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WO2006132314A1 - ハブベアリング用グリースおよびハブベアリング - Google Patents

ハブベアリング用グリースおよびハブベアリング Download PDF

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Publication number
WO2006132314A1
WO2006132314A1 PCT/JP2006/311510 JP2006311510W WO2006132314A1 WO 2006132314 A1 WO2006132314 A1 WO 2006132314A1 JP 2006311510 W JP2006311510 W JP 2006311510W WO 2006132314 A1 WO2006132314 A1 WO 2006132314A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
grease
hub bearing
oil
hub
compound
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/311510
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masaki Egami
Masami Minami
Original Assignee
Ntn Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2005169903A external-priority patent/JP4829539B2/ja
Priority claimed from JP2005169879A external-priority patent/JP4829538B2/ja
Application filed by Ntn Corporation filed Critical Ntn Corporation
Priority to US11/921,475 priority Critical patent/US20090136172A1/en
Priority to EP06757174.5A priority patent/EP1900798B1/en
Publication of WO2006132314A1 publication Critical patent/WO2006132314A1/ja

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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 in view of such a situation, and improves the surface-origin type peel resistance of a hub bearing using carbon steel for machine structure, and has a long life even under severe lubrication conditions.
  • the object is to provide a hub bearing as shown.
  • 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, an organic zinc compound, and the like.
  • the organic zinc compound is at least one compound selected from zinc dithiocarbamate (hereinafter referred to as ZnDTC) and zinc dithiophosphate (hereinafter referred to as ZnDTP). .
  • the organozinc compound is contained in an amount of 0.1 to 20% by mass based on the entire grease.
  • the base oil is a mineral oil or a mixed oil of a mineral oil and a synthetic hydrocarbon oil.
  • the base oil is contained in an amount of 59 to 98% by mass based on the entire grease.
  • the base oil is contained in an amount of 65 to 98% by mass based on the whole grease.
  • 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 2 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms
  • R 1 and R 3 are at least one selected from an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. Each hydrocarbon group is shown.
  • 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 an organic zinc compound. Because it contains ZnDTC and / or ZnDTP, it can suppress surface-origin-type delamination in automotive hub bearings, and has a long life even when the lubrication conditions are severe, in bearings that use carbon steel for mechanical structures as bearing rings. Can be obtained.
  • the hub bearing of the present invention includes a base oil, a thickener, and grease containing Zn DTC and / or ZnDTP as an organozinc compound. Even if is used, surface-origin-type peeling 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 hub bearing that is a carbon steel for machine structure and is partly composed of a material that has been subjected to induction heat treatment, and has the material at a sliding contact portion with a rolling element.
  • the rolling contact of the hub bearing is lubricated with grease.
  • ZnDTC that can be used in the present invention is also called disulfide dialkyldithiocarbamate zinc and is represented by the following formula (2).
  • R 4 and R 5 are aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 24 carbon atoms, preferably 3 to 18 carbon atoms.
  • Banloop AZ manufactured by Pander Build
  • the blending ratio of ZnDTC that can be used in the present invention is 0.1 to 20 mass%, preferably 1 to 10 mass%, based on the entire grease. If the amount is less than 0.1% by mass, it is difficult to obtain the desired effect sufficiently. If the amount exceeds 20% by mass, the effect reaches a peak and the dull properties are deteriorated.
  • ZnDTP that can be used in the present invention is also called zinc dithiophosphate and is represented by the following formula (3).
  • R 6 is a primary or secondary aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • R 6 is Lubrizol 1360 (manufactured by Lubrizonole) as a primary aliphatic hydrocarbon group
  • Lubrizol 667A manufactured by Lubrizol
  • aromatic hydrocarbon Examples of the base include TLA-252 (Texaco Chemical Co., Ltd.).
  • the blending ratio of ZnDTP that can be used in the present invention is 0.1 to 20 mass%, preferably 1 to 10 mass%, based on the entire grease. If the amount is less than 0.1% by mass, it is difficult to obtain the desired effect sufficiently. If the amount exceeds 20% by mass, the effect reaches a peak and the dull properties are deteriorated.
  • Examples of the base oil that can be used in the hub bearing grease of the present invention include mineral oil and poly
  • ⁇ - ⁇ -olefin (hereinafter referred to as ⁇ ) oil, ester oil, phenyl ether oil, fluorine oil, and synthetic hydrocarbon oil (GTL base oil) synthesized by Fischer-Tropsch reaction. Moreover, these mixtures can be used.
  • mineral oil it is possible to use any oil that is normally used in the field of lubricating oils and greases, such as naphthenic mineral oil, paraffinic mineral oil, liquid paraffin, and hydrodewaxed oil.
  • cocoon oil examples include ⁇ -olefin polymers, a-olefin and olefin copolymers, and polybutenes. 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 a kind of ⁇ -olefin, can also be used, which can be produced by polymerizing 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.
  • a-olefin examples include 1-octaten, 1 nonene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1-nonadecene, 1 —Eicosen, 1—Docosen, 1 -Tetracocene and the like can be mentioned, and usually a mixture thereof is used.
  • mineral oil or a mixed oil of mineral oil and synthetic hydrocarbon oil In consideration of lubrication performance and price, among these base oils, it is preferable to use mineral oil or a mixed oil of mineral oil and synthetic hydrocarbon oil.
  • the base oil that can be used in the present invention is liquid at room temperature and has a kinematic viscosity at 40 ° C of 30 to 200 mmVsec. Preferably, a 4 0 ⁇ 1 2 0 mmVsec. If it is less than 30 mmVsec, the base oil will deteriorate in a short time, and the resulting deterioration will accelerate the deterioration of the entire base oil, reducing the durability of the bearing and shortening its life. 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 blending ratio of the base oil used in the present invention is preferably 59 to 98% by mass, more preferably 65 to 98% by mass, and particularly preferably 70 to 95% by mass with respect to the entire grease. If the blending ratio of the base oil is less than 59% 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.
  • the thickening agent that can be used in the grease for hub bearings of the present invention includes 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.
  • a urea compound can be obtained by reacting an isocyanate compound with an amine compound. 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.
  • monoamine acid and diisocyanate are sufficiently reacted in a base oil of about 70 to 110 ° C, then the temperature is raised and maintained at 120 to 180 ° C for about 1 to 2 hours, and then cooled.
  • the base grease for blending various compounding agents can be obtained by homogenizing using a homogenizer, a three-roll mill or the like.
  • the diurea compound represented by the formula (1) is 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-dimethinolei.
  • 4-biphenyl diisocyanate, octadecane diisocyanate, decane diisocyanate, hexanediisocyanate, etc., and monoamines include octylamine, dodecylamine, hexadecylamine, stearylamine. Olylamine, aniline, ptoluidine, cyclohexylamine and the like.
  • an alicyclic monoaromatic 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 monoaromatic 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.
  • Additives include, for example, antioxidants such as amine-based, phenolic-based and io-based compounds, anti-wear agents such as io-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 step extending in an axial direction from the inner transfer surface la. Part 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 integrally has a vehicle body mounting flange 3b on the outer periphery, outer rolling surfaces 3a, 3a on the inner periphery, and inner rolling surfaces la facing these double row outer rolling surfaces 3a, 3a, Between 2a, double-row rolling elements 4, 4 are accommodated so as to roll freely.
  • 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 hub bearing grease of the present invention can be used for bearings other than hub bearings that are subjected to high loads.
  • 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 is capable of preventing the surface-originating peeling of the carbon steel for machine structure used in the hub bearing by improving the lubrication performance at the sliding contact portion. S can.
  • a mineral oil Z-urea base grease (JIS consistency No. 2 grade, consistency: 265 to 295) in which a urea compound was uniformly dispersed as a thickener in a mineral oil as a base oil was prepared.
  • Mineral oil Super Oil C, Nippon Oil Co., Ltd., kinematic viscosity at 40 ° C: 100 mmVsec
  • the base grease was obtained by reacting with 76.6 g of xylamine to disperse the resulting urea compound uniformly.
  • the base grease was blended with additives as shown in Table 1 to obtain hub bearing grease.
  • a mineral oil / urea base grease JIS consistency No. 2 grade, consistency: 265 to 295) in which a urea compound was uniformly dispersed as a thickener in a mineral oil as a base oil was prepared.
  • Mineral oil Super Oil C, Nippon Oil Corporation, kinematic viscosity at 40 ° C: 100 mmVsec
  • the base grease was obtained by reacting 59.2 g of xyllamin and uniformly dispersing the resulting urea compound.
  • the base grease was blended with additives as shown in Table 1 to obtain hub bearing grease.
  • the obtained hub bearing grease was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
  • Example 5 A mineral oil Z-urea base grease (JIS consistency No. 2 grade, consistency: 265 to 295) in which a urea compound was uniformly dispersed as a thickener in a mineral oil as a base oil was prepared.
  • Mineral oil Super Oil C, Nippon Oil Co., Ltd., kinematic viscosity at 40 ° C: 100 mmVsec
  • the base grease was obtained by reacting 122.5 g of xyllamin and uniformly dispersing the resulting urea compound.
  • the base grease was blended with additives as shown in Table 1 to obtain hub bearing grease.
  • the obtained hub bearing grease was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.
  • 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 drive side cylinder 9a, and S53C induction heat-treated product was used for driven cylinder 9b.
  • All specimens had a surface hardness of Rockwell hardness HRC 60-63. The hardness was measured by a method according to Japanese Industrial Standard JIS Z2245.
  • 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.
  • test grease was evaluated based on the size of the peeled portion area ratio. Others are shown as “X” in Table 1.
  • a mineral oil Z-urea base grease (JIS consistency No. 2 grade, consistency: 265 to 295) in which a urea compound was uniformly dispersed as a thickener in a mineral oil as a base oil was prepared.
  • Mineral oil Super Oil C, Nippon Oil Co., Ltd., kinematic viscosity at 40 ° C: 100 mmVsec
  • the base grease was obtained by reacting with 76.6 g of xylamine to disperse the resulting urea compound uniformly.
  • the base grease was blended with additives as shown in Table 3 to obtain hub bearing grease.
  • hub bearing grease 100 parts by weight of the hub bearing grease is used as a soot additive.
  • 1 part by weight of rubitan trioleate, 1 part by weight of calcium sulfonate and 2 parts by weight of alkyldiphenylamine as an antioxidant were added.
  • a mineral oil Z-urea base grease (JIS consistency No. 2 grade, consistency: 265 to 295) in which a urea compound was uniformly dispersed as a thickener in a mineral oil as a base oil was prepared.
  • Mineral oil Super Oil C, Nippon Oil Corporation, kinematic viscosity at 40 ° C: 100 mmVsec
  • the base grease was obtained by reacting 59.2 g of xyllamin and uniformly dispersing the resulting urea compound.
  • the base grease was blended with additives as shown in Table 3 to obtain hub bearing grease.
  • the obtained hub bearing grease was evaluated in the same manner as in Example 6. The results are also shown in Table 3.
  • a mineral oil Z-urea base grease (JIS consistency No. 2 grade, consistency: 265 to 295) in which a urea compound was uniformly dispersed as a thickener in a mineral oil as a base oil was prepared.
  • Mineral oil Super Oil C, Nippon Oil Co., Ltd., kinematic viscosity at 40 ° C: 100 mmVsec
  • the base grease was obtained by reacting 122.5 g of xyllamin and uniformly dispersing the resulting urea compound.
  • the base grease was blended with additives as shown in Table 3 to obtain hub bearing grease.
  • Lubrizol Lubrizol 1 360 (Primary alkyl group)
  • Lubrizol Co., Ltd . Lubrizol et al., (Primary alkyl group)
  • the grease for hub bearing of the present invention contains a base oil, a thickener, and ZnDTC and Z or ZnDTP as an organozinc compound, it can suppress surface-origin peeling in an automotive hub bearing. Even in bearings that use structural steel for the bearing rings, a long life can be obtained even under severe lubrication conditions. Therefore, it can be used suitably for railway vehicles, construction machinery, automobile electrical accessories, etc. that require durability as well as long-term durability.
  • 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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Abstract

　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。ハブベアリング用グリースは、基油と、増ちょう剤と、有機亜鉛化合物とを含み、該有機亜鉛化合物は、亜鉛ジチオカーバメートおよびジチオリン酸亜鉛から選ばれた少なくとも一つの化合物であり、上記基油が鉱油、または、鉱油と合成炭化水素油との混合油であり、上記増ちょう剤は、下記式（１）で表されるウレア系化合物であり、かつグリース全体に対して 1～40 質量％含有し、ハブベアリングには上記ハブベアリング用グリースを封入する。 (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。）

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。
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、このような状況に鑑みて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 、有機亜鉛化合物とを含み、該有機亜鉛化合物は、亜鉛ジチォカーバメート（以下、 ZnDTCと記す。）およびジチォリン酸亜鉛（以下、 ZnDTPと記す。）から選ばれた少 なくとも一つの化合物であることを特徴とする。
上記有機亜鉛化合物は、グリース全体に対して 0.1〜20質量％含有することを特 徴とする。
[0006] 上記基油が鉱油、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。
上記基油は、グリース全体に対して 59〜98質量％含有することを特徴とする。 上記基油は、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。 [0007] 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 2] o o
t 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。
[0008] 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
[0009] 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 、有機亜鉛化合物として ZnDTCおよび/または ZnDTPとを含有するので、 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、有機亜鉛化合物として Zn DTCおよび/または ZnDTPとを含有するグリースを封入しているので、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
[0010] 本発明のハブベアリングは、機械構造用炭素鋼であり、かつ高周波熱処理を施さ 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力^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、有機亜鉛化合物として ZnDTCおよび/または ZnDTPを含有するグリースを封入したハブベアリングは、転 力 S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。
[0011] 本発明に使用できる ZnDTCは、硫化ジアルキルジチォ力ルバミン酸亜鉛とも称さ れ、下記式（2)で示される。
[化 3]
S
^ II
(R^ — C-S ^Zn
(2)
式中、 R4および R5は炭素原子数 1〜24、好ましくは 3〜18の脂肪族炭化水素基 である。 ZnDTCの市販品としては、バンループ AZ (パンダービルド社製）を挙げるこ とがでさる。
[0012] 本発明に使用できる ZnDTCの配合割合は、グリース全体に対して 0.1〜20質量 %、好ましくは 1〜10質量％である。 0.1質量％未満の場合には所期の効果を十分 に得ることが困難になり、また、 20質量％をこえる場合には効果は頭打ちになりダリ ース特性を低下させる。
[0013] また、本発明に使用できる ZnDTPは、ジンクジチォフォスフェートとも称され、下記 式（3)で示される。 S
〔（R60 P-S ¾-Zn
(3)
式中、 R6は 1級または 2級の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基である 。 ZnDTPの市販品としては、 R6が 1級脂肪族炭化水素基のものとしてルブリゾール 1360 (ルブリゾーノレ社製）、 2級脂肪族炭化水素基のものとしてルブリゾール 667A ( ルブリゾール社製）、芳香族炭化水素基のものとして TLA— 252 (テキサコ'ケミカル 社製)などを挙げることができる。
[0014] 本発明に使用できる ZnDTPの配合割合は、グリース全体に対して 0.1〜20質量 %、好ましくは 1〜10質量％である。 0.1質量％未満の場合には所期の効果を十分 に得ることが困難になり、また、 20質量％をこえる場合には効果は頭打ちになりダリ ース特性を低下させる。
[0015] 本発明のハブベアリング用グリースに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、フエニルエーテル油、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、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いずれも使 用すること力 Sできる。
[0016] ΡΑΟ油としては、 α—ォレフインの重合体、 a—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ー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、 α—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。
aー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ーデセン、 1 ードデセン、 1 トリデセン、 1ーテトラデセン、 1 ペンタデセン、 1一へキサデセン、 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。
また、潤滑性能や価格を考慮すると、これらの基油の中でも、鉱油、または、鉱油と 合成炭化水素油との混合油を使用することが好ましい。
[0017] 本発明に使用できる基油は、室温で液状を示し、 40°Cにおける動粘度が 30〜200 mmVsecである。好ましくは、 40〜120 mmVsecである。 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。
[0018] 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 59〜98質 量％、さらに好ましくは 65〜98質量％、特に好ましくは 70〜95質量％である。 基油の配合割合が、 59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。
[0019] 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 5] o o
R1— HCNH— R2— NHCNH— 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 H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。
[0020] 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一芳香族ウレァ系化 合物または芳香族ゥレア系化合物が好ましレ、。
[0021] 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。
[0022] 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 公知の添加剤を添加できる。添加剤としては、例えばアミン系、フエノーノレ系、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。
[0023] 本発明のハブベアリングの一例（従動輪用第三世代ハブベアリング）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。
[0024] 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。
[0025] 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い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
[0026] 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。
実施例 1〜実施例 3および比較例 1〜比較例 3
基油である鉱油に、増ちよう剤としてウレァ化合物を均一に分散させた鉱油 Z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)を準備した。鉱 油（新日本石油社製スーパーオイル C、 40°Cでの動粘度： 100 mmVsec ) 2000 g中 で、ジフエニルメタン一 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 せてベースグリースを得た。このベースグリースに、表 1に示す配合で添加剤を配合 してハブベアリング用グリースを得た。
さらに、上記ハブベアリング用グリース 100重量部に対して、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円筒試験に供し、耐表面 起点型剥離性を評価した。結果を表 1に併記した。
[0027] 実施例 4
基油である鉱油に、増ちよう剤としてウレァ化合物を均一に分散させた鉱油/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)を準備した。鉱 油（新日本石油社製スーパーオイル C、 40°Cでの動粘度： 100 mmVsec ) 2000 g中 で、ジフエニルメタン一 4、 4 '—ジイソシァネー卜 149.5 gと、 p—トルィジン 64.0 gと 、シクロへキシルァミン 59.2 gとを反応させ、生成したゥレア化合物を均一に分散さ せてベースグリースを得た。このベースグリースに、表 1に示す配合で添加剤を配合 してハブベアリング用グリースを得た。
さらに、上記ハブベアリング用グリース 100重量部に対して、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二ルァミン 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。
[0028] 実施例 5 基油である鉱油に、増ちよう剤としてウレァ化合物を均一に分散させた鉱油 Z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)を準備した。鉱 油（新日本石油社製スーパーオイル C、 40°Cでの動粘度： 100 mmVsec ) 2000 g中 で、ジフエニルメタン一 4、 4 '—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 せてベースグリースを得た。このベースグリースに、表 1に示す配合で添加剤を配合 してハブベアリング用グリースを得た。
さらに、上記ハブベアリング用グリース 100重量部に対して、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、実施例 1と同様に評価した。結果を表 1 に併記した。
[表 1]
Figure imgf000012_0001
パンダ一ビルド社製
2)ルブリゾ一ル社製： リゾ一ル LZ5346
パンダービルド社製： 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。硬度測定は 日本工業規格 JIS Z2245による方法で行なった。
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。
また、供試グリースの優劣については剥離部面積率の大小で評価し、剥離部面積 率が 15%以下であるグリースは耐表面起点型剥離性に優れていると評価して「〇」 を、それ以外を「X」として表 1に併記した。
[表 2]
Figure imgf000013_0001
[0032] 表 1において ZnDTCを添加した実施例 1〜実施例 5はすべて剥離部面積が小さい のに対し、比較例 1〜比較例 3は剥離部面積が大きレ、。
[0033] 実施例 6〜実施例 10および比較例 4〜比較例 6
基油である鉱油に、増ちよう剤としてウレァ化合物を均一に分散させた鉱油 Z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)を準備した。鉱 油（新日本石油社製スーパーオイル C、 40°Cでの動粘度： 100 mmVsec ) 2000 g中 で、ジフエニルメタン一 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 せてベースグリースを得た。このベースグリースに、表 3に示す配合で添加剤を配合 してハブベアリング用グリースを得た。
さらに、上記ハブベアリング用グリース 100重量部に対して、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二ルァミン 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、上記 2円筒試験に供し、耐表面起点型 剥離性を評価した。結果を表 3に併記した。
[0034] 実施例 11
基油である鉱油に、増ちよう剤としてウレァ化合物を均一に分散させた鉱油 Z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)を準備した。鉱 油（新日本石油社製スーパーオイル C、 40°Cでの動粘度： 100 mmVsec ) 2000 g中 で、ジフエニルメタン一 4、 4'—ジイソシァネー卜 149.5 gと、 p—トルィジン 64.0 gと 、シクロへキシルァミン 59.2 gとを反応させ、生成したゥレア化合物を均一に分散さ せてベースグリースを得た。このベースグリースに、表 3に示す配合で添加剤を配合 してハブベアリング用グリースを得た。
さらに、上記ハブベアリング用グリース 100重量部に対して、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、実施例 6と同様に評価した。結果を表 3 に併記した。
[0035] 実施例 12
基油である鉱油に、増ちよう剤としてウレァ化合物を均一に分散させた鉱油 Z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)を準備した。鉱 油（新日本石油社製スーパーオイル C、 40°Cでの動粘度： 100 mmVsec ) 2000 g中 で、ジフエニルメタン一 4、 4 '—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 せてベースグリースを得た。このベースグリースに、表 3に示す配合で添加剤を配合 してハブベアリング用グリースを得た。
さらに、上記ハブベアリング用グリース 100重量部に対して、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、実施例 6と同様に評価した。結果を表 3 に併記した。
[0036] [表 3]
Figure imgf000015_0001
1)ルブリゾ一ル社製：ルブリゾ一ル 1 360 (第 1 級アルキル基)
ルブリゾール社製：ルブリゾールら ，! (第 級アルキル基）
テキサコ 'ケミカル社製 (ァリ一ル基）
[0037] 表 3において ZnDTPを添加した実施例 6〜実施例 12はすべて剥離部面積が小さ いのに対し、比較例 4〜比較例 6は剥離部面積が大きい。
産業上の利用可能性
[0038] 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、有機亜鉛化合物とし て ZnDTCおよび Zまたは ZnDTPとを含むので、 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 用すること力 Sできる。
図面の簡単な説明
[0039] [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
[0040] 1 ハブ輪 la 内側転走面 lb 小径段部 lc 加締部
Id 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 1 1a 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、有機亜鉛化合物とを含み、
該有機亜鉛化合物は、亜鉛ジチォカーバメートおよびジチォリン酸亜鉛から選ば れた少なくとも一つの化合物であることを特徴とするハブベアリング用グリース。
[2] 前記有機亜鉛化合物は、グリース全体に対して 0.1〜20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。
[3] 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。
[4] 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。
[5] 前記基油は、グリース全体に対して 59〜98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。
[6] 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 5記載のハブベアリング用グリース。
[7] 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。
[8] 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 7記載のハブベアリング用ダリ —ス。
[化 1] o o
t 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。 )
[9] 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。
[10] 前記軌道部の表面硬度が、ロックウェル硬度 HRC 58〜63であることを特徴とする 請求項 9記載のハブベアリング用グリース。
[11] 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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