(57)【要約】【課題】車両用の摺動部材に使用され、ナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤において、摺動部材における耐摩耗性をより向上させることである。【解決手段】車両用の摺動部材１０に使用され、ナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤１２であって、ナトリウムスルホネート化合物は、フッ素化合物からなる官能基を有している。そして、フッ素化合物からなる官能基が、ＣＦ3基またはＮａ2Ｆ基であることが好ましい。更に、潤滑剤１２中におけるフッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物の含有量が、０．５質量％以上５質量％以下であることが好ましい。また、フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤１２は、等速ジョイントの摺動部材に使用されることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の摺動部材に使用され、ナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤であって、
ナトリウムスルホネート化合物は、フッ素化合物からなる官能基を有することを特徴とする潤滑剤。
【請求項２】
請求項１に記載の潤滑剤であって、
フッ素化合物からなる官能基は、ＣＦ3基またはＮａ2Ｆ基であることを特徴とする潤滑剤。
【請求項３】
請求項１または２に記載の潤滑剤であって、
ナトリウムスルホネート化合物の含有量は、０．５質量％以上５質量％以下であることを特徴とする潤滑剤。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１に記載の潤滑剤であって、
潤滑剤は、等速ジョイントの摺動部材に使用されることを特徴とする潤滑剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑剤に係り、特に、車両用の摺動部材に使用され、ナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両、例えば、自動車の摺動部に用いられる軸受等の摺動部材には、摩擦や摩耗を低減するために、一般的に、潤滑剤が使用されている。そして、自動車のジョイント等で使用される、例えば、球状部材と平面状部材との間の点接触における摺動形態では、摺動部材間の面圧が高くなる場合があり、例えば、３ＧＰａ以上の超高面圧が負荷される部位も存在する。
【０００３】
そして、このような高い面圧が負荷された状態で使用される摺動部材に用いられる潤滑剤には、一般的に、極圧添加剤が含有されている。そして、極圧添加剤には、例えば、ナトリウム系添加剤であるナトリウムスルホネート化合物等が使用される。ナトリウムスルホネート化合物は、摺動時の摩擦熱等により摺動部材と化学反応することで摺動部材の耐摩耗性を確保している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ナトリウムスルホネート化合物は、一般的に、水分を吸収し易い特性を有している。そのため、ナトリウムスルホネート化合物が、高温多湿雰囲気、例えば、温度３０℃から５０℃、湿度７０％以上で長時間暴露される場合には、多量の水分を吸湿する可能性がある。
【０００６】
例えば、多孔質樹脂カバーを有する摺動部品にナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤が使用される場合には、湿気が多孔質樹脂カバーの孔を通過してナトリウムスルホネート化合物と結合することにより、摺動部材の表面に水和物からなる被膜を形成する場合がある。そして、この水和物からなる被膜が、上述した摺動部材とナトリウムスルホネート化合物との化学反応を阻害することにより、摺動部材の耐摩耗性が低下する場合がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、車両用の摺動部材における耐摩耗性をより向上させる潤滑剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る潤滑剤は、車両用の摺動部材に使用され、ナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤であって、ナトリウムスルホネート化合物は、フッ素化合物からなる官能基を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る潤滑剤は、フッ素化合物からなる官能基が、ＣＦ3基またはＮａ2Ｆ基であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る潤滑剤は、ナトリウムスルホネート化合物の含有量が、０．５質量％以上５質量％以下であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る潤滑剤は、等速ジョイントの摺動部材に使用されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記潤滑剤によれば、潤滑剤が撥水性を有することにより、車両用の摺動部材に対する水和物からなる被膜の形成を抑制し、摺動部材における耐摩耗性をより向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。潤滑剤は、基油と、増ちょう剤と、ナトリウムスルホネート化合物とを含んで構成される。
【００１４】
基油には、鉱油または合成油等を使用することができる。そして、合成油には、エステル系合成油またはエーテル系合成油等が用いられる。勿論、基油は、他の条件次第では、これらの材料に限定されることはない。
【００１５】
増ちょう剤には、カルシウム石鹸、アルミニウム石鹸、リチウム石鹸、ナトリウム石鹸等の金属石鹸やウレア化合物等を用いることができる。勿論、増ちょう剤は、他の条件次第では、これらの材料に限定されることはない。
【００１６】
ナトリウムスルホネート化合物は、摺動部材における摺動面の潤滑性を高めるために潤滑剤に添加される。そして、ナトリウムスルホネート化合物は、フッ素化合物からなる官能基を有している。そのため、潤滑剤における撥水性が確保されることにより、潤滑剤中への水分吸収が抑えられる。また、潤滑剤に含まれる、例えば、金属ナトリウム系リン酸塩等とフッ素化合物との反応により生成される複合膜が、摺動部材の摺動面に形成されるため、この複合膜により摺動部材の摺動面における撥水性が確保される。そして、これらの結果として、ナトリウムスルホネート化合物と水との結合による水和物の形成を抑制することができる。
【００１７】
フッ素化合物からなる官能基は、炭素系フッ素化合物からなる官能基であるＣＦ3基、またはナトリウム系フッ素化合物からなる官能基であるＮａ2Ｆ基であることが好ましい。勿論、他の条件次第では、フッ素化合物からなる官能基は、これらの官能基に限定されることはない。
【００１８】
ナトリウムスルホネート化合物は、ＣＦ3基またはＮａ2Ｆ基の官能基を、合わせて複数個有することが好ましい。例えば、ナトリウムスルホネート化合物は、ＣＦ3基を２個以上有していてもよいし、Ｎａ2Ｆ基を２個以上有していてもよい。また、ナトリウムスルホネート化合物は、ＣＦ3基を１個以上とＮａ2Ｆ基を１個以上とを有していてもよい。化１は、ＣＦ3基を１個と、Ｎａ2Ｆ基を１個とを有するナトリウムスルホネート化合物の化学構造式である。勿論、他の条件次第では、ナトリウムスルホネート化合物は、フッ素化合物からなる官能基を１個のみ有していてもよく、上記の個数に限定されることはない。
【化１】
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【００１９】
次に、フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物の製造方法について、化１に示す芳香族化合物系のナトリウムスルホネート化合物を用いて説明する。まず、有機酸であるベンゼンスルフォン酸（Ｃ6Ｈ5ＳＯ3Ｈ）に、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加した混合物を、所定の温度になるまで加熱する。そして、加熱された混合物に、４フッ化炭素（ＣＦ4）ガスを導入する。勿論、他の条件次第では、水素（Ｈ2）ガスを更に導入することもできる。その結果、ベンゼンスルフォン酸（Ｃ6Ｈ5ＳＯ3Ｈ）と、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と、４フッ化炭素（ＣＦ4）ガスとが反応して、化１に示すフッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物が生成される。化２は、化１に示すフッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物の生成における化学反応式である。勿論、他の条件次第では、フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物の製造方法は、上記製造方法に限定されることはない。
【化２】
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【００２０】
フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物の含有量は、０．５質量％以上５質量％以下であることが好ましい。フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物の含有量が０．５質量％より少ない場合には、フッ素化合物の量が少ないために撥水効果が十分に得られないからである。また、フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物の含有量が５質量％より多い場合には、摺動部材の腐食等が生じ易いからである。勿論、他の条件次第では、フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物の含有量は、上記含有量の範囲に限定されることはない。
【００２１】
また、上記潤滑剤には、酸化を防止するための酸化防止剤や、腐食を防止するための腐食防止剤等の添加剤を、更に、添加することができる。また、上記潤滑剤は、半固体状潤滑剤や固体状潤滑剤だけでなく、勿論、他の条件次第では、液体状潤滑剤を用いることができる。
【００２２】
次に、上記潤滑剤の作用について説明する。図１は、フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤を使用した摺動部材を示す模式図である。摺動部材１０と潤滑剤１２との間には、潤滑剤１２に含まれる、例えば、金属ナトリウム系リン酸塩等と、フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物のフッ素化合物との反応により生成される複合膜１４が形成される。そして、この複合膜１４と潤滑剤の撥水作用とにより、摺動部材１０の摺動面における撥水性が確保され、ナトリウムスルホネート化合物と水との反応による水和物の形成が抑制される。その結果、摺動部材１０とボール１６との摺動性が更に高められ、摺動部材１０の耐摩耗性がより向上する。
【００２３】
また、図２は、潤滑剤を使用した場合における摺動部材の摺動面を示す図であり、図２（Ａ）は、フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤を使用した場合における摺動部材の摺動面、図２（Ｂ）は、フッ素化合物からなる官能基を有しないナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤を使用した場合における摺動部材の摺動面を示す図である。図２（Ａ）に示すように、フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤を使用した場合には、摺動部材の摺動面は、撥水効果により摩耗が抑制されている。それに対して、図２（Ｂ）に示すように、フッ素化合物からなる官能基を有しないナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤を使用した場合には、撥水効果が得られないため摩耗が増大している。
【００２４】
上記構成によれば、等速ジョイント（ＣＶＪ、Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｊｏｉｎｔ）やボールジョイント等に使用される摺動部材のように、高い面圧が負荷される摺動部材においても、フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤を使用することで、摺動部材の摺動面等における撥水性が確保され、摺動部材の耐摩耗性を更に向上させることができる。
【実施例１】
【００２５】
潤滑剤として、等速ジョイントに用いられる潤滑剤である等速ジョイント用グリースを用いて、摺動部材の耐摩耗性を評価した。ここで、等速ジョイント用グリースには、次の３種類の等速ジョイント用グリースを使用した。実施例Ａは、フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物を０．５質量％含有した等速ジョイント用グリースである。比較例Ａは、カルシウム（Ｃａ）系添加剤を０．５質量％含有した等速ジョイント用グリースである。比較例Ｂは、フッ素化合物からなる官能基を有しないナトリウム(Ｎａ)系添加剤を０．５質量％含有した等速ジョイント用グリースである。そして、水分に対する影響を評価するために、各々の等速ジョイント用グリースには、水分を各々１質量％添加した。
【００２６】
これらの等速ジョイント用グリースを使用した場合における摺動部材の耐摩耗特性を、ＳＲＶ摩耗試験機（ボールオンディスク）による摩耗試験により評価した。まず、ＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験方法について説明する。図３は、ＳＲＶ摩耗試験機における摩耗試験方法の模式図である。摺動部材を模擬したディスク状の試験片２０は、ＬＬＣ（Ｌｏｎｇ  Ｌｉｆｅ  Ｃｏｏｌａｎｔ）にて冷却された冶具（図示せず）に配置される。また、試験片２０と摺動させるボール状冶具２２が、試験片２０の上に配置される。そして、ボール状冶具２２が、試験片２０の表面を所定のすべり速度で動くことにより、ボール状冶具２２と試験片２０とが摺動する。ここで、試験片２０には、Ｆｅ系材料であるＪＩＳ  Ｇ４８０５における軸受鋼ＳＵＪ２を使用した。
【００２７】
ＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験の試験条件は、次の条件により行った。試験片２０に負荷される荷重を３００Ｎとして、ボール状冶具２２と試験片２０との接触面の面圧を３１３８Ｎ／ｍｍ2とした。また、試験温度は２５℃、周波数は５０Ｈｚ、振幅は２．０ｍｍ、すべり速度は０．２ｍ／ｓｅｃとした。
【００２８】
ＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験の評価は、試験片２０の摩耗深さを測定して比較することにより行った。図４は、ＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験の結果を示すグラフである。図４は、縦軸に、試験片２０の摩耗深さを取り、各々の等速ジョイント用グリースを使用した場合における試験片２０の摩耗深さを表している。実施例Ａを用いた場合における試験片２０の摩耗深さは、略０．３μｍであり、比較例Ａを用いた場合における試験片２０の摩耗深さは、略１．２μｍであり、比較例Ｂを用いた場合における試験片２０の摩耗深さは、略２．０μｍであった。この結果から、実施例Ａの等速ジョイント用グリースを使用した場合が、最も、試験片２０の摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れていることがわかった。
【００２９】
次に、ＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験後の試験片２０について外観観察を行った。図５は、ＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験後の代表的な試験片２０における外観観察の結果を示す図である。実施例Ａを用いた場合における試験片２０の表面は、撥水効果により摩耗が抑制されているのが観察された。また、比較例Ａまたは比較例Ｂを用いた場合における試験片２０の表面は、摩耗が増大している様子が観察された。
【００３０】
この試験結果により、フッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤を使用することで、摺動部材における耐摩耗性をより向上させることができることがわかった。
【実施例２】
【００３１】
潤滑剤として、実施例１とは別の等速ジョイント用グリースを用いて、摺動部材の耐摩耗性を評価した。等速ジョイント用グリースには、次の３種類の等速ジョイント用グリースを使用した。実施例Ｂは、ＵＢＷグリース（協同油脂株式会社製）の成分からナトリウム系添加剤を除去した後、フッ素化合物からなる官能基（ＣＦ3、Ｎａ2Ｆ）を有するナトリウムスルホネート化合物を添加した等速ジョイント用グリースである。比較例Ｃは、ＵＢＷグリースの成分からナトリウム系添加剤を除去した後、フッ素化合物からなる官能基（ＣＦ3、ＣａＦ）を有するカルシウムスルホネート化合物を添加した等速ジョイント用グリースである。比較例Ｄは、市販されているＵＢＷグリースである。そして、上記各々の等速ジョイント用グリースについて、水分を添加しないもの（新油）と、水分を各々１質量％添加したものとの２種類のものについて評価した。
【００３２】
これらの等速ジョイント用グリースを使用した場合における摺動部材の耐摩耗性は、実施例１と同様にＳＲＶ摩耗試験機により評価した。また、ＳＲＶ摩耗試験機における摩耗試験条件についても実施例１と同様とした。
【００３３】
図６は、ＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験の結果を示すグラフである。図６は、縦軸に試験片２０の摩耗深さを取り、各々の等速ジョイント用グリースを使用した場合における試験片２０の摩耗深さを表している。等速ジョイント用グリースに水分を添加しない新油を使用した場合には、実施例Ｂを用いた場合における試験片２０の摩耗深さは、略０．３μｍであり、比較例Ｃを用いた場合における試験片２０の摩耗深さは、略０．６μｍであり、比較例Ｄを用いた場合における試験片２０の摩耗深さは、略０．２μｍであった。また、等速ジョイント用グリースに水分を１質量％添加した場合には、実施例Ｂを用いた場合における試験片２０の摩耗深さは、略０．４μｍであり、比較例Ｃを用いた場合における試験片２０の摩耗深さは、略０．７μｍであり、比較例Ｄを用いた場合における試験片２０の摩耗深さは、略２．０μｍであった。
【００３４】
次に、ＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験後の試験片２０について外観観察を行った。図７は、ＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験後の代表的な試験片２０における外観観察の結果を示す図である。実施例Ｂを用いた場合における試験片２０の表面は、撥水効果により摩耗が抑制されているのが観察された。比較例Ｃまたは比較例Ｄを用いた場合における試験片２０の表面は、摩耗が増大している様子が観察された。
【００３５】
この結果から、フッ素化合物からなる官能基（ＣＦ3、Ｎａ2Ｆ）を有するナトリウムスルホネート化合物を添加した等速ジョイント用グリースである実施例Ｂを使用した場合が、水分を含んでいる場合において、最も、試験片２０の摩耗量が少なく、摺動部材における耐摩耗性に優れていることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態であるフッ素化合物からなる官能基を有するナトリウムスルホネート化合物を含有する潤滑剤を使用した摺動部材を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態である潤滑剤を使用した場合における摺動部材の摺動面を示す図である。
【図３】本発明の実施形態であるＳＲＶ摩耗試験機における摩耗試験方法の模式図である。
【図４】本発明の実施形態であるＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験の結果を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態であるＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験後の代表的な試験片２０における外観観察の結果を示す図である。
【図６】本発明の実施形態であるＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験の結果を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態であるＳＲＶ摩耗試験機による摩耗試験後の代表的な試験片２０における外観観察の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  摺動部材、１２  潤滑剤、１４  複合膜、１６  ボール、２０  試験片、２２  ボール状冶具。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図２】
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【図５】
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【図７】
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