JPH09272885A - 湿式クラッチ用潤滑油組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車用自動変速機油や建設機械・農業機械
の湿式クラッチ用潤滑油の基油組成自体を変更すること
により、高摩擦係数を有し、熱酸化安定性に優れた潤滑
油組成物を提供する。 【解決手段】 基油の全部又は一部として、ポリブテン
を組成物全量の１０．０〜９５．０質量％含有する湿式
クラッチ用潤滑油組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用自動変速
機や建設機械・農業機械などの湿式クラッチに使用され
る潤滑油組成物に関する。更に詳しくは、高摩擦係数を
有し、熱酸化安定性に優れた、湿式クラッチ用潤滑油組
成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用自動変速機油や建設機械・農業
機械の湿式クラッチ用潤滑油は、湿式クラッチに対する
摩擦特性や、熱酸化安定性、耐摩耗性等の性能に優れて
いることが重要である。規格としては、ＧＭ社ＤＥＸＲ
ＯＮIII 規格やＦｏｒｄ社ＭＥＲＣＯＮ規格などがあ
る。

【０００３】これらの規格に適合する自動車用自動変速
機油や建設機械・農業機械の湿式クラッチ用潤滑油とし
ては、従来、基油に各種添加剤（酸化防止剤、清浄分散
剤、摩耗防止剤、防錆剤、金属不活性化剤、摩擦係数調
整剤、消泡剤、着色剤、シール膨潤剤、粘度指数向上剤
等）が配合されている。そして、基油としては、一般の
鉱油、ワックス分を除いて低温流動性を向上させた鉱
油、粘度指数を向上させた鉱油などの鉱油や、ポリーα
−オレフィンなどの合成油が単独又は混合して用いられ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年の自動車用自動変
速機油においては、自動変速機の軽量コンパクト化やエ
ンジンの高出力化に対応して、伝達トルク容量を上げる
ために、湿式多板クラッチに対する摩擦係数の増大が求
められている。また、軽量コンパクト化に伴い熱負荷が
増大するため、熱酸化安定性の向上が要求されている。
これは、建設機械や農業機械の湿式クラッチ用潤滑油に
おいても同様である。

【０００５】自動車用自動変速機や建設機械・農業機械
の湿式クラッチには、セルロース繊維にフェノール樹脂
を含浸させた摩擦材が広く使用されている。このペーパ
ー摩擦材は弾性のある多孔質であるため、これを使用す
る湿式クラッチの摩擦特性は、摩擦材の材質（繊維や樹
脂の材質、セルロース繊維径、気孔径、気孔率等）、潤
滑油（粘度、添加剤）、表面温度、押しつけ荷重、滑り
速度などが複雑に影響しあって、そのコントロールや予
測を困難にしている。

【０００６】従来技術では、湿式クラッチの動摩擦係数
を上げるために、潤滑油添加剤の選択や配合割合の調整
によって対処しているのが現状である。例えば、スルフ
ォネート、フェネート等の金属系清浄分散剤が摩擦係数
調整剤として用いられている。しかし、これらの金属系
清浄分散剤を添加すると、潤滑油の全酸化がかなり増加
する傾向を示す。これは、スルフォネートやフェネート
が分子中に硫黄原子を含んでいるため、使用される過程
において熱分解し、Ｈ₂ Ｓ０₄ などの酸性成分が生成さ
れるためである。

【０００７】本発明は、湿式クラッチ用潤滑油の基油組
成自体を変更することにより、スルフォネートやフェネ
ートを添加した湿式クラッチ用潤滑油と同等の摩擦調整
機能を有し、しかも熱酸化安定性に優れた、湿式クラッ
チ用潤滑油組成物を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来技術
のように添加剤処方から対処するのではなく、基油組成
そのものを変更する発想に立って、実験と検討を重ねた
結果、摩擦係数及び熱酸化安定性に優れた本発明の湿式
クラッチ用潤滑油組成物を完成することができた。本発
明は、基油の全部又は一部として、組成物全量に対し
て、ポリブテンを１０．０〜９５．０質量％含有するこ
とを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、炭化水素系合成油であ
るポリブテンを、基油の全部又は一部とすることを特徴
とする。ポリブテンを湿式クラッチ用潤滑油の基油とし
て使用すると、摩擦係数を増大させ、かつ熱酸化安定性
を向上させる作用がある。ポリブテンは、一般に、自動
車エンジン油やトラクションドライブ油などに使用され
ることがあるが、自動車用自動変速機油その他の湿式ク
ラッチ用潤滑油の基油として用いられることはなかっ
た。本発明に用いるポリブテンは、特に制限はなく、そ
の製法を問わない。入手の容易性などから、下記式で示
されるポリイソブチレンが好ましい。

【００１０】

【化１】 （式中、ｎは５〜６０の整数。）

【００１１】ポリブテンの配合割合は、組成物全量に対
して、１０．０〜９５．０質量％である。好ましくは、
４５．０〜９１．０質量％である。１０．０質量％未満
では摩擦係数増大効果及び熱酸化安定性向上効果が不十
分である。９５．０質量％超では増量に見合う効果がな
く、また、添加剤の配合割合が減少するため、要求性能
に悪影響を及ぼす可能性がある。

【００１２】本発明においては、ポリブテン以外の基油
組成として、鉱油や合成油を使用することができる。鉱
油としては、一般の鉱油の他、溶剤精製あるいは水素化
精製を行い、更にワックス分を取り除き低温流動性を改
善した鉱油や、各種製法により粘度指数を向上させた鉱
油（高粘度指数基油）などが使用できる。合成油として
は、例えば、ポリーα−オレフィンオリゴマー類、ジエ
ステル類、ポリオールエステル類などが挙げられる。添
加剤の溶解性などを考慮すると、鉱油及び合成油をそれ
ぞれ単体で使用するよりも、これらを混合して用いるこ
とが好ましい。

【００１３】ポリブテンを含有する基油の、１００℃に
おける動粘度は、トルクコンバーター、オイルポンプ、
歯車等に対する適性粘度や低温における流動性を考慮し
て、２．５〜１０．０mm² /sとするのが好ましい。必要
に応じて、増粘効果のある各種粘度指数向上剤を用い
る。

【００１４】なお、本発明の組成物の粘度は、耐摩耗
性、耐焼き付き性、低温時における流動性などの点か
ら、１００℃における動粘度が２．０〜３０．０mm² /s
が好ましい。より好ましくは５．０〜１５．０mm² /sで
ある。自動車用自動変速機油としては、更により好まし
くは１００℃における動粘度が６．０〜８．０mm² /s、
−４０℃における動粘度が２０，０００cP以下である。

【００１５】本発明の組成物は、湿式クラッチ用潤滑油
としての基本的性能を維持するために、本発明の目的を
達成する範囲内において、酸化防止剤、摩耗防止剤、清
浄分散剤、金属不活性化剤、摩擦係数調整剤、消泡剤、
粘度指数向上剤等を適量配合することができる。

【００１６】酸化防止剤としては、例えば、フェノール
系化合物（２，６−ジーｔ−ブチル−Ｐ−クレゾール、
２，６−ジーｔ−ブチルフェノール、２，６´−ジーｔ
−ブチル−α−ジメチルアミノーＰ−クレゾール、４，
４´−チオビス−（６−ジーｔ−ブチル−ο−クレゾー
ル）、４，４´−メチレンビス−（２，６−ジ−ｔーブ
チルフェノール）等）、アミン系化合物（ジフェニルア
ミン、４，４´−テトラメチル−ジアミノジフェニル−
メタン、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキルフェ
ニル−β−ナフチルアミン、フェノチアジン等）、硫黄
系化合物（硫化オレフィン、硫化テルペン、ジアルキル
サルファイド、ジアルキルジサルファイド等）、ジチオ
りん酸亜鉛系化合物（Ｚｎ−ジアルキルジチオフォスフ
ェート、Ｚｎ−ジアルキルアリルジチオフォスフェー
ト、Ｚｎ−ジアルキルジチオカーバメイト等）その他が
挙げられる。

【００１７】摩耗防止剤としては、例えば、酸性りん酸
エステル類（トリクレジルホスフェート、メチルアシッ
ドホスフェイト、エチルアシッドホスフェイト、イソプ
ロピルアシッドホスフェイト、ブチルアシッドホスフェ
イト、２−エチルヘキシルアシッドホスフェイト、イソ
デシルアシッドホスフェイト、ラウリルアシッドホスフ
ェイト、トリデシルアシッドホスフェイト、ステアリル
アシッドホスフェイト、イソステアリルアシッドホスフ
ェイト、オレイルアシッドホスフェイト、ジ−２−エチ
ルヘキシルホスフェイト等）、亜りん酸エステル類（ト
リフェニルホスファイト、トリ（ｐ−クレジル）ホスフ
ァイト、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリ
イソオクチルホスファイト、ジフェニルイソデシルホス
ファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリイ
ソデシルホスファイト、トリステアリルホスファイト、
トリオレイルホスファイト、トリラウリルトリチオホス
ファイト、ジ−２−エチルヘキシルハイドロゼンホスフ
ァイト、ジラウリルハイドロゼンホスファイト、ジオレ
イルハイドロゼンホスファイト等）、りん酸エステルの
アミン塩類化合物（トリアルキルチオホスフェイト、ジ
（２−エチルヘキシル）ジチオりん酸、ヒドロキシメチ
ルホスホン酸−２−エチルヘキシル、トリエチル−３−
ホスホノプロピオネイト等）その他が挙げられる。

【００１８】清浄分散剤としては、例えば、アルカリ土
類金属スルフォネート、アルカリ土類金属フェネート、
アルカリ土類金属サリシレート、コハク酸イミド、ベン
ジルアミン等が挙げられる。

【００１９】金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾ
トリアゾール、チアジアゾール等が挙げられる。

【００２０】摩擦係数調整剤としては、例えば、高級脂
肪酸類（オレイン酸、ステアリン酸、パルミチン酸
等）、高級アルコール類（ラウリルアルコール、オレイ
ルアルコール、セチルアルコール等）、エステル類（オ
レイン酸エチル、ソルビタンモノステアレート、オレイ
ン酸モノグリセライド等）、アミン類化合物（セチルア
ミン、オクタデシルアミン等）その他が挙げられる。

【００２１】消泡剤としては、例えば、シリコーン系化
合物（ジメチルシロキサン、フェニルメチルシロキサ
ン、環状オルガノシロキサン等）、エステル系化合物
（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）その他が挙げられる。

【００２２】粘度指数向上剤としては、例えば、ＰＭＡ
（ポリメタクリレート）、ＥＰＣ（エチレン／プロピレ
ン共重合体）、ＳＤＣ（スチレン／ジエステル共重合
体）、ＯＣＰ（オレフィンコポリマー）その他が挙げら
れる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例について説
明する。なお、本発明は、実施例に限定されるものでは
ない。

【００２４】１．組成 表１に、実施例及び比較例の組成を示す。鉱油は、１０
０℃における動粘度が４．０mm² /sのものを使用した。
ポリブテンは、前記式（ｎの平均値＝６）で示されるポ
リイソブチレンで平均分子量３５０のものを使用した。
基油の１００℃における動粘度は、実施例及び比較例の
いずれも４．０mm² /sである。ＡＴＦ（自動車用自動変
速機油）用パッケージ添加剤は、エチル社製のものを使
用した。これは、酸化防止剤、清浄分散剤、摩耗防止
剤、金属不活性化剤、摩擦係数調整剤、消泡剤、粘度指
数向上剤、流動点降下剤を混合したものである。

【００２５】

【表１】

【００２６】２．試験方法 実施例及び比較例の摩擦特性をオートマックス社製ＳＡ
ＥＮｏ．２摩擦試験機で、また、熱酸化安定性を内燃機
関用潤滑油酸化安定度試験（ＪＩＳ Ｋ２５１４）によ
り評価した。それぞれの試験条件を表２、表３に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】３．試験結果 試験結果を表４、表５に示す。なお、表４及び表５中、
μ１８００は１８００ｒｐｍ時の動摩擦係数、μｓは静
摩擦係数である。

【００３０】

【表４】

【００３１】

【表５】

【００３２】４．評価 高摩擦係数を有することの目標基準値は、μ１８００
（動摩擦係数）０．１４０以上で、μｓ（静摩擦係数）
０．１１０以上とした。熱酸化安定性が良好とする目標
基準値は、全酸化増加１．０mgKOH/g 以下とした。

【００３３】（１）実施例１〜５ 実施例はいずれも高摩擦係数を有し、熱酸化安定性に優
れている。なお、ポリブテンを基油の５０％とした実施
例２は、実施例１（ポリブテンは基油の１１％）より摩
擦係数及び熱酸化安定性が良好である。ポリブテンを増
量した実施例４（ポリブテンは基油の１００％で、組成
物全体の９０．５ｗｔ％）は、摩擦係数、熱酸化安定性
の総合評価で最良の値を示す。更にポリブテンを増量し
た実施例５（ポリブテンは基油の１００％で、組成物全
体の９５ｗｔ％）は、実施例４と比較すると、熱酸化安
定性は良好となるが、摩擦係数が上がらない結果を示し
た。また、実施例２における鉱油の５０％をポリ−α−
オレフィンに置き換えた実施例３は、実施例２と比較す
ると、熱酸化安定性は飛躍的に向上するが、摩擦係数は
変化しなかった。

【００３４】（２）比較例１、２ 基油にポリブテンを配合しない比較例１（基油は鉱油１
００％）は、摩擦係数、熱酸化安定性ともに劣る。比較
例２（基油はポリ−α−オレフィン１００％）は、熱酸
化安定性は良好であるが、摩擦係数が劣る。

【００３５】（３）比較例３ 比較例３（ポリブテンは組成物全体の９．０ｗｔ％）
は、摩擦係数、熱酸化安定性のいずれも目標基準値以下
である。実施例１と比較例３から、本発明におけるポリ
ブテンの配合割合の下限値は、組成物全体に対して１
０．０質量％であることが分かる。

【００３６】（４）比較例４ 比較例４（ポリブテンは組成物全体の９６ｗｔ％）は、
摩擦係数が目標基準値以下である。実施例５と比較例４
から、本発明におけるポリブテンの配合割合の上限値
は、組成物全体に対して９５．０質量％であることが分
かる。なお、この上限値以上のポリブテンの増量は、Ａ
ＴＦ用パッケージ添加剤の配合量を少なくさせるため、
性能に悪影響を及ぼす可能性がある。

【００３７】

【発明の効果】本発明の湿式クラッチ用潤滑油組成物
は、ポリブテンを「基油」の全部又は一部として使用す
る技術思想に基づいて構成されている。これは、湿式ク
ラッチ用潤滑油の分野において、ポリブテンを粘度指数
向上剤などの「添加剤」として使用することがある従来
の技術思想とは全く異なっている。本発明は、高摩擦係
数を維持することが可能であると同時に、優れた熱酸化
安定性を示す。従って、本発明の組成物によって調製さ
れた湿式クラッチ用潤滑油を用いれば、自動車用自動変
速機や湿式クラッチを備えた建設機械・農業機械の一層
の軽量コンパクト化、高出力化ができる。

【手続補正書】

【提出日】平成８年４月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】従来技術では、湿式クラッチの動摩擦係数
を上げるために、潤滑油添加剤の選択や配合割合の調整
によって対処しているのが現状である。例えば、スルフ
ォネート、フェネート等の金属系清浄分散剤が摩擦係数
調整剤として用いられている。しかし、これらの金属系
清浄分散剤を添加すると、潤滑油の全酸価がかなり増加
する傾向を示す。これは、スルフォネートやフェネート
が分子中に硫黄原子を含んでいるため、使用される過程
において熱分解し、Ｈ_２ＳＯ_４などの酸性成分が生成さ
れるためである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】

【表４】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】

【表５】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】４．評価 高摩擦係数を有することの目標基準値は、μ１８００
（動摩擦係数）０．１４０以上で、μｓ（静摩擦係数）
０．１１０以上とした。熱酸化安定性が良好とする目標
基準値は、全酸価増加１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とし
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基油の全部又は一部として、組成物全量
   に対して、ポリブテンを１０．０〜９５．０質量％含有
   することを特徴とする湿式クラッチ用潤滑油組成物。