JPH0978079A

JPH0978079A - 潤滑油組成物

Info

Publication number: JPH0978079A
Application number: JP26250295A
Authority: JP
Inventors: Takashi Abe; 恭士阿部; Tetsuo Wakizono; 哲郎脇園
Original assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Current assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 1997-03-25
Anticipated expiration: 2015-09-14
Also published as: JP3928981B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ベルトとプーリー間に大容量の動力伝達が可
能であり、かつ長期にわたる耐久性を保持し、さらに金
属同士の滑りによるスティックスリップ現象を抑制でき
る潤滑油組成物、特にギヤ油組成物の提供。【解決手段】ＡＳＴＭＤ２７１４に規定されているＬ
ＦＷ−１試験方法を用いて、垂直荷重を２００ｌｂとし
て滑り速度を０から１００ｃｍ／ｓの範囲で変化させ、
各滑り速度における摩擦力から測定した摩擦係数が前記
滑り速度と共に摩擦係数が増加を示す正の摩擦特性を示
し、かつ滑り速度２．５ｃｍ以下の滑り速度の摩擦係数
が０．１２〜０．１４の範囲のものであることを特徴と
する潤滑油組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のベルト式無段
変速装置の潤滑および作動を円滑に行うことが可能にな
らしめる作動潤滑あるいはギヤ油組成物に関する。

【０００２】

【従来技術】現在自動車用の自動変速機としてはトルク
コンバーターと湿式クラッチを組み合わせたものが広く
採用されているがトルクコンバーターを介して動力を伝
達する点と変速比が無段階でないため効率が悪く燃費が
手動式変速機に比べて劣る欠点が有る。この欠点を補う
ものとして駆動軸と従動軸をプーリーにして、この２つ
のプーリー間をベルトで連結してプーリーの半径を変化
させることにより駆動側の回転数を無段階に変速して従
動側に伝達する無段式変速機が実用化されてきた。ここ
に使用される潤滑油組成物として必要な性能としては、１）ベルトとプーリー間の摩擦を介して動力を伝達する
ため、高い摩擦係数が要求される。２）同時に自動車としての長期の耐久性を維持するため
にベルトとプーリー間の摩耗が少ないことが必要であ
る。３）油圧を介してプーリーの半径を機械的に変化させる
ために、作動流体としての必要な性能を有すること。上記の性能を満たすものとして従来まではＡＴＦ（ＡＵ
ＴＯＭＡＴＩＣＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮＦＬＵＩ
Ｄ）が広く使用されてきた。しかし、既存のＡＴＦはエ
ンジンが高出力化するに伴い耐荷重性能や金属間の摩擦
特性に問題が有ることが顕著になってきた。具体的には
１０００ｃｃ前後のエンジン搭載車両では伝達動力も小
さいため、ベルトとプーリー間の押し付け圧力も小さく
ＡＴＦの耐荷重性能で十分であったが、さらに大容量の
エンジンを搭載した車両の無段変速機用に使用すると、
従来の押付圧力ではベルトとプーリーの間で滑りを生じ
て動力の伝達が不可能になることがあった。さらにＡＴ
Ｆは湿式の摩擦特性を向上するために特殊な摩擦調整剤
が加えられ、また一方では有機材料や非鉄金属にたいす
る適合性を良くするために活性の穏やかな添加剤が使用
される傾向が強く耐摩耗性もますます低下する傾向に有
る。なおベルトとプーリーは転がり運動を中心に多少の
滑り運動を行っており、金属同士の滑りによるスティッ
クスリップ現象を基点とした振動音や車体の不快振動を
起こしやすく商品価値を下げるだけでなく運動性を損な
う恐れも有った。

【０００３】

【目的】本発明は、ベルトとプーリー間に大容量の動力
伝達が可能であり、かつ長期にわたる耐久性を保持し、
さらに金属同士の滑りによるスティックスリップ現象を
抑制できる潤滑油組成物、特にギヤ油組成物を提供する
ことにある。

【０００４】

【構成】本発明の特徴は、ＡＳＴＭＤ２７１４に規定さ
れているＬＦＷ−１試験方法を用いて、垂直荷重を２０
０ｌｂとして滑り速度を０から１００ｃｍ／ｓの範囲で
変化させ、各滑り速度における摩擦力から測定した摩擦
係数が前記滑り速度と共に摩擦係数が増加を示す正の摩
擦特性を示し、かつ滑り速度２．５ｃｍ以下の滑り速度
の摩擦係数が０．１２〜０．１４の範囲のものであるこ
とを特徴とする潤滑油組成物を提供し、前記従来技術の
問題点を解消したことにある。本発明の前記潤滑油組成
物は、特にベルト式ＣＶＴ方式の潤滑油組成物として有
用なものである。すなわち、本発明の前記潤滑油組成物
は、ベルトタイプ無段変速機において、金属プーリーと
エレメント間に対し適度な摩擦係数を実現し、さらにそ
の摩擦係数を維持する耐久性能を有し、また不快振動、
ノイズの起因となるプーリー、エレメント間の摩擦挙動
に対し、良好な特性を付与する。同時に優れた耐摩耗性
能と適度な極圧性能を保持できる組成物、特にギヤ油組
成物である。本発明の潤滑油組成物は、ジアルキルジチ
オリン酸塩、特にＺｎ−ＤＴＰ（ジアルキルジチオリン
酸亜鉛）を基本とするがこれにＭｇ、Ｃａ等のアルカリ
金属、アルカリ土類金属等を主体とする金属清浄剤、こ
はく酸イミド等を配合することにより、低速、特に発進
直後の滑り速度２．５ｃｍ／ｓ以下の範囲では滑り摩擦
係数を０．１２〜０．１４の範囲に維持し、かつノイズ
や振動の起因となるスティックスリップ現象に対して有
効である、滑り速度の増加と共に摩擦係数が増加を示す
正勾配の摩擦特性を付与し、従来両立させることが困難
とされていた金属間の連続滑りに対し、高い摩擦係数の
維持と正勾配の摩擦係数の両立を実現させたことが主要
な特徴点である。

【０００５】次に本発明の潤滑油組成物を構成する各成
分について説明する。前記のような特性を有する潤滑油
組成物に使用される基油は溶剤精製あるいは水素化処理
を受けた鉱油ないし合成油であって、必要とされる耐荷
重性能や金属間の摩擦特性に応じて適当な粘度を有する
ものが選択される。例えば合成油としてポリアルファオ
レフィン類、ポリブテン類、ジエステル類、ポリエチレ
ンプロピレン類、ポリグライコール類、ヒンダードエス
テル類が上げられるが、添加剤の溶解性等を考慮すると
好ましくは鉱油に類似したポリアルファオレフィン類、
ポリブテン類、ポリエチレンプロピレン類が良好であ
る。一般に自動車用自動変速機ギヤ油には低温時の流動
性、油圧回路への影響などを考慮し最終的に７から８ｍ
ｍ²／ｓ（＠１００℃）の粘度に調合されるが、基油と
しては３．５から４．５ｍｍ²／ｓ（＠１００℃）のも
のが使用される。これらに増粘効果、流動点効果などを
考慮し、ポリ（メタ）クリレート類、ポリブテンあるい
はポリエチレンプロピレン等の高分子化合物が使用され
る。特に重量平均分子量が２０，０００から１，００
０，０００のポリアクリレートまたはポリメタクリレー
トが好ましい。硫化エステルは主に極圧性を向上させる
ために使用される。配合量としては硫化エステル中の硫
黄分として０．１から０．３重量部で使用されるが、使
用状況によって添加量を増減することにより調整しても
良い。本発明で使用されるジアルキルジチオ燐酸塩とし
ては、例えば下式（Ｉ）の構造式で表せるものである。

【化１】（前式中、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃およびＲ₄は、炭素数が３〜１
０のアルキル基、Ｍは金属元素である。）前式（Ｉ）で表わされるジアルキルジチオ燐酸塩は、前
式（Ｉ）の炭化水素基（Ｒ）や金属成分（Ｍ）を変える
ことでその効果に若干の差があるが、前記ＭとしてＺ
ｎ、Ｍｏ等が挙げられる。特にＺｎ塩が好ましく、該ジ
アルキルジチオ燐酸亜鉛は、耐摩耗性、酸化防止性およ
び摩擦係数を上げることによりトルク容量の向上に寄与
する。前記金属の配合量としては０．０５から０．３重
量部の範囲であるが、０．０５重量部未満では摩擦特
性、耐摩耗性、酸化安定性等の向上が期待できず、また
０．３重量部を越えて使用しても、前記特性のさらなる
向上は期待できない。

【０００６】金属系清浄剤としては、アルカリ金属また
はアルカリ土類金属（Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａなど）の金属塩
であり、化合物としてはスルホネート、フェネート、サ
リシレート、ホスホネート等がある。また、前記金属の
水酸化物ないしは炭酸塩を過剰に含有させた超塩基性清
浄剤でも良い。金属系清浄剤としてはこれらの一種以上
を配合したものが用いられる。これら金属系清浄剤によ
って、本来のスラッジ、沈殿物等の出発物質を取り除き
清浄性を保つと共に、さらに金属間摩擦の特性向上に寄
与させているのが本発明の特徴である。そのための金属
系清浄剤の添加量としては金属量として０．００５から
１．０重量部であり、この範囲以外では摩擦係数の低下
や特性の向上、耐久性等に対し期待できない。０．００
５以下では良好な摩擦特性や清浄、酸中和等本来の機能
が得られず、一方１．０以上添加した場合には適当な摩
擦係数が得られないあるいは劣化後の沈殿生成物の増加
などの点で好ましくない。また、金属系清浄剤の種類の
相違等により、多少の効果の差が認められるが、前記の
重量部の範囲であれば良好な結果を与える。特にこれら
の金属系清浄剤の特性の差異を考慮して適当な金属系清
浄剤を組合せて使用することにより、一層の特性向上を
付与できる。さらには前記成分Ａと適当に組み合わせる
ことによりさらに高い摩擦係数を維持しながら前記の各
特性を大幅に向上することができる。

【０００７】酸化物、スラッジ等の分散剤として、窒素
量として０．０１〜０．１重量部のイミド化合物が添加
される。イミド化合物としては、ポリブテニルコハク酸
イミド及びその誘導体、エステル等が挙げられる。前記
イミド化合物は、本来の機能である酸化物、スラッジ等
の分散作用のほかに、摩擦特性の改善に寄与し、摩擦特
性の耐久性等を向上させている。また、該イミド化合物
は、前記の配合量や他の添加成分とのバランスを適当に
調整することにより潤滑油組成物に適当な摩擦係数を付
与させることができる。アミド化合物としては脂肪酸ア
ミドが上げられるが、摩擦特性に関しては摩擦係数を下
げる効果があり、摩擦係数と適当な値に調合するための
有効な手段となる。また、該アミド化合物の本来の機能
である酸化防止の効果もある。燐酸エステル化合物とし
て（１）亜燐酸エステル、亜燐酸トリエステル、ホスホ
ン酸ステル、正燐酸エステル、ピロリン酸エステル、酸
性燐酸エステルまたはそのアミン塩等のアルキルまたは
アリール燐酸エステル化合物、（２）炭素数３から１８
のアルキル基を有するアルキルチオフォスフェート、酸
性チオ燐酸エステルの燐酸エステ化合物、或いはこれら
のアルキルアミン完全中和塩、または部分中和塩等のア
ルキルチオ燐酸エステル類、（３）炭素数１から１８の
アルキル基を有するアルキルジチオフォスフェート、酸
性ジチオ燐酸エステルの燐酸エステル化合物またはチオ
燐酸エステル化合物、或いはこれらのアルキルアミン完
全中和塩または部分中和塩などのアルキルジチオ燐酸エ
ステル類、（４）炭素数１から１８のアルキル基２個を
有する酸性ジチオ燐酸エステルの燐酸エステル化合物ま
たはチオ燐酸エステル化合物、或いはこれらのアルキル
アミン完全中和塩または部分中和塩などのジアルキルジ
チオ燐酸エステル類などを挙げることができる。これら
化合物は単独または複数組み合わせて使用してよい。添
加量としては上記化合物一種または組み合わせて、燐量
として０．０３から０．１重量部の範囲で使用され。
０．１重量部を使用しても腐食の促進、酸化安定性の低
下など性能を低下させる可能性がある。燐酸エステル化
合物により耐摩耗性、耐焼き付き性が向上しプーリー、
ベルト間の耐久性を与え、更にこれらの金属間摩擦特性
にも適当な特性を与える。

【０００８】次に本発明の潤滑油組成物の具体的な組成
物の１例を示す。但し、本発明の潤滑油は、前記の摩擦
特性を満足させるものであれば、以下に示す組成のもの
に限定されるものではない。基油として用いた鉱油ある
いはポリアルファオレフィン（Ａ）１００重量部に対し
て硫化エステルを硫黄分として０．１から０．１５重量
部、ジアルキルジチオりん酸亜鉛を亜鉛量として０．０
５から０．３重量部、アルカリ金属またはアルカリ土類
金属等を主成分とした金属塩系清浄剤を金属量として
０．０１から１．０重量部、イミド化合物を窒素量とし
て０．０１から０．１重量部、およびアルキル燐酸エス
テル等を燐分として０．０３から０．１重量部のうちの
いずれか一種（Ｂ）以上、および低温流動性を改善する
ために高分子量のポリメタクリレート（Ｃ）を少なくと
も配合した。

【０００９】

【実施例】

実施例１以下に実施を揚げて本発明を説明するが、これら実施例
は一例でありこれに限定されるものではない。表１に示
した処方に従って、実施例１から４について作成した。
表２に示した処方に従って比較例Ａ、ＢおよびＣを作成
した。比較例ＢおよびＣは市販の自動変速機油Ａ、Ｂを
用いた。実施例１は基油１００重量部に対して硫化エス
テルを硫黄分として０．１２重量部、ジアルキルジチオ
燐酸亜鉛の炭素数Ｃ₈のものを亜鉛分として０．１４重
量部、燐酸エステルをりん量として０．０３６重量部、
イミド化合物としてコハク酸イミドのホウ素化合物を窒
素分として０．０２８重量部添加し、これに金属系清浄
剤としてＭｇスルホネートおよびＭｇサリシレートの二
種を用いこれらの金属量として０．６重量部加えて得た
ものである。実施例２は上記実施例１に金属系清浄剤と
してＭｇスルホネートとＣａスルホネートを混合、金属
量として０．２５重量部にしたものである。実施例３は
上記実施例に対し金属系清浄剤をＣａスルホネートとＭ
ｇスルホネートの添加量の比率を変えたものである。こ
れらからの金属量を０．２０重量部としてものである。
実施例４は上記実施例１にオレイルアミドを添加剤量と
して０．５重量部添加したものである。比較例Ａは実施
例１からイミド化合物を除いて得たものである。次に、
前記実施例１〜４及び比較例Ａ、ＢおよびＣの組成物に
ついて金属間摩擦特性について、以下に示す試験方法
（ＬＦＷ−１）によりその特性を評価した。ＡＳＴＭＤ
２７１４に規定されているＬＦＷ−１を用いて、垂直荷
重を２００ｌｂとして、滑り速度を０から１００ｃｍ／
ｓの範囲で変化させ、各滑り速度における摩擦力から摩
擦係数を測定した。これらより、金属間の滑り速度に対
する摩擦特性を評価できる。上記の測定法により得た結
果を図１に示す。実施例１〜４の潤滑油組成物と従来の
変速機油である比較油ＢおよびＣを比較すると、本発明
の潤滑油組成物１〜４においては高い摩擦係数を維持す
ると共に、良好な摩擦特性、すなわち滑り速度と共に摩
擦係数が増加を示す特性の両立を可能としているが、Ｂ
およびＣでは摩擦特性及び高い摩擦係数の両立が困難で
ある。さらに、本発明の潤滑油組成物においては、前記
の成分を組み合わせることにより摩擦係数を摩擦特性と
両立させながら適当な値に設定することが可能となっ
た。たとえば実施例３と実施例４が示すように同一の摩
擦特性を維持しながら摩擦係数をシフトする。または、
実施例２のように特性及び摩擦係数を共に変化させ、適
当な値に設定することが可能となった。さらに、表１お
よび２に示した実施例１〜４及び比較油Ａ、ＢおよびＣ
について、無段変速機を用いて評価を行った。

【００１０】１．トルク容量評価表１に示した実施例１から４及び比較例Ａ、ＢおよびＣ
について、無段変速機のベルト伝達容量を計測した結果
をグラフ２に示す。この結果よりトルク容量は、滑り速
度０〜１０ｃｍ／ｓにおける摩擦係数（以下摩擦係数は
滑り速度０〜１０ｃｍ／ｓにおけるものを示す）に比例
する。また、摩擦係数が０．１２以上の範囲が必要トル
ク容量を確保するために必要であるが、実施例１から４
潤滑油組成物は前記要件を満足するが、比較例Ａおよび
Ｃのものはこの要件を満足していない。２．ノイズ評価表１に示した実施例１から４及び比較例Ａ、ＢおよびＣ
について、無段変速機のベルトスティックスノイズの評
価を行った結果をグラフ３に示す。この結果より当該ノ
イズは摩擦係数がある値より大きくなると悪化し、この
許容限界は摩擦係数０．１４以下である。実施例１から
４潤滑油組成物は前記要件を満足するが、比較例Ｂのも
のはこの要件を満足していない。適正摩擦係数以上の結果より、無段変速機の潤滑油として必要トルク
容量を確保しつつ、ベルトスティックスノイズの発生を
防ぐ適正摩擦係数は０．１２から０．１４の範囲である
が、前記要件を満足するのは実施例１から４の潤滑油組
成物のみである。

【００１１】

【表１】

【００１２】

【表２】＊¹ Ｃａスルホネート、Ｃａサリシレート、Ｃａフェ
ネート等の化合物を以上使用＊² Ｍｇスルホネート、Ｍｇサリシレート等の化合物
等を一種以上使用＊³ 比較油（市販油）Ｂ及びＣについては元素量につ
いてのみ示す

【００１３】以下、本発明の具体的実施態様を示す。１．ＡＳＴＭＤ２７１４に規定されているＬＦＷ−１試
験方法を用いて、垂直荷重を２００ｌｂとして滑り速度
を０から１００ｃｍ／ｓの範囲で変化させ、各滑り速度
における摩擦力から測定した摩擦係数および静止摩擦係
数がそれぞれ、０．１１〜０．１５および０．１１〜
０．１４５の範囲であって、かつ前記滑り速度と共に摩
擦係数が増加を示す正の摩擦特性を示すものであること
を特徴とする潤滑油組成物。２．鉱油あるいはポリアルファオレフィン（Ａ）１００
重量部にたいして硫化エステルを硫黄分として０．１か
ら０．１５重量部、および金属塩系清浄剤を金属量とし
て０．０１から１．０重量部、ジアルキルジチオ燐酸亜
鉛を亜鉛分として０．０５から０．３重量部、燐酸エス
テルをリン分として０．０３から０．１重量部、イミド
化合物を窒素量として０．０１から０．１重量部のうち
のいずれか１種以上（Ｂ）および低温流動性を改善する
ために重量平均分子量が２０，０００から１，０００，
０００のポリメタクリレートを１重量部から１０重量部
を少なくとも配合したものよりなる前記１記載の潤滑油
組成物。３．鉱油あるいはポリアルファオレイン（Ａ）が３．５
から４．５ｍｍ²／ｓ(＠１００℃)の粘度に調合された
ものである前記第２の潤滑油組成物。４．７〜８ｍｍ²／ｓ(＠１００℃)の粘度に調合された
前記第３の潤滑組成物。５．前記第１、２、３または４の潤滑組成物よりなる自
動車用無段変速ギヤ油。

【００１４】

【効果】本発明のギヤ油組成物は、無段変速機の潤滑油
として最適であるだけでなく、摩耗、耐久性に関しても
十分な性能を有している。さらにはこれら成分の組成を
適当に選択することにより各ユニットに適した摩擦係数
と特性を付与できるという優れた特徴を持つギヤ油組成
物が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＡＳＴＭＤ２７１４に規定されているＬＦＷ−
１試験方法を用いて、垂直荷重を２００ｌｂとして滑り
速度を０から１００ｃｍ／ｓの範囲で変化させ、各滑り
速度における摩擦力から測定した実施例１〜４と比較例
ＢおよびＣの摩擦係数を示す図である。

【図２】実施例１〜４と比較例Ａ、ＢおよびＣの組成物
について測定した無段変速機のベルト伝達容量を計測し
た結果を示す図である。

【図３】実施例１〜４と比較例Ａ、ＢおよびＣの組成物
について測定した無段変速機のベルトスティックスリッ
プノイズの評価を行った結果を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｍ 133:56 135:06 135:10 137:04 137:10 137:12 145:14）Ｃ１０Ｎ 10:04 20:00 30:02 30:04 30:06 40:04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＡＳＴＭＤ２７１４に規定されているＬ
ＦＷ−１試験方法を用いて、垂直荷重を２００ｌｂとし
て滑り速度を０から１００ｃｍ／ｓの範囲で変化させ、
各滑り速度における摩擦力から測定した摩擦係数が前記
滑り速度と共に摩擦係数が増加を示す正の摩擦特性を示
し、かつ滑り速度２．５ｃｍ以下の滑り速度の摩擦係数
が０．１２〜０．１４の範囲のものであることを特徴と
する潤滑油組成物。
【請求項２】鉱油あるいは合成油（Ａ）１００重量部
にたいして硫化エステルを硫黄分として０．１から０．
１５重量部、金属塩系清浄剤を金属量として０．００５
から１．０重量部、ジアルキルジチオ燐酸亜鉛を亜鉛分
として０．０５から０．３重量部、燐酸エステルをリン
分として０．０３から０．１重量部、イミド化合物を窒
素量として０．０１から０．１重量部のうちのいずれか
１種以上（Ｂ）および低温流動性を改善するためにポリ
（メタ）クリレート類（Ｃ）を１重量部から１０重量部
を少なくとも配合したものよりなる請求項１記載の潤滑
油組成物。
【請求項３】請求項１または２記載の潤滑油組成物よ
りなる無段変速機用ギヤ油組成物。