等速ジョイント用グリース組成物及び等速ジョイント
【課題】等速ジョイントの耐久性及び抑温性を向上させ、低温回転トルクを低減させた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。
【解決手段】下記の成分（ａ）〜（ｅ）を含有する等速ジョイント用グリース組成物。
（ａ）合成油を含む基油、
（ｂ）増ちょう剤、
（ｃ）ジチオリン酸亜鉛、
（ｄ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、及び
（ｅ）ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛。
【解決手段】下記の成分（ａ）〜（ｅ）を含有する等速ジョイント用グリース組成物。
（ａ）合成油を含む基油、
（ｂ）増ちょう剤、
（ｃ）ジチオリン酸亜鉛、
（ｄ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、及び
（ｅ）ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速ジョイントの低温回転トルクを低減し、耐久性及び抑温性を改善した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。詳しくは、等速ジョイントの高速耐久性を改善するとともに、抑温性を改善し、及び、低温起動回転トルクを低減させた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。
【背景技術】
【０００２】
今日、自動車産業界においては、軽量化及び居住空間の確保の観点から、ＦＦ車の生産が増加している。また、その機能性の観点から４ＷＤ車も増加している。これらＦＦ車や４ＷＤ車では、前輪にて動力の伝達と操舵を行うため、例えば、ハンドルを一杯に切った状態でも円滑な動力伝達を行うために、交差する二軸間で交差角が種々変化しても回転運動を等速度で伝達可能な等速ジョイントで構成されたドライブシャフトが使用される。
一方、ＦＲ車および４ＷＤ車は、エンジンからの動力は、プロペラシャフトを通して後輪のドライブシャフトに伝達される構造となっており、このプロペラシャフトは音、振動源およびその伝達経路として働くことが分っている。従来から使用されてきたカルダンジョイントとスライドスプラインで構成されたプロペラシャフトに代わり、作動角を取っても等速度で回転しながら軸方向にスライドすることが可能な等速ジョイントで構成されたプロペラシャフトが使用されるようになってきた。
【０００３】
近年、自動車の高性能化がますます進み、高出力車が増加していることから、等速ジョイントにかかる負荷も増大し、その潤滑条件がより過酷になる傾向がある。一方で、自動車の乗り心地の向上も更に高度なレベルを要求される傾向にある。
特に、プロペラシャフトは、ドライブシャフトに比べ負荷トルクが低い反面、高速回転で使用されるなど使用条件が異なる。そのためプロペラシャフトに使用される等速ジョイントに使用するグリースには、ドライブシャフト以上に高速耐久性や高速時低振動性など、高速性能の向上が求められる。
高速性能は、等速ジョイントを回転させた時に発生する熱量（温度上昇量）を指標とすることができ、その温度上昇量によりその等速ジョイントの限界使用条件が想定される。発生する熱量は、グリースの摩擦係数に依存する傾向があり、高温下にて優れた抑温効果を発揮するグリースの開発が望まれる。
【０００４】
一方、厳寒地における等速ジョイントの円滑な作動も重要視されている。厳寒地では、低温状態で自動車を始動させることも考えられる。この条件下において、自動車をスムーズに始動させるためにグリースの低温回転トルクを低減することが重要になってくる。
しかし、優れた抑温性、耐久性を持ち、低温回転トルクを十分低減することが可能な等速ジョイント用グリース組成物は未だに提案されていない。
従来、潤滑剤としては基油、ジウレア系増ちょう剤、添加剤としてモリブデン化合物、を含有する等速ジョイント用グリース組成物が提案されている（例えば特許文献１、２、４、５、６、７参照）。
特定のトリメリット酸エステル及び増ちょう剤からなるグリースに、硫黄原子を含む化合物を含有するグリース組成物も提案されている（例えば特許文献３参照）。
また、基油にエステル油、添加剤としてモリブデン化合物、ポリテトラフルオロエチレン、ジチオリン酸亜鉛を用いることで低温時の回転抵抗変動を安定化させるグリース組成物も提案されている（例えば特許文献８）。
しかし、これらの等速ジョイント用グリース組成物では等速ジョイントで必要な高速回転時の抑温性、耐久性、及び、低温回転トルクを低減する性能が不十分であり、より安定した性能への改善が望まれる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７３６９１
【特許文献２】特開平１０−２７３６９２
【特許文献３】特開平１１−１３１０８２
【特許文献４】特開２００１−１１４８１
【特許文献５】特開２００３−１６５９８８
【特許文献６】特開２００５−２２６０３８
【特許文献７】特開２００６−１６４８１
【特許文献８】特開２００７−１３８１１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、１５０℃〜−４０℃の使用温度範囲において、等速ジョイントの耐久性及び抑温性を向上させ、低温回転トルクを低減させたグリース組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、上記グリース組成物を封入した等速ジョイントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意研究した結果、特定の成分を含有したグリース組成物が１５０℃〜−４０℃の使用温度範囲において、等速ジョイントの発熱を抑制し、必要な耐久性を有し、及び、低温回転トルクを低減することができるとの知見を得た。本発明の等速ジョイント用グリース組成物はこの知見を基に完成された。
即ち、本発明は以下に示す等速ジョイント用グリース組成物及び等速ジョイントを提供するものである。
１．下記の成分（ａ）〜（ｅ）を含有する等速ジョイント用グリース組成物。
（ａ）合成油を含む基油、
（ｂ）増ちょう剤、
（ｃ）ジチオリン酸亜鉛、
（ｄ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、及び
（ｅ）ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛。
２．成分（ａ）の合成油が合成炭化水素油及び合成エステル油からなる群から選ばれる少なくとも一種類を含む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。
３．成分（ｃ）のジチオリン酸亜鉛、成分（ｄ）の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、及び成分（ｅ）のジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の含有量が、グリース組成物の全質量に対して、各々０．１〜１０質量％である上記１または２記載の等速ジョイント用グリース組成物。
４．さらに、（f）成分として二硫化モリブデンを含有する上記１〜３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。
５．上記１〜４のいずれか１項記載のグリース組成物を封入してなる等速ジョイント。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の等速ジョイント用グリース組成物は、１５０℃〜−４０℃の使用温度範囲において高速回転時の抑温性を向上し、必要な耐久性を有し、および、低温回転トルクを低減する。このため、等速ジョイントの高速回転が可能となり、低温状態で自動車を始動させることができ、厳寒地における等速ジョイントのトラブルを回避することができる。特に、高速回転下の振動低減に適したクロスグルーブ型等速ジョイントに、より好適に使用できる。更には、より高速回転性が求められるプロペラシャフトに適用するクロスグルーブ型等速ジョイントに、より好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に係わる等速ジョイント用グリース組成物は、前記成分（ａ）〜（ｅ）を必須成分として含むことを特徴とする。以下、これらの成分について説明する。
本発明に使用する成分（ａ）に使用する合成油とは、合成炭化水素油、合成エステル油、エーテル系合成油、ポリグリコール等の普通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。合成油の好ましい例としては、合成炭化水素油及び合成エステル油が挙げられる。
成分（ａ）に使用する合成炭化水素油の好ましい例としては、ポリαオレフィン及びポリブデンが挙げられる。
成分（ａ）に使用するエステル系合成油は、好ましくは炭素数６〜２２のアルコールと、好ましくは炭素数が８〜２２でカルボキシル基を好ましくは２〜６個含有する芳香族カルボン酸とから製造されたものが好ましい。炭素数６〜２２のアルコールとしては、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、３−ヘキサノール、１−ヘプタノール、４−メチル−２−ペンタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、１−オクタノール、２−オクタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、１−ノナノール、ノナン−２−オール、３,５,５−トリメチル−１−ヘキサノール、１−デカノール、１−ウンデカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、１４−メチルヘキサデカン−１−オール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、１６−メチルオクタデカノール、イコサノール、イソデシルアルコール、１８−メチルノナデカノール、１８−メチルイコサノール、ドコサノール、２０−メチルヘンイコサノール、２−オクチルドデカノールを挙げる事ができる。
好ましくは、１−ヘキサノール、２−エチル−１−ブタノール、１−オクタノール、１−ヘプタノール、２−オクタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、ノナン−２−オール、２−エチル−１−オクタノール、イソデシルアルコール、２−オクチルドデカノールである。
【００１０】
炭素数が８〜１２でカルボン酸基を２〜６個含有する芳香族カルボン酸として、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、５−メチルイソフタル酸、４,５−ジメトキシフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸を挙げる事ができる。好ましくは、５−メチルイソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸である。
【００１１】
以上のアルコールと芳香族カルボン酸から製造されるエステル系合成油としては、たとえば次の様なものを挙げる事ができる。
＜ジエステル＞ ヘキシルフタル酸エステル、２−エチルブチルフタル酸エステル、オクチルフタル酸エステル、ヘプチルフタル酸エステル、２−オクチルフタル酸エステル、２−エチルヘキシルフタル酸エステル、ノナン−２−オールフタル酸エステル、２−エチルオクチルフタル酸エステル、ノナン−２−オールイソフタル酸エステル、２−エチルオクチルイソフタル酸エステル、オクチル５−メチルイソフタル酸エステル、ノナン−２−オール５−メチルイソフタル酸エステル、ヘキシルテレフタル酸エステル、オクチルテレフタル酸エステル
【００１２】
＜トリエステル＞ ヘキシルトリメリット酸エステル、オクチルトリメリット酸エステル、ヘプチルトリメリット酸エステル、２−エチルブチルトリメリット酸エステル、２−エチルヘキシルトリメリット酸エステル、ノナン−２−オールトリメリット酸エステル、イソデシルアルコールトリメリット酸エステル
＜テトラエステル＞ オクチルベンゼンテトラカルボン酸エステル、ヘプチルベンゼンテトラカルボン酸エステル、ヘキシルベンゼンテトラカルボン酸エステル、２−エチルブチルベンゼンテトラカルボン酸エステル、２−エチルオクチルベンゼンテトラカルボン酸エステル、2-オクチルドデカノールピロメリット酸エステル。
これらのエステルはいずれも、すべてのカルボン酸がエステル化されたフルエステルである。
【００１３】
基油中の合成油の含有量は基油の全質量に対して、好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは２０質量％以上であり、基油がすべて合成油であっても良い。
本発明に使用する成分（ｂ）の増ちょう剤の好ましい例としては、下記一般式（１）で表されるジウレア系増ちょう剤が挙げられる。
Ｒ1ＮＨ-ＣＯ-ＮＨ-Ｃ6Ｈ4-ｐ-ＣＨ2-Ｃ6Ｈ4-ｐ-ＮＨ-ＣＯ-ＮＨＲ2 （１）
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一であっても異なっていてもよく、炭素数８〜２０、好ましくは炭素数８〜１８のアルキル基、炭素数６〜１２、好ましくは炭素数６〜７のアリール基又は炭素数６〜１２、好ましくは炭素数６〜７のシクロアルキル基である。）
【００１４】
ジウレア系増ちょう剤は、例えば、所定のジイソシアネートと、所定のモノアミンとを反応させることにより得ることができる。ジイソシアネートの好ましい具体例は、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートである。モノアミンとしては、脂肪族系アミン、芳香族系アミン、脂環式アミン又はこれらの混合物が挙げられる。脂肪族アミンの具体例としては、炭素数８〜１８の脂肪族アミン、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及びオレイルアミンが挙げられる。芳香族アミンの具体例としては、炭素数６〜７の芳香族アミン、例えば、アニリン及びｐ−トルイジンが挙げられる。脂環式アミンの具体例としては、シクロヘキシルアミンが挙げられる。
【００１５】
成分（ｂ）は、上述したモノアミンのうちオクチルアミン、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、オレイルアミン又はこれらの混合物を用いて得られる脂肪族ウレア系増ちょう剤が好ましい。
成分（ｂ）の増ちょう剤の含有量は、必要なちょう度を得るのに適切な量であれば良く、通常は、グリース組成物の全質量に対して、好ましくは１〜３０質量％、さらに好ましくは、５〜２０質量％である。
【００１６】
本発明に使用する成分（ｃ）のジチオリン酸亜鉛としては、下記一般式（１）で表されるものが挙げられる。
【００１７】
（式中、Ｒ3は炭素数１〜２４のアルキル基又は炭素数６〜３０のアリール基である。好ましくは炭素数１〜５のアルキル基である。）
成分（ｃ）のジチオリン酸亜鉛の含有量は、グリース組成物の全質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜５質量％である。０．１質量％未満では効果が不十分な傾向があり、また１０質量％を超えてもさらなる効果の向上は認められない。
【００１８】
本発明に使用する成分（ｄ）の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンの具体例としては、下記一般式（２）で表されるものが挙げられる。
[Ｒ4Ｒ5Ｎ−ＣＳ−Ｓ]2−Ｍｏ2ＯmＳn (2)
（式中、Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立して、炭素数１〜２４、好ましくは２〜１８のアルキル基であり、ｍは０〜３、ｎは１〜４であり、ｍ＋ｎ＝４である。）
成分（ｄ）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、グリース組成物の全質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜５質量％である。０．１質量％未満では効果が不十分な傾向があり、また１０質量％を超えてもさらなる効果の向上は認められない。
【００１９】
本発明に使用する成分（ｅ）のジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の具体例としては下記一般式（３）で表されるものが挙げられる。
[Ｒ62Ｎ−ＣＳ−Ｓ]2−Ｚｎ (3)
式中、Ｒ6は一級または二級の炭素数１〜２４のアルキル基または炭素数６〜３０のアリール基である。特に好ましくは炭素数３〜８の一級または二級のアルキル基である。）
本発明のグリース組成物中の成分（ｅ）のジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の含有量は、グリース組成物の全質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜５質量％である。０．１質量％未満では効果が不十分な傾向があり、また１０質量％を超えてもさらなる効果の向上は認められない。
【００２０】
本発明のグリース組成物中の成分（ｃ）ジチオリン酸亜鉛、（ｄ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、及び（ｅ）ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の配合比率（質量）は、好ましくは成分（ｃ）が１に対して成分（ｄ）が０．３〜３．０、成分（ｅ）が０．１〜５．０、さらに好ましくは成分（ｃ）が１に対して成分（ｄ）が０．５〜１．５、成分（ｅ）が０．２〜３．０である。
【００２１】
本発明に任意成分として使用する成分（ｆ）の二硫化モリブデンは、一般に、等速ジョイントにおける固体潤滑剤として広く用いられている。その潤滑機構としては、層状格子構造を持ち、すべり運動により薄層状に容易に剪断して、摩擦抵抗を低下させることが知られている。また、等速ジョイントの焼き付き防止にも効果がある。
成分（ｆ）の含有量は、グリース組成物の全質量に対して好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜５質量％である。
【００２２】
本発明のグリース組成物には、上記成分に加えて、他の極圧添加剤、酸化防止剤、錆止め剤、防食剤等、通常グリース組成物に使用される添加剤を含有させることができる。
本発明に係る等速ジョイントのトルク伝達部材が球体である等速ジョイントとは、例えば、ツェッパ型、バーフィールド型などの固定式等速ジョイントやダブルオフセット型、クロスグルーブ型などのスライド式等速ジョイントなどが挙げられる。これらは、トルク伝達部材としてボールを用い、等速ジョイントの外輪及び内輪に形成されたトラック上に配置され、ケージを介して組み込まれる構造を成している。
本発明に係る等速ジョイントが固定式等速ジョイントである等速ジョイントとは、例えば、上述のツェッパ型、バーフィールド型などの固定式等速ジョイントなどが挙げられる
本発明に係る等速ジョイントがスライド式等速ジョイントである等速ジョイントとは、例えば、上述のダブルオフセット型、クロスグルーブ型などのスライド式等速ジョイントが挙げられ、作動角を取ると同時に軸線方向にスライドすることが可能である。
本発明の等速ジョイント用グリース組成物は、等速ジョイントであればなんら制限なく用いることができるが、クロスグルーブ型等速ジョイント、更には、より高速回転にて使用されるプロペラシャフトに適用されるクロスグルーブ型等速ジョイントに用いた場合には、その効果の発現が特に顕著である。
【００２３】
以下、実施例によって本発明をさらに詳述する。
グリース組成物の調製
容器に基油１０５０ｇとジフェニルメタン−４，４´−ジイソシアネート２９４．３ｇをとり、混合物を７０〜８０℃に加熱した。別容器に、基油４６０ｇとオクタデシルアミン６０５．７ｇ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。その後加熱攪拌し放冷後、ベースウレアグリースを得た。このベースウレアグリースに、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。
【００２４】
実施例および比較例のグリース組成物の特定を下記の試験法により評価した。結果を表１に示す。
（１）基油動粘度
ＪＩＳ Ｋ ２２８３により、１００℃における基油動粘度を測定した。
（２）低温トルク試験
ＪＩＳ Ｋ ２２２０ １８により、−４０℃における起動トルクを測定した。
評価基準は下記のとおりである。
起動トルク： １５００ｍＮ・ｍ以下 良好 ○
１５００ｍＮ・ｍを超える 不良 ×
（３）ＳＲＶ試験
ＡＳＴＭ Ｄ５７０７に準ずる。
テストピース ボール 直径１７ｍｍ （ＳＵＪ２）
プレート 直径２４ｍｍ×７．８５ｍｍ（ＳＵＪ２）
試験条件 荷重 ５００Ｎ
周波数 ５０Ｈｚ
振幅 １．５ｍｍ
時間 ６０分
試験温度 １５０℃
測定項目 摩擦係数、ボール摩耗痕径
評価基準は下記のとおりである。
ＳＲＶ試験 摩擦係数： ０．０４以下 良好 ○
０．０４を超える 不良 ×
摩耗痕径： ０．７０ｍｍ以下 良好 ○
０．７０ｍｍを超える 不良 ×
（４）台上試験
試験条件 回転数 ６０００ｒｐｍ
トルク ２００Ｎ・ｍ
角度 ３ｄｅｇ．
運転時間 １００時間
ジョイントタイプ クロスグルーブ型ジョイント
測定項目
抑温性 試験中のジョイント外輪表面温度を測定した。
評価基準は下記のとおりである。
１２０℃以下 良好○
１２０℃を超える 不良×
耐久性 試験後ジョイント各部のフレーキング発生面積を測定した。
評価基準は下記のとおりである。
外輪溝フレーキング発生面積 ２０mm2未満 優れている ◎
外輪溝フレーキング発生面積 ２５mm2未満 良好 ○
外輪溝フレーキング発生面積 ２５mm2以上 不良 ×
【００２５】
【表１】
【００２６】
※１）ジチオリン酸亜鉛
※２）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン
※３）ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛
※４）二硫化モリブデン
※５）硫黄系極圧添加剤（Ｓ分：４３％）
※６）鉛含有極圧添加剤（Pb分：１５％）
※７）硫黄-窒素系極圧添加剤
【００２７】
以上から、本発明の実施例１〜２の等速ジョイント用グリース組成物は、本発明の成分（ａ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）のいずれかを含まない比較例１〜４のものに比べ、１５０℃〜−４０℃の使用範囲において、等速ジョイントの低温回転トルクが低く、かつ、高速回転時の耐久性及び抑温性が優れていることが分かる。また成分（ｆ）を含む実施例２のグリース組成物はこれを含まない実施例１のグリース組成物と比較して高速回転時の耐久性がさらに優れていることが分かる。
実施例１の成分（ｅ）ZnDTCの代わりに成分（ｈ）Pb系極圧剤を用いた比較例５、および、実施例２の成分（ｅ）ZnDTCの代わりに成分（ｇ）S系極圧剤を用いた比較例6（特許文献１に該当）、実施例２の成分（ｅ）ZnDTCの代わりに成分（ｉ）脂肪酸アミドを用いた比較例７（特許文献４に該当）、実施例２の成分（ｅ）ZnDTCの代わりに成分（ｆ）MoS2 、（ｋ）ポリテトラフルオロエチレンを用いた比較例９（特許文献８に該当）ではＳＲＶ試験におけるボール摩耗痕が大きくなり、耐久性に劣ることが分かる。
実施例１の成分（ｃ）ZnDTP及び成分（ｅ）ZnDTCの代わりに成分（ｆ）MoS2、（ｇ）S系極圧剤、（ｊ）S-N系極圧剤を用いた比較例８（特許文献２に該当）ではＳＲＶ試験における摩擦係数が高く、ボール摩耗痕が大きくなり、抑温性、耐久性に劣ることが分かる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速ジョイントの低温回転トルクを低減し、耐久性及び抑温性を改善した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。詳しくは、等速ジョイントの高速耐久性を改善するとともに、抑温性を改善し、及び、低温起動回転トルクを低減させた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。
【背景技術】
【０００２】
今日、自動車産業界においては、軽量化及び居住空間の確保の観点から、ＦＦ車の生産が増加している。また、その機能性の観点から４ＷＤ車も増加している。これらＦＦ車や４ＷＤ車では、前輪にて動力の伝達と操舵を行うため、例えば、ハンドルを一杯に切った状態でも円滑な動力伝達を行うために、交差する二軸間で交差角が種々変化しても回転運動を等速度で伝達可能な等速ジョイントで構成されたドライブシャフトが使用される。
一方、ＦＲ車および４ＷＤ車は、エンジンからの動力は、プロペラシャフトを通して後輪のドライブシャフトに伝達される構造となっており、このプロペラシャフトは音、振動源およびその伝達経路として働くことが分っている。従来から使用されてきたカルダンジョイントとスライドスプラインで構成されたプロペラシャフトに代わり、作動角を取っても等速度で回転しながら軸方向にスライドすることが可能な等速ジョイントで構成されたプロペラシャフトが使用されるようになってきた。
【０００３】
近年、自動車の高性能化がますます進み、高出力車が増加していることから、等速ジョイントにかかる負荷も増大し、その潤滑条件がより過酷になる傾向がある。一方で、自動車の乗り心地の向上も更に高度なレベルを要求される傾向にある。
特に、プロペラシャフトは、ドライブシャフトに比べ負荷トルクが低い反面、高速回転で使用されるなど使用条件が異なる。そのためプロペラシャフトに使用される等速ジョイントに使用するグリースには、ドライブシャフト以上に高速耐久性や高速時低振動性など、高速性能の向上が求められる。
高速性能は、等速ジョイントを回転させた時に発生する熱量（温度上昇量）を指標とすることができ、その温度上昇量によりその等速ジョイントの限界使用条件が想定される。発生する熱量は、グリースの摩擦係数に依存する傾向があり、高温下にて優れた抑温効果を発揮するグリースの開発が望まれる。
【０００４】
一方、厳寒地における等速ジョイントの円滑な作動も重要視されている。厳寒地では、低温状態で自動車を始動させることも考えられる。この条件下において、自動車をスムーズに始動させるためにグリースの低温回転トルクを低減することが重要になってくる。
しかし、優れた抑温性、耐久性を持ち、低温回転トルクを十分低減することが可能な等速ジョイント用グリース組成物は未だに提案されていない。
従来、潤滑剤としては基油、ジウレア系増ちょう剤、添加剤としてモリブデン化合物、を含有する等速ジョイント用グリース組成物が提案されている（例えば特許文献１、２、４、５、６、７参照）。
特定のトリメリット酸エステル及び増ちょう剤からなるグリースに、硫黄原子を含む化合物を含有するグリース組成物も提案されている（例えば特許文献３参照）。
また、基油にエステル油、添加剤としてモリブデン化合物、ポリテトラフルオロエチレン、ジチオリン酸亜鉛を用いることで低温時の回転抵抗変動を安定化させるグリース組成物も提案されている（例えば特許文献８）。
しかし、これらの等速ジョイント用グリース組成物では等速ジョイントで必要な高速回転時の抑温性、耐久性、及び、低温回転トルクを低減する性能が不十分であり、より安定した性能への改善が望まれる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７３６９１
【特許文献２】特開平１０−２７３６９２
【特許文献３】特開平１１−１３１０８２
【特許文献４】特開２００１−１１４８１
【特許文献５】特開２００３−１６５９８８
【特許文献６】特開２００５−２２６０３８
【特許文献７】特開２００６−１６４８１
【特許文献８】特開２００７−１３８１１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、１５０℃〜−４０℃の使用温度範囲において、等速ジョイントの耐久性及び抑温性を向上させ、低温回転トルクを低減させたグリース組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、上記グリース組成物を封入した等速ジョイントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意研究した結果、特定の成分を含有したグリース組成物が１５０℃〜−４０℃の使用温度範囲において、等速ジョイントの発熱を抑制し、必要な耐久性を有し、及び、低温回転トルクを低減することができるとの知見を得た。本発明の等速ジョイント用グリース組成物はこの知見を基に完成された。
即ち、本発明は以下に示す等速ジョイント用グリース組成物及び等速ジョイントを提供するものである。
１．下記の成分（ａ）〜（ｅ）を含有する等速ジョイント用グリース組成物。
（ａ）合成油を含む基油、
（ｂ）増ちょう剤、
（ｃ）ジチオリン酸亜鉛、
（ｄ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、及び
（ｅ）ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛。
２．成分（ａ）の合成油が合成炭化水素油及び合成エステル油からなる群から選ばれる少なくとも一種類を含む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。
３．成分（ｃ）のジチオリン酸亜鉛、成分（ｄ）の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、及び成分（ｅ）のジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の含有量が、グリース組成物の全質量に対して、各々０．１〜１０質量％である上記１または２記載の等速ジョイント用グリース組成物。
４．さらに、（f）成分として二硫化モリブデンを含有する上記１〜３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。
５．上記１〜４のいずれか１項記載のグリース組成物を封入してなる等速ジョイント。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の等速ジョイント用グリース組成物は、１５０℃〜−４０℃の使用温度範囲において高速回転時の抑温性を向上し、必要な耐久性を有し、および、低温回転トルクを低減する。このため、等速ジョイントの高速回転が可能となり、低温状態で自動車を始動させることができ、厳寒地における等速ジョイントのトラブルを回避することができる。特に、高速回転下の振動低減に適したクロスグルーブ型等速ジョイントに、より好適に使用できる。更には、より高速回転性が求められるプロペラシャフトに適用するクロスグルーブ型等速ジョイントに、より好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に係わる等速ジョイント用グリース組成物は、前記成分（ａ）〜（ｅ）を必須成分として含むことを特徴とする。以下、これらの成分について説明する。
本発明に使用する成分（ａ）に使用する合成油とは、合成炭化水素油、合成エステル油、エーテル系合成油、ポリグリコール等の普通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。合成油の好ましい例としては、合成炭化水素油及び合成エステル油が挙げられる。
成分（ａ）に使用する合成炭化水素油の好ましい例としては、ポリαオレフィン及びポリブデンが挙げられる。
成分（ａ）に使用するエステル系合成油は、好ましくは炭素数６〜２２のアルコールと、好ましくは炭素数が８〜２２でカルボキシル基を好ましくは２〜６個含有する芳香族カルボン酸とから製造されたものが好ましい。炭素数６〜２２のアルコールとしては、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、３−ヘキサノール、１−ヘプタノール、４−メチル−２−ペンタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、１−オクタノール、２−オクタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、１−ノナノール、ノナン−２−オール、３,５,５−トリメチル−１−ヘキサノール、１−デカノール、１−ウンデカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、１４−メチルヘキサデカン−１−オール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、１６−メチルオクタデカノール、イコサノール、イソデシルアルコール、１８−メチルノナデカノール、１８−メチルイコサノール、ドコサノール、２０−メチルヘンイコサノール、２−オクチルドデカノールを挙げる事ができる。
好ましくは、１−ヘキサノール、２−エチル−１−ブタノール、１−オクタノール、１−ヘプタノール、２−オクタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、ノナン−２−オール、２−エチル−１−オクタノール、イソデシルアルコール、２−オクチルドデカノールである。
【００１０】
炭素数が８〜１２でカルボン酸基を２〜６個含有する芳香族カルボン酸として、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、５−メチルイソフタル酸、４,５−ジメトキシフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸を挙げる事ができる。好ましくは、５−メチルイソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸である。
【００１１】
以上のアルコールと芳香族カルボン酸から製造されるエステル系合成油としては、たとえば次の様なものを挙げる事ができる。
＜ジエステル＞ ヘキシルフタル酸エステル、２−エチルブチルフタル酸エステル、オクチルフタル酸エステル、ヘプチルフタル酸エステル、２−オクチルフタル酸エステル、２−エチルヘキシルフタル酸エステル、ノナン−２−オールフタル酸エステル、２−エチルオクチルフタル酸エステル、ノナン−２−オールイソフタル酸エステル、２−エチルオクチルイソフタル酸エステル、オクチル５−メチルイソフタル酸エステル、ノナン−２−オール５−メチルイソフタル酸エステル、ヘキシルテレフタル酸エステル、オクチルテレフタル酸エステル
【００１２】
＜トリエステル＞ ヘキシルトリメリット酸エステル、オクチルトリメリット酸エステル、ヘプチルトリメリット酸エステル、２−エチルブチルトリメリット酸エステル、２−エチルヘキシルトリメリット酸エステル、ノナン−２−オールトリメリット酸エステル、イソデシルアルコールトリメリット酸エステル
＜テトラエステル＞ オクチルベンゼンテトラカルボン酸エステル、ヘプチルベンゼンテトラカルボン酸エステル、ヘキシルベンゼンテトラカルボン酸エステル、２−エチルブチルベンゼンテトラカルボン酸エステル、２−エチルオクチルベンゼンテトラカルボン酸エステル、2-オクチルドデカノールピロメリット酸エステル。
これらのエステルはいずれも、すべてのカルボン酸がエステル化されたフルエステルである。
【００１３】
基油中の合成油の含有量は基油の全質量に対して、好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは２０質量％以上であり、基油がすべて合成油であっても良い。
本発明に使用する成分（ｂ）の増ちょう剤の好ましい例としては、下記一般式（１）で表されるジウレア系増ちょう剤が挙げられる。
Ｒ1ＮＨ-ＣＯ-ＮＨ-Ｃ6Ｈ4-ｐ-ＣＨ2-Ｃ6Ｈ4-ｐ-ＮＨ-ＣＯ-ＮＨＲ2 （１）
（式中、Ｒ1及びＲ2は、同一であっても異なっていてもよく、炭素数８〜２０、好ましくは炭素数８〜１８のアルキル基、炭素数６〜１２、好ましくは炭素数６〜７のアリール基又は炭素数６〜１２、好ましくは炭素数６〜７のシクロアルキル基である。）
【００１４】
ジウレア系増ちょう剤は、例えば、所定のジイソシアネートと、所定のモノアミンとを反応させることにより得ることができる。ジイソシアネートの好ましい具体例は、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートである。モノアミンとしては、脂肪族系アミン、芳香族系アミン、脂環式アミン又はこれらの混合物が挙げられる。脂肪族アミンの具体例としては、炭素数８〜１８の脂肪族アミン、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及びオレイルアミンが挙げられる。芳香族アミンの具体例としては、炭素数６〜７の芳香族アミン、例えば、アニリン及びｐ−トルイジンが挙げられる。脂環式アミンの具体例としては、シクロヘキシルアミンが挙げられる。
【００１５】
成分（ｂ）は、上述したモノアミンのうちオクチルアミン、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、オレイルアミン又はこれらの混合物を用いて得られる脂肪族ウレア系増ちょう剤が好ましい。
成分（ｂ）の増ちょう剤の含有量は、必要なちょう度を得るのに適切な量であれば良く、通常は、グリース組成物の全質量に対して、好ましくは１〜３０質量％、さらに好ましくは、５〜２０質量％である。
【００１６】
本発明に使用する成分（ｃ）のジチオリン酸亜鉛としては、下記一般式（１）で表されるものが挙げられる。
【００１７】
（式中、Ｒ3は炭素数１〜２４のアルキル基又は炭素数６〜３０のアリール基である。好ましくは炭素数１〜５のアルキル基である。）
成分（ｃ）のジチオリン酸亜鉛の含有量は、グリース組成物の全質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜５質量％である。０．１質量％未満では効果が不十分な傾向があり、また１０質量％を超えてもさらなる効果の向上は認められない。
【００１８】
本発明に使用する成分（ｄ）の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデンの具体例としては、下記一般式（２）で表されるものが挙げられる。
[Ｒ4Ｒ5Ｎ−ＣＳ−Ｓ]2−Ｍｏ2ＯmＳn (2)
（式中、Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立して、炭素数１〜２４、好ましくは２〜１８のアルキル基であり、ｍは０〜３、ｎは１〜４であり、ｍ＋ｎ＝４である。）
成分（ｄ）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、グリース組成物の全質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜５質量％である。０．１質量％未満では効果が不十分な傾向があり、また１０質量％を超えてもさらなる効果の向上は認められない。
【００１９】
本発明に使用する成分（ｅ）のジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の具体例としては下記一般式（３）で表されるものが挙げられる。
[Ｒ62Ｎ−ＣＳ−Ｓ]2−Ｚｎ (3)
式中、Ｒ6は一級または二級の炭素数１〜２４のアルキル基または炭素数６〜３０のアリール基である。特に好ましくは炭素数３〜８の一級または二級のアルキル基である。）
本発明のグリース組成物中の成分（ｅ）のジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の含有量は、グリース組成物の全質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜５質量％である。０．１質量％未満では効果が不十分な傾向があり、また１０質量％を超えてもさらなる効果の向上は認められない。
【００２０】
本発明のグリース組成物中の成分（ｃ）ジチオリン酸亜鉛、（ｄ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、及び（ｅ）ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の配合比率（質量）は、好ましくは成分（ｃ）が１に対して成分（ｄ）が０．３〜３．０、成分（ｅ）が０．１〜５．０、さらに好ましくは成分（ｃ）が１に対して成分（ｄ）が０．５〜１．５、成分（ｅ）が０．２〜３．０である。
【００２１】
本発明に任意成分として使用する成分（ｆ）の二硫化モリブデンは、一般に、等速ジョイントにおける固体潤滑剤として広く用いられている。その潤滑機構としては、層状格子構造を持ち、すべり運動により薄層状に容易に剪断して、摩擦抵抗を低下させることが知られている。また、等速ジョイントの焼き付き防止にも効果がある。
成分（ｆ）の含有量は、グリース組成物の全質量に対して好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜５質量％である。
【００２２】
本発明のグリース組成物には、上記成分に加えて、他の極圧添加剤、酸化防止剤、錆止め剤、防食剤等、通常グリース組成物に使用される添加剤を含有させることができる。
本発明に係る等速ジョイントのトルク伝達部材が球体である等速ジョイントとは、例えば、ツェッパ型、バーフィールド型などの固定式等速ジョイントやダブルオフセット型、クロスグルーブ型などのスライド式等速ジョイントなどが挙げられる。これらは、トルク伝達部材としてボールを用い、等速ジョイントの外輪及び内輪に形成されたトラック上に配置され、ケージを介して組み込まれる構造を成している。
本発明に係る等速ジョイントが固定式等速ジョイントである等速ジョイントとは、例えば、上述のツェッパ型、バーフィールド型などの固定式等速ジョイントなどが挙げられる
本発明に係る等速ジョイントがスライド式等速ジョイントである等速ジョイントとは、例えば、上述のダブルオフセット型、クロスグルーブ型などのスライド式等速ジョイントが挙げられ、作動角を取ると同時に軸線方向にスライドすることが可能である。
本発明の等速ジョイント用グリース組成物は、等速ジョイントであればなんら制限なく用いることができるが、クロスグルーブ型等速ジョイント、更には、より高速回転にて使用されるプロペラシャフトに適用されるクロスグルーブ型等速ジョイントに用いた場合には、その効果の発現が特に顕著である。
【００２３】
以下、実施例によって本発明をさらに詳述する。
グリース組成物の調製
容器に基油１０５０ｇとジフェニルメタン−４，４´−ジイソシアネート２９４．３ｇをとり、混合物を７０〜８０℃に加熱した。別容器に、基油４６０ｇとオクタデシルアミン６０５．７ｇ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。その後加熱攪拌し放冷後、ベースウレアグリースを得た。このベースウレアグリースに、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。
【００２４】
実施例および比較例のグリース組成物の特定を下記の試験法により評価した。結果を表１に示す。
（１）基油動粘度
ＪＩＳ Ｋ ２２８３により、１００℃における基油動粘度を測定した。
（２）低温トルク試験
ＪＩＳ Ｋ ２２２０ １８により、−４０℃における起動トルクを測定した。
評価基準は下記のとおりである。
起動トルク： １５００ｍＮ・ｍ以下 良好 ○
１５００ｍＮ・ｍを超える 不良 ×
（３）ＳＲＶ試験
ＡＳＴＭ Ｄ５７０７に準ずる。
テストピース ボール 直径１７ｍｍ （ＳＵＪ２）
プレート 直径２４ｍｍ×７．８５ｍｍ（ＳＵＪ２）
試験条件 荷重 ５００Ｎ
周波数 ５０Ｈｚ
振幅 １．５ｍｍ
時間 ６０分
試験温度 １５０℃
測定項目 摩擦係数、ボール摩耗痕径
評価基準は下記のとおりである。
ＳＲＶ試験 摩擦係数： ０．０４以下 良好 ○
０．０４を超える 不良 ×
摩耗痕径： ０．７０ｍｍ以下 良好 ○
０．７０ｍｍを超える 不良 ×
（４）台上試験
試験条件 回転数 ６０００ｒｐｍ
トルク ２００Ｎ・ｍ
角度 ３ｄｅｇ．
運転時間 １００時間
ジョイントタイプ クロスグルーブ型ジョイント
測定項目
抑温性 試験中のジョイント外輪表面温度を測定した。
評価基準は下記のとおりである。
１２０℃以下 良好○
１２０℃を超える 不良×
耐久性 試験後ジョイント各部のフレーキング発生面積を測定した。
評価基準は下記のとおりである。
外輪溝フレーキング発生面積 ２０mm2未満 優れている ◎
外輪溝フレーキング発生面積 ２５mm2未満 良好 ○
外輪溝フレーキング発生面積 ２５mm2以上 不良 ×
【００２５】
【表１】
【００２６】
※１）ジチオリン酸亜鉛
※２）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン
※３）ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛
※４）二硫化モリブデン
※５）硫黄系極圧添加剤（Ｓ分：４３％）
※６）鉛含有極圧添加剤（Pb分：１５％）
※７）硫黄-窒素系極圧添加剤
【００２７】
以上から、本発明の実施例１〜２の等速ジョイント用グリース組成物は、本発明の成分（ａ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）のいずれかを含まない比較例１〜４のものに比べ、１５０℃〜−４０℃の使用範囲において、等速ジョイントの低温回転トルクが低く、かつ、高速回転時の耐久性及び抑温性が優れていることが分かる。また成分（ｆ）を含む実施例２のグリース組成物はこれを含まない実施例１のグリース組成物と比較して高速回転時の耐久性がさらに優れていることが分かる。
実施例１の成分（ｅ）ZnDTCの代わりに成分（ｈ）Pb系極圧剤を用いた比較例５、および、実施例２の成分（ｅ）ZnDTCの代わりに成分（ｇ）S系極圧剤を用いた比較例6（特許文献１に該当）、実施例２の成分（ｅ）ZnDTCの代わりに成分（ｉ）脂肪酸アミドを用いた比較例７（特許文献４に該当）、実施例２の成分（ｅ）ZnDTCの代わりに成分（ｆ）MoS2 、（ｋ）ポリテトラフルオロエチレンを用いた比較例９（特許文献８に該当）ではＳＲＶ試験におけるボール摩耗痕が大きくなり、耐久性に劣ることが分かる。
実施例１の成分（ｃ）ZnDTP及び成分（ｅ）ZnDTCの代わりに成分（ｆ）MoS2、（ｇ）S系極圧剤、（ｊ）S-N系極圧剤を用いた比較例８（特許文献２に該当）ではＳＲＶ試験における摩擦係数が高く、ボール摩耗痕が大きくなり、抑温性、耐久性に劣ることが分かる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の成分（ａ）〜（ｅ）を含有する等速ジョイント用グリース組成物。
（ａ）合成油を含む基油、
（ｂ）増ちょう剤、
（ｃ）ジチオリン酸亜鉛、
（ｄ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、及び
（ｅ）ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛
【請求項２】
成分（ａ）の合成油が合成炭化水素油及び合成エステル油からなる群から選ばれる少なくとも一種類を含む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。
【請求項３】
成分（ｃ）のジチオリン酸亜鉛、成分（ｄ）の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、及び成分（ｅ）のジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の含有量が、グリース組成物の全質量に対して、各々０．１〜１０質量％である請求項１または２記載の等速ジョイント用グリース組成物。
【請求項４】
さらに、（ｆ）成分として二硫化モリブデンを含有する請求項１〜３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。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載のグリース組成物を封入してなる等速ジョイント。
【請求項１】
下記の成分（ａ）〜（ｅ）を含有する等速ジョイント用グリース組成物。
（ａ）合成油を含む基油、
（ｂ）増ちょう剤、
（ｃ）ジチオリン酸亜鉛、
（ｄ）硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、及び
（ｅ）ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛
【請求項２】
成分（ａ）の合成油が合成炭化水素油及び合成エステル油からなる群から選ばれる少なくとも一種類を含む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。
【請求項３】
成分（ｃ）のジチオリン酸亜鉛、成分（ｄ）の硫化ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン、及び成分（ｅ）のジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛の含有量が、グリース組成物の全質量に対して、各々０．１〜１０質量％である請求項１または２記載の等速ジョイント用グリース組成物。
【請求項４】
さらに、（ｆ）成分として二硫化モリブデンを含有する請求項１〜３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。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載のグリース組成物を封入してなる等速ジョイント。
【公開番号】特開２００９−２７００５８（Ｐ２００９−２７００５８Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２３６７１（Ｐ２００８−１２３６７１）
【出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【出願人】（０００１６２４２３）協同油脂株式会社 (165)
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【出願人】（０００１６２４２３）協同油脂株式会社 (165)
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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