WO2006132220A1 - ハブベアリング用グリースおよびハブベアリング - Google Patents

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    • F16C2326/02Wheel hubs or castors

Definitions

  • the present invention relates to a grease for a hub bearing and a hub bearing for rotatably supporting a wheel of an automobile.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-239999
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-169862
  • the present invention has been made to cope with such a problem, and improves the surface-origin-type peel resistance of a hub bearing using carbon steel for machine structure, even under severe lubrication conditions. It is an object to provide a hub bearing that exhibits a long service life.
  • the hub bearing grease of the present invention is a hub bearing grease sealed in a hub bearing that rotatably supports a wheel of an automobile.
  • the grease includes a base oil and a thickening agent. Oil is characterized in that the proportion of naphthene carbon in the total number of carbons determined by the n_d_M ring analysis method is 32 to 37%.
  • n_d_M ring analysis method empirically estimates the aromatic component, naphthene component, and paraffin component in oil from n (refractive index), d (density), M (average molecular weight), and sulfur concentration. (ASTM D 3238-80).
  • the naphthene carbon number in the present invention is the number of carbons constituting the naphthene component contained in the base oil, that is, the naphthenic hydrocarbon.
  • the ratio of naphthene carbon number is expressed as naphthene carbon content (%).
  • the base oil is a mineral oil, a mixed oil of a plurality of mineral oils, or a mixed oil of a mineral oil and a synthetic hydrocarbon oil.
  • the thickening agent is a diurea compound.
  • the diurea compound is a compound represented by the following formula (1) and is characterized by containing 1 to 40% by mass with respect to the whole grease.
  • R 1 NHCNH—R—NHCNH—R 3
  • R 2 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms
  • R 1 and R 3 are alicyclic hydrocarbon groups and aromatics. And at least one hydrocarbon group selected from the group hydrocarbon groups.
  • a hub bearing of the present invention is a hub bearing having a sliding contact portion made of carbon steel for machine structure, and is characterized in that the hub bearing grease described above is sealed in the hub bearing.
  • the sliding contact portion refers to, for example, a hub bearing as shown in FIG. 1 to be described later, an inner member having a nob wheel and an inner ring, an outer member that is an outer ring, and a double row interposed between both members.
  • the rolling contact part with the rolling element is also called a track portion, and this track portion is subjected to high-frequency heat treatment.
  • the grease is surrounded by an inner member, an outer member, and two seal members attached in a form that seals between both members and sandwiches the double row rolling elements in the axial direction in the hub bearing. Enclosed in an annular space.
  • the hub bearing grease of the present invention is a hub bearing grease sealed in a hub bearing that rotatably supports a wheel of an automobile.
  • the grease includes a base oil, a thickener, And the base oil is adjusted to a predetermined range of naphthene carbon content. For this reason, surface-origin separation can be suppressed in the hub bearing for automobiles, and a long life can be obtained even if the lubrication conditions are severe in a bearing using carbon steel for machine structure as a bearing ring.
  • the hub bearing of the present invention encloses grease containing a base oil and a thickening agent and adjusting the base oil to a naphthene carbon content within a predetermined range. For this reason, even if carbon steel for mechanical structures is used for the race, surface-origin separation can be suppressed, and a long life can be obtained even if the lubrication conditions become severe.
  • the hub bearing of the present invention is a carbon steel for machine structure, and a part thereof is made of a material in which a raceway portion is subjected to high-frequency heat treatment, and has the material in a sliding contact portion with a rolling element. It is a hub bearing, and the rolling contact portion of the hub bearing is lubricated with grease.
  • a base oil and a thickener are included, and the base oil has a naphthenic carbon ratio of 32 to 37% of the total carbon number. It has been found that the sealed hub bearing improves the lubrication performance of the rolling contact part.
  • the present invention is based on such knowledge.
  • the base oil that can be used in the present invention comprises at least one mineral oil, and the amount of naphthene carbon determined by the n_d_M ring analysis method is 32-37. Oil that is / 0 .
  • a naphthenic mineral oil having a naphthenic carbon content of 32-37% in mineral oil can be used alone as an oil used in the present invention. Even if it is a paraffinic mineral oil with a low naphthenic carbon content, the mixing ratio is adjusted so that the naphthenic carbon content of the resulting mixed oil becomes 32 to 37% by mixing with a naphthenic mineral oil with a high naphthene carbon content. Can be adjusted and used.
  • a mineral oil with a naphthene carbon content of 29.0% (Super Oil N100 made by Nippon Oil Corporation) and a mineral oil with a naphthene carbon content of 40.8% (Chrysef F150 made by Nippon Oil Corporation) have a mass mixing ratio of 1
  • a ratio of 1: 1 By mixing at a ratio of 1: 1, a mixed base oil with a naphthene carbon content of 35% can be obtained.
  • the bearing life will be inferior if the lubrication conditions are severe, and if the naphthene carbon content exceeds 37%, the grease life will be reduced. It is not preferable.
  • the kinematic viscosity of the above base oil alone or a base oil in which a plurality of oils are mixed is preferably 30 to 200 mm 2 / sec. More preferably, it is 40-120 mmVsec, More preferably, it is 100-120 mm / sec.
  • the base oil used in the present invention has a kinematic viscosity at 40 ° C of less than 30 mmVsec, the base oil will deteriorate in a short time, and the deteriorated product will promote the deterioration of the entire base oil. The life is shortened and the life is shortened. In addition, if it exceeds 200 mmVsec, the temperature rise of the bearing due to the increase in rotational torque increases, which is not preferable.
  • the kinematic viscosity of the base oil is the kinematic viscosity measured according to JIS K 2283.
  • Examples of the base oil that can be used by adjusting the naphthene carbon content to 32 to 37% in the present invention include mineral oil, poly ⁇ -olefin (hereinafter referred to as ⁇ ) oil, ester oil, and phenolic ether. Oil, fluorine oil, and synthetic hydrocarbon oil (GTL base oil) synthesized by Fischer-Tropsch reaction. Moreover, these mixtures can be used.
  • naphthenic mineral oil is an essential component, and it is mixed with normal oils such as paraffinic mineral oil, liquid paraffin, hydrodewaxed oil, and those used in the field of grease. Can be used by adjusting the naphthene carbon content to 32-37%
  • the oil examples include a polymer of olefin, a copolymer of olefin and olefin, or polybutene. These are oligomers, which are low polymers of a-olefin, and have a structure in which hydrogen is added to the terminal double bond.
  • polybutene which is a kind of olefin, can also be used, which can be produced by polymerization from a starting material mainly composed of isobutylene using a catalyst such as sodium chloride aluminum. Polybutene may be used as it is or after hydrogenation.
  • ⁇ -olephine examples include 1-octene, 1_nonene, 1-decene, 1-dodecene, 1_tridecene, 1-tetradecene, 1_pentadecene, 1_hexadecene, 1_heptadecene, 1— Octadecene, 1_nonadecene, 1_eicosene, 1-docosene, 1-tetracocene, etc., and mixtures thereof are usually used.
  • the blending ratio of the base oil used in the present invention is preferably 60 to 98 quality with respect to the entire grease.
  • the amount is more preferably 70 to 95% by mass.
  • the blending ratio of the base oil is less than 60% by mass, the grease is hard and the lubricity at low temperatures is poor. If it exceeds 98 mass%, it is soft and easily leaks.
  • Thickening agents that can be used in the grease for hub bearings of the present invention include metal soaps such as aluminum, lithium, sodium, barium, calcium, composite aluminum, composite lithium, composite sodium, composite barium, and composite calcium. And urea compounds such as diurea compounds and polyurea compounds. Considering durability and fretting resistance, urea compounds are preferred.
  • the urea compound is represented, for example, by the following formula (1).
  • R 2 represents an aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms
  • R 1 and R 3 represent at least one hydrocarbon group selected from an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group, respectively. Show.
  • Urea compounds can be obtained by reacting isocyanate compounds with amine compounds. In order not to leave a reactive free radical, it is preferable to blend so that the isocyanate group of the isocyanate compound and the amino group of the amine compound are approximately equivalent.
  • the diurea compound represented by the formula (1) can be obtained, for example, by a reaction of diisocyanate and monoamine.
  • Diisocyanates include phenyl diisocyanate, diphenyl diisocyanate, diphenyl methane diisocyanate, 1,5 naphthylene diisocyanate, 2, 4 tolylene diisocyanate, 3, 3-dimethylolene 4 , 4-biphenylene diisocyanate, octadecane diisocyanate, decane diisocyanate, hexanediisocyanate, etc.
  • Monoamines include octylamine, dodecylamine, hexadecylamine, stearylamine, oleylamine, aniline, p-toluidine, cyclohexylamine and the like.
  • an alicyclic-aromatic urea compound or an aromatic urea compound obtained by reacting an aromatic diisocyanate with an alicyclic monoamine and an aromatic monoamine, or an aromatic monoamine alone is preferred.
  • Masle an alicyclic-aromatic urea compound or an aromatic urea compound obtained by reacting an aromatic diisocyanate with an alicyclic monoamine and an aromatic monoamine, or an aromatic monoamine alone.
  • the blending ratio of the thickener used in the present invention is preferably 1 to 40 mass%, more preferably 3 to 25 mass%, based on the entire grease. If the blending amount of the thickener is less than 1% by mass, the effect of increasing will be reduced and it will be difficult to make grease. If it exceeds 40% by mass, the dull will be too hard and the desired effect will be obtained. become.
  • the hub bearing grease of the present invention can be added with known additives as needed within a range not impairing the function.
  • Additives include, for example, antioxidants such as amine-based, phenol-based and thio-based compounds, anti-wear agents such as thio-based and phosphorus-based compounds, antifungal agents such as metal sulfonates and polyhydric alcohol esters, metal sulfonates, Examples thereof include detergents and dispersants such as metal phosphate. These can be applied alone or in combination of two or more.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a hub bearing.
  • the hub bearing 6 includes an inner member 5 having a hub wheel 1 and an inner ring 2, an outer member 3 that is an outer ring, and double-row rolling elements 4 and 4.
  • the hub wheel 1 integrally has a wheel mounting flange Id for mounting a wheel (not shown) at one end thereof, an inner rolling surface la on the outer periphery, and a small diameter extending in the axial direction from the inner transfer surface la.
  • a step lb is formed.
  • outside in the axial direction means the outside in the width direction in the assembled state to the vehicle, and “inside” means the center in the width direction.
  • An inner ring 2 having an inner raceway surface 2a formed on the outer periphery is press-fitted into the small-diameter step portion lb of the hub wheel 1. Further, the inner ring 2 is prevented from coming off from the hub wheel 1 in the axial direction by a crimping portion lc formed by plastically deforming the end of the small-diameter stepped portion lb of the hub wheel 1 radially outward.
  • the outer member 3 has a body mounting flange 3b integrally on the outer periphery, and an outer rolling surface 3a on the inner periphery. , 3a and the inner rolling surfaces la, 2a facing the outer rolling surfaces 3a, 3a of the double row, the double rolling elements 4, 4 are accommodated in a freely rolling manner.
  • the grease for the hub bearing of the present invention is sealed in a space surrounded by the seal member 7, the outer member 3, the seal member 8, the inner member 5, and the hub wheel 1, and the outer member 3, the inner member Covers the periphery of the double row rolling elements 4 and 4 sandwiched between the side members 5 and the rolling surfaces of the rolling elements 4 and 4 and the inner rolling surfaces la and 2a and the outer rolling surfaces 3a and 3a. It is used for lubrication of rolling contact parts.
  • the grease for a hub bearing of the present invention can be used for a bearing that is subjected to a high load other than the hub bearing.
  • Materials that can be used for the hub bearing of the present invention include bearing steel, carburized steel, and carbon steel for machine structure.
  • carbon steel for mechanical structure such as S53C which has good forgeability and is inexpensive.
  • the carbon steel is generally used after high-frequency heat treatment to ensure the rolling fatigue strength of the bearing portion.
  • carbon steel for mechanical structures is inferior in resistance to surface-origin-type peeling at the sliding contact site compared to bearing steel, which has low alloy strength and low surface strength even after high frequency heat treatment.
  • the hub bearing grease of the present invention prevents surface-originating peeling of carbon steel for machine structures used for hub bearings by improving the lubrication performance at the sliding contact portion. That power S.
  • Mineral oil 1 and mineral oil 2 described below were mixed at the blending ratio shown in Table 1 to obtain a naphthenic carbon base oil shown in Table 1. These base oils were used in the following examples and comparative examples.
  • Mineral oil 1 Super Oil N100 made by Nippon Oil Corporation, naphthene carbon content 29.0%, paraffin carbon content 65.5%, aromatic carbon content 5.5%, kinematic viscosity at 40 ° C 93.9 mmVsec mineral oil 2: Nippon Oil Corporation Krysef F150 , Naphthene carbon content 40.8%, paraffin carbon content 46.6%, aromatic carbon content 12.6%, kinematic viscosity at 40 ° C 151 mmVsec [0022] Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2
  • the urea produced by reacting 309.2 g of diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 132.4 g of p-toluidine and 122.5 g of cyclohexylamine in 2000 g of naphthenic carbon base oil shown in Table 1.
  • the compound was uniformly dispersed to obtain a mineral oil / urea base grease JIS consistency No. 2 grade, consistency: 265 to 295).
  • the obtained hub bearing grease was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
  • Naphthene carbon content Naphthene carbon number 100 Total carbon number
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a two-cylinder testing machine.
  • the drive side cylinder 9a and the driven side cylinder 9b are attached to one end of each rotating shaft.
  • the two cylinder test conditions are summarized in Table 2.
  • the shaft on the drive side cylinder 9a was driven by a motor, and the driven side cylinder 9b was free-rolled to follow the drive side cylinder.
  • SUJ2 standard heat-treated product was used for the drive side cylinder 9a
  • S53C induction heat-treated product was used for the driven cylinder 9b. All specimens had a surface hardness of Rockwell hardness HRC 60-63.
  • the evaluation was performed based on the area ratio of the peeled portion in any field of view (%, total area of the peeled portion X 100 / total field of view).
  • the peeled area ratio of the driven cylinder surface was measured from each of the three visual fields, and the average value is also shown in Table 1.
  • Roller bearing (6204) was filled with 1.8 g of hub bearing dolly obtained in each of the examples and comparative examples, and the bearing outer ring outer diameter temperature was 150 ° C, radial load was 67 N, and axial load was 67 N. Below, it was rotated at 1000 rpm, and the time until seizure was measured as the grease life. The results are also shown in Table 1.
  • the peeled area ratio is 10% or less.
  • One grease for hub bearings with a grease life of 800 hours or more is evaluated as being excellent in surface-origin type peelability and high-temperature, high-speed durability. Respectively.
  • the hub bearing grease of the present invention includes a base oil and a thickening agent, and adjusts the base oil to a naphthene carbon content within a predetermined range. For this reason, it is possible to suppress the surface-origin type separation in the automotive hub bearing. Also, bearings using structural steel for the bearing rings can have a long service life even under severe lubrication conditions. Therefore, it can be suitably used for railway vehicles, construction machinery, automotive electrical accessories, etc. that require long-term durability as well as wear resistance.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a hub bearing.
  • FIG. 2 is a schematic view of a two-cylinder testing machine.

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Description

明 細 書
ハブベアリング用グリースおよびハブベアリング
技術分野
[0001] 本発明は、自動車の車輪を回転自在に支持するためのハブベアリング用グリース およびハブベアリングに関する。
背景技術
[0002] 1970年代までの自動車用ハブベアリングは、 ISO規格に適合する標準軸受を 2個 配列する設計が主流であった。 1980年代になり、組込み性の向上を目的にした、背 面合わせ軸受の外輪を一体化した複列アンギユラ玉軸受、または複列円すレ、ころ軸 受カ 自動車メーカで採用されるようになった。これらは第一世代ハブベアリング (G EN1)と呼ばれる。外輪を一体化することで、軸受組立て時に初期アキシャルすきま が適正値に設定されているため、 自動車への組付け時に予圧調整が不要となった。 次に、外輪にフランジ部を設けた第二世代ハブベアリング (GEN2)と呼ばれる複列 軸受が開発された。これは標準軸受のみでは軽量ィ匕ゃサイズダウンに限界があり、 軸受の周辺部品である軸(ハブ輪)やハウジング(ナックル)とユニットィ匕することで、 部品点数の削減と軽量化を図った結果である。ナックルへの固定を圧入からボルト 締結に変えることで、車体への組付けも容易となった。さらに、第三世代ハブベアリン グ (GEN3)では、軸 (ハブ輪)と軸受内輪を一体化し、余肉を削減するとともに、ライ ンの組立て性をさらに向上させている。最近では、ハブベアリングと等速ジョイントを 一体化した第四世代ハブジョイント(GEN4)も開発されている。
[0003] 前述のように組付けの作業性が大幅に向上すること、圧入が不要となったためパネ 下重量軽減による走行安定性の改善や燃費向上に有効な軽合金製ナックルの採用 が可能となることから、最近では GEN2および GEN3の採用が増加している。
軸受材質に着目すると、 GEN1までは通常の軸受鋼(例えば SUJ2)が用いられて いたが、外輪にフランジが設けられる GEN2および GEN3では、鍛造性が良く安価 な S53Cなどの機械構造用炭素鋼が用いられるようになった。機械構造用炭素鋼は 軌道部に高周波熱処理を施すことで、軸受部の転がり疲労強度を確保している。し かし、合金成分が少ないため表面強度が弱ぐ軸受鋼に比べ表面起点剥離への耐 性が劣る。そのため、 GEN1と同じ潤滑仕様では使用条件が厳しい場合に耐久性が 劣ることがあった。
ハブベアリング用グリースの改良については、低粘度基油の採用による回転トルク の低減 (特許文献 1参照)や、静電気除去のための導電性の付与(特許文献 2参照) が知られているが、 GEN2以降のハブベアリングの耐表面起点剥離の向上に関する 改良はなされていない。低燃費や操縦安定性の向上を目的とした部品の軽量ィ匕によ り、ハブベアリングもサイズダウンを余儀なくされており、面圧上昇により潤滑条件が 過酷化している。
また、将来的にはインホイールモータによるタイヤの駆動方式が採用される可能性 もあり、その場合もハブベアリング部の温度が高温化し、潤滑条件が厳しくなることが 予想される。
特許文献 1 :特開 2003— 239999号公報
特許文献 2:特開 2004— 169862号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 本発明は、このような問題に対処するためになされたものであり、機械構造用炭素 鋼を用いたハブベアリングの耐表面起点型剥離性を向上させ、過酷な潤滑条件下で も長寿命を示すハブベアリングを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明のハブベアリング用グリースは、 自動車の車輪を回転支持するハブベアリン グに封入するハブベアリング用グリースであって、該グリースは、基油と、増ちよう剤と を含み、上記基油は n_d_M環分析法により求められる全炭素数中に占めるナフテ ン炭素数の割合が 32〜37%であることを特徴とする。
ここで、 n_d_M環分析法は、油分中の芳香族成分、ナフテン成分、パラフィン成 分を n (屈折率)、 d (密度)、 M (平均分子量)および硫黄分濃度から実験式的に推定す る方法である(ASTM D 3238— 80)。本発明におけるナフテン炭素数とは、基油 に含まれる上記ナフテン成分、すなわちナフテン系炭化水素を構成する炭素数であ る。なお、以下において、ナフテン炭素数の割合のことを、ナフテン炭素量(%)として 表記する。
[0006] 上記基油が鉱油、複数の鉱油の混合油、または、鉱油と合成炭化水素油との混合 油であることを特徴とする。
上記増ちよう剤は、ジゥレア化合物であることを特徴とする。
上記ジゥレア化合物は、下記式(1)で表される化合物であり、かつグリース全体に 対して 1〜40質量%含有することを特徴とする。
[化 1] o o
, II II ,
R1— NHCNH— R— NHCNH— R3 (1) 式中、 R2は、炭素原子数 6〜15の芳香族炭化水素基を、 R1および R3は、脂環族 炭化水素基および芳香族炭化水素基から選ばれた少なくとも一つの炭化水素基を それぞれ示す。
[0007] 本発明のハブベアリングは、機械構造用炭素鋼からなる摺接部位を有するハブべ ァリングであって、該ハブベアリングに上記記載のハブベアリング用グリースを封入し たことを特徴とする。
ここで、摺接部位とは、例えば後述の図 1に示すようなハブベアリングにおいて、ノヽ ブ輪および内輪を有する内方部材と、外輪である外方部材と、両部材間に介在する 複列の転動体との転がり接触部をいう。この転がり接触部は軌道部ともいわれ、この 軌道部に高周波熱処理が施されている。
また、グリースはハブベアリングにおいて、内方部材と、外方部材と、両部材間を密 封し複列の転動体を軸方向に挟む形で取付けられた 2個のシール部材とに囲まれた 環状空間に封入される。
発明の効果
[0008] 本発明のハブベアリング用グリースは、 自動車の車輪を回転支持するハブベアリン グに封入するハブベアリング用グリースであって、該グリースは、基油と、増ちよう剤と を含み、かつ基油を所定の範囲のナフテン炭素量に調整する。このため、 自動車用 ハブベアリングにおける表面起点型剥離を抑えることができ、軌道輪に機械構造用 炭素鋼を用いた軸受において、潤滑条件が過酷になっても長寿命を得ることができ る。
また、本発明のハブベアリングは、基油と、増ちよう剤とを含み、かつ基油を所定の 範囲のナフテン炭素量に調整したグリースを封入している。このため、軌道輪に機械 構造用炭素鋼を用いても、表面起点型剥離を抑えることができ、潤滑条件が過酷に なっても長寿命を得ることができる。
発明を実施するための最良の形態
[0009] 本発明のハブベアリングは、機械構造用炭素鋼であり、かつ軌道部に高周波熱処 理が施された材料で一部が構成され、該材料を転動体との摺接部位に有するハブ ベアリングであって、該ハブベアリングの転がり接触部を、グリースにより潤滑する。 このようなハブベアリングの耐久性について検討した結果、基油と、増ちよう剤とを 含み、かつ基油は全炭素数中に占めるナフテン炭素数の割合が 32〜37%であるグ リースを封入したハブベアリングは、転がり接触部の潤滑性能が向上することを見出 した。本発明はこのような知見に基づくものである。
[0010] 本発明に使用できる基油は、少なくとも 1種の鉱油からなり、 n_d_M環分析法に より求められるナフテン炭素量が 32〜37。/0である油である。例えば鉱油のナフテン 炭素量が 32〜37%であるナフテン系鉱油は、単独で本発明に用いる油として使用 できる。また、ナフテン炭素量の低いパラフィン系鉱油であっても、ナフテン炭素量の 高いナフテン系鉱油と混合することによって、得られた混合油のナフテン炭素量が 3 2〜37%になるよう混合割合を調整して、使用することができる。一例として、ナフテン 炭素量が 29.0%である鉱油(新日本石油社製スーパーオイル N100)と、ナフテン炭 素量が 40.8%である鉱油(新日本石油社製クリセフ F150)とを、質量混合比 1対 1 の割合で混合することによって、ナフテン炭素量が 35%である混合基油を得ることが できる。
本発明に用いる油のナフテン炭素量が 32%未満であると、潤滑条件が過酷な場 合、軸受の耐久寿命に劣り、ナフテン炭素量が 37%をこえると、グリース寿命が低下 し好ましくない。
[0011] また、上記基油単独、または複数の油を混合した基油の動粘度は、 30〜200 mm2/ secが好ましい。より好ましくは、 40〜120 mmVsec、さらに好ましくは 100〜120 mm / secである。
本発明に用いる基油の 40°Cにおける動粘度が 30 mmVsec未満の場合は、短時 間で基油が劣化し、生成した劣化物が基油全体の劣化を促進するため、軸受の耐 久性を低下させ短寿命となる。また、 200 mmVsecをこえると回転トルクの増加による 軸受の温度上昇が大きくなるので好ましくない。なお、基油の動粘度は JIS K 2283 にて測定される動粘度である。
[0012] 本発明においてナフテン炭素量を 32〜37%に調整して使用できる基油としては、 例えば、鉱油、ポリ α—ォレフイン(以下、 ΡΑΟと記す。)油、エステル油、フエ二ノレ エーテル油、フッ素油、さらに、フィッシャートロプシュ反応で合成される合成炭化水 素油(GTL基油)などが挙げられる。また、これらの混合物を使用できる。
鉱油としては、例えば、ナフテン系鉱油を必須成分として、これに、パラフィン系鉱 油、流動パラフィン、水素化脱ろう油などの通常潤滑油やグリースの分野で使用され ているものを混合して、ナフテン炭素量を 32〜37%に調整して使用することができる
ΡΑ〇油としては、 ひ一ォレフインの重合体、 ひ一ォレフインとォレフインとの共重合 体、またはポリブテンなどが挙げられる。これらは、 a—ォレフインの低重合体である オリゴマーとし、その末端二重結合に水素を添加した構造である。また、 ひ—ォレフィ ンの一種であるポリブテンも使用でき、これはイソブチレンを主体とする出発原料から 塩ィ匕アルミニウムなどの触媒を用いて重合して製造できる。ポリブテンは、そのまま用 いても、水素添加して用いてもよい。
α—ォレフインのその他の具体例としては、 1—オタテン、 1 _ノネン、 1—デセン、 1 —ドデセン、 1 _トリデセン、 1—テトラデセン、 1 _ペンタデセン、 1 _へキサデセン、 1 _ヘプタデセン、 1—ォクタデセン、 1 _ノナデセン、 1 _エイコセン、 1—ドコセン、 1 —テトラコセン等を挙げることができ、通常はこれらの混合物が使用される。
[0013] 本発明に使用する基油の配合割合は、グリース全体に対して好ましくは 60〜98質 量%、さらに好ましくは 70〜95質量%である。
基油の配合割合が、 60質量%未満では、グリースが硬く低温時の潤滑性が悪い。 また 98質量%をこえると軟質で洩れ易くなる。
[0014] 本発明のハブベアリング用グリースに使用できる増ちよう剤としては、アルミニウム、 リチウム、ナトリウム、バリウム、カルシウム、複合アルミニウム、複合リチウム、複合ナト リウム、複合バリウム、複合カルシウムなどの金属石けん類、およびジゥレア化合物、 ポリウレァ化合物などのウレァ系化合物が挙げられる。耐久性、耐フレツティング性な どを考慮するとウレァ系化合物が好ましい。ウレァ系化合物は、例えば下記式(1)で 表わされる。
[化 2] o o
, II II ,
R1— NHCNH— Rz— HCNH— R3 (1)
R2は、炭素原子数 6〜15の芳香族炭化水素基を、 R1および R3は、脂環族炭化 水素基および芳香族炭化水素基から選ばれた少なくとも一つの炭化水素基をそれ ぞれ示す。
ウレァ系化合物は、イソシァネートイ匕合物とアミン化合物を反応させることにより得ら れる。反応性のある遊離基を残さないため、イソシァネートイ匕合物のイソシァネート基 とアミンィ匕合物のアミノ基とは略当量となるように配合することが好ましレ、。
反応は、例えばモノアミン酸とジイソシァネート類を、 70〜110°C程度の基油中で十 分に反応させた後、温度を上昇させ 120〜180°Cで 1〜2時間程度保持し、その後 冷却し、ホモジナイザー、 3本ロールミル等を使用して均一化処理することによりなさ れ、各種配合剤を配合するためのベースグリースが得られる。
[0015] 式(1)で表されるジゥレア化合物は、例えば、ジイソシァネートとモノアミンの反応で 得られる。ジイソシァネートとしては、フエ二レンジイソシァネート、ジフヱニルジイソシ ァネート、ジフエニルメタンジイソシァネート、 1, 5 ナフチレンジイソシァネート、 2, 4 トリレンジイソシァネート、 3, 3—ジメチノレー 4, 4ービフエ二レンジイソシァネート、 ォクタデカンジイソシァネート、デカンジイソシァネート、へキサンジイソシァネー卜等 が挙げられ、モノアミンとしては、ォクチルァミン、ドデシルァミン、へキサデシルァミン 、ステアリルァミン、ォレイルァミン、ァニリン、 p—トルイジン、シクロへキシルァミン等 が挙げられる。
本発明においては、芳香族ジイソシァネートと、脂環族モノアミンおよび芳香族モノ ァミン、または芳香族モノアミン単体との反応で得られる脂環族—芳香族ウレァ系化 合物または芳香族ゥレア系化合物が好ましレ、。
[0016] 本発明に使用する増ちよう剤の配合割合は、グリース全体に対して好ましくは 1〜4 0質量%、さらに好ましくは 3〜25質量%である。増ちよう剤の配合量が 1質量%未 満では、増ちよう効果が少なくなり、グリース化が困難となり、 40質量%をこえるとダリ ースが硬くなりすぎ、所期の効果が得られに《なる。
[0017] 本発明のハブベアリング用グリースには、機能を損なわない範囲で、必要に応じて 公知の添加剤を添カ卩できる。添加剤としては、例えばアミン系、フエノール系、ィォゥ 系化合物等の酸化防止剤、ィォゥ系、リン系化合物などの摩耗抑制剤、金属スルホ ネート、多価アルコールエステルなどの防鲭剤、金属スルホネート、金属フォスフエ一 トなどの清浄分散剤などが挙げられる。これらは単独または 2種類以上組み合せて添 カロすること力 Sできる。
[0018] 本発明のハブベアリングの一例(従動輪用第 3世代ハブベアリング)(GEN3)を図 1に示す。図 1は、ハブベアリングの断面図である。ハブベアリング 6は、ハブ輪 1およ び内輪 2を有する内方部材 5と、外輪である外方部材 3と、複列の転動体 4、 4とを備 えている。ハブ輪 1はその一端部に車輪(図示せず)を取付けるための車輪取付けフ ランジ Idを一体に有し、外周に内側転走面 laと、この内側転送面 laから軸方向に延 びる小径段部 lbとが形成されている。
本明細書においては、軸方向に関して「外」とは、車両への組付け状態で幅方向外 側をいい、「内」とは、幅方向中央側をいう。
ハブ輪 1の小径段部 lbには、外周に内側転走面 2aが形成された内輪 2が圧入され ている。そして、ハブ輪 1の小径段部 lbの端部を径方向外方に塑性変形させて形成 した加締部 lcにより、ハブ輪 1に対して内輪 2が軸方向へ抜けるのを防止している。 外方部材 3は、外周に車体取付けフランジ 3bを一体に有し、内周に外側転走面 3a 、 3aと、これら複列の外側転走面 3a、 3aに対向する内側転走面 la、 2aとの間には複 列の転動体 4、 4が転動自在に収容されている。
本発明のハブベアリング用グリースはシール部材 7と、外方部材 3と、シール部材 8 と、内方部材 5と、ハブ輪 1とに囲まれた空間に封入され、外方部材 3と、内方部材 5と に挟まれた複列の転動体 4、 4の周囲を被覆し、転動体 4、 4の転動面と、内側転走 面 la、 2aおよび外側転走面 3a、 3aとの転がり接触部の潤滑に供される。
[0019] 本発明のハブベアリング用グリースは、ハブベアリング以外の高負荷がかかる軸受 にも使用すること力 Sできる。
[0020] 本発明のハブベアリングに使用できる材質は、軸受鋼、浸炭鋼、または機械構造用 炭素鋼を挙げることができる。これらの中で鍛造性が良く安価な S53Cなどの機械構 造用炭素鋼を用いることが好ましい。該炭素鋼は一般に高周波熱処理を施すことで 、軸受部の転がり疲労強度を確保した上で用いられる。しかし、機械構造用炭素鋼 は高周波熱処理を施しても、合金成分が少ないため表面強度が弱ぐ軸受鋼に比べ 摺接部位での表面起点型剥離への耐性が劣る。この表面起点型剥離の問題に対し 、本発明のハブベアリング用グリースは摺接部位における潤滑性能を向上させること によって、ハブベアリングに用レ、られる機械構造用炭素鋼の表面起点型剥離を防止 すること力 Sできる。
実施例
[0021] 本発明を実施例および比較例により具体的に説明するが、これらの例によって何ら 限定されるものではない。
基油動粘度の調整
以下に記す鉱油 1および鉱油 2を表 1に示す配合比率で混合し、表 1に示すナフテ ン炭素量の基油を得た。これらの基油を用いて以下に示す各実施例および各比較 例に供した。
鉱油 1:新日本石油社製スーパーオイル N100、ナフテン炭素量 29.0%、パラフィ ン炭素量 65.5%、芳香族炭素量 5.5%、 40°Cにおける動粘度 93.9 mmVsec 鉱油 2 :新日本石油社製クリセフ F150、ナフテン炭素量 40.8%、パラフィン炭素量 46.6%,芳香族炭素量 12.6%、 40°Cにおける動粘度 151 mmVsec [0022] 実施例 1〜実施例 4および比較例 1〜比較例 2
表 1に示すナフテン炭素量の基油 2000 g中で、ジフヱニルメタン一 4、 4 '—ジイソ シァネー卜 193.5 gと、 p—トルィジン 82.8 gと、シクロへキシルァミン 76.6 gとを反 応させ、生成したゥレア化合物を均一に分散させて鉱油 Zウレァ系ベースグリース αι Sちょう度 No. 2グレード、ちょう度: 265〜295)を得た。
このベースグリース 100重量部に対して、添加剤として、防鲭添加剤であるソルビタ ントリオレエート 1重量部、カルシウムスルホネート 1重量部および酸化防止剤であ るアルキルジフエニルァミン 2重量部を添加した。
得られたハブベアリング用グリースにっき、以下に記す 2円筒試験および高温、高 速試験に供し、耐表面起点型剥離性およびグリース寿命をそれぞれ評価した。結果 を表 1に併記した。
[0023] 実施例 5
表 1に示すナフテン炭素量の基油 2000 g中で、ジフエニルメタンー4、 4'ージイソ シァネー卜 309.2 gと、 p—トルィジン 132.4 gと、シクロへキシルァミン 122.5 gとを 反応させ、生成したゥレア化合物を均一に分散させて鉱油/ウレァ系ベースグリース JISちょう度 No. 2グレード、ちょう度: 265〜295)を得た。
このベースグリース 100重量部に対して、添加剤として、防鲭添加剤であるソルビタ ントリオレエート 1重量部、カルシウムスルホネート 1重量部および酸化防止剤であ るアルキルジフヱニルァミン 2重量部を添加した。
得られたハブベアリング用グリースにっき、実施例 1と同様に評価した。結果を表 1 に併記した。
[0024] [表 1] 実施例 比較例
1 2 3 4 5 1 2
混合基油の性状
ナフ亍ン炭素量 υ (%) 32.5 33.7 35 36.1 35 29 38.4
40°Cにおける動粘度( mmソ sec) 105 1 12 1 18 124 1 18 93.9 134 配合(質量%)
基油配合
スーパーオイル N 1 00 70 60 50 40 50 100 20 クリセフ F1 50 30 40 50 60 50 0 80 グリース
油 85 85 85 85 78 85 85 增ちょう剤 15 15 15 15 22 15 15 ちょう度( 60回混和) 285 285 285 285 220 285 285
評価
剥離部面積率(<½) 9.8 6.3 5 3.3 3.2 23.5 7.2
150。Cにおけるグリース寿命 ( h ) 1350 1 150 1000 800 950 1500 400 総合評価 〇 〇 〇 〇 〇
1 ) ナフテン炭素量 =ナフテン炭素数 100 全炭素数
[0025] 2円筒試験:
2円筒試験機を用いて耐表面起点型剥離性を評価した。図 2は 2円筒試験機の概 略図である。図 2において駆動側円筒 9aと、従動側円筒 9bはそれぞれの回転軸の 片端に取付けられる。 2円筒試験条件を表 2にまとめた。駆動側円筒 9a側の軸をモ ータで駆動し、従動側円筒 9bは、駆動側円筒に従動させる自由転がりにした。駆動 側円筒 9aに SUJ2標準熱処理品、従動側円筒 9bに S53C高周波熱処理品を用いた 。いずれの試験片も表面硬度をロックウェル硬度 HRC 60〜63とした。
評価は任意の視野における剥離部の面積率(%、剥離部面積合計 X 100/視野総 面積)により実施した。供試グリースについて各 3点の視野で従動側円筒表面の剥 離部面積率を測定しその平均値を表 1に併記した。
[0026] 高温高速試験:
転がり軸受(6204)に各実施例および各比較例で得られたハブベアリング用ダリー スをそれぞれ 1.8 g封入し、軸受外輪外径部温度 150°C、ラジアル荷重 67 N、アキ シャル荷重 67 Nの下で、 1000 rpmの回転で回転させ、焼きつきに至るまでの時間 をグリース寿命として測定した。結果を表 1に併記した。
[0027] 総合評価:
また、供試グリースの総合評価については、剥離部面積率が 10%以下であり、か つグリース寿命が 800時間以上のハブベアリング用グリースを、耐表面起点型剥離 性および高温高速耐久性に優れていると評価して「〇」を、それ以外を不可として「X 」を、表 1にそれぞれ併記した。
[表 2]
Figure imgf000013_0001
[0029] 表 1において、所定のナフテン炭素量に調整した基油を用いた実施例 1〜実施例 5 はすべて耐表面起点型剥離性および高温高速耐久性に優れてレ、た。これに対し、 ナフテン炭素量が小さい比較例 1は剥離面積が大きい。またナフテン炭素量が大き い比較例 2はグリース寿命が極端に短い。
産業上の利用可能性
[0030] 本発明のハブベアリング用グリースは、基油と、増ちよう剤とを含み、かつ基油を所 定の範囲のナフテン炭素量に調整する。このため、 自動車用ハブベアリングにおける 表面起点型剥離を抑えることができる。また、軌道輪に構造用鋼を用いた軸受にお いても、潤滑条件が過酷になっても長寿命を得ることができる。そのため、耐摩耗性と ともに、長期間耐久性の要求される鉄道車両、建設機械、 自動車電装補機などに好 適に利用することができる。
図面の簡単な説明
[0031] [図 1]ハブベアリングの断面図である。
[図 2]2円筒試験機の概略図である。
符号の説明
[0032] 1 ハブ輪 la 内側転走面 lb 小径段部 lc 加締部
I d 車輪取付けフランジ
2 内輪
2a 内側転走面
3 外方部材
3a 外側転走面
3b 車体取付けフランジ
4 転動体
5 内方部材
6 ハブベアリング
7 シール部材
8 シール部材
9a 駆動側円筒
9b 従動側円筒
10a 駆動側タコメータ 10b 従動側タコメータ 11a 駆動側スリップリング l ib 従動側スリップリング

Claims

請求の範囲
[1] 自動車の車輪を回転支持するハブベアリングに封入するハブベアリング用グリース であって、該グリースは、基油と、増ちよう剤とを含み、前記基油は n— d— M環分析 法により求められる全炭素数中に占めるナフテン炭素数の割合が 32〜37%であるこ とを特徴とするハブベアリング用グリース。
[2] 前記基油が鉱油であることを特徴とする請求項 1記載のハブベアリング用グリース。
[3] 前記鉱油がナフテン炭素数の異なる複数の鉱油の混合油であることを特徴とする 請求項 2記載のハブベアリング用グリース。
[4] 前記複数の鉱油の混合油は、ナフテン炭素数の割合が 32%未満の鉱油(A)とナ フテン炭素数の割合が 37%をこえる鉱油(B)との混合油であることを特徴とする請求 項 3記載のハブベアリング用グリース。
[5] 前記混合油は、前記鉱油 (A)が 30〜70質量%、前記鉱油(B)が 30〜70質量%
、混合された混合油であることを特徴とする請求項 4記載のハブベアリング用グリース
[6] 前記基油が鉱油と合成炭化水素油との混合油であることを特徴とする請求項 1記 載のハブベアリング用グリース。
[7] 前記基油は、グリース全体に対して 60〜98質量%含有することを特徴とする請求 項 1記載のハブベアリング用グリース。
[8] 前記基油は、グリース全体に対して 65〜98質量%含有することを特徴とする請求 項 7記載のハブベアリング用グリース。
[9] 前記増ちよう剤は、ジゥレア化合物であることを特徴とする請求項 1記載のハブベア リング用グリース。
[10] 前記ジゥレア化合物は、下記式(1)で表される化合物であり、かつグリース全体に 対して 1〜40質量%含有することを特徴とする請求項 9記載のハブベアリング用ダリ ース。
[化 1] o o
R1— HCNH— R2— NHCNH— R3
(1)
(式中、 R2は、炭素原子数 6〜15の芳香族炭化水素基を、 R1および R3は、脂環族 炭化水素基および芳香族炭化水素基から選ばれた少なくとも一つの炭化水素基を それぞれ示す。 )
[11] 前記自動車の車輪を回転支持するハブベアリングの材質は、軌道部に高周波熱処 理が施された機械構造用炭素鋼であることを特徴とする請求項 1記載のハブベアリン グ用グリース。
[12] 機械構造用炭素鋼からなる摺接部位を有するハブベアリングであって、該ハブベア リングに請求項 1記載のハブベアリング用グリースを封入したことを特徴とするハブべ ァリング。
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