JP4112419B2 - グリース組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グリース組成物に関し、特に、等速ジョイントを効率よく潤滑し、有効に摩擦を低減して振動の発生を防止し得るグリース組成物及びこれを含む等速ジョイントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
潤滑されるべき等速ジョイントには極めて高い面圧がかかり、またジョイントは複雑なころがりすべり運動を行うため、異常振動がしばしば発生する。従来、このような等速ジョイントに用いられている潤滑グリースとしては、カルシウムコンプレックス石けんを増ちょう剤とするグリースや、リチウム石けんを増ちょう剤とし、例えば、硫化油脂、トリクレジルホスフェート、及びジチオリン酸亜鉛からなる群から選択された硫黄−リン系極圧剤を含有したグリースが使用されている。
【０００３】
最近の自動車工業においては、軽量化かつ居住空間の確保の点から、ＦＦ車が急激に増加し、これに不可欠な等速ジョイント（ＣＶＪ）が広く用いられている。このＣＶＪの中で、プランジング型等速ジョイント、特に、トリポード型等速ジョイント（ＴＪ)、ダブルオフセット型等速ジョイント（ＤＯＪ）等は、ある角度の付いた状態で、回転時に複雑なころがりすべり運動を行うため、軸方向にスライド抵抗を生じ、これがアイドリング時の振動、発進及び加速時の車体の横揺れ、特定速度での車内でのビート音及び、又はこもり音の起振源となっている。この問題の解決のため、種々の等速ジョイント(ＣＶＪ)自体の構造の改良もなされているが、ジョイントの占めるスペース、重さ、及びコスト面でその改良は難しく、振動低減性能に優れたグリースが要求されている。
【０００４】
このようなグリースとして、基油、ウレア系増ちょう剤、モリブデンジチオカーバメート又はモリブデンジチオホスフェート、カルシウムサリシレート又はカルシウムスルホネート又はカルシウムフェネートを含有する等速ジョイント用グリース組成物が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、基油、ウレア系増ちょう剤、モリブデンジチオカーバメート、カルシウムスルホネート、チオホスフェートを含有する等速ジョイント用グリース組成物が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかし、等速ジョイントの振動をさらに効果的に低減し得る振動低減性能に優れたグリースが要求されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３２４１９０号公報
【特許文献２】
特開平１１−１７２２７６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、振動低減性能に優れたグリース組成物を提供することであり、特に、等速ジョイントを効率よく潤滑し、有効に摩耗を低減し、振動の発生を防止し得るグリース組成物を提供することである。
本発明の他の目的はこのようなグリース組成物を含む等速ジョイントを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、等速ジョイントの摩擦を低減し、振動を防止するグリース組成物の開発研究を種々行い、振動の発生し易い潤滑条件下で使用するグリースの性能評価を、振動摩擦摩耗試験機として知られるＳＲＶ試験機を用いて行った。その結果、等速ジョイントを起振源とした振動と、ＳＲＶ試験機で測定した特定の振動条件下の摩擦係数に特別な関係があることを見いだした。
さらに、本発明者は、基グリースにウレアグリースを用いて、各種極圧剤等の様々な組み合わせによって、上述の関係を検討した。
その結果、本発明者等はカルシウムフェネート、モリブデンジチオカーバメート、カルシウムスルホネート、チオホスフェート、ウレア系増ちょう剤、及び基油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いだし、さらに、実際の等速ジョイントを用いた強制力試験においても、従来の等速ジョイント用グリースとは異なり、振動の発生をさらに効果的に防止し得ることを確認し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明は以下のグリース組成物及びこれを用いた等速ジョイントを提供するものである。
１．以下の成分（ａ）〜（ｆ）を含むグリース組成物。
（ａ）カルシウムフェネート、
（ｂ）モリブデンジチオカーバメート、
（ｃ）カルシウムスルホネート、
（ｄ）チオホスフェート、
（ｅ）ウレア系増ちょう剤、及び、
（ｆ）基油。
【０００９】
２．全組成中、カルシウムフェネートの含有量が０．１〜１５質量％、モリブデンジチオカーバメートの含有量が０．１〜１０質量％、カルシウムスルホネートの含有量が０．５〜１５質量％、チオホスフェートの含有量が０．１〜１０質量％、ウレア系増ちょう剤の含有量が１〜２５質量％である上記１記載のグリース組成物。
３．さらに、チオホスフェート以外の、金属を含まない硫黄−リン系極圧剤を含む上記１又は２記載のグリース組成物。
４．チオホスフェート以外の、金属を含まない硫黄−リン系極圧剤の含有量が０．１〜１０質量％である上記３記載のグリース組成物。
５．等速ジョイント用である上記１〜４のいずれか１項記載のグリース組成物。６．上記５記載のグリース組成物を含む等速ジョイント。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する（ａ）成分のカルシウムフェネートは、硫化アルキルフェノールのカルシウム塩であり、清浄分散剤として市販されている。
本発明に使用する（ｂ）成分の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。
（Ｒ¹Ｒ²Ｎ−ＣＳ−Ｓ）₂−Ｍｏ₂０_mＳ_n （１）
（式中Ｒ¹及びびＲ²は、独立して、炭素原子数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。）
【００１１】
本発明に使用する（ｃ）成分のカルシウムスルホネートは、エンジン油等の潤滑油に用いられる金属系清浄分散剤や防錆剤として知られている。例えば、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酸のカルシウム塩、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アルキル芳香族スルホン酸等の合成スルホン酸のカルシウム塩、酸化ワックスのカルシウム塩、石油スルホン酸の過塩基性カルシウム塩、アルキル芳香族スルホン酸の過塩基性カルシウム塩、及び酸化ワックスの過塩基性カルシウム塩からなる群から選ばれる少なくとも１種である。特に好ましいものは、ジノニルナフタレンスルホン酸カルシウム塩、アルキル芳香族スルホン酸カルシウム塩である。
【００１２】
本発明に使用する(ｄ）成分のチオホスフェートの好ましい例としては、下記の式（２）で表されるものが挙げられる。
（Ｒ³Ｏ）（Ｒ⁴Ｏ）Ｐ（＝Ｓ）（ＯＲ⁵） （２）
（式中、Ｒ³は炭素原子数１〜２４のアルキル基、炭素原子数５〜６のシクロアルキル基、炭素原子数６〜３０のアルキルシクロアルキル基、１〜３環のアリール基、炭素原子数６〜３０のアルキルアリール基、又は炭素原子数６〜３０のアリールアルキル基を示し、Ｒ⁴、Ｒ⁵は水素原子または炭素原子数１〜２４のアルキル基、炭素原子数５〜６のシクロアルキル基、炭素原子数６〜３０のアルキルシクロアルキル基、１〜３環のアリール基、炭素原子数６〜３０のアルキルアリール基、炭素原子数６〜３０のアリールアルキル基を示す。）
特に好ましいものは、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵が炭素原子数１２もしくは１３のアルキル基であるトリアルキルチオホスフェート、トリ（アルキルフェニル）チオホスフェートである。
【００１３】
本発明に使用する（ｅ）成分のウレア系増ちょう剤としては、例えば、ジウレア化合物、及びポリウレア化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
ジウレア化合物は、例えば、ジイソシアネー卜とモノアミンとの反応で得られる。ジイソシアネー卜としては、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、オクタ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、オタタデシルアミン、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。
【００１４】
ポリウレア化合物は、例えば、ジイソシアネー卜とジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネー卜としては、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、オクチルアミン、ステアリルアミン等の脂肪族系アミン、シクロヘキシルアミン、又はこれらの混合物と、ジイソシアネー卜化合物との反応によって得られる、ジウレア化合物である。
【００１５】
本発明に使用する（ｆ）成分の基油としては、鉱物油、エーテル系合成油、炭化水素系合成油等のグリース組成物に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。
【００１６】
本発明のグリース組成物に、さらに成分（ｇ）として、チオホスフェート以外の、金属を含まない硫黄−リン系極圧剤を含有させることにより、磨耗防止性能や焼き付き防止性能をさらに向上させることができる。このような硫黄−リン系極圧剤の例としては、亜鉛、モリブデン、アンチモン等の金属を含まないものが挙げられる。特に、硫黄の合有量が１０〜４０％、リンの含有量が０．５〜５％であるものが好ましい。硫黄及びリンの含有量をこの範囲に調整することにより、優れた磨耗防止性能や焼き付き防止性能を効果的に発揮させることができる。硫黄成分が上記範囲より多いとジョイントが腐食しやすくなり、リン成分が上記範囲より多いとジョイントの摩耗防止効果が十分に得られなくなる傾向がある。また両者とも上記範囲より少ない場合は、磨耗防止性能や焼き付き防止性能を十全に発揮させることができないことがある。
チオホスフェート以外の硫黄−リン系極圧剤の例としては、硫黄のみを含有する硫化油脂、ポリサルファイド等と、リンのみを含有するホスフェート、ホスファイト等の混合物が挙げられる。
【００１７】
本発明のグリース組成物において、グリース組成物の全質量に対して、カルシウムフェネートの含有量は、好ましくは０．１〜１５質量％、さらに好ましくは１〜１０質量％、モリブデンジチオカーバメートの含有量は、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜５質量％、カルシウムスルホネートの含有量は、好ましくは０．５〜１５質量％、さらに好ましくは１〜１０質量％、チオホスフェートの含有量は、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．２〜５質量％、ウレア系増ちょう剤の含有量は、好ましくは１〜２５質量％、さらに好ましくは２〜２０質量％、基油の含有量は、好ましくは１５〜９８．１質量％、好ましくは４５〜９５．１質量％である。
【００１８】
カルシウムフェネートの含有量が０．１質量％未満、モリブデンジチオカーバメートの含有量が０．１質量％未満、カルシウムスルホネートの含有量が０．５質量％未満、あるいはチオホスフェートの含有量が０．１質量％未満では、所期の効果を十分に得ることが困難になり、またウレア系増ちょう剤の含有量が１質量％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る。
一方、カルシウムフェネートの含有量が１５質量％を超え、モリブデンジチオカーバメートの含有量が１０質量％を超え、カルシウムスルホネートの含有量が１５質量％を超え、あるいはチオホスフェートの含有量が１０質量％を超えても、効果の増大は認められない。
またウレア系増ちょう剤の含有量が２０質量％を超えると、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。
【００１９】
本発明のグリース組成物が、チオホスフェート以外の、金属を含まない硫黄−リン系極圧剤を含む場合、その含有量は好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．２〜５質量％である。
チオホスフェート以外の、金属を含まない硫黄−リン系極圧剤の含有量が０．１質量％未満では、所期の効果が充分に発現されず、また、１０質量％を超えても効果のさらなる増大はない。
本発明の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、防食剤等を合有させることができる。
本発明のグリース組成物は、等速ジョイント用グリース組成物として使用した場合にその性能を最も効果的に発揮するが、等速ジョイント以外の被潤滑部位の潤滑に使用できることはいうまでもない。
【００２０】
【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１〜４、比較例１〜６〕
鉱油（動粘度：40℃；91.4mm²/s、100℃；10.5mm²/s、粘度指数；97）４０００ｇ中で、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアナート２５０ｇ（１モル）とオクチルアミン１２９ｇ（１モル）とオクタデシルアミン２７０ｇ（１モル）を反応させ、生成したウレア化合物を均一に分散させてベースグリースを得た。このベースグリースに、表１または表２に示す配合で添加剤を加え、適宜基油を加えながら、三段ロールミルにて、ＪＩＳちょう度No.１グレードに調整した。また、硫黄系極圧剤、リン系極圧剤を合有する市販ウレアグリースを比較例６のグリースとした。
【００２１】
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、得られた結果を表に併記した。
＜ちょう度＞ JIS K 2220 5.3 による
＜ＳＲＶ試験＞

【００２２】
＜強制力試験＞
下記条件にて、実ジョイントの強制力試験を行い、強制力を測定した。
試験条件
回転数 200rpm
トルク 500Nm
ジョイント角度 8度
運転時間 5分
ジョイントタイプ トリポード型ジョイント
測定項目 ジョイント強制力を測定し、市販リチウムグリースを基準としての増減率で評価した。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のグリース組成物は、（ａ）カルシウムフェエネート、（ｂ）モリブデンジチオカーバメート（ｃ）カルシウムスルホネート（ｄ）チオホスフェート、（ｅ）ウレア系増ちょう剤、及び（ｆ）基油を合有しているため、表１及び表２に示す実施例及び比較例の結果からもわかるように、著しい摩擦係数低減効果及び振動発生防止効果を示す。
【００２４】
【表１】
実施例

【００２５】
モリブデンジチオカーバメートＡ：商品名Molyvan A (R.T.Vanderbilt社製)
モリブデンジチオカーバメートＢ：商品名Molyvan 822 (R.T.Vanderbilt社製)
カルシウムスルホネート：中性アルキル芳香族スルホン酸カルシウム
Ｓ−Ｐ極圧剤：硫黄含有量３１．５％、リン含有量１．７％
ホスホロチオネート：トリ（アルキルフェニル）チオホスフェート
【００２６】
【表２】
比較例

比較例６：有機Mo化合物、ZnDTP、Pb化合物入りウレアグリース
【００２７】
成分（ａ）〜（ｆ）を含む本発明のグリース組成物は、ＳＲＶ試験による摩擦係数が低く、トリポード型ジョイントを使用した実ジョイント強制力試験において、大きな強制力低減比を示す。これに対して、成分（ａ）のカルシウムフェネートを含まない比較例１、カルシウムフェネートの代わりにカルシウムステアレートを使用した比較例２、カルシウムフェネートの代わりにモンタン酸ワックスカルシウム塩を使用した比較例３、成分（ｃ）のカルシウムスルホネートを含まない比較例４、及び成分（ｄ）のホスホロチオネート（チオホスフェート）を含まない比較例５では、ＳＲＶ試験による摩擦係数が高く、トリポード型ジョイントを使用した実ジョイント強制力試験における強制力低減比が小さい。

Claims (6)

1. 下記の成分を含むグリース組成物。
   （ａ）カルシウムフェネート、
   （ｂ）モリブデンジチオカーバメート、
   （ｃ）カルシウムスルホネート、
   （ｄ）チオホスフェート、
   （ｅ）ウレア系増ちょう剤、及び、
   （ｆ）基油。
2. 全組成中、カルシウムフェネートの含有量が０．１〜１５質量％、モリブデンジチオカーバメートの含有量が０．１〜１０質量％、カルシウムスルホネートの含有量が０．５〜１５質量％、チオホスフェートの含有量が０．１〜１０質量％、ウレア系増ちょう剤の含有量が１〜２５質量％である請求項１記載のグリース組成物。
3. さらに、チオホスフェート以外の、金属を含まない硫黄−リン系極圧剤を含む請求項１又は２記載のグリース組成物。
4. チオホスフェート以外の、金属を含まない硫黄−リン系極圧剤の含有量が０．１〜１０質量％である請求項３記載のグリース組成物。
5. 等速ジョイント用である請求項１〜４のいずれか１項記載のグリース組成物。
6. 請求項５記載のグリース組成物を含む等速ジョイント。