JP2004204002A

JP2004204002A - 湿式クラッチ用潤滑油

Info

Publication number: JP2004204002A
Application number: JP2002373862A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Watanabe; 佳久渡辺; Hiroshi Tochigi; 弘栃木
Original assignee: Cosmo Oil Lubricants Co Ltd
Current assignee: Cosmo Oil Lubricants Co Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP4209189B2

Abstract

【課題】湿式クラッチのスティックスリップ防止性を有し、かつその性能を長期間維持する潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】１００℃で２〜５０ｍｍ^２／ｓの粘度を有する鉱油や合成油からなる基油に、（Ａ）一般式（１）

（式中のＲ^１は炭素数８以上の炭化水素基を、ｎは１以上の整数を表す。）
で表される（ポリ）グリセリルエーテルを０．１〜１０質量％、および（Ｂ）リン酸エステル化合物を０．１〜７質量％含有する湿式クラッチ用潤滑油。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スティックスリップ防止性を有し、かつその特性を長期間維持することができる湿式クラッチ用潤滑油に関し、詳しくは湿式クラッチ機構、特に金属製の摩擦クラッチを有する電子制御カップリング、多板クラッチ式ＬＳＤ（ＬｉｍｉｔｅｄＳｌｉｐＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）、湿式ブレーキに適した湿式クラッチ用潤滑油に関する。
【０００２】
【従来の技術】
湿式クラッチ機構、特に金属製の摩擦クラッチは、自動車のデファレンシャルや軸継手、農建機のブレーキなどに用いられ、主に動力伝達の制御を担う機構である。
このような湿式クラッチに用いることができる潤滑油には、トルクを伝達するために、一定以上の摩擦係数（トルク伝達性能）とスティックスリップ防止性が必要である。
【０００３】
スティックスリップは、クラッチが低速で回転する際や締結する際に間欠的に生じる自励振動の一種であり、異常音や車体振動の原因となる。
このスティックスリップを防止するためには、すべり速度と摩擦係数の関係（μ―ｖ特性）において、すべり速度の増加に伴い摩擦係数が増加する（μ―ｖ特性が正勾配）特性を有する潤滑油が必要となる。
【０００４】
このような潤滑油のμ―ｖ特性は、基油に添加剤を配合することで付与される。
この添加剤には、従来、摩擦調整剤としての、高級アルコールや多価アルコールの脂肪酸エステル、リン酸エステル、そのアミン塩などが使用されている。
また、特開２００１−２１４１８６では、（ポリ）グリセリルエーテルや有機酸のアルカリ土類金属塩を含有する組成物を開示している。
【特許文献１】特開２００１−２１４１８６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、自動車の燃費向上のため装置が小型化し潤滑油量が減少する一方で、更油期間の延長が求められており、使用される潤滑油に従来以上の耐久性が求めれている。
潤滑条件が厳しい金属製の摩擦クラッチを有する装置においても、例外ではなく、従来以上に長期にわたって良好なμ―ｖ特性を維持することができ、スティックスリップを抑制できる潤滑油が求められている。
【０００６】
本発明は、湿式クラッチ機構を有する電子制御カップリングや多板クラッチ式ＬＳＤ、あるいは湿式ブレーキに共通して要求されるトルク伝達性能とスティックスリップ防止性を有し、かつその性能を長期間維持することができる湿式クラッチ用潤滑油を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような湿式クラッチを備えた機構の要求に応えるべくなされたものであって、異なる２種類の摩擦調整剤を組み合わせて配合することで、トルク伝達性能を確保しつつ、その相乗効果によりμ−ｖ特性の耐久性向上を可能とした。
【０００８】
すなわち、本発明の湿式クラッチ用潤滑油は、１００℃で２〜５０ｍｍ^２／ｓの粘度を有する鉱油および合成油の中から選ばれる１種以上を基油とし、これに、（Ａ）炭素数８以上の高級アルコールとグリセリンとのエーテル０．１〜１０質量％、および（Ｂ）リン酸エステル化合物を０．１〜７質量％を含有してなることを特徴とする。
【０００９】
本発明における基油は、１００℃における粘度が２〜５０ｍｍ^２／ｓ、好ましくは２〜４０ｍｍ^２／ｓ、より好ましくは２〜３０ｍｍ^２／ｓ、更に好ましくは２〜２０ｍｍ^２／ｓである。
また、この基油の粘度指数は、１００以上、好ましくは１１０以上、より好ましくは１２０以上であることが適している。
【００１０】
上記のような性状を有する鉱油としては、例えば、水素化精製油、触媒異性化油などの高度に精製されたパラフィン系鉱油が好適に使用され、合成油としては、ポリαオレフィン（ＰＡＯ）やエステルが好適に使用される。
【００１１】
本発明の組成物の（Ａ）成分は、一般式（１）で表わされる（ポリ）グリセリルエーテルである。
【００１２】
【化１】

【００１３】
一般式（１）において、Ｒ^１は炭素数８以上の炭化水素基を表わし、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基等が挙げられる。
アルキル基としては、例えば、オクチル、２−エチルヘキシル、２級オクチル、ノニル、２級ノニル、デシル、２級デシル、ウンデシル、２級ウンデシル、ドデシル、２級ドデシル、トリデシル、イソトリデシル、２級トリデシル、テトラデシル、２級テトラデシル、ヘキサデシル、２級ヘキサデシル、ステアリル、イコシル、ドコシル、テトラコシル、トリアコンチル、２−ブチルオクチル、２−ブチルデシル、２−ヘキシルオクチル、２−ヘキシルデシル、２−オクチルデシル、２−ヘキシルドデシル、２−オクチルドデシル、２−デシルテトラデシル、２−ドデシルヘキサデシル、２−ヘキサデシルオクタデシル、２−テトラデシルオクタデシル、モノメチル分枝−イソステアリル等が挙げられる。
アルケニル基としては、例えば、オクテニル、ノネニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、テトラデセニル、オレイル等が挙げられる。
アリール基としては、例えば、クメニル、メシチル、フェネチル、スチリル、シンナミル、ベンズヒドリル、トリチル、エチルフェニル、プロピルフェニル、ブチルフェニル、ペンチルフェニル、ヘキシルフェニル、ヘプチルフェニル、オクチルフェニル、ノニルフェニル、デシルフェニル、ウンデシルフェニル、ドデシルフェニル、フェニルフェニル、ベンジルフェニル、スチレン化フェニル、ｐ−クミルフェニル、α−ナフチル、β−ナフチル基等が挙げられる。
【００１４】
Ｒ^１は、アルキル基またはアルケニル基が好ましく、炭素数８〜３０のアルキル基またはアルケニル基がより好ましい。
炭素数が８より小さいと十分な効果が得られず、炭素数が３０より大きいと低温流動性などの潤滑油としての性能が低下する虞れがある。
また、一般式（１）において、ｎはグリセリンの重合度を表わす係数であって、１以上の数であり、好ましくは１〜５の数である。
なお、ｎが１以上の場合は、ｎは平均値である。
【００１５】
上記（Ａ）成分の配合量は、本発明の潤滑油全量に対して０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜６質量％である。０．１質量％より少ないとμ−ｖ特性が正勾配にならず、スティックスリップ防止性を付与できない場合があり、１０質量％を超えると摩擦係数の絶対値が低くなりすぎたり、低温流動性などの潤滑油としての性能が低下する虞れがある。
【００１６】
（Ｂ）成分のリン酸エステル化合物は、化２の一般式（２）で表されるリン酸エステル、亜リン酸エステル、それらのアミン塩である。好ましくは酸性リン酸エステルとそのアミン塩、あるいは第二級亞リン酸エステルである。
【化２】
（Ｒ^２）_ａＨ_３−ａＸ_３ＰＸ_ｂ（２）
【００１７】
一般式（２）中、Ｒ^２は１価の炭化水素基、Ｘは酸素原子または硫黄原子、ａは１、２または３、ｂは０または１である。
上記Ｒ^２の１価の炭化水素基は、炭素数５〜２０の直鎖または分枝の飽和または不飽和脂肪族炭化水素基（例えば、アルキル基、アルケニル基）、炭素数６〜２６の芳香族炭化水素基またはシクロアルキル基が挙げられる。炭素数が上記より小さいと十分な効果が得られず、炭素数が上記より大きいと低温流動性などの潤滑油としての性能が低下する虞れがある。
【００１８】
上記のアミン塩の具体例としては、酸性リン酸エステル、亜リン酸エステル、酸性チオリン酸エステル、酸性ジチオリン酸エステルを、アルキルアミンで中和した化合物が挙げられる。
酸性リン酸エステルとしては、２−エチルヘキシルアシッドホスフェート、オクチルアシッドホスフェート、イソデシルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、トリデシルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、イソステアリルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、トリールアシッドホスフェート、ジ−２−エチルヘキシルアシッドホスフェートなどが挙げられる。
亜リン酸エステルとしては、第三級亞リン酸エステルであるトリフェニルホスファイト、トリ（Ｐ−クレジル）ホスファイト、トリ（オクチルフェニル）ホスファイト、トリ（ノニルフェニル）ホスファイト、トリイソオクチルホスファイト、トリドデシルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、トリイソデシルホスファイト、トリテアリルホスファイト、トリオレイルホスファイト、第二級亞リン酸エステルであるジ−２−エチルヘキシルハイドロゼンホスファイト、ジドデシルハイドロゼンホスファイト、ジラウリルハイドロゼンホスファイト、ジオレイルハイドロゼンホスファイトなどが挙げられる。
酸性チオリン酸エステルとしては、ジオクチルチオアシッドホスフェート、トリオクチルチオアシッドホスフェート、トリドデシルチオアシッドホスフェート、トリヘキサデシルチオアシッドホスフェート、トリオクタデセニルチオアシッドホスフェート、トリ（オクチルフェニル）チオアシッドホスフェートなどが挙げられる。
酸性ジチオリン酸エステルとしては、トリデシルジチオアシッドホスフェート、ジ（２−エチルヘキシル）ジチオアシッドホスフェートなどが挙げられる。
【００１９】
リン酸エステルのアミン塩としては、上記のリン酸エステルを下記一般式（３）で表されるアルキルアミンで中和したアルキルアミン塩である。
【化３】
ＮＲ^３Ｒ^４Ｒ^５（３）（式中、Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５は、１価の炭化水素基または水素原子であり、少なくとも１つは炭化水素基である）
【００２０】
一般式（３）の具体例としては、ジブチルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、ラウリルアミン、ジラウリルアミン、オレイルアミン、ココナッツアミン、牛脂アミンなどが挙げられる。
一般式（２）で表されるリン酸エステルおよびそのアミン塩は、単独でも摩擦調整剤（ＦＭ）や極圧剤として用いられるが、本発明においては、（Ａ）成分との相乗作用により、（Ａ）成分の消耗を防止する作用を発現する。
【００２１】
（Ｂ）成分の配合量は、少なすぎると（Ａ）成分の消耗を防止できず耐久性が不足する虞れがあり、多すぎると摩擦係数の絶対値が低くなり過ぎて、伝達トルクを低下させる虞れがあるのみならず、耐熱性も低下する虞れがあるため、本発明では、０．１〜７質量％、好ましくは０．５〜５質量％とする。
なお、（Ａ）成分を配合せずに（Ｂ）成分のみを配合した場合、特定の温度領域やすべり速度において適切な摩擦特性を得られない場合がある。
【００２２】
本発明の潤滑油では、以上の（Ａ），（Ｂ）の２つの成分の他に、必要に応じて、公知の添加剤、例えば、無灰型分散剤、摩耗防止剤、極圧剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、腐食防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤などを添加することができる。
上記の無灰型分散剤としては、アルケニルコハク酸イミド、アルケニルコハク酸エステル、長鎖脂肪酸とポリアミンとのアミド（アミノアミド型）などが、摩耗防止剤としては、ＺｎＤＴＰなどが、極圧剤としては、炭化水素硫化物、硫化油脂などが、摩擦調整剤としては、有機モリブテン化合物などが、酸化防止剤としては、アミン系、フェノール系の酸化防止剤などが、腐食防止剤としては、ベンゾトリアゾール、アルケニルコハク酸エステルなどが、粘度指数向上剤としては、ポリメタクリレート、オレフィンコポリマーなどが、流動点降下剤としては、ポリメタクリレートなどが、消泡剤としては、シリコン化合物、エステル系消泡剤などがそれぞれ挙げられる。
【００２３】
【実施例】
実施例１〜１２、比較例１４
鉱油（１００℃での動粘度：鉱油Ａ；３．５ｍｍ^２／ｓ、鉱油Ｂ；１３．６ｍｍ^２／ｓ）または、合成系炭化水素（ポリアルファオレフィン）と合成エステルとを混合した基油（１００℃での動粘度：２．６ｍｍ^２／ｓ）に、表１〜３に示す各成分を同表に示す割合（質量％）で配合して、本発明および比較の潤滑油を調製した。
これらの潤滑油について、次の性能試験を行った。これらの結果を表１〜３に併せて示す。
【００２４】
〔トルク伝達性能〕
本発明および比較の潤滑油のトルク伝達性能として、低速すべり摩擦試験機を用いて８０℃、５０ｒｐｍの摩擦係数を測定し、次の評価基準により判定した。
摩擦係数＜０．０５の場合：×
摩擦係数０．０５〜０．０７の場合：△
摩擦係数＞０．０７の場合：○
【００２５】
〔スティックスリップ防止性〕
低速すべり摩擦試験機を用いて次の要領により評価した。
湿式クラッチに用いられているフリクションプレートとフリクションディスクの１組を、フリクションプレートは固定し、フリクションディスクはインバーター制御のモーターにより回転可能にし、互いに組み合わせて、試験油に浸漬した。
油圧により０．５９ＭＰａの面圧をかけながら１，２，５，１０，２５，５０，１００，２００ｒｐｍでフリクションディスクを回転させてフリクションプレート面をすべらせた時のトルクを検出し、摩擦係数を求めた。
なお、μ１は回転数が１ｒｐｍでの摩擦係数、μ１０は回転数が１０ｒｐｍでの摩擦係数である。
両摩擦係数の比（μ１／μ１０）が１より小さいものがスティックスリップ防止性に優れると判断される。
【００２６】
〔スティックスリップ防止性の耐久性〕
低速摩擦試験機を用いて、油温８０℃、面圧３ＭＰａ、回転数１００ｒｐｍで連続してフリクションプレートとフリクションディスクを摩擦させ、概ね２４時間毎に、前記のスティックスリップ防止性を評価し、その経時変化を記録した。
μ１／μ１０の値が１以上となった時点を耐久寿命とした。
【００２７】
なお、表１〜２中の＊１〜１１は次の意味を有する。
＊１：オレイルグリセリルエーテル
＊２：オレイル（ポリ）グリセリルエーテル（オレイルアルコール：モノエーテル：ポリエーテルが約４０：３０：３０質量％の混合物）
＊３：ラウリルグリセリルエーテル
＊４：２−エチルヘキシルアシッドホスフェートのアミン塩
＊５：オレイルアシッドホスフェートのアミン塩
＊６：ジオレイルハイドロゼンホスファイト
＊７：ジラウリルハイドロゼンホスファイト
＊８：ポリメタアクリレート（分子量６万）
＊９：ＤＥＸＲＯＮＩＩＩ（米国ＧＭ社のＡＴＦ《ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＦｌｕｉｄ》品質規格）用ＡＴＦパッケージ型添加剤（摩耗防止剤、酸化防止剤、消泡剤、分散剤など）
＊１０：硫黄・りん系極圧剤（ギヤ油添加剤）
＊１１：硫黄・リン系極圧剤（ＬＳＤギヤ油添加剤）
【００２８】
【表１】

【００２９】
【表２】

【００３０】
【表３】

【００３１】
表１〜３から明らかなように、本発明の潤滑油（実施例１〜１２）は、摩擦係数の絶対値が低すぎず十分な伝達トルクを確保しつつ、スティックスリップ防止性に優れ、かつ、その持続性に優れていることがわかる。
一方、（Ａ）成分や（Ｂ）成分のみの潤滑油（比較例１〜４）や、通常のＡＴＦ処方（比較例６）および通常のギヤ油処方（比較例７）では、十分な耐久性が得られない。
また、比較例５のように（Ｂ）成分が多すぎると摩擦係数の絶対値が低くなりすぎ伝達トルクが小さくなる。
更に、（Ａ），（Ｂ）成分以外の摩擦調整剤との組み合わせ（比較例８〜１１）や、（Ａ），（Ｂ）いずれか一方の成分とこれらの成分以外の摩擦調整剤や極圧剤との組み合わせ（比較例１２〜１４）でも、本発明の効果は得られない。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の湿式クラッチ用潤滑油によれば、（Ａ）成分としての（ポリ）グリセリルエーテルおよび（Ｂ）成分としてのリン酸エステル化合物の相乗効果により、広い温度領域で摩擦係数の絶対値を下げすぎずに適切に摩擦を調整することができる。
しかも、本発明によれば、この摩擦調整作用を長期に渡って良好に維持することができる。
このため、本発明の潤滑油は、湿式クラッチを内蔵した電子制御カップリングや多板式クラッチ式ＬＳＤ、湿式ブレーキ、ＡＴ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、ＣＶＴ（連続無断変速機）などに用いることにより、長期に渡りスティックスリップによる振動や異音などを抑制することができる。

Claims

１００℃で２〜５０ｍｍ^２／ｓの粘度を有する鉱油および合成油の中から選ばれる１種以上を基油とし、これに、
（Ａ）炭素数８以上の高級アルコールとグリセリンとのエーテル０．１〜１０質量％、および（Ｂ）リン酸エステル化合物０．１〜７質量％を含有する湿式クラッチ用潤滑油。
リン酸エステル化合物が、リン酸エステル、亜リン酸エステル、それらのアミン塩から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の湿式クラッチ用潤滑油。
電子制御カップリング、ＬＳＤ、湿式ブレーキのいずれかに使用されることを特徴とする請求項１または２に記載の湿式クラッチ用潤滑油。