JPS62177098A

JPS62177098A - トラクシヨンフル−ド

Info

Publication number: JPS62177098A
Application number: JP61019226A
Authority: JP
Inventors: Shigehiko Yoshimura; 成彦吉村; Hirotaka Tomizawa; 富沢　広隆; Yasushi Komatsu; 小松　保蒔
Original assignee: Toa Nenryo Kogyyo KK
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1986-01-31
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1987-08-03
Anticipated expiration: 2009-04-27
Also published as: US4886613A; JPH0631366B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、トラクションフルードに関するもので、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
またはその誘導体を基油として配合してなるトラクショ
ンフルード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、トラクション機構に関する理論的な解析があ
り、トラクションフルード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徐々に解明され
・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。

トラクションフルード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ド社の「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フル
ードとして、特公昭４７−３５７８３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を過水
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に配合したフルードのトラクション
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フルードが
開示されており、シクロへ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
ラクションフルード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、該変速機としてはトラクショ
ンフルード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フルードが喝
望されている。しかるに現在、最も性能が高いとされる
トラクションフルードの市販品であっても、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、しかも価格か高い
という問題がある。また、特公昭４Ｂ−３５７６３号公
報で提案されたトラクションフルードもサンドトラック
■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フルード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が鎖状炭化水素を介し
て連結した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フルードを経済的に提供しうろこ
とを確認し本発明を完成させた。

本発明は、一般式［式中、Ａ′は一〇〇〇−又は一０ＯＣ−のエステル結
合で、ｎは１〜１０であり、Ｒ１は同一または異種で水
素原子および炭素数１〜８のアルキル基から選択される
１種又は２種で、Ｒ２は同一または異種で水素原子およ
び炭素数１〜３のアルキル基から選択される原子または
基である］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フルードに関する
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フルード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フルードを提供す
ることである。

本発明のトラクションフルードは二個のシクロヘキシル
環が直鎖状又は分岐鎖状炭化水素を介して連結したジエ
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−または一０
ＯＣ−であり、鎖状炭化水素骨格の炭素数ｎは１〜１０
であり、特に１〜４が好ましい。ｎがＯではトラクショ
ン係数が低く、ｎが１１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４０℃で５〜５０　ｃｓｔ、特に好ま
しくは７〜３０ｃｓｔかつ、１００℃で１〜１０　ｃｓ
ｔ、特に好ましくは２〜６　　ｃｓｔの粘度ををするも
のてあ合物、ハロゲン化合物、およびエーテル化合物な
どを挙げることができる。

ジエステルは、次に示すいずれかの方法により製造する
ことができる。第一の方法は、二価アルコール化合物と
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
よる方法である。二価アルコール化合物としては主鎖の
炭素数が１〜１０個であるものか選択され、特に炭素数
が１〜４個である二価アルコールが好ましい。具体的に
は、エチレングリコール、１−３−プロパンジオール、
１−３−ブタンジオール及び１−４−ブタンジオ−ルな
どが挙げられる。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１よかに炭素数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、アルコールと酸を１対２のモル比で
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、
二価アルコール化合物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１５０〜２５０℃、好ましくは１７０〜２３０℃
とし、反応時間は１０〜４０時間、好ましくは１５〜２
５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。アルカリ洗で取り出しにくい酸を使
用する場合は、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。

ジエステルの第２の製造方法はシクロヘキサノール化合
物と主鎖の炭素が３〜１２個であるジカルボン酸とのエ
ステル化による方法である。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
ノール、第三ブチルシクロヘキサノール等が挙げられる
。特に好ましいのは、シクロヘキサノールである。ジカ
ルボン酸としては、主鎖が３〜１２個の炭素原子を有す
るもので、好ましくは主鎖が３〜６個の炭素原子を有す
るものである。たとえば、マロン酸、コハク酸、グルタ
ル酸等が挙げられる。エステル化反応は、アルコールと
酸を２対１のモル比でおこなうか、アルコール過剰条件
でおこなうが、前者ではモノカルボン酸の副生物が生成
するおそれがあるので、アルコール過剰が好ましい。す
なわち、ジカルボン酸に対し、シクロヘキサノール化合
物を２．５〜５倍モル反応させる。反応温度は１５０〜
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。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
の水がジカルボン酸の２倍モルとなった時点で反応を終
了する。触媒として、リン酸、バラトルエンスルホン酸
、硫酸等を使用する。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
して水と溶媒と過剰のアルコールを留出することにより
得られる。

本発明におけるジエステル、例えばこはく酸とシクロヘ
キサノールとのジエステルは、トラクション係数が０．
１０２〜０．１ＯＢ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。このジエステルには第二成分を適
宜配合することもできる。すなわち、第二成分としてジ
エステルのシクロヘキシル環と相乗効果によってトラク
ション係数向上作用を発揮し、しかも価格が安く粘度特
性に優れている成分を選択し、第二成分をジエステルに
配合することにより経済的にトラクションフルードを得
ることができる。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フルードには、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％程度配合することができ
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％重量％柱ばよい。

本発明においてトラクションフルードとは、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
るフルードをいう。本発明のトラクションフルードは、
従来知られているフルード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５〜１５
％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フルードは、公知のフルードに比
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フルードが有する特有
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フルードはジエステルであ
って、化合物分子中にシクロヘキシル環を二個もつジエ
ステルであり、その二つのエステル結合のため分子間相
互に双極子開力が働くことになる。この双極子開力がト
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フルードは、基本骨格の
炭素原子が二個のシクロヘキシル環とエステル結合して
いるので適度な屈曲性を有する構造をしている。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
鎖状炭化水素結合部分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１〜４本発明のジクロへキシルジエステル化合物Ａ１を、次の
方法により合成した。

まず、反応容器にこはく酸１１８　ｇとシクロヘキサノ
ール２５０σ（こはく酸１モルに対し２．５モル）を採
取し、リン酸を全体の１重量％添加した。次に反応容器
を１８０℃に加熱し、１８０℃〜２１０℃の温度範囲で
常圧下に反応させた。反応の進行とともに生成する水が
、こはく酸の２倍モルとなった時点で加熱を終了した。

反応生成物のシクロヘキサノールこはく酸エステル、未
反応物のシクロヘキサノール及びリン酸との混合物から
、未反応物を除去するためアルカリ洗浄後、真空蒸留を
行ない、純粋なジエステル（Ａ１）を単離した。

同様な方法により、下記原料を用いて本発明のジエステ
ル（Ａ　２〜Ａａ）を合成した。

Ａ　・・・シクロヘキサノールとマロン酸Ａ　・・エチ
レングリコールとシクロヘキサンカルボン酸（酸過剰）Ａ　・・・１．３ブタンジオールとシクロヘキサンカル
ボン酸（酸過剰）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：缶出式４０−ラートラクション試験機試験条件二油温２０°Ｃ１０−ラ一温度３０°Ｃ平均ヘ
ルツ圧１　、２ＧＰａ。

ころがり速度３．６ｍ／ｓ。

すべり率３．０９６本発明のトラクションフルードは、第１表に示すように
従来のトラクションフルード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、市販トラクションフルードＢ（モン
サント社、サントトラック■入ポリブテン（平均分子Ｊ
ｉＬ９００）Ｃ，市販ナフテン系フルードＤ（シクロヘ
キシル環を１〜３個有する）、及びジシクロへキシルフ
マル酸ジエステルＥ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。

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一一〇（発明の効果）本発明は、二個のシクロヘキシル環と鎖状炭化水素とを
骨格と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。また、安価
でしがち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に供給
しうるという効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ ［式中、Ａ′は−ＣＯＯ−又は−ＯＯＣ−のエステル結
合で、ｎは１〜１０、Ｒ＿１は同一または異種で水素原
子および炭素数１〜８のアルキル基から選択される１種
又は２種、Ｒ＿２は同一または異種で水素原子および炭
素数１〜３のアルキル基から選択される原子または基で
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フルード。２）ジエステルのＲ＿１が、同一または異種で水素原子
、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項に記載のフルード。３）ジエステルのｎが１〜４である特許請求の範囲第１
項に記載のフルード。４）ジエステルのＲ＿２が、水素原子またはメチル基の
いずれかである特許請求の範囲第１項に記載のフルード
。