JP7260323B2

JP7260323B2 - 作業機械用油圧作動油の導電用添加剤

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Publication number: JP7260323B2
Application number: JP2019028313A
Authority: JP
Inventors: 大五郎嘉本; 亮太田; 亘南; 茂行櫻井
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2039-02-20
Also published as: JP2020132763A

Description

本発明は、作業機械用油圧作動油の導電用添加剤に関する。

油圧ショベルやホイールローダ等の作業機械では、作業を行う際の動力源として油圧が利用されており、圧力の伝達に油圧作動油が用いられている。油圧作動油は、油圧ポンプで加圧され、油圧バルブで圧力と流量が調整された後、作業を行う部分を駆動する油圧アクチュエータに送られて動力を伝達する。動力伝達を終えた油圧作動油は、オイルクーラで冷却され、作動油フィルタで不純物がろ過された後、作動油タンクへ戻る。

上記のように動力伝達に使用される油圧作動油は、原油を精製して得られる基油と、基油に添加された複数の添加剤とから構成される。基油は鉱物油と合成油とに大別されるが、作業機械用の油圧作動油としては主に鉱物油が用いられている。添加剤としては、清浄分散剤、酸化防止剤、耐加重添加剤、さび止め剤、腐食防止剤、金属不活性化剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、乳化剤、抗乳化剤、かび防止剤、固体潤滑剤などが機能向上を目的として使用される。

油圧作動油は、鉱物油を基油とする場合、電気伝導率が２５℃の油温で一般的に数ｐＳ／ｍから数十ｐＳ／ｍと低い。すなわち、鉱物油を基油とする油圧作動油は、一般的に、絶縁性を有している。また、作動油フィルタは、セルロース等の有機系材料やガラス繊維等の絶縁性材料で形成されたろ過部材を用いることがある。そのため、油圧作動油が作動油フィルタを通過する際の流動抵抗（摩擦）によって、油圧作動油及び作動油フィルタのろ過部材が帯電する。

作業機械では、近年、油圧ポンプの定格圧力の高圧化及び作動油タンクの小型化が図られている。油圧の高圧化により、油圧作動油に混入した異物による機器の不具合の発生が懸念される。そこで、作動油フィルタのろ過部材の目をより細かくすることで、油圧作動油への異物の混入の更なる抑制を図っている。しかし、ろ過部材の目を細かくする分、作動油フィルタを通過する際の油圧作動油の流動抵抗が大きくなり、油圧作動油及び作動油フィルタのろ過部材の帯電量が増加する。また、作動油タンクの小型化により、油圧作動油の貯留量が減少するので、その分、油圧作動油の循環が速まる傾向にある。そのため、油圧作動油の単位量当りの帯電量が増加する傾向にある。

このように、油圧作動油が作動油フィルタのろ過部材を通過する際に生じる帯電量が増加する傾向にある。油圧作動油及び作動油フィルタのろ過部材が帯電して電荷の蓄積量が増加すると、作動油フィルタ内での放電の発生が懸念される。

特に、低温環境下で作業機械が使用される場合には、作動油フィルタでの放電の発生が懸念される。鉱物油は、その動粘度が温度の低下に対して増加することが知られている。鉱物油を含む油圧作動油が低温環境下で使用される場合、油圧作動油の動粘度が通常環境下での使用時よりも増加するので、その分、油圧作動油の流動抵抗も大きくなる。そのため、油圧作動油及び作動油フィルタのろ過部材の帯電量が更に増加する傾向となり、作動油フィルタでの放電の発生がより懸念される状況となる。作動油フィルタで放電が生じると、その衝撃や発熱によって作動油フィルタが局所的に損傷する虞がある。

放電による作動油フィルタの損傷を抑制する手段として、例えば、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載のフィルタは、作動油を処理するフィルタ媒体（ろ過部材）を構成する複数層のうち、上流側の第１層を作動油に対して正又は負の電位を有する材料で構成する一方、下流側の第２層を作動油に対して第１層とは逆の負又は正の電位を有する材料で構成することで、フィルタ媒体の第１層及び第２層を貫流する際に作動油に生じる電荷を少なくとも部分的に中和して作動油の帯電を低減しようとするものである。さらに、当該フィルタは、作動油に生じる電荷の一部をフィルタ媒体に戻す電荷補償層をフィルタ媒体の下流側に設けること、又は、フィルタ媒体を導電性の材料で構成することで、フィルタ媒体における帯電を低減しようとするものである。

特開２０１６－５８３６号公報

しかし、特許文献１に記載のフィルタでは、各種の作業機械で使用される作動油が異なる場合、異なる作動油の特性に応じて、フィルタ媒体の第１層及び第２層の材料を選定する必要がある。すなわち、異なる作動油に応じて異なるフィルタ媒体が必要となり、同一のフィルタ媒体による汎用的な適用は難しい。

また、特許文献１に記載のフィルタは、電荷補償層の設置や導電性のフィルタ媒体の使用により、フィルタ媒体の帯電を低減しようとするものである。この場合、フィルタを収容するフィルタハウジングを介してフィルタ媒体の電荷を接地点へ逸散させる。すなわち、電荷を接地点へ逸散させる構造をフィルタハウジングに設けている。一方、従来の作動油フィルタのフィルタハウジングでは、そのような構造を設けていないものが一般的である。したがって、従来の作動油フィルタを備えた作業機械では、放電による作動油フィルタの損傷を防ぐためには、既存のフィルタハウジングに対して電荷を接地点へ逸散させる構造を設ける改修を行うか、又は、既存のフィルタハウジングを、当該構造を備えるフィルタハウジングに交換する必要がある。

このように、作動油フィルタの構成及び構造によって放電による作動油フィルタの損傷を抑制しようとする場合、フィルタの構成及び構造が複雑になったり、既存の作動油フィルタの改修又は交換を行う必要が生じたりする。そのため、放電による作動油フィルタの損傷を抑制する方法として、異なる観点の手段が求められている。

本発明は、上記の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、既存の作動油フィルタを用いて低温環境下で作業を行う場合でも、放電による作動油フィルタの損傷を抑制することができる作業機械用油圧作動油の導電用添加剤を提供することである。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、以下の一般式（２）で表される化合物を含有することを特徴とする。

式（２）中、２つのＲ^３のうち一方は、アルキル基またはアルケン基を有する炭素数１８のアシル基である。２つのＲ^３のうち他方は、水素原子である。

本発明によれば、油圧作動油の導電用添加剤が上記一般式（２）で表される化合物を含有することで、当該導電用添加剤が添加された油圧作動油の電気伝導率が上記導電用添加剤を添加しない場合と比べて高くなる。その結果、導電用添加剤が添加された油圧作動油の帯電量が低減されるので、既存の作動油フィルタを用いて低温環境下で作業を行う場合でも、作動油フィルタでの放電が抑制され、作動油フィルタの損傷を抑制することできる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の作業機械用油圧作動油を備えた作業機械の一実施の形態の構成を示す概略図である。図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態の一部を構成する作動油フィルタの構造を示す断面模式図である。

以下、本発明の作業機械用油圧作動油及び作業機械の実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態においては、作業機械の一例として油圧ショベルを例に挙げて説明する。

［一実施の形態］
まず、本発明の作業機械の一実施の形態の構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の作業機械用油圧作動油を備えた作業機械の一実施の形態の構成を示す概略図である。図１中、太い矢印は、油圧作動油の流通方向を示している。

図１において、作業機械としての油圧ショベル１は、自走可能な下部走行体２と、下部走行体２上に旋回自在に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３の前端部に俯仰動（回動）可能に取り付けられた作業フロント４とを備えている。上部旋回体３は、油圧アクチュエータとしての旋回油圧モータ６によって旋回駆動される。

下部走行体２は、左右両側にクローラ式の走行装置８（図１中、左側のみを図示）を有している。左右の走行装置８はそれぞれ、油圧アクチュエータとしての走行油圧モータ９によって作動する。

作業フロント４は、掘削作業等の作業を行うための多関節型の作業装置であり、例えば、ブーム１１、アーム１２、作業具としてのバケット１３とで構成されている。ブーム１１の基端側は、上部旋回体３の前端部に回動可能に取り付けられている。ブーム１１の先端部には、アーム１２の基端部が回動可能に取り付けられている。アーム１２の先端側には、バケット１３の基端部が回動可能に取り付けられている。ブーム１１、アーム１２、バケット１３はそれぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ１５、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１７によって作動する。

上部旋回体３の内部には、作動油タンク２１、油圧ポンプ２２、原動機２３、油圧バルブ２４、オイルクーラ２５、作動油フィルタ３０等が配置される。油圧ポンプ２２の吸込側に作動油タンク２１が、油圧ポンプ２２の吐出側に油圧バルブ２４が配置されている。作動油タンク２１の上流側に作動油フィルタ３０が、作動油フィルタ３０の上流側にオイルクーラ２５が配置されている。作動油タンク２１、油圧ポンプ２２、油圧バルブ２４、油圧アクチュエータ、オイルクーラ２５、作動油フィルタ３０等により油圧回路が構成されている。

作動油タンク２１は、油圧作動油を貯留するものであり、油面計やエアブリーザ等の取付が可能である。油圧作動油は、油圧アクチュエータに圧油として供給されて動力を伝達するものである。油圧アクチュエータは、圧油の供給により駆動するものである。油圧アクチュエータとしては、上述したように、作業フロント４の各作業要素１１、１２、１３を作動させるブームシリンダ１５、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１７の油圧シリンダ、上部旋回体３を旋回させる旋回油圧モータ６、油圧ショベル１を走行させる走行油圧モータ９などがある。

油圧ポンプ２２は、油圧作動油に圧力を加えて圧油として吐出する機構である。油圧ポンプ２２として、ピストンポンプやギヤポンプ、ベーンポンプ、スクリューポンプ、斜板式アキシャルピストンポンプ、斜軸式アキシャルピストンポンプ、ラジアルピストンポンプなどを用いることが可能である。原動機２３は、油圧ポンプ２２の動力源であり、エンジンや電動モータ等で構成されている。油圧バルブ２４は、油圧ポンプ２２から油圧アクチュエータへ供給される圧油の方向及び流量を制御するものである。油圧バルブ２４は、油圧制御弁や流量制御弁、方向制御弁などを組み合わせて構成することができる。

オイルクーラ２５は、油圧作動油を冷却するものである。オイルクーラ２５は、空冷式や水冷式があり、例えば、銅やアルミなどの金属で構成したチューブやフィンを介して熱交換を行うように構成されている。作動油フィルタ３０は、油圧作動油に含まれる不純物をろ過して清浄性を確保する機構である。使用する油圧作動油の量や油圧の値に応じて適した作動油フィルタを選択することができる。

次に、本発明の作業機械の一実施の形態における作動油フィルタの構造について図２を用いて説明する。図２は図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態の一部を構成する作動油フィルタの構造を示す断面模式図である。図２中、太い矢印は、油圧作動油の流通方向を示している。

図２において、作動油フィルタ３０は、油圧作動油をろ過するフィルタエレメント３１を備えている。フィルタエレメント３１の材質としては、一般的に、セルロース等の有機物が用いられる。フィルタエレメント３１は、例えば、セルロースのろ紙を折り曲げて形成した多数のひだを有する筒状のものである。ろ紙の密度や粗さを選定することで、フィルタエレメント３１のろ過性能を変えることができる。

作動油フィルタ３０は、例えば、カートリッジ式のものである。具体的には、フィルタエレメント３１は、エレメントケース３２とエレメントケース３２の一方側及び他方側に設けたエレメントケース蓋３３とにより保持されており、エレメントケース３２及びエレメントケース蓋３３と一体の構造物を形成している。一体の構造物としてのフィルタエレメント３１、エレメントケース３２、エレメントケース蓋３３は、フィルタケース３４内に収容されている。フィルタケース３４は、例えば、一方が開口する有底筒状の容器であり、開口部がフィルタケース蓋３５により閉塞されている。フィルタケース３４は、油圧作動油が流れる流路を形成している。フィルタケース３４には、油圧作動油が流入する流入口３６が設けられている。フィルタケース蓋３５には、フィルタエレメント３１を通過して清浄化された油圧作動油が流出する流出口３７が設けられている。

フィルタエレメント３１は、フィルタケース３４からエレメントケース３２を取り出すことで交換が可能である。なお、作動油フィルタ３０は、例えば、フィルタケース３４を接地させる構造がないものである。

次に、本発明の作業機械の一実施の形態における油圧作動油の流れを図１及び図２を用いて説明する。

図１に示す作動油タンク２１内の油圧作動油は、原動機２３により駆動された油圧ポンプ２２により吸い込まれて加圧される。油圧ポンプ２２から吐出された圧油としての油圧作動油は、油圧バルブ２４により方向及び流量が制御された後、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ１５、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１７、旋回油圧モータ６、走行油圧モータ９等に供給される。圧油（油圧作動油）が供給されることで油圧アクチュエータが駆動して油圧ショベル１の各種の動作が行われる。

例えば、ブームシリンダ１５、アームシリンダ１６、バケットシリンダ１７の３つの油圧シリンダに対して圧油が供給されることで、作業フロント４が作動する。また、旋回油圧モータ６に対して圧油が供給されることで、上部旋回体３が左右方向に旋回する。また、走行油圧モータ９に対して圧油が供給されることで、油圧ショベル１が走行する。

油圧アクチュエータの駆動により油圧アクチュエータから排出された圧油（油圧作動油）は、オイルクーラ２５によって冷却された後、作動油フィルタ３０で清浄化される。具体的には、油圧作動油は、図２に示す作動油フィルタ３０の流入口３６を介してフィルタケース３４内へ流入し、フィルタケース３４内に配置されたフィルタエレメント３１の一次側から二次側へ通過する。これにより、油圧作動油中に含まれるスラッジ等の不純物が除去される。フィルタエレメント３１を通過した油圧作動油は、作動油フィルタ３０の流出口３７から流出し、図１に示す作動油タンク２１へ戻った後、再び油圧ポンプ２２に吸い込まれる。

このように、油圧作動油は、油圧ショベル１の油圧回路を循環して油圧アクチュエータに対して動力を伝達する。また、油圧作動油は、油圧ポンプ２２内や油圧アクチュエータ内の摺動箇所を潤滑する潤滑油としても機能する。

油圧作動油が作動油フィルタ３０のフィルタエレメント３１を通過する際に、流動抵抗（摩擦）によって油圧作動油及びフィルタエレメント３１の双方が帯電する。

近年、作業機械では、油圧ポンプ２２の定格圧力の高圧化及び作動油タンク２１の小型化が図られている。油圧の高圧化により、油圧作動油に混入した異物による油圧ポンプ２２や油圧バルブ２４、油圧アクチュエータ等の機器の不具合の発生が懸念される。そこで、作動油フィルタ３０のフィルタエレメント３１の目をより細かくすることで、油圧作動油への異物の混入の更なる抑制を図っている。しかし、フィルタエレメント３１の目を細かくする分、フィルタエレメント３１を通過する際の油圧作動油の流動抵抗（摩擦）が大きくなり、油圧作動油及びフィルタエレメント３１の帯電量が増加する。また、作動油タンク２１の小型化により、油圧作動油の貯留量が減少するので、油圧作動油の循環が速まる傾向にある。そのため、油圧作動油の単位量当りの帯電量が増加する傾向にある。

このように、油圧作動油及びフィルタエレメント３１の帯電量が増加する傾向にある。油圧作動油及びフィルタエレメント３１が帯電して電荷の蓄積量が増加すると、作動油フィルタ３０内での放電の発生が懸念される。

特に、低温環境下で油圧ショベル１が使用される場合には、作動油フィルタ３０での放電の発生が懸念される。油圧ショベル１で使用される油圧作動油は、一般的に、その動粘度が温度の低下に対して増加する。油圧作動油が低温環境下で使用される場合、通常環境下での使用時よりも油圧作動油の動粘度が増加するので、その分、油圧作動油の流動抵抗も大きくなる。そのため、油圧作動油及びフィルタエレメント３１の帯電量が更に増加する傾向となり、作動油フィルタ３０での放電の発生がより懸念される状況となる。作動油フィルタ３０で放電が生じると、その衝撃や発熱によって作動油フィルタ３０が局所的に損傷する虞がある。

そこで、本実施の形態に係る油圧作動油は、放電による作動油フィルタ３０の損傷を抑制するために、従来の油圧作動油とは異なる化合物を含有するように構成されている。

次に、本発明の作業機械用油圧作動油の一実施の形態の組成を説明する。作業機械用油圧作動油（以下、油圧作動油という）は、基油と添加剤とを含有している。

基油としては、原油を精製して得られる鉱物油、及び、原油等を原料として合成される合成油を用いることができる。一般的には、コスト等の観点から、鉱物油を用いる。鉱物油は、原油からの精製方法や残留する硫黄の量、飽和炭化水素の割合等から、グループＩからグループIII（American Petroleum Institute （API）による分類）に分けられる。鉱物油は、電気伝導率が低く、絶縁性を有している。

本実施の形態に係る油圧作動油は、基油に対する添加剤として、以下の一般式（１）で表される化合物及び一般式（２）で表される化合物のうち少なくとも一方の化合物を含有するものである。

式（１）中、Ｒ^１は、炭素数８～１８のアルキル基またはアルケン基を有するアシル基である。２つのＲ^２のうち一方は、炭素数８～１８のアルキル基もしくはアルケン基を有するアシル基、または、水素原子である。２つのＲ^２のうち他方は、水素原子である。

式（２）中、２つのＲ^３のうち一方は、炭素数８～１８のアルキル基またはアルケン基を有するアシル基である。２つのＲ^３のうち他方は、炭素数８～１８のアルキル基もしくはアルケン基を有するアシル基、または、水素原子である。

上記一般式（１）及び一般式（２）で表される化合物は、有機系物質である。これれは、スラッジの発生源となる金属成分を含まないことを意図したものである。また、上記一般式（１）及び一般式（２）に含まれるアシル基は、基油への溶解性を高める親油基として機能するものである。上記一般式（１）及び一般式（２）に含まれる水酸基は、水分を吸着する親水基として機能するものである。

本実施の形態においては、油圧作動油が上記一般式（１）で表される化合物及び上記一般式（２）で表される化合物のうち少なくとも一方の化合物を含有することで、当該油圧作動油の電気伝導率が上記化合物を添加しない場合と比べて大きくなる。その結果、油圧作動油の帯電量が低減されるので、既存の作動油フィルタを用いて低温環境下で作業を行う場合でも、作動油フィルタ３０（図２参照）での放電が抑制され、作動油フィルタ３０の損傷を抑制することできる。

上記の油圧作動油は、上記一般式（１）中のＲ^１及びＲ^２の少なくとも一方がオレオイル基（炭素数が１８のアルケン基を有するアシル基）またはステアロイル基（炭素数が１８のアルキル基を有するアシル基）である一般式（１）で表された化合物、及び、上記一般式（２）中の２つのＲ^３のうち少なくとも１つがオレオイル基またはステアロイル基である一般式（２）で表された化合物のうち、少なくとも一方の化合物を添加したものが好ましい。炭素数が１８のアシル基は、炭素数が１８よりも小さいアシル基よりも、油圧作動油の電気伝導率が高い傾向にある。

上記一般式（１）中のＲ^１及びＲ^２のアシル基として、オクタノイル基（炭素数が８のアルキル基を有するアシル基）やラウロイル基（炭素数が１２のアルキル基を有するアシル基）、ミリストイル基（炭素数が１４のアルキル基を有するアシル基）、パルミトイル基（炭素数が１６のアルキル基を有するアシル基）等が可能である。また、パルミトレオイル基（炭素数が１６のアルケン基を有するアシル基）等も可能である。上記一般式（２）中のＲ^３のアシル基も同様である。

また、上記の油圧作動油は、上記一般式（１）中の２つのＲ^２が水素原子である一般式（１）で表された化合物、及び、上記一般式（２）中の２つのＲ^３の一方が水素原子である一般式（２）で表された化合物のうち、少なくとも一方の化合物を添加することが好ましい。親水基としての水酸基が多く存在する分、当該化合物を添加しない油圧作動油に対する電気伝導率の上昇率が高くなる傾向にある。

上記の油圧作動油は、上記一般式（１）中の２つのＲ^２の一方がアシル基である一般式（１）で表された化合物、及び、上記一般式（２）中の２つのＲ^３がアシル基である一般式（２）で表された化合物のうち、少なくとも一方の化合物を添加することが可能である。

また、上記一般式（１）で表される化合物及び一般式（２）で表される化合物の配合量は、基油の質量に対して０．２質量％以上０．４質量％以下であることが好ましい。上記化合物は添加剤なので、少量の添加で電気伝導率を向上させることが求められる。

また、上記の油圧作動油は、上記一般式（１）で表される化合物及び一般式（２）で表される化合物のうち少なくとも一方の化合物を添加することで、油温２５℃における電気伝導率が４００ｐＳ／ｍ以上となることが好ましい。油温２５℃における電気伝導率が４００ｐＳ／ｍ以上の油圧作動油では、低温環境下での作業機械の動作における放電による作動油フィルタの損傷を防止可能である。

ところで、油圧ショベル１で使用される油圧作動油は、油圧ポンプ２２での加圧や油圧バルブ２４での流量制御等による加熱及びオイルクーラ２５での冷却が繰り返される。上記一般式（１）で表される化合物及び上記一般式（２）で表される化合物のうち少なくとも一方の化合物を含有する油圧作動油では、加熱や冷却の繰り返しによる電気伝導率の著しい低下がないことが確認されている。

なお、本実施の形態に係る油圧作動油においては、基油だけでは不足する様々な機能を補う添加剤を、上記効果を阻害しない範囲で配合することができる。代表的なものとして、清浄分散剤、酸化防止剤、耐荷重添加剤、さび止め剤、腐食防止剤、金属不活性化剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、乳化剤、消泡剤、抗乳化剤、かび防止剤、固体潤滑剤などが挙げられる。

清浄分散剤として、有機酸金属化合物や中性・過塩基性金属、過塩基性金属スルホネート、過塩基性金属フェネート、過塩基性金属スルホネート、コハク酸イミド、コハク酸エステル、ベンジルアミン等を用いることができる。

酸化防止剤として、ジチオリン酸亜鉛や有機硫黄化合物、ヒンダードフェノール、芳香族アミン等を用いることができる。

耐荷重添加剤として、長鎖脂肪酸や脂肪酸エステル、高級アルコール、アルキルアミン、リン酸エステル、ジチオリン酸亜鉛、有機硫黄、リン化合物、有機ハロゲン化合物等を用いることができる。

さび止め剤として、カルボン酸やスルホネート、リン酸塩、アルコール、エステル等を用いることができる。

腐食防止剤として、含窒素化合物やジチオリン酸亜鉛等を用いることができる。

金属不活性化剤として、含窒素化合物を用いることができる。

粘度指数向上剤として、ポリメタクリレートやオレフィンコポリマー、スチレンオレフィンコポリマー、ポリイソブチレン等を用いることができる。

流動点降下剤として、ポリメタクリレートやアルキル化芳香族化合物、フマレート・酢酸ビニル共重合物、エチレン・酢酸ビニル共重合物等を用いることができる。

乳化剤として、エチレンオキサイド付加物やエステル、カルボン酸塩、硫酸エステル、スルホン酸塩、リン酸エステル、アミン誘導体、４級アンモニウム塩等を用いることができる。

消泡剤として、ポリメチルシロキサンやシリケート、有機フッ素化合物、金属石けん、脂肪酸エステル、リン酸エステル、高級アルコール、ポリアルキレングリコール等を用いることができる。

抗乳化剤として、エチレンオキサイド付加物やエチレンオキサイド・プロピレンオキサイドブロックポリマー、４級アンモニウム塩等を用いることができる。

かび防止剤として、フェノール化合物やホルムアルデヒデ供与体化合物、サリチリアニリド化合物等をもちいることができる。

固体潤滑剤として、二硫化モリブデンや二硫化タングステン、グラファイト、窒化ホウ素、四フッ化エチレンポリマー、フッ化グラファイト、フラーレン等を用いることができる。

次に、本発明の作業機械用油圧作動油の実施例１～１０の組成及びその効果を比較例１～２と比較しつつ表１を用いて説明する。表１は、本発明の作業機械用油圧作動油の実施例１～１０及び当該実施例に対する比較例１～２における組成、電気伝導率の測定結果、作動油フィルタの損傷試験の結果を示すものである。

以下の比較例１～２及び実施例１～１０の油圧作動油の電気伝導率を測定した。具体的な測定方法は以下のとおりである。ＪＩＳＣ２１０１に記載された電気絶縁油試験方法に基づいた方法により、油圧作動油の体積抵抗率を測定した。ただし、測定温度は、８０℃でなく、２５℃とした。測定結果の体積抵抗率の逆数から油圧作動油の電気伝導率を求めた。

また、以下の比較例１～２及び実施例１～１０の油圧作動油を使用して作業機械の動作による作動油フィルタの損傷試験を行った。外気温が低く油圧作動油の温度が低い状態の場合に、放電による作動油フィルタの損傷が懸念される。そこで、試験条件として、外気温度が０℃以下の低温環境下で油圧作動油の温度が低い状態から作業機械の始動（油圧ポンプの始動）を５回行った。５回の始動を行った後に作動油フィルタの損傷の有無を確認した。作動油フィルタの損傷試験は、同一の作業機械によるものである。すなわち、当該試験は、油圧ポンプの定格圧力や作動油タンクの容量、作動油フィルタの構成及び構造、油圧回路の構成が同じ条件で行われたものである。

［比較例１］
比較例１の油圧作動油では、表１に示すように、基油としてグループIIIの鉱物油を用いた。当該基油に対して、添加剤として、清浄分散剤、酸化防止剤、耐荷重添加剤、粘度指数向上剤、消泡剤、及び抗乳化剤を用いた。

比較例１の油圧作動油の電気伝導率の測定結果は、９０ｐＳ／ｍ（２５℃）であった。また、比較例１の油圧作動油を用いた作動油フィルタの損傷試験では、作動油フィルタに損傷が生じた。

［比較例２］
比較例２の油圧作動油では、表１に示すように、基油としてグループIIの鉱物油を用いた。当該基油に対して、添加剤として、比較例１と同じ種類の添加剤（清浄分散剤、酸化防止剤、耐荷重添加剤、粘度指数向上剤、消泡剤、及び抗乳化剤）を用いた。

比較例２の油圧作動油の電気伝導率の測定結果は、１１０ｐＳ／ｍ（２５℃）であった。また、比較例２の油圧作動油を用いた作動油フィルタの損傷試験では、作動油フィルタに損傷が生じた。

［実施例１］
実施例１の油圧作動油では、表１に示すように、基油としてグループIIIの鉱物油を用いた。当該基油に対して、比較例１と同じ添加剤（清浄分散剤、酸化防止剤、耐荷重添加剤、粘度指数向上剤、消泡剤、及び抗乳化剤）を添加した。また、当該基油に対して、更なる添加剤として、化学式（３）のモノオレイン酸ソルビタンを０．２質量％の濃度で添加した。モノオレイン酸ソルビタンは、上記一般式（１）で表された化合物のうち、Ｒ^１がオレオイル基、２つのＲ^２が共に水素原子である化合物である。

実施例１の油圧作動油の電気伝導率の測定結果は、５５０ｐＳ／ｍ（２５℃）であった。すなわち、モノオレイン酸ソルビタンが添加された実施例１の油圧作動油は、当該化合物が添加されていない比較例１の油圧作動油と比べて、電気伝導率が約６．１倍となった。また、実施例１の油圧作動油を用いた作動油フィルタの損傷試験では、作動油フィルタに損傷が生じなかった。

以上の結果により、油圧作動油の基油（鉱物油）に対してモノオレイン酸ソルビタンを添加することで、油圧作動油の電気伝導率が高まり、低温環境下での作業機械の動作時における作動油フィルタの損傷を抑制できることが判明した。

［実施例２］
実施例２の油圧作動油では、表１に示すように、基油としてグループIIの鉱物油を用いた。当該基油に対して、比較例２と同じ添加剤（清浄分散剤、酸化防止剤、耐荷重添加剤、粘度指数向上剤、消泡剤、及び抗乳化剤）を添加した。また、当該基油に対して、更なる添加剤として、セスキオレイン酸ソルビタンを０．３質量％の濃度で添加した。

実施例２の油圧作動油の電気伝導率の測定結果は、４６０ｐＳ／ｍ（２５℃）であった。すなわち、セスキオレイン酸ソルビタンが添加された実施例２の油圧作動油は、当該化合物が添加されていない比較例２の油圧作動油と比べて、電気伝導率が約４．２倍になった。また、実施例２の油圧作動油を用いた作動油フィルタの損傷試験では、作動油フィルタに損傷が生じなかった。

以上の結果により、油圧作動油の基油（鉱物油）に対してセスキオレイン酸ソルビタンを添加することで、油圧作動油の電気伝導率が高まり、低温環境下での作業機械の動作時における作動油フィルタの損傷を抑制できることが判明した。

［実施例３］
実施例３の油圧作動油では、表１に示すように、基油としてグループIIIの鉱物油を用いた。当該基油に対して、比較例１と同じ添加剤を添加した。また、当該基油に対して、更なる添加剤として、ジオレイン酸ソルビタンを０．４質量％の濃度で添加した。ジオレイン酸ソルビタンは、上記一般式（１）で表された化合物のうち、Ｒ^１がオレオイル基、２つのＲ^２のうち一方がオレオイル基、他方が水原子である化合物である。

実施例３の油圧作動油の電気伝導率の測定結果は、４００ｐＳ／ｍ（２５℃）であった。すなわち、ジオレイン酸ソルビタンが添加された実施例３の油圧作動油は、当該化合物が添加されていない比較例１の油圧作動油と比べて、電気伝導率が約４．４倍になった。また、実施例３の油圧作動油を用いた作動油フィルタの損傷試験では、作動油フィルタに損傷が生じなかった。

以上の結果により、油圧作動油の基油に対してジオレイン酸ソルビタンを添加することで、油圧作動油の電気伝導率が高まり、低温環境下での作業機械の動作時における作動油フィルタの損傷を抑制できることが判明した。

［実施例４］
実施例４の油圧作動油では、表１に示すように、基油としてグループIIの鉱物油を用いた。当該基油に対して、比較例２と同じ添加剤を添加した。また、当該基油に対して、更なる添加剤として、化学式（４）のモノオレイン酸グリセリドを０．３質量％の濃度で添加した。モノオレイン酸グリセリドは、上記一般式（２）で表された化合物のうち、２つのＲ^３の一方がオレオイル基、他方が水素原子である化合物である。

実施例４の油圧作動油の電気伝導率の測定結果は、４８０ｐＳ／ｍ（２５℃）であった。すなわち、モノオレイン酸グリセリドが添加された実施例４の油圧作動油は、当該化合物が添加されていない比較例２の油圧作動油と比べて、電気伝導率が約４．４倍になった。また、実施例４の油圧作動油を用いた作動油フィルタの損傷試験では、作動油フィルタに損傷が生じなかった。

以上の結果により、油圧作動油の基油に対してモノオレイン酸グリセリドを添加することで、油圧作動油の電気伝導率が高まり、低温環境下での作業機械の動作時における作動油フィルタの損傷を抑制できることが判明した。

［実施例５］
実施例５の油圧作動油では、表１に示すように、基油としてグループIIIの鉱物油を用いた。当該基油に対して、比較例１と同じ添加剤を添加した。また、当該基油に対して、更なる添加剤として、化学式（５）のモノステアリン酸ソルビタンを０．２質量％の濃度で添加した。モノステアリン酸ソルビタンは、上記一般式（１）で表された化合物のうち、Ｒ^１がステアロイル基、２つのＲ^２が共に水素原子である化合物である。

実施例５の油圧作動油の電気伝導率の測定結果は、５４０ｐＳ／ｍ（２５℃）であった。すなわち、モノステアリン酸ソルビタンが添加された実施例５の油圧作動油は、当該化合物が添加されていない比較例１の油圧作動油と比べて、電気伝導率が約６．０倍になった。また、実施例５の油圧作動油を用いた作動油フィルタの損傷試験では、作動油フィルタに損傷が生じなかった。

以上の結果により、油圧作動油の基油に対してモノステアリン酸ソルビタンを添加することで、油圧作動油の電気伝導率が高まり、低温環境下での作業機械の動作時における作動油フィルタの損傷を抑制できることが判明した。

［実施例６］
実施例６の油圧作動油では、表１に示すように、基油としてグループIIの鉱物油を用いた。当該基油に対して、比較例２と同じ添加剤を添加した。また、当該基油に対して、更なる添加剤として、セスキステアリン酸ソルビタンを０．３質量％の濃度で添加した。

実施例６の油圧作動油の電気伝導率の測定結果は、４５０ｐＳ／ｍ（２５℃）であった。すなわち、セスキステアリン酸ソルビタンが添加された実施例６の油圧作動油は、当該化合物が添加されていない比較例２の油圧作動油と比べて、電気伝導率が約４．１倍になった。また、実施例６の油圧作動油を用いた作動油フィルタの損傷試験では、作動油フィルタに損傷が生じなかった。

以上の結果により、油圧作動油の基油に対してセスキステアリン酸ソルビタンを添加することで、油圧作動油の電気伝導率が高まり、低温環境下での作業機械の動作時における作動油フィルタの損傷を抑制できることが判明した。

［実施例７］
実施例７の油圧作動油では、表１に示すように、基油としてグループIIIの鉱物油を用いた。当該基油に対して、比較例１と同じ添加剤を添加した。また、当該基油に対して、更なる添加剤として、ジステアリン酸ソルビタンを０．４質量％の濃度で添加した。ジステアリン酸ソルビタンは、上記一般式（１）で表された化合物のうち、Ｒ^１がステアロイル基、２つのＲ^２のうち一方がステアロイル基、他方が水素原子である化合物である。

実施例７の油圧作動油の電気伝導率の測定結果は、４１０ｐＳ／ｍ（２５℃）であった。すなわち、ジステアリン酸ソルビタンが添加された実施例７の油圧作動油は、当該化合物が添加されていない比較例１の油圧作動油と比べて、電気伝導率が約４．６倍になった。また、実施例７の油圧作動油を用いた作動油フィルタの損傷試験では、作動油フィルタに損傷が生じなかった。

以上の結果により、油圧作動油の基油に対してジステアリン酸ソルビタンを添加することで、油圧作動油の電気伝導率が高まり、低温環境下での作業機械の動作時における作動油フィルタの損傷を抑制できることが判明した。

［実施例８］
実施例８の油圧作動油では、表１に示すように、基油としてグループIIの鉱物油を用いた。当該基油に対して、比較例２と同じ添加剤を添加した。また、当該基油に対して、更なる添加剤として、モノステアリン酸グリセリドを０．３質量％の濃度で添加した。モノステアリン酸グリセリドは、上記一般式（２）で表された化合物のうち、２つのＲ^３の一方がステアロイル基、他方が水素原子である化合物である。

実施例８の油圧作動油の電気伝導率の測定結果は、４７０ｐＳ／ｍ（２５℃）であった。すなわち、モノステアリン酸グリセリドが添加された実施例８の油圧作動油は、当該化合物が添加されていない比較例２の油圧作動油と比べて、電気伝導率が約４．３倍になった。また、実施例８の油圧作動油を用いた作動油フィルタの損傷試験では、作動油フィルタに損傷が生じなかった。

以上の結果により、油圧作動油の基油に対してモノステアリン酸グリセリドを添加することで、油圧作動油の電気伝導率が高まり、低温環境下での作業機械の動作時における作動油フィルタの損傷を抑制できることが判明した。

［実施例９］
実施例９の油圧作動油では、表１に示すように、基油としてグループIIIの鉱物油を用いた。当該基油に対して、比較例１と同じ添加剤を添加した。また、当該基油に対して、更なる添加剤として、モノラウリン酸ソルビタンを０．２質量％の濃度で添加した。モノラウリン酸ソルビタンは、上記一般式（１）で表された化合物のうち、Ｒ^１が炭素数１２のアルキル基を有するアシル基、２つのＲ^２が共に水素原子である化合物である。

実施例９の油圧作動油の電気伝導率の測定結果は、５３０ｐＳ／ｍ（２５℃）であった。すなわち、モノラウリン酸ソルビタンが添加された実施例９の油圧作動油は、当該化合物が添加されていない比較例１の油圧作動油と比べて、電気伝導率が約５．９倍になった。また、実施例９の油圧作動油を用いた作動油フィルタの損傷試験では、作動油フィルタに損傷が生じなかった。

以上の結果により、油圧作動油の基油に対してモノラウリン酸ソルビタンを添加することで、油圧作動油の電気伝導率が高まり、低温環境下での作業機械の動作時における作動油フィルタの損傷を抑制できることが判明した。

［実施例１０］
実施例１０の油圧作動油では、表１に示すように、基油としてグループIIIの鉱物油を用いた。当該基油に対して、比較例１と同じ添加剤を添加した。また、当該基油に対して、更なる添加剤として、モノオクタン酸ソルビタンを０．２質量％の濃度で添加した。モノオクタン酸ソルビタンは、上記一般式（１）で表された化合物のうち、Ｒ^１が炭素数８のアルキル基を有するアシル基、２つのＲ^２が共に水素原子である化合物である。

実施例１０の油圧作動油の電気伝導率の測定結果は、５３０ｐＳ／ｍ（２５℃）であった。すなわち、モノオクタン酸ソルビタンが添加された実施例１０の油圧作動油は、当該化合物が添加されていない比較例１の油圧作動油と比べて、電気伝導率が約５．９倍になった。また、実施例１０の油圧作動油を用いた作動油フィルタの損傷試験では、作動油フィルタに損傷が生じなかった。

以上の結果により、油圧作動油の基油に対してモノオクタン酸ソルビタンを添加することで、油圧作動油の電気伝導率が高まり、低温環境下での作業機械の動作時における作動油フィルタの損傷を抑制できることが判明した。

［その他の実施形態］
なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は、本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

例えば、本発明を油圧ショベルに適用した例を示したが、本発明は油圧作動油により油圧アクチュエータが駆動する油圧クレーンやホイールローダ等の各種の作業機械に広く適用することができる。

また、上述した実施の形態においては、作動油フィルタ３０のフィルタエレメント３１を円筒状に形成した構成の例を示したが、板状のフィルタエレメントを備える構成の作動油フィルタも可能である。また、フィルタエレメント３１の材質として、セルロースを用いる例を示したが、ガラス繊維等の各種の材料を用いることも可能である。

１…油圧ショベル（作業機械）、６…旋回油圧モータ（油圧アクチュエータ）、９…走行油圧モータ（油圧アクチュエータ）、１５…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、１６…アームシリンダ（油圧アクチュエータ）、１７…バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）、３０…作動油フィルタ

Claims

以下の一般式（２）で表される化合物を含有する
ことを特徴とする作業機械用油圧作動油の導電用添加剤。

（式（２）中、２つのＲ^３のうち一方は、アルキル基またはアルケン基を有する炭素数１８のアシル基である。２つのＲ^３のうち他方は、水素原子である。）
請求項１に記載の作業機械用油圧作動油の導電用添加剤において、
基油に０．３質量％の濃度で添加されたときの作業機械用油圧作動油の油温２５℃における電気伝導率が４００ｐＳ／ｍ以上である
ことを特徴とする作業機械用油圧作動油の導電用添加剤。