(57)【要約】　　　（修正有）【課題】オイルエア潤滑装置において、十分な潤滑性能が得られることは勿論のこと、使用する潤滑油の環境に対する負荷を極力抑える。【解決手段】空気供給装置から供給される空気と、潤滑油供給装置から供給される潤滑油とをミキシングバルブ４で混合し、得られた空気混合潤滑油を被潤滑軸受１１に吹き付けるオイルエア潤滑装置において、前記潤滑油が下記一般式（１）で表される炭酸エステル油を５０質量％以上の割合で含む油、または生分解性を有する油であることを特徴とするオイルエア潤滑装置。Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−Ｒ２　　　　　（１）（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数６〜３０の飽和または不飽和の、直鎖または分岐アルキル基であり、互いに同一でもよいし、異なっていてもよい。）【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気供給装置から供給される空気と、潤滑油供給装置から供給される潤滑油とをミキシングバルブで混合し、得られた空気混合潤滑油を被潤滑軸受に吹き付けるオイルエア潤滑装置において、
前記潤滑油が下記一般式（１）で表される炭酸エステル油を５０質量％以上の割合で含む油、または生分解性を有する油であることを特徴とするオイルエア潤滑装置。
Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−Ｒ２　　　　　（１）
（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数６〜３０の飽和または不飽和の、直鎖または分岐アルキル基であり、互いに同一でもよいし、異なっていてもよい。）
【請求項２】
潤滑油と接触する部位に使用されるシール部材が、フッ素系エラストマー製またはフルオロシリコーン系エラストマー製であることことを特徴とする請求項１記載のオイルエア潤滑装置。
【請求項３】
生分解性潤滑油が、ジエステル油０〜１０質量％と、ポリオールエステル油０〜１００質量％と、動植物油０〜１００質量％と、４０℃における動粘度が３０ｍｍ２／ｓ以下である合成炭化水素油または４０℃における動粘度が３０ｍｍ２／ｓ以下であるパラフィン系鉱油０〜１００質量％とからなることを特徴とする請求項１記載のオイルエア潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等において高速回転する主軸または主軸軸受の潤滑に使用されるオイルエア潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械等において高速回転する主軸または主軸軸受の潤滑に使用されるオイルエア潤滑装置として、種々のものが開示されている。図１はその一例を示す概略構成図であるが、図示されるように、圧縮空気供給源１には電磁開閉弁２が接続されており、電磁開閉弁２の一方の出口は空気管３を通ってミキシングバルブ４の可変絞り弁４ａに接続し、他方の出口は、タイマ５で制御される電磁開閉弁６を介して空気圧ポンプ７に接続している。空気圧ポンプ７は、油槽８に貯蔵された潤滑油を、油管９を通じてミキシングバルブ４の定量弁４ｂに供給するようになっている。そして、油管９を経由して供給された潤滑油は、ミキシングバルブ４にて、空気管３から供給された空気と混合されて空気混合潤滑油となり、供給ノズル１２の噴射口１３から被潤滑軸受１１（例えば玉軸受）の外輪１４と内輪１５との間に噴射される。尚、図中の符号１６は玉であり、符号１７は保持器である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のオイルエア装置では、被潤滑軸受１１に噴射された後の潤滑油は、回収した後、廃棄されるのが一般的であり、コスト面から鉱油が広く用いられている。廃棄量を削減するために、回収後に適当な浄化処理等を行って再利用することも行われているが、特に近年では工作機械が高速運転されているため、被潤滑軸受１１もかなり高温になってきており、使用済みの潤滑油は劣化が激しく、再利用が困難になってきている。
【０００４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、オイルエア潤滑装置において、十分な潤滑性能が得られることは勿論のこと、使用する潤滑油の環境に対する負荷を極力抑えることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、　空気供給装置から供給される空気と、潤滑油供給装置から供給される潤滑油とをミキシングバルブで混合し、得られた空気混合潤滑油を被潤滑軸受に吹き付けるオイルエア潤滑装置において、
前記潤滑油が下記一般式（１）で表される炭酸エステル油を５０質量％以上の割合で含む油、または生分解性を有する油であることを特徴とするオイルエア潤滑装置を提供する。
Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−Ｒ２　　　　　（１）
（式中、Ｒ１、Ｒ２は炭素数６〜３０の飽和または不飽和の、直鎖または分岐アルキル基であり、互いに同一でもよいし、異なっていてもよい。）
【０００６】
尚、本発明において「生分解性を有する油」とは、ＣＥＣ−Ｌ−３３−Ａ−９３試験による２１日間生分解率で７０％以上の油を意味する。また、以降の説明では、このような生分解性を有する油を「生分解性潤滑油」と呼ぶ。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のオイルエア潤滑装置に関して詳細に説明する。
【０００８】
本発明において、オイルエア潤滑装置の構成や構造には制限はなく、例えば図１に示したオイルエア潤滑装置を例示することができる。そして、使用する潤滑油として、下記一般式（１）で表される炭酸エステル油を５０質量％以上の割合で含む油、または生分解性潤滑油を用いる。
Ｒ１−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−Ｒ２　　　　　（１）
【０００９】
一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２は炭素数６〜３０の飽和または不飽和の、直鎖または分岐アルキル基であり、互いに同一でもよいし、異なっていてもよい。好ましくは、Ｒ１、Ｒ２は独立して炭素数１８〜３０の飽和または不飽和の、直鎖または分岐アルキル基であり、分岐アルキル基としては−ＣＨ２ＣＨＲ３Ｒ４で表されるものが好ましく、Ｒ３は炭素数１〜１２の飽和直鎖アルキル基であり、Ｒ４は炭素数４〜１７の飽和直鎖アルキル基である。
【００１０】
上記の炭酸エステル油は表面張力が小さく、金属に対する濡れ性及び吸着性が良いため、被潤滑軸受１１の軌道面や転動面に均一に行き渡り、軌道面と転動面との接触部の摩擦・摩耗特性を改善する効果が得られる。特に、高速回転時には、遠心力により潤滑油が外方に飛ばされやすいため、特に効果的となる。また、上記の炭酸エステル油は、４０℃における動粘度が１０〜４０ｍｍ２／ｓ、特に１６〜３２ｍｍ２／ｓであることが好ましい。このような粘度の炭酸エステル油を用いることにより、高速運転時における被潤滑軸受１１の温度上昇が抑えられ、潤滑油自体の劣化も抑えられるため、結果として同一潤滑油の使用期間が長くなり、潤滑油の消費量及び廃棄量が削減されて環境への負荷が軽減される。このような効果を得るために、上記の炭酸エステル油を潤滑油全量の５０質量％以上となるように配合する。
【００１１】
尚、上記の炭酸エステル油と併用される他の潤滑油には制限はないが、相溶性や親和性等を考慮すると、鉱油、ポリα−オレフィン油等の合成炭化水素油、炭酸エステル油以外のエステル系合成油、エーテル系合成油等が好ましい。
【００１２】
一方、潤滑油として生分解性潤滑油を用いた場合には、その生分解によって人体や環境に無害な成分に分解されるため、廃棄処分に特に好適となる。特に好適な生分解性潤滑油としては、下記の組成からなるものである。尚、▲１▼〜▲４▼の各成分は、何れもそれ自体で７０％以上のＣＥＣ−Ｌ−３３−Ａ−９３試験による生分解性を有する。
▲１▼ジエステル油：０〜１０質量％
▲２▼ポリオールエステル油：０〜１００質量％
▲３▼動植物油：０〜１００質量％
▲４▼４０℃における動粘度が３０ｍｍ２／ｓ以下である合成炭化水素油、または４０℃における動粘度が３０ｍｍ２／ｓ以下であるパラフィン系鉱油：０〜１００質量％
【００１３】
上記ジエステル油として好適な例としては、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）、ジイソブチルアジペート（ＤＩＢＡ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）、ジオクチルアジペート（ＤＯＺ）、ジブチルセバケート（ＤＢＳ）、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）、メチル・アセチルリシノレート（ＭＡＲ−Ｎ）等が挙げられる。
【００１４】
上記ポリオールエステル油として好適な例としては、以下の一般式（２）で表されるトリメチロールプロパンエステルまたは一般式（３）で表されるペンタエリスリトールエステルが挙げられる。
【００１５】
【化１】
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【００１６】
一般式（２）、（３）において、Ｒ５〜Ｒ１１は同一でも異なっていてもよく、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基等の炭素数４〜１６、好ましくは６〜１４の直鎖又は分枝アルキル基を表す。特に好適なポリオールエステル油としては、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等が挙げられる。また、これらのポリオールエステル油は、複数種を組み合わせてもよい。
【００１７】
上記動植物油としては、トリグリセリド構造をもつものがほぼ１００％の生分解性を有することから好ましい。中でも、潤滑油としての適度な流動点を有することから、脂肪酸組成の主成分がモノ不飽和脂肪酸（なたね油、ヒマワリ油等）やポリ不飽和脂肪酸（大豆油等）が好適である。
【００１８】
上記合成炭化水素油としては、ポリブテン、１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー等のポリα−オレフィンまたはこれらの水素化物のうち、４０℃における動粘度が３０ｍｍ２／ｓ以下のものであり、特に２５ｍｍ２／ｓ以下のものが好適に用いられる。
【００１９】
上記パラフィン系鉱油としては、石油精製業の潤滑油製造プロセスで通常行われている方法により得られる、例えば、原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分を溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の処理を１つ以上行って精製したものが好ましく、このうち、４０℃における動粘度が３０ｍｍ２／ｓ以下、好ましくは２５ｍｍ２／ｓ以下のものを用いる。
【００２０】
また、上記の炭酸エステル油を含む潤滑油及び生分解性潤滑油とも、潤滑油全体としての粘度は、十分な潤滑性を確保するために、４０℃における動粘度が２〜４０ｍｍ２／ｓ、特に３〜３５ｍｍ２／ｓであることが好ましく、それぞれの配合を調整する。
【００２１】
また、上記の炭酸エステル油を含む潤滑油及び生分解性潤滑油には、それぞれの効果を損なわない範囲で、必要に応じて公知の各種添加剤を添加することができる。この添加剤としては例えば、アミン系、フェノール系、イオウ系、ジチオリン酸亜鉛等の酸化防止剤；塩素系、イオウ系、リン系、ジチオリン酸亜鉛、有機モリブデン化合物等の極圧剤；脂肪酸等の油性剤；石油スルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、ソルビタンエステル等の防錆剤；ベンゾトリアゾール、ベンゾチアジアゾール等の金属不活性化剤等が挙げられ、これらを単独又は２種以上組み合わせて含むことができる。
【００２２】
尚、エステル油系の潤滑油はニトリル系のゴムを膨潤させる傾向があるため、１０質量％を上回る配合量でジエステル油を含む生分解性潤滑油、並びに上記の炭酸エステル油を含む潤滑油を使用する場合は、オイルエア潤滑装置のシール部材、例えばパッキン、Ｏ−リング、オイルシール等をフッ素系エラストマー製またはフルオロシリコーン系エラストマー製とすることが好ましい。これにより、潤滑油の持つ特性を有するとともに、シール性能を長期に維持できるオイルエア潤滑装置が得られる。
【００２３】
【実施例】
［試験−１］
表１に示す配合の潤滑油をガラスシャーレに入れ、その中にニトリルゴム製Ｏ−リング及びフッ素ゴム製Ｏ−リングを浸漬し、１２５℃で７０時間静置した後取り出して、各Ｏ−リングの外径を測定してその変化率を求めた。尚、ジエステル油としてジオクチルセバケート（ＤＯＳ）を用い、ポリオールエステル油としてチバガイギー製「ＲＥＯＬＵＢＥ　ＬＰＥ６０２」（４０℃における動粘度３３ｍｍ２／ｓ、１００℃における動粘度５．９ｍｍ２／ｓ）を用い、合成炭化水素油としてポリα−オレフィン油を用いた。結果を表１に示す。また、各潤滑油について、ＣＥＣ−Ｌ−３３−Ａ−９３試験に基づき生分解率％（２１日値）を測定した。結果を表１に併記する。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１に示すように、ジエステル油を１０質量％以下の割合で含むポリオールエステル油（潤滑油１）、ポリオールエステル油（潤滑油２、１０）、なたね油（潤滑油３）、４０℃における動粘度が３０ｍｍ２／ｓ以下の合成炭化水素油（潤滑油４，５）は、何れも生分解率に優れることに加え、フッ素ゴム製Ｏ−リング、更にはニトリルゴム製Ｏ−リングへの影響も少なく、本発明のオイルエア潤滑装置に好適であることがわかる。
【００２６】
これに対し、ジエステル油を２０質量％含むポリオールエステル油（潤滑油６）及びジエステル油単独（潤滑油８）では、生分解性に優れるものの、ニトリルゴム製Ｏ−リングを大きく膨潤させている。しかし、フッ素ゴム製Ｏ−リングでは膨潤が少ないことから、ジエステル油を１０質量％を超えて含む生分解性潤滑油を用いる場合は、オイルエア潤滑装置のシール部材としてフッ素系エラストマー製のものを用いることが好ましいといえる。また、一般式（１）で表される炭酸エステル油（潤滑油１１）に対しても、フッ素ゴム製Ｏ−リングの使用は有効であることがわかる。
【００２７】
また、トリメリット酸エステル（潤滑油７）及び４０℃における動粘度が３０ｍｍ２／ｓを超える合成炭化水素油（潤滑油９）は、ともに生分解性に劣っており、本発明のオイルエア潤滑装置には不適である。特に、トリメリット酸エステル（潤滑油７）では、ニトリルゴム製Ｏ−リングの膨潤も大きくなっている。
【００２８】
［試験−２］
図１に示すオイルエア潤滑装置を用い、被潤滑軸受１１として日本精工（株）製転がり軸受「型番７２０７（内径３５ｍｍ、外径７２ｍｍ、幅１７ｍｍ）」を組み込み、雰囲気温度２５℃、予圧７８０Ｎとして外輪回転速度１２０００ｍｉｎ−１にて連続回転させながら表２に示す潤滑油を供油量０．０３ｍＬ／８分の割合で吹き付けた。そして、回転開始９０分後に外輪外径面の温度を測定し、回転前からの上昇値を求めた。結果を表２に併記する。
【００２９】
【表２】
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【００３０】
表２に示すように、一般式（１）で表される炭酸エステル油を５０質量％以上含む潤滑油（潤滑油１２〜１７）は、同粘度の鉱油や合成炭化水素油（潤滑油１８〜２６）に比べて、温度上昇を抑える効果があることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のオイルエア潤滑装置では、生分解性潤滑油または一般式（１）で表される炭酸エステル油を５０質量％以上含有する潤滑油を用いたことにより、潤滑性能を維持しつつ、環境への負荷を極力抑えることができる。特に、フッ素系エラストマー製またはフルオロシリコーン系エラストマー製のシール部材を用いることにより、シール性能も長期にわたり良好に維持できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明並びに従来のオイルエア潤滑装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１　圧縮空気供給源
２，６　電磁開閉弁
３　空気管
４　ミキシングバルブ
５　タイマ
７　空気圧ポンプ
８　油槽
９　油管
１０　圧力計
１１　被潤滑軸受（玉軸受）
１２　供給ノズル
１３　噴射口
１４　外輪
１５　内輪
１６　玉
１７　保持器
【図１】
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