JP4181771B2 - 等速ジョイント用グリースおよび等速ジョイント - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に用いられる等速ジョイント用グリースおよびこのグリースを封入した等速ジョイントに関し、特にプランジング型等速ジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プランジング型等速ジョイントには、代表的なものとして、ダブルオフセット型等速ジョイントとトリポート型等速ジョイントがある。ダブルオフセット型等速ジョイントは、図１に示すように、外輪１の内面および球形内輪２の外面に軸方向の六本のトラック溝３、４を等角度に形成し、そのトラック溝３、４間に組み込んだボール５をケージ６で支持し、このケージ６の外周を球面７とし、かつ内周を内輸２の外周に適合する球面８とし、各球面７、８の中心(イ）、（ロ）を外輪１の軸心上において軸方向に位置をずらしてある。
また、外輪１の外周とシャフト９の外周とをブーツ１０で覆い、その内部に等速ジョイント用グリース１１が密封充填されている。
【０００３】
一方、トリポート型等速ジョイントは、図２に示すように、外輪１２の内面に軸方向の三本の円筒形トラック溝１３を等角度に形成し、外輪１２の内側に組み込んだトリポート部材１４には三本の脚軸１５を設け、各脚軸１５の外側に球面ローラ１６を嵌合し、その球面ローラ１６と脚軸１５との間にニ一ドル１７を組み込んで球面ローラ１６を回転可能に、かつ軸方向にスライド可能に支持し、その球面ローラ１６を上記トラック溝１３に嵌合してある。
また、外輪１２の外周とシャフト９の外周とをブーツ１０で覆い、その内部に等速ジョイント用グリース１１が密封充填されている。
【０００４】
上記の構成からなるプランジング型等速ジョイントにおいては、トラック溝３、４とボール５の係り合い、およびトラック溝１３と球面ローラ１６の係り合いによつて回転トルクの伝達が行なわれ、プランジングに対しては、ボール５がトラック溝３に沿って、球面ローラ１６がトラック溝１３に沿ってそれぞれ転動してこれを吸収する。
【０００５】
ところで、ジョイントが作動角をとる状態で回転トルクを伝達する場合、ダブルオフセット型等速ジョイントにおいては、トラック溝３、４とボール５との嵌合において転がりと滑りが発生し、また、ケージ６と外輪１およびケージ６と内輪２との間において滑りが発生する。一方、トリポート型等速ジョイントにおいては、トラック溝１３と球面ローラ１６との間において転がりと滑りが発生する。
【０００６】
プランジング型等速ジョイントは、上記のように転がりに比べて滑りの要素がきわめて多い。このため、作動角をもって回転トルクを伝達すると、摺動部分の摩擦抵抗によって軸力が発生する。
例えば、ダブルオフセット型等速ジョイントは、外輪１の内面に 60゜の間隔をおいてトラック溝３を設けてあるため、図３に示すように 1 回転につき、 6 回の軸力が発生し、一方、トリポート型等速ジョイントにおいては、120゜の間隔をおいてトラック溝１３を設けてあるため、図４に示すように、 1 回転につき、 3 回の軸力が発生する。
【０００７】
このような軸力の発生サイクルとエンジン、車体、サスペンション等の固有振動数とが合致すると、車体に共振を誘発して乗員に不快感を与えるため、上記の軸力は可能な限り低くすることが望ましい。
そこで、プランジング型等速ジョイントにおいては内部に等速ジョイント用グリースを充填して摩擦抵抗を下げ、摺動性の向上を図るようにしている。
【０００８】
従来、このような等速ジョイント用グリースには、ウレア系グリースに有機モリブデン化合物を配合したグリース（特開昭６３−４６２９９）、ウレア系グリースに二硫化モリブデン、モリブデンジチオカーバメイト、ジチオリン酸亜鉛および油性剤とを配合したグリース（特開平４−３０４３００）、ウレア系グリースに二硫化モリブデン、モリブデンジチオカーバメイト、ジチオリン酸亜鉛、硫黄−リン系極圧剤および脂肪酸アミドとを配合したグリース（特開２００１−１１４８１）が知られている。
【０００９】
一方、上記等速ジョイント用グリースに配合されているモリブデンジチオカーバメイトは、極圧性能や融点、溶媒に対する溶解度等の性質がその化学構造により変化することが知られている（特公昭４５−２４５６２、特公昭５１−９６４、特公昭５３−３１６４６）。また、潤滑組成物に対する添加剤としての有用性が知られている（特公昭４９−６３６２、特公昭５３−３１６４６）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、自動車における静粛性の要求が大きくなるに従い、等速ジョイントから発生する振動の低減がより求められるようになり、従来の等速ジョイント用グリースでは要求を満足できないという問題がある。
特に、自動車における持続的な静粛性が求められるようになリ、経時的な振動の低減に対して従来の等速ジョイント用グリースでは要求を満足できないという問題がある。
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、等速ジョイントを効率よく持続的に潤滑し、有効に摩擦を低減し振動の発生を防止し得る等速ジョイント用グリースおよびこのグリースを封入した等速ジョイントの提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の等速ジョイント用グリースは、鉱油である基油にウレア系増ちょう剤を配合してなるベースグリースに、油溶性モリブデンジチオカーバメイト（以下、油溶性ＭｏＤＴＣと略称）と、非油溶性モリブデンジチオカーバメイト（以下、非油溶性ＭｏＤＴＣと略称）と、ジチオリン酸亜鉛およびワックス系油性剤から選ばれる少なくとも一つとを配合してなり、上記油溶性ＭｏＤＴＣは、溶解後の全重量に対して 0.5 重量％を上記基油に加えて攪拌し 70℃×24時間保持後に目視で確認して不溶解分が析出しないものであり、上記非油溶性ＭｏＤＴＣは、溶解後の全重量に対して 0.5 重量％を上記基油に加えて攪拌し 70℃×24時間保持後に目視で確認して不溶解分が析出するものであり、前記油溶性モリブデンジチオカーバメイトと前記非油溶性モリブデンジチオカーバメイトとの配合比が重量比で（ 20 〜 80 ）：（ 80 〜 20 ）であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の等速ジョイントは、上記等速ジョイント用グリースが封入されてなることを特徴とし、特に等速ジョイントがプランジング型等速ジョイントであることを特徴とする。
【００１３】
配合を変えた種々の等速ジョイント用グリースを実機の等速ジョイントに組み込んで、耐振動性の評価として誘起スラストの測定を行なった。
その結果、基油に対する溶解性が異なる２種類以上のモリブデンジチオカーバメイ卜が併用されたグリースを用いることで、等速ジョイントの振動が初期状態から低く、かつその特性が長期間持続することを見出した。特に、基油に対する溶解性が異なる２種類以上のモリブデンジチオカーバメイトと、ジチオリン酸亜鉛と、ワックス系油性剤とを組合せることにより等速ジヨイントの振動低減を初期特性のみならず、経時的に持続できることを見出した。本発明はこのような知見に基づくものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に使用できるベースグリース成分の基油としては、ナフテン系、パラフィン系、流動パラフィン、水素化脱ろう油などの鉱油、ポリアルキレングリコールなどのポリグリコール油、アルキルジフェニルエーテル、ポリフェニルエーテルなどのエーテル系合成油、ジエステル油、ポリオールエステル油などのエステル系合成油、ポリジメチルシロキサン、ポリフェニルメチルシロキサンなどのシリコーン油、ポリ−α−オレフィン等の炭化水素系合成油等、また、これらの混合油が挙げられる。
これらの中で、価格が安く工業的に利用しやく、ブーツを劣化させない耐ブーツ性に優れるナフテン系、パラフィン系などの鉱油類が好ましい。
【００１５】
本発明に使用できる増ちよう剤としては、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、力ルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられる。耐熱性等を考慮するとウレア系化合物が望ましい。
【００１６】
ウレア系化合物は、例えば、ジウレア化合物、ポリウレア化合物が挙げられる。ジウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミンの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜等が挙げられ、モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、アニリン、ｐ−トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。ポリウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミン、ジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネート、モノアミンとしては、ジウレア化合物の生成に用いられるものと同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
【００１７】
ウレア化合物は、イソシアネート化合物とアミン化合物を反応させることにより得られる。反応性のある遊離基を残さないため、イソシアネート化合物のイソシアネート基とアミン化合物のアミノ基とは略当量となるように配合することが好ましい。
基油にウレア化合物を配合して各種配合剤を配合するためのベースグリースが得られる。ベースグリースは、基油中でイソシアネート化合物とアミン化合物とを反応させて作製する。
【００１８】
ベースグリースの配合割合は、ベースグリース全体に対して増ちょう剤が 1〜40 重量％、好ましくは 3〜25 重量％配合される。増ちょう剤の含有量が 1 重量％未満では、増ちょう効果が少なくなり、グリース化が困難となり、 40 重量％をこえると得られたベースグリースが硬くなりすぎ、所期の効果が得られにくくなる。
【００１９】
本発明に使用できるモリブデンジチオカーバメイトは、硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンとも称され、下記化１で表される。
【化１】

式中、Ｒ₁およびＲ₂はそれぞれ炭素数 1〜24、好ましくは 3〜18 のアルキル基であり、ｍ＋ｎ＝ 4 の整数であり、かつｍは 0〜3 、ｎは 4〜1 である。
【００２０】
上記モリブデンジチオカーバメイトの中で、油溶性ＭｏＤＴＣと非油溶性ＭｏＤＴＣとを混合した混合モリブデンジチオカーバメイトを必須成分としてベースグリースに配合する。
ここで、油溶性ＭｏＤＴＣとは、溶解後の全重量に対して、0.5 重量％のＭｏＤＴＣを基油に加えて撹拌し、これを 70℃×24 時間保持後に目視で観察した結果、基油中に不溶解分が析出していないＭｏＤＴＣをいう。非油溶性ＭｏＤＴＣとは、上記溶解条件下において基油中に不溶解分が析出しているＭｏＤＴＣをいう。不溶解分が析出していると基油が透明にならず、ＭｏＤＴＣがコロイド状態、あるいは懸濁状態になリ、目視で判断できる。本発明において、好ましい非油溶性ＭｏＤＴＣは、上記溶解条件下において基油中に加えたＭｏＤＴＣ量の 98 重量％以上が析出した場合である。
【００２１】
油溶性ＭｏＤＴＣのみを配合した場合は低誘起スラストを示すが低誘起スラストに達するまでの時間が長く実用的ではない。非油溶性ＭｏＤＴＣのみを配合した場合は初期から低誘起スラストを示すが、その絶対値は油溶性ＭｏＤＴＣのみを配合した場合より大きい。油溶性ＭｏＤＴＣおよび非油溶性ＭｏＤＴＣ両方を配合した場合は、実験の結果、初期から低誘起スラストを示し、その誘起スラストの絶対値は非油溶性ＭｏＤＴＣのみを配合した場合と同等であり、しかも経時変化特性に優れる。
【００２２】
油溶性ＭｏＤＴＣと非油溶性ＭｏＤＴＣとの配合比は、重量比で（ 5〜95 ）：（ 95〜5 ）であることが好ましい。より好ましくは（ 20〜80 ）：（ 80〜20）である。油溶性ＭｏＤＴＣの配合比が 5 重量％未満であると、誘起スラストの振動低減が経時的に持続できなくなり、油溶性ＭｏＤＴＣの配合比が 95 重量％をこえると低誘起スラストに達するまでの時間がかかり過ぎ、満足する性能が得られない。
【００２３】
本発明に使用できるジチオリン酸亜鉛はジンクジチオフォスフェートとも称され、下記化２で表される。
【化２】

式中、Ｒは炭素数 1〜24 のアルキル基または炭素数 6〜30 のアリル基である。
【００２４】
本発明に使用できるワックス系油性剤は、周知のワックス系油性剤を用いることができる。例えば、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミドなどの脂肪酸アミドが挙げられる。また、これらワックス系油性剤は単独でも混合しても使用できる。
【００２５】
本発明の等速ジョイント用グリースには、その優れた性能を高めるため、必要に応じて公知の添加剤を含有させることができる。この添加剤として、例えば、ジチオリン酸亜鉛以外の有機亜鉛化合物、アミン系、フェノール系、イオウ系等の酸化防止剤、石油スルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、ソルビタンエステル等のさび止め剤、ベンゾトリアゾール、亜硝酸ソーダなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレン等の粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、ＭｏＤＴＣ以外の有機モリブデン化合物、硫化油脂、硫化オレフィン、トリクレジルフォスフェート、チオフォスフェート、チオフォスファイト等の極圧剤が挙げられる。これらを単独または 2 種類以上組み合せて添加できる。
【００２６】
等速ジョイント用グリースの配合割合は、上述したベースグリースに、油溶性ＭｏＤＴＣが0.1〜10 重量％、好ましくは 0.1〜5 重量％、非油溶性ＭｏＤＴＣが0.1〜10 重量％、好ましくは 0.1〜5 重量％、ジチオリン酸亜鉛が 0〜10 重量％、好ましくは 0〜5 重量％、ワックス系油性剤が 0〜10 重量％、好ましくは 0〜5 重量％、等速ジョイント用グリース全体に対してそれぞれ配合される。
油溶性ＭｏＤＴＣまたは非油溶性ＭｏＤＴＣが 0.1 重量％未満では、所期の効果を十分に得ることが困難になり、一方、 10 重量％をこえる場合にも、効果の増大はない。また、価格が高くなり実用的ではなくなる。ジチオリン酸亜鉛またはワックス系油性剤は配合されない場合もあるが、 10 重量％をこえるとグリース特性を低下させる。
【００２７】
本発明の等速ジョイント用グリースは、摩擦係数および誘起スラストを小さくでき、その効果を長期間維持できる。このため、各種等速ジョイントに、好ましくは自動車用等速ジョイントに用いることができる。自動車用等速ジョイントの中でも、転がりに比べて滑りの要素が多いプランジング型等速ジョイントに好適に用いられる。
【００２８】
本発明の等速ジョイントは、図１または図２に示す、トラック溝と転動体との係り合いによつて回転トルクの伝達が行なわれ、転動体がトラック溝に沿って転動することによって軸方向移動がなされるプランジング型等速ジョイントが好適であって、潤滑グリースとして上述の等速ジョイント用グリースが封入されている。プランジング型等速ジョイントは、転がりに比べて滑りの要素がきわめて多いため、本発明の上述した等速ジョイント用グリースが好適に用いられる。
【００２９】
【実施例】
実施例１〜４および比較例１〜４
鉱油（ 100℃での動粘度が 13.5mm²/sec ）2000g 中で、ジフェニルメタン−４、４’−ジイソシアネー卜 60.6g と、 オクチルアミン 31.3g と、ステアリルアミン 66.2g とを反応させ、生成したウレア化合物を均一に分散させてベースグリースを得た。このベースグリースに、表１に示す配合で配合剤を配合し（単位，重量％）、得られる化合物を三段ロールミルでＪＩＳちょう度Ｎｏ．１グレードに調整して等速ジョイント用グリースを得た。
なお、比較例４は、二硫化モリブデンを含むリチウム石けん系グリースを供試試料とした。
これらのグリースにつき、以下に示す試験方法で誘起スラスト試験を行ない、得られた結果を表１に併記する。
【００３０】
誘起スラスト試験
実際のトリポート型等速ジョイント（ＮＴＮ社製：ＡＣＴＪ）を用いて、作動角とトルクをかけて回転させた時に軸方向に発生する力を誘起スラストとして測定した。

【００３１】
【表１】

【００３２】
表１における各配合剤は、それぞれ以下の材料を用いた。
配合剤１：非油溶性ＭｏＤＴＣ（商品名：サクラルーブ６００ 旭電化工業社製）
配合剤２：油溶性ＭｏＤＴＣ（商品名：サクラルーブ１００ 旭電化工業社製）配合剤３：ジチオリン酸亜鉛（商品名：Ｌｕｂｒｉｚｏｌ １０９７ Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製）
配合剤４：ワックス系油性剤（商品名：アーマイドパウダーＨＴ ライオンアクゾ社製）
【００３３】
表１に示すように、非油溶性ＭｏＤＴＣおよび油溶性ＭｏＤＴＣを併用した各実施例は、初期および経時誘起スラストも低かった。また、ジチオリン酸亜鉛やワックス系油性剤を配合することでより優れた誘起スラスト性能が得られた。
一方、比較例１は経時誘起スラストが優れたが、初期性能に劣っていた。油溶性ＭｏＤＴＣを含まない比較例２および比較例３は初期性能に優れていたが、経時誘起スラストに劣っていた。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の等速ジョイント用グリースは、基油に増ちょう剤を配合してなるベースグリースに、油溶性ＭｏＤＴＣと、非油溶性ＭｏＤＴＣとを配合してなるので、誘起スラストを低減し、等速ジョイントに発生する振動を抑えることができる。また、誘起スラストが経時的に低く安定する。
【００３５】
本発明の等速ジョイントは、上記グリースを封入したプランジング型等速ジョイントであるので、振動を十分に抑え、自動車の静粛性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダブルオフセット型等速ジョイントの一部切欠断面図である。
【図２】トリポート型等速ジョイントの一部切欠断面図である。
【図３】ダブルオフセット型等速ジョイントの回転角に対する軸力を示す図である。
【図４】トリポート型等速ジョイントの回転角に対する軸力を示す図である。
【符号の説明】
１、１２ 外輪
２ 内輪
３、４ トラック溝
５ ボール
６ ケージ
７、８ 球面
９ シャフト
１０ ブーツ
１１ 等速ジョイント用グリース
１３ トラック溝
１４ トリポート部材
１５ 脚軸
１６ 球面ローラ
１７ ニ一ドル

Claims (3)

1. 鉱油である基油にウレア系増ちょう剤を配合してなるベースグリースに、油溶性モリブデンジチオカーバメイトと、非油溶性モリブデンジチオカーバメイトと、ジチオリン酸亜鉛およびワックス系油性剤から選ばれる少なくとも一つとを配合してなる等速ジョイント用グリースであって、
   前記油溶性モリブデンジチオカーバメイトは、溶解後の全重量に対して 0.5 重量％を前記基油に加えて攪拌し 70℃×24時間保持後に目視で確認して不溶解分が析出しないものであり、前記非油溶性モリブデンジチオカーバメイトは、溶解後の全重量に対して 0.5 重量％を前記基油に加えて攪拌し 70℃×24時間保持後に目視で確認して不溶解分が析出するものであり、前記油溶性モリブデンジチオカーバメイトと前記非油溶性モリブデンジチオカーバメイトとの配合比が重量比で（ 20 〜 80 ）：（ 80 〜 20 ）であることを特徴とする等速ジョイント用グリース。
2. 請求項１記載の等速ジョイント用グリースが封入されてなる等速ジョイント。
3. 前記等速ジョイントがプランジング型等速ジョイントであることを特徴とする請求項２記載の等速ジョイント。

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