(57)【要約】【課題】車輪の摩耗を防止できる上に、軌道への付着および堆積を防止でき、加速性能およびブレーキ性能への影響を小さくできる潤滑油組成物を提供する。【解決手段】本発明の潤滑油組成物は、鉄道車両の車輪とレールとの間に介在させる潤滑油組成物であって、（Ａ）ビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体、（Ｂ）分子内に脂環構造を有するエステル化合物及び／又は分子内にｇｅｍ構造を有する脂肪酸エステル化合物、（Ｃ）数平均分子量が２００〜３０００のポリブテンからなる群から選ばれる１種以上の成分を含有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の車輪とレールとの間に介在させる潤滑油組成物であって、
下記（Ａ）〜（Ｃ）成分からなる群から選ばれる１種以上の成分を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
（Ａ）ビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体
（Ｂ）分子内に脂環構造を有するエステル化合物及び／又は分子内にｇｅｍ構造を有する脂肪酸エステル化合物
（Ｃ）数平均分子量が２００〜３０００のポリブテン
【請求項２】
４０℃における動粘度が１０〜６００ｍｍ２／秒である請求項１に記載の潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の車輪とレールとの間に介在させる潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の車輪のフランジ部またはレールに、摩耗を防止するための潤滑油を塗布することがある。ところが、車輪のフランジまたはレールに潤滑油を塗布すると、鉄道車両の加速性能およびブレーキ性能が低下するという問題が生じた。
その問題に対し、特許文献１には、潤滑油を用いた場合の加速性能やブレーキ性能の低下を防止する方法として、加速時または減速時に車輪とレールとの間に砂等の粒子を、車両に取り付けた噴射装置から噴射する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平４−３１０４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、鉄道車両から砂等の粒子を噴射すると、軌道内に粒子が堆積してしまうという新たな問題が生じた。そのため、潤滑油として、摩耗防止と、加速性能およびブレーキ性能の低下防止という相反する機能を有するものが求められていた。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、車輪とレールとの間に介在させることにより車輪の摩耗を防止できる上に、加速性能およびブレーキ性能の低下を防止できる潤滑油組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、以下の態様を包含する。
［１］  鉄道車両の車輪とレールとの間に介在させる潤滑油組成物であって、
下記（Ａ）〜（Ｃ）成分からなる群から選ばれる１種以上の成分を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
（Ａ）ビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体
（Ｂ）分子内に脂環構造を有するエステル化合物及び／又は分子内にｇｅｍ構造を有する脂肪酸エステル化合物
（Ｃ）数平均分子量が２００〜３０００のポリブテン
［２］  ４０℃における動粘度が１０〜６００ｍｍ２／秒である［１］に記載の潤滑油組成物。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の潤滑油組成物は、車輪とレールとの間に介在させることにより車輪の摩耗を防止できる上に、加速性能およびブレーキ性能の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の潤滑油組成物は、鉄道車両の車輪とレールとの間に介在させるものであって、下記（Ａ）〜（Ｃ）成分からなる群から選ばれる１種以上の成分を含有する。
（Ａ）ビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体
（Ｂ）分子内に脂環構造を有するエステル化合物及び／又は分子内にｇｅｍ構造を有する脂肪酸エステル化合物
（Ｃ）質量平均分子量が２００〜３０００のポリブテン
以下、各成分について説明する。
【０００７】
［（Ａ）ビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体］
ビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体は、少なくともビシクロ［２．２．１］ヘプタンの骨格を有する化合物である。
ビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体としては、加速性能およびブレーキ性能がより向上することから、下記式（１）で表される化合物が好ましい。
【０００８】
【化１】
2010059274.tif 000002
【０００９】
式（１）において、Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ独立して、炭素数１〜６のいずれかのアルキレン基（例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等）である。このアルキレン基の水素原子の一部はメチル基またはエチル基に置換されていてもよい。
式（１）におけるＲ３，Ｒ４は、それぞれ独立して、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基等）である。
式（１）におけるｎ１，ｎ２，ｎ３は、それぞれ独立して、０〜３のいずれかの整数である。
【００１０】
式（１）で表される化合物の具体例としては、３−メチル−２−〔（３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕−２−〔（２，３−ジメチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２−〔（ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕−２−〔（２−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２−〔（ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）エチル〕−２−〔（２−エチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）エチル〕ビシクロ［２．２．１］ヘプタンなどが挙げられる。
なかでも、本発明の効果がより発揮されることから、３−メチル−２−〔（３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕−２−〔（２，３−ジメチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕ビシクロ［２．２．１］ヘプタンが好ましい。
【００１１】
また、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン誘導体としては、例えば、２−メチル−３−メチル−２−［（３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル］ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２−メチル−３−メチル−２−［（２−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−３−イル）メチル］ビシクロ［２．２．１］ヘプタンなどを使用することもできる。
【００１２】
［（Ｂ）分子内に脂環構造を有するエステル化合物及び／又は分子内にｇｅｍ構造を有する脂肪酸エステル化合物］
分子内に脂環構造を有するエステル化合物及び／又は分子内にｇｅｍ構造を有する脂肪酸エステル化合物は、具体的には、下記式（２）で表される化合物である。
Ｒ５-ＣＯ-Ｏ［-（Ｘ１）ｐ-Ｚ-（Ｘ２）ｑ-Ｏ-ＣＯ］ｒ-Ｒ６      （２）
ここで、式（２）中、Ｚは、炭素数３〜１２のいずれかのシクロアルキレン基、Ｒ５，Ｒ６は、それぞれ独立に炭素数３〜２０のいずれかの鎖状炭化水素基、Ｘ1，Ｘ2は、それぞれ独立に炭素数１〜５のいずれかの直鎖又は分岐を有するアルキレン基を示し、ｐ，ｑ，ｒは０又は１である。ｒが０のとき、Ｒ５はｇｅｍ構造（ジェミナル構造）を有する。
【００１３】
式（２）におけるＺは、炭素数３〜１２のいずれかのシクロアルキレン基である。Ｚが炭素数３〜１２のいずれかのシクロアルキレン基であることにより、式（２）のジエステル化合物の引火点が高くかつブレーキ性能が高くなる。
炭素数３〜１２のいずれかのシクロアルキレン基の具体例としては、シクロヘキサンジオールなどシクロアルカンジオールやビシクロ［２．２．１］ヘプタンジオールなどのビシクロアルカンジオール、さらには、シクロヘキサンジメタノールなどのシクロアルカンジアルコールの２個の水酸基を除いた残基に当たるものであり、例えば、シクロプロピレン基、各種シクロブチレン基（１，２−シクロブチレン基、１，３−シクロブチレン基）、各種シクロペンチレン基（１，２−シクロペンチレン基、１，３−シクロペンチレン基など）、各種シクロヘキシレン基（１，２−シクロヘキシレン基、１，３−シクロヘキシレン基、１，４−シクロヘキシレン基）、各種シクロヘプチレン基（１，２−シクロヘプチレン基、１，３−シクロヘプチレン基、１，４−シクロヘプチレン基など）、各種シクロオクチレン基（１，２−シクロオクチレン基、１，３−シクロオクチレン基、１，４−シクロオクチレン基、１，５−シクロオクチレン基）、各種シクロノニレン基、各種シクロデシレン基、ビシクロヘプチレン基やビシクロヘキシレン基、ナフタレン基、アントラセン基、及びメチレンシクロヘキシレン基などが挙げられる。
これらのシクロアルキレン基は、１以上の炭素数１〜３のアルキル基で置換されていてもよい。
これらのシクロアルキレン基のうち、入手が容易でブレーキ性能を高める点で、炭素数４〜１０のいずれかのシクロアルキレン基が好ましく、炭素数６〜８のいずれかのシクロアルキレン基がより好ましい。中でも低粘度でありながらブレーキ性能を高め、かつ引火点を高める点で１，２−シクロヘキシレン基や１，２−シクロヘキサンジメタノールの水酸基を除いた残基が好適である。
【００１４】
式（２）におけるＲ５，Ｒ６である鎖状炭化水素基は、不飽和結合を有するものであってもよいが、安定性の面から飽和炭化水素基が好ましい。
鎖状炭化水素基のうち、分岐鎖を有する鎖状炭化水素基の代表例としては、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、１−エチルペンチル基、イソヘキシル基、イソオクチル基、２，４，４−トリメチルペンチル基、イソノニル基、イソデシル基、イソウンデシル基、イソドデシル基、イソトリデシル基、イソテトラデシル基、イソペンタデシル基、イソヘキサデシル基、イソヘプタデシル基、イソオクタデシル基、イソエイコシル基などの分岐鎖を有するアルキル基が挙げられる。
また、直鎖鎖状炭化水素基の代表例としては、上記分岐鎖を有する鎖状炭化水素基に対応する炭素数を有する直鎖アルキル基が挙げられる。
Ｒ５，Ｒ６は、これら鎖状炭化水素基から選択した１種であってもよいし、２種以上であってもよい。Ｒ５，Ｒ６は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
鎖状炭化水素基の中でも、ブレーキ性能を高める作用が顕著である点で、Ｒ５，Ｒ６の少なくとも一方が、分岐鎖を有する炭素数３〜１２のいずれかのアルキル基であることが好ましく、Ｒ５，Ｒ６が共に分岐鎖を有する炭素数３〜１２のいずれかのアルキル基であることがより好ましい。また、分岐鎖を有するアルキル基は炭素数が６〜１０のいずれかの分岐鎖を有するアルキル基であることが特に好ましく、２，４，４−トリメチルペンチル基であることが最も好ましい。
【００１５】
式（２）におけるＸ1，Ｘ2である炭素数１〜５のいずれかの直鎖又は分岐鎖を有するアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基、ｉｓｏ−プロピレン基、各種ブチレン基、各種ペンチレン基などが挙げられる。これらのうちでも、ブレーキ性能を高める作用が顕著である点で、メチレン基、エチレン基、ｎ−プロピレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。
【００１６】
式（２）におけるｐ，ｑ，ｒは０又は１である。ここで、ｐ，ｑが０とは、Ｘ1やＸ2は存在せず、Ｏ原子とＺが直接結合した化合物を示す。なお、ｐとｑは互いに異なっていてもよく、ｐ，ｑの一方のみが１であってもよい。ｒが０のとき、Ｒ５はｇｅｍ構造を有する。
【００１７】
分子内にｇｅｍ構造を有する脂肪酸エステル化合物におけるｇｅｍ構造とは、一つの炭素原子に同一の置換基が２つ結合した構造のことである。
分子内にｇｅｍ構造を有する脂肪酸エステル化合物は、分子内にｇｅｍ構造を有する脂肪酸化合物と、アルコールとの反応によって得られる。
ここで、分子内にｇｅｍ構造を有する脂肪酸化合物としては、例えば、３，５，５−トリメチルヘキサン酸、３，５，５，７，７−ペンタメチルオクタン酸等が挙げられ、なかでも、３，５，５−トリメチルヘキサン酸が好ましい。
アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等が挙げられる。なお、アルコールがジオールの場合、該脂肪酸エステル化合物はモノエステルであってもよいし、ジエステルであってもよい。
該脂肪酸エステル化合物の全炭素数は、ブレーキ性能を高める作用が顕著である点で、１８〜３０であることが好ましい。
【００１８】
［（Ｃ）ポリブテン］
本発明におけるポリブテンの数平均分子量は２００〜３０００である。このような数平均分子量であるポリブテンは、ブレーキ性能が高い。
好ましい数平均分子量は、軌道への噴射、塗布等の操作性およびレールへの付着性に優れることから、３００〜６００である。
【００１９】
［（Ａ）〜（Ｃ）成分の含有量］
潤滑油組成物に含まれる（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量は、潤滑油組成物全体を１００質量％とした際の９０〜１００質量％であることが好ましい。（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量が９０質量％以上であれば、加速性能およびブレーキ性能を充分に向上させることができる。
【００２０】
［その他の成分］
本発明の潤滑油組成物は、車輪およびレールの摩耗防止の点から、摩耗防止剤を含有することが好ましい。
摩耗防止剤としては、例えば、付着性および錆び発生防止性に優れることから、トリフェニルホスホロチオエート等の不活性なイオウ系摩耗防止剤が好ましい。
摩耗防止剤の含有量は、潤滑油組成物全体を１００質量％とした際の０．０１〜１０質量％であることが好ましく、０．１〜５．０質量％であることがより好ましい。摩耗防止剤の含有量が０．１質量％以上であれば、摩耗防止剤を含有させる効果が充分に発揮される。しかし、１０質量％を超えて含有させても含有量に比して摩耗防止の向上効果が発揮されることはないため、無益である。
【００２１】
また、本発明の潤滑油組成物は、酸化防止性および耐候性を向上させるために、酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤としては、例えば、２，６−ｔ−ブチルパラクレゾール，４，４’−メチレンビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）などのフェノール系酸化防止剤、アルキル化ジフェニルアミン、Ｎ−フェニル−α−ナフチルアミンなどのアミン系酸化防止剤などを単独または混合して用いることができ、なかでも、フェノール系酸化防止剤とアミン系酸化防止剤との混合物が好ましい。
酸化防止剤の含有量は、潤滑油組成物全体を１００質量％とした際の０．０１〜５．０質量％であることが好ましく、０．１〜３．０質量％であることがより好ましい。
フェノール系酸化防止剤とアミン系酸化防止剤との混合物の場合には、フェノール系酸化防止剤とアミン系酸化防止剤との割合は、アミン系酸化防止剤の質量を１とした際に、フェノール系酸化防止剤の質量が５０〜５００であることが好ましい。
【００２２】
［物性］
本発明の潤滑油組成物は、４０℃における動粘度が１０〜６００ｍｍ２／秒であることが好ましく、１６〜３００ｍｍ２／秒であることがより好ましい。４０℃における動粘度が１０ｍｍ２／秒以上、かつ、６００ｍｍ２／秒以下であれば、レールへの塗布性、噴射性、レールへの付着性を充分に確保できる。
ここで、動粘度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２８３に基づいて測定した値である。
また、本発明の潤滑油組成物は、引火点が１５０℃以上であることが好ましい。
【００２３】
［作用効果］
本発明の潤滑油組成物を構成する（Ａ）〜（Ｃ）成分は液状物質であるため、軌道に噴射しても軌道への付着および堆積を防止できる。また、（Ａ）〜（Ｃ）成分を、鉄道車両の車輪とレールとの間に介在させることにより、車輪の摩耗を防止できる上に、車輪とレールとの粘着力を高めることができるため、加速性能およびブレーキ性能の低下を防止できる。
【実施例】
【００２４】
（実施例１〜４）
下記の成分を表１に示すように配合して潤滑油組成物を得た。
（Ａ−１）：２−メチル−３−メチル−２−［（３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル］ビシクロ［２．２．１］ヘプタン
（Ａ−２）：３−メチル−２−〔（３−メチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕−２−〔（２，３−ジメチルビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−イル）メチル〕ビシクロ［２．２．１］ヘプタン
（Ｂ）１，４−シクロヘキサンジオール３，５，５−トリメチルヘキサン酸ジエステル
（Ｃ）ポリブテン（数平均分子量３５０）
（Ｄ−１）２，６−ｔ−ブチルパラクレゾール
（Ｄ−２）Ｎ−フェニル−α−ナフチルアミン
（Ｄ−３）トリフェニルホスホロチオエート
なお、表１には、各潤滑油組成物の動粘度（４０℃、１００℃）、粘度指数、密度および引火点も示す。
密度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２４９に基づいて測定した値である。
引火点は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２６５−４（ＣＯＣ）に基づいて測定した値である。
【００２５】
【表１】
2010059274.tif 000003
【００２６】
（比較例）
また、比較例として、従来、鉄道の車輪とレールとの間に介在させていた市販の潤滑油（日本礦油社製商品名：ＲＣＳ−Ｔ）を用いた。
【００２７】
上記実施例および比較例についての評価は次の方法により行った。
１．摩耗
ＡＳＴＭ  Ｄ２７８３に従い、摩耗試験を行って摩耗痕径を測定した。その際、荷重を３２ｋｇｆ、試験時間を６０分、回転数を１２００ｒｐｍとし、試験開始時の温度は室温で、その後の温度は調整しなかった。
２．ブレーキ性能
潤滑油組成物を用いた際のブレーキ性能を調べるために、図１に示すブレーキ性能試験機によりブレーキ距離を測定した。
測定に使用したブレーキ性能試験機１０は、主軸１１に取り付けられた、レールの役割を果たす軌条輪１２（直径１０００ｍｍ）と、主軸１１の回転に慣性力を付与するためのフライホイール１３と、主軸１１を回転させる主電動機１４とを備える。また、従軸１５に取り付けられた、軌条輪１２に接する車輪１６と、ディスクブレーキ１７とを備える。
このブレーキ性能試験機１０を用いたブレーキ距離の測定では、まず、測定開始前に車輪１６に実施例１〜４および比較例のいずれかの潤滑油組成物を塗布した。この車輪１６に軌条輪１２を接触させ、油圧により、車輪１個あたりにかかる車両の質量に相当する３８．８ｋＮの荷重を付与した。
そして、主電動機１４により主軸１１を回転させて、ブレーキ開始速度である１３０ｋｍ／時間走行相当まで加速し、次いで、ディスクブレーキ１７により従軸１５に制動力を作用させて、９０ｋｍ／時間走行程度まで減速させた。
この減速の際に要した時間または軌条輪１２・車輪１６の回転数から、１３０ｋｍ／時間から９０ｋｍ／時間まで減速した際のブレーキ距離を求めた。また、このブレーキ距離の測定は、潤滑油組成物の塗布量を変えて数回行った。
図２に、潤滑油組成物を付着させなかったときのブレーキ距離を１とした際のブレーキ距離の測定結果を示す。
【００２８】
図２に示すように、（Ａ）〜（Ｃ）成分からなる群から選ばれる１種以上の成分を含有する実施例１〜４の潤滑油組成物を用いることにより、比較例の潤滑油組成物を用いた場合よりブレーキ距離を短くすることができた。
また、表１に示すように、実施例の潤滑油組成物は摩耗防止性を有していた。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例および比較例の潤滑油組成物を用いた際のブレーキ距離を測定するブレーキ性能試験機を示す模式図である。
【図２】実施例および比較例におけるブレーキ距離の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ブレーキ性能装置
１１  主軸
１２  軌条輪
１３  フライホイール
１４  主電動機
１５  従軸
１６  車輪
１７  ディスクブレーキ
【図１】
2010059274.tif 000004
【図２】
2010059274.tif 000005