JPH0631365B2 - トラクシヨン流体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、トラクション流体に関するもので、さらに詳
しくは二個のシクロヘキシル環を有するジエステルまは
その誘導体を基油として配合してなるトラクション用流
体に関するものである。

（従来の技術） 自動車あるいは産業用機械において、動力をトラクショ
ンドライブ機構により被駆動部へ伝達するトラクション
ドライブ動力伝達装置が注目され、近年盛んに研究開発
が推進されている。トラクションドライブ機構とは、こ
ろがり摩擦等を利用した動力伝達機構のことで、従来の
ように歯車を使用しないので振動，騒音が低減し高速回
転の変速も非常にスムーズに行なうことができる。自動
車業界では、自動車の燃費改善が重要な課題となってい
るが自動車の変速機にトラクションドライブを適用し無
段変速にすれば、常にエンジンの最高燃費領域で運転で
きるので、従来のトランスミッションシステムに比べ燃
費を20％以上も減少させることができるといわれてい
る。最近の研究の成果として、高い疲労強度を持つ材料
の開発と、トラクションに関する理論的な解析があり、
トラクション流体についても成分の分子構造レベルでの
トラクション係数の相関関係が除々に解明されつつあ
る。ここでトラクション係数とは、ころがり摩擦型動力
伝達装置において互いに接触する回転体の接触部分の、
すべりにより発生するけん引力の法線荷重に対する比と
して定義される。

トラクション流体は高トラクション係数を有する潤滑油
でなければならず、その分子構造はナフテン環を有する
ものが高性能を発揮することが確認されており、市販品
としてはモンサント社の「サントトラック 」が広く知
られている。ナフテン環を有するトラクション流体とし
て、特公昭47-35763号公報にはジ（シクロヘキシル）ア
ルカンまたはジシクロヘキサンが開示されている。この
特許には、当該アルカン化合物が過水素添加（アルファ
ーメチル）スチレン重合物あるいはヒドリンダン化合物
等を配合された流体のトラクション係数が高水準である
旨、記載されている。さらに、特開昭59-191797号公報
には、ナフテン環を有するエステル化合物を含有してな
るトラクション流体が開示されており、シクロヘキシル
ジカルボン酸ジシクロヘキシルエステルあるいはフタル
酸ジシクロヘキシルエステルの芳香族核水素添加により
得られるエステルがトラクション流体として好ましいと
している。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のとおり近年自動車業界では、無段変速機の開発を
積極的に推進しているが、該変速機としては潤滑流体の
トラクション係数が高いほど同一装置で許容伝達力を大
きくすることができるため装置全体を小型化しうるとと
もに公害上問題となる排ガスの発生量を低減しうるので
極力トラクション係数の高い流体が喝望されている。し
かるに、トラクション流体の市販品として最も性能が高
いとされるサントトラック は、このようなトラクショ
ンドライブ装置に用いた場合トラクション係数の点で満
足すべき性能が得られず、しかも価格が高いという問題
がある。また、特公昭46-35763号公報で提案されたトラ
クション流体もサントトラックあるいはその類似物質を
一成分としているので同様に性能及び価格面に問題があ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、高トラクション係数を有ししかも比較的
安価なトラクション流体を得るべく鋭意研究を重ねた結
果、二個のシクロヘキシル環を有するジエステルまたは
その誘導体を配合することにより性能が高い基油流体を
経済的に提供しうることを確認し本発明を完成させた。

本発明は、一般式 ［式中、Ａ′は−ＣＯＯ−又は−ＯＯＣ−のエステル結
合でありｎは１〜６、Ｒ_１は水素原子、炭素数１〜８の
アルキル基から選択される１種又は２種でＲ_２は炭素数
１〜３のアルキル基から選択される１種又は２種であ
る］で示されるジエステルまたはその誘導体を配合した
ことを特徴とするトラクション流体に関するものであ
る。

本発明の第１の目的は、高トラクション係数を有する性
能の優れたトラクション流体を提供することである。本
発明の第２の目的は、経済的でしかも入手しやすく容易
に装置へ適用しうるトラクション流体を提供することで
ある。

本発明のトラクション流体は二個のシクロヘキシル環を
有するジエステルまたはその誘導体であり、前記構造式
を有するものである。エステル結合のＡ′は−ＣＯＯ−
または−ＯＯＣ−でありgem-ジアルキル構造のくり返し
単位のｎは、１〜６であり特に１〜３が好ましい。ｎが
０ではトラクション係数が低く、ｎが７以上では粘度が
高くなり好ましくない。このジエステルまたはその誘導
体は、下記方法に依って製造され次の性状を有するもの
である。粘度は40℃で20〜50cst，特に24〜30cstが好ま
しく、100℃で４〜10cst，特に４〜６cstが好ましい。
また粘度指数は、40〜100，特に50〜80の範囲が好まし
い。

ジエステルは、次に示す方法により製造することができ
る。すなわち、グリコール化合物とシクロヘキサンカル
ボン酸化合物とのエステル化反応によって得ることがで
きる。グリコール化合物としてはgem-ジアルキル構造を
１〜６個有するものが選択され、ネオペンチルグリコー
ルが好ましい。シクロヘキサンカルボン酸化合物として
は、シクロヘキサンカルボン酸のほかに炭素数１〜８の
アルキル基を有するもので例えばメチルシクロヘキサン
カルボン酸あるいはエチルシクロヘキサンカルボン酸等
が挙げられる。特に好ましいのは、シクロヘキサンカル
ボン酸である。エステル化反応は、ほぼ反応等量付近で
行なうか酸過剰条件で行なうが、前者では触媒が必要で
しかもモノアルコールの副生物が生成する等の問題があ
るので酸過剰条件を採用するのが好ましい。すなわち、
グリコール化合物１モルに対し酸を２〜５倍モル（特に
好ましくは2.5〜４倍モル）反応させる。反応温度は約1
50〜250℃、好ましくは170〜230℃とし、反応時間は10
〜40時間、好ましくは15〜25時間とする。反応圧力は加
圧，減圧でも良いが反応操作の点で常圧が好ましい。こ
の条件下では、過剰の酸が触媒として作用する。また溶
媒としてキシレン，トルエン等のアルキルベンゼンを適
当量加えることができる。溶媒の添加により、反応と温
度を容易に制御することができる。反応の進行にともな
い、生成した水が蒸発してくるが、この水がアルコール
の２倍モルとなった時点で反応を終了する。過剰の酸
は、アルカリ水溶液で中和し水洗により除去する。酸が
アルカリ洗で取り出しにくい場合は、酸をアルコールの
２〜2.5倍モルにして触媒を用いて反応させる。触媒と
しては、リン酸，パラトルエンスルホン酸，硫酸等を使
用することができるが、反応速度を高めエステルの収率
を上げる点で、リン酸を使用するのが最も好ましい。本
発明のジエステル化合物は、最後に反応生成物を減圧蒸
留して水と溶媒を流出することにより得られる。本発明
のジエステルはシクロヘキサノール化合物と第４級炭素
を有するジカルボン酸とのエステル化によっても製造す
ることができる。この場合、シクロヘキサノール化合物
としては、シクロヘキサノールあるいはメチルシクロヘ
キサノール等、またジカルボン酸としては、ネオペンチ
ルジカルボン酸等を使用すればよい。

本発明におけるジエステル、例えばネオペンチルグリコ
ールシクロヘキサンカルボン酸ジエステルは、トラクシ
ョン係数が0.100〜0.104を示す。従って、ジエステルを
単独でトラクションドライブ装置に適用しても、高性能
を発揮することができる。また、このジエステルに第二
成分を適宜配合することもできる。すなわち、第二成分
としては、本願発明のジエステルのシクロヘキシル環と
作用し相乗効果を発現し、トラクション係数の向上がは
かられ、しかも価格が安く粘度特性に優れている成分を
選択することが望ましい。第二成分の配合量は、通常0.
01〜90重量％、特に好ましくは0.1〜70重量％である。

本発明のトラクション流体には、用途に応じて種々の添
加剤を配合することもできる。すなわち、トラクション
装置が高温，大荷重を受けるものであれば酸化防止剤，
摩耗防止剤あるいは防せい剤の一種または２種以上の添
加剤を0.01〜５重量％程度配合すことができる。同様に
高粘度指数が要求される場合には、公知の粘度指数向上
剤を１〜10重量％配合すればよい。

本発明においてトラクション流体とは、回転トルクを点
接触あるいは線接触により伝達する装置、さらにはこれ
らと同様な構造を有する伝達装置において用いられる流
体をいう。本発明のトラクション流体は、従来知られて
いる流体よりも高いトラクション係数を有し、粘度等の
性状にもよるが従来品よりも１〜５％高いトラクション
係数を有するものである。このため、本発明のトラクシ
ョン流体は小型乗用車等の内燃機関をはじめ、紡績機械
や食品製造機械といった比較的低動力の伝達装置はもち
ろんのこと、大動力の産業機械等のトラクションドライ
ブ装置にも好ましく適用することができる。

（作用） 本発明のトラクション流体は、公知の流体に比べて格段
に優れたトラクション係数を有するものであるが、いか
なる理由で高トラクション係数を示現しうるのであるか
については未だ完全には解明されていない。基本的に
は、本発明のトラクション流体が有する特有な分子構造
に基づくものと考えられる。

まず、本発明のトラクション流体はジエステルであっ
て、化合物分子中にシクロヘキシル環を二個もってお
り、それらがエステル結合しているため分子間相互に双
極子間力が働くことになる。そしてこの双極子間力がト
ラクション装置の高負荷条件下で流体を安定なガラス状
態に変え抗せん断力を増大せしめるものと考えられる。
さらに、本発明のトラクション流体は、gem-ジアルキル
型第四級炭素を有し、これがメトキシカルボニル結合手
を介して二個のシクロヘキシル環と結合しているので分
子内回転がしにくい構造をしている。従って、トラクシ
ョン装置の高負荷時にはシクロヘキシル環と第四級炭素
のgem-ジアルキル部とがあたかもギアのように固くかみ
合い、負荷から開放された時には速かに離脱し流動化す
るものと考えられる。

（実施例） 実施例１〜３ 和津のジシクロヘキシルネオペンチルグリコールジエス
テル化合物を、次の原料を使用して合成した。

Ａ_１：ネオペンチルグリコール及びシクロヘキサンカル
ボン酸 Ａ_２：ネオペンチルグリコール及びメチルシクロヘキサ
ンカルボン酸 Ａ_３：ネオペンチルグリコール及びシクロヘキサンカル
ボン酸とメチルシクロヘキサンカルボン酸混合物（酸の
モル比１：１） いずれも溶媒としてキシレンを用い、反応条件は170〜2
30℃，15〜25時間，常圧を採用した。

次にこうして製造したジエステルのトラクション係数を
判定した。トラクション係数の測定条件は次のとおりで
ある。

測定装置：曽田式４ローラートラクション 試験機 試験条件：湯温20℃，ローラー温度30℃ 平均ヘルツ圧1.2GPa, ころがり速度3.6m/s, すべり率3.0％ 本発明のトラクション用流体は、第１表に示すように従
来のトラクション流体と比べ格段に優れたトラクション
性能を有することがわかった。

比較例１〜４ 比較用試料として、市販トラクション流体Ｂ（モンサン
ト社，サントトラック ）、市販ナフテン系流体Ｃ_１，
及びＣ_２（シクロヘキシル環を１〜３個有する）、及び
フタル酸ジシクロヘキシルエステルＤを用いて、実施例
に示した方法によってトラクション係数を測定した。

この結果、第１表に示したように比較用試料は、いずれ
も本発明のジエステル化合物に比べて10〜15％もトラク
ション係数が小さいことがわかった。

（発明の効果） 本発明は、シクロヘキシル環を二個有するジエステルを
配合したトラクション用流体であり極めて高いトラクシ
ョン係数を有するだけでなく、安価でしかも粘度特性に
優れるものである。

従って、動力伝達装置とくにトラクションドライブ装置
に使用すれば、高負荷時におけるせん断力を飛躍的に増
大できるので装置を小型化できるとともに経済的な装置
を供給しうるという効果がある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式 〔式中、Ａ′は−ＣＯＯ−又は−ＯＯＣ−のエステル結
   合でありｎは１〜６、Ｒ_１は水素原子、炭素数１〜８の
   アルキル基から選択される１種又は２種、Ｒ_２はメチル
   基〕で示されるジエステル化合物またはその誘導体を配
   合したことを特徴とするトラクション流体。
2. 【請求項２】ジエステル化合物のＲ_１が、水素原子、炭
   素数１〜４のアルキル基から選択される１種又は２種で
   ある特許請求の範囲第１項に記載のトラクション流体。
3. 【請求項３】ジエステル化合物のｎが１〜３である特許
   請求の範囲第１項に記載のトラクション流体。