JPH1017885A - ギヤ油組成物 - Google Patents
ギヤ油組成物Info
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Abstract
およびシンクロ耐久性を有すると共に、シンクロナイザ
ーリングとギヤコーン間での摩耗特性を大幅に改善して
シフト操作性をも良好とした自動車のマニュアルトラン
スミッションやトランスアクスルに適したギヤ油組成物
を提供する。 【解決手段】 100℃で2〜50mm2/sの粘度を
有する鉱油および合成油から選ばれる1種以上の基油
に、(A)アルキルジチオリン酸亜鉛0.5〜3質量
%、(B)塩基価200mgKOH/g以上を有するア
ルカリ土類金属型清浄分散剤1.2〜4質量%、(C)
平均分子量が2000〜5000のポリブテニル基を有
するビスタイプのアルケニルこはく酸イミド、その誘導
体4〜15質量%、(D)リン酸エステルのアミン塩
0.1〜3質量%を添加する。(A)成分のアルキルジ
チオリン酸亜鉛が、アルキル基の炭素数が8以上のプラ
イマリージチオリン酸亜鉛であることが好ましい。
Description
し、詳しくは、優れた極圧性、酸化安定性、耐ピッチン
グ性およびシンクロ耐久性を有すると共に、シンクロナ
イザーリング(以下、SNRと記す)とギヤコーン(以
下、GCと記す)間での摩耗特性を大幅に改善してシフ
ト操作性をも良好とした自動車のマニュアルトランスミ
ッションやトランスアクスルに適したギヤ油組成物に関
する。
種装置における金属と金属との間に油膜を形成し、摩
耗、焼き付き、ピッチング、スコーリングなどの歯面損
傷を抑制することを目的としている。このギヤ油は、通
常、基油として鉱油あるいは合成油を用い、これに目的
に応じた各種の添加剤を配合したものである。
乗り心地、快適性の観点からシフト操作性をより一層向
上させるギヤ油の開発が望まれている。
RとGCとの引っ掛かりの解消である。この引っ掛かり
は、シフトチェンジする際にシフトレバーが離れ難くな
る現象であり、SNRとGCが離れる際にスティックト
ルクが発生し、シフトが重く感じられる現象である。
期不良の解消である。この同期不良が生ずれば、シフト
チェンジの際にシフトレバーが入り難くなり、上記の引
っ掛かりの場合と同様にシフトが重く感じられて、円滑
なシフト操作ができなくなる可能性がある。
まで、種々のギヤ油が提案されている。例えば、アルカ
ノールアミン化合物に着目したギヤ油(特開平2−48
97号公報)、硫化エステルまたは硫化エステルとアル
カノールアミン化合物に着目したギヤ油(特開平2−1
82787号公報参照)がある。また、操作フィーリン
グを良好にするギヤ油として、硫黄含有化合物と塩基価
200mgKOH/g以上のアルカリ土類金属系清浄分
散剤と多価アルコールの部分エステルとを添加したもの
も知られている(特開平2−155987号公報参
照)。
性、酸化安定性およびシンクロ特性を有し、さらにピッ
チング性を大幅に改善したギヤ油として、(A)アルキ
ルジチオリン酸亜鉛、(B)塩基価200mgKOH/
g以上のアルカリ土類金属型清浄分散剤、(C)平均分
子量2000〜5000のポリブテニル基を有するビス
タイプのアルケニルこはく酸イミドあるいはその誘導体
を添加するか、これらと共に(D)硫黄−リン系極圧剤
を添加したものも提案されている(特開平8−1093
88号公報)。
も、市場で要求されている引っ掛かりの防止および同期
不良の解消には、充分とは言えないことがある。しか
も、自動車用ギヤ油においては、エンジンの高トルク化
に伴ってギヤへの負荷が大きくなり、満足な性能とは言
えないこともあるばかりか、特に、長期間に渡って使用
する場合には、初期の性能を維持することが困難になる
ことも考えられる。
従来のギヤ油が有している優れた極圧性、酸化安定性、
耐ピッチング性およびシンクロ耐久性をそのまま保持し
つつ、SNRとGCとの間の摩擦特性を大幅に改善して
シフト操作時の引っ掛かり防止性や同期不良解消性にも
優れたギヤ油組成物を提供することを目的とする。
ギヤ油は、100℃で2〜50mm2/sの粘度を有す
る鉱油および合成油から選ばれる1種以上を基油とし、
これに、(A)アルキルジチオリン酸亜鉛0.5〜3質
量%、(B)塩基価200mgKOH/g以上を有する
アルカリ土類金属型清浄分散剤1.2〜4質量%、
(C)平均分子量が2000〜5000のポリブテニル
基を有するビスタイプのアルケニルこはく酸イミド、そ
の誘導体4〜15質量%、(D)リン酸エステルのアミ
ン塩0.1〜3質量%を含有してなることを特徴とす
る。このとき、(A)成分のアルキルジチオリン酸亜鉛
が、アルキル基の炭素数が8以上のプライマリージチオ
リン酸亜鉛である場合には、特に、同期時間の短縮化が
良好に図れ、同期不良の解消性能が大幅に向上する。
は、マニュアルトランスミッション油やトランスアクス
ル油として具備すべき特性、すなわち、 1)SNR(シンクロナイザーリング)とGC(ギヤコ
ーン)部分が離れる際の引っ掛かりを効果的に防止す
る、 2)SNRとGC部分が同期する時間を短縮する(言い
換えれば、同期不良を効果的に解消する)、 3)SNRとGC部分で適切な摩擦係数を有する、 4)この摩擦係数を長期にわたって維持する(言い換え
れば、シンクロ耐久性に優れる)、 5)耐ピッチング性に優れる、 6)極圧性、耐摩耗性に優れる、 7)酸化安定性に優れる、 を有している。
0℃における粘度が2〜50mm2/sの鉱物性潤滑油
あるいはその精製品、および100℃における粘度が2
〜50mm2/sの合成潤滑油のなかから選ばれる1種
以上である。
ルキルジチオリン酸亜鉛は、化1の一般式(1)で表さ
れる。
R4は、それぞれ同一または相異なる炭素数8以上のア
ルキル基が好ましい。炭素数8未満のアルキル基のもの
は、耐摩耗性、耐酸化性が小さく、炭素数が多すぎるア
ルキル基のものも、同様に、耐摩耗性、耐酸化性が小さ
くなるため、アルキル基の炭素数の上限は20程度とす
ることが適している。アルキル基の好ましい炭素数は8
〜18、より好ましくは11〜14であり、例えば、デ
シル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基
などが挙げられる。
同期時間の短縮効果を大幅に向上させることができる。
この場合の炭素数も、好ましくは8〜18、より好まし
くは11〜14である。
独でまたは2種以上を混合して使用でき、その配合割合
は、0.5〜3質量%、好ましくは1〜2質量%であ
る。ジアルキルジチオリン酸亜鉛が少なすぎると、耐ピ
ッチング性、シンクロ耐久性が低下するばかりか、同期
時間の短縮効果を得ることができず、多すぎてもこれら
の効果は飽和し、経済的に不利である。
g以上のアルカリ土類金属型清浄分散剤は、従来よりエ
ンジン油に使用されている公知のものを使用することが
できる。塩基価が200mgKOH/g未満のものであ
ると、耐ピッチング性を優れたものとすることができ
ず、また硫黄−リン系極圧剤を配合する場合において
は、金属腐食,スラッジの生成を抑制し、耐ピッチング
性を向上させることができない。
が、あまり高すぎると分散性に悪影響を及ぼすため、6
00mgKOH/g程度を上限とするのが好ましい。好
ましい塩基価は、250〜450mgKOH/g、より
好ましくは300〜450mgKOH/gである。
の具体例としては、スルフォネート、フェネート、サリ
チレート、ホスフォネートなどと、Ca、Mg、Baな
どとの金属塩形になっているものが挙げられる。また、
Ca、Mg、Baなどの水酸化物や炭酸塩を過剰に含有
させた超塩基性清浄分散剤も使用できる。好ましくはス
ルフォネートとCa、Mg、Baなどとの金属塩であ
り、より好ましくはMgスルフォネートであり、特に好
ましくはCaスルフォネートとMgスルフォネートを重
量比で1:0.8〜1:10、好ましくは1:1〜1:
8、より好ましくは1:2〜1:6の割合で併用したも
のである。
単独でまたは2種以上を混合して使用でき、その配合割
合は、1.2〜4質量%、好ましくは1.5〜2.5質
量%である。アルカリ土類金属型清浄分散剤が少なすぎ
ると、耐ピッチング性および清浄性が低下し、多すぎて
もこの効果は飽和し、経済的に不利である。
たはその誘導体は、平均分子量が2000〜5000、
好ましくは2000〜3000、さらに好ましくは23
00〜2500のポリブテニル基を有するビスタイプの
ものであり、化2の一般式(2)で表される。なお、
(C)成分の平均分子量は、2000未満であると充分
な耐ピッチング性が得られず、5000を超えると油へ
の溶解性が悪くなる。
基であるポリブテニル基で、上記した平均分子量のもの
を表し、R6は炭素数2〜5の2価の飽和脂肪族炭化水
素基を表し、xは0〜10の整数を表す。
ケニルこはく酸イミドまたはその誘導体は、一般には、
ポリブテンと無水マレイン酸との反応で得られるポリブ
テニルコハク酸無水物と、ポリアミンとの反応によって
合成される。このポリアミンの例としては、単一ジアミ
ン、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、
ブチレンジアミン、ペンチレンジアミンなど;ポリアル
キレンポリアミン、例えば、ジエチレントリアミン、ト
リエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタミン、
ペンタエチレンヘキサミン、ジ(メチルエチレン)トリ
アミン、ジブチレントリアミン、トリブチレンテトラミ
ン、ペンタペンチレンヘキサミンなど、が挙げられる。
ミドのホウ素化合物誘導体、有機ホスフォネート誘導体
など、あるいはビスタイプのアルケニルこはく酸イミド
をアルデヒド、ケトン、カルボン酸、スルホン酸、アル
キレンオキシド、硫黄などと反応させたビスタイプのア
ルケニルこはく酸イミドの誘導体も使用できる。
ミド、その誘導体は、それぞれ単独で、あるいは2種類
以上を混合して使用することができ、その配合割合は、
4〜15質量%、好ましくは5〜10質量%である。ビ
スタイプのアルケニルこはく酸イミド、その誘導体が少
なすぎると、耐ピッチング性が低下し、多すぎても、こ
の効果は飽和し、経済的に不利となる。
は、化3の一般式(3)で表される。
化水素基、Xは酸素原子または硫黄原子、aは1,2ま
たは3、bは0または1である。
炭素数5〜20の直鎖または分枝の飽和または不飽和脂
肪族炭化水素基(例えば、アルキル基、アルケニル
基)、炭素数6〜26の芳香族炭化水素基またはシクロ
アルキル基が挙げられる。
しては、酸性リン酸エステル、酸性亜リン酸エステル、
酸性チオリン酸エステル、酸性ジチオリン酸エステル、
をアルキルアミンで中和した化合物が挙げられる。
ッドホスフェート、2−エチルヘキシルアシッドホスフ
ェート、オクチルアシッドホスフェート、ラウリルアシ
ッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、ト
リールアシッドホスフェートなどが挙げられる。酸性亜
リン酸エステルとしては、ジオクチルアッシドホスファ
イト、トリオクチルアッシドホスファイト、トリドデシ
ルアッシドホスファイト、ジドデシルアッシドホスファ
イト、トリオクタデセニルアッシドホスファイト、トリ
(オクチルフェニル)アッシドホスファイトなどが挙げ
られる。酸性チオリン酸エステルとしては、ジオクチル
チオアッシドホスフェート、トリオクチルチオアッシド
ホスフェート、トリドデシルチオアッシドホスフェー
ト、トリヘキサデシルチオアッシドホスフェート、トリ
オクタデセニルチオアッシドホスフェート、トリ(オク
チルフェニル)チオアッシドホスフェートなどが挙げら
れる。酸性ジチオリン酸エステルとしては、トリデシル
ジチオアッシドホスフェート、ジ(2−エチルヘキシ
ル)ジチオアッシドホスフェートなどが挙げられる。
ルキルアミンは、一般式NR11R12R13(式中、
R11、R12およびR13は、1価の炭化水素基また
は水素原子であり、少なくとも1つは炭化水素基であ
る)で表され、具体的には、ジブチルアミン、オクチル
アミン、ジオクチルアミン、ラウリルアミン、ジラウリ
ルアミン、オレイルアミン、ココナッツアミン、牛脂ア
ミンなどが挙げられる。
エステルアミン塩は、リン系極圧剤としても使用するこ
とができるものであるが、このリン系極圧剤を硫黄系極
圧剤と併用すると、引っ掛かり防止性、耐ピッチング
性、シンクロ耐久性、酸化安定性を悪化させる。
適性な引っ掛かり防止性を得ることができず、多すぎる
と耐熱性が低下するため、本発明では、0.1〜3質量
%、好ましくは0.3〜1質量%とする。なお、リン酸
エステルアミン塩に代えて、上記の酸性リン酸エステ
ル、酸性亜リン酸エステル、酸性チオリン酸エステル、
酸性ジチオリン酸エステルをそのままのかたちで使用し
ても、またアルキルアミン塩をそのままのかたちで使用
しても、同期不良を解消することはできない。
明のギヤ油組成物においては、目的に応じて、通常使用
されている公知の添加剤、例えば、無灰型分散剤、摩擦
調整剤、酸化防止剤、腐食防止剤、粘度指数向上剤、流
動点降下剤、消泡剤などを配合することもできる。
ルこはく酸エステル、長鎖脂肪酸とポリアミンとのアミ
ド(アミノアミド型)などが、摩擦調整剤としては、脂
肪酸、有機モリブデン化合物などが、酸化防止剤として
は、アミン系、フェノール系のものなどが、腐食防止剤
としては、ベンゾトリアゾール、アルケニルこはく酸エ
ステルなどが、粘度指数向上剤としては、ポリメタクリ
レート、オレフィンコポリマーなどが、流動点降下剤と
しては、ポリメタクリレートなどが、消泡剤としては、
シリコン化合物、エステル系のものなど、がそれぞれ使
用できる。
(A)〜(D)成分の相互作用により耐ピッチング性、
シンクロ耐久性、極圧性、酸化安定性に優れたものとな
るばかりか、SNRとGCとの引っ掛かりを効果的に防
止でき、しかも(A)成分としてのアルキルジチオリン
酸亜鉛を、アルキル基の炭素数が8以上のプライマリー
ジチオリン酸亜鉛に限定することにより、SNRとGC
との同期時間を大幅に短縮できるものとなる。
示す各成分を同表に示す割合で配合して、本発明のギヤ
油組成物を調製し、これらのギヤ油組成物につき、次の
性能試験を行った。この結果を、表1〜6に合わせて示
す。
試験〕先ず、SNRとGCを台上に設置し、GCの回転
数をモーターにより600rpmに維持する。次いで、
24.5N・cm・s2で慣性力を発生させたSNRを
1200Nの荷重にて押し付ける。この押し付け開始か
らGC回転数が0rpmになるまでの時間を同期時間と
した。
らSNRを切り離す。この切り離し時に発生するトルク
(スティックトルク)を測定して、引っ掛かり防止性を
評価した。すなわち、スティックトルクが小さい程、引
っ掛かり防止性は優れることになる。
同期時間2.4s以下を合格とし、引っ掛かり防止につ
いては、スティックトルク2.0N・m以下を合格とし
た。
評価として、四円筒試験を行った。四円筒試験の試験条
件および疲労寿命の判定法は、次の通りとした。 (試験条件) 回転数:1000rpm 滑り率:30% 接触圧力:65kg/mm2 油温:80℃
サイクル毎に試験機を停止し、肉眼で観察できる損傷
(ピッチング)が発生するまでのサイクル数を疲労寿命
とした。すなわち、サイクル数が多いほど疲労寿命が長
く、かつ耐ピッチング性も優れることになる。本試験で
は、疲労寿命70万サイクル以上を合格とした。
Cを台上に設置し、ギヤコーンの回転数をモーターによ
り1200rpmに維持する。次いで、SNRを40k
gfの荷重にて押し付ける。その後、SNRの荷重を取
り除き、GCからSNRを切り離す。このSNRの押し
付けと切り離しとからなるパターンを、10000サイ
クル繰り返す。
けた時に発生するトルクを測定し、摩擦係数を求めた。
この摩擦係数を、100サイクルと10000サイクル
とで比較し、摩擦係数の高低で評価した。すなわち、摩
擦係数が高く、かつ10000サイクル後でもこの高い
摩擦係数を維持できるものをシンクロ耐久性が優れるも
のとした。本試験では、10000サイクル後の摩擦係
数が0.100以上を有するものを合格とした。
を行った。なお、IAEギヤ試験は、IP(イギリス石
油協会規格)法のIP166/68に従って行い、焼き
付き限界荷重を測定した。
0ポンドの荷重で運転を開始し、5分毎に5ポンドづつ
荷重を増加させた。)
度試験法(JIS K 2541)に準拠し、150
℃、96hrの条件で行った。評価は、粘度増加、全酸
価増加およびスラッジの有無で行った。
意味を有する。 *1:炭素数3.6の第2級アルキル基を有するアルキ
ルジチオリン酸亜鉛(C3とC6との混合物) *2:炭素数12の第1級アルキル基を有するアルキル
ジチオリン酸亜鉛 *3:塩基価398mgKOH/gのMgスルフォネー
ト *4:塩基価300mgKOH/gのCaスルフォネー
ト *5:塩基価29mgKOH/gのCaスルフォネート *6:2−エチルヘキシルリン酸エステルのオレイルア
ミン塩 *7:ポリブテニル基の平均分子量が2400のビスタ
イプアルケニルこはく酸イミド *8:ポリブテニル基の平均分子量が1900のビスタ
イプアルケニルこはく酸イミド *9:ポリブテニル基の平均分子量が700のモノタイ
プアルケニルこはく酸イミド *10:その他の添加剤 *11:市販のトランスミッションギヤ油(GL−3
75W85)
キルジチオリン酸亜鉛をアルキル基の炭素数が8以上の
プライマリージチオリン酸亜鉛にしたもの(実施例5、
6、7)は、引っ掛かり防止性の向上に加えて、同期時
間をも短縮できることが判る。
成物は、優れた極圧性、酸化安定性、耐ピッチング性、
シンクロ耐久性を有すると共に、SNRとGCとの引っ
掛かり防止性および同期不良解消性にも優れるものであ
る。したがって、本発明のギヤ油組成物は、最近の高ト
ルク化に伴い大きな負荷がかかり、優れた耐ピッチング
性、シンクロ耐久性、極圧性、酸化安定性の要求に対応
することができると共に、自動変速機のスムーズなシフ
ト操作性をも確保することができ、自動車のマニュアル
トランスミッションおよびトランスアクスル自動車のマ
ニュアルトランスミッションギヤ用として好適である。
Claims (2)
- 【請求項1】 100℃で2〜50mm2/sの粘度を
有する鉱油および合成油から選ばれる1種以上を基油と
し、これに、(A)アルキルジチオリン酸亜鉛0.5〜
3質量%、(B)塩基価200mgKOH/g以上を有
するアルカリ土類金属型清浄分散剤1.2〜4質量%、
(C)平均分子量が2000〜5000のポリブテニル
基を有するビスタイプのアルケニルこはく酸イミド、そ
の誘導体4〜15質量%、(D)リン酸エステルのアミ
ン塩0.1〜3質量%を含有してなることを特徴とする
ギヤ油組成物。 - 【請求項2】 (A)成分のアルキルジチオリン酸亜鉛
が、アルキル基の炭素数が8以上のプライマリージチオ
リン酸亜鉛であることを特徴とする請求項1記載のギヤ
油組成物。
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---|---|---|---|
JP18890896A JP3808939B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | ギヤ油組成物 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP18890896A JP3808939B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | ギヤ油組成物 |
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ID=16231999
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-
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- 1996-06-28 JP JP18890896A patent/JP3808939B2/ja not_active Expired - Fee Related
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