JP4794084B2

JP4794084B2 - プロペラシャフト用グリース組成物

Info

Publication number: JP4794084B2
Application number: JP2001247884A
Authority: JP
Inventors: 行敏藤浪; 忠新谷; 浩二斉藤; 秀幸鈴木
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-08-17
Filing date: 2001-08-17
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2021-08-17
Also published as: JP2003055680A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプロペラシャフト用グリース組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は、高温、高速遠心力を受ける密封された環境下において、耐焼き付き性、酸化安定性及び耐油分離性などに優れ、特に、エンジンからの駆動力を車軸に伝達するための自動車のプロペラシャフトに取付けられているユニバーサルジョイントの潤滑剤として好適なプロペラシャフト用グリース組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＷ車や４ＷＤ車に使用されるプロペラシャフトは、トランスミッション側とディファレンシャルギヤ側とを連結するシャフトであり、そして途中にユニバーサルジョイントが適宜設けられている。
このユニバーサルジョイントの潤滑剤としては、従来ホイールベアリング用グリースや汎用グリース（マルチパーパスグリース）が多く用いられていた。しかしながら、近年の技術の進歩に伴い、密封、高温、高速、高トルク、高角度などの苛酷な環境下においても、長期間使用可能なグリースが望まれている。
ユニバーサルジョイント用の潤滑グリースとしては、例えば特開平６−１７０７５号公報に開示されているものが知られているが、この潤滑グリースは、前記の苛酷な環境下においては、必ずしも充分に満足し得るといいえず、該苛酷な環境下でも優れた性能を発揮するユニバーサルジョイント用の潤滑グリースの開発が望まれていた。
【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、高温、高速遠心力を受ける密封された環境下において、耐焼き付き性、酸化安定性及び油分離性などに優れ、高い潤滑性能を長期間維持でき、特にエンジンからの駆動力を車軸に伝達するための自動車のプロペラシャフトに取付けられているユニバーサルジョイントの潤滑剤として好適なプロペラシャフト用グリース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、前記の優れた性能を有するグリース組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、基油と増ちょう剤と粘度指数向上剤を含むとともに、潤滑性向上剤として、三種の化合物を特定の割合で含むグリース組成物が、その目的に適合し得ることを見出した。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、基油と、滴点２４０℃以上の増ちょう剤と、粘度指数向上剤を含むと共に、潤滑性向上剤として、（ａ）ジチオカルバミン酸ニッケル０．１〜５重量％、（ｂ）ジチオカルバミン酸亜鉛０．２〜３０重量％及び（ｃ）リン系添加剤０．２〜１０重量％を含むことを特徴とするプロペラシャフト用グリース組成物を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のグリース組成物における基油としては、従来グリースの基油として用いられている鉱油や合成油が使用されるが、酸化安定性に優れる基油が好ましい。鉱油としては、溶剤精製や水素化精製により得られる高精製パラフィン系鉱油が好適であり、合成油としては、ポリα−オレフィンオリゴマーや、ポリオールエステル、ポリグリコールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステルなどのエステル系油、アルキルベンゼン、アルキルナフタレンなどのアルキルアリール化合物、フェニルエーテルやパーフルオロポリアルキルエーテルなどのエーテル系油、シリコーン油などが挙げられる。これらの基油は、それぞれ単独で又は二種以上組み合わせて用いることができる。また、鉱油と合成油とを混合して使用することもできる。この基油の粘度としては特に制限はないが、通常４０℃で５〜５００ｍｍ²／ｓ、好ましくは２０〜４００ｍｍ²／ｓの範囲の中から適宜選定される。
【０００６】
本発明のグリース組成物においては、増ちょう剤として、滴点２４０℃以上のものが用いられる。この滴点が２４０℃未満では耐熱性が不充分であって、軟化によりグリース組成物が漏洩するなどの懸念がある。好ましい滴点は２６０℃以上であり、特に２８０℃以上が好ましい。
この増ちょう剤としては、上記滴点を有するものであればよく、特に制限されず、従来グリースに増ちょう剤として慣用されているものの中から、適宜選択して用いることができる。具体的には、リチウムコンプレックス系、カルシウムコンプレックス系、アルミニウムコンプレックス系、モノウレア、ジウレア、トリウレア、テトラウレア、ポリウレアなどのウレア系、カルシウムスルホネート系、シリカ、ベントンなどが用いられる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよいが、１５０〜２００℃の温度で熱硬化が少ないリチウムコンプレックス系増ちょう剤が好適である。
【０００７】
本発明のグリース組成物においては、この増ちょう剤の含有量は、通常２〜４０重量％の範囲で選定される。この含有量が２重量％未満では所望のちょう度が得られないおそれがあり、４０重量％を超えると潤滑性能が低下する原因となる。ちょう度及び潤滑性能のバランスなどの面から、好ましい増ちょう剤の含有量は５〜３０重量％の範囲であり、特に１０〜２３重量％の範囲が好ましい。
本発明のグリース組成物において用いられる粘度指数向上剤としては、従来公知のもの、例えばポリメタクリレート（ＰＭＡ）系、エチレン−プロピレン共重合体（ＯＣＰ）系、ポリイソブチレン系、スチレン−ブタジエン水添共重合体系などが挙げられる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０００８】
グリース組成物中の粘度指数向上剤の含有量は、通常０．５〜３０重量％の範囲内で、その種類に応じて適宜選定される。例えば粘度指数向上剤がポリメタクリレート系及びエチレン−プロピレン共重合体系の場合、その含有量は１〜２０重量％の範囲、ポリイソブチレン系及び低分子量エチレン−プロピレン共重合体系の場合は、５〜３０重量％の範囲、スチレン−ブタジエン水添共重合体系の場合は、０．５〜１０重量％の範囲で選定するのが好ましい。
各粘度指数向上剤の含有量が、前記範囲より少ないとそれを含有させた効果が充分に発揮されず、所望の特性を有するグリース組成物が得られないおそれがあり、また前記範囲より多いとグリースとしての性能バランスが悪くする場合がある。
【０００９】
本発明のグリース組成物においては、潤滑性向上剤として、（ａ）ジチオカルバミン酸ニッケル（ＮｉＤＴＣ）、（ｂ）ジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＤＴＣ）及び（ｃ）リン系添加剤の組合わせが用いられる。
前記（ａ）成分のＮｉＤＴＣとしては、例えば一般式（Ｉ）
【００１０】
【化１】

【００１１】
（式中、Ｒ¹及びＲ²は、それぞれ炭素数３〜２０のアルキル基又はアルケニル基を示し、それらはたがいに同一でも異なっていてもよい。）
で表されるジアルキルジチオカルバミン酸ニッケルを挙げることができる。
前記一般式（Ｉ）において、炭素数３〜２０のアルキル基又はアルケニル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。このＮｉＤＴＣの代表例としては、ニッケルジブチルジチオカーバメイトなどが挙げられる。
【００１２】
この（ａ）成分のＮｉＤＴＣは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、グリース組成物中の含有量は、０．１〜５重量％の範囲で選定される。この含有量が０．１重量％未満では潤滑性能の向上効果が充分に発揮されず、所望の特性を有するグリース組成物が得られないし、５重量％を超えるとその量の割には効果の向上が認められず、むしろ経済的に不利となる。このＮｉＤＴＣの好ましい含有量は、0.３〜3.０重量％の範囲であり、特に0.５〜1.５重量％の範囲が好ましい。
また、（ｂ）成分のＺｎＤＴＣとしては、例えば一般式（II）
【００１３】
【化２】

【００１４】
（式中、Ｒ³及びＲ⁴は、それぞれ炭素数３〜２０のアルキル基又はアルケニル基を示し、それらはたがいに同一でも異なっていてもよい。）
で表されるジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛を挙げることができる。
前記一般式（II）において、炭素数３〜２０のアルキル基又はアルケニル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。このＺｎＤＴＣの代表例としては、亜鉛ジブチルジチオカーバメイトなどが挙げられる。
この（ｂ）成分のＺｎＤＴＣは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、グリース組成物中の含有量は、０．２〜３０重量％の範囲で選定される。この含有量が０．２重量％未満では潤滑性能の向上効果が充分に発揮されず、所望の特性を有するグリース組成物が得られないし、３０重量％を超えるとその量の割には効果の向上が認められず、むしろ経済的に不利となる。このＺｎＤＴＣの好ましい含有量は、０．５〜１０重量％の範囲であり、特に１〜６重量％の範囲が好ましい。
さらに、（ｃ）成分のリン系添加剤としては、例えば一般式（III)
【００１５】
【化３】

【００１６】
（式中のＲ⁵、Ｒ⁶及びＲ⁷はそれぞれ水素原子又は炭素数３〜２０の炭化水素基であり、それらはたがいに同一であっても異なっていてもよいが、その中の少なくとも１つは炭素数３〜２０の炭化水素基である）
で表されるリン酸エステル、あるいは一般式（IV）
【００１７】
【化４】

【００１８】
（式中のＲ⁸、Ｒ⁹及びＲ¹⁰はそれぞれ水素原子又は炭素数３〜２０の炭化水素基であり、それらはたがいに同一であっても異なっていてもよいが、その中の少なくとも１つは炭素数３〜２０の炭化水素基である）
で表される亜リン酸エステルを挙げることができる。
前記一般式（III)及び一般式（IV）において、Ｒ⁵〜Ｒ¹⁰のうちの炭素数３〜２０の炭化水素基としては、炭素数３〜２０の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基又はアルケニル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数７〜２０のアルキルアリール基、炭素数７〜２０のアリールアルキル基などを挙げることができる。このようなものの具体例としては、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、オレイル基、エイコシル基、フェニル基、キシリル基、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。
【００１９】
この（ｃ）成分のリン系添加剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、グリース組成物中の含有量は、０．２〜１０重量％の範囲で選定される。この含有量が０．２重量％未満では潤滑性能の向上効果が充分に発揮されず、所望の特性を有するグリース組成物が得られないし、１０重量％を超えるとその量の割には効果の向上が認められず、むしろ経済的に不利となる。このリン系添加剤の好ましい含有量は、０．４〜５重量％の範囲であり、特に０．６〜３重量％の範囲が好ましい。
【００２０】
本発明のグリース組成物には、必要に応じ、従来グリースに慣用されているその他の添加剤、例えばジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）や硫化オキシモリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）などの潤滑性向上剤、無灰清浄分散剤、酸化防止剤、金属清浄剤、防錆剤、腐食防止剤、着色剤などを適宜添加することができる。
無灰清浄分散剤としては、例えば、こはく酸イミド系、こはく酸アミド系、ベンジルアミン系、エステル系のものなどがあり、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−ジターシャリーブチルフェノール、４，４′−メチレンビス−（２，６−ジターシャリーブチルフェノール）などのフェノール系酸化防止剤などを挙げることができる。
【００２１】
金属清浄剤としては、例えば、Ｃａ−スルホネート、Ｍｇ−スルホネート、Ｂａ−スルホネート、Ｃａ−サリシレート、Ｍｇ−サリシレート、Ｃａ−フェネート、Ｂａ−フェネートなどがあり、防錆剤としては、例えばアルケニルこはく酸又はその部分エステルなどが挙げられる。
本発明のグリース組成物の調製方法としては特に制限はなく、従来グリースの調製に使用されている方法を用いることができる。例えば基油に所定の割合の増ちょう剤及び粘度指数向上剤を配合し、適当な温度に加熱して均質化したのち冷却し、次いでこれに三種の潤滑性向上剤及び所望により用いられる他の添加剤を、それぞれ所定の割合で配合することにより、本発明のグリース組成物が得られる。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、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、各例で得られたグリース組成物の諸特性は、下記の要領に従って求めた。
（１）混和ちょう度、不混和ちょう度及び滴点
ＪＩＳＫ２２２０に準拠して、混和ちょう度、不混和ちょう度及び滴点を測定した。
（２）焼付き荷重
ＡＳＴＭＤ５７０６に準拠してＳＲＶ試験を行った。すなわち、グリース組成物を塗布した円板上に鋼球を配置し、該鋼球に垂直方向の荷重と水平方向の振幅を与えて、摩擦係数μを計測する。荷重をステップ式に上昇させていき、摩擦係数が急上昇する荷重を焼付き荷重とし、耐焼付き性を評価した。
【００２３】
（３）密閉加熱試験
ＪＩＳＫ２２２０のグリース酸化安定度試験機を用い、ＪＩＳＫ２２２０と同様にグリース組成物を充填し、ボンベ内に大気圧の空気を充填・密封後、１４０℃で２４０時間静置して、劣化グリース組成物を作製した。この劣化グリース組成物について、不混和ちょう度変化、混和ちょう度変化及び焼付き荷重変化を求めた。
（４）遠心分離試験
日立工機（株）製の超遠心分離機「ＨｉｍａｃＣＰ７０Ｇ」を用い、容器内にグリース組成物を充填し、グリース組成物充填部分に、１．８×１０⁵ｍ²／ｓの加速度を４０℃で１０時間与えた際、グリース組成物から分離した油分を重量比率で表した。
【００２４】
実施例１、２及び比較例１〜１１
第１表に示す組成を有するちょう度グレードＮｏ．２のグリース組成物を調製し、諸特性を評価した。その結果を第１表に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【表２】

【００２７】
【表３】

（注）
鉱油：パラフィン系鉱油，４０℃動粘度１４０ｍｍ²/s ，%C_A0.１％，硫黄分３ｐｐｍ
Ｌｉコンプレックス：滴点３００℃以上
粘度指数向上剤：スチレン系ポリマー
ＮｉＤＴＣ：Ｎｉジブチルジチオカーバイト
ＺｎＤＴＣ：Ｚｎジアミジチオカーバイト
ＭｏＤＴＣ：Ｍｏジオクチルジチオカーバイト
無灰系ＤＴＣ：Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ社製Ｖａｎｌｕｂｅ７７２３
ＺｎＤＴＰ：Ｚｎジオクチルジチオフォスフェート
酸化防止剤：ジノニルジフェニルアミン
防錆剤：Ｃａスルホネート
なお、増ちょう剤の量は、カルボン酸と、水酸化リチウム（１水和物）の和で示している。
【００２８】
実施例３〜８及び比較例１２
第２表に示す組成を有するちょう度グレードＮｏ．２のグリース組成物を調製し、諸特性を評価した。その結果を第２表に示す。なお、参考のために市販のグリースＡ及びＢの特性も第２表に併記した。
【００２９】
【表４】

【００３０】
【表５】

（注）
鉱油、粘度指数向上剤、ＮｉＤＴＣ、ＺｎＤＴＣ、酸化防止剤及び防錆剤は、第１表の脚注と同じである。
合成油：エステル油（４０℃の動粘度：１００ｍｍ²/s ）
ウレア系：滴点２８６℃
Ｃａコンプレックス系：滴点２５４℃
Ｌｉコンプレックス系：滴点３００℃以上
【００３１】
実施例９〜１６及び比較例１３〜１５
第３表に示す組成を有するちょう度グレードＮｏ．２のグリース組成物を調製し、諸特性を評価した。その結果を第３表に示す。
【００３２】
【表６】

【００３３】
【表７】

【００３４】
【表８】

（注）
鉱油、ＮｉＤＴＣ、ＺｎＤＴＣ、酸化防止剤及び防錆剤は、第１表の脚注と同じである。
Ｌｉコンプレックス系：滴点３００℃以上
Ｃａコンプレックス系：滴点２５４℃
ウレア系：滴点２８１℃
ＰＭＡ：ポリメタクリレート系
ＯＣＰ：エチレン−プロピレン共重合体系
スチレン系ポリマー：スチレン−ブタジエン水添共重合体系
【００３５】
【発明の効果】
本発明のグリース組成物は、高温、高速遠心力を受ける密封された環境下において、耐焼き付き性、酸化安定性及び油分離性などに優れ、高い潤滑性能を長期間維持できるなどの特性を有し、特にエンジンからの駆動力を車軸に伝達するための自動車のプロペラシャフトに取付けられているユニバーサルジョイントの潤滑剤として好適である。

Claims

基油と、滴点２４０℃以上の増ちょう剤と、粘度指数向上剤を含むと共に、潤滑性向上剤として、（ａ）ジチオカルバミン酸ニッケル０．１〜５重量％、（ｂ）ジチオカルバミン酸亜鉛０．２〜３０重量％及び（ｃ）リン系添加剤０．２〜１０重量％を含むことを特徴とするプロペラシャフト用グリース組成物。
滴点２４０℃以上の増ちょう剤が、リチウムコンプレックス系のものである請求項１記載のプロペラシャフト用グリース組成物。
滴点２４０℃以上の増ちょう剤の含有量が、２〜４０重量％である請求項１又は２記載のプロペラシャフト用グリース組成物。
粘度指数向上剤の含有量が、０．５〜３０重量％である請求項１、２又は３記載のプロペラシャフト用グリース組成物。