(57)【要約】      （修正有）【課題】軸受において水素脆性による転走面での剥離を効果的に防止できる潤滑油組成物を提供する。【解決手段】軸受部に用いられる潤滑油組成物であって、モリブデン酸塩および有機酸塩を含有し、該モリブデン酸塩がモリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウムおよびモリブデン酸リチウムから選ばれた少なくとも一つのモリブデン酸塩であり、有機酸が炭素数１から炭素数２０の有機酸のナトリウム塩であり、軸受部における摩擦摩耗面または摩耗により露出した鉄系金属新生面において酸化鉄とともにモリブデン化合物を含有する膜を形成する。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受部に用いられる潤滑油組成物であって、該潤滑油組成物はモリブデン酸塩および有機酸塩を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
【請求項２】
前記モリブデン酸塩がモリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウムおよびモリブデン酸リチウムから選ばれた少なくとも一つのモリブデン酸塩であることを特徴とする請求項１記載の潤滑油組成物。
【請求項３】
前記有機酸塩が炭素数１から炭素数２０の有機酸のナトリウム塩であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の潤滑油組成物。
【請求項４】
軸受部に用いられる潤滑油組成物であって、該潤滑油組成物は、軸受部における摩擦摩耗面または摩耗により露出した鉄系金属新生面において酸化鉄とともにモリブデン化合物を含有する膜を形成できるモリブデン酸塩を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
【請求項５】
軸受部に用いられる潤滑油組成物であって、該潤滑油組成物は、過マンガン酸塩を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
【請求項６】
前記過マンガン酸塩が過マンガン酸カリウムであることを特徴とする請求項５記載の潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧モータや油圧ポンプなどの軸受部に使われる潤滑油に関し、特に軸受の転走面に生じる白色組織変化を伴う早期剥離現象の抑制を図った潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧モータや油圧ポンプ、アクスル遊星部には、一般的にギアオイルや油圧作動油で潤滑される軸受が使用されている。これらのオイルには、一般的には鉱油や水−グリコール系作動油が用いられている。
近年、ギアオイルや油圧作動油で潤滑される軸受の使用条件が高速・高荷重など過酷化するのに伴い、軸受の転走面に白色組織変化を伴った剥離が早期に発生し問題となっている。
【０００３】
このような早期に発生する白色組織変化を伴った特異な剥離は、通常の金属疲労により生じる転走面内部からの剥離と違い、転走面表面の比較的浅い部分から生じる破壊現象であり、水素を原因とする水素脆性であると考えられる。この剥離の原因となる水素は、潤滑油の分解により発生する。潤滑油からの水素の発生は、（１）熱やせん断による分解、（２）摩耗により生成される金属新生面を触媒とする分解反応、の２つの原因が考えられる。このように発生した水素は容易に軸受鋼内部に侵入し、水素脆性による剥離を生じさせる。水素発生に対して上記（１）（２）のどちらの影響が大きいかは軸受の使用条件によると考えられるが、（２）が主原因の場合、摩耗により生成される金属新生面の露呈時間を短くする、すなわち生成した金属新生面をすぐに不活性な状態にできる添加剤が水素発生の抑制には望ましい。
【０００４】
従来このような知見に基づく水素脆性剥離の防止対策として、転走面に黒染め処理法を用いて酸化被膜を形成したもの（特許文献１参照）、グリース封入軸受において、転走面に摩耗によって生じる新生面に酸化被膜を形成するため、グリース中に不動態化剤を添加したもの（特許文献２参照）、または、軸受の軌道輪の材料自体にＣｒなどを含有させることにより、転走面において酸化被膜を形成し剥離を防止するもの（特許文献３参照）などがある。
しかしながら、転動体との摩擦摩耗により剥がれてしまえばその効果を喪失してしまい、充分な対策であるとはいえない。また、潤滑油では、有効な対策が明らかではなく、これまでほとんど行なわれてこなかった。
【特許文献１】実開平６−４３３４９号公報（段落［０００８］）
【特許文献２】特開平３−２１０３９４号公報（２頁、右上欄、６〜１５行目）
【特許文献３】特許第３００９２５４号公報（段落［０００７］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、軸受において水素脆性による転走面での剥離を効果的に防止できる潤滑油組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の潤滑油組成物は軸受部に用いられる潤滑油組成物であって、該潤滑油組成物はモリブデン酸塩および有機酸塩を含有することを特徴とする。
また、上記モリブデン酸塩がモリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウムおよびモリブデン酸リチウムから選ばれた少なくとも一つのモリブデン酸塩であることを特徴とする。
また、上記有機酸塩が炭素数１から炭素数２０の有機酸のナトリウム塩であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の潤滑油組成物は軸受部に用いられる潤滑油組成物であって、該潤滑油組成物は、軸受部における摩擦摩耗面または摩耗により露出した鉄系金属新生面において酸化鉄とともにモリブデン化合物を含有する膜を形成できるモリブデン酸塩および有機酸塩を含有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の他の潤滑油組成物は軸受部に用いられる潤滑油組成物であって、該潤滑油組成物は、過マンガン酸塩、特に過マンガン酸カリウムを含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
軸受部に用いられる潤滑油組成物がモリブデン酸塩および有機酸を含有するので、あるいは過マンガン酸カリウムを含有するので、軸受部における水素脆性による転走面での剥離を効果的に防止できる。特に水系潤滑油を用いた軸受部における水素脆性による転走面での剥離をより効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
モリブデン酸塩および有機酸塩を配合することにより、摩擦摩耗面または摩耗により露出した金属新生面でモリブデン酸塩が分解・反応し、酸化鉄とともにモリブデン化合物被膜が軸受転走面に生成される。さらにモリブデン酸塩と有機酸塩とを併用することにより、モリブデン酸塩のみを配合した場合に比較して、酸化膜が厚く、モリブデン含有量が多いことが表面分析の結果分かった。よって、有機酸塩は、酸化鉄およびモリブデン化合物被膜の軸受転走面への生成を助長する作用があるものと考えられる。軸受転走面に生成した酸化鉄およびモリブデン化合物被膜は、触媒作用による潤滑油の分解による水素の発生を抑制して、水素脆性による特異な剥離を防止することができる。
【００１１】
また、潤滑油組成物が過マンガン酸塩を含有することにより、摩擦摩耗面または摩耗により露出した金属新生面が不活性で触媒作用のない酸化膜の状態になる。軸受転走面に生成した酸化被膜は、触媒作用による潤滑油の分解による水素の発生を抑制して、水素脆性による特異な剥離を防止することができる。
【００１２】
本発明に使用できる潤滑油組成物のベース油としては、水系潤滑油、非水系潤滑油のいずれでもよく、潤滑油として汎用されているものであれば使用できる。具体的には、スピンドル油、冷凍機油、タービン油、マシン油、ダイナモ油等の鉱油、高精製度鉱油、流動パラフィン、ポリブテン、ポリαオレフィン、アルキルナフタレン、脂環式化合物等の炭化水素系合成油または、天然油脂、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、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、アルキルベンゼン油、フッ素化油等の非炭化水素系合成油、水−グリコール系作動油等の水系潤滑油を使用できる。
【００１３】
特に低摩擦が求められる場合には、エステル油、シリコーン油などを用いることで好ましい結果が得られる。
また、モリブデン酸塩は水溶性であるため、均一に配合できる水系潤滑油に配合することで水素脆性による剥離を抑制する効果をより発揮することができる。
また、非水系潤滑油を使用する場合では、モリブデン酸塩を予め微粉化する、または分散剤を配合することなどが好ましい。
【００１４】
本発明に使用できるモリブデン酸塩は、金属塩であることが好ましい。金属塩を構成する金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、カルシウム、銅、亜鉛、バリウム等が例示できる。
軸受部における摩擦摩耗面または摩耗により露出した鉄系金属新生面において反応して、酸化鉄とともにモリブデン化合物を含有する膜を形成しやすい金属としてはアルカリ金属であることから、本発明においては、モリブデン酸塩のアルカリ金属塩が好ましい。好適なアルカリ金属のモリブデン酸塩はモリブデン酸リチウム、モリブデン酸ナトリウムまたはモリブデン酸カリウムが挙げられ、これらは単独でも混合物としても使用できる。
【００１５】
本発明に使用できる有機酸塩は、芳香族系有機酸、脂肪族系有機酸、または脂環族系有機酸等の塩であればいずれも使用できる。また、有機酸としては一塩基性、多塩基性有機酸を使用できる。これらの中で特に炭素数１から炭素数２０のカルボキシル基残基を有する有機酸がモリブデン化合物を含有する膜生成を助長するので好ましい。
【００１６】
有機酸の具体例を例示すれば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、ヘプタン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラキン酸等の１価飽和脂肪酸、アクリル酸、クロトン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ガドレイン酸等の１価不飽和脂肪酸、マロン酸、メチルマロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ジメチルコハク酸、ピメリン酸、テトラメチルコハク酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸等の２価飽和脂肪酸、フマル酸、マレイン酸、オレイン酸等の２価不飽和脂肪酸、酒石酸、クエン酸等の脂肪酸誘導体、安息香酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族有機酸が挙げられる。
【００１７】
有機酸は金属塩であることが好ましく、金属塩の中でもナトリウム塩が好ましい。好ましい有機酸の金属塩としては、安息香酸ナトリウム、セバシン酸一ナトリウム塩、セバシン酸二ナトリウム塩、コハク酸一ナトリウム塩、コハク酸二ナトリウム塩が挙げられる。
【００１８】
本発明に使用できる過マンガン酸塩は、ナトリウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、カルシウム、銅、亜鉛、バリウム等が例示できる。これらの中で過マンガン酸カリウムが工業的に入手しやすく好ましい。
【００１９】
モリブデン酸塩および有機酸塩の配合割合は、潤滑油組成物全体に対して、上記モリブデン酸塩が 0.01〜5 重量％、該モリブデン酸塩の添加量に対して、上記有機酸塩が 5〜70 重量％配合することが好ましい。モリブデン酸塩および有機酸塩の配合割合が上記配合範囲未満だと水素脆性による転走面での剥離を効果的に防止できない。また上記範囲をこえても剥離防止効果がそれ以上に向上しない。
【００２０】
モリブデン酸塩および有機酸塩に代えて過マンガン酸塩を使用する場合、その過マンガン酸塩の配合割合は、潤滑油組成物全体に対して、0.01〜5 重量％配合することが好ましい。0.01 重量％未満であると水素脆性による転走面での剥離を効果的に防止できない。また、5 重量％をこえても剥離防止効果がそれ以上に向上しないだけでなく、潤滑不良を引き起こし、表面起点型の疲労剥離が早期に生じ易い。
【００２１】
モリブデン酸塩および有機酸塩の混合配合剤を添加する場合、摩擦摩耗面に露出した鉄系金属新生面に形成されるモリブデン化合物を含有する膜の生成を害しない範囲で、必要に応じて酸化防止剤、防錆剤、油性剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、乳化剤、金属不活性化剤、清浄分散剤などの公知の配合剤を配合できる。
特に水系潤滑油を用いる場合などは、軸受鋼の錆発生を防止するため、防錆剤を適量配合することが好ましい。
【００２２】
過マンガン酸塩を添加する場合、必要に応じて酸化防止剤、防錆剤、油性剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、乳化剤、金属不活性化剤、清浄分散剤などの公知の配合剤を配合できる。
特に水系潤滑油を用いる場合などは、軸受鋼の錆発生を防止するため、防錆剤を適量配合することが好ましい。
【００２３】
本発明の潤滑油組成物が用いられる転がり軸受の一例を図１に示す。図１はシェル型針状ころ軸受の一例を示す斜視図である。
針状ころ軸受１は、鋼板から精密深絞り加工等で作製された外輪２に、保持器４付針状ころ３が組み込まれている。針状ころ軸受１は、軸を直接軌道面にすることができ、潤滑油組成物により潤滑されることが多い。
【実施例】
【００２４】
実施例１〜９、比較例１〜７
針状ころ軸受（内輪外径φ 24 mm 、外輪内径φ 32 mm 、幅 20 mm 、コロφ 4×16.8 mm × 14 本）を、表１および表２に示す組成の潤滑油組成物にて潤滑させて、寿命試験を行なった。
寿命試験は、ラジアル荷重 6.76 kN、回転数 3000rpm→500rpm→3000rpm→500rpmを順に繰り返す急加減速で、軸受温度 100℃にて軸受を回転させ、転走面に剥離が発生する時間（剥離発生時間）を測定した。剥離発生時間は振動検出器の振動が設定値以上になったとき試験機を停止して剥離発生時間とした。その後転走面に剥離が発生していることを目視で確認した。結果を表１および表２に示す。
【００２５】
【表１】
2005112901.tif 000002
【表２】
2005112901.tif 000003
【００２６】
寿命試験後、各実施例における軸受の転走面には変色が見られたが、各比較例については試験後の転走面に変色が見られなかった。転走面の変色が水素脆性による特異な剥離の発生を抑制しているものと考え、変色部（生成膜）の分析を行なった。ＸＰＳ（ＥＳＣＡ）により極表面の生成膜の組成分析を行なったところ、Ｆｅ、Ｏ、Ｃに加えてＭｏが検出された。検出されたＭｏについてさらに詳しく調べたところ、酸化モリブデンを含むモリブデン系複合被膜であった。
以上の分析結果からも明らかなように、摩擦摩耗面または摩耗により露出した金属新生面で分解・反応し、酸化鉄とともにモリブデン化合物を含有する膜を形成することにより、この膜が潤滑油による潤滑油の分解により発生した水素の鋼内への進入を防止し、剥離の発生を抑制する結果、剥離発生時間で評価される寿命特性が向上した。
【００２７】
実施例１０〜１４、比較例８〜１０
表１および表２に示す組成の潤滑油組成物に代えて、表３に示す組成の潤滑油組成物を用いる以外は実施例１と同一の寿命試験を行なった。結果を表３に示す。
【００２８】
【表３】
2005112901.tif 000004
表３に示すように、各実施例は剥離発生時間で評価された寿命特性が向上した。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の潤滑油組成物は、軸受部における水素脆性による転走面での剥離を効果的に防止できるので、ギアオイルや油圧作動油で潤滑される軸受に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】針状ころ軸受の斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  針状ころ軸受
２  外輪
３  ころ
４  保持器
【図１】
2005112901.tif 000005