(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(Ａ)１００℃の動粘度が５〜５０ｍｍ2／ｓの合成炭化水素油２０〜８０質量％、(Ｂ)式(１)で表される化合物の脂肪酸塩１０〜６０質量％、および(Ｃ)ジアミド化合物５〜３０質量％を含有し、(Ｂ)成分の含有量に対する(Ａ)成分の含有量の比が、０．５〜６であるボールジョイント用潤滑剤組成物。
Ｒ1−ＮＨ−Ｒ2−ＮＨ2  (１)
(式中、Ｒ1は炭素数１〜２４の炭化水素基、Ｒ2は炭素数２〜４のアルキレン基を示す。)
【請求項２】
金属製ボールスタッドと、シート材としてのポリエチレン製シートとを備え、請求項１記載の潤滑剤組成物が封入されたことを特徴とするボールジョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールジョイント用潤滑剤組成物及び該組成物を使用するボールジョイントに関し、詳しくは、自動車のステアリングやサスペンション機構に使用されている金属製ボールスタッドとポリエチレン等の合成樹脂製シートとを備えるボールジョイント用潤滑剤組成物及びその組成物を使用するボールジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリングやサスペンション機構に用いられるボールジョイントは、走行時におけるタイヤの上下動に追随し、ハンドルの操舵量を円滑にタイヤに伝達したり、車体の上下動を吸収し、乗り心地を良好にする役目がある。要求される性能としては、作動トルクが低い位置で安定し、ステアリングの動きが常にスムースであること、荷重下における金属製ボールスタッドの変位置(リフト量)が極力少ないこと、耐久性を有していることなどが挙げられる。
過去の研究から、ボールジョイントの機構がいくら優れていても潤滑剤なしでは、良好な性能が得られないことが判っており、これまでのボールジョイント用潤滑剤として、デュオミンＴ−ジオレートを基油にジアミド化合物を配合した組成物(特公昭62-54155号公報)、増ちょう剤のウレア系化合物にポリエチレンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、脂肪酸アミドワックスを配合した組成物(特開平2-194095号公報)、若しくは高速走行時のフラッタ現象を抑制するために基油またはワックス類に、アミドアミン化合物と脂肪酸塩とを配合した組成物(特開平６-240274号公報)が知られている。
しかし、それらの潤滑剤は常温領域では優れたトルク性能を有しているものの、低温領域においてはトルク性能が悪化する問題が判明した。気候の安定している地域では大きな問題を生じないが、氷点下になる北半球などの寒冷地においては、ハンドルの操舵性や乗り心地に悪影響を生じることがあり、ボールジョイント用潤滑剤組成物にも低温におけるトルク性能の向上が求められている。特に、組成物中にワックス類が配合されている場合には、低温領域でのトルクの上昇が顕著である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ボールジョイントにおける常温でのトルク性能のみならず、低温でのトルク性能に優れたボールジョイント用潤滑剤組成物及びその組成物を使用するボールジョイントを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、(Ａ)１００℃の動粘度が５〜５０ｍｍ2／ｓの合成炭化水素油２０〜８０質量％、(Ｂ)式(１)で表される化合物の脂肪酸塩１０〜６０質量％、および(Ｃ)ジアミド化合物５〜３０質量％を含有し、(Ｂ)成分の含有量に対する(Ａ)成分の含有量の比が、０．５〜６であるボールジョイント用潤滑剤組成物(以下、本発明の組成物ということがある)を提供する。
Ｒ1−ＮＨ−Ｒ2−ＮＨ2  (１)
(式中、Ｒ1は炭素数１〜２４の炭化水素基、Ｒ2は炭素数２〜４のアルキレン基を示す。)
また本発明は、金属製ボールスタッドと、シート材としてのポリエチレン製シートとを備え、上記本発明の組成物が封入されたことを特徴とするボールジョイントを提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内容を詳細に説明する。
本発明の組成物に用いる(Ａ)成分は、特定動粘度の合成炭化水素油である。
(Ａ)成分の１００℃の動粘度の下限値は、ボールジョイントがエンジンの熱などにより高温になることから蒸発性の点で、５ｍｍ2／ｓであり、好ましくは６ｍｍ2／ｓ、より好ましく７ｍｍ2／ｓである。一方、１００℃の動粘度の上限値は、低温時のトルク性能の点から、５０ｍｍ2／ｓであり、好ましく３０ｍｍ2／ｓ、より好ましく２０ｍｍ2／ｓである。
【０００６】
(Ａ)成分としての合成炭化水素油としては、例えば、ポリオレフィン油、アルキルベンゼン油、アルキルナフタレン油、ビフェニル油、ジフェニルアルカン油、ジ(アルキルフェニル)アルカン油等が挙げられる。これらの中でもポリオレフィン油が好ましく用いられる。
ポリオレフィン油としては、任意のものが使用できるが、これらの中でも炭素数２〜１２のオレフィンを１種または２種以上重合させたものが好ましい。また、エチレン、プロピレン、１−ブテン、２−ブテン、イソブテン、炭素数５〜１２の直鎖状末端オレフィン(以下、α−オレフィンと呼ぶ)を１種または２種以上重合させたものがより好ましい。
これらの中でも、エチレンとプロピレンとの共重合体；エチレンと炭素数５〜１２のα−オレフィンとの共重合体；ポリブテン、ポリイソブテン又は炭素数５〜１２のα−オレフィンの重合体が好ましく、エチレンと炭素数５〜１２のα−オレフィンとの共重合体；炭素数５〜１２のα−オレフィンの重合体がより好ましい。
また、(Ａ)成分としては、上記オレフィンの重合体を水素化処理したものであっても良い。
本発明の組成物において、(Ａ)成分は、上記合成炭化水素油１種を単独で使用しても良いし、２種以上の異なる合成炭化水素油を混合して使用しても良い。
【０００７】
本発明の組成物において、上記(Ａ)成分の含有割合は、有効な低温時でのトルク性能を得るために、その下限値は組成物全量基準で２０質量％であり、好ましくは２５質量％、より好ましくは３０質量％である。また、高温時での蒸発性、ボールジョイントからの流出およびトルク性能の点から、その上限値は組成物全量基準で８０質量％であり、好ましくは７０質量％、より好ましくは６０質量％である。
【０００８】
本発明の組成物においては、上記合成炭化水素油以外のその他の基油を併用することもできる。その他の基油としては、例えば、鉱油や、エステル油、ポリグリコール油、ポリフェニルエーテル油等の含酸素系合成油等が挙げられる。しかし、例えば、鉱油を配合した場合では低温性能が低下する恐れがあり、エステル油を配合した場合には、ボールジョイントのシート材に悪影響を与える恐れがあることから、その他の基油の含有割合は組成物全量基準で１５質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましく、５質量％以下が特に好ましく、含有しないことが最も好ましい。
【０００９】
本発明の組成物に用いる(Ｂ)成分は、上記式(１)で表される化合物の脂肪酸塩、すなわち、式(１)で表される化合物と脂肪酸との塩である。
上記式(１)において、Ｒ1は炭素数１〜２４の炭化水素基を示す。これらの中でも、炭素数１２〜１８のアルキル基、炭素数１２〜１８のアルケニル基、炭素数１２〜１８のアルカジエニル基等が好ましい。また、Ｒ1は、牛脂脂肪酸の炭化水素残基のような天然油脂由来の残基であっても良い。
上記式(１)において、Ｒ2は炭素数２〜４のアルキレン基を示す。これらの中でも入手性の点から、エチレン基が好ましい。
(Ｂ)成分における脂肪酸としては、例えば、炭素数１〜２４の脂肪酸等が挙げられる。該脂肪酸は、直鎖状又は分岐鎖状のいずれでも良く、また飽和又は不飽和のいずれであっても良い。これらの中でも、入手性およびトルク性能の点でオレイン酸が最も好ましい。
【００１０】
(Ｂ)成分は、上記式(１)で表される化合物と脂肪酸とを任意の混合比で反応させることにより得ることができる。その混合比は任意であるが、式(１)で表される化合物１モルに対して、脂肪酸２モルが好ましい。
本発明の組成物において、上記(Ｂ)成分の含有割合は、常温でのトルク性能の点から、その下限値が組成物全量を基準として１０質量％であり、好ましくは１５質量％、より好ましくは２０質量％である。また、低温でのトルク性能の点から、その上限値は組成物全量基準で６０質量％であり、好ましくは５５質量％、より好ましくは５０質量％である。
また、本発明の組成物において、(Ｂ)成分の含有量に対する(Ａ)成分の含有量の比((Ａ)／(Ｂ))は、低温でのトルク性能の点から、その下限値は０．５であり、好ましくは０．７、より好ましくは０．８、さらにより好ましくは０．９、最も好ましくは１．０である。一方、低温でのトルク性能の点から、その上限値は６であり、好ましくは５、より好ましくは４、さらに好ましくは３である。
【００１１】
本発明の組成物に用いる(Ｃ)成分は、ジアミド化合物である。
ジアミド化合物としては、例えば、式(２)で表される化合物等が挙げられる。
Ｒ4ＣＯＮＨ−Ｒ3−ＮＨＣＯＲ5    (２)
式(２)において、Ｒ3は炭素数２〜４のアルキレン基が好ましく、特に、エチレン基が好ましい。Ｒ4およびＲ5は、それぞれ別個に炭素数６〜２４のアルキル基またはアルケニル基が好ましい。これらの中でも炭素数１０〜２０のアルキル基またはアルケニル基が好ましく、炭素数１４〜１８のアルキル基またはアルケニル基がより好ましい。
【００１２】
本発明の組成物において、上記(Ｃ)成分の含有割合は、ボールジョイントからの流出防止の点から、その下限値は組成物全量を基準として５質量％であり、好ましくは７質量％、より好ましくは１０質量％である。また、トルク性能の点から、その上限値は組成物全量基準で３０質量％であり、好ましくは２５質量％、より好ましくは２０質量％である。
【００１３】
本発明の組成物においては、その性質を損なうことがない限り、さらに性能を向上させるために必要に応じて、例えば、固体潤滑剤、極圧剤、酸化防止剤、油性剤、さび止め剤、粘度指数向上剤等を含有させることができる。
固体潤滑剤としては、例えば、黒鉛、フッ化黒鉛、ポリテトラフロロエチレン、二硫化モリブデン、硫化アンチモン、アルカリ(土類)金属ほう酸塩等が挙げられる。
極圧剤としては、例えば、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアリールジチオリン酸亜鉛等の有機亜鉛化合物；ホスフェート、ホスファイト類等が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系化合物；ジアルキルジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、ｐ−アルキルフェニル−α−ナフチルアミン等のアミン系化合物；硫黄系化合物；フェノチアジン系化合物等が挙げられる。
【００１４】
油性剤としては、例えば、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン等のアミン類；ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の高級アルコール類；ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸類；ラウリン酸メチル、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、オレイン酸メチル等の脂肪酸エステル類；ラウリルアミド、ミリスチルアミド、パルミチルアミド、ステアリルアミド、オレイルアミド等のアミド類；油脂等が挙げられる。
さび止め剤としては、例えば、金属石けん類；ソルビタン脂肪酸エステル等の多価アルコール部分エステル類；アミン類；リン酸；リン酸塩等が挙げられる。
粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメタクリレート、ポリイソブチレン、ポリスチレン等が挙げられる。
【００１５】
本発明のボールジョイントは、金属製ボールスタッドと、シート材としてのポリエチレン製シートとを備え、上記本発明の組成物が封入されていれば良い。
上記金属製ボールスタッド及びポリエチレン製シートとしては、公知のもの等が使用でき、その構成は、自動車のステアリングやサスペンション機構等に使用しうる構造であれば良い。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のボールジョイント用潤滑剤組成物は、(Ａ)成分としての合成炭化水素油、(Ｂ)としての脂肪酸塩、および(Ｃ)成分としてのジアミド化合物を特定割合で含有するので、ボールジョイントにおいて、従来のボールジョイント用グリースの特徴である常温でのトルク性能に加えて、低温においても優れたトルク性能を示す。このような本発明の組成物を封入したボールジョイントは、上記性能が発揮できるので、自動車のステアリングやサスペンション機構等に使用するボールジョイントに有用である。
【００１７】
【実施例】
以下本発明を、実施例および比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１〜５及び比較例１〜７
表１に示す組成により、実施例および比較例の組成物をそれぞれ調製した。なお、調製にあたっては、まず以下に示す(Ａ)〜(Ｃ)成分並びにその他の基油を混合して加熱溶解し、その後、その他の添加剤を加えて溶解した後、ロールミルに通して調製を行った。
【００１８】
(Ａ)成分
Ａ１：ポリα−オレフィン油(１００℃動粘度：８ｍｍ2／ｓ)
Ａ２：エチレンとα−オレフィンとの共重合体(１００℃動粘度：２０ｍｍ2／ｓ)
Ａ３：エチレンとα−オレフィンとの共重合体(１００℃動粘度：４０ｍｍ2／ｓ)
(Ｂ)成分
上記式(１)においてＲ1が牛脂脂肪酸の炭化水素残基であり、Ｒ2がエチレン基である化合物とオレイン酸との塩(モル比１：２)(デュオミンＴ−ジオレート)
(Ｃ)成分
エチレンジアミンとオレイン酸とのジアミド化合物。
【００１９】
その他の添加剤(含有割合は全て組成物全量基準)
酸化防止剤(２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール)：１．０質量％
金属不活性化剤(１，２，３−ベンゾトリアゾール)：０．０５質量％
その他の基油
エステル系合成油(２５ｍｍ2／ｓ)
【００２０】
次いで、調製した実施例１〜５及び比較例１〜３および６〜７の潤滑剤組成物、並びに市販のボールジョイント用グリース(比較例４及び５)に対して、以下に示す試験条件に従って初動トルク測定を行った。結果を表１に示す。また、実施例１〜５及び比較例６，７における(Ａ)成分／(Ｂ)成分と初動トルクの関係を示すグラフを図１に示す。なお、図１において、−◆−は２８℃における(Ａ)成分／(Ｂ)成分と初動トルクとの関係を、−■−は−３０℃における(Ａ)成分／(Ｂ)成分と初動トルクとの関係を示す。
試験条件
球状の頭部とその球状頭部から延出する軸部からなる鋼鉄製ボールスタッド(球状頭部の直径２０ｍｍ)と、球状頭部を包持するポリエチレン製のボールシートとから構成されるボールジョイントを使用して、初動トルクを測定する。
この試験は、上記ボールジョイントを撚回(捻り回す)後、表１に示す温度(２８℃又は−３０℃)に設定した恒温槽の中に４時間放置し、その直後にボールスタッドの頭部に、軸部が１５゜／秒で回転する荷重を負荷する。初動トルクは、上記回転の最大荷重値と、球状頭部の中心から回転の作用点までの距離の積により求める。
【００２１】
【表１】
0004689888.tif 000002
【００２２】
表１の結果から明らかなとおり、本発明に関わる実施例１〜５の組成物は常温および低温共に低い初動トルクを示している。これに対して、(Ａ)成分を使用していない組成物(比較例１)は低温での初動トルクが大きく、(Ｂ)成分を使用していない組成物(比較例２)は常温での初動トルクが大きく、その他の基油を使用した組成物(比較例３)や市販品(比較例４、比較例５)、更に(Ａ)成分／(Ｂ)成分が本発明の範囲から外れた比較例６及び７では、低温における初動トルクが本発明の組成物よりも大きいことが判る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１〜５及び比較例６，７の(Ａ)成分／(Ｂ)成分と初動トルクとの関係を示すグラフである。
【図１】
0004689888.tif 000003