JP2845497B2

JP2845497B2 - 潤滑油組成物

Info

Publication number: JP2845497B2
Application number: JP17425789A
Authority: JP
Inventors: 明山崎; 節夫吉田; 達夫吉岡; 勇川路; 忠守榊原
Original assignee: Tonen Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK; Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-07-07
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1999-01-13
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: JPH0339395A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は潤滑油組成物、更に詳しくは自動変速機や湿
式ブレーキオイルなどに供する、特に自動車の自動変速
機に供する潤滑油組成物に関する。

〔従来の技術〕

従来、自動車の自動変速機用潤滑油（以下、ATFとも
いう）として２つのタイプのものが使用されている。

１つは油中に摩擦調整剤（以下、FMともいう）を配合
しているATFでGM社のデクスロンII規格を満足する油に
代表されるものである。他のものは、油中にFMを含んで
いないATFで、フォード社のM2C 33F（タイプＦ）規格を
満足する油に代表されるものである。

前記したタイプＦのATFは、FMを使用していないので
シフト時に変速ショックが大きく、自動車の乗心地を悪
化させるという欠点がある。

また、前記したデクスロンII型のATFはFMを使用して
いるので、シフト時の変速ショックがほとんど無いか、
あっても小さい特徴を有するが、この特性の持続ででき
るのはATFが新油に近い状態の時であり、油が熱や酸化
などにより劣化してくるとFMが消耗されてしまうために
変速ショックが大きくなる。

一方、一般的にATFの油温が低い場合、例えば走行を
始めて間もない時とか、寒冷地での走行時等においては
ATFが新油であっても変速ショックが大きい。この種の
変速ショックの抑制という観点から種々の提案がなされ
ており、例えば特開昭60−173097号公報には、基油に対
して、（Ａ）３価及び５価のリン酸エステルまたはそのアミン
塩、および、（Ｂ）ソルビタン脂肪酸エステル、パーム核油脂肪酸、
ヤシ油脂肪酸（なお、前二者は高級脂肪酸のグリセリン
エステル、即ち油脂が主成分のものである。）、油脂と
脂肪酸の混合物、ポリアルキレンポリアミンの脂肪酸
（または酸化鉱油）との反応生成物、からなる群から選
ばれる１種の化合物を含有させてなる潤滑油組成物が提案されている。ま
た、特開昭63−254196号には、特定の基油に対して、FM
として、リン酸エステル、亜リン酸エステル、リン酸エ
ステルアミン塩、カルボン酸、カルボン酸アミド等を配
合することが提案されている。さらに、特開昭63−1800
00号には不飽和脂肪酸とアルカノールアミンとの縮合生
成物からなるFMが提案され、特開昭63−66299号には脂
肪酸とジアルカノールアミンの反応生成物と脂肪酸もし
くは油脂との組合せからなるFMが提案され、また特開昭
62−84190号にはマグネシウムスルホネートを金属清浄
剤として基油に配合することが提案されている。

これらの提案を含めて、長期間に亘り、変速ショック
を発生させない、安定した自動車の自動変速機用潤滑油
を得ることが検討されているが、十分に満足すべき潤滑
油を得るためには未だ改良の余地がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者らは、自動車用自動変速機（オートマチック
トランスミッション）のシフト時に変速ショックを極力
抑制するためには、自動変速機用潤滑油（ATF）に使用
される種々の添加剤のうち、摩擦調整剤（FM）の選択と
その使用量をコントロールすることが重要であるという
観点から、鋭意検討を進めた。

ATF中のFMが使用中に徐々に消耗されて変速ショック
が出るようになることに対しては、当初よりFMを多量に
添加しておけば良いと思われるが、FMを入れすぎると摩
擦係数が小さくなりクラッチの接続時に滑りが多くなっ
てシフト時間が長くなり、レスポンスの悪化による間の
び感やエンジンの空ぶきが生じるため好ましくない。従
ってFMの消耗による変速ショックの問題に対しては、高
温作動下において消耗しにくい、別言すれば熱や酸化に
対する安定性の優れたFMを選択することが重要である。

また、ATF油温が比較的低い時の変速ショックの問題
に対しては、温度変化に対する摩擦係数の変化の小さい
ATFを用いることが重要である。

本発明者らは、以上のことを念頭に入れて、低温で吸
着活性の強い、即ちより低温サイドで摩擦特性を改善す
る１〜２種類のFMと、高温で吸着活性の強い、即ちより
高温サイドで摩擦特性を改善する１種類のFMの合計２〜
３種類のFMを組合わせることにより、さらには特定の耐
摩耗剤を配合することにより、経時変化及び温度変化に
対して優れた特性を発現するATFを得ることを見い出
し、本発明を完成するに至った。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上記課題を解決するため、基油に、
下記（ｉ），（ii），（iii）および（iv）、または
（ｉ），（iii）および（iv）：（ｉ）下記一般式（１），（２），（３）および
（４）、（上式中、ｌは１または２の整数を表し、ｍおよびｎは
それぞれ１または２の整数を表し、ＲおよびＲ′は同一
であっても相異っていてもよく、それぞれC₄〜C₃₀のア
ルキル基、アリール基またはアルキル置換アリール基を
表す）で示される酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル
およびそれらのアミン塩から選ばれる少なくとも１種；（ii）下記一般式（５）、（上式中、Ｒ″,R,R′は水素原子、C₁〜C₃₀のアル
キル基、アリール基、アルキル置換アリール基またはア
ルカノール基を表す）で示されるアルキルアミン化合物；（iii）脂肪族ジカルボン酸化合物；（iv）一級チオリン酸亜鉛；を配合してなることを特徴とする潤滑油組成物が提供さ
れる。

本発明の潤滑油組成物を構成する前記第１のFM（ｉ成
分）は、前記一般式（１），（２），（３）および
（４）で示される酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エ
ステルおよびそれらのアミン塩から選ばれる少なくとも
１種で、このFMは低温側で強い吸着活性（摩擦を生じる
摩擦面へ吸着して両者間の摩擦係数を下げる特性）を示
すものである。この種の具体的な化合物としては、例え
ば、Ｒがブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ラウリ
ル、ミリスチル、パルミチル、ステアリル、オレイル、
フェニル、クレジル等であるモノ（Ｒ）ホスフェート、
ジ（Ｒ）ホスフェート等の酸性リン酸エステル類；モノ
（Ｒ）ホスファイト、ジ（Ｒ）ホルファイト等の酸性亜
リン酸エステル類;Rが前記したもので、かつＲ′が前記
したもののうちフェニル、クレジル（アリール基）を除
いたものであるジ（Ｒ）ホスフェート・モノ（Ｒ′）ア
ミン塩、モノ（Ｒ）ホスフェート・ジ（Ｒ′）アミン塩
等の酸性リン酸エステルアイン塩；モノ（Ｒ）ホスファ
イトアミン塩等の酸性亜リン酸エステルアミン塩等があ
る。

次に、本発明の潤滑油組成物を構成する第２のFM（ii
成分）は、前記一般式（５）で示されるアルキルアミン
化合物からなるもので、このFM（ii）成分も低温側で強
い吸着活性（摩擦を生じる摩擦面へ吸着して、両者間の
摩擦係数を下げる特性）を示すものである。式（５）に
おいてＲ″,R,R′のうち２種又は３種が同一であっ
ても、全く異なっていても良い。Ｒ″,R,R′を例示
すると、C₁〜C₃₀アルキル基、アルキル置換アリール
基、エタノール基、プロパノール基などのアルカノール
基などがある。ただし、油に対する溶解性の観点から少
なくとも１種類はC₄以上の鎖長を有するアルキル基、ア
ルキル置換アリール基であることが望ましい。前記（i
i）成分の具体的な化合物としては、次のようなものが
例示される。

（イ）モノアミン類例えば、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルア
ミン、オクチルアミン、ラウリルアミン、オクタデシル
アミン、オレイルアミン、ステアリルアミン、などが例
示される。

（ロ）ジアミン類例えば、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキ
シルアミン、ジオクチルアミン、ジラウリルアミン、ジ
オクタデシルアミン、ジステアリルアミン、ステアリル
・モノエタノールアミン、パルミチル・モノプロパノー
ルアミン、デシル・モノエタノールアミン、ヘキシル・
モノプロパノールアミン、フェニル・モノエタノールア
ミン、トリル・モノプロパノールアミンなどが例示され
る。

（ハ）トリアミン類例えば、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、ト
リヘキシルアミン、トリオクチルアミン、トリラウリル
アミン、トリオクタデシルアミン、トリオレイルアミ
ン、トリステアリルアミン、ジオレイル・モノエタノー
ルアミン、ジラウリル・モノプロパノールアミン、ジオ
クチル・モノエタノールアミン、ジヘキシル・モノプロ
パノールアミン、ジブチル・モノプロパノールアミン、
オレイル・ジエタノールアミン、ステアリル・ジプロパ
ノールアミン、ラウリル・ジエタノールアミン、オクチ
ル・ジプロパノールアミン、ブチル・ジエタノールアミ
ン、フェニル・ジエタノールアミン、トリル・ジプロポ
ノールアミン、キシリル・ジエタノールアミン、ジエタ
ノールアミン、ジプロパノールアミンなどが例示され
る。

次に、本発明の潤滑油組成物を構成する第３のFM（ii
i）成分は、脂肪族ジカルボン酸化合物で、このFM成分
は高温側で強い吸着活性を示すものである。この種の具
体的な化合物としては、アジピン酸、ピメリン酸、スベ
リン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸
（ブラシル酸）、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、オ
クタデカン二酸、アイコサン二酸、トリアコンタン二酸
などや、これらのジカルボン酸もしくはその無水物とジ
エチレングリコールやチオジエチレングリコールもしく
はモノアルキレングリコールとのエステル化反応生成物
がある。

本発明の潤滑油組成物に占めるFM〔（ｉ）＋（ii）＋
（iii）または（ｉ）＋（iii）〕の添加量は、0.01〜2.
0wt％、好ましくは0.05〜1.0wt％配合される。0.01wt％
未満ではFMとしての効果が不足し、変速ショックが生じ
ることになり、2.0wt％を超えると前述したようにFMの
入れすぎによりクラッチの接続時に滑りが多くなるので
好ましくない。

また、本発明の潤滑油組成物において、前記FM
〔（ｉ）＋（ii）〕成分とFM（iii）成分の混合割合は1
0:90〜90:10重量％の広い範囲で効果を示すが、25:75〜
75:25重量％の割合で使用するのが効果的である。さら
に、前記FM（ｉ）成分とFM（ii）成分の混合割合は10:9
0〜90:10重量％の広い範囲で効果を示すが、25:75〜75:
25重量％の割合で使用するのが効果的である。一方、FM
（ｉ）成分とFM（iii）成分の場合、その混合割合は、2
0:80〜80:20重量％の広い範囲で効果を示すが、40:60〜
60:40重量％の割合で使用するのが最も効果的である。

次に、本発明の特徴である特定の耐摩耗剤の配合につ
いて説明する。通常、この種の潤滑油には耐摩耗剤が配
合されるが、本発明では、耐摩耗特性を維持しつつ、さ
らに摩耗特性をも向上させる組成物として、一級チオり
ん酸亜鉛の配合が好適であることを見出した。

チオりん酸亜鉛には二級チオりん酸亜鉛があるが、こ
の組成物は吸着力が強く、FMの摩擦面への吸着を阻害す
る。また、アリルチオりん酸亜鉛は吸着力が弱く、耐摩
耗性に劣る。

本発明で用いる一級チオりん酸亜鉛は、上記組成物の
中間的な吸着を示し、またそれ自体が摩擦低減効果を有
する。さらには、二級チオりん酸亜鉛より分解しにくい
という特徴をもっている。

一級チオりん酸亜鉛としては、下記一般式で表わされ
るものが挙げられる。

（上式中、ＲはC₃〜C₁₆のアルキル基を表す）また、（iv）成分の添加量は0.05〜1.00wt％であるの
が好ましく、0.10〜0.50wt％であるのがさらに好まし
い。0.05wt％未満では耐摩耗効果が低く、1.00wt％を超
えるとFMの吸着を防げ、μo/μｄが高くなり、摩耗特性
が悪くなる。

本発明の潤滑油組成物において、前記した成分が添加
される基油としては、当業界公知の鉱油、合成油が使用
される。

鉱油としては、溶剤精製または水添精製による60ニュ
ートラル油、100ニュートラル油、150ニュートラル油、
300ニュートラル油、500ニュートラル油、およびこれら
の基油からワックス分を除くことにより低温流動性を改
善した低流動点基油などがあり、これらを単独または適
当な割合で混合して用いる。

また合成油としては、ポリα−オレフィンオリゴマ
ー、ジエステル、ポリオールエステル、ポリグリコール
エステルなどがあり、これらの基油は通常、単独で使用
されるが前記した鉱油と混合して使用することもでき
る。合成油と鉱油の混合割合は、例えば80:20〜20:80で
ある。

本発明において、前記した基油の粘度は、100℃にお
いて３〜20cStのものが好ましい。

本発明の潤滑油組成物は、さらに、二級チオリン酸亜
鉛、アリルチオリン酸亜鉛やマグネシウムスルホネー
ト、カルシウムスルホネート等から選ばれる金属洗浄
剤、コハク剤イミド、ベンジルアミン等から選ばれる無
灰分散剤、粘度指数向上剤、酸化防止剤等を含有してい
てもよい。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発
明はこれら実施例に何等限定されるものではない。

（実施例１〜7/比較例１〜３）下記第１表に示されるように、摩擦調整剤としてのFM
（ｉ），（ii）および（iii）成分（合計0.5wt％）を種
々変更し、また耐摩耗剤の種類を変更し、表示した他の
成分並びに共通成分として残量の基油（精製鉱油、4.0c
St,100℃）を使用して試験油を調製した。

このようにして調整した試験油の摩擦特性を、オート
マックス社（日本）製SAE No.2摩擦試験機を用いて測定
した。

この試験は動的試験と静的試験とから成立っており、
それぞれの試験において得られるトルクカーブからトル
ク値Td（動摩擦トルク）、To（終摩擦トルク）、Ts（静
摩擦トルク）を求め、下式（１）に基づいて、それぞれ担当する摩擦係数μｄ（動摩擦係数）、μｏ
（終摩擦係数）、μｓ（静摩擦係数）を算出した。結果
を第１表にあわせて示す。

第１表より、本発明のATF、即ち熱や酸化に対する安
定性に優れ、かつ低温サイドで強い吸着活性を示すFM成
分と、高温サイドで吸着活性を示すFM成分を適当量組合
せて調合し、さらには特定の耐摩耗剤を配合したATF
は、SAE No.2試験機を用いた摩擦特性の試験において、
経時変化が少なく摩擦係数が安定していること、また油
温を変えて測定した時の摩擦係数も安定していることが
わかる。

〔発明の効果〕

本発明の潤滑油組成物は、摩擦係数の経時変化が少な
く安定しており、かつ油温変化に対する摩擦係数の変化
も小さいという優れた特性を有するものである。従っ
て、特に自動車の自動変速機用潤滑油として極めて有用
なもので、実車における変速ショック感応試験において
シフト時の変速ショックが抑えられ乗心地が極めて良好
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ１０Ｍ 137/02 Ｃ１０Ｍ 137/02 137/04 137/04 137/08 137/08 137/10 137/10 Ａ // Ｃ１０Ｎ 10:04 30:06 40:04 40:08 (72)発明者吉岡達夫愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者川路勇埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡１丁目３番１号東燃株式会社総合研究所内 (72)発明者榊原忠守埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡１丁目３番１号東燃株式会社総合研究所内 (56)参考文献特開昭49−53607（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−53398（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C10M 137/02 - 137/10 C10M 133/04 - 133/14 C10M 129/34 C10M 129/42

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基油に下記（ｉ），（ii），（iii）およ
び（iv）、または（ｉ），（iii）および（iv）：（ｉ）下記一般式（１），（２），（３）および
（４）、（上式中、ｌは１または２の整数を表し、ｍおよびｎは
それぞれ１または２の整数を表し、ＲおよびＲ′は同一
であっても相異っていてもよく、それぞれC₄〜C₃₀のア
ルキル基、アリール基またはアルキル置換アリール基を
表す）で示される酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル
およびそれらのアミン塩から選ばれる少なくとも１種；（ii）下記一般式（５）、（上式中、Ｒ″,R,R′は水素原子、C₁〜C₃₀のアル
キル基、アリール基、アルキル置換アリール基またはア
ルカノール基を表す）で示されるアルキルアミン化合物；（iii）脂肪族ジカルボン酸化合物；（iv）一級チオリン酸亜鉛；を配合してなることを特徴とする潤滑油組成物。