JP2579806C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 ビスカスカップリングは粘性を利用した軸継手で、自動車の走行安定性や悪路
脱出を目的としてディファレンシャル機構や四輪駆動車のプロペラシャフト等に
装着されるもので、その耐久性は充填されているビスカスカップリング用流体の
性能に大きく依存している。 本発明は、長期間の使用において安定なビスカスカップリング用流体組成物に
関するものである。 〔従来の技術〕 ビスカスカップリングはハウジングとハブ、このハウジング側とハブ側にそれ
ぞれ取りつけられた数十枚の薄い鉄製の環状プレートにより構成され、この中に
高粘度のビスカスカップリング用流体が充填されている。ハブとハウジング側の
両プレート間に回転差が生じると、両プレート間にせん断力がかかり、充填流体
の粘性によるトルクが発生し、トルクが伝達され、また回転差が制御される。ビ
スカスカップリングの構造については例えば特公昭５８−４８７７９に記載され
ている。 このように、ビスカスカップリングは充填流体の粘性抵抗を利用したもので、
自動車に装着される場合、出来るだけ小型で必要なトルクを得ることが要求され
るため、比較的高粘度の流体が使われる。また、ビスカスカップリング用流体と
しては温度に対する粘度変化の小さいこと、高温での熱安定性に優れることが要
求され、従来よりシリコーン流体が使われている。特に、２５℃での粘度が５，
０００〜５００，０００センチストークスのジメチルポリシロキサン流体が一般
に使われているが、流体にかかるせん断やプレート間の摩擦による発熱で相当の
高温になることもあり、長期間の使用において、粘度上昇を起こし最終的にはゲ
ル化に至ることが多いという問題点があった。すなわち、充填流体が著しく粘度
変化したり、ゲル化するとビスカスカップリングの初期設定性能が維持できなく
なり、この点の解決が急務とされていた。 従来よりポリオルガノシロキサンの耐熱性向上のため種々の耐熱向上剤の添加
が検討されてきた。提案された耐熱向上剤としては、例えば、フェノチアジン、
ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソ
プロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニ
レンジアミンなどのアミン類、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、スチレン化
フェノール、４，４’−チオビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、４，４
’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）などのフェノール類、
鉄、セリウム、ジルコニウムなどのオクチル酸金属塩、有機セレン化合物、フェ
ロセン、さらにはポリオルガノシロキサンと相溶性にすぐれたシロキサン化合物
、例えばフェロ−シロキサン、ジルコニウム−シロキサン（特公昭５６−１４７
００）、セリウム−シロキサン（特公昭５１−２４３７７、特公昭５３− ９８０）、芳香族アミン基を有するシロキサン（特公昭５５−１８４５７、特公
昭６０−１０５３５）、ジルコニウム・セリウム−シロキサン（特開昭６１−１
８５５９７）などが挙げられる。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、公知の耐熱向上剤の添加などの方法では、静的な実験室的熱安
定度テスト、例えばビーカーに試料を採取し、２００〜２５０℃の恒温室に静置
して粘度上昇の傾向やゲル化に至るまでの時間で評価した場合には効果が認めら
れるものの、ビスカスカップリング用流体として実装置で使用して試験した場合
、粘度上昇やゲル化を防止することはできない場合がほとんどである。 これらを解決する手段として本発明者らは、先に、ポリオルガノシロキサン流
体の基油に対し、特定のイオン系添加剤を配合することにより安定なビスカスカ
ップリング用流体が得られることを見い出している（特開平０１−６５１９５号
公報）。 〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、さらにそれ以外の有効な化合物について、鋭意検索を重ねた結
果、ポリオルガノシロキサン流体の基油に対して、特定のリン系添加剤を配合す
ることにより安定なビスカスカップリング用流体が得られることをも見い出し本
発明を確立したものである。 すなわち、本発明の要旨は、（Ａ）平均単位式 （式中、Ｒ₁は一価の炭化水素基もしくはハロゲン化炭化水素基であり、ａは１
．９〜２．１の数である。）で示され、２５℃における粘度が５，０００〜５０
０，０００センチストークスのポリオルガノシロキサン流体を基油とし、これに
、（Ｂ）少量の次に示す（イ）および（ロ）のリン化合物よりなる群から選ばれ
る少なくとも一つの成分を添加して成ることを特徴とするビスカスカップリング
用流体組成物： （イ）一般式 （Ｒ₂）_bＨ_3-bＸ₃ＰＸ_c （Ｉ） （式中、ｂは２または３であり、ｃは０または１の数であり、Ｘは酸素原子であ
り、ｂが２のときはＲ₂が一価の炭素数１８の直鎖の不飽和脂肪族炭化水素基で
あり、ｂが３のときはＲ₂が一価の炭素数１２の直鎖の飽和の脂肪族炭化水素基
または炭素数７の芳香族炭化水素基である。）で示されるリン酸エステルまたは
亜リン酸エステル （ロ）炭化水素と硫化リンとの反応生成物、に存する。 本発明の組成物の主成分である平均単位式で示されるポリオルガノシロキシサ
ン流体において式中Ｒ₁は一価の炭化水素基もしくはハロゲン化炭化水素基であ
り、炭化水素基の例としては、炭素数１〜１２の直鎖もしくは分岐の飽和もしく
は不飽和の脂肪族炭化水素基（例えばアルキル基アルケニル基）、炭素数６〜１
８の芳香族炭化水素基があり、ハロゲン化炭化水素基の例としては上記炭化水素
基の少なくとも１個の水素原子がハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、
臭素原子）で置換されたものである。脂肪族炭化水素基、ハロゲン化脂肪族炭化
水素基としては炭素数１〜８のものが望ましく、例えばメチル、エチル基、ブチ
ル基、ヘキシル基、オクチル基、トリフルオロプロピル基、オクテニル基などが
あげられる。芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、トリル基、キシリル
基などがあげられる。ケイ素原子に結合するこれらの基は同一または異種のもの
であってもよい。ポリオルガノシロキサンは直鎖状の骨格を成しており、若干の
分岐部分を有してもよい。平均単位のポリオルガノシロキサンにおいて、直鎖で
分子量の高いものはａが２．０に近く、分子量が低いものはａが２．０より大き
く、分岐部分を含むものはａが２．０より小さい。本発明に使用されるポリオル
ガノシロキサン流体の例としては、ポリジメチルシロキサン流体、ポリジメチル
・メチルフェニルシロキサン流体、ポリメチルフェニルシロキサン流体、ポリジ
メチル・ジフェニルシロキサン流体、ポリメチルヘキシルシロキサン流体、ポリ
メチルオクチルシロキサン流体、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン流
体、ポリジメチル・メチルトリフルオロプロピルシロキサン流体など単一重合体
や共重合体またはこれらの混合物があげられる。 また、分子鎖末端はトリオルガノシリル基で封鎖されていることが望ましく、
その例としてはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基などがあげられる。 これらのポリオルガノシロキサンの粘度は２５℃において約５，０００〜５０
０，０００、好ましくは約５，０００〜４００，０００センチストークスの範囲
のものが適当である。粘度が低過ぎるものは粘性抵抗が小さくビスカスカップリ
ングの容量を非常に大きくする必要があり、また粘度が高過ぎるものは粘性抵抗
が大き過ぎ、発熱が非常に大きくなり耐久性に問題がでてくる。本発明の組成物
において、このポリオルガノシロキサン流体は基油として配合され、その配合量
は組成物の多割合を占め、通常約９０〜９９．９９重量％、好ましくは約９５〜
９９．９５重量％の量で使用される。 本発明においては、上記ポリオルガノシロキサン流体より基油（Ａ）に少量の
特定のリン系添加剤（Ｂ）が配合される。以下これらの成分について述べる。 まず一般式（Ｉ）で示されるリン系添加剤において、ｂが２のときはＲ₂は一
価の炭素数１８の直鎖の不飽和脂肪族炭化水素基であり、ｂが３のときはＲ₂は
一価の炭素数１２の直鎖の飽和の脂肪族炭化水素基または炭素数７の芳香族炭化
水素基である。 （ロ）で示される成分の原料炭化水素は二重結合を一個以上含有し、かつ約５
〜２０個の炭素原子を含有する炭化水素であり、硫化リンとしては例えばＰ₂Ｓ₅
、Ｐ₂Ｓ₄、Ｐ₂Ｓ₃などであり、炭化水素と硫化リンとの反応生成物としては例え
ばテルペン類、低分子量ポリブチレンまたはオレフィンをリン硫化したものなど
があげられる。 以上平均単位式で示されるポリオルガノシロキサンに（イ）〜（ロ）に示され
る成分を約０．０１〜１０重量％、好ましくは約０．０５〜５重量％配合するこ
とにより望ましいビスカスカップリング用流体組成物が得られる。（イ）〜（ロ
）に示される成分の配合量が少な過ぎると効果が小さいし、配合量が多過ぎると
基油であるポリオルガノシロキサンや（イ）〜（ロ）に示される成分自体の熱劣
化の影響が大きくなり望ましくない。なお、本発明の組成物において配合量は特
に断わらない限り、組成物全量を基準とする。 平均単位式で示されるポリオルガノシロキサンに加える（イ）〜（ロ）に示さ
れる成分はそれぞれ単独で用いて効果を有するが、（イ）〜（ロ）に示される成
分の中から２〜４成分を併用してもさしつかえない。この場合、（イ）〜（ロ） に示される成分の全量が約０．０１〜１０重量％の範囲にあることが望ましい。 また、本発明の組成物に前記した従来公知の耐熱向上剤、先に発明したイオウ
、あるいはイオウ化合物やその他慣用の添加剤を添加してもさしつかえない。特
に、ビスカスカップリング用流体として種々の過酷な条件下にさらされることを
考えると、従来公知の耐熱向上剤をも添加した方が望ましい場合もある。 〔発明の効果〕 本発明のビスカスカップリング用流体は、長期間の使用において、粘度変化が
小さく、またゲル化しにくく、安定であるという特徴を有する。また本発明のビ
スカスカップリング用流体を使用することにより、上記の点以外にプレート板の
耐摩耗性も改善されるという効果を有し、ビスカスカップリングの耐久性さらに
は自動車の信頼性を高めるものである。 （実施例） 以下に本発明の実施例を示すが、これらは単に例示であって本発明がこれらに
よって制限されるものではない。なお、以下に記す粘度は２５℃における粘度で
ある。 実施例１〜４、比較例１〜８ 実施例１〜４、比較例１〜８の組成物の組成を第１表および第２表に示す。こ
れらの組成物は全て第１表と第２表に示す割合で６０℃で１時間混合撹拌するこ
とにより調製した。実施例１〜４および比較例１〜８で用いたポリオルガノシロ
キサンは全て分子鎖末端をトリメチルシリル基で封鎖したものである。 実施例１におけるトリクレジルフォスフェートは、比重（１５／４℃）（以下
、比重の単位は特記しない限り同じとする。）１．１７、リン分８．４重量％、
全酸価０．０５ｍｇＫＯＨ／ｇのもので大八化学株式会社のものを用いた。実施
例２におけるトリラウリルフォスフェートは比重０．９０、リン分５．１重量％
、全酸価０．５ｍｇＫＯＨ／ｇのもので大八化学株式会社のものを用いた。実施
例３におけるジオレイルハイドロジェンホスファイトは、比重０．０９、リン分
５．４重量％のもので商品名「Ｐｈｏｓｌｅｘ Ｈ−１８Ｄ」（堺化学工業株式
会社製）を用いた。 比較例１におけるオクチル酸鉄は比重（２５℃）０．９３５、鉄６．０重量％ のものを用いた。比較例２のジルコニウムシロキサンは、比重（２５℃）０．９
９３、粘度２５センチストークス、ジルコニウム３．０重量％のものを用いた。
比較例３の芳香族アミン基を有するシロキサンは比重（２５℃）１．０８０、粘
度１１５センチストークスのものを用いた。比較例４におけるオレイルアシッド
フォスフェートは、比重０．９４、リン分６．５重量％、全酸価１７０ｍｇＫＯ
Ｈ／ｇのもので商品名「Ｐｈｏｓｌｅｘ Ａ−１８Ｄ」（堺化学工業株式会社製
（以下、比較例５〜は該社製））を用いた。比較例５におけるラウリルアシッド
フォスフェートは比重０．９４２、リン分８．６重量％、全酸価２４５ｍｇＫＯ
Ｈ／ｇのもので商品名「Ｐｈｏｓｌｅｘ Ａ−１２」を用いた。比較例６におけ
るトリスノニルフェニルホスファイトは比重０．８９８、リン分７．４重量％の
もので商品名「Ｃｈｅｌｅｘ Ｔ」を用いた。比較例７における酸性リン酸エス
テルのココナッツアミン塩は比重０．９３、リン分６．６重量％、窒素分３．２
重量％、全酸価１７０ｍｇＫＯＨ／ｇのもので商品名「Ｐｈｏｓｐａｉｒ ３７
」を用いた。比較例８における化合物は、イオウ分１３重量％、リン分８．５重
量％、窒素分２．３重量％であった。 以上の実施例および比較例に示す組成のものをビスカスカップリング用流体と
して評価した。その結果を第３表に示す。評価は５９枚のプレートから成る内容
積約１０５ｍｌのビスカスカップリングに実施例および比較例に示す組成物をそ
れぞれ充填率が９０容量％になるよう封入し、１００回転／分の差速で流体温度
を１３０℃に保持しながら２００時間連続運転したときの運転前後のトルク変化
と粘度変化を測定した。ただ、比較例３の評価は５０回転／分の差速で２００時
間連続運転したものである。また、運転前後の流体中の鉄分を測定した。なお、
トルク変化は３０回転／分での差速時に生じるトルクの運転前後の変化率である
。第３表から本発明のものは、従来の公知技術に基づく比較例や他のリン系化合
物のものに比べ粘度変化が小さく、結果としてトルク変化も小さくビスカスカッ
プリング用流体として優れていることがわかる。また、試験度の流体中の鉄分は
プレートと摩耗により生成した鉄の量で、本発明のものは流体中の鉄分が少ない
ことによりプレートの摩耗をある程度防ぐ効果もあることがわかる。以上、本発
明のビスカスカップリング用流体を使うことによりビスカスカップリングの耐 久性や信頼性が高まる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 （Ａ）平均単位式 （式中、Ｒ₁は一価の炭化水素基もしくはハロゲン化炭化水素基であり、ａは１
   ．９〜２．１の数である。）で示され、２５℃における粘度が５，０００〜５０
   ０，０００センチストークスのポリオルガノシロキサン流体を基油とし、これに
   、（Ｂ）少量の次に示す（イ）および（ロ）のリン化合物よりなる群から選ばれ
   る少なくとも一つの成分を添加して成ることを特徴とするビスカスカップリング
   用流体組成物： （イ）一般式 （Ｒ₂）_bＨ_3-bＸ₃ＰＸ_c （Ｉ） （式中、ｂは２または３であり、ｃは０または１の数であり、Ｘは酸素原子であ
   り、ｂが２のときはＲ₂が一価の炭素数１８の直鎖の不飽和脂肪族炭化水素基で
   あり、ｂが３のときはＲ₂が一価の炭素数１２の直鎖の飽和の脂肪族炭化水素基
   または炭素数７の芳香族炭化水素基である。）で示されるリン酸エステルまたは
   亜リン酸エステル （ロ）炭化水素と硫化リンとの反応生成物。