JP4426194B2

JP4426194B2 - グリース組成物

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Publication number: JP4426194B2
Application number: JP2003048762A
Authority: JP
Inventors: 聖司分根; 昌三池島; 智幸山口; 広嗣木下; 清美坂本
Original assignee: Denso Corp; Nippon Oil Corp
Current assignee: Denso Corp; Eneos Corp
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2023-02-26
Also published as: JP2004256665A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の炭素鋼又はクロムモリブデン鋼を摺動部材とする自動車用電装品に用いるグリース組成物に関する。詳しくは、特に、低温摺動性、耐摩耗性、耐焼き付き性に優れ、かつ長寿命が要求される、例えば、スタータのヘリカルギヤ部、減速ギヤ部、ドライブシャフト部、レバー部等の各摺動部に使用しうる前記自動車用電装品に用いるグリース組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マリンエンジン、航空機エンジン又は自動車エンジンを起動するスタータは一般的に、電動機の駆動軸よりオーバーランニングクラッチを介して駆動されるピニオンギヤを備え、該ピニオンギヤは前記電動機の始動時のスイッチ投入動作により、電磁コイルの励磁を利用して、レバーを介してオーバーランニングクラッチがリングギヤ方向に摺動させられ、エンジンの出力軸に設けたリングギヤに噛み合わされてエンジンを回転させ始動させる。
マリンエンジン、航空機エンジン又は自動車エンジン用スタータには、各摺動部が存在し、その潤滑には、潤滑油基油とリチウム石けん等の増ちょう剤とからなる基グリースに、二硫化モリブデン、モリブデンジチオカーバメート等の添加剤を配合したグリースが主に使用されている。
マリンエンジン、航空機エンジン又は自動車エンジン用スタータに用いるグリースには、低温条件下におけるスムーズな始動性(低温摺動性)、耐摩耗性、耐焼き付き性、耐熱性、低摩擦性等の性能が要求される。また、最近の地球環境問題から、各種エンジンから排出されるエミッションを低減するため、特に自動車のアイドリングストップが行われ、それに伴う自動車エンジン用スタータの使用回数の増加により従来使用されてきたグリースでは性能不足となってきており、特に長寿命の面から耐摩耗性、耐焼き付き性の向上が強く望まれている。
また、マリンエンジン、航空機エンジン又は自動車エンジン用スタータなどは、電気接点部を有しており、この用途に用いられるグリースには電気接点部に悪影響を及ぼさないものが求められている。
そこで、(Ａ)40℃における動粘度が10〜60mm²／sである珪素を含有しない合成油、(Ｂ)ウレア系増ちょう剤、(Ｃ)メラミンシアヌレート及び(Ｄ)ポリテトラフロロエチレンを含有するグリース組成物が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
しかし、前記文献においては、有機モリブデン化合物及び有機亜鉛化合物の配合が電気接点部に悪影響を及ぼすと認識されており、これらの使用が好ましくないとされている。更に、前記文献に記載された組成物では、特定量の炭素を含む鋼材により構成される摺動部材を有する自動車用電装品等に対する潤滑特性については、必ずしも十分であるとは言えない。
【０００３】
【特許文献１】
特開2002-180076号公報(特許請求の範囲、段落0020)
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、耐摩耗性、耐焼き付き性に優れ、寿命が長く、電気接点部に悪影響を及ぼさず、かつ低温摺動性に優れた、特定の炭素鋼又はクロムモリブデン鋼を摺動部材とする、エンジン用スターター等の自動車用電装品に用いるグリース組成物を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、(Ａ)40℃における動粘度が10〜60mm²／sである珪素を含有しない合成油、(Ｂ)ウレア系増ちょう剤、(Ｃ)メラミンシアヌレート、(Ｄ)ポリテトラフロロエチレン及び(Ｅ)モリブデンジチオカーバメートを含み、JIS G 4051に規定するS33C又はS48C炭素鋼、もしくはJIS G 4015に規定するSCM415クロムモリブデン鋼を摺動部材とする自動車用電装品に用いることを特徴とするグリース組成物を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いる(Ａ)成分は、珪素を含有しない特定動粘度の合成油である。このような合成油としては、例えば、ポリブテン、1-オクテンオリゴマー、1-デセンオリゴマー等のポリα-オレフィンまたはこれらの水素化物；ジトリデシルグルタレート、ジ2-エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ3-エチルヘキシルセバケート等のジエステル；トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール-2-エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等のポリオールエステル；アルキルナフタレン；アルキルベンゼン；ポリオキシアルキレングリコール；ポリフェニルエーテル；ジアルキルジフェニルエーテル；またはこれらの混合物等が挙げられる。
これらの中でも、特にポリα-オレフィンもしくはその水素化物、ジエステル、ポリオールエステルまたはこれらの混合物が好ましく用いられる。また、後述する(Ｅ)成分による耐摩耗性及び耐焼付け性の向上効果並びに寿命の延長効果がより大きくなることからポリα-オレフィンもしくはその水素化物であることが好ましい。
珪素を含有する合成油、例えばシリコーン油等は、電気接点部に悪影響を及ぼすことから好ましくない。
【０００７】
(Ａ)成分の40℃における動粘度は、高温条件下での蒸発量を抑え、グリースの固化を防止し充分な潤滑寿命を得るために、10mm²／s以上が必要であり、15mm²／s以上が好ましい。また、低温条件下での充分な潤滑性を得るために、60mm²／s以下が必要であり、50mm²／s以下が好ましい。
なお、(Ａ)成分として２種以上の合成油を使用した場合には、これら複数の合成油を混合した後の動粘度が上記範囲を満たしていれば良く、個々の合成油については上記動粘度範囲を必ずしも満たす必要はない。しかし、低温時における流動性の点から、２種以上の合成油を使用する場合においても、個々の合成油の動粘度が上記範囲を満たしていることが好ましい。
【０００８】
本発明において(Ａ)成分の含有割合は特に限定されないが、グリースとして硬くなりすぎて十分な潤滑性能が発揮されない恐れがある点から、グリース組成物全量を基準として50質量％以上が好ましく、60質量％以上がより好ましい。また、通常グリース組成物全量を基準として95質量％以下が好ましく、90質量％以下がより好ましい。
【０００９】
本発明において(Ａ)成分は基油として用いられるが、本発明のグリース組成物においては所望の目的を損なわない範囲で、合成油である(Ａ)成分の他に、パラフィン系又はナフテン系等の鉱油を含有させることもできる。
上記鉱油の配合割合は、電気接点部に悪影響を及ぼす恐れがあること、低温での流動性に悪影響を及ぼす恐れがあることから、グリース組成物全量を基準として20質量％以下が好ましく、10質量％以下がより好ましく、鉱油を含まないことがさらに好ましい。
上記鉱油の動粘度は特に制限はないが、高温条件下での蒸発量を抑え、グリースの固化を防止し充分な潤滑寿命を得るために、40℃における動粘度が、10mm²／s以上が好ましく、15mm²／s以上がより好ましい。また、低温条件下での充分な潤滑性を得るために、100mm²／s以下が好ましく、80mm²／s以下がより好ましい。
【００１０】
本発明に用いる(Ｂ)成分は、ウレア系増ちょう剤である。ここでいうウレア系増ちょう剤としては、ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ウレタン化合物またはこれらの混合物が挙げられる。
ウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物及びウレタン化合物としては、例えば、ジウレア化合物、トリウレア化合物、テトラウレア化合物、ポリウレア化合物(ジウレア化合物、トリウレア化合物及びテトラウレア化合物は除く)、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物又はこれらの混合物等が挙げられる。好ましくはジウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物、ジウレタン化合物又はこれらの混合物が挙げられる。
【００１１】
具体的には、例えば式(1)で表される化合物単独もしくはこれらの混合系が好ましい。
Ａ-ＣＯＮＨ-Ｒ¹ＮＨＣＯ-Ｂ (1)
式(1)中、R¹は２価の炭化水素基を示し、A及びBは同一でも異なっていてもよく、それぞれ-NHR²、-NR³R⁴又は-OR⁵を示す。ここでR²〜R⁵は同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数6〜20の炭化水素基を示す。
式(1)中のR¹は、好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜15の２価の炭化水素基である。２価の炭化水素基としては、直鎖状又は分枝状のアルキレン基、直鎖状又は分枝状のアルケニレン基、シクロアルキレン基、芳香族基等が挙げられる。R¹の具体例としては、エチレン基、2,2-ジメチル-4-メチルへキシレン基又は下記式で表される基が挙げられる。
【００１２】
【化１】

【００１３】
これらの中でも以下に表される基が特に好ましい。
【化２】

【００１４】
上記R²〜R⁵としては、例えば、直鎖状又は分枝状のアルキル基、直鎖状又は分枝状のアルケニル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基等が挙げられる。具体的には、ヘキシル基、ヘブチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等の直鎖状又は分枝状のアルキル基；ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、エイコセニル基等の直鎖状又は分枝状のアルケニル基；シクロヘキシル基；メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、プロピルシクロヘキシル基、イソプロピルシクロヘキシル基、1-メチル-3-プロピルシクロヘキシル基、ブチルシクロヘキシル基、アミルシクロヘキシル基、アミルメチルシクロヘキシル基、ヘキシルシクロヘキシル基、ヘプチルシクロヘキシル基、オクチルシクロヘキシル基、ノニルシクロヘキシル基、デシルシクロヘキシル基、ウンデシルシクロヘキシル基、ドデシルシクロヘキシル基、トリデシルシクロヘキシル基、テトラデシルシクロヘキシル基等のアルキルシクロアルキル基；フェニル基、ナフチル基等のアリール基；トルイル基、エチルフェニル基、キシリル基、プロピルフェニル基、クメニル基、メチルナフチル基、エチルナフチル基、ジメチルナフチル基、プロピルナフチル基等のアルキルアリール基；ベンジル基、メチルベンジル基、エチルベンジル基等のアリールアルキル基等が挙げられる。これらの中でもシクロヘキシル基、オクタデシル基又はトルイル基が特に好ましい。
【００１５】
上記(Ｂ)成分としてのジウレア化合物、ウレア・ウレタン化合物又はジウレタン化合物を製造するには、例えば、式OCN-R¹-NCOで表されるジイソシアネートと、式R²NH₂、R³R⁴NH又はR⁵OHで表される化合物もしくはこれらの混合物とを、基油中で10〜200℃で反応させることにより得られる。この際R¹〜R⁵は、前記式(1)のR¹〜R⁵と同一である。
【００１６】
本発明において(Ｂ)成分の含有割合は特に限定されないが、増ちょう剤としての効果を発揮させるために、グリース組成物全量を基準として2質量％以上が好ましく、5質量％以上がより好ましい。また、グリースとして十分な潤滑性能を発揮させるために、グリース組成物全量を基準として30質量％以下が好ましく、20質量％以下がより好ましい。
【００１７】
本発明に用いる(Ｃ)成分はメラミンシアヌレートである。
(Ｃ)成分は、メラミン１モルと、シアヌル酸又はイソシアヌル酸１モルとの付加物であり、６員環構造のメラミン分子と、シアヌル酸又はイソシアヌル酸分子とが水素結合で強力に結合して平面状に配列し、その平面が互いに弱い結合力で層状に重なり合って、二硫化モリブデンやグラファイトのごとくへき開性を有している白色微粉末である。白色微粉末の一次粒子径は、通常0.5〜5μmである。
(Ｃ)成分の製造法は任意であるが、例えば、メラミン水溶液と、シアヌル酸又はイソシアヌル酸との水溶液を混合することにより容易に白色沈殿として析出生成させて得ることができる。別の方法としては、メラミンと、シアヌル酸又はイソシアヌル酸の一方または両方とを水中に固相として分散させたものを用いて反応させることにより容易に得られる。
(Ｃ)成分の含有割合は特に限定されないが、グリース組成物全量を基準として0.1〜20質量％が好ましく、0.5〜10質量％がより好ましい。
【００１８】
本発明に用いる(Ｄ)成分はポリテトラフロロエチレンである。
(Ｄ)成分は、炭素原子とフッ素原子とが高い結合エネルギーで結びついており、-(CF₂-CF₂)n-で表される構造を有する白色粉末である。
このような(Ｄ)成分としては、各種成形品、パイプ、シート等の素材に成形できるモールディングパウダー、懸濁重合あるいは乳化重合により得られるファインパウダー等があり、耐熱性、化学的不活性、低摩擦性等に優れる。
(Ｄ)成分の含有割合は特に限定されないが、グリース組成物全量を基準として0.1〜20質量％が好ましく、0.5〜10質量％がより好ましい。
【００１９】
本発明に用いる(Ｅ)成分は、モリブデンジチオカーバメートである。
【００２２】
(E)成分の含有割合は特に限定されないが、グリース組成物全量を基準として、0.1〜20質量％が好ましく、0.5〜10質量％がより好ましい。
【００２３】
本発明のグリース組成物は、その性質を損ねることがない限り、またさらに性能を向上させるために、必要に応じて固体潤滑剤、極圧剤、酸化防止剤、金属不活性剤、油性剤、さび止め剤、粘度指数向上剤等を含有させることができる。
固体潤滑剤としては、例えば、黒鉛、フッ化黒鉛、アルカリ(土類)金属ほう酸塩、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等が挙げられる。
極圧剤としては、例えば、ホスフェート、ホスファイト類等が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、2,6-ジ-t-ブチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール等のフェノール系化合物；ジアルキルジフェニルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、p-アルキルフェニル-α-ナフチルアミン等のアミン系化合物；フェノチアジン系化合物等が挙げられる。
金属不活性剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、亜硝酸ソーダ等が挙げられる。
【００２４】
油性剤としては、例えば、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン等のアミン類；ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の高級アルコール類；ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸類；ラウリン酸メチル、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、オレイン酸メチル等の脂肪酸エステル類；ラウリルアミド、ミリスチルアミド、パルミチルアミド、ステアリルアミド、オレイルアミド等のアミド類等が挙げられる。
さび止め剤としては、例えば、中性又は過塩基性カルシウムスルフォネート、中性又は過塩基性バリウムスルフォネート、中性又は過塩基性亜鉛スルフォネート等の中性又は過塩基性の石油系又は合成油系金属スルフォネート；金属石けん類；ソルビタン脂肪酸エステル等の多価アルコール部分エステル類；アミン類；リン酸；リン酸塩等が挙げられる。
粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、ポリスチレン等が挙げられる。
【００２５】
本発明のグリース組成物の調製方法は特に制限はないが、例えば(Ａ)成分の潤滑油基油に、(Ｂ)成分、(Ｃ)成分、(Ｄ)成分及び(Ｅ)成分と、さらに必要に応じてその他の添加剤を混合攪拌し、ロールミル等を通すことにより得ることができる。また、(Ａ)成分の潤滑油基油に(Ｂ)成分の増ちょう剤の原料成分を予め添加、溶融し、混合攪拌させて、(Ｂ)成分を調製した後に、(Ｃ)成分、(Ｄ)成分及び(Ｅ)成分、さらに必要に応じてその他の添加剤を混合攪拌し、ロールミル等を通すことにより製造することもできる。
【００２６】
本発明のグリース組成物は、例えば、スタータのヘリカルギヤ部、減速ギヤ部、ドライブシャフト部、レバー部等の各摺動部の部材が、JIS G 4051に規定するS33C又はS48C炭素鋼、もしくはJIS G 4015に規定するSCM415クロムモリブデン鋼である、自動車エンジン用スターター等の自動車用電装品に用いられる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のグリース組成物は、(Ａ)特定動粘度の珪素を含有しない合成油、(Ｂ)ウレア系増ちょう剤、(Ｃ)メラミンシアヌレート、(Ｄ)ポリテトラフロロエチレン及び(Ｅ)モリブデンジチオカーバメートを含有するので、耐摩耗性、耐焼き付き性に優れ、寿命が長く、電気接点部に悪影響を及ぼさず、かつ低温摺動性に優れ、特に、特定の炭素鋼又はクロムモリブデン鋼を摺動部材とする、自動車用電装品、自動車エンジン用スターターに有用である。
【００３０】
【実施例】
以下本発明を、実施例及び比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１、２及び比較例１〜４
ジフェニルメタン-4,4'-ジイソシアネートを表１に記載の基油に加熱溶解させ、これに表１に記載の各種アミンを同基油に加熱溶解させたものを加えた。生成したゲル状物質に表１に示す各種添加剤を加え、撹拌した後にロールミルに通し、各々のグリースを調製した。
得られたグリースに対して以下の評価を行った。結果を表１に示す。
【００３１】
（耐久試験）
以下の部材を用いたエンジンスタータを使用し、過大衝撃試験を行い、50回焼付かなければ合格とした。
炭素鋼S48C(炭素含有量0.48質量％)、炭素鋼S33C(炭素含有量0.34質量％)、炭素鋼S58C(炭素含有量0.56％)、クロムモリブデン鋼SCM415(炭素含有量0.13質量％)、クロムモリブデン鋼SCM430(炭素含有量0.28質量％)。
（電気接点部の接触電圧降下）
ガラス容器に接点とグリースを入れて密封し、150℃の恒温槽に入れて500時間後に接点を取り出し、200Aで接触電圧降下を求めた。
【００３２】
【表１】

Claims

(Ａ)40℃における動粘度が10〜60mm²／sである珪素を含有しない合成油、(Ｂ)ウレア系増ちょう剤、(Ｃ)メラミンシアヌレート、(Ｄ)ポリテトラフロロエチレン及び(Ｅ)モリブデンジチオカーバメートを含み、
JIS G 4051に規定するS33C又はS48C炭素鋼、もしくはJIS G 4015に規定するSCM415クロムモリブデン鋼を摺動部材とする自動車用電装品に用いることを特徴とするグリース組成物。
電気接点部を有する自動車用電装品に用いる請求項１記載のグリース組成物。
自動車用電装品が、自動車エンジン用スタータである請求項１又は２記載のグリース組成物。