JP3683711B2

JP3683711B2 - トラクショングリース組成物及びトラクションドライブ装置

Info

Publication number: JP3683711B2
Application number: JP14958798A
Authority: JP
Inventors: 広志小宮; 甲矢雄内藤; 秀和榊原
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: JPH11343495A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温での耐久性に優れたトラクションドライブ装置用トラクショングリース組成物及びそれを用いたトラクションドライブ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧接力を付与した一対のローラ間に高圧下で高粘度化する潤滑油の油膜を形成させ、一方のローラを駆動させることにより、もう一方のローラを油膜のせん断力による牽引力で回転させる原理を応用したトラクションドライブ機構は、無段変速機等の種々の装置に利用されており、多くの種類のものが存在する。
【０００３】
図１は、このトラクションドライブ機構を用いた遊星ローラ型トラクションドライブ装置を模式的に示した断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【０００４】
この遊星ローラ型トラクションドライブ装置１０は、ハウジングを構成する固定軸１１と、固定軸１１の軸心に位置する太陽軸１３と、固定軸１１と太陽軸１３との間に介装された複数の遊星ローラ１４と、固定軸１１と同軸の低速軸１２と、低速軸１２の端面に設けられ、遊星ローラ１４を軸支するピン１２ａとを含んで構成され、この装置の内部には潤滑グリースが充填されている。
【０００５】
そして、例えば、太陽軸１３を動力源に連結すると、動力源での回転がより低速に減速され、トルクが増幅されて低速軸１２に伝達され、一方、低速軸１２を動力源に連結すると、動力源での回転がより高速に増速されて太陽軸１３に伝達される。
【０００６】
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１０は、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)バックラッシが殆どなく高精度の回転が得られる、4)構造が単純であるために安価でコンパクトである、等の優れた特徴を有するため、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。
【０００７】
従来、この種のトラクションドライブ装置には、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を基油とする潤滑グリースが使用されていた。
【０００８】
このトラクションドライブ装置は、常に圧接力を受けるため、温度が上昇し易く、特に、自動車のエンジンルーム内で使用した場合においては、エンジンの温度の影響により、その温度が例えば１２０℃近辺となる場合もある。
【０００９】
しかし、この合成ナフテン等を基油とする潤滑グリースは、１００℃以上の温度での基油の蒸発量が多く、最高使用温度限界は１００℃程度であり、１００℃を超えるような環境下での使用は困難であるという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑み、例えば１２０℃近辺のような高温に至る幅広い温度領域における耐久性に優れ、かつ高い牽引力を示すトラクショングリース組成物、及びこのトラクショングリース組成物を用いたトラクションドライブ装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のトラクショングリース組成物は、基油及び増稠剤を含有してなる遊星ローラ型トラクションドライブ装置に用いるトラクショングリース組成物であって、上記基油は、パーフルオロアルキルポリエーテル系オイルを含むものであり、上記増稠剤は、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂を含むものであり、上記パーフルオロアルキルポリエーテル系オイルは、内部に−ＣＦ（ＣＦ _３）ＣＦ _２Ｏ−構造を有するものであることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のトラクションドライブ装置は、上記トラクショングリース組成物を用いることを特徴とするものである。
以下、本発明を詳述する。
【００１３】
本発明のトラクショングリース組成物は、基油及び増稠剤を含有してなる遊星ローラ型トラクションドライブ装置に用いるトラクショングリース組成物である。上記トラクショングリース組成物が用いられる遊星ローラ型トラクションドライブ装置は、通常、図１に示した構成を有するものであるが、その形式は特に限定されるものではなく、そのほかの形式のものであってもよい。この遊星ローラ型トラクションドライブ装置については、後で詳述する。
【００１４】
上記基油は、トラクショングリース組成物の主成分を構成するオイルであり、パーフルオロアルキルポリエーテル（以下、「ＰＦＡＥ」という）系オイルを含む。
ＰＦＡＥ系オイルとは、２個の炭化水素残基が酸素原子と結合したＲ−Ｏ−Ｒ′で表されるアルキル化合物で、化合物中の末端基がすべてフッ素に置き替わったオイル状のものをいう。
【００１５】
上記ＰＦＡＥ系オイルは、低蒸気圧、耐熱性等の優れた特性を有するものであり、種々の粘度や分子量を有するものが存在するが、本発明ではトラクションドライブ装置に用いられるため、動力伝達能力等が調整されたものが好ましく、このような観点から、４０℃における動粘度が、５０〜２００ｍｍ² ／ｓであるものが好ましい。
【００１６】
上記動粘度が５０ｍｍ² ／ｓ未満であると、動粘度が小さすぎるため、増稠剤を加えても動力伝達能力、すなわち牽引力が低く、一方、上記動粘度が２００ｍｍ² ／ｓを超えると、動粘度が大きすぎるため、遊星ローラ型トラクションドライブ装置が円滑に回転しにくくなる。
【００１７】
上記ＰＦＡＥ系オイルとしては特に限定されず、例えば、Ｃ₃ Ｆ₇ Ｏ（ＣＦ₂ ＣＦ₂ ＣＦ₂ Ｏ）_a Ｃ₂ Ｆ₅ 、Ｆ（ＣＦ（ＣＦ₃ ）ＣＦ₂ Ｏ）_b Ｃ₂ Ｆ₅ 、Ｃ₃ Ｆ₇ Ｏ（ＣＦ（ＣＦ₃ ）ＣＦ₂ Ｏ）_c Ｃ₂ Ｆ₅ 、ＣＦ₃ Ｏ（ＣＦ₂ ＣＦ₂ Ｏ）_d （ＣＦ₂ Ｏ）_e ＣＦ₃ 、Ｃ₃ Ｆ₇ Ｏ（ＣＦ（ＣＦ₃ ）ＣＦ₂ Ｏ）_f （ＣＦ₂ Ｏ）_g ＣＦ₃ 等が挙げられる。これらＰＦＡＥ系オイルの分子量は、上記動粘度の範囲内となるようなものが好ましい。
【００１８】
また、上記したＰＦＡＥ系オイルの中では、特に、内部に−ＣＦ（ＣＦ₃ ）ＣＦ₂ Ｏ−構造を有するＦ（ＣＦ（ＣＦ₃ ）ＣＦ₂ Ｏ）_b Ｃ₂ Ｆ₅ 、Ｃ₃ Ｆ₇ Ｏ（ＣＦ（ＣＦ₃ ）ＣＦ₂ Ｏ）_c Ｃ₂ Ｆ₅ 、Ｃ₃ Ｆ₇ Ｏ（ＣＦ（ＣＦ₃ ）ＣＦ₂ Ｏ）_f （ＣＦ₂ Ｏ）_g ＣＦ₃ 等が好ましい。
【００１９】
上記増稠剤は、上記トラクショングリース組成物の動粘度を大きくし、その牽引力を増加させるために添加されるものであり、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」という）系樹脂を含む。
上記ＰＴＦＥ系樹脂は、テトラフルオロエチレンの重合体であり、その分子量は１０，０００〜１００，０００が好ましい。
また、上記トラクショングリース組成物中の上記ＰＴＦＥ系樹脂の含有量は、上記トラクショングリース組成物の稠度が６０回混和が２６５〜２９５（ＮＬＧＩ）グレードで２程度になる量が好ましい。
なお、ＮＬＧＩとはＮａｔｉｏｎａｌＬｕｂｒｉｃａｔｉｎｇＧｒｅａｓｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ（米国グリース協会）のことである。
【００２０】
上記トラクショングリース組成物中には、二硫化モリブデン、グラファイト等の極圧剤；亜硫酸ナトリウム等の防錆剤；ＰＦＡＥの誘導体で、例えば、カルボン酸、スルホン酸等の酸基、リン酸エステル等のエステル基等を有する添加剤が含まれていてもよい。
【００２１】
上記トラクショングリース組成物は、パーフルオロ化合物であるＰＦＡＥ系オイル及びＰＴＦＥ系樹脂を主成分とするものであり、ＰＴＦＥ系樹脂の添加により動粘度が調整されているので、トラクションドライブ装置に使用された場合、高い牽引力を示し、かつ、優れた酸化安定性、熱安定性、不燃性を示し、化学的に極めて安定で、不活性であるため、優れた耐久性を示す。
【００２２】
また、上記トラクショングリース組成物を用いることにより、例えば１２０℃近辺の極めて高い温度領域で良好に上記トラクションドライブ装置を駆動させることができる。
従って、低騒音、低振動であると同時に、高精度で回転の制御が可能なトラクションドライブ装置を提供することができる。
【００２３】
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としては特に限定されるものではなく、例えば、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ー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ー等の補機の駆動用のトラクションドライブ装置等が挙げられる。
【００２４】
図２は、本発明のトラクションドライブ装置が用いられた電動パワーステアリングシステムの概要を示したブロック図である。
この電動パワーステアリングシステムは、トルクセンサ２１、車速センサ２２、コントロールユニット２３、モータ２４、クラッチ２５、及び、トラクションドライブ装置２６等を含んで構成されている。
【００２５】
この電動パワーステアリングシステムにおいては、まず、ステアリングホイール２８を操作すると、その操作トルクをトルクセンサ２１が感知し、コントロールユニット２３にトルク信号を発信する。コントロールユニット２３では、このトルク信号を受け、車速センサ２２より発信された車速信号に応じてモータ２４への電流を制御する。この制御電流により駆動されたモータ２４のトルクは、クラッチ２５を介してトラクションドライブ装置２６の太陽軸に伝達され、このトラクションドライブ装置２６で充分に減速されることによりトルクが増幅され、低速軸を介してピニオン軸２７に伝達される。そして、このピニオン軸２７が駆動することによりラック２９が移動し、タイヤの向きが変えられることになる。
【００２６】
上記電動パワーステアリングシステムに使用されている本発明のトラクションドライブ装置２６は、上記トラクショングリース組成物が用いられているほかは、図１に示した従来より用いられている装置と同様に構成されている。
【００２７】
上記した自動車等のエンジンを過給するスーパーチャージャーにおいては、エンジンからベルトを介して伝達されたエンジンの回転が、本発明のトラクションドライブ装置により高速に増速されてインペラに伝えられ、インペラーにより圧縮された高圧空気が、吐出口からエンジンシリンダ等に供給される。このスーパーチャージャーでは、エンジンの回転を高速に増速するため、トラクションドライブ装置の低速軸がエンジン側に連結されている点が、上記電動パワーステアリングシステムと異なる。
【００２８】
また、自動車等のエンジンルーム内においては、エンジンとエアコン用コンプレッサーやオルタネーター等の補機との間に、本発明のトラクションドライブ装置が介装され、エンジンからベルト等を介して伝達された回転を、変速して上記補機に伝達する。
【００２９】
上記トラクションドライブ装置では、いずれの場合も、その内部が高温になり易く、１２０℃を越える場合も考えられるが、本発明においては、ＰＦＡＥ系オイルとＰＴＦＥ系樹脂とを含む上記トラクショングリース組成物が用いられているため、−４０〜１５０℃の極めて広い温度領域で良好に上記トラクションドライブ装置を駆動させることができる。また、低騒音、低振動であるとともに、高精度で回転の制御が可能なトラクションドライブ装置となる。
【００３０】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００３１】
図１に示した遊星ローラ型トラクションドライブ装置用のトラクショングリース組成物として、以下に示す組成物を使用し、すべり率と伝達トルクとの関係（図３）、及びグリース組成物単体による蒸発量と試験時間との関係（図４）よりその性能を調査した。
【００３２】
表１に各実施例と比較例を示す。実施例１のトラクショングリース組成物は、基油として、Ｆ（ＣＦ（ＣＦ₃ ）ＣＦ₂ Ｏ）_b Ｃ₂ Ｆ₅ 構造を有する４０℃動粘度が６０ｍｍ² ／ｓのＰＦＡＥ系オイルが用いられ、増稠剤として、ＰＴＦＥが添加された、６０回混和稠度が２８０（ＮＬＧＩ）グレードで２の組成物であり、実施例２のトラクショングリース組成物は、基油として、Ｆ（ＣＦ（ＣＦ₃ ）ＣＦ₂ Ｏ）_b Ｃ₂ Ｆ₅ 構造を有する４０℃動粘度が１６０ｍｍ² ／ｓのＰＦＡＥ系オイルが用いられ、増稠剤として、ＰＴＦＥが添加された、６０回混和稠度が２８０（ＮＬＧＩ）グレードで２の組成物である。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトラクショングリース組成物は、パーフルオロアルキルポリエーテル系オイルを含む基油、及び、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂を含む増稠剤を含有しているので、高温における耐久性に優れ、良好にトラクションドライブ装置を駆動させることができる。
【００３５】
また、本発明のトラクションドライブ装置は、上記トラクショングリース組成物を用いているので、上記の極めて広い温度領域で駆動させることができる。また、低騒音、低振動であるとともに、高精度で回転の制御が可能なトラクションドライブ装置となり、高温にさらされる自動車パワーステアリング、エンジンを過給するスーパーチャージャー、オルタネーターの補機の駆動用等のトラクションドライブ装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラクションドライブ機構の１種である遊星ローラ型トラクションドライブ装置を模式的に示した断面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２】本発明のトラクションドライブ装置が用いられた電動パワーステアリングシステムの概要を示したブロック図である。
【図３】トラクションドライブ装置における本発明のグリース組成物の伝達トルクとすべり率の関係を示すグラフである。
【図４】本発明のグリース組成物単体での蒸発量と時間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０遊星ローラ型トラクションドライブ装置
１１固定軸
１２低速軸
１２ａピン
１３太陽軸
１４遊星ローラ
２６トラクションドライブ装置

Claims

基油及び増稠剤を含有してなる遊星ローラ型トランクションドライブ装置に用いるトランクショングリース組成物であって、
前記基油は、パーフルオロアルキルポリエーテル系オイルを含むものであり、
前記増稠剤は、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂を含むものであり、
前記パーフルオロアルキルポリエーテル系オイルは、内部に−ＣＦ（ＣＦ _３）ＣＦ _２Ｏ−構造を有するものであることを特徴とするトランクショングリース組成物。
パーフルオロアルキルポリエーテル系オイルは、４０℃における動粘度が、５０〜２００ｍｍ^２／ｓである請求項１記載のトラクショングリース組成物。
請求項１又は２に記載のトランクショングリース組成物を用いることを特徴とするトラクションドライブ装置。