(57)【要約】【課題】ベベルギヤを効率良く潤滑し、操舵フィーリング性の悪化を防止しすることにより、ベベルギヤの操舵フィーリング性を改善するベベルギヤに好適なグリース組成物を提供する。【解決手段】少なくとも下記の成分（ａ）〜（ｇ）を含むべべルギヤ用グリース組成物。（ａ）石けん系増ちょう剤（ｂ）基油（ｃ）モリブデンジチオカーバメート（ｄ）カルシウムスルフォネート（ｅ）カルシウムフェネート（ｆ）チオホスフェート（ｇ）チオホスフェート以外の金属を含まない硫黄−リン系極圧剤【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも下記の成分（ａ）〜（ｇ）を含むべべルギヤ用グリース組成物。
（ａ）石けん系増ちょう剤
（ｂ）基油
（ｃ）モリブデンジチオカーバメート
（ｄ）カルシウムスルフォネート
（ｅ）カルシウムフェネート
（ｆ）チオホスフェート
（ｇ）チオホスフェート以外の金属を含まない硫黄−リン系極圧剤
【請求項２】
全組成中、モリブデンジチオカーバメートの含有量が０．１〜１０質量％、カルシウムスルフォネートの含有量が０．５〜１５質量％、カルシウムフェネートの含有量が０．１〜１５質量％、チオホスフェートの含有量が０．１〜１０質量％、チオホスフェート以外の金属を含まない硫黄−リン系極圧剤の含有量が０．１〜１０質量％であることを特徴とする請求項１記載のべベルギヤ用グリース組成物。
【請求項３】
（ａ）成分がリチウムステアレート及び／又はリチウム１２ヒドロキシステアレートである請求項１又は請求項２記載のべベルギヤ用グリース組成物。
【請求項４】
請求項１〜３項のいずれか１項に記載のべベルギヤ用グリース組成物により潤滑されるベベルギヤ。
【請求項５】
キャブオーバ車のステアリング機構において、ステアリングホイールとステアリングギヤとの間に設けられるベベルギヤであることを特徴とする請求項４に記載のベベルギヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャブオーバ車のステアリング機構において、ステアリングホイールとステアリングギヤとの間に設けられるベベルギヤに好適なベベルギヤ用グリース組成物、及びこれを含むベベルギヤに関する。特にベベルギヤを効率良く潤滑し、摩擦を低減し、トルク変動を抑制して操舵フィーリングの悪化を防止し得るベベルギヤ用グリース組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベベルギヤの操舵フィーリング性を向上するために、ベベルギヤに予荷重を付与してバックラッシュを低減し、ステアリングホイールのフラ付き、ベベルギヤのガタ付きを無くしてきた。
【０００３】
しかし、ベベルギヤの予荷重を高くすると、ベベルギヤの噛み合う力が強くなって、トルク変動が大きくなり、操舵フィーリング性が悪化してしまう。また、ベベルギヤの予荷重を高くすると、経年で摩耗が促進し、バックラッシュが大きくなりガタ付き感、ステアリングホイールのあそび大となり、予荷重の低下により、操舵フィーリング性が悪化してしまう。その為、技術サービスの回数が多くなってしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、下記特許文献１などでは、良好な操舵フィーリング性を維持するために、これまでベベルギヤ装置、又はステアリング装置の構造上、様々な工夫が施されてきた。ベベルギヤ装置では、ベベルギヤ入力軸又は出力軸を軸方向に与圧を付与する機構を設け、バックラッシュを所定範囲に維持し、問題を解決している。
【０００５】
また、下記特許文献２などでは、ステアリング装置では、シャフトの伸長方向にシャフトを付勢するための付勢手段を設け、この付勢手段がべベルギヤを与圧する働きをするため、バックラッシュを所定範囲に維持し、問題を解決している。
【０００６】
グリースも過酷な潤滑条件に適応するために、焼付き防止、摩耗低減、摩擦低減、低温性向上など、自動車ステアリング用又はギヤ用グリースの様々な開発が行われてきた。下記特許文献３では、自動車ステアリング用グリース組成物では、（ａ）増ちょう剤、（ｂ）流動点が−４０℃以下である基油、（ｃ）有機モリブデン化合物、（ｄ）メラミンシアヌレート、（ｅ）ポリテトラフルオロエチレン、及び（ｆ）二硫化モリブデンを含むグリース組成物がステアリングのギヤ部の焼付き、摩耗、及び低温流動性の問題を解決している。
【０００７】
ギヤ潤滑用グリース組成物として、下記特許文献４では、（ａ）増ちょう剤、（ｂ）合成油、（ｃ）鉱油、（ｄ）モリブデンジチオカーバメート（ＭｏＤＴＣ）、及び（ｅ）カルシウムスルフォネートを含むグリース組成物が低摩擦係数化、耐摩耗特性、低温性に優れ、特にラックとピニオン部やピニオンアシストタイプ電動パワーステアリングギヤ噛合い部などの焼付き・摩耗・及び低温流動性の問題を解決している。
【０００８】
また、下記特許文献５では、基油、増ちょう剤、有機モリブデン化合物及びグリセリンを含有することを特徴とするグリース組成物が、耐摩耗性に優れ、精度が要求される産業機械のギヤに使用した場合にも、機械の精度低下を小さくし、機械の信頼性を向上させ長寿命化している。
【０００９】
以上のように、キャブオーバ車のステアリング機構において、良好な操舵フィーリングを維持する為の手段として、従来はベベルギヤ装置、又はステアリング装置の構造上の工夫により、バックラッシュを所定範囲に維持し、問題を解決しており、最適なグリース組成により、ベベルギヤを効率良く潤滑し、摩擦を低減し、トルク変動を抑制又はベベルギヤの経年摩耗を抑制し、バックラッシュを低減し、ステアリングホイールのフラ付きやベベルギヤのガタ付きを抑制し、操舵フィーリングの経年悪化を防止し得るといった報告は皆無である。
【００１０】
一方、ステアリング、またはギヤ等で良好な耐焼付き、耐摩耗、及び低温流動性を向上したグリースがあるが、それらの組成ではベベルギヤで問題の操舵フィーリング性の改善効果は認められない。
【００１１】
【特許文献１】実公昭６３−１１０１４号公報
【特許文献２】特開２００１−２１３３３０号公報
【特許文献３】特開２００１−６４６６５号公報
【特許文献４】特開２００４−２６９７２２号公報
【特許文献５】特開平５−３１３１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来のべベルギヤ装置、又はステアリング装置の構造上の工夫は、製造コストの高騰を招いてしまう。また、従来ステアリング、またはギヤ等で耐焼付き、耐摩耗、及び低温流動性等を向上したグリースでは、ベベルギヤの操舵フィーリング性を改善することは出来ない。
【００１３】
そこで、本発明は、ベベルギヤに好適なグリース組成物でベベルギヤを効率良く潤滑し、操舵フィーリング性の悪化を防止しすることにより、ベベルギヤの操舵フィーリング性を改善することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、特定の組成からなるグリース組成物によって上記課題が解決されることを見出し、本発明に到達した。
【００１５】
即ち、第１に、本発明はベベルギヤ用グリース組成物の発明であり、少なくとも下記の成分（ａ）〜（ｇ）を含む。
（ａ）石けん系増ちょう剤
（ｂ）基油
（ｃ）モリブデンジチオカーバメート（ＭｏＤＴＣ）
（ｄ）カルシウムスルフォネート
（ｅ）カルシウムフェネート
（ｆ）チオホスフェート
（ｇ）チオホスフェート以外の金属を含まない硫黄−リン系極圧剤
【００１６】
本発明のベベルギヤ用グリース組成物は、キャブオーバ車のステアリング機構において、ステアリングホイールとステアリングギヤとの間に設けられるべベルギヤに好適に用いられる。本発明のベベルギヤ用グリース組成物は、べベルギヤを効率良く潤滑し、摩擦を低減し、トルク変動を抑制して操舵フィーリングの悪化を防止し得る。また、べベルギヤを効率良く潤滑し、ベベルギヤの経年摩耗を抑制し、バックラッシュを低減し、ステアリングホイールのフラ付きやべベルギヤのガタ付きを抑制し、操舵フィーリングの経年悪化を防止し得る。
【００１７】
本発明のベベルギヤ用グリース組成物は、上記の成分（ａ）〜（ｇ）量を適宜変更して用いることができる。具体的には、全組成中、モリブデンジチオカーバメートの含有量が０．１〜１０質量％、カルシウムスルフォネートの含有量が０．５〜１５質量％、カルシウムフェネートの含有量が０．１〜１５質量％、チオホスフェートの含有量が０．１〜１０質量％、チオホスフェート以外の金属を含まない硫黄−リン系極圧剤の含有量が０．１〜１０質量％である場合が好ましく例示される。
【００１８】
本発明のべベルギヤ用グリース組成物に用いられる（ａ）石けん系増ちょう剤として、リチウムステアレート及び／又はリチウム１２ヒドロキシステアレートが好ましく例示される。
【００１９】
第２に、本発明は、上記のべベルギヤ用グリース組成物により潤滑されるベベルギヤである。具体的には、キャブオーバ車のステアリング機構において、ステアリングホイールとステアリングギヤとの間に設けられるベベルギヤが好ましく例示される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のグリース組成物は、キャブオーバ車のステアリング機構において、ステアリングホイールとステアリングギヤとの間に設けられるべベルギヤに好適なグリース組成物である。特に、べベルギヤを効率良く潤滑し、摩擦を低減し、トルク変動を抑制して操舵フィーリングの悪化を防止し得る。また、べベルギヤを効率良く潤滑し、ベベルギヤの経年摩耗を抑制し、バックラッシュを低減し、ステアリングホイールのフラ付きやべベルギヤのガタ付きを抑制し、操舵フィーリングの経年悪化を防止し得る。
【００２１】
これにより、製造コストを高騰させることなく、グリース組成物によって、べベルギヤを効率良く潤滑し、摩擦を低減し、トルク変動を抑制して操舵フィーリングの悪化を防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明のベベルギヤ用グリース組成物に含まれる必須成分（ａ）〜（ｇ）について説明する。
【００２３】
（ａ）成分：増ちょう剤
本発明に使用する（ａ）成分の石けん系増ちょう剤は、リチウム石けん、カルシウム石けんに代表される金属石けん、カルシウムコンプレックス石けん、リチウムコンプレックス石けん、アルミニウム:コンプレックス石けんに代表されるコンプレックス石けんなどが挙げられる。
【００２４】
この内、リチウム石けんが好ましい。リチウム石けんは、べベルギヤで経年使用されるとグリースがせん断を受け、グリースが適度な軟化をする傾向を示す。従って、長期的に潤滑部へ油分（グリース）を安定供給でき、ギヤの経年使用による摩耗を防止し得る。一方、ウレアグリースなどは、せん断安定性が良好な為、せん断で軟化し難くグリースの流入性が劣る為、遠心力や振動等で潤滑部から排除されたグリースが再び潤滑部に戻ることが難しい。従って、リチウム石けんグリースに比べて、経年での耐摩耗性が劣る。
【００２５】
（ｂ）成分：基油
本発明に使用する（ｂ）成分の基油は、鉱油、エステル油、合成炭化水素油、フェニルエーテル、ポリグリコールなど、通常グリースの基油として使用されている潤滑油、及びこれらの２種以上の混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、グリース組成物の基油として公知のものを広く用いることができる。
【００２６】
（ｃ）成分：モリブデンジチオカーバメート（ＭｏＤＴＣ）
本発明に使用する（ｃ）成分のモリブデンジチオカーバメートの好ましい例としては、下記の一般式（１）で表されるものが挙げられる。
（Ｒ１Ｒ２Ｎ‐ＣＳ‐Ｓ）２‐Ｍｏ２ＯｍＳｎ              ・・・・（１）
（式中Ｒ１及びＲ２は、独立して炭素原子数１〜２４、好ましくは炭素原子数３〜１８のアルキル基を表し、ｍは０〜３、ｎは４〜１であり、ｍ＋ｎ＝４である。）
【００２７】
（ｄ）成分：カルシウムスルフォネート
本発明に使用する（ｄ）成分のカルシウムスルフォネートは、エンジン油等の潤滑油に用いられる金属系清浄分散剤や防錆剤として知られている。例えば、潤滑油留分中の芳香族炭化水素成分のスルホン化によって得られる石油スルホン酸のカルシウム塩、ジノニルナフタレンスルホン酸やアルキルベンゼンスルホン酸のようなアルキル芳香族スルホン酸等の合成スルホン酸のカルシウム塩、酸化ワックスのカルシウム塩、石油スルホン酸の過塩基性カルシウム塩、アルキル芳香族スルホン酸の過塩基性カルシウム塩、及び酸化ワックスの過塩基性カルシウム塩からなる群から選ばれる少なくとも１種である。
【００２８】
特に好ましいカルシウムスルフォネートは、ジノニルナフタレンスルホン酸カルシウム塩、アルキル芳香族スルホン酸カルシウム塩である。
【００２９】
（ｅ）成分：カルシウムフェネート
本発明に使用する（ｅ）成分のカルシウムフェネートは、硫化アルキルフェノールのカルシウム塩であり、清浄分散剤として市販されている。
【００３０】
（ｆ）成分：チオホスフェート
本発明に使用する（ｆ）成分のチオホスフェートの好ましい例としては、下記の一般式（２）で表されるものが挙げられる。
（Ｒ３Ｏ）（Ｒ４Ｏ）Ｐ（＝Ｓ）（ＯＲ５）                ・・・・（２）
（式中、Ｒ３は炭素原子数１〜２４のアルキル基、炭素原子数５〜６のシクロアルキル基、炭素原子数６〜３０のアルキルシクロアルキル基、１〜３環のアリール基、炭素原子数６〜３０のアルキルアリール基、又は炭素原子数６〜３０のアリールアルキル基を示し、Ｒ４、Ｒ５は水素原子または炭素原子数１〜２４のアルキル基、炭素原子数５〜６のシクロアルキル基、炭素原子数６〜３０のアルキルシクロアルキル基、１〜３環のアリール基、炭素数６〜３０のアルキルアリール基、炭素原子数６〜３０のアリールアルキル基を示す。）
【００３１】
特に好ましいチオホスフェートは、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５が炭素原子数１２もしくは１３のアルキル基であるトリアルキルチオホスフェート、トリ（アルキルフェニル）チオホスフェートである。
【００３２】
（ｇ）成分：チオホスフェート以外の金属を含まない硫黄−リン系極圧剤
本発明に使用する（ｇ）成分のチオホスフェート以外の金属を含まない硫黄−リン系極圧剤は、亜鉛、モリブデン、アンチモン等の金属を含まないものが挙げられる。
【００３３】
特に、硫黄の含有量が１０〜４０％、リンの含有量が０．５〜５％であるものが好ましい。硫黄及びリンの含有量をこの範囲に調整することにより、優れた摩耗防止性能や焼付き防止性能を効果的に発揮させることができる。硫黄成分が上記範囲より多いとギヤが腐食し易くなり、リン成分が上記範囲より多いとギヤの摩耗防止効果が十分得られなくなる傾向がある。また、両者とも上記範囲より少ない場合は、摩耗防止性能や焼付き防止性能を十分に発揮させることができないことがある。
【００３４】
チオホスフェート以外の硫黄−リン系極圧剤の例としては、硫黄のみを含有する硫化油脂、ポリサルファイド等とリンのみを含有するホスフェート、ホスファイト等の混合物が挙げられる。
【００３５】
本発明のグリース組成物には、必要に応じて種々の添加剤を添加することができる。このような添加剤としては、例えば酸化防止剤、錆止め剤、金属腐食防止剤、油性剤、耐摩耗剤、極圧剤、固体潤滑剤等が挙げられる。
【００３６】
次に本発明を実施例及び比較例により説明する。
【００３７】
［実施例１〜５、比較例１〜６］
鉱油（商品名：スーパーオイル  Ｋ４０（新日本石油株式会社製））２５００ｇに１２−ヒドロキシステアリン酸５００ｇを加え、８０℃に加熱し、５０％水酸化リチウム水溶液１４０ｇを添加・攪拌、３０分間ケン化反応させ、その後２１０℃まで加熱した。
【００３８】
加熱後、１６０℃まで冷却し、更に上記鉱油１９３０ｇを加え、攪拌しながら１００℃以下まで冷却し、これを『ベースグリースＡ』とした。
【００３９】
このベースグリースＡに下記表１及び表２に示す配合で各種添加剤を添加し、適宜鉱油を加え、３段ロールミルにて、混和ちょう度をＮｏ．１グレード（３１０〜３４０）に調整した。
【００４０】
［実施例６、比較例７，８］
合成炭化水素油（商品名：スペクトラン６（エクソンモービル化学有限会社製））２５００ｇに１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム５００ｇを添加・攪拌し、その後２１０℃まで加熱した。加熱後、１６０℃まで冷却し、さらに上記合成炭化水素油１０００ｇを加え、攪拌しながら１００℃以下まで冷却し、これを『ベースグリースＢ』とした。
【００４１】
このベースグリースＢに下記表１及び２に示す配合で、添加剤を添加し、適宜合成炭化水素油を加え、３段ロールミルにて混和ちょう度Ｎｏ．２グレード（２６５〜２９５）に調整した。
【００４２】
［比較例９］
反応容器に鉱油（商品名：スーパーオイル  Ｋ４０（新日本石油株式会社製））１２００ｇにジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネートを３２３ｇ加え、攪拌しながら７０〜８０℃に加熱した。別容器に鉱油（商品名：スーパーオイル  Ｋ４０（新日本石油株式会社製））１２００ｇにパラトルイジン２７７ｇを加え、攪拌しながら７０〜８０℃に加熱し、反応容器に加え、よく攪拌・反応させ、これを『ベースグリースＣ』とした。
【００４３】
このベースグリースＣに下記表２に示す割合で各種添加剤を添加し、適宜鉱油を加え、３段ロールミルにて、混和ちょう度をＮｏ．１グレード（３１０〜３４０）に調整した。
【００４４】
なお、表１及び表２中、モリブデンジチオカーバメートＡは商品名：Ｍｏｌｙｖａｎ  Ａ（Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ社製）であり、モリブデンジチオカーバメートＢは、商品名：Ｍｏｌｙｖａｎ８２２（Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ社製）であり、カルシウムスルホネートは、中性アルキル芳香族スルホン酸カルシウムであり、ホスホロチオネートは、トリ（アルキルフェニル）チオホスフェートであり、Ｓ‐Ｐ極圧剤は、硫黄含有量３１．５％、リン含有量１．７％であり、二硫化モリブデンは、商品名：Ｍｏｌｙｓｕｌｆｉｄｅ（ＣＬＹＭＡＸ  ＭＯＬＹＢＤＥＮＵＭ  ＣＯＭＰＡＮＹ社製）であり、メラミンシアヌレートは、商品名：ＭＣＡ（チバ・ジャパン株式会社製）であり、ポリテトラフルオロエチレンは、商品名：ルブロンＬ‐５Ｆ（ダイキン工業株式会社製）であり、鉱油は、品名：スーパーオイル  Ｋ４０（新日本石油株式会社製）であり、合成炭化水素油は、商品名：スペクトラン６（エクソンモービル化学有限会社製）である。また、グリース組成中の数字は、グリース中の含有量（質量％）である。
【００４５】
［グリース組成物の評価試験方法］
グリース組成物の評価試験方法は下記による。
・混和ちょう度：ＪＩＳ  Ｋ２２２０  ７
・高速４球式耐摩耗性能：ＡＳＴＭ  Ｄ  ２２６６
・実車操舵フィーリング性評価：市販キャブオーバ車のステアリングのべベルギヤに試料グリースを塗布し、規定距離を走行する。規定距離走行後の操舵フィーリンゲ性を下記判定基準で判定する。判定基準は、初期に対して、下記のいずれにも該当しない場合を合格（Ｏ）とし、ひとつでも該当した場合は不合格（×）とした。ここで、『経年１』とは、１０００〜３０００ｋｍ走行後実車操舵フィーリング性を確認したものであり、『経年２』とは、１００００〜２００００ｋｍ走行後実車操舵フィーリング性を確認したものである。
ｉ）ガタ付き感がある
ｉｉ）操舵が重くなる
・ロール安定度：ＡＳＴＭ  Ｄ  １８３１に従い、１００℃、２４時間の試験を行い、２５℃における混和ちょう度（ＪＩＳ  Ｋ２２２０  ７）を測定する。
【００４６】
【表１】
2009203374.tif 000002
【００４７】
【表２】
2009203374.tif 000003
【００４８】
表１の結果より、本発明の各成分を有するグリース組成物は、１０００〜３０００ｋｍ走行後実車操舵フィーリング性、及び、１００００〜２００００ｋｍ走行後実車操舵フィーリング性に優れていることが分かる。また、表２の結果より、本発明の各成分を欠いたグリース組成物は、１０００〜３０００ｋｍ走行後実車操舵フィーリング性、又は、１００００〜２００００ｋｍ走行後実車操舵フィーリング性に問題があることが分かる。
【００４９】
本発明のグリース組成物において、グリース組成物の全質量に対して、カルシウムフェネートの含有量は、０．１〜１５質量％、好ましくは１〜１０質量％、モリブデンジチオカーバメートの含有量は、０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜５質量％、カルシウムスルフォネートの含有量は、０．５〜１５質量％、好ましくは１〜１０質量％、チオホスフェートの含有量は好ましくは０．１〜１０質量％、好ましくは０．２〜５質量％、チオホスフェート以外の金属を含まない硫黄−リン系極圧剤の含有量は、０．１〜１０質量％、好ましくは０．２〜５質量％である。
【００５０】
カルシウムフェネートの含有量が０．１質量％未満、モリブデンジチオカーバメートの含有量が０．１質量％未満、カルシウムスルフォネートの含有量が０．５質量％未満、チオホスフェートの含有量が０．１質量％未満、チオホスフェート以外の金属を含まない硫黄−リン系極圧剤の含有量が０．１質量％未満では、所期の効果を十分に得ることが困難になる。
【００５１】
一方、カルシウムフェネートの含有量が１５質量％を超え、モリブデンジチオカーバメートの含有量が１０質量％を超え、カルシウムスルフォネートの含有量が１５質量％を超え、チオホスフェートの含有量が１０質量％を超え、チオホスフェート以外の金属を含まない硫黄−リン系極圧剤の含有量が１０質量％を超えても効果の増大は認められない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のグリース組成物は、キャブオーバ車のステアリング機構において、ステアリングホイールとステアリングギヤとの間に設けられるべベルギヤに用いられ、グリース組成物によって、べベルギヤを効率良く潤滑し、摩擦を低減し、トルク変動を抑制して操舵フィーリングの悪化を防止する。また、ステアリング機構を変更するものではないので、製造コストを高騰させることがない。