JP2016117787A - グリース組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】スプライン部の嵌合部の静摩擦係数を有意に低下することができるグリース組成物を提供すること。【解決手段】スプライン部の嵌合部用グリース組成物であって、基油、増ちょう剤及び油性剤を含有し、前記基油が、40℃において100〜6,000mm2/sの範囲の動粘度を有し、前記油性剤が、炭素数14〜18の脂肪酸とアルコールとのエステルであり、前記油性剤の含有量が、グリース組成物の総質量に対して2〜15質量％である、前記グリース組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、スプライン部の嵌合部に使用するグリース組成物に関する。

一般的に、自動車の操舵機構部や動力伝達部には、自動車が走行する際に発生する軸方向の変位を吸収する伸縮軸が備えられている。伸縮軸は、雄スプライン軸と雌スプライン軸とを嵌合したものである。スプライン軸の摺動部にグリースを適用することにより、摺動抵抗を低減するという要求に応えている。
特許文献１には、ホブ加工されたスプライン軸の嵌合部において、長期に亘る使用でも焼付きの発生を実質的に防止又は軽減し、且つ/又は摩擦係数を低い範囲に維持することができるグリース組成物が開示されている。そのグリース組成物は、特定範囲の動粘度を有する基油と、特定構造のジウレア増ちょう剤と、特定粒径の真球状ポリマーからなる添加剤とを含有する。

特開2014-105252号公報

本発明は、スプライン部の嵌合部の静摩擦係数を有意に低下することができるグリース組成物を提供することを課題とする。

本発明により、以下のグリース組成物を提供する：
１．スプライン部の嵌合部用グリース組成物であって、
基油、増ちょう剤及び油性剤を含有し、
前記基油が、40℃において100〜6,000mm²/sの範囲の動粘度を有し、
前記油性剤が、炭素数14〜18の脂肪酸とアルコールとのエステルであり、
前記油性剤の含有量が、グリース組成物の総質量に対して2〜15質量％である、前記グリース組成物。
２．前記油性剤が、パームオレインである、前記１項記載のグリース組成物。
３．前記増ちょう剤が、ステアリン酸リチウムである前記１又は２項記載のグリース組成物。
４.前記基油が、40℃において100〜3,000mm²/sの範囲の動粘度を有する前記１〜３のいずれか１項記載のグリース組成物。

本発明のグリース組成物は、スプライン部の嵌合部の静摩擦係数を有意に低下することができ、特に、常温においても鉄摺動面で静摩擦係数を有意に低下させることができる。

〔基油〕
本発明のグリース組成物に使用される基油は、特に限定されない。例えば、鉱油をはじめとする全ての基油が使用できる。基油は、単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
鉱油としては、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油、これらの混合物を使用することができる。合成油としては、ジエステル、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、フッ素化油など各種合成油が使用できる。
本発明の基油としては、コストの観点から、鉱油が好ましい。
本発明で使用する基油の４０℃における動粘度は100〜6,000ｍｍ²／ｓ、好ましくは100〜3,000ｍｍ²／ｓ、より好ましくは100〜180ｍｍ²／ｓである。動粘度がこの範囲にあると、油膜形成能が向上して静摩擦係数が低下するとともに、流入性も向上するので焼付き寿命も延びるため好ましい。
本発明のグリース組成物中の基油の含有量は、１０〜９０質量％が好ましく、４０〜９０質量％がより好ましい。

〔増ちょう剤〕
本発明のグリース組成物に使用される増ちょう剤は、好ましい例としては、Ｌｉ石けんや複合Ｌｉ石けんに代表される石けん系増ちょう剤、ジウレアに代表されるウレア系増ちょう剤、有機化クレイやシリカに代表される無機系増ちょう剤、ＰＴＦＥに代表される有機系増ちょう剤等が挙げられる。このうち、リチウム石けんが好ましい。リチウム石けんとしては、ステアリン酸リチウム及び１２−ヒドロキシステアリン酸リチウムがあげられる。摩擦特性の観点から、ステアリン酸リチウムが好ましい。
本発明のグリース組成物のちょう度は、２５０〜３５０が好適である。ちょう度が小さすぎる硬いグリースではトルクが高くなってしまい、ちょう度が大きすぎる軟らかいグリースでは、油分離が生じ、嵌合部で性能を発揮できなくなる。増ちょう剤の含有量はこのちょう度を得るのに必要な量となる。具体的には、本発明の組成物に対し、好ましくは３〜２０質量％、より好ましくは７〜１５質量％である。

〔添加剤〕
本発明のグリース組成物は、添加剤として、所定の油性剤を含むことを特徴とする。具体的には、炭素数が１４〜１８である飽和又は不飽和脂肪酸とアルコールとのエステルである。
炭素数が１４〜１８である飽和又は不飽和脂肪酸としては、具体的には、ミリスチン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸があげられる。これらの二種以上を併用しても良い。炭素数が１６〜１８である飽和又は不飽和脂肪酸が好ましい。特に、炭素数１６〜１８の飽和脂肪酸と炭素数１６〜１８の不飽和脂肪酸との混合物が好ましい。
アルコールは、一価アルコールでも多価アルコールでもよい。二種以上を併用しても良い。アルコールの炭素数は、１〜６であるのが好ましく、１〜３であるのがより好ましい。具体的には、メタノール、グリセリン、エチレングリコール等があげられる。このうち、メタノール、グリセリンが好ましい。
本発明の油性剤は、上記脂肪酸と上記アルコールから合成することもできるし、エステル交換により製造することもできる。パームの果肉等の動植物油脂から採取した油から分別したもの、例えばパームオレインやパームステアリンも好適に使用することができる。 本発明の油性剤としては、パームオレインがとりわけ好ましい。
本発明の油性剤の含有量は、グリース組成物中、２〜１５質量％であり、より好ましくは２〜５質量％である。

＜その他の添加剤＞
本発明のグリース組成物は、必要に応じてあらゆる添加剤を含むことができる。例として、アミン系、フェノール系に代表される酸化防止剤、亜硝酸ソーダなどの無機不働態化剤、スルホネート系、コハク酸系、アミン系、カルボン酸塩に代表される錆止め剤、ベンゾトリアゾールに代表される金属腐食防止剤、脂肪酸、脂肪酸エステル、リン酸エステルに代表される油性剤、リン系、硫黄系、有機金属系に代表される耐摩耗剤や極圧剤、酸化金属塩や二硫化モリブデンに代表される固体潤滑剤などが挙げられる。これらの成分の使用量は、通常０．１〜２０質量％程度、好ましくは０．５〜１０質量％である。

本発明のグリース組成物は、スプライン軸の嵌合部に使用する。この嵌合部は、鉄製であるのが好ましい。

基油中で、ステアリン酸リチウムを混合、加熱及び溶解し、冷却してベースグリースとした。油性剤、及び場合により固体潤滑剤又は極圧剤の所定量を基油と混合し、ベースグリースに加えてよく混ぜ、３本ロールミルで混練して、混和ちょう度３００（６０回往復混和、ＪＩＳ Ｋ２２２０）のグリース組成物を製造した。なお、用いた油性剤のうち、エステルＢ〜Ｆを構成する脂肪酸は表１に記載のとおりであり、アルコールはいずれもメタノールである。
上で調製したグリース組成物を、下記の試験方法により評価した。結果を下記表に併記する。

評価試験方法
＜動粘度＞
ＪＩＳ Ｋ ２２８３による
＜バウデン試験＞
（試験機）バウデン付着滑り試験機
（試験条件）プレート（１５×１６０ｍｍ ＳＰＣＣ-ＳＤ鋼板）と鋼性円筒（Φ６×１２ｍｍ）の線接触
荷重：１００ｇｆ（接触圧力：３０ＭＰａ）
摺動速度：０．５ｍｍ/ｓ
摺動距離：５ｍｍ
試料グリース：約０．５ｇ
温度：２５℃
なお、表中、「−」は、油性剤の無添加を意味する。

＜ＴＥ７７試験＞
テストピース 円状鋼：Φ１２ｍｍ×４ｍｍ
プレート材質：ホブ加工面プレート（58ｍｍ×３８ｍｍ Ｓ55Ｃ鋼板 ＨＶ６００〜７００ Ｒｚ１．０μｍ）
試験条件 荷重：４００Ｎ
振幅：５．０ｍｍ
周波数：１５Ｈｚ
試験温度：２５℃

Claims (4)

1. スプライン部の嵌合部用グリース組成物であって、
   基油、増ちょう剤及び油性剤を含有し、
   前記基油が、40℃において100〜6,000mm²/sの範囲の動粘度を有し、
   前記油性剤が、炭素数14〜18の脂肪酸とアルコールとのエステルであり、
   前記油性剤の含有量が、グリース組成物の総質量に対して2〜15質量％である、前記グリース組成物。
2. 前記油性剤が、パームオレインである、請求項１記載のグリース組成物。
3. 前記増ちょう剤が、ステアリン酸リチウムである請求項１又は２記載のグリース組成物。
4. 前記基油が、40℃において100〜3,000mm²/sの範囲の動粘度を有する請求項１〜３のいずれか１項記載のグリース組成物。