JP5335019B2 - 自動車車輪軸受用グリース組成物 - Google Patents
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Description
また、車両の貨車輸送中に軸受が微振動等することにより軸受が磨耗し、フレッチングと呼ばれる現象が発生することがある。従来、フレッチングを低減するのに、油膜強度が高く流動性の良好なグリースを用い潤滑性を向上することなどの対策がとられてきた。しかし、未だ満足のいくグリース組成物は得られていない。
一方、自動車の使用年数、走行距離が長くなると、グリース組成物が酸化劣化して所望の性能が発揮できない。このため、グリース組成物の酸化寿命(潤滑寿命)を延長することが望まれている。
他方、自動車車輪軸受は、負荷する荷重の違いにより、玉軸受(主に乗用車用)と円すいころ軸受(主にトラック用)とに大別されるが、円すいころ軸受のころ端面でのすべりにおける油膜切れにより、ころ端面に損傷が発生することがある。この損傷は、一般的にころ端面のかじりと称され、従来、油量の増加、潤滑剤の極圧性向上などの対策がとられてきた。
なお、自動車車輪軸受は、その構造により軸受単体(規格適合軸受を2個使用)、2個の軸受をユニット化した第1世代、ハブ軸またはナックルの一部を軸受に組み込んだ第2世代、ハブ輪とナックル軸受に組み込んだ第3世代、さらに軸受内輪と等速ジョイント外輪が一体化した第4世代に分けられるが、既述の諸問題は各世代に共通のものである。
R1−NHCONH−R2−NHCONH−R3 (1)
(式中、R1及びR3は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数6〜12の芳香族系炭化水素基を示し、R2は炭素数6〜15の芳香族系炭化水素基を示す)
本発明において用いることのできるウレア系増ちょう剤は、一般的に耐熱性に優れる増ちょう剤として使用され、次の一般式で表される:
R1−NHCONH−R2−NHCONH−R3 (1)
式中、R1及びR3は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数6〜12の芳香族系炭化水素基を示す。具体的には、フェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、t−ブチルフェニル基、ベンジル基、メシチル基などがあげられる。このうち、トリル基が好ましい。
R2は炭素数6〜15の芳香族系炭化水素基を示す。代表例として、以下の構造式で表されるものがあげられる。
本発明のウレア系増ちょう剤は、例えばモノアミンをジイソシアネートと10〜200℃で反応させることにより得られるが、その反応方法に特に制限は無く、公知の方法により実施することができる。この際に揮発性の溶媒を使用してもよいが、基油を溶媒として使用するとそのまま本発明の組成物に配合することができる。
具体的に使用できるジイソシアネートとしては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネートおよびこれらの混合物が挙げられる。また、モノアミンとしては、例えば、アニリン、ベンジルアミン、トルイジン、クロロアニリン等の芳香族アミンが挙げられる。
このウレア系増ちょう剤は、皮膜形成能を有するため、寿命(フレーキング)及びフレッチングを向上させることができる。また、金属石鹸系増ちょう剤と異なり基油の酸化の促進作用をしないため、酸化寿命(潤滑寿命)を延長することができる。
本発明において用いることのできる有機モリブデン化合物は、有機金属系耐荷重添加剤の内、金属基がモリブデンであるものの総称であり、一般に極圧添加剤として広く用いられている。具体的には、モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)、モリブデンジチオフォスフェート等を使用することができる。このうち、MoDTCが好ましい。MoDTCの好ましい例は、下記の式(2)で表すことができる。
[R4R5N−CS−S]2−Mo2OmSn (2)
式中、R4及びR5は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立して、炭素数1〜24、好ましくは3〜18の直鎖又は分岐アルキル基を表し、mは0〜3、nは4〜1、m+n=4である。
本発明の組成物において、有機モリブデン化合物の含有量は特に制限されないが、0.1〜10質量%であるのが好ましく、1〜5質量%であるのがより好ましい。
本発明において用いることの基油は、一般的に、高温安定性および低温流動性に優れる潤滑油として使用されている。基油としては、鉱油、合成油の別なく使用できるが、20〜50質量%の合成油と80〜50%の鉱油とを含有する混合基油が好ましい。本発明で使用できる合成油としては、例えば1デセンを出発原料とするポリαオレフィン油、α−オレフィンとエチレンとのコオリゴマー油、フェニルエーテル系合成油、エステル系合成油、ポリグリコール系合成油及びシリコーン油など公知の合成油が全て使用可能である。その中で合成油が、炭素と水素の原子だけからなる炭化水素油であるのが特に好ましい。混合基油中の合成油として合成炭化水素油を含有すると、シールに悪影響を及ぼすことがなく、軸受からのの漏えい性が少ないので好ましい。
本発明のグリース組成物は、上記成分に加えて、酸化防止剤、防錆剤、防食剤等を含有することができる。
(a)成分として、上記式(1-1)又は(1-2)で表されるウレア系増ちょう剤を、組成物の全質量に対して10〜25質量%の量で含有し、
(b)成分として、MoDTCを、組成物の全質量に対して1〜5質量%の量で含有し、(c)成分として、60%の鉱油と、40%の合成炭化水素油、特にポリαオレフィン油との混合基油を含有する組成物。
更に、酸化防止剤や防錆剤などの添加剤を、組成物の全質量に対して1〜10質量%の量で含有する組成物が特に好ましい。
実施例1〜4及び比較例1〜2のグリース組成物は、表1に示す基油に、表1に示す増ちょう剤及び有機モリブデン化合物を添加し、3本のロールミルで混練し製造した。表中の数値は組成物中の含有量(%)を示す。尚、実施例1〜4及び比較例2の増ちょう剤として、上記式(1-1)で表される芳香族系ウレア化合物を用いた。また、各組成物には、任意成分として、酸化防止剤を3重量%、防錆剤を2重量%配合した。グリース組成物のちょう度はJIS K2220 により測定し、全てちょう度300に統一した。
<寿命(フレーキング)>
大型トラック用テーパローラ軸受の旋回寿命試験におけるフレーキング寿命とし、結果を寿命時間で表した。
試験条件:Fr(ラジアル荷重)=62.9kN、
Fa(アキシアル荷重)=25.2kN、
N(軸受回転数)=400r/min、タイヤ半径=517mm
評価基準
◎:700h以上
○:400h以上700h未満
△:200h以上400h未満
×:200h未満
上記大型トラック用テーパローラ軸受の旋回寿命試験機のころ端面を観察し、結果をころ端面のかじり、面荒れ状態で表した。
試験条件:上記寿命試験と同じ
評価基準
◎:かじり、面荒れなし、
○:面荒れあり
△:軽微なかじりあり
×:かじりあり
深溝玉軸受の潤滑寿命とし、結果を寿命時間で表した。
試験条件:ASTM D 3336準拠、試験温度150℃、
回転数10000rpm、荷重 Fa=Fr=67N
評価基準
◎:2500h以上
○:1000h以上2500h未満
△:200h以上1000h未満
×:200h未満
Fafnir試験(準拠)におけるフレッチング摩耗とし、結果を摩耗量で表した。
試験条件:ASTM D 4170準拠、試験軸受51204J、試験時間2h
評価基準
◎:0.5mg以下
○:0.5mg超 1.5mg以下
△:1.5mg超 2.5mg以下
×:2.5mg超
表1から明らかなように、実施例の自動車車輪軸受用グリース組成物は、比較例の自動車車輪軸受用グリース組成物に比べ、フレーキング寿命及び潤滑寿命ともに向上し、かつフレッチングが低減され、円すいころ軸受のころ端面かじりの低減も抑制された。
Claims (6)
- (a)次の一般式(1)で表されるウレア系増ちょう剤、
(b)1〜5質量%のモリブデンジチオカルバメート、及び
(c)20〜50質量%の合成炭化水素油と80〜50質量%の鉱油との混合基油
を含有するグリース組成物を封入した自動車車輪用の円すいころ軸受。
R1−NHCONH−R2−NHCONH−R3 (1)
(式中、R1及びR3は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数6〜12の芳香族系炭化水素基を示し、R2は炭素数6〜15の芳香族系炭化水素基を示す) - (a)ウレア系増ちょう剤の含有量が、基油に対して2〜35質量%である請求項1又は2記載の円すいころ軸受。
- モリブデンジチオカルバメート(b)が、式(2):
[R4R5N−CS−S]2−Mo2OmSn (2)
(式中、R4及びR5は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立して、炭素数1〜24の直鎖又は分岐アルキル基を表し、mは0〜3、nは4〜1、m+n=4である。)
で表される請求項1〜3のいずれか1項記載の円すいころ軸受。 - 軸受が、ユニット化した2個の円すいころ軸受からなる請求項1〜5記載の円すいころ軸受。
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