(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基油と、増ちょう剤と、20〜32の炭素原子数を有する長鎖脂肪酸のエステル及びグリセリンを含む添加剤とを含有し、前記添加剤が、その総質量に対して2〜10質量％の範囲で含有される、グリース組成物。
【請求項２】
前記基油が、40℃において100〜300 mm2/sの範囲の動粘度を有する、請求項1に記載のグリース組成物。
【請求項３】
前記添加剤が、ベヘン酸のエステル及びメリシン酸のエステルからなる群より選択される少なくとも1種の長鎖脂肪酸のエステルを含む、請求項1又は2に記載のグリース組成物。
【請求項４】
前記増ちょう剤が、ステアリン酸リチウムである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のグリース組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリース組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の動力伝達部及び操舵機構部は、軸方向の変位を吸収するために、通常は伸縮軸を備える。伸縮軸は、通常は雄スプライン軸と雌スプライン軸とを嵌合させたスプライン部を有する。雄スプライン軸及び雌スプライン軸は、例えばホブ加工によってスプライン溝を形成することによって作製される。
【０００３】
前記雄スプライン軸及び雌スプライン軸の嵌合部には、伸縮軸の軸方向の摺動抵抗を軽減するために、グリースが塗布される。スプライン部のような摺動部材に用いられるグリースは、通常、基油及び増ちょう剤を含有する。グリースに含有される増ちょう剤としては、石鹸系材料及び非石鹸系材料を挙げることができる。石鹸系材料としては、例えば、ステアリン酸リチウムのようなリチウム石鹸等が使用される。また、非石鹸系材料としては、例えば、ジウレア化合物のような有機系材料に加えて、シリカ粉末、チタニア、アルミナ又は炭素繊維のような無機系材料が使用される。
【０００４】
摺動部材に用いられるグリースは、基油及び増ちょう剤に加えて、摺動特性を維持又は向上させる手段として、油性剤、極圧剤（以下、「EP剤」とも記載する）又は摩耗防止剤等の添加剤を含有する場合がある。前記添加剤としては、例えば、S系添加剤、P系添加剤及びMo系添加剤を挙げることができる。
【０００５】
例えば、特許文献1は、基油と、滴点240℃以上の増ちょう剤と、粘度指数向上剤を含むと共に、潤滑性向上剤として、（a）ジチオカルバミン酸ニッケル0.1〜5重量％、（b）ジチオカルバミン酸亜鉛0.2〜30重量％及び（c）リン系添加剤0.2〜10重量%を含むことを特徴とするプロペラシャフト用グリース組成物を記載する。当該文献は、前記粘度指数向上剤及び潤滑性向上剤を含むグリース組成物が、高温、高速遠心力を受ける密封された環境下において、耐焼き付き性、酸化安定性及び油分離性等に優れ、自動車のプロペラシャフトに取り付けられているユニバーサルジョイントの潤滑剤として好適であることを記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2003-55680号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ホブ加工されたスプライン軸の嵌合部における動摩擦係数は、該嵌合部の摺動面におけるグリースの介在状態に依存して大きく変動し得る。例えば、摺動面の一部にグリースが介在する混合潤滑領域においては、摺動面の面圧の低下により、摺動面のグリース膜の形成が促進される。これにより、スプライン軸の摺動面における動摩擦係数は低下し得る。また、ホブ加工されたスプライン軸においては、摺動に伴い、ホブ加工面の摩耗が進行する。これにより、摺動面の面圧が低下し、結果として動摩擦係数が低下し得る。このように、動摩擦係数が低下すると、静−動摩擦係数の差が拡大し得る。その結果、ホブ加工されたスプライン軸の嵌合部では、スティックスリップが発生する可能性がある。
【０００８】
前記のように、ホブ加工されたスプライン軸の嵌合部は、耐摩耗性の向上に加えて、スティックスリップ抑制のために、静−動摩擦係数の差の減少が求められる。
【０００９】
それ故、本発明は、ホブ加工されたスプライン部の嵌合部において、耐摩耗性を向上し、且つ／又は静−動摩擦係数の差を減少し得る手段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】
【００１０】
本発明者は、前記課題を解決するための手段を種々検討した結果、グリースに含有される添加剤の材料を最適化することにより、該グリースの特性を所望の範囲とし得ることを見いだし、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
【００１２】
（1）  基油と、増ちょう剤と、20〜32の炭素原子数を有する長鎖脂肪酸のエステル及びグリセリンを含む添加剤とを含有するグリース組成物。
（2）  前記添加剤が、前記グリース組成物の総質量に対して2〜10質量％の範囲で含有される、前記（1）に記載のグリース組成物。
（3）  前記基油が、40℃において100〜300 mm2/sの範囲の動粘度を有する、前記（1）又は（2）に記載のグリース組成物。
（4）  前記添加剤が、ベヘン酸のエステル及びメリシン酸のエステルからなる群より選択される少なくとも1種の長鎖脂肪酸のエステルを含む、前記（1）〜（3）のいずれかに記載のグリース組成物。
（5）  前記増ちょう剤が、ステアリン酸リチウムである、前記（1）〜（4）のいずれかに記載のグリース組成物。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、ホブ加工されたスプライン部の嵌合部において、耐摩耗性を向上し、且つ／又は静−動摩擦係数の差を減少し得る手段を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図1は、実施例及び比較例のグリース組成物に含有される添加剤の添加量と動摩擦係数との関係を示す図である。
【図２】図2は、実施例及び比較例のグリース組成物に含有される基油の40℃における動粘度と動摩擦係数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、基油と、増ちょう剤と、添加剤とを含有するグリース組成物に関する。
【００１６】
本発明のグリース組成物に含有される添加剤は、長鎖脂肪酸のエステル及びグリセリンを含むことが必要である。
【００１７】
本発明者は、グリース組成物に含有される添加剤として、長鎖脂肪酸のエステルを使用することにより、耐摩耗性を向上できることを見出した。ホブ加工されたスプライン軸においては、摺動に伴い、ホブ加工面（例えばホブ山）の摩耗が進行する。これにより、摺動面の面圧が低下する。長鎖脂肪酸のエステルは、脂肪酸部分の炭素鎖長が長い。このため、例えば、ホブ加工されたスプライン部の嵌合部における摺動面に本発明のグリース組成物を適用する場合、摺動面に長鎖脂肪酸部分が介在しやすい。摺動面に介在した長鎖脂肪酸のエステルは、摺動面における金属接触部分の荷重負荷を軽減し得る。それ故、長鎖脂肪酸のエステルを添加剤として含有する本発明のグリース組成物は、結果として、摺動面の耐摩耗性を向上させることができる。
【００１８】
本発明のグリース組成物において、添加剤として含有される長鎖脂肪酸のエステルは、20〜32の炭素原子数を有することが必要である。前記炭素原子数は、22〜30の範囲であることが好ましく、22、24、26、28又は30であることがより好ましく、22又は30であることが特に好ましい。前記炭素原子数は、長鎖脂肪酸部分の炭素原子数を意味する。前記長鎖脂肪酸のエステルは、前記長鎖脂肪酸のエステルを構成する長鎖脂肪酸部分が、アラキジン酸、ベヘン酸、ラウロン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、又はドトリアコンタン酸であることが好ましく、ベヘン酸又はメリシン酸であることがより好ましい。また、前記長鎖脂肪酸のエステルは、前記長鎖脂肪酸のエステルを構成するアルコール部分が、グリセリン（グリセリド）であることが好ましい。前記長鎖脂肪酸のエステルは、前記で挙げた好ましい長鎖脂肪酸部分及びエステル部分の任意の組み合わせを包含する。前記長鎖脂肪酸のエステルは、ベヘン酸のエステル及びメリシン酸のエステルからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。20以上の炭素原子数を有する長鎖脂肪酸のエステルを添加剤として含有する場合、本発明のグリース組成物は、摺動面の耐摩耗性を向上させることができる。
【００１９】
本発明者は、グリース組成物に含有される添加剤として、グリセリンを使用することにより、該グリース組成物が適用された摺動面の動摩擦係数を向上できることを見出した。グリセリンは、立体的に嵩高い構造を有する。それ故、例えば、ホブ加工されたスプライン部の嵌合部における摺動面に本発明のグリース組成物を適用する場合、該グリース組成物に含有されるグリセリンが滑りを阻害して、結果として摺動面の動摩擦係数を向上させることができる。
【００２０】
なお、本発明のグリース組成物の動摩擦係数は、例えば、ブロックオンリング型摩擦摩耗試験機を用いて評価することができる。
【００２１】
本発明のグリース組成物は、場合により、油性剤、極圧剤（EP剤）、固体潤滑剤、酸化防止剤、錆止め剤、金属腐食防止剤又は耐摩耗剤等のような1種以上のさらなる添加剤を含有してもよい。前記さらなる添加剤に使用される材料は特に限定されず、当該技術分野で通常使用される各種材料を使用することができる。例えば、前記油性剤としては、ステアリン酸エステル又はモノエステルを挙げることができる。EP剤としては、有機モリブデン、Zn-DTP及び二硫化モリブデンを挙げることができる。固体潤滑剤としては、MCA、PTFE及びグラファイトを挙げることができる。添加剤としてZn-DTPのようなEP剤を含有することにより、グリース組成物の耐凝着性を向上させることができる。
【００２２】
本発明において、「ホブ加工されたスプライン部」は、通常は、ホブ加工の深さが2〜10μmの範囲であり、幅が0.5〜5 mmであるスプライン部を意味する。前記の形状を有するスプライン部に本発明のグリース組成物を塗布することにより、耐摩耗性を向上し、且つ／又は静−動摩擦係数の差を減少させることができる。
【００２３】
本発明のグリース組成物において、前記添加剤は、前記グリース組成物の総質量に対して2質量％以上の範囲で含有されることが好ましく、2〜10質量％の範囲で含有されることがより好ましく、4〜10質量％の範囲で含有されることが特に好ましい。前記添加剤の含有量が2質量％以上の場合、本発明のグリース組成物は、摺動面の動摩擦係数を向上させることができる。また、前記添加剤の含有量が10質量％以下の場合、本発明のグリース組成物は、添加剤による動摩擦係数の向上効果を最大化させることができる。
【００２４】
本発明のグリース組成物に含有される増ちょう剤は、ステアリン酸リチウム又は12-ヒドロキシステアリン酸リチウムであることが好ましく、ステアリン酸リチウムであることがより好ましい。前記のような増ちょう剤を含有することにより、本発明のグリース組成物は、半固体のグリース形態を実質的に維持することができる。
【００２５】
前記増ちょう剤は、混和ちょう度が250〜400の範囲となる量で本発明のグリース組成物に含有されることが好ましい。前記要件を満たす増ちょう剤の含有量は、グリース組成物の総質量に対して通常は5〜20質量％の範囲であり、典型的には10〜15質量％の範囲である。増ちょう剤の含有量が5質量％以上の場合、半固体のグリース形態を維持して、剪断時にグリース組成物が軟化することを実質的に抑制することができる。これにより、グリース組成物が塗布部から漏洩することを防止することができる。増ちょう剤の含有量が20質量％以下の場合、グリース組成物を塗布した部材（例えばホブ加工されたスプライン部）の駆動時にトルクが上昇することを実質的に抑制することができる。これにより、グリース組成物の使用時に該グリース組成物の流動性が低下することを防止することができる。
【００２６】
なお、グリース組成物の混和ちょう度は、例えば、JIS K2220 9に従って測定することができる。
【００２７】
本発明のグリース組成物に含有される基油は、鉱物油及び合成炭化水素油からなる群より選択されることが好ましい。前記基油は、鉱物油又は合成炭化水素油のいずれかから構成されていてもよく、両材料の混合物として構成されていてもよい。前記基油が鉱物油及び合成炭化水素油の混合物として構成されている場合、鉱物油及び合成炭化水素油の混合比は、それぞれの質量に基づき、80：20〜20：80の範囲であることが好ましい。しかしながら、前記基油は、鉱物油のみからなることが特に好ましい。前記基油が鉱物油のみからなる場合、コストを軽減することができる。前記基油に使用される材料は特に限定されず、当該技術分野で通常使用される鉱物油及び合成炭化水素油を使用することができる。前記特徴を有する基油を用いることにより、グリース組成物の適用時に所望の流動性を発現することができる。
【００２８】
前記基油は、40℃において100〜300 mm2/sの範囲の動粘度を有することが好ましく、100〜200 mm2/sの範囲の動粘度を有することがより好ましい。前記要件を満たす基油の含有量は、グリース組成物の総質量に対して通常は70〜90質量％の範囲であり、典型的には75〜90質量％の範囲である。前記動粘度が100 mm2/s以上の場合、グリース組成物を塗布した部材（例えばホブ加工されたスプライン部）の摺動時に油膜切れして、凝着が発生することを実質的に防止することができる。前記動粘度が300 mm2/s以下の場合、グリース組成物を塗布した部材の摺動面において、多量のグリース組成物が介在して混合潤滑領域から流体潤滑領域に移行することを実質的に抑制することができる。これにより、動摩擦係数が急激に低下して、静−動摩擦係数の差が増大することを実質的に抑制することができる。
【００２９】
以上のように、本発明のグリース組成物は、ホブ加工されたスプライン部の嵌合部において、耐摩耗性を向上し、且つ／又は静−動摩擦係数の差を減少することができる。それ故、本発明のグリース組成物を自動車等の動力伝達部及び操舵機構部のスプライン部の潤滑剤として使用することにより、スプライン部の嵌合部の凝着、過大摩耗及び／又は摩擦力増加等を実質的に防止又は軽減することが可能となる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３１】
＜I：グリースの調製＞
所定量の基油、増ちょう剤及び添加剤を混合して、実施例及び比較例のグリースを調製した。
【００３２】
＜II：グリースの性能評価＞
［混和ちょう度の測定試験］
各実施例及び比較例のグリースの混和ちょう度は、JIS K2220 9に従って測定した。
【００３３】
［摩耗量及び動摩擦係数の測定試験］
摩耗量及び動摩擦係数の測定試験は、以下の手順で行った。上試験片（ブロック材：H-30）の試験面に、試験対象のグリースを塗布した。前記上試験片を、下試験片（リング材：S-10）とともに、ブロックオンリング型摩擦摩耗試験機（LFW-1；メーカー名：FALEX）に装着した。下記の試験条件で、下試験片を回転運動させた。その後、上試験片を前記試験機から取り外し、試験面に形成された最大摩耗深さを測定して、摩耗量とした。また、試験終了直前の摩擦係数を算出して、動摩擦係数とした。
【００３４】
上試験片      ：ブロック材：H-30
下試験片      ：リング材：S-10
荷重          ：662 N
試験時間      ：3600 s
試験温度      ：25℃
速度          ：13.8 mm/s
【００３５】
実施例1〜6及び比較例1〜11のグリースの材料組成と、該グリースの摩耗量及び動摩擦係数の測定試験結果とを表1に示す。なお、表中、比較例8、9及び11の基油は、動粘度を所定の範囲に向上させるため、ポリマーを添加した。また、長鎖脂肪酸エステルAは、メリシン酸モノグリセリドを、長鎖脂肪酸エステルBは、ベヘン酸トリグリセリドを意味する。
【００３６】
【表１】
0006020393.tif 000002
【図１】
0006020393.tif 000003
【図２】
0006020393.tif 000004