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JP3320569B2 - 等速ジョイント用グリース組成物 - Google Patents

等速ジョイント用グリース組成物

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JP3320569B2
JP3320569B2 JP25635794A JP25635794A JP3320569B2 JP 3320569 B2 JP3320569 B2 JP 3320569B2 JP 25635794 A JP25635794 A JP 25635794A JP 25635794 A JP25635794 A JP 25635794A JP 3320569 B2 JP3320569 B2 JP 3320569B2
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JP
Japan
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grease composition
constant velocity
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sulfur
phosphorus
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康 畠山
信也 近藤
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Kyodo Yushi Co Ltd
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Kyodo Yushi Co Ltd
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Priority to DE69514981T priority patent/DE69514981T2/de
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Priority to EP95306686A priority patent/EP0708172B1/en
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の等速ジョイン
ト、特にトリポード型等速ジョイント用グリース組成物
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】等速ジョイントは、一般に自動車の最終
減速装置から車軸へ駆動力を伝達する回転軸に使用され
ており、特にトリポード型と呼ばれる等速ジョイント
は、３本の軸を持つトリポードと、それぞれの軸に複数
のニードルを介し、３個のローラおよび、ローラを案内
する３つの円筒溝を持つアウターレースで構成されてい
る。トリポード型等速ジョイントは、ある角度条件で、
回転した時、構成部品が、複雑にころがりすべり運動す
るため、その際回転数の３倍の周期の軸方向へのスライ
ド抵抗（軸力）、すなわち回転三次の軸力が発生し車両
に振動を起こすことが知られている。従来、これらのト
リポード型等速ジョイントの潤滑には、潤滑油を基油と
し、カルシウムコンプレックス石けんを増ちょう剤とし
たグリースや、リチウム石けんを増ちょう剤とし、硫化
油脂、トリクレジルフォスフェート、亜鉛ジアルキルジ
チオフォスフェート等の硫黄−リン系極圧剤を含有した
グリース等が使用されている。回転三次の軸力の発生
は、トリポード型等速ジョイントの構造上の複雑なころ
がりすべり運動での、内部摩擦による。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のグリースよりも摩擦係数が低く、内部摩擦を低減し、
等速ジョイントの振動を低減することができる等速ジョ
イント用グリース組成物を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の成分を
含有する等速ジョイント用グリース組成物である。 (a) 基油、(b) リチウム石けん及びリチウムコンプレッ
クス石けんからなる群から選択されるリチウム含有増ち
ょう剤、(c) モリブデンジチオフォスフェート及びモリ
ブデンジチオカーバメイトからなる群から選択される有
機モリブデン化合物、(d) 亜鉛ジチオフォスフェート、
(e) 金属を含まない、硫黄−リン系極圧剤、及び(f) 酸
化ワックスのカルシウム塩、石油スルホン酸のカルシウ
ム塩及びアルキル芳香族スルホン酸のカルシウム塩から
なる群から選択されるカルシウム塩。
【０００５】本発明者等は等速ジョイントの摩擦を低減
し、振動を防止し得るグリースの性能評価について、Ｓ
ＲＶ試験機と呼ばれている、振動摩擦摩耗試験機を用い
て試験を行い、特定の振動摩擦条件下での摩擦係数と、
実ジョイントとの振動に一定の関係があることを見い出
した。そこで、増ちょう剤として、リチウム石けんまた
はリチウムコンプレックス石けんを用いたグリースに、
添加剤として種々の極圧添加剤等を組合せたグリース組
成物について、摩擦係数を検討した。その結果、(a) 基
油に、(b) 増ちょう剤として、リチウム石けんもしくは
リチウムコンプレックス石けんを用い、添加剤として、
(c) モリブデンジチオフォスフェートとモリブデンジチ
オカーバメイトから選択される、少なくとも１種の有機
モリブデン化合物と、(d) 亜鉛ジオチオフォスフェート
と、(e) 金属を含まない、硫黄−リン系極圧剤と、(f)
酸化ワックスのカルシウム塩、石油スルホン酸のカルシ
ウム塩、アルキル芳香族スルホン酸のカルシウム塩から
選択される、カルシウム塩を組合せて使用することによ
り、より大きな摩擦係数の低減が認められ、さらに実ジ
ョイントを用いての、振動試験においても、顕著に回転
三次の軸力の低減が認められることを見出し、本発明を
完成するに至った。
【０００６】
【作用】本発明について、以下、詳細に説明する。本発
明に使用する(a) 成分の基油としては、鉱物油、炭化水
素系合成油、エステル系合成油、エーテル系合成油等の
潤滑油またはそれらの混合油を用いることができ、特に
限定するものではない。(b) 成分のリチウム含有増ちょ
う剤としては、石けん型グリースとして、汎用性があ
り、一般的に広く用いられている、１２−ヒドロキシス
テアリン酸のリチウム塩もしくは、ステアリン酸のリチ
ウム塩等が挙げられ、より耐熱性が要求される場合は、
１２−ヒドロキシステアリン酸と二塩基酸等を用いたリ
チウムコンプレックス石けんが適用される。本発明にお
ける(c) 有機モリブデン化合物は、モリブデンジチオフ
ォスフェート及び／又はモリブデンジチオカーバメイト
である。モリブデンジチオフォスフェートの好ましい例
としては、次式（Ｉ）で示されるものが挙げられる。
【０００７】
【化１】
【０００８】（式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 及びＲ4 は、そ
れぞれ独立して、炭素数１〜２４、好ましくは３〜２０
の一級または二級のアルキル基、もしくは炭素数６〜３
０、好ましくは８〜１８のアリール基を示す。） モリブデンジチオカーバメイトの好ましい例としては、
次式（II) で示されるものが挙げられる。 [(R5)(R6)N-CS-S]2-Mo2OmSn （II) （式中、Ｒ5 及びＲ6 は、それぞれ独立して、炭素数１
〜２４、好ましくは３〜１８のアルキル基であり、ｍは
０〜３、ｎは１〜４であり、かつｍ＋ｎ＝４である。） これらの有機モリブデン化合物は、それぞれ単独又は混
合して適用できる。
【０００９】本発明に使用する(d) 成分の好ましいもの
としては、次式（III)で示される亜鉛ジチオフォスフェ
ートから成る極圧添加剤が挙げられる。 (R7O)(R8O)SP-S-Zn-S-PS(OR9)(OR10) （III) （式中、Ｒ7 、Ｒ8 、Ｒ9 及びＲ10は、それぞれ独立し
て、炭素数１〜２４、好ましくは３〜２０のアルキル
基、または炭素数６〜３０、好ましくは８〜１８のアリ
ール基を示す。） 特に、Ｒ7 、Ｒ8 、Ｒ9 及びＲ10が、炭素数３〜８の、
一級または二級アルキル基であるものの効果が大きい。
【００１０】さらに、本発明に使用する(e) 成分であ
る、金属を含まない硫黄−リン系極圧添加剤としては、
硫黄成分が１５〜３５重量％であり、リン成分が0.５〜
３重量％であり、硫黄成分とリン成分比のバランスによ
り、優れた摩耗防止性能や焼け付き防止性能が発揮され
る。すなわち、硫黄成分が上記範囲より多いと金属を腐
食させやすくなり、リン成分が上記範囲より多いと摩耗
を増加し、摩耗防止効果が得られなくなり、さらに両者
とも上記範囲より少ない場合は、目的とする効果が得ら
れない。
【００１１】本発明に使用する(f) 成分であるカルウシ
ウム塩は、酸化ワックスのカルシウム塩、潤滑油留分中
の芳香族炭化水素成分のスルホン化によって得られる石
油スルホン塩のカルシムウ塩、ジノニルナフタレンスル
ホン酸やアルキルベンゼンスルホン酸のような合成スル
ホン酸のカルシウム塩であり、その他、過塩基性合成ス
ルホン酸のカルシウム塩も使用できる。いずれも防錆剤
として広く知られているものである。特に酸化ワックス
のカルシウム塩の効果が大きい。本発明においては、
(a) 基油、(b) リチウム含有増ちょう剤、(c) 有機モリ
ブデン化合物、(d) 亜鉛ジチオフォスフェート、(e) 金
属を含まない硫黄−リン系極圧剤及び(f) カルシウム塩
を、特定の比率で組み合わせることにより、各成分単独
含有の場合と比較して、格段に優れた効果を発揮し、本
発明の所期の目的がより良く達成される。
【００１２】本発明の効果については、確証を得たわけ
ではなく、またこれに限定するものではないが、次のよ
うに考えている。(c) 成分の有機モリブデン化合物およ
び(d) 成分の亜鉛ジチオフォスフェートは、いずれも潤
滑面において自己分解し、潤滑部に粘弾性の高分子膜を
形成して金属部分を被覆し、振動を吸収し、さらに、こ
の高分子膜は、潤滑部の複雑なころがりすべり運動で容
易にせん断され、摩擦を低減するという相乗効果が考え
られる。(c) 成分の有機モリブデン化合物については、
この効果の他、高面圧下では、自己分解と、硫黄成分の
存在下で、二硫化モリブデンを生成しやすく、摩擦、摩
耗を低減する効果も有すると考えられる。
【００１３】(e) 成分は硫黄成分とリン成分がバランス
よく配合されており、(c) 成分、(d) 成分の摩擦低減効
果を、より高め、高分子膜の生成等を促進する働き等が
考えられる。さらに、(f) 成分である、酸化ワックスの
カルシウム塩、石油スルホン酸のカルシウム塩及びアル
キル芳香族のカルシウム塩からなる群から選択されるカ
ルシウム塩は、通常は防錆剤として使用され、潤滑面に
介入し金属表面に吸着して金属表面を保護し防錆効果を
有すると考えられるが、本発明では、これらのカルシウ
ム塩が均一に潤滑面に分散され、また、カルシウム化合
物として、カルシウム基のもつ摩耗防止効果により、上
記の他の成分の効果を損なわず、摩擦低減効果をより効
果的にする働きを有していると推定される。
【００１４】本発明において、(a) 成分の基油の含有量
は、６０〜９６重量％、好ましくは、７７〜９１重量％
の範囲であり、(b) 成分のリチウム含有増ちょう剤の含
有量は、２〜１５重量％、好ましくは５〜１０重量％の
範囲であり、(c) 成分の有機モリブデン化合物の含有量
は、0.５〜１０重量％、好ましくは２〜５重量％の範囲
であり、(d) 成分の亜鉛ジチオフォスフェートの含有量
は、0.５〜５重量％、好ましくは１〜３重量％の範囲で
あり、(e) 成分の金属を含まない、硫黄−リン系極圧剤
の含有量は、0.１〜５重量％、好ましくは、0.３〜２重
量％の範囲であり、さらに(f) 成分のカルシウム塩は、
0.５〜５重量％、好ましくは１〜３重量％の範囲であ
る。
【００１５】前述のとおり、(b) 成分の含有量が２重量
％未満では、増ちょう効果が少なく、グリース化が困難
であり、１５重量％以上では、硬くなり過ぎる。(c) 成
分の含有量が0.５重量％未満、(d) 成分の含有量が0.５
重量％未満、(e) 成分の含有量が0.１重量％未満、(f)
成分の含有量が0.５重量％未満では、いずれも本発明の
所期の目的が十分に達成されなくなり、一方(c) 成分の
含有量を１０重量％以上、(d) 成分の含有量を５重量％
以上、(e) 成分の含有量を５重量％以上、(f)成分の含
有量を５重量％より多く添加しても効果の増大はない。
尚、これらの成分のほか、必要に応じて酸化防止剤、防
錆剤、防食剤などを含有させることができる。
【００１６】
【実施例】次に本発明を実施例および比較例により説明
する。 ［実施例１〜４、６〜９および比較例１〜３］基油２５
００ｇに１２−ヒドロキシステアリン酸５００ｇを加
え、８０℃に加熱し、５０％水酸化リチウム水溶液１４
０ｇを添加攪拌し、３０分間ケン化反応させ、その後２
１０℃まで加熱した。加熱後、１６０℃まで冷却し、さ
らに基油１９３０ｇを加え、攪拌しながら１００℃以下
まで冷却し、ベースリチウムグリースとした。このベー
スグリースに、表１および表２に示す配合で、添加剤を
添加し、適宜基油を加え、三段ロールミルにて、ちょう
度No. １グレードに調整した。
【００１７】[実施例５]基油５００ｇに１２−ヒドロキ
システアリン酸９０ｇ、アゼライン酸３０ｇを加え、６
５〜７５℃に加熱し、５０％水酸化リチウム水溶液５５
ｇを添加し、１０分間反応させた後、加熱し、９５〜１
２０℃にて３０分間反応させ、その後、２１０℃まで昇
温させ、１０分間保持後冷却し、さらに基油３５2.５ｇ
を加え、攪拌冷却し、ベースリチウムコンプレックスグ
リースとした。このベースグリースに、表１に示す配合
で、添加剤を添加し、適宜基油を加え、三段ロールミル
にて、ちょう度No. １グレードに調整した。尚、グリー
スの基油としては以下のものを使用した。
【００１８】また、市販の硫黄−リン系極圧剤を含有す
るリチウムグリースを比較例４のグリースとし、市販の
カルシウムコンプレックスグリースを比較例５のグリー
スとした。これらのグリースにつき次に示す試験法で物
性の評価を行い、得られた結果を表１および表２に併記
した。 〈ちょう度〉 ＩＳＯ ２１３７による 〈ＳＲＶ試験〉 テストピース ボール 直径 １０mm（ＳＵＪ−２） 円筒プレート 直径 ２４mm×7.８５mm（ＳＵＪ−２） 評価条件 荷重 ５０Ｎ、１００Ｎ、２００Ｎ、３００Ｎ、 ４００Ｎ、５００Ｎ（５０Ｎ１分間運転後 １００Ｎ１分間、次いで１００Ｎごとに荷 重を上げ、各１分間ずつ運転） 周波数 １５Ｈｚ 振幅 １０００μｍ 時間 ６分 試験温度 室温 測定項目 各荷重ごとの摩擦係数の総平均値
【００１９】〈軸力測定試験〉実ジョイントでの振動測
定は、トリポード型等速ジョイントにおける回転時の軸
方向へのスライド抵抗を軸力として測定した。結果は比
較例５の市販カルシウムコンプレックスグリースを基準
とし、各角度ごとに軸力低減率を求め、さらに３つの角
度の平均値を平均軸力低減率とした。
【００２０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の等速
ジョイント用グリース組成物は、(a)基油と、(b) リチ
ウム石けん及びリチウムコンプレックス石けんからなる
群から選択されるリチウム含有増ちょう剤と、(c) モリ
ブデンジチオフォスフェート及びモリブデンジチオカー
バメイトからなる群から選択される有機モリブデン化合
物と、(d) 亜鉛ジチオフォスフェートと、(e) 金属を含
まない、硫黄−リン系極圧剤と、(f) 酸化ワックスのカ
ルシウム塩、石油スルホン酸のカルシウム塩及びアルキ
ル芳香族スルホン酸のカルシウム塩からなる群から選択
されるカルシウム塩を含有しているため、表１および表
２に示す実施例および比較例の試験結果からもわかるよ
うに、著しい摩擦係数の低減および回転三次の軸力の低
減効果を奏する。
【００２１】
【表１】 表１ ─────────────────────────────────── 実 施 例 1 2 3 4 5 6 7 8 9 配合 １） 92.5 92.5 92.5 92.5 - 93.5 93.5 92.5 92.5 ２） - - - - 92.5 - - - - ３） 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 - 3.0 3.0 ４） - - - - - - 3.0 - - ５） 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 - - 1.0 1.0 ６） 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 - - ７） - - - - - - - 1.0 - ８） - - - - - - - - 1.0 ９） 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 10） 2.0 - - - 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 11） - 2.0 - - - - - - - 12) - - 2.0 - - - - - - 13) - - - 2.0 - - - - - 評価試験 14） 322 325 327 324 317 319 323 319 327 15) 0.032 0.035 0.036 0.035 0.033 0.035 0.037 0.033 0.037 16） -32 -25 -27 -26 -30 -25 -20 -31 -22
【００２２】
【表２】 表２ ─────────────────────────────── 比 較 例 1 2 3 4* 5 ** 配合 １） 95.5 94.5 95.5 ２） - - - ３） 3.0 3.0 - ４） - - 3.0 ５） - 1.0 - ６） 1.0 1.0 1.0 ７） - - - ８） - - - ９） 0.5 0.5 0.5 10） - - - 11） - - - 12) - - - 13) - - - 評価試験 14） 324 318 325 285 282 15) 0.040 0.041 0.043 0.080 0.08216） -13 -14 -9 ＋1 基準 * 市販硫黄−リン含有極圧剤入りリチウムグリース** 市販カルシウムコンプレックスグリース
【００２３】１） リチウムグリース ２） リチウムコンプレックスグリース ３） モリブデンジチオフォスフェート（商品名：Moly
van L R.T. Vanderbilt社製） ４） モリブデンジチオカーバメイト（商品名：Molyva
n A R.T. Vanderbilt 社製） ５） モリブデンジチオカーバメイト（商品名：Molyva
n 822 R.T. Vanderbilt社製） ６） 亜鉛ジチオフォスフェートＩ（商品名：Lubrizol
1360 日本ルーブリゾール社製） ７） 亜鉛ジチオフォスフェートII（商品名：TLA 111
Texaco社製） ８） 亜鉛ジチオフォスフェートIII （商品名：TLA 25
2 Texaco社製） ９） 硫黄−リン系極圧剤（商品名：Mobilad G-305 モ
ービルケミカル社製） 10） 酸化ワックスカルシウム塩（商品名：Alox 165 A
lox Corporation 社製） 11） 石油スルホン酸カルシウム塩（商品名：スルホー
ル Ca-45 株式会社松村石油研究所製） 12) ジノニルナフタレンスルホン酸カルシウム塩（商
品名：NA-SUL 729 KINGINDUSTRIES社製） 13) 過塩基性スルホン酸カルシウム塩（商品名：BRYT
ON C-400 WITCO CHEMICAL 社製） 14) ちょう度 ６０Ｗ 15) ＳＲＶ試験 平均摩擦係数 16) 軸力測定試験 平均軸力低減率（％）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｍ 135:18 Ｃ１０Ｍ 135:18 137:10 137:10 Ａ 159:06 159:06 159:24） 159:24） Ｃ１０Ｎ 10:02 Ｃ１０Ｎ 10:02 10:04 10:04 10:12 10:12 30:06 30:06 40:02 40:02 50:10 50:10 (56)参考文献 特開 昭62−207397（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−31394（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−9489（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−279698（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−263091（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−328198（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C10M 169/00 - 169/06 C10M 117/02 - 117/04 C10M 135/10 C10M 135/18 C10M 137/10 C10M 159/06 C10M 159/24 C10N 10:02 - 10:04 C10N 10:12 C10N 30:06 C10N 40:02 C10N 50:10 F16D 3/20

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 以下の成分を含有する等速ジョイント用
    グリース組成物。 (a) 基油、 (b) リチウム石けん及びリチウムコンプレックス石けん
    からなる群から選択されるリチウム含有増ちょう剤、 (c) モリブデンジチオフォスフェート及びモリブデンジ
    チオカーバメイトからなる群から選択される有機モリブ
    デン化合物、 (d) 亜鉛ジチオフォスフェート、 (e) 金属を含まない、硫黄−リン系極圧剤、及び (f) 酸化ワックスのカルシウム塩、石油スルホン酸のカ
    ルシウム塩及びアルキル芳香族スルホン酸のカルシウム
    塩からなる群から選択されるカルシウム塩。
  2. 【請求項２】 等速ジョイント用グリース組成物の全重
    量に対する、リチウム含有増ちょう剤の含有量が２〜１
    ５重量％、有機モリブデン化合物の含有量が0.５〜１０
    重量％、亜鉛ジチオフォスフェートの含有量が0.５〜５
    重量％、金属を含まない、硫黄−リン系極圧剤の含有量
    が0.１〜５重量％、カルシウム塩の含有量が0.５〜５重
    量％である、請求項１記載の等速ジョイント用グリース
    組成物。
  3. 【請求項３】 有機モリブデン化合物がモリブデンジチ
    オフォスフェートとモリブデンジチオカーバメイトの混
    合物である、請求項１記載の等速ジョイント用グリース
    組成物。
  4. 【請求項４】 有機モリブデン化合物がモリブデンジチ
    オフォスフェートとモリブデンジチオカーバメイトの混
    合物である、請求項２記載の等速ジョイント用グリース
    組成物。
  5. 【請求項５】 金属を含まない、硫黄−リン系極圧剤
    が、該硫黄−リン系極圧剤の全重量に対して、硫黄分１
    ５〜３５重量％およびリン分0.５〜３重量％を含有する
    ものである、請求項１記載の等速ジョイント用グリース
    組成物。
  6. 【請求項６】 金属を含まない、硫黄−リン系極圧剤
    が、該硫黄−リン系極圧剤の全重量に対して、硫黄分１
    ５〜３５重量％およびリン分0.５〜３重量％を含有する
    ものである、請求項２記載の等速ジョイント用グリース
    組成物。
  7. 【請求項７】 カルシウム塩が、酸化ワックスのカルシ
    ウム塩である、請求項１記載の等速ジョイント用グリー
    ス組成物。
  8. 【請求項８】 カルシウム塩が、酸化ワックスのカルシ
    ウム塩である、請求項２記載の等速ジョイント用グリー
    ス組成物。
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