特開 2016-204502 トラクショングリース組成物およびトラクションドライブ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-204502(P2016-204502A)

(43)【公開日】2016年12月8日

(54)【発明の名称】トラクショングリース組成物およびトラクションドライブ装置

(51)【国際特許分類】

   C10M 169/02 20060101AFI20161111BHJP

   C10M 105/04 20060101ALI20161111BHJP

   C10M 107/02 20060101ALI20161111BHJP

   C10M 113/12 20060101ALI20161111BHJP

   F16H 13/08 20060101ALI20161111BHJP

   C10N 20/02 20060101ALN20161111BHJP

   C10N 30/08 20060101ALN20161111BHJP

   C10N 40/04 20060101ALN20161111BHJP

   C10N 50/10 20060101ALN20161111BHJP

【ＦＩ】

   C10M169/02

   C10M105/04

   C10M107/02

   C10M113/12

   F16H13/08 C

   C10N20:02

   C10N30:08

   C10N40:04

   C10N50:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-86971(P2015-86971)

(22)【出願日】2015年4月21日

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100087701

【弁理士】

【氏名又は名称】稲岡 耕作

(74)【代理人】

【識別番号】100101328

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 実夫

(74)【代理人】

【識別番号】100149766

【弁理士】

【氏名又は名称】京村 順二

(72)【発明者】

【氏名】津田 武志

(72)【発明者】

【氏名】高原 加奈子

【テーマコード（参考）】

3J051

4H104

【Ｆターム（参考）】

3J051AA01

3J051BA03

3J051BB05

3J051BD02

3J051BE04

3J051ED08

3J051FA02

4H104AA22B

4H104BA07A

4H104CA01A

4H104EA02A

4H104LA04

4H104LA20

4H104PA03

4H104QA18

(57)【要約】

【課題】高い耐熱性、高いトラクション係数および長寿命を実現できるトラクショングリース組成物および当該トラクショングリース組成物が封入されたトラクションドライブ装置を提供すること。
【解決手段】合成炭化水素油からなる基油と、シリカからなる増ちょう剤とを含み、前記基油の動粘度が２５０００ｍｍ^２／ｓ〜３２０００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であり、前記増ちょう剤を５質量％〜２０質量％含有している、トラクショングリース組成物を提供する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

合成炭化水素油からなる基油と、
シリカからなる増ちょう剤とを含み、
前記基油の動粘度が２５０００ｍｍ^２／ｓ〜３２０００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であり、
前記増ちょう剤を５質量％〜２０質量％含有している、トラクショングリース組成物。

【請求項2】

第１回転部、および当該第１回転部に圧接状態で配置された第２回転部を含むトラクションドライブ機構と、
前記トラクションドライブ機構に封入された請求項１に記載のトラクショングリース組成物とを含む、トラクションドライブ装置。

【請求項3】

前記トラクションドライブ機構は、
固定輪と、
前記固定輪の内側に同心状に配置された前記第１回転部としての太陽軸と、
前記太陽軸と前記固定輪との間に圧接状態で設けられた前記第２回転部としての複数の遊星ローラと、
各前記遊星ローラを回転自在に支持するキャリアとを含む、請求項２に記載のトラクションドライブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トラクショングリース組成物、および当該トラクショングリース組成物が使用されたトラクションドライブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

潤滑油として知られるグリースは、たとえば、軸受、ブレーキ、クラッチ等の摩擦部分に用いられており、従来、種々のグリース組成物が提供されている。
たとえば、特許文献１は、分子式Ｃ_３４Ｈ_５８で示された動粘度が１４．３ｍｍ^２／ｓ（４０℃）のボトリオコッカスオイル（基油）と、シリカからなる増ちょう剤とを含有するクラッチ用グリース組成物を開示している。

【0003】

特許文献２は、動粘度が５０００ｍｍ^２／ｓ（２５℃）のシリコーン油（基油）と、増ちょう剤としてのポリイミド樹脂およびシリカとを含有するブレーキ鳴き防止用グリース組成物を開示している。
トラクションドライブ装置が、グリース組成物の用途の一つとして公知である。トラクションドライブ装置は、たとえば、太陽軸と、当該太陽軸に圧接状態で設けられた複数の遊星ローラとを含む。太陽軸を動力源に連結すると、動力源の回転が遊星ローラを介して減速され、トルクが増幅されて低速軸に伝達される。一方、低速軸を動力源に連結すると、動力源の回転が遊星ローラを介して増速されて太陽軸に伝達される。

【0004】

このような構成を有する遊星ローラ型トラクションドライブ装置は、次の（１）〜（４）に示す利点を有するため、工作機械、その他の変速装置、自動車のパワーステアリングの駆動用等に用いられている。
（１）低騒音、低振動で回転が滑らかである。
（２）歯車に比べて高速回転が可能である。
（３）バックラッシュがほとんどなく、高精度の回転を得ることができる。
（４）構造が単純であるため、安価でコンパクトである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−１７０２３０号公報

【特許文献2】特開２０１２−２３６９２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

トラクションドライブ装置は、常に圧接力を受けるため温度が上昇し易い。特に、自動車のエンジンルーム等の高温環境下で使用した場合には、周囲の環境の影響によって、その温度が１００℃以上にまで上昇する場合がある。
しかしながら、現状、トラクショングリース組成物に必要とされる高いトラクション係数を発現しながら、さらに、１００℃を超える環境下での使用にも耐え得る高い耐熱性を兼ね備えるグリース組成物は提供されていない。たとえば、２，４−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタン、ジベンジルトルエン水素化物等の合成ナフテンや、アルキルベンゼン等の基油を用いて調製されたグリース組成物がある。この種のグリース組成物は、環状構造を有しているため比較的高いトラクション係数を発現できるが、耐熱性が低く、離油度および蒸発量が大きいという欠点がある。

【0007】

そこで、本発明の目的は、高い耐熱性、高いトラクション係数および長寿命を実現できるトラクショングリース組成物および当該トラクショングリース組成物が封入されたトラクションドライブ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のトラクショングリース組成物は、合成炭化水素油からなる基油と、シリカからなる増ちょう剤とを含み、前記基油の動粘度が２５０００ｍｍ^２／ｓ〜３２０００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であり、前記増ちょう剤を５質量％〜２０質量％含有している（請求項１）。
本発明のトラクションドライブ装置は、第１回転部（３）、および当該第１回転部（３）に圧接状態で配置された第２回転部（４）を含むトラクションドライブ機構と、前記トラクションドライブ機構に封入された前記トラクショングリース組成物（Ｇ）とを含む（請求項２）。

【0009】

本発明のトラクションドライブ装置では、前記トラクションドライブ機構は、固定輪（２）と、前記固定輪（２）の内側に同心状に配置された前記第１回転部としての太陽軸（３）と、前記太陽軸（３）と前記固定輪（２）との間に圧接状態で設けられた前記第２回転部としての複数の遊星ローラ（４）と、各前記遊星ローラ（４）を回転自在に支持するキャリア（５）とを含んでいてもよい（請求項３）。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、合成炭化水素油からなる基油の動粘度が２５０００ｍｍ^２／ｓ〜３２０００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であり、シリカからなる増ちょう剤が５質量％〜２０質量％含有されているため、高い耐熱性、高いトラクション係数および長寿命を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る遊星ローラ型動力伝達装置の模式的な断面図である。

【図2】図２は、図１の（２）−（２）切断線における断面図である。

【図3】図３は、実施例および比較例の離油度を示す図である。

【図4】図４は、比較例の離油度を示す図である。

【図5】図５は、実施例および比較例のトラクション係数を示す図である。

【図6】図６は、比較例のトラクション係数を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る遊星ローラ型動力伝達装置の模式的な断面図である。図２は、図１の（２）−（２）切断線における断面図である。
本発明のトラクションドライブ装置の一例としての遊星ローラ型動力伝達装置は、ハウジング１と、ハウジング１に固定された固定輪２と、固定輪２の内側に同心状に配置された本発明の第１回転部の一例としての太陽軸３と、太陽軸３と固定輪２との間に圧接状態で設けられた複数（図１では４個）の本発明の第２回転部の一例としての遊星ローラ４と、各遊星ローラ４を回転自在に支持してこれら遊星ローラ４の公転によって回転するキャリア５とを備えている。固定輪２の内側には、太陽軸３および遊星ローラ４に接するようにグリースＧが充填されている。

【0013】

固定輪２は、その両側のガイド環６，６とともに、ねじ７によってハウジング１に固定されている。各遊星ローラ４は、キャリア５に突設されたローラ軸８によって回転自在に支持されている。キャリア５は、有底筒形に形成され、その筒形内部に低速側の入出力軸９が挿入して結合されている。
隣り合う遊星ローラ４，４の間には、遊星ローラ４に接触する複数（図１では４個）の含油ローラ１０が配置されている。含油ローラ１０は、たとえば、超高分子量ポリエチレン、ナイロン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂と、ナフテン系鉱油やシリコンオイル等の潤滑油との混合物を、上記各樹脂の融解温度に加熱し、冷却によって固形化して得られたものを円筒形に形成したものである。含油ローラ１０の内部の小孔には、上記潤滑油が含浸されている。また、含油ローラ１０は、樹脂粉末と潤滑剤粉末とを加圧成形することによって作製されていてもよい。含油ローラ１０の支持体１１に対する支持状態は、回転自在が望ましいが非回転に設定してもよい。

【0014】

支持体１１は、キャリア５の端面に、キャリア５とは別体に設けられた部材である。支持体１１は、係合凹部１１ａを有しており、この係合凹部１１ａにローラ軸８が係合されている。
太陽軸３が回転すると、遊星ローラ４が自転しながら公転し、この公転とともにキャリア５が回転する。このとき、支持体１１は遊星ローラ４のローラ軸８と係合しているから、キャリア５とともに回転する。支持体１１に支持された含油ローラ１０は、遊星ローラ４に追随するように公転するとともに、遊星ローラ４に接触しながら自転する。これにより、固定輪２と遊星ローラ４との転動面に油膜が形成される。この際、各含油ローラ１０は、支持体１１の支持によってその半径方向位置が一定に保たれるから、固定輪２と遊星ローラ４との間に巻き込まれることがない。

【0015】

次に、グリースＧを構成するグリース組成物について詳細に説明する。
グリース組成物は、基油および増ちょう剤を含有している。
基油としては、合成炭化水素油が使用される。合成炭化水素油として、さらに具体的には、エチレン、プロピレン、ブテンおよびこれらの誘導体などを原料として製造されたα−オレフィンを、単独または２種以上混合して重合したものが挙げられる。α−オレフィンとしては、好ましくは、炭素数６〜１８のものが挙げられ、さらに好ましくは、１−デセンや１−ドデセンのオリゴマーであるポリ−α−オレフィン（ＰＡＯ）が挙げられる。

【0016】

基油の含有割合は、たとえば、８０質量％〜９５質量％である。
基油の物性については、次の範囲が好ましい。すなわち、動粘度（ＪＩＳ Ｋ ２２８３に準拠）は、２５０００ｍｍ^２／ｓ〜３２０００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であり、好ましくは、２８０００ｍｍ^２／ｓ〜３００００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）である。
基油の動粘度が２５０００ｍｍ^２／ｓ未満であると、油膜の保持能力が低下してせん断抵抗の低下が発生し、高いトラクション係数を得ることが難しい。遊星ローラ型動力伝達装置においては、０．０６０以上、好ましくは、０．０６５〜０．１のトラクション係数を発現できることが好ましい。一方、基油の動粘度が３２０００ｍｍ^２／ｓを超えると、グリース組成物の低温流動性が低下する。そのため、たとえば自動車用途のように、気温や各部の動作熱等によって周辺温度が零下から１００℃を超える高温まで絶えず変化するような過酷な環境で使用することは困難である。すなわち、基油の動粘度を２５０００ｍｍ^２／ｓ〜３２０００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）とすることによって、低い温度域から１００℃を超える（たとえば、１２０℃程度）高い温度域に至るまで、幅広い温度域において高いトラクション性能を発揮できる。

【0017】

増ちょう剤としては、シリカが使用される。シリカは無機物であるため、グリース組成物の増ちょう剤として一般的に使用されるジウレア化合物のような有機物に比べて熱による劣化が小さい。そのため、グリース組成物の耐熱性の向上に寄与する。
使用するシリカとしては、特に制限されず、たとえば、一次粒子の平均粒子径が１．５μｍ〜１００μｍ程度のものを使用してもよい。また、シリカのＢＥＴ法による比表面積としては、たとえば、５０ｍ^２／ｇ〜９００ｍ^２／ｇであってもよい。また、シリカの一次粒子の形状は、たとえば、球状、針状、立方体状、鱗片状、無定形状等、どのような形状であってもよい。

【0018】

増ちょう剤（シリカ）の含有割合は、５質量％〜２０質量％であり、好ましくは、６質量％〜７質量％である。
シリカの含有割合が５質量％未満であると、グリース組成物のちょう度（６０Ｗ）が大きく（軟化）なって過度に流動性が高くなり、グリース状を保持できなくなる。一方、シリカの含有割合が２０質量％を超えると、逆にちょう度（６０Ｗ）が小さく（硬化）なり、トラクションドライブ機構において適正な油膜形成および流動状態を保持できなくなる。

【0019】

また、グリース組成物は、基油および増ちょう剤の他に任意成分として、たとえば、１質量％〜５質量％程度の割合で、極圧剤、油性剤、防錆剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、耐摩耗剤、染料、色相安定剤、構造安定剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤等の各種添加剤を含有していてもよい。
そして、上記グリース組成物は、たとえば、必須成分としての合成炭化水素油（基油）およびシリカ増ちょう剤、さらに必要に応じてその他の添加剤を混合し、攪拌した後、ロールミル等を通すことによって得ることができる。

【0020】

このようにして得られたグリース組成物は、合成炭化水素油からなる基油の動粘度が２５０００ｍｍ^２／ｓ〜３２０００ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であり、シリカからなる増ちょう剤が５質量％〜２０質量％含有されているため、高い耐熱性、高いトラクション係数および長寿命を実現できる。たとえば、０．０６０以上のトラクション係数、０．１０〜０．３０の離油度を達成できる。したがって、上記グリース組成物を使用することによって、たとえば、１００℃を超えるような高い温度環境下においても、図１および図２の遊星ローラ型動力伝達装置のようなトラクションドライブ装置を良好に駆動できる。特に好ましくは、１２０℃以下の温度環境下で良好に使用できる。また、０．１０〜０．３０の離油度を達成できるため、油の過剰な流失を抑えつつ、長期に亘って油膜を形成することができ（長寿命化）、高い耐熱性を確保することもできる。

【0021】

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。
上記トラクショングリース組成物が用いられた本発明のトラクションドライブ装置は、図１および図２の遊星ローラ型動力伝達装置の構成に制限されず、たとえば、自動車用パワーステアリングの駆動用のトラクションドライブ装置、自動車等のエンジンを過給するスーパーチャージャの駆動用のトラクションドライブ装置、自動車等のエンジンルーム内のエアコン用コンプレッサーやオルタネータ等の補機の駆動用のトラクションドライブ装置等に使用できる。

【0022】

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【実施例】

【0023】

次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。
＜実施例１〜３および比較例１〜１３＞
各実施例および各比較例について表１に示す処方で、基油、増ちょう剤および添加剤を配合することによって、試験用グリース組成物を調製した。得られた試験用グリース組成物の離油度およびトラクション係数を測定した。評価結果を表１および図３〜図６に示す。

【0024】

表１において、基油の動粘度はＪＩＳ Ｋ ２２８３に準拠して測定された値である。また、離油度はＪＩＳ Ｋ ２２２０に準拠して測定した値であり、トラクション係数はＥＨＬ試験機（PCS Instruments社製「EHD2」）を使用して測定した値である。

【0025】

【表1】

【0026】

表１および図３，４から、実施例１〜３のグリース組成物では適正な離油度を示し、高い耐熱性および高寿命を実現できることが分かった。また、表１および図５，６から、実施例１〜３のグリース組成物はいずれも、０．０６０以上のトラクション係数を満足していることが分かった。

【符号の説明】

【0027】

２…固定輪、３…太陽軸、４…遊星ローラ、５…キャリア、Ｇ…グリース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】