JPS5896697A - 工業用ギヤ油組成物 - 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】 本発明は工業用ギヤ油組成瞼の改良に関し、更に評しく
は、ギヤの摩擦係数及び摩耗を著しく低減し得る省エネ
ルギー臘の工業用ギヤ油組成物に関する。

近年、産業界における省エネルギ一対策が多方面で要求
されるようになり、工業用機械装置、例えば製鉄工場に
おける圧延設備、建設機械としてのクレーン並びに船舶
用タービンの主機関等にみられる高負荷機械装置の省エ
ネルギーも重畳な課題となっている。すなわち、これら
の高負荷機械装置における作動部歯車の摩擦エネルギー
の低減及び歯車の損傷防止に対し有効なギヤ油の提供が
要望されてきている。

従来、上述したような機械装置のための工業用ギヤ油と
しては、基油にイオクーリン系の添加剤（Ｓ−Ｐ系と称
せられている）もしくは船方けん一イオウ系の添加剤（
Ｐｂ−１３系と称せられている）を主体としたものを添
加したものが使用されてきた。

しかしながら、上記ｓ−ｐ系もしくはＰｔ＋　−８系の
添加剤を添加したいずれのギヤ油においても長期間に亘
って使用していると、ギヤ歯面は、除々に荒れてきてピ
ッチングのような表面損傷な引き起すと同時に摩擦エネ
ルギー損失が大きくなるという欠点がみられる。因みに
、従来の工業用ギヤ油は極圧性及び焼付き防止に主眼が
向けられたものであって、耐ピツチング性や耐摩耗性に
対しては余り配慮がはられれていなかった。換言すると
、従来の工業用ギヤ油に“おける焼付は防止作用はそれ
に添加された添加剤と歯車の素地金属との間の反応によ
り生成する、いわゆる嶌圧被膜により発揮されるもので
あるが、との極圧被膜は歯車表面上に均一く形成されな
いため、歯車表面の粗れもしくはピッチング発生が避け
られず、上述したごとき摩耗や摩擦損失を起すことにな
る。

本発明者は、上述したごとき工業用ギヤ油にみられる欠
点を解消すべく検討した結果本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、歯車素地金属の損傷の抑制もしく
は損傷した癩阜表間の平滑化、高い耐荷重能及び摩擦系
数の低域をもたらす、省エネルギーに寄与し得る工業用
ギヤ油を提供することを目的とする。

以下本発明の詳細な説明する・ 本発明において基油として用いられるのは一般゛　には
鉱油又は鉱油を主成分とするものであって。

適度な粘度を有するものであればよい・このような鉱油
は％原油を通常の石油精製工業で用いられる潤滑油精製
手段である常圧蒸ｗ１減圧ｇ＊等によって処理して適度
な粘度を有する留出油を得−この留出油をフルフラール
抽出、水素イビ精＊％脱ロウ処理１さらには必要に応じ
て白土処理などによシ精製することによって調製し得る
。

上述のようにして得られる鉱油は１５０ニユートーノ ラル油、５００ニユートラル、ブライドストック油等の
称せられるが、本発明ではこれらの鉱油を適宜混合し、
更に必要に応じポリイソブチレン、ボリプデンの゛ごと
き潤滑油によく使用される増粘剤を添加、混合してその
粘度をａｌｌ釡し九ものを基油として用いる。一般に、
工業用ギヤ油では４０℃での動粘度が６０乃至ａｓｏ　
Ｏｓｔ　（センチストークス）であるので、本発明にお
いてもこの範囲の動粘度を有する鉱油な基油とする。骸
鉱油に潤滑油基油として公知の合成油、例えばポリη−
オレフィン、合成エステル勢な補助的に混合したものを
基油として用いてもよい。

本発明は上記基油にグラファイト、有機鉛化合物、硫化
オレフイ／、及び金属を含有しないアルキルリン酸系化
合一、アルキルチオリン酸系化合物及びアルキルジチオ
リン酸系化合物から成る群から選択されるものの１種も
しくは２種以上を配合したことを特徴とする。

本発明で用いるグツファイトは通常潤滑油の固体潤滑剤
とし【適用されているものであり【、平均粒径が１μ寓
以下のものである。グツファイトの基油１００重量部に
対する配合量が０．２重量部より少ないと、ギヤ油の耐
耗性の向上及び摩擦面の平滑化効果が認められなくなる
ので少くとも基油１００重量部に対し０．２重量部を配
合することが必要であり、一方５重量部以上になると性
能の向上は小さくなるので不経済である。

本発明で使用する有機鉛化合物は従来ギヤ油に用いられ
【いるものであって、ステアリン酸鉛、ナフテン酸鉛、
オレイン酸鉛のごとき船方けん及び鉛ジアルキルジチオ
カルノ（メートを例示し得る。

これらの有機鉛化合物の配合量は基油１０Ｇ重量部に対
して０．８乃至３．０重量部が適当であり【、Ｏ，Ｓ重
量部未満では極圧条件下において耐摩耗性の向上がみら
れず、また歯車表面の荒れを平滑化する効果も期待でき
ない。なお、３．０重量部を越える量を配合しても上記
効果を更に向上し得な一％ので経済上得策でない。

また、本発明で用（ごる硫化オレフイ／はインブチレン
の重合体を硫化処理して得゛られるイオウ含有量が４０
乃至８０重量うの多硫化物、硫化されたマツコラ鯨油で
あって、従来ギヤ油の極圧剤として用いられているもの
であり、平均分子量が約ＳＯＯ乃＃０００のものが基油
に対する溶解性の点で好ましい。この硫化オレフィン並
びに硫化マツプウ鯨油の配合量は基油１００重量部に対
しイオウ分として０．３乃至２．０重量部であって、こ
の範囲外では耐摩耗性の向上は期待できない。２．０重
量部以上ではもはや性能は向上しない。因−ｋＫ、イオ
ク系添加剤としてジスルフィド蓋有機イオウ化合物を用
いても硫化オレフィンのごとき耐摩耗性の向上はみられ
ない。

次に、本発明で用いられる金属を含有しないアルキルリ
ン酸系化合物、アルキルチオリン酸系化合物及びアルキ
ルジチオリン酸基化合物について説明する。

アルキルリン酸系化合物は下記式（１）、（ＩＩ）、（
１） （式（１）、（１）、（鳳）中のＲ１は０８〜０１２の
アルキル基を表す） で表わされるアルキルリン酸エステルもしく拡大（１）
、（１）で表わされる化合物のアルキルアミン塩（部分
又は完全中和塩）で６９例えば下記式（Ｎ）で表わされ
る化合物が腋幽するＯ〔（Ｒ１・Ｏ＋２　Ｆ−０）　　
（Ｒ２・ＮＴ１５’Ｊ　　　　　（ｍＶ）（式（Ｐ／）
中のＲ２は０８〜０１２　のアルキル基を表す）０ アルキルチオリン酸系化合物は下記式（Ｖ）　（■）（
■）（■）（Ｋ）で次わされるアルキルチオリン歌エス
テル、同酸性エステルのリン酸エステル化合物４しくけ
、これらのアルキルアミン塩（部分又は完全中和塩）が
皺幽する。

［（Ｒ，・ｏ＋２　ＰＯＲ５−０−）５　ｐ−ｏ　　　
　　　　　　（＠８　　　　　　　　　〇 −− 〔（Ｒ１・Ｏ−＋２Ｆ−０−Ｒ５−０−Ｐ−０）　　［
Ｒ４・１１１３　）　　ＣＫ）Ｏ・Ｈ （式（Ｖ）、（Ｍ）、（■）、（ｖｌ）中Ｒ１は０８〜
０１２のアルキル基、Ｒ３はＯｓの二価アルキル基％　
Ｒ４は０８〜０１８のアルキル基をそれぞれ表す）。

アルキルジチオリン敵糸化酋ｇＩＪはト配式（Ｘ）〜＜
ｘｙ＞で表わされるアルキルジチオリン酸エステル、同
エステルの歇性リン酸エステル化合物、もしくはこれら
のアルキルアミン塩（部分又は完全中和塩）が該当する
。

（（Ｒ１・Ｏ＋２１’−Ｂ−ＲＨ−０＋５　Ｐ＝Ｏ（ｘ
ｌ）（式（Ｘ）　〜（ＸＮ）中Ｒ１はＵｓ　〜０１２の
アルキル基、Ｒ５はＯｓの二価アルキル基、Ｒ４は０８
〜０１ｇのアルキル基をそれぞれ表す）。

上記式（１）〜０３／）で表わされる化合物ｑ１種もし
くは２種以上組合せて用いられその配合量は基油１００
重量部に対して、リン分として０．０２乃至０．１０重
量部が適当である。リン分の添加量の上限は共存する硫
黄分との関係で定まり硫黄分のほぼ十分の一当量とする
のが耐荷重４１１１を最大に発揮する。多量に添加しす
ぎると、むしろ焼きつきが起りやすくなる。また、リン
分の下限量は耐摩耗性の面で定まり、０．０２重量部未
満では、十分な耐摩耗性が維持できない。したがって、
リン分の添加ｊＩｋを０．０２乃至０．１０重量部とし
た根拠は硫黄分が０：３〜２．０重量部とする点に関係
している。これは硫黄化合物とリン化合物との潤滑金属
表面への競争的吸着及び極部的な高温下での化学反応に
関係していると考えられる。なお、これらのリン含有化
合物は従来ギヤ油の極圧剤として公用のものであり、例
えばＡｎｇｌａｍｏ１９９、ムｎｇｌａｍｏ１９９ＩＢ
、ムｎｇｌａｍｏ１６００４（いずれもループリシール
社の商品）、Ｏｒｔｈｏｌｓｕｍ　５３５（デュポン社
の商品）として市販されている。これらの中には硫化オ
レフイ゛ンも含有しているものがある。

上述したごとく、本発明におい−て基油に対して配合さ
ｈる各物質のうちグラファイトを除いてはギヤ油の添加
剤として知られたものではあるが、本発明ではこれら公
知の３ｍの添加剤とグラファイトを組合わせて基油に配
合することにより、さきに言及したごと〈従来の８−Ｐ
系並びにＰＩ）　−８系のギヤ油にみられる欠点が排除
され、ギヤの摩擦係数及び摩耗を著しく低減し、かつ摩
擦面を平滑し得る省エネルギー型の工業用ギヤ油組成物
を提供し得るようになる。

因みに、グラファイトな二硫化モリブデンに置換したり
、あるいは、本発明の組成−から、有機鉛化合物を取り
除いたりすると、上記の目的を達成できない。

以下に実施例を例示して本発明の組成及びその効果を具
体的に説明する。

実施例１ 基油の調製： 下記表１に示す性状のＷｏｏニュートラル油とブライト
ストック油を６＝９４の重量比に混合したものを基油と
し【用いた。

表１ 上記基油１００ｆｉｉｉ部に対しグラファイト０．５重
量部、ナフテン敵船１．５重量部、硫化オレフィンをイ
オウ量として０．８重量部、ジヘキシルチオリン酸基の
、１〜２個で置換したリン酸エステルの炭素数１８のア
ルキルアミン塩およびジヘキシルグロビルジチオリン駿
基の１〜２個で置換したりン酸エステルの上記アルキル
アミン塩の混合物をシん量として０．０５重量部を添加
、混合してギヤ油ｌを得た。

なおｌグラファイトはその９８％が粒径０，３μｍ以下
であって、下記形態の市販添加剤（日本アチソンに、に
、商品名５ＬＡ１２５５）を用いた◎該添加剤はキャリ
ヤー油としての１５０ニユートラル油にグラフアイを１
０重量％を分散含有させたものであって１ 比重　　０．９３ 粘度　　２７　ｃａｔ／９８．９℃ 色　調　　　　　黒色 引火点　　　　　２２０℃ の性質を有する◎基油１００重１１部に対しグラファイ
トを含有する該添加剤を１／２０重量部添加した。

因みに、クラファイトの粒径が１μｍ以上にな石と保存
中に沈降するので実用上好ましくない・得ら些たギヤ油
１の性状は表２のとおシである。

実施例２ 実施例１においてナフテン酸鉛に代えて鉛シアミルジチ
オカルバメートを１．０重量部、硫化オレフィンをイオ
ウ駿として０．６重ｉｔｓ、実施例１で用いたリン化合
物をシん童として０．０５重量部およびリン酸のジ及び
モノアルキルエステル（アルキル基は炭素数８〜１２の
混合物）の長鎖（炭素数８〜１２）アルキルアミン塩を
リン量として０、Ｏ１重ｔｔＨを基油に添加、混合する
以外は実施例１と同様にしてギヤ油２を得九〇 得られたギヤ油２の性状は表２のとおりである。

実施例３ 実施例１で用い九基油１００重量部に対してグラファイ
ト０．４重置部（５ＬＡ１２５５を１／２５重量部）、
ナフテン酸鉛１．０重量部、硫化オレフィン０．８３ｉ
ｔＳおよびリン酸のジ及びモノアルキルエステル（アル
キル基は炭素数８〜１２の混合物）の長鎖（炭素数８〜
１２）アルキルアミン塩をリン蓋として０．０１１１部
、前記一般式（Ｎ）で表わされる゛リン酸エステルのア
ルキルアミン塩（Ｒｒ−Ｏｓ−０１ｍのアルキルの混合
物、Ｒｓ−イノプロピル基、Ｒａｓ＋＋Ｃ１−のアルキ
ル基）を主成分とするリン化合物をリン量として０．０
５重量部添加、混合してギヤ油３を得九〇 得られたギヤ油３の性状は表２のとおりでろる。

比較例１ 実施例１で用いた基油１００］１１１ｆｉに対してナフ
テン酸鉛１．５］［置部％硫化オレフイ／をイオウ童と
して１．０重量部及び実施例１で用いたりん化合物をシ
ん量として０．０５重量部を添加、混合してギヤ油４を
得九〇 比較例２ 実施例１°で用いた基油１００重量部に対して鉛シアミ
ルジチオカルバメートｘ−ｓｉｔｓ１ｍ化オレフィンを
イオウ普として０．８重量部、実施例１で用い九りん化
合物をりん電として０．０５重量部１及び二硫化モリブ
デン０．５重量部を添加１混合してギヤ油５を得九〇 なお、ここで用い九二硫化モリブデンは日本アチソンに
、ＫによりＥＩＬＡ１２４６の商品名で市販されている
ものであって、キャリヤー油としての１５０ニユートラ
ル油に二硫化モリブデン（その粒径の９８％が０．３μ
ｍ以下のもの）を１５１蓋Ｘ含有させ九もので下記性状
を示す。

比重　　１．００ 粘度　　２３　ｃａｔ／９８．９℃ 色　調　　　　　練灰色 引火点　　　　　２２０℃ 比較例３ 実施例１で用い九基油１００重量部に対し、グラファイ
ト０．５重量部（ＳＬＡ１２５５を１／２０重量部）、
値化オレフィンをイオウ量として０．８３１［３１１部
及び実施例３で用いたリン化合物のアミン塩をりん量と
して０．０５重量部を添加、混合してギヤ油６を比較例
４ 実施例１で用い九基油１００重量部に対し１硫化オレフ
インをイオウ量として０．８重量部、実施例１で用いた
）ん化合物を９ん蓋として０．０５電量部を亜鉛−ジア
ルキル、ジテオ７オスフエート１．５重量部を添加、混
合してギヤ油７を得た。

次に上記各実施例１〜３並びに比較例１〜４の各ギヤ油
及び表２に示す市販のｓ−ｐ系ギヤ油（リン含有ｉ１０
．０３ｗｔ％、イオウ含有ｉｔ　ｔ、ｓ＋ｗｔＸ　）に
ついてチムケン型摩擦試験機を用いて下記条件下で摩耗
試験を行い％摩耗痕巾亀摩憚係数及びテストブロックの
摩擦面の表面粗さを測定した・なお表面粗さの測定には
、小坂研究所製Ｅ１ｍ−３型表面粗さ針を用い、粗さ針
の検出端子（触針）をテストブロック上の摩耗痕上を、
テストリングすべり方向に対し直角方向に走査させて粗
さを電気出力に変換し一記録紙上に拡大表示した。

試験条件： テストリング　　ｓｔｒ、ｙｚ［Ｈｖ（１ｏＫｆ）＝ｓ
ｏｏ）（米国チムケン社製） テストブロック　　ｓｅＭｉ（ａｖ（ｔｏｉ５）−ｓ５
５〕（日本テストパネル■製） 回転速ｇ　　　　　５２０　ｒｐｍ 運転時間　　　　１０分 給油温度　　　　４０℃ （注）　Ｈｖ　ｔビッカース硬度を示す０試験による測
定結果は下記表３並びに第１図に示すとおりである０ 因みに本試験に用いたチムクン型単擦試験機は神鋼造徐
に、に、　１ｉ１１！であってＡＳＴＭＤ２７８２又は
Ｊ工８に２５１９−８０に規定されているチムケン極圧
賦験機と機構上全く同じものでるるか、テムケン極圧試
験機が回転速［８００ｒｐｍでのみしか運転できないの
に対して本試験機は５００乃至４５００　ｒｐｍの無段
変速が可能である点が特長であるＯ上記表３にみれるご
とく１本発明によるギヤ油は比較例及び市販のギヤ油に
比し耐焼付き性と耐摩耗性に優れ、摩擦力も小さい０ 本発明におけるグラファイトの配合効果は実施例１〜３
と比較例１の比較で明らかであり、摩耗痕中、摩擦係数
のいずれにおいても本発明によるギヤ油はｗ４１１な作
用効果を示しており、一方固体潤滑剤として公知の二硫
化モリブデンをグラファイトに置換した場合（比較例２
）には、むしろ悪い作用を示しているｏｌた、本発明に
おける有機鉛化合物の配合の必要性も実施例１〜３と比
較例３．４の対比から明らかでおる０ 添付図面の第１図（ａ）乃至（ｈ）は各種ギヤ油につい
て上記試験後のテストピース（ブロック）の券面をレバ
ー荷重３０ポンドにおいて測定した結果を示したもので
ろって電図中（ａ）乃至（０）は実施例１〜３のギヤ油
について、（ｄ）〜＠は比較例１〜４のギヤ油について
、（ｈ）は市販８−Ｐ系ギヤ油についてそれぞれ示した
ものである◎ 同図にみられるように、本発明によるギヤ油を用いた場
合、比較例並びに市販のギヤ油に比しテストピースの表
面が平滑であることが理解し得る０次に、本発明による
ギヤ油の省エネルギ効果を確認するために、実施例１並
びに比較例３及び市販の８−Ｐ系の各ギヤ油を用いてウ
オームギヤの出力効率を調べ九〇使用したウオームギヤ
装置の一元は下記のとおりである。

ウオームギヤの効率は下記式によシ算出した。

上記試験の結果は第２図に示すとおシである・なお１第
２図は入力トルク１．００Ｋｆ−ｍ、回転速度１．８０
０ｒｐｍ及びギヤ比ｌ／３０で試験した結果を一示した
ものである・ 第２図にみられるごとく、本発明によるギヤ油は比較例
３及び市販品に比し高い効率を発揮する１１Ｍ１滑油で
あることが理解し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるギヤ油を用いてチムケン型摩擦試
験砿による摩擦試験を行ったぁとのテストブロック摩耗
痕表面の粗さの測定結果を比較例による場合と共に示し
たものでＩＤ９１図中ａ乃至０はそれぞれ実施例１乃至
３のギヤ油、ｄ乃至ｇは比較例１〜４のギヤ油、及びｈ
は市販ｓ−ｐ系ギヤ油についてそれぞれ示している＠ ＠２図は本発明によるギヤ油のウオームギヤにおける効
率な油温との関係で示したものであり一同時に比較例及
び市販品についての効率も示している。 ｂ ｃ　　　　　　　　　　ｄ ｅ　　　　　　　　　　ｆ ９ｈ 油　　温　　℃ 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示　昭和５６年　特　願第１７４２９１号
２、発明の名称　工業用ギヤ油組成物 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （ほか１名） ６、補正により増加する発明の数 ｅ　　　　　　　　　　ｆ ｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基油１００重量部に対し、グラファイト０．２重量部以
   上、有機鉛化合物０．５乃至３．０重量部、硫化オレフ
   ィンを硫黄分として０．３乃至２．０重量部、及びアル
   キルリン酸系化合物、アルキルチオリン酸系化合物及び
   アルキルジチオリン酸系化合物から成る群から選択され
   るものの１種又は２１１［以上をりん分として０．０２
   乃至０．１重量部を配合したことｔ−特徴とする工業用
   ギヤ油組成物０