JPH02503326A - 機械成分 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 機械成分 本発明は、相互に相対運動可能であって相互に流体有機体（ｍａｓｓ）により離 間されている固体ボディまたはボディの部分から構成され、該ボディ間に働く摩 擦力を前記有機体の分子秩序を変化させることにより可変とした機械コンポーネ ントに関する。

機械内の固体ボディの運動、および固定されたベースに対する機械の運動は、特 に、それぞれ当該ボディ間にかかる摩擦によって決まる。ここで、それらボディ が相互に滑動するのかあるいは相互に回動するのかについて基本的区別がなされ ねばならない。すべり摩擦の大きさは、それらボディが直接相互の上を滑動する かどうか、あるいは潤滑剤によって相互に完全に離間されているかどうかに左右 される。前者の場合これは乾燥摩擦と呼ばれ、後者の場合水力学的（ｈｙｄｒａ ｕｌ　ｉｃ）摩擦と呼ばれる。

潤滑膜の形成が不完全であるといわゆる半水力学的（ｓｅｍｉ−ｈｙｄｒａｕｌ 　ｉｃ）摩擦が生じる。すヘリ摩１［ハ、コロ力り軸受においてもころがり要素 とそれらの案内要素の間に常に生じる。

知られるように、機械における潤滑過程は二群に分けることができる。流体力学 的潤滑においては、潤滑フィルムの荷重軸承能（ｌｏａｄ−ｂｅａｒｉｎｇ　ｃ ａｐａｃｉｔｙ）は比較的大寸法のすき間の形でつくられる。その場合摩擦は主 として潤滑剤の粘度の温度依存性によって決まる。弾性流体力学的潤滑の場合に は、二つの弾性物体の当初の直線または点状接触（ｐｕｎｃｔｉｆｏｒ＋＋＋　 ｃｏｎｔａｃｔ）から極めて小さな潤滑すき間（ギャップ）が形成される。いわ ゆるヘルツ（Ｈｅｒｔｚ）接触領域が偏平化し、そして圧力に伴い潤滑剤粘度が 増加する結果、相互に相対運動する固体ボディはほとんど、あるいは全く、直接 接触しない。従来の実務では、十分高い粘度をつくるには１〜４０ｋｂａｒの範 囲の極めて高い圧力が必要である。これに対し、液圧装置に加えられる圧力はは るかに低過ぎて、作動油の粘度、従って運動シーケンスに実質的変化をもたらす ことはできない。潤滑油および作動油の圧力条件は文献に記載されている（Ｄｕ ｂｂｅｌ著、ｒＴａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ　ｆｔ１ｒ　ｄｅｎ　Ｍａｓｃｈｉｎｅ ｎｂａｕ（機械工学ポケットブック）Ｊ　、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社 発行、ベルリン）。

適当な潤滑剤の選択により、軸受の摩擦損失を最小限に抑えることが基本である 。今日、非常に多くの液体潤滑剤（これらは大抵の場合有機化合物である）が用 いられている。同じく、クラッチ効果またはブレーキ効果を達成しようとすれば 、素材の選択により高い摩擦力を保証することも基本である。原則として、電子 流性学（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｒｈｅｏｌｏｇｙ）により、粘度を変化させることに より機械成分の機能を変える、例えばすべり摩擦の機能からクラッチの機能に変 える、可能性が提供される。この場合には、コロイド溶液層の粘度は印加電場に より変えられる。（Ｊ、　　Ｅ、　　Ｓｔａｎｇｒｏｏ＋ｍ、　　Ｅｌｅｃｔｒ ｏ−ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＦｌｕｉｄｓ、　Ｐｈｙｓ、　Ｔｅｃｈｎｏｌ、、 　１４巻、　２９０−２９６頁（１９８３））。

一部の有機化合物は、加熱時に結晶相から等方性液相に直接移行せず、明確に規 定された温度範囲内で一以上の付加的な相を経由する。これらの相は、結晶にみ られる如く、異方性の物性を有するが、同時に通常の等方性液体の如く流体でも ある。細長形状の分子により形成される相は棒状（ｒｏｄ−１ｉｋｅ）またはカ ラミティック（ｃａｌａｍｉ−ｔｉｃ）相とも記される。完全に無秩序な等方性 相とは異なり、この場合には長距離的配向秩序があてはまる。従来より知られる 低分子化合物のネマティック相（Ｎと省略）においては、分子はそれらの長軸の 回りを自由回転できる。ネマティック相と密接な関係にあるのが光学活性細長分 子により形成される、または光学活性化合物をネマティック化合物に添加するこ とにより得られるコレステリック相である０本発明の説明に関しては、ネマティ ック相という用語にはコレステリック相も包含される。分子間相互作用の結果、 長軸配向（ｐａｒａｌ　１ｅｌ−ａｌ　ｉｇｎｅｄ）棒状分子は層を構成するこ とができ、そして後者は常に同じ間隔で空間配置することができる。この層構造 はスメクテインク相に典を的なものである。層内の成分の配置の違いにより様々 なスメクテインク相があり得る。一層中の分子の重心は無秩序に（例えばＳＡ相 およびＳＣ相に）、あるいは規則的に（例えばＳ、相に）配置することができる 。相の指定はほぼそれらが発見された順になされている。今日、スメクテインク 相ＳＡ”Ｓｔが知られている。かかるカラミティック相の特徴は文献に記載され ている（例えば、Ｇ、　　Ｗ、　Ｇｒａｙ、　Ｊ、　　Ｗ、　　Ｇｏｏｄｂｙ著 、　ＳｍｅｃｔｉｃＬｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌｓ、　Ｌｅｏｎａｒｄ　Ｈｉ ｌｌ、グラスゴー（１９８４）参照）。液晶相はディスク状化合物によっても形 成され得る（いわゆるディスコイド相）。ここでディスコイド−ネマティック相 は最も説明しやすい分子配置を有している。いわゆるディスコイドーカラムナ− （ｃｏｌｕｍｎａｒ）相においては、かかる分子は分子間相互作用の結果カラム （柱）状に配置結合される。ディスコイチクティック（ｄｉｓｃｏｉｔｅｃｔｉ ｃ）相の特徴は例えばＭｏ１．　Ｃｒｙｓｔ、　Ｌｉｑ。

Ｃｒｙｓｔ、１０６．１２１（１９８４）に記載されている。より最近に到って 、サーモトロピック液晶相でもあるいわゆるファスミデイツク（ｐｈａｓｍｉｄ ｉｃ）相を形成する化合物が文献に記載されている（例えばＪ、　Ｍａｌｔｈｅ ｔｅ　ｅｔ　ａｌ、、　Ｊ、　Ｐｈｙｓ。

（Ｐａｒｉｓ）　Ｌｅｔｔ、、　４６巻、　８７５（１９８５）参照）。サーモ トロピック液晶相はポリマーおよびそれらの低分子化合物との混合物によっても 形成される（例えばＨ，Ｆｉｎｋｅ１ｍａｎｎ著、Ｔｈｅｒｍｏｔｒｏｐｉｃ　 Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌｓ、　Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　＆　５ｏｎｓ社発 行、ニューヨーク（１９８７）　、１４５−１７０頁参照）。単一のサーモドロ ピンク液晶相内の好ましい粘度を時計運動に利用することは既に文献に記載され ている。（欧州特許第０．０９２．３８９号参照）。

液晶相関の転移が圧力依存性であることは知られている（例えばＧ、　Ｍ、　５ ｃｈｎｅｉｄｅｒ　ｅｔ、　ａｌ、、　Ｐｈｙｓｉｃａ　１３９　＆１４０　Ｂ 　、　６１６．　（１９８６）参照）。各種相関の転移温度の依存性は、知られ ているＣ１ａｕｓｉｕｓ−Ｃ１ａｐｅｙｒｏｎ規則に従う。

一般に、液晶相の存在範囲は圧力増大により高温側に移行する。大抵の場合相の 出現順序はそのままで変化しないが付加的な圧力誘起相が生じ得る。すなわち、 例えば、化合物 の転移温度は、常圧ではｓ、−５ｃ１６０℃、５ｃ−ｓＡ１９５℃、ｓ、−１２ ０４℃であるが、２５０　ｂａｒでは５Ｆ−ＳＣ１７１”ｏ、５ｃ−ＳＡ２０４ ℃、５Ａ−Ｎ　２０６℃およびＮ−１２０８℃である。粘度を決定する分子間相 互作用がかかる転移の際に変化することも知られている。

相転移という用語は、本発明による機械コンポーネントの意味に関する限り、い わゆる前転移（ｐｒｅｔｒａｎｓｉ−ｔｉｏｎａｌ）現象（これはＧ、　Ｖｅｒ ｔｏｇｅｎ、　Ｗ、　Ｈ，ｄｅ　Ｊｅｕ。

Ｔｈｅｒｍｏｔｒｏｐｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌｓ、　Ｆｕｎｄａｍ ｅｎｔａｌｓ。

Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社発行、ベルリン、　１９８８年に記載されて いる）をも包含する。これらは、圧力または温度が変化した場合に相転移に到る 前においてさえも、例えば圧力が増した場合にネマティックからＳ、への転移に 到る前に、生じる分子秩序、従って物性の変化である。従って本発明は、流体有 機体（ｍａｓｓ）が少くとも一つの互変性サーモトロピック液晶相を有する場合 に、該有機体に誘起された温度または圧力変化の結果としてその摩擦力を変える 機械コンポーネントをも包含する。特に本発明は、ある液晶相から他の液晶相へ の、あるいはアイソトロピック相から液晶相への互変性転移よりも０．１〜３０ ℃高い温度で動作されるそのようなコンポーネントを包含する。

温度または圧力差が誘起されることが本発明のコンポーネントの要件である。関 係する相の存在範囲は圧力のほかに温度にも依存し、従って動作中の温度変化を 考慮に入れなければならない。

従来の潤滑剤は温度または圧力の関数としてそれらの粘度を変えるが、その度合 はわずかであるため、好ましい摩擦特性変化を得るには極めて大きな温度差また は圧力が必要となる。このため接触圧力が高い、そして当該固体ボディの素材の 弾性が高い場合には、この依存性を比較的接触面積の小さい機械コンポーネント （例えばころがり軸受、ころがり継手、および歯車など）に適用し得る可能性は 制限される。更に、電子流性学的液体は沈澱傾向があるためそれらを使用するこ とは従来できなかった。更に運動機械部品は摩耗を受ける。一般に、動く導電性 機械部品間に高い電場強度を実現することは容易ではない。

本発明の目的は、相互に相対運動する二つの固体ボディ間に働く摩擦力を簡単に 変えることができるようにすることにある。

本発明により、この目的は、サーモトロピック液晶体（ｍａｓｓ）、または−以 上のサーモトロピック液晶相を形成し得るａｍａｓｓを、相互に相対運動可能な 機械コンポーネントのボディの間に導入し、そしてこのｍａｓｓ内の温度条件ま たは圧力条件を変えることによって異なるサーモトロピック液晶相の間またはサ ーモトロピック液晶相とアイソトロピック相（夏と略称）の間に相転移を誘起す ることにより達成される。その目的は、流動する等方性媒買中に複雑に生じる摩 擦力は予め計算し得ない、そして関係する特定の相の数多くある粘性係数のうち のどれがこの作用に対して決定的であるかを述べることは不可能であるという事 実によって一段と困難なものになっている。

今般驚くべきことに、本発明による装置はアイソトロピック相からスメクテイン ク相への、またはディスコイドーカラムナー相からディスコイド−ネマティック 相への相転移を有する化合物または化合物の混合物によって実現され得ることを 見出した。この場合にｌ−５Ｓ、Ｉ−５，。

１−５ｃおよびｌ−５１転移が好ましい。特に好ましいのはｌ−５１転移である 。

更に、本発明による装置はネマティック相からスメクテインク相への相転移を有 する化合物または化合物の混合物によって実現され得ることも見出した−　Ｎ− ５ｓ相転移およびＮ　−Ｓ　ａ相転移は好ましい。Ｎ−Ｓ、相転移を有する化合 驚くべきことに、本発明による装置は異なる秩序のスメクテイツク相間の相転移 を有する化合物または化合物の混合物により調製できることを見出した。５ｍ− ５Ａ転移および５ｃ−８Ａ転移は好ましい。Ｓ、−ＳＡ相転移は特に好ましい。

更に本発明は、流体層が昇温または降温、または昇圧または降圧に伴う複数の相 転移を順次経由する際の多段階摩擦力変化を利用する成分も包含する。使用化合 物の選択、および混合物中のそれらの割合の選択により、相順序および相の温度 間隔または圧力間隔を広い範囲にわたって調節することができる。昇温時の好ま しい相順序はＮ−５Ａ−Ｓｌ、ｌ−５Ａ−Ｓｌ、ＮＮ−５ｃ−Ｓ、ｌ−ｓ、−ｓ 、、Ｉ−５，−５ｃ−Ｓ、。

Ｎ−５Ａ、−５ｃ−ｓ、およびＮ−５Ａ−Ｓｃ−Ｓ、である。

更に、相互に相対運動可能な二つのボディ間に所在する有機体（ｍａｓｓ）をア イソトロピック相またはディスコイド−ネマティック相からディスコイドーカラ ムナー相への相転移を有する化合物または化合物の混合物から構成することによ り、本発明による装置が製造し得ることも見出された。この場合には、アイソト ロピック相からディスコイドーカラムナー相への転移を有する化合物または混合 物が好ましい。

更に本発明は、その流体有機体がいわゆるカラミティックまたはディスコイトリ エンドラント（ｒｅｅｎｔｒａｎｔ）相を形成する、すなわち例えば昇温または 昇圧時にＮ−５Ａ−ＮまたはＮ−５ａ−１の相順序を経由する（例えばＳＡ相の 存在範囲はネマティック相の圧力間隔よりも高いところに所在する）化合物また は化合物の混合物から構成される装置も包含する。そのような液晶の存在は文献 に記載されている（例えばり、　ＬｏｎｇａおよびＷ、　Ｈ，ｄｏ　Ｊｅｕ、　 Ｐｈｙｓ、　Ｒｅｖ。

Ａ　２６１６３２　（１９８２）参照）。

更に、本発明による機械コンポーネントは式ＩＲ１−Ａ−（Ｚ’Ａ”）ｊ−（Ｚ ”Ａ”）ｍ−（Ｚ”Ａ”）ｎ−Ｒ”〔式中、 Ｒ１およびＲ１は各々、１−１８個の炭素原子を有する未置換または置換アルキ ル基（この基中に存在する１個のまＦ、４２個ｆ）隣接す６ＣＨ，基バー〇−１ −ＣＯ−１−ＣＢＯＲ−１−ＣＨＣＮ−１−ＯＯＣ−１−ＣＯＯ−１−Ｃ１ｌ− ＣＨ−および／まｔ二は−ＣｉＣ−により置き換えられていてもよい）、ｌ　− １２個の炭素原子を有するパーフルオロアルキル基（この基中に存在する１個ま たは２個のＣＦ基は一〇−１−ＣＨＦ−１−Ｃ）Ｉ、−および／または−ＣＨ０ Ｈ−により置き換えられていてもよく、および／または１個のＣＦｓ基はＣＦ、 Ｈまたは−ＣＨ！Ｏ）Ｉにより置き換えられていてもよい）であり、そして Ｒ８はＨ，Ｆ、　ＣＱ、　−ＣＮまたは−ＣＯＯＨであってもよく、Ａ％ＡＩ、 ＡＭ、Ａ３は各々、未置換であるかまたはＣＮ基またはＦまたはｃａＪ［子によ りモノ置換又はジ置換されていてもよく、そしてその基中に存在する１個または ２（１のＣＢ基はＮ原子により置き換えられていてもよいところの１．４−フェ ニレン、１．４−シクロヘキシレン（この基中に存在する１個または２個のＣＨ ，基は０原子またはＣＨＦまたはＣＦ、基により置き換えられていてもよい）、 および１．４−ビシクロ（２，２，２）オクチレンであり、ｚｌ、　ｚｌ、Ｚ” ハ各々、−ＣＨＩＣＨ，−１−ＣＨ，０−１−０ＣＨ，−１−ＣＯＯ−１−ＯＯ Ｃ−１−ＣＨＩＣＦ、−１−ＣＦ２ＣＦｚ−１−ＣＨ−Ｎ−１−ＣＨ客ＣＨ−１ −ＣＩＣ−または単結合であり、そしてｆｆ、ｍ、ｎは各々０またはｌである〕 で示される化合物により製造し得ること、そして更に、式Ｉの化合物の混合物ま たは主として式Ｉの化合物より成る混合物により製造し得ることも見出された。

記号Ｒ１，Ｒ１、Ａ、Ａ’、Ａ１、Ａｓ５Ｚ１％ｚ＊、ｍおよびｎ（７）意味は 前述のとおりである。式！中の環状構造要素Ａ１Ａｌ％Ａ２およびＡ３は次のよ うに簡略化される：ＰＥはｌ、４−フェニレン基を表わし、ＣＹは１，４−シク ロヘキシレン基を表わし、そしてＢＯは１．４−ビシクロ（２，２，２）オクチ レン基を表わす。

従って式Ｉの化合物は部分式Ｉａ％　Ｉｂ１　Ｉｃおよびｄ Ｒ”−Ａ−Ｒ”　　　　　　　　　　　　　　　　Ｉ　ａＲｌ−Ａ−Ｚ”−Ａ’ −Ｒ”　　　　　　　　　　　　　Ｉ　ｂＲ’−Ａ−Ｚ”−Ａ’−Ｚ”−Ａ”− Ｒ”　　　　　　　　　Ｉ　ｃＲ”−Ａ−Ｚ”−Ａ’−Ｚ”−Ａ”−Ｚ”−Ａ” −Ｒ”　　　　　　Ｉ　ｄで示される化合物を包含する。

式Ｉｂの化合物が特に好ましい。弐１ｂ−１ｄの基２＋およびｚ３は好ましくは 単一結合または−ＣＨ，ＣＢ、−である。

式Ｉａの化合物は好ましい部分式Ｉａａおよび！ａβを包含する： Ｒ”ＰＥ−Ｒ”　　　　　　　　　　　　　　　Ｉ　ａ　ａＲ”−ＣＹ−Ｒ”　 　　　　　　　　　　　　　　Ｉ　ａβ式ｌｂは好ましい部分式ＩｂａおよびＩ ｂγを包含する　　： Ｒ’−ＰＥ−Ｚ’−ＰＥ−Ｒ”　　　　　　　Ｉ　ｂ　ａＲ”−ＣＹ−Ｚ”−Ｃ Ｙ−Ｒ”　　　　　　　Ｉ　ｂβＲ”ＢＯ−２’−ＢＯ−Ｒ”　　　　　　　　 Ｉ　ｂ　７これらのうち、部分式１ｂβの化合物が特に好ましい。

式１ｃの化合物は好ましい部分式Ｉ　ｃ　ｅ　−Ｉ　ｃθＲ”ＣＹ−Ｚ’−ＰＥ −Ｚ”−ＰＥ−Ｒ”　　　　　　　　　Ｉ　ｃ　ａＲｌ−ＰＥ−Ｚ’−ＣＹ−Ｚ ”−ＰＥ−Ｒ”　　　　　　　　　Ｉ　ｃβＲ’−ＣＹ−２’−ＰＥ−Ｚ”−Ｃ Ｙ−Ｒ”　　　　　　　　　Ｉ　ｃ　７Ｒ’−ＰＥ−Ｚ’−ＰＥ−Ｚ”−ＰＥ− Ｒ”　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｉ　　ｃ　　ａＲ”−ＣＹ −Ｚ”−ＣＹ−Ｚ”−ＰＥ−Ｒ”　　　　　　　　　Ｉ　ｃ　ｇＲ”−ＣＹ−Ｚ ”−ＣＹ−２”−ＣＹ−Ｒ”　　　　　　　　　Ｉ　ｃ　ｅで示されるものを包 含する。

これらのうち、部分式Ｉｃａ１　ＩｃβおよびＩｃγの化合物が特に好ましい。

式Ｉｄの化合物は好ましい部分式Ｉｄａ〜Ｉｄδを包含する： Ｒ’−ＰＥ−Ｚ”−ＰＥ−Ｚ”−ＰＥ−Ｚ”−ＰＥ−Ｒ”　　　　　　　　　　 　　　　　Ｉ　　ｄ　　ａＲ”−ＣＹ−Ｚ”−ＰＥ−Ｚ”−ＰＥ−Ｚ”−ＰＥ− Ｒ”　　　　　　Ｉ　ｄβＲ”−ＣＹ−Ｚ”−ＰＥ−Ｚ”−ＰＥ−Ｚ”−ＣＹ− Ｒ”　　　　　　Ｉ　ｄ　７Ｒ１−ＣＹ−Ｚ”−ＣＹ−Ｚ”−ＣＹ−Ｚ３−ＣＹ −Ｒ”　　　　　　　　　Ｉ　　ｄ　　＆これらのうち、部分式Ｉｄβの化合物 が特に好ましい。

基Ｒ１およびＲ１は好ましくはアルキルおよびアルコキシであり、更に、Ｒ１に ついてはカルボニトリル基、カルボン酸基が好ましい。

Ａ、Ａ’、Ａ’８よびＡ３は好ましくはｃｙ％ＰＥまたはＢＯである。

基Ｒ１およびＲ１のアルキル基は非分校状あるいは分校状であってよい。好まし くは、それらは非分校状でありそしてメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペン チル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル 、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシルまた はオクタデシルである。

式ｌの化合物のあるものは知られ、またあるものは新規である。それらは一般的 に知られた方法により、あるいはそれらと類似した方法で製造される。それらは 例えばＨｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌシリーズ、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ　ｄｅｒ　Ｏｒｇａ ｎｉｓｃｈａｎＣｈｅｍｉｅ（有機化学の方法）　、Ｇｅｏｒｇ−丁ｈｉｓｓｓ −Ｖａｒｌａｇ社発行、シュツットガルト、に見出し得る。

式１の化合物は一個以上の不斉炭素原子を含むことができる。この場合には、式 ｌは光学活性エナンチオマーのほかに、エナンチオマー混合物およびラセミ体を も包含する。

可変摩擦力を有する機械コンポーネントは、可動ボディ間に式■ Ｒ１〜Ｒ，は相互に独立的にＨ，Ｆ、ＣＩ２または、１〜１８ｍの炭素原子を有 する置換または未置換のアルキル基（この基中に存在する１個または２個の非隣 接のＣＨ，基は−０−１−ｃｏ−１−ｃｏｏ−または−ＣＦ、−により置き換え られていてもよい）である〕 で示される少くとも一つの化合物を含むｍａｓｓを導入することにより製造され 得ることも見出された。

式■中の基Ｒ１〜Ｒ８は好ましくはアルカノイルオキシ、アルコキシまたはアル キルである。

弐■のトルキセン誘導体へ導く有利な経路は適当なインダン−１−オン類を経由 する（Ｃ，Ｒ，Ａｃａｄ、　Ｓｃｉ、　Ｓｅｒ。

Ｃ９電、　５４５（１９７８）参照）０式■の化合物には文献未記載のものもあ る。それらはこの合成経路およびその他の点では一般的に知られている方法によ り製造される。これらは、例えば、Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌシリーズ、Ｍｅｔｈ ｏｄｅｎ　ｄｅｒＯｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ　Ｃｈｅｍｉｅ　（有機化学の方法） 　、Ｇｅｏｒｇ−Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ社発行、シュツットガルト、など に見出し得る。

空気が触れる状態で高温で動作される機械成分において生じる自動酸化反応を遅 延させるために、それ自体安定な式１およびＨの化合物は、１重量％までの抗酸 化剤、例えばハイドロキノンまたは２．６−シーｔｅｒｔ、−ブチル−４−メチ ルフェノールを含有し得る。

式Ｉまたは■の化合物は個々の物質として、あるいは式Ｉおよび■の化合物の混 合物として用いられる。

適当な混合物は、２種ａ〜１０種類、好ましくは２種類〜５種類の式Ｉおよび／ または■の化合物を含む、適当な混合物は一以上の式Ｉまたは■の化合物のほか に更なる成分を含むこともできる。そのような混合物は５〜９９．９重量％、好 ましくは３０〜９５重量％の一以上の式！または■の化合物を含む。かかる混合 物の付加的成分は、−ＯＨ，−Ｆ、　−Ｃ７０，−ＣＮ より成る群より選択される１〜５個の同一のまたは異なる基を含む環式および非 環式炭化水素、液晶性主鎖塁ポリマーまたは側鎖型ポリマー、または前述の抗酸 化剤であってよい。

エナンチオトロピック（互変性）的にあるいはモノトロピック（単変性）的にデ ィスコティック相を形成する化合物が好ましい。これらにはベンゼンのへキサ置 換誘導体、トリフェニレンのへキサ置換誘導体、シクロヘキセンのへキサ置換誘 導体およびフタロシアニン誘導体が包含される。

式！または■の化合物またはそれらの混合物を本発明による機械コンポーネント に用いることは、異なる液晶相の間および液晶相とアイソトロピック相の間の転 移が生じる際の時間的遅延がわずかであるという点で有利である。従って、結晶 温度よりも高いところで装置を動作すれば、例えば液相から非メソモルファス（ ｎｏｎ−ｍｅｓｏｍｏｒｐｈｏｕｓ）化合物の結晶相に転移する際に生じるよう なサブクーリング（５ｕｂｃｏｏｌ　ｉｎｇ）による準安定相は排除され得る。

、この温度は液晶相を有する化合物の共融または非共融混合物を用いることによ り、十分低いレベルにまで調整することができる。更なる有利な側面は、アイソ トロピック／液晶または液晶／液晶相転移には、融解エンタルピーに比べ、はん の低い転移エンタルピーしか必要としない点である。

熱を供給するか、または熱を除去するかの選択は、機械における本発明の装置の 機能に依存する。相互に相対運動可能な金属または非金属のボディの表面から流 体層への熱エネルギーの移動は液体または気体による対流によって行うことがで きる。更に、熱供給は、電気抵抗加熱によって、相互に相対運動可能なボディの うちめ少くとも一つが透明であれば電磁波によって、あるいは２個である。流体 層からの熱エネルギーの除去は冷却液体または気体により行うことができる。熱 輻射単独による除去も可能である。更に、熱エネルギーは特別な場合にはペルチ ェ要素により除去することができる。

特定の転移温度より低い十分な摩擦熱が層中に生じ同時に低度の熱途去が保証さ れれば、加熱することなく相転移が生じる。

本発明による機械コンポーネントの液晶ｍａｓｓに生じる摩擦力は、該コンポー ネントの固体ボディの運動方向に対する分子の配向に依存する。優先的方向にラ ビングすることにより、あるいは有機または無機の材料の薄層を塗着することに より物体表面を前処理することによってこの配向を調整することができる。

本発明による機械コンポーネントは、クラッチとして、ブレーキとして、機械的 過負荷予防装置として、液圧式減衰要素として、あるいは液圧力伝達要素として （後二者の機械コンポーネントは、液圧装置（ｈｙｄｒａｕｌｉｃｄｅｖｉｃｅ ）という用語の下に結合することができる。摩擦損失が温度に依存する（その依 存性は意図する用途に応じて調節することができる）すべり軸受として用いるこ とも可能である。このことは機械エネルギー節約の観点から特に有利である。何 故ならば、ラジアル軸受またはスラスト軸受などにおいて回転数が低い際に、高 い有効粘度（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）　、従って半流体摩擦 から流体摩擦への低い回転転移回数（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ　ｔｒａｎｓｉｔｉ ｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ｎ、を選択することができる。回数数が上がった場合 には、摩擦熱だけで、あるいは熱エネルギーの付加的供給によって、より低い有 効粘度の相への転移が生じる程度に昇温させることができる。摩擦損失、粘度お よびｎｕの間の関係は知られている（Ｒ，５ｔｒｉｂｅｃｋ、　　ＶＤＩＺｅｉ ｔｓｃｈｒ、　４６巻、１３４１頁（１９０２）参照）。

本発明による機械コンポーネントにおいて、すべり軸受の、あるいは相互に相対 運動可能な２枚の金属ディスクの潤滑すき間の静圧が増大する場合の急激な粘度 増加（例えばネマティックからＳ、に相転移する場合など）によりブレーキ作用 を達成することができる。この場合、有機ｍａｓｓの静圧は付加的な液圧ピスト ンにより外から変えることができる。前提要件は、有機ｍａｓｓによって占めら れる空間の十分なシーリングである。かかる成分のブレーキ性能は潤滑すき間か らの熱の除去によって付加的に決められる。

本発明による機械コンポーネントのクラッチとしての使用も同じようにして実現 することができる。

本発明は、輸送されるべき媒質の粘度の圧力依存性によって運動順序が付加的に 決定される機械コンポーネントを包含する。この場合、液晶相の間または液晶相 とアイソトロピック液相の間に一以上の圧力依存性転移を有する有機媒質を用い ることにより広範に及ぶ様々な範囲の種類の大きさから荷重を吸収できる液圧式 ダンパを製造することができるが、この場合に相関係に応じて異な・る減衰定数 を適用する必要がある。流体有機体（ｍａｓｓ）に対する圧縮仕事による温度は 実際上は従たる重要性を有する。

本発明による機械コンポーネントは力の摩擦伝達における摩耗を減少させる。こ の場合に、昇圧の結果としてネマティックまたはアイソトロピックからＳ、また はｓｌへの相転移が生じる場合に接触圧が比較的低くても粘度増加、従って混合 摩擦から流体摩擦への転移が生じるという事実が利用される。本発明による機械 コンポーネントに式ｌの化合物およびそれらの混合物を用いることはいわゆるト ラクション液を用いる歯車箱の改良を意味する（０．　Ｄｉｔｔｒｉｃｈ、　Ｖ ＤＩ−Ｂｅｒｉｃｈｔｅ　６８（Ｌ　２０１−２１９頁（１９８８）参照）。

式ＩまたはＨの化合物およびそれらの混合物は金属面およびセラミクス面に対し 優れたぬれを示す。

クラッチ係合中に昇圧した結果、昇温を招いたとしてもクラッチ解除状態に比べ 粘度が増加すれば、あるいはわずかでも粘度増加すれば、本発明による機械コン ポーネントをＶｉｓｋｏクラッチとして用いることができる（Ｗ。

Ｐｅ５ｃｈｋｅ、　ＳＡＥ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｐａｐｅｒ　５ｅｒｉｅｓ、 　Ｎｏ、　８６０３８６ｅデトロイト（１９８６）参照）。このようにして、ぬ れの悪いシリコーン油を用いることから生じる欠点を回避することができる。

本発明により、相互に相対運動する二つの固体ボディ間に働く摩擦力に変化を有 利な仕方で生じさせることが可能となる。本発明による機械コンポーネントは、 格段にシンプルで故障が生じにくくまた摩耗を促進するコロイド溶液を全く必要 としない構造を有する点で極めて優れている。更に、それによって相当な省エネ ルギーを達成し得る。

式Ｉまたは式■の化合物およびそれらより調製された混合物はそれらの安定性の 点で、またかなりの広い温度範囲にわたり適当な相転移を調整するために化合物 を使用するスコープの点でこの目的に著しく適している。

以下の実施例は本発明を説明するためのものであってそれを限定するものではな い。摩擦モーメント（摩擦力×てこアーム）とは存在する回転運動を維持するた めに適用されねばならないトルクをＮＸ１ｌ単位で示したものである。それは当 業者に知られた方法でエネルギー放散（ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）を測定するこ とによって定められる。

実施例　１ 機械コンポーネント（第１図）（その機能はすべり軸受のそれ、または効果的ブ レーキのそれのいずれを選択したものであってもよい）は、シース付きで温度綱 部可能な、研摩ジヨイント（ｇｒｏｕｎｄ　ｊｏｉｎｔ）を有するＤｕｒａｎガ ラス製スリージスリーブ７０謬藁長にわたり案内され１０ｍｍの直径を有する同 じ（Ｄｕｒａｎガラス（Ｓｃｈｏｔｔ　Ｇｌａｓｖｅｒｋｅ社（マイシン）製） 製のシャフト（２）とで構成される。そのシャフトは厚壁ゴムホース片（３）を 介して駆動装置（第１図に図示されていない）に接続され、そしてその駆動装置 には、機械成分に帰因するエネルギー放散をシャフトの回転数の関数として測定 できる測定装置が取付けである。（４）は保持具である。始動に先立ち、個々の 研摩ジヨイント要素を熱風で加熱しそして十分な量の トランス、トランス−４−二トキシ−４′−ブチル−ビシクロヘキシル（ｓｍか らアイソトロピックへの転移は５１℃で生じる）で被覆し、組立ての際に摩擦面 全体にわたり気泡のない膜が形成されるようにする。その外殻部（シェル）に温 度５６℃のパラフィンを通じ、そしてシャフトをｌＨｚで回転する。このすべり 装置の摩擦モーメントは４ｘｌＯ−’Ｎｘｍであることがわかる。次に温度４４ ℃のパラフィン油を５　＊ＱＸ　Ｓ−’の流速で給入する。３０秒後、２ＸｌＯ −’ＮＸｍの摩擦モーメントが測定される。油の温度が５６℃に上昇すると再び もとの摩擦モーメント値となる。同様にして以下のものを用いる（系が摩擦モー メント変化のために通らねばならない温度を℃単位で記４．４′−ジペンチルー ビフェニル　　　　５２トランス−１，４−ビス〔４−ペンチルフェノキシメチ ルコシクロヘキサン 実施例　２ ルシクロヘキシル〕エタンの混合物はＳ、相と■相の間に１６８℃の転移温度を 有し、また実施例１に記載の方法で摩擦モーメントの熱変化に用いることができ る。

実施例　３ ４２．２重量％の４′−へキシルオキシ−ビフェニル−４−カルボニトリルと５ ７．８重量％の４−（トランス−４−オクチルシクロヘキシル）−１−（２−シ アノエチニル）−ベンゼンの混合物は冷却時に相順序Ｎ−５Ａ−Ｎを経由する。

実施例１による機械成分においては、１９℃より低温で測定される摩擦モーメン トの方がこの温度よりも高温の場！１！施例　４ 第２図に示される仕方で頂部および底部が制限され１０ｍｍの内径を有するシリ ンダ（１）、螺合嵌装されたリング状カバー（２）、そしてシリンダ壁に沿って 案内されまた２個のシリンダ空間を接続する各０．５ｍ＋ａの直径を有する２　 ｆｌＡ　（７）　穴（４）を有する８１Ｉｌ長のピストン（３）より成る液圧式 ダンパを、ＳＡ相からアイソトロピック相への転移温度が５３．５℃である化合 物 ２−メチル−フェニル４−Ｎ−（４−ペンチルオキシ−ベンジリデンアミノコ− ベンゾエートでほぼ完全に満たし、そしてシリンダをその内容物と共に５１”Ｏ の温度に保つ水浴に入れる。上位停止位置で、ピストンはピストンおよび案内杆 の重量を含め総力２．ＯＮで動かされる。３０ｍｍ長のビストンストロークに対 し１７５秒間という時間を必要とする。この装置の温度を５６℃に昇温させると 、４．２秒と測定される。

この装置の減衰定数は従って次の値となる：５１”０では１．２Ｘ　１０’　Ｎ ｓ／　ｍ５６℃では２．８Ｘ　１０”　Ｎｇ／　３１実施例　５ 錐体状の研摩ジヨイントを有するスリーブ（１）とそれに嵌着する研摩コア（２ ）〔いずれもＤｕｒａｎガラス（標準指定ＮＳ　２９／３２．　ＤＩＮ　１２２ ４９）製である〕が本発明によるクラッチ（第３図）の必須部分である。そのス リーブはリフト装置（３）（第３図にはそれ以上詳細には示されていない）に固 定的に接合され、また該装置の回転部分は２．５Ｘ　１０−’ｋｇｍ”の慣性モ ーメントおよびＯｏ−３２Ｎの（克服されるべき）トルクを有する。前記コアは 水平に配設され片側が閉じられた２１１ｍ＋厚のＤｕｒａｎガラス製中空シャフ ト（４）であり、またそのシャフトは２個の軸受（５）で案内されそして十分な 動力のモータ（６）により伝達ベルト（６）を介して駆動できる。始動に先立ち 、個々の研摩ジヨイントからネマティックへの相転移温度が２４℃である０、１ ０９の化合物 ４−ブチル−Ｎ−〔４−ペンチルベンジリデンコアニリンをコアの表面全体に均 一に分布させ、わずかな接触圧（０，５〜ＩＮ）をかけることによりスリーブ内 に押込んだ際に気泡を含まない有機化合物層が形成されるようにする。次にモー タのスイッチを入れそしてシャフトを１ＯＨｚで回転させる。ネマティックから スメクテイツクへの相転移は迅速に熱除去するためにその転移温度よりも少くと も６℃は低い温度の冷却水を液溜（９）から第３図に図示された横方向フィーダ （８）を通して十分な流速で素早く供給することにより誘起される。１０秒間以 下の不動時間後５秒以下の加速時間内に１ＯＨｚの回転数でリフト装置の回転運 動が生じる。保合解除は転移温度よりも高い温度の水を液溜（ｌＯ）から三方弁 （１１）を介して供給することにより行われる。（１２）は収集通路である。

実施例　６ スメクテイツクＢからスメクテイツクＡへの転移温度が４９℃である化合物 ４−オクチル゛−Ｎ−（４−ブチルオキシベンジリデンコアニリンを用いて実施 例５の装置をそこに記載された方法で運転する。この場合にも流体層およびそれ に伴う相転移を変えることにより、保合とアイドリングを選択することができる 。

実施例　７ ラジアル軸受を研摩黄銅シャフト（直径１５厘ｇ＋）と温度調節可能な黄銅製非 分割軸受シェル（荷重軸承幅１００ｉｌＩｌ）から構成する。軸受すき間は０− ０１ｍｍとし、そして運転中の軸受への荷重は５．ＯＮとする。少量のレシチン をすべり面に置きそしてウールでこすって薄い均一層を形成する。加温された軸 受を次いで、７８℃でスメクテイツクＡ相からネマティック相に転移する化合物 ４−オクチルオキシ−４′−ノニル−アゾキシベンゼンのコヒーラント（ｃｏｈ ｅｒｅｎｔ）層中に包埋する。１ＯＨｚの回転数および７３℃の軸受温度では、 摩擦係数μは０．１５となり、また８１”Ｃおよび同じ回転数ではμは０．００ ７と測定される。μは一般的に知られた方法で、規定された回転数の運動を維持 するためにかけなければならないトルクによって定められる。

実施例　８ ６６℃でディスコイドーカラムナー相からアイソトロピック相に転移する化合物 ２．３．６．７，１０．１１．−ヘキサーウンデシルオキシートリアエニレンを 用いて実施例５の装置をそこに記載された方法で運転する。この場合にも流体層 の温度を変えることによって、そしてそれに伴う相転移により係合とアイドリン グを選択することができる。

実施例　９ 摩擦モーメントを変えることができる機械成分（第１図）をシース付きで温度調 節可能な、研摩ジヨイントを有するＤｕｒａｎガラス製スリージスリーブ７０＋ ＋＋ｍ長にわたり案内されｌいｌの直径を有する同じ＜　Ｄｕｒａｎガラス（Ｓ ｃｈｏｔｔＧｌａｓｖｅｒｋｅ　（マインツ）製）製のシャフト（２）とで構成 する。そのシャフトは厚壁ゴムホース片（３）を介して駆動装置（第１図に図示 されていない）に接続され、そしてその駆動装置には、機械成分に帰因するエネ ルギー放散をシャフトの回転数の関数として測定できる測定装置が取付けである 。始動に先立ち、個々の研摩ジヨイント成分を熱風で加熱し、そして十分な量の ２．３，７，８．１２．１３．−ヘキサキス〔デカノイルオキシ〕　トルキセン （８４℃でディスコイド−ネマティックからカラムナーーディスコテイックに転 移する）で被覆し、組立ての際に摩擦面全体にわたり気泡のない膜が形成される ようにする。そのシェルに温度８２℃のパラフィン油を通じ、そしてシャフトを ｌＨｚで回転させる。このすべり装置の摩擦モーメントは３ＸｌＯ−”Ｎｘ＝で あることがわかる。次に温度９５℃のパラフィン油を５ｍｆｆＸ５−”の流速で 給入する。　１０秒後、９Ｘ１０−”ＮＸｍの摩擦モーメントが測定される。油 の温度が８２℃に下がると再びもとの摩擦モーメント値となる。

実施例　ｌＯ 広範に及ぶ様々な程度の大きさの２つの荷重範囲から力を吸収するための液圧式 ダンパ（第４図）を、２８ｍｍの内径を有するスケール製シリンダ（１）、その 中で運動可能でありそして図示された（一般的に知られた）シーリング系を有す る液圧式ピストン（２）、およびピストン空間から關放容器（４）内に延びる全 長２５０ｍｍ、内径２．０ｍｍのパイプ（３）から構成する。ピストン空間、パ イプおよびストック容器には、式 ４′−オクチル−ビフェニル−４−カルボニトリルで示される化合物により満た されたコヒーラントで気泡台まない容量が存在する。この化合物は３２．５℃の 、スメクテイツクＡ相とネマティック相との間の転移温度を有する。

次にその系に３５℃で１２，０ＯＯＮ　にュートン）の荷重をかける。６５諺肩 長を行くのにピストンは３．０秒かかる。他の点では關始条件を同一として、わ ずか１８５Ｎの荷重しかかけない場合、この時間は３．５秒である。

実施例　１１ 常圧（ｌ　ｂａｒ）においてトランス、トランス−４−メトキシ−４′−ペンチ ル−ビシクロヘキシルは２９℃のＳ、からｌへの転移温度を有する。実施例１Ｏ に示された装置を同じ条件の下でこの化合物について用いると、高圧において、 常圧におけるよりも実質的に高い減衰定数を得ることができる。

Ｆｉｇ、　１ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．可変摩擦力の下に相互に相対運動可能でありそして流体有機体により相互に 離間された固体ボデイより成り、そして摩擦方の変化が異なるサーモトロピツク 液晶相の間またはサーモトロピック液晶相とアイソトロピツク相との間の相転移 により誘起されるようにしたことを特徴とする機械コンポーネント。
2. ２．相転移が流体有機体の温度変化により誘起される請求項１記載の機械コンポ ーネント。
3. ３．相転移が流体有機体の圧力変化により誘起される請求項１記載の機械コンポ ーネント。
4. ４．スメクテイツク相とネマティック相の間の転移が誘起される請求項１〜３の いずれかに記載の機械コンポーネント。
5. ５．スメクテイツク相とアイソトロピツク相の間の転移が誘起される請求項１〜 ３のいずれかに記載の機械コンポーネント。
6. ６．あるスメクテイツク相ともう一つのスメクテイツク相の間の転移が誘起され る請求項１〜３のいずれかに記載の機械コンポーネント。
7. ７．デイスコイドーカラムナー相とデイスコイドーネマテイツク相の間の転移が 誘起される請求項１〜３のいずれかに記載の機械コンポーネント。
8. ８．デイスコイドーカラムナー相とアイソトロピツク相の間の転移が誘起される 請求項１〜３のいずれかに記載の機械コンポーネント。
9. ９．フアスミデイツク相とアイソトロピツク相の間の転移が誘起される請求項１ 〜３のいずれかに記載の機械コンポーネント。
10. １０．流体有機相が少くとも一つの式ＩＲ１−Ａ−（Ｚ１Ａ１）ｇ−（Ｚ２Ａ２ ）ｍ−（Ｚ３Ａ３）ｎ−Ｒ２Ｉ〔式中、 Ｒ１およびＲ２は各々、１〜１８個の炭素原子を有する未置換または置換のアル キル（このアルキル基中に存在する１個のＣＨ２基または２個の隣接するＣＨ２ 基は−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＨＯＨ−、−ＣＨＣＮ−、−ＯＯＣ−、−ＣＯ−、 −ＣＨ＝ＣＨ−および／または−Ｃ≡Ｃ−により置さ換えられていてもよい）、 １〜１２個の炭素原子を有するパーフルォロアルキル基（この基中に存在する１ 個または２個のＣＦ基は−Ｏ−、−ＣＨＦ−、−ＣＨ２−および／または−ＣＨ ＯＨ−により置き換えられていてもよく、そして／またはＣＦ２基は−ＣＦ２Ｈ またはＣＨ２ＯＨにより置き換えられていてもよい）であり、そして Ｒ２はＨ、Ｆ、Ｃｌ、−ＣＮまたは−ＣＯＯＨであってもよく、Ａ、Ａ１、Ａ２ 、Ａ３は各々、未置換であるかまたはＣＮ基またはＦまたはＣｌ原子によりモノ 置換又はジ置換された１，４−フエニレン（この基中に存在する１個または２個 のＣＨ基はＮ原子により置き換えられていてもよい）、１，４−シクロヘキシレ ン（この基中に存在する１個または２個のＣＨ２基は０原子またはＣＨＦまたは ＣＦ２基により置き換えられていてもよい）、および１，４−ビシクロ（２．２ ．２）クチレンであり Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３は各々、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、− ＣＯＯ−、−ＯＯＣ−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝Ｎ−、 −ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、そしてｌ、ｍ、ｎは各々０ま たは１である〕 で示される化合物を含む請求項１〜６のいずれかに記載の機械コンポーネント。
11. １１．流体有機体が複数種の式Ｉの化合物の混合物を含む請求項１０記載の機械 コンポーネント
12. １２．流体有機体が式Ｉの化合物の全含量が少くとも５重量％の混合物である請 求項１１記載の機械コンポーネント。
13. １３．液晶体が少くとも一つの式ＩＩ ▲数式、化学式、表等があります▼ＩＩ〔式中 Ｒ３〜Ｒ５は、相互に独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌまたは置換されたまたは未置換の １〜１８個の炭素原子を有するアルキル基（この基中に存在する１個または２個 の非隣接のＣＨ２基は−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−または−ＣＦ２−により置 き換えられていてもよい）である〕 で示される化合物を含む請求項１〜３、７および８のいずれかに記載の機械コン ポーネント。
14. １４．請求項１〜１３のいずれかに記載の機械コンポーネントを用いて成る液圧 装置。
15. １５．請求項１〜１３のいずれかに記載の機械コンポーネントを用いて成るブレ ーキ。
16. １６．請求項１〜１３のいずれかに記載の機械コンポーネントを用いて成るクラ ッチ。
17. １７．請求項１〜１３のいずれかに記載の機械コンポーネントを用いて成るすべ り軸受。
18. １８．式ＩおよびＩＩの化合物を使用した制御可能な機械コンポーネントの液晶 相構成成分。