JP7454438B2 - 緩衝器および緩衝器用潤滑油の摩擦特性の調整方法 - Google Patents

緩衝器および緩衝器用潤滑油の摩擦特性の調整方法 Download PDF

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Description

本発明は、緩衝器および緩衝器用潤滑油の摩擦特性の調整方法に関する。
従来、緩衝器の制振力は、バルブで発生する油圧減衰力と、ピストンロッドとオイルシールまたはピストンとシリンダの摺動部で発生する摩擦力とを合わせた力となることが知られている。また、緩衝器の制振力が大きい場合には操作安定性は増すが乗り心地が悪化し、反対に、緩衝器の制振力が小さい場合には操作安定性は悪化するが乗り心地が良好となることが知られている。そのため、近年では、乗り心地性に着目し、緩衝器用潤滑油に添加する摩擦調整剤を調整することで、緩衝器用潤滑油の摩擦力を小さくし、緩衝器の制振力を小さくする研究が行われてきた（たとえば非特許文献１）。
ショックアブソーバの技術動向とトライボロジー（中西 博、トライボロジスト ２００９年（Ｖｏｌ．５４）９号 ５９８頁）
緩衝器は往復運動により制振力を発揮するが、油圧減衰力が立ち上がるまでは一定時間がかかる一方、摩擦力は応答性が高いため、静止状態から滑り状態に移行する際や、微振幅時には、摩擦力が緩衝器の制振力の重要なファクターとなる。しかしながら、従来のように、乗り心地性に着目し、緩衝器用潤滑油の摩擦力を小さくしてしまうと、制振力も小さくなり、操作安定性が悪化してしまうという問題があった。特に、近年は、整備された道路が多く、通常振幅よりも微振幅の振動が発生することが多いため、静止状態から滑り状態に移行する際や微振幅時において、操作安定性と乗り心地性とを両立することができる緩衝器用潤滑油組成物が望まれていた。
本発明は、操作安定性と乗り心地性とを両立することができる緩衝器および緩衝器用潤滑油の摩擦特性の調整方法を提供することである。
本発明は下記（１）ないし（４）の緩衝器を要旨とする。
（１）緩衝器用潤滑油組成物を含有する緩衝器であって、前記緩衝器用潤滑油組成物が、基油と、摩擦調整剤と、を含有し、前記摩擦調整剤は、ペンタエリスリトールエステルを含有し、前記ペンタエリスリトールエステルは、ペンタエリスリトールテトラエステルと、ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルとを含む、緩衝器。
（２）前記緩衝器用潤滑油組成物において、前記ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルが、ペンタエリスリトールジエステルである、上記（１）に記載の緩衝器。
（３）前記緩衝器用潤滑油組成物において、前記ペンタエリスリトールテトラエステルと、前記ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルとの配合比率が、静止状態から滑り状態に移行する際の摩擦係数をＢ、滑り状態における摩擦係数をＡとした場合に（Ｂ－Ａ）／Ａで表せられるスパイク指標が０．１０以上となる配合比率である、上記（１）または（２）に記載の緩衝器。
（４）前記緩衝器用潤滑油組成物において、前記ペンタエリスリトールエステル中における、前記ペンタエリスリトールテトラエステルの配合比率が４０％以上である、上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の緩衝器。
また、本発明は下記（５）ないし（８）の緩衝器を要旨とする。
（５）前記緩衝器用潤滑油組成物において、前記ペンタエリスリトールエステルは、前記ペンタエリスリトールテトラエステルを８０％以上含む第１のペンタエリスリトールエステルと、前記ペンタエリスリトールジエステルを８０％以上含む第２のペンタエリスリトールエステルとを含む、上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の緩衝器。
（６）車両における車体と車軸との間に介装される緩衝器であって、前輪側に取り付けられる緩衝器に充填される緩衝器用潤滑油組成物と、後輪側に取り付けられる緩衝器に充填される緩衝器用潤滑油組成物とで、前記ペンタエリスリトールエステルにおけるペンタエリスリトールテトラエステルの配合比率が異なる、上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の緩衝器。
（７）前記前輪側に取り付けられる緩衝器に充填される緩衝器用潤滑油組成物では、前記後方の車輪に取り付けられている緩衝器に充填されている緩衝器用潤滑油組成物よりも、静止状態から滑り状態に移行する際の摩擦係数をＢ、滑り状態における摩擦係数をＡとした場合に（Ｂ－Ａ）／Ａで表せられるスパイク指標が低い、上記（６）に記載の緩衝器。
さらに、本発明は下記（８）または（１０）の緩衝器用潤滑油の摩擦特性の調整方法を要旨とする。
（８）基油と、ペンタエリスリトールエステルとを含有する緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性の調整方法であって、前記ペンタエリスリトールエステルは、ペンタエリスリトールテトラエステルと、ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルとを含み、前記ペンタエリスリトールテトラエステルと前記ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルとの配合比率を調整することで、前記緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性を調整する、調整方法。
（９）静止状態から滑り状態に移行する際の摩擦係数をＢ、滑り状態における摩擦係数をＡとした場合に、（Ｂ－Ａ）／Ａで表せられるスパイク指標が０．１～０．３となるように、前記ペンタエリスリトールテトラエステルと前記ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルとの含有比率を調整する、上記（８）に記載の緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性の調整方法。
（１０）ペンタエリスリトールエステル中における、ペンタエリスリトールテトラエステルの配合比率を４０％以上とする、上記（８）または（９）に記載の緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性の調整方法。
本発明によれば、操作安定性と乗り心地性とを両立することができる緩衝器用潤滑油組成物、潤滑油添加剤、および緩衝器用潤滑油の摩擦特性の調整方法を提供することができる。
本発明に係る潤滑油組成物の摩擦試験に用いた摩擦試験装置を説明するための図である。 ペンタエリスリトールエステルの摩擦特性を説明するための図である。 スパイク指標を説明するための図である。 ペンタエリスリトールテトラエステルの配合比率と、潤滑油組成物のスパイク指標との関係を示すグラフである。 ペンタエリスリトールテトラエステルの配合比率と、滑り状態における潤滑油組成物の平均摩擦係数との関係を示すグラフである。 本発明に係る潤滑油組成物に係る摩擦特性の調整と、従来の潤滑油組成物における摩擦特性の調整とを説明するための図である。 緩衝器用潤滑油の水酸基価と緩衝器用潤滑油の劣化度との関係を示すグラフである。 ＺｎＤＴＰを添加した緩衝器用潤滑油の摩擦係数と、ペンタエリスリトールエステルの含有量との関係を示すグラフである。 ＺｎＤＴＰの減少率と、ペンタエリスリトールの添加量との関係を示すグラフである。
以下、本発明に係る緩衝器用潤滑油組成物、緩衝器および緩衝器用潤滑油の摩擦特性の調整方法を、図に基づいて説明する。なお、以下においては、本発明を、緩衝器用潤滑油組成物を例示して説明する。
本実施形態に係る緩衝器用潤滑油は、（Ａ）基油と、（Ｂ）摩擦調整剤と、を有し、（Ｂ）摩擦調整剤は、（Ｂ１）ジチオリン酸亜鉛（以下、ＺｎＤＴＰともいう）と、（Ｂ２）ペンタエリスリトールとを含有する。
（Ａ）基油
本実施形態に係る緩衝器用潤滑油における基油は、鉱油及び／又は合成油である。鉱油や合成油の種類に特に制限はなく、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。 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（共）重合体〕、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）、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。 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、二種以上組み合わせて用いてもよい。更には、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。
（Ｂ）摩擦調整剤
本実施形態に係る緩衝器用潤滑油は摩擦調整剤を含有する。摩擦調整剤は、特に限定されないが、リン系、アミン系、またはエステル系などの種々の摩擦調整剤を含有することができる。摩擦調整剤の添加量を調整することで、緩衝器用潤滑油の摩擦係数を調整することができる。また、本実施形態に係る摩擦調整剤は、下記に説明するように、少なくとも（Ｂ１）ジチオリン酸亜鉛と（Ｂ２）ペンタエリスリトールエステルとを含有する。
（Ｂ１）ジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）
ＺｎＤＴＰは、一般に、下記化１で表される化合物であり、摩擦調整剤による摩擦係数の調整を補助する機能を有する。
［上記化１において、Ｒはそれぞれ個別の炭化水素基を示し、直鎖状の一級アルキル基、分枝状の二級アルキル基、またはアリール基が挙げられる。］
このように、ＺｎＤＴＰとしては、一級アルキル基、二級アルキル基、またはアリール基を有するものなど複数の種類（構造）が知られているが、本実施形態に係る緩衝器用潤滑油では、以下に説明する２種類のＺｎＤＴＰを含有する。
すなわち、本実施形態に係る緩衝器用潤滑油は、第１のＺｎＤＴＰとして、下記化２で示すＺｎＤＴＰを含有する。
［式１中、Ｒ１１～Ｒ１４はアルキル基であり、当該アルキル基は第一級アルキル基および第二級アルキル基を有する。すなわち、Ｒ１１～Ｒ１４のうち１つ以上３つ以下は第一級アルキル基であり、Ｒ１１～Ｒ１４のうち残りは第二級アルキル基である。］
第１のＺｎＤＴＰにおいて、第一級アルキル基は、特に限定されず、たとえばメチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、ｎ－ノニル基、ｎ－デシル基、イソアミル基、イソブチル基、２－メチルブチル基、２－エチルヘキシル基、２，３－ジメチルブチル基、２－メチルペンチル基などが挙げられるが、炭素数４～１２のアルキル基（たとえばイソブチル基（炭素数４）や２－エチルヘキシル基（炭素数８））であることが好ましい。
また、第１のＺｎＤＴＰにおいて、第二級アルキル基は、特に限定されず、たとえばイソプロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、１－エチルプロピル基、２－エチルヘキシル基、４－メチル－２－ペンチル基などが挙げられるが、炭素数３～６のアルキル基（たとえばイソプロピル基（炭素数３））であることが好ましい。
また、第１のＺｎＤＴＰにおいて、第一級アルキル基と第二級アルキル基の割合は、特に限定されないが、第二級アルキル基に対して、第一級アルキル基の割合が高い方が好ましい。
第１のＺｎＤＴＰの含有量は、特に限定されないが、緩衝器用潤滑油において０．１質量％以上含有することが好ましく、０．４質量％以上含有することがより好ましい。また、第１のＺｎＤＴＰの含有量は、緩衝器用潤滑油において４．０質量％以下とすることが好ましく、２．０質量％以下とすることがより好ましい。
このように、本発明に係る緩衝器用潤滑油では、第一級アルキル基および第二級アルキル基の両方を有する第１のＺｎＤＴＰを含むことにより、摩擦調整剤を添加した場合に乗り心地性および操縦安定性に適した摩擦係数に容易に調整することができることに加えて、後述するように（後述の摩擦試験３および図１２参照）、第一級アルキル基のみを有するＺｎＤＴＰ、および／または、第二級アルキル基のみを有するＺｎＤＴＰを含有する緩衝器用潤滑油と比べて、摩擦係数のバラツキを抑えることができ、乗り心地性をより向上することができる。
さらに、本実施形態に係る緩衝器用潤滑油は、摩擦調整剤として、第１のＺｎＤＴＰとは異なる構造の、第２のＺｎＤＴＰを有する。第２のＺｎＤＴＰは、下記化３で表される。
［式２中、Ｒ２１～Ｒ２４は第二級アルキル基である。すなわち、第２のＺｎＤＴＰは第一級アルキル基を有さず、第二級アルキル基のみを有する。］
第２のＺｎＤＴＰが有する第二級アルキル基の炭素数は、特に限定されず、たとえばイソプロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、１－エチルプロピル基、２－エチルヘキシル基、４－メチル－２－ペンチル基などが挙げられるが、第二級アルキル基として、炭素数３～８のアルキル基（たとえばイソプロピル基（炭素数３）、２－エチルヘキシル基（炭素数８）、または、イソブチル基（炭素数４）など）が好ましい。
また、第２のＺｎＤＴＰの含有量は、特に限定されないが、第１のＺｎＤＴＰよりも少ない方が好ましく、ＺｎＤＴＰの添加量（第１のＺｎＤＴＰおよび第２のＺｎＤＴＰの合計量）に対して２０重量％以下となることが好ましい。
なお、ＺｎＤＴＰがどのようなアルキル基を含有しているかは、公知の測定方法により測定することができる。たとえば、Ｃ１３－ＮＭＲを用いてＺｎＤＴＰの構造を決定することもできるし、ＦＴ－ＩＲの指紋領域を用いてＰ－Ｏ－Ｃの吸収帯、Ｐ＝Ｓ Ｐ－Ｓの吸収帯の特徴から、アルキル基が第一級アルキル基または第二級アルキル基であるかを分析することでＺｎＤＴＰの構造を決定することもできる。
（Ｂ１）ジチオリン酸として、第二級アルキル基のみを有する第２のＺｎＤＴＰを含有することで、第１のＺｎＤＴＰのみを含有する場合と比べて、乗り心地をより向上させることができる。具体的には、走行時における微振動を、第１のＺｎＤＴＰのみを含有する場合と比べて、より低減することができる。また、第２のＺｎＤＴＰを炭素数３～８の第二級アルキル基を有するＺｎＤＴＰとすることで、微振幅（低速度）と通常振幅（高速度）における摩擦係数の差を小さくすることができ、乗り心地性を向上させることができる。
（Ｂ２）ペンタエリスリトールエステル
ペンタエリスリトールエステルは、４価の糖アルコールであり、ペンタエリスリトールが有する末端置換基である水酸基が脂肪酸残基とエステル結合している化合物である。ペンタエリスリトールエステルは、４つ全ての末端置換基が脂肪酸残基とエステル結合したペンタエリスリトールテトラエステルと、いずれかの末端置換基が脂肪酸残基とエステル結合した部分エステルであるペンタエリスリトールモノエステル、ペンタエリスリトールジエステルおよびペンタエリスリトールトリエステルとがある。以下においては、ペンタエリスリトールテトラエステルをＰＥ４Ｅ、ペンタエリスリトールトリエステルをＰＥ３Ｅ、ペンタエリスリトールジエステルをＰＥ２Ｅ、ペンタエリスリトールモノエステルをＰＥ１Ｅと略称して説明する。
本発明に係るペンタエリスリトールエステルにおいて、脂肪酸残基は、特に限定されず、たとえば、ステアリン酸残基やオレイン酸残基などのＣ６～Ｃ２２の脂肪酸残基とすることができる。また、脂肪酸残基として、カプリル酸、カプリン酸、オレイン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、リノール酸、アジピン酸、ペラルゴン酸、トール脂肪酸、ヤシ脂肪酸、ココナツ脂肪酸、牛脂脂肪酸を例示することもできる。
本発明に係る緩衝器用潤滑油において、（Ｂ２）ペンタエリスリトールエステルは、（ｂ２１）ＰＥ４Ｅと、（ｂ２２）ＰＥ４Ｅ以外のペンタエリスリトールエステル、すなわち、ＰＥ３Ｅ、ＰＥ２ＥまたはＰＥ１Ｅとを含有する。以下においては、（ｂ２２）ＥＰ４Ｅ以外のペンタエリスリトールエステルとして、ＰＥ２Ｅを用いて説明するが、ＰＥ４Ｅ以外のペンタエリスリトールエステルは、ＰＥ２Ｅに限定されず、ＰＥ３ＥやＰＥ１Ｅであってもよい。また、ＰＥ４Ｅ以外のペンタエリスリトールエステルとして、ＰＥ３ＥとＰＥ２Ｅの混合物、ＰＥ３ＥとＰＥ１Ｅの混合物、ＰＥ２ＥとＰＥ１Ｅの混合物、あるいは、ＰＥ３Ｅ、ＰＥ２ＥおよびＰＥ１Ｅの混合物を用いることもできる。
なお、ＰＥ４Ｅを製造する場合、ＰＥ４Ｅだけを製造することは技術的に困難であり、ＰＥ４ＥにＰＥ１Ｅ、ＰＥ２Ｅ、ＰＥ３Ｅが混在してしまう場合がある。そのため、「ペンタエリスリトールテトラエステル」として市販されているものであっても、ＰＥ４Ｅのみで構成されているのではなく、ＰＥ４Ｅを主に含むが、ＰＥ４Ｅの他に、ＰＥ３Ｅ、ＰＥ２Ｅ、あるいはＰＥ１Ｅなども含まれる。そのため、本発明に係る「ペンタエリスリトールテトラエステル」は、「ペンタエリスリトールテトラエステル」として市販されているペンタエリスリトールエステルの混合物としてもよいし、「ペンタエリスリトールテトラエステル」を８０％以上含むペンタエリスリトールエステルの混合物とすることもできる。同様の理由から、本発明に係る「ペンタエリスリトールジエステル」は、「ペンタエリスリトールジエステル」として市販されているペンタエリスリトールエステルの混合物としてもよいし、「ペンタエリスリトールジエステル」を８０％以上含むペンタエリスリトールエステルの混合物とすることができる。なお、ＰＥ１ＥおよびＰＥ３Ｅについても同様である。
次に、本発明に係る潤滑油組成物の摩擦特性について説明する。本発明では、図１に示す構成の摩擦試験装置１０を用いて、潤滑油組成物の摩擦特性を分析した。なお、摩擦試験装置１０は、図１に示すように、ピン・オン・ディスク型の摩擦試験装置であり、スライドベアリング１上に固定したディスク試験片２を電磁加振機３により往復運動させ、これにピン試験片４を押し当てて摺動させて生じた摩擦力を、ピン試験片４の固定軸５に取り付けたひずみゲージ６を用いて計測するものである。また、緩衝器の摩擦特性に影響する要素として緩衝器用潤滑油とオイルシールとの組み合わせがあるため、図１に示す摩擦試験装置１０では、緩衝器においてオイルシールとして使用されるアクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）をピン試験片４に用い、オイルリップ形状を模してピン試験片４の先端を１４０°の角度となるようにカットした。また、ディスク試験片２には、ピストンロッド表面に使用する硬質クロムめっき膜を用いた。なお、図１に示す例では、ＮＢＲのピン試験片４とクロムめっきされたディスク試験片２との間の摩擦力（摩擦係数）を測定しているが、銅ボールとクロムめっきされたディスク試験片２との間の摩擦力（摩擦係数）を測定してもよい。
上記摩擦試験装置１０を用いて、振幅±２．０ｍｍ、周波数１．５Ｈｚ、荷重２０Ｎおよび温度３０℃で、ピン試験片４とディスク試験片２とを往復させて、潤滑油組成物の平均摩擦係数を測定した。本実施例では、（Ｂ２）ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ４Ｅのみを有する潤滑油組成物である比較例１と、（Ｂ２）ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ２Ｅのみを有する潤滑油組成物である比較例２と、（Ｂ２）ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとを配合比率８：２で含有する潤滑油組成物である実施例を測定した。図２に、比較例１，２および実施例の摩擦特性の測定結果を示す。
図２に示すように、ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ４Ｅのみを含有する潤滑油組成物である比較例１では、比較例２と比べて、静止状態から滑り状態に移行する際（図２において破線Ａで示す）に、摩擦力が瞬間的（一時的）に高くなり、滑り状態に移行すると摩擦力が低下するという、特有の摩擦特性を有する。これに対して、ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ２Ｅのみを含有する潤滑油組成物である比較例２では、静止状態から滑り状態に移行する際（図２において破線Ｂで示す）の摩擦力が比較例１と比べて低く、静止状態から滑り状態に移行する際の摩擦力と滑り状態に移行した後の摩擦力との差が小さくなっている。そして、ＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとを混合した実施例では、静止状態から滑り状態に移行する際（図２において破線Ｃで示す）の摩擦力は、比較例１よりも低く、かつ、比較例２よりも高くなり、静止状態から滑り状態に移行する際の摩擦力と滑り状態における摩擦力との差も比較例１よりも小さいが、比較例２よりも大きくなる。
このように、ＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとを配合することで、ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ４Ｅのみを含む潤滑油組成物である比較例１と、ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ２Ｅのみを含む潤滑油組成物である比較例２との間の摩擦特性を得ることができることがわかった。
そこで、次に、ＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとの配合比率を調整することで、潤滑油組成物の摩擦特性を調整することができるか検討した。このような摩擦特性を比較検討するためには、ＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとの配合比率を調整することで得られる摩擦特性を数値化することが好ましい。そこで、まず、静止状態から滑り状態に移行する際の摩擦力が滑り状態と比べて高くなるという、本発明に係る潤滑油組成物に特有の摩擦特性を、スパイク指標を用いて数値化することとした。図３は、潤滑油組成物のスパイク指標を説明するための図である。潤滑油組成物の摩擦特性を示すグラフにおいて、滑り状態に移行した後の摩擦力を「Ａ」とし、静止状態から滑り状態に移行する際の摩擦力を「Ｂ」とした場合、スパイク指標を、（Ｂ－Ａ）／Ａで表すこととした。
そして、図４に、ペンタエリスリトールエステルにおけるＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとの配合比率（ＰＥ４Ｅの配合比率）と、潤滑油組成物のスパイク指標との関係を示した。図４に示すように、ＰＥ４Ｅの配合比率を高くするほど、スパイク指標が高くなることがわかった。このことは、ＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとの配合比率を調整することで、静止状態から滑り状態に移行する際の摩擦力が滑り状態と比べて高くなるという潤滑油組成物の摩擦特性（スパイク特性）を調整することができるということである。なお、図４は、上記摩擦試験装置１０を用いて、上述した条件（振幅±２．０ｍｍ、周波数１．５Ｈｚ、荷重２０Ｎおよび温度３０℃で、ピン試験片４とディスク試験片２とを往復させた条件）において摩擦試験を行った場合のスパイク指標の一例であり、たとえば、ピン試験片４やディスク試験片２の素材、往復運動における振幅、周波数、荷重などの条件を変えた場合には、スパイク指標は変化するものと考えられる。また、図４に示す例は、１種類のＰＥ４Ｅと１種類のＰＥ２Ｅとを配合した例であるが、複数のＰＥ４Ｅ、または、複数のＰＥ２Ｅを配合する構成とすることで、スパイク特性を調整する構成としてもよい。
また、図５に、ペンタエリスリトールエステルにおけるＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとの配合比率（ＰＥ４Ｅの配合比率）と、滑り状態における潤滑油組成物の平均摩擦係数との関係を示した。図５に示すように、ＰＥ４Ｅの配合比率が９０％となるまでは、ＰＥ４Ｅの配合比率を増やしても滑り状態における潤滑油組成物の平均摩擦係数に変化は生じない（または変化は少ない）。このことから、ＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとの配合比率（ＰＥ４Ｅの配合比率）を変えることで、潤滑油組成物の平均摩擦係数をほぼ変化させることなく、潤滑油組成物のスパイク指標を変化させることが可能であることがわかった。潤滑油組成物の平均摩擦係数は、ペンタエリスリトールエステル以外の摩擦調整剤でも調整することができるため、本実施形態に係る潤滑油組成物では、ＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとの配合比率（ＰＥ４Ｅの配合比率）を変えることで、平均摩擦係数およびスパイク指標を自在に調整することができ、運転者のニーズや目的に合わせた摩擦特性（すなわち、平均摩擦係数およびスパイク指標を含む摩擦特性）を有する潤滑油組成物を提供することが可能となる。なお、ＰＥ４Ｅの配合比率が９０％を超えると、潤滑油組成物の平均摩擦係数が大きくなる傾向がある。そのため、ＰＥ４Ｅの配合比率は９０％以下とすることが好ましい。
さらに、ペンタエリスリトールエステルの脂肪酸残基の炭素数を調整することで、潤滑油組成物のスパイク指標を調整することもできる。ペンタエリスリトールエステルの脂肪酸残基の炭素数を大きくするほど、潤滑油組成物のスパイク指標は小さくなる傾向にあり、脂肪酸残基の炭素数を小さくするほど、潤滑油組成物のスパイク指標は大きくなる傾向にある。そのため、ＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとの配合比率の調整に加えて、あるいは、ＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとの配合比率の調整に代えて、潤滑油組成物のスパイク特性が所望のスパイク指標値となるように、ペンタエリスリトールエステルが有する脂肪酸残基の炭素数に着目してペンタエリスリトールエステルを選択することができる。また、異なる炭素数の脂肪酸残基を有する複数のペンタエリスリトールエステルを組み合わせることで、潤滑油組成物のスパイク指標を調整することもできる。
続いて、本発明に係る潤滑油組成物の摩擦特性が、車両や運転者に対してどのような影響を与えるかを、実車試験により評価した。具体的には、ＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとの配合比率を色々と変えた潤滑油組成物を、車両の前輪側緩衝器および後輪側緩衝器に充填し、プロドライバーにダートコースを走行してもらった。下記表１に、前輪側緩衝器および後輪側緩衝器におけるＰＥ４Ｅの配合比率と、プロドライバーの評価の結果を示す。
たとえば、実施例１では、前輪側緩衝器および後輪側緩衝器に、ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ４Ｅのみを含有する潤滑油組成物を充填して走行した後に、前輪側緩衝器だけを、ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとを配合比率８：２で含有する潤滑油組成物に代えて走行試験を行った。その結果、ドライバーより、「ハンドル量に応じてダンパーが思った通りに動く」、「リニアに反応する（ハンドル量とヨー速度が比例するように反応する）」、「フロントが沈み込む」、「コーナー初期の頭の入りが違う」、「コーナー出口で、一定舵角で走る事ができる」などの評価が得られた。
また、実施例２では、実施例１の状態で走行した後に、後輪側緩衝器において、ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとを配合比率８：２で含有する潤滑油組成物に代えて走行試験を行った。その結果、ドライバーより、「トラクションは上がっている」、「リアが粘ってアンダーステアになってしまう」、「リアが柔らかすぎる」などの評価が得られた。
さらに、実施例３では、実施例２の状態で走行した後に、前輪側緩衝器において、ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ２Ｅのみを含有する潤滑油組成物に代えて走行試験を行った。その結果、ドライバーより、「フロントは引っ張る」、「トラクションが上がっている」、「ハイスピードコーナーでフロントが上下に動きすぎる」、「バネ上の動きが大き過ぎる」などの評価が得られた。
また、実施例４では、実施例１の状態で走行した後に、後輪側緩衝器において、ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとを配合比率９：１で含有する潤滑油組成物に代えて走行試験を行った。その結果、ドライバーより、「乗りやすい」、「バランスがいい」、「ニュートラル」、「リニアに動く」、「姿勢が思い通りにでき，修正舵が必要ない」などの評価が得られた。
さらに、実施例５では、実施例４の状態で走行した後に、前輪側緩衝器を、ペンタエリスリトールエステルとしてＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとを配合比率７：３で含有する潤滑油組成物に代えて走行試験を行った。その結果、ドライバーより、「トラクションはいい」、「フロントの沈み込み量、ピッチング，ロールは多い」、「特にフロントに荷重をかけてコーナーに進入した時にロールが大きく感じる」などの評価が得られた。
以上のことから、ペンタエリスリトールエステルにおけるＰＥ４Ｅの配合比率が高いほど、車体の揺れ（緩衝器よりも上部分における揺れ、上下方向および左右方向の揺れ）が少なく、また揺れても直ぐに収まる傾向にあり、走行安定性が高くなる傾向となることが分かった。また、車体の揺れが少ないため、コーナーにおいてハンドル量に応じた舵角で車を操舵でき（アンダーステアが抑制され）、操縦性が高くなる傾向にあることわかった。一方で、ペンタエリスリトールエステルにおけるＰＥ４Ｅの配合比率が低いほど、トラクションが高くなる傾向にあることが分かった。
このように、車体の安定性や操縦性と、トラクションとの関係は、トレードオフの関係にあるが、本実車試験および他の走行試験（実際のレーシング大会での走行を含む）の結果から、スパイク指標は以下の範囲とすることが好ましいことが分かった。すなわち、スパイク指標は０．１以上が好ましく、０．１５以上がさらに好ましく、０．２以上がより好ましいことがわかった。さらに、スパイク指標は０．４以下とすることが好ましいと考えられる。このような範囲においてスパイク指標を調整することで、車体の安定性および操縦性と、トラクションとのバランスを良好とすることができることが分かった。また、このようなスパイク指標を得るために、ＰＥ４Ｅの配合比率は、４０％以上とすることが好ましく、６０％以上とすることがより好ましい。また、本実車試験では、実施例４に示す条件においてドライバーから最も高い評価を得ており、前輪側緩衝器においては、後輪側緩衝器よりもスパイク指標を低くするほうが、車体の安定性および操縦性が良好となることが分かった。
このように、ペンタエリスリトールエステルのＰＥ４Ｅの配合比率を調整することで、本発明に係る潤滑油組成物の摩擦特性を調整することができ、その結果、トレードオフの関係にある、車体の安定性や操縦性と、トラクションとを調整することができることが分かった。なお、従来の潤滑油組成物においても、摩擦調整剤の種類や量を変えることで、走行時の平均摩擦係数を調整し、車体の安定性および操縦性とトラクションとの関係をある程度調整することが可能であると考えられる。しかしながら、本発明に係る潤滑油組成物では、ＰＥ４ＥとＰＥ２Ｅとの配合比率（ＰＥ４Ｅの配合比率）を変えることで、滑油組成物の平均摩擦係数をほぼ変えることなく、潤滑油組成物のスパイク指標を変えることが可能であるため、従来の摩擦調整剤による平均摩擦係数の調整と組み合わせることで、摩擦特性（すなわち、平均摩擦係数およびスパイク指標を含む摩擦特性）を調整できる幅が広がり、運転者のニーズや目的により合った潤滑油組成物を提供することが可能となる。その結果、本発明に係る潤滑油組成物では、従来の潤滑油組成物に比べて、図６に示すように、車体の安定性および操縦性とトラクションが高く（良好であり）、高いレベル（効用）でトラクションと車体安定性および操縦性とを調整することも可能となる。
以上のように、本発明に係る潤滑油組成物は、摩擦調整剤として、（Ｂ２）ペンタエリスリトールエステルを含有し、（Ｂ２）ペンタエリスリトールエステルは、（ｂ２１）ペンタエリスリトールテトラエステルと、（ｂ２２）ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルとを含む。このように、ペンタエリスリトールエステルとして、ＰＥ４Ｅと、ＰＥ４Ｅ以外のペンタエリスリトールエステルとを配合することで、従来の潤滑油組成物と比べて、高いレベル（効用）で、車体の安定性および操縦性とトラクションとを調整することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。
たとえば、上述した実施形態に加えて、潤滑油組成物において、ペンタエリスリトールエステルを「主にＰＥ４Ｅ」とする構成とすることができる。ここで、「主にＰＥ４Ｅである」ペンタエリスリトールエステルとは、ＰＥ１Ｅ、ＰＥ２Ｅ、ＰＥ３ＥおよびＰＥ４Ｅの中でＰＥ４Ｅの割合が最も多いもの、あるいは、ＰＥ４Ｅを５０％以上含むものを意味することができる。また、ＰＥ４Ｅを製造する場合、ＰＥ４Ｅだけを製造することは技術的に困難であり、ＰＥ１Ｅ、ＰＥ２Ｅ、ＰＥ３Ｅなどが混在してしまう。そのため、実際に、「ペンタエリスリトールテトラエステル」として市販されているものであっても、ＰＥ４Ｅのみで構成されているのではなく、ＰＥ４Ｅを主に含むが、ＰＥ４Ｅの他に、ＰＥ３Ｅ、ＰＥ２Ｅ、あるいはＰＥ１Ｅなども含まれる。そのため、「ＰＥ４Ｅ」として市販されているペンタエリスリトールエステルを、本発明における「主にＰＥ４Ｅである」ペンタエリスリトールエステルとして定義することもできる。
また、「主にＰＥ４Ｅ」であるペンタエリスリトールエステルは、以下のように定義することもできる。すなわち、ＰＥ４Ｅに加えて、ＰＥ３Ｅ、ＰＥ２Ｅ、ＰＥ１Ｅなども混在するペンタエリスリトールエステルについて、エステル基を測定し、エステル基の平均数が３よりも大きいペンタエリスリトールエステルを、「主にＰＥ４Ｅ」であるペンタエリスリトールエステルとして特定することもできる。また、ペンタエリスリトールエステルについて、水酸基を測定し、水酸基の平均数が１よりも小さいペンタエリスリトールエステルを、「主にＰＥ４Ｅ」であるペンタエリスリトールエステルとして
特定することもできる。ペンタエリスリトールエステルのエステル基または水酸基の平均数は、たとえばガスクロマトグラフィー質量分析法や液体クロマトグラフィー質量分析法を用いて測定することができる。
また、このようなペンタエリスリトールエステルは、水酸基を有しないＰＥ４Ｅを主に含むが、水酸基を含むＰＥ３Ｅ、ＰＥ２Ｅ、ＰＥ１Ｅも一部含まれており、これら水酸基を含むペンタエリスリトールによる水酸基価が、０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが好ましく、１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることがより好ましく、１．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることがさらに好ましい。
緩衝器用潤滑油の水酸基価を０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上とすることで、ペンタエリスリトールの分解（ペンタエリスリトールの分解による緩衝器用潤滑油の劣化）を抑制し、緩衝器用潤滑油の耐摩耗性を向上することができる。ここで、図７は、緩衝器用潤滑油の水酸基価と緩衝器用潤滑油の劣化度との関係を示すグラフである。なお、図７に示す例においては、ペンタエリスリトールエステルの添加量を調整することで、下記表２に示すように、水酸基価が０ｍｇＫＯＨ／ｇである緩衝器用潤滑油（サンプル１）と、水酸基価が０．５８ｍｇＫＯＨ／ｇである緩衝器用潤滑油（サンプル２）と、水酸基価が１．１６ｍｇＫＯＨ／ｇである緩衝器用潤滑油（サンプル３）と、水酸基価が１．７４ｍｇＫＯＨ／ｇである緩衝器用潤滑油（サンプル４）とについて、緩衝器用潤滑油の劣化度を測定した。緩衝器用潤滑油の劣化度は、ブロックオンリング型の摩擦摩耗試験機であるＦＡＬＥＸ－ＬＦＷ１試験機を用い、摺動部に２５０ｍｌの上記の各緩衝器用潤滑油を供給し、速度０．６ｍ／ｓ、荷重６５８１Ｎで摺動させた後、遠心分離機でスラッジを除去した後に、各緩衝器用潤滑油を測定することで行った。
図７および上記表２に示すように、ペンタエリスリトールエステルの添加量を増やし緩衝器用潤滑油の水酸基価を０．５８ｍｇＫＯＨ／ｇとすることで、２００万回相当の緩衝器の動作においても、緩衝器用潤滑油の劣化度を５５％まで抑制することができた。また、ペンタエリスリトールエステルの添加量をさらに増やし緩衝器用潤滑油の水酸基価を１．７４ｍｇＫＯＨ／ｇとすることで、２００万回相当の緩衝器の動作においても、緩衝器用潤滑油の劣化度を１０％未満の９．１％とすることができた。このように、緩衝器用潤滑油の水酸基価が高いほど、緩衝器用潤滑油の劣化度が小さくなる傾向にあることが分かった。特に、緩衝器用潤滑油の劣化を抑制する観点から、緩衝器用潤滑油の水酸基価は０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることが好ましく、１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることがより好ましく、１．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であることがさらに好ましい。
また、ペンタエリスリトールエステルを、０．５質量％以上含有し、より好ましくは１．０質量％以上含有する構成とすることもできる。ここで、図８は、ＺｎＤＴＰを添加した緩衝器用潤滑油の摩擦係数と、ペンタエリスリトールエステルの含有量との関係を示すグラフである。図８に示すように、ペンタエリスリトールエステルの含有量を０．２質量％以上とした場合、ＺｎＤＴＰを添加した緩衝器用潤滑油の摩擦係数は変動せずに、０．０２～０．０５の範囲内に収めることができる。このように、ペンタエリスリトールエステルの含有量を０．２質量％以上とすることで、ＺｎＤＴＰを含有する緩衝器用潤滑油の摩擦係数の変動を抑制することができる。そのため、ペンタエリスリトールエステルの分解も考慮し、ペンタエリスリトールエステルを０．５質量％以上含有するものとし、好ましくは１．０質量％以上含有することができる。
また、ペンタエリスリトールエステルを２．０質量％以上含有する構成とすることも好ましい。ペンタエリスリトールエステルが存在しない場合、ＺｎＤＴＰが分解などにより減少してしまい、これにより緩衝器用潤滑油の摩擦係数が上昇し摩耗が発生してしまうためである。ここで、図９は、ＺｎＤＴＰの減少率と、ペンタエリスリトールの添加量との関係を示すグラフである。なお、図９に示す例では、図７と同様に、ブロックオンリング型の摩擦摩耗試験機であるＦＡＬＥＸ－ＬＦＷ１試験機を用い、摺動部に２５０ｍｌの潤滑油添加剤を供給し、速度０．６ｍ／ｓ、荷重６５８１Ｎで摺動させた後、遠心分離機でスラッジを除去した後に、ＦＴ－ＩＲを用いて、ＺｎＤＴＰの含有量を測定した。図９に示すように、ペンタエリスリトールを添加していない場合、２００万回相当の緩衝器の動作においてＺｎＤＴＰは８０％程度減少することが分かった。これに対して、ペンタエリスリトールを０．５質量％添加させた場合には２００万回相当の緩衝器の動作においてＺｎＤＴＰの減少は５５％程度まで抑制され、ペンタエリスリトールを１．０質量％添加させた場合には２００万回相当の緩衝器の動作においてＺｎＤＴＰの減少は２５％程度にまで抑制され、ペンタエリスリトールを２．０質量％添加させた場合には２００万回相当の緩衝器の動作においてＺｎＤＴＰの減少は９％程度にまで抑制された。このように、緩衝器用潤滑油は、ペンタエリスリトールエステルを２．０質量％以上含有することで、ＺｎＤＴＰの減少を有効に抑制することができ、その結果、緩衝器用潤滑油の劣化を抑制することができる。
また、ペンタエリスリトールエステルを５．０質量％以上含有する構成とすることがさらに好ましい。これは、図７で例示したように、緩衝器用潤滑油の劣化を抑制するためには、緩衝器用潤滑油の水酸基価を０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上とすることが好ましいが、緩衝器用潤滑油に含まれるペンタエリスリトールエステルは、主に、水酸基を有しないペンタエリスリトールテトラエステルであり、緩衝器用潤滑油の水酸基価を０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上とするためには、ペンタエリスリトールエステルの含有量を５質量％以上とすることが好ましいためである。

Claims (10)

  1. 緩衝器用潤滑油組成物を含有する緩衝器であって、
    前記緩衝器用潤滑油組成物が、
    基油と、摩擦調整剤と、を含有し、
    前記摩擦調整剤は、ペンタエリスリトールエステルを含有し、
    前記ペンタエリスリトールエステルは、ペンタエリスリトールテトラエステルと、ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルとを含むことを特徴とする、緩衝器。
  2. 前記緩衝器用潤滑油組成物において、前記ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルが、ペンタエリスリトールジエステルである、請求項１に記載の緩衝器。
  3. 前記緩衝器用潤滑油組成物において、前記ペンタエリスリトールテトラエステルと、前記ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルとの配合比率が、静止状態から滑り状態に移行する際の摩擦係数をＢ、滑り状態における摩擦係数をＡとした場合に（Ｂ－Ａ）／Ａで表せられるスパイク指標が０．１０以上となる配合比率である、請求項１または２に記載の緩衝器。
  4. 前記緩衝器用潤滑油組成物において、前記ペンタエリスリトールエステル中における、前記ペンタエリスリトールテトラエステルの配合比率が４０％以上である、請求項１ないし３のいずれかに記載の緩衝器。
  5. 前記緩衝器用潤滑油組成物において、前記ペンタエリスリトールエステルは、前記ペンタエリスリトールテトラエステルを８０％以上含む第１のペンタエリスリトールエステルと、前記ペンタエリスリトールジエステルを８０％以上含む第２のペンタエリスリトールエステルとを含む、請求項２に記載の緩衝器。
  6. 車両における車体と車軸との間に介装される緩衝器であって、
    前輪側に取り付けられる緩衝器に充填される緩衝器用潤滑油組成物と、後輪側に取り付けられる緩衝器に充填される緩衝器用潤滑油組成物とで、前記ペンタエリスリトールエステルにおけるペンタエリスリトールテトラエステルの配合比率が異なる、請求項１ないし５のいずれかに記載の緩衝器。
  7. 前記前輪側に取り付けられる緩衝器に充填される緩衝器用潤滑油組成物では、前記後輪側に取り付けられる緩衝器に充填されている緩衝器用潤滑油組成物よりも、静止状態から滑り状態に移行する際の摩擦係数をＢ、滑り状態における摩擦係数をＡとした場合に（Ｂ－Ａ）／Ａで表せられるスパイク指標が低い、請求項６に記載の緩衝器。
  8. 基油と、ペンタエリスリトールエステルとを含有する緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性の調整方法であって、
    前記ペンタエリスリトールエステルは、ペンタエリスリトールテトラエステルと、ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルとを含み、
    前記ペンタエリスリトールテトラエステルと前記ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルとの配合比率を調整することで、前記緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性を調整する、調整方法。
  9. 静止状態から滑り状態に移行する際の摩擦係数をＢ、滑り状態における摩擦係数をＡとした場合に（Ｂ－Ａ）／Ａで表せられるスパイク指標が０．１０以上となるように、ペンタエリスリトールテトラエステルと、ペンタエリスリトールテトラエステル以外のペンタエリスリトールエステルとの配合比率を調整する、請求項８に記載の緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性の調整方法。
  10. ペンタエリスリトールエステル中における、ペンタエリスリトールテトラエステルの配合比率を４０％以上とする、請求項８または９に記載の緩衝器用潤滑油組成物の摩擦特性の調整方法。
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