JP2006183003A

JP2006183003A - 潤滑剤

Info

Publication number: JP2006183003A
Application number: JP2004381049A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Takimoto; 清隆瀧本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2024-12-28
Also published as: JP4730885B2

Abstract

【課題】走行クレーン等のレール上を走行する走行体に装着されて該走行体の走行と共にレールの側面と走行体の車輪フランジ面の磨耗を防止し、その摺動面の接触抵抗を軽減して円滑に走行体の走行をさせるための走行体に使用する潤滑剤、更に詳細には、固形潤滑剤の容器に充填されたペースト状潤滑剤にペースト状潤滑剤を提供する。
【解決手段】容器状の固形潤滑剤の挿入口には極めて薄い封止用シール剤を有し、前記固形潤滑剤の中にペースト状潤滑剤が充填されてなる潤滑剤において、固形潤滑剤は、二硫化モリブデン又は二硫化タングステンとグラファイトとシンセチックワックス又は熱可塑性合成樹脂とからなり、ペースト状潤滑剤は、基油と増稠剤と二硫化モリブデンとグラファイトとからなり、固形潤滑剤とペースト状潤滑剤の当接面積が略５：３からなる潤滑剤を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行クレーン等のレール上を走行する走行体に装着されて該走行体の走行と共にレールの側面と走行体の車輪フランジ面の磨耗を防止し、その摺動面の接触抵抗を軽減して円滑に走行体の走行をさせるための走行体に使用する潤滑剤、更に詳細には、固形潤滑剤の容器に充填されたペースト状潤滑剤に関するものである。

セメント工場、製鉄工場、石炭貯蔵場、スクラップ工場等のダストやミストを発生する場所で使用される走行クレーンや台車その他のレール上を走行する走行体を使用する現場では、ダストやミストがレール上面に付着したり堆積したりするため、その付着物や堆積物によって走行体の車輪がスリップする場合がある。特に、車輪の片方のみがスリップすると、走行体に蛇行するような力が作用するため、レールや車輪に損傷を生じる場合がある。

従って、常時レールの清掃とレールの側面と走行体の車輪フランジ面の磨耗を防止し、その摺動面の接触抵抗を軽減して円滑に走行体の走行をさせることが必要となり、そこで走行体に潤滑剤の塗布装置を装着し、走行体の走行時にレールの側面と走行体の車輪フランジ面潤滑剤の塗布を行う方式が種々提案されている。

例えば、実公昭４７−２２３０４号公報、実公昭４８−１３８１４号公報には、シンセティックワックス、熱可塑性合成樹脂をバインダーとして、グラファイト、二硫化モリブデン等の固形潤滑剤を混練した成形物が記載されている。
また、実公昭４９−３９１２号公報には、外層に二硫化モリブデン等の硬質潤滑剤を内層に軟質の潤滑剤を成形した固形潤滑剤が記載されている。
実公昭４７−２２３０４号公報実公昭４８−１３８１４号公報実公昭４９−３９１２号公報

これらの固形潤滑剤は、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等を、溶融されたシンセティックワックス、熱可塑性合成樹脂等を結合材として、乾燥したドライ被膜が形成されるのみであって、レールの側面と走行体の車輪フランジ面への密着性がなく、金属に対しての付着性がよくないという欠点があり、金属製レールや車輪のフランジ等の摺動面に擦り付けても十分な潤滑被膜が形成されないため、現在は全く使用されていない。

一方、パラフィン製外筒の中にグリース等の潤滑剤を封入した構造物は実開昭５１−１３７０８４号公報、実公昭５４−４１９０５号公報に記載されている。
実開昭５１−１３７０８４公報実公昭５４−４１９０５号公報

しかしながら、特許文献４の潤滑剤は、潤滑棒の折損防止、硬質の潤滑剤からのグリースの流失及び強度を得るための隔壁を設け、各隔壁に油分を含む流動性のあるグリース等を充填した固形潤滑剤であるから、隔壁を製作することが困難であり、各隔壁へのグリース等の挿入、封止も甚だ困難であるばありでなく、その注入後の最終工程の封止作業に必要な部材があり、その技術を含むコストがかかる欠点がある。
また、特許文献５の潤滑剤は、黒鉛製の容器の各部屋の内面にパラフィン製壁を被着し、その中にグリースを充填する技術が困難であり、高コストになる問題点がある。

また、外筒のシンセティックワックスに熱可塑性合成樹脂をバインダーとしてグラファイト、二硫化モリブデン等の固形潤滑剤を混練した基体に、潤滑油又はグリースにグラファイト、二硫化モリブデン等の固形潤滑剤を混練したペーストを内包したカプセルを分散させた固形潤滑剤が実公昭５５−９６２２号公報に記載されている。
実公昭５５−９６２２号公報

しかしながら、この固形潤滑剤の製造工程において、密着性のある十分な油分を含有するカプセルを、あらかじめ溶解された硬質の固形潤滑剤（溶融温度７５℃）へ、実際の成形用鋳型に注入するときの１１０〜１３０℃の高温の中に油分を含有するカプセルを均一に撹拌しながら分散させ注入させることは、カプセルの外表面の被膜が薄く、また温度的に、撹拌中に成形用鋳型の注入温度によりその被膜は柔らかくなって破れ、油分がカプセルの外に逸散して、その油分が潤滑剤中に溶け込み、固形潤滑剤としての目的とする性状を保持することができない欠点がある。

更に、中空の容器の内面にパラフィンの塗布層を形成して内部に粘度の強いグリースを封入したものが記載されている。
実公昭５８−２２８５４号公報

特許文献５の潤滑剤と同様に、特許文献７の容器の各部屋の内面にパラフィン製壁を被着する充填する技術が困難であり、高コストになる問題点がある。

そして、特許文献８には、マイクロカプセルパウダーとワックス原料からなり、マイクロカプセルパウダーの壁材が二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を含有し、マイクロカプセルパウダーが固体潤滑剤とおいる又はグリースとの分散体を内包しており、マイクロカプセルパウダーがワックス中に均一に分散しているワックスが記載されている。
特開平６−１５８０７１号公報

この特許文献８も、特許文献６と同様に、あらかじめ溶解された潤滑剤の中にマイクロカプセルを混入し、均一に分散させることは、カプセルの外皮の素材がゼラチン質等であるため、温度的に不安定であり、かつ被膜が薄いため、撹拌中に溶解温度によって必然的にそのカプセルが破れ、その中に含有された油分が潤滑剤中に溶け込み、かつ破れたカプセル膜の素材だけが撹拌中に寄せ集まり、だんご状態になって、均一な分散状態での固形潤滑剤を製造することができず、目標とする当初の硬度の固形潤滑剤を作り出すことが困難である。

上記特許文献４ないし特許文献８に記載された潤滑剤は、固形潤滑剤の中に潤滑油、鉱油、シリコン油等の高粘度の金属石鹸、ペントナイト等を混和したグリースを充填しているため、常温では潤滑油が滲出しないが、時間の経過とともに潤滑油が滲出してきて、走行クレーン等のレールの側面と走行体の車輪フランジ面の塗布面に潤滑油が付着し、周囲の塵埃が潤滑油の塗布面の周囲に付着し、塗布面の周囲にまで拡散し、塗布面が濡れたりよごれたりして汚染され、却ってレールの側面と走行体の車輪フランジ面の摺動面の接触抵抗が大きくなり、円滑に走行体の走行をさせることができなくなるという問題点があった。

本発明は、係る従来技術の問題点に鑑み、走行クレーン等のレール上を走行する走行体に装着されて該走行体の走行と共にレールの側面と走行体の車輪フランジ面の磨耗を防止し、その摺動面の接触抵抗を軽減して円滑に走行体の走行をさせるための走行体に使用する潤滑剤、更に詳細には、固形潤滑剤の容器に充填されたペースト状潤滑剤にペースト状潤滑剤を提供することを目的とするものである。

本発明は、係る観点のもとになされたものであって、容器状の固形潤滑剤の挿入口には極めて薄い封止用シール剤を有し、前記固形潤滑剤の中に十分な油分を含むペースト状潤滑剤が充填されてなる潤滑剤を特徴とする。

固形潤滑剤は、二硫化モリブデン又は二硫化タングステンとグラファイトとシンセチックワックス又は熱可塑性合成樹脂とからなり、ペースト状潤滑剤は、基油と増稠剤と二硫化モリブデンとグラファイトとからなり、固形潤滑剤とペースト状潤滑剤の当接面積が略５：３からなることを特徴とする。

本発明の潤滑剤は、容器状の固形潤滑剤の挿入口には極めて薄い封止用シール材を有し、前記固形潤滑剤の中にペースト状潤滑剤が充填されてなるため、強力で半ドライ状の強靱な潤滑被膜が走行クレーン等のレールの側面と走行体の車輪フランジ面の潤滑剤塗布面に形成され、特に、夏場の雰囲気温度が４０℃以上になっても、潤滑剤が流出しない。したがって、周囲の塵埃が潤滑油の塗布面に付着し、塗布面がよごれることがないので、油分の拡散等もなく、耐湿気、耐雨に撚る腐食等がみられないため、レールの側面と走行体の車輪フランジ面の摺動面の接触抵抗が軽減され、円滑に走行体の走行をさせることができる。

本発明の潤滑剤は、固形潤滑剤とペースト状潤滑剤の当接面積が略５：３からなるので、固形潤滑剤の強度が十分保持されながら半乾燥状態の潤滑被膜がレールの側面と走行体の車輪フランジ面の摺動面に形成されるので、レールの側面と走行体の車輪フランジ面の摺動面の接触抵抗が軽減され、円滑に走行体の走行をさせることができ、被膜の耐用期間が延長される。

以下に本発明に係る潤滑剤の構成を、図面に基づいて説明する。先ず図１は、本発明に係る湾曲型潤滑剤の代表例を示す斜視図であり、図２は、長方形型潤滑剤の斜視図、図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。
これらの図面において、潤滑剤は、中空の固形容器からなる固形潤滑剤１とペースト状潤滑剤２とからなる。

固形潤滑剤１は、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト等を、加熱溶融された液状化されたシンセティックワックス、熱可塑性合成樹脂等の中に混入し、撹拌、均一化させた潤滑剤を図１、図２に示すような形状の金型に注入し、冷却、固形化したものである。

一方、中空の固形容器からなる固形潤滑剤１の内蔵室３には、挿入口４よりペースト充填機により、鉱物油、エステル系合成油、炭化水素系合成油等の普通に使用されている潤滑油、増稠材、二硫化モリブデン又は二硫化タングステン、グラファイト等を含有するペースト状潤滑剤を充填し、その後、封止用シール材５によって封止される。

封止用シール材５は、固形潤滑剤と同系のものをホットガンを用いて溶融された固形潤滑剤を挿入口４に溶着した後、冷却し、ペースト状潤滑剤を完全に封止される。

走行クレーン等のレールの側面と走行体の車輪フランジ面の潤滑剤塗布面には、図１、図２に示すように、潤滑剤に固形潤滑剤１からなる塗布壁６が形成される。塗布壁６は使用時に、固形潤滑剤１とペースト状潤滑剤が直ちに潤滑剤塗布面に均一に塗布されるように塗布壁６の厚みは０．３〜１．０ｍｍ程度の厚みに形成される。

本発明に使用する成分の基油としては、鉱物油、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭化水素系合成油等の普通に使用される潤滑油又はこれらの混合油が挙げられる。

本発明に使用される増稠剤としては、各種金属石鹸、例えば、リチウム石鹸、石油系ワセリン等が挙げられる。その他、脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミン等と各種イソシアネート化合物の反応によってえれらるウレア化合物を用いたものであってもよい。ウレア系増稠剤としては、脂肪族ジウレア化合物、芳香族ジウレア化合物、脂肪族ポリウレア化合物、芳香族ポリウレア化合物が挙げられる。

二硫化モリブデンは、その潤滑機構として層状格子構造を有し、すべり運動下で薄層状に容易に剪断し、摩擦を低減させる。なお、二硫化モリブデンに換えて、二硫化タングステンを使用してもよい。

グラファイト（黒鉛）は、炭素の同素体の一つで、磨耗防止性能や焼き付け防止性能を発揮するものであり、摺動面に被膜を形成する。平均粒度はそ０．２５〜１０μｍを有するものが適している。

なお、本発明のペースト状潤滑剤には、上記成分のほかに酸化防止剤、防錆剤、防食剤、耐加重添加剤等を含有させてもよい。

本発明のペースト状潤滑剤は、ペースト状潤滑剤の全重量に対して、ペースト状潤滑剤の全重量に対して、基油は６５〜７５重量％、増稠剤は５〜１０重量％、二硫化モリブデンは１０〜２０重量％、グラファイトは２〜５重量％、その他の添加剤は１〜５重量％を含有している。基油の含有量が６５重量％未満、増稠剤の含有量が５重量％未満、二硫化モリブデンの含有量が１０重量％未満、グラファイトの含有量が２重量％未満では、所期の効果を得ることが困難であり、また、基油の含有量が７５重量％以上、増稠剤の含有量が１５重量％以上、二硫化モリブデンの含有量が２５重量％以上、グラファイトの含有量が１０重量％以上である場合でも、潤滑は逆効果を生じる。また、滴点が２００℃以下、ちょう度（６０Ｗ／２５℃）が２５０以上では、潤滑剤の雰囲気温度が４０℃以上になると潤滑剤が流出する。

固体潤滑剤とペースト状潤滑剤とのレール、車輪等の塗布面に当接させる時の面積比率については、固体潤滑剤の当接面積が、ペースト状潤滑剤の当接面積より小さい場合は、塗布面に対する潤滑剤の密着率は多くなり、固体潤滑剤の当接面積が、ペースト状潤滑剤の当接面積より大きい場合は、塗布面に対する潤滑剤の密着率は少なくなる。
このとき、ペースト状潤滑剤がドライでもウエットでもなく、半ドライ、即ち、滴点が２００℃〜２５０℃、ちょう度が２３０以下ものであれば、潤滑被膜が形成されるので、潤滑被膜の剥離現象がなく、より強力で密着性の強力な半ドライ状の強靱な潤滑被膜が形成される。

このことを、図３によって示すと、固体潤滑剤１の面積ＣはＡ×Ｂ−Ｄであり、ペースト状潤滑剤４の面積Ｄはａ×ｂである。
そこで、Ｃ≦Ｄであるときは、固体潤滑剤としての機械的強度が得られず、切損が生じやすいので潤滑剤として使用できない。
また、Ｃ≧ＤであってＣがＤよりかなり多いときは、固体潤滑剤としての機械的強度が大きすぎてなかなか消耗しないで、ペースト状潤滑剤の塗布面への密着ができず、半ドライ潤滑被膜を形成させることができないことが判明した。

そこで、種々の実験を行った結果、固体潤滑剤の当接面積とペースト状潤滑剤の当接面積との比率が、５：３であるときが、もっとも良好な半ドライ潤滑被膜を形成させることができた。

以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて説明する。
実施例１〜４、比較例１〜４
実施例１は、固形潤滑剤として、二硫化モリブデン１５０ｇとグラファイト５０ｇとを、ポリエチレンワックス（融点１０５℃）９００ｇとを１５０℃で混練し、保温した金型に流し込み、成形した容器状固定潤滑剤を得た。
また、基油として鉱物油を７００ｇ、リチウム石鹸１１０ｇを添加し撹拌し、７０〜１００℃まで加熱した。更に、鉱物油を２００ｇを添加し、２００℃まで加熱後、１００℃以下まで冷却し、ベースペーストを得た。
次いで、得られたベースペーストに、表１及び表２に示す二硫化モリブデンとグラファイト等を添加し、適宜鉱物油を添加しながらロールミルによって滴点が２００℃に調製し、ペースト状潤滑油を得た。
また、容器状の固形潤滑剤の中に、ペースト状潤滑油を流し込んで充填し、容器状の固形潤滑剤の挿入口には、固形潤滑剤と同系のものをホットガンを用いて溶融された固形潤滑剤を挿入口４に溶着した後、冷却し、ペースト状潤滑剤を完全に封止した。
実施例２，３，４は鉱物油、増稠剤、二硫化モリブデン、グラファイトをそれぞれ表１に示す重量％比で混合した。
固体潤滑剤の当接面積とペースト状潤滑剤の当接面積との比率は５：３であるとき最適の効果を奏した。
比較例１〜４はそれぞれ市販のモリペースト（５００）、モリペースト（３００）、スミテック（４０３）、マルテンプ（ＳＲＬ）を試用した。

ここで、滴点は、ＪＩＳＫ２２２０８、ちょう度は、ＪＩＳＫ２２２０７によった。また、試験結果は実施例１を１００として相対的な寿命比を示した。

上記の実施例及び比較例から、本発明の潤滑剤は、油分の拡散等もなく、耐湿気、耐雨による腐食等がみられないため、レールの側面と走行体の車輪フランジ面の摺動面の接触抵抗が軽減され、円滑に走行体の走行をさせることができる。
また、固形潤滑剤とペースト状潤滑剤の当接面積が略５：３からなるので、固形潤滑剤の強度が十分保持されながら半乾燥状態の潤滑被膜がレールの側面と走行体の車輪フランジ面の摺動面に形成されるので、レールの側面と走行体の車輪フランジ面の摺動面の接触抵抗が軽減され、円滑に走行体の走行をさせることができ、被膜の耐用期間が延長される。

本発明に係る潤滑剤の一例を示す斜視図である。図１に示した潤滑剤の他の例を示す斜視図である。図ＡのＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１容器状固形潤滑剤
２ペースト状潤滑剤
３内蔵室
４挿入口
５封止用シール剤
６塗布壁
Ｃ固形潤滑剤の当接面積
Ｄペースト状潤滑剤の当接面積

Claims

容器状の固形潤滑剤の挿入口には極めて薄い封止用シール剤を有し、前記固形潤滑剤の中にペースト状潤滑剤が充填されてなる潤滑剤において、固形潤滑剤は、二硫化モリブデン又は二硫化タングステンとグラファイトとシンセチックワックス又は熱可塑性合成樹脂とからなり、ペースト状潤滑剤は、基油と増稠剤と二硫化モリブデンとグラファイトとからなり、固形潤滑剤とペースト状潤滑剤の当接面積が略５：３からなることを特徴とする潤滑剤
ペースト状潤滑剤は、滴点が２００℃以上、ちょう度が２３０以下のものである請求項１に記載の潤滑剤
ペースト状潤滑剤は、ペースト状潤滑剤の全重量に対して、基油は６５〜７５重量％、増稠剤は５〜１０重量％、二硫化モリブデンは１０〜２０重量％、グラファイトは２〜５重量％、その他の添加剤は１〜５重量％を含有している請求項１又は請求項２に記載の潤滑剤