(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動点が−２５℃以下で、温度１００℃における動粘度が２〜７ｍｍ2／ｓの基油に対し、組成物全量に基づき、（Ａ）全塩基価が３００〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇの過塩基性カルシウムスルホネートを、カルシウムとして２０００〜３５００ｐｐｍ、（Ｂ）平均分子量１０００〜３５００のアルキル基又はアルケニル基を有する非ホウ素系炭化水素置換コハク酸イミド及び／又はホウ素含有炭化水素置換コハク酸イミドを、窒素として１００〜５００ｐｐｍ、ホウ素として０〜３００ｐｐｍ、及び（Ｃ）亜リン酸エステル系化合物を、リンとして１００〜３００ｐｐｍ、の割合でそれぞれ配合してなる自動変速機用潤滑油組成物。
【請求項２】
基油が、％ＣA０．１重量％以下のパラフィン系高度精製基油である請求項１記載の自動変速機用潤滑油組成物。
【請求項３】
（Ｃ）成分の亜リン酸エステル系化合物が、酸性亜リン酸エステルである請求項１又は２記載の自動変速機用潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機用潤滑油組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は静摩擦係数（μｓ）が高く、良好な伝達トルク容量を有すると共にクラッチ締結時の耐変速ショック性に優れることを示すμ比が１以下の摩擦特性を有し、自動変速機の省燃費性の向上や小型化・軽量化を図ることができる自動変速機用潤滑油組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機用潤滑油（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｆｌｕｉｄ：ＡＴＦと略記）はトルクコンバーター、歯車機構、油圧機構、湿式クラッチなどを内蔵する自動車の自動変速機に用いられる潤滑油である。
自動変速機の機構を円滑に作動させるために、ＡＴＦはトルクコンバーターや油圧系、制御系における動力の伝達媒体、歯車の軸受、湿式クラッチの潤滑、温度調節用熱媒体、摩擦材の潤滑、適正な摩擦特性の維持などの多くの機能を有することが求められる。近年の自動車分野における自動変速機の普及に伴い、摩擦特性に優れたＡＴＦに対する要求が増大している。
特に自動変速機の伝達効率向上、あるいは小型・軽量化に向けては湿式クラッチ部での伝達トルク向上のために、クラッチ間では摩擦係数を高くすることが要求されている（クラッチ間のトルク容量は一般には実用クラッチを用いてＳＡＥ
Ｎｏ．２試験機で評価される）。
一般に伝達トルク容量は静摩擦係数μｓで評価され、μｓが高まることにより伝達トルク容量が向上する。また伝達トルク容量を向上させるすなわち静摩擦係数μｓを高くするとクラッチ締結時の停止直前の摩擦係数μ０も連動して高くなるのが一般的である。その結果、変速ショックの指標となるμ０と動摩擦係数μｄの比（μ比）は悪化するのがもっぱらであり、μｓを高くしながらμ比１以下にすることはほとんど困難とされていた。
【０００３】
しかしながら、動摩擦係数を高くすることにより、初めてμ比とμｓの両立が可能となることは明らかであり、μｄを上げる技術の開発が積極的になされてきたが、これまで、充分に満足し得る結果が得られていないのが実情である。
従来からあるＡＴＦでは、伝達効率向上、あるいは小型・軽量化のためにディスク・プレート枚数の低減や小径化が行われているが、この場合、摩擦係数が低いため伝達トルク容量が不足するという問題があった。
また、ＡＴＦに関して種々の提案がなされているがいずれもなんらかの問題があり、必ずしも充分に満足し得るものではなかった。例えば特許第３１８４１１３号では、トルク容量は良好であるが、クラッチ締結の変速ショックが大きい。また、特開２０００−１６０１８３号公報ではクラッチ締結の変速ショックはなく良好であるが、摩擦係数が小さく伝達トルク容量が不足する。さらに、特開２００１−２７９２８６号公報に見られるような、ホウ素含有無灰系分散剤を用いて、ホウ素量として０．０３５重量％（３５０ｐｐｍ）以上を含有した場合は変速ショックが大きい上に、ホウ素が多いことで吸水しやすく、沈殿を発生するなどの問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、自動変速機の省燃費性向上に向けた伝達効率向上、あるいは小型・軽量化に向けたトルク容量向上を図るために、静摩擦係数（μｓ）が高く、かつ締結時の耐変速ショック性に優れることを示すμ比が1以下の摩擦特性を有する自動変速機用潤滑油組成物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記の優れた機能を有する自動変速機用潤滑油組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の流動特性を有する基油に、全塩基価がある範囲にある過塩基性カルシウムスルホネート、非ホウ素系ポリブテニルコハク酸イミドなどの非ホウ素系炭化水素置換コハク酸イミドやホウ素含有ポリブテニルコハク酸イミドなどのホウ素含有炭化水素置換コハク酸イミド、及び亜リン酸エステル系化合物を組み合わせて、それぞれ特定の割合で配合することにより、その目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、流動点が−２５℃以下で、温度１００℃における動粘度が２〜７ｍｍ2／ｓの基油に対し、組成物全量に基づき、（Ａ）全塩基価が３００〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇの過塩基性カルシウムスルホネートを、カルシウムとして２０００〜３５００ｐｐｍ、（Ｂ）平均分子量１０００〜３５００のアルキル基又はアルケニル基を有する非ホウ素系炭化水素置換コハク酸イミド及び／又はホウ素含有炭化水素置換コハク酸イミドを、窒素として１００〜５００ｐｐｍ、ホウ素として０〜３００ｐｐｍ、及び（Ｃ）亜リン酸エステル系化合物を、リンとして１００〜３００ｐｐｍ、の割合でそれぞれ配合してなる自動変速機用潤滑油組成物を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の自動変速機用潤滑油組成物においては、基油として、流動点が−２５℃以下で、かつ温度１００℃における動粘度が２〜７ｍｍ2／ｓの範囲にあるものが用いられる。該基油の流動点が−２５℃を超えると低温流動性が不充分となる。また、温度１００℃における動粘度が２ｍｍ2／ｓ未満では蒸気圧が高くなり、引火点が下がるうえ、自動変速機のギヤ軸受けやクラッチなどの摺動部において摩擦が増大する。一方、７ｍｍ2／ｓを超えるものは、自動変速機の設計上必要ではなく、また、変速時に係合遅れが生じるおそれがある。
当該基油としては、その種類については特に制限はなく、鉱油および合成油のいずれをも使用することができる。ここで鉱油としては、従来公知の種々のものが使用可能であり、例えば、パラフィン基系鉱油，中間基系鉱油，ナフテン基系鉱油などが挙げられ、具体例としては、溶剤精製または水素精製による軽質ニュートラル油、中質ニュートラル油、重質ニュートラル油又はブライトストックなどを挙げることができる。
また、合成油としては、やはり従来公知の種々のものが使用可能であり、例えば、ポリα−オレフィン（α−オレフィン共重合体を含む）、ポリブテン、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、リン酸エステル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリオキシアルキレングリコール、ネオペンチルグリコール、シリコーンオイル、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、シリコーンオイル、更にはヒンダードエステルなどを用いることができる。これらの基油は、単独で、あるいは二種以上組み合わせて使用することができ、鉱油と合成油とを組み合わせて使用してもよいが、本発明においては、潤滑油組成物の性能の点から、特に％ＣAが０．１重量％以下のパラフィン系高度精製基油が好適である。ここで、％ＣAとは、環分析ｎ−ｄ−Ｍ法で算出した芳香族分の割合のことである。
【０００６】
本発明の潤滑油組成物においては、（Ａ）成分として、過塩基性カルシウムスルホネートが配合される。この過塩基性カルシウムスルホネートは、各種スルホン酸のカルシウム金属塩であり、通常、各種スルホン酸のカルシウム金属塩を炭酸化する方法により得られる。スルホン酸としては、芳香族石油スルホン酸、アルキルスルホン酸、アリールスルホン酸、アルキルアリールスルホン酸等があり、具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジラウリルセチルベンゼンスルホン酸、パラフィンワックス置換ベンゼンスルホン酸、ポリオレフィン置換ベンゼンスルホン酸、ポリイソブチレン置換ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸などを挙げることができる。
本発明においては、前記過塩基性カルシウムスルホネートとして、全塩基価が３００〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲にあるものが用いられる。この全塩基価が３００ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では摩擦係数が上がらず、一方５００ｍｇＫＯＨ／ｇを超えるものは製造することが困難である。
また、前記過塩基性カルシウムスルホネートは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。その配合量は、組成物全量に基づき、カルシウムとして２０００〜３５００ｐｐｍの範囲で選定される。この量が２０００ｐｐｍ未満では摩擦係数が上がらない上、清浄効果が不充分であり、一方３５００ｐｐｍを超えると摩擦係数は上がるものの、μ比を１以下にすることが困難である。
【０００７】
本発明の潤滑油組成物においては、（Ｂ）成分として平均分子量１０００〜３５００のアルキル基又はアルケニル基、特に好ましくはポリブテニル基を有する非ホウ素系炭化水素置換コハク酸イミド及び／又はホウ素含有炭化水素置換コハク酸イミドが配合される。
この非ホウ素系炭化水素置換コハク酸イミドやホウ素含有炭化水素置換コハク酸イミドにおけるアルキル基やアルケニル基の平均分子量が１０００〜３５００を逸脱すると、本発明の目的が達せられない。好ましくはポリブテニル基であり、特に好ましくはその平均分子量が１０００〜２５００である。
前記非ホウ素系炭化水素置換コハク酸イミドの好ましい例としては、一般式（Ｉ）
【０００８】
【化１】
0003785378.tif 000002
（式中、Ｒ1は平均分子量１０００〜３５００のポリブテニル基、Ｒ2は炭素数２〜４のアルキレン基、ｍは１〜１０の整数を示す。）
で表されるモノポリブテニルコハク酸イミド、及び一般式（II）
【０００９】
【化２】
0003785378.tif 000003
（式中、Ｒ3及びＲ4はそれぞれ平均分子量１０００〜３５００のポリブテニル基を示し、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、Ｒ5及びＲ6はそれぞれ炭素数２〜４のアルキレン基を示し、それらはたがいに同一でも異なっていてもよく、ｎは０又は１〜１０の整数を示す。）
で表されるビスポリブテニルコハク酸イミドなどを挙げることができる。
これらのポリブテニルコハク酸イミドは、通常ポリブテンと無水マレイン酸との反応で得られるポリブテニルコハク酸無水物を、ポリアルキレンポリアミンと反応させることによって製造することができる。この際、該ポリブテニルコハク酸無水物とポリアルキレンポリアミンとの反応比率を変えることにより、モノポリブテニルコハク酸イミド又はビスポリブテニルコハク酸イミドあるいはそれらの混合物が得られる。
【００１０】
この際用いられるポリアルキレンポリアミンとしては、例えばポリエチレンポリアミン、ポリプロピレンポリアミン、ポリブチレンポリアミンなどが挙げられるが、これらの中でポリエチレンポリアミンが好適である。
一方、ホウ素含有ポリブテニルコハク酸イミドとしては、前記非ホウ素系ポリブテニルコハク酸イミド（モノ体及び／又はビス体）に、ホウ素化合物を反応させて得られた化合物を挙げることができる。この際、ホウ素化合物としては、例えばホウ酸、ホウ酸無水物、ハロゲン化ホウ素、ホウ酸エステル、ホウ酸アミド、酸化ホウ素などが挙げられる。
本発明においては、該（Ｂ）成分の好ましいものとして、前記のモノポリブテニルコハク酸イミド、ビスポリブテニルコハク酸イミド及びホウ素含有ポリブテニルコハク酸イミドの中から選ばれる少なくとも一種が用いられる。また、その配合量は、組成物全量に基づき、窒素として１００〜５００ｐｐｍ、好ましくは１５０〜３５０ｐｐｍ、ホウ素として０〜３００ｐｐｍになるように選定される。窒素量が１００ｐｐｍ未満ではトルク伝達容量が低下したり、劣化物の分散性が悪くなり、一方窒素量が５００ｐｐｍを超えたり、ホウ素量が３００ｐｐｍを超えると変速ショックやシャダーが発生しやすくなる。
【００１１】
本発明の潤滑油組成物においては、（Ｃ）成分として亜リン酸エステル系化合物が用いられる。この亜リン酸エステル系化合物としては、例えば一般式（III）
【００１２】
【化３】
0003785378.tif 000004
（式中、Ｒ7〜Ｒ9は、それぞれ水素原子又は炭素数４〜３０の炭化水素基を示し、それらはたがいに同一でも異なっていてもよいが、その中の少なくとも一つは炭素数４〜３０の炭化水素基である。）
で表される化合物を挙げることができる。
前記一般式（III）において、Ｒ7〜Ｒ9のうちの炭素数４〜３０の炭化水素基としては、炭素数４〜３０の直鎖状、分枝鎖状若しくは環状のアルキル基又はアルケニル基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数７〜３０のアルキルアリール基、炭素数７〜３０のアリールアルキル基などを挙げることができる。このようなものの具体例としては、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、オレイル基、エイコシル基、フェニル基、キシリル基、ベンジル基、フェネチル基などが挙げられる。
【００１３】
前記一般式（III）で表される亜リン酸エステル系化合物としては、Ｒ7〜Ｒ9がいずれも炭化水素基である亜リン酸エステル、Ｒ7〜Ｒ9のうちの一つが水素原子で、残りが炭化水素基である酸性亜リン酸エステル（モノハイドロゲンホスファイト）、Ｒ7〜Ｒ9のうちの二つが水素原子で、残りが炭化水素基である酸性亜リン酸エステル（ジハイドロゲンホスファイト）があるが、本発明においては、酸性亜リン酸エステルが好ましく、特にモノハイドロゲンホスファイトが好適である。
前記モノハイドロゲンホスファイトの例としては、ジブチルハイドロゲンホスファイト、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジオレイルハイドロゲンホスファイト、ジステアリルハイドロゲンホスファイト、ジフェニルハイドロゲンホスファイト、ジベンジルハイドロゲンホスファイトなどを挙げることができる。これらの中で、ジラウリルハイドロゲンホスファイト及びジオレイルハイドロゲンホスファイトが好ましい。
【００１４】
本発明においては、前記亜リン酸エステル系化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その配合量は、組成物全量に基づき、リンとして１００〜３００ｐｐｍの範囲で選定される。リン量が１００ｐｐｍ未満ではμ比が１．０以下になりにくく、本発明の目的が達せられず、一方３００ｐｐｍを超えると摩擦係数が低下し、伝達トルク容量が不足する。
本発明の潤滑油組成物においては、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、各種添加剤、例えば酸化防止剤、粘度指数向上剤、極圧剤や摩擦調整剤、防錆剤、腐食防止剤、消泡剤などを配合することができる。
前記酸化防止剤としては、例えばアルキル化ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキル化−α−ナフチルアミンなどのアミン系酸化防止剤、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、４，４'−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）などのフェノール系酸化防止剤、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネートなどの硫黄系酸化防止剤等が挙げられる。
【００１５】
粘度指数向上剤としては、例えばポリメタクリレート系、ポリイソブチレン系、エチレン−プロピレン共重合体系、スチレン−ブタジエン水添共重合体系などが挙げられる。
極圧剤や摩擦調整剤としては、例えばリン酸エステル、カルボン酸、カルボン酸エステル、油脂、カルボン酸アミド（ポリアルキレンポリアミン、アルカノールアミン、アルキルアミン等のアミン類とカルボン酸との反応物）、アルキルアミン、Ｎ−アルキルアルカノールアミン、カルボン酸と多価アルコールの部分エステルなどが挙げられる。
防錆剤としては、例えばアルケニルコハク酸やその部分エステルなどが、腐食防止剤としては、例えばベンゾトリアゾールやベンズイミダゾールなどが、消泡剤としては、例えばジメチルポリシロキサンやポリアクリレートなどが挙げられる。
このような組成の本発明の潤滑油組成物は、通常μｓが１．２以上で良好な伝達トルク容量を有すると共に、μ比が１以下で締結時の耐変速ショック性に優れている。したがって、自動変速機の省燃費性の向上や小型・軽量化を図ることができる。
【００１６】
本発明の潤滑油組成物は、自動変速機、湿式摩擦材機構を備えた変速装置、及びブレーキ湿式摩擦材機構をもつ継ぎ手、連続スリップ機構を有するロックアップクラッチ付き自動／無段変速機などに適用することができる。
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１〜３、比較例１〜８
第１表に示す組成の潤滑油組成物を調製し、ＳＡＥＮｏ．２摩擦試験機を用い、下記に示す実験条件にて、ダイナミック時に動的摩擦係数（μｄ）、静止摩擦係数（μｏ）を、スタティック時に静摩擦係数（μｓ）を評価した。
すなわち、実ミッションに使用しているセルロース系クラッチ材料を用いて、面圧：０．２〜０．３Ｎ／ｍｍ2、油温：１００℃、ダイナミック回転数：３０００ｒｐｍ、スタティック回転数：０．７ｒｐｍの条件で評価を行った。
上記の実験条件で、３０００サイクルにおけるμｄ、μｓを測定し、またμ比（μ０／μｄ）を求めた。このμ比が１以下のものは、耐変速ショック性に優れる。
【００１７】
結果を第１表に示す。
なお、使用した各成分は、以下のとおりである。
（１）基油：流動点−３０℃、１００℃動粘度３．５ｍｍ2／ｓ、％ＣA０．１重量％以下のパラフィン基油
（２）過塩基性カルシウムスルホネート
・２５０ＴＢＮ：全塩基価２３０ｍｇＫＯＨ／ｇのカルシウムスルホネート
・３００ＴＢＮ：全塩基価３３０ｍｇＫＯＨ／ｇのカルシウムスルホネート
・４００ＴＢＮ：全塩基価４００ｍｇＫＯＨ／ｇのカルシウムスルホネート
【００１８】
（３）ポリブテニルコハク酸イミド
・高分子Ｍｗ２０００：ポリブテニル基の平均分子量が２０００で、Ｎ含有量が１．５重量％の非ホウ素系ポリブテニルコハク酸イミド
・Ｂ系Ｍｗ１０００−１：ポリブテニル基の平均分子量が１０００、Ｎ含有量が１．６重量％、ホウ素含有量が０．４重量％のホウ素含有ポリブテニルコハク酸イミド
・Ｂ系Ｍｗ１０００−２：ポリブテニル基の平均分子量が１０００、Ｎ含有量が２．０重量％、ホウ素含有量が２．０重量％のホウ素含有ポリブテニルコハク酸イミド
・低分子Ｍｗ１０００＞：ポリブテニル基の平均分子量が５００で、Ｎ含有量が３．６重量％の非ホウ素系ポリブテニルコハク酸イミド
（４）酸性亜リン酸エステル：ジオレイルハイドロゲンホスファイト
（５）酸化防止剤：フェノール系＋アミン系
（６）粘度指数向上剤：ＰＭＡ系
【００１９】
【表１】
0003785378.tif 000005
【００２０】
【表２】
0003785378.tif 000006
【００２１】
【表３】
0003785378.tif 000007
＊１：粘度指数向上剤  １０％、その他  １％
＊２：沈殿を生じる
第１表から分かるように、本発明の潤滑油組成物は、いずれもμｓが０．１２以上で伝達トルク容量が大きく、しかもμ比が１．０以下で耐変速ショック性に優れている。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、静摩擦係数（μｓ）が高く、良好な伝達トルク容量を有すると共に、締結時の耐変速ショック性に優れることを示すμ比が１以下の摩擦特性を有し、自動変速機の省燃費性の向上や小型・軽量化を図ることができる自動変速機用潤滑油組成物を提供することができる。