JP5028701B2 - 等速ジョイント用グリース組成物及び等速ジョイント - Google Patents

Description

本発明は、等速ジョイント（ＣＶＪ）用グリース組成物及びこれを封入した等速ジョイントに関する。潤滑される等速ジョイント部分には、極めて高い面圧が発生し、ジョイント部分は、複雑なころがりすべり作用を受ける。このため、異常振動がしばしば発生する。本発明は、このような等速ジョイントを効率よく潤滑し、有効に摩擦を低減して振動の発生を防止し得る等速ジョイント用グリース組成物に関する。

このような等速ジョイントに用いられている潤滑グリースとしては、カルシウムコンプレックス石けんを増ちょう剤とするグリースや、リチウム石けんを増ちょう剤とし、例えば、硫化油脂、トリクレジルホスフェート、及びジチオリン酸亜鉛からなる群から選択された硫黄−リン系極圧剤を含有したグリースが挙げられる。
最近の自動車工業においては、車両の環境対策（ＣＯ₂削減）を目的とした軽量化かつ居住空間の確保の点から、４輪駆動（ＦＦタイプ）車が急激に増加し、これに不可欠な等速ジョイント（ＣＶＪ）が広く用いられている。このＣＶＪの中で、プランジング型等速ジョイント、特にトリポート型等速ジョイント（ＴＪ）、ダブルオフセット型等速ジョイント（ＤＯＪ）等は、ある角度の付いた状態で、回転時に複雑なころがりすべり運動を行うため、軸方向にスライド抵抗を生じ、これがアイドリング時の振動、発進及び加速時の車体の横揺れ、特定速度での車内でのビート音、又はこもり音の起振源となっている。この問題の解決のため、種々の等速ジョイント（ＣＶＪ）自体の構造の改良もなされているが、ジョイントの占めるスペース、重さ、及びコスト面でその改良は難しく、振動低減性能に優れたグリースが要求されている。

このため、ウレア系増ちょう剤、二硫化モリブデン、及び 酸化ワックスのカルシウム塩、石油スルホン酸のカルシウム塩、アルキル芳香族スルホン酸のカルシウム塩、サリシレートのカルシウム塩、フェネートのカルシウム塩、酸化ワックスの過塩基性カルシウム塩、石油スルホン酸の過塩基性カルシウム塩、アルキル芳香族スルホン酸の過塩基性カルシウム塩、サリシレートの過塩基性カルシウム塩、及びフェネートの過塩基性カルシウム塩からなる群から選択される少なくとも１種を含有する等速ジョイント用グリース組成物（特許文献１）や、さらにこれらの成分に加え、金属を含まない硫黄−リン系極圧剤、及びモリブデンジチオカーバメートを含有する等速ジョイント用グリース組成物（特許文献２）が提案されている。
また、基油、ジウレア系増ちょう剤、二硫化モリブデン、硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、石油スルホン酸のカルシウム塩、硫黄−リン系極圧剤、及び植物性油脂を含有する等速ジョイント用組成物も提案されている（特許文献３）。
しかし、従来の等速ジョイント用グリース組成物は、その摩擦係数低減効果及び振動発生防止効果は必ずしも十分とはいえない。

特開平９−１９４８７１ 特開平９−３２４１８９ 特開２００６−９６９４９

従って、本発明の目的は、等速ジョイント用グリース組成物、特に、等速ジョイントを効率よく潤滑し、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組成物、及びこれを封入した等速ジョイントを提供することである。

本発明者等は、等速ジョイントの摩擦を低減し、振動を防止するグリース組成物の開発研究を種々行い、振動の発生し易い潤滑条件下で便用するグリースの性能評価を、振動摩擦摩耗試験機として知られるSRV試験機を用いて行った。その結果、等速ジョイントを起振源とした振動と、SRV試験機で測定した特定の振動条件下の摩擦係数に特別な関係があることを見いだした。さらに、本発明者等は、基グリースにウレアグリースを用いて、油性剤及び各種極圧剤等の様々な組み合わせによって、上述の関係を検討した。その結果、基油、ウレア系増ちょう剤、パームオレイン、パームステアリン及びグリセリンモノオレエートからなる群から選ばれる少なくとも１種の油性剤、硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、亜鉛スルホネートおよび硫黄−リン系極圧剤を含有するグリース組成物が、低摩擦係数の望ましい潤滑特性を示すことを見いだし、さらに、実際の等速ジョイントを用いた強制力試験においても、従来の等速ジョイント用グリースとは異なり、振動の発生を顕著に防止し得ることを確認し、本発明を完成するに至った。

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、下記の等速ジョイント用グリース組成物及びこれを封入した等速ジョイントを提供するものである。
１．下記の成分を含有する等速ジョイント用グリース組成物。
（ａ）基油、
（ｂ）ジウレア系増ちょう剤、
（ｃ）パームオレイン、パームステアリン及びグリセリンモノオレエートからなる群から選ばれる少なくとも１種の油性剤、
（ｄ）次式で表される硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、
（Ｒ³Ｒ⁴Ｎ−ＣＳ−Ｓ）₂−Ｍｏ₂Ｏ_mＳ_n
（式中、Ｒ³及びＲ⁴は独立して、炭素数１〜２４のアルキル基を表し、ｍは０〜３、ｎは４〜１であり、ｍ＋ｎ＝４である。）
（ｅ）亜鉛スルホネート、及び
（ｆ）硫黄−リン系極圧添加剤。
２．ジウレア系増ちょう剤が次式で表されるジウレア系増ちょう剤であることを特徴とする上記１記載の等速ジョイント用グリース組成物。
R¹-NH-CO-NH-C₆H₄-p-CH₂-C₆H₄-p-NH-CO-NHR²
（Ｒ¹及びＲ²は独立して、炭素原子数８〜１８のアルキル基である。）
３．パームオレインの沃素価が５６〜７２及び上昇融点が２４℃以下であることを特徴とする上記１記載の等速ジョイント用グリース組成物。
４．パームステアリンの沃素価が４８以下及び上昇融点が４４℃以上であることを特徴とする上記１記載の等速ジョイント用グリース組成物。
５．全組成物中における各成分の含有量が、
（ａ）基油４９．０〜９８．６５質量％、
（ｂ）ジウレア系増ちょう剤１．０〜２５．０質量％、
（ｃ）油性剤０．１〜５．０質量％、
（ｄ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン０．１〜５．０質量％、
（ｅ）亜鉛スルホネート０．１〜１５．０質量％、及び
（ｆ）硫黄−リン系極圧添加剤０．０５〜１．０質量％
である上記１又は２記載の等速ジョイント用グリース組成物。
６．プランジング型等速ジョイント用である上記１〜５のいずれか１項記載の等速ジョイント用グリース組成物。
７．上記１〜６のいずれか１項記載の等速ジョイント用グリース組成物を封入した等速ジョイント。

本発明の等速ジョイント用グリース組成物は、等速ジョイントを効率よく潤滑し、有効に摩擦を低減し、振動の発生を顕著に防止し得る。また従来の等速ジョイント用グリース組成物と比較して耐ジョイントフレーキング特性に優れている。

以下、本発明の等速ジョイント用グリース組成物について詳述する。
本発明のグリース組成物は、下記成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、及び（ｆ）を含有する。
（ａ）基油、
（ｂ）ジウレア系増ちょう剤、
（ｃ）パームオレイン、パームステアリン及びグリセリンモノオレエートからなる群から選ばれる少なくとも１種の油性剤、
（ｄ）次式で表される硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、
（Ｒ³Ｒ⁴Ｎ−ＣＳ−Ｓ）₂−Ｍｏ₂Ｏ_mＳ_n
（式中、Ｒ³及びＲ⁴は独立して、炭素数１〜２４のアルキル基を表し、ｍは０〜３、ｎは４〜１であり、ｍ＋ｎ＝４である。）
（ｅ）亜鉛スルホネート、及び
（ｆ）硫黄−リン系極圧剤

上記（ａ）成分の基油としては、鉱物油、エーテル系合成油、エステル系合成油及び炭化水素系合成油等の通常に使用されている潤滑油またはそれらの混合油が挙げられるが、これらに限定されるものではない。コストの点から、鉱物油を用いるのが好ましく、また、鉱物油を主成分とし、これに合成油を混合した基油を用いるのが好ましい。
上記基油の１００℃における動粘度は、好ましくは５〜３０ｍｍ²／ｓであり、より好ましくは７〜２０ｍｍ²／ｓである。５ｍｍ²／ｓ未満では、等速ジョイント（ＣＶＪ）内で油膜を形成せず高速耐久性が不充分となる傾向があり、３０ｍｍ²／ｓを超えるとＣＶＪ内の発熱のため高速耐久性が低下する傾向がある。

上記（ｂ）成分のジウレア系増ちょう剤は全て使用することができる。好ましくは、下記の式で表されるものが挙げられる。
R¹-NH-CO-NH-C₆H₄-p-CH₂-C₆H₄-p-NH-CO-NHR²
（Ｒ¹及びＲ²は独立して、炭素原子数８〜１８のアルキル基である。）
上記ジウレア系増ちょう剤は、ジフェニルメタンジイソシアネートと炭素数８〜１８のアルキルアミン、例えば、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等との反応により得られる。上記ジイソシアネートとアミンとを反応させる方法には特に制限はなく、従来公知の方法により実施することができる。

上記（ｃ）成分の油性剤は、パームオレイン、パームステアリン及びグリセリンモノオレエートからなる群から選ばれる少なくとも１種である。特にパームオレイン、パームステアリンが好ましい。パームオレイン（palm olein）及びパームステアリン（palm stearin）は、一般的にアブラヤシの果肉（油脂含量１６〜２０％）から圧搾によって得られる油脂を分別し、必要な性状をもつ油脂分に分けたパーム分別油であり、潤滑作用に有効である。
パーム分別油には、低融点画分のパームオレインと高融点画分のパームステアリンがある。ＪＡＳ規格では、パームオレインは酸価０．２０以下、水分夾雑物０．１％以下、ヨウ素価５６〜７２、上昇融点２４℃以下等となっており、パームステアリンは酸価０．２０以下、水分夾雑物０．１０％以下、ヨウ素価４８以下、上昇融点４４℃以上等となっている。また、パームオレインは４０℃で清澄なもの、パームステアリンは６０℃で清澄なものとなっている。
本発明のグリース組成物に使用するパームオレインは、好ましくは、ヨウ素価が５６〜７２及び上昇融点が２４℃以下のものであり、さらに好ましくはヨウ素価が６０〜７２及び上昇融点が２０℃以下、最も好ましくはヨウ素価が６５〜７０及び上昇融点が１３℃以下のものである。
本発明のグリース組成物に使用するパームステアリンは、好ましくはヨウ素価が４８以下及び上昇融点が４４℃以上のものであり、さらに好ましくはヨウ素価が２２〜４８及び上昇融点が４４〜５６℃のものである。

上記（ｄ）成分は、次式で表される硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンである。
（Ｒ³Ｒ⁴Ｎ−ＣＳ−Ｓ）₂−Ｍｏ₂Ｏ_mＳ_n
（式中、Ｒ³及びＲ⁴は独立して、炭素数１〜２４のアルキル基を表し、ｍは０〜３、ｎは４〜１であり、ｍ＋ｎ＝４である。）
Ｒ³及びＲ⁴は、独立して、炭素数１〜２４、好ましくは炭素数２〜１８のアルキル基である。
上記（ｅ）成分の亜鉛スルホネートの塩基価は、好ましくは５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、さらに好ましくは４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、例えば、塩基価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のジノニルナフタレンスルホン酸の亜鉛塩が挙げられる。これらの亜鉛塩は、エンジン油等の潤滑油に用いられる金属系清浄分散剤や防錆剤として知られている、潤滑油留分中の芳香族炭化水素成分のスルホン化によって得られる。

上記（ｆ）成分の、硫黄−リン系極圧剤として好ましいものは、硫黄分１５〜３５重量％及びリン分０．５〜３質量％のものであり、硫黄成分とリン成分の比率を調整することにより、優れた摩耗防止性能や焼き付き防止性能を発揮させることができる。硫黄成分が上記範囲より多いとジョイントが腐食し易くなり、リン成分が上記範囲より多いとジョイントの摩耗防止効果が得られ難くなる。また両者とも上記範囲より少ない場合は、目的とする摩耗防止性能や焼き付き防止性能を十分に発揮させることが困難になる。

本発明の等速ジョイント用グリース組成物において、等速ジョイント用グリース組成物の全質量に対して、（ａ）成分の基油の含有量は、好ましくは４９．０〜９８．６５質量％、（ｂ）成分のジウレア系増ちょう剤の含有量は、好ましくは１．０〜２５．０質量％、さらに好ましくは５．０〜１５．０質量％、（ｃ）パームオレイン、パームステアリン及びグリセリンモノオレエートからなる群から選ばれる少なくとも１種の油性剤の含有量は、好ましくは０．１〜５．０質量％、さらに好ましくは０．５〜５．０質量％、（ｄ）成分の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンの含有量は、好ましくは０．１〜５．０質量％、さらに好ましくは０．５〜５．０質量％、（ｅ）成分のスルホン酸亜鉛の含有量は、好ましくは０．１〜１５．０質量％、さらに好ましくは１．０〜１３．０質量％、（ｆ）成分の硫黄−リン系極圧剤の含有量は、好ましくは０．０５〜１．０質量％、さらに好ましくは０．１〜１．０質量％である。

上記（ｂ）成分のジウレア系増ちょう剤の含有量が１．０質量％未満であると、増ちょう効果が少なく、グリース化しにくくなり、２５．０質量％を越えると、得られた組成物が硬くなりすぎ、所期の効果が得られなくなる場合があるので、上記範囲内とすることが好ましい。
上記（ｃ）成分の油性剤の含有量が０．１質量％未満であると、所期の効果を得ることが困難になり、５．０質量％を越えて含有させても効果の増大がない場合があるので、上記範囲内とすることが好ましい。
上記（ｄ）成分の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンの含有量が０．１質量％未満であると、所期の効果を得ることが困難になり、５．０質量％を越えて含有させても効果の増大がない場合があるので、上記範囲内とすることが好ましい。
上記（ｅ）成分のスルホン酸亜鉛の含有量が０．１質量％未満であると、所期の効果を得ることが困難になり、１５．０質量％を越えて含有させても効果の増大がない場合があるので、上記範囲内とすることが好ましい。
上記（ｆ）成分の硫黄−リン系極圧剤の含有量が０．０５質量％未満であると、所期の効果を得ることが困難になり、１．０質量％を越えて含有させても効果の増大がない場合があるので、上記範囲内とすることが好ましい。

本発明の等速ジョイント用グリース組成物には、上記（ａ）〜（ｆ）成分に加え、更に各種潤滑油やグリースに一般的に用いられている酸化防止剤、防錆剤、ポリマー添加剤を添加することができる。また、上記成分以外の極圧剤、摩擦緩和剤、耐摩耗剤及び固体潤滑剤等の添加剤を添加することができる。上記添加剤を添加する場合、その含有量は、等速ジョイント用グリース組成物の全質量中、好ましくは０．１〜１０．０質量％である。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、かかる実施例に限定されないことはいうまでもない。
実施例１
容器に基油４４０ｇとジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート５８.９ｇをとり、混合物を７０〜８０℃に加熱した。別容器に基油４４０ｇとオクチルアミン６１.１ｇをとり、７０〜８０℃に加熱後、先の容器に加え、よく攪拌しながら、３０分間反応させた。その後攪拌しながら、１６０℃まで昇温し、放冷後、ベース脂肪族アミンジウレアグリースを得た。このベースグリースに、表１に示す配合で、添加剤を添加し、適宜基油を加え、得られる混合物を三段ロールミルにて、ちょう度No. 1 グレードに調整した。
グリースの基油として、以下の特性を有する鉱油を使用した。
粘度 ４０℃ １５７ mm²／ｓ
１００℃ １４ mm²／ｓ
粘度指数 ８８

表１及び表２に実施例１〜１３及び表３〜表５に比較例１〜２４を示す。
実施例１〜１３において、各々の成分（ｃ）、成分（ｄ）、成分（ｅ）、成分（ｆ）を添加しなかった他は同様にした比較例１〜２３のグリースを調製した。
比較例２４は市販のＭｏＤＴＣを含有するウレアグリースである。
なお、表中に示す各成分は以下のとおりであり、表中の数字は質量％を示す。
ＭｏＤＴＣ（硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン）：商品名サクラルーブ６００（旭電化工業社製）
パームオレイン ：パームオレイン１００％、沃素価６６〜７０、上昇融点１３℃以下
パームステアリン：パームステアリン１００％、沃素価２２〜４８、上昇融点４４〜５６℃
亜鉛スルホネート ：ジノニルナフタレンスルホン酸亜鉛（塩基価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下）
硫黄−リン系極圧添加剤 ：商品名：ルブリゾール８１０（日本ルブリゾール社製）

上記等速ジョイント用グリース組成物につき、以下に示す試験方法で物性の評価を行った。
SRV試験
テストピース ボール ：直径１７．５ｍｍ（ＳＵＪ２）
プレート：直径２４ｍｍ×７．８５ｍｍ（ＳＵＪ２）
試験条件 荷重 ：２００Ｎ
周波数 ：５０Ｈｚ
振幅 ：０．８ｍｍ
時間 ：１０分
試験温度：４０℃
測定項目 摩擦係数（μ）
強制力試験
下記条件にて実ジョイントでの強制力試験を行い、強制力を測定した。
試験条件 回転数：２００ｒｐｍ
トルク：５００Ｎｍ
ジョイント角度：１０°
運転時間：２ｍｉｎ．
ジョイントタイプ：トリポート型等速ジョイント
測定項目 ジョイント強制力を測定し、市販ウレアグリースを基準としての増減率（％）で評価した。

成分（ｃ）〜（ｆ）を含有する本発明の実施例１〜１３のグリース組成物は、成分（ｃ）〜（ｆ）のいずれかの成分を含まない比較例１〜２０のグリース組成物および比較例２１の市販品と比較して、著しい摩擦係数低減効果及び振動発生防止効果を示すことがわかる。

Claims (7)

1. 下記の成分を含有する等速ジョイント用グリース組成物。
   （ａ）基油、
   （ｂ）ジウレア系増ちょう剤、
   （ｃ）パームオレイン、パームステアリン及びグリセリンモノオレエートからなる群から選ばれる少なくとも１種の油性剤、
   （ｄ）次式で表される硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、
   （Ｒ³Ｒ⁴Ｎ−ＣＳ−Ｓ）₂−Ｍｏ₂Ｏ_mＳ_n
   （式中、Ｒ³及びＲ⁴は独立して、炭素数１〜２４のアルキル基を表し、ｍは０〜３、ｎは４〜１であり、ｍ＋ｎ＝４である。）
   （ｅ）亜鉛スルホネート、及び
   （ｆ）硫黄−リン系極圧添加剤。
2. ジウレア系増ちょう剤が次式で表されるジウレア系増ちょう剤であることを特徴とする請求項１記載の等速ジョイント用グリース組成物。
   R¹-NH-CO-NH-C₆H₄-p-CH₂-C₆H₄-p-NH-CO-NHR²
   （Ｒ¹及びＲ²は独立して、炭素原子数８〜１８のアルキル基である。）
3. パームオレインの沃素価が５６〜７２及び上昇融点が２４℃以下であることを特徴とする請求項１記載の等速ジョイント用グリース組成物。
4. パームステアリンの沃素価が４８以下及び上昇融点が４４℃以上であることを特徴とする請求項１記載の等速ジョイント用グリース組成物。
5. 全組成物中における各成分の含有量が、
   （ａ）基油４９．０〜９８．６５質量％、
   （ｂ）ジウレア系増ちょう剤１．０〜２５．０質量％、
   （ｃ）油性剤０．１〜５．０質量％、
   （ｄ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン０．１〜５．０質量％、
   （ｅ）亜鉛スルホネート０．１〜１５．０質量％、及び
   （ｆ）硫黄−リン系極圧添加剤０．０５〜１．０質量％
   である請求項１又は２記載の等速ジョイント用グリース組成物。
6. プランジング型等速ジョイント用である請求項１〜５のいずれか１項記載の等速ジョイント用グリース組成物。
7. 請求項１〜６のいずれか１項記載の等速ジョイント用グリース組成物を封入した等速ジョイント。