JP4600719B2

JP4600719B2 - Differential unit

Info

Publication number: JP4600719B2
Application number: JP2003191780A
Authority: JP
Inventors: 尚美三浦; 孝雄林; 豊馬渕; 孝浩浜田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2023-07-04
Also published as: JP2005024034A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のデファレンシャルユニットに係り、とくに、潤滑油の存在下で摺動接触する部分に耐スカッフ性及び耐摩耗性を保持させたデファレンシャルユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のデファレンシャルユニットは、周知のように、デファレンシャルケースに、複数のデファレンシャルギアすなわち左右のサイドギアとサイドギア間に係合する複数の差動ピニオンを収容した構造を有しており、駆動力が入力されるリングギアとともに回転し、車両の旋回時に左右両輪の回転速度を変化させると共に、両輪に均等なトルクを伝達して円滑な走行を行わせるものである。
【０００３】
デファレンシャルケースは、例えば球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳＧ５５０２）を材料としており、デファレンシャルギアは、例えば構造用鋼鋼材（ＪＩＳＧ４０５２）を材料としている。また、デファレンシャルケースとデファレンシャルギアとの間には、例えば炭素鋼鋼材（ＪＩＳＧ４０５１）又は炭素工具鋼鋼材（ＪＩＳＧ４４０１）から成るワッシャが介装してある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したようなデファレンシャルユニットでは、デファレンシャルケースとデファレンシャルギアとの間、デファレンシャルギアとワッシャとの間、及びデファレンシャルケースとワッシャとの間といった多くの摺動接触部分が存在しており、これらの摺動接触部分でフリクションが発生する。そして、従来にあっては、上記のフリクションが左右両輪への均等なトルク伝達を妨げる恐れがあることから、摺動接触部分におけるフリクションの低減を図るためにさらなる改善が要望されていた。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたものであって、デファレンシャルケース、デファレンシャルギア及びワッシャといった部品同士の摺動接触部分において、大幅なフリクションの低減を実現することができるデファレンシャルユニットを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のデファレンシャルユニットは、潤滑油の存在下で、デファレンシャルケースと、デファレンシャルギアとが摺動接触する部分において、デファレンシャルケース及びデファレンシャルギアの少なくとも一方の摺動接触面に、水素原子の含有量が１０．０原子％以下である硬質炭素薄膜を形成し、潤滑油が、脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤を含有していると共に、組成物全量基準且つリン元素換算量で、０．１％以下のジチオリン酸亜鉛を含有していることを特徴としており、これにより、摺動接触面の硬度を充分に高いものにして、耐スカッフ性及び耐摩耗性を向上させてフリクションの大幅な低減を実現する。
【０００７】
また、本発明のデファレンシャルユニットは、潤滑油の存在下で、デファレンシャルギアと、デファレンシャルケースとデファレンシャルギアの間に介装したワッシャとが摺動接触する部分において、デファレンシャルギア及びワッシャの少なくとも一方の摺動接触面に、水素原子の含有量が１０．０原子％以下である硬質炭素薄膜を形成し、潤滑油が、脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤を含有していると共に、組成物全量基準且つリン元素換算量で、０．１％以下のジチオリン酸亜鉛を含有していることを特徴としており、これにより、摺動接触面の硬度を充分に高いものにして、耐スカッフ性及び耐摩耗性を向上させてフリクションの大幅な低減を実現する。
【０００８】
さらに、本発明のデファレンシャルユニットは、潤滑油の存在下で、デファレンシャルケースと、デファレンシャルケースとデファレンシャルギアの間に介装したワッシャとが摺動接触する部分において、デファレンシャルケース及びワッシャの少なくとも一方の摺動接触面に、水素原子の含有量が１０．０原子％以下である硬質炭素薄膜硬質炭素薄膜を形成し、潤滑油が、脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤を含有していると共に、組成物全量基準且つリン元素換算量で、０．１％以下のジチオリン酸亜鉛を含有していることを特徴としており、これにより、摺動接触面の硬度を充分に高いものにして、耐スカッフ性及び耐摩耗性を向上させてフリクションの大幅な低減を実現する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、更に詳細に説明する。なお、本明細書において「％」は、特記しない限り質量百分率を示すものとする。
【００１０】
図１に示す自動車のデファレンシャルユニットは、デファレンシャルケース１内に、デファレンシャルギアとして、左右一対のサイドギア２，２と、両サイドギア２間に係合する複数の差動ピニオン３を収容している。各サイドギア２は、左右の車軸側となるサイドフランジ４，４に連結してあり、差動ピニオン３は、デファレンシャルケース１に設けたメートシャフト５に対して回転自在に装着してある。
【００１１】
また、デファレンシャルケース１とサイドギア２の間には、図２にも示すようにサイドワッシャ６が介装してあり、デファレンシャルケース１と差動ピニオン３の間には、図３にも示すように球面状のメートワッシャ７が介装してある。さらに、デファレンシャルケース１には、サイドフランジ４と同軸状にリングギア８が固定してあり、このリングギア８には、エンジンの出力軸又はプロペラシャフトである駆動軸９に連結した駆動ピニオン１０が係合している。
【００１２】
デファレンシャルケース１及び各歯車２，３，８，１０は、ハウジング１１に収容してある。なお、デファレンシャルギアの収容部分をハウジングと称する場合もあるが、本発明では、デファレンシャルギアの収容部分をデファレンシャルケース１とする。
【００１３】
上記のデファレンシャルユニットは、車両の走行時すなわち駆動軸９の回転を駆動ピニオン１０及びリングギア８を介して車軸側に伝達しているときには、リングギア８とともにデファレンシャルケース１が回転しており、車両が旋回する際には、デファレンシャルケース１が前進方向に回転するのに対して、左右のサイドギア２，２が共通の差動ピニオン３の係合により互いに逆回転する関係にあるので、これにより左右の両輪の回転速度を変化させることとなる。
【００１４】
ここで、デファレンシャルユニットは、上記の如く駆動する際に、潤滑油の存在下において、デファレンシャルケース１とデファレンシャルギア（サイドギア２，差動ピニオン３）とが摺動接触し、とくに、デファレンシャルギア（サイドギア２，差動ピニオン３）とワッシャ（サイドワッシャ６，メートワッシャ７）とが摺動接触すると共に、デファレンシャルケース１とワッシャ（サイドワッシャ６，メートワッシャ７）とが摺動接触する。
【００１５】
そこで、本発明に係わるデファレンシャルユニットでは、デファレンシャルケース１の摺動接触面１ａ及びデファレンシャルギア（２，３）の摺動接触面２ａ，３ａのうち少なくとも一方の摺動接触面に硬質炭素薄膜２０を形成しており、とくに、デファレンシャルギア（２，３）の摺動接触面２ａ，３ａ及びワッシャ（６，７）の摺動接触面６ａ，７ａのうち少なくとも一方の摺動接触面に硬質炭素薄膜２０を形成し、また、デファレンシャルケース１の摺動接触面１ａ及びワッシャ（６，７）の摺動接触面６ｂ，７ｂのうち少なくとも一方の摺動接触面に硬質炭素薄膜２０を形成している。
【００１６】
これにより、デファレンシャルユニットでは、摺動接触面の硬度を充分に高いものにして、耐スカッフ性及び耐摩耗性を向上させてフリクションの大幅な低減を実現している。このように摺動接触部分のフリクションを大幅に低減することにより、左右両輪へのトルク伝達が均等なものになり、車両の直進安定性を高めることができる。
【００１７】
硬質炭素薄膜は、各種ＰＶＤ法、具体的には、アーク式イオンプレーティング法により形成したＤＬＣ薄膜（ダイヤモンドライクカーボン薄膜）であることが望ましい。このＤＬＣ薄膜は、炭素元素を主として構成された非晶質のものであり、具体的には、炭素元素だけから成るａ−Ｃ（アモルファスカーボン）、水素を含有するａ−Ｃ：Ｈ（水素アモルファスカーボン）、及びチタン（Ｔｉ）やモリブデン（Ｍｏ）等の金属元素を一部に含むＭｅＣ（メタルカーボン又は金属炭化物）が挙げられるが、大幅な摩擦低減効果を発揮させる観点から、水素含有量が少ないものほど好ましく、本発明では水素原子の含有量を１０．０原子％以下としており、より好ましくは水素原子の含有量が１．０原子％以下、さらには水素を含まないａ−Ｃ系（アモルファスカーボン系）材料を好適に用いることができ、さらには、膜厚を０．３〜１．５μｍとするのが好ましい。
【００１８】
ここで、鉄材から成るデファレンシャルケース、デファレンシャルギア及びワッシャの基材の表面粗さ、すなわち、硬質炭素薄膜の被覆前における摺動接触面の表面粗さがＲａで０．０８μｍを超えると、硬質炭素薄膜表面の粗さに起因する突起部が摺動相手との局所的な接触面積を増大させて薄膜の割れを誘発してしまうことから、硬質炭素薄膜の被覆前における摺動接触面の表面粗さをＲａで０．０８μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは硬質炭素薄膜の被覆前における摺動接触面の表面粗さをＲａで０．０３μｍ以下とする。また、硬質炭素薄膜が未形成である摺動相手部材の摺動接触面の表面粗さをＲａで０．０８μｍ以下とすることも、上記した薄膜の割れを防止するうえで有効である。
【００１９】
次に、本発明に用いる潤滑油組成物について詳細に説明する。この潤滑油組成物は、潤滑油基油に、脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤を含有させて成る。
【００２０】
上記潤滑油基油としては特に限定されるものではなく、鉱油、合成油、油脂及びこれらの混合物など、潤滑油組成物の基油として通常使用されるものであれば、種類を問わず使用することができる。
【００２１】
鉱油として、具体的には、原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分を溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理等を適宜組み合わせて精製したパラフィン系又はナフテン系等の油やノルマルパラフィン等が使用でき、溶剤精製、水素化精製処理したものが一般的であるが、芳香族分をより低減することが可能な高度水素化分解プロセスやＧＴＬＷａｘ（ガス・トウー・リキッド・ワックス）を異性化した手法で製造したものを用いることがより好ましい。
【００２２】
合成油としては、具体的には、ポリ−α−オレフィン（例えば、１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー、エチレン−プロピレンオリゴマー等）、ポリ−α−オレフィンの水素化物、イソブテンオリゴマー、イソブテンオリゴマーの水素化物、イソパラフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ジエステル（例えば、ジトリデシルグルタレート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジオクチルセバケート等）、ポリオールエステル（例えば、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、トリメチロールプロパンイソステアリネート等のトリメチロールプロパンエステル；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ペンタエリスリトールエステル）、ポリオキシアルキレングリコール、ジアルキルジフェニルエーテル、ポリフェニルエーテル等が挙げられる。中でも、１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー等のポリ−α−オレフイン又はその水素化物が好ましい例として挙げられる。
【００２３】
本発明に用いる潤滑油組成物の基油は、鉱油系基油又は合成系基油を単独又は混合して用いる以外に、２種類以上の鉱油系基油又は２種類以上の合成系基油の混合物であっても差し支えない。また、上記混合物における２種類以上の基油の混合比も特に限定されず任意に選ぶことができる。
【００２４】
潤滑油基油中の硫黄分について、特に制限はないが、基油全量基準で、０．２％以下であることが好ましく、より好ましくは０．１％以下、さらには０．０５％以下であることが好ましい。特に、水素化精製鉱油や合成系基油の硫黄分は、０．００５％以下、あるいは実質的に硫黄分を含有していない（５ｐｐｍ以下）ことから、これらを基油として用いることが好ましい。
【００２５】
また、潤滑油基油中の芳香含有量についても、特に制限はないが、デファレンシャルユニット用潤滑油組成物として長期間低摩擦特性を維持するためには、全芳香族含有量が１５％以下であることが好ましく、より好ましくは１０％以下、さらには５％以下であることが好ましい。即ち、潤滑油基油の全芳香族含有量が１５％を超える場合には、酸化安定性が劣るため好ましくない。
【００２６】
なお、ここで言う全芳香族含有量とは、ＡＳＴＭＤ２５４９に規定される方法に準拠して測定される芳香族留分（ａｒｏｍａｔｉｃｓｆｒａｃｔｉｏｎ）含有量を意味している。
【００２７】
潤滑油基油の動粘度にも、特に制限はないが、デファレンシャルユニット用潤滑油組成物として使用する場合には、１００℃における動粘度が２ｍｍ^２／ｓ以上であることが好ましく、より好ましくは３ｍｍ^２／ｓ以上である。一方、その動粘度は、２０ｍｍ^２／ｓ以下であることが好ましく、１０ｍｍ^２／ｓ以下、特に８ｍｍ^２／ｓ以下であることが好ましい。１００℃における潤滑油基油の動粘度が２ｍｍ^２／ｓ未満である場合には、充分な耐摩耗性が得られないのに加えて、蒸発特性が劣る可能性があるため好ましくない。一方、１００℃における潤滑油基油の動粘度が２０ｍｍ^２／ｓを超える場合には、低摩擦性能を発揮しにくく、低温性能が悪くなる可能性があるため好ましくない。本発明においては、上記基油の中から選ばれる２種以上の基油を任意に混合した混合物等が使用でき、１００℃における動粘度が上記の好ましい範囲内に入る限りにおいては、基油単独の動粘度が上記以外のものであっても使用可能である。
【００２８】
また、潤滑油基油の粘度指数にも、特別な制限はないが、８０以上であることが好ましく、１００以上であることがさらに好ましく、特にデファレンシャルユニット用潤滑油組成物として使用する場合には、１２０以上であることが好ましい。潤滑油基油の粘度指数を高めることでよりオイル消費が少なく、低温粘度特性等に優れたデファレンシャルユニット用潤滑油組成物を得ることができる。
【００２９】
上記脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤としては、炭素数６〜３０、好ましくは炭素数８〜２４、特に好ましくは炭素数１０〜２０の直鎖状又は分枝状炭化水素基を有する脂肪酸エステル、脂肪酸アミン化合物、及びこれらの任意混合物を挙げることができる。炭素数が６〜３０の範囲外のときは、摩擦低減効果が充分に得られない可能性がある。
【００３０】
炭素数６〜３０の直鎖状又は分枝状炭化水素基としては、具体的には、へキシル基、ヘプチル基、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、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、トリアコンチル基等のアルキル基、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、イコセニル基、ヘンイコセニル基、ドコセニル基、トリコセニル基、テトラコセニル基、ペンタコセニル基、ヘキサコセニル基、ヘプタコセニル基、オクタコセニル基、ノナコセニル基、トリアコンテニル基等のアルケニル基などを挙げることができる。なお、上記アルキル基及びアルケニル基には、考えられる全ての直鎖状構造及び分枝状構造が含まれ、また、アルケニル基における二重結合の位置は任意である。
【００３１】
また、上記脂肪酸エステルとしては、かかる炭素数６〜３０の炭化水素基を有する脂肪酸と脂肪族１価アルコール又は脂肪族多価アルコールとのエステルなどを例示でき、具体的には、グリセリンモノオレート、グリセリンジオレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタンジオレートなどを特に好ましい例として挙げることができる。
【００３２】
上記脂肪族アミン化合物としては、脂肪族モノアミン又はそのアルキレンオキシド付加物、脂肪族ポリアミン、イミダゾリン化合物等、及びこれらの誘導体等を例示できる。具体的には、ラウリルアミン、ラウリルジエチルアミン、ラウリルジエタノールアミン、ドデシルジプロパノールアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、ステアリルテトラエチレンペンタミン、オレイルアミン、オレイルプロピレンジアミン、オレイルジエタノールアミン、Ｎ−ヒドロキシエチルオレイルイミダゾリン等の脂肪族アミン化合物や、これら脂肪族アミン化合物のＮ，Ｎ−ジポリオキシアルキレン−Ｎ−アルキル（又はアルケニル）（炭素数６〜２８）等のアミンアルキレンオキシド付加物、これら脂肪族アミン化合物に炭素数２〜３０のモノカルボン酸（脂肪酸等）や、シュウ酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数２〜３０のポリカルボン酸を作用させて、残存するアミノ基及び／又はイミノ基の一部又は全部を中和したりアミド化した、いわゆる酸変性化合物等が挙げられる。好適な例としては、Ｎ，Ｎ−ジポリオキシエチレン−Ｎ−オレイルアミン等が挙げられる。
【００３３】
また、本発明に用いる潤滑油組成物に含まれる脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤の含有量は、潤滑油組成物全量基準で、０．０５〜３．０％であることが好ましく、更に好ましくは０．１〜２．０％、特に好ましくは０．５〜１．４％であることがよい。上記含有量が０．０５％未満であると摩擦低減効果が小さくなり易く、３．０％を超えると潤滑油への溶解性や貯蔵安定性が著しく悪化し、沈殿物が発生し易いので、好ましくない。
【００３４】
一方、本発明に用いる潤滑油組成物は、ポリブテニルコハク酸イミド及び／又はその誘導体を含有することが好適であり、上記ポリブテニルコハク酸イミドとしては、次の一般式（１）及び（２）で表される化合物が挙げられる。
【００３５】
【化１】

【００３６】
【化２】

【００３７】
これら一般式におけるＰＩＢは、ポリブテニル基を示し、高純度イソブテン又は１−ブテンとイソブテンの混合物をフッ化ホウ素系触媒又は塩化アルミニウム系触媒で重合させて得られる数平均分子量が９００〜３５００、望ましくは１０００〜２０００のポリブテンから得られる。上記数平均分子量が９００未満の場合は清浄性効果が劣り易く、３５００を超える場合は低温流動性に劣り易いため、望ましくない。
【００３８】
また、上記一般式におけるｎは、清浄性に優れる点から１〜５の整数、より望ましくは２〜４の整数であることがよい。更に、上記ポリブテンは、製造過程の触媒に起因して残留する微量のフッ素分や塩素分を吸着法や充分な水洗等の適切な方法により、５０ｐｐｍ以下、より望ましくは１０ｐｐｍ以下、特に望ましくは１ｐｐｍ以下まで除去してから用いることもよい。
【００３９】
更に、上記ポリブテニルコハク酸イミドの製造方法としては、特に限定はないが、例えば、上記ポリブテンの塩素化物又は塩素やフッ素が充分除去されたポリブテンと無水マレイン酸とを１００〜２００℃で反応させて得られるポリブテニルコハク酸を、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等のポリアミンと反応させることにより得ることができる。
【００４０】
一方、上記ポリブテニルコハク酸イミドの誘導体としては、上記一般式（１）又は（２）で表される化合物に、ホウ素化合物や含酸素有機化合物を作用させて、残存するアミノ基及び／又はイミノ基の一部又は全部を中和したり、アミド化した、いわゆるホウ素変性又は酸変性化合物を例示できる。その中でもホウ素含有ポリブテニルコハク酸イミド、特にホウ素含有ビスポリブテニルコハク酸イミドが最も好ましいものとして挙げられる。
【００４１】
上記ホウ素化合物としては、ホウ酸、ホウ酸塩、ホウ酸エステル等が挙げられる。具体的には、上記ホウ酸として、オルトホウ酸、メタホウ酸及びテトラホウ酸などが挙げられる。また、上記ホウ酸塩としては、アンモニウム塩等、具体的には、例えばメタホウ酸アンモニウム、四ホウ酸アンモニウム、五ホウ酸アンモニウム、八ホウ酸アンモニウム等のホウ酸アンモニウムが好適例として挙げられる。また、ホウ酸エステルとしては、ホウ酸と好ましくは炭素数１〜６のアルキルアルコールとのエステル、より具体的には例えば、ホウ酸モノメチル、ホウ酸ジメチル、ホウ酸トリメチル、ホウ酸モノエチル、ホウ酸ジエチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸モノプロピル、ホウ酸ジプロピル、ホウ酸トリププロピル、ホウ酸モノブチル、ホウ酸ジブチル、ホウ酸トリブチル等が好適例として挙げられる。なお、ホウ素含有ポリブテニルコハク酸イミドにおけるホウ素含有量Ｂと窒素含有量Ｎとの質量比「Ｂ／Ｎ」は、通常０．１〜３であり、好ましくは、０．２〜１である。
【００４２】
また、上記含酸素有機化合物としては、具体的には、例えばぎ酸、酢酸、グリコール酸、プロピオン酸、乳酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ノナデカン酸、エイコサン酸等の炭素数１〜３０のモノカルボン酸や、シュウ酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数２〜３０のポリカルポン酸並びにこれらの無水物、又はエステル化合物、炭素数２〜６のアルキレンオキサイド、ヒドロキシ（ポリ）オキシアルキレンカーボネート等が挙げられる
【００４３】
なお、本発明に用いる潤滑油組成物において、ポリブテニルコハク酸イミド及び／又はその誘導体の含有量は、０．１〜１５％が望ましく、より望ましくは１．０〜１２％であることが好ましい。０．１％未満では清浄性効果に乏しくなることがあり、１５％を超えると含有量に見合う清浄性効果が得られにくく、抗乳化性が悪化し易い。
【００４４】
更にまた、本発明に用いる潤滑油組成物は、次の一般式（３）で表されるジチオリン酸亜鉛を含有することが好適である。
【００４５】
【化３】

【００４６】
上記式（３）中のＲ^４、Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７は、それぞれ別個に炭素数１〜２４の炭化水素基を示す。これら炭化水素基としては、炭素数１〜２４の直鎖状又は分枝状のアルキル基、炭素数３〜２４の直鎖状又は分枝状のアルケニル基、炭素数５〜１３のシクロアルキル基又は直鎖状若しくは分枝状のアルキルシクロアルキル基、炭素数６〜１８のアリール基又は直鎖状若しくは分枝状のアルキルアリール基、炭素数７〜１９のアリールアルキル基等のいずれかであることが望ましい。また、アルキル基やアルケニル基は、第１級、第２級及び第３級のいずれであってもよい。
【００４７】
上記Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ヘプチル基、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、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基等のアルキル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ブタジエニル基、ペンテニル基、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、オレイル基等のオクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基、ヘンイコセニル基、ドコセニル基、トリコセニル基、テトラコセニル基等のアルケニル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基、メチルシクロペンチル基、ジメチルシクロペンチル基、エチルシクロペンチル基、プロピルシクロペンチル基、エチルメチルシクロペンチル基、トリメチルシクロペンチル基、ジエチルシクロペンチル基、エチルジメチルシクロペンチル基、プロピルメチルシクロペンチル基、プロピルエチルシクロペンチル基、ジ−プロピルシクロペンチル基、プロピルエチルメチルシクロペンチル基、メチルシクロへキシル基、ジメチルシクロへキシル基、エチルシクロへキシル基、プロピルシクロへキシル基、エチルメチルシクロへキシル基、トリメチルシクロへキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、エチルジメチルシクロヘキシル基、プロピルメチルシクロヘキシル基、プロピルエチルシクロヘキシル基、ジ−プロピルシクロへキシル基、プロピルエチルメチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、ジメチルシクロヘプチル基、エチルシクロヘプチル基、プロピルシクロヘプチル基、エチルメチルシクロヘプチル基、トリメチルシクロヘプチル基、ジエチルシクロヘプチル基、エチルジメチルシクロヘプチル基、プロピルメチルシクロヘプチル基、プロピルエチルシクロヘプチル基、ジ−プロピルシクロヘプチル基、プロピルエチルメチルシクロヘプチ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、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、エチルメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、ブチルフェニル基、プロピルメチルフェニル基、ジエチルフェニル基、エチルジメチルフェニル基、テトラメチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基、ドデシルフェニ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、ジメチルベンジル基、フェネチル基、メチルフェネチル基、ジメチルフェネチル基等のアリールアルキル基、等が例示できる。
【００４８】
なお、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７がとり得る上記炭化水素基には、考えられる全ての直鎖状構造及び分枝状構造をが含まれ、また、アルケニル基の二重結合の位置、アルキル基のシクロアルキル基への結合位置、アルキル基のアリール基への結合位置、及びアリール基のアルキル基への結合位置は任意である。また、上記炭化水素基の中でも、その炭化水素基が、直鎖状又は分柱状の炭素数１〜１８のアルキル基である場合若しくは炭素数６〜１８のアリール基、又は直鎖状若しくは分枝状アルキルアリール基である場合が特に好ましい。
【００４９】
上記ジチオリン酸亜鉛の好適な具体例としては、例えば、ジイソプロピルジチオリン酸亜鉛、ジイソブチルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｓｅｃ−ブチルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｓｅｃ−ペンチルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｎ−ヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｓｅｃ−ヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジ−オクチルジチオリン酸亜鉛、ジ−２−エチルヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｎ−デシルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｎ−ドデシルジチオリン酸亜鉛、ジイソトリデシルジチオリン酸亜鉛、及びこれらの任意の組合せに係る混合物等が挙げられる。
【００５０】
また、上記ジチオリン酸亜鉛の含有量は、より高い摩擦低減効果を発揮させる観点から、潤滑油組成物全量基準且つリン元素換算量で、０．１％以下であることが好ましく、また０．０６％以下であることがより好ましく、更にはジチオリン酸亜鉛が含有されないことが特に好ましい。ジチオリン酸亜鉛の含有量がリン元素換算量で０．１％を超えると、ＤＬＣ部材と鉄基部材との摺動面における上記脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤や上記脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤の優れた摩擦低減効果が阻害されるおそれがある。
【００５１】
上記ジチオリン酸亜鉛の製造方法としては、従来方法を任意に採用することができ、特に制限されないが、具体的には、例えば、上記Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７に対応する炭化水素基を持つアルコール又はフェノールを五二硫化りんと反応させてジチオリン酸とし、これを酸化亜鉛で中和させることにより合成することができる。なお、上記ジチオリン酸亜鉛の構造は、使用する原料アルコールによって異なることは言うまでもない。
【００５２】
本発明においては、上記一般式（３）に包含される２種以上のジチオリン酸亜鉛を任意の割合で混合して使用することもできる。
【００５３】
上述のように、本発明のデファレンシャルユニットにおいて、潤滑油組成物は、硬質炭素薄膜で被覆した摺動接触面、すなわちデファレンシャルケース及びデファレンシャルギア（サイドギア，差動ピニオン）の少なくとも一方の摺動接触面、デファレンシャルギア及びワッシャ（サイドワッシャ，メートワッシャ）の少なくとも一方の摺動接触面、並びにデファレンシャルケース及びワッシャの少なくとも一方の摺動接触面に用いた場合に、極めて優れた低摩擦特性を示すものであるが、特にデファレンシャルユニット用潤滑油組成物として必要な性能を高める目的で、金属系清浄剤、酸化防止剤、粘度指数向上剤、他の無灰摩擦調整剤、他の無灰分散剤、磨耗防止剤若しくは極圧剤、防錆剤、非イオン系界面活性剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤等を単独で又は複数種を組合せて配合し、必要な性能を高めることができる。
【００５４】
上記金属系清浄剤としては、潤滑油用の金属系清浄剤として通常用いられる任意の化合物が使用できる。例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のスルホネート、フェネート、サリシレートナフテネート等を単独で又は複数種を組合せて使用できる。ここで、上記アルカリ金属としてはナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）等、上記アルカリ土類金属としてはカルシウム（Ｃａ）やマグネシウム（Ｍｇ）等が例示できる。また、具体的な好適例としては、Ｃａ又はＭｇのスルフォネート、フェネート及びサリシレートが挙げられる。
【００５５】
なお、これら金属系清浄剤の全塩基価及び添加量は、要求される潤滑油の性能に応じて任意に選択できる。通常、全塩基価は、過塩素酸法で０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇ、望ましくは１５０〜４００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、その添加量は潤滑油組成物全量基準で、通常０．１〜１０％である。
【００５６】
また、上記酸化防止剤としては、潤滑油用の酸化防止剤として通常用いられる任意の化合物を使用できる。例えば、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート等のフェノール系酸化防止剤、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、アルキルジフェニルアミン等のアミン系酸化防止剤、並びにこれらの任意の組合せに係る混合物等が挙げられる。また、かかる酸化防止剤の添加量は、潤滑油組成物全量基準で、通常０．０１〜５％である。
【００５７】
更に、上記粘度指数向上剤としては、具体的には、各種メタクリル酸エステルから選ばれる１種又は２種以上のモノマーの共重合体やその水添物等のいわゆる非分散型粘度指数向上剤、及び更に窒素化合物を含む各種メタクリル酸エステルを共重合させたいわゆる分散型粘度指数向上剤等が例示できる。また、他の粘度指数向上剤の具体例としては、非分散型又は分散型エチレン−α−オレフィン共重合体（α−オレフィンとしては、例えばプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン等）及びその水素化物、ポリイソブチレン及びその水添物、スチレン−ジエン水素化共重合体、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体、並びにポリアルキルスチレン等も例示できる。
【００５８】
これら粘度指数向上剤の分子量は、せん断安定性を考慮して選定することが必要である。具体的には、粘度指数向上剤の数平均分子量は、例えば分散型及び非分散型ポリメタクリレートでは５０００〜１００００００、好ましくは１０００００〜８０００００がよく、ポリイソブチレン又はその水素化物では８００〜５０００、エチレン−α−オレフィン共重合体又はその水素化物では８００〜３０００００、好ましくは１００００〜２０００００がよい。また、かかる粘度指数向上剤は、単独で又は複数種を任意に組合せて含有させることができるが、通常その含有量は、潤滑油組成物基準で０．１〜４０．０％であることが望ましい。
【００５９】
更にまた、他の無灰摩擦調整剤としては、ホウ酸エステル、高級アルコール、脂肪族エーテル等の無灰摩擦調整剤、ジチオリン酸モリブデン、ジチオカルバミン酸モリブデン、二硫化モリブデン等の金属系摩擦調整剤等が挙げられ、他の無灰分散剤としては、数平均分子量が９００〜３５００のポリブテニル基を有するポリブテニルベンジルアミン、ポリブテニルアミン、数平均分子量が９００未満のポリブテニル基を有するポリブテニルコハク酸イミド等及びそれらの誘導体等が挙げられる。
【００６０】
更にまた、上記磨耗防止剤又は極圧剤としては、ジスルフィド、硫化油脂、硫化オレフィン、炭素数２〜２０の炭化水素基を１〜３個含有するリン酸エステル、チオリン酸エステル、亜リン酸エステル、チオ亜リン酸エステル及びこれらのアミン塩等が挙げられる。
【００６１】
更にまた、上記防錆剤としては、アルキルベンゼンスルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル等が挙げられ、上記非イオン系界面活性剤及び抗乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
【００６２】
更にまた、上記金属不活性化剤としては、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、チアジアゾール、ベンゾトリアゾール、チアジアゾール等が挙げられ、上記消泡剤としては、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
【００６３】
なお、これら添加剤を本発明の潤滑油組成物に含有させる場合には、その含有量は、潤滑油組成物全量基準で、他の摩擦調整剤、他の無灰分散剤、磨耗防止剤又は極圧剤、防錆剤、及び抗乳化剤については０．０１〜５％、金属不活性剤については０．００５〜１％、消泡剤については０．０００５〜１％の範囲から適宜選択できる。
【００６４】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に具体的に説明するが、本発明は、これら実施例のみに限定されるものではない。
【００６５】
実施例１〜１０、参考例１及び比較例１〜６では、デファレンシャルケース、デファレンシャルギア及びワッシャに相当するピン状の試料と、その摺動相手部材であるリング状の摺動相手試料を用意し、これらの基材の材料、表面処理、表面処理の膜厚及び摺動接触面の面粗度を異ならせ、また、実施例１〜１０及び参考例１では、ＤＬＣ薄膜の水素含有量を異ならせた。
【００６６】
ここで、実施例１〜１０、参考例１及び比較例１〜６、並びに後記する実施例１１，１２及び比較例７に用いた潤滑油の組成は表１の通りである。
潤滑油Ａ：実施例１〜３，６，９，１０〜１２，比較例１〜７
潤滑油Ｂ：実施例４，７，８，参考例１
潤滑油Ｃ：実施例５
【００６７】
【表１】

【００６８】
次に、ＪＩＳＤ４４１１に準処して、定速式摩擦試験機において、試料（ピン）と摺動相手試料（リング）を用いたピン−オン−リングによる摩擦試験を行った。この試験は、摺動相手試料に対して試料を一定荷重で押付けるとともにリングを定速度で回転させて摩擦力を測定するものである。そして、測定した摩擦力や試験前後に行った試料の厚さ及び重量の測定結果に基づいて摩擦係数を求めて、比較例１を『１．００』として実施例１〜１０、参考例１及び比較例２〜６の摩擦係数低減比を求めた。その結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】

【００７０】
表２に示すように、実施例１〜１０については、ＤＬＣ薄膜の形成により、比較例１〜６のいずれに対しても摩擦係数が明らかに低減されたものとなり、とくに、試料及び摺動相手試料の両方にＤＬＣ薄膜を形成した実施例１及び２については、摩擦係数の大幅な低減を確認することができた。
【００７１】
実施例１１及び１２並びに比較例７では、デファレンシャルケース、デファレンシャルギア及びワッシャを備えたデファレンシャルユニットを用意し、実施例１１及び１２では、ワッシャの両側の摺動接触面にＤＬＣ薄膜を形成した。さらに、添加油中の添加剤としては、エステル系摩擦調整剤であるグリセリンモノオレートを用いた。そして、各例について直進走行性改善率を求めた。
【００７２】
上記の直進走行性改善率を求めるには、直進走行を想定した入力をデファレンシャルユニットに負荷するとともに左右両輪のトルクを測定し、これにより左右両輪へのトルク分配率を求める。そして、左右両輪のトルク分配率が均等になる理想状態に対して、比較例７のトルク分配率のずれ量の絶対値を基準値とし、実施例１１及び１２について、基準値に対する改善率を算出した。この改善率は、Ｔ０を比較例７のトルク分配率のずれとし、Ｔ１を実施例のトルク分配率のずれとした場合、〔（Ｔ０−Ｔ１）／Ｔ０〕×１００（％）で求められる。その結果を表３に示す。
【００７３】
【表３】

【００７４】
表３に示すように、１１及び１２については、比較例７に対して、直進走行性が明らかに改善されていることを確認した。これは、ワッシャに形成したＤＬＣ薄膜によって摺動接触部分でのフリクションが大幅に低減され、これにより左右両輪のトルク分配率が均等に近くなったことを示している。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のデファレンシャルユニットによれば、脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤、並びに組成物全量基準且つリン元素換算量で、０．１％以下のジチオリン酸亜鉛を含有する潤滑油と、硬質炭素薄膜との組み合わせにより、上記調整剤の摩擦低減効果を損なうことなく優れた低摩擦特性が得られることとなり、デファレンシャルケース、デファレンシャルギア及びワッシャといった部品同士の摺動接触部分において、耐スカッフ性及び耐摩耗性を高めてフリクションを大幅に低減することができ、しかも、硬質炭素薄膜の水素原子の含有量を１０．０原子％以下とすることで、摩擦低減効果がより高められ、これにより左右両輪への均等なトルク伝達を可能にして、車両の直進安定性を高めることができるという優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるデファレンシャルユニットの一実施形態を説明する断面図である。
【図２】サイドワッシャの正面図（ａ）、サイドワッシャ及びサイドギアを示す断面図（ｂ）である。
【図３】メートワッシャ及び差動ピニオンを示す断面図である。
【符号の説明】
１デファレンシャルケース
２サイドギア（デファレンシャルギア）
３差動ピニオン（デファレンシャルギア）
３ａ摺動接触面
６サイドワッシャ
６ａ６ｂ摺動接触面
７メートワッシャ
７ａ７ｂ摺動接触面
２０硬質炭素薄膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a differential unit of an automobile, and more particularly to a differential unit in which scuff resistance and wear resistance are maintained at a portion that is in sliding contact in the presence of lubricating oil.
[0002]
[Prior art]
As is well known, a differential unit of an automobile has a structure in which a differential case contains a plurality of differential gears, that is, a plurality of differential pinions that engage between left and right side gears and the side gears, and a driving force is input. It rotates together with the ring gear to change the rotation speed of both the left and right wheels when the vehicle turns, and transmits an equal torque to both wheels to make smooth running.
[0003]
The differential case is made of, for example, spheroidal graphite cast iron (JIS G5502), and the differential gear is made of, for example, a structural steel (JIS G4052). In addition, a washer made of, for example, carbon steel (JIS G4051) or carbon tool steel (JIS G4401) is interposed between the differential case and the differential gear.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the differential unit as described above, there are many sliding contact portions such as between the differential case and the differential gear, between the differential gear and the washer, and between the differential case and the washer. Friction occurs at the sliding contact part. Conventionally, since the above-described friction may hinder uniform torque transmission to the left and right wheels, further improvement has been demanded in order to reduce the friction at the sliding contact portion.
[0005]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and a differential unit capable of realizing a significant reduction in friction at a sliding contact portion between components such as a differential case, a differential gear, and a washer. It is intended to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The differential unit of the present invention has a hydrogen atom content on the sliding contact surface of at least one of the differential case and the differential gear at a portion where the differential case and the differential gear are in sliding contact in the presence of lubricating oil. Forming a hard carbon thin film of 10.0 atomic% or lessThe lubricating oil contains a fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or an aliphatic amine-based ashless friction modifier, and is 0.1% or less dithiophosphorus based on the total amount of the composition and in terms of phosphorus element. Contains zinc acidAs a result, the hardness of the sliding contact surface is made sufficiently high to improve the scuffing resistance and wear resistance, thereby realizing a significant reduction in friction.
[0007]
  Further, the differential unit of the present invention is configured such that, in the presence of lubricating oil, the differential gear and at least one of the differential gear and the washer slide at a portion where the differential case and the washer interposed between the differential case and the differential gear are in sliding contact. A hard carbon thin film having a hydrogen atom content of 10.0 atomic% or less is formed on the dynamic contact surface.The lubricating oil contains a fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or an aliphatic amine-based ashless friction modifier, and is 0.1% or less dithiophosphorus based on the total amount of the composition and in terms of phosphorus element. Contains zinc acidAs a result, the hardness of the sliding contact surface is made sufficiently high to improve the scuffing resistance and wear resistance, thereby realizing a significant reduction in friction.
[0008]
  Further, the differential unit according to the present invention is configured such that, in the presence of lubricating oil, the differential case and the washer interposed between the differential case and the differential gear are in sliding contact with at least one of the differential case and the washer. A hard carbon thin film with a hydrogen atom content of 10.0 atomic% or less is formed on the dynamic contact surface.The lubricating oil contains a fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or an aliphatic amine-based ashless friction modifier, and is 0.1% or less dithiophosphorus based on the total amount of the composition and in terms of phosphorus element. Contains zinc acidAs a result, the hardness of the sliding contact surface is made sufficiently high to improve the scuffing resistance and wear resistance, thereby realizing a significant reduction in friction.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In the present specification, “%” indicates mass percentage unless otherwise specified.
[0010]
The differential unit of the automobile shown in FIG. 1 accommodates a pair of left and

right side gears

2 and 2 and a plurality of differential pinions 3 engaged between the side gears 2 as a differential gear in a differential case 1. Each side gear 2 is connected to side flanges 4 and 4 on the left and right axle sides, and the differential pinion 3 is rotatably attached to a mate shaft 5 provided in the differential case 1.
[0011]
Further, a side washer 6 is interposed between the differential case 1 and the side gear 2 as shown in FIG. 2, and between the differential case 1 and the differential pinion 3, as shown in FIG. A spherical mate washer 7 is interposed. Further, a ring gear 8 is fixed to the differential case 1 coaxially with the side flange 4, and a drive pinion 10 connected to a drive shaft 9 which is an engine output shaft or a propeller shaft is connected to the ring gear 8. Is engaged.
[0012]
The differential case 1 and the

gears

2, 3, 8, 10 are accommodated in a housing 11. Although the housing portion of the differential gear is sometimes referred to as a housing, the housing portion of the differential gear is referred to as the differential case 1 in the present invention.
[0013]
When the vehicle is traveling, that is, when the rotation of the drive shaft 9 is transmitted to the axle side via the drive pinion 10 and the ring gear 8, the differential case 1 rotates with the ring gear 8. When the vehicle turns, the differential case 1 rotates in the forward direction, whereas the left and

right side gears

2 and 2 are in a reverse rotation relationship with each other due to the engagement of the common differential pinion 3. The rotation speed of both wheels will be changed.
[0014]
Here, when the differential unit is driven as described above, the differential case 1 and the differential gear (side gear 2, differential pinion 3) are in sliding contact in the presence of lubricating oil, and in particular, the differential gear (side gear). 2, the differential pinion 3) and the washer (side washer 6, mate washer 7) are in sliding contact, and the differential case 1 and the washer (side washer 6, mate washer 7) are in sliding contact.
[0015]
Therefore, in the differential unit according to the present invention, the hard carbon thin film 20 is provided on at least one of the sliding

contact surfaces

2a and 3a of the differential case 1 and the sliding

contact surfaces

2a and 3a of the differential gear (2, 3). In particular, the hard carbon thin film is formed on at least one of the sliding

contact surfaces

2a, 3a of the differential gear (2, 3) and the sliding

contact surfaces

6a, 7a of the washers (6, 7). 20, and the hard carbon thin film 20 is formed on at least one of the sliding contact surfaces 1 b of the differential case 1 and the sliding

contact surfaces

6 b and 7 b of the washers (6, 7). .
[0016]
As a result, in the differential unit, the hardness of the sliding contact surface is made sufficiently high to improve the scuff resistance and wear resistance, thereby realizing a significant reduction in friction. Thus, by greatly reducing the friction of the sliding contact portion, torque transmission to both the left and right wheels becomes uniform, and the straight running stability of the vehicle can be improved.
[0017]
The hard carbon thin film is desirably a DLC thin film (diamond-like carbon thin film) formed by various PVD methods, specifically, an arc ion plating method. This DLC thin film is an amorphous material mainly composed of carbon element, and specifically, a-C (amorphous carbon) composed only of carbon element, aC: H (hydrogen amorphous containing hydrogen). Carbon), and MeC (metal carbon or metal carbide) partially containing metal elements such as titanium (Ti) and molybdenum (Mo). From the viewpoint of exerting a significant friction reducing effect, the hydrogen content is Less is preferable,In the present inventionHydrogen atom contentThe10.0 atomic% or lessAndMore preferably, an a-C (amorphous carbon) material having a hydrogen atom content of 1.0 atomic% or less and further not containing hydrogen can be suitably used. It is preferable to set it to -1.5 micrometers.
[0018]
Here, when the surface roughness of the base material of the differential case, differential gear and washer made of iron material, that is, the surface roughness of the sliding contact surface before the coating of the hard carbon thin film exceeds 0.08 μm, the hard carbon Protrusions caused by the roughness of the thin film surface increase the local contact area with the sliding partner.Thin filmThe surface roughness of the sliding contact surface before coating the hard carbon thin film is preferably 0.08 μm or less in terms of Ra, and more preferably sliding before coating the hard carbon thin film. The surface roughness of the contact surface is set to 0.03 μm or less in terms of Ra. Moreover, the hard carbon thin film is not formedOf the sliding mating memberAs described above, the surface roughness of the sliding contact surface can be set to 0.08 μm or less in terms of Ra.Thin filmThis is effective in preventing cracking.
[0019]
Next, the lubricating oil composition used in the present invention will be described in detail. This lubricating oil composition comprises a lubricating base oil containing a fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or an aliphatic amine-based ashless friction modifier.
[0020]
The lubricating base oil is not particularly limited, and any type of base oil can be used as long as it is normally used as a base oil of a lubricating oil composition, such as mineral oil, synthetic oil, fats and oils, and mixtures thereof. be able to.
[0021]
As mineral oil, specifically, lubricating oil fraction obtained by atmospheric distillation and vacuum distillation of crude oil can be desolvated, solvent extraction, hydrocracking, solvent dewaxing, hydrorefining, sulfuric acid washing, clay treatment Paraffinic or naphthenic oils or normal paraffins, etc., which are refined by appropriately combining purification treatments such as the above, can be used, and those that have been subjected to solvent purification and hydrorefining treatment are common, but the aromatic content is further reduced It is more preferable to use an advanced hydrocracking process or GTL Wax (gas tow liquid wax) produced by isomerization.
[0022]
Specific examples of synthetic oils include poly-α-olefins (eg, 1-octene oligomers, 1-decene oligomers, ethylene-propylene oligomers), poly-α-olefin hydrides, isobutene oligomers, and isobutene oligomers. Hydride, isoparaffin, alkylbenzene, alkylnaphthalene, diester (eg, ditridecyl glutarate, dioctyl adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, dioctyl sebacate, etc.), polyol ester (eg, trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane pelargol And trimethylolpropane esters such as trimethylolpropane isostearinate; pentaerythritol 2-ethylhexanoate, pentaerythritol Pentaerythritol esters such as largonate), polyoxyalkylene glycols, dialkyldiphenyl ethers, polyphenyl ethers and the like. Among them, preferred examples include poly-α-olefins such as 1-octene oligomers and 1-decene oligomers or hydrides thereof.
[0023]
The base oil of the lubricating oil composition used in the present invention is composed of two or more mineral base oils or two or more synthetic base oils, in addition to using a mineral base oil or a synthetic base oil alone or in combination. It can be a mixture. Further, the mixing ratio of two or more kinds of base oils in the above mixture is not particularly limited and can be arbitrarily selected.
[0024]
The sulfur content in the lubricating base oil is not particularly limited, but is preferably 0.2% or less, more preferably 0.1% or less, and even more preferably 0.05% or less, based on the total amount of the base oil. Preferably there is. In particular, since the sulfur content of hydrorefined mineral oil or synthetic base oil is 0.005% or less, or contains substantially no sulfur content (5 ppm or less), these are preferably used as the base oil.
[0025]
Further, the aromatic content in the lubricating base oil is not particularly limited, but the total aromatic content is 15% or less in order to maintain a low friction characteristic for a long time as a lubricating oil composition for a differential unit. Preferably, it is 10% or less, more preferably 5% or less. That is, when the total aromatic content of the lubricating base oil exceeds 15%, the oxidation stability is inferior, which is not preferable.
[0026]
In addition, the total aromatic content said here means the aromatic fraction content measured based on the method prescribed | regulated to ASTMD2549.
[0027]
The kinematic viscosity of the lubricating base oil is not particularly limited, but when used as a lubricating oil composition for a differential unit, the kinematic viscosity at 100 ° C. is 2 mm.²/ S or more, more preferably 3 mm²/ S or more. On the other hand, the kinematic viscosity is 20 mm.²/ Mm or less, preferably 10 mm²/ S or less, especially 8mm²/ S or less is preferable. The kinematic viscosity of the lubricating base oil at 100 ° C is 2 mm²If it is less than / s, sufficient wear resistance cannot be obtained, and in addition, evaporation characteristics may be inferior, which is not preferable. On the other hand, the kinematic viscosity of the lubricating base oil at 100 ° C. is 20 mm.²When it exceeds / s, low friction performance is hardly exhibited and low temperature performance may be deteriorated, which is not preferable. In the present invention, a mixture of any two or more base oils selected from the above base oils can be used, and the base oil alone is used as long as the kinematic viscosity at 100 ° C. falls within the above preferred range. Even if the kinematic viscosity is other than the above, it can be used.
[0028]
Further, the viscosity index of the lubricating base oil is not particularly limited, but is preferably 80 or more, more preferably 100 or more, particularly when used as a lubricating oil composition for a differential unit. 120 or more. By increasing the viscosity index of the lubricating base oil, it is possible to obtain a lubricating oil composition for a differential unit with less oil consumption and excellent low-temperature viscosity characteristics.
[0029]
The fatty acid ester ashless friction modifier and / or the aliphatic amine ashless friction modifier is a straight chain having 6 to 30 carbon atoms, preferably 8 to 24 carbon atoms, and particularly preferably 10 to 20 carbon atoms. Or the fatty acid ester which has a branched hydrocarbon group, a fatty-acid amine compound, and these arbitrary mixtures can be mentioned. When the carbon number is outside the range of 6 to 30, there is a possibility that the friction reducing effect cannot be obtained sufficiently.
[0030]
Specific examples of the straight chain or branched hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group. Group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, henocosyl group, docosyl group, tricosyl group, tetracosyl group, pentacosyl group, hexacosyl group, heptacosyl group, octacosyl group, nonacosyl group, triaconyl group, etc. Alkyl group, hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, nonenyl group, decenyl group, undecenyl group, dodecenyl group, tridecenyl group, tetradecenyl group, pentadecenyl group, hexadecenyl group, heptadecenyl group, octadecenyl group, nonadecenyl group, icosenyl group, N'ikoseniru group include docosenyl, tricosenyl group, tetracosenyl group, Pentakoseniru group, Hekisakoseniru group, Heputakoseniru group, Okutakoseniru group, Nonakoseniru group, an alkenyl group such as tri container group. The alkyl group and alkenyl group include all possible linear structures and branched structures, and the position of the double bond in the alkenyl group is arbitrary.
[0031]
Moreover, as said fatty acid ester, the ester of the fatty acid which has this C6-C30 hydrocarbon group, and aliphatic monohydric alcohol or aliphatic polyhydric alcohol etc. can be illustrated, Specifically, glycerol monooleate, Particularly preferred examples include glycerine diolate, sorbitan monooleate, sorbitan diolate, and the like.
[0032]
Examples of the aliphatic amine compound include aliphatic monoamines or their alkylene oxide adducts, aliphatic polyamines, imidazoline compounds, and derivatives thereof. Specifically, fats such as laurylamine, lauryldiethylamine, lauryldiethanolamine, dodecyldipropanolamine, palmitylamine, stearylamine, stearyltetraethylenepentamine, oleylamine, oleylpropylenediamine, oleyldiethanolamine, N-hydroxyethyloleylimidazoline, etc. Amine alkylene compounds, amine alkylene oxide adducts such as N, N-dipolyoxyalkylene-N-alkyl (or alkenyl) (carbon number 6 to 28) of these aliphatic amine compounds, carbon numbers in these aliphatic amine compounds Residual amino group and / or imino by reacting 2-30 monocarboxylic acid (fatty acid, etc.) or polycarboxylic acid having 2-30 carbon atoms such as oxalic acid, phthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, etc. Base Some or amidated or neutralize all, so-called acid-modified compounds, and the like. Preferable examples include N, N-dipolyoxyethylene-N-oleylamine.
[0033]
The content of the fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or the aliphatic amine-based ashless friction modifier contained in the lubricating oil composition used in the present invention is 0.05 to It is preferably 3.0%, more preferably 0.1 to 2.0%, particularly preferably 0.5 to 1.4%. If the content is less than 0.05%, the friction reducing effect tends to be small, and if it exceeds 3.0%, the solubility and storage stability in the lubricating oil are significantly deteriorated, and precipitates are likely to be generated. It is not preferable.
[0034]
On the other hand, the lubricating oil composition used in the present invention preferably contains polybutenyl succinimide and / or a derivative thereof. Examples of the polybutenyl succinimide include the following general formula (1) and The compound represented by (2) is mentioned.
[0035]
[Chemical 1]

[0036]
[Chemical 2]

[0037]
PIB in these general formulas represents a polybutenyl group, and the number average molecular weight obtained by polymerizing a high purity isobutene or a mixture of 1-butene and isobutene with a boron fluoride catalyst or an aluminum chloride catalyst is 900 to 3500, preferably Obtained from 1000-2000 polybutene. When the number average molecular weight is less than 900, the cleanability effect tends to be poor, and when it exceeds 3500, the low temperature fluidity tends to be poor.
[0038]
Further, n in the above general formula is preferably an integer of 1 to 5, more preferably an integer of 2 to 4, from the viewpoint of excellent cleanliness. Further, the polybutene is used to remove a trace amount of fluorine and chlorine remaining due to a catalyst in the production process by an appropriate method such as an adsorption method or sufficient water washing, and is preferably 50 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and particularly preferably 1 ppm. It is also possible to use after removing to the following.
[0039]
Furthermore, the method for producing the polybutenyl succinimide is not particularly limited. For example, the polybutene chlorinated product or polybutene from which chlorine or fluorine is sufficiently removed and maleic anhydride are reacted at 100 to 200 ° C. The polybutenyl succinic acid thus obtained can be obtained by reacting with polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine and the like.
[0040]
On the other hand, as a derivative of the polybutenyl succinimide, a boron compound or an oxygen-containing organic compound is allowed to act on the compound represented by the general formula (1) or (2), thereby remaining amino groups and / or Examples thereof include so-called boron-modified or acid-modified compounds in which part or all of the imino group is neutralized or amidated. Among them, boron-containing polybutenyl succinimide, particularly boron-containing bispolybutenyl succinimide is most preferable.
[0041]
Examples of the boron compound include boric acid, borates, and borate esters. Specifically, examples of the boric acid include orthoboric acid, metaboric acid, and tetraboric acid. Moreover, as said borate, ammonium borate, such as ammonium salt etc., specifically, for example, ammonium metaborate, ammonium tetraborate, ammonium pentaborate, ammonium octaborate, etc. are mentioned as a suitable example. As the boric acid ester, an ester of boric acid and preferably an alkyl alcohol having 1 to 6 carbon atoms, more specifically, for example, monomethyl borate, dimethyl borate, trimethyl borate, monoethyl borate, boric acid Preferred examples include diethyl, triethyl borate, monopropyl borate, dipropyl borate, triplypropyl borate, monobutyl borate, dibutyl borate, tributyl borate and the like. In addition, the mass ratio “B / N” of the boron content B and the nitrogen content N in the boron-containing polybutenyl succinimide is usually 0.1 to 3, preferably 0.2 to 1. .
[0042]
Specific examples of the oxygen-containing organic compound include formic acid, acetic acid, glycolic acid, propionic acid, lactic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecyl. C1-C30 monocarboxylic acids such as acid, lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, oleic acid, nonadecanoic acid, eicosanoic acid, oxalic acid, phthalic acid, C2-C30 polycarponic acid such as trimellitic acid and pyromellitic acid and their anhydrides or ester compounds, C2-C6 alkylene oxide, hydroxy (poly) oxyalkylene carbonate, etc.
[0043]
In the lubricating oil composition used in the present invention, the content of polybutenyl succinimide and / or its derivative is desirably 0.1 to 15%, and more desirably 1.0 to 12%. preferable. If it is less than 0.1%, the cleaning effect may be poor, and if it exceeds 15%, it is difficult to obtain a cleaning effect corresponding to the content, and the demulsibility tends to deteriorate.
[0044]
Furthermore, the lubricating oil composition used in the present invention preferably contains zinc dithiophosphate represented by the following general formula (3).
[0045]
[Chemical Formula 3]

[0046]
R in the above formula (3)⁴, R⁵, R⁶And R⁷Each independently represents a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms. Examples of these hydrocarbon groups include linear or branched alkyl groups having 1 to 24 carbon atoms, linear or branched alkenyl groups having 3 to 24 carbon atoms, and cycloalkyl groups having 5 to 13 carbon atoms. Or a linear or branched alkylcycloalkyl group, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, a linear or branched alkylaryl group, an arylalkyl group having 7 to 19 carbon atoms, or the like. It is desirable. The alkyl group or alkenyl group may be any of primary, secondary, and tertiary.
[0047]
R above⁴, R⁵, R⁶And R⁷Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group , Pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, heicosyl group, docosyl group, alkyl group such as tricosyl group, tetracosyl group, propenyl group, isopropenyl group, butenyl group, butadienyl group, pentenyl group Hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, nonenyl group, decenyl group, undecenyl group, dodecenyl group, tridecenyl group, tetradecenyl group, pentadecenyl group, hexadecenyl group, heptadecenyl group, oleyl group octadecenyl group, nonadecenyl group, icosenyl group , Alkenyl groups such as henicosenyl group, dococenyl group, tricocenyl group, tetracocenyl group, cycloalkyl group such as cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, methylcyclopentyl group, dimethylcyclopentyl group, ethylcyclopentyl group, propylcyclopentyl group, Ethylmethylcyclopentyl group, trimethylcyclopentyl group, diethylcyclopentyl group, ethyldimethylcyclopentyl group, propylmethylcyclopentyl group, propylethylcyclopentyl group, di-propylcyclopentyl group, propylethylmethylcyclopentyl group, methylcyclohexyl group, dimethylcyclohexyl group , Ethylcyclohexyl group, propylcyclohexyl group, ethylmethylcyclohexyl group, trimethylcyclohexyl group, Ethylcyclohexyl group, ethyldimethylcyclohexyl group, propylmethylcyclohexyl group, propylethylcyclohexyl group, di-propylcyclohexyl group, propylethylmethylcyclohexyl group, methylcycloheptyl group, dimethylcycloheptyl group, ethylcycloheptyl group, propylcyclohexane Heptyl group, ethylmethylcycloheptyl group, trimethylcycloheptyl group, diethylcycloheptyl group, ethyldimethylcycloheptyl group, propylmethylcycloheptyl group, propylethylcycloheptyl group, di-propylcycloheptyl group, propylethylmethylcycloheptyl group Alkylcycloalkyl groups such as phenyl groups, aryl groups such as phenyl groups and naphthyl groups, tolyl groups, xylyl groups, ethylphenyl groups, propylphenyl groups, Rumethylphenyl, trimethylphenyl, butylphenyl, propylmethylphenyl, diethylphenyl, ethyldimethylphenyl, tetramethylphenyl, pentylphenyl, hexylphenyl, heptylphenyl, octylphenyl, nonylphenyl Illustrative examples include alkylaryl groups such as benzyl, methylbenzyl, dimethylbenzyl, phenethyl, methylphenethyl, and dimethylphenethyl, etc., alkylaryl groups such as decylphenyl, undecylphenyl, and dodecylphenyl it can.
[0048]
R⁴, R⁵, R⁶And R⁷The hydrocarbon groups that can be taken include all possible straight chain structures and branched structures, and also the position of the double bond of the alkenyl group, the position of the bond of the alkyl group to the cycloalkyl group, The bonding position of the alkyl group to the aryl group and the bonding position of the aryl group to the alkyl group are arbitrary. Further, among the hydrocarbon groups, when the hydrocarbon group is a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, or a linear or branched group Particularly preferred is a linear alkylaryl group.
[0049]
Preferred examples of the zinc dithiophosphate include, for example, zinc diisopropyldithiophosphate, zinc diisobutyldithiophosphate, zinc di-sec-butyldithiophosphate, zinc di-sec-pentyldithiophosphate, zinc di-n-hexyldithiophosphate. , Zinc di-sec-hexyldithiophosphate, zinc di-octyldithiophosphate, zinc di-2-ethylhexyldithiophosphate, zinc di-n-decyldithiophosphate, zinc di-n-dodecyldithiophosphate, zinc diisotridecyldithiophosphate , And mixtures of these arbitrary combinations.
[0050]
Further, the content of the zinc dithiophosphate is preferably 0.1% or less in terms of the total amount of the lubricating oil composition and in terms of phosphorus element, from the viewpoint of exerting a higher friction reduction effect, and 0.06. % Or less is more preferable, and it is particularly preferable that zinc dithiophosphate is not contained. When the zinc dithiophosphate content exceeds 0.1% in terms of phosphorus element, the fatty acid ester-based ashless friction modifier and the aliphatic amine-based ashless friction on the sliding surface between the DLC member and the iron base member There exists a possibility that the outstanding friction reduction effect of a regulator may be inhibited.
[0051]
As a method for producing the zinc dithiophosphate, a conventional method can be arbitrarily adopted, and is not particularly limited.⁴, R⁵, R⁶And R⁷It can be synthesized by reacting an alcohol or phenol having a hydrocarbon group corresponding to with phosphorus pentasulfide to dithiophosphoric acid and neutralizing it with zinc oxide. In addition, it cannot be overemphasized that the structure of the said zinc dithiophosphate changes with raw material alcohol to be used.
[0052]
In the present invention, two or more kinds of zinc dithiophosphates included in the general formula (3) may be mixed and used at an arbitrary ratio.
[0053]
As described above, in the differential unit of the present invention, the lubricating oil composition has a sliding contact surface coated with a hard carbon thin film, that is, at least one sliding contact surface of the differential case and the differential gear (side gear, differential pinion). When used on at least one sliding contact surface of differential gears and washers (side washers, mate washers) and at least one sliding contact surface of differential cases and washers, it exhibits extremely excellent low friction characteristics. There are metal detergents, antioxidants, viscosity index improvers, other ashless friction modifiers, other ashless dispersants, and wear prevention, especially for the purpose of enhancing the performance required as a lubricating oil composition for differential units. Agent or extreme pressure agent, rust inhibitor, nonionic surfactant, demulsifier, metal inactive Agent, a defoaming agent or the like blended alone or in combination of plural kinds, it is possible to increase the required performance.
[0054]
As said metallic detergent, the arbitrary compounds normally used as a metallic detergent for lubricating oil can be used. For example, alkali metal or alkaline earth metal sulfonates, phenates, salicylate naphthenates and the like can be used alone or in combination. Here, examples of the alkali metal include sodium (Na) and potassium (K), and examples of the alkaline earth metal include calcium (Ca) and magnesium (Mg). Specific preferred examples include Ca or Mg sulfonates, phenates and salicylates.
[0055]
In addition, the total base number and addition amount of these metal detergents can be arbitrarily selected according to the required performance of the lubricating oil. Usually, the total base number is 0 to 500 mgKOH / g, desirably 150 to 400 mgKOH / g by the perchloric acid method, and the addition amount is usually 0.1 to 10% based on the total amount of the lubricating oil composition.
[0056]
Further, as the antioxidant, any compound usually used as an antioxidant for lubricating oil can be used. For example, phenolic antioxidants such as 4,4′-methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol), octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, phenyl Examples thereof include amine-based antioxidants such as -α-naphthylamine, alkylphenyl-α-naphthylamine, and alkyldiphenylamine, as well as mixtures according to any combination thereof. Moreover, the addition amount of this antioxidant is 0.01 to 5% normally on the basis of the total amount of the lubricating oil composition.
[0057]
Furthermore, as the above viscosity index improver, specifically, a so-called non-dispersion type viscosity index improver such as a copolymer of one or more monomers selected from various methacrylic acid esters and hydrogenated products thereof, Furthermore, a so-called dispersion type viscosity index improver obtained by copolymerizing various methacrylic acid esters containing a nitrogen compound can be exemplified. Specific examples of other viscosity index improvers include non-dispersed or dispersed ethylene-α-olefin copolymers (for example, propylene, 1-butene, 1-pentene and the like as α-olefins) and hydrogen thereof. Examples thereof include a compound, polyisobutylene and a hydrogenated product thereof, a styrene-diene hydrogenated copolymer, a styrene-maleic anhydride ester copolymer, and a polyalkylstyrene.
[0058]
The molecular weight of these viscosity index improvers needs to be selected in consideration of shear stability. Specifically, the number average molecular weight of the viscosity index improver is, for example, 5,000 to 1,000,000, preferably 100,000 to 800,000 for dispersed and non-dispersed polymethacrylates, 800 to 5,000 for polyisobutylene or a hydride thereof, ethylene- In the case of an α-olefin copolymer or a hydride thereof, 800 to 300,000, preferably 10,000 to 200,000 is preferable. In addition, the viscosity index improver can be contained alone or in any combination of two or more, but the content is usually 0.1 to 40.0% based on the lubricating oil composition. desirable.
[0059]
Furthermore, other ashless friction modifiers include ashless friction modifiers such as boric acid esters, higher alcohols, aliphatic ethers, metal friction modifiers such as molybdenum dithiophosphate, molybdenum dithiocarbamate, and molybdenum disulfide. Examples of other ashless dispersants include polybutenylbenzylamine having a polybutenyl group having a number average molecular weight of 900 to 3,500, polybutenylamine, and polybutenyl succinic acid having a polybutenyl group having a number average molecular weight of less than 900. Examples thereof include acid imides and derivatives thereof.
[0060]
Furthermore, as the antiwear agent or extreme pressure agent, disulfide, sulfurized fat, sulfurized olefin, phosphate ester containing 1 to 3 hydrocarbon groups having 2 to 20 carbon atoms, thiophosphate ester, phosphite ester , Thiophosphite esters and amine salts thereof.
[0061]
Furthermore, examples of the rust inhibitor include alkyl benzene sulfonate, dinonyl naphthalene sulfonate, alkenyl succinate, polyhydric alcohol ester, and the like. Examples include polyalkylene glycol nonionic surfactants such as oxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, and polyoxyethylene alkyl naphthyl ether.
[0062]
Furthermore, examples of the metal deactivator include imidazoline, pyrimidine derivatives, thiadiazole, benzotriazole, thiadiazole and the like, and examples of the antifoaming agent include silicone, fluorosilicone, fluoroalkyl ether and the like.
[0063]
When these additives are contained in the lubricating oil composition of the present invention, the content is based on the total amount of the lubricating oil composition, and other friction modifiers, other ashless dispersants, antiwear agents, or poles. The pressure agent, the rust preventive agent, and the demulsifier can be appropriately selected from the range of 0.01 to 5%, the metal deactivator is 0.005 to 1%, and the antifoaming agent is 0.005 to 1%.
[0064]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited only to these Examples.
[0065]
  Example 110, Reference Example 1In Comparative Examples 1 to 6, a pin-shaped sample corresponding to a differential case, a differential gear, and a washer, and a ring-shaped sliding counterpart sample that is a sliding counterpart member thereof are prepared. The thickness of the treatment, the surface treatment and the surface roughness of the sliding contact surface are varied.10 and Reference Example 1Then, the hydrogen content of the DLC thin film was varied.
[0066]
  Here, Examples 1 to10, Reference Example 1And Comparative Examples 1 to 6 and Examples described later11, 12The composition of the lubricating oil used in Comparative Example 7 is shown in Table 1.
  Lubricating oil A: Examples 1 to 3, 6, 9,10-12Comparative Examples 1-7
  Lubricating oil B: Examples 4, 7, 8,Reference example 1
  Lubricating oil C: Example 5
[0067]
[Table 1]

[0068]
Next, in accordance with JIS D4411, a pin-on-ring friction test using a sample (pin) and a sliding counterpart sample (ring) was performed in a constant speed friction tester. This test is a sliding partnersampleOn the other hand, the friction force is measured by pressing the sample with a constant load and rotating the ring at a constant speed. And the friction coefficient was calculated | required based on the measured friction force and the measurement result of the thickness and the weight of the sample performed before and after the test, and Comparative Example 1 was set to “1.00” and Examples 1 to 10, Reference Example 1 and The friction coefficient reduction ratio of Comparative Examples 2 to 6 was obtained. The results are shown in Table 2.
[0069]
[Table 2]

[0070]
  As shown in Table 2, with respect to Examples 1 to 10, the friction coefficient was clearly reduced with respect to any of Comparative Examples 1 to 6 by the formation of the DLC thin film.Sliding partner sampleFor Examples 1 and 2 in which the DLC thin film was formed on both, a significant reduction in the friction coefficient could be confirmed.
[0071]
  Example11 and 12In Comparative Example 7, a differential unit including a differential case, a differential gear, and a washer was prepared.11 and 12Then, the DLC thin film was formed in the sliding contact surface of the both sides of a washer. Furthermore, as an additive in the additive oil, glycerin monooleate, which is an ester friction modifier, was used. And the straight running property improvement rate was calculated | required about each case.
[0072]
  In order to obtain the straight running improvement rate, the input assuming the straight running is applied to the differential unit and the torques of the left and right wheels are measured, thereby obtaining the torque distribution ratio to the left and right wheels. Then, with respect to the ideal state where the torque distribution ratios of the left and right wheels are equal, the absolute value of the deviation amount of the torque distribution ratio of Comparative Example 7 is used as a reference value.11 and 12The improvement rate with respect to the reference value was calculated. This improvement rate is obtained by [(T0−T1) / T0] × 100 (%), where T0 is the deviation of the torque distribution ratio of Comparative Example 7 and T1 is the deviation of the torque distribution ratio of the embodiment. The results are shown in Table 3.
[0073]
[Table 3]

[0074]
As shown in Table 3,11 and 12For Comparative Example 7, it was confirmed that the straight running performance was clearly improved. This indicates that the friction at the sliding contact portion is greatly reduced by the DLC thin film formed on the washer, so that the torque distribution ratios of the left and right wheels are nearly equal.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the differential unit of the present invention, the fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or the aliphatic amine-based ashless friction modifier, and the composition total amount standard and phosphorus element equivalent amount are 0. .Lubricant containing 1% or less zinc dithiophosphate and hard carbonThin filmIn combination with the above, an excellent low friction characteristic can be obtained without impairing the friction reducing effect of the above-mentioned regulator, and scuffing resistance and wear resistance at the sliding contact portion between parts such as a differential case, a differential gear and a washer. By increasing the hydrogen content of the hard carbon thin film to 10.0 atomic% or less, the friction reducing effect can be further enhanced, thereby improving the right and left wheels. This makes it possible to transmit the torque evenly and to improve the straight running stability of the vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a differential unit according to the present invention.
FIG. 2A is a front view of a side washer, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing a side washer and a side gear.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a mate washer and a differential pinion.
[Explanation of symbols]
1 Differential case
2 Side gear (differential gear)
3 Differential pinion (differential gear)
3a Sliding contact surface
6 Side washer
6a 6b Sliding contact surface
7 Mate washer
7a 7b Sliding contact surface
20 Hard carbon thin film

Claims

In a portion where the differential case and the differential gear are in sliding contact with each other in the presence of lubricating oil, at least one of the sliding contact surfaces of the differential case and the differential gear has a hydrogen atom content of 10.0 atomic% or less. A certain hard carbon thin film is formed, and the lubricating oil contains a fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or an aliphatic amine-based ashless friction modifier. A differential unit comprising 0.1% or less of zinc dithiophosphate.

In the presence of lubricating oil, at the part where the differential gear and the washer interposed between the differential case and the differential gear are in sliding contact, the sliding contact surface of at least one of the differential gear and the washer contains hydrogen atoms. A hard carbon thin film having an amount of 10.0 atomic% or less is formed, and the lubricating oil contains a fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or an aliphatic amine-based ashless friction modifier, and a composition A differential unit characterized by containing 0.1% or less of zinc dithiophosphate in terms of total amount and in terms of phosphorus element.

In the presence of lubricating oil, at the part where the differential case and the washer interposed between the differential case and the differential gear are in sliding contact, at least one of the sliding contact surfaces of the differential case and the washer contains hydrogen atoms. A hard carbon thin film having an amount of 10.0 atomic% or less is formed, and the lubricating oil contains a fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or an aliphatic amine-based ashless friction modifier, and a composition A differential unit characterized by containing 0.1% or less of zinc dithiophosphate in terms of total amount and in terms of phosphorus element.

The differential unit according to claim 1, wherein the thickness of the hard carbon thin film is 0.3 to 1.5 μm.

The differential unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface roughness of the sliding contact surface before coating with the hard carbon thin film is 0.08 µm or less in terms of Ra.

6. The differential unit according to claim 5, wherein the surface roughness of the sliding contact surface before coating with the hard carbon thin film is 0.03 [mu] m or less in Ra.

The fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or the aliphatic amine-based ashless friction modifier has a hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, and 0.05 to 3. The differential unit according to claim 1, wherein the differential unit contains 0%.

The differential unit according to any one of claims 1 to 7, wherein the lubricating oil contains polybutenyl succinimide and / or a derivative thereof.

The differential unit according to claim 6, wherein the content of polybutenyl succinimide and / or a derivative thereof in the lubricating oil is 0.1 to 15% based on the total amount of the lubricating oil composition.

The differential unit according to any one of claims 1 to 9, wherein the amount of hydrogen atoms contained in the hard carbon thin film is 1.0 atomic% or less.

11. The differential according to claim 1, wherein the surface roughness of the sliding contact surface of the sliding counterpart member on which the hard carbon thin film is not formed is 0.08 μm or less in Ra. unit.

The differential unit according to claim 1, wherein the hard carbon thin film is a DLC thin film formed by a PVD method.