JP3508785B2 - ギヤ用潤滑油組成物 - Google Patents

ギヤ用潤滑油組成物

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JP3508785B2 JP30858494A JP30858494A JP3508785B2 JP 3508785 B2 JP3508785 B2 JP 3508785B2 JP 30858494 A JP30858494 A JP 30858494A JP 30858494 A JP30858494 A JP 30858494A JP 3508785 B2 JP3508785 B2 JP 3508785B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ギヤ用潤滑油組成物に
関し、さらに詳しくは、耐摩耗性及び酸化安定性を向上
させ、かつ摩擦係数比(低速/高速)を低減せしめたギ
ヤ用潤滑油組成物、特に自動車ギヤ用潤滑油組成物に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ギヤ油の中で特に自動車用ギヤ油
は、積載量の増加、あるいは高速道路網の発達による長
距離輸送などの運転条件の過酷化や、更油間隔の延長な
どに伴い、耐摩耗性及び酸化安定性の向上が急務となっ
ている。これまで、潤滑油基油に対し、硫化油脂,硫化
オレフィン,リン酸系やチオリン酸系化合物,ジチオリ
ン酸亜鉛などの極圧添加剤又は耐摩耗添加剤を主として
配合したギヤ油組成物が提案されている(特開昭63−
61091号公報,特開昭62−192495号公報な
ど)。しかしながら、このギヤ油組成物においては、前
記したギヤ油の要求特性である耐摩耗性,酸化安定性,
摩擦係数比(低速/高速)の低減のすべてを満足するに
は至っていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、耐摩耗性及び酸化安定性を向上させ、かつ摩
擦係数比(低速/高速)を低減せしめたギヤ用潤滑油組
成物、特に自動車ギヤ用潤滑油組成物を提供することを
目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の好
ましい性質を有するギヤ用潤滑油組成物を開発すべく鋭
意研究を重ねた結果、潤滑油基油に対し、極圧剤や耐摩
耗剤と共に、置換ヒドロキシ芳香族カルボン酸エステル
を配合することにより、その目的を達成しうることを見
出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したもの
である。すなわち、本発明は、潤滑油基油に対し、
(A)極圧剤及び耐摩耗剤の中から選ばれた少なくとも
一種、及び(B)前記一般式(I)で表される置換ヒド
ロキシ芳香族カルボン酸と、アルキルフェノール,アル
キルナフトール,アルキルカテコール,硫化アルキルフ
ェノール,メチレン架橋のアルキルフェノールおよびト
リヒドロキシアルキルベンゼンの中から選ばれた少なく
とも一種のアルキル置換芳香族アルコールとから得られ
たエステルを配合してなるギヤ用潤滑油組成物を提供す
るものである。本発明の好ましい態様は、潤滑油基油に
対し、組成物全量に基づき、上記(A)成分0.1〜20
重量%及び(B)成分0.01〜20重量%を配合してな
るギヤ用潤滑油組成物である。
【0005】本発明の潤滑油組成物における基油として
は、通常、鉱油や合成油が用いられる。この鉱油や合成
油の種類、その他については、特に制限はないが、通常
は100℃における動粘度が1.5〜40mm2 /sec
の範囲にあるものが用いられる。ここで、鉱油として
は、例えば、溶剤精製,水添精製などの通常の精製法に
より得られたパラフィン基系鉱油,中間基系鉱油又はナ
フテン基系鉱油などが挙げられる。また、合成油として
は、例えば、ポリブテン,ポリオレフィン〔α−オレフ
ィン単独重合体や共重合体など〕,各種のエステル(例
えば、ポリオールエステル,二塩基酸エステル,リン酸
エステルなど),各種のエーテル(例えば、ポリフェニ
ルエーテルなど),アルキルベンゼン,アルキルナフタ
レンなどが挙げられる。
【0006】本発明においては、基油として、上記鉱油
を一種用いてもよく、二種以上組み合わせて用いてもよ
い。また、上記合成油を一種用いてもよく、二種以上組
み合わせて用いてもよい。さらには、鉱油一種以上と合
成油一種以上とを組み合わせて用いてもよい。本発明の
組成物においては、(A)成分として極圧剤や耐摩耗剤
が用いられる。この極圧剤や耐摩耗剤については特に制
限はなく、通常ギヤ用潤滑油に使用されている公知のも
の、例えば硫黄系,リン系,塩素系,エステル系,有機
酸系,有機金属系化合物などを用いることができる。
【0007】ここで、硫黄系化合物としては、例えば硫
化油脂,硫化オレフィン,アルキルポリサルファイド,
ジアルキルポリサルファイド,アリールアルキルポリサ
ルファイド,ジアリールアルキルポリサルファイド,ア
リールポリサルファイド,ジアリールポリサルファイド
などが挙げられ、リン系化合物としては、例えばリン酸
エステル,チオリン酸エステル,亜リン酸エステル,ア
ルキルハイドロゲンホスファイト,リン酸エステルアミ
ン塩,亜リン酸エステルアミン塩などが挙げられる。ま
た、塩素系化合物としては、例えば塩素化油脂,塩素化
パラフィン,塩素化脂肪酸エステル,塩素化脂肪酸など
が、エステル系化合物としては、例えばマレイン酸エス
テル,アルキル若しくはアルケニルマレイン酸エステ
ル,コハク酸エステル,アルキル若しくはアルケニルコ
ハク酸エステルなどが、有機酸系化合物としては、例え
ばマレイン酸,アルキル若しくはアルケニルマレイン
酸,コハク酸,アルキル若しくはアルケニルコハク酸な
どが挙げられる。さらに、有機金属系化合物としては、
例えばナフテン酸塩,下記一般式(II)で表されるジチ
オリン酸亜鉛(ZnDTP),一般式(III)で表される
ジチオカルバミン酸亜鉛(ZnDTC),一般式(IV)
で表される硫化オキシモリブデンオルガノホスホロジチ
オエート(MoDTP),一般式(V)で表される硫化
オキシモリブデンジチオカルバメート(MoDTC)な
どが挙げられる。
【0008】
【化2】
【0009】上記一般式(II)〜(V)において、R1
及びR2 は炭化水素基で、アルキル基,アルケニル基,
アリール基,アルキルアリール基又はアリールアルキル
基を示し、それらはたがいに同一でも異なっていてもよ
く、x及びyはそれぞれそれらの和が4となるような正
の整数である。該(A)成分としては、上記化合物の中
でポリサルファイド系化合物,リン酸エステル系化合
物,チオリン酸エステル系化合物及びZnDTPが好ま
しく、特にジアルキルポリサルファイド,ジアリールア
ルキルポリサルファイド(具体的にはジベンジルポリサ
ルファイド),トリアリールホスフェート(具体的には
トリクレジルホスフェート)及びZnDTPが好適であ
る。
【0010】本発明においては、(A)成分として、上
記極圧剤や耐摩耗剤を一種配合してもよく、二種以上組
み合わせて配合してもよい。また、その配合量は、組成
物全量に基づき、通常0.1〜20重量%の範囲で選ばれ
る。この量が0.1重量%未満では耐摩耗性や摩擦特性が
不充分となり、一方20重量%を超えるとその量の割に
は耐摩耗性や摩擦特性の向上効果が認められず、またス
ラッジなどの原因となることもある。耐摩耗性や摩擦特
性,経済性及びスラッジなどの点から、(A)成分の好
ましい配合量は0.5〜15重量%の範囲であり、特に0.
5〜10重量%の範囲が好適である。本発明の潤滑油組
成物においては、(B)成分として、置換ヒドロキシ芳
香族カルボン酸とヒドロキシ化合物とから得られたエス
テルが用いられる。上記エステルの酸成分である置換ヒ
ドロキシ芳香族カルボン酸としては、例えば一般式
(I)
【0011】
【化3】
【0012】〔式中、Ar は多価芳香族核、Rは有機
基、pは1〜3の整数、nは1〜4の整数、mは1〜3
の整数を示し、Rが複数ある場合は、複数のRは同一で
あっても、異なっていてもよい。〕で表される化合物を
挙げることができる。上記一般式(I)において、Ar
は多価芳香族核を示す。この多価芳香族核としては、例
えば、ベンゼン,ナフタレン,アントラセン,フェナン
トレン,インデン,フルオレン,ビフェニルなどから誘
導されるものが挙げられる。これらの中では、特にベン
ゼン及びナフタレンから誘導されるものが好適である。
また、このArには、水酸基,有機基(R) 及びカルボ
キシル基以外に、場合によりハロゲン原子,ニトロ基,
メルカプト基などが置換されていてもよい。
【0013】また、Rは有機基で、例えば、炭化水素
基,アルコキシ基,ジアルキルアミノ基などが挙げられ
るが、特に、炭化水素基が好ましい。Rが複数ある場合
は、複数のRは同一でも異なっていてもよい。該炭化水
素基については、特に制限はなく、アルキル基やアルケ
ニル基などの鎖式炭化水素基,シクロアルキル基やシク
ロアルケニル基などの環式炭化水素基,フェニル基やナ
フチル基などの芳香族炭化水素基のいずれであってもよ
いが、好ましくはアルキル基やアルケニル基などの鎖式
炭化水素基である。これらの炭化水素基は、別の炭化水
素基、例えば、低級アルキル基,シクロアルキル基,フ
ェニル基などによって置換されていても差し支えない。
また、該炭化水素基は、実質上炭化水素基的な性質を保
持しているかぎり、非炭化水素基によって置換されてい
るものも包含する。この非炭化水素基としては、例え
ば、ニトロ基,アミノ基,ハロ基,ヒドロキシル基,低
級アルコキシ基,低級アルキルメルカプト基,オキソ
基,チオ基,中断基(例えば、−NH−,−O−,−S
−)などが挙げられる。
【0014】上記炭化水素基としては、例えば、プロピ
ル基,ブチル基,イソブチル基,ペンチル基,ヘキシル
基,1−メチルヘキシル基,2,3,5−トリメチルヘ
プチル基,オクチル基,3−エチルオクチル基,4−エ
チル−5−メチルオクチル基,ノニル基,デシル基,ド
デシル基,2−メチル−4−エチルドデシル基,ヘキサ
デシル基,オクタデシル基,エイコシル基,ドコシル
基,テトラコンチル基,4−ヘキセニル基,2−エチル
−4−ヘキセニル基,6−オクテニル基,3−シクロヘ
キシルオクチル基,フェニルノニル基,ニトロドデシル
基,3−アミノノニル基,クロロヘキサデシル基,(2
−ニトロエチル)オクチル基,(3−アミノシクロヘキ
シル)ノニル基,4−(p−クロロフェニル)オクチル
基,4−ブトキシヘキサデシル基,さらには、オレフィ
ン重合体(例えば、ポリエチレン,ポリプロピレン,ポ
リイソブチレン,エチレン−プロピレン共重合体,ポリ
クロロプレン,塩素化オレフィン重合体,酸化されたエ
チレン−プロピレン共重合体など)から誘導される炭化
水素基が挙げられる。
【0015】上記の炭化水素基の中で好ましいものは、
直鎖又は分岐のアルキル基であり、好ましくは炭素数6
〜7,000、より好ましくは炭素数8〜225の炭化水
素基を挙げることができる。好ましいRの具体例として
は、ヘキシル基,1−メチルヘキシル基,2,3,5−
トリメチルヘプチル基,オクチル基,3−エチルオクチ
ル基,4−エチル−5−メチルオクチル基,ノニル基,
デシル基,ドデシル基,2−メチル−4−エチルドデシ
ル基,ヘキサデシル基,オクタデシル基,エイコシル
基,ドコシル基,テトラコンチル基などの直鎖又は分岐
のアルキル基、オレフィン重合体(例えば、ポリエチレ
ン,ポリプロピレン,ポリイソブチレン,エチレン−プ
ロピレン共重合体など)から誘導される直鎖又は分岐の
アルキル基などを挙げることができる。
【0016】一方、該エステルのアルコール成分として
は、炭素数2〜80のヒドロキシ化合物が好ましく用い
られる。このヒドロキシ化合物は、脂肪族アルコールで
あってもよいし、芳香族アルコールであってもよく、ま
た1価アルコールであっても、多価アルコールであって
もよい。脂肪族アルコールとしては、例えば、炭素数2
〜24の直鎖状又は分岐状の1価アルコール類、具体的
には、ヘキサノール,オクタノール,デカノール,ドデ
カノール,テトラデカノール,ヘキサデカノール,オク
タデカノール,オレイルアルコール,リノレニルアルコ
ール,ラウリルアルコール,ミリスチルアルコール,セ
チルアルコール,ステアリルアルコール,ベヘニルアル
コールなど、また、オキソ工程により製造されるタイプ
の比較的高級な合成の1価アルコール(例えば、2−エ
チルヘキシルアルコール)、アルドール縮合により形成
されるタイプや、有機アルミニウム触媒によるα−オレ
フィン(例えば、エチレン,プロピレンなど)のオリゴ
マー化とそれに続く酸化により形成されるタイプの比較
的高級な合成の1価アルコール,さらにはシクロペンタ
ノール,シクロヘキサノール,シクロドデカノールなど
のシクロアルキルアルコールなど、あるいは多価アルコ
ール類、具体的には、エチレングリコール,プロピレン
グリコール,ブチレングリコール,ペンチレングリコー
ル,ヘキシレングリコール,ヘプチレングリコール,2
−エチル−1,3−トリメチレングリコール,ネオペン
チルグリコール,ジエチレングリコール,比較的高級な
ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール,
トリプロピレングリコール,ジブチレングリコール,ジ
ペンチレングリコール,ジヘキシレングリコール,ジヘ
プチレングリコール、さらには、一般式HOCH2 (C
HOH) n CH2 OH(例えば、グリセロール,ソルビ
トール,マンニトールなど)の糖類、ペンタエリスリト
ールやそのオリゴマー(例えば、ジペンタエリスリトー
ル,トリペンタエリスリトールなど)、トリメチロール
エタン,トリメチロールプロパンなどのメチロールポリ
オールなどが挙げられる。
【0017】芳香族アルコールとしては、例えば、フェ
ノール,アルキルフェノール,ナフトール,アルキルナ
フトールなどの1価アルコール類、カテコール,アルキ
ルカテコール,硫化アルキルフェノール,メチレン架橋
のアルキルフェノールなどの2価アルコール類、トリヒ
ドロキシベンゼン,トリヒドロキシアルキルベンゼンな
どの3価アルコール類などが挙げられる。このエステル
のアルコール成分としては、芳香族アルコールが好まし
く、特にアルキルフェノール,アルキルカテコール,ト
リヒドロキシアルキルベンゼンなどのアルキル置換芳香
族アルコールが、得られるエステルの性能の点から好ま
しい。ここで、アルキル基は炭素数1〜24、好ましく
は6〜20のものが好適であり、またこのアルキル基
は、直鎖状,分岐状のいずれでもよく、さらに芳香環に
1〜3個程度置換されていてもよいが、1個置換したも
のが好ましい。本発明において、(B)成分として用い
られるエステルの具体例としては、
【0018】
【化4】
【0019】などが挙げられる。この(B)成分のエス
テルは、そのまま用いてもよく、ホウ素化合物で処理
し、ホウ素を含有させたものを用いてもよい。ここで、
ホウ素化合物としては、例えば、ホウ酸,ホウ酸無水
物,ハロゲン化ホウ素,ホウ酸エステル,ホウ酸アミ
ド,酸化ホウ素などが挙げられる。本発明の潤滑油組成
物においては、この(B)成分のエステルは一種用いて
もよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、
その配合量は、組成物全量に基づき、通常0.01〜20
重量%の範囲で選ばれる。この配合量が0.01重量%未
満では耐摩耗性,酸化安定性の向上効果及び摩擦係数比
(低速/高速)の低減効果が充分に発揮されず、また2
0重量%を超えるとその量の割には効果の向上が認めら
れない上、むしろ低温での粘度上昇をもたらすなど不都
合が生じる。効果、経済性及び粘度などの点から、好ま
しい配合量は0.5〜10重量%の範囲である。
【0020】本発明の潤滑油組成物には、本発明の目的
が損なわれない範囲で、必要に応じてその他の添加剤、
例えば、酸化防止剤,粘度指数向上剤,流動点降下剤,
無灰系分散剤,金属系清浄剤,防錆剤,金属腐食防止
剤,界面活性剤,消泡剤などを適宜添加することができ
る。ここで、酸化防止剤としては、例えば、ジフェニル
アミン,アルキルジフェニルアミン,フェニル−α−ナ
フチルアミン,アルキルフェニル−α−ナフチルアミン
などのアミン系酸化防止剤、2,6−ジ−t−ブチル−
4−メチルフェノール;4,4’−メチレンビス(2,
6−ジ−t−ブチルフェノール);4,4’−ビス
(2,6−ジ−t−ブチルフェノール);4,4’−ビ
ス(2−メチル−6−t−ブチルフェノール);2,
2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェ
ノール);2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−
t−ブチルフェノール);4,4’−ブチリデンビス
(3−メチル−6−t−ブチルフェノール);4,4’
−チオビス(2−メチル−6−t−ブチルフェノー
ル);4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチ
ルフェノール);2,2’−チオビス(4−メチル−6
−t−ブチルフェノール)などのフェノール系酸化防止
剤などが挙げられる。これらは、通常組成物全量に基づ
き0.05〜2重量%の割合で添加される。
【0021】粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメ
タクリレート、分散型ポリメタクリレート,オレフィン
系共重合体(例えば、エチレン−プロピレン共重合体な
ど),分散型オレフィン系共重合体,スチレン系共重合
体(例えば、スチレン−ジエン水素化共重合体など)な
どが、流動点降下剤としては、例えば、ポリメタクリレ
ートなどが挙げられる。無灰系分散剤としては、例えば
コハク酸イミド系,コハク酸アミド系,ベンジルアミン
系、あるいはその硼素誘導体、エステル系のものなどが
挙げられ、金属系清浄剤としては、例えば中性金属スル
ホネート,中性金属フェネート,中性金属サリチレー
ト,中性金属ホスホネート,塩基性スルホネート,塩基
性フェネート,塩基性サリチレート,塩基性ホスホネー
ト,過塩基性スルホネート,過塩基性フェネート,過塩
基性サリチレート,過塩基性ホスホネートなどが挙げら
れる。防錆剤としては、例えばアルケニルコハク酸やそ
の部分エステルなどが、金属腐食防止剤としては、例え
ば、ベンゾトリアゾール系,ベンズイミダゾール系,ベ
ンゾチアゾール系,チアジアゾール系などが、消泡剤と
しては、例えば、ジメチルポリシロキサン,ポリアクリ
レートなどが、界面活性剤としては、例えば、ポリオキ
シエチレンアルキルフェニルエーテルなどが用いられ
る。
【0022】
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。なお、潤滑油組成物の性能評価は、
下記の方法に従って行った。 (1)シェル摩耗試験(ASTM D−2783に準
拠) 回転数:1800rpm,荷重:40kgf,油温:1
00℃,時間:60minの条件にて試験後、摩耗痕の
直径(mm)を測定した。 (2)ISOT(内燃機関用潤滑油酸化安定度試験、J
IS K−2514に準拠) 温度:150℃,時間:120hrの条件にて試験後、
試験前油に対する100℃動粘度と全酸価の変化及びn
−ペンタンに対する不溶解分量を求めた。 (3)LFW−1摩擦試験 以下に示す条件にて、ステップIの摩擦係数〔μ100
及びステップIIの摩擦係数〔μ2.5 〕及びその比〔μ
2.5 /μ100 〕を求めた。μ100 ,μ2.5 の値が高く、
かつ比〔μ2.5 /μ100 〕は1.0以下が好ましい。
【0023】<条件> リング:材質SNCM420(耐熱鋼) ブロック:材質SCM420(歯車材) 試験条件:ステップI 荷重=200lbs 速度=100cm/sec〔回転数=548rpm〕 時間=5min ステップII 荷重=200lbs 速度=2.5cm/sec〔回転数=14rpm〕 時間=2min
【0024】実施例1〜6及び比較例1,2 第1表に示す成分組成の潤滑油組成物を調製し、その性
能を評価した。結果を第1表に示す。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】〔注〕 1)基油:500ニュートラルとブライトストックの混
合、100℃動粘度14.1mm2 /sec 2)ZnDTP:プライマリーアルキルタイプ
【0028】
【化5】
【0029】
【化6】
【0030】5)その他 ポリメタクリレート(粘度指数向上剤兼流動点降下剤)
6wt%,チアジアゾール(腐食防止剤)0.1wt%,
過塩基性Caスルホネートとベンジルアミンの混合物
(清浄分散剤)4.5wt%及びフェノール系酸化防止剤
0.5wt%、合計11.1wt%
【0031】
【発明の効果】本発明のギヤ用潤滑油組成物は、耐摩耗
性及び酸化安定性を向上させ、かつ摩擦係数比(低速/
高速)を低減させたものであって、自動車ギヤ用や産業
機械のギヤ用として、特に自動車用ミッション(オート
マティックトランスミッションも含む),ディファレン
シャルなどの駆動系ギヤ用として好適に用いられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−202398(JP,A) 特開 昭62−192495(JP,A) 特開 昭63−61091(JP,A) 特開 昭49−101278(JP,A) 特開 平4−353598(JP,A) 特開 平3−45696(JP,A) 特開 平3−168297(JP,A) 特開 平8−3173(JP,A) 特公 昭46−36601(JP,B1) 米国特許4098708(US,A) 特許3298086(JP,B2) 特許3409912(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10M 129/26 - 129/84 C10M 129/92 - 129/95 C10M 131/00 - 131/14 C10M 135/00 - 139/06 C10M 141/04 C10M 141/08 - 141/12 C10N 30:00 C10N 30:06 C10N 30:10 C10N 40:04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 潤滑油基油に対し、(A)極圧剤及び耐
    摩耗剤の中から選ばれた少なくとも一種、及び(B)
    般式(I) 【化1】 〔式中、Arは多価芳香族核、Rは有機基、pは1〜3
    の整数、nは1〜4の整数、mは1〜3の整数を示し、
    Rが複数ある場合は、複数のRは同一であっても異なっ
    ていてもよい。〕で表される置換ヒドロキシ芳香族カル
    ボン酸と、アルキルフェノール,アルキルナフトール,
    アルキルカテコール,硫化アルキルフェノール,メチレ
    ン架橋のアルキルフェノールおよびトリヒドロキシアル
    キルベンゼンの中から選ばれた少なくとも一種のアルキ
    ル置換芳香族アルコールとから得られたエステルを配合
    してなるギヤ用潤滑油組成物。
  2. 【請求項2】 (A)成分の配合量及び(B)成分の配
    合量が、組成物全量に基づき、それぞれ0.1〜20重量
    %及び0.01〜20重量%である請求項1記載のギヤ用
    潤滑油組成物。
  3. 【請求項3】 (A)成分が、硫黄系,リン系,塩素
    系,エステル系,有機酸系及び有機金属系化合物の中か
    ら選ばれた少なくとも一種である請求項1記載のギヤ用
    潤滑油組成物。
JP30858494A 1994-12-13 1994-12-13 ギヤ用潤滑油組成物 Expired - Fee Related JP3508785B2 (ja)

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