JP2006096949A - ボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物及びボールタイプ等速ジョイント。 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に優れたボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物及びボールタイプ等速ジョイントを提供すること。
【解決手段】グリース組成物として下記の成分を含有する。（ａ）基油、（ｂ）次式で表されるジウレア系増ちょう剤、 Ｒ¹−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−Ｃ₆Ｈ₄−ｐ−ＣＨ₂−Ｃ₆Ｈ₄−ｐ−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨＲ²（Ｒ¹及びＲ²は、炭素原子数８のアルキル基である）（ｃ）二硫化モリブデン（ｄ）次式で表される硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、 （Ｒ³Ｒ⁴Ｎ−ＣＳ−Ｓ）₂−Ｍｏ₂Ｏ_mＳ_n（式中、Ｒ³、Ｒ⁴は独立して、炭素数１〜２４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。）（ｅ）石油スルホン酸のカルシウム塩、及びその過塩基性塩からなる群から選択される少なくとも１種のカルシウム塩、（ｆ）前記組成物に基づいて、１．５〜１０質量％の硫黄−リン系極圧剤、及び（ｇ）植物性油脂。
【選択図】なし

Description

本発明は、特に、高面圧ボールタイプ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。潤滑される等速ジョイント部分には、極めて高い面圧が発生し、ジョイント部分は、複雑なころがりすべり作用を受ける。このため、異常摩耗や金属疲労が発生し、ハクリ現象、すなわち、ジョイントのフレーキングが発生する。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ボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物に関する。

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、二硫化モリブデンを含有しリチウム石けんを増ちょう剤とした極圧グリースや、二硫化モリブデンに硫黄−リン系極圧剤やナフテン酸の鉛塩を添加しリチウム石けんを増ちょう剤とした極圧グリースが挙げられる。しかしながら、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。
最近、４輪駆動（ＦＦタイプ）自動車の数が急激に増加している。これらの自動車に使用する等速ジョイントはできるだけ軽量かつ小型のものにすることが必要である。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、いずれも例えば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により、従来のエンジンを搭載した車両における等速ジョイントと比較して面圧が高くなり、また燃費向上のため自動車が軽量化され、ジョイントのサイズも小さくなってきている。このため、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。

このため、ウレア系増ちょう剤、二硫化モリブデン、及び 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、サリシレートのカルシウム塩、フェネートのカルシウム塩、酸化ワックスの過塩基性カルシウム塩、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、サリシレートの過塩基性カルシウム塩、及びフェネートの過塩基性カルシウム塩からなる群から選択される少なくとも１種を含有する等速ジョイント用グリース組成物（特許文献１）や、さらにこれらの成分に加え、金属を含まない硫黄−リン系極圧剤、及びモリブデンジチオカーバメートを含有する等速ジョイント用グリース組成物（特許文献２）が提案されている。
しかし、従来の等速ジョイント用グリース組成物は、特に高面圧のボールタイプ等速ジョイントに使用した場合、その耐フレーキング特性は必ずしも十分とはいえない。

特開平９−１９４８７１号公報 特開平９−３２４１８９号公報

従って、本発明の目的は、特に、高面圧ボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物、特に従来の等速ジョイント用グリース組成物と比較して耐ジョイントフレーキング特性に優れたボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物、及びこれを封入したボールタイプ等速ジョイントを提供することである。

本発明者らは、従来の等速ジョイント用グリース組成物に植物油を添加することにより、さらに、従来よりも、硫黄−リン系極圧剤の相対的な配合量を高めることにより、耐久性が顕著に向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、下記のボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物及びこれを封入したボールタイプ等速ジョイントを提供するものである。
１．下記の成分を含有するボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物。
（ａ）鉱物油、エーテル系合成油、エステル系合成油、炭化水素系合成油及びこれらの２種以上の混合油からなる群から選ばれる基油、
（ｂ）次式で表されるジウレア系増ちょう剤、
Ｒ¹−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−Ｃ₆Ｈ₄−ｐ−ＣＨ₂−Ｃ₆Ｈ₄−ｐ−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨＲ²
（Ｒ¹及びＲ²は、炭素原子数８のアルキル基である）
（ｃ）二硫化モリブデン
（ｄ）次式で表される硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、
（Ｒ³Ｒ⁴Ｎ−ＣＳ−Ｓ）₂−Ｍｏ₂Ｏ_mＳ_n
（式中、Ｒ³、Ｒ⁴は独立して、炭素数１〜２４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。）
（ｅ）石油スルホン酸のカルシウム塩、及び石油スルホン酸の過塩基性カルシウム塩からなる群から選択される少なくとも１種のカルシウム塩、
（ｆ）前記組成物に基づいて、１．５〜１０質量％の硫黄−リン系極圧剤、及び
（ｇ）植物性油脂。
２．高面圧ボールタイプ等速ジョイント用である上記１項に記載のグリース組成物。
３．全組成物中、ジウレア系増ちょう剤の含有量が１〜２５質量％、二硫化モリブデンの含有量が０．１〜５質量％、硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンの含有量が０．１〜５質量％、カルシウム塩の含有量が０．１〜５質量％、硫黄−リン系極圧剤の含有量が１．５〜１０質量％、及び植物性油脂の含有量が０．１〜３質量％である上記１又は２項に記載のボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物。
４．硫黄−リン系極圧剤の含有量が２〜５質量％である上記１〜３項のいずれか１項に記載のボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物。
５．ボールタイプ等速ジョイントが固定型等速ジョイントである上記１〜４項のいずれか１項記載のボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物。
６．上記１〜５項のいずれか１項記載のボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物を封入したボールタイプ等速ジョイント。

本発明のボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物は、特に高面圧で使用される固定型等速ジョイントに使用した場合、等速ジョイントの耐フレーキング特性を顕著に向上させ、等速ジョイントの寿命を顕著に延長することができる。

以下、本発明のボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物について詳述する。
本発明のグリース組成物は、下記成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）を含有する。
（ａ）鉱物油、エーテル系合成油、エステル系合成油、炭化水素系合成油及びこれらの２種以上の混合油からなる群から選ばれる基油、
（ｂ）次式で表されるジウレア系増ちょう剤、
Ｒ¹−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−Ｃ₆Ｈ₄−ｐ−ＣＨ₂−Ｃ₆Ｈ₄−ｐ−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨＲ²
（Ｒ¹及びＲ²は、炭素原子数８のアルキル基である）
（ｃ）二硫化モリブデン、
（ｄ）次式で表される硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、
（Ｒ³Ｒ⁴Ｎ−ＣＳ−Ｓ）₂−Ｍｏ₂Ｏ_mＳ_n
（式中、Ｒ³、Ｒ⁴は独立して、炭素数１〜２４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。）
（ｅ）石油スルホン酸のカルシウム塩、及び石油スルホン酸の過塩基性カルシウム塩からなる群から選択される少なくとも１種のカルシウム塩、
（ｆ）前記組成物に基づいて、１．５〜１０質量％の硫黄−リン系極圧剤、及び
（ｇ）植物性油脂。

まず、上記（ａ）成分について説明する。上記（ａ）成分の基油としては、鉱物油、エーテル系合成油、エステル系合成油及び炭化水素系合成油等の通常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。コストの点から、鉱物油を用いるのが好ましく、また、鉱物油を主成分とし、これに合成油を混合した基油を用いるのが好ましい。
上記基油の１００℃における動粘度は、５〜３０ｍｍ²／ｓであり、好ましくは７〜２５ｍｍ²／ｓである。５ｍｍ²／ｓ未満では、等速ジョイントの高速耐久性が不充分であり、３０ｍｍ²／ｓを超えると等速ジョイントの高速耐久性が低下する。

上記（ｂ）成分のジウレア系増ちょう剤は、ジフェニルメタンジイソシアネートとオクチルアミンとの反応により得られる。上記ジイソシアネートとアミンとを反応させる方法には特に制限はなく、従来公知の方法により実施することができる。

上記（ｃ）成分の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、その潤滑機構としては、層状格子構造を持つことから、すべり運動下で薄層状に容易にせん断し、摩擦を低減させる他、ジョイントの焼き付き防止にも効果がある。種々の粒径の二硫化モリブデンが知られており、フィッシャー法として知られる、Fisher Sub-sieve sizerによる平均粒径で、0.２５〜１０μｍの粒径を有するもの、特に0.５５〜0.８５μｍの平均粒径を有するものが適している。

上記（ｅ）成分の石油スルホン酸のカルシウム塩、及び石油スルホン酸の過塩基性カルシウム塩としては、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、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、及び石油スルホン酸の過塩基性カルシウム塩が挙げられる。

上記（ｆ）成分の、硫黄−リン系極圧剤として好ましいものは、硫黄分１５〜３５重量％及びリン分０．５〜３質量％のものであり、硫黄成分とリン成分の比率を調整することにより、優れた摩耗防止性能や焼き付き防止性能を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易くなり、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得られなくなる。また両者とも上記範囲より少ない場合は、目的とする摩耗防止性能や焼き付き防止性能を十分に発揮させることが困難になる。
上記（ｇ）成分の植物性油脂としては、ひまし油、菜種油、あまに油等が挙げられるが、特にひまし油が好ましい。

本発明のボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物は、等速ジョイント用グリース組成物の全質量に対して、（ｂ）成分のジウレア系増ちょう剤の含有量が１〜２５質量％、（ｃ）成分の二硫化モリブデンの含有量が０．１〜５質量％、（ｄ）成分の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンの含有量が０．１〜５質量％、（ｅ）成分のカルシウム塩の含有量が０．１〜５質量％、（ｆ）成分の硫黄−リン系極圧剤の含有量が０．１〜５質量％、及び（ｇ）成分の植物性油脂の含有量が０．１〜３質量％であることが好ましい。
上記（ｂ）成分のジウレア系増ちょう剤の含有量が１質量％未満であると、増ちょう効果が少なくなり、グリース化しにくくなり、２５質量％を越えると、得られた組成物が硬くなりすぎ所期の効果が得られなくなる場合があるので、上記範囲内とすることが好ましい。
上記（ｃ）成分の二硫化モリブデンの含有量が０．１質量％未満であると、所期の効果を得ることが困難になり、５質量％を越えて含有させても効果の増大がない場合があるので、上記範囲内とすることが好ましい。

上記（ｄ）成分の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンの含有量が０．１質量％未満であると、所期の効果を得ることが困難になり、５質量％を越えて含有させても効果の増大がない場合があるので、上記範囲内とすることが好ましい。
上記（ｅ）成分のカルシウム塩の含有量が０．１質量％未満であると、所期の効果を得ることが困難になり、５質量％を越えて含有させても効果の増大がない場合があるので、上記範囲内とすることが好ましい。
上記（ｆ）成分の硫黄−リン系極圧剤の含有量が０．１質量％未満であると、所期の効果を得ることが困難になり、５質量％を越えて含有させても効果の増大がない場合があるので、上記範囲内とすることが好ましい。
上記（ｇ）成分の植物性油脂の含有量が０．１質量％未満であると、所期の効果を得ることが困難になり、３質量％を越えて含有させても効果の増大がない場合があるので、上記範囲内とすることが好ましい。

本発明の等速ジョイント用グリース組成物には、上記（ａ）〜（ｇ）成分に加え、更に各種潤滑油やグリースに一般的に用いられている酸化防止剤、防錆剤、ポリマー添加剤を添加することができる。また、上記（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）成分以外の極圧剤、摩擦緩和剤、耐摩耗剤及び固体潤滑剤等の添加剤を添加することができる。上記添加剤を含有させる場合、その含有量は、等速ジョイント用グリース組成物の全質量中、好ましくは０．１〜１０質量％である。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、かかる実施例に限定されないことはいうまでもない。
実施例１
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ジ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。
グリースの基油として、以下の特性を有する鉱油を使用した。
粘度 ４０℃ ２３０ mm²／ｓ
１００℃ ２０ mm²／ｓ
粘度指数 １００

比較例１〜３
実施例１において、ひまし油を添加しなかった他は同様にして比較例１のグリースを、実施例１において、硫黄−リン系極圧剤の量を１質量％とした他は同様にして比較例２のグリースを調製した。
また、二硫化モリブデンにグラファイト、有機モリブデン、硫黄−リン系極圧剤を含有する市販の等速ジョイント用グリースを比較例３のグリースとした。
なお、表中に示す各成分は以下のとおりであり、表中の数字は質量％を示す。
硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンＡ（商品名：Molyvan A R. TVanderbilt社製）
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)
硫黄−リン系極圧剤（商品名 アングラモル９９ 日本ルーブリゾール社製）
ひまし油（豊国製油社製）

上記等速ジョイント用グリース組成物につき、以下に示す試験方法で物性の評価を行った。ちょう度について得られた結果を表１に併記する。
＜ちょう度＞
ＪＩＳ Ｋ ２２２０ ５．３による。
＜ジョイント耐久試験＞
ジョイントタイプ：固定型ボールジョイント
ジョイントサイズ：ＢＪ８７
ジョイント角：６°
回転速度：２００ｒｐｍ
トルク：ジョイント耐久試験１
９００Ｎｍ（従来の高トルク負荷側で試験される条件）
ジョイント耐久試験２
１０００Ｎｍ（今回特にジョイントの負荷トルク限界で試験した条件）

ひまし油を含有する本発明の実施例１のグリース組成物はこれを含まない比較例１〜３グリース組成物と比較して耐フレーキング特性、特に高面圧時の耐フレーキング特性が顕著に向上していることがわかる。

Claims (6)

1. 下記の成分を含有するボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物。
   （ａ）鉱物油、エーテル系合成油、エステル系合成油、炭化水素系合成油及びこれらの２種以上の混合油からなる群から選ばれる基油、
   （ｂ）次式で表されるジウレア系増ちょう剤、
   Ｒ¹−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−Ｃ₆Ｈ₄−ｐ−ＣＨ₂−Ｃ₆Ｈ₄−ｐ−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨＲ²
   （Ｒ¹及びＲ²は、炭素原子数８のアルキル基である）
   （ｃ）二硫化モリブデン
   （ｄ）次式で表される硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、
   （Ｒ³Ｒ⁴Ｎ−ＣＳ−Ｓ）₂−Ｍｏ₂Ｏ_mＳ_n
   （式中、Ｒ³、Ｒ⁴は独立して、炭素数１〜２４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。）
   （ｅ）石油スルホン酸のカルシウム塩、及び石油スルホン酸の過塩基性カルシウム塩からなる群から選択される少なくとも１種のカルシウム塩、
   （ｆ）前記組成物に基づいて、１．５〜１０質量％の硫黄−リン系極圧剤、及び
   （ｇ）植物性油脂。
2. 高面圧ボールタイプ等速ジョイント用である請求項１に記載のグリース組成物。
3. 全組成物中、ジウレア系増ちょう剤の含有量が１〜２５質量％、二硫化モリブデンの含有量が０．１〜５質量％、硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンの含有量が０．１〜５質量％、カルシウム塩の含有量が０．１〜５質量％、硫黄−リン系極圧剤の含有量が１．５〜１０質量％、及び植物性油脂の含有量が０．１〜３質量％である請求項１又は２に記載のボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物。
4. 硫黄−リン系極圧剤の含有量が２〜５質量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載のボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物。
5. ボールタイプ等速ジョイントが固定型等速ジョイントである請求項１〜４のいずれか１項記載のボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載のボールタイプ等速ジョイント用グリース組成物を封入したボールタイプ等速ジョイント。