気圧または５×10-5Pa 雰囲気温度：室温 荷 重:100N ヘルツ面圧:3.4GPa（試験球の組み合わせＩの場合） 3.9GPa（試験球の組み合わせIIの場合） 回転速度 :132rpm（0.025m/s） 試験時間 :60分 潤滑剤塗布量：約100μ 上記の結果を第１図に示す。
一般式〔II〕で表されるジオキシ型PFPE） 20℃における粘度:225cSt 20℃における蒸気圧:4×10-10Pa 潤滑剤B:ダイキン工業社製の商品名デムナム（前記一般
式〔III〕で表される非ジオキシ型PFPE） 20℃における粘度:500cSt 20℃における蒸気圧:7×10-9Pa 潤滑剤C:デュポン社製の商品名クライトックス140（前
記一般式〔IV〕で表される非ジオキシ型PFPE） 20℃における粘度:2700cSt 20℃における蒸気圧:4×10-12Pa ＊試験球の組み合わせ I:上球（１個）…SUS440C製の1/4インチ鋼球 下球（３個）…同上 II:上球（１個）…Si3N4製のセラミック球 下球（３個）…SUS440C製の1/4インチ鋼球 ＊試験条件 雰囲気圧力：大気圧または５×10-5Pa 雰囲気温度：室温 荷 重:100N ヘルツ面圧:3.4GPa（試験球の組み合わせＩの場合） 3.9GPa（試験球の組み合わせIIの場合） 回転速度 :132rpm（0.025m/s） 試験時間 :60分 潤滑剤塗布量：約100μ 上記の結果を第１図に示す。
また、上記摩擦係数測定後の下球の摩耗痕径を測定し
た結果を、第２図に示す。
た結果を、第２図に示す。
なお、上記図中の符号は、それぞれ下記の潤滑剤、お
よび試験球の組み合わせを示している。
よび試験球の組み合わせを示している。
○…潤滑剤Ａ、試験球の組み合わせＩ □…潤滑剤Ｂ、試験球の組み合わせＩ △…潤滑剤Ｃ、試験球の組み合わせＩ ●…潤滑剤Ａ、試験球の組み合わせII ■…潤滑剤Ｂ、試験球の組み合わせII ▲…潤滑剤Ｃ、試験球の組み合わせII 第１図および第２図にみるように、何れの潤滑剤を使
用した場合でも、大気中より真空中の方が摩擦係数およ
び摩耗痕径が大きくなる傾向がみられ、このことから、
雰囲気圧力が、試験球の摩擦、摩耗に影響を及ぼすこと
が確認された。
用した場合でも、大気中より真空中の方が摩擦係数およ
び摩耗痕径が大きくなる傾向がみられ、このことから、
雰囲気圧力が、試験球の摩擦、摩耗に影響を及ぼすこと
が確認された。
また、潤滑剤Ａを使用した場合には、何れの条件下に
おいても、潤滑剤B,Cを使用した場合に比べて、摩擦係
数が小さく、且つ摩擦痕径が大きい値を示した。このこ
とから、ジオキシ型PFPEである潤滑剤Ａは、非ジオキシ
型PFPEである潤滑剤B,Cよりも潤滑性に優れるものの、
試験球を摩耗しやすいことが確認された。
おいても、潤滑剤B,Cを使用した場合に比べて、摩擦係
数が小さく、且つ摩擦痕径が大きい値を示した。このこ
とから、ジオキシ型PFPEである潤滑剤Ａは、非ジオキシ
型PFPEである潤滑剤B,Cよりも潤滑性に優れるものの、
試験球を摩耗しやすいことが確認された。
さらに、潤滑剤Ａを使用した場合には、潤滑剤B,Cを
使用した場合に比べて、摩擦係数および摩耗痕径の上昇
率が大きく、このことから、上記ジオキシ型PFPEである
潤滑剤Ａは、真空中において、非ジオキシ型PFPEである
潤滑剤B,Cよりも劣化しやすいことが判明した。
使用した場合に比べて、摩擦係数および摩耗痕径の上昇
率が大きく、このことから、上記ジオキシ型PFPEである
潤滑剤Ａは、真空中において、非ジオキシ型PFPEである
潤滑剤B,Cよりも劣化しやすいことが判明した。
摩擦、摩耗試験（２） 雰囲気圧力を５×10-5Paとし、荷重およびヘルツ面圧
を次表に示す値としたこと以外は、上記摩擦、摩耗試験
（１）と同様にして、真空四球式試験機を60分間回転さ
せた後、上球の摩耗痕径を測定した。結果を第３図に示
す。なお、同図中の符号は、何れも前記と同じ潤滑剤、
および試験球の組み合わせを示している。
を次表に示す値としたこと以外は、上記摩擦、摩耗試験
（１）と同様にして、真空四球式試験機を60分間回転さ
せた後、上球の摩耗痕径を測定した。結果を第３図に示
す。なお、同図中の符号は、何れも前記と同じ潤滑剤、
および試験球の組み合わせを示している。
図の結果より、各荷重時の摩耗痕径は、何れの条件下
においても、荷重が大きくなるほど大きくなり、しか
も、潤滑剤Ｃ→潤滑剤Ｂ→潤滑剤Ａの順に大きくなる傾
向を示した。また、潤滑剤Ａを使用した場合には。潤滑
剤B,Cを使用した場合に比べて、荷重の増加に伴う摩耗
痕径の増加の度合いが大きく、特に、試験球の組み合わ
せＩにおいては、潤滑剤Ａを使用した場合に、荷重の増
加に伴って、摩耗痕径が著しく増加した。このことか
ら、ジオキシ型PFPEである潤滑剤Ａの劣化は、真空中の
摩擦、摩耗により発生することが判明した。
においても、荷重が大きくなるほど大きくなり、しか
も、潤滑剤Ｃ→潤滑剤Ｂ→潤滑剤Ａの順に大きくなる傾
向を示した。また、潤滑剤Ａを使用した場合には。潤滑
剤B,Cを使用した場合に比べて、荷重の増加に伴う摩耗
痕径の増加の度合いが大きく、特に、試験球の組み合わ
せＩにおいては、潤滑剤Ａを使用した場合に、荷重の増
加に伴って、摩耗痕径が著しく増加した。このことか
ら、ジオキシ型PFPEである潤滑剤Ａの劣化は、真空中の
摩擦、摩耗により発生することが判明した。
摩耗痕観察試験 上記摩擦、摩耗試験（２）のうち、荷重を300N加えた
試験の上球の摩耗痕を走査電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、試験球の組み合わせＩにおいては、潤滑剤B,Cを使
用した場合には、摩耗痕に金属接触による凝着が観察さ
れたが、潤滑剤Ａを使用した場合には、上記凝着は観察
されなかった。一方、試験球の組み合わせIIにおいて
は、潤滑剤Ａ〜Ｃの何れを使用した場合にも、凝着は観
察されず、筋状の摩耗痕のみが観察された。このことか
ら、ジオキシ型PFPEである潤滑剤Ａによる鋼球の摩耗
は、通常の機械的摩耗でないことが確認された。
試験の上球の摩耗痕を走査電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、試験球の組み合わせＩにおいては、潤滑剤B,Cを使
用した場合には、摩耗痕に金属接触による凝着が観察さ
れたが、潤滑剤Ａを使用した場合には、上記凝着は観察
されなかった。一方、試験球の組み合わせIIにおいて
は、潤滑剤Ａ〜Ｃの何れを使用した場合にも、凝着は観
察されず、筋状の摩耗痕のみが観察された。このことか
ら、ジオキシ型PFPEである潤滑剤Ａによる鋼球の摩耗
は、通常の機械的摩耗でないことが確認された。
アウトガス測定 雰囲気圧力を５×10-5Pa、荷重を300Nとしたこと以外
は、上記摩擦、摩耗試験（１）と同様にして、真空四球
式試験機を回転させながら、四重極型質量分析計を用い
て、アウトガス中に含まれる質量数１から100までの成
分の変化を１分毎に測定した。
は、上記摩擦、摩耗試験（１）と同様にして、真空四球
式試験機を回転させながら、四重極型質量分析計を用い
て、アウトガス中に含まれる質量数１から100までの成
分の変化を１分毎に測定した。
その結果、潤滑剤Ａを使用した場合には、試験球の組
み合わせI,IIの何れにおいても、真空四球式試験機の回
転開始から終了まで、継続的に、下記の化合物に相当す
る質量数47、66、69の成分が検出された。なお、上記各
質量数の成分は、真空四球式試験機の回転開始前、およ
び回転終了後には検出されなかった。
み合わせI,IIの何れにおいても、真空四球式試験機の回
転開始から終了まで、継続的に、下記の化合物に相当す
る質量数47、66、69の成分が検出された。なお、上記各
質量数の成分は、真空四球式試験機の回転開始前、およ
び回転終了後には検出されなかった。
質量数47:CFO+ 質量数66:CF2O+ 質量数69:CF3 + 一方、潤滑剤B,Cを使用した場合には、試験球の組み
合わせI,IIの何れにおいても、質量数66のCF2O+に相当
する成分のみが、真空四球式試験機の回転開始から終了
まで、継続的に検出された。なお、上記質量数66の成分
は、先の場合と同様に、真空四球式試験機の回転開始
前、および回転終了後には検出されなかった。
合わせI,IIの何れにおいても、質量数66のCF2O+に相当
する成分のみが、真空四球式試験機の回転開始から終了
まで、継続的に検出された。なお、上記質量数66の成分
は、先の場合と同様に、真空四球式試験機の回転開始
前、および回転終了後には検出されなかった。
また、各試験においては、潤滑剤B,Cを使用した場合
よりも、潤滑剤Ａを使用した場合の方が、上記各質量数
のアウトガス成分の量が多く、同じ潤滑剤では、試験球
の組み合わせIIよりも組み合わせＩの方が、上記各質量
数のアウトガス成分の量が多いという結果が得られた。
よりも、潤滑剤Ａを使用した場合の方が、上記各質量数
のアウトガス成分の量が多く、同じ潤滑剤では、試験球
の組み合わせIIよりも組み合わせＩの方が、上記各質量
数のアウトガス成分の量が多いという結果が得られた。
さらに、各試験においては、真空四球式試験機の回転
開始から終了まで、試験機内の圧力上昇が観察された。
開始から終了まで、試験機内の圧力上昇が観察された。
以上の結果より、ジオキシ型PFPEである潤滑剤Ａは、
真空中の摩擦、摩耗によって、非ジオキシ型PFPEである
潤滑剤B,Cに比べ、より多量の腐蝕性ガスを放出して、
特に鋼球を化学的に摩耗することが推察された。
真空中の摩擦、摩耗によって、非ジオキシ型PFPEである
潤滑剤B,Cに比べ、より多量の腐蝕性ガスを放出して、
特に鋼球を化学的に摩耗することが推察された。
以上の各試験の結果より、特に真空中で高い潤滑性を
有するジオキシ型PFPEを、真空中で比較的安定な非ジオ
キシ型PFPEと配合すれば、真空中での高い潤滑性を確保
しつつ、アウトガスの発生を抑制できることが推察され
る。
有するジオキシ型PFPEを、真空中で比較的安定な非ジオ
キシ型PFPEと配合すれば、真空中での高い潤滑性を確保
しつつ、アウトガスの発生を抑制できることが推察され
る。
＜発明の効果＞ 本発明の真空軸受用潤滑剤は以上のように構成されて
おり、ジオキシ型PFPEによって高い潤滑性を確保できる
と共に、このジオキシ型PFPEの含有割合を、全PFPE中の
50重量％以下にすることでアウトガスの発生を抑制する
ことができる。したがって、本発明の真空軸受用潤滑剤
は、特に真空中において優れた潤滑性を有すると共に、
アウトガスの発生量の少ないものとなる。
おり、ジオキシ型PFPEによって高い潤滑性を確保できる
と共に、このジオキシ型PFPEの含有割合を、全PFPE中の
50重量％以下にすることでアウトガスの発生を抑制する
ことができる。したがって、本発明の真空軸受用潤滑剤
は、特に真空中において優れた潤滑性を有すると共に、
アウトガスの発生量の少ないものとなる。
第１図は真空四球式試験機を用いて測定した各種潤滑剤
の摩擦係数を示すグラフ、第２図は上記測定後の試験球
における摩擦痕径を示すグラフ、第３図は摩耗痕径と荷
重との関係を示すグラフである。
の摩擦係数を示すグラフ、第２図は上記測定後の試験球
における摩擦痕径を示すグラフ、第３図は摩耗痕径と荷
重との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−265049（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−233088（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C10M 105/54,107/38 C10N 40:02
Claims (1)
- 【請求項１】式（Ｉ）： −Ｏ−CF2−Ｏ− …（Ｉ） で表される結合を主鎖的に含むジオキシ型パーフルオロ
アルキルポリエーテルと、前記結合を主鎖中に含まない
非ジオキシ型パーフルオロアルキルポリエーテルとから
なる真空軸受用潤滑剤であって、前記ジオキシ型パーフ
ルオロアルキルポリエーテルを、全パーフルオロアルキ
ルポリエーテル中、50重量％以下の割合で含有すること
を特徴とする真空軸受用潤滑剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18370590A JP2938154B2 (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 真空軸受用潤滑剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18370590A JP2938154B2 (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 真空軸受用潤滑剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0468083A JPH0468083A (ja) | 1992-03-03 |
| JP2938154B2 true JP2938154B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=16140515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18370590A Expired - Fee Related JP2938154B2 (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 真空軸受用潤滑剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2938154B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4162326B2 (ja) * | 1999-04-16 | 2008-10-08 | 株式会社ジェイテクト | 潤滑剤組成物とそれを用いた転がり軸受 |
| US20080167208A1 (en) * | 2005-02-22 | 2008-07-10 | Miyuki Hashida | Lubricant |
| JP4875886B2 (ja) * | 2005-11-22 | 2012-02-15 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| JP5422610B2 (ja) * | 2011-06-24 | 2014-02-19 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
-
1990
- 1990-07-10 JP JP18370590A patent/JP2938154B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0468083A (ja) | 1992-03-03 |
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|---|---|---|---|
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