JPH09100487A - 無段変速機用潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
長時間高く維持することができ、大容量のトルク伝達が
可能な無段変速機用潤滑油組成物を提供すること。 【解決手段】 潤滑油基油に対し、(A)硫黄系極圧
剤、(B)リン系極圧剤、及び(C)アルカリ土類金属
系清浄剤を配合してなる無段変速機用潤滑油組成物であ
る。
Description
組成物に関し、さらに詳しくは、耐摩耗性及び極圧性に
優れ、かつ摩擦係数を長時間高く維持することができ、
大容量のトルク伝達が可能であって、特に金属ベルトタ
イプの変速機用として好適な無段変速機用潤滑油組成物
に関するものである。
トルクコンバータと数種の歯車列をもつ有段変速機が用
いられてきたが、このような有段変速機においては、ト
ルクコンバータによるスリップロスや変速時のトルクロ
スにより、効率が悪いという問題があった。そのため、
近年、自動車用の変速機として、スチールベルトを用い
た無段変速機が開発され、実用に供されるようになって
きた。しかしながら、この無段変速機に用いられる潤滑
油として、従来の有段変速機用潤滑油(いわゆるAT
F)が転用されてきたため、高負荷時に摩擦係数が低下
し、大きなトルクの伝達が不可能であったり、急加速時
にベルトがスリップしてトルク伝達率が低下するなどの
問題があった。したがって、無段変速機を用いた車両
は、小排気量(低トルク)のものに限定せざるをえなか
った。そこで、実機の機構面から、トルク伝達率の向上
が試みられたが、メカニズム上、微小な滑りを伴って、
トルク伝達を行うことから、トルク伝達率の向上と耐摩
耗性の向上を両立させることが困難であった。
状況下で、耐摩耗性及び極圧性に優れ、かつ摩擦係数を
長時間高く維持することができ、大容量のトルク伝達が
可能であって、特に金属ベルトタイプの変速機用として
好適な無段変速機用潤滑油組成物を提供することを目的
とするものである。
ましい性質を有する無段変速機用潤滑油組成物を開発す
べく鋭意研究を重ねた結果、硫黄系極圧剤,リン系極圧
剤及びアルカリ土類金属系清浄剤を必須成分として組み
合わせ、潤滑油基油に配合することにより、その目的を
達成しうることを見出した。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、 (1)潤滑油基油に対し、(A)硫黄系極圧剤、(B)
リン系極圧剤、及び(C)アルカリ土類金属系清浄剤を
配合してなる無段変速機用潤滑油組成物を提供するもの
である。また、本発明の好ましい態様は、 (2)硫黄系極圧剤が硫化油脂,チオカーバメート類及
びチオテルペン類の中から選ばれた少なくとも一種であ
る上記(1)記載の無段変速機用潤滑油組成物、 (3)リン系極圧剤がトリクレジルホスフェート及びア
ルキル若しくはアルケニル酸性リン酸エステルアミン塩
の中から選ばれた少なくとも一種である上記(1),
(2)記載の無段変速機用潤滑油組成物、 (4)アルカリ土類金属系清浄剤がカルシウムフェネー
トである上記(1)〜(3)記載の無段変速機用潤滑油
組成物、 (5)組成物全量に対し、(A)成分0.05〜5重量
%、(B)成分0.05〜5重量%及び(C)成分0.05
〜8重量%を配合してなる上記(1)〜(4)記載の無
段変速機用潤滑油組成物、及び (6)無段変速機が金属ベルトタイプの変速機である上
記(1)〜(5)記載の無段変速機用潤滑油組成物、で
ある。
おける基油としては、通常、鉱油や合成油が用いられ
る。この鉱油や合成油の種類、その他については、特に
制限はないが、通常100℃における動粘度が1〜50
cSt、好ましくは2〜15cStの範囲にあり、かつ
%CA が20以下、好ましくは10以下の鉱油やこれと
同等以上の性能を有する合成油が用いられる。また、基
油としては、流動点が−10℃以下、特に−15℃以下
のものが好ましい。ここで、鉱油としては、例えば溶剤
精製,水添精製などの通常の精製法により得られたパラ
フィン基系鉱油,中間基系鉱油又はナフテン基系鉱油な
どが挙げられる。このうち、特にパラフィン基系鉱油が
好ましい。また、合成油としては、例えば、ポリブテ
ン,ポリオレフィン〔α−オレフィン単独重合体や共重
合体(例えばエチレン−α−オレフィン共重合体)な
ど〕,各種のエステル(例えば、ポリオールエステル,
二塩基酸エステル,リン酸エステルなど),各種のエー
テル(例えば、ポリフェニルエーテルなど),ポリグリ
コール,アルキルベンゼン,アルキルナフタレンなどが
挙げられる。これらのうち、特にポリオレフィン,ポリ
オールエステルが好ましい。本発明においては、基油と
して、上記鉱油を一種用いてもよく、二種以上を組み合
わせて用いてもよい。また、上記合成油を一種用いても
よく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。さらに
は、鉱油一種以上と合成油一種以上とを組み合わせて用
いてもよい。
分として用いられる硫黄系極圧剤としては、分子内に硫
黄原子を有し、潤滑油基油に溶解又は均一に分散して、
極圧性や耐摩耗性を発揮しうるものであればよく、特に
制限はない。このようなものとしては、例えば動植物油
や合成油の硫化物である硫化油脂,オレフィンポリサル
ファイド,ジヒドロカルビルポリサルファイド,硫化鉱
油,チオカーバメート類,チオテルペン類,ジアルキル
チオジプロピオネート類などを挙げることができる。こ
こで、硫化油脂の例としては、硫化ラード,硫化なたね
油,硫化ひまし油,硫化大豆油,硫化米ぬか油、さらに
は硫化オレイン酸などの二硫化脂肪酸,硫化オレイン酸
メチルなどの硫化エステルなどが挙げられる。オレフィ
ンポリサルファイドの例としては、炭素数3〜20のオ
レフィン又はその2〜4量体を、硫化剤、具体的には硫
黄,塩化硫黄,他のハロゲン化硫黄などと反応させて得
られたものが挙げられ、該オレフィンとしては、例えば
プロピレン,イソブテン,ジイソブテンなどが好まし
い。
は、一般式(I) R1 −Sx −R2 ・・・(I) (式中、R1 及びR2 は、それぞれ炭素数1〜20のア
ルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜2
0のアルキルアリール基又は炭素数7〜20のアリール
アルキル基を示し、それらは互いに同一でも異なってい
てもよく、xは2〜8の実数(詳しくは有理数)を示
す。)で表される化合物である。上記一般式(I) にお
けるR1 及びR2 の具体例としては、メチル基,エチル
基,n−プロピル基,イソプロピル基,n−ブチル基,
イソブチル基,sec−ブチル基,t−ブチル基,各種
ペンチル基,各種ヘキシル基,各種ヘプチル基,各種オ
クチル基,各種ノニル基,各種デシル基,各種ドデシル
基,シクロヘキシル基,シクロオクチル基,フェニル
基,ナフチル基,トリル基,キシリル基,ベンジル基,
フェネチル基などが挙げられる。このジヒドロカルビル
ポリサルファイドとしては、例えばジベンジルポリサル
ファイド,ジ−t−ノニルポリサルファイド,ジドデシ
ルポリサルファイドなどが好ましく挙げられる。さら
に、チオカーバメート類としては、例えばジンクジチオ
カーバメートなどが、チオテルペン類としては、例えば
五硫化リンとピネンの反応物などが、ジアルキルチオジ
プロピオネート類としては、例えばジラウリルチオジプ
ロピオネート,ジステアリルチオジプロピオネートなど
が挙げられる。これらの中で、極圧性,耐摩耗性などの
点から、特に硫化油脂,チオカーバメート類及びチオテ
ルペン類の不活性な極圧剤が好適である。
種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよ
い。また、その配合量は、通常組成物全量に基づき、0.
05〜5重量%の範囲で選ばれる。この配合量が0.05
重量%未満では極圧性や耐摩耗性が不足するおそれがあ
り、また5重量%を超えると酸化安定性が低下する傾向
がみられる。極圧性,耐摩耗性,酸化安定性などの面か
ら、この硫黄系極圧剤の好ましい配合量は、組成物全量
に基づき、0.1〜3重量%の範囲である。本発明の潤滑
油組成物において、(B)成分として用いられるリン系
極圧剤としては、分子内にリン原子を有し、潤滑油基油
に溶解又は均一に分散して、極圧性や耐摩耗性を発揮し
うるものであればよく、特に制限はない。このようなも
のとしては、例えばリン酸エステル,酸性リン酸エステ
ル,亜リン酸エステル,酸性亜リン酸エステル,チオリ
ン酸エステル,チオ酸性リン酸エステル及びこれらのア
ミン塩、さらには上記の五硫化リンとピネンの反応物な
どのリン硫化テルペン類などが挙げられる。
テルの例としては、トリブチルホスフェート及びホスフ
ァイト,トリヘキシルホスフェート及びホスファイト,
トリ2−エチルヘキシルホスフェート及びホスファイ
ト,トリデシルホスフェート及びホスファイト,トリラ
ウリルホスフェート及びホスファイト,トリミリスチル
ホスフェート及びホスファイト,トリパルミチルホスフ
ェート及びホスファイト,トリステアリルホスフェート
及びホスファイト,トリオレイルホスフェート及びホス
ファイトなどの炭素数3〜30のアルキル基若しくはア
ルケニル基を有するリン酸エステル及び亜リン酸エステ
ル、トリフェニルホスフェート及びホスファイト,トリ
クレジルホスフェート及びホスファイトなどの炭素数6
〜30のアリール基を有するリン酸エステル及び亜リン
酸エステルなどが挙げられる。酸性リン酸エステル及び
酸性亜リン酸エステルの例としては、モノ−又はジ−ブ
チルハイドロジェンホスフェート及びホスファイト,モ
ノ−又はジ−ペンチルハイドロジェンホスフェート及び
ホスファイト,モノ−又はジ−2−エチルヘキシルハイ
ドロジェンホスフェート及びホスファイト,モノ−又は
ジ−パルミチルハイドロジェンホスフェート及びホスフ
ァイト,モノ−又はジ−ラウリルハイドロジェンホスフ
ェート及びホスファイト,モノ−又はジ−ステアリルハ
イドロジェンホスフェート及びホスファイト,モノ−又
はジオレイルハイドロジェンホスフェート及びホスファ
イトなどの炭素数3〜30のアルキル基若しくはアルケ
ニル基を有する酸性リン酸エステル及び酸性亜リン酸エ
ステル、モノ−又はジ−フェニルハイドロジェンホスフ
ェート及びホスファイト,モノ−又はジ−クレジルハイ
ドロジェンホスフェート及びホスファイトなどの炭素数
6〜30のアリール基を有する酸性リン酸エステル及び
酸性亜リン酸エステルなどが挙げられる。
ン酸エステルとしては、それぞれ上記例示のリン酸エス
テル及び酸性リン酸エステルに対応するものを挙げるこ
とができる。さらに、これらとアミン塩を形成するアミ
ン類としては、例えば一般式(II) Rn NH3-n ・・・(II) (式中、Rは炭素数3〜30のアルキル基若しくはアル
ケニル基,炭素数6〜30のアリール基若しくはアラル
キル基又は炭素数2〜30のヒドロキシアルキル基を示
し、nは1,2又は3を示す。また、Rが複数ある場
合、複数のRは同一でも異なっていてもよい。)で表さ
れるモノ置換アミン,ジ置換アミン又はトリ置換アミン
が挙げられる。上記一般式(II)におけるRのうちの炭
素数3〜30のアルキル基若しくはアルケニル基は、直
鎖状,分岐状,環状のいずれであってもよい。
チルアミン,ペンチルアミン,ヘキシルアミン,シクロ
ヘキシルアミン,オクチルアミン,ラウリルアミン,ス
テアリルアミン,オレイルアミン,ベンジルアミンなど
が挙げられ、ジ置換アミンの例としては、ジブチルアミ
ン,ジペンチルアミン,ジヘキシルアミン,ジシクロヘ
キシルアミン,ジオクチルアミン,ジラウリルアミン,
ジステアリルアミン,ジオレイルアミン,ジベンジルア
ミン,ステアリル・モノエタノールアミン,デシル・モ
ノエタノールアミン,ヘキシル・モノプロパノールアミ
ン,ベンジル・モノエタノールアミン,フェニル・モノ
エタノールアミン,トリル・モノプロパノールアミンな
どが挙げられる。また、トリ置換アミンの例としては、
トリブチルアミン,トリペンチルアミン,トリヘキシル
アミン,トリシクロヘキシルアミン,トリオクチルアミ
ン,トリラウリルアミン,トリステアリルアミン,トリ
オレイルアミン,トリベンジルアミン,ジオレイル・モ
ノエタノールアミン,ジラウリル・モノプロパノールア
ミン,ジオクチル・モノエタノールアミン,ジヘキシル
・モノプロパノールアミン,ジブチル・モノプロパノー
ルアミン,オレイル・ジエタノールアミン,ステアリル
・ジプロパノールアミン,ラウリル・ジエタノールアミ
ン,オクチル・ジプロパノールアミン,ブチル・ジエタ
ノールアミン,ベンジル・ジエタノールアミン,フェニ
ル・ジエタノールアミン,トリル・ジプロパノールアミ
ン,キシリル・ジエタノールアミン,トリエタノールア
ミン,トリプロパノールアミンなどが挙げられる。
摩耗性などの点から、トリクレジルホスフェート及び各
種アルキル若しくはアルケニル酸性リン酸エステルアミ
ン塩が好適である。また、上記リン系極圧剤の中で、チ
オリン酸エステル,チオ酸性リン酸エステル及びこれら
のアミン塩、リン硫化テルペン類は、分子内に硫黄原子
とリン原子とを含むことから、(A),(B)成分の共
通の化合物として有効である。
種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよ
い。また、その配合量は、通常組成物全量に基づき、0.
05〜5重量%の範囲で選ばれる。この量が0.05重量
%未満では極圧性や耐摩耗性が不足するおそれがあり、
また5重量%を超えるとスラッジや錆が発生するおそれ
がある。極圧性,耐摩耗性及びスラッジや錆発生の抑制
などの面から、このリン系極圧剤の好ましい配合量は、
組成物全量に基づき0.1〜3重量%の範囲である。
分として用いられるアルカリ土類金属系清浄剤として
は、分子内にアルカリ土類金属を有し、潤滑油基油に溶
解又は均一に分散して、極圧性や耐摩耗性を発揮しうる
ものであればよく、特に制限はない。このようなものと
しては、例えばアルカリ土類金属のスルホネート,フェ
ネート,サリチレート,ホスホネートなどが挙げられる
が、これらの中で、効果の点から、アルカリ土類金属の
スルホネート及びフェネート、特にフェネートが好まし
く、とりわけ、摩擦係数向上の点から、カルシウムフェ
ネートが好適である。このアルカリ土類金属系清浄剤の
塩基価は80〜350mgKOH/gの範囲にあるのが
好ましい。塩基価が80mgKOH/g未満では効果が
不充分であり、また350mgKOH/gを超えると耐
摩耗性が低下する傾向がみられる。効果が有効に発揮さ
れる点から、この塩基価は、特に100〜280mgK
OH/gの範囲が好ましい。
系清浄剤は一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて
用いてもよい。また、その配合量は、通常組成物全量に
基づき、0.05〜8重量%の範囲で選ばれる。この量が
0.05重量%未満では効果が充分に発揮されず、一方8
重量%を超えると基油に対する溶解性が悪くなる。効果
及び基油に対する溶解性などの点から、このアルカリ土
類金属系清浄剤の好ましい配合量は、組成物全量に基づ
き、0.1〜4重量%の範囲である。本発明の潤滑油組成
物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応
じ、その他の添加剤、例えば酸化防止剤,無灰系分散
剤,粘度指数向上剤,流動点降下剤,防錆剤,金属腐食
防止剤,消泡剤,界面活性剤,着色剤などを適宜添加す
ることができる。ここで、酸化防止剤としては、ヒンダ
ードフェノール系やアミン系のもの、あるいはアルキル
ジチオリン酸亜鉛(ZnDTP)などが好ましく用いら
れる。ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例
えば4,4’−メチレンビス( 2,6−ジ−t−ブチル
フェノール);4, 4’−ビス( 2,6−ジ−t−ブチ
ルフェノール);4, 4´−ビス( 2−メチル−6−t
−ブチルフェノール);2,2’−メチレンビス( 4−
エチル−6−t−ブチルフェノール);2,2’−メチ
レンビス( 4−メチル−6−t−ブチルフェノール);
4, 4’−ブチリデンビス( 3−メチル−6−t−ブチ
ルフェノール);4, 4’−イソプロピリデンビス(
2,6−ジ−t−ブチルフェノール);2,2’−メチ
レンビス( 4−メチル−6−ノニルフェノール);2,
2’−イソブチリデンビス( 4, 6−ジメチルフェノー
ル);2,2’−メチレンビス( 4−メチル−6−シク
ロヘキシルフェノール);2,6−ジ−t−ブチル−4
−メチルフェノール;2,6−ジ−t−ブチル−4−エ
チルフェノール;2,4−ジメチル−6−t−ブチルフ
ェノール;2,6−ジ−t−アミル−p−クレゾール;
2,6−ジ−t−ブチル−4−( N,N’−ジメチルア
ミノメチルフェノール);4, 4’−チオビス( 2−メ
チル−6−t−ブチルフェノール);4, 4’−チオビ
ス( 3−メチル−6−t−ブチルフェノール);2,
2’−チオビス( 4−メチル−6−t−ブチルフェノー
ル);ビス(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブ
チルベンジル)スルフィド;ビス(3, 5−ジ−t−ブ
チル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド;n−オク
タデシル−3−(4−ヒドロキシ−3, 5−ジ−t−ブ
チルフェニル)プロピオネート;2,2’−チオ〔ジエ
チル−ビス−3−(3, 5−ジ−t−ブチル−4−ヒド
ロキシフェニル)プロピオネート〕などが挙げられる。
これらの中で、特にビスフェノール系及びエステル基含
有フェノール系のものが好適である。
ばモノオクチルジフェニルアミン;モノノニルジフェニ
ルアミンなどのモノアルキルジフェニルアミン系、4,
4’−ジブチルジフェニルアミン;4, 4’−ジペンチ
ルジフェニルアミン;4, 4’−ジヘキシルジフェニル
アミン;4, 4’−ジヘプチルジフェニルアミン;4,
4’−ジオクチルジフェニルアミン;4, 4’−ジノニ
ルジフェニルアミンなどのジアルキルジフェニルアミン
系、テトラブチルジフェニルアミン;テトラヘキシルジ
フェニルアミン;テトラオクチルジフェニルアミン;テ
トラノニルジフェニルアミンなどのポリアルキルジフェ
ニルアミン系、及びナフチルアミン系のもの、具体的に
はα−ナフチルアミン;フェニル−α−ナフチルアミ
ン;さらにはブチルフェニル−α−ナフチルアミン;ペ
ンチルフェニル−α−ナフチルアミン;ヘキシルフェニ
ル−α−ナフチルアミン;ヘプチルフェニル−α−ナフ
チルアミン;オクチルフェニル−α−ナフチルアミン;
ノニルフェニル−α−ナフチルアミンなどのアルキル置
換フェニル−α−ナフチルアミンなどが挙げられる。こ
れらの中でジアルキルジフェニルアミン系及びナフチル
アミン系のものが好適である。
ク酸イミド類,ホウ素含有コハク酸イミド類,ベンジル
アミン類,ホウ素含有ベンジルアミン類,コハク酸エス
テル類,脂肪酸あるいはコハク酸で代表される一価又は
二価のカルボン酸のアミド類などが挙げられる。
タクリレート、分散型ポリメタクリレート,オレフィン
系共重合体(例えば、エチレン−プロピレン共重合体な
ど),分散型オレフィン系共重合体,スチレン系共重合
体(例えば、スチレン−ジエン水素化共重合体など)な
どが、流動点降下剤としては、例えば、ポリメタクリレ
ートなどが挙げられる。防錆剤としては、例えば、アル
ケニルコハク酸やその部分エステルなどが、金属腐食防
止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系,ベンズ
イミダゾール系,ベンゾチアゾール系,チアジアゾール
系などが、消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシロ
キサン,ポリアクリレートなどが、界面活性剤として
は、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テルなどが用いられる。これらの添加剤は、その種類に
もよるが、通常は組成物中に0.01〜10重量%程度配
合される。本発明の無段変速機用潤滑油組成物は、特
に、金属ベルトタイプの変速機用として好適である。
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1〜3及び比較例1〜4 基油としてパラフィン系鉱油を用い、第1表に示す種類
と量の各種添加剤を基油に配合して、潤滑油組成物を調
製した。各潤滑油組成物について、以下に示すように、
ピンオンディスク試験機によりテストを行い、摩擦係数
及び摩擦係数維持時間を測定した。結果を第1表に示
す。 <ピンオンディスク試験機によるテスト>油量:600
ミリリットル,油温:130℃,滑り速度:1200m
m/秒,面圧:20kgf/cm2 ,ピン:S45C,
ディスク:SCM420,試験時間:240分の条件
で、ピンオンディスク試験機によるテストを行い、摩擦
係数として240分後の摩擦係数を求めるとともに、摩
擦係数維持時間として、0.10以上の摩擦係数を示す時
間(分)を求めた。
流動点−17.5℃ 酸性リン酸エステルアミン塩:ジラウリルアシッドフォ
スフェートアミン塩 カルシウムスルホネート:塩基価280mgKOH/g カルシウムフェネート:塩基価250mgKOH/g ZnDTP:ジC4 〜C6 アルキルジチオリン酸亜鉛 第1表から分かるように、比較例の潤滑油組成物は、実
施例のものに比べて、摩擦係数が早期に低下し、トルク
の伝達率が悪くなる。 比較例5 市販の自動変速機油(ATF)について、同様にピンオ
ンディスク試験機によるテストを行ったところ、試験時
間1分で焼付が生じた。
耐摩耗性及び極圧性に優れ、かつ摩擦係数を長時間高く
維持することができ、大容量のトルク伝達が可能であっ
て、特に金属ベルトタイプの変速機用として好適に用い
られる。
Claims (6)
- 【請求項1】 潤滑油基油に対し、(A)硫黄系極圧
剤、(B)リン系極圧剤、及び(C)アルカリ土類金属
系清浄剤を配合してなる無段変速機用潤滑油組成物。 - 【請求項2】 硫黄系極圧剤が、硫化油脂,チオカーバ
メート類及びチオテルペン類の中から選ばれた少なくと
も一種である請求項1記載の無段変速機用潤滑油組成
物。 - 【請求項3】 リン系極圧剤が、トリクレジルホスフェ
ート及びアルキル若しくはアルケニル酸性リン酸エステ
ルアミン塩の中から選ばれた少なくとも一種である請求
項1記載の無段変速機用潤滑油組成物。 - 【請求項4】 アルカリ土類金属系清浄剤が、カルシウ
ムフェネートである請求項1記載の無段変速機用潤滑油
組成物。 - 【請求項5】 組成物全量に対し、(A)成分0.05〜
5重量%、(B)成分0.05〜5重量%及び(C)成分
0.05〜8重量%を配合してなる請求項1記載の無段変
速機用潤滑油組成物。 - 【請求項6】 無段変速機が、金属ベルトタイプの変速
機である請求項1記載の無段変速機用潤滑油組成物。
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