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技術 無段変速機用潤滑油組成物

出願人 東燃ゼネラル石油株式会社トヨタ自動車株式会社
発明者 佐藤剛久釘宮貴徳植田文雄新井博之
出願日 1999年6月15日 (20年9ヶ月経過) 出願番号 1999-168113
公開日 2000年12月26日 (19年2ヶ月経過) 公開番号 2000-355695
状態 特許登録済
技術分野 伝動装置の一般的な細部 潤滑剤
主要キーワード ホウ素含有物 各一定量 材料適合性 Zn系化合物 すべり出し シャダ ベルトエレメント スチールプレート
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課題

ベルト式CVT油に要求される高い金属間摩擦係数スリップ制御機構に対するシャダー防止性両立し、長期にわたって使用可能な無段変速機用潤滑油組成物を提供する。

解決手段

鉱油及び/又は合成油からなる潤滑油基油に、(A)Caサリシレート、(B)りん摩耗防止剤、(C)摩擦調整剤、及び(D)分散型粘度指数向上剤を配合してなることを特徴とする無段変速機用潤滑油組成物を提供した。

概要

背景

プッシュベルト式無段変速機(以下、ベルト式CVTということもある)は、自動車燃費向上とドライバビリティの向上に有効であることから、近年急速に販売台数が増えている。しかし、ベルト式CVTは、大きな伝達トルク容量を得ることが難しいため、従来は、排気量1600cc以下の小型車にしか搭載できなかった。近年ベルトの改良により排気量2000ccの車に搭載が可能になったが、依然として伝達トルク容量の向上は、ベルト式CVTにとって重要な課題である。

ベルト式CVTでは、ベルトエレメントプーリー間の摩擦力によりトルクが伝達される。そのため伝達トルク容量は、ベルトエレメントとプーリーの金属間摩擦係数とプーリーの押付け力によって決定される。この金属間摩擦係数は、潤滑油の性能によって左右され、金属間摩擦係数が不足すると、ベルトとプーリー間にすべりを生じたり、ベルトが破断するという不具合を生じる恐れがある。一方、ベルト式CVTの発進機構には、従来、電磁クラッチが使用されていたが、大排気量化による伝達トルクの増大に対する対応と、運転性向上のため、湿式クラッチロックアップクラッチ付きのトルクコンバーターが使用されるようになってきている。これらの湿式クラッチ、トルクコンバーター及びCVTには、共通の潤滑油を使用しているため、CVT油には、これら湿式クラッチやトルクコンバーターとの適合性も重要になってきている。

こうした中で従来CVT油には、自動変速機油(以下、ATFということもある。)を流用することが多かった。これは、従来の小排気量の車では伝達トルクが小さく、要求される金属間摩擦係数のレベルがあまり高くないため、ATFの中で比較的金属間摩擦係数の高いものを選択すれば性能を満足することができたからである。ATFを流用することの利点としては、湿式摩擦材との適合性や他の材料との適合性に実績があることが挙げられる。しかし、ベルト式CVTが排気量2000ccの車に搭載されるようになると、必要とされる金属間摩擦係数のレベルが高くなって、ATFの流用では、性能を満足することができないため、CVT専用油が必要になってきている。

上述したとおり、CVT油には、高い金属間摩擦係数が要求される。ATFの流用品を含む多くの現状の市販CVT油には、高い金属間摩擦係数を満足するために亜鉛(Zn)系の化合物が配合されている。ところが、このZn系化合物を配合するCVT油は、劣化により湿式クラッチやロックアップクラッチの摩擦材目詰まりさせる傾向が強く、長期の使用に適さない場合が多い。特に、高い金属間摩擦係数を有するCVT専用油では、Zn系化合物の配合量が多く、この傾向が強い。

更に、ロックアップクラッチの機構によっては、従来のCVT油を使用することは、全くできなくなる。この点について、更に詳細に説明する。発進機構にロックアップクラッチ付きトルクコンバーターを有し、前・後進切替機構に湿式クラッチを用いた排気量2000cc車用のベルト式CVTは、既に市販されている。しかし、将来はロックアップ速度域の拡大による更なる燃費向上や、ロックアップ係合時のショック和らげる目的で、ロックアップクラッチの押付け圧を制御することにより、意図的にロックアップクラッチをスリップさせる機能(以下スリップ制御と呼ぶ)を持つロックアップクラッチ付きトルクコンバーターを有するベルト式CVTが開発されると予想されている。このようなスリップ制御を行うと、潤滑油の種類によってはシャダーと呼ばれる自励振動が発生するため、CVT油には、シャダ防止性とその機能の持続性が必要になる。しかし、シャダー防止性を満足するためには、摩擦調整剤を中心とする特殊な添加剤配合技術が必要で、ATFの中でも特にスリップ制御ATF用に調整されたATF以外には、十分なシャダー防止性を示さない。また、シャダー防止性を付与する添加剤として配合される摩擦調整剤と呼ばれる添加剤の多くは金属間摩擦係数を下げる傾向があるため、シャダー防止性を有する市販ATFは、金属間摩擦係数が低くCVTには使用できない。そこで、金属間摩擦係数とシャダー防止性を両立するためには、新規の添加剤配合技術が必要となってくる。更に、シャダー防止性にとって、摩擦材の目詰まりは、致命的であり、このようなスリップ制御機構を有するCVTに従来のCVT油を使用すると、かなり早い段階で摩擦材の目詰まりが生じるため使用することができない。この結果、Zn化合物を使用している現状市販CVT油は、全てシャダー防止性能寿命が短い。

また、金属間摩擦係数についても、初期性能のみではなく、その持続性が要求されるが、Zn系化合物は、劣化により当初の性能を失うため、金属間摩擦係数の長期の持続性についても、十分であるとは言えない。

従来、無段変速機用潤滑油には、例えば、特開平2−175794号では、摩耗防止剤金属清浄剤及びカルボキシル基を有する摩擦調整剤を配合した潤滑油組成物、特開平9−100487号では、硫黄極圧剤りん系極圧剤及び金属系清浄剤を配合した無段変速機用組成物、特開平10−8081号では、無灰分散剤、硫黄系極圧剤及びりん系極圧剤を配合した潤滑油組成物、及び特開平10−306292号では、全塩基価特定範囲のCaスルホネート及び亜リン酸エステル類等を配合したベルト式CVT自動変速機用潤滑油組成物などが提案されている。しかし、これらの提案にも拘わらず、未だ充分な、高レベルの金属間摩擦係数、すなわち大きい伝達トルク容量と、スリップ制御機構に対する優れたシャダ−防止性を満足し、かつそれらの性能を長期にわたって保持し得るものは無かった。

概要

ベルト式CVT油に要求される高い金属間摩擦係数とスリップ制御機構に対するシャダー防止性を両立し、長期にわたって使用可能な無段変速機用潤滑油組成物を提供する。

鉱油及び/又は合成油からなる潤滑油基油に、(A)Caサリシレート、(B)りん系摩耗防止剤、(C)摩擦調整剤、及び(D)分散型粘度指数向上剤を配合してなることを特徴とする無段変速機用潤滑油組成物を提供した。

目的

本発明の目的は、上記のような開発状況に鑑み、ベルト式CVT油に要求される高い金属間摩擦係数とスリップ制御機構に対するシャダー防止性を両立し、長期にわたって使用可能な無段変速機用潤滑油組成物を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
6件

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請求項1

鉱油及び/又は合成油からなる潤滑油基油に、(A)Caサリシレート、(B)りん摩耗防止剤、(C)摩擦調整剤、及び(D)分散型粘度指数向上剤を配合してなることを特徴とする無段変速機用潤滑油組成物

請求項2

Caサリシレートの配合量が、組成物全量基準でCa量として350〜600ppmであることを特徴とする請求項1に記載の無段変速機用潤滑油組成物。

請求項3

りん系摩耗防止剤の配合量が、組成物全量基準でP量として200〜400ppmであることを特徴とする請求項1に記載の無段変速機用潤滑油組成物。

請求項4

りん系摩耗防止剤が、酸性りん酸エステル、酸性亜りん酸エステル、りん酸の少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の無段変速機用潤滑油組成物。

請求項5

摩擦調整剤が、アミン系摩擦調整剤及び/又はホウ素含有アルコール系摩擦調整剤であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の無段変速機用潤滑油組成物。

請求項6

無段変速機が、プッシュベルト式であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の無段変速機用潤滑油組成物。

請求項7

無段変速機が、ロックアップクラッチ付きトルクコンバーターを有するプッシュベルト式であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の無段変速機用潤滑油組成物。

請求項8

無段変速機が、ロックアップクラッチ押付け油圧を制御することによりスリップ速度を制御する機能を持つ、ロックアップクラッチ付きトルクコンバーターを有するプッシュベルト式であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の無段変速機用潤滑油組成物。

技術分野

0001

本発明は、無段変速機用潤滑油組成物に関し、更に詳しくは、ロックアップクラッチ付きトルクコンバーターを有するプッシュベルト式無断変速機に用いられる潤滑油組成物に関する。特に、ロックアップクラッチ押付け圧を制御することにより、意図的にロックアップクラッチのスリップ速度を制御する機能を持つロックアップクラッチ付きトルクコンバーターを有するプッシュベルト式無段変速機において、大きい伝達トルク容量と優れたシャダ防止性満足し、かつそれらの性能を長期にわたって保持し得る潤滑油組成物に関する。

背景技術

0002

プッシュベルト式無段変速機(以下、ベルト式CVTということもある)は、自動車燃費向上とドライバビリティの向上に有効であることから、近年急速に販売台数が増えている。しかし、ベルト式CVTは、大きな伝達トルク容量を得ることが難しいため、従来は、排気量1600cc以下の小型車にしか搭載できなかった。近年ベルトの改良により排気量2000ccの車に搭載が可能になったが、依然として伝達トルク容量の向上は、ベルト式CVTにとって重要な課題である。

0003

ベルト式CVTでは、ベルトエレメントプーリー間の摩擦力によりトルクが伝達される。そのため伝達トルク容量は、ベルトエレメントとプーリーの金属間摩擦係数とプーリーの押付け力によって決定される。この金属間摩擦係数は、潤滑油の性能によって左右され、金属間摩擦係数が不足すると、ベルトとプーリー間にすべりを生じたり、ベルトが破断するという不具合を生じる恐れがある。一方、ベルト式CVTの発進機構には、従来、電磁クラッチが使用されていたが、大排気量化による伝達トルクの増大に対する対応と、運転性向上のため、湿式クラッチやロックアップクラッチ付きのトルクコンバーターが使用されるようになってきている。これらの湿式クラッチ、トルクコンバーター及びCVTには、共通の潤滑油を使用しているため、CVT油には、これら湿式クラッチやトルクコンバーターとの適合性も重要になってきている。

0004

こうした中で従来CVT油には、自動変速機油(以下、ATFということもある。)を流用することが多かった。これは、従来の小排気量の車では伝達トルクが小さく、要求される金属間摩擦係数のレベルがあまり高くないため、ATFの中で比較的金属間摩擦係数の高いものを選択すれば性能を満足することができたからである。ATFを流用することの利点としては、湿式摩擦材との適合性や他の材料との適合性に実績があることが挙げられる。しかし、ベルト式CVTが排気量2000ccの車に搭載されるようになると、必要とされる金属間摩擦係数のレベルが高くなって、ATFの流用では、性能を満足することができないため、CVT専用油が必要になってきている。

0005

上述したとおり、CVT油には、高い金属間摩擦係数が要求される。ATFの流用品を含む多くの現状の市販CVT油には、高い金属間摩擦係数を満足するために亜鉛(Zn)系の化合物が配合されている。ところが、このZn系化合物を配合するCVT油は、劣化により湿式クラッチやロックアップクラッチの摩擦材目詰まりさせる傾向が強く、長期の使用に適さない場合が多い。特に、高い金属間摩擦係数を有するCVT専用油では、Zn系化合物の配合量が多く、この傾向が強い。

0006

更に、ロックアップクラッチの機構によっては、従来のCVT油を使用することは、全くできなくなる。この点について、更に詳細に説明する。発進機構にロックアップクラッチ付きトルクコンバーターを有し、前・後進切替機構に湿式クラッチを用いた排気量2000cc車用のベルト式CVTは、既に市販されている。しかし、将来はロックアップ速度域の拡大による更なる燃費向上や、ロックアップ係合時のショック和らげる目的で、ロックアップクラッチの押付け圧を制御することにより、意図的にロックアップクラッチをスリップさせる機能(以下スリップ制御と呼ぶ)を持つロックアップクラッチ付きトルクコンバーターを有するベルト式CVTが開発されると予想されている。このようなスリップ制御を行うと、潤滑油の種類によってはシャダーと呼ばれる自励振動が発生するため、CVT油には、シャダ−防止性とその機能の持続性が必要になる。しかし、シャダー防止性を満足するためには、摩擦調整剤を中心とする特殊な添加剤配合技術が必要で、ATFの中でも特にスリップ制御ATF用に調整されたATF以外には、十分なシャダー防止性を示さない。また、シャダー防止性を付与する添加剤として配合される摩擦調整剤と呼ばれる添加剤の多くは金属間摩擦係数を下げる傾向があるため、シャダー防止性を有する市販ATFは、金属間摩擦係数が低くCVTには使用できない。そこで、金属間摩擦係数とシャダー防止性を両立するためには、新規の添加剤配合技術が必要となってくる。更に、シャダー防止性にとって、摩擦材の目詰まりは、致命的であり、このようなスリップ制御機構を有するCVTに従来のCVT油を使用すると、かなり早い段階で摩擦材の目詰まりが生じるため使用することができない。この結果、Zn化合物を使用している現状市販CVT油は、全てシャダー防止性能寿命が短い。

0007

また、金属間摩擦係数についても、初期性能のみではなく、その持続性が要求されるが、Zn系化合物は、劣化により当初の性能を失うため、金属間摩擦係数の長期の持続性についても、十分であるとは言えない。

0008

従来、無段変速機用潤滑油には、例えば、特開平2−175794号では、摩耗防止剤金属清浄剤及びカルボキシル基を有する摩擦調整剤を配合した潤滑油組成物、特開平9−100487号では、硫黄極圧剤りん系極圧剤及び金属系清浄剤を配合した無段変速機用組成物、特開平10−8081号では、無灰分散剤、硫黄系極圧剤及びりん系極圧剤を配合した潤滑油組成物、及び特開平10−306292号では、全塩基価特定範囲のCaスルホネート及び亜リン酸エステル類等を配合したベルト式CVT自動変速機用潤滑油組成物などが提案されている。しかし、これらの提案にも拘わらず、未だ充分な、高レベルの金属間摩擦係数、すなわち大きい伝達トルク容量と、スリップ制御機構に対する優れたシャダ−防止性を満足し、かつそれらの性能を長期にわたって保持し得るものは無かった。

発明が解決しようとする課題

0009

本発明の目的は、上記のような開発状況に鑑み、ベルト式CVT油に要求される高い金属間摩擦係数とスリップ制御機構に対するシャダー防止性を両立し、長期にわたって使用可能な無段変速機用潤滑油組成物を提供することである。

課題を解決するための手段

0010

本発明者らは、上記課題に対し鋭意研究を重ねた結果、潤滑油基油に、(A)Caサリシレート、(B)りん系摩耗防止剤、(C)摩擦調整剤、及び(D)分散型粘度指数向上剤の少なくとも4種類の添加剤を必須成分として配合することにより、無段変速機用潤滑油として要求される高い金属間摩擦係数とスリップ制御機構に対するシャダー防止性を両立し、かつ長期にわたって使用可能な無段変速機用潤滑油組成物が得られることを見出した。すなわち、本発明によれば、鉱油及び/又は合成油からなる潤滑油基油に、(A)Caサリシレート、(B)りん系摩耗防止剤、(C)摩擦調整剤、及び(D)分散型粘度指数向上剤を配合してなることを特徴とする無段変速機用潤滑油組成物が提供される。また、本発明によれば、Caサリシレートやりん系摩耗防止剤の配合量が、特定量であることを特徴とする上記の無段変速機用潤滑油組成物が提供される。更に、本発明によれば、りん系摩耗防止剤が、酸性りん酸エステル、酸性亜りん酸エステル、りん酸の少なくとも1種であることを特徴とする、又は、摩擦調整剤が、アミン系摩擦調整剤及び/又はホウ素含有アルコール系摩擦調整剤であることを特徴とする上記の無段変速機用潤滑油組成物が提供される。更にまた、本発明によれば、無段変速機が、プッシュベルト式であることを特徴とする、又は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバーターを有するプッシュベルト式であることを特徴とする、又は、ロックアップクラッチの押付け油圧を制御することによりスリップ速度を制御する機能を持つ、ロックアップクラッチ付きトルクコンバーターを有するプッシュベルト式であることを特徴とする上記の無段変速機用潤滑油組成物が提供される。

0011

本発明は、上記した如く、潤滑油基油に、少なくとも4種類の特定の化合物を配合した潤滑油組成物に係るものであるが、その好ましい態様としては、次のものが包含される。
摩擦調整剤の配合量が、組成物全量基準で0.01〜5重量%であることを特徴とする上記の無段変速機用潤滑油組成物。
分散型粘度指数向上剤の配合量が、組成物全量基準で1〜7重量%であることを特徴とする上記の無段変速機用潤滑油組成物。
Caサリシレートの全塩基価が、100〜400mgKOH/gであることを特徴とする上記の無段変速機用潤滑油組成物。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明について詳細に説明する。
(1)潤滑油基油
本発明の無段変速機用潤滑油組成物に用いられる基油は、特に限定されるものではなく、一般に潤滑油基油として用いられているものならば何でも使用することができる。すなわち、これらに該当するものとしては、鉱油、合成油、或いはそれらの混合油がある。本発明で使用する基油は、100℃において、0.5〜200mm2/sの動粘度を有し、好適な動粘度は、2〜25mm2/sの範囲であり、更に好適な動粘度は、3.5〜8mm2/sの範囲である。基油の動粘度が高すぎると、低温粘度が悪化し、逆に動粘度が低すぎると、無段変速機の摺動部において摩耗が生じたり、引火点が低くなるという難点が生じる。鉱油としては、潤滑油粘度を有する炭化水素油留分であり、例えば、減圧蒸留留出油フェノールフルフラール、N−メチルピロリドンの如き芳香族抽出溶剤で処理して得られるラフィネートを、プロパンメチルエチルケトン等の溶剤脱蝋処理した後、必要に応じて、更に水素化精製を行って得られる炭化水素油、又はこの炭化水素留出油と溶剤抽出溶剤脱蝋及び溶剤脱れき処理を行った残渣油との混合物を使用することができる。酸化安定性の観点からは、芳香族炭素数の全炭素に対する割合、%CA(ASTMD3238法)が20以下のものが好ましく、10以下のものが特に好ましい。また、流動点の観点からは、流動点が−10℃以下のものが好ましく、−15℃以下のものが特に好ましい。これらの精製鉱油は、組成上、パラフィン系、ナフテン系などで、単独又はこれらの混合系炭化水素であっても良い。鉱油の具体例としては、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及びブライトストック等が挙げられ、要求性状を満たすように適宜混合することにより基油を調整することができる。

0013

本発明に使用する合成油としては、オレフィンオリゴマーニ塩基酸エステルポリオールエステル、ポリアルキレングリコールポリエーテルアルキルベンゼンアルキルナフタレン等を挙げることができる。オレフィンオリゴマーとしては、炭素数2〜14、好ましくは4〜12の範囲である直鎖又は分岐オレフィン炭化水素の中から選択された任意の1種の単独、又は2種以上の共重合により得られるものであり、平均分子量が100〜約3,000、好ましくは200〜約1,000の生成物から選択されるが、特に水素化によって不飽和結合を除去したものが好ましい。好ましい具体的なオレフィンオリゴマーとしては、例えばポリブテンα−オレフィンオリゴマーエチレン・α−オレフィンオリゴマー等である。ニ塩基酸エステルとしては、炭素数4〜14の脂肪族ニ塩基酸と、炭素数4〜14の脂肪族アルコールとのエステルが挙げられる。ポリオールエステルとしては、ネオペンチルグリコールトリメチロールプロパンペンタエリスリトール等の多価アルコールと、炭素数4〜18の脂肪酸とのエステルが挙げられる。又ヒドロキシピバリン酸等のヒドロキシ酸と脂肪酸及びアルコールとのエステル等も使用することができる。ポリオキシアルキレングリコールの例としては、炭素数2〜4のアルキレンオキサイド重合物が使用でき、アルキレンオキサイドは、単独の重合でも、混合物の重合でも良い。またアルキレンオキサイドの混合物による重合体は、ブロック重合体でも、ランダム重合体でも良い。またアルキレングリコール末端基は、片末端又は両末端が、エーテル封鎖されていても良く、エステル封鎖されていても良い。ポリエーテルとしては、フェニルエーテル等が使用できる。これらの基油は、それぞれ単独で、あるいは二種以上を組み合わせて使用することができ、鉱油と合成油を組み合わせて使用してもよい。

0014

(2)添加剤成分
次に、本発明の潤滑油組成物に使用する、基油に配合される必須の(A)〜(D)成分について説明する。(A)成分のCaサリシレートとしては、全塩基価が100〜400mgKOH/gのものが好適に使用でき、全塩基価が150〜300mgKOH/gのものが特に好ましい。石鹸分は、20〜50重量%のものが使用できるが、30〜45重量%のものが特に好ましい。Caサリシレートは、炭素数が4〜24のアルキル基を持つ、モノアルキルサリシレートでもジアルキルサリシレートでも良いが、これらの混合物が好適に使用できる。アルキル基の長さは、金属間摩擦係数とシャダー防止性を両立するために、炭素数が12〜20のものが好ましい。Caサリシレートの配合量としては、組成物全量基準で、Ca量として350〜600ppmが好適で、これより多くても少なくても金属間摩擦係数の向上作用が小さい。一方、配合量が600ppmを超えると酸化安定性が悪化する。

0015

(B)成分のりん系摩耗防止剤としては、りん酸、りん酸エステル、酸性りん酸エステル、亜りん酸エステル、酸性亜りん酸エステル、フォスフォネートアシッドフォスフォネート、酸性りん酸エステルアミン塩、酸性亜りん酸エステルアミン塩、アシッドフォスフォネートのアミン塩等が使用できる。好ましくは、酸性りん酸エステル、酸性亜りん酸エステル、りん酸、又はそれらの混合物が用いられる。りん系摩耗防止剤の配合量としては、組成物全量基準で、P量として200〜500ppmが好適であり、200ppmより少ないと金属間摩擦係数の向上作用が小さく、摩耗防止性も不十分である。一方、配合量が500ppmを超えると材料適合性が悪化する。

0016

本発明に使用する(C)成分の摩擦調整剤は、(A)成分のCaサリシレートとの組合せにより、シャダー防止性能を満足することが必要であって、アミン系摩擦調整剤やホウ素含有アルコール系摩擦調整剤等が好適に使用できる。アミン系摩擦調整剤としては、炭素数が4〜36までのアルキルアミンアルキルジアミンジアルキルアミン、又はトリアルキルアミンが使用できる。特にアルキルアミンと、ジアルキルアミンが好適に使用できる。ホウ素含有アルコール系摩擦調整剤としては、脂肪族モノアルコール脂肪族多価アルコール又はアルキレングリコールとホウ酸との反応物が使用できる。摩擦調整剤の配合量としては、組成物全量基準で、0.01〜5重量%が好適であり、配合量が0.01重量%未満ではシャダー防止性能が不足し、一方、5重量%を超えると金属間摩擦係数が低下する。

0017

本発明に使用する(D)成分の分散型粘度指数向上剤としては、良好な低温粘度性状を得るために、ポリメタクリレートが好適で、極性モノマーを5〜20モル%程度含むものが良く、極性モノマーとしては、ジエチルアミノエチルメタクリレート、2−メチル−5−ビニルピリジンなどのアミン、N−ビニルピロリジノンなどの窒素化合物が好適に使用できる。分散型粘度指数向上剤の分子量としては、数平均分子量が10,000〜200,000のものが使用できるが、せん断定性の面から平均分子量100,000以下のものが好適に使用できる。分散型粘度指数向上剤の配合量は、組成物全量基準で1〜7重量%の範囲が好適であって、1%未満では、酸化安定性の改善効果が少なく、一方、7%を超えると、酸化安定性がかえって悪化することがある。本発明の潤滑油組成物は、これら4種の添加剤を必須成分として含有させることにより、無段変速機油として使用した場合、無段変速機用潤滑油として要求される高い金属間摩擦係数とスリップ制御機構に対するシャダー防止性を両立し、かつ長期にわたって使用可能という顕著な効果を奏する。

0018

(3)その他の添加剤成分
本発明の潤滑油組成物は、潤滑油基油に必須成分として上記の化合物を配合するものであるが、更に必要に応じて、通常のATFに使用する、次に示すような各種添加剤、即ち金属清浄剤、摩耗防止剤、摩擦調整剤、金属不活性化剤、無灰分散剤、酸化防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤消泡剤腐食防止剤着色剤などを本発明の目的を損なわない範囲で適宜添加することができる。

0019

本発明では、(A)成分のCaサリシレートの配合を必須としているが、本発明の効果を損なわない範囲で、他の金属清浄剤を配合することができる。使用できる金属清浄剤は、アルキル基が炭素数4〜24のアルキルベンゼンスルホネート、アルキルベンゼンフェネート、アルキルベンゼンフォスフォネートのCa、Mg、Ba等のアルカリ土類金属塩であり、アルキル基の炭素数が12〜20のものが好ましい。全塩基価は、0〜400mgKOH/gのものが使用できるが、150〜350mgKOH/gのものが好ましい。これらは、通常0.05〜5重量%の割合で使用される。

0020

本発明では、(B)成分のりん系摩耗防止剤の配合を必須としているが、金属間摩擦係数を大きく低下させたり、シャダー防止性能寿命を低下させない範囲で他の摩耗防止剤を配合することもできる。他の摩耗防止剤としては、一級二級又はそれら混合物のアルキルジチオりん酸亜鉛を使用することができる。また、硫化油脂硫化オレフィンジヒドロカルビルポリサルファイド硫化鉱油、チオカーバメートチオテルペン、又はジアルキルジプロピオネート等の硫黄系摩耗防止剤又は極圧剤を使用することもできるが、配合量が多いと本発明の効果を阻害する恐れがある。これらは、通常0.05〜5重量%の割合で使用される。

0021

本発明では、(C)成分の摩擦調整剤の配合を必須としており、中でもアミン系摩擦調整剤とホウ素含有アルコール系の摩擦調整剤の配合を必須としているが、金属間摩擦係数を大きく低下させない範囲で、他の摩擦調整剤を併用することもできる。使用可能な摩擦調整剤としては、炭素数が7〜24の飽和又は不飽和の脂肪族モノカルボン酸脂肪族ジカルボン酸、アルコール、脂肪酸エステル油脂類多価アルコールエステルソルビタンエステルアミド系化合物イミド系化合物、ホウ素含有環状カルボン酸イミドなどが使用できる。これらは、通常0.01〜5重量%の割合で使用される。

0022

金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾールチアジアゾール及びそれらの誘導体が好適に使用でき、ベンゾトリアゾールタイプとチアジアゾールタイプの併用は、併用することにより優れた酸化安定性を示すために、特に好ましい。これらは、通常0.001〜3重量%の割合で使用される。

0023

無灰分散剤としては、モノイミドビスイミド或いはそれらのホウ素含有物等のイミド化合物を挙げることができる。アルキル又はアルケニルコハク酸イミドのホウ素含有物が特に好ましい。これらは、通常0.1〜10重量%の割合で使用される。

0024

酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系とアミン系が好ましく使用でき、これらを組み合わせて使用することは、酸化安定性が飛躍的に向上するため、特に好ましい。フェノール系酸化防止剤としては、4メチル2,6ジターシャリーブチルフェノール、4,4−メチレンビス2,6ジターシャリーブチルフェノール等が好適に使用できる。アミン系酸化防止剤としては、フェニルαナフチルアミンアルキルフェニルαジフェニルアミン、ジフェニルアミン、アルキルジフェニルアミン等が好適に使用できる。これらは、通常0.05〜5重量%の割合で使用される。

0025

本発明では、(D)成分の分散型粘度指数向上剤の配合を必須としているが、粘度の調整や、粘度指数の向上を目的として、他の粘度指数向上剤を併用することもできる。使用できる粘土指数向上剤は、エチレン−プロピレン共重合体等のオレフィン共重合体ポリアクリレート、ポリメタクリレートなどであり、低温粘度の点からポリメタクリレートが好ましい。これらは、通常1〜20重量%の割合で使用される。流動点降下剤としては、一般にエチレン−酢酸ビニル共重合体塩素化パラフィンナフタレンとの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールとの縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等が挙げられ、例えば、ポリメタクリレートが好ましく用いられる。これらは、通常0.01〜5重量%の割合で使用される。

0026

消泡剤としては、ジメチルポリシロキサン等のシリコーン系化合物ソルビタンモノラウレートアルケニルコハク酸誘導体等のエステル系化合物を使用することができる。これらは、通常0.0001〜2重量%の割合で使用される。更に、本発明の潤滑油組成物には、腐蝕防止剤、着色剤等その他の添加剤も所望に応じて使用することができる。

0027

本発明におけるベルト式CVTの例として、Van Doorne’ Transmissie BV社により製造されている金属ベルトを使用したCVTが挙げられるが、本発明におけるベルト式CVTは、必ずしもVan Doorne’ Transmissie BV社により製造されたベルトを使用したCVTに限定されるわけでは無く、同様の機構、つまり、金属間摩擦を利用して動力を伝達するCVTに使用することができる。また、本発明の潤滑油組成物は、スリップ制御ロックアップクラッチ付きトルクコンバーターを有するベルト式CVTに対して、他に類をみない優れた性能を有するが、スリップ制御機構が無いロックアップクラッチや湿式クラッチの摩擦材に対しても安定した性能を示すことや、長期にわたって高い金属間摩擦係数を持続することから、一般のベルト式CVTに対して優れた性能を示し、ベルト式CVT油として、好適に使用することができる。更に通常の自動変速機油(ATF)としても、好適に使用することができる。

0028

以下に、本発明について実施例及び比較例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に特に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例における金属間摩擦係数測定方法と、シャダー防止性能、シャダー防止性能寿命及び酸化安定性の評価方法は、次に示す方法で評価した。

0029

(1)金属間摩擦係数
試験機としてSRV摩擦試験機往復動型摩擦試験機)を用い、次の試験条件試験を実施し、すべり出し金属間摩擦係数(すべり出し直後の金属間摩擦係数最大値)を測定した。この金属間摩擦係数の高いものほど、伝達トルク容量が大きいと判断される。
試験片ボール(SUJ2)、プレート(SUJ2)
試験温度:100℃
荷重:100N
周波数:50Hz
ストローク:1mm

0030

(2)シャダー防止性能及びシャダー防止性能寿命
シャダー防止性能及びシャダー防止性能寿命の試験法は、JASOM349−98の自動変速機油シャダー防止性能試験方法に従った。摩擦材には、JASO M349−98に規定されるフリクションプレート(摩擦材:D−0512)とスチールプレートを使用した。

0031

(3)酸化安定性
酸化安定性は、JIS K2514に準拠した内燃機関用潤滑油酸化安定度試験方法(以下、ISOTという)により、評価した。試験条件は、試験温度が165℃、試験時間が192時間とした。ISOT試験前後の試験油全酸価変化とISOT試験終了油の凝集ペンタン不溶分を測定した。これらの全酸価変化量や凝集ペンタン不溶分量の大きいものほど、劣化により湿式クラッチやロックアップクラッチの摩擦材を目詰まりさせる傾向が強いと判断される。また、このISOT試験終了油について、前記(1)の金属間摩擦係数の評価を実施し、摩擦係数の持続性、すなわち伝達トルク容量の持続性も評価した。

0032

(4)実施例及び比較例
[実施例1]潤滑油基油として、溶剤精製パラフィン系鉱油(100℃での動粘度、4mm2/s)を使用し、この鉱油に、組成物全量基準で、(A)成分のCaサリシレートをCa量として500ppm、(B)成分のりん系摩耗防止剤をP量として350ppm、(C)成分の摩擦調整剤としてアミン系摩擦調整剤を0.02重量%とホウ素含有アルコール系摩擦調整剤を0.2重量%、(D)成分の分散型粘度指数向上剤を2.5重量%、任意成分である非分散型粘度指数向上剤を6.0重量%、及びその他の添加剤として酸化防止剤、無灰分散剤、金属不活性化剤と消泡剤の各一定量の合計4.0重量%を配合する潤滑油組成物を調製した。配合した添加剤の詳細な説明は、次のとおりである。(A)成分のCaサリシレートとしては、全塩基価が170mgKOH/gのアルキルベンゼンCaサリシレートであって、該Caサリシレートは、炭素数が14〜18のアルキル基を持つ、モノアルキルサリシレートとジアルキルサリシレートの混合物であって、アルキル基に対する芳香環の結合位置は、2位、3位、4位の合計が約60%であるものである。(B)成分のりん系摩耗防止剤は、炭素数が4のアルキル基を持つモノアルキルアシッドフォスフェートとジアルキルアシッドフォスフェートの混合物である。(C)成分のアミン系摩擦調整剤は、炭素数が18のアルキルアミンであり、ホウ素含有アルコール系摩擦調整剤は、アルキレングルコールとホウ酸の反応物である。(D)成分の分散型粘度指数向上剤は、数平均分子量が40,000のポリメタクリレートであって、極性基を10モル%程度含有したものである。任意成分の非分散型粘度指数向上剤は、数平均分子量が40,000のポリメタクリレートである。この調製した潤滑油組成物について、金属間摩擦係数の測定と、シャダー防止性能、シャダー防止性能寿命及び酸化安定性の評価を実施した。これらの結果を表1に示す。実施例1の金属間摩擦係数は、0.165であり、ISOT試験後の金属間摩擦係数は、0.162である。金属間摩擦係数は高く、摩擦係数の持続性も良好である。シャダー防止性能、すなわちdμ/dvは、正であって、良好である。シャダー防止性能寿命は、200時間以上であって、良好である。また、酸化安定性も良好である。

0033

[実施例2]実施例1と同様に、表1に示す潤滑油基油成分と添加剤成分を同表に示す割合で配合し、潤滑油組成物を調製した。この調製した潤滑油組成物について、金属間摩擦係数の測定と、シャダー防止性能、シャダー防止性能寿命及び酸化安定性の評価を実施した。これらの結果を表1に示す。実施例1と同様に、実施例2の評価結果は、良好である。

0034

0035

[比較例1〜5]表2に示す潤滑油基油成分と各種添加剤成分を同表に示す割合で配合し、潤滑油組成物を調製した。この調製した潤滑油組成物について、金属間摩擦係数の測定と、シャダー防止性能、シャダー防止性能寿命及び酸化安定性の評価を実施した。これらの結果を表2に示す。

0036

0037

[比較例6〜8]市販されている3種類のCVT油を入手し、金属間摩擦係数の測定と、シャダー防止性能、シャダー防止性能寿命及び酸化安定性の評価を実施した。これらの結果と、市販CVT油の概要分析値を表3に示す。

0038

0039

上記の実施例及び比較例から、本発明において必須成分である4種の添加剤、(A)Caサリシレート、(B)りん系摩耗防止剤、(C)摩擦調整剤、及び(D)分散型粘度指数向上剤を各特定量配合することにより、いずれの実施例においても無段変速機用潤滑油としての目標を満足し、高品質のものが得られることが明らかになった。一方、(A)成分のCaサリシレートを配合していない比較例1では、金属間摩擦係数が低く、シャダー防止性能が不合格である。同様に、(A)成分のCaサリシレートを配合していない比較例5では、金属間摩擦係数が低く、シャダー防止性能が良好であるもののシャダー防止性能寿命が短く、目標を満足していない。(B)成分のりん系摩耗防止剤を配合していない比較例2では、金属間摩擦係数が低い。(C)成分の摩擦調整剤を配合していない比較例3では、シャダー防止性能寿命が短く、目標を満足していない。(D)成分の分散型粘度指数向上剤を配合していない比較例4では、酸化安定性に問題のあることが判る。また、市販のCVT油である比較例6〜8は、シャダー防止性能寿命などに、問題のあることが判る。

発明の効果

0040

本発明の無段変速機用潤滑油組成物は、潤滑油基油に特定の4種類の添加剤を配合させることにより、高い金属間摩擦係数とスリップ制御機構に対するシャダー防止性を両立し、かつ長期にわたって使用可能であるという優れた性能を有する。

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