JPH11100589A

JPH11100589A - 潤滑油の補強剤

Info

Publication number: JPH11100589A
Application number: JP9262292A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kikuchi; 稔菊地
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】低級オイルを補強することにより、どこでも簡
便に極圧性能の高い潤滑油を得られるようにする。【解決手段】潤滑油の極圧性能を高める補強剤におい
て、鉱油または合成油もしくはこれらの混合油からなる
基油に、リン系極圧剤としてリン系極圧剤としてリン酸
エステルアミン塩をリン含有濃度で全体量の１．２〜
１．４質量％、硫黄系極圧剤としてポリサルファイドを
硫黄含有濃度で全体量の１５〜１９質量％、の割合で配
合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、潤滑油の極圧性
能を高める補強剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】２面間の摩擦を小さくするため、一般に
潤滑油が使用される。油の潤滑状態としては、流体潤
滑，境面（界）潤滑，極圧潤滑、の場合がある。極圧潤
滑は、境面（界）潤滑よりも更に高い荷重が作用する条
件下の潤滑状態で、摩擦面の温度が高くなり、吸着油膜
では荷重が支えられずに油膜が破れ、ときには固体間の
接触が起こり、摩擦面に傷を付けたり焼き付いたりする
ようになる。

【０００３】このような極圧摩擦を減少させるため、極
圧剤の入った潤滑油が用いられる。極圧剤はリンや硫黄
などの有機化合物（添加剤）を配合したものであり、使
用すると有機化合物が摩擦熱により金属面と化学的に反
応し、２次的な金属化合物（リン化鉄皮膜，硫化鉄皮膜
など）を生成する。これらの極圧皮膜は破れても直ぐに
修復され、金属どうしが直接に接触するのを防ぐように
なる。なお、潤滑剤の改良例として、特開平７ー３２８
３号公報および特開平８ー６０１７２号公報に開示のも
のが知られる。

【０００４】

【表１】

【０００５】この表は自動車用ギヤオイルの、ＡＰＩ
（アメリカ石油協会）により分類される市場品質ＧＬ一
１〜ＧＬー５について、極圧性能の有効成分濃度を表
す。自動車用ギヤオイルとしては、ＧＬ−３〜ＧＬー５
のものが一般に使用される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】潤滑油の極圧性能を高
めるのに添加剤（リンと硫黄などの有機化合物）が有効
であるが、これら添加剤はときには、ほかの性能特性
（腐食防止など）に悪影響を及ぼしかねない。また、潤
滑油の極圧性能の大小は、添加剤どうしの調和が要求さ
れると共にこれら添加前の配合量に大きく左右される。

【０００７】自動車の駆動系でも潤滑条件が厳しいファ
イナルギヤやトランスミッションなどのギヤオイルとし
ては、極圧性能の高い潤滑油が使用されるが、地域や国
情によっては、高品質オイルの普及が遅れ、これを輸出
車への使用に現地で調達しようとしても入手困難な場合
がある。そこで、極圧剤をパッケージ（缶など）に詰め
て自動車と一緒に輸出し、現地で入手可能な低品質オイ
ルから、これを極圧剤で補強することより、耐荷重性能
の高い潤滑油に調製することが考えられる。

【０００８】この発明は、このような事情も考慮してな
されたものであり、高品質の潤滑油をどこでも簡便に得
られるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、潤滑油
の極圧性能を高める補強剤において、鉱油または合成油
もしくはこれらの混合油からなる基油に、リン系極圧剤
としてリン酸エステルアミン塩（amine-phosphate este
r reaction products）をリン含有濃度で全体量の１．
２〜１．４質量％、硫黄系極圧剤としてポリサルファイ
ド（organic polysulfiｄe）を硫黄含有濃度で全体量の
１５〜１９質量％、の割合で配合したことを特徴とす
る。

【００１０】

【発明の効果】第１の発明において、補強剤はリン酸エ
ステルアミン塩をリン含有濃度で１．２〜１．４質量
％、ポリサルファイドを硫黄含有濃度で１５〜１９質量
％、を含有する。この補強剤の添加により、潤滑油のリ
ン（Ｐ）有効成分濃度と硫黄（Ｓ）有効成分濃度が高ま
り、極圧性能が補強される。

【００１１】リン酸エステルアミン塩とポリサルファイ
ドとは良く調和し、銅部品への耐腐食性やオイルシール
への保護性（耐オイルシール性）などに悪影響を及ぼす
ようなこともなく、リン（Ｐ）と硫黄（Ｓ）の有効成分
濃度以上の相乗効果が得られる。また、化学的安定性や
熱酸化安定性も良い。そのため、補強剤をパッケージに
詰めて自動車と一緒に輸出することにより、高品質オイ
ルの入手困難な現地で低級オイルから高い極圧性能を備
える潤滑油を簡単かつ容易に調製することが可能にな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】原液（補強剤）は、リン（Ｐ）系
極圧剤としてのリン酸エステルアミン塩をＰ含有濃度で
全体量の１．２〜１．４質量％、硫黄（Ｓ）系極圧剤と
してのポリサルファイドをＳ含有濃度で全体量の１５〜
１９質量％、の割合で含有する。これら２種類の極圧剤
は、鉱油または合成油もしくはこれらの混合油からなる
基油に溶解される。

【００１３】リン酸エステルアミン塩の分子式は、

【００１４】

【化１】

【００１５】である。

【００１６】ポリサルファイドの分子式は、

【００１７】

【化２】

【００１８】である。

【００１９】化１，化２において、Ｒはアルキル基（Al
kyl）またはアリール基（Aryl）、ｘはＳの原子数（５
〜９）を表す。これら有機化合物は、アルキル基Ｒまた
はアリール基のＣ（炭素）原子数に応じてＰ含有量およ
びＳ含有量が変化するので、一概に配合量（濃度）は決
定できない。そのため、リン酸エステルアミン塩は原液
中のＰ含有量が実際に１．２〜１．４質量％になるよう
に配合する。ポリサルファイドは原液中のＳ含有量が実
際に１５〜１９質量％になるように配合する。

【００２０】

【表２】

【００２１】これは低級オイルの極圧性能をデファレン
シャル用のギヤオイルに補強・改質する使用例を説明す
るものである。原液は１．２９質量％のＰ有効成分と１
７．５５質量％のＳ有効成分を含有するものを使用す
る。デファレンシャルはオイル使用量１２ｋｇの大型と
する。

【００２２】市場品質（ＡＰＩの品質グレード）ＧＬ
−１またはＧＬ−２のギヤオイルを補強する場合、１．
２ｋｇの原液（調製後の全油量１２ｋｇの１０．０％に
相当する）を添加する。市場品質（ＡＰＩの品質グレ
ード）ＧＬ−３のギヤオイルを補強する場合、０．８ｋ
ｇの原液（調製後の全油量１２ｋｇの６．７％に相当す
る）を添加する。市場品質（ＡＰＩの品質グレード）
ＧＬ−４のギヤオイルを補強する場合、０．４ｋｇの原
液（調製後の全油量１２ｋｇの３．３％に相当する）を
添加する。

【００２３】全油量１２ｋｇ中のＰ有効成分濃度は、
の場合が０．１３質量％、の場合が０．１２質量％、
の場合が０．１１質量％になる。同じくＳ有効成分濃
度は、の場合が１．７６質量％、の場合が１．７３
質量％、の場合が１．７５質量％になる。したがっ
て、〜において、原液の添加でＰ有効成分濃度およ
びＳ有効成分濃度は増強され、市場品質ＧＬ−５（表１
参照）に相当する極圧性能を備えるギヤオイルとして、
自動車の駆動系でも最も潤滑条件の厳しいデファレンシ
ャルへの適用が可能になる。

【００２４】図１は高速チムケン試験の結果を表すもの
であり、〜のいずれの場合おいても、原液の無添加
のものに較べると、耐荷重性能が大幅にアップする。ま
た、Ｐ有効成分濃度およびＳ有効成分濃度が同程度の市
場品質ＧＬ−５（表１参照）に較べても、その合格荷重
を越える高荷重性能を備えることが認められる。これは
リン酸エステルアミン塩とポリサルファイドとの組み合
わせによる相乗効果と考えられる。

【００２５】この試験はＪＩＳＫ２５１９（石油製品
耐荷重能試験）の６項に準ずるものであり、試験油を供
給しながらテストブロックに接触するテストカップを回
転させる。この状態で荷重を１．０Ｌｂ（略２．２ｋ
ｇ）毎に上昇させながら、焼き付きに至る荷重を測定す
る。なお、図１は主軸回転速度３４００ｒｐｍ（滑り速
度８．８ｍ／ｓｅｃ）における試験結果である。合格荷
重とは、焼き付きに至る直前の性能値を表す。

【００２６】図２に大型ファイナルギヤ台上耐久寿命試
験の結果を表す。この試験はファイナルギヤを所定条件
で運転し、試験油の実用性能をギヤの損傷度合から評価
するものである。ファイナルギヤとしてハイポイド形式
６８３３シングルリダクションタイプのファイナルギヤ
を使用し、ファイナル入力８５ｋｇｍ／２５４０ｒｐ
ｍ，油温１５０℃の下で運転する。

【００２７】表２の，の試験油の場合、運転時間が
３０ｈに達しても、ギヤに殆ど損傷が見られず、ＯＫと
評価される。原液の無添加のものにおいて、市場品質Ｇ
Ｌ−３の場合は、運転時間が５ｈ足らずでギヤにＰ（ピ
ッチング），Ｓｃ（スコーリング）が見られる。市場品
質ＧＬ−４の場合は、運転時間が２０ｈでギヤにＳｐ
（スポーリング）が見られる。市場品質ＧＬ−５の場合
でも、運転時間が３０ｈでギヤにＳｐ（スポーリング）
が見られる。

【００２８】この試験結果から、との試験油は耐摩
耗性能をＰ有効成濃度およびＳ有効成分濃度が同程度の
市場品質ＧＬ−５（表１参照）に較べて長く維持するも
のと認められる。これもリン酸エステルアミン塩とポリ
サルファイドとの組み合わせによる相乗効果のひとつと
考えられる。

【００２９】補強剤（既述の配合割合の原液）は、下記
の性状を備える。

【００３０】

【表３】

【００３１】リン酸エステルアミン塩とポリサルファイ
ドとは良く調和し、銅部品への耐腐食性やオイルシール
への保護性（耐オイルシール性）などに悪影響を及ぼす
ようなこともなく、ＰとＳの有効成分濃度以上の相乗効
果が得られる。また、化学的安定性や熱酸化安定性も良
いため、補強剤をパッケージに詰めて自動車と一緒に輸
出することにより、高品質オイルの入手困難な現地で低
級オイルから高い極圧性能を備える潤滑油を簡単かつ容
易に調製することが可能になる。補強剤のパッケージ
（缶など）には、使用上の注意などを記載したコーショ
ンプレートを付けておくものとする。

【００３２】

【表４】

【００３３】これはマニュアルトランスミッション用に
低級オイルの耐荷重性能を補強する使用例を説明するも
のである。原液は１．２９質量％のＰ有効成分濃度と１
７．５５質量％のＳ有効成分濃度を含有する。マニュア
ルトランスミッションはオイル使用量１５ｋｇの大型と
する。

【００３４】市場品質（ＡＰＩの品質グレード）ＧＬ
−１またはＧＬ−２のギヤオイルを補強する場合、１．
０ｋｇの原液（調製後の全油量１５ｋｇの６．７％に相
当する）を添加する。市場品質（ＡＰＩの品質グレー
ド）ＧＬ−３のギヤオイルを補強する場合、０．５ｋｇ
の原液（調製後の全油量１５ｋｇの３．３％に相当す
る）を添加する。

【００３５】，のいずれの場合も、全油量１５ｋｇ
中のＰ有効成分濃度は０．０８質量％、同じくＳ有効成
分濃度は１．１７質量％になる。したがって、，に
おいて、原液の添加でＰ有効成分濃度およびＳ有効成分
濃度は増強され、市場品質ＧＬ−４（表１参照）に相当
する極圧性能を備えるギヤオイルとしてトランスミッシ
ョンへの適用が可能になる。

【００３６】図３は高速チムケン試験の結果を表すもの
であり、，のいずれの場合おいても、原液の無添加
のものに較べると、耐荷重性能が大幅にアップする。ま
た、市場品質ＧＬ−４に較べても、原液中の極圧剤の相
乗効果も働くため、その合格荷重を越える高荷重性能を
備えることが認められる。

【００３７】図４に大型トランスミッション台上耐久寿
命試験の結果を表す。この試験はトランスミッションを
所定条件で運転し、試験油の実用性能をギヤの損傷度合
から評価するものである。トランスミッションはエンジ
ン出力１１０ｋｇｍ／１５００ｒｐ、油温１３０±５℃
で運転される。

【００３８】原液の無添加のものにおいて、市場品質Ｇ
Ｌ−１またはＧＬ−２の場合は、運転時間が５ｈでギヤ
の１２／１２にＳｐ（スポーリング）が見られる。市場
品質ＧＬ−３の場合は、運転時間が５ｈでギヤの９／１
２にＳｐ（スポーリング）が見られる。市場品質ＧＬ−
４の場合は、運転時間が１８ｈでギヤの６／１２にＳｐ
（スポーリング）が見られる。

【００３９】表４の，の試験油の場合は、市場品質
ＧＬ−４の場合と比較しても、同じ運転時間におけるギ
ヤの損傷度合は小さい。すなわち、Ｓｐ（スポーリン
グ）が見られるギヤの比率は、，のいずれも３／１
２にすぎない。この試験結果から、，の試験油は原
液中の極圧剤の相乗効果も働くため、市場品質ＧＬ−４
以上の耐摩耗性能を備えるものと認められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】表１の調製油に係る高速チムケン試験結果のグ
ラフである。

【図２】表１の調製油に係るファイナルギヤ台上耐久試
験結果のグラフである。

【図３】表４の調製油に係る高速チムケン試験結果のグ
ラフである。

【図４】表４の調製油に係るトランスミッション台上耐
久試験結果のグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ１０Ｍ 135:20）Ｃ１０Ｎ 30:06 40:04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潤滑油の極圧性能を高める補強剤におい
て、鉱油または合成油もしくはこれらの混合油からなる
基油に、リン系極圧剤としてリン酸エステルアミン塩を
リン含有濃度で全体量の１．２〜１．４質量％、硫黄系
極圧剤としてポリサルファイドを硫黄含有濃度で全体量
の１５〜１９質量％、の割合で配合したことを特徴とす
る潤滑油の補強剤。