JP2007316048A - Watch to which ultralow friction lubrication assembly is applied - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも第一の部材および第二の部材を含む超低摩擦潤滑アセンブリーを適用させた時計に関し、その表面またはコーティングは、互いに摺動接触状態にあって、そのため少なくとも１種の摩擦低減剤（含酸素化合物）の存在下で、水素および／またはヒドロキシル基を含む、特異的でユニークなトライボフィルムが発現する。 The present invention relates to a timepiece applied with an ultra-low friction lubrication assembly comprising at least a first member and a second member, the surfaces or coatings of which are in sliding contact with each other, so that there is at least one friction reduction. In the presence of an agent (oxygen-containing compound), a unique and unique tribofilm containing hydrogen and / or hydroxyl groups develops.
現今の先端技術において、潤滑試験において低摩擦を得るには、ＣＨ3末端トライボフィルムを形成させるか、または、たとえばＭｏＳ2またはホウ酸のような固体の成層化合物の存在下を用いる。しかしながら、得られる典型的な摩擦係数は0.04以上０．１未満が大半で、０．０４未満のものは現在のところほとんど報告されていない。 In current state of the art, to obtain low friction in lubrication tests, CH 3 -terminated tribofilms are formed or used in the presence of solid stratified compounds such as MoS 2 or boric acid. However, the typical coefficient of friction obtained is 0.04 or more and less than 0.1, and less than 0.04 is hardly reported at present.
地球温暖化およびオゾン層破壊のような、地球環境問題が注目されている。地球温暖化にはＣＯ2放出の影響が大きいとされていて、ＣＯ2放出の削減、特にＣＯ2放出基準の設定がいずれの国においても重要な関心事となってきた。 Global environmental issues such as global warming and ozone depletion are drawing attention. The global warming is the large influence of CO 2 emission, the reduction of CO 2 emission, has also become an important concern in particular CO 2 set emission standards any country.
（特許文献１）には、表面と、母材の表面の少なくとも一部に形成された硬質のカーボン薄膜とを有する母材からの低摩擦摺動部材が開示されており、ここで、硬質のカーボン薄膜を、有機含酸素化合物の存在下に、対向する部材に摺動可能に接触させると、硬質のカーボン薄膜の上に、エーテル結合、オキシドおよびヒドロキシル基からなる群より選択される少なくとも１種の官能基を有するトライボフィルムが形成される。
本発明が目的としているのは、現行技術の低摩擦アセンブリーよりも改良された摺動特性を示す超低摩擦潤滑アセンブリーを適用させた時計を提案することである。 It is an object of the present invention to propose a timepiece employing an ultra-low friction lubrication assembly that exhibits improved sliding characteristics over low friction assemblies of the current art.
その課題は、以下のものを含む超低摩擦アセンブリーにより解決される：
第二の部材に対して相対的に摺動可能であって、その摺動表面の上にＯＨグループとの化学親和力を有する第一の部材；および
前記第一の部材の摺動表面の上に位置する含酸素化合物であって、ＯＨグループとの水素結合相互作用によって、前記化学親和力を有する第一の部材の摺動表面に位置するようにトライボフィルムを形成することが可能な１種または複数の含酸素化合物。
The challenge is solved by an ultra-low friction assembly that includes:
A first member that is slidable relative to the second member and has a chemical affinity with the OH group on the sliding surface; and on the sliding surface of the first member One or a plurality of oxygenated compounds that can be formed so as to be positioned on the sliding surface of the first member having the chemical affinity by hydrogen bond interaction with the OH group Oxygenates.
以下、本発明の超低摩擦潤滑アセンブリーを適用させた時計について詳細に説明する。
上述のごとく、本発明の時計に適用させた超低摩擦アセンブリーは：
第二の部材に対して相対的に摺動可能であって、その摺動表面の上にＯＨグループとの化学親和力を有する第一の部材；および
前記第一の部材の摺動表面の上に位置する含酸素化合物であって、ＯＨグループとの水素結合相互作用によって、前記化学親和力を有する第一の部材の摺動表面に位置するようにトライボフィルムを形成することが可能な１種または複数の含酸素化合物を含む。
Hereinafter, a timepiece to which the ultra-low friction lubrication assembly of the present invention is applied will be described in detail.
As mentioned above, the ultra-low friction assembly applied to the watch of the present invention is:
A first member that is slidable relative to the second member and has a chemical affinity with the OH group on the sliding surface; and on the sliding surface of the first member One or a plurality of oxygenated compounds that can be formed so as to be positioned on the sliding surface of the first member having the chemical affinity by hydrogen bond interaction with the OH group Of oxygenates.
本質的に重要なのは、第一の部材のＨまたはＯＨ末端表面と、含酸素化合物（潤滑剤）中に存在する特定の極性分子との間の水素結合相互作用があるということであって、ここでその含酸素化合物（潤滑剤）はガス状であっても液状であってもよい。具体的には、一方では前記水素結合性相互作用、他方では第一および／または第二の部材のＨ末端表面に位置した含酸素化合物（潤滑剤）が、ユニークな超低摩擦潤滑アセンブリーまたはシステムの確立に貢献して、そのために、摩擦の値を低減することが可能となる。 Essentially important is that there is a hydrogen-bonding interaction between the H or OH end surface of the first member and certain polar molecules present in the oxygenate (lubricant), where The oxygen-containing compound (lubricant) may be gaseous or liquid. Specifically, the hydrogen-bonding interaction on the one hand and the oxygenate (lubricant) located on the H-terminal surface of the first and / or second member on the other hand is a unique ultra-low friction lubrication assembly or system Therefore, it is possible to reduce the value of friction.
言い換えれば、二方向メカニズム（ｔｗｏ−ｗａｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）において、第一および／または第二の部材のＣ、Ａｌ、Ｓｉなどのような表面原子と、含酸素化合物（潤滑剤）分子の中に存在するヒドロキシル基（ＯＨ基）とのトライボケミカル反応が起きて、その後に、含酸素化合物（潤滑剤）分子が水素結合によってＯＨ末端表面に吸着する。したがって、この新しく生成した摩擦界面（含酸素化合物（潤滑剤）を含む）は、Ｈ末端表面であるか、またはＯＨ−および／またはＨ−末端表面のいずれかであるが、ここで、純粋なＨ末端表面よりも、５０％を超える量のＯＨ−末端表面がある方が有利である。 In other words, in a two-way mechanism, it exists in the surface atoms such as C, Al, Si, etc. of the first and / or second member and in the oxygenate (lubricant) molecule. A tribochemical reaction with a hydroxyl group (OH group) occurs, after which oxygen-containing (lubricant) molecules are adsorbed on the OH end surface by hydrogen bonding. Thus, this newly generated frictional interface (including oxygenates (lubricants)) is either an H-terminated surface or an OH- and / or H-terminated surface, where pure It is advantageous to have more than 50% of the OH-terminated surface over the H-terminated surface.
好ましい実施態様においては、その第二の部材は、その摺動表面、好ましくはＯＨ末端摺動表面の上にヒドロキシル基をさらに含み、トライボフィルムもまた摺動運動に対応して水素結合により第二の部材の摺動表面に付着する。 In a preferred embodiment, the second member further comprises hydroxyl groups on its sliding surface, preferably an OH-terminated sliding surface, and the tribofilm also has a second hydrogen bond to respond to the sliding motion. It adheres to the sliding surface of the member.
さらに、その第一の部材には、非晶質物質および結晶化物質からなる群より選択される少なくとも１種を含むのが好ましい。 Further, the first member preferably contains at least one selected from the group consisting of an amorphous substance and a crystallizing substance.
さらに好ましい実施態様においては、その第一の部材が、Ｓｉ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＭｇＯまたは各種単一金属または混合金属の組合せの酸化物（オキサイド、oxide）、窒化物（ナイトライド、nitride）および炭化物（カーバイド、carbide）の組合せ、特にシリコンカーボオキサイド(silicon carboxide)、オキシナイトライド(oxinitride)およびカーボナイトライド(carbo nitride)、化学親和力を有しヒドロキシド(hydroxide)（たとえば、金属（ＯＨ）ｘ）を形成する傾向を有する元素からの物質からなる群より選択される少なくとも１種を含む。 In a further preferred embodiment, the first member is Si, SiO 2 , Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , MgO or any single metal or mixed metal oxide, nitride Combinations of nitrides and carbides, especially silicon carboxide, oxinitride and carbonitride, hydroxide with chemical affinity It includes at least one selected from the group consisting of substances from elements that tend to form (eg, metal (OH) x).
その第二の部材には、非晶質物質および結晶化物質からなる群より選択される少なくとも１種を含むのが好ましい。 The second member preferably contains at least one selected from the group consisting of an amorphous substance and a crystallizing substance.
さらに好ましい実施態様においては、その第二の部材が、第一の部材と同質で先に列挙した物質からなるものや、Ｃ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｆｅ合金、Ａｌ合金、Ｍｇ合金およびＣｕ合金からなる群より選択された少なくとも１種を含む。 In a further preferred embodiment, the second member is the same material as the first member and is composed of the above-listed substances, C, Fe, Al, Mg, Cu, Fe alloy, Al alloy, Mg alloy and It contains at least one selected from the group consisting of Cu alloys.
その含酸素化合物（摩擦調節剤、潤滑剤）が、その化学式の中に少なくとも１個のヒドロキシル基（ＯＨ基）を有しているのが好ましい。 The oxygen-containing compound (friction modifier, lubricant) preferably has at least one hydroxyl group (OH group) in its chemical formula.
さらに、その含酸素化合物が、アルコール、カルボン酸、エステル、エーテル、ケトン、アルデヒド、およびカーボネートからなる群の少なくとも１種、および／またはアルコール、カルボン酸、ホウ酸、エステル、エーテル、ケトン、アルデヒドおよびカーボネートからなる群の少なくとも１種の誘導体を含んでいるのが好ましい。 Furthermore, the oxygen-containing compound is at least one member selected from the group consisting of alcohols, carboxylic acids, esters, ethers, ketones, aldehydes, and carbonates, and / or alcohols, carboxylic acids, boric acids, esters, ethers, ketones, aldehydes and It preferably contains at least one derivative of the group consisting of carbonates.
さらなる好ましい実施態様においては、その含酸素化合物が、ポリアルファ−オレフィン（ＰＡＯ）、グリセロールモノオレエート（ＧＭＯ）、グリセロール、Ｈ2Ｏおよび過酸化物からなる群より選択される少なくとも１種を含み、その含酸素化合物が、Ｈ2Ｏ2、またはＨ2ＯとＨ2Ｏ2の混合物、特にＨ2Ｏ2を含むのがより好ましい。また別の好ましい実施態様においては、その含酸素化合物（潤滑剤）がグリセロールである。さらに別な好ましい実施態様においては、その含酸素化合物（潤滑剤）が、滑液の中に見出される、特にルブリシン−ＯＨである。さらに好ましい実施態様においては、その含酸素化合物（潤滑剤）がＰＡＯ−エステルである。 In a further preferred embodiment, the oxygenate comprises at least one selected from the group consisting of polyalpha-olefin (PAO), glycerol monooleate (GMO), glycerol, H 2 O and peroxide. More preferably, the oxygenate comprises H 2 O 2 or a mixture of H 2 O and H 2 O 2 , especially H 2 O 2 . In another preferred embodiment, the oxygen-containing compound (lubricant) is glycerol. In yet another preferred embodiment, the oxygenate (lubricant) is found in synovial fluid, in particular lubricin-OH. In a further preferred embodiment, the oxygenate (lubricant) is a PAO-ester.
その含酸素化合物は、液状物、ガス状物、ナノ粒子、または各種使用可能な蒸着技術による薄い有機蒸着膜（たとえばラングミュア・ブロジェット膜）であるのが好ましい。 The oxygen-containing compound is preferably a liquid substance, a gaseous substance, nanoparticles, or a thin organic vapor-deposited film (for example, Langmuir-Blodgett film) by various usable vapor deposition techniques.
その第一の部材の摺動表面を前処理にかけてから、第二の部材に対して摺動させるのが好ましい。 The sliding surface of the first member is preferably pretreated and then slid with respect to the second member.
前記前処理には、清浄化；機械的活性化、特に特殊な薬剤たとえばＨ2Ｏ2を用いた研磨；特にレーザーまたは電子ビーム処理による物理的処理の後にＨ2Ｏ2を塗布することによる化学的処理；が含まれているのが、好ましい。 The pretreatment includes cleaning; mechanical activation, especially polishing with special agents such as H 2 O 2 ; chemistry by applying H 2 O 2 after physical treatment, especially by laser or electron beam treatment. Is preferably included.
好ましくは、含酸素化合物（ＯＨ基含有潤滑剤）を塗布し、第二の部材に対する摺動接触をさせる前に、第一の部材の摺動表面を水素フリー（実質的に水素を含まない）とし、第二の部材との摺動接触に入ることによりＯＨ末端摺動表面を作り出すが、前記含酸素化合物（ＯＨ基含有潤滑剤）は第一の部材の摺動表面の上に事前または同時に塗布する。 Preferably, before applying the oxygen-containing compound (OH group-containing lubricant) and making the sliding contact with the second member, the sliding surface of the first member is hydrogen-free (substantially free of hydrogen). And an OH terminal sliding surface is created by entering sliding contact with the second member. The oxygen-containing compound (OH group-containing lubricant) is previously or simultaneously applied on the sliding surface of the first member. Apply.
本発明の超低摩擦潤滑アセンブリーは、二つの部材の間で極端に低い摩擦が必要な、各種用途に適している。このアセンブリーは、たとえば機械工学、物理学の分野で使用することができる。このアセンブリーは特に、マイクロメカニカル機器およびナノメカニカル機器（ＭＥＭＳ；Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ、ＮＥＭＳ；Ｎａｎｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ、特に時計等の精密機器）において使用するのに適している。 The ultra-low friction lubrication assembly of the present invention is suitable for various applications where extremely low friction is required between two members. This assembly can be used, for example, in the fields of mechanical engineering and physics. This assembly is particularly micromechanical devices and nano-mechanical devices are suitable for use in (MEMS; N ano E lectro m echanical S ystem, in particular precision equipment such as a watch; M icro E lectro m echanical S ystem, NEMS) .
この新規なシステムの超低摩擦の性質は、少なくとも含酸素化合物（ＯＨ基含有潤滑剤）と接触させた後の、ＯＨ末端表面を含む第一の部材の摺動表面のユニークな組合せをベースとしていると考えられるが、前記ＯＨ末端表面は、ガス状または液状の含酸素化合物（潤滑剤）、たとえばグリセロールと水素結合をすることが可能である。そのＯＨ末端摺動表面が、第二の部材の摺動表面の上にＯＨ基の潤滑剤堆積によって確立するか、または、第二の部材の摺動表面そのものが、第一の部材および第二の部材のＯＨ末端摺動表面と含酸素化合物（潤滑剤）のＯＨ基との間の相互作用的な水素結合を確立するか、のいずれかで、対向する表面のＯＨ末端に、向き合うようにあてられる。 The ultra-low friction nature of this new system is based on the unique combination of the sliding surface of the first member, including the OH end surface, after contact with at least an oxygenate (OH group containing lubricant). However, the OH-terminated surface is capable of hydrogen bonding with a gaseous or liquid oxygenate (lubricant) such as glycerol. The OH-terminated sliding surface is established by OH-based lubricant deposition on the second member sliding surface, or the second member sliding surface itself is the first member and the second member. Either establish an interactive hydrogen bond between the OH-terminal sliding surface of the member and the OH group of the oxygen-containing compound (lubricant) to face the OH-terminus of the opposing surface It is hit.
少なくとも第一の部材の摺動表面を前処理して、粗さを平滑化しておいて、その研磨面にＯＨヒドロキシル基を載せるようにするのが好ましい。 It is preferable that at least the sliding surface of the first member is pretreated to smooth the roughness, and the OH hydroxyl group is placed on the polished surface.
以下、添付の図面を用いながら、本発明のいくつかの実施態様に基づいて、本発明をさらに詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on some embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
図１および２では、第一の部材と第二の部材とが摺動している間に、第一の部材と第二の部材の材料とその間に介在する含酸素化合物（潤滑剤）とのトライボケミカル反応によって、両方の摺動表面の上に新規な表面化学（ＯＨ−トライボフィルムと呼ぶ）が形成される。別な方法として、使用する前に表面を前処理することによってもそれを形成させることができるが、その「前処理」は、化学反応、真空を用いた清浄化、特殊な薬剤との反応およびさらに薬剤の存在下での機械的研磨、あるいはそれら３種の組合せなどであってよい。 1 and 2, while the first member and the second member are sliding, the material of the first member and the second member and the oxygen-containing compound (lubricant) interposed therebetween A new surface chemistry (referred to as OH-tribofilm) is formed on both sliding surfaces by the tribochemical reaction. Alternatively, it can also be formed by pre-treating the surface before use, but the “pre-treatment” involves chemical reaction, vacuum cleaning, reaction with special agents and Further, it may be mechanical polishing in the presence of a drug, or a combination of the three.
そのような処理は、機械的（研磨）、化学的または機械化学的（Ｈ2Ｏ2）、またはその他の清浄化もしくは物理的性質（電子衝撃またはイオン衝撃）などであってよく、それらいずれも、摺動表面に存在する原子を活性化しようとするものである。 Such treatment may be mechanical (polishing), chemical or mechanochemical (H 2 O 2 ), or other cleaning or physical properties (electron or ion bombardment), any of which , Trying to activate atoms present on the sliding surface.
ＯＨ−トライボフィルムの厚みは通常ナノメートルの範囲であって、そのＯＨ−トライボフィルムがヒドロキシル基（ＯＨ）およびＨ原子の両方から作られた末端を有しているのが好ましいが、末端がＯＨ原子でできていれば、より好ましい。表面上に５０％を超えるＯＨ基があれば、さらに好ましい。さらに、１００％ＯＨ基であれば、より好ましい。 The thickness of the OH-tribo film is usually in the nanometer range, and it is preferred that the OH-tribo film has ends made from both hydroxyl groups (OH) and H atoms, but the ends are OH It is more preferable if it is made of atoms. More preferably, there is more than 50% OH groups on the surface. Further, 100% OH group is more preferable.
そのＯＨ−トライボフィルムは、各種の分子たとえばアルコール、エステル、エーテル、酸、アミン、イミド、チオール、ペルオキシドおよび水、その他（たとえばホウ酸）などと、水素結合を形成することが可能であるので、有利である。一般的には、水と容易に水素結合することが可能な分子なら、どのようなものであっても、候補材料となりうる。 The OH-tribo film is capable of forming hydrogen bonds with various molecules such as alcohols, esters, ethers, acids, amines, imides, thiols, peroxides and water, etc. (eg boric acid). It is advantageous. In general, any molecule that can easily hydrogen bond with water can be a candidate material.
水素結合で結合した分子によってＯＨ−トライボフィルムの末端が封止されると、好ましいＨ末端表面となる。 When the ends of the OH-tribo film are sealed by molecules bonded by hydrogen bonds, a preferred H-terminal surface is obtained.
Ｈ末端表面とＯＨ末端表面との間の摩擦が、正に荷電した水素原子の間の反発力のために、極めて低くなり、酸素原子の電気陰性度のために、そのＯＨ末端表面はさらに反発力がある。 The friction between the H-terminated surface and the OH-terminated surface is very low due to the repulsive force between positively charged hydrogen atoms, and due to the electronegativity of oxygen atoms, the OH-terminated surface is further repelled. have power.
ＯＨ−トライボフィルムは、トライボケミカル反応で必要とあれば、連続的に再形成される。 The OH-tribo film is continuously reformed if necessary for the tribochemical reaction.
間に存在する含酸素化合物（潤滑剤）によって形成される二つの摺動表面の間に存在する水素末端のために、接触している摺動表面、第一の部材および第二の部材の間に反発力が形成されるが、二つの摺動表面の間がヒドロキシル基末端の場合には反発力がさらに増大し、またそれは、ＣＯＨ結合が高いフレキシビリティを有している点からも好ましく、ＯＨ化合物はＣ−Ｏ結合の周りを自由に回転して、あたかも定常位置（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）であるかのようになる。高い表面エネルギーを有し、また、その水素結合内で水に濡れない性質を持つ、よく知られている“Ｃ‐Ｈ終端表面”に比べて、“Ｃ−ＯＨ終端表面”は、低い表面エネルギーを有し、水に濡れやすい性質を持っている。この理由は、“Ｃ‐Ｈ終端表面”は非常に強く、“Ｃ−Ｈ終端表面”の“Ｈ”は、立体効果のため、水分子と一緒に水素結合をつくるのは不可能と予測される。この点に関し、“Ｃ−Ｈ‐‐‐‐‐Ｏ”の水素結合を考慮すると、３つの原子がほぼ同一線上に並んでいるのが望ましい。 含酸素化合物（潤滑剤）としてグリセロールを使用するのが好ましいが、グリセロールは、１分子あたり６個のＯＨ基を有し６個の水素結合が可能なため、ＯＨ末端表面上に分子をより長く滞在させることが可能となるが、Ｃ−ＯおよびＣ−Ｃ結合がそれらの軸のまわりに自由に回転できるために、幾分かの反発エネルギーを有している。グリセロール潤滑システムは、その分子形状を最適化させて、好適なＯ‐‐‐‐‐Ｈ−Ｏ基の配列の観点からの異なった結合力を考えれば、より良好な水素結合状態となることができる。一般的には、第一の部材と含酸素化合物（潤滑剤）の間、および／または第一の部材と第二の部材との間のＨ末端表面は、ＯＨ末端表面を与えるよりも好ましいと思われる。 Because of the hydrogen termination that exists between the two sliding surfaces formed by the oxygenated compound (lubricant) present between them, the contacting sliding surface, between the first member and the second member A repulsive force is formed on the surface, but the repulsive force is further increased when the two sliding surfaces are terminated with a hydroxyl group, which is also preferable from the viewpoint that the COH bond has high flexibility, The OH compound rotates freely around the C—O bond as if it were in a stationary position. Compared to the well-known “CH terminated surface”, which has a high surface energy and does not wet with water within its hydrogen bonds, the “C—OH terminated surface” has a lower surface energy. And has the property of being easily wetted by water. The reason for this is that the “CH terminated surface” is very strong and the “H” in the “CH terminated surface” is predicted to be impossible to form hydrogen bonds with water molecules due to steric effects. The In this regard, it is desirable that the three atoms be aligned substantially on the same line in consideration of the “C—H ———— O” hydrogen bond. Although it is preferred to use glycerol as the oxygenate (lubricant), glycerol has 6 OH groups per molecule and 6 hydrogen bonds are possible, thus making the molecule longer on the OH end surface. It can be allowed to stay, but has some repulsive energy because the C—O and C—C bonds can rotate freely around their axes. Glycerol lubrication systems can be better hydrogen-bonded by optimizing their molecular shape and considering different binding forces in terms of preferred O ---- HO groups. it can. In general, the H-terminal surface between the first member and the oxygen-containing compound (lubricant) and / or between the first member and the second member is preferred over providing an OH-terminated surface. Seem.
図３は、第一の部材および第二の部材が１００％のＨ末端表面を含んでいる新規な超低摩擦潤滑アセンブリーのモデルを示しているが、ここで、それらの間の反発親和性（ｒｅｐｕｌｓｉｖｅ ａｆｆｉｎｉｔｙ）が、摩擦係数を劇的に低下させている。別な方法として、図３における第一の部材および第二の部材の間の点線に沿った摩擦界面がＯＨ基も含んでいて、第一の部材および第二の部材の表面にＨ末端とＯＨ末端の混ざった状態を作り、それによって、対向する部材を互いに対して相対的に摺動させることにより、対向する部材のＨ−および／またはＯＨ−末端表面の間に反発界面を形成させる。
また、２段のメカニズムを備える：まず、部材表面の原子、たとえば、Ａｌ2Ｏ3、Ｃ、Ｓｅ、Ｓｉなどと、含酸素化合物（潤滑剤）の中に存在するヒドロキシル基（ＯＨ基）とのトライボケミカル反応に基づいて、部材上にＯＨ末端表面を作り出す。次いで、含酸素化合物（潤滑剤）の分子を水素結合によりその作り出されたＯＨ末端表面上に吸着させ、Ｈ−および／またはＯＨ−末端表面を含む第一および／または第二の部材の新しい界面の形成を行わせる。このようにすると、前記界面における反発力によって、新しいタイプの超低摩擦潤滑アセンブリーの創製が容易となる。
FIG. 3 shows a model of a novel ultra-low friction lubrication assembly in which the first member and the second member include a 100% H-terminal surface, where the rebound affinity between them ( repulsive affinity) dramatically reduces the coefficient of friction. Alternatively, the friction interface along the dotted line between the first member and the second member in FIG. 3 also contains OH groups, and the H-terminus and OH on the surface of the first member and the second member A rebound interface is formed between the H- and / or OH-terminal surfaces of the opposing members by creating a blend of ends, thereby sliding the opposing members relative to each other.
It also has a two-stage mechanism: first, atoms on the surface of the member, for example, Al 2 O 3 , C, Se, Si, etc., and a hydroxyl group (OH group) present in the oxygen-containing compound (lubricant) An OH-terminated surface is created on the member based on the tribochemical reaction. The oxygenated compound (lubricant) molecules are then adsorbed onto the created OH-terminated surface by hydrogen bonding, and the new interface of the first and / or second member comprising the H- and / or OH-terminated surface To form. In this way, the repulsive force at the interface facilitates the creation of a new type of ultra-low friction lubrication assembly.
以下、本発明を実施例および比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（振動摩擦摩耗試験（ＳＲＶ摩擦試験）） 得られたプレートおよびピンを、オプチモール社製振動摩擦摩耗試験機（ＳＲＶ試験機）にセットし、潤滑油（オイル）でプレートおよびピンを濡らし、振動摩擦摩耗試験（ＳＲＶ（ピン・オン・プレート）摩擦試験）を行い摩擦係数を測定した。 図４は、振動摩擦摩耗試験（ＳＲＶ（ピン・オン・プレート）摩擦試験）の要領を示す斜視説明図である。同図に示すように、プレート上にピンが配置されて、ピンがプレート上を往復摺動する。垂直方向の矢印Ａは摩擦試験において加えられる荷重方向（上方から下方：鉛直方向）、水平方向の矢印Ｂはピンがプレート面上を摺動する方向（水平方向）を示す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
(Vibration Friction and Wear Test (SRV Friction Test)) The obtained plate and pin were set in a vibration friction and wear tester (SRV tester) manufactured by Optimol, and the plate and pin were wetted with lubricating oil (oil) to vibrate. A frictional wear test (SRV (pin-on-plate) friction test) was performed to measure the friction coefficient. FIG. 4 is an explanatory perspective view showing the outline of a vibration friction wear test (SRV (pin-on-plate) friction test). As shown in the figure, pins are arranged on the plate, and the pins reciprocate on the plate. The vertical arrow A indicates the direction of load applied in the friction test (from top to bottom: vertical direction), and the horizontal arrow B indicates the direction in which the pin slides on the plate surface (horizontal direction).
本発明の好ましい実施態様においては、その第一の部材は、スチール、またはＡｌ2Ｏ3から製造したものである。第二の部材もまた、スチール、またはＡｌ2Ｏ3から製造したものであるのが好ましい。第一の部材および第二の部材の特に好ましい組合せは以下のものである：スチールとＡｌ2Ｏ3；スチールとスチール；Ａｌ2Ｏ3とＡｌ2Ｏ3。 In a preferred embodiment of the invention, the first member is made of steel or Al 2 O 3 . The second member is also preferably made of steel or Al 2 O 3 . Particularly preferred combinations of the first member and the second member are as follows: steel and Al 2 O 3 ; steel and steel; Al 2 O 3 and Al 2 O 3 .
それらの部材の場合に好適な含酸素化合物（潤滑剤）は、グリセロールである。以下の表１には、含酸素化合物（潤滑剤）としてのグリセロールを、スチール、およびＡｌ2Ｏ3から製造した部材と組み合わせた場合の実験データを示す。 A suitable oxygenate (lubricant) for these components is glycerol. Table 1 below shows experimental data in the case of combining glycerol as an oxygen-containing compound (lubricant) with a member manufactured from steel and Al 2 O 3 .
それらの部材に対してさらに好適な含酸素化合物（潤滑剤）はＰＡＯ−エステルである。以下の表２には、含酸素化合物（潤滑剤）としてのＰＡＯ−エステルを、スチール、およびＡｌ2Ｏ3から製造した部材と組み合わせた場合の実験データを示す。 Further suitable oxygen-containing compounds (lubricants) for these members are PAO-esters. Table 2 below shows experimental data when a PAO-ester as an oxygen-containing compound (lubricant) is combined with members made from steel and Al 2 O 3 .
ＰＡＯ−エステルおよびグリセロール潤滑を用いた場合には、ルビー（Ａｌ2Ｏ3）/スチール（Fe；鉄）システムにおいても摩擦係数が大きく低下する。これは、図５および図６より明らかである。図５はグリセロール潤滑を用いたルビー（Ａｌ2Ｏ3）/スチールシステムの性能を示す実験データであり、図６はPAO-エステル潤滑を用いたルビー/スチールシステムの性能を示す実験データである。
以下、上記実施態様から把握される本発明の技術的根拠について説明する。
（１）超低摩擦潤滑アセンブリーを適用させた時計であって：第二の部材に対して相対的に摺動可能であって、その摺動表面の上にＯＨグループとの化学親和力を有する第一の部材；および 前記第一の部材の摺動表面の上に位置する含酸素化合物であって、ＯＨグループとの水素結合相互作用によって、前記化学親和力を有する第一の部材の摺動表面に位置するようにトライボフィルムを形成することが可能な、１種または複数の含酸素化合物を含む超低摩擦潤滑アセンブリーを適用された時計。
（２）前記第二の部材が、それの摺動表面上にＯＨグループとの化学親和力をさらに有し、そして前記トライボフィルムが、摺動運動に応答して前記ＯＨグループとの水素結合相互作用によって、前記第二の部材の摺動表面にも形成されることが可能である、（１）に記載の時計。
（３）一定の摺動運動後に、前記第一の部材の摺動表面に少なくとも１個のＯＨ末端が付与される、（１）に記載の時計。
（４）前記第一の部材の表面に付与された少なくとも１個のＯＨ末端と前記含酸素化合物中のＯＨグループとの水素結合相互作用により、第一の部材の摺動表面に位置するようにトライボフィルムを形成する、（１）または（３）に記載の時計。
（５）一定の摺動運動後に、前記第二の部材の摺動表面にさらに少なくとも1個のＯＨ末端が付与される、（１）〜（４）のいずれかに記載の時計。
（６）前記第二の部材の表面に付与された少なくとも１個のＯＨ末端と前記含酸素化合物中のＯＨグループとの水素結合相互作用により、第二の部材の摺動表面に位置するようにトライボフィルムをさらに形成する、（１）〜（５）に記載の時計。
（７）前記第一の部材が、少なくともＡｌ2Ｏ3を含む、（１）〜（６）に記載の時計。
（８）前記第二の部材が、ＦｅおよびＦｅ合金からなる群より選択された少なくとも１種を含む、（１）〜（７）のいずれかに記載の時計。
（９）前記含酸素化合物が、ポリアルファ−オレフィン（ＰＡＯ）、グリセロールモノオレエート（ＧＭＯ）、グリセロール、からなる群より選択される少なくとも１種を含む、（１）〜（８）のいずれかに記載の時計。
（１０）前記第一の部材が、Ａｌ2Ｏ3であり、前記第二の部材が、ＦｅまたはＦｅ合金であり、前記含酸素化合物がグリセロールである、（１）〜（９）のいずれかに記載の時計。
（１１）前記Ａｌ2Ｏ3からなる第一の部材が、アンカーに設けられた爪であり、
前記ＦｅまたはＦｅ合金からなる第二の部材が、ガンギ車である、（１）〜（１０）のいずれかに記載の時計。
When PAO-ester and glycerol lubrication are used, the coefficient of friction is also greatly reduced in the ruby (Al 2 O 3 ) / steel (Fe) system. This is clear from FIG. 5 and FIG. FIG. 5 is experimental data showing the performance of a ruby (Al 2 O 3 ) / steel system using glycerol lubrication, and FIG. 6 is experimental data showing the performance of a ruby / steel system using PAO-ester lubrication.
Hereinafter, the technical basis of the present invention grasped from the above embodiment will be described.
(1) A timepiece to which an ultra-low friction lubrication assembly is applied, which is slidable relative to the second member and has a chemical affinity with the OH group on the sliding surface. One member; and an oxygen-containing compound located on the sliding surface of the first member, wherein the oxygen-containing compound has a chemical affinity on the sliding surface of the first member by hydrogen bond interaction with the OH group. A watch applied with an ultra-low friction lubrication assembly comprising one or more oxygenates capable of forming a tribo film to be positioned.
(2) the second member further has a chemical affinity with the OH group on its sliding surface, and the tribofilm is in a hydrogen bonding interaction with the OH group in response to a sliding motion; The timepiece according to (1), which can also be formed on the sliding surface of the second member.
(3) The timepiece according to (1), wherein at least one OH end is imparted to the sliding surface of the first member after a certain sliding movement.
(4) It is positioned on the sliding surface of the first member by hydrogen bond interaction between at least one OH end imparted to the surface of the first member and the OH group in the oxygen-containing compound. The timepiece according to (1) or (3), which forms a tribofilm.
(5) The timepiece according to any one of (1) to (4), wherein at least one OH end is further provided on the sliding surface of the second member after a certain sliding movement.
(6) It is positioned on the sliding surface of the second member by hydrogen bond interaction between at least one OH end imparted to the surface of the second member and an OH group in the oxygen-containing compound. The timepiece according to any one of (1) to (5), further forming a tribofilm.
(7) The timepiece according to any one of (1) to (6), wherein the first member includes at least Al 2 O 3 .
(8) The timepiece according to any one of (1) to (7), wherein the second member includes at least one selected from the group consisting of Fe and Fe alloys.
(9) Any of (1) to (8), wherein the oxygen-containing compound includes at least one selected from the group consisting of polyalpha-olefin (PAO), glycerol monooleate (GMO), and glycerol. The watch described in.
(10) Any of (1) to (9), wherein the first member is Al 2 O 3 , the second member is Fe or an Fe alloy, and the oxygen-containing compound is glycerol. The watch described in.
(11) The first member made of Al 2 O 3 is a claw provided on the anchor,
The timepiece according to any one of (1) to (10), wherein the second member made of Fe or Fe alloy is an escape wheel.
Claims (11)
第二の部材に対して相対的に摺動可能であって、その摺動表面の上にＯＨグループとの化学親和力を有する第一の部材；
および
前記第一の部材の摺動表面の上に位置する含酸素化合物であって、ＯＨグループとの水素結合相互作用によって、前記化学親和力を有する第一の部材の摺動表面に位置するようにトライボフィルムを形成することが可能な、１種または複数の含酸素化合物；
を含むことを特徴とする超低摩擦潤滑アセンブリーを適用された時計。 A watch with an ultra-low friction lubrication assembly applied:
A first member slidable relative to the second member and having a chemical affinity with the OH group on the sliding surface;
And an oxygen-containing compound located on the sliding surface of the first member so as to be located on the sliding surface of the first member having the chemical affinity by hydrogen bond interaction with the OH group. One or more oxygenates capable of forming a tribofilm;
A watch applied with an ultra-low friction lubrication assembly.
前記第二の部材が、ＦｅまたはＦｅ合金であり、
前記含酸素化合物がグリセロールであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の時計。 The first member is Al 2 O 3 ;
The second member is Fe or Fe alloy;
The timepiece according to claim 1, wherein the oxygen-containing compound is glycerol.
前記ＦｅまたはＦｅ合金からなる第二の部材が、ガンギ車であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の時計。 The first member made of Al 2 O 3 is a claw provided on the anchor,
The timepiece according to claim 1, wherein the second member made of Fe or an Fe alloy is an escape wheel.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013085913A (en) * | 2011-10-22 | 2013-05-13 | San Medical Gijutsu Kenkyusho:Kk | Slide device, mechanical seal, rotation device, pump and auxiliary artificial heart system |
| JP2015215350A (en) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | ニヴァロックス−ファー ソシエテ アノニム | Timepiece escapement without lubrication |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS528857A (en) * | 1975-07-10 | 1977-01-24 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Ankle |
| WO2001059043A1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Citizen Watch Co., Ltd. | Lubricating oil compositions and watch containing the same |
| JP2003238982A (en) * | 2002-02-22 | 2003-08-27 | Nippon Oil Corp | Low frictional sliding material and lubricating oil composition to be used therefor |
| JP2005097570A (en) * | 2003-08-21 | 2005-04-14 | Nissan Motor Co Ltd | Low frictional sliding member and low frictional sliding mechanism by using the same |
| JP2006213745A (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Nissan Motor Co Ltd | Low frictional, oil-impregnated sliding mechanism |
-
2006
- 2006-09-28 JP JP2006263818A patent/JP2007316048A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS528857A (en) * | 1975-07-10 | 1977-01-24 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Ankle |
| WO2001059043A1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Citizen Watch Co., Ltd. | Lubricating oil compositions and watch containing the same |
| JP2003238982A (en) * | 2002-02-22 | 2003-08-27 | Nippon Oil Corp | Low frictional sliding material and lubricating oil composition to be used therefor |
| JP2005097570A (en) * | 2003-08-21 | 2005-04-14 | Nissan Motor Co Ltd | Low frictional sliding member and low frictional sliding mechanism by using the same |
| JP2006213745A (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Nissan Motor Co Ltd | Low frictional, oil-impregnated sliding mechanism |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013085913A (en) * | 2011-10-22 | 2013-05-13 | San Medical Gijutsu Kenkyusho:Kk | Slide device, mechanical seal, rotation device, pump and auxiliary artificial heart system |
| JP2015215350A (en) * | 2014-05-08 | 2015-12-03 | ニヴァロックス−ファー ソシエテ アノニム | Timepiece escapement without lubrication |
| TWI654504B (en) | 2014-05-08 | 2019-03-21 | 瑞士商尼瓦克斯 法爾公司 | Timepiece escapement mechanism timepiece movement, timepiece and method for making such timepiece escapement mechanism |
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