(57)【要約】【課題】高温下や真空下においても蒸発しにくく潤滑性に優れた潤滑剤を提供する。また、高温下や真空下においても長寿命な転動装置を提供する。【解決手段】深溝玉軸受は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、内輪１の軌道面１ａに対向する軌道面２ａを有し内輪１の外方に配された外輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配された複数の転動体３と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動体３を保持する保持器４と、を備えている。そして、軌道面１ａ，２ａ、転動体３の転動面３ａ、及び保持器４の転動体３との接触面には、潤滑剤からなる潤滑被膜５が被覆されていて、深溝玉軸受の潤滑が行われている。この潤滑被膜５を構成する潤滑剤は、アルキル基を有する化合物からなる潤滑油と架橋助剤とを含有する混合物に放射線を照射して前記潤滑油の少なくとも一部を架橋してなるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルキル基を有する化合物からなる潤滑油と架橋助剤とを含有する混合物に放射線を照射して前記潤滑油の少なくとも一部を架橋してなる潤滑剤。
【請求項２】
前記潤滑油１００質量部に対して前記架橋助剤を０．１質量部以上７質量部以下用いたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤。
【請求項３】
前記架橋助剤がトリアリルイソシアヌレート，トリアリルシアヌレート，及びトリメタアリルイソシアヌレートの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の潤滑剤。
【請求項４】
前記放射線が電子線であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の潤滑剤。
【請求項５】
外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記両軌道面と前記転動体の転動面との間の潤滑を行う潤滑剤として、請求項１〜４のいずれか一項に記載の潤滑剤を備えることを特徴とする転動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は潤滑剤に関する。また、本発明は、転がり軸受，リニアガイド装置，ボールねじ，直動ベアリング等のような転動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、上記のような転動装置にはグリースや固体潤滑剤等の潤滑剤が使用されており、この潤滑剤によって軌道面と転動体の転動面との間の摩擦係数を低減し、転動装置の耐久性を確保している。
例えば、製造設備等における閉鎖された清浄な雰囲気下で使用される真空用転動装置、宇宙用転動装置、真空機器用転動装置等においては、従来から、フッ素油を基油としポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を増ちょう剤とするフッ素グリースや、蒸気圧が１．３３×１０-9Ｐａ以下であるアルキル化シクロペンタンを主成分とする潤滑剤が使用されている（特許文献１，２を参照）。
【特許文献１】特開２００１−７２９８７号公報
【特許文献２】特開昭６２−２４６６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述のようなフッ素油や低蒸気圧の炭化水素油を基油とするグリースを使用した転動装置には、真空中で基油が蒸発するという問題はほとんど生じないが、攪拌によりグリースが飛散して発塵量が多くなるという問題があった。
また、転動装置の部材に基油を塗布して潤滑する方法を採用すると、基油がフッ素油の場合には、高面圧の使用条件で基油の劣化が急速に進行するため、転動装置の寿命が低下するという問題があった。また、基油が低蒸気圧の炭化水素油の場合は、高面圧の使用条件下ではフッ素油と比べて潤滑性に優れているが、１００℃以上の温度で潤滑性が劣化するという問題があった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、高温下や真空下においても蒸発しにくく潤滑性に優れた潤滑剤を提供することを課題とする。また、本発明は、高温下や真空下においても長寿命な転動装置を提供することを併せて課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１の潤滑剤は、アルキル基を有する化合物からなる潤滑油と架橋助剤とを含有する混合物に放射線を照射して前記潤滑油の少なくとも一部を架橋してなる。
また、本発明に係る請求項２の潤滑剤は、請求項１に記載の潤滑剤において、前記潤滑油１００質量部に対して前記架橋助剤を０．１質量部以上７質量部以下用いたことを特徴とする。
【０００５】
さらに、本発明に係る請求項３の潤滑剤は、請求項１又は請求項２に記載の潤滑剤において、前記架橋助剤がトリアリルイソシアヌレート，トリアリルシアヌレート，及びトリメタアリルイソシアヌレートの少なくとも１種であることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項４の潤滑剤は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の潤滑剤において、前記放射線が電子線であることを特徴とする。
【０００６】
さらに、本発明に係る請求項５の転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、前記両軌道面と前記転動体の転動面との間の潤滑を行う潤滑剤として、請求項１〜４のいずれか一項に記載の潤滑剤を備えることを特徴とする。
【０００７】
なお、本発明は種々の転動装置に適用することができる。例えば、転がり軸受，ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。また、本発明における内方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には内輪、同じくボールねじの場合にはねじ軸、同じくリニアガイド装置の場合には案内レール、同じく直動ベアリングの場合には軸をそれぞれ意味する。また、外方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には外輪、同じくボールねじの場合にはナット、同じくリニアガイド装置の場合にはスライダ、同じく直動ベアリングの場合には外筒をそれぞれ意味する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の潤滑剤は、高温下や真空下においても蒸発しにくく潤滑性に優れている。また、本発明の転動装置は、高温下や真空下においても長寿命である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る潤滑剤及び転動装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る転動装置の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。
図１の深溝玉軸受は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、内輪１の軌道面１ａに対向する軌道面２ａを有し内輪１の外方に配された外輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配された複数の転動体（玉）３と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動体３を保持する保持器４と、を備えている。なお、保持器４は備えていなくてもよい。また、シール，シールド等の密封装置を備えていてもよい。
【００１０】
そして、軌道面１ａ，２ａ、転動体３の表面（転動面３ａ）、及び保持器４の転動体３との接触面には、潤滑剤からなる潤滑被膜５が被覆されていて、深溝玉軸受の潤滑が行われている。この潤滑被膜５を構成する潤滑剤は、アルキル基を有する化合物からなる潤滑油と架橋助剤とを含有する混合物に放射線を照射して前記潤滑油の少なくとも一部を架橋してなるものである。
【００１１】
放射線照射により前記化合物同士が架橋して結合しているため、架橋前の前記化合物と比べて蒸気圧が低い。そのため、この潤滑剤は、高温下（例えば１００℃以上）や真空下においても蒸発しにくい。よって、図１の深溝玉軸受は、高温下や真空下において使用されても潤滑剤が枯渇しにくいので、優れた潤滑性が長期間にわたって維持され長寿命である。このような軸受は、真空用機械，宇宙用機械，産業機械，運輸機械等に好適に使用可能である。
【００１２】
アルキル基を有する化合物としては、数平均分子量が５００以上５０００未満のものが好適であるが、そのような化合物の中でもシクロペンタン類が好ましい。シクロペンタン類としては、例えば、トリ（２−オクチルドデシル）シクロペンタン（化１を参照），トリ−ｎ−オクチルシクロペンタン，テトラ−ｎ−オクチルシクロペンタン，ペンタ−ｎ−オクチルシクロペンタン，トリ−ｎ−ノニルシクロペンタン，ペンタ−ｎ−ノニルシクロペンタン，ペンタ−ｎ−デシルシクロペンタン，ペンタ−ｎ−ドデシルシクロペンタン，テトラ−２−エチルヘキシルシクロペンタン等のアルキル基を有するシクロペンタンがあげられる。このようなシクロペンタン類は蒸気圧が低いので、高温下や真空下においても蒸発しにくい。
【００１３】
【化１】
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【００１４】
また、化２の化学構造式に示すようなポリα−オレフィン（ＰＡＯ）やエステル類も使用可能である。これらの場合も、数平均分子量が５００以上５０００未満のものが好適である。なお、化２の化学構造式中のｎは、１以上１０以下の整数である。
これらのアルキル基を有する化合物は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１５】
【化２】
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【００１６】
このような化合物に放射線を照射して架橋反応を引き起こすために、架橋助剤が配合される。架橋助剤の種類は特に限定されるものではないが、分子中に少なくとも２つの炭素間二重結合を有するものが好ましい。例えば、トリアリルイソシアヌレート（化３を参照）、トリアリルシアヌレート、トリメタアリルイソシアヌレート（化４を参照）、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、ポリブタジエン等があげられる。これらの中でもトリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、及びトリメタアリルイソシアヌレートは、架橋反応が円滑に進行しやすいので特に好ましい。なお、これらの架橋助剤は１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１７】
【化３】
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【００１８】
【化４】
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【００１９】
また、架橋助剤は、アルキル基を有する化合物（潤滑油）１００質量部に対して０．１質量部以上７質量部以下用いることが好ましい。０．１質量部未満であると、架橋反応が十分に進行しないおそれがある。一方、７質量部超過としても、架橋反応はそれ以上進行せず架橋度合いはほとんど向上しない上、未反応の架橋助剤が残存して可塑剤として作用し、潤滑剤の粘性を増加させるおそれがある。このような不都合がより生じにくくするためには、架橋助剤は、アルキル基を有する化合物（潤滑油）１００質量部に対して０．５質量部以上３質量部以下用いることがより好ましい。
【００２０】
さらに、放射線の種類は、前記化合物に架橋反応を生じさせるものであれば特に限定されるものではないが、電子線が好ましい。
さらに、この潤滑剤には、分解や反応を生じさせるものでないならば、一般的な潤滑剤に配合される添加剤を添加しても差し支えない。例えば、酸化防止剤，防錆剤や、潤滑性能を向上させる添加剤があげられる。
【００２１】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、本実施形態においては、深溝玉軸受の潤滑のために、軌道面１ａ，２ａ、転動体３の転動面３ａ、及び保持器４の転動体３との接触面に、潤滑剤からなる潤滑被膜５を被覆したが、軌道面１ａ，２ａ、転動体３の転動面３ａ、及び保持器４の転動体３との接触面のうち少なくとも一つに潤滑被膜５を被覆すれば、深溝玉軸受の潤滑を行うことができる。また、潤滑被膜５の被覆は行わずに、内輪１と外輪２との間に形成され転動体３が配された空隙部内に潤滑剤を封入してもよい。
【００２２】
また、本実施形態においては、転動装置の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、転がり軸受の種類は深溝玉軸受に限定されるものではなく、本発明は様々な種類の転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，自動調心ころ軸受，針状ころ軸受，円すいころ軸受，円筒ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。さらに、本発明は、転がり軸受に限らず、他の種類の様々な転動装置に対して適用することができる。例えば、ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。
【００２３】
〔実施例〕
以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。
まず、潤滑剤の耐熱性を評価した結果について説明する。トリ（２−オクチルドデシル）シクロペンタン（Ｎｙｅ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ社製のＮｙｅ  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｏｉｌ  ２００１Ａ）９７．５質量部と、トリアリルイソシアヌレート２．５質量部とを混合した混合物を、ステンレス製容器に装入した。その際には、混合物の厚さ（高さ）が１ｍｍとなるようにした。そして、上方から電子線を１２ｋＧｙの線量にて照射し、トリ（２−オクチルドデシル）シクロペンタンを一部架橋させて潤滑剤を得た。
【００２４】
この潤滑剤２ｇを開口面積１２．５６ｃｍ2 の容器に入れ、圧力１０Ｐａの真空下で所定の温度（２０℃，８０℃，１４０℃，２００℃のいずれか）に加熱し、その温度に７２時間保持した後の質量を測定した。そして、加熱保持前後の質量の差分から、蒸発減量率を求めた。また、熱重量分析を行い、潤滑剤の熱分解による重量減少開始温度を測定した。結果を表１に示す。なお、比較例として、トリ（２−オクチルドデシル）シクロペンタン（架橋助剤が配合されておらず、架橋もさせていないもの）についても、上記同様の耐熱性評価を行った。
表１から分かるように、架橋させた実施例１の潤滑剤は、比較例１に比べて、蒸発減量率が格段に少なく、且つ重量減少開始温度が格段に高くなっている。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
次に、上記の潤滑剤で潤滑された転がり軸受の寿命を測定した。寿命試験に用いた転がり軸受は、図１の深溝玉軸受とほぼ同様の構成であり、実施例１の潤滑剤からなる潤滑被膜（厚さは１μｍ）を、内外輪の軌道面、転動体の転動面、及び保持器の転動体との接触面に被覆したものである。
この潤滑被膜は、トリ（２−オクチルドデシル）シクロペンタンを溶解させた有機溶媒（例えばヘキサン）を、軌道面等に塗布し乾燥させることにより形成した。潤滑被膜の厚さは、有機溶媒に溶解しているトリ（２−オクチルドデシル）シクロペンタンの濃度によって制御することが可能である。また、その厚さは、潤滑被膜形成前後の質量差によって求めることができる。なお、放射線を照射することによる架橋反応は、トリ（２−オクチルドデシル）シクロペンタンを塗布した後に行ってもよい。
【００２７】
このような転がり軸受を真空中で回転させ、寿命を測定した。転がり軸受のトルク上昇によるモータ（４０Ｗ）負荷電流の閾値を０．２Ａとし、その値を超えた時点で寿命に至ったと判断し、それまでの総回転数で寿命を表した。なお、この閾値は、転がり軸受に焼付きが生じる条件である。
回転の条件は以下の通りである。
回転速度  ：６０００ｒｐｍ
面圧      ：１．２ＧＰａ
真空度    ：８．０×１０-4Ｐａ
雰囲気温度：１２０℃
実施例１の潤滑剤からなる潤滑被膜を被覆した転がり軸受の寿命は、２．５×１０8 回転であった。これに対して、比較例１の潤滑剤からなる潤滑被膜を被覆した転がり軸受の寿命は、０．６×１０8 回転であった。この結果から分かるように、実施例１の潤滑剤は、未架橋の比較例１の潤滑剤と比べて、約４倍の寿命延長効果があった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る転動装置の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      内輪
１ａ    軌道面
２      外輪
２ａ    軌道面
３      転動体
３ａ    転動面
５      潤滑被膜
【図１】
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