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

焼結含油軸受油組成物

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JPH11140478A
JPH11140478A JP32949997A JP32949997A JPH11140478A JP H11140478 A JPH11140478 A JP H11140478A JP 32949997 A JP32949997 A JP 32949997A JP 32949997 A JP32949997 A JP 32949997A JP H11140478 A JPH11140478 A JP H11140478A
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克己 長野
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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。
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