(57)【要約】【課題】１つのハウジング内に少なくとも１つの電気機械的構成要素および少なくとも１つの機械的構成要素を有するトランスミッションを潤滑する方法の提供。【解決手段】１つのハウジング内に少なくとも１つの電気機械的構成要素および少なくとも１つの機械的構成要素を有するトランスミッションを潤滑する方法であって、(a) 基油; (b) 油溶性リン含有化合物; および (c) 腐食防止剤、からなる潤滑組成物を前記トランスミッションに供給することを含む、方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのハウジング内に少なくとも１つの電気機械的構成要素および少なくとも１つの機械的構成要素を有するトランスミッションを潤滑する方法であって、(a) 基油; (b) 油溶性リン含有物質; および (c) 腐食防止剤、を含む潤滑組成物を前記トランスミッションに供給することを含む、前記方法。
【請求項２】
基油が、30 KV 以上の絶縁耐力（ASTM D877に従って測定）を有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
基油が、天然潤滑油、合成潤滑油およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
基油が、鉱物油を含む天然潤滑油である、請求項３記載の方法。
【請求項５】
基油が、少なくとも50質量％の合成潤滑油からなる、請求項３記載の方法。
【請求項６】
油溶性リン含有物質が、原子価状態がIIIまたはVのいずれかであるリンの化合物の酸のエステルを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
油溶性リン含有物質が中性化合物である、請求項６記載の方法。
【請求項８】
油溶性リン含有物質が、混合チオ-アルキルホスファイトである、請求項１記載の方法。
【請求項９】
潤滑組成物中におけるリン含有物質の量が200ppm以下である、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
腐食防止剤が、トリアゾール、チアジアゾールに基づく物質、並びにそれらの組み合わせおよび混合物からなる群より選択される、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
腐食防止剤が、芳香族トリアゾールおよびメルカプトチアジアゾールを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
腐食防止剤が組成物の0.5重量％以下の量で存在する、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
潤滑組成物がさらに第二の無灰分散剤を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
第二の無灰分散剤が、(a) ポリアルケニルコハク酸無水物およびポリアミンから製造されたスクシンイミドおよび (b) アリル化フェノール、ホルムアルデヒドおよびポリアミンから製造されたマンニッヒ塩基系分散剤、からなる群より選択される、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
第二の無灰分散剤が潤滑組成物中に5質量％以下の量で存在する、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
機械的構成要素が、(1) 減速装置; (2) 差動装置; (3) 動力分岐装置; および (4) トルクリミッター装置、の少なくとも１つを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１７】
電気機械的構成要素が、(1) 電気駆動モーター; (2) 発電機; (3) モーター-発電機組み合わせユニット; および (4) オルタネーター、の少なくとも１つを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１８】
トランスミッションがハイブリッド車に含まれている、請求項１記載の方法。
【請求項１９】
(a) 基油; (b) 油溶性リン含有物質; および (c) 腐食防止剤、を含む潤滑組成物であって、１つのハウジング内に少なくとも１つの電気機械的構成要素および少なくとも１つの機械的構成要素を有するトランスミッションにおいて使用される、潤滑組成物。
【請求項２０】
請求項１９に示される潤滑組成物を含むトランスミッション。
【請求項２１】
(a) 無灰分散剤; (b) 油溶性リン含有物質; および (c) 腐食防止剤、を含む潤滑組成物用の添加剤パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッションを潤滑する方法；特に、１つのハウジング内に少なくとも１つの電気機械的構成要素および少なくとも１つの電気的構成要素を有するトランスミッションを潤滑する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車の燃料効率の追求は、多くの自動車会社によるハイブリッド車の開発につながった。本明細書において、用語“ハイブリッド車”とは、２つの推進手段、例えば(1) ガソリン燃料またはディーゼル燃料のいずれかの燃焼エンジン、および、(2) エンジン(1)または回生制動により充電される搭載バッテリーから動力を得る電気モーター、を有する乗用車を意味する。
ハイブリッド車は、従来型の段階自動トランスミッション、連続可変トランスミッションまたは他のタイプの乗用車用トランスミッションを有し得る。ある特定の種類のハイブリッド車用トランスミッションは、共通の潤滑剤チャージを有するユニット中に、電力駆動モーターおよび発電機などの電気機械的構成要素とともに、減速ギアリングなどの機械的構成要素を収容する。説明したトランスミッションの１つの例は、トヨタのハイブリッド車に使用されている電子制御式連続可変トランスミッション(トヨタはそのようなトランスミッションを“ECVT”と呼んでいる)である。
本発明は、特定の潤滑組成物を供給することを含む、１つのハウジング内に少なくとも１つの電気機械的構成要素および少なくとも１つの機械的構成要素を有するトランスミッションを潤滑する方法を提供する。トランスミッションが１つのハウジング内に少なくとも１つの電気機械的構成要素および少なくとも１つの機械的構成要素を有するため、本発明の潤滑組成物は、ユニットに電気的絶縁、潤滑、および冷却を提供しなくてはならない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
ある非限定的な実施態様において、本発明は、(a) 基油; (b) 油溶性リン含有物質; および (c) 腐食防止剤、を含む潤滑組成物をトランスミッションに供給することを含む、少なくとも１つの電気機械的構成要素および少なくとも１つの機械的構成要素を有するトランスミッションを潤滑する方法である。
別の非限定的な実施態様において、本発明は、(a) 基油; (b) 油溶性リン含有物質; および (c) 腐食防止剤、を含む潤滑組成物であって、少なくとも１つの電気機械的構成要素および少なくとも１つの機械的構成要素を有するトランスミッションにおいて使用される潤滑組成物である。
別の非限定的な実施態様において、本発明は、(a) 基油; (b) 油溶性リン含有物質; および (c) 腐食防止剤、を含む潤滑組成物であって、少なくとも１つの電気機械的構成要素および少なくとも１つの機械的構成要素を有するトランスミッションにおいて使用される潤滑組成物である。
さらに別の非限定的な実施態様において、本発明は、(a) 無灰分散剤; (b) 油溶性リン含有物質; および (c) 腐食防止剤、を含む潤滑組成物用の添加剤パッケージである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
別途記した場合を除き、明細書および特許請求の範囲において使用される成分の量、反応条件、寸法、物理特性、プロセスパラメーター等を表現するすべての数値は、すべての場合において用語“約”によって修飾されていることが理解される。従って、別途記した場合を除き、以下明細書中および特許請求の範囲に示す数値は、本発明によって得ることを求める所望の特定に依存して変動し得る。最低限でも、また、均等論の明細書の範囲を特許請求の範囲に限定することを目的とするものでもなく、各数値は、少なくとも示された有効数字の数を考慮して、かつ、通常の四捨五入の技法を適用して解釈されるべきである。さらに、本明細書中に開示するすべての範囲は、範囲の開始点および終点の値、および該範囲に包含されるいかなるおよびすべての部分的範囲(subrange)をも含むものと理解されるべきものである。例えば、“１〜１０”と示された範囲は、最小値１と最大値１０の間（両端含む）のいかなるおよびすべての部分的範囲；すなわち、最小値である１以上から開始し、最大値である１０以下で終わるすべての部分的範囲（例えば５．５〜１０）を含むものと解される。後続の記載中における、米国特許または特許文献または参照文献に対するいかなる言及も、その文献を本明細書中に含むこととするものであり、また、その全体が含まれることが理解される。
【０００５】
本発明は、トランスミッションを潤滑する方法である。ある非限定的な実施態様において、本発明は、(a) 基油; (b) 油溶性リン含有物質; および (c) 腐食防止剤、を含む潤滑組成物をトランスミッションに供給することを含む、１つのハウジング内に少なくとも１つの電気機械的構成要素および少なくとも１つの機械的構成要素を有するトランスミッションを潤滑する方法である。
適切な機械的構成要素の例としては、(1) 減速装置; (2) 差動装置; (3) 動力分岐装置(power splitting device); および (4) トルクリミッター装置が挙げられるが、これらに限定されない。非限定的な実施態様において、差動装置は、デザイン上は、遊星歯車、はすば歯車、平歯車またはハイポイド歯車であり得る。非限定的な実施態様において、動力分岐装置は、機械的（例えば遊星歯車）または摩擦作動（例えば湿式スリップクラッチ）またはシンクロナイザーのいずれでもよい。非限定的な実施態様において、トルクリミッター装置は、機械的（例えばラチェット）または摩擦作動（例えばスリップクラッチ）のいずれでもよい。本発明の非限定的な実施態様において、記載した機械的構成要素の１または２以上が含まれていてもよい。
【０００６】
適切な電気機械的構成要素の例としては、(1) 電気駆動モーター; (2) 発電機; (3) モーター-発電機組み合わせユニット(combination unit); および (4) オルタネーター、が挙げられるが、これらに限定されない。本発明の非限定的な実施態様において、記載した電気機械的構成要素の１または２以上が含まれていてもよい。以下のものは、本発明における“電気機械的構成要素”とはみなされない：通常“サーボモーター”または“アクチュエーター”として分類される、スプールバルブを作用させるまたは他の電気機械的作用を実行するのに使用される分数馬力モーター、および、機械的作用を実行するのに使用されるソレノイド。
【０００７】
非限定的な実施態様において、基油は、ASTM D877に従って測定した絶縁破壊電圧が30 KV 以上であることにより表される純度を有する。
適切な基油には、潤滑粘度を有する天然および合成潤滑油およびそれらの混合物が含まれる。本発明において有用な天然油の例としては、(1) 動物油; (2) 植物油; および (3) 鉱物基油が挙げられるが、これらに限定されない。適切な鉱物基油には、パラフィン系、ナフテン系またはパラフィン系/ナフテン系混合の液体石油および溶剤処理または酸処理鉱物基油が含まれる。天然油は、水素化分解およびハイドロファイニングなどのよく知られた技術によってさらに精製してもよい。
本発明に適した合成基油の例としては以下が挙げられるが、これらに限定されない：(1) 炭化水素油およびハロ-置換炭化水素油; (2) ポリフェニル類; (3) アルキル化ジフェニルエーテル; (4) アルキレンオキシドポリマーおよびインターポリマーおよびそれらの誘導体（末端ヒドロキシル基はエステル化またはエーテル化により修飾されていてもよい）; (5) ジカルボン酸と様々なアルコールとのエステル、または、C5 〜 C12 モノカルボン酸およびポリオールまたはポリオールエーテルから製造されたエステル; (6) ケイ素系オイル; および(7) それらの誘導体、類縁体、同族体。炭化水素油およびハロ-置換炭化水素油の例は、ポリマー化およびインターポリマー化オレフィンであり、これはポリアルファオレフィンとしても知られている。
【０００８】
本発明の非限定的な実施態様において、天然または合成油は、非精製、精製、または再精製油であってもよい。本明細書において、“非精製油”は、天然または合成の供給源からさらなる精製処理なしに直接得られたものである。本明細書において、“精製油”は、１以上の特性を向上させるために１以上の精製工程でさらに処理された油である。例えば、精製油は、酸化に対する安定性を向上させるために水素添加されていてもよい。
本発明の非限定的な実施態様において、基油は、グループII油、グループIII油、またはそれらの混合物であってもよい。グループIIおよびグループIII油は、API 基油互換性ガイドラインにより定められた分類である。
本発明の非限定的な実施態様において、基油は、当該技術分野においてよく知られるように、スラックワックスまたはフィッシャー・トロプシュ法により合成されたワックスなどのワックスの水素化異性化により誘導されるガス・トゥ・リキッド(GTL) 基油であり得る。
本発明の別の非限定的な実施態様において、基油は、少なくとも50質量％の合成潤滑油を含む。
本発明の非限定的な実施態様において、基油は、限られた量の水、および、電気を通すいかなる金属（例えば、鉄、銅、亜鉛、カルシウム等）を含む。例えば、水は、基油中に100 PPM以下、または50 PPM以下の量で存在し得る。例えば、電気を通す金属は、基油中に10 PPM以下、または5 PPM以下の量で存在し得る。
本発明によれば、基油は、潤滑組成物の50質量％より多い、例えば組成物の75〜95質量％の量で存在し得る。
【０００９】
本発明によれば、潤滑組成物は、油溶性リン含有物質を含む。適切なリン含有化合物としては、原子価状態がIIIまたはVのいずれかであるリンの化合物の酸のエステルが挙げられる。本発明の非限定的な実施態様において、リン含有化合物は、中性化合物である、即ち、それは、ジ-アルキルホスファイト(phosphites)、トリ-アルキルホスファイトまたはトリ-アルキルホスフェート(phosphates)など（だだし、これらに限定されない）の酸性プロトンを含まない。本発明によれば、アルキル基は置換されていても置換されていなくてもよく、また、炭素および水素に加えて置換のヘテロ原子（例えば塩素、硫黄、酸素または水素）を含んでいてもよい。
適切な油溶性リン含有物質には、アルキルホスファイト、リン含有酸(phosphorus acids)および任意でホウ素により後処理(post-treated)した無灰分散剤が含まれる。
本発明において有用なアルキルホスファイトの例としては、米国特許第5,750,476号の第５欄第３０〜６５行に記載されるようなジ- およびトリ-アルキルホスファイトが挙げられる。
非限定的な実施態様において、ホスファイトは、トリアルキルホスファイトおよびトリアリールホスファイトを含む。本発明によれば、アリール基はフェニル基または置換フェニル基であり得る。
本発明の別の非限定的な実施態様において、油溶性リン含有物質は、米国特許第5,185,090号に記載されるような混合チオ-アルキルホスフェートである。
【００１０】
油溶性リン含有物質の例としては、１以上の無灰分散剤を、リンの酸または無水物、そして任意でホウ素で後処理することにより製造されたものが挙げられる。無灰分散剤からの油溶性リン含有物質およびそれらのホウ素化類縁体の調製についての詳細な説明は、米国特許第3,502,677号および第4,857,214号に含まれている。適切な無灰分散剤としては、ヒドロカルビルスクシンイミド、ヒドロカルビルスクシンアミド、ヒドロカルビル置換コハク酸の混合エステルアミド、ヒドロカルビル置換コハク酸のヒドロキシエステル, ヒドロカルビル置換フェノールのマンニッヒ縮合生成物、ホルムアルデヒド、ポリアミン、並びにこれらの組み合わせおよび混合物が挙げられる。
非限定的な実施態様において、油溶性リン含有物質は、リンの供給源および任意でホウ素で後処理された、テトラエチレンペントアミンなどのポリアミンのポリイソブチレンスクシンイミドからなる無灰分散剤を含む。ポリイソブチレン基は、300〜3000の範囲の分子量を有し得る。リンの適切な供給源としては、無機リン含有酸および無水物、例えば、亜リン酸、リン酸、次リン酸、三酸化リン、五酸化リン、無水リン酸が挙げられる。リンの適切な供給源はまた、無機リン含有酸および無水物の部分的および完全な硫黄類縁体、例えばホスホロテトラチオ酸(phosphorotetrathioc acid)、ホスホロモノチオ酸(phosphoromonothioc acid)、ホスホロジチオ酸(phosphorodithioc acid)およびホスホロトリチオ酸(phosphorotrithioc acid)を含む。
【００１１】
本発明の非限定的な実施態様において、潤滑組成物中におけるリン含有物質の量は、200ppm以下、または150ppm以下、または100ppm以下である。
本発明によれば、潤滑組成物は、腐食防止剤を含む。適切な腐食防止剤としては、トリアゾール、例えばベンゾトリアゾール、トリトリアゾール、および芳香族トリアゾールが挙げられる。適切な腐食防止剤はまた、チアジアゾール系の物質、例えばメルカプトチアジアゾールを含む。本発明の腐食防止剤は、上記の組み合わせおよび混合物を含み得る。
【００１２】
本明細書において参照する場合、芳香族トリアゾールは以下の一般式を有する：
2008195942.tif 000002
【００１３】
（式中、R は、水素、または、１〜８個の炭素を有するヒドロカルビル基である。）上に示すように、芳香族トリアゾールは、置換されたベンゾトリアゾールである。ナフタレンおよび他の芳香族構造に基づく類縁の芳香族物質もまた本発明に包含される。非限定的な実施態様において、芳香族トリアゾールは、トリルトリアゾールまたはベンゾトリアゾールである。
【００１４】
本明細書中で参照する場合、メルカプトトリアゾールは以下の一般式を有する:
2008195942.tif 000003
【００１５】
（式中、各R は、(1) 水素、または１〜３０個の炭素原子、例えば６〜１５個の炭素原子を有するヒドロカルビル基、または、(2) 硫黄含有基 R'S-、例えばジヒドロカルビルジチオチアジアゾールである；これによりチアジアゾールの核をヒドロカルビル基に連結する２つの硫黄原子の鎖が存在し得る）。本発明の非限定的な実施態様において、メルカプトチアジアゾールは、2,5-ビス-(ター-ノニルジチオ)-1,3,4-チアジアゾールまたは2,5-ジメルカプトチアジアゾール(“DMTD”)の誘導体、例えば (a) 2-ヒドロカルビルジチオ-5-メルカプト-1,3,4-チアジアゾールまたは 2,5-ビス(ヒドロカルビルジチオ)-1,3,4-チアジアゾールおよびそれらの混合物; (b) DMTDのカルボン酸エステル; (c) α-ハロゲン化脂肪族モノカルボン酸とDMTDとの縮合生成物; (d) 不飽和環状炭化水素および不飽和ケトンとDMTDとの反応生成物; (e) アルデヒドおよびジアリールアミンとDMTDとの反応生成物; (f) DMTDのアミン塩; (g) DMTDのジチオカルバメート誘導体; (h) アルデヒド、およびアルコールまたは芳香族ヒドロキシ化合物、およびDMTDの反応生成物; (i) アルデヒド、メルカプタン、およびDMTDの反応生成物; (j) 2-ヒドロカルビルチオ-5-メルカプト-1,3,4-チアジアゾール; (k) 油溶性分散在をDMTDと組み合わせたことによる生成物; およびそれらの誘導体である。組成物(a)〜(k) は当業者に知られており、米国特許第4,612,129号およびそこで引用される特許文献に記載されている。
本発明の非限定的な実施態様において、潤滑組成物中における腐食防止剤は、芳香族トリアゾールおよびメルカプトチアジアゾールの両方を含む。
本発明の非限定的な実施態様において、腐食防止剤は、潤滑組成物の0.5質量％以下、または0.2質量％以下の量で存在する。
【００１６】
本発明によれば、潤滑組成物は、任意で第二の無灰分散剤を含むことができる。第二の無灰分散剤は、当該技術分野においてよく知られるいかなる無灰分散剤であってもよい。第二の無灰分散剤のための適切な物質としては、ポリアルケニルコハク酸無水物とポリアミンから製造されたスクシンイミドが挙げられ、また、アリル化(alylated)フェノール、ホルムアルデヒドおよびポリアミンから製造されたマンニッヒ塩基系分散剤もまた有用である。
第二の無灰分散剤に適した物質としては、ヒドロカルビルスクシンイミド、ヒドロカルビルスクシンイミド、ヒドロカルビル-置換コハク酸の混合エステル/アミド、ヒドロカルビル-置換コハク酸のヒドロキシエステル、ヒドロカルビル-置換フェノール、ホルムアルデヒドおよびポリアミンのマンニッヒ縮合生成物、ポリアミンとヒドロカルビル置換フェニル酸の縮合生成物、並びにそれらの組み合わせおよび混合物が挙げられる。
本発明の非限定的な実施態様において、第二の無灰分散剤は、潤滑組成物中に、5質量％以下、または3質量％以下、または2質量％以下の量で存在する。
【００１７】
本発明はまた、前述の潤滑組成物を包含する。潤滑組成物は、１つのハウジング内に少なくとも１つの電気機械的構成要素および少なくとも１つの機械的構成要素を有するトランスミッションを絶縁し、冷却するのに使用できる。さらに、本発明は、前述の潤滑組成物を有するトランスミッションを包含する。
本発明はさらに、前述の潤滑組成物用の添加剤パッケージを包含する。前記添加剤パッケージは、(a) 無灰分散剤 (b) 油溶性リン含有化合物、および、(c) 腐食防止剤を含む。
【実施例】
【００１８】
以下の非限定的な実施例により本発明を説明する。以下の表１中の実施例は、本発明の潤滑組成物の理論的な実施例である。表１は、実施例１〜８中における各成分の量を、最終の潤滑剤中における質量％で示す。
表１ 本発明の潤滑組成物用の添加剤パッケージ
【００１９】
【表１】
2008195942.tif 000004
【００２０】
* かっこ内の数値は60 Hz における絶縁破壊電圧（ASTM D877 による。円板電極: kVs）
表１において、エクソンモービル ソルベント 100 中性油（エクソンモービル社[テキサス州ヒューストン]製）、ユーベース(Yubase) 4 （SK コーポレーション[韓国]製）、およびグループIV - ポリアルファオレフィン(PAO 4)は、本発明における基油であり; ジブチル水素ホスファイト、トリフェニルホスファイトおよびトリラウリルトリチオホスファイトは、本発明における油溶性リン含有物質であり; ハイテック(Hitec)（登録商標）4313（アフトンケミカル [バージニア州リッチモンド]より市販されているチアジアゾール）およびトリルトリアゾールは、本発明における腐食防止剤である。
実施例4に示すように、本発明の添加剤パッケージは、フィリップス66 絶縁油などの市販の絶縁油(transformer oil)に添加することができる。