JP2007051178A - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】潤滑油基油に、組成物全量基準で、(A)モノアルキルサリチル酸金属塩の構成比が85〜100mol%、ジアルキルサリチル酸金属塩の構成比が0〜15mol%、及び3−アルキルサリチル酸金属塩の構成比が40〜100mol%であるアルキルサリチル酸金属塩、及び/又はその(過)塩基性塩と、(B)一般式(1)で示される窒素化合物及び(C)リン系摩耗防止剤を含むことを特徴とする、滑り制御式湿式クラッチを有する変速機用に好適な潤滑油組成物。
【化6】
【選択図】なし
Description
一方、これら自動変速機や無段変速機には、トルクコンバータに内蔵されているロックアップクラッチを低速で滑らせる制御(スリップロックアップ制御)を有するものがあるが、これによって、エンジンのトルク変動を吸収して乗り心地を向上させながら、エンジントルクを効率よく変速機構へ伝達することができるように改良が進められている。また、一部の無段変速機には、湿式の発進クラッチを備えたものがあり、該発進クラッチを初めは滑らせてから結合することで停止状態からの発進をスムーズに行う、所謂滑り制御が行われている。これらのロックアップクラッチや発進クラッチ等の滑り制御が行われる変速機に用いられる潤滑油には、優れた初期シャダー防止性能と、これを長期間維持する性能が要求されている。
例えば、特許文献1には、特定のカルシウムサリシレートとSP系極圧剤、特定のコハク酸イミド及びホウ素含有無灰分散剤を特定量含有する、シャダー防止寿命に優れ、かつ疲労寿命が長いという優れた性能を有する変速機用潤滑油組成物が、特許文献2には、特定の構造を有する有機酸金属塩、摩耗防止剤、及びホウ素含有コハク酸イミドを必須成分として配合した、高い金属間摩擦係数とスリップ制御機構に対するシャダー防止性を両立する無段変速機用潤滑油組成物が、特許文献3には、カルシウムサリシレート、りん系摩耗防止剤、摩擦調整剤、及び分散型粘度指数向上剤を配合した、高い金属間摩擦係数とスリップ制御機構に対するシャダー防止性を両立し、長期にわたって使用可能な無段変速機用潤滑油組成物が、特許文献4には、ジチオカーバメート化合物、及び炭素数8〜30を有する分岐鎖状脂肪酸とアミンの縮合物、更にはアミン系酸化防止剤を配合した、シャダー防止性能に優れ、かつシャダー防止寿命の長い潤滑油組成物が、特許文献5には、カルシウムスルホネート及び亜リン酸エステル類、更に、サルコシン誘導体あるいはカルボン酸とアミンの反応生成物を配合した、スリップロックアップ装置に対してシャダー防止寿命の性能を有し、ベルト式CVT装置に対してスクラッチノイズ防止長寿命の性能を有する自動変速機油組成物が、特許文献6には、特定のアルカリ土類金属スルホネートを特定量含有する、スリップ制御機構付自動変速機用として酸化安定性に優れると共に、シャダー振動防止性能および長期間の使用によってもその性能が持続される長期耐久性を有する自動変速機油組成物が開示されている。
なお、特許文献7には、モノアルキルタイプのサリシレート系清浄剤はリン系添加剤の摩耗防止効果を阻害するため、特定のアミド化合物を併用することで内燃機関の動弁系摩耗防止性能を向上できることが開示されているが、滑り制御式湿式クラッチを有する変速機、特に金属プーリーと金属ベルトが厳しい条件で接触する無段変速機において摩耗を抑制し、滑り制御式湿式クラッチに特有のシャダーを長期間に渡り防止するための解決方法については開示も示唆もされていない。
また、前記潤滑油組成物は、カルシウムスルホネート及び/又はマグネシウムスルホネートを含有することが好ましい。
また、前記潤滑油組成物は、非ホウ素系無灰分散剤及び/又はホウ素系無灰分散剤を含有することが好ましい。
また、前記アルキルサリチル酸金属塩がセカンダリーアルキル型アルキルサリチル酸金属塩であることが好ましい。
また、前記潤滑油組成物は金属プーリーと金属ベルトを有する無段変速機用であることが好ましい。
また、前記滑り制御式湿式クラッチが滑り制御式発進クラッチであることが好ましい。
また、本発明は、前記潤滑油組成物を用いることを特徴とする金属プーリーと金属ベルトを有する無段変速機及び/又は滑り制御式湿式クラッチの潤滑方法に関する。
本発明の潤滑油組成物における潤滑油基油としては特に制限はなく、通常の潤滑油に使用される鉱油系基油、合成系基油が使用できる。
なお、上記混合基油には、さらに100℃における動粘度が6mm2/s以上、好ましくは10〜35mm2/s、硫黄含有量が0.05〜1質量%、好ましくは0.1〜0.7質量%、さらに好ましくは0.2〜0.6質量%、NOACK蒸発量が10質量%以下、好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下の基油を少量、例えば5〜30質量%混合しても良い。
ここでいうモノアルキルサリチル酸金属塩は、3−アルキルサリチル酸金属塩、4−アルキルサリチル酸金属塩、5−アルキルサリチル酸金属塩等のアルキル基を1つ有するアルキルサリチル酸金属塩を意味し、モノアルキルサリチル酸金属塩の構成比は、アルキルサリチル酸金属塩100mol%に対し、85〜100mol%、好ましくは88〜98mol%、さらに好ましくは90〜95mol%であり、モノアルキルサリチル酸金属塩以外のアルキルサリチル酸金属塩、例えばジアルキルサリチル酸金属塩の構成比は、0〜15mol%、好ましくは2〜12mol%、さらに好ましくは5〜10mol%である。また、3−アルキルサリチル酸金属塩の構成比は、アルキルサリチル酸金属塩100mol%に対し、40〜100mol%、好ましくは45〜80mol%、さらに好ましくは50〜60mol%である。なお、4−アルキルサリチル酸金属塩及び5−アルキルサリチル酸金属塩の合計の構成比は、アルキルサリチル酸金属塩100mol%に対し、上記3−アルキルサリチル酸金属塩、ジアルキルサリチル酸金属塩を除いた構成比に相当し、0〜60mol%、好ましくは20〜50mol%、さらに好ましくは30〜45mol%である。ジアルキルサリチル酸金属塩を少量含むことで摩耗防止性と低温特性を両立した組成物を得ることができ、3−アルキルサリシレートの構成比を40mol%以上とすることで、5−アルキルサリチル酸金属塩の構成比を相対的に低くすることができ、油溶性を向上させることができる。
また、アルキルサリチル酸金属塩における金属としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属等が挙げられ、カルシウム、マグネシウムであることが好ましく、カルシウムであることが特に好ましい。
なお、これらの反応は、通常、溶媒(ヘキサン等の脂肪族炭化水素溶剤、キシレン等の芳香族炭化水素溶剤、軽質潤滑油基油等)中で行われ、その金属含有量が1.0〜20質量%、好ましくは2.0〜16質量%のものを用いるのが望ましい。
リン系摩耗防止剤としては、分子中にリンを含むものであれば特に制限はないが、例えば、下記一般式(2)又は一般式(3)で示されるリン化合物又はそれらの塩が挙げられる。
また、上記一般式(3)で表されるリン化合物のうち、(3)式中、X4、X5、X6のうち1個以上が酸素原子であることが好ましく、2個以上が酸素原子であることがさらに好ましく、3個全てが酸素原子であることが最も好ましい。
また、本発明の潤滑油組成物において、組成物全量基準で(C)成分のリン元素濃度での含有量(P)に対する(B)成分の含有量の質量比((B)/(P))には特に制限はないが、好ましくは0.1〜250、好ましくは0.5〜50、さらに好ましくは1〜10、特に好ましくは1.5〜5である。
(C)成分のリン元素濃度での含有量(P)に対する(A)成分及び(B)成分のそれぞれの質量比を上記範囲とすることで、摩耗防止性及び初期シャダー防止性能に優れると共に、シャダー防止性能を長期間維持しやすい組成物を得ることができる。
(A)成分に該当しないサリシレート系清浄剤としては、例えば、炭素数10〜40のアルキル基を2つ有するジアルキルサリチル酸金属塩の構成比が15mol%以上のアルキルサリチル酸金属塩及び/又はその(過)塩基性塩、炭素数1〜9のアルキル基と炭素数10〜40のアルキル基を有するジアルキルサリチル酸金属塩及び/又はその(過)塩基性塩、3−アルキルサリチル酸金属塩の構成比が40mol%未満であるアルキルサリチル酸金属塩及び/又はその(過)塩基性塩等が挙げられる。ここで金属としてはアルカリ金属又はアルカリ土類金属等が挙げられる。
石油スルホン酸としては、一般に鉱油の潤滑油留分のアルキル芳香族化合物をスルホン化したものやホワイトオイル製造時に副生する、いわゆるマホガニー酸等が用いられる。また合成スルホン酸としては、例えば、洗剤の原料となるアルキルベンゼン製造プラントから副生したり、ポリオレフィンをベンゼンにアルキル化することにより得られる、直鎖状や分枝状のアルキル基を有するアルキルベンゼンを原料とし、これをスルホン化したもの、あるいはジノニルナフタレンをスルホン化したもの等が用いられる。またこれらアルキル芳香族化合物をスルホン化する際のスルホン化剤としては特に制限はないが、通常、発煙硫酸や硫酸が用いられる。
本発明の潤滑油組成物には、これらの中から任意に選ばれた1種類あるいは2種類以上の化合物を任意の量で使用することができるが、通常その含有量は、潤滑油組成物全量基準で0.1〜10質量%である。
アミン系摩擦調整剤としては、炭素数6〜30の直鎖状若しくは分枝状、好ましくは直鎖状の脂肪族モノアミン、直鎖状若しくは分枝状、好ましくは直鎖状の脂肪族ポリアミン、又はこれら脂肪族アミンのアルキレンオキシド付加物等の脂肪族アミン系摩擦調整剤等が例示できる。
イミド系摩擦調整剤としては、炭素数6〜30、好ましくは、炭素数8〜18の直鎖状若しくは分枝状、好ましくは分枝状の炭化水素基を1つ又は2つ有するモノ及び/又はビスコハク酸イミド、当該コハク酸イミドにホウ酸やリン酸、炭素数1〜20のカルボン酸あるいは硫黄含有化合物から選ばれる1種又は2種以上を反応させたコハク酸イミド変性化合物等のコハク酸イミド系摩擦調整剤等が例示できる。
アミド系摩擦調整剤としては、炭素数7〜31の直鎖状又は分枝状、好ましくは直鎖状の脂肪酸とアンモニア、脂肪族モノアミン又は脂肪族ポリアミンとのアミド等の脂肪酸アミド系摩擦調製剤等が例示できる。
脂肪酸系摩擦調整剤としては、炭素数7〜31の直鎖状又は分枝状、好ましくは直鎖状の脂肪酸、該脂肪酸と脂肪族1価アルコール又は脂肪族多価アルコールとのエステル等の脂肪酸エステル、該脂肪酸のアルカリ土類金属塩(マグネシウム塩、カルシウム塩等)や亜鉛塩等の脂肪酸金属塩等が挙げられる。
また、上述の摩擦調整剤のうち、脂肪族アミン系摩擦調整剤や脂肪酸系摩擦調整剤、特に脂肪酸金属塩は、初期シャダー防止性を格段に向上させるため特に好ましく用いることができ、本発明においては、これら脂肪族アミン系摩擦調整剤及び/又は脂肪酸系摩擦調整剤を含有することが特に好ましい。なお、脂肪族アミン系摩擦調整剤と脂肪酸系摩擦調整剤を併用する場合、その質量比は特に制限はないが、変速特性に優れる点で、好ましくは1:5〜5:1、より好ましくは1:3〜3:1、特に好ましくは1:2〜2:1である。
具体的には、2−6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール等のアルキルフェノール類、メチレン−4、4−ビスフェノール(2、6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール)等のビスフェノール類、フェニル−α−ナフチルアミン等のナフチルアミン類、ジアルキルジフェニルアミン類、(3、5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)脂肪酸(プロピオン酸等)と1価又は多価アルコール、例えば、メタノール、オクタデカノール、1、6ヘキサジオール、ネオペンチルグリコール、チオジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタエリスリトール等とのエステル、フェノチアジン類、モリブデンや銅、亜鉛等の有機金属系酸化防止剤及びこれらの混合物等を挙げることができる。
これらの中から任意に選ばれた1種類あるいは2種類以上の化合物は、任意の量を含有させることができるが、通常その含有量は、潤滑油組成物全量基準で0.01〜5.0質量%である。
なお、本発明においてはフェノール系酸化防止剤及び/又はアミン系酸化防止剤を使用することが好ましく、特にシャダー防止性能をより長期に渡り維持しやすい点でフェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤を併用することが好ましい。フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤を併用する場合の質量比は、好ましくは1:5〜10:1、より好ましくは1:1〜8:1、さらに好ましくは2:1〜6:1である。
これらの粘度指数向上剤の分子量は、せん断安定性を考慮して選定することが必要である。具体的には、粘度指数向上剤の数平均分子量は、例えば、分散型及び非分散型ポリメタクリレートの場合では、5000〜150000、好ましくは5000〜35000のものが、ポリイソブチレン又はその水素化物の場合は800〜5000、好ましくは1000〜4000のものが、エチレン−α−オレフィン共重合体又はその水素化物の場合は800〜150000、好ましくは3000〜12000のものが好ましい。
またこれらの粘度指数向上剤の中でもエチレン−α−オレフィン共重合体又はその水素化物を用いた場合には、特にせん断安定性に優れた潤滑油組成物を得ることができる。
本発明においては、これらの粘度指数向上剤の中から任意に選ばれた1種類あるいは2種類以上の化合物を任意の量で含有させることができるが、通常その含有量は、潤滑油組成物基準で0.1〜20.0質量%である。
腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、イミダゾール系の化合物等を挙げることができる。
流動点降下剤としては、例えば、使用する潤滑油基油に適合するポリメタクリレート系のポリマー等を挙げることができる。
ゴム膨潤剤としては、芳香族系やエステル系のゴム膨潤剤等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、ジメチルシリコーンやフルオロシリコーン等のシリコーン類を挙げることができる。
表1の実施例1〜6に示す各潤滑油組成物及び比較のため比較例1〜3に示す各潤滑油組成物を調整し、以下に示す(1)初期シャダー防止性能、(2)シャダー防止性の維持性能及び(3)摩耗防止性能を評価し、その結果を表1に併記した。基油の割合は基油全量基準、各添加剤の添加量は組成物全量基準である。
LVFAを使用し、面圧を1.5MPaとして、その他の条件についてはJASO M349−98に準拠して評価を行い、2rpmから200rpmにおけるdμ/dVを測定した。dμ/dVが正の数値を示し、かつ数値が大きいほど初期シャダー防止性能に優れ、dμ/dVが負であればシャダー防止性が大幅に悪化する指標となる。
(2)シャダー防止性能の維持性
金属プーリーと金属ベルトが厳しい条件で接触する無段変速機においては金属の摩耗や鉄イオン等の溶出が多く、特に本発明における(A)成分を使用する場合に顕著であり、シャダー防止性を維持しにくいことが判明したため、長期使用後の潤滑油として想定し、評価油として各潤滑油組成物をJIS−K2514に準拠して150℃で72時間劣化させ、鉄イオンを含む有機鉄を、鉄分として300質量ppm溶解させたものを調製した。各評価油について(1)と同様の方法でdμ/dVを測定した。dμ/dVが正の値を示し、かつ数値が大きいほど、長期間使用により金属プーリーと金属ベルトに起因する鉄分が潤滑油中に溶出したとしても湿式クラッチにおけるシャダー防止性能を長期間維持できるものである。
(3)摩耗防止性
ASTM−D4172に準拠し、四球摩耗痕径を測定した。摩耗痕径が小さいほど摩耗防止性に優れる。
Claims (2)
- 潤滑油基油に、(A)モノアルキルサリチル酸金属塩の構成比が85〜100mol%、ジアルキルサリチル酸金属塩の構成比が0〜15mol%であって、3−アルキルサリチル酸金属塩の構成比が40〜100mol%であるアルキルサリチル酸金属塩、及び/又はその(過)塩基性塩と、(B)一般式(1)で示される窒素化合物及び(C)リン系摩耗防止剤を含むことを特徴とする、滑り制御式湿式クラッチを有する変速機用に好適な潤滑油組成物。
- 摩擦調整剤を含むことを特徴とする請求項1に記載の潤滑油組成物。
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