JPH08295896A - 油含浸軸受用潤滑油組成物及び小型モータ用油含浸軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 −１０℃以下の低温環境運転時の金属音の解
消及び運転時の硫黄含有腐食ガスの発生量の低減を実現
する油含浸軸受用潤滑油組成物を提供することを目的と
する。 【構成】 ポリ−α−オレフィン系合成油を主成分基油
とし、少なくとも、粘度指数向上剤としてポリメタクリ
レートを基油１００重量部に対し４〜１３重量部、極圧
添加剤としてジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン
を基油１００重量部に対し０．１〜０．８重量部含み、
組成物の４０℃における動粘度が４０〜７０ｍｍ²／ｓ
である油含浸軸受用潤滑油組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属焼結体からなる軸
受に含浸する油含浸軸受用潤滑油組成物、および同潤滑
油組成物を含浸した小型モータ用油含浸軸受に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】モータなどの回転機において、回転軸を
支承する軸受は、過酷な摺動環境におかれ、機器の寿命
を左右する基幹部品の一つである。小型モータにおいて
は、比較的低速回転、低側圧荷重であるため、コストパ
フォーマンスとの兼ね合いから金属粒子焼結体に潤滑油
を含浸してなる油含浸軸受が用いられるのが一般的であ
る。油含浸軸受は、回転軸の回転に起因するポンピング
作用により、金属粒子焼結体に含浸されていた潤滑油が
回転軸と軸受内面との摺動面に供給され、潤滑を行うも
のである。したがって、潤滑形態は、流体潤滑と境界潤
滑が混在する混合潤滑領域にある。また、側圧荷重の増
大、あるいは潤滑面への潤滑油の供給量の減少にともな
い境界潤滑領域へと推移していく。

【０００３】このような油含浸軸受に用いられる潤滑油
は、潤滑形態が境界潤滑領域に推移した場合でも金属同
士の接触による焼き付きを生じないように、極圧添加剤
を添加するのが一般的である。そして、軸受あるいは回
転軸材質金属への腐食性の小さい鉱油あるいはポリ−α
−オレフィン系合成油を主成分基油とし、極圧添加剤と
して、酸化防止効果を備えたジアルキルジチオリン酸亜
鉛を添加したものが広く用いられていた。この他にも、
従来の油含浸焼結合金軸受用潤滑油として、耐熱性の向
上を目的としてジアルキル置換ジフェニルエーテル合成
油を主成分とした組成物が提案されている（特開昭６２
−２８３１９１号公報）。また、耐熱性、高荷重条件下
での耐久性の向上を目的として、酸化防止剤あるいは粘
度指数向上剤の使用が提案されている（特開平０５−２
０９６２３号公報）。さらに、潤滑特性の安定化及び耐
久性の向上を目的としたパーフルオロポリエーテル油の
使用が提案されている（特開平０５−２４０２５１号公
報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
潤滑油では−１０℃以下の低温環境における運転時に、
潤滑油の粘度が上昇し、金属焼結体からの流出量が減少
して、回転軸−軸受内面間に金属接触が頻繁に生じ、金
属音が発生するという問題を有していた。また、運転中
に、分解して作用する硫黄含有系極圧添加剤の分解硫黄
含有ガスにより、または主成分基油に鉱油を用いている
場合には鉱油中に含まれる活性な硫黄化合物の揮発によ
り、モータの刷子や整流子、あるいは周辺機器の電気接
点が硫化物を形成し、この硫化物が絶縁物であることに
起因する接点不良を誘発するという問題を有していた。

【０００５】また、上に擧げた従来の提案は、耐熱性あ
るいは耐久性の向上を目的としたものであり、低温環境
での運転時における金属音の低減あるいは腐食ガスの低
減を達成することはできない。本発明は、上記従来の問
題点を解決するもので、−１０℃以下の低温環境での運
転時に発生する金属音を解消するとともに、運転時にお
ける硫黄含有腐食ガスの発生量を低減することのできる
油含浸軸受用潤滑油組成物を提供することを目的とす
る。本発明は、またそのような潤滑油組成物を含浸した
油含浸軸受を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の油含浸軸受用潤滑油組成物は、金属粒子の
焼結体に潤滑油を含浸してなる油含浸軸受用潤滑油組成
物であって、ポリ−α−オレフィン系合成油を主成分基
油とし、少なくとも、粘度指数向上剤としてポリメタク
リレートを基油１００重量部に対し４〜１３重量部、極
圧添加剤としてジアルキルジチオカルバミン酸モリブデ
ンを基油１００重量部に対し０．１〜０．８重量部含
み、かつ組成物の４０℃における動粘度を４０〜７０ｍ
ｍ²／ｓとしたものである。この油含浸軸受用潤滑油組
成物は、銅または銅合金と鉄を主成分として含み、銅ま
たは銅合金の含量が鉄のそれより大きく、かつ有効多孔
率が１５〜３０％の燒結体からなる軸受に好ましく適用
できる。さらに、油含浸軸受が刷子、整流子を有する小
型直流モータに適用される場合、あるいは軸受近傍に電
気接点がある場合特に有効である。

【０００７】

【作用】本発明における極圧添加剤としてのジアルキル
ジチオカルバミン酸モリブデンは、従来のジアルキルジ
チオリン酸亜鉛より銅系金属への反応性が大きいため、
耐荷重能が向上し、金属焼結体からの潤滑油の流出量が
減少した場合でも、軸受内面に十分な二硫化モリブデン
皮膜を形成し、回転軸と軸受内面間の金属接触を防止す
る。また、ジアルキルジチオリン酸亜鉛が硫黄含有率１
５〜１７ｗｔ％で、窒素雰囲気中、昇温速度１０℃／分
での熱分解温度２００〜２４０℃であるのに対し、ジア
ルキルジチオカルバミン酸モリブデンは硫黄含有率６ｗ
ｔ％程度、熱分解温度３６０℃であるため、電気接点を
腐食する硫黄含有ガスの発生量が低減する。

【０００８】さらに、ポリメタクリレートの金属表面へ
の吸着、及び摺動部の温度上昇にともなうポリメタクリ
レート分子の糸まり状から長く伸びた状態への変化によ
り、ポリメタクリレートがフリクションポリマーとして
作用するため、回転軸と軸受内面間の金属接触を低減す
る。また、ポリメタクリレート添加油が粘弾性的性質を
示すことも金属接触の低減に寄与する。

【０００９】本発明の潤滑油組成物は、その４０℃にお
ける動粘度が４０ｍｍ²／ｓ未満であると、運転中にお
ける金属粒子焼結体（有効多孔率１５〜３０％）からの
漏れの増大が顕著にみられ、また７０ｍｍ²／ｓを超え
ると摺動ロスの増大が無視できなくなる。前記ジアルキ
ルジチオカルバミン酸モリブデンの添加割合は、基油１
００重量部に対し０．１重量部未満では低温環境運転時
の金属音の抑制効果が見られず、また０．８重量部を超
えるとこの極圧添加剤の熱分解物の増加に起因する硫黄
含有腐食ガスの増大を招くためいずれも好ましくない。

【００１０】また、前記ポリメタクリレートの添加割合
は、基油１００重量部に対し４重量部未満では潤滑油組
成物の４０℃における動粘度が４０ｍｍ²／ｓに満た
ず、また１３重量部を超えると潤滑油組成物の４０℃に
おける動粘度が７０ｍｍ²／ｓを超えるため好ましくな
い。本発明の潤滑油組成物は、必要に応じて酸化防止
剤、油性向上剤、腐食防止剤、金属不活性剤、消泡剤な
どの公知の各種添加剤を加えても何等差し支えはない。
本発明によれば上記の構成により、−１０℃以下の低温
環境運転時の金属音の解消及び運転時の硫黄含有腐食ガ
スの発生量の低減を実現することができる。

【００１１】

【実施例】以下、具体的実施例を用いて本発明を説明す
る。 ［実施例１］ポリ−α−オレフィン系合成油として、α
−オレフィンを低重合し、その末端に水素を添加した化
１で示される化合物（式中ｎが１〜６の混合物）を用い
た。

【００１２】

【化１】

【００１３】この化合物１００重量部に対し、ポリメタ
クリレート（ロームアンドハース社のプレキゾール７０
２）を０〜２０重量部添加して潤滑油組成物を調合し
た。これらの潤滑油組成物の４０℃における動粘度をウ
ベローデ粘度計を用いて測定した。結果を図１に示す。
図１より、ポリ−α−オレフィン系合成油１００重量部
に対し、ポリメタクリレートを４〜１３重量部の範囲で
配合した油は、４０℃における動粘度が４０〜７０ｍｍ
²／ｓとなることがわかる。

【００１４】［実施例２］下記の潤滑油組成物を調整し
た。なお、ここに用いたポリ−α−オレフィン合成油お
よびポリメタクリレートは、実施例１で用いたものと同
じである。また、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブ
デンは、モリブデン，ビス（２ーエチルヘキシル）カー
バモジチオエート（Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ，ｂｉｓ（２
−ｅｔｙｌｈｅｘｙｌ）ｃａｒｂａｍｏｄｉｔｈｉｏａ
ｔｅ）である。 （試料油イ）： ポリ−α−オレフィン合成油１００重
量部に対し、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン
を０．１重量部添加し、適当な添加剤を添加して潤滑油
組成物に耐熱性、耐久性、耐軸受材質腐食性を付与した
後、さらにポリメタクリレートを添加して潤滑油組成物
の４０℃における動粘度を５０ｍｍ²／ｓとなるよう調
整した。

【００１５】（試料油ロ）： ポリ−α−オレフィン合
成油１００重量部に対し、ジアルキルジチオカルバミン
酸モリブデンを０．３重量部添加し、適当な添加剤を添
加して潤滑油組成物に耐熱性、耐久性、耐軸受材質腐食
性を付与した後、さらにポリメタクリレートを添加して
潤滑油組成物の４０℃における動粘度を５０ｍｍ²／ｓ
となるよう調整した。

【００１６】（試料油ハ）： ポリ−α−オレフィン合
成油１００重量部に対し、ジアルキルジチオカルバミン
酸モリブデンを０．８重量部添加し、適当な添加剤を添
加して潤滑油組成物に耐熱性、耐久性、耐軸受材質腐食
性を付与した後、さらにポリメタクリレートを添加して
潤滑油組成物の４０℃における動粘度を５０ｍｍ²／ｓ
となるよう調整した。

【００１７】（試料油ニ）： ポリ−α−オレフィン合
成油１００重量部に対し、ジアルキルジチオカルバミン
酸モリブデンを０．９重量部添加し、適当な添加剤を添
加して潤滑油組成物に耐熱性、耐久性、耐軸受材質腐食
性を付与した後、さらにポリメタクリレートを添加して
潤滑油組成物の４０℃における動粘度を５０ｍｍ²／ｓ
となるよう調整した。

【００１８】（比較油）： 小型モータ用油含浸軸受に
広く適用され、極圧添加剤としてジアルキルジチオリン
酸亜鉛を含み、４０℃における動粘度が５０ｍｍ²／ｓ
である鉱油系潤滑油組成物。

【００１９】これらの潤滑油組成物について、以下の項
目の評価試験をした。 （１）電気接点材質（Ａｇ）腐食試験 ３０ｍｌの瓶に試料油または比較油を入れ、瓶内の油の
上方に大きさ１０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのＡｇ板
を吊るして瓶を密閉し、温度１００℃、湿度フリーの環
境中に規定時間放置後、Ａｇ板表面を観察する。なお、
判定基準は以下の通りとした。 Ａ：変化無し、Ｂ：表面が曇る、Ｃ：生地が見える程度
に着色、Ｄ：完全着色（生地が見えない）。

【００２０】（２）硫黄揮発量測定 試料油または比較油約０．５ｇをトルエンに溶解して１
０ｍｌとし、その２０μｌをボードに採取して硫黄分析
装置（三菱化成製、モデルＴＳＸー１５）を用いて電量
滴定法により、加熱前と加熱処理後の油中硫黄量を測定
する。そして、その油中硫黄量の差と油重量より、単位
開口面積当たりの硫黄揮発量を算出する。 硫黄揮発量（ｇ／ｃｍ²）＝｛（加熱前の油重量（ｇ）
×加熱前の油中硫黄含有量（ｐｐｍ））−（加熱処理後
の油重量（ｇ）×加熱処理後の油中硫黄含有量（ｐｐ
ｍ））｝÷（開口面積（ｃｍ²）） なお、加熱処理として、開口面積５．５２ｃｍ²の容器
に試料油または比較油を約１ｇ投入し、６０℃、８０℃
または１００℃の湿度フリー環境中に３３０時間放置し
た。

【００２１】（３）低温環境運転時の金属音測定 試料油または比較油を回転軸径φ１．５ｍｍ、回転数５
８００±１００ｒｐｍの小型直流モータに搭載し、６０
℃、５％ＲＨ環境にて３００時間運転する（試験台数＝
２０台）。その後−１０℃及び−２０℃の環境中におい
て前記モータを運転し、金属棒などでモータボディに振
動を与えて音を共振させ、金属音の有無を判定する。さ
らに、金属音発生台数から金属音発生率を算出した。

【００２２】（４）耐久性試験 試料油または比較油を回転軸径φ１．５ｍｍ、回転数５
８００±１００ｒｐｍの小型直流モータに搭載し、市場
想定負荷条件による運転前後の駆動電流変化率及び回転
数変化率を測定した。なお、市場想定負荷条件として、
側圧荷重を１００あるいは２００ｇとし、７０℃の湿度
フリー環境中にて３００時間運転した。また、試験台数
は各水準５台とした。また、ここに用いた小型直流モー
タの軸受は、真鍮と鉄の混合物の燒結体からなり、その
成分はＣｕ約４５ｗｔ％、鉄約３５ｗｔ％、Ｚｎ約１５
ｗｔ％、その他約５ｗｔ％であり、有効多孔率は約２２
％である。

【００２３】上記の各評価結果を以下に説明する。ま
ず、電気接点材質（Ａｇ）腐食試験結果を表１に示す。
表１から明らかな通り、ポリ−α−オレフィン合成油１
００重量部に対し、ジアルキルジチオカルバミン酸モリ
ブデンを０．９重量部添加した試料油ニでは、１００
℃、９２時間経過時点においてＡｇ板表面への黒色腐食
が認められた。一方、０．８重量部以下の試料油では腐
食は認められなかった。また、比較油においてもＡｇ腐
食は認められなかった。また、試料油ニの試験後のＡｇ
板表面をＸ線光電子分光法で分析したところ、Ａｇ₂Ｓ
及びＡｇ₂ＳＯ₄が検出され、腐食ガスは硫黄を含むもの
であることが判明した。

【００２４】

【表１】

【００２５】次に、低温環境運転時の金属音測定結果を
表２に示す。測定は、前記電気接点材質（Ａｇ）腐食試
験結果で、比較油と同等水準であった試料油イ〜ハ、そ
して比較油について実施した。試験台数はそれぞれ２０
台である。表２より明らかな通り、ポリ−α−オレフィ
ン合成油１００重量部に対し、ジアルキルジチオカルバ
ミン酸モリブデンを０．１〜０．８重量部配合すること
により、従来、小型モータ用油含浸軸受に広く適用さ
れ、極圧添加剤としてジアルキルジチオリン酸亜鉛を含
む鉱油系潤滑油組成物（比較油）に比べ、−１０℃以下
の低温環境運転時の金属音の発生を著しく抑制でき、特
に、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンを０．３
〜０．８重量部配合すると、金属音の発生は解消するこ
とが確認できた。

【００２６】

【表２】

【００２７】次に、試料油ロ〜ハ及び比較油を用いて硫
黄揮発量測定を行った。結果を図２に示す。図２より明
らかな通り、試料油ロ〜ハは６０〜１００℃の環境にお
いて比較油より単位面積当たりの硫黄揮発量が小さいこ
とがわかる。特に、ジアルキルジチオカルバミン酸モリ
ブデンを０．３重量部配合した試料油ロは、比較油の約
１／２であることが確認できた。

【００２８】以上の評価結果より、本発明によれば、−
１０℃以下の低温環境運転時の金属音の解消及び運転時
の硫黄含有腐食ガスの発生量の低減を同時に実現できる
ことが確認された。硫黄含有腐食ガスによる電気接点材
質の腐食を考慮した場合、ジアルキルジチオカルバミン
酸モリブデンの配合量はより少ない方が好ましい。そこ
で、試料油ロと比較油を用いて耐久試験を行った。結果
を表３に示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】表３より明らかな通り、側圧荷重に関わら
ず、同一回転数における駆動電流上昇率が比較油より試
料油ロの方が小さいことが確認できた。駆動電流は摺動
ロスと相関がある因子で、摺動ロスの増大にともない駆
動電流が増大する。試料油ロは、この駆動電流の増加率
が比較油と比べかなり小さいことから、本発明の組成物
は、極圧添加剤としてジアルキルジチオリン酸亜鉛を含
む鉱油系潤滑油組成物（比較油）と比べ、摺動状態が経
時的に安定で、軸受としての耐久性が優れることが確認
できた。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明の油含浸軸受用潤
滑油組成物は、運転中における軸受からの漏れを著しく
低減し、かつ、本来両立の難しい、−１０℃以下の低温
環境運転時の金属音の解消及び運転時の硫黄含有腐食ガ
スの発生量の低減を同時に実現することができる。ま
た、本発明によれば、摺動状態が経時的に安定であり、
耐久性の向上した油含浸軸受が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるポリメタクリレート配
合量と潤滑油組成物の４０℃における動粘度との関係を
示す図である。

【図２】本発明の実施例及び従来の油含浸軸受用潤滑油
組成物の各種温度における硫黄揮発量を比較した図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 135:18） Ｃ１０Ｎ 10:12 20:02 30:02 30:06 40:02 (72)発明者 宇田 成徳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 黒住 誠治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 河崎 俊一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 岡村 征二 神戸市須磨区小手町１丁目１番地13号 日 本グリース株式会社技術研究所内 (72)発明者 長谷川 英行 神戸市須磨区小手町１丁目１番地13号 日 本グリース株式会社技術研究所内 (72)発明者 藤原 修一 神戸市須磨区小手町１丁目１番地13号 日 本グリース株式会社技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼結体からなる軸受に含浸する油含浸軸
   受用潤滑油組成物であって、ポリ−α−オレフィン系合
   成油を基油とし、少なくとも、粘度指数向上剤としてポ
   リメタクリレートを基油１００重量部に対し４〜１３重
   量部、極圧添加剤としてジアルキルジチオカルバミン酸
   モリブデンを基油１００重量部に対し０．１〜０．８重
   量部含み、かつ組成物の４０℃における動粘度が４０〜
   ７０ｍｍ²／ｓであることを特徴とする油含浸軸受用潤
   滑油組成物。
2. 【請求項２】 銅または銅合金と鉄を主成分として含
   み、銅または銅合金の含量が鉄のそれより大きく、かつ
   有効多孔率が１５〜３０％の燒結体からなる軸受に請求
   項１記載の潤滑油組成物を含浸した小型モータ用油含浸
   軸受。