JP2008019288A - 等速ジョイント用グリース組成物及び等速ジョイント - Google Patents

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Abstract

【課題】等速ジョイントの低温回転トルク、折り曲げトルクを低減させ、材料がシリコーンゴムであるブーツ材にも適用可能なグリース組成物、及びこれを封入した等速ジョイントを提供すること。
【解決手段】下記の成分（ａ）〜（ｅ）を含む等速ジョイント用グリース組成物及びこれを封入した等速ジョイント。
（ａ）合成油を含む基油、（ｂ）増ちょう剤、（ｃ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、（ｄ）チオフォスフェート、及び（ｅ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛。
【選択図】なし

Description

本発明は、等速ジョイントの低温回転トルク、折り曲げトルクを低減する等速ジョイント用グリース組成物及びこれを封入した等速ジョイントに関する。詳しくは、等速ジョイントの低温起動回転トルクを低減させるとともに、折り曲げ時の引っ掛かりを低減させ、材料がシリコーンゴム（シリコーン樹脂）であるブーツ材にも適用可能な等速ジョイント用グリース組成物及び等速ジョイントに関する。
今日、自動車産業界においては、軽量化及び居住空間の確保の観点から、ＦＦ車の生産が増加している。また、その機能性の観点から４ＷＤ車も増加している。これらＦＦ車や４ＷＤ車では、前輪にて動力の伝達と操舵を行うため、例えば、ハンドルを一杯に切った状態でも円滑な動力伝達が必要であり、交差する二軸間で交差角が種々変化しても回転運動を等速で伝達する部品として等速ジョイントが不可欠である。
近年、自動車の高性能化がますます進み、高出力車が増加していることから、等速ジョイントにかかる負荷も増大し、その潤滑条件がより過酷になる傾向がある。一方で、自動車の乗り心地の向上も更に高度なレベルを要求される傾向にある。その乗り心地の向上は、厳暑地から厳寒地に至るまで、あらゆる気候の地域において必要とされる。
特に、厳寒地における等速ジョイントの円滑な作動も重要視されている。厳寒地では、極低温状態で自動車を始動させることも考えられる。この条件下において、等速ジョイントが回転する際に、等速ジョイントを構成する部品間の摩擦抵抗の違いから回転抵抗に変動が生じる場合がある。回転抵抗に変動が生じると、乗り心地を低下させる要因になる。このように、通常では予測できないようなトラブルが厳寒地では発生する。厳寒地における等速ジョイントのトラブルを回避する為には、低温回転トルク、折り曲げトルクを低減することが重要になってくる。折り曲げトルクは、グリースの摩擦係数（抵抗）に依存する傾向があるため、低温で優れた効果を発揮するグリースの早期開発が望まれている。しかし、厳寒地において、低温回転トルク、折り曲げトルクを十分低減することが可能な等速ジョイント用グリース組成物は未だに提案されていない。
従来、潤滑剤としては基油、ジウレア系増ちょう剤、添加剤としてモリブデン化合物、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１〜３、５、６参照）。自動車の等速自在継手の回転抵抗には等速自在継手の内部抵抗のほか、ブーツの硬さが大きく影響する。特に低温時、起動トルクや回転抵抗が増大し、ステアリングなどの操作性の低下につながる。等速自在継手の回転抵抗を低く抑える目的で、等速自在継手内部からのグリース漏れや等速自在継手内部への異物侵入を防止するためのブーツを具備した等速自在継手において、JIS K 6253デュロメータ硬さＡタイプにより、常温時（２５℃）で５５以下、低温時（−４０℃）で８５以下の条件を満足するブーツ材料としてシリコーンゴム系ブーツ材が提案されている（例えば特許文献４参照）。
しかし、極低温時に種々の要因が重なりあった際には、これらの等速ジョイント用グリース組成物では低温回転トルク、折り曲げトルクを低減する性能が不十分となる場合があり、より安定した性能への改善が望まれる。また、ブーツ材料にシリコーンゴムを使用する場合、耐油性、耐屈曲性、耐水性、耐候性、耐熱性、耐寒性などの性能が要求されるが、シリコーンゴム系ブーツ材料の長寿命化に役立つグリース組成物の提案は未だ無い。
特開平１０−２７３６９２ 特開２００１−１１４８１ 特開２００３−１６５９８８ 特開２００５−２１４３９５ 特開２００５−２２６０３８ 特開２００６−１６４８１
本発明の目的は、等速ジョイントの低温回転トルク、折り曲げトルクを低減させ、材料がシリコーンゴムであるブーツ材にも適用可能な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、上記グリース組成物を封入した等速ジョイントを提供することである。
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意研究した結果、特定の成分を含有したグリース組成物がシリコーンゴム系ブーツ材の劣化を抑え且つ、等速ジョイントの低温回転トルク、折り曲げトルクを低減させることができるとの知見を得た。本発明の等速ジョイント用グリース組成物はこの知見を基に完成された。
即ち、本発明は以下に示す等速ジョイント用グリース組成物及び等速ジョイントを提供するものである。
１．下記の成分（ａ）〜（ｅ）を含む等速ジョイント用グリース組成物。
（ａ）合成油を含む基油、
（ｂ）増ちょう剤、
（ｃ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、
（ｄ）チオフォスフェート、及び
（ｅ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛。
２．さらに成分（ｆ）二硫化モリブデン３０〜７０質量％と脂肪酸アミド７０〜３０質量％の混合物を含有する上記１記載の等速ジョイント用グリース組成物。
３．成分（ａ）の合成油が、合成炭化水素油である上記１又は２記載の等速ジョイント用グリース組成物。
４．成分（ｂ）の増ちょう剤が、ウレア化合物である上記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。
５．成分（ｃ）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、グリース組成物の全質量に対して、０．１〜１０質量％である上記１〜４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。
６．成分（ｄ）のチオフォスフェートの含有量が、グリース組成物の全質量に対して、０．１〜１０質量％である上記１〜５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。
７．成分（ｅ）の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の含有量が、グリース組成物の全質量に対して、０．１〜１０質量％である上記１〜６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。
８．成分（ｆ）の二硫化モリブデン３０〜７０質量％と脂肪酸アミド７０〜３０質量％の混合物の含有量が、グリース組成物の全質量に対して、０．１〜１０質量％である上記２〜７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。
９．上記１〜８のいずれか１項記載のグリース組成物を封入してなる等速ジョイント。
本発明の等速ジョイント用グリース組成物は、低温回転トルク、折り曲げトルクを低減することができ、極低温状態で自動車を始動させることができ、厳寒地における等速ジョイントのトラブルを回避することができる。
さらにまた、本発明の等速ジョイント用グリース組成物は、シリコーンゴム系ブーツ材料の劣化を抑え、その長寿命化を達成することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に係る等速ジョイント用グリース組成物は、前記成分（ａ）〜（ｅ）を必須成分として含むことを特徴とする。本発明の好ましい実施態様は、さらに成分（ｆ）を必須成分として含む。以下、これらの各成分について説明する。
本発明に使用する成分（ａ）の合成油を含む基油は、合成油単独でも良く、２種類以上の合成油の混合物、又は合成油と鉱油の混合物であっても良い。合成油としては、ポリオールエステルに代表されるエステル系合成油、ポリα‐オレフィン、ポリブテンに代表される合成炭化水素油、アルキルジフェニルエーテル、ポリプロピレングリコールに代表されるエーテル系合成油、シリコーン油、フッ素化油などが挙げられる。特に、合成炭化水素油が好ましい。基油中の合成油の含有量は基油の全質量に対して、好ましくは４０質量％以上、さらに好ましくは６０質量％以上である。
本発明に使用する成分（ｂ）の増ちょう剤の好ましい例としては、下記一般式（１）で表されるジウレア系増ちょう剤が挙げられる。
Ｒ1ＮＨ-ＣＯ-ＮＨ-Ｃ6Ｈ4-ｐ-ＣＨ2-Ｃ6Ｈ4-ｐ-ＮＨ-ＣＯ-ＮＨＲ2 （１）
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一であっても異なっていてもよく、炭素数８〜２０、好ましくは炭素数８〜１８のアルキル基、炭素数６〜１２、好ましくは炭素数６〜７のアリール基又は炭素数６〜１２、好ましくは炭素数６〜７のシクロアルキル基である。）
ジウレア系増ちょう剤は、例えば、所定のジイソシアネートと、所定のモノアミンとを反応させることにより得ることができる。ジイソシアネートの好ましい具体例は、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートである。モノアミンとしては、脂肪族系アミン、芳香族系アミン、脂環式アミン又はこれらの混合物が挙げられる。脂肪族アミンの具体例としては、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及びオレイルアミンが挙げられる。芳香族アミンの具体例としては、アニリン及びｐ−トルイジンが挙げられる。脂環式アミンの具体例としては、シクロヘキシルアミンが挙げられる。
上述したモノアミンのうち、オクチルアミン、オクタデシルアミン、及びシクロヘキシルアミン又はこれらの混合物を用いて得られる成分（ｂ）のジウレア系増ちょう剤が好ましい。
成分（ｂ）の増ちょう剤の含有量は、必要なちょう度を得るのに適切な量であれば良く、通常は、グリース組成物の全質量に対して、好ましくは１〜２０質量％、さらに好ましくは、２〜２０質量％である。
本発明に使用する成分（ｃ）の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンの具体例としては、下記一般式（２）で表されるものが挙げられる。
[Ｒ3Ｒ4Ｎ−ＣＳ−Ｓ]2−Ｍｏ2ＯmＳn （２）
（式中、Ｒ3及びＲ4は、それぞれ独立して、炭素数１〜２４、好ましくは２〜１８のアルキル基であり、ｍは０〜３、ｎは１〜４であり、ｍ＋ｎ＝４である。）
成分（ｃ）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は、グリース組成物の全質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜５質量％である。
本発明に使用する成分（ｄ）のチオフォスフェートの具体例としては、下記一般式（３）で表されるものが挙げられる。
(Ｒ5Ｏ)(Ｒ6Ｏ)Ｐ＝Ｓ（ＯＲ7) （３）
（式中、Ｒ5は炭素数１〜２４のアルキル基、炭素数５〜１４のシクロアルキル基、炭素数５〜１４のアルキルシクロアルキル基、炭素数６〜２４のアリール基、炭素数７〜２４のアルキルアリール基、炭素数７〜２４のアリールアルキル基を、Ｒ6、Ｒ7は水素原子又は炭素数１〜２４のアルキル基、炭素数５〜２４のシクロアルキル基、炭素数５〜２４のアルキルシクロアルキル基、炭素数６〜２４のアリール基、炭素数７〜２４のアルキルアリール基、炭素数７〜２４のアリールアルキル基を示す。）
好ましくは、式中、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7が炭素数８〜１８のアルキル基、又は炭素数７〜２４のアルキルアリール基であるチオフォスフェートであり、特に好ましくは、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7が炭素数８〜２４のアルキルフェニル基であるトリアルキルフェニルチオフォスフェートである。
成分（ｄ）のチオフォスフェートの含有量は、グリース組成物の全質量に対して好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは１〜８質量％、最も好ましくは２〜６質量％である。
本発明に使用する成分（ｅ）の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛としては、下記一般式（４）で表されるものが挙げられる。
(Ｒ8−ＣＳ−Ｓ)2Ｚｎ （４）
（式中、Ｒ8は炭素数１〜１８、好ましくは１〜５のアルキル基である。）
本発明に使用する成分（ｆ）は二硫化モリブデン３０〜７０質量％と脂肪酸アミド７０〜３０質量％の混合物である。成分（ｆ）の脂肪酸アミドの具体例としては、下記一般式（５）で表されるモノアミド及び／又は一般式（６）で表されるビスアミドが挙げられる。
Ｒ9−ＣＯ−ＮＨ2 （５）
Ｒ10−ＣＯＮＨ−Ｒ11−ＮＨＣＯ−Ｒ12 （６）
（式中、Ｒ9、Ｒ10及び12は同一であっても異なっていてもよく、炭素数１〜２４、好ましくは炭素数８〜１８のアルキル基、Ｒ11は炭素数２〜８のアルキレン基を表す。）
各種脂肪酸アミドの中で好ましいのは、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミドである。特に好ましいのは、ステアリン酸アミドである。
本発明に使用する成分（ｆ）の二硫化モリブデンは、一般に、等速ジョイントにおける固体潤滑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剪断して、摩擦抵抗を低下させることが知られている。また、等速ジョイントの焼き付き防止にも効果がある。
成分（ｆ）の含有量は、グリース組成物の全質量に対して好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜５質量％である。
本発明のグリース組成物には、上記成分に加えて、他の極圧添加剤、酸化防止剤、錆止め剤、防食剤等、通常グリース組成物に使用される添加剤を含有させることができる。
本発明に係る等速ジョイントのトルク伝達部材が球体である等速ジョイントとは、例えば、ツェッパ型、バーフィールド型などの固定型等速ジョイントやダブルオフセット型、クロスグルーブ型などのスライド型等速ジョイントなどが挙げられる。これらは、トルク伝達部材としてボールを用い、等速ジョイントの外輪及び内輪に形成されたトラック上に配置され、ケージを介して組み込まれる構造を成している。
本発明に係る等速ジョイントが固定型等速ジョイントである等速ジョイントとは、例えば、上述のツェッパ型、バーフィールド型などの固定型等速ジョイントなどが挙げられ、４５度以上の大きな作動角を取ることが可能である。
本発明に係る等速ジョイントがスライド型等速ジョイントである等速ジョイントとは、例えば、上述のダブルオフセット型、クロスグルーブ型などのスライド型等速ジョイントが挙げられ、作動角を固定型等速ジョイントほど取ることはできないが、軸線方向にスライドすることが可能である。
以下、実施例によって本発明をさらに詳述する。
〔実施例１〜５、比較例１〜８〕
グリース組成物の調製
容器に基油４６０ｇとジフェニルメタン−４，４´−ジイソシアネート３８．７ｇをとり、混合物を７０〜８０℃に加熱する。別容器に、基油４６０ｇとシクロヘキシルアミン２４．６ｇとオクタデシルアミン１６．７ｇ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分間反応させる。その後攪拌しながら、１６０℃まで昇温、放冷後、ベースウレアグリースを得た。このベースウレアグリースに、表１と表２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。
評価
折り曲げトルクはＴＥ−７７摩擦摩耗試験機の摩擦係数に、低温回転トルクは低温トルク試験(ＪＩＳ Ｋ ２２２０)に相関することを見出し、これによって評価を行った。
摩擦抵抗 合格 ○：TE-77試験摩擦係数０．０５０未満
不合格×：TE-77試験摩擦係数０．０５０以上
低温性 合格 ○：−４０℃トルク６００mNm以下
不合格×：−４０℃トルク６００mNm超
シリコーンゴム系ブーツ材に対する適合性は、ＪＩＳ Ｋ ６２５８（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−耐液性の求め方）及びＪＩＳ Ｋ ６２５１（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−特性の求め方）に準じて行った。評価は、引っ張り強さ変化率（％）（ＴＢ変化率 １５０℃×７２時間）で行った。
シリコーンゴム系ブーツ材適合性 合格 ○：ＴＢ変化率 −２０％超
不合格×：ＴＢ変化率 −２０％以下














Figure 2008019288
Figure 2008019288
*1：合成炭化水素油 (ポリα-オレフィン、100℃動粘度 10 mm2/s)
*2：硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン
*3：トリアルキルフェニルチオフォスフェート
*4：硫化ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛
*5：二硫化モリブデン
*6：ステアリン酸アミド
*7：ジチオリン酸亜鉛
結果
以上から、成分（ａ）〜（ｅ）を含む本発明の実施例１〜５の等速ジョイント用グリース組成物は、成分（ａ）、（ｃ）〜（ｅ）のいずれかを含まない比較例１〜８のものに比べ、低温トルク及び折り曲げトルクが低く、シリコーンゴム系ブーツ材適合性も優れている。二硫化モリブデンとステアリン酸アミドの両者を含む実施例４及び実施例５では、一方のみを含む実施例２及び３より、折り曲げトルクがさらに低くなっている。実施例５の場合は、合成油の配合割合が多いため、低温回転トルクも低くなっている。
これに対して、成分（ａ）の合成油を含まない比較例１では低温トルクが高く、成分（ｄ）及び（ｅ）を含まない比較例２及び成分（ｃ）を含まない比較例３では折り曲げトルクが高く、成分（ｄ）及び／又は成分（ｅ）を含まない比較例４〜８では折り曲げトルクが高い。また、（ｇ）ジチオリン酸亜鉛を含む比較例８ではシリコーンゴム系ブーツ材適合性が低い。

Claims (9)

  1. 下記の成分（ａ）〜（ｅ）を含む等速ジョイント用グリース組成物。
    （ａ）合成油を含む基油、
    （ｂ）増ちょう剤、
    （ｃ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、
    （ｄ）チオフォスフェート、及び
    （ｅ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛。
  2. さらに成分（ｆ）二硫化モリブデン３０〜７０質量％と脂肪酸アミド７０〜３０質量％の混合物を含有する請求項１記載の等速ジョイント用グリース組成物。
  3. 成分（ａ）の合成油が、合成炭化水素油である請求項１又は２記載の等速ジョイント用グリース組成物。
  4. 成分（ｂ）の増ちょう剤が、ウレア化合物である請求項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。
  5. 成分（ｃ）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、グリース組成物の全質量に対して、０．１〜１０質量％である請求項１〜４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。
  6. 成分（ｄ）のチオフォスフェートの含有量が、グリース組成物の全質量に対して、０．１〜１０質量％である請求項１〜５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。
  7. 成分（ｅ）の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の含有量が、グリース組成物の全質量に対して、０．１〜１０質量％である請求項１〜６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。
  8. 成分（ｆ）の二硫化モリブデン３０〜７０質量％と脂肪酸アミド７０〜３０質量％の混合物の含有量が、グリース組成物の全質量に対して、０．１〜１０質量％である請求項２〜７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。
  9. 請求項１〜８のいずれか１項記載のグリース組成物を封入してなる等速ジョイント。
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