JP6177681B2 - Sealing method and hydraulic device - Google Patents

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Description

本発明は、シール方法及び油圧装置に関するものである。   The present invention relates to a sealing method and a hydraulic apparatus.

食品や医薬品等の製造に際し使用される油圧装置では、油漏れがあって製品に混入すると製品価値が無くなってしまうため、油漏れを防止することが特に求められている。   In a hydraulic device used in the manufacture of foods, pharmaceuticals, and the like, there is a particular need to prevent oil leakage because there is oil leakage and the product value is lost if mixed into the product.

また、万が一、油漏れして食品等に混入した場合でも安全性を担保する必要があるため、油圧装置に使用する作動油として、極力無害のものを用いることが望まれる(例えば、特許文献1参照)。   In addition, since it is necessary to ensure safety even if oil leaks and is mixed into foods, it is desirable to use as harmless hydraulic oil as possible for the hydraulic device (for example, Patent Document 1). reference).

無害な作動油(潤滑油等)として、植物油を用いることが知られているが、通常の植物油では、2重結合により、酸化安定性が悪く、長時間の運用に問題がある。一方、飽和脂肪酸の多い植物油は、酸化安定性が高いが結晶化するので使用することができない。   It is known that vegetable oil is used as a harmless hydraulic oil (lubricating oil or the like). However, ordinary vegetable oil has a problem of long-term operation due to poor oxidation stability due to double bonds. On the other hand, vegetable oils rich in saturated fatty acids cannot be used because they have high oxidation stability but crystallize.

特開2008−309336号公報JP 2008-309336 A

そこで、パーム核油やヤシ油由来の中鎖脂肪酸を構成脂肪酸とするトリグリセリドを用いることで、液状で酸化安定性の良い作動油とすることが考えられる。   Therefore, it is conceivable to use a triglyceride having a medium chain fatty acid derived from palm kernel oil or palm oil as a constituent fatty acid to provide a hydraulic fluid with good oxidation stability.

しかし、中鎖脂肪酸トリグリセリド(MCT)は、粘度が低く、特に高圧条件下では、油漏れを起こしやすいという問題がある。   However, medium-chain fatty acid triglyceride (MCT) has a low viscosity and has a problem that oil leakage is likely to occur particularly under high pressure conditions.

従って、本発明の目的は、油漏れを防止でき、かつ無害で酸化安定性の高い作動油を使用したシール方法及び油圧装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a sealing method and a hydraulic apparatus that use hydraulic oil that can prevent oil leakage and is harmless and has high oxidation stability.

本発明は、上記目的を達成するために、下記の[1]〜[7]を提供する。
[1]シール部材を備えた油圧装置の油漏れを防止するシール方法であって、
前記油圧装置の作動油として、中鎖脂肪酸を構成脂肪酸として含むトリグリセリドを90質量%以上含有する油脂組成物を使用し、前記シール部材の素材として、フッ化炭素樹脂を使用することを特徴とするシール方法。
[2]前記トリグリセリドは、中鎖脂肪酸トリグリセリドであることを特徴とする前記[1]に記載のシール方法。
[3]前記フッ化炭素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であることを特徴とする前記[1]又は[2]に記載のシール方法。
[4]前記フッ化炭素樹脂は、グラスファイバーを含有していることを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれか1つに記載のシール方法。
[5]前記シール部材は、リング状のオイルシールであることを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれか1つに記載のシール方法。
[6]前記オイルシールは、フッ素ゴムからなるOリングにより、リング中心方向に締め付け力が付与されることを特徴とする前記[5]に記載のシール方法。
[7]10MPaの耐圧性を有することを特徴とする前記[1]〜[6]のいずれか1つに記載のシール方法。
[8]前記[1]〜[7]のいずれか1つに記載のシール方法を利用したことを特徴とする油圧装置。
[9]前記油圧装置は、油圧ポンプ又は油圧モーターであることを特徴とする前記[8]に記載の油圧装置。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following [1] to [7].
[1] A sealing method for preventing oil leakage of a hydraulic device including a sealing member,
As the hydraulic fluid of the hydraulic device, an oil and fat composition containing 90% by mass or more of a triglyceride containing a medium chain fatty acid as a constituent fatty acid is used, and a fluorocarbon resin is used as a material for the sealing member. Sealing method.
[2] The sealing method according to [1], wherein the triglyceride is a medium-chain fatty acid triglyceride.
[3] The sealing method according to [1] or [2], wherein the fluorocarbon resin is polytetrafluoroethylene (PTFE).
[4] The sealing method according to any one of [1] to [3], wherein the fluorocarbon resin contains glass fiber.
[5] The sealing method according to any one of [1] to [4], wherein the seal member is a ring-shaped oil seal.
[6] The sealing method according to [5], wherein the oil seal is provided with a tightening force toward the center of the ring by an O-ring made of fluororubber.
[7] The sealing method according to any one of [1] to [6], which has a pressure resistance of 10 MPa.
[8] A hydraulic apparatus using the sealing method according to any one of [1] to [7].
[9] The hydraulic apparatus according to [8], wherein the hydraulic apparatus is a hydraulic pump or a hydraulic motor.

本発明によると、油漏れを防止でき、かつ無害で酸化安定性の高い作動油を使用したシール方法及び油圧装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a sealing method and a hydraulic device that can prevent oil leakage and use harmless and highly oxidative hydraulic fluid.

本発明の実施形態に係る油圧装置のシール部位の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the seal | sticker site | part of the hydraulic device which concerns on embodiment of this invention.

図1は、本発明の実施形態に係る油圧装置のシール部位の概略構成を示す断面図である。本発明の実施形態を図1に基づいて以下に詳細に説明する。   FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a seal portion of a hydraulic apparatus according to an embodiment of the present invention. An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIG.

〔シール方法〕
本発明の実施の形態に係るシール方法は、シール部材(オイルシール1)を備えた油圧装置の油漏れを防止するシール方法であって、前記油圧装置の作動油30として、中鎖脂肪酸を構成脂肪酸として含むトリグリセリドを90質量%以上含有する油脂組成物を使用し、シール部材(オイルシール1)の素材として、フッ化炭素樹脂を使用する。図1では、油圧装置の駆動部(摺動部)における回転軸10とシールカバー20の間の隙間にシール部材(オイルシール1)が設けられて、作動油30の油漏れが防止されている。
[Sealing method]
A sealing method according to an embodiment of the present invention is a sealing method for preventing oil leakage of a hydraulic device including a seal member (oil seal 1), and medium-chain fatty acids are configured as hydraulic oil 30 of the hydraulic device. An oil / fat composition containing 90% by mass or more of triglyceride contained as a fatty acid is used, and a fluorocarbon resin is used as a material for the seal member (oil seal 1). In FIG. 1, a seal member (oil seal 1) is provided in a gap between the rotating shaft 10 and the seal cover 20 in the drive unit (sliding unit) of the hydraulic device, so that the hydraulic oil 30 is prevented from leaking. .

<作動油>
作動油30としては、中鎖脂肪酸を構成脂肪酸として含むトリグリセリドを90質量%以上含有する油脂組成物を使用する。中鎖脂肪酸を構成脂肪酸として含むトリグリセリドの含有量は、95質量%以上であることが好ましく、98質量%以上であることがより好ましく、99.9〜100質量%であることが最も好ましい。
<Working oil>
As the hydraulic oil 30, an oil and fat composition containing 90% by mass or more of a triglyceride containing a medium chain fatty acid as a constituent fatty acid is used. The content of triglycerides containing medium chain fatty acids as constituent fatty acids is preferably 95% by mass or more, more preferably 98% by mass or more, and most preferably 99.9 to 100% by mass.

本実施の形態において用いられる中鎖脂肪酸を構成脂肪酸として含むトリグリセリドとは、構成脂肪酸として中鎖脂肪酸1〜3分子が結合されたトリグリセリドである。中でも中鎖脂肪酸3分子が結合された中鎖脂肪酸トリグリセリドが好ましい。   The triglyceride containing a medium chain fatty acid as a constituent fatty acid used in the present embodiment is a triglyceride in which 1 to 3 molecules of the medium chain fatty acid are bound as the constituent fatty acid. Of these, medium-chain fatty acid triglycerides to which three molecules of medium-chain fatty acids are bonded are preferable.

中鎖脂肪酸を構成脂肪酸として含むトリグリセリドの20質量%以上が中鎖脂肪酸トリグリセリドであることが好ましい。より好ましくは、50質量%以上であり、さらに好ましくは、80質量%以上である。最も好ましくは、99質量%以上である。   It is preferable that 20 mass% or more of the triglyceride containing a medium chain fatty acid as a constituent fatty acid is a medium chain fatty acid triglyceride. More preferably, it is 50 mass% or more, More preferably, it is 80 mass% or more. Most preferably, it is 99 mass% or more.

中鎖脂肪酸としては、炭素数が6〜12の脂肪酸、特に飽和脂肪酸であるものが好ましい。中でも、炭素数が偶数の飽和脂肪酸であるカプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸がより好ましく、炭素数が8〜10の飽和脂肪酸であるカプリル酸及びカプリン酸が特に好ましい。   The medium chain fatty acid is preferably a fatty acid having 6 to 12 carbon atoms, particularly a saturated fatty acid. Among them, caproic acid, caprylic acid, capric acid, and lauric acid, which are saturated fatty acids having an even number of carbon atoms, are more preferable, and caprylic acid and capric acid, which are saturated fatty acids having 8 to 10 carbon atoms, are particularly preferable.

中鎖脂肪酸トリグリセリドの構成脂肪酸の90質量%以上(より好ましくは95〜100質量%)が炭素数8及び10の飽和脂肪酸(カプリル酸およびカプリン酸)であって、その質量比率がカプリル酸/カプリン酸=60/40〜85/15(より好ましくは70/30〜80/20)であり、且つ、トリグリセリドの1,3位に結合した全脂肪酸中のカプリル酸の割合が60〜85質量%(より好ましくは65〜80質量%)であることが好ましい。   90% by mass or more (more preferably 95-100% by mass) of the constituent fatty acids of the medium-chain fatty acid triglyceride are saturated fatty acids (caprylic acid and capric acid) having 8 and 10 carbon atoms, and the mass ratio thereof is caprylic acid / caprin. Acid = 60/40 to 85/15 (more preferably 70/30 to 80/20), and the proportion of caprylic acid in the total fatty acids bonded to the 1,3-positions of triglycerides is 60 to 85% by mass ( More preferably, it is preferably 65 to 80% by mass.

中鎖脂肪酸トリグリセリド以外に含有させることができる、中鎖脂肪酸が1分子又は2分子結合したトリグリセリド、すなわち、トリグリセリド中に中鎖脂肪酸と長鎖脂肪酸等の中鎖脂肪酸以外の脂肪酸が結合したトリグリセリドとしては、中鎖脂肪酸トリグリセリドと植物油のエステル交換油等が挙げられる。   A triglyceride in which one or two molecules of medium chain fatty acid are combined, that is, a triglyceride in which fatty acids other than medium chain fatty acids such as medium chain fatty acids and long chain fatty acids are combined in triglycerides. Includes transesterified oil of medium-chain fatty acid triglyceride and vegetable oil.

中鎖脂肪酸を構成脂肪酸として含むトリグリセリドは、公知の方法により製造でき、特に限定されない。   The triglyceride containing a medium chain fatty acid as a constituent fatty acid can be produced by a known method and is not particularly limited.

作動油30には、本発明の効果を奏する限りにおいて、必要に応じて、中鎖脂肪酸を構成脂肪酸として含むトリグリセリド以外に、通常の食用油脂、例えば大豆油、菜種油、高オレイン酸菜種油、コーン油、ゴマ油、ゴマサラダ油、シソ油、亜麻仁油、落花生油、紅花油、高オレイン酸紅花油、ひまわり油、高オレイン酸ひまわり油、綿実油、ブドウ種子油、マカデミアナッツ油、ヘーゼルナッツ油、カボチャ種子油、クルミ油、椿油、茶実油、エゴマ油、ボラージ油、オリーブ油、米油、米糠油、小麦胚芽油、パーム油、パーム核油、ヤシ油、カカオ脂、牛脂、ラード、鶏脂、乳脂、魚油、アザラシ油、藻類油、品種改良によって低飽和化されたこれらの油脂及びこれらの混合油脂、水素添加油脂、分別油脂などを添加することができる。また、本発明の効果を奏する限りにおいて、ビタミンE(トコフェロール)等の酸化防止剤、ポリグリセリン脂肪酸エステル、有機酸モノグリセリド、ポリソルベート、シュガーエステル、脂肪酸モノグリセリド、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、レシチン等の乳化剤、防錆剤、耐摩耗剤、消泡剤などを添加することもできる。   As long as the effect of the present invention is exerted, the hydraulic oil 30 may include, as necessary, normal edible fats and oils such as soybean oil, rapeseed oil, high oleic rapeseed oil, corn oil, in addition to triglycerides containing medium chain fatty acids as constituent fatty acids. , Sesame oil, Sesame salad oil, Perilla oil, Linseed oil, Peanut oil, Safflower oil, High oleic safflower oil, Sunflower oil, High oleic sunflower oil, Cottonseed oil, Grape seed oil, Macadamia nut oil, Hazelnut oil, Pumpkin seed oil, Walnut Oil, camellia oil, tea seed oil, sesame oil, borage oil, olive oil, rice oil, rice bran oil, wheat germ oil, palm oil, palm kernel oil, coconut oil, cacao butter, beef tallow, lard, chicken fat, milk fat, fish oil, Seal oil, algal oil, these oils and fats that have been low-saturated by breed improvement, mixed oils and fats thereof, hydrogenated fats and oils, fractionated fats and oils, and the like can be added. Moreover, as long as the effects of the present invention are exhibited, antioxidants such as vitamin E (tocopherol), polyglycerin fatty acid ester, organic acid monoglyceride, polysorbate, sugar ester, fatty acid monoglyceride, sorbitan fatty acid ester, propylene glycol fatty acid ester, lecithin and the like Emulsifiers, rust inhibitors, antiwear agents, antifoaming agents, and the like can also be added.

<シール部材>
シール部材の素材は、フッ化炭素樹脂である。好適に使用できるフッ化炭素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)であり、特にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)は好ましい。
<Seal member>
The material of the sealing member is a fluorocarbon resin. Fluorocarbon resins that can be suitably used include polytetrafluoroethylene (PTFE) and tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), and polytetrafluoroethylene (PTFE) is particularly preferable.

フッ化炭素樹脂は、フッ化炭素樹脂が接触している軸の硬度がHRc 60以上である場合には、グラスファイバーを含有していることが好ましい。   The fluorocarbon resin preferably contains glass fiber when the hardness of the shaft with which the fluorocarbon resin is in contact is HRc 60 or more.

シール部材としては、特に限定されるものではないが、図1に示されるようなリング状のオイルシール1が好適に使用できる。また、オイルシール1は、図1に示されるようなフッ素ゴムからなるOリング2により、リング中心方向に締め付け力が付与されるものであることが好ましい。なお、Oリング2もシール部材の一部を構成する。   Although it does not specifically limit as a sealing member, The ring-shaped oil seal 1 as shown in FIG. 1 can be used conveniently. Moreover, it is preferable that the oil seal 1 is provided with a tightening force in the ring center direction by an O-ring 2 made of fluoro rubber as shown in FIG. The O-ring 2 also constitutes a part of the seal member.

本発明の実施の形態に係る上記シール方法によれば、10MPaの耐圧性を有する。   The sealing method according to the embodiment of the present invention has a pressure resistance of 10 MPa.

〔油圧装置〕
本発明の実施の形態に係る油圧装置は、上記本発明の実施の形態に係るシール方法を利用したものである。油漏れが防止でき、万が一、油漏れしても人や動物に無害の作動油を使用しているため、食品・飼料等の製造に使用される油圧装置が特に好適なものとして挙げられる。油圧装置としては、特に限定されるものではないが、例えば油圧ポンプや油圧モーターが挙げられる。
[Hydraulic device]
The hydraulic apparatus according to the embodiment of the present invention uses the sealing method according to the embodiment of the present invention. Oil leaks can be prevented, and hydraulic oils that are used in the manufacture of foods, feeds, etc. are particularly suitable because hydraulic oil that is harmless to humans and animals should be used even if oil leaks. Although it does not specifically limit as a hydraulic device, For example, a hydraulic pump and a hydraulic motor are mentioned.

次に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited by these Examples.

<実施例及び比較例>
油圧モーター(DANFOSS社製、OMV−630)の作動油(潤滑油)として中鎖脂肪酸トリグリセリドのみからなる中鎖脂肪酸油(MCT)(日清オイリオグループ(株)製、商品名:O.D.O)を用い、シール部材として図1に示す形状のオイルシール(素材は表1に記載)及びOリング(バイトン)を用いて油圧モーターの運転を行った。1回の運転時間は、3時間である。起動開始後の約3分間は175〜280bar(17.5〜28MPa)の圧力がかかり、その後の定常運転では110〜120bar(11〜12MPa))の圧力がかかる。油漏れが発生しない累積時間が1000時間以上のものを優良(◎)、400時間以上のものを良(○)、400時間未満のものを不良(×)と判断した。油漏れが発生した累積時間、オイルシールの状況及び評価結果を表1に示す。
<Examples and Comparative Examples>
Medium chain fatty acid oil (MCT) (manufactured by Nisshin Oillio Group, trade name: O.D. The hydraulic motor was operated using an oil seal having the shape shown in FIG. 1 (the material is described in Table 1) and an O-ring (Viton). One operation time is 3 hours. A pressure of 175 to 280 bar (17.5 to 28 MPa) is applied for about 3 minutes after the start of startup, and a pressure of 110 to 120 bar (11 to 12 MPa) is applied in the subsequent steady operation. A case where the accumulated time during which no oil leakage occurred was 1000 hours or more was judged as good (◎), a case where it was 400 hours or longer was judged as good (◯), and a case where it was less than 400 hours was judged as bad (x). Table 1 shows the cumulative time when oil leakage occurred, the state of the oil seal, and the evaluation results.

また、参考例として、潤滑油を食品機械用に使えるとして市販されている合成潤滑油(商品名:カシーダフルードHF、株式会社レッドアンドイエロー製)に変え、実施例及び比較例と同様に試験を行った。カシーダフルードHFは、食品ではなく、パッケージには「故意に飲食したり、皮膚に長時間または繰り返し何度も触れないようにご注意ください。」と注意書きがされている。   In addition, as a reference example, the lubricating oil was changed to a commercially available synthetic lubricating oil (trade name: Cassida Fluid HF, manufactured by Red and Yellow Co., Ltd.) as usable for food machinery, and tested in the same manner as in Examples and Comparative Examples. Went. Cassida Fluid HF is not a food item, and the package is marked with a precautionary statement “Please do not intentionally eat or drink or touch the skin for a long time or repeatedly.”

なお、油圧モーターの回転軸のシール接触部分(硬度HRc 61)は、研磨して用いた。研磨後の表面粗さは、Ra:0.05〜0.20、Rz:0.4〜1.6μmであった。
<Ra:中心線平均粗さ>
粗さ曲線を中心線から折り返し、その粗さ曲線と中心線によって得られた面積を長さLで割った値をマイクロメートル(μm)で表わす。
<Rz:十点平均高さ>
断面曲線から基準長さだけを抜き取った部分において、最高から5番目までの山頂の標高の平均値と、最深から5番目までの谷底の標高の平均値との差の値をマイクロメートル(μm)で表わす。
The seal contact portion (hardness HRc 61) of the rotating shaft of the hydraulic motor was used after being polished. The surface roughness after polishing was Ra: 0.05 to 0.20 and Rz: 0.4 to 1.6 μm.
<Ra: Centerline average roughness>
The roughness curve is folded back from the center line, and a value obtained by dividing the area obtained by the roughness curve and the center line by the length L is expressed in micrometers (μm).
<Rz: Average height of ten points>
In the part where only the reference length is extracted from the cross-section curve, the difference between the average value of the highest altitude at the peak from the highest to the fifth and the average value of the altitude at the bottom from the deepest to the fifth is measured in micrometers (μm). It expresses by.

Figure 0006177681
Figure 0006177681

Figure 0006177681
Figure 0006177681

1:オイルシール、2:Oリング
10:回転軸、20:シールカバー、30:作動油
1: Oil seal, 2: O-ring 10: Rotating shaft, 20: Seal cover, 30: Hydraulic oil

Claims (9)

シール部材を備えた油圧装置の駆動部において前記シール部材と接触する作動油の油漏れを防止するシール方法であって、
記作動油として、中鎖脂肪酸を構成脂肪酸として含むトリグリセリドを90質量%以上含有する油脂組成物を使用し、
前記シール部材の素材として、フッ化炭素樹脂を使用することを特徴とするシール方法。
A sealing method for preventing oil leakage of hydraulic oil that comes into contact with the seal member in a drive unit of a hydraulic device including the seal member ,
As before Symbol Operation aggressive media, the triglycerides containing medium-chain fatty acids as constituent fatty acids using fat composition containing over 90 wt%,
A sealing method comprising using a fluorocarbon resin as a material of the sealing member.
前記トリグリセリドは、中鎖脂肪酸トリグリセリドであることを特徴とする請求項1に記載のシール方法。   The sealing method according to claim 1, wherein the triglyceride is a medium chain fatty acid triglyceride. 前記フッ化炭素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシール方法。   The sealing method according to claim 1, wherein the fluorocarbon resin is polytetrafluoroethylene (PTFE). 前記フッ化炭素樹脂は、グラスファイバーを含有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシール方法。   The sealing method according to claim 1, wherein the fluorocarbon resin contains glass fiber. 前記シール部材は、リング状のオイルシールであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のシール方法。   The sealing method according to claim 1, wherein the seal member is a ring-shaped oil seal. 前記オイルシールは、フッ素ゴムからなるOリングにより、リング中心方向に締め付け力が付与されることを特徴とする請求項5に記載のシール方法。   The sealing method according to claim 5, wherein the oil seal is provided with a tightening force in the ring center direction by an O-ring made of fluororubber. 10MPaの耐圧性を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のシール方法。   The sealing method according to claim 1, which has a pressure resistance of 10 MPa. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のシール方法を利用したことを特徴とする油圧装置。   A hydraulic apparatus using the sealing method according to any one of claims 1 to 7. 前記油圧装置は、油圧ポンプ又は油圧モーターであることを特徴とする請求項8に記載の油圧装置。   The hydraulic apparatus according to claim 8, wherein the hydraulic apparatus is a hydraulic pump or a hydraulic motor.
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