(57)【要約】  本発明は、高度に応力の加わった伝動システムに使用される熱的に安定な摩擦、磨耗および分解軽減変速装置用流体に関する。本発明の変速装置用流体は、極限条件下で性能が改良され、自動変速装置の寿命を延長する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
性能および耐久性の改良された自動変速装置用流体。
【請求項２】
自動変速装置用流体が1〜4%の粘度指数改良剤を含む、請求項1に記載の自動変速装置用流体。
【請求項３】
自動変速装置用流体が0.01〜1.5%の腐蝕抑制剤を含む、請求項1に記載の自動変速装置用流体。
【請求項４】
自動変速装置用の流体が0.01〜1.5%の酸化抑制剤を含む、請求項1に記載の自動変速装置用流体。
【請求項５】
自動変速装置用の流体が0.01〜5.0%の分散剤を含む、請求項1に記載の自動変速装置用流体。
【請求項６】
自動変速装置用の流体が0.1〜17%の潤滑油を含む、請求項1に記載の自動変速装置用流体。
【請求項７】
自動変速装置用の流体がネオポリオールエステルを含む、請求項1に記載の自動変速装置用流体。
【請求項８】
自動変速装置用の流体が0.01〜1.5%の潤滑油流動改良剤を含む、請求項1に記載の自動変速装置用流体。
【請求項９】
ポリオールエステル、摩擦改良剤、粘度指数改良剤、腐蝕抑制剤、抗酸化剤、分散剤、潤滑油流動改良剤、消泡剤および抗磨耗添加剤を含む自動変速装置用の流体。
【請求項１０】
粘度指数改良剤が1.0〜40%の濃度内にある、請求項9に記載の自動変速装置用流体。
【請求項１１】
摩擦改良剤が0.01〜1.5%の濃度内にある、請求項9に記載の自動変速装置用流体。
【請求項１２】
腐蝕抑制剤が0.01〜1.5%の濃度内にある、請求項9に記載の自動変速装置用流体。
【請求項１３】
抗磨耗添加剤が0.001〜0.01%の濃度内にある、請求項9に記載の自動変速装置用流体。
【請求項１４】
消泡剤が0.001〜0.01%の濃度内にある、請求項9に記載の自動変速装置用流体。
【請求項１５】
分散剤が0.01〜5.0%の濃度内にある、請求項9に記載の自動変速装置用流体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、潤滑組成物に関する。特に、本発明は、高度に応力の加わった伝動システムに使用される熱的に安定な摩擦、磨耗および分解を軽減する組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
動力設備を備えた自動車は、エンジン、多速度変換および差動または最終駆動方式によって構成される伝動機構を含む。多速度変換装置は、エンジンをそのトルク範囲を介して多数回作動させることによって自動車の総作動範囲を増加させる。変速にて使用される前進速度の数は、エンジントルク範囲が繰り返される回数を決定する。初期の自動変速装置は、2つの速度範囲を有した。これは、自動車の総速度範囲を厳格に制限し、したがって、広い速度およびトルク範囲を生ずることのできる比較的大きなエンジンを必要とした。これにより、エンジン磨耗および引裂抵抗の増加を生じ、エンジン効率を低下させていた。したがって、手動シフト変速装置が自動車に使用されるのに最も普及していた。
【０００３】
3-および4-速自動変速装置の出現で、自動シフト(遊星歯車装置)変速装置が普及した。これらの変速装置は、自動車の運転性能および燃費を改善した。速度比の数が増加すると、比率間のステップサイズが減少し、したがって、通常の自動車の加速下で運転者に実質的に微小な比率の相互変換をさせることによって変速装置のシフト特性を改良する。
【０００４】
自動変速装置は、精密許容差で作動する無数の機械部品を含む。自動変速装置は、典型的には、適切に機能するために変速装置用流体を必要とする。変速装置用流体の目的は、これら緊密に噛み合う部品を潤滑して、磨耗を低減し、摩擦の結果である温度を低く保つ。この機能を達成するには、その下で変速装置が運転される温度および圧力の変化によって複雑である。変速装置用流体は、熱の損失、磨耗保護、潤滑、発泡抑制およびシフト特性を制御する役割を果たす複雑な多機能性流体である。典型的には、用途のデザインおよび厳格性に依存して、種々のタイプの自動変速装置用流体が使用されている。
【０００５】
概して、変速装置用流体は、個々の製造者の要求に合致するように設計される。配達用トラックおよびまたはカーフリート(car fleets)は、変速装置が異常に硬い。現在の自動変速装置用流体方式は、主として、乗用車が必要とする自動変速装置を課題とする。普通トラック、例えば、郵便配達車は、通常の用途と比較して重負荷車のひっきりなしの（constant）停止および始動、および1マイル運転当りの低ギヤ使用およびシフト回数の多さにさらされる変速装置を有する。これは、流体の熱軟化と適切な磨耗保護の損失とを生ずる高い摩擦熱および磨耗により、変速装置の早期破損のための潤滑環境を生ずる。本発明は、流体安定化；潤滑特性の増加；低および高剪断分解に対する抵抗性の改良とカップングされたむらのない加水分解潤滑について非常に自然な粘度指数を生ずる低い揮発性を有する高温用途について熱的に安定な流体を生じさせる。本発明の変速装置用流体は、低温および高温気象条件にて優れた性能を維持しつつ、延長された潤滑のためのより良好なフィルム強さ示す。
【０００６】
広範な気象条件とカップリングした低ギヤにてのひっきりなしで高速の始動および停止は、自動変速装置用流体の軟化をもたらす。このタイプの過酷な使用およびそれに続く流体の軟化は、変速装置の早期破損を生ずる。かくして、本発明の目的は、高度に応力の加わった自動変速装置の個々の潤滑要求に見合ったユニークな変速装置用組成物を生み出すことである。さらに、本発明は、極限条件下で実施し、自動変速装置の寿命を延長するように工夫されている。
【発明の開示】
【０００７】
発明の概要
本発明の1つの実施態様は、高度に応力の加わった自動変速装置用のユニークな変速装置用流体である。
【０００８】
本発明のもう1つの実施態様は、重負荷変速装置にて機械的磨耗を軽減する高度の摩擦特性を有する改良された熱安定な自動変速装置用流体である。
本発明のさらなる実施態様は、特異なTMP C8/C 10ポリオールエステル、ユニークなアミド含有摩擦改良剤、粘度指数(VI)改良剤、腐蝕抑制剤、抗酸化剤、分散剤、潤滑油流動改良剤、消泡剤および抗磨耗添加剤を含む変速装置用流体である。
【０００９】
発明の詳細な説明
簡略化および例示する目的のために、本発明の原理をその種々の実施態様の例を参考とすることによって説明する。本発明の好ましい実施態様を本明細書にて特に開示するが、当業者であれば、同様の原理が等しく適用可能であり、その他の組成物および方法にて包含されることができ、いずれのこのような変更も、本発明の範囲から逸脱することのないような変形例に入るであろうことが容易に認識されるであろう。本発明の開示する実施態様を詳細に説明する前に、本発明は、本発明が当然のことながらその他の実施態様にも可能でありうるので、示すいずれの具体的実施態様の詳細へのその適用に限定されるものではないことを理解するべきである。本明細書にて使用する用語は、説明する目的のためであり、限定する目的のためではない。さらに、ある種の方法は、本明細書で、多くの例にて、ある種の順序にて示すある種の工程を参照しつつ説明するが、これらの工程は、当業者であれば理解されうるように、いずれの順序にても実施することができ、それらの方法は、本明細書にて開示する工程の特定の配列に限定されない。
【００１０】
ある種の自動変速装置、例えば、配達用自動車に見られる自動変速装置は、迅速な始動および停止により高度に応力が加わることが長年にわたって確認されている。この応力は、第1および第2のギヤの絶え間ない使用によって悪化する。このタイプの使用は、優れた熱軟化抵抗性と高い潤滑特性とを有する自動変速装置用流体を必要とする異常な熱および磨耗条件を生ずる。本発明は、摩擦変化(すなわち、シフトクオリティ)、低温性能、シール適合性、抗磨耗、消泡および全般の流体溶解性を維持し、およびまたは改良する以外に、通常の自動変速装置用流体におけるこれらの欠陥を解決するために開発された。本発明の組成物は、以下のユニークな組成物をカップリングさせることによって自動変速装置用流体に典型的なこれら性能の欠陥全てを解決する：
特異なTMP C8/C10ポリオールエステル；
ユニークなアミド含有摩擦改良剤；
VI改良剤；
腐蝕抑制剤；
抗酸化剤；
腐蝕抑制剤；
分散剤；
潤滑油流動改良剤；
消泡剤；
抗磨耗添加剤。
【実施例】
【００１１】
実施例1
本発明の1つの実施態様は、高度に応力の加わった自動変速装置用のユニークな自動変速装置用流体を含む。このような自動変速装置用流体は、以下の成分を有することができる：
【００１２】
【表１】
2007517131.tif 000002
【００１３】
当業者であれば、上記成分は、代替または等価な成分によって置換することができることが認識されるであろう。例えば、使用することのできるその他の合成油としては、ジエステル類、錯体エステル類またはポリアルコールオレフィンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。当業者であれば、成分の比における変化が流体の溶解性、流体の摩擦低下特性、発泡特性、特に低温における流動特性、錆、磨耗特性、熱伝達特性；および、流体の熱分解に対する傾向に影響を及ぼしうることがさらに認識されるであろう。
【００１４】
実施例2
本発明の自動変換装置用流体は、2つの自動変速装置の力量計試験を通して試験した。2つの変速装置試験は、本発明に従う自動変速装置用流体を使用するATC＃3と、General Motors Dexron商標および登録番号の下に特徴付けられる高品位の商業的自動変速装置用流体Dextron III ATFを使用するJASPER ＃4と確認された。自動変速装置の試験データの評価は、明らかに、本発明の変速装置用流体の性能および耐久性の改良を示す。
【００１５】
力量計自動変速装置試験は、変速装置が特定の停止および活動に置かれるであろう使用を反映する繰り返しサイクルにて2つの競争変速装置を試験するように設計した。この活動は、比較的高いエンジン速度およびトルクでの第1と第2のギヤの間のシフト頻度を含む。ATC#3変速装置/ATFの試験の早期に得られたデータから取った典型的なゲージ圧/温度サイクルを図1にて示す。
【００１６】
1つのサイクルは、第1と第2のシフトの組の間に短い区切りを有する第1から第2のギヤへの2つの比較的迅速なギアシフトの組を含む。示した温度は、変速装置から冷却器へ流出する流体から計り、明らかなように、このサイクリルの結果として300°Fを上回るほどに達する。これは、自動変速装置とその流体との両方の過酷な試験と考えられる。
【００１７】
自動変速装置用の流体の重要な特性の1つは、変速装置の運転の間の粘度およびその維持である。自動変速装置用流体により良好な粘度-温度特性を与えるために、粘度指数改良剤(VI改良剤)、非常に大きな油溶性ポリマーを少量基礎原料にブレンドすることがしばしばである。遺憾ながら、これらの巨大分子は、変速装置にて遭遇する高剪断速度で暫定的な粘度喪失に従い、また、例えば、ギヤにおける境界潤滑条件下で破壊される結果として恒久的な粘度喪失に従う。図2は、これらの試験にて使用される2つの自動変速装置用流体の恒久的な粘度喪失応答を示す。
【００１８】
図2は、Jasper #4自動変速装置用流体が最初に非常に迅速に粘度を喪失するが、そのVI改良剤の巨大分子が剪断されるにつれて、少なくなりつつ残り、分解が幾分遅くなることを示す。ATC #3の場合には、本発明の自動変速装置用流体に必要とされる巨大分子が少なくなり、材料は、はるかに少ない初期剪断分解および少ない継続分解を示す。
【００１９】
力量計試験によって生ずるデータの以下の解析は、いくつかの重要な判定基準における2つの変速装置とそれらの流体との性能を直接比較する：
1.  試験期間にわたってのサイクル数によって生ずるデータの精度；
2.  変速装置および/または流体分解の結果としての変速機能のコントロール；および、最も重要なのは、
3.  変速装置の磨耗および生ずる耐久性。先に触れたように、2つの変速装置の試験は、本発明に従う自動変速装置を使用するATC #3と、Dextron III ATFを使用するJASPER #4と確認される。
【００２０】
変速操作の精度と自動変速装置用流体のその粘度および摩擦改良特性を維持する能力とは、操作の平滑性と変速装置の寿命にとって決定的に重要である。図3は、ATC #3力量計試験の試験期間にわたっての操作の間のゲージ圧を維持する精度を示す。ほぼ1000サイクルを上回ると、その圧力は、曲がり、ほとんど見分けがつかない。図3は、第2の変速装置Jasper #4についての同様のデータを示す。この場合に、そのデータは、著しくばらつき、サーボ機構のむらのあるコントロールとクラッチプレートのカップリングとを示す。
【００２１】
その他のデータは、変速装置の温度とスピードとに関して収集され、同様の差異を示した。
自動変速装置用流体の試料は、力量計試験の間に周期的に採取し、これら試料の数は、物理的および化学的特性について解析した。これらの解析の1つは、試験にて示された磨耗レベルであった。
【００２２】
図4は、試験の間の鉛磨耗速度(lead wear rate)を示す。2つの試験は、かなり異なる鉛磨耗レベルを示す。約500サイクルでのJasper #4試験における鉛濃度は、同サイクル数でのATC #3試験にて示されるよりもほぼ400%大きい。この比較的高い磨耗速度は、約500サイクルでのJasper #4変速装置の破損の主因と考えられる。対照的に、ATC #3試験は、試験が約1500サイクルで終了するまで図3に示したようになおばらつきなく機能し続けた。
【００２３】
結局、シフトサイクルにおける高精度の性能と変速装置のより大きい磨耗抵抗性と本発明の自動変速装置用流体の分解抵抗性との組み合わせが2組の試験の間で異なると考えられた。
【００２４】
試験データは、Jasper ＃4にて使用される変速装置および流体がATC ＃3試験にて使用される変速装置および流体より劣ることを示す。この差異の原因は複雑であるかも知れないが、結論は、明瞭である。
【００２５】
本発明をそのある種の実施態様を参考としつつ説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく本発明の記載した実施態様に対して種々の変更をなしうるであろう。本明細書にて使用した用語および説明は、例示する目的のためだけに記載したものであり、何等限定する意図はない。特に、本発明を例によって記載したが、種々の組成物および方法により、本明細書に記載した本発明のコンセプトが実施されるであろう。種々の用語およびある種の実施態様にて、本発明を記載し、開示したが、本発明の範囲は、それによって、限定されることを意図したり、限定すると考えるべきではなく、本明細書の教示によって示唆され、特に、保持されるようなこのようなその他の変形例または実施態様は、特に、特許請求の範囲の請求項の広さおよび範囲に入るものである。当業者であれば、これらおよびその他の変形、変更は、特許請求の範囲の請求項およびそれらの等価体にて定義されるように本発明の範囲内で可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図1は、1サイクルの間の典型的なゲージ圧/温度変化を示す。
【図２】図2は、これらの試験にて使用される2つの自動変速装置用流体の恒久的な粘度喪失応答を示す。
【図３】図3は、ATC ＃3力量計試験期間にわたる操作の間のゲージ圧精度を示す。
【図４】図4は、Jasper 4力量計試験期間にわたる操作の間のゲージ圧精度を示す。
【図５】図5は、試験サイクルでのバビットベアリング磨耗からの鉛の発生を示す。
【国際調査報告】
2007517131.tif 000003
2007517131.tif 000004