專利名稱：：輪轂軸承用潤滑脂與輪轂軸承的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及用于旋轉自如地支持汽車車輪的輪轂軸承用潤滑脂與輪轂軸承。
背景技術：
：截止到20世紀70年代的汽車用輪轂軸承，將符合ISO標準的2個標準軸承進行排列的設計是主流。到20世紀80年代，為了提高組裝性，汽車制造商采用使背面對合軸承的外輪一體化的雙列角接觸球軸承、或雙列圓錐滾子軸承。這些被稱作第一代輪轂軸承(GEN1)。由于通過將外輪一體化，軸承組裝時將初期軸向間隙設定成適當值，故往汽車上組裝時不需要預壓調整。此外，還開發(fā)了在外輪上設有法蘭部的稱作第二代輪轂軸承(GEN2)的雙列軸承。這是僅采用標準軸承在輕量化或尺寸降低方面存在極限，通過與作為軸承的周邊部件的軸(輪轂輪)或聯(lián)軸套(轉向節(jié))進行單元化從而實現(xiàn)了減少部件數(shù)和輕量化的結果。通過將向轉向節(jié)的固定由壓入變成螺栓緊固，也容易往車體上裝配。此外，第三代輪轂軸承(GEN3),將軸(輪轂輪)與軸承內輪一體化，減少毛邊的同時進一步提高生產線的裝配性。最近也開發(fā)了將輪轂軸承與等速聯(lián)軸器一體化的第四代輪轂聯(lián)軸器(GEN4)。如前述由于裝配的作業(yè)性大幅度地提高，不需要壓入故可采用對彈簧下重減輕產生的行駛安全性改善或降低燃費有效的輕合金制轉向節(jié)，故最近GEN2與GEN3的釆用在增加。若著眼于軸承材質，截止到GEN1采用了通常的軸承鋼(例如SUJ2)，而對于在外輪上設有法蘭的GEN2與GEN3，使用鍛造性好且價廉的S53C等機械結構用碳鋼。機械結構用碳鋼通過對軌道部實施高頻熱處理，確保了軸承部的滾動疲勞強度。但由于合金成分少，表面強度弱，對表面起點剝離的耐性比軸承鋼差。因此，采用與GEN1同樣的潤滑方法，在使用條件惡劣的場合耐久性差。對于輪轂軸承用潤滑脂的改善，眾知通過采用低粘度基油來降低旋轉扭矩(參照專利文獻1)或賦予除去靜電用的導電性(參照專利文獻2)，但沒有實現(xiàn)關于提高GEN2以后的輪轂軸承的耐表面起點剝離的改善。由于以低燃費或操作穩(wěn)定性的提高為目的的部件的輕量化，輪轂軸承也不得已降低尺寸，由于面壓升高故潤滑條件在惡劣化。另外，將來也有可能采用使用輪內馬達的輪胎驅動方式，估計這種場合輪轂軸承部的溫度高溫化，潤滑條件變得惡劣。專利文獻l:特開2003-239999號公報專利文獻2:特開2004-169862號公報
發(fā)明內容發(fā)明要解決的課題本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的研究，其目的在于提供提高使用了機械結構用碳鋼的輪轂軸承的耐表面起點型剝離性，在惡劣的潤滑條件下也顯示出長壽命的輪轂軸承。用于解決課題的方法
技術領域：
：本發(fā)明的輪轂軸承用潤滑脂是封入到旋轉支持汽車車輪的輪轂軸承中的輪轂軸承用潤滑脂，該潤滑脂的特征在于含有基油和增稠劑，上述基油采用n-d-M環(huán)分析法求出的環(huán)烷烴碳數(shù)在總碳數(shù)中占的比例是32~37%。其中，n-d-M環(huán)分析法是由n(折射率)、d(密度)、M(平均分子量)與硫分濃度按實驗式推算油分中的芳香族成分、環(huán)烷烴成分、鏈烷烴成分的方法(ASTMD3238-80)。所謂本發(fā)明中的環(huán)烷烴碳數(shù)，是基油中含有的上述環(huán)烷烴成分，即構成環(huán)烷烴類烴的碳數(shù)。再者，以下把環(huán)烷烴碳數(shù)的比例記為環(huán)烷烴碳量(％)。其特征在于上述基油是礦物油、多種礦物油的混合油、或礦物油與合成烴油的混合油。其特征在于上述增稠劑是二脲化合物。其特征在于上述二脲化合物是下述式(1)表示的化合物，且相對于潤滑脂總量含有1~40質量％。[化1]R^NHCNH—R2—NHCNH—R3(1)式中，W表示Cw的芳香族烴基，f與R3分別表示選自脂環(huán)族爛基與芳香族烴基的至少一種烴基。本發(fā)明的輪轂軸承是具有由機械結構用碳鋼制成的滑接部位的輪轂軸承，其特征在于在該輪轂軸承中封入了上述所述的輪轂軸承用潤滑脂。其中，所謂滑接部位，是指例如在如后迷的圖1所示的輪轂軸承中，具有輪轂輪與內輪的內方構件、作為外輪的外方構件和存在于兩構件間的雙列的滾動體的滾動接觸部。該滾動接觸部也稱為軌道部，對該軌道部實施了高頻熱處理。另外，在輪轂軸承中將潤滑脂封入到由內方構件、外方構件、和密封兩構件間且以沿軸向夾持雙列滾動體的形式安裝的2個密封構件所圍成的環(huán)狀空間。發(fā)明效果本發(fā)明的輪轂軸承用潤滑脂，是封入到旋轉支持汽車車輪的輪轂軸承中的輪轂軸承用潤滑脂，該潤滑脂含有基油和增稠劑，并且把基油調整到設定范圍的環(huán)烷烴碳量。因此，能夠抑制汽車用輪轂軸承中的表面起點型剝離，軌道輪使用了機械結構用碳鋼的軸承即使?jié)櫥瑮l件變得惡劣也能夠獲得長壽命。另外，本發(fā)明的輪轂軸承，封入了含有基油和增稠劑，并且把基油調整到設定范圍的環(huán)垸爛碳量的潤滑脂。因此，即使軌道輪使用機械結構用碳鋼也能夠抑制表面起點型剝離，即使?jié)櫥瑮l件變得惡劣也能夠獲得長壽命。圖1是輪轂軸承的截面圖。圖2是2圓筒試驗機的簡圖。符號說明1輪轂輪la內側滾4亍面lb小徑階梯部lc箍緊部Id車輪安裝法蘭2內輪2a內側滾4亍面3外方構件3a外側滾行面3b車體安裝法蘭4滾動體5內方構件6輪轂軸承7密封構件8密封構件9a驅動側圓筒9b從動側圓筒10a驅動側轉速表10b從動側轉速表lla驅動側滑環(huán)lib從動側滑環(huán)具體實施例方式本發(fā)明的輪轂軸承是使用其為機械結構用碳鋼，并且對軌道部實施了高頻熱處理的材料構成一部分，在與滾動體的滑接部位具有該材料的輪轂軸承，使用潤滑脂對該輪轂軸承的滾動接觸部進行潤滑。對這樣的輪轂軸承的耐久性進行研究的結果，發(fā)現(xiàn)封入了含有基油和增稠劑并且基油中環(huán)烷烴碳數(shù)在總碳數(shù)中所占的比例是32~37%的潤滑脂的輪轂軸承，滾動接觸部的潤滑性能提高。本發(fā)明是基于這樣的見識完成的。本發(fā)明中可使用的基油，含有至少l種的礦物油，是采用n-d-M環(huán)分析法求出的環(huán)烷經(jīng)碳量是32~37°/。的油。例如礦物油的環(huán)烷烴碳量為32~37%的環(huán)烷烴系礦物油可以單獨作為本發(fā)明使用的油使用。另外，即使是環(huán)烷烴碳量低的石蠟系礦物油，也可以通過與環(huán)烷烴碳量高的環(huán)烷烴系礦物油進行混合，調節(jié)混合比例以使所得混合油的環(huán)烷炫碳量成為32~37%而使用。作為一例，通過將環(huán)烷烴碳量為29.0°/。的礦物油(新日本石油公司制義一一才4N100)與環(huán)烷烴碳量為40.8%的礦物油(新日本石油^^司制夕卩七7F150)按質量混合比1:1的比例進行混合，可以得到環(huán)烷烴碳量為35%的混合基油。本發(fā)明中所用的油的環(huán)烷烴碳量低于32%時，潤滑條件惡劣的場合軸承的耐久壽命差，環(huán)烷烴碳量超過37%時，潤滑脂壽命降低而不優(yōu)選。另外，上述基油單獨的運動粘度或者將多種油混合的基油的運動粘度優(yōu)選3Q200mm7秒。更優(yōu)選為40~120mmV秒，進一步優(yōu)選是100~120mm7秒。本發(fā)明中使用的基油在40。C下的運動粘度低于30隨V秒的場合，短時間內基油劣化，由于生成的劣化物促進基油總體的劣化，故使軸承的耐久性降低而成為短壽命。而超過200fflmV秒時，由于旋轉扭矩的增加造成的軸承的溫度上升增大而不優(yōu)選。再者，基油的運動粘度是按JISK2283測定的運動粘度。本發(fā)明中作為能夠將環(huán)烷烴碳量調節(jié)到32~37%而使用的基油，例如，可舉出礦物油、聚-oc-烯烴(以下稱為PAO)油、酯油、苯基醚油、氟油以及費-托反應合成的合成烴油(GTL基油)等。還可以使用這些油的混合物。作為礦物油，例如，可以以環(huán)烷烴系礦物油為必須成分，向其混合石蠟系礦物油、液體石蠟、加氫脫蠟油等通常潤滑油或潤滑脂領域中使用的油，把環(huán)烷烴碳量調節(jié)到32~37%而使用。作為PA0油，可舉出a-烯烴的聚合物、a-烯烴與烯烴的共聚物、或聚丁烯等。這些是制成作為a-烯烴的低聚物的寡聚物，對寡聚物的末端雙鍵加氫的結構'。另外，也可以使用作為a-烯烴的一種的聚丁烯，聚丁烯可以由以異丁烯為主體的起始原料使用氯化鋁等催化劑進行聚合而制得。聚丁烯可以直接使用，也可以加氫使用。作為a-烯烴的其他的具體例，可舉出l-辛烯、l-壬烯、1-癸烯、l-十二碳烯、1-十三碳烯、l-十四碳烯、l-十五碳烯、l-十六碳烯、l-十七碳烯、l-十八碳烯、1-十九碳烯、l-二十碳烯、1-二十二碳烯、1-二十四碳烯等，通常使用這些a-烯經(jīng)的混合物。本發(fā)明中使用的基油的配合比例，相對于潤滑脂總量優(yōu)選60~98質量％，更優(yōu)選是70~95質量％?；偷呐浜媳壤陀?0質量％時，潤滑脂硬，低溫時的潤滑性差。而超過98質量％時質軟而容易泄漏。作為本發(fā)明的輪轂軸承用潤滑脂中可使用的增稠劑，可舉出鋁、鋰、鈉、鋇、鈣、復合鋁、復合鋰、復合鈉、復合鋇、復合鈣等的金屬皂類，和二脲化合物、多脲化合物等脲系化合物。若考慮耐久性、耐磨性等則優(yōu)選脲系化合物。脲系化合物，例如用下述式(l)表示。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>W表示Cw5的芳香族烴基，W與113分別表示選自脂環(huán)族烴基與芳香族烴基的至少一種的烴基。脲系化合物通過使異氛酸酯化合物與胺化合物反應而制得。為了不殘留具有反應性的游離基，優(yōu)選使異氰酸酯化合物的異氰酸酯基與胺化合物的氨基成為大致當量地進行配合。反應，例如使一元胺酸與二異氰酸酯類在70~IIO'C左右的基油中充分地反應后，使溫度上升，在120180t:下保持l2小時左右，然后冷卻，通過使用均化器、三聯(lián)輥混煉機等均勻化處理而完成，得到配合各種配合劑用的基礎潤滑脂。式(l)表示的二脲化合物，例如，可通過二異氰酸酯與一元胺的反應得到。作為二異氰酸酯，可舉出亞苯基二異氰酸酯、聯(lián)苯二異氰酸酯、二苯基曱烷二異氰酸酯、萘-l，5-二異氰酸酯、2，4-甲苯二異氰酸酯、3，3-二甲基-4，4-聯(lián)苯二異氰酸酯、十八烷二異氰酸酯、癸烷二異氰酸酯、己烷二異氰酸酯等，作為一元胺，可舉出辛胺、十二胺、十六胺、硬脂胺、油胺、苯胺、對甲苯胺、環(huán)己胺等。本發(fā)明中，優(yōu)選通過芳香族二異氰酸酯與脂環(huán)族一元胺和芳香族一元胺、或芳香族一元胺單體的反應得到的脂環(huán)族-芳香族脲系化合物或芳香族脲系化合物。本發(fā)明中使用的增稠劑的配合比例，相對于潤滑脂總量優(yōu)選是1~40質量％，更優(yōu)選是3~25質量％。增稠劑的配合量低于1質量°/。時，增稠效果減小，潤滑脂化變得困難，超過40質量°/。時潤滑脂變得太硬，難得到所期望的效果。本發(fā)明的輪轂軸承用潤滑脂中，在不破壞功能的范圍內可以根據(jù)需要添加公知的添加劑。作為添加劑，例如可舉出胺系、酚系、硫系化合物等抗氧化劑，硫系、磷系化合物等磨損抑制劑，金屬磺酸鹽、多元醇酯等防銹劑，金屬磺酸鹽、金屬磷酸鹽等清潔分散劑等。這些添加劑可以單獨添加或2種以上組合添加。把本發(fā)明的輪轂軸承的一例(從動輪用第三代輪轂軸承)(GEN3)示于圖1。圖1是輪轂軸承的截面圖。輪轂軸承6具備具有輪轂輪1與內輪2的內方構件5、作為外輪的外方構件3和雙列的滾動體4、4。輪轂輪l在其一端部一體地具有安裝車輪(沒有圖示)用的車輪安裝法蘭ld，在外周形成內側滾行面la和從該內側滾行面la朝軸向延伸的小徑階梯部lb。本說明書中，就軸向而言所謂"外"是指往車輛上安裝狀態(tài)下幅方向外側，所謂"內"指幅方向中央側。在輪轂輪1的小徑階梯部lb中壓入在外周形成了內側滾行面2a的內輪2。并且，利用使輪轂輪1的小徑階梯部lb的端部在徑向外方發(fā)生塑性變形而形成的箍緊部lc，防止內輪2相對于輪轂輪1朝軸向脫離。外方構件3，在外周一體地具有車體安裝法蘭3b，在內周外側滾行面3a、3a，與這些雙列的外側滾行面3a、3a相對的內側滾行面la、2a之間滾動自如地收容有雙列的滾動體4、4。本發(fā)明的輪轂軸承用潤滑脂被封入到由密封構件7、外方構件3、密封構件8、內方構件5和輪轂輪1圍成的空間中，被覆被外方構件3和內方構件5夾持的雙列的滾動體4、4的周圍，用于滾動體4、4的滾動面、內側滾行面la、2a與外側滾行面3a、3a的滾動接觸部的潤滑。本發(fā)明的輪轂軸承用潤滑脂也能夠用于輪轂軸承以外的施加高負荷的軸承。本發(fā)明的輪轂軸承中可使用的材質，可舉出軸承鋼、滲碳鋼、或機械結構用碳鋼。其中優(yōu)選使用鍛造性好且價廉的S53C等的機械結構用碳鋼。該碳鋼一般通過實施高頻熱處理，在確保軸承部的滾動疲勞強度之后使用。然而，機械結構用碳鋼即使實施高頻熱處理，由于合金成分少故表面強度弱，對滑接部位的表面起點型剝離的耐性比軸承鋼差。對這種表面起點型剝離的問題，本發(fā)明的輪轂軸承用潤滑脂通過使滑接部位的潤滑性能提高，能夠防止輪轂軸承中使用的機械結構用碳鋼的表面起點型剝離。實施例通過實施例與比較例對本發(fā)明具體地進行說明，但不受這些例的任何限制?；瓦\動粘度的調節(jié)把以下所述的礦物油1與礦物油2按表1所示的配合比率進行混合，得到表1所示的環(huán)烷烴碳量的基油。使用這些基油用于以下所示的各實施例與各比較例。礦物油1:新日本石油公司制久一^一才4^N100，環(huán)烷烴碳量29.0%，鏈烷烴碳量65.5%,芳香族碳量5.5%,4(TC下的運動粘度93.9mmV秒。礦物油2:新日本石油公司制夕卩七7F150,環(huán)烷烴碳量40.8%，鏈烷烴碳量46.6%，芳香族碳量12.6。/。，40。C下的運動粘度151固V秒。實施例1~實施例4與比較例1~比較例2在表1所示的環(huán)烷烴碳量的2000g基油中，使二苯基甲烷-4，4'-二異氰酸酯193.5g、對曱苯胺82.8g與環(huán)己胺76.6g反應，使生成的脲化合物均勻分散從而得到礦物油/脲系基礎潤滑脂(ns稠度No.2級，稠度265~295)。相對于該基礎潤滑脂100重量份，作為添加劑，添加作為防銹添加劑的山梨糖醇酐三油酸酯1重量份、磺酸鈣1重量份與作為抗氧化劑的烷基二苯胺2重量份。對得到的輪轂軸承用潤滑脂，用于以下所述的2圓筒試驗與高溫、高速試驗，對耐表面起點型剝離性與潤滑脂壽命分別進行評價。把結果一起示于表l。實施例5在表1所示的環(huán)烷烴碳量的2000g基油中，使二苯基甲烷-4，4，-二異氰酸酯309.2g、對甲苯胺132.4g與環(huán)己胺l".Sg反應，使生成的脲化合物均勻分散從而得到礦物油/脲系基礎潤滑脂(JIS稠度No.2級，稠度265~295)。相對于該基礎潤滑脂100重量份，作為添加劑，添加作為防銹添加劑的山梨糖醇酐三油酸酯1重量份、磺酸鈣1重量份與作為抗氧化劑的烷基二苯胺2重量份。對得到的輪轂軸承用潤滑脂，與實施例1同樣地進行評價。把結果一起示于表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>1)環(huán)烷烴碳量-環(huán)烷烴碳數(shù)xlOO/總碳數(shù)2圓筒試驗使用2圓筒試驗機評價耐表面起點型剝離性。圖2是2圓筒試驗機的簡圖。圖2中，驅動側圓筒9a和從動側圓筒9b安裝在各自旋轉軸的一端。把2圓筒試驗條件歸納于表2中。使用馬達驅動驅動側圓筒9a側的軸，從動側圓筒9b形成隨驅動側圓筒運動的自由轉動。驅動側圓筒9a使用了SUJ2標準熱處理品，從動側圓筒9b使用了S53C高頻熱處理品。任何一個試驗片表面硬度均為洛氏硬度HRC60~63。評價使用任意視野中的剝離部的面積率(％，剝離部面積合計xl00/視野總面積)實施。對用于試驗的潤滑脂測定各3點的視野中從動側圓筒表面的剝離部面積率，將其平均值一起示于表l。高溫高速試驗向滾動軸承(6204)中分別封入各實施例與各比較例中得到的輪轂軸承用潤滑脂1.8g,在軸承外輪外徑部溫度150匸、徑向荷重67N、軸向荷重67N下，以1000rpm旋轉使之旋轉，測定達到燒結的時間作為潤滑脂壽命。把結果一起示于表l。綜合評價另外，有關用于試驗的潤滑脂的綜合評價，把剝離部面積率為10%以下且潤滑脂壽命為800小時以上的輪轂軸承用潤滑脂評價為耐表面起點型剝離性與高溫高速耐久性優(yōu)異，用"O"表示，除此以外為不好，用"x"表示，分別一并示于表l。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表l中，使用了調節(jié)到設定的環(huán)烷烴碳量的基油的實施例1~實施例5，耐表面起點型剝離性與高溫高速耐久性均優(yōu)異。相反，環(huán)烷烴碳量小的比較例1中剝離面積大。此外，環(huán)烷烴碳量大的比較例2中潤滑脂壽命極短。產業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的輪轂軸承用潤滑脂含有基油和增稠劑，并且將基油調節(jié)到設定范圍的環(huán)烷經(jīng)碳量。因此，能夠抑制汽車用輪轂軸承的表面起點型剝離。另外，軌道輪使用了結構用鋼的軸承，即使?jié)櫥瑮l件變得惡劣也能夠獲得長壽命。因此，可適合用于要求耐磨性，同時要求長時間耐久性的鐵路車輛、建設機械、汽車電裝副機等。權利要求1.輪轂軸承用潤滑脂，是封入到旋轉支持汽車車輪的輪轂軸承中的輪轂軸承用潤滑脂，其特征在于該潤滑脂含有基油和增稠劑，前述基油采用n-d-M環(huán)分析法求出的環(huán)烷烴碳數(shù)在總碳數(shù)中所占的比例是32～37％。2.權利要求1所述的輪轂軸承用潤滑脂，其特征在于前述基油是礦物油。3.權利要求2所述的輪轂軸承用潤滑脂，其特征在于前述礦物油是環(huán)烷烴碳數(shù)不同的多種礦物油的混合油。4.權利要求3所述的輪轂軸承用潤滑脂，其特征在于前述多種礦物油的混合油是環(huán)烷烴碳數(shù)的比例小于32°/。的礦物油(A)與環(huán)垸烴碳數(shù)的比例超過37%的礦物油(B)的混合油。5.權利要求4所述的輪轂軸承用潤滑脂，其特征在于前述混合油是前述礦物油(A)為30~70質量％、前述礦物油(B)為30~70質量l混合的混合油。6.權利要求1所述的輪轂軸承用潤滑脂，其特征在于前述基油是礦物油與合成烴油的混合油。7.權利要求1所述的輪轂軸承用潤滑脂，其特征在于相對于全部潤滑脂，含有60~98質量％的前述基油。8.權利要求7所述的輪轂軸承用潤滑脂，其特征在于相對于全部潤滑脂，含有65~98質量％的前述基油。9.權利要求1所述的輪轂軸承用潤滑脂，其特征在于前述增稠劑是二脲化合物。10.權利要求9所述的輪轂軸承用潤滑脂，其特征在于前述二脲化合物是下述式(1)表示的化合物，并且相對于全部潤滑脂，含有1~40質量％的前述二脲化合物，[化1]<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage3</formula>(1〉式中，112表示Cw5的芳香族烴基，1^與R3分別表示選自脂環(huán)族烴基與芳香族烴基的至少一種烴基。11.權利要求1所述的輪轂軸承用潤滑脂，其特征在于前述旋轉支持汽車車輪的輪轂軸承的材質是對軌道部實施了高頻熱處理的機械結構用碳鋼。12.輪轂軸承，是具有由機械結構用碳鋼制成的滑接部位的輪轂軸承，其特征在于向該輪轂軸承中封入權利要求1所述的輪轂軸承用潤滑脂。全文摘要本發(fā)明提供使使用了機械結構用碳鋼的輪轂軸承的耐表面起點型剝離性提高，即使在惡劣的潤滑條件下也顯示長壽命的輪轂軸承。輪轂軸承用潤滑脂含有基油和增稠劑，該基油采用n-d-M環(huán)分析法求出的環(huán)烷烴碳數(shù)在總碳數(shù)中所占的比例是32～37％。此外，上述基油是礦物油或礦物油與合成烴油的混合油，上述增稠劑是下述式(1)表示的脲系化合物，并且相對于全部潤滑脂含有1～40質量％，向輪轂軸承中封入上述輪轂軸承用潤滑脂。(式中，R²表示C_6-15的芳香族烴基，R¹與R³分別表示選自脂環(huán)族烴基與芳香族烴基的至少一種烴基)。文檔編號C10M169/02GK101194004SQ200680020088公開日2008年6月4日申請日期2006年6月6日優(yōu)先權日2005年6月7日發(fā)明者江上正樹申請人:Ntn株式會社