專利名稱：用于等速萬向節(jié)的潤滑脂組合物和等速萬向節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過向基油中添加預(yù)定組分而制備的用于等速萬向節(jié)的潤滑脂組合物以及防護罩內(nèi)封有所述組合物的等速萬向節(jié)。
背景技術(shù)：
汽車隨著輪胎的旋轉(zhuǎn)而行駛，其中，由各種類型的引擎如內(nèi)燃機和發(fā)動機產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力從差速齒輪經(jīng)由諸如半軸和花鍵軸之類的多個傳動軸傳送到輪轂，從而使輪胎旋轉(zhuǎn)。
差速齒輪經(jīng)由所謂的內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)連接到花鍵軸。另一方面，花鍵軸經(jīng)由所謂的外側(cè)等速萬向節(jié)連接到輪轂。通常，內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)具有緩和花鍵軸的角位移和軸向位移的功能。外側(cè)等速萬向節(jié)起著緩和花鍵軸的角位移的作用。因此，發(fā)生行駛方向的變化即角變化的情況下在驅(qū)動力的傳送得以迅速執(zhí)行的同時，吸收懸架的上下運動。通常將能夠?qū)崿F(xiàn)花鍵軸的軸向位移的滑動式等速萬向節(jié)用作內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)。
近些年來，正在逐步研究和開發(fā)用于更加快速地響應(yīng)花鍵軸的軸向位移的各種類型的內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)。當使用這種內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)時，因為該內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)和引擎是相對分開的，該內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)不會由于引擎的放熱而受到嚴重損害。因此，已經(jīng)嘗試了用以往由于耐熱性方面的問題而不能使用的樹脂制防護罩將內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)和花鍵軸之間的連接部分遮住。
過去，采用氯丁二烯橡膠(CR)或聚氯乙烯橡膠(CM)作為用于這種防護罩的材料，其中，將潤滑脂封在防護罩內(nèi)。如專利文獻1和專利文獻2所述，已經(jīng)普遍使用的潤滑脂是通過將諸如二硫化鉬、硫類極壓劑和磷類極壓劑之類的添加劑摻到由潤滑性基油、鋰皂和脲類增稠劑組成的基礎(chǔ)潤滑脂中而得到的。
專利文獻1特開平4-304300號公報；專利文獻2特開平6-184583號公報。

發(fā)明內(nèi)容
由CR或CM構(gòu)成的內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)的防護罩與同樣由CR或CM構(gòu)成的外側(cè)等速萬向節(jié)的防護罩相比，會較早地發(fā)生劣化。也就是說，其拉伸強度和拉伸長度將會在相對短的時間段內(nèi)降低。其原因推測如下。具體而言，如上所述，與外側(cè)等速萬向節(jié)相比，內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)配置于更接近引擎的位置。因此，與外側(cè)等速萬向節(jié)相比，內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)更易于受到引擎放熱的影響。
近些年來，鑒于環(huán)境保護，特別期望對汽車的構(gòu)成部件進行再利用。但是，CR和CM的不利之處在于它們難以再利用。
為了解決上述不利之處，提出了由聚酯類熱塑性彈性體(TPC)構(gòu)成內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)的樹脂制防護罩。但是，當把這種樹脂制成的防護罩安裝在汽車上并進行耐熱性試驗時，已顯示出，其耐熱性次于基于TPC的各種物理性質(zhì)所預(yù)測的能力。
當樹脂防護罩劣化時，在該樹脂防護罩上會出現(xiàn)龜裂，并且，潤滑脂有時會從這些龜裂泄漏出來。如果這種情況發(fā)生，例如，不能確保當內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)的內(nèi)部部件滑動時具有令人滿意的潤滑性能。因此，會擔心這些滑動部分的咬死(seizure)。
在對由TPC構(gòu)成的樹脂防護罩的耐熱性低于預(yù)期耐熱性的事實的原因反復(fù)進行各種研究時，本發(fā)明人假設(shè)，由TPC構(gòu)成的樹脂防護罩的這種低耐熱性源于其與封在防護罩內(nèi)的潤滑脂的不良相容性。從這個觀點出發(fā)，已經(jīng)通過重復(fù)這種耐熱性試驗同時以不同方式改變所使用的潤滑脂而得到了以下認識。即，特別是當添加由油溶性硫化合物組成的硫類極壓劑時，由TPC制成的防護罩的耐熱性會降低。
其原因推測如下。即，當添加油溶性硫類極壓劑時，由于硫類極壓劑在高溫下發(fā)生熱分解而產(chǎn)生硫自由基。這些硫自由基攻擊TPC的羧基鍵(C＝O)，因此，TPC的酯基斷裂。
從這個觀點出發(fā)，本發(fā)明人堅持不懈地進行了關(guān)于用不產(chǎn)生攻擊TPC的自由基的組分制備可以確保等速萬向節(jié)的滑動接觸部分具有令人滿意的潤滑性能的潤滑脂的進一步研究，從而在本發(fā)明的主題上取得成功。
本發(fā)明的主要目的是提供一種用于等速萬向節(jié)的封在由TPC構(gòu)成的接頭用防護罩內(nèi)的潤滑脂組合物。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于等速萬向節(jié)的潤滑脂組合物，這使得可以長時間使用由TPC構(gòu)成的接頭用防護罩。
本發(fā)明的另一目的是提供一種帶有樹脂防護罩的等速萬向節(jié)，該樹脂防護罩由TPC構(gòu)成，并具有優(yōu)異的耐熱性。
本發(fā)明的另一目的是提供一種等速萬向節(jié)，其可以確?；瑒硬糠珠L時間具有令人滿意的潤滑性能。
根據(jù)本發(fā)明的一個技術(shù)方案，提供了一種用于等速萬向節(jié)的潤滑脂組合物，其被封在構(gòu)成等速萬向節(jié)的、且由聚酯類熱塑性彈性體樹脂構(gòu)成的接頭用防護罩內(nèi)，所述潤滑脂組合物包含含有基油的液體組分、脲類化合物增稠劑、固體二硫代氨基甲酸鉬和堿金屬硼酸鹽水合物，其中，相對于所述等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物的總量，所述堿金屬硼酸鹽水合物的比例為0.1質(zhì)量％至10質(zhì)量％，并且其中，相對于所述液體組分的總量，在該液體組分中含有的硫的含量不高于0.6質(zhì)量％。
在本發(fā)明中，當把等速萬向節(jié)的潤滑脂組合物分成液體組分和固體組分時，術(shù)語“固體二硫代氨基甲酸鉬”指的是在固體組分中含有的二硫代氨基甲酸鉬。術(shù)語“聚酯類熱塑性彈性體”指的是多嵌段共聚物，其在分子中含有聚酯作為硬鏈段，并且，含有與所述聚酯相比具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚醚或聚酯作為軟鏈段。
如上所述，當防護罩的材料是由TPC構(gòu)成時，通過將含有上述組分的材料用作潤滑脂，可長時間確保該防護罩的耐熱性。因此，可以抑制由于隨時間的變化等所致的劣化而引起的開裂等。因此，可以避免封在防護罩內(nèi)的潤滑脂泄漏出來。因此，可以確保等速萬向節(jié)的滑動部分具有令人滿意的潤滑性能。因此，可以避免該滑動接觸部分的咬死。
此外，在本發(fā)明中，并不需要特別混合由油溶性硫混合物構(gòu)成的硫類極壓劑。因此，可以避免以油溶性硫類極壓劑為源而產(chǎn)生的硫自由基對接頭用防護罩的攻擊。
優(yōu)選的是，等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物滿足下式A-(S×B)/C≤0.05 (1)在式(1)中，A表示上述液體組分的硫含有比例，S表示上述基油的硫含有比例，B表示上述基油相對于該等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物的總量的含有比例，并且，C表示上述液體組分相對于該等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物的總量的含有比例，其中，A、S、B和C的單位為質(zhì)量％。
當如此限定硫的含有比例時，即使在使用硫類極壓劑或含有硫的礦物油時，也可以避免由硫自由基攻擊接頭用防護罩而引起的過早劣化。
根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案，提供了一種等速萬向節(jié)，其包括外部部件，所述外部部件的一端連接到第一傳動軸，并且，在另一端布置有開口的筒狀部，其中，在所述筒狀部的內(nèi)部設(shè)置有彼此隔開預(yù)定距離的從所述的一端指向所述的另一端延伸的多個導(dǎo)槽；內(nèi)部部件，所述內(nèi)部部件的一端具有滑動接觸部分，所述滑動接觸部分與所述外部部件的筒狀部的導(dǎo)槽滑動接觸，并且，所述內(nèi)部部件的另一端連接到第二傳動軸；以及防護罩，所述防護罩被覆所述外部部件和所述第二傳動軸，并且各端固定于該外部部件和該第二傳動軸，其中，所述防護罩是由聚酯類熱塑性彈性體構(gòu)成的，并且其中，所述防護罩內(nèi)封有等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物，并且所述潤滑脂組合物包含含有基油的液體組分、脲類化合物增稠劑、固體二硫代氨基甲酸鉬和堿金屬硼酸鹽水合物，其中，相對于所述等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物的總量，所述堿金屬硼酸鹽水合物的比例為0.1質(zhì)量％至10質(zhì)量％，并且其中，相對于所述液體組分的總量，所述液體組分中含有的硫的含有比例不高于0.6質(zhì)量％。
即，對于本發(fā)明的等速萬向節(jié)的情況，其中，用于接頭用防護罩的材料為TPC，在封入接頭用防護罩內(nèi)的用于等速萬向節(jié)的潤滑脂組合物中，使TPC劣化的組分即包含在液體組分中的硫的含有比例在預(yù)定值以下。因此，可長時間抑制該接頭用防護罩的劣化。因此，可以避免潤滑脂從接頭用防護罩中泄漏出來。因此，可以確保等速萬向節(jié)的滑動接觸部分具有令人滿意的潤滑性能，并且，可以避免滑動接觸部分的咬死。
在這一技術(shù)方案中，優(yōu)選的是，等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物滿足下式(1)。具體而言，優(yōu)選滿足以下表達式A-(S×B)/C≤0.05 (1)其中，A表示上述液體組分的硫含有比例，S表示上述基油的硫含有比例，B表示上述基油相對于該等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物的總量的含有比例，并且，C表示上述液體組分相對于該等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物的總量的含有比例。在式(1)中，A、S、B和C的單位為質(zhì)量％。
具有如上構(gòu)成的等速萬向節(jié)通常是設(shè)置在汽車車體的差速齒輪側(cè)的滑動式等速萬向節(jié)(例如，三球銷式等速萬向節(jié))。換句話說，所述等速萬向節(jié)優(yōu)選用作內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)。
在本發(fā)明中，所述極壓劑不是必要組分。但是，可以混合極壓劑，以提高等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物的潤滑能力。在這種情況下，也可以使用硫類極壓劑，前提是液體組分中含有的硫的含有比例相對于該液體組分的總量不高于0.6質(zhì)量％。


圖1是顯示本發(fā)明的實施方案所述的通過組裝等速萬向節(jié)而構(gòu)成的驅(qū)動力傳動機構(gòu)的示意圖；圖2是顯示本發(fā)明的實施方案所述的等速萬向節(jié)的主要部分的示意性透視圖；圖3是顯示圖2中所示的等速萬向節(jié)的一部分被切去后的側(cè)視圖；圖4是顯示圖2所示的等速萬向節(jié)在拆除防護罩的狀態(tài)下的主要部分的示意性截面圖；圖5是顯示圖2中所示的等速萬向節(jié)主要部分的放大正視圖；圖6是顯示各種潤滑脂組合物(其中，其組分的比率等各異)的摩擦系數(shù)、臺架試驗結(jié)果和接頭用防護罩的耐久性的表格；以及圖7是顯示各種潤滑脂組合物(其中，其組分的比例等各異)的摩擦系數(shù)、臺架試驗結(jié)果和接頭用防護罩的耐久性的表格。
具體實施例方式
下面將參照附圖并通過舉出與配備其中封有潤滑脂組合物的接頭用防護罩的等速萬向節(jié)相關(guān)的優(yōu)選實施方案，詳細說明本發(fā)明的等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物(下文簡稱為“潤滑脂組合物”)。
首先，圖1示出了一種驅(qū)動力傳動機構(gòu)，其中，組裝了構(gòu)成本發(fā)明的實施方案所述的等速萬向節(jié)的三球銷式等速萬向節(jié)(滑動式等速萬向節(jié))，將驅(qū)動力從引擎?zhèn)魉偷狡囕喬?。在?qū)動力傳動機構(gòu)1中，從差速齒輪2依次連接作為傳動軸的半軸3和花鍵軸4a和4b。該花鍵軸4a和4b與輪轂連接，輪轂從外部嵌合其上的車輪(這些部件均未示出)。
這樣，半軸3或差速齒輪2的旋轉(zhuǎn)軸5分別經(jīng)由三球銷式等速萬向節(jié)10a和10b連接到花鍵軸4a和4b。另一方面，花鍵軸4a和4b經(jīng)由Barfield型等速萬向節(jié)12a和12b連接到所述輪轂。因此，來自引擎的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力經(jīng)由差速齒輪2、三球銷式等速萬向節(jié)10a和10b、半軸3或旋轉(zhuǎn)軸5、花鍵軸4a和4b、Barfield型等速萬向節(jié)12a和12b和輪轂傳送到輪胎(未示出)。
具體而言，圖2顯示了三球銷式等速萬向節(jié)10a的主要部分的示意性透視圖，同時，圖3顯示了一部分被切去后的側(cè)視圖。三球銷式等速萬向節(jié)10a包括外部部件20、插在該外部部件20內(nèi)的內(nèi)部部件22(參見圖3)和波紋管狀接頭用防護罩24。潤滑脂組合物26封在接頭用防護罩24的內(nèi)部(參見圖3)。
外部部件20具有延長的軸部28和設(shè)置于該軸部28前端的筒狀部30。如圖4和圖5所示，在筒狀部30的內(nèi)壁表面上形成有三個導(dǎo)槽32a至32c，它們沿外部部件20的軸向延伸，并相互隔開120°。各導(dǎo)槽32a至32c均由天井部34和作為滑動部的轉(zhuǎn)動面36構(gòu)成，天井部34沿著筒狀部30的外周面設(shè)置在延伸方向，轉(zhuǎn)動面36以與天井部34基本上呈垂直的方向彼此相對。
另一方面，連接到形成第二傳動軸的花鍵軸4a前端的內(nèi)部部件22插入到上述筒狀部30的中空內(nèi)部(參見圖3和圖4)。如圖5所示，該內(nèi)部部件22具有一體化形成的三個鼓出的耳軸38a至38c，它們分別指向?qū)Р?2a至32c，并相互隔開120°。
圓筒狀固定器40從外部嵌合于各耳軸38a至38c的側(cè)壁部分。各固定器40的內(nèi)周面形成直線狀。另一方面，耳軸38a至38c的側(cè)壁部分是彎曲的(參見圖5)。因此，耳軸38a至38c可以在圖5中箭頭A的方向上滑動，即，在固定器40的軸向上滑動，此外，耳軸38a至38c可以相對于固定器40而在箭頭B的方向上傾斜預(yù)定角度。此外，耳軸38a至38c也可以在箭頭C的方向上旋轉(zhuǎn)。
與耳軸38a至38c的平滑前端面相比，固定器40的上端向天井部34側(cè)突出，并且該上端被定位在使得其與天井部34之間具有一些空隙的位置。
輥44通過多個滾針軸承42而從外部嵌合于各固定器40的外周部。該輥44的彎曲側(cè)壁部分與導(dǎo)槽32a至32c的轉(zhuǎn)動面36滑動接觸。因此，該輥44可以在筒狀部30內(nèi)沿著轉(zhuǎn)動面36在圖4中箭頭X的方向上滑動。因此，內(nèi)部部件22相對于筒狀部30而相對地位移。
如圖2和圖3所示，具有上述構(gòu)成的外部部件20和內(nèi)部部件22是用接頭用防護罩24被覆的。如上所述由TPC構(gòu)成的接頭用防護罩24包括波紋管部45，波紋管部45具有沿長度方向交替的連續(xù)的凹入部分和凸起部分。波紋管部45的一端的開口直徑(后文稱之為“大直徑側(cè)端46”)與外部部件20的直徑對應(yīng)。其另一端的開口直徑(后文稱之為“小直徑側(cè)端48”)與花鍵軸4a的直徑對應(yīng)。
在大直徑側(cè)端46的外周上形成以預(yù)定長度凹進的環(huán)狀的帶安裝槽50a(參見圖3)。安裝在該帶安裝槽50a中的固定用帶52a的外周面的一部分由未示出的加固夾具(caulking jig)將其加固。因此，該固定用帶52a經(jīng)安裝而圍繞外部部件20的外周面。具體而言，通過固定用帶52a將大直徑側(cè)端46定位固定到外部部件20上。
在小直徑側(cè)端48的外周上形成與上述帶安裝槽50a相同地以預(yù)定長度凹進的環(huán)狀的帶安裝槽50b。也將該固定用帶52b安裝在帶安裝槽50b中。用未示出的加固夾具將固定用帶52b加固，以使得其外圓周上的一部分在左右方向上被箍縮并夾緊。結(jié)果，該固定用帶52b被安裝在帶安裝槽50b上而圍繞小直徑側(cè)端48，由此對小直徑側(cè)端48進行定位固定。在圖2和圖3中，附圖標記54a和54b表示通過對上述固定用帶52a和52b的外周面進行加固而形成的加固部，該加固部在徑向上向外突出預(yù)定的長度。
通過如上所述的加固將在兩個固定用帶52a和52b被加固之前預(yù)先流入防護罩內(nèi)的潤滑脂組合物26封在防護罩內(nèi)。
在本發(fā)明的實施方案中，這里可使用的潤滑脂組合物26包含基油、脲類化合物(增稠劑)、固體二硫代氨基甲酸鉬(固體硫化二烷基二硫代氨基甲酸鉬)和堿金屬硼酸鹽水合物。
可選擇作為基油的物質(zhì)包括通?？少彽玫母鞣N潤滑油，如礦物油和合成油。當然，也可以使用這些油中的兩種以上組成的混合物。礦物油的實例包括通過石油煉制廠中實施的潤滑油生產(chǎn)過程而獲得的油，即，對于通過對原油實施常壓蒸餾或真空蒸餾而獲得的餾分，通過對其實施一種以上的處理和精制而獲得的油，這些處理包括例如溶劑脫瀝青、溶劑提取、氫化裂解、溶劑脫蠟、加氫精制、硫酸清洗和粘土處理。
基油的運動粘度在100℃時優(yōu)選為2至40毫米2/秒，更優(yōu)選為3至20毫米2/秒。粘度指數(shù)優(yōu)選不低于90，更優(yōu)選不低于100。
對具有上述特性的合成油沒有特別的限制。但是，可以舉出的這種合成油的實例為聚-α-烯烴或其氫化物、二酯、多元醇酯、烷基萘、烷基苯、聚氧化烯烴二醇、聚苯醚、二烷基二苯醚、硅油以及上述物質(zhì)中的兩種以上組成的混合物。
在上述物質(zhì)中，作為聚-α-烯烴或其氫化物，可以舉出聚丁烯、1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物及其氫化物等。作為二酯，可以舉出戊二酸雙十三烷酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二異癸酯和癸二酸二(3-乙基己基)酯等。作為多元醇酯，可以舉出三羥甲基丙烷辛酸酯、三羥甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇-2-乙基己酸酯和季戊四醇壬酸酯等。
在各種基油中含有的礦物油是特別優(yōu)選的，因為其粘度落在上述數(shù)值范圍之內(nèi)。此外，礦物油相對便宜，因此在成本上有優(yōu)勢，并且，其對于諸如增稠劑之類的其它組分的相容性是令人滿意的。
用作增稠劑的脲類化合物的優(yōu)選實例包括二脲化合物、三脲化合物、四脲化合物、聚脲化合物、脲-氨基甲酸酯化合物、二氨基甲酸酯化合物以及上述化合物中的兩種以上組成的混合物。具體而言，優(yōu)選使用二脲化合物、脲-氨基甲酸酯化合物、二氨基甲酸酯化合物或上述化合物中的兩種以上組成的混合物，其中，其通式用以下化學(xué)式(2)表示。
D-CONH-R1-NHCO-E (2)在化學(xué)式(2)中，R1表示二價有機基團?？梢耘e出烴基，例如直鏈或支化的亞烷基、直鏈或支化的亞烯基、亞環(huán)烷基、亞芳基、烷基亞芳烴基、芳基亞烷基等。R1的碳原子數(shù)優(yōu)選為6至20，更優(yōu)選為6至15。
上述有機基團的具體實例可以舉出，如亞乙基、2，2-二甲基-4-甲基亞己基以及用以下結(jié)構(gòu)式(3)至(11)表示的有機基團。

具體而言，用結(jié)構(gòu)式(4)和(6)表示的有機基團是特別優(yōu)選的。
化學(xué)式(2)中的D和E表示-NHR2、-NR3R4和-OR5中的任一種，其中，D和E可以彼此相同或彼此不同。
R2、R3、R4和R5均表示單價有機基團，優(yōu)選是具有6至20個碳原子的有機基團。R2、R3、R4和R5可以彼此相同或彼此不同。
作為上述有機基團，可以舉出直鏈或支化的烷基、直鏈或支化的烯基、環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、芳基、烷芳基和芳烷基等。具體而言，特別優(yōu)選的基團是烷基、環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、芳基和烷芳基。
直鏈或支化的烷基的具體實例包括例如己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基和二十烷基等。直鏈或支化的烯基的具體實例包括例如己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烯基、十二烯基、十三烯基、十四烯基、十五烯基、十六烯基、十七烯基、十八烯基、十九烯基和二十烯基等。
環(huán)烷基的具體實例包括例如環(huán)己基等。烷基環(huán)烷基的具體實例包括例如甲基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、異丙基環(huán)己基、1-甲基-3-丙基環(huán)己基、丁基環(huán)己基、戊基環(huán)己基、戊基甲基環(huán)己基、己基環(huán)己基、庚基環(huán)己基、辛基環(huán)己基、壬基環(huán)己基、癸基環(huán)己基、十一烷基環(huán)己基、十二烷基環(huán)己基、十三烷基環(huán)己基和十四烷基環(huán)己基等。
芳基的具體實例包括例如苯基和萘基等。烷芳基的具體實例包括例如甲苯甲?；?、乙苯基、二甲苯基、丙苯基、異丙苯基、甲萘基、乙萘基、二甲萘基和丙萘基等。芳烷基的具體實例包括例如芐基、甲基芐基和乙基芐基等。
用化學(xué)式(2)表示的物質(zhì)可以通過以下方法獲得例如，在10℃至200℃，在上述基油中，將用OCN-R1-NCO表示的二異氰酸酯與用R2NH2、R3R4NH或R5OH表示的化合物或者這些化合物中的兩種以上組成的混合物反應(yīng)。不言而喻，這些原料中的R1、R2、R3、R4或R5對應(yīng)于上述的基團。
優(yōu)選的是，在潤滑脂組合物26為100質(zhì)量％的情況下，脲類化合物的比例為2質(zhì)量％至30質(zhì)量％。如果比例小于2質(zhì)量％，則因為增稠劑的添加量較少，潤滑脂組合物26的流動性過度增大。如果添加量超過30質(zhì)量％，則潤滑脂組合物26的硬度過度增大，故不能容易地獲得足夠的潤滑性能。更優(yōu)選的脲類化合物的比例為5質(zhì)量％至20質(zhì)量％。
固體二硫代氨基甲酸鉬是用于提高潤滑脂組合物26的潤滑性能的組分。其通式用以下結(jié)構(gòu)式(12)表示。
在結(jié)構(gòu)式(12)中，R24、R25、R26和R27各自表示碳原子數(shù)為1個以上的烴基，并且，它們可以彼此相同或彼此不同。X表示O或S。
作為R24、R25、R26和R27的具體實例，可以舉出如烷基、環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、芳基、烷芳基和芳烷基等。
所述烷基包括例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基和二十四烷基等。所述環(huán)烷基包括例如環(huán)戊基、乙基環(huán)戊基和環(huán)己基等。
所述烷基環(huán)烷基的具體實例包括例如甲基環(huán)戊基、乙基環(huán)戊基、二甲基環(huán)戊基、丙基環(huán)戊基、甲基乙基環(huán)戊基、三甲基環(huán)戊基、丁基環(huán)戊基、甲基丙基環(huán)戊基、三甲基環(huán)戊基、丁基環(huán)戊基、甲基丙基環(huán)戊基、二乙基環(huán)戊基、二甲基乙基環(huán)戊基、甲基環(huán)己基、乙基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、丙基環(huán)己基、甲基乙基環(huán)己基、三甲基環(huán)己基、丁基環(huán)己基、甲基丙基環(huán)己基、甲基環(huán)庚基、乙基環(huán)庚基、二甲基環(huán)庚基、丙基環(huán)庚基、甲基乙基環(huán)庚基、三甲基環(huán)庚基、丁基環(huán)庚基、甲基丙基環(huán)庚基、二乙基環(huán)庚基和二甲基乙基環(huán)庚基等。所述芳基的具體實例包括例如苯基和萘基等。
所述烷芳基的具體實例包括例如甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、丙基苯基、甲基乙基苯基、三甲基苯基、丁基苯基、甲基丙基苯基、二乙基苯基、二甲基乙基苯基、戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十一烷基苯基、十二烷基苯基、十三烷基苯基、十四烷基苯基、十五烷基苯基、十六烷基苯基、十七烷基苯基和十八烷基苯基等。所述芳烷基的具體實例包括例如芐基、苯乙基、苯丙基和苯丁基等。
在上述有機基團中，其中有支化異構(gòu)體和取代異構(gòu)體的有機基團也包括在基團R24、R25、R26和R27的范圍之內(nèi)。
優(yōu)選的是，在潤滑脂組合物26為100質(zhì)量％的情況下，固體二硫代氨基甲酸鉬的比例為0.1質(zhì)量％至10質(zhì)量％。如果比例小于0.1質(zhì)量％，則耐磨性和耐擦傷性將提高不足。即使比例超過10質(zhì)量％，對提高耐磨性和耐擦傷性的作用也基本上達到飽和，從而是不經(jīng)濟的。固體二硫代氨基甲酸鉬的比例更優(yōu)選為0.5質(zhì)量％至5質(zhì)量％。
堿金屬硼酸鹽水合物是堿金屬和硼的含水復(fù)合氧化物。假設(shè)M表示堿金屬，其通式用M2O·xB2O3·yH2O(前提是x＝0.5至5.0，且y＝1.0至5.0)表示。所述堿金屬可以包括例如鋰、鈉和鉀等。具體而言，鈉和鉀是優(yōu)選的。
可以根據(jù)例如在美國專利第3,313,727號、美國專利第3,929,650號和美國專利第4,089,790號中記載的方法獲得這種堿金屬硼酸鹽水合物?；蛘?，也可以使用通過以中性磺酸鈣為起始原料而獲得的硼酸鈉或硼酸鉀分散體。當實施碳酸化反應(yīng)時，優(yōu)選使諸如琥珀酰亞胺之類的無灰分散劑共存于反應(yīng)體系中。
堿金屬硼酸鹽水合物的平均粒徑優(yōu)選不大于1μm。更優(yōu)選的平均粒徑不大于0.5μm。
優(yōu)選的是，在潤滑脂組合物26的總量為100質(zhì)量％的情況下，堿金屬硼酸鹽水合物的比例為0.1質(zhì)量％至10質(zhì)量％。如果比例小于0.1質(zhì)量％，則耐磨性和耐擦傷性將提高不足。即使比例超過10質(zhì)量％，對提高耐磨性和耐擦傷性的作用也基本上達到飽和，從而是不經(jīng)濟的。堿金屬硼酸鹽水合物的比例更優(yōu)選為1.0質(zhì)量％至5質(zhì)量％。
上面，對液體組分和固體組分之間的比例沒有特別的限制。但是，優(yōu)選的是，液體組分為75質(zhì)量％至95質(zhì)量％，并且，固體組分為5質(zhì)量％至25質(zhì)量％。
可以通過下面的分離操作獲取并定義潤滑脂組合物26的液體組分和固體組分。具體而言，將5g潤滑脂組合物添加到50g正己烷中，然后進行攪拌。使用離心分離機在30,000G對混合物進行約10分鐘的離心分離。將通過該操作分離的液體轉(zhuǎn)移到另一容器中。另一方面，將50g正己烷添加到殘余物中，并在與上述相同的條件下再次實施離心分離。將由該操作分離的液體與先前分離的液體混合。另一方面，將50g正己烷添加到殘余物中，并在與上述相同的條件下實施第三次離心分離。將通過第三次離心分離操作獲得的殘余物稱為固體組分。
另一方面，將液體組分定義為通過將由第三次離心分離操作分離的液體與先前的液體相混合并在使用蒸發(fā)器等從合并的液體中除去正己烷之后獲得的組分。
還可以向潤滑脂組合物26中添加例如極壓劑、抗氧化劑、油性劑、防銹劑、粘度指數(shù)改進劑和固體潤滑劑等。
作為極壓劑的優(yōu)選實例，可以舉出磷酸酯和亞磷酸酯等。磷酸酯指的是用以下通式(13)表示的化合物，并且，亞磷酸酯指的是用以下通式(14)表示的化合物。
在式(13)和(14)中，R30表示例如碳原子數(shù)各自為1至24的烷基、環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、烯基、芳基、烷芳基或芳烷基等。R31和R32表示氫原子或例如碳原子數(shù)各自為1至24的烷基、環(huán)烷基、烷基環(huán)烷基、烯基、芳基、烷芳基或芳烷基等。
R30、R31和R34的除了氫原子外的具體實例還可以包括例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、二十二烷基、二十四烷基、環(huán)戊基、環(huán)己基、甲基環(huán)己基、乙基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、環(huán)庚基、苯基、甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、戊基苯基、己基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十二烷基苯基、十四烷基苯基、十六烷基苯基、十八烷基苯基、芐基和苯乙基等。
磷類添加劑的具體實例可以包括例如磷酸三丁酯、磷酸甲苯基二苯酯、磷酸乙基二苯酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯(tricredyl phosphate)、磷酸三甲苯基酯(tritolyl phosphate)、2-乙基己基二苯基磷酸酯、亞磷酸三丁酯和磷酸二月桂酯等。
當液體組分中含有的硫的含量相對于該液體組分的總量不高于0.6質(zhì)量％時，可以使用諸如多硫化物、硫化烯烴、硫化酯、硫化礦物油、噻唑化合物、噻二唑化合物、二硫代氨基甲酸鋅化合物和油溶性二硫代氨基甲酸鉬之類的硫類添加劑和諸如硫代磷酸酯、二硫代磷酸鉬化合物和二硫代磷酸鋅化合物之類的硫磷類極壓劑。
作為所述抗氧化劑，可以舉出酚化合物和胺化合物等。酚化合物的具體實例包括2，6-二叔丁基苯酚和2，6-二叔丁基對甲苯酚等。胺化合物的具體實例包括二烷基二苯胺、苯基-α-萘胺和對烷基苯基-α-萘胺等。
作為所述油性劑，可以舉出任何胺類、高級醇、高級脂肪酸、脂肪酸酯和酰胺類。胺類的具體實例包括例如月桂胺、肉豆蔻胺、棕櫚胺、硬脂胺和油胺等。高級醇的具體實例包括例如月桂醇、肉豆蔻醇、棕櫚醇、硬脂醇和油醇等。高級脂肪酸的具體實例包括例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸和油酸等。脂肪酸酯的具體實例包括例如月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯和油酸甲酯等。酰胺類的具體實例包括例如月桂酰胺、肉豆蔻酰胺、棕櫚酰胺、硬脂酰胺和油酰胺等?；蛘?，也可以使用其它油脂類。
作為防銹劑，可以舉出例如金屬皂、多元醇偏酯(如脫水山梨糖醇脂肪酸酯)、胺類、磷酸和磷酸鹽等。
作為粘度指數(shù)改進劑，可以舉出例如聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯和聚苯乙烯等。
作為固體潤滑劑，可以舉出例如氮化硼、氟化石墨、聚四氟乙烯、二硫化鉬和硫化銻等。
在含有上述組分的潤滑脂組合物26中，相對于液體組分的總量，該液體組分中含有的硫的含有比例不高于0.6質(zhì)量％。如果液體組分中含有的硫的比例超過該液體組分的0.6質(zhì)量％，則潤滑脂組合物26的摩擦阻力增加，從而縮短了接頭用防護罩24的耐用期。更具體地說，液體組分中含有的硫的含有比例不高于液體組分的0.55質(zhì)量％。
如上所述，優(yōu)選滿足下式(1)。
A-(S×B)/C≤0.05 (1)在式(1)中，A表示上述液體組分的硫含有比例，S表示上述基油的硫含有比例，B表示上述基油相對于該等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物總量的含有比例，并且，C表示上述液體組分相對于該等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物總量的含有比例，其中，A、S、B和C的單位為質(zhì)量％。
式(1)的左側(cè)表示通過從液體組分的含硫組分中減去源于基油(礦物油等)的硫化合物所獲得的量，或換句話說，式(1)表示油溶性含硫添加劑的混合比例。從式(1)可清楚地獲知，優(yōu)選的是，這類油溶性含硫化合物的量不高于0.05。因此，不僅減少了硫的總量，而且也減少了油溶性含硫添加劑的量。因此，可以避免接頭用防護罩在短時間內(nèi)發(fā)生劣化。
另一三球銷式等速萬向節(jié)10b的結(jié)構(gòu)與三球銷式等速萬向節(jié)10a的結(jié)構(gòu)相同，因此，將省略對三球銷式等速萬向節(jié)10b的詳細描述。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案的三球銷式等速萬向節(jié)10a和10b基本上具有以上構(gòu)成。接下來，將說明其作用效果。
伴隨著汽車引擎的運轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)力從差速齒輪2經(jīng)由半軸3或旋轉(zhuǎn)軸5并經(jīng)由三球銷式等速萬向節(jié)10a和10b的相應(yīng)外部部件20、20傳送到內(nèi)部部件22。因此，花鍵軸4a和4b分別在預(yù)定方向上旋轉(zhuǎn)。
更具體地說，外部部件20的旋轉(zhuǎn)力是經(jīng)由與導(dǎo)槽32a至32c接觸的滾針軸承42和輥44進行傳送的。進一步，旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由與固定器40的內(nèi)周面接觸的彎曲側(cè)壁面，傳送到耳軸38a至38c。相應(yīng)地，花鍵軸4a和4b通過與所述耳軸38a至38c嚙合而旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)力進一步經(jīng)由Barfield式等速萬向節(jié)12a和12b傳送到輪轂。最終，使輪胎旋轉(zhuǎn)，從而使得汽車行駛起來。
當花鍵軸4a和4b相對于三球銷式等速萬向節(jié)10a和10b的相應(yīng)外部部件20、20而傾斜預(yù)定角度時，耳軸38a至38c在保持其側(cè)壁面與固定器40的內(nèi)周面相接觸的狀態(tài)的同時，在箭頭C的方向以滑動的方式位移。
耳軸38a至38c通過沿著導(dǎo)槽32a至32c滑動的輥44而在導(dǎo)槽32a至32c的長度方向(即，圖3和圖4所示的箭頭X的方向)上位移。
從以上可清楚地獲知，在本發(fā)明的實施方案中，作為滑動式等速萬向節(jié)的三球銷式等速萬向節(jié)10a和10b(參見圖1)用作設(shè)置在靠近差速齒輪2的一側(cè)即內(nèi)側(cè)的等速萬向節(jié)。
按上述運行的三球銷式等速萬向節(jié)10a和10b各自的接頭用防護罩24將暴露在高溫下，其原因在于，在滑動過程中該三球銷式等速萬向節(jié)10a和10b內(nèi)產(chǎn)生摩擦熱，并且，由于接頭用防護罩24的位置靠近差速齒輪2，因而易于受到差速齒輪2的放熱的影響。
但是，在這種情況下，接頭用防護罩24是由耐熱性優(yōu)異的TPC構(gòu)成的。此外，在潤滑脂組合物26的液體組分中含有的硫化合物(油溶性硫化合物)的量很少。因此，在潤滑脂組合物26中產(chǎn)生的硫自由基的量也非常少。因此，硫自由基攻擊TPC的頻率顯著減少。因此，TPC的劣化得到顯著抑制。
即，根據(jù)本發(fā)明的實施方案，對封在由TPC構(gòu)成的接頭用防護罩24內(nèi)的潤滑脂組合物26的液體組分中所含有的油溶性硫化合物的量進行控制而使其為微量。因此，可以在長時間內(nèi)確保接頭用防護罩24的耐熱性。
此外，可長時間避免接頭用防護罩24的劣化。因此，顯著延長了該接頭用防護罩24的使用壽命。換句話說，例如，在接頭用防護罩24內(nèi)很難產(chǎn)生由于隨時間改變而引起的開裂等。因此，可以避免封在接頭用防護罩24內(nèi)的潤滑脂組合物26泄漏出來。結(jié)果，可以容易地長時間確保共同構(gòu)成三球銷式等速萬向節(jié)10a和10b的滑動部分的耳軸20a至20c、輥44和轉(zhuǎn)動面36的潤滑性能。因此，可以避免耳軸38a至38c、輥44和轉(zhuǎn)動面36的咬死。
已經(jīng)通過舉例針對適于用作內(nèi)側(cè)等速萬向節(jié)的三球銷式等速萬向節(jié)10a和10b的情形說明了以上實施方案。但是，對于安裝有由TPC構(gòu)成的接頭用防護罩24且該接頭用防護罩24中封有含有上述組分的潤滑脂組合物26的所述等速萬向節(jié)，也可以用作外側(cè)等速萬向節(jié)。在這種情況下，輪轂用作第一傳動軸，而花鍵軸4a和4b用作第二傳動軸。
實施例制備各組分及其比例的設(shè)定如圖6所示的潤滑脂組合物26，并且，將這些組合物封在相應(yīng)的接頭用防護罩24內(nèi)。將各樣品稱為實施例1至4。另一方面，為了進行比較，還制備了各組分及其比例的設(shè)定如圖7所示的潤滑脂組合物26，并且，將這些組合物封在相應(yīng)的接頭用防護罩24內(nèi)。將這些樣品分別稱為比較例1至6。
在實施例1至4和比較例1至6中，將二苯甲烷-4，4′-二異氰酸酯加熱并溶于如圖6和圖7所示的基油中，將預(yù)先在基油中加熱溶解之后的各種胺類和醇類添加至其中。隨后，將所獲得的凝膠狀物質(zhì)與各種添加劑混合，將其攪拌，并使其通過輥磨機，以制備潤滑脂組合物。
在比較例6中，將12-羥基硬脂酸鋰鹽用作增稠劑。將所獲得的凝膠狀物質(zhì)與各種添加劑充分混合并進行攪拌，然后使其通過輥磨機，以制備潤滑脂組合物。
使用SRV摩擦磨損試驗裝置測量上述潤滑脂組合物的摩擦系數(shù)。測量條件為負載為100N，幅度為2mm，頻率為30Hz，溫度為100℃，并且，進行試驗的時間為10分鐘。
在2,000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)、300N·m的扭矩和6°的萬向節(jié)夾角(joint angle)的條件下通過旋轉(zhuǎn)三球銷式等速萬向節(jié)10a來實施臺架試驗。然后，目測三球銷式等速萬向節(jié)10a內(nèi)部的滑動部分的狀態(tài)。將未觀測到滑動部分咬死和/或擦傷的樣品視為合格。將觀測到滑動部分咬死和/或擦傷的樣品視為不合格。
對其中封有實施例1至4和比較例1至6的潤滑脂組合物的三球銷式等速萬向節(jié)10a實施高溫耐久試驗，從而研究各接頭用防護罩24的劣化程度。具體而言，在130℃的溫度下，以600轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)將三球銷式等速萬向節(jié)10a旋轉(zhuǎn)500小時。當接頭用防護罩24的物理性能的降低在20％內(nèi)時，結(jié)果用圓圈(○)表示。當所述降低為20％至50％時，結(jié)果用三角形(△)表示。當所述降低超過50％時，結(jié)果用交叉(×)表示。在圖6和圖7中示出了這些結(jié)果以及臺架試驗的結(jié)果。
將圖6和圖7相互比較，顯然，通過控制液體組分中含有的油溶性硫化合物的含量可以提高接頭用防護罩24的耐久性，并且，可以改善耐咬死性和耐擦傷性。
權(quán)利要求
1.一種等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物(26)，該潤滑脂組合物(26)被封在構(gòu)成等速萬向節(jié)(10a)的、且由聚酯類熱塑性彈性體樹脂構(gòu)成的接頭用防護罩(24)內(nèi)，所述潤滑脂組合物(26)包含含有基油的液體組分、脲類化合物增稠劑、固體二硫代氨基甲酸鉬和堿金屬硼酸鹽水合物，其中，相對于所述等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物(26)的總量，所述堿金屬硼酸鹽水合物的比例為0.1質(zhì)量％至10質(zhì)量％，并且其中，相對于所述液體組分的總量，所述液體組分中含有的硫的含量不高于0.6質(zhì)量％。
2.如權(quán)利要求1所述的等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物(26)，其中，該組合物滿足下式(1)A-(S×B)/C≤0.05(1)其中，A表示所述液體組分的硫含有比例，S表示所述基油的硫含有比例，B表示所述基油相對于所述等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物(26)的總量的含有比例，并且，C表示所述液體組分相對于所述等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物(26)的總量的含量，并且其中，A、S、B和C的單位為質(zhì)量％。
3.一種等速萬向節(jié)(10a)，所述等速萬向節(jié)(10a)包括外部部件(20)，所述外部部件(20)的一端連接到第一傳動軸(5)，在另一端布置有開口的筒狀部(30)，其中，在所述筒狀部(30)的內(nèi)部設(shè)置有彼此隔開預(yù)定距離的從所述的一端指向所述的另一端延伸的多個導(dǎo)槽(32a～32c)；內(nèi)部部件(22)，所述內(nèi)部部件(22)的一端具有滑動接觸部分(44)，所述滑動接觸部分(44)與所述外部部件(20)的所述筒狀部(30)的所述導(dǎo)槽(32a～32c)滑動接觸，并且，所述內(nèi)部部件(22)的另一端連接到第二傳動軸(4a)；以及接頭用防護罩(24)，所述接頭用防護罩(24)在被覆所述外部部件(20)和所述第二傳動軸(4a)的同時，各端固定于所述外部部件(20)和所述第二傳動軸(4a)，其中，所述接頭用防護罩(24)是由聚酯類熱塑性彈性體構(gòu)成的，并且其中，所述接頭用防護罩(24)內(nèi)封有等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物(26)，所述潤滑脂組合物(26)包含含有基油的液體組分、脲類化合物增稠劑、固體二硫代氨基甲酸鉬和堿金屬硼酸鹽水合物，其中，相對于所述等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物(26)的總量，所述堿金屬硼酸鹽水合物的比例為0.1質(zhì)量％至10質(zhì)量％，并且其中，相對于所述液體組分的總量，所述液體組分中含有的硫的含量不高于0.6質(zhì)量％。
4.如權(quán)利要求3所述的等速萬向節(jié)(10a)，其中，所述等速萬向節(jié)(10a)用潤滑脂組合物(26)滿足下式(1)A-(S×B)/C≤0.05(1)其中，A表示所述液體組分的硫含有比例，S表示所述基油的硫含有比例，B表示所述基油相對于所述等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物(26)的總量的含有比例，并且，C表示所述液體組分相對于所述等速萬向節(jié)用潤滑脂組合物(26)的總量的含量，并且其中，A、S、B和C的單位為質(zhì)量％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于等速萬向節(jié)的潤滑油組合物和等速萬向節(jié)。用在三球銷式等速萬向節(jié)(10a)中的潤滑脂組合物(26)被封在由TPC制成的防護罩(24)中，所述潤滑脂組合物包括基油、脲類化合物增稠劑、固體二硫代氨基甲酸鉬和堿金屬硼酸鹽水合物，其中，相對于所述液體組分的總量，所述潤滑脂組合物(26)中的液體組分的硫含有比例為0.6質(zhì)量％以下。
文檔編號C10M115/08GK101065472SQ20058004034
公開日2007年10月31日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月25日
發(fā)明者樅山和郎, 木下廣嗣, 坂本清美 申請人:本田技研工業(yè)株式會社, 新日本石油株式會社