DE112016002660T5

DE112016002660T5 - Schmierfettzusammensetzung und Wälzvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE112016002660T5
Application number: DE112016002660.9T
Authority: DE
Inventors: Koji Yoshizaki; Hiroshi Inukai; Yoichiro Sankai; Shinji Yamane; Hideo Shibata; Hirofumi Inoue; Ryuji Nakata; Kazumi Sakai; Kentaro Yamaguchi; Kiyomi Sakamoto
Original assignee: JTEKT Corp; JXTG Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: JTEKT Corp; Eneos Corp
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2018-05-24
Also published as: JP6736041B2; KR20180018536A; WO2016199859A1; CN107636132A; US20180298304A1; JP2017002306A; BR112017026814A2

Abstract

Es wird eine Schmierfettzusammensetzung bereitgestellt, die ein Grundöl, ein Verdickungsmittel und ein Additiv enthält. Das Grundöl enthält ein Poly-α-Olefin und weist bei 40 °C eine kinematische Viskosität von 20 bis 60 mm/s auf. Das Verdickungsmittel enthält eine Harnstoffverbindung, die durch Umsetzen einer Diisocyanatverbindung mit einem gemischten Amin, das ein alicyclisches Amin und ein aromatisches Amin enthält, hergestellt wird. Das Additiv enthält einen Phosphonsäureester, eine Etherverbindung und ein oxidiertes Paraffin.

Description

Technisches Gebiet
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Schmierfettzusammensetzung und eine Wälzvorrichtung für ein Fahrzeug, in der die Schmierfettzusammensetzung als Schmiermittel enthalten ist.
Stand der Technik
Im Stand der Technik ist eine in Patentliteratur 1 oder Patentliteratur 2 offenbarte Schmierfettzusammensetzung als ein Schmiermittel zur Verwendung in einem Lager eines Autos oder dergleichen bekannt.
Die Patentliteratur 1 offenbart eine Schmierfettzusammensetzung, die ein Grundöl, ein Verdickungsmittel und ein Additiv enthält. Das Grundöl enthält mindestens ein Öl, ausgewählt aus einem Etheröl, einem Esteröl und einem synthetischen Kohlenwasserstofföl. Das Grundöl weist eine kinematische Viskosität von 15 mm²/s bis 200 mm²/s auf. Das Additiv umfasst ein Poly(meth)acrylat.
Die Patentliteratur 2 offenbart eine Schmierfettzusammensetzung, die ein Verdickungsmittel, ein Grundöl und ein Aminphosphat enthält.
Liste der zitierten Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2006-169441 A
Patentliteratur 2: WO 2014/092201 A1

Zusammenfassung der Erfindung
Technische Probleme
Ein zu verwendendes Schmierfett wird abhängig von dessen Einsatzbedingungen (Maschinentyp, Betriebsbedingungen, Betriebstemperaturbereich usw.) ausgewählt. Zum Beispiel wird ein Schmierfett, das ein Grundöl mittlerer Viskosität mit einer kinematischen Viskosität von ungefähr 70 bis 100 mm²/s (40 °C) enthält, als Schmierfett für eine Nabeneinheit eines Autos verwendet. Ein derartiges Schmierfett trägt zur Verhinderung eines Festfressens in einem Lager der Nabeneinheit bei oder hält die Schmierung des Lagers über eine lange Zeit aufrecht.
Andererseits wurde in den letzten Jahren aufgrund der wachsenden Aufmerksamkeit bezüglich der Erderwärmung usw. für Autos eine ausgezeichnete Wirtschaftlichkeit hinsichtlich des Kraftstoffs gefordert.
Um die wirtschaftliche Kraftstoffnutzung zu verbessern, ist es notwendig, als Schmierfett ein Grundöl mit niedriger Viskosität zu verwenden, um dadurch den Reibungswiderstand in einem Gleitteil (Laufbahnkontaktteil) eines Lagers so gering wie möglich zu machen. Wenn jedoch einfach nur ein Grundöl mit niedriger Viskosität verwendet wird, ist es demgegenüber schwierig, die Festfressbeständigkeit oder die Langzeitschmierung des Lagers aufrechtzuerhalten.
Darüber hinaus gibt es mit der Ausweitung des Automarkts auf kalte Regionen auf der ganzen Welt Bedenken, dass aufgrund von Vibrationen während des Transports ein Niedrigtemperatur-Reibverschleiß in einem Gleitteil eines Lagers erzeugt werden kann. In einer Umgebung mit niedriger Temperatur kann sich Schmierfett leicht verfestigen, so dass sich das Grundöl des Schmierfetts nicht auf dem Gleitteil verteilen kann.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schmierfettzusammensetzung, die sowohl den Reibungswiderstand in einem Gleitteil reduzieren kann als auch die Beständigkeit gegen Festfressen und eine Langzeitschmierung aufrechterhalten kann und die das Auftreten von Reibverschleiß in einer Niedrigtemperaturumgebung reduzieren kann, und eine Wälzvorrichtung mit der Schmierfettzusammensetzung für ein Fahrzeug bereitzustellen.
Lösung der Probleme
Eine Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche die obigen Probleme löst, umfasst: ein Grundöl, das ein Poly-α-olefin enthält und eine kinematische Viskosität bei 40 °C von 20 bis 60 mm²/s aufweist; ein Verdickungsmittel, das eine Verbindung auf Harnstoffbasis enthält, die erhalten wird durch Umsetzen eines gemischten Amins aus einem alicyclischen Amin und einem aromatischen Amin mit einer Diisocyanatverbindung; und ein Additiv, und das Additiv schließt einen Phosphonsäureester, eine Ether-basierte Verbindung und ein Paraffinoxid ein (erste Ausführungsform).
In der Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Grundöl vorzugsweise einen Traktionskoeffizienten von 0,02 oder weniger auf; und weist Grundöl vorzugsweise einen Pourpoint von -50 °C oder weniger auf (zweite Ausführungsform).
In der Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Ether-basierte Verbindung vorzugsweise eine polare Gruppe an einem Molekülende auf, wobei die polare Gruppe einen 5-gliedrigen Ring mit mindestens einem Heteroatom aufweist (dritte Ausführungsform).
Vorzugsweise umfasst die Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung das Verdickungsmittel in einer Menge von 10 Masse-% bis 25 Masse-%, den Phosphonsäureester in einer Menge von 0,2 Masse-% bis 5 Masse-%, die Ether-basierte Verbindung in einer Menge von 0,2 Masse-% bis 5 Masse-% und das Paraffinoxid in einer Menge von 0,5 Masse-% bis 10 Masse-% (vierte Ausführungsform).
Eine Wälzvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Schmierfettzusammensetzung als Schmiermittel in der Wälzvorrichtung enthalten ist (fünfte Ausführungsform).
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß einer Wälzvorrichtung für ein Fahrzeug, die die Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, kann der Reibungswiderstand einer Welle, die von einem Lager gestützt wird, verringert werden, um das Drehmoment zu verringern. Es ist daher möglich, eine wirtschaftliche Kraftstoffnutzung des Fahrzeugs zu verbessern. Um nicht zu sagen, es ist möglich, eine Festfressbeständigkeit und eine Langzeitschmierung des Lagers aufrechtzuerhalten, und es ist zudem möglich, das Auftreten von Reibverschleiß zu verringern, wenn das Fahrzeug in kalten Gegenden transportiert wird (z. B. auf der Schiene, einem Lastwagen oder dergleichen).
Figurenliste

[1] 1 ist eine Schnittansicht einer Nabeneinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[2] 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Flanschabschnitts der Nabeneinheit.
[3] 3 ist eine Vorderansicht des Flanschabschnitts.
[4] 4 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Niedrigtemperatur-Reibverschleißtesters zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Grundöl, ein Verdickungsmittel und ein Additiv.
Als Grundöl wird ein synthetisches Öl verwendet, das ein Poly-α-Olefin enthält und eine kinematische Viskosität bei 40 °C von 20 bis 60 mm²/s aufweist.
Die physikalischen Eigenschaften des Grundöls liegen vorzugsweise innerhalb der folgenden Bereiche. Das heißt, die kinematische Viskosität (gemäß JIS K 2283) beträgt 20 bis 60 mm²/s (40 °C) und vorzugsweise 25 bis 55 mm²/s (40 °C). Wenn die kinematische Viskosität des Grundöls in den oben genannten Bereich fällt, kann der Reibungswiderstand bei einem Gleitteil eines Lagers im Vergleich zu einer Schmierfettzusammensetzung unter Verwendung eines Grundöls mit einer kinematischen Viskosität von ungefähr 70 bis 100 mm²/s (40 °C) verringert werden. Zusätzlich beträgt der Pourpoint (gemäß JIS K 2269) vorzugsweise -50 °C oder weniger und weiter bevorzugt -70 °C bis -50 °C. Wenn der Pourpoint des Grundöls in den oben genannten Bereich fällt, ist es möglich, die Fließfähigkeit der Schmierfettzusammensetzung in einer Umgebung mit niedriger Temperatur (beispielsweise -40 °C oder weniger) sicherzustellen. Es ist daher möglich, dass das Grundöl leicht auf dem Gleitteil des Lagers verteilt werden kann. Dementsprechend ist es möglich, den Effekt der Unterdrückung des Niedrigtemperatur-Reibverschleißes zu verbessern. Zusätzlich beträgt der Traktionskoeffizient 0,02 oder weniger und vorzugsweise 0,001 oder mehr und 0,01 oder weniger. Wenn der Traktionskoeffizient des Grundöls in den vorgenannten Bereich fällt, ist es möglich, das Drehmoment des Schmierfetts zu verringern.
Typische Beispiele für das Poly-α-Olefin können Oligomere oder Cooligomere eines α-Olefins mit jeweils 2 bis 32 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 6 bis 16 Kohlenstoffatomen (wie 1-Octen-Oligomer, Decen-Oligomer, Ethylen-Propylen-Oligomer usw.) und Hydride davon einschließen.
Darüber hinaus beträgt der Gehalt des Grundöls vorzugsweise 60 Masse-% bis 90 Masse-% und weiter bevorzugt 65 Masse-% bis 88 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung.
Als Verdickungsmittel wird eine Verbindung auf Harnstoffbasis verwendet, die durch Umsetzen eines gemischten Amins aus einem alicyclischen Amin und einem aromatischen Amin mit einer Diisocyanatverbindung erhalten wird. Beispiele für die Verbindung auf Harnstoffbasis können eine Harnstoffverbindung, wie eine Diharnstoffverbindung, eine Triharnstoffverbindung, eine Tetraharnstoffverbindung, eine Polyharnstoffverbindung (ausgenommen die Diharnstoffverbindung, die Triharnstoffverbindung und die Tetraharnstoffverbindung) usw., eine Harnstoff-Urethan-Verbindung, eine Urethanverbindung wie Diurethan, eine Mischung dieser Verbindungen usw. umfassen. Von diesen ist die Diharnstoffverbindung bevorzugt. Jede Harnstoffverbindung, die eine solche Kombination verwendet, kann das Auftreten von Reibverschleiß verringern.
Beispiele des alicyclischen Amins können Cyclohexylamin, Dicyclohexylamin usw. einschließen, und Beispiele des aromatischen Amins können Anilin, p-Toluidin usw. einschließen.
Ferner können Beispiele der Diisocyanatverbindung aliphatisches Diisocyanat, alicyclisches Diisocyanat, aromatisches Diisocyanat usw. umfassen. Beispiele des aliphatischen Diisocyanats können Diisocyanat mit gesättigten und/oder ungesättigten linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffgruppen, wie Octadecandiisocyanat, Decandiisocyanat, Hexandiisocyanat (HDI) usw. einschließen. Zusätzlich können Beispiele des alicyclischen Diisocyanats Cyclohexyldiisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat usw. umfassen. Zusätzlich können Beispiele des aromatischen Diisocyanats Phenylendiisocyanat, Tolylendiisocyanat (TDI), Diphenyldiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat (MDI) usw. einschließen.
Wenn das gemischte Amin aus dem alicyclischen Amin und dem aromatischen Amin als Ausgangsmaterial des Verdickungsmittels auf Harnstoffbasis verwendet wird, beträgt das Mischungsverhältnis (Massenverhältnis) des alicyclischen Amins zu dem aromatischen Amin vorzugsweise alicyclisches Amin : aromatisches Amin = 55:45 bis 99:1 und weiter bevorzugt 60:40 bis 95:5.
Das gemischte Amin und das Diisocyanat können durch verschiedene Verfahren und unter verschiedenen Bedingungen miteinander umgesetzt werden. Es ist bevorzugt, dass das gemischte Amin und das Diisocyanat in dem Grundöl umgesetzt werden, da eine Diharnstoffverbindung erhalten werden kann, in der das Verdickungsmittel gleichmäßig dispergiert ist. Zusätzlich kann die Umsetzung in einer solchen Weise durchgeführt werden, dass ein Grundöl, in dem die Diisocyanatverbindung gelöst wurde, in ein Grundöl zugegeben wird, in dem das gemischte Amin gelöst wurde, oder in einer solchen Weise, dass ein Grundöl in dem das gemischte Amin gelöst wurde in ein Grundöl zugegeben wird, in dem die Diisocyanatverbindung gelöst wurde. Temperatur und Zeit bei einer derartigen Umsetzung sind nicht speziell beschränkt, können aber ähnlich zu denen sein, die bei einer derartigen Umsetzung typischerweise verwendet werden. Die Reaktionstemperatur beträgt vorzugsweise 60 °C bis 170 °C im Hinblick auf die Löslichkeit und Flüchtigkeit des gemischten Amins und des Diisocyanats. Die Reaktionszeit beträgt vorzugsweise 0,5 bis 2,0 Stunden im Hinblick auf die Vervollständigung der Umsetzung des gemischten Amins und des Diisocyanats, und die Verbesserung der Effizienz, die durch die Verringerung der Herstellungszeit bewirkt wird.
Zusätzlich beträgt der Gehalt des Verdickungsmittels vorzugsweise 10 Masse-% bis 25 Masse-% und weiter bevorzugt 12 Masse-% bis 23 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung.
Beispiele des Additivs können als wesentliche Komponenten einen Phosphonsäureester, eine Ether-basierte Verbindung und ein Paraffinoxid einschließen und es können als optionale Komponenten verschiedene Additive wie ein Hochdruckadditiv, ein Rostschutzadditiv, ein Antioxidationsmittel, ein Antiverschleißadditiv, ein Farbstoff, ein Farbstabilisator, ein Viskositätsverbesserer, ein Strukturstabilisator, ein Metalldesaktivator und ein Viskositätsindexverbesserer zugesetzt werden. Als das Hochdruckadditiv können eine Verbindung auf Schwefelbasis (wie Zinkdithiocarbamat (ZnDTC)), eine Verbindung auf Chlorbasis (wie chloriertes Paraffin), eine organische Mo-Verbindung (wie Molybdändithiocarbamat (MoDTC) oder Molybdändithiophosphat (MoDTP)) usw. als optionale Komponente verwendet werden.
Beispiele des Phosphonsäureesters können Triisopropylphosphit, Diisopropylphosphit, Diphenylhydrogenphosphit usw. einschließen. Insbesondere ist Diphenylhydrogenphosphit bevorzugt.
Zudem beträgt der Gehalt des Phosphonsäureesters vorzugsweise 0,2 Masse-% bis 5 Masse-% und weiter bevorzugt 0,3 Masse-% bis 4 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung.
Die Ether-basierte Verbindung wird als eine wesentliche Komponente verwendet. Als die Ether-basierte Verbindung wird vorzugsweise eine Ether-basierte Verbindung mit einer polaren Gruppe an einem Molekül verwendet. Weiter bevorzugt wird als die Ether-basierte Verbindung eine Ether-basierte Verbindung mit einer polaren Gruppe an einem Molekülende verwendet. Besonders bevorzugt wird als die Ether-basierte Verbindung eine Ether-basierte Verbindung mit einer polaren Gruppe an einem Molekülende verwendet, wobei die polare Gruppe einen 5-gliedrigen Ring mit mindestens einem Heteroatom aufweist. Wenn die Ether-basierte Verbindung eine polare Gruppe aufweist, wird die polare Gruppe leicht durch einen Oberflächenfilm angezogen und adsorbiert, der durch Reaktion mit einer Laufbahnoberfläche (Metalloberfläche) des Lagers gebildet wird und von dem Phosphonsäureester mit Polarität abgeleitet ist. Es ist daher möglich, einen öligen Film (Ölfilm) der Ether-basierten Verbindung gut auf dem Oberflächenfilm der Phosphor-basierten Verbindung auszubilden.
Beispielsweise kann ein Sulfolanderivat, das durch die folgende allgemeine Formel (1) ausgedrückt wird, als die Ether-basierte Verbindung verwendet werden, die an einem Molekülende eine polare Gruppe mit einem 5-gliedrigen Ring aufweist, der mindestens ein Heteroatom enthält.
In der Formel ist R¹ eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, und jeder von R² und R³ ist ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen.
Darüber hinaus beträgt der Gehalt der Ether-basierten Verbindung vorzugsweise 0,2 Masse-% bis 5 Masse-% und weiter bevorzugt 0,5 Masse-% bis 4 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung.
Das Paraffinoxid wird als eine wesentliche Komponente verwendet. Beispiele für das Paraffinoxid können Paraffinoxid, das erhalten wird durch Oxidation von Wachs auf Erdölbasis, wie Paraffinwachs oder mikrokristallines Wachs, synthetisches Wachs, wie Polyethylenwachs, usw. einschließen. Darüber hinaus beträgt der Gehalt des Paraffinoxids vorzugsweise 0,5 Masse-% bis 10 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Schmierfettzusammensetzung.
Die Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise wie folgt erhalten werden. Das heißt, das Grundöl, das Verdickungsmittel auf Harnstoffbasis, der Phosphonsäureester, die Ether-basierte Verbindung und das Paraffinoxid als wesentliche Komponenten und, falls erforderlich, andere Additive werden vermischt, gerührt und dann durch eine Walzenmühle oder dergleichen geführt.
Als nächstes wird eine Nabeneinheit 1, in der die Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung als Schmierfett (G) enthalten ist, unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Schnittansicht einer Nabeneinheit 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Links/Rechts-Richtung von 1 wird als eine axiale Richtung der Nabeneinheit 1 bezeichnet, während die linke Seite von 1 als eine axial äußere Seite bezeichnet wird, und die rechte Seite von 1 als eine axial innere Seite bezeichnet wird.
Die Nabeneinheit 1 trägt beispielsweise ein Rad eines Autos drehbar an einer karosserieseitigen Aufhängungseinrichtung. Die Nabeneinheit 1 umfasst ein Wälzlager 2, ein Nabenrad 3, das als ein Lagerringelement des Wälzlagers 2 fungiert, und einen ringförmigen Flanschabschnitt 4, der integral mit dem Nabenrad 3 vorgesehen ist. Die Rohmaterialien des Nabenrads 3 und des Flanschabschnitts 4 in dieser Ausführungsform werden beispielsweise durch Warmschmieden gebildet.
Das Nabenrad 3 umfasst einen Abschnitt 7 mit geringem Durchmesser, einen Abdichtabschnitt 8 und einen Abschnitt 9 mit großem Durchmesser. Der Abschnitt 7 mit geringem Durchmesser weist eine kreisförmige Querschnittsform auf. In dem Abdichtabschnitt 8 ist ein axial innerer Endabschnitt des Abschnitts 7 mit geringem Durchmesser radial nach außen gebogen und verformt. Der Abschnitt 9 mit großem Durchmesser weist eine kreisförmige Querschnittsform mit einem größeren Durchmesser als der Abschnitt 7 mit geringem Durchmesser auf und ist ausgehend von dem Abschnitt 7 mit geringem Durchmesser kontinuierlich und axial nach außen vorgesehen. In dem Abschnitt 9 mit großem Durchmesser der Radnabe 3 ist der Flanschabschnitt 4 so gebogen und ausgebildet, dass er sich ausgehend von einer Außenumfangsfläche des Abschnitts 9 mit großem Durchmesser radial nach außen erstreckt.
Das Wälzlager 2 ist beispielsweise ein zweireihiges Kugellager, das einen Außenring 11 und ein Innenringelement 12 aufweist. Der Außenring 11 besitzt in seiner Innenumfangsfläche ein Paar Außenringlaufbahnoberflächen 11a und 11b. Das Innenringelement 12 ist so eingesetzt und eingepasst, dass eine Innenumfangsfläche des Innenringelements 12 in nahem Kontakt mit einer Außenumfangsfläche 7a des Abschnitts 7 mit geringem Durchmesser der Radnabe 3 kommen kann. Das Innenringelement 12 weist in seiner Außenumfangsfläche eine Innenringlaufbahnoberfläche 13a auf. Die Innenringlaufbahnoberfläche 13a liegt der Außenringlaufbahnoberfläche 11a gegenüber, die an der axial inneren Seite angeordnet ist. Der Abschnitt 9 mit großem Durchmesser des Nabenrads 3 weist in seiner Außenumfangsfläche eine Innenringlaufbahnoberfläche 13b auf. Die Innenringlaufbahnoberfläche 13b liegt der Außenringlaufbahnoberfläche 11b auf der axial äußeren Seite gegenüber.
Darüber hinaus enthält das Wälzlager 2 eine Vielzahl von Kugeln (Wälzelementen) 14 und ein Paar Käfige 15. Die Kugeln 14 sind in zwei Reihen rollbar zwischen der Außenringlaufbahnoberfläche 11a und der Innenringlaufbahnoberfläche 13a bzw. zwischen der Außenringlaufbahnoberfläche 11b und der Innenringlaufbahnoberfläche 13b angeordnet. Die in zwei Reihen angeordneten Kugeln 14 werden durch das Paar Käfige 15 jeweils in vorbestimmten Umfangsintervallen gehalten.
Zusätzlich enthält das Wälzlager 2 ein Dichtungselement 16. Durch das Dichtungselement 16 wird ein ringförmiger Raum, der durch das Nabenrad 3 und den Außenring 11 gebildet wird, von axial gegenüberliegenden Enden des Wälzlagers 2 abgedichtet. In dem durch das Dichtungselement 16 abgedichteten ringförmigen Raum 16a ist das Schmierfett G eingeschlossen, das aus der zuvor erwähnten Schmierfettzusammensetzung besteht.
Ferner weist das Wälzlager 2 einen Lagerflansch 17 auf, der sich von der Außenumfangsfläche 11c des Außenrings 11 radial nach außen erstreckt. In dem Lagerflansch 17 ist eine Vielzahl von Bolzenlöchern 17a ausgebildet, um den Lagerflansch 17 in seiner Dickenrichtung zu durchdringen. In die Bolzenlöcher 17a werden Bolzen B eingeführt und an den Achsschenkeln 51 der Aufhängungseinrichtung festgeschraubt. Auf diese Weise wird der Lagerflansch 17 an den Achsschenkeln 51 befestigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Flanschabschnitts 4. 3 ist eine Vorderansicht des Flanschabschnitts 4.
In 2 und 3 weist der Flanschabschnitt 4 eine Vielzahl (in der Ausführungsform fünf) von dicken Abschnitten 21 auf, die in vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 4 ausgebildet sind. Jeder dicke Abschnitt 21 ist so ausgebildet, dass eine axial innere Endfläche des dicken Abschnitts 21 angehoben werden kann, während der dicke Abschnitt 21 so ausgebildet ist, dass er sich in der Vorderansicht von 3 radial in radialer Richtung erstreckt. Zusätzlich besitzt jeder dicke Abschnitt 21 eine vorbestimmte Breite W in der Umfangsrichtung (nachfolgend als Umfangsbreite W bezeichnet).
An der radial äußeren Seite jedes dicken Abschnitts 21 ist ein Schraubenloch 22 so ausgebildet, dass es den dicken Abschnitt 21 in der Dickenrichtung und an einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt der Umfangsbreite W durchdringt. Eine Nabenbolzen B zum Befestigen eines Rads oder einer Bremsscheibe ist an jedem Bolzenloch 22 durch Presspassung befestigt, wie in 3 gezeigt. Dementsprechend ist der Durchmesser d (siehe 3) des Bolzenlochs 22 auf eine Abmessung festgesetzt, mit der der Nabenbolzen B in das Bolzenloch 22 pressgepasst werden kann.
Auf diese Weise weist gemäß der Nabeneinheit 1 der Phosphonsäureester (Hochdruckadditiv) in dem Schmierfett (G) ein gutes Adsorptionsvermögen für Metall auf. Es kann daher angenommen werden, dass ein Oberflächenfilm, der aus einer Verbindung (wie Eisen(ll)phosphat) gebildet ist, die von dem Phosphonsäureester stammt, in der Außenringlaufbahnoberfläche 11a und der Innenringlaufbahnoberfläche 13a des Wälzlagers 2 aufgrund einer Reaktion mit dem Metall ausgebildet wird. Ferner weist der Oberflächenfilm eine Polarität auf, die auf der P=O-Bindung des Eisen(ll)phosphats beruht. Demgemäß werden polare Gruppen (Sulfolangruppen) der Ether-basierten Verbindung (öliges Mittel) angezogen und an dem Oberflächenfilm gut adsorbiert. Als ein Ergebnis, kann angenommen werden, dass ein öliger Film der Ether-basierten Verbindung auf dem Oberflächenfilm ausgebildet wird.
Die Außenringlaufbahnoberfläche 11a und die Innenringlaufbahnoberfläche 13a sind dünn mit dem Oberflächenfilm aus dem Phosphorsäureester beschichtet. Es kann daher angenommen werden, dass selbst dann, wenn in einem Zustand, in dem sich das Grundöl noch nicht zu der Außenringlaufbahnoberfläche 11a oder der Innenringlaufbahnoberfläche 13a verteilt hat, eine Vibration auftritt, ein Metallkontakt zwischen der Oberfläche einer jeden Kugel 14 und der Außenringlaufbahnoberfläche 11a oder der Innenringlaufbahnoberfläche 13a verhindert werden kann oder der Stoß durch den Kontakt verringert werden kann. Dementsprechend kann ein Reibverschleiß in einer Niedrigtemperaturumgebung (Niedrigtemperatur-Reibverschleiß) verringert werden. Somit kann das Auftreten von Reibverschleiß verringert werden, wenn ein Fahrzeug in einer kalten Gegend transportiert wird (beispielsweise mittels Eisenbahn, Lastwagen oder dergleichen).
Wenn sich das Wälzlager 2 dreht, kann ferner eine Schmierung durch den öligen Film, der von dem Grundöl stammt, das in einen Raum zwischen der Oberfläche jeder Kugel 14 und der Außenringlaufbahnoberfläche 11a oder der Innenringlaufbahnoberfläche 13a eingezogenen ist, unterstützt werden durch den öligen Film der Ether-basierten Verbindung. Das heißt, selbst wenn der ölige Film des Grundöls dünn ist, kann die Fressbeständigkeit und Langzeitschmierung des Gleitteils durch Zusammenwirken mit dem öligen Film der Ether-basierten Verbindung aufrechterhalten werden. Infolgedessen kann das Grundöl basierend auf seiner kinematischen Viskosität ausgewählt werden. Wenn ein Öl mit geringer kinematischer Viskosität als Grundöl verwendet wird, kann daher der Reibungswiderstand in dem Gleitteil verringert werden. Somit kann der Reibungswiderstand der von dem Wälzlager 2 gestützten Welle verringert werden, um das Drehmoment zu verringern, und kann somit die wirtschaftliche Kraftstoffnutzung des Fahrzeugs verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor erwähnte Ausführungsform beschränkt, sondern kann auch im Zusammenhang mit einer anderen Ausführungsform ausgeführt werden.
Obwohl in der zuvor erwähnten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben wurde, bei dem das Schmierfett (G) in dem Wälzlager 2 eingeschlossen ist, das aus einem (zweireihigen) Kugellager besteht, kann beispielsweise ein Lager, in dem ein Schmierfett enthalten ist, das aus einer Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht, ein anderes Wälzlager sein, wie etwa ein Nadellager oder ein Rollenlager, das als Wälzelemente andere Elemente als die Kugeln verwendet.
Darüber hinaus kann ein Lager, in dem ein Schmierfett enthalten ist, das aus einer Schmierfettzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet ist, an einer Wälzvorrichtung für ein Fahrzeug montiert sein, die von der zuvor erwähnten Nabeneinheit 1 verschieden ist, wie beispielsweise eine Aufhängungseinheit, eine Lenkungseinheit usw.
Ferner können innerhalb des in den Ansprüchen beschriebenen Umfangs verschiedene Änderungen am Design vorgenommen werden.
Beispiele
Als nächstes wird basierend auf Beispielen und Vergleichsbeispielen ein Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 1 bis 9
Herstellung von Schmierfett
Ein Verdickungsmittel, ein Grundöl und Additive wurden bei jedem der in Tabelle 1 für jedes der Beispiele und Vergleichsbeispiele angegebenen Mischungsverhältnisse gemischt, und wurden somit Schmierfettzusammensetzungen zum Testen hergestellt. Die erhaltenen Schmierfettzusammensetzungen zum Testen wurden der folgenden Bewertung unterzogen. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
In Tabelle 1 wurde die kinematische Viskosität des Grundöls durch einen Wert ausgedrückt, der gemäß JIS K 2283 gemessen wurde, und wurde der Pourpoint des Grundöls durch einen Wert ausgedrückt, der gemäß JIS K 2269 gemessen wurde.
(1) Verdickungsmittel

- Alicyclisches Amin (Cyclohexylamin)
- Aromatisches Amin (p-Toluidin)
- Aliphatisches Amin (Octylamin)

Die Amine wurden in einem wie in Tabelle 1 gezeigten Massenverhältnis gemischt, gefolgt von einer Umsetzung mit einer Diisocyanatverbindung (Diphenylmethandiisocyanat), wodurch eine Verbindung auf Harnstoffbasis hergestellt wurde.
Grundöl

- Mineralöl: kinematische Viskosität von 30 mm²/s (40 °C)
- PAO: kinematische Viskosität von 30 bis 70 mm²/s (40 °C)
- Ester: Dioctylsebacat

Additive

- Phosphit (Diphenylhydrogenphosphit)
- Phosphat (Trikresylphosphat)
- auf Ether-basierte Verbindung (Sulfolanderivat (welches eine Verbindung ist, die durch die zuvor erwähnte Formel (1) repräsentiert wird, wobei R¹ eine Alkylgruppe mit 8 Kohlenstoffatomen ist und R² und R³ ein Wasserstoffatom sind))
- Paraffinoxid (oxidiertes Wachs auf Erdölbasis)

Auswertung
(1) Messung des Traktionskoeffizienten
Was das Grundöl betrifft, das in jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele verwendet wurde, wurde der Traktionskoeffizient mittels Scheibe-auf-Rolle unter den Bedingungen eines Oberflächendrucks von 0,5 GPa, einer Umfangsgeschwindigkeit von 0,5 m/s und einem Schlupfverhältnis von 3 % gemessen. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Messung des Lagerdrehmoments
Zwei Gramm einer in jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele erhalten Schmierfettzusammensetzung wurden in ein Wälzlager (6204) eingebracht (eingeschlossen). Das Wälzlager wurde unter den Bedingungen einer Rotationsgeschwindigkeit von 4.000 U/min, keiner Last und Raumtemperatur gedreht, und es wurde nach 0,5 Stunden Rotation ein Drehmomentwert gemessen. Die Bewertungsergebnisse werden ausgedrückt durch relative Werte in Bezug auf einen Drehmomentwert im Vergleichsbeispiel 1 als einem Referenzwert (= 1).
Messung des Reibungskoeffizienten
Für jede der Schmierfettzusammensetzungen, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, wurde ein Reibungskoeffizient gemessen mittels einer sich hin- und herbewegenden Gleitreibungsprüfmaschine unter den Bedingungen eines Oberflächendrucks von 1,7 GPa, einer Amplitude von 1,5 mm, einer Frequenz von 50 Hz und eine Temperatur von 40 °C. Die Messzeit betrug 10 Minuten und es wurde der Durchschnittswert der für die letzte Minute gemessenen Reibungskoeffizienten als Messwert angesehen.
Test der Lebensdauer bis zum Festfressen
Zwei Gramm von jeder der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten Schmierfettzusammensetzungen wurden in ein Wälzlager (6204ZZ) eingebracht. Das Wälzlager wurde unter den Bedingungen einer Rotationsgeschwindigkeit von 10.000 U/min, einer Axiallast (Fa) von 66 N, einer Radiallast (Fr) von 66 N und einer Lagertemperatur von 150 °C gedreht, und es wurde der Zeitraum bis ein Festfressen auftrat gemessen. Die Bewertungsergebnisse werden durch relative Werte in Bezug auf einen Zeitraum bis zum Auftreten eines Festfressens im Vergleichsbeispiel 4 als Referenzwert (= 1) ausgedrückt. In den Beispielen 1 bis 4 trat kein Festfressen auf, selbst wenn der Zeitraum (relativer Wert) in Tabelle 1 verstrichen war, und somit wurde die Testmaschine angehalten (Test eingestellt).
Test der Lebensdauer bis zur Trennung (Separation)
Ein Gramm von jeder der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten Schmierfettzusammensetzungen wurden in ein Wälzlager (51110) eingebracht. Das Wälzlager wurde unter den Bedingungen einer Rotationsgeschwindigkeit von 1.500 U/min, einer Radiallast (Fr) von 3.375 N und Raumtemperatur als Atmosphärentemperatur gedreht, und es wurde die Zeitspanne bis zum Auftreten einer Trennung gemessen. Die Bewertungsergebnisse werden durch relative Werte in Bezug auf einen Zeitraum bis zum Auftreten der Trennung im Vergleichsbeispiel 4 als Referenzwert (= 1) ausgedrückt. In den Beispielen 1 bis 4 trat keine Trennung auf, selbst wenn der Zeitraum (relativer Wert) in Tabelle 1 verstrichen war, und somit wurde die Testmaschine angehalten (Test eingestellt).
Ferner wurden in einem anderen Test der Lebensdauer bis zur Trennung 14 g von jeder der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten Schmierfettzusammensetzungen in ein Wälzlager (DAC4378) eingebracht. Das Wälzlager wurde unter den Bedingungen einer Rotationsgeschwindigkeit von 300 U/min, einer Axiallast (Fa) von 8 kN, einer Radiallast (Fr) von 8 kN und Raumtemperatur als Atmosphärentemperatur gedreht, und es wurde die Zeitspanne bis zum Auftreten einer Trennung gemessen. Die Bewertungsergebnisse werden durch relative Werte in Bezug auf einen Zeitraum bis zum Auftreten der Trennung im Vergleichsbeispiel 4 als Referenzwert (= 1) ausgedrückt. In den Beispielen 1 bis 4 trat keine Trennung auf, selbst wenn der Zeitraum (relativer Wert) in Tabelle 1 verstrichen war, und somit wurde die Testmaschine angehalten (Test eingestellt).
Niedrigtemperatur-Reibverschleißtest

Vierzehn Gramm von jeder der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten Schmierfettzusammensetzungen wurden in ein Wälzlager (DAC4378) eingebracht. Das Wälzlager wurde in einen in 4 gezeigten Niedrigtemperatur-Reibverschleißtester eingesetzt. Das Wälzlager wurde unter den Bedingungen einer Frequenz von 4 Hz, einer Axiallast (Fa) von ±1,4 kN, einer Radiallast (Fr) von 5,5 ± 4,4 kN und einer Lagertemperatur von -40 °C so oszilliert, dass 1.000.000 Zyklen erreicht wurden, in denen die axiale Belastung und die radiale Belastung mit der zuvor erwähnten Amplitude in jedem Zyklus geschüttelt wurden. Somit wurde die Tiefe des in einer Laufbahnfläche des Lagers erzeugten Reibverschleißabtrages gemessen. Jedes Bewertungsergebnis wird durch die in der Laufbahnoberfläche erzeugte maximale Abtragtiefe ausgedrückt, welches durch einen relativen Wert in Bezug auf die Abtragtiefe im Vergleichsbeispiel 4 als einem Referenzwert (= 1) ausgedrückt wird. Tabelle 1

		Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2
	Alicyclisches Amin	70	70	90	70	100	-
Verdickungsmittel	Aromatisches Amin	30	30	10	30	-	100
Verdickungsmittel	Aliphatisches Amin	-	-	-	-	-	-
	Menge (Masseprozent)	15	15	15	20	15	20
	Mineralöl	-	-	-	-	-	-
Grundöl	PAO	81	81	81	76	81	76
	Ester	-	-	-	-	-	-
Kinematische Viskosität des Grundöls (mm²/s bei 40°C)		30	50	30	30	30	30
	Phosphit	1	1	1	1	1	1
Additive	Phosphat	-	-	-	-	-	-
Additive	Ether-basierte Verbindung	1	1	1	1	1	1
	Paraffinoxid	2	2	2	2	2	2
Penetration bearbeitet (60 W)		300	300	300	240	230	230
Lagerdrehmoment (Vergleichsbeispiel 1 = 1)		0,6	0,9	0,7	0,6	1	1
Pourpoint des Grundöls (°C)		-65	-65	-65	-65	-65	-65
Traktionskoeffizient des Grundöls		0,0063	0,0063	0,0063	0,0063	0,0063	0,0063
Reibungskoeffizient		0,09	0,09	0,09	0,1	0,13	0,13

Tabelle 1 fortgesetzt

	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Vergleichsbeispiel 1	Vergleichsbeispiel 2
Verhältnis der Lebensdauer bis zum Festfressen (Vergleichsbeispiel 4 = 1)					1	0,5
Lager: 6204ZZ	1,6	1,6	1,6	1,6
Rotationsgeschwindigkeit: 10.000 U/min Last Fa/Fr = 66 N / 66 N	eingestellt	eingestellt	eingestellt	eingestellt
Temperatur: 150°C
Verhältnis der Lebensdauer bis zur Trennung (Vergleichsbeispiel 4 = 1)					1	0,8
Lager: 51110	1,9	2	2	2
Rotationsgeschwindigkeit: 1.500 U/min Last Fr = 3.375 N	eingestellt	eingestellt	eingestellt	eingestellt
Atmosphärentemperatur: Raumtemperatur
Verhältnis der Lebensdauer bis zur Trennung (Vergleichsbeispiel 4 = 1)					1	0,9
Lager: DAC4378	2,5	2,5	2,5	2,5
Rotationsgeschwindigkeit: 300 U/min Last Fa/Fr = 8 kN / 8 kN Atmosphärentemperatur: Raumtemperatur	eingestellt	eingestellt	eingestellt	eingestellt
Niedrigtemperatur-Reibverschleiß (Verhältnis des maximalen Abtrags: Vergleichsbeispiel 4 = 1)	0,3	0,5	0,3	0,3	0,3	0,3

Tabelle 1 fortgesetzt

		Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4	Vergleichsbeispiel 5	Vergleichsbeispiel 6	Vergleichsbeispiel 7	Vergleichsbeispiel 8	Vergleichsbeispiel 9
Verdickungsmittel	Alicyclisches Amin	70	-	70	70	70	70	70
	Aromatisches Amin	30	100	30	30	30	30	30
	Aliphatisches Amin	-	-	-	-	-	-	-
	Menge (Masseprozent)	15	15	17	15	15	15	15
Grundöl	Mineralöl	-	81	-	-	-	-	-
	PAO	81	-	-	82	81	83	82
	Ester	-	-	79	-	-	-	-
Kinematische Viskosität des Grundöls mm²/s bei 40°C)		70	70	30	30	30	30	30
Additive	Phosphit	1	1	1	-	-	1	1
	Phosphat	-	-	-	-	1	-	-
	Ether-basierte Verbindung	1	1	1	1	1	1	-
	Paraffinoxid	2	2	2	2	2	-	2
Penetration bearbeitet (60 W)		300	230	230	230	230	230	230
Lagerdrehmoment (Vergleichsbeispiel 1 = 1)		1,2	1,2	1	1	1	1	1
Pourpoint des Grundöls (°C)		-65	-15	-62,5	-65	-65	-65	-65
Traktionskoeffizient des Grundöls		0,0063	0,03	0,007	0,0063	0,0063	0,0063	0,0063
Reibungskoeffizient		0,13	0,13	0,14	0,13	0,13	0,09	0,13

Tabelle 1 fortgesetzt

	Vergleichsbeispiel 3	Vergleichsbeispiel 4	Vergleichsbeispiel 5	Vergleichsbeispiel 6	Vergleichsbeispiel 7	Vergleichsbeispiel 8	Vergleichsbeispiel 9
Verhältnis der Lebensdauer bis zum Festfressen (Vergleichsbeispiel 4=1) Lager: 6204ZZ Rotationsgeschwindigkeit: 10.000 U/min Last Fa/Fr = 66 N / 66 N Temperatur: 150°C	1	1	1	1	1	1	1
Verhältnis der Lebensdauer bis zur Trennung (Vergleichsbeispiel 4 = 1) Lager: 51110 Rotationsgeschwindigkeit: 1.500 U/min Last Fr = 3.375 N Atmosphärentemperatur: Raumtemperatur	1	1	1	0,8	0,8	1	0,9
Verhältnis der Lebensdauer bis zur Trennung (Vergleichsbeispiel 4 = 1) Lager DAC4378 Rotationsgeschwindigkeit: 300 U/min Last Fa/Fr = 8 kN / 8 kN Atmosphärentemperatur: Raumtemperatur	1	1	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
Niedrigtemperatur-Reibverschleiß (Verhältnis des maximalen Abtrags: Vergleichsbeispiel 4=1)	0,7	1	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3

Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurden in dem Lager, in dem die Schmierfettzusammensetzungen von jedem der Beispiele 1 bis 4 enthalten (eingeschlossen) waren, gute Ergebnisse bei allen Bewertungen des Verhältnisses der Lebensdauer bis zum Festfressen, des Verhältnisses der Lebensdauer bis zur Trennung und des Niedrigtemperatur-Reibverschleißes erhalten, trotz der Verwendung eines Grundöls mit einer vergleichsweise geringen kinematischen Viskosität von 30 mm²/s (40 °C) oder 50 mm²/s (40 °C). Es wurde daher gefunden, dass es möglich ist, sowohl den Reibungswiderstand in einem Gleitteil eines Lagers zu verringern als auch die Beständigkeit gegen Festfressen und eine Langzeitschmierung des Lagers aufrechtzuerhalten, und es zudem möglich ist, das Auftreten von Reibverschleiß unter einer Niedrigtemperaturumgebung zu verringern.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf einer am 12. Juni 2015 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-119099 , deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme mitumfasst ist.
Bezugszeichenliste

1:: Nabeneinheit
G:: Schmierfett

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006169441 A [0004]
WO 2014092201 A1 [0004]
JP 2015119099 [0066]

Claims

Fettzusammensetzung, umfassend: ein Grundöl, das ein Poly-α-Olefin enthält und eine kinematische Viskosität bei 40 °C von 20 bis 60 mm²/s aufweist; ein Verdickungsmittel, das eine Verbindung auf Harnstoffbasis enthält, die durch Umsetzen eines gemischten Amins aus einem alicyclischen Amin und einem aromatischen Amin mit einer Diisocyanatverbindung erhalten wird; und ein Additiv, wobei das Additiv einen Phosphonsäureester, eine Ether-basierte Verbindung und ein Paraffinoxid enthält.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Grundöl einen Traktionskoeffizienten von 0,02 oder weniger aufweist; und das Grundöl einen Pourpoint von -50 °C oder weniger aufweist.
Schmierfettzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ether-basierte Verbindung an einem Molekülende eine polare Gruppe aufweist, wobei die polare Gruppe einen 5-gliedrigen Ring mit wenigstens einem Heteroatom aufweist.
Schmierfettzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend das Verdickungsmittel in einer Menge von 10 Masse-% bis 25 Masse-%, den Phosphonsäureester in einer Menge von 0,2 Masse-% bis 5 Masse-%, die Ether-basierte Verbindung in einer Menge von 0,2 Masse-% bis 5 Masse-% und das Paraffinoxid in einer Menge von 0,5 Masse-% bis 10 Masse-%.
Wälzvorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend die Schmierfettzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schmierfettzusammensetzung in der Wälzvorrichtung als Schmiermittel enthalten ist.