JP4117043B2

JP4117043B2 - 自動変速機油組成物

Info

Publication number: JP4117043B2
Application number: JP11480597A
Authority: JP
Inventors: 英夫五十嵐; 順一弟子丸
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1997-05-02
Filing date: 1997-05-02
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2017-05-02
Also published as: JPH10306292A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機油組成物に関し、更に詳しくは、スリップロックアップ装置付き自動変速機用潤滑油及び／又はベルト式ＣＶＴ（無段変速機）自動変速機用潤滑油に好適な自動変速機油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のエンジンで発生した力はロックアップ自動変速機又はスリップロックアップ自動変速機を通り、ギヤーからタイヤと伝達されていた。最近、省燃費の要求および乗り心地の改良の面から新自動変速システムが開発されている。該システムにおいては、力はエンジン，スリップロックアップ装置，ベルト式ＣＶＴ，ギヤー，タイヤの順か、エンジン，ベルト式ＣＶＴ，スリップロックアップ装置，ギヤー，タイヤの順に伝達される。しかし、この新自動変速システムには問題点が２つある。第１の問題はスリップロックアップ装置の出力側のトルク変動が発生し、車体が振動する。即ち、シャダー現象が発生する。第２の問題はベルト式ＣＶＴの出力側の回転数に変動が発生し、車内に異常音が聞こえる。即ち、スクラッチノイズ現象が発生する。この２つの問題は新車から発生する場合とある走行距離になると発生する場合があるが、いずれの場合も潤滑油で解決するよう求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記観点からなされたもので、スリップロックアップ装置に対してはシャダー防止長寿命の性能を有し、ベルト式ＣＶＴ装置に対してはスクラッチノイズ防止長寿命の性能を有する自動変速機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】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、特定のＣａ−スルホネートと亜リン酸エステル類を添加剤として使用することにより本発明の目的を効果的に達成しうることを見出し本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は、基油に、（Ａ）全塩基価５０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇを有するＣａ−スルホネート、及び（Ｂ）亜リン酸エステル類を配合してなる自動変速機油組成物、更に、（Ｃ）サルコシン誘導体、（Ｄ）カルボン酸とアミンの反応生成物から選ばれる少なくとも一種の摩擦調整剤を配合してなる自動変速機油組成物を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
先ず、本発明の自動変速機用潤滑油組成物においては、基油として鉱油及び／又は合成油が用いられる。この鉱油や合成油については、一般に変速機油の基油として用いられているものであればよく、特に制限はないが、１００℃における動粘度が１〜２０ｍｍ²／ｓ、特に２〜１０ｍｍ²／ｓの範囲にあるものが好適である。基油の動粘度が高すぎると、低温粘度が悪化し、逆に、低すぎると、自動変速機のギヤ軸受、クラッチ等の摺動部において摩耗が増加し好ましくない。また、この基油の低温流動性の指標である流動点については特に制限はないが、−１０℃以下であるのが望ましい。
【０００６】
このような鉱油，合成油は各種のものがあり、用途などに応じて適宜選定すればよい。鉱油としては、例えばパラフィン系鉱油，ナフテン系鉱油，中間基系鉱油などが挙げられ、具体例としては、溶剤精製または水添精製による軽質ニュートラル油，中質ニュートラル油，重質ニュートラル油，ブライトストックなどを挙げることができる。
【０００７】
一方合成油としては、例えば、ポリα−オレフィン，α−オレフィンコポリマー，ポリブテン，アルキルベンゼン，ポリオールエステル，二塩基酸エステル，ポリオキシアルキレングリコール，ポリオキシアルキレングリコールエステル，ポリオキシアルキレングリコールエーテル，ヒンダードエステル，シリコーンオイルなどを挙げることができる。
【０００８】
これらの基油は、それぞれ単独で、あるいは二種以上を組み合わせて使用することができ、鉱油と合成油を組み合わせて使用してもよい。
本発明においては、上記基油に粘度指数向上剤を含有することが好ましい。使用できる粘度指数向上剤としては、エチレン−プロピレン共重合体などのオレフィン（共）重合体，ポリメタクリレート，ポリイソブチレン等が好ましく使用され、低温特性の点から、ポリメタクリレートが特に好ましく使用される。その分子量としては、剪断安定性などの点から数平均分子量で１０，０００〜１，０００，０００、更に１０，０００〜１００，０００、特に１０，０００〜７０，０００の範囲にあることが好ましい。また、上記粘度指数向上剤を配合した基油としては、特に、低温始動性能の点から、粘度指数（ＶＩ）が１３０以上、特に１６０以上であるものが好ましく使用される。
【０００９】
次に、基油に配合される（Ａ）〜（Ｄ）成分について説明する。
（Ａ）成分
過塩基性Ｃａ−スルホネートは、各種スルホン酸のカルシウム金属塩であり、通常、各種スルホン酸のカルシウム金属塩を炭酸化する方法により得られる。スルホン酸としては、芳香族石油スルホン酸、アルキルスルホン酸、アリールスルホン酸、アルキルアリールスルホン酸等があり、具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジラウリルセチルベンゼンスルホン酸、パラフィンワックス置換ベンゼンスルホン酸、ポリオレフィン置換ベンゼンスルホン酸、ポリイソブチレン置換ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸などを挙げることができる。
【００１０】
上記過塩基性Ｃａ−スルホネートの全塩基価は５０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは６０〜９０ｍｇＫＯＨ／ｇである。全塩基価が高すぎると、ベルト式ＣＶＴのスクラッチノイズ防止寿命が短く、全塩基価が低すぎると、ベルト式ＣＶＴのスクラッチノイズ防止性能が劣り好ましくない。なお、全塩基価はＪＩＳ
Ｋ−２５０１（過塩素酸法）で測定された値である。
過塩基性Ｃａ−スルホネートは、基油に対して、組成物全量基準で、好ましくは０．１〜５重量％、より好ましくは０．３〜３重量％の割合で配合される。
【００１１】
（Ｂ）成分
亜リン酸エステル類は、下記の一般式（Ｉ），（II）で表される亜リン酸エステル，酸性亜リン酸エステルを包含する。
【００１２】
【化１】

【００１３】
【化２】

【００１４】
上記一般式（Ｉ），（II）において、Ｒ¹〜Ｒ³は炭素数４〜３０のアルキル基，アルケニル基，アルキルアリール基及びアリールアルキル基を示し、Ｒ¹〜Ｒ³は同一でも異なっていてもよい。
亜リン酸エステルとしては、具体的には、例えばトリエチルホスファイト，トリブチルホスファイト，トリフェニルホスファイト，トリクレジルホスファイト，トリ（ノニルフェニル）ホスファイト，トリ（２−エチルヘキシル）ホスファイト，トリデシルホスファイト，トリラウリルホスファイト，トリイソオクチルホスファイト，ジフェニルイソデシルホスファイト，トリステアリルホスファイト，トリオレイルホスファイトなどを挙げることができる。
【００１５】
酸性亜リン酸エステルとしては、具体的には、例えばジブチルハイドロゲンホスファイト，ジラウリルハイドロゲンホスファイト，ジオレイルハイドゲンホスファイト，ジステアリルハイドロゲンホスファイト，ジフェニルハイドロゲンホスファイトなどを挙げることができる。
以上の亜リン酸エステル類の中で、ジラウリルハイドロゲンホスファイト，ジオレイルハイドゲンホスファイト，ジステアリルハイドロゲンホスファイト等の酸性亜リン酸エステルが好適である。
【００１６】
亜リン酸エステル類は、基油に対して、組成物全量基準で、好ましくは０．０１〜５重量％、より好ましくは０．１〜３重量％の割合で配合される。
本発明は、基油に、上記（Ａ），（Ｂ）成分を配合するだけで目的を達成することができるが、更に所望により、下記の（Ｃ），（Ｄ）から選ばれる摩擦調整剤を配合すると好ましい態様となる。
（Ｃ）成分
サルコシン誘導体は、オレイルサルコシン，ステアリルサルコシン等のＮ−アシル化サルコシンが好適に使用される。
（Ｄ）成分
アミンと反応させるカルボン酸としては、脂肪族カルボン酸，脂肪族ジカルボン酸（二塩基酸），芳香族カルボン酸があり、ここで脂肪族カルボン酸については、炭素数８〜３０で、飽和，不飽和のいずれであってもよく、また、直鎖，分岐のいずれであってもよい。脂肪族カルボン酸の具体例を示すと、ペラルゴン酸，ラウリン酸，トリデカン酸，ミリスチン酸，パルミチン酸，ステアリン酸，イソステアリン酸，エイコサン酸，ベヘン酸，トリアコンタン酸，カプロレイン酸，ウンデシレン酸，オレイン酸，リノレン酸，エルカ酸，リノール酸などがある。脂肪族ジカルボン酸の具体例を示すと、オクタデシルコハク酸，オクタデセニルコハク酸，アジピン酸，アゼライン酸，セバシン酸などがある。また、芳香族カルボン酸についてはサリチル酸などがある。
【００１７】
一方、カルボン酸と反応させるアミンとしては、ジエチレントリアミン，トリエチレンテトラミン，テトラエチレンペンタミン，ペンタエチレンヘキサミン，ヘキサエチレンヘプタミン，ヘプタエチレンオクタミン，ジプロピレントリアミン，テトラプロピレンペンタミン，ヘキサブチレンヘプタミンなどのポリアルキレンポリアミン、モノエタノールアミン，ジエタノールアミンなどのアルカノールアミンを挙げることができる。
【００１８】
なかでも、イソステアリン酸とテトラエチレンペンタミン，オレイン酸とジエタノールアミンなどの組み合わせが好適である。
（Ｃ），（Ｄ）成分はそれぞれ、基油に対して、組成物全量基準で、好ましくは０．０１〜５重量％、より好ましくは０．１〜４重量％の割合で配合される。
本発明の自動変速機油組成物には、上記各成分に加え、更に必要に応じて、非鉄金属の腐食防止などの点から銅不活性剤などの金属不活性剤、酸化防止剤、無灰分散剤、消泡剤などを適宜配合することができる。
【００１９】
金属不活性剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール，チアジアゾール等があり、通常、組成物全量基準で、０．０１〜５重量％の割合で使用される。
酸化防止剤としては、例えば、アルキル化ジフェニルアミン，フェニル−α−ナフチルアミン，アルキル化−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化防止剤、ジアルキルチオジプロピオネート、ジアルキルジチオカルバミン酸誘導体（金属塩は除く）、ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）サルファイド、メルカプトベンゾチアゾール、五硫化リンとオレフィンの反応生成物、硫化ジセチル等の硫黄系酸化防止剤を挙げることができ、通常、組成物全量基準で、０．０５〜３重量％の割合で使用される。
【００２０】
無灰分散剤としては、例えば、ポリアルケニルイミド系，ベンジルアミン系等があり、通常、組成物全量基準で、０．０５〜５重量％の割合で使用される。
消泡剤としては、例えば、シリコーン系化合物，エステル系化合物等があり、通常、組成物全量基準で、０．０５〜５重量％の割合で使用される。
【００２１】
【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。
実施例，比較例における各種性能試験法を下記の要領で行った。
【００２２】
（１）スリップロックアップ装置におけるシャダー防止性能及び伝達トルク容量（１−ａ）シャダー防止性能
試験機として低速すべり試験機（以下ＬＶＦＡという）を用い、次の実験条件で、μ_L及びμ_Hを各々測定し、μ_L／μ_H比を算出した。
実験条件（ならし直後）
・摩擦材：湿式ペーパ材
・油温：８０℃
・油量：１５０ｃｃ
・面圧：１０ｋｇｆ／ｃｍ²
μ_L・・・相対スリップ速度０．３ｍ／ｓにおける摩擦係数
μ_H・・・相対スリップ速度０．９ｍ／ｓにおける摩擦係数
評価方法
μ_L／μ_H比をシャダー防止性能指数とし、シャダー防止効果の判断基準とした。μ_L／μ_H≦１であれば実機でシャダーが発生しないことが確認されているので、シャダー防止性能としては、シャダー防止性能指数が１．００以下であるものが優れているものと評価される。
【００２３】
（１−ｂ）シャダー防止寿命
試験機としてＬＶＦＡを用いて、次の実験条件で連続スリップ耐久試験を行った。
実験条件
・摩擦材：湿式ペーパ材
・油温：１２０℃
・油量：１５０ｃｃ
・面圧：１０ｋｇｆ／ｃｍ²
・速度０．９ｍ／ｓ
評価方法
μ_L／μ_H比が１．０を超える時間で評価した。
【００２４】
（１−ｃ）伝達トルク容量
試験機としてＳＡＥＮｏ２摩擦試験機を用い、次の条件でＤｙｎａｍｉｃ試験及びＳｔａｔｉｃ試験を実施した。
・摩擦材：湿式ペーパ材
・油温：１１０℃
・油量：８００ｃｃ
・面圧：８ｋｇｆ／ｃｍ²
〔Ｄａｎａｍｉｃ試験〕
摩擦材を回転数３０００ｒｐｍ、慣性重量３．０ｋｇｆ・ｃｍ・ｓ²で無負荷回転し、スチールプレートで摩擦材を挟み込むように圧力を加え、回転を停止させる。
〔Ｓｔａｔｉｃ試験〕
摩擦材をスチールプレートで挟み込むように圧力を加え、回転数０．７２ｒｐｍで摩擦材を回転させ、その時に発生する回転トルクから摩擦係数を算出する。低速回転で滑り出す最大トルク時の静止摩擦係数μ_Sを測定する。
評価方法
伝達トルク容量の評価はＳＡＥＮｏ．２試験での静止摩擦係数μ_Sにより行い、μ_Sが０．１２以上で高いほど伝達トルク容量が大きいと評価される。
【００２５】
（２）ベルト式ＣＶＴにおけるスクラッチノイズ防止性能及び伝達トルク容量
（２−ａ）スクラッチノイズ防止性能
試験機として二平面試験機を用い、次の実験条件で、μ_L及びμ_Hを各々測定し、μ_L／μ_H比を算出した。
実験条件
・摩擦材：鋼−鋼
・油温：１３０℃
・油量：５００ｃｃ
・面圧：２２ｋｇｆ／ｃｍ²
μ_L・・・相対スリップ速度０．０５ｍ／ｓにおける摩擦係数
μ_H・・・相対スリップ速度０．２０ｍ／ｓにおける摩擦係数
評価方法
μ_L／μ_H比をスクラッチノイズ防止性能指数とし、スクラッチノイズ防止効果の判断基準とした。μ_L／μ_H≦１であれば実機でスクラッチノイズが発生しないことが確認されているので、スクラッチノイズ防止性能としては、スクラッチノイズ防止性能指数が１．００以下であるものが優れているものと評価される。
【００２６】
（２−ｂ）スクラッチノイズ防止寿命
ＩＳＯＴ試験（ＪＩＳＫ−２５１４に準拠；油温１５０℃，４８ｈｒ）により劣化油を製造し、劣化油について、前記の実験条件で二平面試験機を用いてμ_L及びμ_Hを測定し、スクラッチノイズ防止性能指数（μ_L／μ_H比）を求め評価した。スクラッチノイズ防止寿命としては、スクラッチノイズ防止性能指数が１．００以下であると優れているものと評価される。
【００２７】
（２−ｃ）伝達トルク容量
試験機として二平面試験機を用い、次の条件で、相対スリップ速度０．０５ｍ／ｓの摩擦係数μ_Tを測定する。
・摩擦材：鋼−鋼
・油温：１００℃
・油量：５００ｃｃ
・面圧：１１０ｋｇｆ／ｃｍ²
評価方法
伝達トルク容量の評価は摩擦係数μ_Tにより行い、μ_Tが０．１１以上で高いほど伝達トルク容量が大きいと評価される。
〔実施例１〜６，比較例１〜６〕
第１表に示す割合で、基油に各成分を配合し、実施例及び比較例の自動変速機油組成物を調製した。これら実施例と比較例につき前記の各種性能試験を行った。その結果を第１表に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【表２】

【００３０】
【表３】

【００３１】
【表４】

【００３２】
＊１パラフィン系鉱油，動粘度５．０ｍｍ²／ｓ（１００℃）
＊２数平均分子量５０，０００
＊３全塩基価８０ｍｇＫＯＨ／ｇ（ＪＩＳＫ−２５０１：過塩素酸法）
＊４全塩基価４００ｍｇＫＯＨ／ｇ（ＪＩＳＫ−２５０１：過塩素酸法）
＊５ジオレイルハイドロゲンホスファイト
＊６トリクレジルホスフェートアミン塩
＊７オレイルサルコシン
＊８イソステアリン酸とテトラエチレンペンタミンの反応生成物
＊９酸化防止剤，無灰分散剤，金属不活性化剤，消泡剤
第１表より、比較例１〜３の組成物はスクラッチノイズ防止寿命（ＩＳＯＴ試験後のμ_L／μ_H比）で不合格で、比較例４〜６の組成物はシャダー防止寿命（μ_L／μ_H比が１．０を超える時間）で不合格であることが判る。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の自動変速機油組成物は、スリップロックアップ装置に対してはシャダー防止長寿命の性能を有し、ベルト式ＣＶＴ装置に対してはスクラッチノイズ防止長寿命の性能を有するもので、特にスリップロックアップ装置付き自動変速機用潤滑油及び／又はベルト式ＣＶＴ（無段変速機）自動変速機用潤滑油に好適な自動変速機油組成物である。

Claims

基油に、（Ａ）全塩基価５０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇを有するＣａ−スルホネート、（Ｂ）亜リン酸エステル類、摩擦調整剤として（Ｃ）サルコシン誘導体及び（Ｄ）カルボン酸とアミンの反応生成物を配合してなる自動変速機油組成物。
シャダー防止長寿命の性能及びスクラッチノイズ防止長寿命の性能を有する請求項１記載の自動変速機油組成物。
基油が粘度指数向上剤を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の自動変速機油組成物。
自動変速機油組成物がスリップロックアップ装置付き自動変速機用潤滑油である請求項１〜３のいずれかに記載の自動変速機油組成物。
自動変速機油組成物がベルト式ＣＶＴ自動変速機用潤滑油である請求項１〜３のいずれかに記載の自動変速機油組成物。
自動変速機油組成物がスリップロックアップ装置とベルト式ＣＶＴを併用する自動変速機用潤滑油である請求項１〜３のいずれかに記載の自動変速機油組成物。