JP3988898B2 - 等速ジョイント用グリース組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、等速ジョイント用グリース組成物、特にプランジング型等速ボールジョイント用または固定型等速ボールジョイント用グリース組成物に関するものである。等速ジョイントの潤滑条件は、極めて高面圧であり、その結果、異常摩耗や金属疲労の発生による、ハクリ現象、すなわち、ジョイントのフレーキングが発生し易い。本発明は、このような等速ジョイントを潤滑し、ジョイントの摩耗を効果的に低減し、潤滑部分のフレーキングの発生を効果的に防止することのできる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】
このような等速ジョイントに用いられている従来の潤滑グリースとしては、二硫化モリブデンを含有するリチウム系極圧グリースや、二硫化モリブデンと硫黄−リン系極圧剤やナフテン酸の鉛塩を含有するリチウム系極圧グリースが挙げられる。しかし、これらの等速ジョイント用グリースは、近年の高性能自動車において発生する厳しい作用条件の下では、必ずしも満足なものとはいえない。
プランジング型等速ボールジョイントとして用いられているダブルオフセット型等速ジョイントやクロスグルーブ型等速ジョイント等、また固定型等速ボールジョイントとして用いられているバーフィールドジョイント等は、いずれも６個のボールでトルクを伝達する構造を持つ。これらの等速ジョイントでは、回転時高面圧下で複雑なころがりすべりの往復運動により、ボールおよびボールと接触する金属表面に繰り返し応力が加わり、金属疲労によるフレーキング現象が発生し易い。近年のエンジンの高出力化、また燃費向上のための自動車の軽量化により、ジョイントのサイズも小さくなるため、相対的に高面圧となり、従来のグリースではフレーキング現象を充分に防止することができない。また、グリースの耐熱性向上も必要になってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、フレーキング防止性能及び耐熱性能に優れた等速ジョイント用の新規な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】
本発明者等は等速ジョイントの摩耗を最適化し、異常な摩耗や金属疲労によるジョイントのフレーキングを防止し、かつ耐熱性能に優れたグリース組成物を開発するため種々の研究を行った。上記のような高面圧下での複雑なころがりすべり往復運動を伴う潤滑条件で使用するグリースの性能評価を、特にすべり運動に着目し、ＳＲＶ（Schwingung Reibung und Verschleiss) 試験機として知られる振動摩擦摩耗試験機を用いて行い、各種極圧添加剤、固体潤滑剤または各添加剤の組合せによる潤滑特性（摩擦係数）について検討した。その結果、本発明者等は、基油、ウレア系増ちょう剤、二硫化モリブデン、モリブデンジチオカーバメート及び硫黄含有有機錫化合物を含有するグリース組成物が、低摩擦係数の望ましい潤滑特性を示すことを見出し、さらに、実際の等速ジョイントを用いた耐久性能試験においても、従来の等速ジョイント用グリースとは異なり、フレーキング現象の発生を防止し得ることを確認し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
本発明の上記目的は以下の成分を含む等速ジョイント用グリース組成物により効果的に達成することができる。
(a) 基油、
(b) ウレア系増ちょう剤、
(c) 二硫化モリブデン、
(d) モリブデンジチオカーバメート、及び
(e) 硫黄含有有機錫化合物を含有する等速ジョイント用グリース組成物。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する(a) 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ている潤滑油またはそれらの混合油が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明に使用するウレア系増ちょう剤としては、例えば、ジウレア化合物、ポリウレア化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。
ジウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミンとの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、フェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクカデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネート等が挙げられ、モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、アニリン、ｐ−トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
ポリウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミン、ジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネート、モノアミンとしては、ジウレア化合物の生成に用いられるものと同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン等が挙げられる。
特に好ましいウレア系増ちょう剤は、アニリン、ｐ−トルイジン等の芳香族系アミン、シクロヘキシルアミン、又はこれらの混合物と、ジイソシアネート化合物との反応によって得られる、ジウレア化合物であり、ジウレア化合物中のアリール基が６又は７個の炭素原子を有し、ジウレア化合物中のアリール基対シクロヘキシル基の割合が、１００〜０％のものが好ましい。
【０００７】
次に、本発明に使用する(c) 成分である二硫化モリブデンは、一般に極圧添加剤として広く用いられている。その潤滑機構としては、層状格子構造を持ち、すべり運動により薄層状に容易にせん断し、摩擦係数を低下させることが知られている。またジョイントの焼け付き防止にも効果がある。
【０００８】
本発明に使用する(d）成分である、モリブデンジチオカーバメートの好ましい例としては下記の式（１）で表されるものが挙げられる。
〔（Ｒ¹ Ｒ² Ｎ−Ｃ（＝Ｓ）−Ｓ−〕₂ −Ｍｏ₂ −Ｏ_m Ｓ_n
（式中、Ｒ¹ 及びＲ² は、それぞれ独立して、炭素数１〜24、好ましくは３〜18のアルキル基を表し、ｍは０〜３、ｎは４〜１であり、ｍ＋ｎ＝４である。）
本発明に使用される(e) 成分である硫黄含有有機錫化合物として好ましいものは、下記の式（２）で示されるものから選択される。
（Ｒ³ ）_mＳｎ（Ｘ）_4-m （２）
式中、Ｒ³ はアルキル基を示し、Ｘは、−Ｓ−（ＣＨ₂ ）ｎ−ＣＯ−ＯＲ⁴ 又は−Ｓ−（ＣＨ₂ ）ｎ−Ｏ−ＣＯ−Ｒ⁴ を示し、Ｒ⁴ はアルキル基又はアルケニル基を示し、ｎは１〜１８の整数を示し、ｍは０〜３の整数を示し、Ｒ³ 、Ｘが２つ以上存在する場合は、同一でも異なっていてもよい。
Ｒ³ で表されるアルキル基として好ましいものは、炭素原子数１〜１８のもの、例えば、メチル、ブチル、オクチル、オクタデシル等である。Ｒ⁴ で表されるアルキル基、アルケニル基として好ましいものは、炭素原子数１〜１８のもの、例えば、メチル、オクチル、ドデシル、オクタデシル、オレイル等である。
【０００９】
さらに具体的な例としては、以下に示す化合物が挙げられる。
化合物Ａ ジメチル錫ビス（イソオクチルメルカプトアセテート）
（ＣＨ₃）₂−Ｓｎ−（Ｓ−ＣＨ₂ＣＯ−Ｏ−ｉｓｏＣ₈Ｈ₁₇）₂
化合物Ｂ モノメチル錫トリス（イソオクチルメルカプトアセテート）
ＣＨ₃−Ｓｎ−（Ｓ−ＣＨ₂ＣＯ−Ｏ−ｉｓｏＣ₈Ｈ₁₇）₃
化合物Ｃ ジ（ｎ−オクチル）錫ビス（イソオクチルメルカプトアセテート）
（ｎ−Ｃ₈Ｈ₁₇）₂−Ｓｎ−（Ｓ−ＣＨ₂ＣＯ−Ｏ−ｉｓｏＣ₈Ｈ₁₇）₂
化合物Ｄ モノメチル錫トリス（２−メルカプトエチルオレート）
ＣＨ₃−Ｓｎ−（Ｓ−（ＣＨ₂）₂Ｏ−ＣＯ−Ｃ₁₈Ｈ₃₅）₃
化合物Ｅ ジメチル錫ビス（２−メルカプトエチルオレート）
（ＣＨ₃）₂−Ｓｎ−（Ｓ−（ＣＨ₂）₂Ｏ−ＣＯ−Ｃ₁₈Ｈ₃₅）₂
本発明の等速ジョイント用グリース組成物には、上記成分に加えて、酸化防止剤、防錆剤、防食剤等を含有させることができる。
【００１０】
本発明の等速ジョイント用グリース組成物は、好ましくは、グリース組成物の全重量に対して、（ａ）成分の基油：６0.０〜９8.７重量％、（ｂ）成分のウレア系増ちょう剤：１〜２５重量％、（ｃ）成分の二流化モリブデン：0.１〜５重量％、（ｄ）成分のモリブデンジチオカーバメート：0.１〜５重量％、（ｅ）成分の硫黄含有有機錫化合物0.１〜５重量％を含んでいる。
本発明の等速ジョイント用グリース組成物は、さらに好ましくは、グリース組成物の全重量に対して、（ａ）成分の基油：７1.０〜９3.５重量％、（ｂ）成分のウレア系増ちょう剤：５〜２０重量％、（ｃ）成分の二流化モリブデン：0.５〜３重量％、（ｄ）成分のモリブデンジチオカーバメート：0.５〜３重量％、（ｅ）成分の硫黄含有有機錫化合物0.５〜３重量％を含んでいる。
（ｂ）成分の含有量が１重量％未満では、増ちょう効果が少なくなり、グリース化しにくくなり、２５重量％より多いと、得られた組成物が硬くなり過ぎ、所期の効果が得られにくくなる。（ｃ）成分の含有量が0.１重量％未満、（ｄ）成分の含有量が0.１重量％未満、（ｅ）成分の含有量が0.１重量％未満では、所期の効果を十分に得ることが困難になり、一方（ｃ）成分の含有量が５重量％より多く、（ｄ）成分の含有量が５重量％より多く、（ｅ）成分の含有量が５重量％より多い場合にも、効果の増大はなく、フレーキング防止効果も得られない。
【００１１】
【実施例】
次に本発明を実施例及び比較例により説明する。
〔実施例１〜５、比較例１及び２〕
容器に基油４１００ｇとジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート１０１２ｇをとり、混合物を７０〜８０℃に加熱した。別容器に基油４１００ｇとシクロヘキシルアミン５６３ｇ、アニリン２２５ｇをとり、７０〜８０℃に加熱後、先の容器に加えた。混合物をよく攪拌しながら、３０分間反応させ、その後攪拌しながら、１６０℃まで昇温し、放冷し、ベースウレアグリースを得た。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、得られる混合物を、三段ロールミルにて、ちょう度No. 1 グレードに調整した。
【００１２】
〔実施例６〕
容器に基油４４０ｇとジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート５8.９ｇをとり、混合物を７０〜８０℃に加熱した。別容器に、基油４４０ｇとオクチルアミン６1.１ｇをとり、７０〜８０℃に加熱後、先の容器に加え、よく攪拌しながら、３０分間反応させた。その後攪拌しながら、１６０℃まで昇温し、放冷後、ベース脂肪族アミンウレアグリースを得た。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、得られる混合物を、三段ロールミルにて、ちょう度No. 1 グレードに調整した。
【００１３】
上記実施例及び比較例において、いずれもグリースの基油は以下のものを使用した。

また、市販二硫化モリブデンに硫黄−リン系極圧剤とナフテン酸の鉛塩を含有するリチウムグリースを比較例３のグリースとした。
【００１４】
これらのグリースにつき以下に示す試験方法で物性の評価を行い、得られた結果を表１に併記する。
＜ちょう度＞ ＩＳＯ ２１３７ による
＜滴 点＞ ＩＳＯ ２１７６ による

【００１５】
＜実ジョイント台上耐久試験＞
下記条件にて、実ジョイントでの台上耐久試験を行い、フレーキング等の発生の有無を評価した。

【００１６】
【表１】

【００１７】
1) モノアミンとして、シクロヘキシルアミンとアニリンを混合使用したジウレア化合物を用いたジウレアグリース
2) モノアミンとして、オクチルアミンを使用したジウレア化合物を用いたジウレアグリース
3) 二硫化モリブデン（商品名：Molysulfide CLIMAX MOLYBDENUM COMPANY 製平均粒径0.45μｍ）
4) 二硫化モリブデン（商品名：Molysulfide CLIMAX MOLYBDENUM COMPANY 製平均粒径0.7 μｍ）
5) モリブデンジチオカーバメート（商品名：Molyvan A R.T.Vanderbilt 社製)
6) モリブデンジチオカーバメート（商品名：Molyvan 822 R.T.Vanderbilt社製)
7) 硫黄含有有機錫化合物〔ジメチル錫ビス（イソオクチルメルカプトアセテート）とモノメチル錫トリス（イソオクチルメルカプトアセテート）の、７５／２５（重量比）混合物〕
8) 硫黄含有有機錫化合物〔ジ（ｎ−オクチル）錫ビス（イソオクチルメルカプトアセテート）〕
9) 平均摩擦係数
10) 台上耐久試験：バーフィールドジョイント
11) 台上耐久試験：クロスグルーブジョイント
（フレーキング発生 有：×、無：○）
* 比較例３：市販二硫化モリブデン、硫黄−リン系極圧剤、ナフテン酸鉛入りグリース

Claims (4)

1. (a) 基油、
   (b) ウレア系増ちょう剤、
   (c) 二硫化モリブデン、
   (d) モリブデンジチオカーバメート、及び
   (e) 硫黄含有有機錫化合物を含有する等速ジョイント用グリース組成物。
2. 全組成物中、ウレア系増ちょう剤の含有量が１〜２５重量％、二硫化モリブデンの含有量が0.１〜５重量％、モリブデンジチオカーバメートの含有量が0.１〜５重量％、硫黄含有有機錫化合物の含有量0.１〜５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. 硫黄含有有機錫化合物が、下記の式（２）で示されるものから選択される請求項１又は２記載の等速ジョイント用グリース組成物。
   （Ｒ³）_mＳｎ（Ｘ）_4-m （２）
   式中、Ｒ³はアルキル基を示し、Ｘは、−Ｓ−（ＣＨ₂）ｎ−ＣＯ−ＯＲ⁴又は−Ｓ−（ＣＨ₂）ｎ−Ｏ−ＣＯ−Ｒ⁴を示し、Ｒ⁴はアルキル基又はアルケニル基を示し、ｎは１〜１８の整数を示し、ｍは０〜３の整数を示し、Ｒ³、Ｘが２つ以上存在する場合は、同一でも異なっていてもよい。
4. 硫黄含有有機錫化合物が、ジメチル錫ビス（イソオクチルメルカプトアセテート）、モノメチル錫トリス（イソオクチルメルカプトアセテート）及びジ（ｎ−オクチル）錫ビス（イソオクチルメルカプトアセテート）からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか１項記載の等速ジョイント用グリース組成物。