JPH0468083A - 真空軸受用潤滑剤 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、軸受等に使用される潤滑剤に関し、より詳細
には、特に真空中において好適に使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、二硫化モリブデ
ン（冷８２）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［Ｐ　Ｆ
　Ｐ　Ｅｌ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ＰＦＰＥＪという）は、境界潤滑条件下て、真空中
における熱安定性か十分でなく、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かある
。

−０−ＣＦ２−０−　　　　・・・（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”　　ＣＦ　　ＯＣＦ　＋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（１１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ＰＦＰＥＪ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かある。

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潤滑剤を提供することを目的と
している。

く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、本発明の潤滑剤は、下記式（Ｉ）で表さ
れる結合を主鎖中に含むジオキシ型ＰＦＰＥを、全ＰＦ
ＰＥ中、５０重量％以下の割合で含有することを特徴と
している。

０−ＣＦ２−０−　　　　　・・・（Ｉ）上記構成から
なる、本発明の潤滑剤においては、上記ジオキシ型ＰＰ
ＰＨ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［］で表される化合物およびその誘導体か好適に使用
される。

なお、上記式（Ｉ［ｌ中の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。

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−数式圓盾で表される化
合物およびその誘導体が好適に使用される。

Ｆ−（ＣＦ２−ＣＦ２−ＣＦ２−０）ｎ−ＣＦ２−ＣＦ
３　　　　・・・圓整数を表す。

本発明において、ジオキシ型ＰＰＰＨ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
損などの問題か生じ、軸受寿命が低下する。

なお上記ジオキシ型ＰＰＰＨ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。

上記ジオキシ型ＰＰＰＨの割合が５重量％未満ては、潤
滑剤の潤滑性か低下し、特に真空中で、高荷重、高速回
転させた際に焼付を生しるおそれがある。

〈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。

＊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：　２５５ｃＳ　ｔ２０℃における
蒸気圧：４Ｘ１０−１０ａ 潤滑剤Ｂ：ダイキン工業社製の商品名デムナム（前記−
数式圓て表される非ジオキシ型ＰＦＰＥ） ２０℃における粘度：５００ｃＳｔ ２０℃における蒸気圧ニアＸ１Ｏ−９Ｐａ潤滑剤Ｃ：デ
ュポン社製の商品名クライトツクス１４０（前記一般式
（財）で表される非ジオキシ型Ｐ　Ｆ　Ｐ　Ｅ） ２０℃における粘度：２７００ｃＳｔ ２０℃ニオケル蒸気圧：　４　Ｘ　１０　　”’ａ 本試験球の組み合わせ に上球（１個）、、・５ＵＳ４４０Ｃ製の１／４インチ
鋼球 下球（３個）・・・同上 ■二上球（１個）・・・５Ｌ３Ｎ４製のセラミック球下
球（３個）−＝ＳＵＳ４４０Ｃ製の１／４インチ鋼球 本試験条件 雰囲気圧カニ大気圧または５Ｘｌｏ−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■の場合） 回転速度：１３２ｒｐｍ　（０，０２５ｍ／ｓ）試験時
間・６０分 潤滑剤塗布量：約１００μｇ 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味の摩耗痕径を測定した
結果を、第２図に示す。

なお、上記両図中の符号は、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０る。

Ｏ・・・潤滑剤Ａ１試験球の組み合わせ１口・・・潤滑
剤Ｂ１試験球の組み合わせＩ△・・・潤滑剤Ｃ１試験球
の組み合わせＩ・・・・潤滑剤Ａ１試験球の組み合わせ
■■・・・潤滑剤Ｂ、試験球の組み合わせ■ム・・・潤
滑剤Ｃ１試験球の組み合わせ■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
り真空中の方か摩擦係数および摩耗痕径か大きくなる傾
向かみられ、このことから、雰囲気圧力か、試験球の摩
擦、摩耗に影響を及はすことか確認された。

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
数か小さく、且つ摩耗痕径か大きい値を示した。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か確認された。

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
率か大きく、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ＰＦＰ
Ｅである潤滑剤Ｂ。

Ｃよりも劣化しやすいことか判明した。

摩擦、摩耗試験（２） 雰囲気圧力を５Ｘ１０”Ｐａ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、下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、何れも前記と同し潤滑
剤、および試験球の組み合わせを示している。

表 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、摩耗痕径か若しく増加した。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か判明した。

摩耗痕観察試験 上記摩擦、摩耗試験（２）のうち、荷重を３０ＯＮ加え
た試験の下球の摩耗痕を、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か観
察されたか、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Ｈ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
摩耗痕のみか観察された。このことから、ジオキシ型Ｐ
ＦＰＥ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５Ｘ１０−”Ｐａ、荷重を３０ＯＮ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から、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１０
０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、ＩＦ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、ｆｆの何れにおいても、質量数６６のＣＦ２
Ｏ＋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か、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■よりも組み合わせＩの方か、上記各質量
数のアウトガス成分の量か多いという結果か得られた。

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か観察された。

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か推察された
。

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
オキシ型ジオキシ型ＰＦＰＥと配合すれば、真空中ての
高い潤滑性を確保しつつ、アウトガスの発生を抑制でき
ることか推察される。

〈発明の効果〉 本発明の潤滑剤は以上のように構成されており、ジオキ
ン型ＰＦＰＥによって高い潤滑性を確保てきると共に、
このジオキン型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カスの発生を抑制す
ることかできる。したがって、本発明の潤滑剤は、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。

【図面の簡単な説明】

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
における摩耗痕径を示すグラフ、第３図は摩耗痕径と荷
重との関係を示すグラフである。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パーフルオロアルキルポリエーテルからなる潤滑剤
   であって、下記式〔 I 〕で表される結合を主鎖中に含
   む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潤滑剤。 −Ｏ−ＣＦ＿２−Ｏ−・・・〔 I 〕