(57)【要約】【課題】  低粘度であり、幅広い温度範囲で長期にわたって優れた潤滑性を有し、摩耗、クリアランス音を低減させる含浸軸受油；これを含浸させた含浸軸受；及び上記含浸軸受油の使用を提供すること。【解決手段】  基油、植物油脂及び銅腐食防止剤を含有する含浸軸受油；これを含浸させた含浸軸受；及び上記含浸軸受油の使用。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油、植物油脂及び銅腐食防止剤を含有する含浸軸受油。
【請求項２】
さらに清浄分散剤を含む請求項１記載の含浸軸受油。
【請求項３】
基油がポリ−α−オレフィンである請求項１又は２記載の含浸軸受油。
【請求項４】
基油の粘度が、４０℃で２０〜５０mm2／sである請求項１〜３のいずれか１項記載の含浸軸受油。
【請求項５】
銅腐食防止剤が、ベンゾトリアゾール誘導体である請求項１〜４のいずれか１項記載の含浸軸受油。
【請求項６】
植物油脂の配合量が0.01〜5.0質量％である請求項１〜５のいずれか１項記載の含浸軸受油。
【請求項７】
銅腐食防止剤の配合量が0.01〜5.0質量％である請求項１〜６のいずれか１項記載の含浸軸受油。
【請求項８】
洗浄分散剤が金属サリシレートである請求項２〜７のいずれか１項記載の含浸軸受油。
【請求項９】
洗浄分散剤の配合量が0.01〜10.0質量％である請求項２〜８のいずれか１項記戴の含浸軸受油。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項記載の含浸軸受油を含浸させた含浸軸受。
【請求項１１】
モータ用焼結含浸軸受である請求項１０記載の含浸軸受。
【請求項１２】
モータ用焼結含浸軸受、又はモータ接点の摺動潤滑に用いる請求項１〜９のいずれか１項記載の含浸軸受油の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含浸軸受油及びそれを含浸させた軸受に関し、さらに詳細には、例えば通信機器用振動モータ、ＡＶ機器用のスピンドルモータ等、含浸軸受に含浸させて使用する潤滑油の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
含浸軸受とは. 多孔質の材料に潤滑剤を含浸させた軸受である。金属系の軸受である焼結含浸軸受は、滑り軸受の１種であり取扱い性がよく、量産性に優れた低価格軸受で、現在では家電製品、画像、音響機器、ＯＡ、情報機器、自動車、精密機械などの摺動部品として広く使用されている。
また近年、焼結含浸軸受内面に動圧用の溝加工部等を有し、潤滑剤を充填した動圧型含浸軸受も精密・高信頼性軸受として使用されている。
含浸油には、鉱油または炭化水素系、フッ素系、エステル系、エーテル系などの合成油や液状グリースなどが用いられている。一般に、低粘度の潤滑剤が高速、軽荷重で使用され、高粘度の潤滑剤が低速、高荷重条件で使用される。また添加剤としては、アルキルジチオリン酸亜鉛（Ｚｎ−ＤＴＰ）や、イオウ、リン系の極圧剤、あるいはアルコール、脂肪酸エステル等の油性剤及び酸化防止剤や防錆剤が使用されてきた。
【０００３】
例えば、ポリ−α−オレフィンまたはその水素化物を基油とし、リン酸エステルを配合したもの（例えば、特許文献１参照）、ポリ−α−オレフィンを基油とし、炭素数１４〜２０の脂肪族１価アルコールを組成物全体の１〜１２質量％含有させたもの（例えば、特許文献２参照）等が挙げられる。
しかしながら、潤滑剤としては、回転時のトルク（軸ロス）低減のためには、低粘度であることが望ましいが、低粘度化に伴い、長時間の使用により油が消耗し金属接触が発生する。また起動直後にも軸受と軸の間に十分に油が存在しないため金属接触が発生する。これらの金属接触は、軸受の異常摩耗、クリアランス音等の発生の原因となる。
【０００４】
【特許文献１】特開平11-269475号公報
【特許文献２】特開2002-310156
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の目的は、低粘度であり、幅広い温度範囲で長期にわたって優れた潤滑性を有し、摩耗、クリアランス音を低減させる含浸軸受油を提供することである。
本発明の他の目的は、モータの軸ロス（回転時のトルク）を低減するとともに、クリアランス音等の発生を低減させ、モータの耐久性と安定性を向上させることができる含浸軸受油を提供することである。
本発明のさらに他の目的は上記含浸軸受油を含浸させた含浸軸受を提供することである。
本発明のさらに他の目的は上記含浸軸受油の使用を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の含浸軸受油、それを含浸させた含浸軸受、及びその使用を提供するものである。
１．基油、植物油脂及び銅腐食防止剤を含有する含浸軸受油。
２．さらに清浄分散剤を含む上記１記載の含浸軸受油。
３．基油がポリ−α−オレフィンである上記１又は２記載の含浸軸受油。
４．基油の粘度が、４０℃で２０〜５０mm2／sである上記１〜３のいずれか１項記載の含浸軸受油。
５．銅腐食防止剤が、ベンゾトリアゾール誘導体である上記１〜４のいずれか１項記載の含浸軸受油。
６．植物油脂の配合量が0.01〜5.0質量％である上記１〜５のいずれか１項記載の含浸軸受油。
７．銅腐食防止剤の配合量が0.01〜5.0質量％である上記１〜６のいずれか１項記載の含浸軸受油。
８．洗浄分散剤が金属サリシレートである上記２〜７のいずれか１項記載の含浸軸受油。
９．洗浄分散剤の配合量が0.01〜10.0質量％である上記２〜８のいずれか１項記戴の含浸軸受油。
１０．上記１〜９のいずれか１項記載の含浸軸受油を含浸させた含浸軸受。
１１．モータ用焼結含浸軸受である上記１０記載の含浸軸受。
１２．モータ用焼結含浸軸受、又はモータ接点の摺動潤滑に用いる上記１〜９のいずれか１項記載の含浸軸受油の使用。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の含浸軸受油は、低粘度であるため回転時のトルクが低く、クリアランス音の軽減が可能であり、長時間使用した場合でも優れた潤滑性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の軸受油に使用する基油は、特に限定されるものではなく、鉱油、あるいは合成油系のいずれのものでも用いることができる。
鉱油としては、例えばパラフィン系あるいはナフテン系原油を常圧蒸留するか、あるいは常圧蒸留の残渣油を減圧蒸留して得られる留出油、あるいは、これを常法に従って精製することにより得られる精製鉱油が挙げられる。
合成油としては、例えば、ポリ−α−オレフィン(ＰＡＯ)、ポリブテン、ポリイソブチレン、アルキルベンゼン、ポリオールエステル、ジエステル、シリコーンオイル、ポリカーボネート、フェニルエーテルなどが挙げられる。なかでもポリ−α−オレフィンが熱安定性、酸化安定性、温度−粘度特性、樹脂材との適合性の点でより好ましい。
上記した各種の基油は、それぞれ単独で使用し、あるいは二種以上組み合わせて使用することができる。
【０００９】
基油の粘度については、軸ロスを低減するためには、低粘度化が必要であり、良好な潤滑性を維持するためには４０℃における動粘度が、好ましくは１〜4600 mm2/sのものが望ましい。しかし、低粘度の基油は高温に長時間さらされた場合、基油自身に含まれる低分子量成分の蒸発が起こりうる。そのため、本発明に使用する基油の粘度は、さらに好ましくは１０〜１００mm2/sであり、特に好ましくは２０〜５０mm2/sである。
【００１０】
軸受起動時などの油が軸受と軸の間に十分に存在しない場合、金属接触が起こる状況にあり、いわゆる境界潤滑の状態になる。この状態において金属間の直接接触を避け摩擦、摩耗を低減する手法として耐荷重添加剤が使用される。耐荷重添加剤は、金属表面に吸着して潤滑膜を形成するタイプと、金属と化学的に反応して潤滑膜を形成するタイプの二種類に大別される。金属と反応するタイプのものとしては、イオウ、リン系の化合物が挙げられるが、これらの化合物は高温状態となった場合金属材料を腐食させる事が知られており、特にモータ軸受周囲の接点に使用されている銀材料に対してはイオウを含む添加剤は使用できない。そのため本発明の含浸軸受油に使用する添加剤は、分子構造中にイオウを含まない添加剤である。
上記の金属表面に吸着し潤滑膜を形成するタイプの添加剤としては、焼結含浸軸受の主成分である鉄及び銅に選択的に吸着する金属依存性のある添加剤を用いる。それらの添加剤は金属表面に十分に残存することによりダンパー的な効果を発揮することが期待される。
【００１１】
本発明において使用する植物油脂は、焼結軸受材に含まれる鉄成分に選択的に吸着する添加剤として作用するものである。植物油脂としては、例えば大豆油、菜種油、綿実油、コメ油、ヒマシ油、ヤシ油、パーム油、落花生油等が挙げられ、好ましいものはヒマシ油、ヤシ油、パーム油であり、特に好ましいものはパーム油である。また、油脂中の脂肪酸の二重結合に水素を付加させ、酸化及び熱安定性を向上させた水素添加油脂（一般に硬化油と呼ばれる）を本発明において植物油脂として使用することも出来る。これらは、単独または二種類以上混合して用いられる。
本発明の含浸軸受油中、植物油脂の含有量は、好ましくは0.01〜10.0質量％、さらに好ましくは0.05〜5.0質量％である。0.01質量％未満では添加効果が充分でなく、10.0質量％を超えると粘度が急激に上昇する傾向がある。
【００１２】
本発明において使用する銅腐食防止剤は、焼結軸受材に含まれる銅成分に選択的に吸着する添加剤として作用するものである。銅腐食防止剤としてはベンゾトリアゾール及びその誘導体、ベンゾイミダゾール及びその誘導体、アルキルジチオベンゾイミダゾール及びその誘導体などが挙げられる。これらは、銅や銅合金表面上で、選択的に緻密な重合皮膜を形成しこれが潤滑膜となって摩耗を抑制すると考えられる。中でもベンゾトリアゾール誘導体は、イオウを含んでおらず特に好ましい。具体例としては、城北化学工業製 BT-LX、TB-GL、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 Irgmet30, Irgamet39等が挙げられる。これらは、単独または二種類以上混合して用いられる。
本発明の含浸軸受油中、銅腐食防止剤の含有量は、好ましくは0.01〜5.0質量％、さらに好ましくは0.05〜2.0質量％である。0.01質量％未満では添加効果が充分でなく、5.0質量％を超えると沈殿物が生成する傾向がある。
【００１３】
本発明の含浸軸受油にはさらに、含浸軸受油中に生成あるいは混入した劣化物の堆積を防止または抑制するための洗浄分散剤を含有させることが望ましい。このような洗浄分散剤としては、無灰型としてコハク酸イミド及びその誘導体及び金属型として金属スルホネート、金属フェネート及び金属サリシレートが挙げられる。特にカルシウムサリシレートは分子中にフェノール基を持ち酸化防止性能を有するとともに、直鎖のアルキル基を親油基としているため摩擦力を低減する効果が大きく好ましい。カルシウムサリシレートの例としては、オスカ化学製 OSCA438B、インフィニアム製 C7101等が挙げられる。これらは、単独または二種類以上混合して用いられる。
本発明の含浸軸受油中、洗浄分散剤の含有量は、好ましくは0.01〜10.0質量％、さらに好ましくは0.5〜5.0質量％である。0.01質量％未満では添加効果が充分でなく、10.0質量％を超えると粘度が上昇する傾向がある。
【００１４】
また本発明の含浸軸受油には、必要に応じて酸化防止剤を配合することができる。ここで用いられる酸化防止剤としては、アミン系酸化防止剤として、例えば、ｐ−アルキル置換ジフェニルアミンやフェノール−α−ナフチルアミンが挙げられ、フェノール系酸化防止剤としては、例えば、２，６−ジターシャリーブチル−ｐ−クレゾールが挙げられる。これらは、単独または二種類以上混合して用いられる。
本発明の含浸軸受油中、酸化防止剤の含有量は、好ましくは0.01〜5.0質量％、さらに好ましくは0.5〜3.0質量％である。0.01質量％未満では添加効果が充分でなく、5.0質量％を超えると沈殿物が生成する傾向がある。
【００１５】
本発明の含浸軸受油には、その性能を向上させるため防錆剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤等の添加剤の１種または２種以上を適宜配合することも可能である。これらの添加剤は、通常含浸軸受油に対して好ましくは、0.01〜１０質量％、さらに好ましくは、０．１〜５質量％添加される。
【００１６】
以下実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１〜４、比較例１〜７
表１及び２に示す成分を表１及び２に示す質量比率で混合し、含浸軸受油を製造した。比較例６及び７は市販の含浸軸受油である。使用した基油の動粘度及び蒸発減量、並びに含浸軸受油の摩擦係数及びこれを直流モータの軸受に使用し、その電流値を調べた。
【００１７】
動粘度
ウベローデ粘度計による、４０℃における測定値である。
蒸発減量
試料油５ｇを２０mlガラス瓶に秤量し、１２０℃の恒温槽に５００時間静置した後、試料油質量を測定する。蒸発減量は、［（加熱前の試料質量−加熱後の試料質量）／加熱前の試料質量］×１００（質量％）により算出した。
【００１８】
摩擦係数
往復動摩擦摩耗試験機（ＴＥ−７７）を用いて評価した。試験方法を以下に示す。
テストピース    ボール    直径１７．５ｍｍ（ＳＵＪ−２）
プレート  直径１１ｍｍ×厚み５ｍｍ（含浸材：鉄２４〜６８質量％、残りは銅、錫、亜鉛及び炭素からなる焼結合金）
試験条件        荷重      ５０Ｎ
周波数    １Ｈｚ
振幅      ０．８ｍｍ
時間      ５分
温度      ２５℃
測定項目        摩擦係数
【００１９】
電流値
実モータの回転時に発生する電流値を用いて評価した。すなわち、モータのシャフトの先に１０ｇ又は１００ｇの分銅を吊り下げた状態にしてモータを回転させ、回転時に発生する電流値を測定した。測定条件を以下に示す。
使用モータ      直流モータ（松下モータ社製直流モータPNN1３））
試験条件        回転数    10000 rpm
電圧      ６Ｖ
時間      ５分
試験油充填      ラジアル側含浸材（鉄２４〜６８質量％、残りは銅、錫、亜鉛及び炭素からなる焼結合金）に試験油を滴下し評価を開始した。
測定項目        電流値
結果を表１及び２に示す。
【００２０】
【表１】
2005179571.tif 000002
ＰＡＯ４：１００℃の動粘度が4mm2/sのポリ−α−オレフィン
ＰＡＯ６：１００℃の動粘度が6mm2/sのポリ−α−オレフィン
ＰＡＯ１０：１００℃の動粘度が10mm2/sのポリ−α−オレフィン
ベンゾトリアゾール誘導体：城北化学工業株式会社性ＢＴ−ＬＸ
【００２１】
【表２】
2005179571.tif 000003
【００２２】
比較例６（市販品１）：低粘度と中粘度ポリ−α−オレフィンの混合物を基油とし、酸化防止剤、銅腐食防止剤を含む含浸軸受油
比較例７（市販品２）：ポリエステル油を基油とし、リン系の極圧剤、酸化防止剤を含む含浸軸受油
【００２３】
実施例１〜４の含浸軸受油は、動粘度が低く、摩擦係数も低いため、モータでの電流値は低い値を示している。また蒸発減量が少ないため、長時間使用した場合の安定性にも優れている。
これに対して比較例１は、基油の粘度が低いため、蒸発減量が大きくなり長時間の安定性に劣る。
比較例２〜３は、蒸発減量は小さいが、添加剤を含んでいないため電流値が高い。
比較例４は、植物油脂の替わりに合成エステルを用いているため、摩擦係数が高い。
比較例５は、銅腐食防止剤を含んでいないため電流値が高い。
比較例６（市販品１）は、低粘度のPAOと中粘度のPAOの混合物を、比較例７（市販品２）は低粘度のポリエステルを使用しているため、実施例と比較して蒸発減量は大きく、また電流値も高い。