JPH11140478A - 焼結含油軸受油組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 防錆能力・油膜形成能力が高く、使用温度範
囲が広く、潤滑性が優れ、長寿命の焼結含油軸受油組成
物を提供する。 【解決手段】 基油に防錆剤としてカルボン酸エステル
及び／又は有機スルフォン酸亜鉛塩を０．０１〜３．０
重量％配合してなる焼結含油軸受油組成物。基油として
は、例えばエチレンと１−デセン、イソブテン等をルイ
ス酸等の触媒で重合させて得られた重合物を水素化して
得られるエチレン−α−オレフィン共重合体水素化物が
挙げられる。これらは、数平均分子量が２００〜４，０
００程度のものがあり、数平均分子量１，４５０のもの
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

【０００１】本発明は、工業的に使用される含油軸受の
潤滑性、熱安定性および防錆性を高め、軸受寿命の延長
を図るための焼結含油軸受油組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速、軽荷重用として含油軸受は、給油
を必要としない特長から小型モータの普及とともに自動
車、音響機器、事務機器、家電製品、農業機械などあら
ゆる分野に広く使われている。各種機器の高性能化に伴
い、含油軸受に求められる性能も高度化、多様化され、
その解決には高度な潤滑技術が要求されるようになって
きた。各種軸受メーカーはこれまで材質面で種々改善に
努めてきたが、最近は軸受の金属組成よりも潤滑油の特
性を重視している。その背景は、油潤滑とはいえ含油軸
受が流体潤滑よりも境界潤滑に近い状態で使用されるこ
とにある。そのため、軸受性能は含油される潤滑油の特
性に大きく依存し、油膜形成能力の高い潤滑油が要望さ
れている。例えば特開平９−４８９８９号公報には、基
油に特定の有機リン化合物を添加してなるものが、特開
平９−１２５０８６号公報には、ポリオレフィンとポリ
オールエステルを配合してなるものが記載されている
が、該軸受油によっても焼結含油軸受油の要求特性であ
る防錆性、耐摩耗性、酸化安定性、低摩擦係数のすべて
の特性を満足することは出来なかった。

【０００３】また、含油軸受の製造場所が高温多湿な海
外で実施される背景から、使用する潤滑油にはより優れ
た防錆性が要望されている。しかし、従来の組み合わせ
では耐摩耗性を阻害する問題が発生し、両性能を同時に
満足させる潤滑油は存在しないのが現状である。

【０００４】従来の含油軸受用潤滑油としては、パラフ
ィン系、ナフテン系の各種鉱油や、ジエステル、ポリオ
ールエステル、ポリ−α−オレフィン水素化物などの合
成油が特性に応じて使用されているが、含油軸受用の専
用潤滑油はなく、市販の油圧作動油やエンジン油などを
転用しているのが現状である。

【０００５】一般に、鉱油系潤滑油には、鉱油系基油に
酸化防止剤、防錆剤、耐摩耗剤、消泡剤、金属不活性剤
などが配合され、必要に応じて清浄分散剤、粘度指数向
上剤、流動点降下剤などの添加剤が配合されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、防錆
能力・油膜形成能力が高く、使用温度範囲が広く、潤滑
性が優れ、長寿命の焼結含油軸受油組成物を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、基
油に防錆剤としてカルボン酸エステルおよび／または有
機スルフォン酸亜鉛塩を０．０１〜３．０重量％配合し
てなる焼結含油軸受油組成物である。

【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の焼結含油軸受油組成物には、防錆剤としてカルボ
ン酸エステル、有機スルフォン酸亜鉛塩又は両者の混合
物を用いる。

【０００９】まず、本発明において防錆剤として用いる
カルボン酸エステルは防錆剤として知られているカルボ
ン酸エステルであれば制限はないが、アミノ基のついた
脂肪族カルボン酸のエステルが好ましい。このカルボン
酸エステルは、潤滑油の耐摩耗性を阻害することなく十
分な防錆性を発揮する。使用するカルボン酸エステルと
して例えばアミノこはく酸エステルやその誘導体などが
好適である。

【００１０】もう一つの防錆剤としての有機スルフォン
酸亜鉛塩はジノニルナフタレンスルフォン酸亜鉛塩が好
適であり、下記一般式（１）で表されるものである。通
常、キャリアとして鉱油を用いるがスラッジが多く発生
したり、潤滑性能が低下するため、本発明においてはポ
リ−α−オレフィンをキャリアとして用いた。使用する
有機スルフォン酸亜鉛塩として例えばキングインダスト
リーズ社製ＮＡ−ＳＵＬ ＺＳ／ＰＡＯなどが好適であ
る。

【００１１】

【化１】

【００１２】これら防錆剤の基油に対する添加量は、
０．０１〜３．０重量％、好ましくは０．０１〜０．１
重量％である。防錆剤の添加量が０．０１重量％より少
ないと防錆効果が無く、３．０重量％を越えると濁りが
発生し、品質不良が発生するため好ましくない。

【００１３】本発明の焼結含油軸受油組成物は、上記の
とおり、基油にカルボン酸エステル、有機スルフォン酸
亜鉛塩を単独もしくは混合して配合してなるものである
が、必要に応じて、この組成物に各種の添加剤を配合す
ることができる。これらの添加剤は１種のみを配合して
もよいが、２種以上を配合してもよい。

【００１４】本発明の焼結含油軸受油組成物において
は、耐摩耗剤として耐摩耗性、熱安定性に優れるものを
使用できるが、上記の基油に下記一般式（２）で表され
るリン酸エステルを配合することが好適である。このリ
ン酸エステルとしては、たとえばリン酸トリオクチルや
リン酸トリクレジル等のリン酸トリエステルやリン酸モ
ノオクチルエステル、リン酸ジオクチルエステル等の酸
性リン酸エステルやアルキルリン酸エステルアミン塩
（一部アミン塩）などが挙げることができるが、好まし
くはリン酸トリエステルである。リン酸エステルを使用
することで油膜形成能力を増大させることができる。
（Ｒ₁ 〜Ｒ₃ は、同一又は異なってもよく水素原子、炭
素数１〜１２のアルキル基、アルキレン基若しくはアル
コキシ置換アルキル基、または炭素数６〜１２を有する
アリール基若しくはアルキル置換アリール基を示す）

【００１５】

【化２】

【００１６】このリン酸エステルの基油に対する配合割
合は、０．１〜５重量％好ましくは０．５〜３重量％で
ある。リン酸エステルの配合割合が０．１重量％より少
ないと耐摩耗性を改善することができず、５重量％を越
えて添加しても大幅な耐摩耗性能力の向上は認められな
い。

【００１７】本発明で基油の粘度指数は粘度指数向上剤
を添加することで改善できる。粘度指数向上剤として
は、たとえばポリメタクリレート系のものや、ポリブテ
ン（ポリイソブチレン）系のものなどが挙げられる。ポ
リメタクリレート系の平均分子量は２０，０００〜１，
５００，０００程度である。粘度指数向上効果とせん断
安定性との関係から平均分子量は２０，０００〜５０，
０００が好ましい。またポリブテン系の平均分子量は
５，０００〜３００，０００程度がよい。粘度指数向上
剤の配合割合は、基油に対して１〜３０重量％、好まし
くは１〜５重量％の範囲がよい。

【００１８】また、本発明の組成物には、金属不活性剤
を配合することができる。金属不活性剤としては、ベン
ゾトリアゾールおよびその誘導体が代表的なものである
が、その他にイミダゾリン、ピリジン誘導体がある。こ
れらは、少なくともＮ−Ｃ−Ｎ結合を有する化合物中に
効果のあるものが多く、金属表面に不活性皮膜を作る作
用と酸化防止作用を有する。これ以外では、Ｎ−Ｃ−Ｓ
結合を有する化合物もあるが、基油への溶解性および揮
発性などから、ベンゾトリアゾール誘導体などが有効で
ある。金属不活性剤の配合割合は、基油に対して０．０
５〜５重量％の範囲がよい。

【００１９】さらに、本発明の組成物には、酸化防止剤
を配合することができる。酸化防止剤としては、遊離基
連鎖反応停止剤として働くフェノール系、アミン系ある
いは過酸化物分解剤として働く硫黄系酸化防止剤からな
る群から選ばれる１種または２種以上の酸化防止剤を単
独又は混合して用いることができるが、好適な酸化防止
剤としてはアミン系とフェノール系を併用することが好
ましい。フェノール系酸化防止剤としては、例えば２，
６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、４，４’−メチレンビ
ス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、２，６，−
ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、２，６−ジ−
ｔ−４−ｎ−ブチルフェノールが挙げられる。蒸発特性
および基油との相溶性の点からは、４，４’−メチレン
ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）が好適であ
る。また、アミン系酸化防止剤としては、ジオクチルジ
フェニールアミンやフェニル−α−ナフチルアミンが挙
げられる。なお、蒸発特性および基油との相溶性の点か
らは、ジオクチルジフェニールアミンが好適である。そ
の配合量は、基油に対しての溶解性を考慮して、基油に
対して、アミン系酸化防止剤０．１〜１０重量％、フェ
ノール系酸化防止剤０．１〜１０重量％が好ましい。単
独使用の場合は、アミン系酸化防止剤０．１〜１０重量
％が好適である。フェノール系酸化防止剤は併用のみに
効果がある。

【００２０】本発明における基油は、（ａ）ポリ−α−
オレフィンまたはその水素化物、（ｂ）エチレン−α−
オレフィン共重合体またはその水素化物、（ｃ）ポリ−
α−オレフィンまたはその水素化物とエステルとの混合
物、（ｄ）エチレン−α−オレフィン共重合体またはそ
の水素化物とエステルとの混合物からなる群から選ばれ
る少なくとも１種からなるものである。本発明において
基油の一成分として用いるポリ−α−オレフィン水素化
物（以下ＰＡＯと略称する）は平均分子量２００〜１６
００、好ましくは４００〜８００のものであり、１−デ
セン、イソブテン等をルイス酸コンプレックスあるいは
酸化アルミニウム触媒等で重合させて得られた重合物を
水素化することにより得られる。ＰＡＯを基油に用いる
ことで、耐熱性の向上が図れ、なおかつ、油から生じる
スラッジの量を極端に抑えることができる。

【００２１】本発明において基油として使用するエチレ
ン−α−オレフィン共重合体水素化物は、例えばエチレ
ンと１−デセン、イソブテン等をルイス酸等の触媒で重
合させて得られた重合物を水素化することにより得られ
る。これらは、数平均分子量が２００〜４，０００程度
のものがあり、数平均分子量１，４５０のものが好まし
い。

【００２２】本発明において基油として用いるエステル
は、モノエステル（１価アルコールと１価脂肪酸のエス
テル）、ジエステル（１価アルコールと２価脂肪酸のエ
ステル）、ポリオールエステル（ネオペンチル骨格を有
するアルコールと１価脂肪酸のエステル）、コンプレッ
クスエステル（ポリオールエステルを原料に多価脂肪酸
を加え、ポリオールを架橋したオリゴマーエステル）な
どのいずれを使用してもかまわないが、相溶性と低粘度
でかつ蒸発特性に優れるポリオールエステルが好まし
い。エステルを用いることでポリオレフィン類の欠点で
ある溶解性を克服でき、さらに蒸発特性・潤滑性を改善
することができる。

【００２３】上記の添加剤を配合する場合、本発明の組
成物における各成分の配合割合は、基油１００重量部に
対し、防錆剤０．０１〜３重量部、耐摩耗剤としてリン
酸エステル０．５〜３重量部とすることがよい。そし
て、組成物の動粘度を１００ｃＳｔ以下とすることが好
ましい。動粘度が１００ｃＳｔを越えるとモータのトル
クに悪影響を与える。

【００２４】本発明の焼結含油軸受潤滑油組成物には、
本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて、粘
度指数向上剤、流動点降下剤、無灰系分散剤、酸化防止
剤、金属不活性剤、金属系清浄剤、油性剤、界面活性
剤、消泡剤、摩擦調整剤などを用途に応じて配合するこ
とができる。本発明の焼結含油軸受油組成物は各種焼結
金属材に含浸して焼結合金軸受として使用する。このよ
うな焼結合金軸受は各種の軸受に使用することができる
が、例えばポータブルラジカセ、軸流ファンモーター、
ステッピングモーター、ポータブルＣＤプレーヤー、ポ
ータブルＭＤプレーヤー等のキャプスタン軸受やモータ
ー軸受に適用することができる。また、焼結合金軸受に
動圧機構があっても同様に適用することができる。

【００２５】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。実施例及び比較例で用いた各成分
の略号は次のとおりである。また、配合割合は重量％で
示されている。 ＰＡＯ：ポリ−α−オレフィン水素化物（新日鐵化学
製：シンフルード ８０１炭素数３０＋：２〜４重量
％、炭素数４０＋：５２〜５４重量％、炭素数５０＋：
４５〜４７重量％） ＴＰ：リン酸トリオクチル ＴＡ：アルキルリン酸エステルアミン塩 Ｌ５７：ジオクチルジフェニールアミン ＰＯＥ：ポリオールエステル（ＨＡＴＣＯ社製：Ｈ２９
３７） Ｚｎ：ジノニルナフタレンスルフォン酸亜鉛塩 Ｂａ：ジノニルナフタレンスルフォン酸バリウム中性塩 ＢＴＡ：金属不活性剤（ベンゾトリアゾール誘導体） Ｋ２：１００％Ａｃｔｉｖｅ Ｔｅｒｔｉａｒｙ Ａｍ
ｉｎｅ Ｂｌｅｎｄ（キングインダストリーズ社製：Ｋ
−ＣＯＲＲ１００Ａ２） ＤＴＡ：Ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅｔｒｉａｍｉｎｅ ｄｉ
ｎｏｎｙｌｎａｐｈｔ−ｈａｌｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａ
ｔｅ ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃ ｂｌ−ｅｎｄ ７２９：Ｃａｌｃｉｕｍ ｄｉｎｏｎｙｌｎａｐｈｔｈ
ａｌｅｎｅ ｓｕｌｆ−ｏｎａｔｅ Ｍ３９：アミノこはく酸エステル

【００２６】実施例１〜５、比較例１〜７ 表１に示す各成分を配合して実施例１〜５および比較例
１〜７の焼結含油軸受油組成物（以下、潤滑油という）
を調整した。これら潤滑油について、旧ＡＳＴＭ Ｄ２
７８３−８８に記載されている試験機を用いて評価を行
った。試験条件は、回転数９，０００ｒｐｍ、負荷荷重
１０ｋｇ（平均圧力；１４，６５０ｋｇ／ｃｍ² 、すべ
り速度；３．４６ｍ／ｓｅｃ）で、測定項目として、摩
耗痕径（ｍｍ）と電気抵抗法による油膜形成率の測定を
実施した。試験球の材質は上部球にＳＵＪ２を使用し、
下部球の３つは黄銅のものを使用した（評価時間は３０
分）。熱安定性は１７５℃×２４時間の環境下に供試油
を置き、粘度変化（ＪＩＳＫ２２８３）、全酸価変化
（ＪＩＳ Ｋ２５０１）、スラッジ発生量（ＪＩＳＢ９
９３１準拠）を測定した。防錆試験は、ＪＩＳ Ｋ２２
４６湿潤試験方法に準拠して実施し、焼結含油軸受に試
料を含油させて３００時間後の錆の発生有無を確認し
た。試験結果を表２に示す。なお、表１の「Ｂａｌ」
は、全体を１００として、数値表示したもの以外の残り
がそのものであることを表している。また、表２中の発
錆状況とは、湿潤試験における軸受外観の状態であり、
少しでも発錆が認められた場合は「あり」とした。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】表２から明らかなように、大半の防錆剤は
添加することで、油膜形成率、潤滑性能、熱安定性能の
すべて又はいずれかが低下するが、実施例１〜３に示す
ように、カルボン酸エステル又は有機スルフォン酸亜鉛
塩を使用することによって、防錆性、耐摩耗性、熱安定
性のすべてを満足した潤滑油が得られた。また、実施例
４〜５に示すようにエステルを混合してもその性能は変
わらないことが確認された。油膜形成率については、防
錆剤を添加することで低下することは避けられないが、
カルボン酸エステル、有機スルフォン酸亜鉛塩を使用す
ることで必要最低油膜形成率である１５％以上は確保で
きることが確認された。実施例と比較例からもわかるよ
うに油膜形成率が１５％以下では摩耗痕径が大きくな
る。また、耐摩耗性に優れ、油膜形成率が高くても、防
錆性や熱安定性に悪影響を及ぼす防錆剤があり、使用に
際しては十分な評価が必要であることが確認される。従
来、焼結含油軸受油が防錆剤によって性能が大きく変化
することは知られていなかったが、実用性能を含めて考
えると防錆剤などの補助的役割を果たす添加剤の影響は
大きく、使用する耐摩耗剤および基油の性能を著しく低
下させるのが現状であり、本発明の意義は大きい。

【００３０】

【発明の効果】本発明の焼結含油軸受油組成物は、耐摩
耗剤の性能低下を抑制し、熱安定性及び防錆性能等の諸
特性を向上させることができる。従って、焼結含油軸受
等の非常に簡易な構造であっても良好な特性を得ること
ができ、焼結含油軸受およびその装着装置の実現性及び
信頼性を向上させることができる。さらに、本発明の焼
結含油軸受油組成物に、粘度指数向上剤、金属不活性
剤、酸化防止剤等を配合することによって、特に蒸発量
などを一層向上させることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｍ 141/08 Ｃ１０Ｍ 141/08 169/04 169/04 // Ｃ１０Ｎ 10:04 30:06 30:12 40:02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基油に防錆剤としてカルボン酸エステル
   および／または有機スルフォン酸亜鉛塩を０．０１〜
   ３．０重量％配合してなる焼結含油軸受油組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の焼結含油軸受油組成物
   に、耐摩耗剤としてリン酸エステルを０．１〜５．０重
   量％配合してなる焼結含油軸受油組成物。
3. 【請求項３】 基油が（ａ）ポリ−α−オレフィンまた
   はその水素化物、（ｂ）エチレン−α−オレフィン共重
   合体またはその水素化物、（ｃ）ポリ−α−オレフィン
   またはその水素化物とエステルとの混合物、（ｄ）エチ
   レン−α−オレフィン共重合体またはその水素化物とエ
   ステルとの混合物からなる群から選ばれる少なくとも１
   種からなるものである請求項１〜２のいずれかに記載の
   焼結含油軸受油組成物。
4. 【請求項４】 含油軸受が焼結合金軸受である請求項１
   〜３のいずれかに記載の焼結含油軸受油組成物。