(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物皮膜を形成した摺動部を二酸化炭素ガスで覆い、前記摺動部表面に形成した金属酸化物皮膜と二酸化炭素ガスを反応させ炭酸塩を生成し、この炭酸塩により潤滑することを特徴とする二酸化炭素ガス雰囲気を利用した潤滑方法。
【請求項２】
前記二酸化炭素ガスは前記摺動部を有する機器が使用または発生する二酸化炭素ガスを使用することを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素ガス雰囲気を利用した潤滑方法。
【請求項３】
前記機器は二酸化炭素ガスを冷媒とする冷凍機、空調機、二酸化炭素ガスを排出するタービンなどの熱機関、超臨界二酸化炭素を利用する機器のうちの一つであることを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素ガス雰囲気を利用した潤滑方法。
【請求項４】
金属酸化物皮膜を形成した摺動部と、前記を摺動部を覆う二酸化炭素ガスとを有し、前記摺動部表面に形成した金属酸化物皮膜と二酸化炭素ガスを反応させ炭酸塩を生成し、この炭酸塩により潤滑することを特徴とする二酸化炭素ガス雰囲気を利用した潤滑装置。
【請求項５】
前記摺動部には二酸化炭素ガスを二酸化炭素ガス供給源から供給するべく構成したことを特徴とする請求項４に記載の二酸化炭素ガス雰囲気を利用した潤滑装置。
【請求項６】
前記二酸化炭素ガス供給源は摺動部を有する機器が使用または発生する二酸化炭素ガスであることを特徴とする請求項５に記載の二酸化炭素ガス雰囲気を利用した潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は摺動部を二酸化炭素ガス雰囲気で覆うことにより、摺動部表面に二酸化炭素ガスを吸着させたり、二酸化炭素ガスと摺動部の酸化物とが反応してできる炭酸塩を利用して潤滑を行う潤滑方法および潤滑装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、高温や乾燥状態で潤滑性を与えるには気体潤滑剤を摺動部に供給することが望ましいことが知られている。しかし、こうした潤滑法としては、これまでにエチレンなどの有機ガスを摺動部に供給し、高温のセラミックス表面に析出する炭素粉末を潤滑剤として使うという限られた例が知られているのみである。また熱機関など高温での潤滑は耐熱性の潤滑油が用いられているが有機物であるためその利用方法に限度がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、現在までのところ、二酸化炭素ガスを潤滑に利用する気体潤滑法は見当たらない。二酸化炭素ガスは反応性が低いことから高温乾燥状態でも利用することができ、また毒性も少なく、安価で利用し易い気体であることから二酸化炭素ガスによる気体潤滑法は極めて有効である。
【０００４】
二酸化炭素ガスは冷凍機などの冷媒として用いられていることから、冷媒である二酸化炭素ガスを潤滑に利用できる新しい潤滑法の開発が待たれる。さらに、二酸化炭素ガスは各種熱機関の排気ガス中にも含まれ、タービンなどの潤滑では二酸化炭素ガスを主成分とする雰囲気下での潤滑が求められている。
【０００５】
本発明は、物体表面を酸化物で覆いその周囲を二酸化炭素ガス雰囲気にしておくと、酸化物に吸着した二酸化炭素あるいは二酸化炭素ガスが反応して表面にできる炭酸塩が潤滑性を与えるという研究成果に基づいて成されたもので、この知見を活用して高温・乾燥状態における潤滑性を雰囲気からの二酸化炭素ガスで付与する潤滑法および潤滑装置を提供することことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、
金属酸化物皮膜を形成した摺動部を二酸化炭素ガスで覆い、前記摺動部表面に形成した金属酸化物皮膜と二酸化炭素ガスを反応させ炭酸塩を生成し、この炭酸塩により潤滑することを特徴とする二酸化炭素ガス雰囲気を利用した潤滑方法である。
また、前記二酸化炭素ガスは前記摺動部を有する機器が使用または発生する二酸化炭素ガスを使用することを特徴とする二酸化炭素ガス雰囲気を利用した潤滑方法である。
また、前記機器は二酸化炭素ガスを冷媒とする冷凍機、空調機、二酸化炭素ガスを排出するタービンなどの熱機関、超臨界二酸化炭素を利用する機器のうちの一つであることを特徴とする二酸化炭素ガス雰囲気を利用した潤滑方法である。
また、金属酸化物皮膜を形成した摺動部と、前記を摺動部を覆う二酸化炭素ガスとを有し、前記摺動部表面に形成した金属酸化物皮膜と二酸化炭素ガスを反応させ炭酸塩を生成し、この炭酸塩により潤滑することを特徴とする二酸化炭素ガス雰囲気を利用した潤滑装置である。
また、前記摺動部には二酸化炭素ガスを二酸化炭素ガス供給源から供給するべく構成したことを特徴とする二酸化炭素ガス雰囲気を利用した潤滑装置である。
また、前記二酸化炭素ガス供給源は摺動部を有する機器が使用または発生する二酸化炭素ガスであることを特徴とする二酸化炭素ガス雰囲気を利用した潤滑装置である。
【０００７】
【実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
本発明は物体と物体との摺動部を二酸化炭素ガスで覆い、摺動部に二酸化炭素を吸着させるか、あるいは摺動部の表面に形成した酸化物と二酸化炭素ガスとを反応させ、炭酸塩を生成し、この炭酸塩を潤滑に利用する方法である。
摺動部には二酸化炭素ガスの吸着や、二酸化炭素ガスとの表面反応を助ける表面改質（例えば金属酸化物皮膜をＰＶＤ、ＣＶＤ法で形成しておく）をしておく。この表面改質は摺動部に合わせて適宜選択しておこなう。
【０００８】
表面改質を施した摺動部を適宜手段で密封し、その密封空間に二酸化炭素ガスを供給し、摺動部周囲を二酸化炭素ガス雰囲気とする。このような雰囲気中にある摺動部では、表面に二酸化炭素ガスが吸着して潤滑機能を果たすか、あるいは摺動部表面が二酸化炭素ガスと反応して表面に炭酸塩を生成し、これにより潤滑の機能を果たすことになる。
【０００９】
つづいて、上記潤滑法をすべり軸受を有する摺動部に適用した例を説明する。
図１において、１はロッド、２はシャフト、３はすべり軸受であり、シャフト２はロッド１によりすべり軸受を介して回転自在に保持されている。前記すべり軸受の摺動部には二酸化炭素ガスの吸着や、二酸化炭素ガスとの表面反応を助ける表面改質（例えば金属酸化物皮膜をＰＶＤ、ＣＶＤ法で形成しておく）が成されている。すべり軸受の周囲は図に示すように適宜部材（二酸化炭素ガスを閉からなる密閉壁で込めておくことができる材料）からなる封入壁４により密閉されており、この密閉空間に二酸化炭素ガスがガス供給源５から適宜手段により供給される構成となっている。ガス供給源としては二酸化炭素ガスボンベであったり、冷凍機などの冷媒として使用されている二酸化炭素ガスあるいは各種熱機関の排気ガス中に含まれる二酸化炭素ガス等を利用することが可能である。なお冷媒や排気ガスを使用する場合にはフィルター等を設けておくことが望ましい。また、二酸化炭素ガスを供給する代わりに密閉空間に二酸化炭素ガスを封入しておくことも可能である。
【００１０】
このように構成したすべり軸受では、二酸化炭素ガスが摺動部に吸着して潤滑機構をはたすか、あるいは二酸化炭素ガスが摺動部の表面酸化物と反応して炭酸塩を生成し、この炭酸塩が潤滑の機能を果たす。
【００１１】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、二酸化炭素ガス供給源、二酸化炭素ガスの封入方法等は摺動部の構成に合わせて適宜設計することが可能である。また、二酸化炭素ガスの吸着しやすい表面構造、二酸化炭素ガスと反応しやすい表面構造は、上記例示したもの以外に現在しられている種々の構造を採用することができる。また摺動部としては例示したすべり軸受に限らず、種々の形態の軸受（回転あるいは往復動型の軸受等）や摺動部構造に適用することができる。また、摺動部に二酸化炭素ガスを封入しておく封入壁は、摺動部を囲むことができる軸受部材そのもの、あるいは軸受けを含む装置全体を覆う部材でもよい。また摺動部を覆う二酸化炭素ガスは摺動部の材質等に応じて適宜圧力，濃度を選択して使用する。
さらに、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
【００１２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、代替フロンに変わってオゾン層破壊の心配がない二酸化炭素を冷媒とする冷凍機および空調機のコンプレッサーについて安定して信頼性のある潤滑効果が得られ、これらの機構の耐久性を向上させることができる。また本方法をエンジンやタービンに応用することで高効率の内燃機関に高温での潤滑を可能にできる等の優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を使用したすべり軸受の正面図および側面図である。
【符号の説明】
１            ロッド
２            シャフト
３            すべり軸受
４            封入壁
５            ガス供給源
【図１】
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