(57)【要約】【課題】アウトガスの発生を抑制しつつ、転動装置内でイオン液体を保持することができるとともに、かつ高温環境、真空環境等の特殊環境下でも使用でき、潤滑性を発揮することができる固形潤滑材および高温環境等の特殊環境下で使用された場合においても、長寿命である転動装置を提供する。【解決手段】合成樹脂が硬化した樹脂硬化物と、当該樹脂硬化物中に保持されている液体潤滑剤とを含む固形潤滑材の樹脂硬化物を、前記液体潤滑剤を滲出可能に保持する樹脂硬化物とし、液体潤滑剤を、イオン液体とする。また、第１の軌道面２ａを有する第１軌道部材２と、第１の軌道面２ａと対向する第２の軌道面３ａを有する第２軌道部材３と、両軌道面２ａ，３ａの間に配置される転動部材４と、両軌道面２ａ，３ａの間における転動部材４の転動を潤滑する潤滑部材１０とを備える転動装置１の前記潤滑部材１０を、前記固形潤滑材とする。【選択図】図１
2011064287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂が硬化した樹脂硬化物と、当該樹脂硬化物中に保持されている液体潤滑剤とを含む固形潤滑材であって、
前記樹脂硬化物が、前記液体潤滑剤を滲出可能に保持する樹脂硬化物であり、
前記液体潤滑剤が、イオン液体を含むことを特徴とする固形潤滑材。
【請求項２】
第１の軌道面を有する第１軌道部材と、
前記第１の軌道面と対向する第２の軌道面を有する第２軌道部材と、
両軌道面の間に配置される転動部材と、
両軌道面の間における転動部材の転動を潤滑する潤滑部材と
を備え、
前記潤滑部材が、請求項１に記載の固形潤滑材からなることを特徴とする転動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形潤滑材、および前記固形潤滑材からなる潤滑部材を備えた転動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
転動装置においては、２つの軌道部材の軌道面と、転動体の表面との潤滑性の向上および軌道部材や転動体の磨耗の軽減を図るために、潤滑油やグリースが用いられている。しかしながら、高温環境等の特殊環境下で転動装置を用いた場合、前記潤滑油やグリースが蒸発したり、転動装置の外部へ飛散したりするため、潤滑性が低下することがある。
【０００３】
そこで、高温環境等において蒸発しにくく、高い耐熱性を有し、潤滑性を発揮するイオン液体を含有する潤滑剤またはグリースを転動体装置内に塗布または封入することにより、高温環境等での潤滑性の低下を抑制することが知られている（例えば、特許文献１および２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４２２３４号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２００６−２５８１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記イオン液体は、流動性の高い液体であるため、転動装置内に保持することが困難である。また、イオン液体を含有する潤滑剤またはグリースを、真空環境等で使用する転動装置に用いた場合、アウトガスが発生することがある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、アウトガスの発生を抑制しつつ、転動装置内でイオン液体を保持することができるとともに、かつ高温環境、真空環境等の特殊環境下でも使用でき、潤滑性を発揮することができる固形潤滑材を提供することを目的とする。また、本発明は、高温環境等の特殊環境下で使用された場合においても、長寿命である転動装置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】
【０００８】
本発明の固形潤滑材は、合成樹脂が硬化した樹脂硬化物と、当該樹脂硬化物中に保持されている液体潤滑剤とを含む固形潤滑材であって、前記樹脂硬化物が、前記液体潤滑剤を滲出可能に保持する樹脂硬化物であり、前記液体潤滑剤が、イオン液体を含むことを特徴としている。
【０００９】
本発明の固形潤滑材では、前記樹脂硬化物が、前記液体潤滑剤を滲出可能に保持する樹脂硬化物であるため、本発明の固形潤滑材は、アウトガスの発生を抑制しつつ、転動装置内でイオン液体を保持することができる。
しかも、前記液体潤滑剤が、高温環境等において蒸発しにくく、高い耐熱性を有し、潤滑性を発揮するイオン液体を含むものであるため、本発明の固形潤滑材は、高温環境、真空環境等の特殊環境下で潤滑性を発揮することができる。
【００１０】
第１の軌道面を有する第１軌道部材と、前記第１の軌道面と対向する第２の軌道面を有する第２軌道部材と、両軌道面の間に配置される転動部材と、両軌道面の間における転動部材の転動を潤滑する潤滑部材とを備え、前記潤滑部材が、前述した固形潤滑材からなることを特徴としている。
【００１１】
本発明の転動装置は、前述した固形潤滑材からなる潤滑部材を備えている。そのため、高温環境等の特殊環境下で使用された場合においても、両軌道面の間における転動部材の転動を潤滑することができるため、本発明の転動装置は、長寿命である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の固形潤滑材は、アウトガスの発生を抑制しつつ、転動装置内でイオン液体を保持することができ、かつ高温環境、真空環境等の特殊環境下で潤滑性を発揮することができるという優れた効果を奏する。また、本発明の転動装置は、高温環境等の特殊環境下で使用された場合においても、長寿命であるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る軌道部材の一例である外輪を有する転がり軸受としての玉軸受を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔転動装置〕
以下、添付の図面により本発明の一実施形態に係る転動装置を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る転動装置の一例である玉軸受１を示す概略説明図である。
玉軸受１は、第１の軌道面として内輪軌道面２ａを有する第１軌道部材である内輪２と、第２の軌道面として外輪軌道面３ａを有し第１軌道部材である内輪２と相対回転可能な第２軌道部材である外輪３と、前記内外輪間に配設される複数個の転動部材である玉４と、各玉４を保持するためのポケット５ａを有する保持器５と、両軌道面の間における転動部材の転動を潤滑する潤滑部材１０と、潤滑部材１０を挟んだ両側に配置され、外輪３に固定されて内輪２と摺接する一対の環状のシールド部材６，６とを備えている。
【００１５】
内輪２、外輪３および玉４の金属材料としては、例えば、ＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系ステンレス鋼、ＪＩＳ規格ＳＵＳ６３０等の析出硬化型ステンレス鋼等が挙げられる。
保持器５の金属材料としては、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４が挙げられる。
また、シールド板６の金属材料としては、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４が挙げられる。
このように、玉軸受１では、各部材の材料として、ステンレス鋼を用いているため、潤滑部材１０から滲出するイオン液体に対する各部材の耐久性を向上することができ、ひいては、玉軸受１の長寿命化を図ることができる。
【００１６】
潤滑部材１０は、合成樹脂が硬化した樹脂硬化物と、当該樹脂硬化物中に保持されているイオン液体を含む液体潤滑剤とを含む後述の固形潤滑材からなる。この潤滑部材１０では、液体潤滑剤が、前記樹脂硬化物の外部へ滲出するように当該樹脂硬化物中に保持されている。
潤滑部材１０は、内外輪２，３の両軌道面２ａ，３ａ間において、シールド部材６，６で区画された領域７内に略一杯となるように設けられている。
そして、この潤滑部材１０は、液体潤滑剤が、玉４の潤滑部材側接触面４ｂから転動面４ａに供給されるように、前記領域７内に設けられている。
これにより、アウトガスの発生を抑制しつつ、玉軸受１内に液体潤滑剤のイオン液体を保持することができるため、玉軸受１の使用環境の汚染を抑制することができ、しかも、高温環境、真空環境等の特殊環境下で玉軸受１を使用しても、十分な潤滑性を得ることができる。
【００１７】
なお、本実施形態に係る転動装置では、潤滑部材１０は、玉４に接触するように、領域７内に設けられているが、内外輪２，３それぞれの軌道面２ａ，３ａに接触するように、領域７内に設けられていてもよく、内外輪２，３それぞれの軌道面２ａ，３ａおよび玉４の両者に接触するように設けられていてもよい。
また、本発明の転動装置は、転がり軸受である玉軸受に限定されるものではなく、ころ軸受等の他の転がり軸受や、直動装置、ボールねじ等であってもよい。
【００１８】
潤滑部材１０は、合成樹脂または合成樹脂のプレポリマーと液体潤滑剤との混合物を玉軸受１の領域７内に、充填し、固化することにより、玉軸受１の領域７に設けることができる。
【００１９】
〔固形潤滑材〕
本発明の固形潤滑材に用いられる合成樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、ポリウレタン等が挙げられる。
前記合成樹脂として、前記ポリオレフィン樹脂を用いる場合には、樹脂硬化物と液体潤滑剤であるイオン液体との間の相互作用を少なくし、樹脂硬化物からの液体潤滑剤の滲出を容易にすることができる。前記ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等が挙げられる。これらのなかでは、射出成形が容易である観点から、好ましくはポリエチレンである。前記ポリエチレンとして、例えば、平均分子量が１００００００〜６００００００であり、かつ融点が１００〜１４０℃の超高分子量ポリエチレンを用いることができる。なお、前記ポリエチレンとして、三井化学株式会社製、商品名：ミペロンＸＭ２２０等が挙げられる。
【００２０】
前記ポリウレタンは、例えば、イソシアネート化合物およびポリテトラメチレンエーテルグリコールを反応させて得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーと、アミン系硬化剤とを混合し、所定温度で加熱すること等により得ることができる。
イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーは、そのイソシアネート基含有率が６〜１０質量％であるものが使用される。ウレタンプレポリマーの分子量は、４００〜１００００のものが好適である。イソシアネート基の含有率は、十分な硬さを得、転動装置の長寿命化を図る観点から、６質量％以上であり、樹脂硬化物からの液体潤滑剤の滲出を良好に行う観点から１０質量％以下である。前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーとして、例えば、三井化学（株）製の商品名：ハイプレンＨＬ−９５１、ハイプレンＨＬ−６５０２、ハイプレンＬ−３１５、ハイプレンＡＸ−５９６Ｃ、ハイプレンＰ−７６０などの市販品を用いることができる。
アミン系硬化剤としては、そのアミノ基含有率が１〜１０質量％であるものが好適である。前記アミン系硬化剤としては、例えば、芳香族ポリアミン系硬化剤、脂環式アミン硬化剤、脂肪族アミン系硬化剤等が挙げられる。芳香族ポリアミン系硬化剤として、例えば、三井化学（株）製、商品名：ＭＣ−５０６、ＭＣ−５９１およびＭＤＡ−２２０、旭電化工業（株）製、商品名：アデカハードナーＣＡ１２５、アルベマール日本（株）製、商品名：エタキュアー１００等の市販品を用いることができる。また、脂環式アミン硬化剤として、例えば、４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン〔新日本理化（株）製、商品名：ワンダミンＨＭ〕、１，２−ジアミノシクロヘキサン〔デュポン（株）製〕等を用いることができる。脂肪族アミン系硬化剤として、例えば、ヘキサメチレンジアミン〔デュポン（株）製〕、エチレンジアミン〔関東電化工業（株）製〕、エチレンジアミン四酢酸（ＢＡＳＦ製、商品名：Ｔｒｉｌｏｎ  ＢＳ）、ポリオキシアルキレンジアミン〔三井化学ファインケミカル（株）製、商品名：ジェファーミンＤ−２０００〕等を用いることができる。
イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーとアミン系硬化剤との配合比〔イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー／アミン系硬化剤（質量比）〕は、実用的な固化速度を得る観点から、好ましくは１１／１以上、より好ましくは２０／１以上であり、経済性の観点から、好ましくは２００／１以下、より好ましくは５０／１以下である。
【００２１】
前記合成樹脂には、本発明の目的を妨げないのであれば、酸化防止剤、安定剤、着色剤等の添加剤が配合されていてもよい。
【００２２】
イオン液体は、カチオンとアニオンとからなる室温付近で液体の塩である。前記イオン液体としては、例えば、脂肪族アミン系イオン液体、脂環式アミン系イオン液体、一般式（ＩＩＩ）に示されるイミダゾリウム系イオン液体、一般式（ＩＶ）に示されるピリジン系イオン液体、一般式（Ｖ）に示されるホスホニウム系イオン液体等が挙げられる。
【００２３】
前記脂肪族アミン系イオン液体は、一般式（Ｉ）：
【００２４】
【化１】
2011064287.tif 000003
【００２５】
（式中、Ｒ1〜Ｒ4は、それぞれ独立して、アルキル基またはアルコキシ基を示し、Ｘ-は、アニオンを示す）
で表される塩である。脂環式アミン系イオン液体は、一般式（ＩＩ）：
【００２６】
【化２】
2011064287.tif 000004
【００２７】
（式中、Ｒ5〜Ｒ7は、それぞれ独立して、アルキル基またはアルコキシ基を示し、ｎは、１〜３を示し、Ｘ-は、前記と同様である）
で表される塩である。イミダゾリウム系イオン液体は、一般式（ＩＩＩ）：
【００２８】
【化３】
2011064287.tif 000005
【００２９】
（式中、Ｒ8およびＲ9は、それぞれ独立して、アルキル基またはアルコキシ基を示し、Ｒ10は、水素原子またはアルキル基またはアルコキシ基を示し、Ｘ-は、前記と同様である）
で表される塩である。ピリジン系イオン液体は、一般式（ＩＶ）：
【００３０】
【化４】
2011064287.tif 000006
【００３１】
（式中、Ｒ11は、アルキル基またはアルコキシ基を示し、Ｒ12は、水素原子またはアルキル基またはアルコキシ基を示し、Ｘ-は、前記と同様である）
で表される塩である。ホスホニウム系イオン液体は、一般式（Ｖ）：
【００３２】
【化５】
2011064287.tif 000007
【００３３】
（式中、Ｒ13〜Ｒ15は、それぞれ独立して、アルキル基またはアルコキシ基を示し、Ｘ-は、前記と同様である）
で表される塩である。
【００３４】
前記アニオンとしては、例えば、四フッ化ホウ酸アニオン（ＢＦ4-）、六フッ化リン酸イオン（ＰＦ6-）、[(ＣＦ3ＳＯ2)2Ｎ］-、(ＣＦ3ＣＯ2)-、(ＣＦ3ＳＯ2)-、塩化物イオン（Ｃｌ-）、臭化物イオン（Ｂｒ-）等が挙げられる。
【００３５】
前記イオン性液体は、本発明の目的を妨げないのであれば、単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３６】
本発明の固形潤滑材においては、前記液体潤滑剤は、合成樹脂が硬化した樹脂硬化物の微細三次元網目構造中等に保持されている。
本発明の固形潤滑材は、合成樹脂と液体潤滑剤とを含む混合物を固化することにより得ることができる。
合成樹脂が熱可塑性樹脂である場合、本発明の固形潤滑材は、当該合成樹脂と液体潤滑剤との混合物を、合成樹脂の融点以上に加熱し、ついで冷却して、固化することにより得ることができる。
また、合成樹脂が熱硬化性樹脂である場合、本発明の固形潤滑材は、当該合成樹脂と液体潤滑剤との混合物を、加熱して、固化することにより得ることができる。熱硬化性樹脂として、例えば、ポリウレタンを用いる場合、本発明の固形潤滑材は、前記ウレタンプレポリマーと、アミン系硬化剤と、液体潤滑剤との混合物を、室温〜１７０℃の温度で数分〜２４時間放置して、固化することにより得ることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１    玉軸受、２    内輪、２ａ    内輪軌道面、３    外輪、３ａ    外輪軌道面、４    玉、４ａ    転動面、４ｂ    固形潤滑材側接触面、５    保持器、５ａ    ポケット、６    シールド板、７    領域、１０    固形潤滑材、１１    液体潤滑剤
【図１】
2011064287.tif 000008