(57)【要約】【課題】予め歯車を噛み合わせて慣らし運転を行うことで、車両用動力伝達装置を構成する歯車に潤滑性被膜を形成して燃費を向上させることが可能な潤滑性被膜の形成方法、車両用動力伝達装置、及び当該車両用動力伝達装置の慣らし運転方法を提供する。【解決手段】ディファレンシャルギア、マニュアルトランスミッション等の車両用動力伝達装置を備えた車両の工場出荷前に、有機モリブデン化合物を含むとともに、所定の温度範囲内に調整された潤滑油１２を使用して所定時間にわたって歯車１を噛み合わせた状態で車両用動力伝達装置の慣らし運転を行うことで歯車１の歯面２に二硫化モリブデンを含む潤滑性被膜３を形成する。【選択図】図１
2014070160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用動力伝達装置を構成する歯車の歯面に潤滑性被膜を形成する潤滑性被膜の形成方法であって、
有機モリブデン化合物を含むとともに、所定の温度範囲内に調整された潤滑油を使用して所定時間にわたって前記歯車を噛み合わせた状態で慣らし運転を行うことで前記歯車の前記歯面に前記有機モリブデン化合物から生成された二硫化モリブデンを含む潤滑性被膜を形成することを特徴とする潤滑性被膜の形成方法。
【請求項２】
前記所定時間は、６０秒以上１８００秒以下であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑性被膜の形成方法。
【請求項３】
前記所定の温度範囲は、６０℃以上１２０℃以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の潤滑性被膜の形成方法。
【請求項４】
請求項１から３のうち何れか一項に記載の潤滑性被膜の形成方法にて形成された潤滑性被膜を歯車の歯面に有することを特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項５】
歯車を有する車両用動力伝達装置の慣らし運転方法であって、
有機モリブデン化合物を含むとともに、所定の温度範囲内に調整された潤滑油を使用して所定時間にわたって前記歯車を噛み合わせた状態で慣らし運転し、前記歯車の表面に前記有機モリブデン化合物から生成された二硫化モリブデンを含む潤滑性被膜を形成することを特徴とする車両用動力伝達装置の慣らし運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディファレンシャルギア、マニュアルトランスミッション等の車両用動力伝達装置を構成する歯車の歯面に潤滑性被膜を形成する潤滑性被膜の形成方法、当該形成方法にて形成された潤滑性被膜を有する車両用動力伝達装置、及び当該車両用動力伝達装置の慣らし運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の内燃機関や、ディファレンシャルギア、マニュアルトランスミッション等の車両用動力伝達装置の作動を円滑にするために、有機モリブデン化合物を添加した潤滑油が用いられている。すなわち、有機モリブデン化合物が、内燃機関や車両用動力伝達装置を構成する歯車等の表面に潤滑性被膜を形成することで摩擦係数を低減することが知られている。
例えば、特許文献１には、車両の内燃機関や車両用動力伝達装置の摩擦抵抗の低減及び燃費向上対策として、有機モリブデン化合物を含む潤滑油を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１８３１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、有機モリブデン化合物から潤滑性被膜を形成するためには、最適な熱、荷重負荷を潤滑油に付与する必要がある。この理由は（１）有機モリブデン化合物は最適な熱負荷により分解して二硫化モリブデンとなることで、潤滑性被膜を形成する、（２）潤滑性被膜は層状被膜であるため、負荷が大きくなると被膜が破壊されてしまうので最適な負荷条件が求められる、からである。
このため、有機モリブデン化合物は、車両の始動時から最適な温度条件になり易い内燃機関の潤滑油としての使用に適応が限定され、最適な温度条件になりにくい車両用動力伝達装置では十分な摩擦係数低減の効果が発揮されず、燃費向上を目的とした適応では使用されなかった。
ところで、特許文献１には、有機モリブデン化合物が内燃機関等の稼働によって温められると分解して二硫化モリブデンとなり、機器の表面に潤滑性被膜を形成し、当該潤滑性被膜の形成によって、摩擦抵抗を低減して燃費を向上させることが開示されている。しかし、ディファレンシャルギア、マニュアルトランスミッション等の車両用動力伝達装置に潤滑油を用いた場合、車両を始動後、車両が一定速度以上で走行して潤滑油が温まるまでに長時間を要するときがあり、係る場合、長時間にわたって潤滑性被膜を形成することができないため、車両を始動させてから暫くの間、車両用動力伝達装置を構成する歯車等の摩擦抵抗を低減することができない。したがって、燃費を向上させる効果を得られないという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題を解決するものであって、予め歯車を噛み合わせて慣らし運転を行うことで、ディファレンシャルギア、マニュアルトランスミッション等の車両用動力伝達装置を構成する歯車に潤滑性被膜を形成して燃費を向上させることが可能な潤滑性被膜の形成方法、車両用動力伝達装置、及び当該車両用動力伝達装置の慣らし運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決する本発明に係る潤滑性被膜の形成方法は、車両用動力伝達装置を構成する歯車の歯面に潤滑性被膜を形成する潤滑性被膜の形成方法であって、
有機モリブデン化合物を含むとともに、所定の温度範囲内に調整された潤滑油を使用して所定時間にわたって前記歯車を噛み合わせた状態で慣らし運転を行うことで前記歯車の前記歯面に前記有機モリブデン化合物から生成された二硫化モリブデンを含む潤滑性被膜を形成することを特徴とする。
【０００７】
上記潤滑性被膜の形成方法によれば、慣らし運転によって歯車の表面に潤滑性被膜が形成されるため、車両の始動直後であっても歯車間に生じる摩擦抵抗を低下させて、燃費を向上させることができる。
また、慣らし運転によって形成された潤滑性被膜が歯車同士の噛み合いによって破壊されても、車両用動力伝達装置が温まると潤滑油に含まれるモリブデンが二硫化モリブデンとなって新たな潤滑性被膜が形成されるため、摩擦抵抗が増加することを防止できる。
なお、一度、歯車の歯面に形成された二硫化モリブデンは、潤滑油の温度が常温程度まで低下しても消滅しない。
【０００８】
また、前記所定時間は、６０秒以上１８００秒以下としてもよい。
このように、慣らし運転を６０秒以上１８００秒以下の間で実施することで、歯車の表面に潤滑性被膜を確実に形成することができる。
【０００９】
また、前記所定の温度範囲は、６０℃以上１２０℃以下としてもよい。
このように、潤滑油の温度を６０℃以上１２０℃以下の範囲とすることで、有機モリブデン化合物が二硫化モリブデンとなり歯車の表面に潤滑性被膜を形成することができる。
【００１０】
そして、車両用動力伝達装置は、上述した潤滑性被膜の形成方法のうち何れかの形成方法にて形成された潤滑性被膜を歯車の歯面に有することを特徴とする。
【００１１】
上記車両用動力伝達装置によれば、慣らし運転によって歯車の表面に潤滑性被膜が形成されているため、車両の始動直後であっても歯車間に生じる摩擦抵抗を低下させて、燃費を向上させることができる。
また、慣らし運転によって形成された潤滑性被膜が歯車同士の噛み合いによって破壊されても、車両用動力伝達装置が温まると潤滑油に含まれるモリブデンが二硫化モリブデンとなって新たな潤滑性被膜が形成されるため、摩擦抵抗が増加することを防止できる。
【００１２】
さらに、歯車を有する車両用動力伝達装置の慣らし運転方法であって、
有機モリブデン化合物を含むとともに、所定の温度範囲内に調整された潤滑油を使用して所定時間にわたって前記歯車を噛み合わせた状態で慣らし運転し、前記歯車の表面に前記有機モリブデン化合物から生成された二硫化モリブデンを含む潤滑性被膜を形成することを特徴とする。
【００１３】
上記車両用動力伝達装置の慣らし運転方法によれば、慣らし運転により各歯車の表面に潤滑性被膜を形成するため、車両の始動直後であっても歯車間に生じる摩擦抵抗を低下させて、燃費を向上させることができる。
また、慣らし運転によって形成された潤滑性被膜が歯車同士の噛み合いによって破壊されても、車両用動力伝達装置が温まると潤滑油に含まれるモリブデンが二硫化モリブデンとなって新たに潤滑性被膜が形成されるため、摩擦抵抗が増加することを防止できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、予め歯車を噛み合わせて慣らし運転を行うことで、ディファレンシャルギア、マニュアルトランスミッション等の車両用動力伝達装置を構成する歯車に潤滑性被膜を形成して燃費を向上させることが可能な潤滑性被膜の形成方法、車両用動力伝達装置、及び当該車両用動力伝達装置の慣らし運転方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用動力伝達装置を構成する歯車の歯面に潤滑性被膜を形成した状態を示す概念図である。
【図２】ＳＲＶ試験機を用いた摩擦係数の計測方法を示す概念図である。
【図３】潤滑油及びギア油を用いた場合における温度毎の摩擦係数の経時変化を示す図である。
【図４】４０℃の潤滑油及びギア油を用いた場合における摩擦係数の経時変化を示す図であり、（Ａ）は、実験開始から実験終了までの経時変化を示し、（Ｂ）は実験開始から３００秒までの経時変化を拡大して示している。
【図５】６０℃の潤滑油及びギア油を用いた場合における摩擦係数の経時変化を示す図であり、（Ａ）は、実験開始から実験終了までの経時変化を示し、（Ｂ）は実験開始から３００秒までの経時変化を拡大して示している。
【図６】８０℃の潤滑油及びギア油を用いた場合における摩擦係数の経時変化を示す図であり、（Ａ）は、実験開始から実験終了までの経時変化を示し、（Ｂ）は実験開始から３００秒までの経時変化を拡大して示している。
【図７】１２０℃の潤滑油及びギア油を用いた場合における摩擦係数の経時変化を示す図であり、（Ａ）は、実験開始から実験終了までの経時変化を示し、（Ｂ）は実験開始から３００秒までの経時変化を拡大して示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る車両用動力伝達装置について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１７】
本発明に係る車両用動力伝達装置は、所定の温度範囲内に調整され、且つ有機モリブデン化合物を含む潤滑油（以下、単に潤滑油という）を使用して所定時間にわたって慣らし運転されたものである。慣らし運転は、工場出荷前に行う。慣らし運転には、例えば、車両用動力伝達装置であるディファレンシャルギアやマニュアルトランスミッションの完成状態で行う慣らし運転、車両用動力伝達装置を組み付けられた車両を用いて行う慣らし運転、更には、車両用動力伝達装置を組み立てる前に歯車単体で行う慣らし運転等がある。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用動力伝達装置を構成する歯車の歯面に潤滑性被膜を形成した状態を示す概念図である。
図１に示すように、車両用動力伝達装置を構成する歯車１の歯面２には潤滑性被膜３が形成されている。
慣らし運転の際に、所定の温度範囲内に温められた潤滑油に含まれる有機モリブデン化合物が分解することで、二硫化モリブデンを主体とする潤滑性被膜３が形成される。潤滑性被膜３が形成されると歯車１同士の摩擦抵抗が低減するため、燃費を向上させることができる。
【００１９】
慣らし運転に用いる潤滑油の所定の温度範囲は、６０℃以上１２０℃以下である。なお、油温が１４０℃を越えると潤滑油中の添加剤の劣化が促進されるため、潤滑油の上限温度を１２０℃とする。
また、慣らし運転を行う所定時間は６０秒以上１８００秒以下である。なお、詳細は後述するが、好ましくは６０秒以上１２０秒以下である
【００２０】
潤滑油として、本実施形態では、ＡＰＩグレード：ＧＬ−５、粘度グレード：ＳＡＥ＃８０の一般的なギア油に有機モリブデン化合物を添加したものを用いる。
また、有機モリブデン化合物としては、有機モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）や有機モリブデンジチオフォスフェート（ＭｏＤＴＰ）を用いる。有機モリブデン化合物は、モリブデン原子換算で１００質量ｐｐｍ以上、２００質量ｐｐｍ以下含まれている。
【００２１】
次に、車両用動力伝達装置の慣らし運転方法、すなわち、車両用動力伝達装置を構成する歯車１の歯面２への潤滑性被膜３の形成方法について説明する。
【００２２】
車両用動力伝達装置単体で慣らし運転を行う場合には、所定の温度範囲内に温められた潤滑油を車両用動力伝達装置内に供給する。その後、ロボット等を用いて車両用動力伝達装置を６０秒以上１８００秒以下の間で作動させる。
【００２３】
そして、車両用動力伝達装置を組み付けた車両を走行させて慣らし運転を行う場合には、所定の温度範囲内に温められた潤滑油を車両用動力伝達装置内に供給し、その後、車両を６０秒以上１８００秒以下の間で走行させる。
【００２４】
また、車両用動力伝達装置を組み付けた車両を走行させて慣らし運転を行う場合には、常温の潤滑油を車両用動力伝達装置内に供給し、その後、車両を走行させながら車両用動力伝達装置の温度を計測し、当該温度が所定の温度範囲内となった後、車両を６０秒以上１８００秒以下の間で走行させてもよい。
【００２５】
さらに、車両用動力伝達装置を組み立てる前に、当該車両用動力伝達装置を構成する歯車単体で慣らし運転を行う場合には、所定の温度範囲内に温められた潤滑油中に歯車を６０秒以上１８００秒以下の間で走行させる。
要は、所定の温度範囲内に潤滑油が温められた状態で、且つ、潤滑性被膜３が歯車１の歯面２に形成されるために必要な所定時間、慣らし運転を行えばよい。
【００２６】
車両用動力伝達装置としては、歯車１を有する装置、例えば、ディファレンシャルギア、マニュアルトランスミッション等に適用可能である。
【００２７】
上述した潤滑油の温度範囲及び慣らし運転時間を検討するにあたって行った実験について以下で説明する。
【００２８】
一般的なギア油（以下、単にギア油という）及び潤滑油（有機モリブデン化合物を含む潤滑油である）を用いた場合における所定時間毎の摩擦係数をそれぞれ計測して、比較検討を行った。
【００２９】
摩擦係数の計測は、標準試験ＡＳＴＭ  Ｄ６４２５に従って、Ｏｐｔｉｍｏｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｐｒｕｆｔｅｃｈｎｉｋ有限会社製のＳＲＶ（登録商標）試験機を用いて行った。
【００３０】
図２は、ＳＲＶ試験機を用いた摩擦係数の計測方法を示す概念図である。
図２に示すように、円盤状鋼板１１の上面に所定温度の潤滑油１２又はギア油１３を塗布し、その上面に鋼球１４を所定の荷重で押し付けながら左右に往復運動させて所定時間毎の摩擦係数を計測した。このとき、温度の異なる潤滑油１２及びギア油１３を用いて摩擦係数をそれぞれ計測した。具体的には、４パターン（４０℃、６０℃、８０℃、１２０℃）の温度の潤滑油１２及びギア油１３を用いた。
【００３１】
詳細な計測条件を以下に示す。
・荷重：１００Ｎ
・周波数：５０Ｈｚ
・振幅：１ｍｍ
・潤滑油又はギア油温度：４０℃、６０℃、８０℃、１２０℃
・継続時間：３６００秒
・摩擦係数計測時間間隔：６０秒（初回のみ１０秒）
・上部試験片：鋼球
・下部試験片：円盤状鋼板
【００３２】
図３は、潤滑油及びギア油を用いた場合における温度毎の摩擦係数の経時変化を示す図である。また、図４〜図７は、それぞれ４０℃、６０℃、８０℃、１２０℃の潤滑油及びギア油を用いた場合における摩擦係数の経時変化を示す図であり、（Ａ）は、実験開始から実験終了までの経時変化を示し、（Ｂ）は実験開始から３００秒までの経時変化を拡大して示している。
【００３３】
図３、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、４０℃の潤滑油及びギア油の場合には、試験を開始してから約３６００秒経過するまでの間、摩擦係数はほとんど変化していない。したがって、潤滑油及びギア油の温度が４０℃の場合は共に、各試験片には潤滑性被膜３が形成されていないと考えられる。
【００３４】
また、図３、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、６０℃のギア油の場合には、試験を開始してから約３６００秒経過するまでの間、摩擦係数はほとんど変化していない。
一方、６０℃の潤滑油の場合、試験開始直後（１０秒後）から６０秒までの間に摩擦係数は０．１４１から０．１２７と著しく低下している。
また、６０秒から１２０秒までの間は、試験開始直後から６０秒までの低下よりも緩やかであるが、０．１２７から０．１２４へ低下している。
そして、１２０秒から１８００秒までの間は徐々に低下している。その後は、ほとんど変化していない。
これらの結果より、潤滑油を６０℃に加熱し、試験を６０秒以上１８００秒以下の間で行うことで潤滑性被膜３が形成されることがわかる。また、試験時間を６０秒以上１２０秒以下とすると効率的であることがわかる。
【００３５】
また、図３、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、８０℃のギア油の場合には、試験を開始してから１２０秒までの間に摩擦係数が増加し、その後、ほとんど変化していない。
一方、８０℃の潤滑油の場合、試験開始直後（１０秒後）から６０秒までの間に摩擦係数は０．１４から０．１２４と著しく低下している。
また、６０秒から１２０秒までの間は、試験開始直後から６０秒までの低下よりも緩やかであるが、０．１２４から０．１２２へ低下している。
そして、１２０秒から１８００秒までの間は徐々に低下している。その後は、ほとんど変化していない。
これらの結果より、潤滑油を８０℃に加熱し、試験を６０秒以上１８００秒以下の間で行うことで潤滑性被膜３が形成されることがわかる。また、試験時間を６０秒以上１２０秒以下とすると効率的であることがわかる。
【００３６】
そして、図３、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、１２０℃のギア油の場合には、試験を開始してから１２０秒までの間に摩擦係数が増加し、その後、ほとんど変化していない。
一方、１２０℃の潤滑油の場合、試験開始直後（１０秒後）から６０秒までの間に摩擦係数は０．１３９から０．１２２と著しく低下している。
また、６０秒から１２０秒までの間は、試験開始直後から６０秒までの低下よりも緩やかであるが、０．１２２から０．１２へ低下している。
そして、１２０秒から１８００秒までの間は徐々に低下している。その後は、ほとんど変化していない。
これらの結果より、潤滑油を１２０℃に加熱し、試験を６０秒以上１８００秒以下の間で行うことで潤滑性被膜３が形成されることがわかる。また、試験時間を６０秒以上１２０秒以下とすると効率的であることがわかる。
【００３７】
上述した全ての計測結果から、６０℃以上１２０℃以下の潤滑油を用いて、慣らし運転を６０秒以上１８００秒以下の間で行う事により、潤滑性被膜３が形成されることが確認された。特に、運転時間は６０秒以上１２０秒以下とすると効率的であることが確認された。
【００３８】
上述した本実施形態に係る車両用動力伝達装置によれば、慣らし運転によって各歯車１の表面に潤滑性被膜３が形成されているため、車両の始動直後でも歯車１間に生じる摩擦抵抗を低下させて、燃費を向上させることができる。
【００３９】
また、慣らし運転によって形成された潤滑性被膜３が歯車１同士の噛み合いによって破壊されても、車両用動力伝達装置が温まると潤滑油に含まれるモリブデンが二硫化モリブデンとなって新たな潤滑性被膜３が形成されるため、摩擦抵抗が増加することを防止できる。
【００４０】
そして、潤滑油の温度を６０℃以上１２０℃以下の範囲とすることで、歯車１の表面に潤滑性被膜３を確実に形成することができる。
【００４１】
さらに、慣らし運転を６０秒以上１８００秒以下の間で実施することで、歯車１の表面に潤滑性被膜３を確実に形成することができる。特に、６０秒以上１２０秒以下とすると効率的であり、より好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
ディファレンシャルギア、マニュアルトランスミッション等の車両用動力伝達装置を備えた車両に適用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１  歯車
２  歯面
３  潤滑性被膜
１１  円盤状鋼板
１２  潤滑油
１３  ギア油
１４  鋼球
【図１】
2014070160.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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