(57)【要約】【課題】減速機に封入して用いられ、動的条件によりせん断を受けたときに軟化して優れた流動性を奏する減速機潤滑剤組成物を提供する。【解決手段】本発明に係る減速機潤滑剤組成物は、基油としてエステル油を含み、増ちょう剤として、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとステアリン酸リチウムとを重量比で１：９〜５：５の割合で含む、ことを特徴としている。このような減速機潤滑剤組成物は、減速機における２つの歯車が噛み合う部分を含む領域に塗布される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油としてエステル油を含み、増ちょう剤として、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとステアリン酸リチウムとを重量比で１：９〜５：５の割合で含む
減速機潤滑剤組成物。
【請求項２】
前記基油は、エステル油のみからなり、４０℃における動粘度が１５ｍｍ２／ｓ〜５０ｍｍ２／ｓである
請求項１に記載の減速機潤滑剤組成物。
【請求項３】
２つの歯車が噛み合う部分を含む領域に潤滑剤組成物が塗布された減速機であって、
前記潤滑剤組成物は、
基油としてエステル油を含み、増ちょう剤として、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとステアリン酸リチウムとを重量比で１：９〜５：５の割合で含む
減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑剤組成物に関するものであり、例えば波動歯車減速機等の減速機に用いて好適な潤滑剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
減速機は、内部が複数の滑り部分と転がり部分とで構成され、入力側にトルクを加えると減速して出力側に高いトルクが伝達される機構となっている。このような減速機は、輸送分野のほか、ロボット等の産業分野で幅広く利用されている。
【０００３】
例えば、電動機の回転軸の回転を減速して出力する減速機として、波動歯車機構を利用した減速機が知られている。波動歯車減速機は、例えば、ケーシングと、カムと、軸受と、外歯歯車と、内歯歯車と、クロスローラー軸受とを備えて構成され、モータユニットの回転軸と共に回転するカムによって外歯歯車に波動を与えることにより、その外歯歯車又は内歯歯車に、カムの回転を伝達する。
【０００４】
さて、このような減速機においては、減速機内部の摺動部のトルク損失を可能な限り抑えて、出力側に効率よくトルクを伝達することが好ましい。減速機の伝達能力（伝達効率）は、出力側トルクを入力側トルクに減速比を乗じた値で除した数値を百分率で表され、減速機の内部摩擦損失を低減することができれば、減速機の伝達効率は向上する。
【０００５】
伝達効率を高めるために、減速機の内部、すなわち２つの歯車が噛み合う部分を含む領域等にグリースを充填することによって摩擦低減効果を図るようにしており、そのグリース組成物が種々提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００６】
このような減速機に充填されるグリースとしては、静的条件では流動せずに、動的条件によりせん断を受けたときに軟化して有効に流動性が高まることが重要となる。しかしながら、従来のグリースでは、せん断を受けたときに流動性を十分に高めるものであるとは言えず、減速機に用いたときにその伝達効率をより向上させることができるものが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０７−３０１２８５号公報
【特許文献２】特開２００４−３３９４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、減速機に封入して用いられ、動的条件によりせん断を受けたときに軟化して優れた流動性を奏する潤滑剤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】
【０００９】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、基油としてのエステル油に対して、増ちょう剤として、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとステアリン酸リチウムとを所定の重量比で含有させてなる潤滑剤組成物とすることで、上述した課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
（１）本発明の第１の発明は、基油としてエステル油を含み、増ちょう剤として、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとステアリン酸リチウムとを重量比で１：９〜５：５の割合で含む、減速機潤滑剤組成物である。
【００１１】
（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記基油は、エステル油のみからなり、４０℃における動粘度が１５ｍｍ２／ｓ〜５０ｍｍ２／ｓである、減速機潤滑剤組成物である。
【００１２】
（３）本発明の第３の発明は、２つの歯車が噛み合う部分を含む領域に潤滑剤組成物が塗布された減速機であって、前記潤滑剤組成物は、基油としてエステル油を含み、増ちょう剤として、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとステアリン酸リチウムとを重量比で１：９〜５：５の割合で含む、減速機である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る減速機潤滑剤組成物によれば、動的条件によりせん断を受けたときに軟化して優れた流動性を奏する。これにより、例えば減速機に充填したときに、トルクの伝達効率を向上させることできる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。
【００１５】
≪１．減速機潤滑剤組成物≫
本実施の形態に係る減速機潤滑剤組成物は、基油と、増ちょう剤とを含むグリース組成物である。具体的に、この減速機潤滑剤組成物は、基油としてエステル油を含み、増ちょう剤として、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとステアリン酸リチウムとを重量比で１：９〜５：５の割合で含む、ことを特徴としている。
【００１６】
このような減速機潤滑剤組成物は、例えば波動歯車減速機等の減速機の内部に好適に用いられるものである。すなわち、動的条件によりせん断を受けたときに軟化して優れた流動性を奏し、減速機において出力側への伝達効率を向上させることができる。
【００１７】
ここで、波動歯車減速機等の減速機は、例えば、大きさの異なる２つ以上の歯車を備えており、モータの回転軸と共に回転するカムからの回転が、歯車に伝達される機構となっている。減速機に適用される潤滑剤組成物は、その２つの歯車が噛み合う部分を含む領域に塗布され、入力側から出力側への回転の伝達効率を高める。
【００１８】
＜１−１．組成物の構成について＞
［基油］
基油としては、エステル油を含む。エステル油は、低温流動性、耐熱性、及び潤滑性に優れる。このように、エステル油を基油として含むことにより、粘性抵抗を軽減させることができ、動的条件によりせん断を加えたとき優れた流動性を発揮する。また、減速機に封入したときに伝達効率を向上させることができる。
【００１９】
エステル油としては、ポリオールエステル油、リン酸エステル油、ポリマーエステル油、芳香族エステル油、炭酸エステル油、ジエステル油、ポリグリコール油等が挙げられる。なお、これらのエステル油は単独で用いても、２種類以上を併用してもよい。
【００２０】
また、基油の動粘度（混合油の場合は混合油の動粘度）としては、４０℃において、１５ｍｍ２／ｓ〜５０ｍｍ２／ｓであることが好ましく、２０ｍｍ２／ｓ〜４０ｍｍ２／ｓであることがより好ましい。４０℃動粘度がこのような範囲であることにより、内部摩擦損失を低減することができ、また優れた耐熱性を奏する点から好ましい。
【００２１】
なお、基油としては、エステル油と共に、その他の合成油を混合させてもよいが、粘性抵抗を軽減させる効果を損なわせない範囲で含有させることが好ましい。
【００２２】
［増ちょう剤］
増ちょう剤としては、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム（Ｌｉ−Ｓｔ（ＯＨ））と、ステアリン酸リチウム（Ｌｉ−Ｓｔ）とを所定の重量比で含む。具体的には、Ｌｉ−Ｓｔ（ＯＨ）とＬｉ−Ｓｔとを重量比で１：９〜５：５の割合で含む。
【００２３】
ここで、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムは、せん断安定性や、耐熱性、耐水性等に優れた増ちょう剤であり、比較的少量で効果的にちょう度を調整することができる。
【００２４】
１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムは、原料として、１２−ヒドロキシステアリン酸と水酸化リチウム一水和物とを用いて、これらの化合物を脂肪酸である１２−ヒドロキシステアリン酸の融点付近の温度で直接反応させることによって得ることができる。
【００２５】
ステアリン酸リチウムは、分子構造中に水酸基を有さない増ちょう剤であり、上述した１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムと併用することによって、石鹸構造が安定化することが知られている。
【００２６】
本実施の形態に係る減速機潤滑剤組成物では、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとステアリン酸リチウムとを重量比で１：９〜５：５の割合で含むことを特徴としている。また、より好ましくは、重量比で２：８〜５：５の割合で含む。基油であるエステル油に対してこのような重量比で２種類の増ちょう剤を併用含有させた減速機潤滑剤組成物によれば、動的条件によりせん断を受けたときに有効に軟化して優れた流動性を奏するようになり、減速機において出力側への伝達効率を向上させることができる。
【００２７】
増ちょう剤の重量比に関して、上記の重量比の範囲を超えて、例えば１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムの重量割合が少なすぎると、離油度が高まり、安定的に潤滑性を維持することができなくなり、減速機に適用したときに伝達効率を安定化させることができない。一方で、上記の重量比の範囲を超えて、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムがリッチの重量割合になると、せん断を加えても有効に軟化せず、流動性が向上しない。これにより、減速機に適用したときにトルクの伝達効率が悪くなる。
【００２８】
減速機潤滑剤組成物中における増ちょう剤の含有量は、グリースのちょう度の設定条件にもよるが、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとステアリン酸リチウムとの合計含有量として、例えば、３質量％〜３０質量％程度であることが好ましく、５質量％〜１５質量％程度であることがより好ましい。
【００２９】
なお、減速機潤滑剤組成物においては、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム、ステアリン酸リチウムと共に、上述した所期の効果を損なわない範囲で、他の増ちょう剤を含有させることもできる。具体的に、増ちょう剤は、石鹸系と非石鹸系とに大別でき、石鹸系としては、例えば、他のリチウム石鹸、リチウム複合石鹸、カルシウム石鹸、カルシウム複合石鹸、アルミニウム石鹸、アルミニウム複合石鹸が挙げられる。また、非石鹸系としては、例えばウレア、ナトリウムテレフタラート、フッ素樹脂、有機ベントナイト、シリカゲル等が挙げられる。
【００３０】
［添加剤］
本実施の形態に係る減速機潤滑剤組成物では、上述した各成分に加え、更に、潤滑油やグリースに一般的に用いられている各種添加剤、例えば、極圧剤、耐摩耗剤、酸化防止剤、防錆剤、ポリマー添加剤等を必要に応じて配合することができる。また、上述した成分以外の摩擦調整剤、耐摩耗剤、及び固体潤滑剤等の添加剤を更に添加することもできる。これらの添加剤を含有させる場合の含有量は、それぞれ、減速機潤滑剤組成物の全量中において、０．１質量％〜１０質量％程度の割合とすることが好ましい。
【００３１】
なお、上述した添加剤は、基油と、増ちょう剤と共に、ベースグリースを構成する成分として含有させてもよいことは言うまでもない。
【００３２】
＜１−２．減速機潤滑剤組成物の物性について＞
上述した構成を有する減速機潤滑剤組成物（グリース組成物）は、例えば、波動歯車減速機等の減速機の内部（２つの歯車が噛み合う部分を領域等）に好適に用いられるものである。そして、動的条件によりせん断を受けたときに軟化して優れた流動性を奏し、減速機において出力側への伝達効率を向上させることができる。
【００３３】
減速機潤滑剤組成物において、ちょう度（混和ちょう度）としては、２２０〜４３０であることが好ましく、２６５〜３８５であることがより好ましく、３１０〜３５０であることが特に好ましい。混和ちょう度が２００未満であると、グリースが硬くなり流動抵抗が大きくなるため、例えば減速機に封入したときに伝達効率が低下する可能性がある。一方で、混和ちょう度が４３０を超えると、減速機に封入したときに、漏えいが発生する可能性がある。
【００３４】
なお、混和ちょう度は、製造後のグリース組成物のちょう度であり、例えば、ＪＩＳ  Ｋ２２２０（５．３）に準拠した方法により測定できる。
【００３５】
また、滴点としては、１５０℃以上であることが好ましく、１８０℃以上であることがより好ましい。滴点が１５０℃以上であることにより、減速機の運転中に基油が良好に保持されるようになることから好ましい。
【００３６】
なお、滴点は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０（８）に準拠した方法により測定できる。
【００３７】
また、離油度としては、例えば１００℃、２４時間の条件で、１０重量％以下であることが好ましく、５重量％以下であることがより好ましい。離油度が１０質量％以下であることにより、潤滑性を長期に亘って維持することができ、例えば減速機において優れた伝達効率を安定的に維持することができる。
【００３８】
なお、離油度は、ＪＩＳ  Ｋ２２２０（５．７）に準拠した方法により測定できる。
【００３９】
また、ロール安定度に関して、例えば８０℃、２時間の条件におけるちょう度変化量としては、＋５０〜＋１１０であることが好ましく、＋８０〜＋１１０であることがより好まし。ちょう度変化量が＋５０〜＋１１０であることにより、せん断後のグリースが減速機から漏えいすることを抑制することができ、好ましい。
【００４０】
なお、ロール安定度試験におけるちょう度の変化量は、ＡＳＴＭ  Ｄ  １８３１に準拠した方法により測定できる。
【００４１】
≪２．減速機潤滑剤組成物の製造方法≫
本実施の形態に係る減速機潤滑剤組成物は、上述したように、基油と増ちょう剤とを含むものであり、基油としてエステル油を含み、増ちょう剤として、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとステアリン酸リチウムとを重量比で１：９〜５：５の割合で含む。
【００４２】
このような潤滑剤組成物は、従来のグリースと同様に周知の方法により製造することができる。具体的に、その製造法として、直接けん化法と、混合法とが挙げられる。
【００４３】
直接けん化法では、例えば、基油中に１２−ヒドロキシステアリン酸と水酸化リチウム水溶液とを溶解し、撹拌しながら混合することによってけん化反応を生じさせて、１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムを合成する。次いで、撹拌を続けながら加熱して、合成した１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムを基油中に分散又は溶解させる。また同様にして、基油中に分散又は溶解させたステアリン酸リチウムについても合成する。
【００４４】
そして、基油中に分散又は溶解させた２種類の増ちょう剤の溶液を、所定の重量比となるように混合し、分散させた後、脱泡処理を施すことによって、潤滑剤組成物を得ることができる。なお、添加剤を含有させる場合、製造過程における添加剤の添加タイミングは特に限定されない。
【００４５】
混合法では、別々の処理で合成しておいた２種類の増ちょう剤（１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとステアリン酸リチウム）を所定の重量比となるようにそれぞれ秤量し、基油中に添加する。そして、加熱下で撹拌しながら混合し、基油中に増ちょう剤を分散又は溶解させた後、脱泡処理を施すことによって、潤滑剤組成物を得ることができる。なお、添加剤を含有させる場合、その添加タイミングとしては、基油中に増ちょう剤を添加する前であっても、同時であって、増ちょう剤の添加後であってもよい。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４７】
≪グリース組成物の製造≫
基油であるエステル油に、プリメイドの１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムとステアリン酸リチウムとを、下記表１に示す重量比となるように秤量して添加し、加熱下で撹拌しながら全溶解させた。全溶解を確認後、室温まで放冷して、７インチの３本ロールを用いて分散処理を行って（粒ゲージ：２０μｍ以下）、ベースグリースを調製した。
【００４８】
次に、撹拌釜に、製造したベースグリースを秤量後、酸化防止剤、腐食防止剤、耐荷重添加剤、固体潤滑剤、及び清浄分散剤を加えて撹拌した。なお、添加剤については、組成物中において、酸化防止剤が２．０質量％、腐食防止剤が０．２質量％、耐荷重添加剤が２．０質量％、固体潤滑剤が１．０質量％、清浄分散剤が１．６質量％の含有量となるように添加した。
【００４９】
その後、７インチの３本ロールで分散処理を行い、撹拌脱泡してグリース組成物を製造した。下記表１に、各実施例、比較例にて製造したグリース組成物の組成を示す。
【００５０】
【表１】
2019178278.tif 000002
【００５１】
≪評価について≫
各実施例、比較例にて製造したグリース組成物を用いて、せん断応力の測定、減速機における伝達効率の測定を行った。
【００５２】
［せん断応力の測定］
粘弾性測定装置（Ａｎｔｏｎ  Ｐａａｒ社製）を用いて、各実施例、比較例にて製造したグリース組成物の貯蔵弾性率（Ｇ’）及び損失弾性率（Ｇ’’）を、下記の条件で測定し、Ｇ’＜Ｇ’’となるせん断応力を算出した。
（条件）  測定治具    ：コーンプレート（φ２５ｍｍ）
ギャップ    ：０．０５１ｍｍ
周波数      ：１５Ｈｚ
ひずみ      ：０．００１〜２００％
温度        ：２５℃、−３０℃
【００５３】
［伝達効率の測定］
波動歯車減速機（日本電産シンポ株式会社製，ＦＬＥＸＷＡＶＥ）を用い、各実施例、比較例にて製造したグリース組成物を、歯車が噛み合う部分の領域にそれぞれ３６ｇ塗布し、下記の条件で出力トルクを測定して、出力トルク／理論トルクに基づいて伝達効率を算出した。
（条件）  減速機型式    ：ＷＰＵ−６３−１００
減速比        ：１００
回転数        ：５００ｒｐｍ
負荷トルク    ：８７Ｎｍ
測定温度      ：２５℃
【００５４】
［その他］
なお、各実施例、比較例にて製造したグリース組成物のそれぞれに関して、目視での外観観察、混和ちょう度（２５℃、ＪＩＳ  Ｋ２２２０（５．３）：２０１３に準拠）、滴点（ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０（８）に準拠）、離油度（１００℃，２４ｈ、ＪＩＳ  Ｋ２２２０（５．７）：２０１３に準拠）、ロール安定度（８０℃，２ｈ、ＡＳＴＭ  Ｄ  １８３１に準拠）についても測定した。
【００５５】
≪結果≫
下記表２に、測定結果をまとめて示す。なお、表２中の伝達効率の欄において、「出力トルク／理論トルク×１００」で表される伝達効率（％）が、８９％以上である場合を『○』とし、８５％以上８９％未満である場合を『△』として評価した。
【００５６】
【表２】
2019178278.tif 000003
【００５７】
表２の結果に示されるように、実施例１〜実施例３のグリース組成物においては、貯蔵弾性率（Ｇ’）＜損失弾性率（Ｇ’’）となるせん断応力が小さく、せん断を加えることによって有効に軟化し、流動性が向上することが分かった。また、減速機の実機を用いた伝達効率試験においても８９％以上の良好な伝達効率を発揮した。
【００５８】
なお、減速機を用いた伝達効率の試験では、各実施例及び比較例において、塗布したグリース組成物が歯車の領域から漏れることはなかった。