JP2023062821A - 緩衝器用潤滑油組成物、緩衝器、および緩衝器用潤滑油の摩擦特性の調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】操作安定性と乗り心地性とを両立することができる緩衝器用潤滑油組成物、潤滑油添加剤、および緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性の調整方法を提供する。【解決手段】基油と、摩擦調整剤と、を含有し、摩擦調整剤は、ペンタエリスリトールエステルを含有し、基油は、エステル油を主成分とすることを特徴とする、緩衝器用潤滑油組成物。【選択図】図５
Description
本発明は、緩衝器用潤滑油組成物、緩衝器、および緩衝器用潤滑油の摩擦特性の調整方法に関する。
従来、緩衝器の制振力は、バルブで発生する油圧減衰力と、ピストンロッドとオイルシールまたはピストンとシリンダの摺動部で発生する摩擦力とを合わせた力となることが知られている。また、緩衝器の制振力が大きい場合には操作安定性は増すが乗り心地が悪化し、反対に、緩衝器の制振力が小さい場合には操作安定性は悪化するが乗り心地が良好となることが知られている。そのため、近年では、乗り心地性に着目し、緩衝器用潤滑油に添加する摩擦調整剤を調整することで、緩衝器用潤滑油の摩擦力を小さくし、緩衝器の制振力を小さくする研究が行われてきた（たとえば非特許文献１）。
ショックアブソーバの技術動向とトライボロジー（中西 博、トライボロジスト ２００９年（Ｖｏｌ．５４）９号 ５９８頁）
緩衝器は往復運動により制振力を発揮するが、油圧減衰力が立ち上がるまでは一定時間がかかる一方、摩擦力は応答性が高いため、静止状態から滑り状態に移行する際や、微振幅時には、摩擦力が緩衝器の制振力の重要なファクターとなる。しかしながら、従来のように、乗り心地性に着目し、緩衝器用潤滑油の摩擦力を小さくしてしまうと、制振力も小さくなり、操作安定性が悪化してしまうという問題があった。特に、近年は、整備された道路が多く、通常振幅よりも微振幅の振動が発生することが多いため、静止状態から滑り状態に移行する際や微振幅時において、操作安定性と乗り心地性とを両立することができる緩衝器用潤滑油組成物が希求されていた。
本発明は、操作安定性と乗り心地性とを両立することができる緩衝器用潤滑油組成物、緩衝器、緩衝器用潤滑油の摩擦特性の調整方法を提供することである。
本発明は下記（１）ないし（８）の緩衝器用潤滑油組成物を要旨とする。
（１）基油と、摩擦調整剤と、を含有し、前記摩擦調整剤は、ペンタエリスリトールエステルを含有し、前記基油は、エステル油を主成分とすることを特徴とする、緩衝器用潤滑油組成物。
（２）前記エステル油は、モノエステル油である、上記（１）に記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（３）前記基油は、前記エステル油を基油全体の５０重量％以上含有すること、または、前記基油中で前記エステル油の割合が最も多い、上記（１）または（２）に記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（４）前記基油は、前記基油中において前記エステル油を９０重量％以上含有することを特徴とする、上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（５）前記ペンタエリスリトールエステルは、ペンタエリスリトールテトラエステルを主成分として含有することを特徴とする、上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（６）前記ペンタエリスリトールエステルは、中鎖脂肪酸を有するペンタエリスリトールエステルである、上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（７）前記基油は、粘度指数が６０以下であることを特徴とする、上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（８）前記摩擦調整剤は、ジチオリン酸亜鉛をさらに含有することを特徴とする、上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（１）基油と、摩擦調整剤と、を含有し、前記摩擦調整剤は、ペンタエリスリトールエステルを含有し、前記基油は、エステル油を主成分とすることを特徴とする、緩衝器用潤滑油組成物。
（２）前記エステル油は、モノエステル油である、上記（１）に記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（３）前記基油は、前記エステル油を基油全体の５０重量％以上含有すること、または、前記基油中で前記エステル油の割合が最も多い、上記（１）または（２）に記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（４）前記基油は、前記基油中において前記エステル油を９０重量％以上含有することを特徴とする、上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（５）前記ペンタエリスリトールエステルは、ペンタエリスリトールテトラエステルを主成分として含有することを特徴とする、上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（６）前記ペンタエリスリトールエステルは、中鎖脂肪酸を有するペンタエリスリトールエステルである、上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（７）前記基油は、粘度指数が６０以下であることを特徴とする、上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
（８）前記摩擦調整剤は、ジチオリン酸亜鉛をさらに含有することを特徴とする、上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
また、本発明は下記（９）の緩衝器を要旨とする。
（９）上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物を含有する緩衝器。
また、本発明は下記（１０）の緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性の調整方法を要旨とする。
（１０）エステル油を主成分とする基油に、ペンタエリスリトールエステルを含有する摩擦調整剤を添加することで、緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性を調整する、調整方法。
（９）上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物を含有する緩衝器。
また、本発明は下記（１０）の緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性の調整方法を要旨とする。
（１０）エステル油を主成分とする基油に、ペンタエリスリトールエステルを含有する摩擦調整剤を添加することで、緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性を調整する、調整方法。
本発明によれば、操作安定性と乗り心地性とを両立することができる緩衝器用潤滑油組成物、緩衝器、および緩衝器用潤滑油の摩擦特性の調整方法を提供することができる。
以下、本発明に係る緩衝器用潤滑油組成物、緩衝器および緩衝器用潤滑油の摩擦特性の調整方法を、図に基づいて説明する。なお、以下においては、本発明を、緩衝器用潤滑油を例示して説明する。
本実施形態に係る潤滑油は、（Ａ）基油と、（Ｂ）摩擦調整剤と、を有し、（Ｂ）摩擦調整剤は、（Ｂ１）ジチオリン酸亜鉛（以下、ＺｎＤＴＰともいう）と、（Ｂ２）ペンタエリスリトールとを含有する。
（Ａ）基油
本発明に係る緩衝器用潤滑油は、基油が、エステル油を主成分とすることを特徴とする。具体的には、基油として、エステル油を基油全体の５０重量％以上含み、または、エステル油を最も多い割合で含有することを特徴とする。なお、本発明に係る緩衝器用潤滑油は、基油として、エステル油を主成分とすればよく、エステル油と鉱油とが混合された基油を有する構成とすることができる。また、基油として、エステル油を基油全体の９０重量％以上含有する構成とすることが好ましく、エステル油だけを含有することがさらに好ましい。本実施形態では、市販されているエステル油だけで基油を構成する。
本発明に係る緩衝器用潤滑油は、基油が、エステル油を主成分とすることを特徴とする。具体的には、基油として、エステル油を基油全体の５０重量％以上含み、または、エステル油を最も多い割合で含有することを特徴とする。なお、本発明に係る緩衝器用潤滑油は、基油として、エステル油を主成分とすればよく、エステル油と鉱油とが混合された基油を有する構成とすることができる。また、基油として、エステル油を基油全体の９０重量％以上含有する構成とすることが好ましく、エステル油だけを含有することがさらに好ましい。本実施形態では、市販されているエステル油だけで基油を構成する。
エステル油は、モノエステル、ジエステル、ポリオールエステル、リン酸エステルなどを用いることができるが、特に、モノエステルであることが好ましい。また、モノエステルとしては、たとえば、オレイン酸、アジピン酸、ペラルゴン酸、ヤシ油脂肪酸、パルミチン酸、牛脂脂肪酸、ペラルゴン酸など炭素数６～２２の脂肪酸と、２エチルヘキサノール、イソオクチルアルコール、イソデシルアルコール、ネオペンチルグリコールなどのアルコールとの組み合わせた脂肪酸モノエステルが例示される。なお、本発明に係る緩衝器用潤滑油は、エステル油として、モノエステルと他のエステル油とを混合して用いることができるが、モノエステルをエステル油全体の５０重量％以上、あるいは、モノエステルを最も高い割合で含むことが好ましい。
また、基油は、４０℃における動粘度が１０ｍｍ２／ｓ以下、または、１００℃における動粘度が２ｍｍ２／ｓ以下であることがより好ましい。基油の粘度を低くすることで、増粘剤を添加することができ、これにより、緩衝器用潤滑油の摩擦特性をさらに調整することが可能となる。たとえば、２エチルヘキサノールとヤシ油脂肪酸とのモノエステルは、４０℃における動粘度が６ｍｍ２／ｓ、また、１００℃における動粘度が１．８ｍｍ２／ｓと低く、増粘剤を添加して、緩衝器用潤滑油の摩擦特性を調整することが可能となる。
（Ｂ）摩擦調整剤
本実施形態に係る緩衝器用潤滑油は摩擦調整剤を含有する。摩擦調整剤は、特に限定されないが、リン系、アミン系、またはエステル系などの種々の摩擦調整剤を含有することができる。摩擦調整剤の添加量を調整することで、緩衝器用潤滑油の摩擦係数を調整することができる。また、本実施形態に係る緩衝器用潤滑油は、摩擦調整剤として、（Ｂ１）ジチオリン酸亜鉛と（Ｂ２）ペンタエリスリトールエステルとを含有する。
本実施形態に係る緩衝器用潤滑油は摩擦調整剤を含有する。摩擦調整剤は、特に限定されないが、リン系、アミン系、またはエステル系などの種々の摩擦調整剤を含有することができる。摩擦調整剤の添加量を調整することで、緩衝器用潤滑油の摩擦係数を調整することができる。また、本実施形態に係る緩衝器用潤滑油は、摩擦調整剤として、（Ｂ１）ジチオリン酸亜鉛と（Ｂ２）ペンタエリスリトールエステルとを含有する。
（Ｂ１）ジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）
ＺｎＤＴＰは、一般に、下記化１で表される化合物であり、摩擦調整剤による摩擦係数の調整を補助する機能を有する。
［上記化１において、Ｒはそれぞれ個別の炭化水素基を示し、直鎖状の一級アルキル基、分枝状の二級アルキル基、またはアリール基が挙げられる。］
ＺｎＤＴＰは、一般に、下記化１で表される化合物であり、摩擦調整剤による摩擦係数の調整を補助する機能を有する。
このように、ＺｎＤＴＰとしては、一級アルキル基、二級アルキル基、またはアリール基を有するものなど複数の種類（構造）が知られているが、本実施形態に係る緩衝器用潤滑油では、以下に説明する２種類のＺｎＤＴＰを含有する。
すなわち、本実施形態に係る緩衝器用潤滑油は、第１のＺｎＤＴＰとして、下記化２で示すＺｎＤＴＰを含有する。
［式１中、Ｒ１１～Ｒ１４はアルキル基であり、当該アルキル基は第一級アルキル基および第二級アルキル基を有する。すなわち、Ｒ１１～Ｒ１４のうち１つ以上３つ以下は第一級アルキル基であり、Ｒ１１～Ｒ１４のうち残りは第二級アルキル基である。］
第１のＺｎＤＴＰにおいて、第一級アルキル基は、特に限定されず、たとえばメチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、ｎ－ノニル基、ｎ－デシル基、イソアミル基、イソブチル基、２－メチルブチル基、２－エチルヘキシル基、２，３－ジメチルブチル基、２－メチルペンチル基などが挙げられるが、炭素数４～１２のアルキル基（たとえばイソブチル基（炭素数４）や２－エチルヘキシル基（炭素数８）であることが好ましい。
また、第１のＺｎＤＴＰにおいて、第二級アルキル基は、特に限定されず、たとえばイソプロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、１－エチルプロピル基、２－エチルヘキシル基、４－メチル－２－ペンチル基などが挙げられるが、炭素数３～６のアルキル基（たとえばイソプロピル基（炭素数３））であることが好ましい。
また、第１のＺｎＤＴＰにおいて、第一級アルキル基と第二級アルキル基の割合は、特に限定されないが、第二級アルキル基に対して、第一級アルキル基の割合が高い方が好ましい。
第１のＺｎＤＴＰの含有量は、特に限定されないが、緩衝器用潤滑油において０．１質量％以上含有することが好ましく、０．４質量％以上含有することがより好ましい。また、第１のＺｎＤＴＰの含有量は、緩衝器用潤滑油において４．０質量％以下とすることが好ましく、２．０質量％以下とすることがより好ましい。
このように、本発明に係る緩衝器用潤滑油では、第一級アルキル基および第二級アルキル基の両方を有する第１のＺｎＤＴＰを含むことにより、摩擦調整剤を添加した場合に乗り心地性および操縦安定性に適した摩擦係数に容易に調整することができることに加えて、第一級アルキル基のみを有するＺｎＤＴＰ、および／または、第二級アルキル基のみを有するＺｎＤＴＰを含有する緩衝器用潤滑油と比べて、摩擦係数のバラツキを抑えることができ、乗り心地性をより向上することができる。
さらに、本実施形態に係る緩衝器用潤滑油は、摩擦調整剤として、第１のＺｎＤＴＰとは異なる構造の、第２のＺｎＤＴＰを有する。第２のＺｎＤＴＰは、下記化３で表される。
［式２中、Ｒ２１～Ｒ２４は第二級アルキル基である。すなわち、第２のＺｎＤＴＰは第一級アルキル基を有さず、第二級アルキル基のみを有する。］
第２のＺｎＤＴＰが有する第二級アルキル基の炭素数は、特に限定されず、たとえばイソプロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、１－エチルプロピル基、２－エチルヘキシル基、４－メチル－２－ペンチル基などが挙げられるが、第二級アルキル基として、炭素数３～８のアルキル基（たとえばイソプロピル基（炭素数３）、２－エチルヘキシル基（炭素数８）、または、イソブチル基（炭素数４）など）が好ましい。
また、第２のＺｎＤＴＰの含有量は、特に限定されないが、第１のＺｎＤＴＰよりも少ない方が好ましく、ＺｎＤＴＰの添加量（第１のＺｎＤＴＰおよび第２のＺｎＤＴＰの合計量）に対して２０重量％以下となることが好ましい。
なお、ＺｎＤＴＰがどのようなアルキル基を含有しているかは、公知の測定方法により測定することができる。たとえば、Ｃ１３－ＮＭＲを用いてＺｎＤＴＰの構造を決定することもできるし、ＦＴ－ＩＲの指紋領域を用いてＰ－Ｏ－Ｃの吸収帯、Ｐ＝Ｓ Ｐ－Ｓの吸収帯の特徴から、アルキル基が第一級アルキル基または第二級アルキル基であるかを分析することでＺｎＤＴＰの構造を決定することもできる。
（Ｂ１）ジチオリン酸として、第二級アルキル基のみを有する第２のＺｎＤＴＰを含有することで、第１のＺｎＤＴＰのみを含有する場合と比べて、乗り心地をより向上させることができる。具体的には、走行時における微振動を、第１のＺｎＤＴＰのみを含有する場合と比べて、より低減することができる。また、第２のＺｎＤＴＰを炭素数３～８の第二級アルキル基を有するＺｎＤＴＰとすることで、微振幅（低速度）と通常振幅（高速度）における摩擦係数の差を小さくすることができ、乗り心地性を向上させることができる。
（Ｂ２）ペンタエリスリトールエステル
ペンタエリスリトールエステルは、４価の糖アルコールであり、ペンタエリスリトールが有する末端置換基である水酸基が脂肪酸残基とエステル結合している化合物である。ペンタエリスリトールエステルは、４つ全ての末端置換基が脂肪酸残基とエステル結合したペンタエリスリトールテトラエステルと、いずれかの末端置換基が脂肪酸残基とエステル結合した部分エステルであるペンタエリスリトールモノエステル、ペンタエリスリトールジエステルおよびペンタエリスリトールトリエステルとがある。以下においては、ペンタエリスリトールテトラエステルをＰＥ４Ｅ、ペンタエリスリトールトリエステルをＰＥ３Ｅ、ペンタエリスリトールジエステルをＰＥ２Ｅ、ペンタエリスリトールモノエステルをＰＥ１Ｅと略称して説明する。
ペンタエリスリトールエステルは、４価の糖アルコールであり、ペンタエリスリトールが有する末端置換基である水酸基が脂肪酸残基とエステル結合している化合物である。ペンタエリスリトールエステルは、４つ全ての末端置換基が脂肪酸残基とエステル結合したペンタエリスリトールテトラエステルと、いずれかの末端置換基が脂肪酸残基とエステル結合した部分エステルであるペンタエリスリトールモノエステル、ペンタエリスリトールジエステルおよびペンタエリスリトールトリエステルとがある。以下においては、ペンタエリスリトールテトラエステルをＰＥ４Ｅ、ペンタエリスリトールトリエステルをＰＥ３Ｅ、ペンタエリスリトールジエステルをＰＥ２Ｅ、ペンタエリスリトールモノエステルをＰＥ１Ｅと略称して説明する。
本発明に係るペンタエリスリトールエステルにおいて、脂肪酸残基は、特に限定されず、たとえば、ステアリン酸残基やオレイン酸残基などのＣ６～Ｃ２２の脂肪酸残基とすることができる。また、脂肪酸残基として、カプリル酸、カプリン酸、オレイン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、リノール酸、アジピン酸、ペラルゴン酸、トール脂肪酸、ヤシ脂肪酸、ココナツ脂肪酸、牛脂脂肪酸を例示することもできる。
なお、ＰＥ４Ｅを製造する場合、ＰＥ４Ｅだけを製造することは技術的に困難であり、ＰＥ４ＥにＰＥ１Ｅ、ＰＥ２Ｅ、ＰＥ３Ｅが混在してしまう場合がある。そのため、「ペンタエリスリトールテトラエステル」として市販されているものであっても、ＰＥ４Ｅのみで構成されているのではなく、ＰＥ４Ｅを主に含むが、ＰＥ４Ｅの他に、ＰＥ３Ｅ、ＰＥ２Ｅ、あるいはＰＥ１Ｅなども含まれる。そのため、本発明に係る「ペンタエリスリトールテトラエステル」は、「ペンタエリスリトールテトラエステル」として市販されているペンタエリスリトールエステルの混合物としてもよいし、「ペンタエリスリトールテトラエステル」を８０％以上含むペンタエリスリトールエステルの混合物とすることもできる。同様の理由から、本発明に係る「ペンタエリスリトールジエステル」は、「ペンタエリスリトールジエステル」として市販されているペンタエリスリトールエステルの混合物としてもよいし、「ペンタエリスリトールジエステル」を８０％以上含むペンタエリスリトールエステルの混合物とすることができる。なお、ＰＥ１ＥおよびＰＥ３Ｅについても同様である。
（本発明に係る緩衝器用潤滑油の摩擦特性）
次に、本発明に係る緩衝器用潤滑油の摩擦特性について説明する。本発明では、図１に示す構成の摩擦試験装置１０を用いて、緩衝器用潤滑油の摩擦特性を分析した。なお、摩擦試験装置１０は、図１に示すように、ピン・オン・ディスク型の摩擦試験装置であり、スライドベアリング１上に固定したディスク試験片２を電磁加振機３により往復運動させ、これにピン試験片４を押し当てて摺動させて生じた摩擦力を、ピン試験片４の固定軸５に取り付けたひずみゲージ６を用いて計測するものである。また、緩衝器の摩擦特性に影響する要素として緩衝器用潤滑油とオイルシールとの組み合わせがあるため、図１に示す摩擦試験装置１０では、緩衝器においてオイルシールとして使用されるアクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）をピン試験片４に用い、オイルリップ形状を模してピン試験片４の先端を１４０°の角度となるようにカットした。また、ディスク試験片２には、ピストンロッド表面に使用する硬質クロムめっき膜を用いた。なお、図１に示す例では、ＮＢＲのピン試験片４とクロムめっきされたディスク試験片２との間の摩擦力（摩擦係数）を測定しているが、銅ボールとクロムめっきされたディスク試験片２との間の摩擦力（摩擦係数）を測定してもよい。
次に、本発明に係る緩衝器用潤滑油の摩擦特性について説明する。本発明では、図１に示す構成の摩擦試験装置１０を用いて、緩衝器用潤滑油の摩擦特性を分析した。なお、摩擦試験装置１０は、図１に示すように、ピン・オン・ディスク型の摩擦試験装置であり、スライドベアリング１上に固定したディスク試験片２を電磁加振機３により往復運動させ、これにピン試験片４を押し当てて摺動させて生じた摩擦力を、ピン試験片４の固定軸５に取り付けたひずみゲージ６を用いて計測するものである。また、緩衝器の摩擦特性に影響する要素として緩衝器用潤滑油とオイルシールとの組み合わせがあるため、図１に示す摩擦試験装置１０では、緩衝器においてオイルシールとして使用されるアクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）をピン試験片４に用い、オイルリップ形状を模してピン試験片４の先端を１４０°の角度となるようにカットした。また、ディスク試験片２には、ピストンロッド表面に使用する硬質クロムめっき膜を用いた。なお、図１に示す例では、ＮＢＲのピン試験片４とクロムめっきされたディスク試験片２との間の摩擦力（摩擦係数）を測定しているが、銅ボールとクロムめっきされたディスク試験片２との間の摩擦力（摩擦係数）を測定してもよい。
図２は、上記摩擦試験装置１０を用いて、振幅±２．０ｍｍ、周波数１．５Ｈｚ、荷重２０Ｎおよび温度３０℃で、ピン試験片４とディスク試験片２とを往復させて、緩衝器用潤滑油の摩擦力を測定した結果の一例を示す図である。図２においては、π／２および３π／２の位相において、ピン試験片４とディスク試験片２との動作方向が反転していることを示す。図２に示す例では、ピン試験片４とディスク試験片２の動作方向を反転するため、π／２および３π／２のタイミングで一時的に静止状態となり、その直後に、静止状態から滑り状態へと移行する。本実施形態に係る緩衝器用潤滑油は、摩擦特性として、図２に示すように、滑り状態から静止状態へと移行する際、または、静止状態から滑り状態へと移行する際に摩擦力のピークを有する。このように、摩擦試験装置１０を用いることで、滑り状態から静止状態へと移行する際、または、静止状態から滑り状態へと移行する際の摩擦力のピーク値Ｆｓａと、微振動時における滑り状態の平均摩擦力Ｆａｖｅとを測定することができる。
図３は、図２に示すように測定した緩衝器用潤滑油の摩擦特性を循環図形で表した図である。具体的には、（Ａ）は、ＧＩＩＩ鉱油を基油とし、ペンタエリスリトールエステルおよびＺｎＤＴＰを含有しない緩衝器用潤滑油（比較例１）の摩擦特性の循環図形を示している。（Ｂ）は、ＧＩＩＩ鉱油を基油とし、エナント酸残基を有するペンタエリスリトールテトラエステルと、ＺｎＤＴＰとを摩擦調整剤として添加した緩衝器用潤滑油（比較例２）の摩擦特性の循環図形を示している。（Ｃ）は、イソデシルアルコールとペラルゴン酸とのエステル油を基油とし、エナント酸残基を有するペンタエリスリトールテトラエステルと、ＺｎＤＴＰとを摩擦調整剤として添加した緩衝器用潤滑油（実施例）の摩擦特性の循環図形を示している。
ここでまず、図４を参照して、図３に示す循環図形について説明する。図４は、緩衝器用潤滑油の摩擦特性の循環図形を説明するための図である。図４において、Ｐ１は、ピン試験片４を加速させながら往方向に摺動させている滑り状態の緩衝器用潤滑油の摩擦力（たとえば図２の３π／４～πの位相の摩擦力）を表し、Ｐ２は、ピン試験片４を減速しながら往方向に摺動させている滑り状態の緩衝器用潤滑油の摩擦力（たとえば図２のπ～５π／４の位相の摩擦力）を表す。同様に、Ｐ３は、ピン試験片４を復方向に加速しながら摺動させている滑り状態の緩衝器用潤滑油の摩擦力（たとえば図２の７π／４～２πの位相の摩擦力）を表し、Ｐ４は、ピン試験片４を復方向に加速しながら摺動させている滑り状態の緩衝器用潤滑油の摩擦力（たとえば図２の２π～π／４の位相の摩擦力）を表す。また、Ｐ５は、緩衝器を往方向に摺動させ静止させる直前の緩衝器用潤滑油の摩擦力を表し、Ｐ６は、緩衝器を復方向に摺動させた直後の緩衝器用潤滑油の摩擦力を表し、Ｐ７は、緩衝器を復方向に摺動させ静止させる直前の緩衝器用潤滑油の摩擦力を表し、Ｐ８は、緩衝器を往方向に摺動させた直後の緩衝器用潤滑油の摩擦力を表す。
図３においては、緩衝器の振幅を±２．０ｍｍの微振幅としており、比較的道路の状態が良好な道路などで発生する振動に対する摩擦特性を表す。ペンタエリスリトールエステルを含有していない（Ａ）に示す比較例１の緩衝器用潤滑油では、ペンタエリスリトールエステルを含有する（Ｂ）に示す比較例２の緩衝器用潤滑油や（Ｃ）に示す実施例の緩衝器用潤滑油と比べて、緩衝器を静止する直前または摺動させた直後の摩擦力が低いままであることがわかる。このことから、（Ａ）に示す比較例１の緩衝器用潤滑油では、ペンタエリスリトールエステルを含有しないため、（Ｂ）に示す比較例２の緩衝器用潤滑油や（Ｃ）に示す実施例の緩衝器用潤滑油と比べて、特に、緩衝器の微振幅時の振動に対して摩擦力が強く働かず、比較的道路状態の良好な道路における操作性（トランクションやタイヤの接地性、加速性能、ブレーキング性能、車体のロール・ピッチングなどの挙動性能など）が低くなる傾向にあることがわかる。
一方、ペンタエリスリトールエステルを含有する（Ｂ）に示すＧＩＩＩ鉱油を基油とした比較例２の緩衝器用潤滑油では、緩衝器を静止する直前または摺動させた直後の摩擦力は高くなり、ペンタエリスリトールエステルを含有しない（Ａ）に示す比較例１の緩衝器用潤滑油と比べて、緩衝器の微振幅時の振動に対して摩擦力が強く働き、緩衝器の微振幅時における操作性は良好となる。しかしながら、ペンタエリスリトールエステルを含有する（Ｂ）に示すＧＩＩＩ鉱油を基油とした緩衝器用潤滑油では、同じくペンタエリスリトールエステルを含有する（Ｃ）に示すエステル油を基油とした実施例の緩衝器用潤滑油と比べて、滑り状態における摩擦力が高く摩擦係数が高くなり、微振幅時における乗り心地性が低下してしまうことがわかる。
これに対して、（Ｃ）に示すエステル油を基油とした実施例の緩衝器用潤滑油では、緩衝器を静止する直前または摺動させた直後の摩擦力も高いため、ペンタエリスリトールエステルを含有する（Ｂ）に示す比較例２の緩衝器用潤滑油と同様に、緩衝器の微振幅時の振動に対して摩擦力が強く働き、緩衝器の微振幅時における操作性は良好となる。さらに、ペンタエリスリトールエステルを含有する（Ｃ）に示すエステル油を基油とした実施例の緩衝器用潤滑油では、同じくペンタエリスリトールエステルを含有する（Ｂ）に示すＧＩＩＩ鉱油を基油とした比較例１の緩衝器用潤滑油と比べて、滑り状態における摩擦力も低く抑えることができ、微振幅時における乗り心地性も良好となることがわかる。このように、（Ｃ）に示すエステル油を基油とした実施例の緩衝器用潤滑油では、（Ｂ）に示すＧＩＩＩ鉱油を基油とした比較例１の緩衝器用潤滑油よりも、微振幅時における操作性と乗り心地性とを両立することができる。
このように、本発明に係る緩衝器用潤滑油は、摩擦調整剤としてペンタエリスリトールエステルを含有するとともに、基油としてエステル油を主成分とすることで、微振幅時における乗り心地性を高めながらも、微振幅時における操作性を確保することができる。本発明では、緩衝器の微振幅時における操作性（トランクションやタイヤの接地性、加速性能、ブレーキング性能、車体のロール・ピッチングなどの挙動性能など）の指標となる、緩衝器を静止する直前の緩衝器用潤滑油の摩擦力、または、緩衝器を摺動させた直後の緩衝器用潤滑油の摩擦力に基づく摩擦特性を、応答性ＲＩとして定義する。具体的には、下記式（１）に示すように、緩衝器を静止する直前の緩衝器用潤滑油の摩擦力、または、緩衝器を摺動させた直後の緩衝器用潤滑油の摩擦力すなわち、静止状態から滑り状態、または、滑り状態から静止状態に移行する際の緩衝器用潤滑油の摩擦力のピーク値Ｆｓａと、滑り状態における緩衝器用潤滑油の摩擦力の平均値Ｆａｖｅとの差と、滑り状態における平均摩擦力Ｆａｖｅとの比を、応答性ＲＩとして定義する。
応答性ＲＩ＝（Ｆｓａ－Ｆａｖｅ）／Ｆａｖｅ ・・・（１）
応答性ＲＩ＝（Ｆｓａ－Ｆａｖｅ）／Ｆａｖｅ ・・・（１）
本実施例では、図１に示す摩擦試験装置１０を用いて、各種緩衝器用潤滑油の平均摩擦係数および応答性ＲＩを測定し、図５にその結果をプロットした。なお、図５に示す例では、振幅±２．５ｍｍ、速度４．０ｍｍ／秒、荷重２０Ｎおよび温度３０℃で、ピン試験片４とディスク試験片２とを往復させて、各種緩衝器用潤滑油の平均摩擦係数および応答性ＲＩを測定した。また、以下に示す緩衝器用潤滑油は、特に言及する場合以外は、摩擦調整剤としてＺｎＤＴＰおよびＦＭ剤を含有する。
図５に示す□は、基油が鉱油（ＧＩＩＩ鉱油以外の鉱油）であり、一般的な摩擦調整剤（ただし、ＺｎＤＴＰ、ＦＭ剤およびペンタエリスリトールエステルを含まない）を添加した緩衝器用潤滑油の平均摩擦係数μと応答性ＲＩとの測定結果をプロットしたものである。また、図５に示す◇は、基油がＧＩＩＩ鉱油であり、一般的な摩擦調整剤（ただし、ＺｎＤＴＰ、ＦＭ剤およびペンタエリスリトールエステルを含まない）を添加した緩衝器用潤滑油の平均摩擦係数μと応答性ＲＩとの測定結果をプロットしたものである。なお、図５においては、□および◇で示す緩衝器用潤滑油が多い領域を円Ｃで示している。基油である鉱油に一般的な摩擦調整剤を添加しただけの緩衝器用潤滑油では、図５に円Ｃに示すエリアに点在し、応答性ＲＩは０．４を超えず、応答性ＲＩを高くすることができなかった。
また、図５に示す●は、ナフテン系基油に、異なる複数の種類のペンタエリスリトールエステルを添加した緩衝器用潤滑油の平均摩擦係数μと応答性ＲＩとの測定結果をプロットしたものである。具体的には、Ｎ１は、ナフテン系基油にオレイン酸残基を有するＰＥ２Ｅを全体の２重量％添加した緩衝器用潤滑油であり、Ｎ２は、ナフテン系基油にオレイン酸残基を有するＰＥ３Ｅを全体の３０重量％添加した緩衝器用潤滑油であり、Ｎ３は、ナフテン系基油に、オレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の２５重量％、エナント酸残基を有するＰＥ３Ｅを全体の５重量％添加した緩衝器用潤滑油である。また、Ｎ４は、ナフテン系基油にオレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の３０重量％添加した緩衝器用潤滑油であり、Ｎ５は、ナフテン系基油に、オレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の２９重量％、エナント酸残基を有するＰＥ３Ｅを全体の１重量％添加した緩衝器用潤滑油である。また、図５では、ナフテン系基油の緩衝器用潤滑油Ｎ１～Ｎ５の近似曲線をＬＮとして表示している。
図５に示すように、ナフテン系基油の緩衝器用潤滑油Ｎ１～Ｎ５では、ペンエリスリトールエステルのエステル基の数が多いほど、平均摩擦係数μおよび応答性ＲＩが高くなる傾向にあることがわかった。また、ナフテン系基油の緩衝器用潤滑油Ｎ１～Ｎ５の近似曲線ＬＮは、後述するＰＡＯを基油とする緩衝器用潤滑油Ｐ１，Ｐ２の近似曲線ＬＰ、ＧＩＩＩ鉱油を基油としペンタエリスリトールエステルを含有する緩衝器用潤滑油Ｇ１～Ｇ４の近似曲線ＬＧ、エステル基油を基油とする緩衝器用潤滑油ＥＡ１～ＥＡ２，ＥＢ１～ＥＢ９，ＥＣ１～ＥＣ６の近似曲線ＬＥと比べて、近似曲線ＬＰの傾きが小さく、応答性ＲＩが大きくなるほど平均摩擦係数μの増加の度合いが高くることがわかった。このことから、ナフテン系基油を基油とする場合は、ペンタエリスリトールエステルにより、微振幅時における操作性を高めた場合に、乗り心地性が低下してしまうおそれがあることがわかった。
また、図５に示す〇は、基油がポリ－α－オレフィン（ＰＡＯ２Ｃ）であり、ペンタエリスリトールエステルを含む摩擦調整剤を添加した緩衝器用潤滑油の平均摩擦係数μと応答性ＲＩとの測定結果をプロットしたものである。具体的には、Ｐ１は、ＰＡＯ２Ｃの基油にオレイン酸残基を有するＰＥ３Ｅを全体の１０重量％添加した緩衝器用潤滑油であり、Ｐ２は、ＰＡＯ２Ｃの基油にオレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の３０重量％添加した緩衝器用潤滑油である。なお、図５では、ＰＡＯ２Ｃを基油とする緩衝器用潤滑油Ｐ１，Ｐ２の近似曲線をＬＰとして表示している。
ＰＡＯ２Ｃを基油とする緩衝器用潤滑油においても、ペンエリスリトールエステルのエステル基の数が多いほど、平均摩擦係数μおよび応答性ＲＩが高くなる傾向にあることがわかった。また、ＰＡＯ２Ｃを基油とする緩衝器用潤滑油Ｐ１，Ｐ２の近似曲線ＬＰは、ナフテン系基油とする緩衝器用潤滑油Ｐ１，Ｐ２の近似曲線ＬＰよりも傾きは大きいが、ＧＩＩＩ鉱油を基油としペンタエリスリトールエステルを含有する緩衝器用潤滑油Ｇ１～Ｇ４の近似曲線ＬＧ、エステル基油を基油とする緩衝器用潤滑油ＥＡ１～ＥＡ２，ＥＢ１～ＥＢ９，ＥＣ１～ＥＣ６の近似曲線ＬＥと比べて、近似曲線の傾きが小さく、応答性ＲＩが大きくなるほど平均摩擦係数μの増加の度合いが高くることがわかった。このことから、ＰＡＯ２Ｃを基油とする場合は、ペンタエリスリトールエステルにより、微振幅時における操作性を高めた場合に、ＧＩＩＩ鉱油またはエステル油を基油とした場合と比べて、乗り心地性が低下してしまうおそれがあることがわかった。
また、図５に示す▲は、ＧＩＩＩ鉱油を基油とし、ペンタエリスリトールエステルを含む摩擦調整剤を添加した緩衝器用潤滑油の平均摩擦係数μと応答性ＲＩとの測定結果をプロットしたものである。具体的には、Ｇ１は、ＧＩＩＩ鉱油の基油にオレイン酸残基を有するＰＥ２Ｅを全体の２重量％添加した緩衝器用潤滑油であり、Ｇ２は、ＧＩＩＩ鉱油の基油にオレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の３０重量％添加した緩衝器用潤滑油であり、Ｇ３は、ＧＩＩＩ鉱油の基油にオレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の２６重量％添加した緩衝器用潤滑油であり、Ｇ４は、ＧＩＩＩ鉱油の基油にエナント酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の２０重量％添加した緩衝器用潤滑油である。なお、図５では、ＧＩＩＩ鉱油を基油としペンタエリスリトールエステルを含有する緩衝器用潤滑油Ｇ１～Ｇ４の近似曲線をＬＧとして表示している。
ＧＩＩＩ鉱油を基油としペンタエリスリトールエステルを含有する緩衝器用潤滑油においても、ペンエリスリトールエステルのエステル基の数が多いほど、平均摩擦係数μおよび応答性ＲＩが高くなる傾向にあることがわかった。また、ＧＩＩＩ鉱油を基油としペンタエリスリトールエステルを含有する緩衝器用潤滑油Ｇ１～Ｇ４の近似曲線ＬＧは、ナフテン系基油とする緩衝器用潤滑油Ｐ１，Ｐ２の近似曲線ＬＰ、および、ＰＡＯ２Ｃを基油とする緩衝器用潤滑油Ｐ１，Ｐ２の近似曲線ＬＰよりも傾きは大きいが、エステル基油を基油とする緩衝器用潤滑油ＥＡ１～ＥＡ２，ＥＢ１～ＥＢ９，ＥＣ１～ＥＣ６の近似曲線ＬＥと比べて、近似曲線の傾きが小さく、応答性ＲＩが大きくなるほど平均摩擦係数μの増加の度合いが高くることがわかった。このことから、ＧＩＩＩ鉱油を基油とする場合は、ペンタエリスリトールエステルにより、微振幅時における操作性を高めた場合に、エステル油を基油とした場合と比べて、乗り心地性が低下してしまうおそれがあることがわかった。
また、図５において、ハッチングした〇で示すＥＡ１～ＥＡ２、黒で塗りつぶした◇で示すＥＢ１～ＥＢ９、グレーで塗りつぶした□で示すＥＣ１～ＥＣ６は、それぞれエステル油を基油とする緩衝器用潤滑油の平均摩擦係数μと応答性ＲＩとの測定結果をそれぞれプロットしたものである。具体的には、ＥＡ１～ＥＡ２、ＥＢ１～ＥＢ９、ＥＣ１～ＥＣ６は、下記表１に示す組成を有する緩衝器用潤滑油である。
すなわち、ＥＡ１は、２エチルヘキサノールとオレイン酸のモノエステルを基油とし、エナント酸残基を有するＰＥ４Ｅとを３０重量％添加した緩衝器用潤滑油であり、ＥＡ２は、２エチルヘキサノールとオレイン酸のモノエステルを基油とし、オレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅとを３０重量％添加した緩衝器用潤滑油である。また、ＥＢ１～ＥＢ９は、共通し、イソオクチルアルコールとアジピン酸とのモノエステルを基油とした緩衝器用潤滑油であり、ＥＢ１はオレイン酸残基を有するＰＥ２Ｅを全体の２重量％含有し、ＥＢ２はオレイン酸残基を有するＰＥ３Ｅを全体の３０重量％含有し、ＥＢ３はオレイン酸残基を有するＰＥ３Ｅを全体の１７．５重量％含有し、ＥＢ４はオレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の３０重量％含有し、ＥＢ５はオレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の２０重量％含有し、ＥＢ６はオレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の５重量％およびエナント酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の２５重量％含有し、ＥＢ７はオレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の３０重量％含有し、ＥＢ８はオレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の１７．５重量％含有し、ＥＢ９はオレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の１０重量％含有する。なお、ＥＢ４およびＥＢ７は、同じ組成ではあるが、サンプル数および測定日が異なるため、測定結果が異なっている。さらに、ＥＣ１～ＥＣ６は、共通し、イソデシルアルコールとペラルゴン酸とのモノエステルを基油とした緩衝器用潤滑油であり、ＥＣ１はオレイン酸残基を有するＰＥ３Ｅを全体の３０重量％含有し、ＥＣ２はオレイン酸残基を有するＰＥ２Ｅを全体の２重量％含有し、ＥＣ３は、オレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の３０重量％含有し、ＥＣ４はオレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の１５重量％およびエナント酸残基を有するＰＥ３Ｅを全体の１５重量％含有し、ＥＣ５はオレイン酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の１０重量％およびエナント酸残基を有するＰＥ３Ｅを全体の２０重量％含有し、ＥＣ６はエナント酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の２０重量％含有する。なお、図５において、エステル基油を基油とする緩衝器用潤滑油ＥＡ１～ＥＡ２，ＥＢ１～ＥＢ９，ＥＣ１～ＥＣ６の近似曲線をＬＥとして表す。
エステル油を基油とする緩衝器用潤滑油においても、ペンエリスリトールエステルのエステル基の数が多いほど、平均摩擦係数μおよび応答性ＲＩが高くなる傾向にあることがわかった。また、エステル油を基油とする緩衝器用潤滑油ＥＡ１～ＥＡ２，ＥＢ１～ＥＢ９，ＥＣ１～ＥＣ６の近似曲線ＬＥは、ナフテン系基油とする緩衝器用潤滑油Ｐ１，Ｐ２の近似曲線ＬＰ、ＰＡＯ２Ｃを基油とする緩衝器用潤滑油Ｐ１，Ｐ２の近似曲線ＬＰ、ＧＩＩＩ鉱油を基油としペンタエリスリトールエステルを含有する近似曲線ＬＧと比べて、近似曲線の傾きが大きく（より垂直となっており）、応答性ＲＩが大きくなっても平均摩擦係数μの増加が少ないことがわかった。このことから、エステル油を基油とする場合は、ペンタエリスリトールエステルにより、微振幅時における操作性を高めても、他の基油と比べて、乗り心地性を向上させることができることがわかった。
また、２エチルヘキサノールとオレイン酸のモノエステルを基油とするＥＡ１～ＥＡ２と比べて、ソデシルアルコールとペラルゴン酸とのモノエステルを基油とするＥＢ１～ＥＢ９およびイソデシルアルコールとペラルゴン酸とのモノエステルを基油とするＥＣ１～ＥＣ６では、応答性ＲＩが大きくなっても平均摩擦係数μの増加が少なくなる傾向がある。特に、イソデシルアルコールとペラルゴン酸とのモノエステルを基油とし、オレイン酸残基およびエナント酸残基を有するＰＥ４Ｅを全体の３０重量％含有する緩衝器用潤滑油ＥＣ６では、応答性ＲＩが０．８を超えながら、平均摩擦係数は０．０６未満となり、操作性および乗り心地性が従来と比べて大幅に改善された。
さらに、エステル油を基油とした緩衝器用潤滑油の中で、ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ４Ｅを用いた場合において、ＰＥ４Ｅが、オレイン酸残基などの長鎖脂肪酸残基のみを有する場合よりも、エナント酸残基などの中鎖脂肪酸残基を有する場合に、応答性ＲＩをより高くできる傾向にあることがわかった。
以上のように、本発明に係る緩衝器用潤滑油組成物は、ペンタエリスリトールエステルを摩擦調整剤として含有し、基油としてエステル油を主成分とすることを特徴とする。このように、エステル油を基油として用いることで、図５に示すように、平均摩擦係数μを小さく抑えたまま、応答性ＲＩを高めることができ、操作性と乗り心地性とを両立して向上することができる緩衝器用潤滑油組成物を提供することができる。特に、エステル油を基油とする場合は、添加するペンタエリスリトールエステルの種類を変えて応答性ＲＩを高めても、摩擦係数が低いまま抑えることができるため、添加するペンタエリスリトールエステルの種類を変えて、緩衝器用潤滑油を、所望する応答性ＲＩに調整することができる。
また、本発明に係る緩衝器用潤滑油では、ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ４Ｅを添加することで、緩衝器用潤滑油の応答性ＲＩをより高めることができるとともに、ペンタエリスリトールエステルの脂肪酸残基として、長鎖脂肪酸残基よりも、中鎖脂肪酸残基を有するペンタエリスリトールエステルを用いることで、緩衝器用潤滑油の応答性ＲＩをより高めることができる。このようにして、緩衝器用潤滑油の応答性ＲＩを高い緩衝器用潤滑油に調整することで、タイヤのグリップ力（接地性能）、加速性能、ブレーキング性能、車体のロール・ピッチングなどの挙動性能をより向上することができ、操縦性・安定性を改善することが可能となる。
以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。
Claims (10)
- 基油と、摩擦調整剤と、を含有し、
前記摩擦調整剤は、ペンタエリスリトールエステルを含有し、
前記基油は、エステル油を主成分とすることを特徴とする、緩衝器用潤滑油組成物。 - 前記エステル油は、モノエステル油である、請求項１に記載の緩衝器用潤滑油組成物。
- 前記基油は、前記エステル油を基油全体の５０重量％以上含有すること、または、前記基油中で前記エステル油の割合が最も多い、請求項１または２に記載の緩衝器用潤滑油組成物。
- 前記基油は、前記基油中において前記エステル油を９０重量％以上含有することを特徴とする、請求項１または２に記載の緩衝器用潤滑油組成物。
- 前記ペンタエリスリトールエステルは、ペンタエリスリトールテトラエステルを主成分として含有することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
- 前記ペンタエリスリトールエステルは、中鎖脂肪酸を有するペンタエリスリトールエステルである、請求項１ないし５のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
- 前記基油は、粘度指数が６０以下であることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
- 前記摩擦調整剤は、ジチオリン酸亜鉛をさらに含有することを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物。
- 請求項１ないし８のいずれかに記載の緩衝器用潤滑油組成物を含有する緩衝器。
- エステル油を主成分とする基油に、ペンタエリスリトールエステルを含有する摩擦調整剤を添加することで、緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性を調整する、調整方法。
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