(57)【要約】【課題】シリコーン油を主成分とする場合であっても、油冷式スクリュ圧縮機の耐久性向上を図る上で十分な耐摩耗性を有し、しかも低コストで製造可能な潤滑油を提供する。【解決手段】軸方向に対して傾斜した凹凸部を外周面に有し、当該軸方向に対して互いに平行を成して配設された一対のロータ4a,4b(ロータ部6a,6bおよび軸部8a,8b)を備え、これらのロータが前記凹凸部を互いに逆方向へ傾斜させるように噛合されるとともに、その両端部に配設された軸受a1,a2,b1,b2によって回転自在に支持された油冷式スクリュ圧縮機Ｍにおいて、その内部へ供給され、ロータおよび軸受を潤滑並びに冷却するための油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油であって、その主成分をシリコーン油とし、当該シリコーン油には、粘度が互いに異なる２種類以上の鉱油を混合するとともに、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛およびジアルキルジチオリン酸亜鉛の少なくとも一方を添加する。【選択図】図１
2010112235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に対して傾斜した凹凸部を外周面に有し、当該軸方向に対して互いに平行を成して配設された一対のロータを備え、これらのロータが前記凹凸部を互いに逆方向へ傾斜させるように噛合されるとともに、その両端部に配設された軸受によって回転自在に支持された油冷式スクリュ圧縮機において、その内部へ供給され、前記ロータおよび前記軸受を潤滑並びに冷却するための油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油であって、
その主成分をシリコーン油とし、当該シリコーン油には、粘度が互いに異なる２種類以上の鉱油が混合されているとともに、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛およびジアルキルジチオリン酸亜鉛の少なくとも一方が添加されていることを特徴とする油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油。
【請求項２】
前記シリコーン油には、４０℃での動粘度がＩＳＯ粘度グレードでＶＧ２２０相当である鉱油、同じくＶＧ３２から６８相当である鉱油、同じくＶＧ１０相当である鉱油のうち、少なくとも２種類の鉱油が混合されていることを特徴とする請求項１に記載の油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種気体を圧縮しつつ吐出するスクリュ圧縮機の耐久性を確保するための潤滑技術に関し、具体的には、当該スクリュ圧縮機内へ供給するとともに、機内を循環させる潤滑油の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種気体(例えば、空気)を圧縮して吐出するとともに、循環潤滑剤によって潤滑および冷却される各種の油冷式スクリュ圧縮機が広く知られている(特許文献１から３参照)。
図１には、かかる油冷式スクリュ圧縮機(以下、単に圧縮機ともいう)Ｍの構成の一例が示されており、当該圧縮機Ｍは、ケーシング２の内部へ互いに平行を成して配設された雌雄一対のロータ4a,4bを備えている。これらのロータ4a,4bは、ロータ部6a,6bおよび軸部8a,8bを備えた構造をなしており、当該ロータ部6a,6bは、所定方向に延出した軸部8a,8bの中間部位を拡径するように配設されている。ロータ部6a,6bは、その外周面に軸方向に対して傾斜して連続する凹凸部(溝部と条部(歯))を有しており、これらの凹凸部を互いに逆方向へ傾斜するように噛み合わせることで、一方から他方(一例として、ロータ６ａからロータ６ｂ)への回転動力の伝達を可能としている(いわゆるはすば歯車構造)。
【０００３】
この場合、２つの軸部8a,8bは、その一方(一例として、軸部８ａ)が動力源(電動モータやエンジンなど)による駆動力を受けて回転する駆動軸として構成されている。これに対し、他方の軸部(一例として、軸部８ｂ)は、駆動軸(軸部８ａ)の回転により生じる回転動力が噛合するロータ部6a,6bを介して伝達され、伝達された回転動力に基づいて回転する従動軸として構成されている。
【０００４】
２つの軸部8a,8bの両端部には、それぞれ軸受a1,a2,b1,b2が設けられており、当該軸部8a,8bは、これらの軸受a1,a2,b1,b2によって回転自在に支持されている。図１に示す構成においては、駆動軸である軸部８ａの一端側(同図の右端側)を支持する軸受ａ１として円筒ころ軸受、他端側(同図の左端側)を支持する軸受ａ２として複列玉軸受が設けられており、従動軸である軸部８ｂの一端側(同図の右端側)を支持する軸受ｂ１としてすべり軸受、他端側(同図の左端側)を支持する軸受ｂ２として複列玉軸受が設けられている。
【０００５】
このような構成により、圧縮機Ｍの運転時には、動力源からの駆動力を受けて軸部８ａが回転するとともに、当該軸部８ａの回転に伴って、ロータ部6a,6bおよび軸部８ｂが回転する。すなわち、圧縮機Ｍは、ロータ４ａが回転するとともに、当該ロータ４ａの回転に伴ってロータ４ｂが回転する構造となる。そして、ロータ6a,6bが回転すると、圧縮機Ｍは、ケーシング２の一部で図１の表裏方向に対応してロータ部6a,6bに整合する部分の一方に設けられた吸引口から吸入した気体(例えば、空気)を圧縮し、当該圧縮した気体を他方に設けられた吐出口から送出する。
【０００６】
ところで、圧縮機Ｍの運転時においては、温度上昇に伴う損傷等の防止を図るとともに、長期に亘ってスムーズに回転させるべく、潤滑剤(一例として、潤滑油)を循環させることでロータ部6a,6b、およびこれらの軸受a1,a2,b1,b2に対して潤滑、並びに冷却が行われている。その際、潤滑油は、ケーシング２内の軸受配設領域(図１においては、一例として軸受ａ２の配設領域)と連通するように穿孔された貫通孔(給油孔)１０から供給され、供給された潤滑油は、ケーシング２内を軸部8a,8bを介して軸受ａ２、軸受ｂ２、軸受ｂ１、および軸受ａ１の順に流動し(図１の矢印Ｒ１からＲ６参照)、上述した圧縮気体と混合されて、吐出口からケーシング２の外部へ吐出される。この間、潤滑油は、ロータ部6a,6bの噛合部分(双方の凹凸部)を潤滑するとともに、軸受a2,b2,b1,a1を潤滑する。
そして、吐出口からケーシング２の外部へ吐出された潤滑油(具体的には、圧縮気体との混合気体)は、図示しない回収器により回収され、圧縮気体と分離された後、再度、給油孔１０からケーシング２内に供給され、循環する。
【０００７】
かかる潤滑油としては、圧縮機の耐久性を確保すべく、優れた潤滑性を有するものを使用する必要がある。その際、圧縮機用潤滑油に特有の要件(圧縮機用潤滑油の特性)として、温度変化に基づく粘度変化が小さいこと、気体と混合されて吐出された状態でも着火しにくい難燃性であることなどが求められる。このため、粘度指数が高く、低温での駆動トルクが小さくて済み、しかも難燃性であるシリコーン油が、圧縮機用潤滑油として使用される場合が少なくない。ただし、シリコーン油は、それ単体では耐摩耗性が必ずしも十分ではなく、圧縮機の耐久性向上を図る上では不十分となりやすいため、その耐摩耗性を高め、圧縮機の耐久性を向上させるべく、従来から各種の方策が講じられている。
【０００８】
例えば、特許文献４には、粘度が異なる複数種類のポリシロキサンをシリコーン油に混合するとともに、耐摩耗剤であるジ−２−エチルヘキシルクロレンデートをこれらに添加することで耐摩耗性を高めたシリコーン油に関する発明が記載されている。
しかしながら、特許文献４に記載されたシリコーン油であっても、圧縮機の運転時における機内の温度変化が激しい場合など、当該圧縮機の耐久性向上を図る上では耐摩耗性が十分とは言えず、さらなる耐摩耗性の向上を図ることを可能とする方策が望まれている。
【特許文献１】特開２００６−２１４３０９号公報
【特許文献２】特開２００７−１１３４９５号公報
【特許文献３】特開２００７−１４６７１８号公報
【特許文献４】特開平１０−８７９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、シリコーン油を主成分とする場合であっても、油冷式スクリュ圧縮機の耐久性向上を図る上で十分な耐摩耗性を有し、しかも低コストで製造可能な潤滑油(油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油)を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明に係る油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油は、軸方向に対して傾斜した凹凸部を外周面に有し、当該軸方向に対して互いに平行を成して配設された一対のロータを備え、これらのロータが前記凹凸部を互いに逆方向へ傾斜させるように噛合されるとともに、その両端部に配設された軸受によって回転自在に支持された油冷式スクリュ圧縮機において、その内部へ供給され、前記ロータおよび前記軸受を潤滑並びに冷却する。かかる油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油において、その主成分をシリコーン油とし、当該シリコーン油に対し、粘度が互いに異なる２種類以上の鉱油を混合するとともに、この混合油に対し、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛およびジアルキルジチオリン酸亜鉛の少なくとも一方を添加する。
【００１１】
この場合、前記シリコーン油には、４０℃での動粘度がＩＳＯ粘度グレードでＶＧ２２０相当である鉱油、同じくＶＧ３２から６８相当である鉱油、同じくＶＧ１０相当である鉱油のうち、少なくとも２種類の鉱油を混合することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油によれば、シリコーン油に動粘度が互いに異なる２種類以上の鉱油を混合するとともに、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛(ＺｎＤＴＣ)およびジアルキルジチオリン酸亜鉛(ＺｎＤＴＰ)の少なくとも一方を添加することで、圧縮機の運転時における機内の温度変化にかかわらず、機内に組み込まれた各部材(ロータや軸受など)の表面に十分な強度を有する油膜を形成することができ、非常に優れた耐摩耗性を発揮させることができる。これにより、ロータや軸受などに対する摩擦による摩耗等の損傷を長期に亘って防止することができ、油冷式スクリュ圧縮機の耐久性の向上を効果的に図ることができる。
また、鉱油は比較的安価に入手可能であるため、潤滑油をシリコーン油と鉱油の混合油とした場合であっても、当該潤滑油の生成コストの上昇を抑制することができ、生成コストの低減化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油(以下、単に潤滑油ともいう)について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明に係る潤滑油が用いられる油冷式スクリュ圧縮機(以下、単に圧縮機ともいう)は、上述した図１に示す圧縮機Ｍのように、軸方向(同図の左右方向)に対して傾斜した凹凸部を外周面に有し、当該軸方向に対して互いに平行を成して配設された一対のロータ4a,4b(ロータ部6a,6bおよび軸部8a,8b)を備え、これらのロータ4a,4b(ロータ部6a,6b)が前記凹凸部を互いに逆方向へ傾斜させるように噛合されるとともに、その両端部に配設された軸受a1,a2,b1,b2によって回転自在に支持されることを基本的な構造としていれば、その具体的な構造は特に限定されず、周知の各種の構造を備えた圧縮機(例えば、上述した特許文献１から３に記載された圧縮機など)を使用目的や使用態様などに応じて任意に適用することが可能である。本実施形態においては、図１に示すような油冷式スクリュ圧縮機Ｍをその構造の一例として想定する。
【００１４】
したがって、油冷式スクリュ圧縮機の構造、並びに潤滑機構については、その説明を省略し、以下、本発明の特徴である、非常に優れた耐摩耗性を発揮させることを可能とし、圧縮機の耐久性向上を図ることを可能とする油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油の成分構成、並びにその作用効果について説明する。
本発明に係る油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油は、その主成分をシリコーン油としており、当該シリコーン油には、粘度が互いに異なる２種類以上の鉱油が混合されているとともに、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛(ＺｎＤＴＣ)およびジアルキルジチオリン酸亜鉛(ＺｎＤＴＰ)の少なくとも一方が添加されている。
【００１５】
なお、シリコーン油には、４０℃での動粘度がＩＳＯ粘度グレードでＶＧ２２０相当である鉱油、同じくＶＧ３２から６８相当である鉱油、同じくＶＧ１０相当である鉱油のうち、少なくとも２種類の鉱油を混合することが好ましい。なお、ＩＳＯ粘度グレードがＶＧ２２０相当とは、４０℃での動粘度が１９８mm2/s以上、２４２mm2/s以下を意味し、同様に、ＶＧ３２相当とは、２８．２mm2/s以上、３５．２mm2/s以下、ＶＧ６８相当とは、６１．２mm2/s以上、７４．８mm2/s以下、ＶＧ１０相当とは、９mm2/s以上、１１mm2/s以下をそれぞれ意味する。
【００１６】
また、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛(ＺｎＤＴＣ)およびジアルキルジチオリン酸亜鉛(ＺｎＤＴＰ)は、摩耗防止剤として市販されているものをシリコーン油に添加すればよい。なお、以下の説明においては、ＺｎＤＴＣおよびＺｎＤＴＰをまとめて摩耗防止剤という。
【００１７】
潤滑油をこのような成分構成とすることで、圧縮機の運転時における機内の温度変化にかかわらず、機内に組み込まれた各部材(ロータや軸受など)の表面に十分な強度を有する油膜を形成することができ、非常に優れた耐摩耗性を発揮させることができる。これにより、ロータや軸受などに対する摩擦による摩耗等の損傷を長期に亘って防止することができ、油冷式スクリュ圧縮機の耐久性の向上を効果的に図ることができる。
【００１８】
特に、本発明においては、シリコーン油に対して鉱油を混合するとともに、摩耗防止剤を添加することで耐摩耗性を十分に高めることができるため、混合する鉱油量を少なくする(混合比率を低くする)ことが可能となる。シリコーン油に対する鉱油の混合量を少なくする(混合比率を低くする)ことは、シリコーン油が有する本来的な特徴である泡立ち性や低温流動性に与える影響を極力抑えることが可能となるとともに、これらの劣化を防止することが可能となるという作用効果を発揮させ易くなることを意味する。したがって、シリコーン油に対する鉱油の混合量を少なくした(混合比率を低くした)場合であっても、摩耗防止剤を添加することで、優れた耐摩耗性を発揮させることができる。
また、鉱油は比較的安価に入手可能であるため、潤滑油をシリコーン油と鉱油の混合油とした場合であっても、当該潤滑油の製造コストの上昇を抑制することができ、製造コストの低減化を図ることが可能となる。
【００１９】
ここで、本発明にかかる潤滑油の耐摩耗性について、その検証試験(軸受評価試験)を行った。以下、その試験内容および試験結果について説明する。
シリコーン油に混合させる鉱油を選定するに当たっては、当該鉱油をシリコーン油と混合させた際、その混合油が分離しない特性を有することが必須の選定要件となる。同様に、シリコーン油(具体的には、鉱油との混合油)に添加する摩耗防止剤を選定するに当たっては、当該摩耗防止剤をシリコーン油へ添加した際、当該シリコーン油(混合油)を分離させない特性を有することが必須の選定要件となる。すなわち、シリコーン油に鉱油を混合させるとともに、摩耗防止剤を添加してなる混合油は、常時分離しない特性を有することが必要となる。
【００２０】
したがって、かかる検証試験においては、まず、シリコーン油に複数種類の鉱油を混合させ、摩耗防止剤を添加してなる混合油が分離するか否かについて判定する混合試験(室温静置試験)を行い、所定時間経過後においても析出(二層分離)することがなかった混合油のみを検証試験のサンプルとして抽出し、次いで、抽出した混合油(サンプル)に対し、図２に示すような試験機を用いて耐摩耗性の検証試験を行った。
【００２１】
かかる混合試験においては、１００ｃｃの硝子瓶にシリコーン油、鉱油および摩耗防止剤を所定量ずつ加えてから振蕩した。そして、約６０℃に保持した恒温槽内に３０分間静置し、さらに２４時間静置冷却した後(室温２５℃)における混合油の状態を観察した。この結果、析出(二層分離)した配合の混合油は不適当として後述する検証試験(軸受評価試験)のサンプルからは除外し、耐摩耗性の評価対象外とした。なお、比較対象として選定したが、耐摩耗性の評価対象外とした６種類の混合油を、比較例２〜４および比較例９〜１１として図４に示す(室温静置試験の項目が『×』のもの)。
【００２２】
混合試験により抽出した混合油(混合潤滑油)をサンプル(計９種類、シリコーン油単体のものを含め合計１０種類)として、当該混合油の耐摩耗性を評価すべく、以下の検証試験(軸受評価試験)を行った。かかる検証試験は、図２に示すような試験機を用いて行っており、当該試験機は、円筒ころ軸受２０の一部のみを評価すべき混合油(被験潤滑油)３０に浸漬(油浴)させた状態で、当該円筒ころ軸受２０の外輪２２にラジアル荷重(同図に示す矢印Ｆｒ)を加えつつ、内輪２４を回転させる構造となっている。この場合、試験機に貯留され、円筒ころ軸受２０を浸漬(油浴)させる被験潤滑油３０の量は、約４０ｃｃと少なく、数十リットルの貯留タンクを備えた実際の油冷式スクリュ圧縮機の循環給油方式と比べて厳しい潤滑条件に設定されている。
【００２３】
円筒ころ軸受２０としては、鋼板製保持器付きの呼び番号ＮＵ３０８の軸受(外径：９０ｍｍ、内径：４０ｍｍ、幅：２３ｍｍ)を使用しており、その内輪２４を回転軸３２に外嵌固定(しまりばめ)し、外輪２２を軸受箱３４に内嵌固定(すきまばめ)した。その際、内輪２４は、回転軸３２の外周面に設けられた突起部３２ｄに側面を密着させることで位置決めされ、外輪２２は、円筒ころ２６および保持器２８と一体化された状態で、内輪２４と組み付けられ、軸受箱３４にねじ止め固定された一対の蓋体３６に側面を密着させることで位置決めされている。なお、かかる円筒ころ軸受２０は、各被験潤滑油３０に対して２つずつ、合計２０セット用意した。
【００２４】
このように円筒ころ軸受２０を試験機に対して位置付けた状態(すなわち軸受静止状態)において、被験潤滑油３０の油面位置は、円筒ころ２６のピッチ円径ＰＣＤ:Pitch Circle Diameter)位置となるように設定されている。別の捉え方をすれば、被験潤滑油３０の油面位置が円筒ころ２６のピッチ円径位置となるように、当該被験潤滑油３０の貯留量が約４０ｃｃに設定されている。これにより、軸受静止状態において、最下端に位置する円筒ころ２６の下半部を被験潤滑油３０に浸漬させた状態とすることができる。なお、この状態における被験潤滑油３０の貯留量(約４０ｃｃ)は、軸受回転時において円筒ころ軸受２０が微量潤滑される油量に相当する。また、かかる被験潤滑油３０は、図２に示すように、一対の蓋体３６と円筒ころ軸受２０で囲まれた空間、および当該円筒ころ軸受２０の内部の静的空間に貯留されている。
【００２５】
検証試験に当たっては、外輪２２に実際の油冷式スクリュ圧縮機に対して想定負荷される最大荷重である４３００Ｎのラジアル荷重(図２に示す矢印Ｆｒ)を油圧ラムにより負荷しつつ、回転軸３２を所定速度で所定時間だけ誘導電動機によって回転させた。具体的には、回転軸３２を２０００min-1で２時間回転させた後、段階的に回転速度を上げ、４０００min-1で２時間、６０００min-1で２時間、さらに８０００min-1で２時間それぞれ回転させた後、停止させた。なお、８０００min-1は、エアコンプレッサとして使用される油冷式スクリュ圧縮機において想定されるロータ(図１に示す圧縮機Ｍのロータ4a,4b)の最大回転速度に相当する。
【００２６】
回転軸３２が回転するとこれに伴って内輪２４も回転し、当該内輪２４が回転することによって各円筒ころ２６が保持器２８とともに回転(公転)する。このように内輪２４、円筒ころ２６および保持器２８が回転することで、これらの近傍の被験潤滑油３０が吹き飛ばされ、蓋体３６の内壁面に押し付けられる。この結果、各円筒ころ２６の転動面と、外輪２２の内周面(外輪軌道)および内輪２４の外周面(内輪軌道)とが相互に接触する転がり接触部(摩擦部分)の潤滑状態は、微量油潤滑状態となる。
【００２７】
そして、回転軸３２を８０００min-1で２時間回転させた際(すなわち、試験開始後６時間経過時から８時間経過時まで)における円筒ころ軸受２０の最高温度、最高振動値(実行値)を軸受２０ごと、換言すれば被験潤滑油３０ごとに測定し、比較した。また、試験終了後(すなわち、試験開始から８時間経過後)に円筒ころ軸受２０を分解し、保持器２８の重量変化(減少量)を測定し、これを当該保持器２８を含む円筒ころ軸受２０の構成部品の摩耗状態の指標として軸受２０ごと、すなわち被験潤滑油３０ごとに比較した。
なお、検証試験は、円筒ころ軸受２０ごと(すなわち、被験潤滑油３０ごと)にそれぞれ２回ずつ行い、軸受温度として熱電対３８により外輪２２の温度を測定するとともに、軸受振動は軸受箱３４の外周面に配設した磁石式の振動センサ４０によって測定した。
【００２８】
図３および図４には、円筒ころ軸受２０ごと(すなわち、被験潤滑油３０ごと)の検証試験(軸受評価試験)の結果を、評価基準および被験潤滑油３０の具体的な成分構成とともに示している。
この場合、各被験潤滑油３０の動粘度は、油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油として現在一般的に使用されているシリコーン油の動粘度である２１mm2/s/40℃に近い値となるように、鉱油の混合量(混合比率)および摩耗防止剤の添加量(添加比率)をそれぞれ調整した。
【００２９】
ここで、一般的に、鉱油は、当該鉱油の種類やＩＳＯ粘度グレードなどに応じてシリコーン油に混合できる量に限界があり、当該限界量を超えると室温(約２５℃)で二層分離してしまうという特性を有する。また、摩耗防止剤にもシリコーン油と鉱油の混合油に添加できる量に限界があり、当該限界量を超えると室温(約２５℃)で溶解し切れず、前記混合油中に浮遊してしまうという特性がある。鉱油が二層分離してしまうようなシリコーン油、鉱油および摩耗防止剤の組み合わせ(種類および割合)、さらには、摩耗防止剤が溶解し切れず浮遊してしまうようなシリコーン油、鉱油および摩耗防止剤の組み合わせ(同)でなる潤滑油は、圧縮機の運転開始直後に必要となる潤滑性能を有しておらず、油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油としては好ましくない。
【００３０】
シリコーン油に混合できる鉱油の限界量(最大混合量)は、高粘度の鉱油ほど低くなる傾向にあることが経験的に知られている。図３および図４に示すように、検証試験に使用したＩＳＯ粘度グレードがＶＧ２２０の鉱油では、混合量が０．８mass%(質量％)で二層分離し(比較例２)、同じくＶＧ６８およびＶＧ３２の鉱油では、混合量が１０．０mass%で二層分離したのに対し(比較例３および４)、同じくＶＧ１０では、混合量が１５．０mass%でも二層分離しなかった(実施例２)。したがって、シリコーン油に対する鉱油、並びにその混合量としては、ＩＳＯ粘度グレードがＶＧ２２０相当のものを０．３〜０．７mass%、ＶＧ３２〜６８相当のものを３〜９mass%、ＶＧ１０相当のものを５〜１５mass%に設定し、これらをそれぞれシリコーン油に混合することが好ましい。
【００３１】
なお、実施例１および２に示すように、シリコーン油に対してＩＳＯ粘度グレードがＶＧ２２０、ＶＧ６８およびＶＧ１０に相当する鉱油を混合させてなる被験潤滑油３０は、摩擦部分に流入し易く、油膜補修性が高い低粘度鉱油であるＶＧ１０、潤滑油膜を厚く維持し易く、金属接触を起こし難い高粘度鉱油であるＶＧ２２０、そして、これらの中間の特性を有するＶＧ６８のすべてを所定量だけ混合させることで、軸受温度、軸受振動、保持器重量減少量をいずれも抑えることができ、優れた耐摩耗性を発揮させるものと考えられる。
このように、円筒ころ軸受２０のような円筒ころ２６と外輪２２の鍔部や保持器２８など、滑りを伴う摩擦部分での潤滑においては、上述したようなＩＳＯ粘度グレードの異なる３種類以上の鉱油をシリコーン油に対して混合させることが好ましい。これは、実施例１〜３と比較例５〜８の試験結果を見れば明らかである。
【００３２】
さらに、検証試験においては、シリコーン油に対する鉱油の混合量を少なくした場合であっても、優れた耐摩耗性を発揮可能な被験潤滑油３０の成分構成を検証した。その結果、シリコーン油に対し、ＩＳＯ粘度グレードがＶＧ６８、ＶＧ１０相当の鉱油を混合させるとともに、この混合油に対して添加剤として摩耗防止剤を添加させた場合、上述した実施例１および２に示す被験潤滑油３０と同様の優れた耐摩耗性を有する被験潤滑油３０を生成可能であることが検証できた。
【００３３】
具体的には、実施例４に示すように、シリコーン油に対し、ＩＳＯ粘度グレードがＶＧ６８相当の鉱油を４．０mass%、ＶＧ１０相当の鉱油を０．５mass%の比率となるように混合するとともに、この混合油に対し、摩耗防止剤としてジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛(ＺｎＤＴＣ)を０．５mass%の比率となるように添加することで、軸受温度、軸受振動、保持器重量減少量をいずれも抑えることができ、優れた耐摩耗性を発揮させることが可能となる。
【００３４】
また、実施例５に示すように、シリコーン油に対し、ＩＳＯ粘度グレードがＶＧ６８相当の鉱油を４．０mass%、ＶＧ１０相当の鉱油を０．５mass%の比率となるように混合するとともに、この混合油(上述した実施例４の混合油と同一)に対し、摩耗防止剤としてジアルキルジチオリン酸亜鉛(ＺｎＤＴＰ)を０．５mass%の比率となるように添加することで、軸受温度、軸受振動、保持器重量減少量をいずれも抑えることができ、優れた耐摩耗性を発揮させることが可能となる。
【００３５】
なお、比較例９および１０に示すように、シリコーン油と鉱油の混合油に対し、摩耗防止剤(ＺｎＤＴＣあるいはＺｎＤＴＰ)を１．０mass%の比率で添加した場合、当該摩耗防止剤が溶解し切れず、前記混合油中に浮遊してしまった。また、比較例１１に示すように、シリコーン油に鉱油を混合することなく、シリコーン油単体に対して摩耗防止剤(ＺｎＤＴＣ)を添加した場合、その添加量が０．５mass%であってもすべてを溶解させることはできなかった。すなわち、比較例９〜１１に示す成分構成では、いずれも優れた耐摩耗性を発揮させることが可能な被験潤滑油３０は生成されないことが検証できた。
【００３６】
したがって、検証試験に使用した円筒ころ軸受２０における各円筒ころ２６と保持器２８および外内輪22,24とが相互に転がり接触する状態と類似した挙動となる油冷式スクリュ圧縮機Ｍのロータ4a,4bや軸受a1,a2,b1,b2(いずれも図１)を潤滑および冷却するための潤滑油として、シリコーン油に粘度が互いに異なる２種類以上の鉱油(一例として、ＩＳＯ粘度グレードがＶＧ６８、ＶＧ１０相当の鉱油)を混合するとともに、摩耗防止剤(ＺｎＤＴＣあるいはＺｎＤＴＰ)を添加した混合油を用いることで、圧縮機Ｍの運転時における機内の温度変化にかかわらず、機内に組み込まれた各部材(ロータ4a,4bや軸受a1,a2,b1,b2など)の表面に十分な強度を有する油膜を形成することができ、非常に優れた耐摩耗性を発揮させることができる。これにより、ロータ4a,4bや軸受a1,a2,b1,b2などに対する摩擦による摩耗等の損傷を長期に亘って防止することができ、油冷式スクリュ圧縮機Ｍの耐久性の向上を効果的に図ることができる。
また、鉱油は比較的安価に入手可能であるため、潤滑油をシリコーン油と鉱油の混合油とした場合であっても、当該潤滑油の生成コストの上昇を抑制することができ、生成コストの低減化を図ることが可能となる。
【００３７】
なお、上述した検証試験(軸受評価試験)においては、シリコーン油に混合させる鉱油としてパラフィン系のものを使用しており、本発明の油冷式スクリュ圧縮機用潤滑油のシリコーン油に混合させる鉱油の一例としてパラフィン系のものを想定することができる。ただし、シリコーン油と混合した際、二層分離することがなければ、パラフィン系鉱油に代えて、例えば、合成炭化水素(ポリαオレフィン油)やナフテン系鉱油などをシリコーン油に混合してもよい。いずれの鉱油を混合する場合であっても、その流動点は低いほど好ましい。
【００３８】
また、上述した検証試験(軸受評価試験)においては、試験対象の軸受として円筒ころ軸受２０を使用しているが、例えば、ころ軸受や玉軸受、あるいはすべり軸受など、油冷式スクリュ圧縮機に組込可能な各種の軸受であっても、円筒ころ軸受２０と同様の優れた摩耗抑制効果を得ることができる。さらに、保持器２８としては、鋼板製打ち抜き保持器を使用しているが、軸受形式や転動体の種類などに応じて、材質や形状などは任意に設定することができる。例えば、樹脂保持器やもみ抜き保持器であっても構わない。
【００３９】
加えて、上述した検証試験(軸受評価試験)においては、軸受の潤滑方式として油浴を適用しているが、例えば、オイルミスト給油、ジェット給油、オイルエア給油など、油冷式スクリュ圧縮機で採用可能な各種の潤滑方式であっても、その摩耗抑制効果に何ら影響はない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の潤滑油が使用される油冷式スクリュ圧縮機の構成例を示す断面図。
【図２】本発明の潤滑油について、耐摩耗性を検証するための試験に使用する試験機の構成例を示す断面図。
【図３】被験潤滑油(本発明の潤滑油)に対する耐摩耗性の検証試験の結果を、被験潤滑油の成分構成とともに示す図。
【図４】被験潤滑油(比較対象の潤滑油)に対する耐摩耗性の検証試験の結果を、被験潤滑油の成分構成とともに示す図。
【符号の説明】
【００４１】
４ａ，４ｂ  ロータ
６ａ，６ｂ  ロータ部
８ａ，８ｂ  軸部
ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２  軸受
Ｍ  油冷式スクリュ圧縮機
【図１】
2010112235.tif 000003
【図２】
2010112235.tif 000004
【図３】
2010112235.tif 000005
【図４】
2010112235.tif 000006