WO1994014932A1

WO1994014932A1 - Final-drive lubricating oil composition

Info

Publication number: WO1994014932A1
Application number: PCT/JP1993/001918
Authority: WO
Inventors: Noboru Tajima; Koji Takemitsu; Naoto Ohtsuka; Masaaki Shiomi
Original assignee: Tonen Corporation
Priority date: 1992-12-29
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1994-07-07
Also published as: EP0677570A1; AU5717194A; CA2151928A1; EP0677570A4; JPH06200274A

Description

明細書

終減速機用潤滑油組成物

技術分野

本発明は新規な終減速機用潤滑油組成物、さらに詳しくは、従来の S— P系添加剤を配合したものに比べて、入力トルク、入力回転数、油温などの各条件下におけるディファレンシャルギヤでの伝達効率をさらに向上させた、前部ェンジン後輪駆動方式などの自動車に使用される終減速機用の潤滑油組成物に関するものこ"ある。

従来の技術

自動車の終減速機（フアイナルドラィブ）は、（ 1 ) 変速機で減速された動力を、さらに減速し、力、つ方向を直角に変更する機能と、（ 2 )·車両力《旋回する際に左右の駆動輪に回転差力生じても、円滑な運転を確保する差動機能を有しており、前者の機能を果たすのが減速装置であり、後者の機能を果たすのが差動装置である。そして、該減速装置は減速小歯車と減速大歯車とから構成されており、減速歯車としては一般にハイボイドギヤが用いられている。

一方、差動装置（ディファレンシャル）は差動歯車箱に内蔵された 2個又は 4 個の差動小歯車とそれに嚙合う 2個の差動大歯車とから構成されている。該差動小歯車は軸で差動歯車箱と連結されており、軸のまわりに自転しながら、歯車箱と共に公転できるようになつており、そのため、車両が旋回して内外輪の回転に差が生じても、その回転差を機構的に吸収できる。

このような自動車の終減速機に用いられる歯車伝達機構のハイボイドギヤは、高速回転高荷重という苛酷な条件にさらされるため、焼付防止性や摩耗防止性に優れたギヤ油が必要である。このため、一般に焼付防止性を向上させるために硫化ォレフィンや硫化アルキルなどの硫黄系極圧剤を、また摩耗防止性を向上させるためにりん酸エステル、亜りん酸エステル、りん酸エステルのアルキルアミン塩などのりん系極圧剤を基油に添加したものが用いられている。

しかしながら、このような従来の S— P系添加剤を配合し、極圧剤及び摩耗防止性を付与したギヤ油においては、ディファレンシャルギヤでの伝達効率が、入力トルク、入力回転数、油温などの条件変動により 9 0〜9 5 %程度であり、必ずしも十分に満足しうるものではない。したがって、入力トルク、入力回転数、油温などの各条件下におけるディフアレンシャルギヤでの伝達効率をさらに向上させ、燃費の改善が図られた終減速機用潤滑油組成物の開発が望まれていた。発明の開示

本発明は、このような事情のもとで、従来の S— P系添加剤を配合したものに比べて、入力トルク、入力回転数、油温などの各条件下におけるディファレンシャルギヤでの伝達効率をさらに向上させ、燃費の改善が図られた、前部エンジン後輪駆動方式などの自動車に使用される終減速機用の潤滑油組成物を提供することを目的としてなされたものである。 '

本発明者らは、前記の好ましい性質を有する終減速機用潤滑油組成物を開発すベく鋭意研究を重ねた結果、潤滑油基油に対して、りん系極圧剤、特定の有機酸類及び硫黄系極圧剤を、それぞれ所定の割合で含有させた潤滑油組成物により、その目的を達成しうることを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、潤滑油基油に対して、組成物全重量に基づき（A) りん酸エステル、亜りん酸エステル及びりん酸エステルのアルキルアミン塩の中から選ばれた少なくとも 1種のりん系極圧剤 0. 1〜 5重量％と、（ B ) —般式〔 1〕

R '— C O N - C H ₂— C O O H …… 〔1〕

C H :,

(式中の R ' は炭素数 1〜1 8のアルキル基又は炭素数 2〜1 8のアルケニル基である）

で表される有機酸類 0. 1〜5重量％と、（C ) 硫化ォレフィン及び硫化アルキルの中から選ばれた少なくとも 1種の硫黄系極圧剤 3〜 1 5重量％とを含有させたことを特徴とする終減速機用潤滑油組成物を提供するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

図面の簡単な説明

第 1図は、 L FW— 1摩擦試験において用いた装置の概略図である。

発明を実施するための最良の形態本発明の潤滑油組成物において用いられる基油については特に制限はなく、従来潤滑油の基油として慣用されているもの、例えば鉱油や合成油が使用される。鉱油としては、例えば溶剤精製又は水添精製による 60ニュートラル油、 100 ニュートラル油、 150ニュートラル油、 300ニュートラノレ油、 500ニュートラル油及びこれらの基油からヮックス分を除くことにより低温流動性を改善した低流動点基油などが挙げられ、これらは 1種用いてもよいし、 2種以上を適当な割合で混合して用いてもよい。

一方、合成油としては、例えばポリ "一才レフインオリゴマー、ジエステル、ポリオ一ルェステル、ポリグリコールェス午ルなどが挙げられ、これらの基油は通常単独で使用されるが、前記鉱油と混合して用いることができる。合成油と鉱油との混合割合は、例えば重量比 80 ： 20ないし 20 ： 80である。

本発明組成物において用いられる基油としては、 100°Cにおける粘度が 3〜 20 cS tの範囲にあるものが好適である。

本発明の潤滑油組成物においては、（A)成分としてりん酸エステル、亜りん酸エステル及びりん酸エステルのアルキルァミン塩の中から選ばれた少なくとも

1種のりん系極圧剤が用、られる。

前記りん酸エステル（Pa)及び亜りん酸エステル（P i ) としては、例えば〇=P (OR² ) (OR³ ) (OR^ ) 、 0 = P (OH) (OR² ) (OR³ ) 、 0 = P (OH)₂ (OR² ) 、 P (OR² ) (OR³ ) (OR¹ ) 、 P (OH)

(OR² ) (OR³ ) 、 P (OH), (OR² )

で表される各種りん化合物を挙げることができる。前記各式中の R² 、 R³ 及び R" は、それぞれ炭素数 4以上 30以下、好ましくは 20以下の直鎖状、分枝鎖状、環状のアルキル基若しくはアルケニル基、ァリール基、アルキルァリール基又はアルケニルアルキレンォキシド、好ましくはォレイルエチレンォキシド基であり、それらはたがいに同一でも異なつていてもよい。

これらのりん酸エステル及び亜りん酸エステルの中で代表的なものとしては、

(C_l8H₃₅O) P (OH)₂0と（C_l8H ₃₅0)₂ P (OH) 0との混合物であるォレイルアシッドホスフェート、（C,₈H₃₅0)₂P (OH)で示されるジォレイルハイドロゲンホスフアイト及びォレイルエチレンォキシドアシッドホスフェート混合物が挙げられる。

一方、りん酸エステルのアルキルアミン塩（Pa— A) は、りん酸エステルとアルキルァミンとの反応生成物であり、このようなものとしては、例えば一般式

0

II

(R⁵ 0) _mP- (0H):,i ·圆 _nR^(; — _m …… 〔2〕で表されるものなどを挙げることができる。

前記一般式〔2〕において、 R⁵ は炭素数 4以上 30以下、好ましくは 20以下の直鎖状、分枝鎖状、環状のアルキル基若しくはアルケニル基、ァリール基又はアルキルァリール基、 R⁶ は炭素数 4以上 30以下、好ましくは 20以下の直鎖状、分枝鎖状、環状のアルキル基又はアルケニル基、 m及び nはそれぞれ 1又は 2であり、複数の R⁵ は同一でも異なっていてもよく、また複数の R⁶ は同一でも異なっていてもよい。

前記一般式〔2〕において、 R⁵ としては、例えばプチル、へキシル、シクロへキシル、ォクチル、 2—ェチルへキシル、デシル、ラウリル、ミリスチル、パルミチル、ステアリル、ォレイル、エイコシル、フヱニル、クレジル基などが挙げられ、 R⁶ としては、例えばブチル、へキシル、シクロへキシル、ォクチル、 2—ェチルへキシル、デシル、ラウリル、ミリスチル、パノレミチル、ステアリル、ォレイル、エイコシル基などが挙げられる。

前記一般式〔2〕で表されるりん酸エステルのアルキルアミン塩の代表例としては、ジィソォクチルァシッドホスフヱ一ト -ォレイルァミン塩〔（ i 一 CB Η_Ι70)₂Ρ(ΟΗ)0と（C,«H₃₅)NH₂ との反応生成物〕、 2—ェチルへキシルァシッドホスフヱ一ト ·ォレイルアミン塩を挙げることができる。

本発明組成物においては、これらのりん系極圧剤は 1種用いてもよいし、 2種以上を組み合わせて用いてもよく、また、その配合量は、該組成物の全重量に基づき 0.1〜5重量％、好ましくは 0.5〜3重量％の範囲で選ばれる。この量が 0.1重量％未満では摩擦特性及び摩耗防止性の優れた組成物が得られないし、 5 重量％を超えるとその量の割には効果の向上が認められず、また基油に溶解しにくくなる。この（A) 成分のりん系極圧剤は、一般に摩耗防止効果が大きく、硫黄系極圧剤の効果を増進する助剤としての作用も有している。りん酸エステルは、特に初期（なじみ運転時）の摩擦特性と摩耗防止性を向上させ、亜りん酸エステルは、特になじみ運転後、長期にわたり低い摩擦特性を確保する作用を有する。またりん酸エステルのアルキルアミン塩は、特にギヤの摩耗防止性に優れている。

本発明の潤滑油組成物においては、（B) の成分として、一般式〔1〕

R'-CON-CHa-COOH …… 〔1〕

CH₃ で表されるザルコシン誘導体の有機酸類が用いられる。前記一般式〔1〕において、 R¹ は炭素数 1〜1 8のアルキル基又は炭素数 2~ 1 8のアルケニル基であり、これらは直鎖状、分枝鎖状、環状のいずれであってもよい。該 R¹ としては、例えばメチル、ェチル、プロピル、ブチル、ペンチル、へキシル、シクロへキシノレ、ォクチル、 2—ェチルへキシル、デシル、ラウリル、ミリスチル、パノレミチル、ステアリル、ォレイル基などが挙げられる。前記一般式〔1〕で表される有機酸類の中で、特にォレイルザルコシネートが好適である。

本発明組成物においては、この（B) 成分の有機酸類は 1種用いてもよいし、 2種以上を組み合わせて用いてもよく、またその配合量は、該組成物の全重量に基づき、 0. 1〜5重量％、好ましくは 0. 5〜3重量％の範囲で選ばれる。この配合量が 0. 1重量％未満では入力トルク、入力回転数、油温などの各条件下におけるディファレンシャルギヤでの伝達効率の向上効果が十分に発揮されないし、 5 重量％を超えるとその量の割には効果の向上は認められず、また、基油に溶解しにくくなる。

本発明の潤滑油組成物においては、（C) 成分として硫化ォレフィン及び硫化アルキルの中から選ばれた少なくとも 1種の硫黄系極圧剤が用いられる。該硫化ォレフィンとしては、例えば一般式

R⁷-Sx-R⁸ …… 〔3〕

で表される化合物などが挙げられる。前記一般式〔3〕において、 R⁷ は炭素数 4〜1 2のアルケニル基、 R" は炭素数 4〜1 2のアルキル基又はアルケニル基であり、 R ⁷ 及び R ^B は直鎖状、分枝鎖状、環状のいずれであってもよく、 Xは 1〜8の整数である。このような硫化ォレフィンの代表例としては、硫化ジイソブチレン（x = l ) を挙げることができる。

一方、硫化アルキルとしては、例えば一般式

R ⁹ - S _y - R ^{1 0} …… 〔4〕

で表される化合物などが挙げられる。前記一般式〔4〕において、 R ⁹ 及び R ^{l (l} はそれぞれ炭素数 4 ~ 1 2のアルキル基であり、それらはたがいに同一でも異なつていてもよく、また、直鎖状、分枝鎖状、環状のいずれであってもよい。 yは 1〜8の整数である。このような硫化アルキルの代表例としては、ジ— t一プチルジサルフアイド及びジー t一ブチルトリサルフアイドを挙げることができる。本発明組成物においては、前記（C ) 成分の硫黄系極圧剤は 1種用いてもよいし、 2種以上を組み合わせて用いてもよく、その配合量は、該組成物の全重量に基づき 3〜 1 5重量％、好ましくは 5〜 1 0重量％の範囲で選ばれる。該硫黄系極圧剤は、一般に摩擦面に硫化膜を形成し、基油の耐荷重性能を向上させる作用を有する。この配合量が 3重量％未満ではこれらの作用効果が十分に発揮されず、自動車用ギヤ油として不適となるし、 1 5重量％を超えるとその量の割に効果の向上が認められず、また、基油に溶解しにくくなる。

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、従来潤滑油に慣用されている各種添加剤、例えば金属清浄剤、無灰清浄分散剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、酸化防止剤、防鲭剤、腐食防止剤、消泡剤などを適宜添加することができる。

金属清淨剤としては、例えばカルシウムスルホネート、マグネシウムスルホネート、バリウムスルホネート、カルシウムフヱネート、バリウムフヱネートなどが挙げられ、これらは、通常 0. 1〜 5重量％の割合で使用される。無灰清浄分散剤としては、例えばこはく酸イミド系、こはく酸アミド系、ベンジルァミン系やそのホウ素誘導体、エステル系のものなどが挙げられ、これらは、通常 0. 5〜7 重量％の割合で使用される。

粘度指数向上剤としては、例えばポリメタクリレート系、ポリイソブチレン系、エチレン一プロピレン共重合体系、スチレン—ブタジェン水添共重合体系などが挙げられ、これらは、通常 0. 5〜35重量％の割合で使用される。酸化防止剤としては、例えばアルキル化ジフヱニルァミン、フヱニル一ひ一ナフチルァミンなどのァミン系酸化防止剤、 2 , 6—ジ一 t—ブチル一 4—メチルフヱノ一ル、 4 , 4 ' —メチレンビス（2, 6—ジ一 t一ブチルフエノール）などのフエノール系酸化防止剤などが挙げられ、これは、通常 05〜2重量％の割合で使用される _c 防锖剤としては、例えばアルケニルこはく酸やその部分エステルなどが、腐食防止剤としては、例えばべンゾトリアゾールやべンゾィミダゾールなどが、消泡剤としては、例えばジメチルポリシロキサンやポリアクリレートなどが挙げられ、これらは適宜添加することができる。

実施例

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する力本発明はこれらの例によつてなんら限定されるものではない。

なお潤滑油組成物の摩擦係数（LFW— 1) 及び実機トルク伝達効率は次のようにして求めた。

(1) 摩擦係数（LFW— 1)

第 1図に示す試験機を使用し、すべり速度 1.4mZs、荷重 1 1 3kgi 、油温 1 00での条件で、 Falex社製 S— 1 0テストリング（鋼鉄）及び Falex社製 H 一 60ブロック（鋼鉄）を用いて L FW- 1摩擦試験を行った。第 1図中、 1は S— 1 0テストリングであり、 2は H— 60ブロックであり、 3は歪み計である _c H-60ブロックに荷重をかけ、リングを回転するときに生じる抵抗を歪み計で検出し、摩擦係数を算出する。なお、試験油はリングの半分程度まで浸っている

(2) 実機トルク伝達効率（％)

入力トルク： 3kgf · m、入力回転数： 1 000 rpm , 油温： 50 °Cの条件で試験を行い、実機トルク伝達効率（％) を求めた。

実施例 1〜 4、比較例 1〜 6

基油（1 00°Cの粘度 11.0 cS tの溶剤精製鉱油）と、第 1表に示す種類と量の各成分とを含有する潤滑油組成物を調製し、摩擦係数（LFW— 1) 及び実機トルク伝達効率を求めた。その結果を第 1表に示す。第 1表

LL. *Λ /at しし； fcA ΙτΛΐ しし；fo Ι ύ 実施例実施例実施例実施例比較例比較例比較例比較例比蛟例比較例 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 硫化ィソブチレン 7. 0 8. 5 7. 0 6. 5 7. 0 7. 5 7. 0 6. 5 7. 0 7. 0 ォレイル Iチレンォキシト'ァシ 1. 0 2. 5 2. 5 2. 5 ― ― ― ― 2. 5 ― ホスフエ一ト

添加成分

成分含有才レイルザルコシネート 1. 0 2. 5 2. 5 1. 5 ― ― ― 一一 2. 5 oo (wt%) 2—ェチルへキシルァシ？ト' 3. 0 3. 0 3. 0 2. 5

ホスフェ-ト才レイルァミン塩

ジォレイルホスファイト 1. 0 2. 0 2. 0 2. 5 2. 5

才レイルア^ト'ホスフェ-ト 0. 5 0. 5 0. 5 0. 5

ポリブテニルこは〈酸ィミト' 0. 5 0. 5 0. 5 0. 5 摩擦係数 (LFW-1) 0.063 0.060 0.063 0.065 0.088 0.090 0.087 0.085 0.075 0.077 評価

実機トルク 94.1 94.5 94.4 94.3 92.8 92.7 92.8 92.8 93.5 93.3 伝達効率 )

第 1表から分かるように、本発明の潤滑油組成物は、従来の S— P系添加剤を配合したものに比べて、摩擦係数（L FW— 1 ) が低く、かつ実機トルク伝達効率が向上している。

発明の効果

本発明の終減速機用潤滑油組成物は、基油に対し、りん系極圧剤及び硫黄系極圧剤にザルコシン誘導体から成る有機酸類を組み合わせて配合したものであって、従来の S— P系添加剤を配合したものに比べて、入力トルク、入力回転数、油温などの各条件下におけるディファレンシャルギヤでの伝達効率がさらに向上しており、燃費の改善につながる。

Claims

請求の範囲

1. 潤滑油基油に対して、組成物全重量に基づき（A) りん酸エステル、亜りん酸エステル及びりん酸エステルのアルキルァミン塩の中から選ばれた少なくとも 1種のりん系極圧剤 0. 1〜5重量％と、（B) —般式〔1〕

R'-CON-CH₂-COOH …… 〔1〕

I

CHn

(式中の R' は炭素数 1〜1 8のアルキル基又は炭素数 2〜 1 8のアルケニル基である）

で表される有機酸類 0. 1〜5重量％と、（C) 硫化ォレフィン及び硫化アルキルの中から選ばれた少なくとも 1種の硫黄系極圧剤 3〜 1 重量％とを含有させたことを特徴とする終減速機用潤滑油組成物。

2. 潤滑油基油が、 1 00°Cにおける粘度が 3〜20 cS tの範囲にあるものである請求の範囲 1記載の終減速機用潤滑油組成物。

3. りん酸エステル及び亜りん酸エステルが、 0=P (OR² ) (OR³ ) (0 R⁴ )、 0==P (OH) (OR² ) (OR³ ) 、 0 = P (OH)₂ (OR² ) 、 P (OR² ) (OR³ ) (OR⁴ )、 P (OH) (OR² ) (OR³ ) 又は

P (OH)₂ (OR² )

(式中の R² 、 R ³ 及び R⁴ は、それぞれ炭素数 4以上 30以下の直鎖状、分枝鎖状、環状のアルキル基若しくはアルケニル基、ァリール基、アルキルァリール基又はォレイルエチレンォキシド基であり、それらはたがいに同一でも異なっていてもよい。）

で表されるりん化合物から選ばれる請求の範囲 1記載の終減速機用潤滑油組成物。

4. りん酸エステルのアルキルアミン塩が、一般式〔2〕

0

I！

(R⁵ 0) _mP - (OH>₃-_m - (NH„R⁶3-„) 3-_m …… [2]

(式中、 R⁵ は炭素数 4以上 30以下の直鎖状、分枝鎖状、環状のアルキル基若しくはアルケニル基、ァリール基又はアルキルァリール基、 R ⁶ は炭素数 4 以上 3 0以下の直鎖状、分枝鎖状、環状のアルキル基又はアルケニル基、 m及び nはそれぞれ 1又は 2であり、複数の R ⁵ は同一でも異なっていてもよく、また複数の R ⁶ は同一でも異なっていてもよい。）

で表されるものである請求の範囲 1記載の終減速機用潤滑油組成物。

5. —般式〔1〕において R ' 力 \ メチル、ェチル、プロピル、プチル、ペンチル、へキシル、シクロへキシル、ォクチル、 2—ェチルへキシル、デシル、ラゥリル、ミリスチル、パルミチル、ステアリル及びォレイル基からなる群から選ばれる請求の範囲 1記載の終減速機用潤滑油組成物。

6. 有機酸類が、ォレイルザルコシネートである請求の範囲 1記載の終減速機用潤滑油組成物。

7. 硫化ォレフィン力く、一般式〔3〕

R ⁷ - S x - R ⁸ …… 〔3〕

(式中、 R ⁷ は炭素数 4〜1 2のアルケニル基、 R " は炭素数 4〜1 2のアルキル基又はアルケニル基であり、 R ⁷ 及び R ⁸ は直鎖状、分枝鎖状、環状のいずれであってもよく、 Xは 1〜8の整数である。）

で表される化合物である請求の範囲 1記載の終減速機用潤滑油組成物。

8. 硫化ォレフィンが、硫化ジイソプチレンである請求の範囲 1記載の終減速機用潤滑油組成物。

9. 硫化アルキルが、一般式〔4〕

R ⁹— S _y - R ' ⁰ …… 〔4〕

(式中、 R ⁹ 及び R ^{1 11}はそれぞれ炭素数 4〜1 2のアルキル基であり、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、また、直鎖状、分枝鎖状、環状のいずれであってもよい。 yは〜 8の整数である。）

10. 硫化アルキルが、ジー t—ブチルジサルフマィド又はジ— t—プチルトリサルファィドである請求の範囲 1記載の終減速機用潤滑油組成物。

11. さらに、潤滑油に慣用されている各種添加剤を含有する請求の範囲 1記載の終減速機用潤滑油組成物。

12. 添加剤が、金属清浄剤、無灰清浄分散剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、酸化防止剤、防銪剤、腐食防止剤及び消泡剤からなる群から選ばれる請求の範囲 1 1記載の終減速機用潤滑油組成物。