(57)【要約】【課題】  潤滑特性が長期間に渡って持続しうる潤滑皮膜を有する歯車部品を提供する。【解決手段】  歯面同士が噛合する際の初期なじみ性を向上させるために、表面に潤滑皮膜が形成された歯車部品において、前記潤滑皮膜は、歯面同士の噛合により、噛合する他の歯面に転写されうる有機リン化合物を有することを特徴とする、歯車部品である。前記潤滑皮膜は、有機リン化合物として、下記化学式１：    【化１】2005154865.tif 000010で表されるアルキルホスホン酸誘導体と、無機リン酸塩、無機硼酸塩および無機珪酸塩からなる群より選択される１種以上の無機塩と、水とを含む水性潤滑剤組成物を、前記歯車部品の表面に付着させ、水を蒸発させることによって形成されうる。【選択図】  図１
2005154865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯面同士が噛合する際の初期なじみ性を向上させるために、表面に潤滑皮膜が形成された歯車部品において、
前記潤滑皮膜は、歯面同士の噛合により、噛合する他の歯面に転写されうる有機リン化合物を有することを特徴とする、歯車部品。
【請求項２】
前記潤滑皮膜は、有機リン化合物として、下記化学式１：
【化１】
2005154865.tif 000008
（式中、Ｒ１は、炭素数１０〜５０のアルキル基であり、Ｒ２およびＲ３は、同一または異なっていてもよく、水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ２およびＲ３の少なくとも一方が炭素数１〜１０のアルキル基である）
で表されるアルキルホスホン酸誘導体と、無機リン酸塩、無機硼酸塩および無機珪酸塩からなる群より選択される１種以上の無機塩と、水とを含む水性潤滑剤組成物を、前記歯車部品の表面に付着させ、水を蒸発させることによって形成されうる、請求項１に記載の歯車部品。
【請求項３】
前記水性潤滑剤組成物は、さらに、硫化脂肪酸、有機酸、有機アミンおよび乳化剤を含む、請求項２に記載の歯車部品。
【請求項４】
前記水性潤滑剤組成物は、組成物の全質量に対して、０．１〜１０．０質量％の前記アルキルホスホン酸誘導体、１．０〜１０．０質量％の前記無機塩、１．０〜１０．０質量％の前記硫化脂肪酸、０．１〜１０．０質量％の前記有機酸、０．１〜１０．０質量％の前記有機アミン、および０．１〜１０．０質量％の前記乳化剤を含む、請求項３に記載の歯車部品。
【請求項５】
歯面同士が噛合する際の初期なじみ性を向上させるために、表面に潤滑皮膜が形成された歯車部品の製造方法において、
歯面同士の噛合により、噛合する他の歯面に転写されうる有機リン化合物と、水とを含む水性潤滑剤組成物を、歯車部品の表面に付着させる工程と、
前記歯車部品の表面に付着した前記水性潤滑剤組成物中の水を蒸発させる工程と、を有する歯車部品の製造方法。
【請求項６】
前記水性潤滑剤組成物は、前記有機リン化合物として、下記化学式１：
【化２】
2005154865.tif 000009
（式中、Ｒ１は、炭素数１０〜５０のアルキル基であり、Ｒ２およびＲ３は、同一または異なっていてもよく、水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ２およびＲ３の少なくとも一方が炭素数１〜１０のアルキル基である）
で表されるアルキルホスホン酸誘導体と、無機リン酸塩、無機硼酸塩および無機珪酸塩からなる群より選択される１種以上の無機塩と、水とを含む、請求項５に記載の歯車部品の製造方法。
【請求項７】
前記水性潤滑剤組成物は、さらに、硫化脂肪酸、有機酸、有機アミンおよび乳化剤を含む、請求項６に記載の歯車部品の製造方法。
【請求項８】
前記水性潤滑剤組成物は、組成物の全質量に対して、０．１〜１０．０質量％の前記アルキルホスホン酸誘導体、１．０〜１０．０質量％の前記無機塩、１．０〜１０．０質量％の前記硫化脂肪酸、０．１〜１０．０質量％の前記有機酸、０．１〜１０．０質量％の前記有機アミン、および０．１〜１０．０質量％の前記乳化剤を含む、請求項７に記載の歯車部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に摺動潤滑性に優れた皮膜が形成された歯車部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製の歯車部品の歯面どうしが噛合する際、摺動歯面には、潤滑性、耐磨耗性、初期なじみ性等の向上などを目的として、潤滑皮膜が形成される。これまでに、様々な材料の潤滑皮膜が提案されている。潤滑皮膜は、歯車の初期なじみを確保するために、部材がかみあう面に潤滑皮膜を形成するリュブライズ処理と呼ばれる処理によって形成される。潤滑皮膜としては、例えば、リン酸系化成皮膜が提案されている（特許文献１参照）。一般に、化成皮膜を形成するためには、特定化学物質が用いられる。
【０００３】
しかしながら、化成処理によって歯車部品の摺動面に皮膜を形成するには、高温の化成処理液中に、一定時間、歯車部品を保持する必要がある。例えば、５０〜１００℃程度の高温の処理液中に、５〜２０分間程度、歯車部品を浸漬させなければならない。特許文献１に記載されているように、水溶液系の化成処理液を用いれば、処理温度が低下されうる。しかし、所定の化成処理液を用いて歯車部品の摺動面を化成処理するには、特別な装置が必要であり、歯車部品の製造コストが増加する。そこで、簡便に潤滑皮膜を形成する方法の開発が求められていた。
【０００４】
また、潤滑皮膜の特性に関しても、車両など、長期間に渡って使用される用途にも対応できるように、潤滑特性がより長期間持続する潤滑皮膜が所望されていた。
【特許文献１】特開平７−９０６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、潤滑特性が長期間に渡って持続しうる潤滑皮膜を有する歯車部品を提供することである。また、潤滑皮膜を簡便に形成する手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、歯面同士が噛合する際の初期なじみ性を向上させるために、表面に潤滑皮膜が形成された歯車部品において、前記潤滑皮膜は、歯面同士の噛合により、噛合する他の歯面に転写されうる有機リン化合物を有することを特徴とする、歯車部品である。
【０００７】
前記潤滑皮膜は、有機リン化合物として、下記化学式１：
【０００８】
【化１】
2005154865.tif 000003
【０００９】
（式中、Ｒ１は、炭素数１０〜５０のアルキル基であり、Ｒ２およびＲ３は、同一または異なっていてもよく、水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ２およびＲ３の少なくとも一方が炭素数１〜１０のアルキル基である）
で表されるアルキルホスホン酸誘導体と、無機リン酸塩、無機硼酸塩および無機珪酸塩からなる群より選択される１種以上の無機塩と、水とを含む水性潤滑剤組成物を、前記歯車部品の表面に付着させ、水を蒸発させることによって形成されうる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の歯車部品の表面に形成された潤滑皮膜は、摺動する材料に転写されうるため、長期間に渡って摺動面に保持されうる。このため、潤滑作用が長期間に渡って持続する。
【００１１】
本発明の歯車部品の表面に形成される潤滑皮膜は、潤滑剤組成物中に歯車部品を浸漬させて、その後、乾燥させることによって形成されうる。このような簡便な手法で潤滑皮膜が形成されうるため、取り扱いおよび後処理の双方が容易である。また、歯車部品の表面に潤滑皮膜を形成するための製造コストも低減されうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１は、歯面同士が噛合する際の初期なじみ性を向上させるために、表面に潤滑皮膜が形成された歯車部品において、前記潤滑皮膜は、歯面同士の噛合により、噛合する他の歯面に転写されうる有機リン化合物を有することを特徴とする、歯車部品である。
【００１３】
本発明の歯車部品は、長期間に渡って、潤滑性能が維持されうる。図１は、ファイナルドライブのギヤの表面に形成された残存皮膜厚と走行距離との関係を示すグラフである。図１Ａは、化成処理によって形成された、従来のギヤ表面における残存皮膜厚と走行距離との関係である。図１Ｂは、本発明の歯車表面における残存皮膜厚と走行距離との関係である。なお、図１Ａおよび図１Ｂは、同一スケールである。
【００１４】
図１に示されるように、本発明の歯車部品の表面に存在する潤滑皮膜は、長期間に渡って残存し、潤滑性能が長期間持続する。したがって、自動車など、長期間に渡って性能が保持することが求められる用途に、本発明の歯車部品は特に有益である。
【００１５】
本発明の歯車部品の表面に形成された潤滑皮膜が持続性に優れるのは、潤滑皮膜が、該歯車部品と摺動する材料の表面に転写されうるためである。図１Ｂにおいて、「相手材」と記載された線は、本発明の歯車部品と摺動する材料を意味する。例えば、ギヤとギヤとの関係が該当する。当初は、「処理母材」と記載された歯車部品の表面にのみ、潤滑皮膜は形成されている。その潤滑皮膜が歯車のかみ合わせに応じて、相手材の表面にも転写され、相手材の表面にも潤滑皮膜が形成される。その結果、潤滑皮膜が長期間に渡って、歯車部品の表面に保持されうる。
【００１６】
図２を用いて、相手材の表面に潤滑皮膜が形成される態様について説明する。本発明の歯車部品には、摺動する材料に転写されうる潤滑皮膜１０４が形成されている（図２（ａ））。潤滑皮膜１０４が形成された歯車部品１０２は、ギヤなどの相手材１０６に対向するように配置される（図２（ｂ））。その後、歯車部品１０２および相手材１０６は、動力を伝達するために使用される。なお、図面においては、説明の都合上、歯車部品が有する歯は省略されている。また、便宜上、潤滑皮膜１０４が形成された歯車部品１０２と相手材１０６とが異なる部材であることを明示するために、潤滑皮膜１０４と相手材１０６との間には、図面上は隙間が設けられている。なお、潤滑皮膜の厚さは、歯車部品の種類によって異なるが、一般的には１〜５０μｍである。
【００１７】
潤滑皮膜１０４が、化成処理によって形成された従来の皮膜であると、皮膜強度は高く、歯車部品との密着性には優れる。しかしながら、歯車部品１０２および相手材１０６の使用に伴う機械的摩擦によって、粉砕されやすく、潤滑皮膜１０４は単純に減少していく。ところが、本発明の歯車部品においては、歯車部品１０２の表面に形成された潤滑皮膜１０４は、単純に減少するのではなく、歯車部品１０２と相手材１０６との摺動によって、相手材１０６の表面に転写され、潤滑皮膜１０４'となる。このように相手材１０６の表面に潤滑皮膜１０４'が形成されると、歯車部品１０２と相手材１０６との間に潤滑皮膜が長期間保持される。
【００１８】
相手材１０６への潤滑皮膜の転写を生じさせるには、形成される潤滑皮膜は、好ましくは有機質皮膜である。有機質皮膜は柔軟性に富むため転写が生じやすい。具体的には、潤滑皮膜は、歯面同士の噛合により、噛合する他の歯面に転写されうる有機リン化合物を有する。好ましくは、潤滑皮膜は、有機リン化合物として、下記化学式１：
【００１９】
【化２】
2005154865.tif 000004
【００２０】
（式中、Ｒ１は、炭素数１０〜５０のアルキル基であり、Ｒ２およびＲ３は、同一または異なっていてもよく、水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ２およびＲ３の少なくとも一方が炭素数１〜１０のアルキル基である）
で表されるアルキルホスホン酸誘導体を有する。
【００２１】
潤滑皮膜は、かようなアルキルホスホン酸誘導体と、無機リン酸塩、無機硼酸塩および無機珪酸塩からなる群より選択される１種以上の無機塩と、水とを含む、水性潤滑剤組成物を、前記歯車部品の表面に付着させ、水を蒸発させることによって形成されうる。
【００２２】
前記水性潤滑剤組成物は、所定のアルキルホスホン酸誘導体を有するため、形成される皮膜が有機質皮膜となる。その上、前記水性潤滑剤組成物は、無機リン酸塩などの無機塩も含むため、皮膜は適度な硬度を有する。形成される潤滑皮膜が有機質皮膜であり、転写されうるのは、化学式１のリン化合物が、炭素原子とリン原子との直接結合（Ｃ−Ｐ）を有している点に影響されていると推測される。潤滑剤に用いられる一般的なリン化合物は、リン原子に直接結合している原子は、全て酸素原子である。つまり、化学式（１）と同様の構造を有する一般的なリン化合物は、炭素原子とリン原子との間に酸素原子が存在する（Ｃ−Ｏ−Ｐ）。Ｐ−Ｃ−Ｐ結合は、Ｃ−Ｏ−Ｐ結合よりも強く、熱的に安定であり、切断されにくい。このため、歯車部品の表面に有機質皮膜として残存しつづける。潤滑皮膜が有機皮膜であると膜は柔軟性に富み、前述のように、相手材のかみ合わせ面に潤滑皮膜が転写されうる。ただし、本発明の技術的範囲が上記メカニズムによって効果が発現する実施態様に限定されるわけではない。
【００２３】
次に、化学式１で表されるアルキルホスホン酸誘導体、無機酸、および水を含む水系潤滑剤組成物の構成要素について詳細に説明する。
【００２４】
水系潤滑剤組成物は、下記式１で表されるアルキルホスホン酸誘導体を含む。
【００２５】
【化３】
2005154865.tif 000005
【００２６】
Ｒ１は、炭素数１０〜５０のアルキル基である。アルキル基は、直鎖、分岐鎖、環状のいずれであってもよい。炭素数１０〜５０のアルキル基の具体例としては、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、イソオクタデシル基、エイコシル基、オクタコシル基、トリアコンタシル基、テトラコンタシル基、ペンタコンタシル基、ヘキサコンタシル基、ドコシル基、テトラコシル基、ヘキサコシル基、ペンチルコンタシル基等を挙げることができる。
【００２７】
Ｒ２およびＲ３は、水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基である。アルキル基は、直鎖、分岐鎖、環状のいずれであってもよい。また、Ｒ２およびＲ３は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。炭素数１〜１０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等を挙げることができる。
【００２８】
化学式１で表されるアルキルホスホン酸誘導体は、Ｒ２およびＲ３の少なくとも一方が水素原子でなく、炭素数１〜１０のアルキル基である。従って、化学式１で表されるアルキルホスホン酸誘導体は、アルキルホスホン酸モノアルキルエステルまたはアルキルホスホン酸ジアルキルエステルである。場合によっては、２種以上のアルキルホスホン酸誘導体が用いられてもよい。
【００２９】
化学式１で表されるアルキルホスホン酸誘導体は、金属表面への吸着力が大きい。また、化学的に安定であり、高圧、高温環境下であっても、化合物が分解しにくい。さらに、対向する材料に転写されうる。これらの作用により、水性潤滑剤組成物が化学式１で表されるアルキルホスホン酸誘導体を含むと、潤滑効果が長期間持続する。効果に関する詳細な説明は、既に説明したので、ここでは説明を省略する。
【００３０】
アルキルホスホン酸誘導体は、組成物の全質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％含まれる。含有量が少なすぎると、アルキルホスホン酸誘導体による効果が十分に発現しない虞がある。含有量が多すぎると、歯車部品の表面に潤滑皮膜を形成する際に、膜厚が厚くなりすぎ、過剰皮膜が脱落または可溶化する虞がある。なお、２種以上のアルキルホスホン酸誘導体が用いられる場合には、それらの含有量の合計が上記範囲内であればよい。
【００３１】
水性潤滑剤組成物は、無機リン酸塩、無機硼酸塩および無機珪酸塩からなる群より選択される１種以上の無機塩を含む。無機リン酸塩とは、各種リン酸の塩であって、無機物である化合物を意味する。無機硼酸塩とは、硼酸の塩であって、無機物である化合物を意味する。無機珪酸塩とは、珪酸の塩であって、無機物である化合物を意味する。これらの無機塩は、形成される潤滑皮膜の硬度を向上させる。無機塩の具体例としては、亜リン酸二ナトリウム、亜リン酸二カリウム、オルトリン酸二ナトリウム、オルトリン酸二カリウム、リン酸一ナトリウム、リン酸一カリウム、ジ亜リン酸ナトリウム、ジ亜リン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸カリウム、ポリリン酸ナトリウム、ポリリン酸カリウム、メタリン酸ナトリウム、メタリン酸カリウム、リンモリブデン酸ナトリウム、リンモリブデン酸カリウム、リン酸一ナトリウム（一水和、二水和）、リン酸一カリウム（一水和、二水和）、リン酸三ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸水素ナトリウム（一水和、二水和）、リン酸水素カリウム（一水和、二水和）、リン酸二ナトリウム（無水、二水和、１２水和）、リン酸二カリウム（無水、二水和、１２水和）、などの無機リン酸塩；硼酸ナトリウム、硼酸カリウム、メタ硼酸ナトリウム、メタ硼酸カリウムなどの無機硼酸塩；およびメタ珪酸ナトリウム、メタ珪酸カリウム、オルト珪酸ナトリウム、オルト珪酸カリウムなどの無機珪酸塩が挙げられる。ただし、無機塩は、これらに限定されない。場合によっては、２種以上の無機塩が用いられてもよい。
【００３２】
無機塩は、組成物の全質量に対して、好ましくは１．０〜１０質量％含まれる。含有量が少なすぎると、無機塩による効果が十分に発現しない虞がある。含有量が多すぎると、歯車部品の表面に潤滑皮膜を形成する際に、膜厚が厚くなりすぎ、過剰皮膜が脱落または可溶化する虞がある。なお、２種以上の無機塩が用いられる場合には、それらの含有量の合計が上記範囲内であればよい。
【００３３】
水性潤滑剤組成物は、必要に応じて、さらに硫化脂肪酸、有機酸、有機アミン、乳化剤などの成分を含んでもよい。これらの１種、２種または３種が含まれてもよいし、全種類が含まれてもよい。
【００３４】
硫化脂肪酸とは、脂肪酸の硫化物を意味する。硫化脂肪酸を含ませることによって、金属相互間の極圧効果が生じる。硫化脂肪酸としては、炭素数８〜２０の脂肪酸の硫化物が挙げられる。硫化脂肪酸の具体例としては、硫化ペラルゴン酸、硫化ラウリン酸、硫化パルミチン酸、硫化オレイン酸、硫化ステアリン酸、硫化ノナデカン酸、硫化リノレン酸、硫化リノール酸等が挙げられる。場合によっては、２種以上の硫化脂肪酸が用いられてもよい。
【００３５】
硫化脂肪酸は、組成物の全質量に対して、好ましくは１．０〜１０質量％含まれる。含有量が少なすぎると、硫化脂肪酸による効果が十分に発現しない虞がある。含有量が多すぎると、歯車部品の表面に潤滑皮膜を形成する際に、膜厚が厚くなりすぎ、過剰皮膜が脱落または可溶化する虞がある。なお、２種以上の硫化脂肪酸が用いられる場合には、それらの含有量の合計が上記範囲内であればよい。
【００３６】
有機酸とは、安息香酸、テレフタル酸、パラニトロ安息香酸、パラトリイル酸、ホルミル安息香酸、アニス酸、フタル酸、ベンゾイル安息香酸、３−メトキシ−２−ニトロ安息香酸、４−メトキシ−３−ニトロ安息香酸などの有機化合物の酸を意味する。一般的には、カルボキシル基を有する化合物が有機酸として用いられる。場合によっては、２種以上の有機酸が用いられてもよい。潤滑剤組成物に有機酸が含まれると、金属に対する防錆効果が向上する。
【００３７】
有機酸は、組成物の全質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％含まれる。含有量が少なすぎると、有機酸による効果が十分に発現しない虞がある。含有量が多すぎると、歯車部品の表面に潤滑皮膜を形成する際に、膜厚が厚くなりすぎ、過剰皮膜が脱落または可溶化する虞がある。なお、２種以上の有機酸が用いられる場合には、それらの含有量の合計が上記範囲内であればよい。
【００３８】
有機アミンとは、アミノ基またはイミノ基を有する有機化合物を意味する。有機アミンの具体例としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミンなどのアルカノールアミンが挙げられる。場合によっては、２種以上の有機アミンが用いられてもよい。潤滑剤組成物に有機アミンが含まれると、金属に対する防錆効果が向上する。
【００３９】
有機アミンは、組成物の全質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％含まれる。含有量が少なすぎると、有機アミンによる効果が十分に発現しない虞がある。含有量が多すぎると、歯車部品の表面に潤滑皮膜を形成する際に、膜厚が厚くなりすぎ、過剰皮膜が脱落または可溶化する虞がある。なお、２種以上の有機アミンが用いられる場合には、それらの含有量の合計が上記範囲内であればよい。
【００４０】
その他の添加物が配合されてもよい。例えば、乳化剤、粘度調整剤、ゲル化防止剤、たれ防止剤などが配合されてもよい。好ましくは、水性潤滑剤組成物には、乳化剤が配合される。乳化剤を加えると、組成物中の成分が均一に分散し、均一な皮膜が形成されうる。乳化剤は、公知のアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤および両性界面活性剤が使用されうる。好ましくは、脂肪酸アミン塩のようなアニオン界面活性剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル又はエステルが用いられる。なお、有機酸および有機アミンの双方を用いる場合には、脂肪酸アミン塩が形成されて、乳化剤としての作用が発現しうる。このような場合には、別途乳化剤を添加しなくても、乳化剤を加えた場合と同様の効果が発現しうる。
【００４１】
界面活性剤としては、以下の化合物が挙げられる。ただし、界面活性剤がこれらに限定されるわけではない。アニオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリルアルコール硫酸エステルアンモニウム、ラウリル硫酸エステルナトリウムなどが挙げられる。カチオン系界面活性剤としては、例えば、メチルアンモニウムクロライド、ラウリルアンモニウムクロライド、ステアリルアンモニウムクロライド、ジメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアンモニウムクロライド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ポリオキシエチレンモノラウリルアミンなどが挙げられる。ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコールラウリン酸エステル、ポリエチレングリコールオレイン酸ジエステル、グリセリンオレイン酸モノエステル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリエチレングリコールジステアリン酸エステルなどが挙げられる。
【００４２】
水性潤滑剤組成物に含まれる上記構成要素は、溶媒に溶解または分散する。水性潤滑剤組成物の溶媒は、基本的に水である。しかしながら、溶媒は水のみでなくてもよく、溶媒の蒸発や取り扱い性に悪影響がおよばない程度において、他成分が混入していてもよい。例えば、メタノールやエタノールが少量含まれていてもよい。
【００４３】
溶媒の含有量は、溶媒中に存在する成分の配合量によって決定される。特に限定されないが、溶媒の含有量は、組成物の全質量に対して、好ましくは３５〜８０質量％である。溶媒の量が多すぎると、形成される潤滑皮膜の特性が低下する虞がある。一方、溶媒の量が少なすぎると、歯車部品の表面に潤滑皮膜を形成する際に、膜厚が厚くなりすぎ、過剰皮膜が脱落または可溶化する虞がある。
【００４４】
水性潤滑剤組成物は、歯車部品の表面に潤滑皮膜を形成し、前記歯車部品と前記歯車部品に接触する材料との間の摩擦を減少させるために用いられる。潤滑皮膜が形成される歯車部品は、特に限定されない。例えば、鉄鋼材料、例えば、炭素鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、高炭素クロム鋼、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。好ましくは、本発明の歯車部品は車両に適用される。例えば、ディファレンシャルに、本発明の歯車部品が用いられる。具体例としては、ピニオンメートシャフト、リングギヤ、ピニオンメートギアなどが挙げられる。参考に、図３に、ピニオンメートシャフト、リングギヤ、ピニオンメートギアを有するファイナルドライブの模式図を示す。
【００４５】
本発明の第２は、歯面同士が噛合する際の初期なじみ性を向上させるために、表面に潤滑皮膜が形成された歯車部品の製造方法において、歯面同士の噛合により、噛合する他の歯面に転写されうる有機リン化合物と、水とを含む水性潤滑剤組成物を、歯車部品の表面に付着させる工程と、前記歯車部品の表面に付着した前記水性潤滑剤組成物中の水を蒸発させる工程と、を有する歯車部品の製造方法である。
【００４６】
水性潤滑剤組成物は、有機リン化合物として、下記化学式１：
【００４７】
【化４】
2005154865.tif 000006
【００４８】
（式中、Ｒ１は、炭素数１０〜５０のアルキル基であり、Ｒ２およびＲ３は、同一または異なっていてもよく、水素原子または炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ２およびＲ３の少なくとも一方が炭素数１〜１０のアルキル基である）
で表されるアルキルホスホン酸誘導体と、無機リン酸塩、無機硼酸塩および無機珪酸塩からなる群より選択される１種以上の無機塩と、水とを含むことが好ましい。
【００４９】
図４は、従来の潤滑皮膜形成工程および本発明の潤滑皮膜形成工程の工程図である。従来の工程においては、洗浄の後、化成処理および後洗浄が必要であった（図４Ａ）。この化成処理は、比較的高温に一定時間、化成処理液を保持する工程である。また、化成処理は、特定化学物質を一般に必要とするため、製造工程を管理する管理者が必要である。その上、特定化学物質を使用した化成処理は、高温であるため、装置の頻繁なメンテナンスが必要である。
【００５０】
一方、本発明で規定される水性潤滑剤組成物を用いて、歯車部品に潤滑皮膜を形成する場合、潤滑剤組成物からなる溶液中に歯車部品を僅かな時間浸漬させて、その後乾燥させることによって、潤滑皮膜が形成されうる。歯車部品を潤滑剤組成物に浸漬させる時間は、比較的低温かつ短時間である。このため、潤滑皮膜が形成された歯車部品の生産性が向上し、製品在庫を減らすことも可能である。特定化学物質を用いずに潤滑皮膜を形成した場合、人的コストを削減することが可能であり、また、装置のメンテナンス周期を長くすることも可能である。さらに、本発明で規定する水性潤滑剤組成物を用いれば、歯車部品を単に組成物中に浸漬させるだけでよいので、潤滑皮膜を形成するための設備が簡略化され、製造コストが削減されうる。
【００５１】
以上の種々の理由によって、潤滑皮膜が形成された歯車部品の製造コストが大きく低減されうる。ただし、本発明の技術的範囲は、上記効果の全てを有する実施形態に限定されるわけではない。例えば、従来の装置を用いて潤滑皮膜を形成する場合、設備コスト自体は従来と変化しないかもしれない。だからといって、このような実施形態が本発明の技術的範囲から除外されるわけではない。
【００５２】
以下、本発明の製造方法について詳細に説明する。なお、本発明において用いられる水性潤滑剤組成物および歯車部品の具体例は、本発明の第１において既に説明したので、ここでは説明を省略する。
【００５３】
まず、潤滑皮膜を形成する歯車部品および水性潤滑剤組成物を準備する。歯車部品は、水性潤滑剤組成物を付着させる前に、脱脂や洗浄といった前処理を行うことが好ましい。前処理は、従前から知られている手法が採用されうる。
【００５４】
次に、歯車部品の表面に水性潤滑剤組成物を付着させる。付着の方法は、特に限定されない。作業の容易さを優先すると、水性潤滑剤組成物中に歯車部品を浸漬させて、これを引き上げるディッピング法が好ましい。歯車部品の所定の箇所にのみ潤滑皮膜を形成したい場合には、所定の箇所に組成物を塗布する方法を採用してもよい。例えば、ブラシ法、エアスプレー法などが用いられうる。その際の塗布手段は、スプレー、ブラシなど、各種公知手段が用いられうる。一度の塗布で十分な膜厚が得られないのであれば、２回以上浸漬または塗布を繰り返してもよい。
【００５５】
その後、歯車部品の表面に付着した水性潤滑剤組成物中の水分を蒸発させる。水性潤滑剤組成物中の水分を蒸発させることによって、歯車部品の表面に潤滑皮膜が形成される。水分は、室温付近で蒸発させても、高温で強制的に蒸発させてもよい。室温付近で蒸発させる方法が採用された場合には、乾燥のための特別な設備やエネルギーが不必要となりうるため、経済的である。乾燥時間は、特に限定されないが、生産性の向上を考慮すると、数分程度で水分の蒸発が完了することが好ましい。
【実施例】
【００５６】
＜実施例１〜５＞
以下の表１に示す各成分を配合して、水性潤滑剤組成物を調製した。これらの水性潤滑剤組成物中に、歯車部品であるファイナルドライブのギヤを浸漬させることによって、ギヤの表面に水性潤滑剤組成物を付着させた。その後、常温で水性潤滑剤組成物中の水分を蒸発させ、表面に潤滑皮膜が形成されたギヤを製造した。潤滑性能の持続性を確認するために、実車における走行距離と残存皮膜厚との関係を調査したところ、いずれの場合も、相手材への潤滑皮膜の転写が確認され、残存皮膜も長期間に渡って維持された。
【００５７】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】ファイナルドライブのギヤの表面に形成された残存皮膜厚と走行距離との関係を示すグラフである。図１Ａは、化成処理によって形成された、従来のギヤ表面における残存皮膜厚と走行距離との関係である。図１Ｂは、本発明のギヤ表面における残存皮膜厚と走行距離との関係である。
【図２】相手材の表面に潤滑皮膜が形成される態様を説明するための図である。
【図３】ピニオンメートシャフト、リングギヤ、ピニオンメートギアを有するファイナルドライブの模式図を示す。
【図４】従来の潤滑皮膜形成工程（図４Ａ）および本発明の潤滑皮膜形成工程（図４Ｂ）の工程図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０２…歯車部品、１０４…潤滑皮膜、１０４'…潤滑皮膜、１０６…相手材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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