JP4937531B2

JP4937531B2 - Hub bearing

Info

Publication number: JP4937531B2
Application number: JP2005169918A
Authority: JP
Inventors: 正樹江上; 政美南
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2025-06-09
Also published as: JP2006342263A

Description

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。 The present invention relates to a grease for a hub bearing and a hub bearing for rotatably supporting a wheel of an automobile.

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第一世代ハブベアリング（ＧＥＮ１）と呼ばれる、背面合わせ軸受の外輪を一体化した複列アンギュラ玉軸受、または複列円すいころ軸受が、自動車メーカで採用されるようになった。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化や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）とユニット化することで、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。 Until the 1970s, automotive hub bearings were mainly designed by arranging two standard bearings conforming to ISO standards. In the 1980's, double row angular contact ball bearings or double row tapered roller bearings integrated with the outer ring of back-to-back bearings, called the first generation hub bearing (GEN1), were adopted by automobile manufacturers for the purpose of improving ease of assembly. It came to be. By integrating the outer ring, the initial axial clearance is set to an appropriate value when the bearing is assembled, so preload adjustment is no longer necessary when assembling to the automobile. Next, a double row bearing called a second generation hub bearing (GEN2) having a flange portion on the outer ring was developed. This is because there are limits to weight reduction and size reduction with standard bearings alone, and the result is a reduction in the number of parts and weight reduction by unitizing with the shaft (hub wheel) and housing (knuckle) that are peripheral parts of the bearing. It is. By changing the fixing to the knuckle from press-fitting to bolt fastening, assembly to the car body has become easier. Furthermore, in the third generation hub bearing (GEN3), the shaft (hub ring) and the bearing inner ring are integrated to reduce the surplus and further improve the assembly of the line. Recently, a fourth generation hub joint (GEN4) in which a hub bearing and a constant velocity joint are integrated has also been developed.

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バ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が、合金成分が少ないため表面強度が弱く、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化により、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。
特開２００３−２３９９９９号公報特開２００４−１６９８６２号公報 As mentioned above, the assembly workability is greatly improved, and since press-fitting is no longer necessary, it is possible to use a light alloy knuckle that is effective in improving running stability and reducing fuel consumption by reducing unsprung weight. Recently, the use of GEN2 and GEN3 is increasing.
Focusing on the bearing material, conventional bearing steel (eg, SUJ2) was used up to GEN1, but in GEN2 and GEN3 where the outer ring is provided with a flange, carbon steel for mechanical structure such as S53C, which has good forgeability and is inexpensive, is used. It came to be used. The carbon steel for machine structural use has high-frequency heat treatment applied to the raceway part to ensure the rolling fatigue strength of the bearing part, but the surface strength is weak because there are few alloy components, and it is more resistant to surface origin separation than the bearing steel. Inferior. Therefore, in the same lubrication specification as GEN1, durability may be inferior when use conditions are severe.
As for the improvement of the grease for the hub bearing, it is known to reduce rotational torque by using a low-viscosity base oil (see Patent Document 1) and impart conductivity for removing static electricity (see Patent Document 2). No improvement has been made with respect to the improvement of the surface-resistant peeling of hub bearings after GEN2. The hub bearings are forced to be reduced in size due to the weight reduction of parts for the purpose of improving fuel efficiency and driving stability, and the lubrication conditions are becoming severe due to the increase in surface pressure.
In the future, a tire driving method using an in-wheel motor may be adopted. In this case as well, the temperature of the hub bearing portion is expected to increase, and the lubrication conditions are expected to become severe.
JP 2003-239999 A JP 2004-169862 A

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。 The present invention has been made in order to cope with such problems, and improves the surface-origin-type peel resistance of hub bearings using carbon steel for machine structures, and exhibits a long life even under severe lubrication conditions. The object is to provide a hub bearing.

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、増ちょう剤とを必須成分とし、上記基油の 100℃における動粘度が 14〜21 mm²/sec であることを特徴とする。
ここで基油の動粘度はＪＩＳＫ２２８３にて測定される動粘度である。
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％含有することを特徴とする。

(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。） The hub bearing grease of the present invention is a hub bearing grease that is sealed in a hub bearing that rotatably supports an automobile wheel. The grease contains a base oil and a thickener as essential components, and The kinematic viscosity at 100 ° C. is 14 to 21 mm ² / sec.
Here, the kinematic viscosity of the base oil is a kinematic viscosity measured according to JIS K 2283.
The base oil is a mineral oil or a mixed oil of a mineral oil and a synthetic hydrocarbon oil.
The thickener is a urea compound represented by the following formula (1), and is contained in an amount of 1 to 40% by mass based on the entire grease.

Wherein R ² is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 15 carbon atoms, and R ¹ and R ³ are at least one hydrocarbon selected from an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. Each group is shown.)

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ベアリングであって、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ハ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。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。 A hub bearing according to the present invention is a hub bearing having a sliding contact portion made of carbon steel for machine structure, wherein the hub bearing grease is sealed in the hub bearing.
Here, the slidable contact portion refers to, for example, an inner member having a hub ring and an inner ring in a hub bearing as shown in FIG. 1 described later, an outer member that is an outer ring, and a double row of rolling members interposed between both members. A rolling contact with a moving object. In addition, the grease is a hub bearing in an annular shape surrounded by an inner member, an outer member, and two seal members attached in a form that seals between both members and sandwiches double rows of rolling elements in the axial direction. Enclosed in space.

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、増ちょう剤とを必須成分とし、かつ基油を所定の範囲の動粘度に調整するので、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、増ちょう剤とを必須成分とし、かつ基油を所定の範囲の動粘度に調整した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。 The grease for a hub bearing of the present invention is a grease for a hub bearing that is sealed in a hub bearing that rotatably supports a wheel of an automobile. The grease includes a base oil and a thickener as essential components, and the base oil is used as the grease. Since the kinematic viscosity is adjusted within the specified range, it is possible to suppress surface-initiated separation in automotive hub bearings, and long life even when the lubrication conditions become severe in bearings using carbon steel for machine structures in the bearing rings Can be obtained.
Further, the hub bearing of the present invention includes a base oil and a thickener as essential components and encloses grease in which the base oil is adjusted to a kinematic viscosity within a predetermined range. Even when steel is used, surface-origin separation can be suppressed, and a long life can be obtained even if the lubrication conditions become severe.

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、増ちょう剤とを必須成分とし、かつ基油を所定の範囲の動粘度に調整した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。 The hub bearing of the present invention is a hub bearing made of carbon steel for machine structure and partially composed of a material subjected to induction heat treatment, and having the material at a sliding contact portion with a rolling element, the hub bearing Lubricate the rolling contact part of the bearing with grease.
As a result of examining the durability of such a hub bearing, a hub bearing that contains a base oil and a thickener as essential components and a grease in which the base oil is adjusted to a kinematic viscosity within a predetermined range is used for a rolling contact portion. It has been found that the lubrication performance of the is improved. The present invention is based on such knowledge.

本発明に使用できる基油は、室温で液状を示し、100℃における動粘度が 14〜21 mm²/sec である。好ましくは、15〜21 mm²/sec である。100℃における基油の動粘度が 14〜21 mm²/sec であるものは、単独で本発明に用いる基油として使用できる。また、100℃における動粘度が 14〜21 mm²/sec の範囲外の油であっても、他の油と混合することによって、得られた混合油の動粘度が 14〜21 mm²/sec 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、100℃における動粘度が 10.8 mm²/sec である鉱油（新日本石油社製スーパーオイルＮ１００）と、100℃における動粘度が 21.8 mm²/sec である鉱油（新日本石油社製スーパーオイルＮ３２０）とを、質量混合比で前者 1 に対し後者 3 の割合で混合することによって、動粘度が 18 mm²/sec である混合基油を得ることができる。
本発明に用いる基油の 100℃における動粘度が 14 mm²/sec 未満の場合は、潤滑条件が過酷な場合、表面起点型剥離が発生しやすいため軸受の耐久性を低下させ短寿命となる。また、21 mm²/sec をこえると撹拌抵抗による発熱量が大きくなり過ぎ、熱劣化によりグリース寿命が低下し好ましくない。なお、基油の動粘度はＪＩＳＫ２２８３にて測定される動粘度である。 The base oil that can be used in the present invention is liquid at room temperature and has a kinematic viscosity at 100 ° C. of 14 to 21 mm ² / sec. Preferably, it is 15-21 mm < ² > / sec. A base oil having a kinematic viscosity of 14 to 21 mm ² / sec at 100 ° C. can be used alone as a base oil used in the present invention. In addition, even if the oil has a kinematic viscosity at 100 ° C outside the range of 14-21 mm ² / sec, it can be mixed with other oils to obtain a kinematic viscosity of 14-21 mm ² / sec. The mixing ratio can be adjusted so that As an example, mineral oil with a kinematic viscosity at 100 ° C. of 10.8 mm ² / sec (Super Oil N100 manufactured by Nippon Oil Corporation) and mineral oil with a kinematic viscosity at 100 ° C. of 21.8 mm ² / sec (Super Nippon Oil Company Super Oil N320) is mixed at a mass mixing ratio of the former 1 to the latter 3 to obtain a mixed base oil having a kinematic viscosity of 18 mm ² / sec.
When the kinematic viscosity at 100 ° C. of the base oil used in the present invention is less than 14 mm ² / sec, surface-origin peeling is likely to occur when the lubrication conditions are severe, so the durability of the bearing is reduced and the life is shortened. . On the other hand, if it exceeds 21 mm ² / sec, the amount of heat generated by the stirring resistance becomes too large, and the grease life is reduced due to thermal deterioration, which is not preferable. The kinematic viscosity of the base oil is a kinematic viscosity measured according to JIS K 2283.

本発明において動粘度を調整して使用できる基油としては、例えば、鉱油、ポリ−α−オレフィン（以下、ＰＡＯと記す。）油、エステル油、フェニルエーテル油、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ができる。
ＰＡＯ油としては、α−オレフィンの重合体、α−オレフィンとオレフィンとの共重合体、またはポリブテンなどが挙げられる。これらは、α−オレフィ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−オ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化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−オレフィンのその他の具体例としては、１−オクテン、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−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセン、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。 Examples of the base oil that can be used after adjusting the kinematic viscosity in the present invention include mineral oil, poly-α-olefin (hereinafter referred to as PAO) oil, ester oil, phenyl ether oil, fluorine oil, and Fischer-Tropsch reaction. Synthetic hydrocarbon oil (GTL base oil) synthesized in (1). Moreover, these mixtures can be used.
As the mineral oil, for example, any of those usually used in the field of lubricating oils and greases such as naphthenic mineral oil, paraffinic mineral oil, liquid paraffin, and hydrodewaxed oil can be used.
Examples of the PAO oil include α-olefin polymers, α-olefin and olefin copolymers, and polybutene. These are oligomers which are low polymers of α-olefin, and have a structure in which hydrogen is added to the terminal double bond. Polybutene, which is a kind of α-olefin, can also be used, which can be produced by polymerizing a starting material mainly composed of isobutylene using a catalyst such as aluminum chloride. Polybutene may be used as it is or after hydrogenation.
Other specific examples of the α-olefin 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 and the like, and usually a mixture thereof is used.

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 65 〜 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、65 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。 The blending ratio of the base oil used in the present invention is preferably 65 to 98 mass%, more preferably 70 to 95 mass%, based on the entire grease.
When the blending ratio of the base oil is less than 65% 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.

本発明のハブベアリング用グリースに使用できる増ちょう剤としては、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、およびジウレア化合物、ポリウレア化合物などのウレア系化合物が挙げられる。耐久性、耐フレッティング性などを考慮するとウレア系化合物が好ましい。ウレア系化合物は、例えば下記式（１）で表わされる。

（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。）
ウレア系化合物は、イソシアネート化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、イソシアネート化合物のイソシアネート基とアミン化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い。
反応は、例えばモノアミン酸とジイソシアネート類を、70〜110℃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℃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。 Thickeners 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, composite calcium, and diurea compounds, Examples include urea compounds such as polyurea compounds. In consideration of durability, fretting resistance, and the like, urea compounds are preferable. 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, and R ¹ and R ³ represent at least one hydrocarbon group selected from an alicyclic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group, respectively. Show.)
The urea compound is obtained by reacting an isocyanate compound with an amine compound. In order not to leave a reactive free radical, the isocyanate group of the isocyanate compound and the amino group of the amine compound are preferably blended so as to be approximately equivalent.
For example, the reaction is carried out by sufficiently reacting monoamine acid and diisocyanate in a base oil of about 70 to 110 ° C., then increasing the temperature and holding at 120 to 180 ° C. for about 1 to 2 hours, and then cooling and homogenizer The base grease for blending various compounding agents can be obtained by homogenizing using a three-roll mill or the like.

式（１）で表されるウレア系化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミンの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、３，３−ジメチル−４，４−ビフェニレンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜等が挙げられ、モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、アニリン、ｐ−トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
本発明においては、芳香族ジイソシアネートと、脂環族モノアミンおよび芳香族モノアミン、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−芳香族ウレア系化合物または芳香族ウレア系化合物が好ましい。 The urea compound represented by the formula (1) is obtained, for example, by reaction of diisocyanate and monoamine. Diisocyanates include phenylene diisocyanate, diphenyl diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 3,3-dimethyl-4,4-biphenylene diisocyanate, octadecane diisocyanate, decane diisocyanate, hexane diisocyanate. Examples of the monoamine include octylamine, dodecylamine, hexadecylamine, stearylamine, oleylamine, aniline, p-toluidine, cyclohexylamine and the like.
In the present invention, an alicyclic-aromatic urea compound or an aromatic urea compound obtained by a reaction of an aromatic diisocyanate with an alicyclic monoamine and an aromatic monoamine, or an aromatic monoamine alone is preferable.

本発明に使用する増ちょう剤の配合割合は、グリース全体に対して好ましくは 1〜40 質量％、さらに好ましくは 3〜25 質量％である。増ちょう剤の配合量が 1 質量％未満では、増ちょう効果が少なくなり、グリース化が困難となり、40 質量％をこえるとグリースが硬くなりすぎ、所期の効果が得られにくくなる。 The blending ratio of the thickener used in the present invention is preferably 1 to 40% by mass, more preferably 3 to 25% by mass, based on the entire grease. If the blending amount of the thickener is less than 1% by mass, the thickening effect is reduced, making it difficult to form a grease, and if it exceeds 40% by mass, the grease becomes too hard and the desired effect is difficult to obtain.

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、フェノール系、イオウ系化合物などの酸化防止剤、イオウ系、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錆剤、金属スルホネート、金属フォスフェー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加することができる。 A known additive can be added to the hub bearing grease of the present invention as needed within a range not impairing the function. Examples of additives include antioxidants such as amine-based, phenol-based and sulfur-based compounds, anti-wear agents such as sulfur-based and phosphorus-based compounds, rust preventives such as metal sulfonates and polyhydric alcohol esters, metal sulfonates, metal Examples thereof include detergents and dispersants such as phosphates. These can be added alone or in combination of two or more.

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１ｄを一体に有し、外周に内側転走面１ａと、この内側転送面１ａから軸方向に延びる小径段部１ｂ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１ｂ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１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部１ｃ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１ａ、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１ａ、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。 An example of the hub bearing of the present invention (third generation hub bearing for a driven wheel) is shown in FIG. 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 1d for mounting a wheel (not shown) at one end thereof, an inner rolling surface 1a on the outer periphery, and a small diameter step portion extending in the axial direction from the inner transfer surface 1a. 1b is formed.
In the present specification, “outside” in the axial direction means the outside in the width direction when assembled to the vehicle, and “inside” means the center in the width direction.
An inner ring 2 having an inner rolling surface 2a formed on the outer periphery is press-fitted into the small-diameter step portion 1b of the hub wheel 1. The inner ring 2 is prevented from coming off in the axial direction with respect to the hub wheel 1 by a crimped portion 1c formed by plastically deforming the end of the small-diameter stepped portion 1b of the hub wheel 1 radially outward. .
The outer member 3 integrally has a vehicle body mounting flange 3b on the outer periphery, an outer rolling surface 3a, 3a on the inner periphery, and an inner rolling surface 1a facing the double row outer rolling surfaces 3a, 3a, Two rows of rolling elements 4 and 4 are accommodated between 2a so as to roll freely.
The hub bearing grease 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, Covering the periphery of the double row rolling elements 4, 4 sandwiched between the side members 5, and the rolling surfaces of the rolling elements 4, 4 and the inner rolling surfaces 1a, 2a and the outer rolling surfaces 3a, 3a. It is used for lubrication of rolling contact parts.

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ができる。 The grease for hub bearings of the present invention can be used for bearings that are subjected to high loads other than hub bearings.

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く、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ができる。 Examples of the material that can be used for the hub bearing of the present invention include bearing steel, carburized steel, and carbon steel for machine structure. Among these, it is preferable to use 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. However, even if the carbon steel for mechanical structure is subjected to high-frequency heat treatment, the surface strength is weak because there are few alloy components, and the resistance to surface-origin separation at the sliding contact portion is inferior to the bearing steel. In response to this surface-origin type peeling, the hub bearing grease of the present invention can prevent surface-origin type peeling of carbon steel for machine structures used in hub bearings by improving the lubrication performance at the sliding contact portion. it can.

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〜鉱油３を表１に示す配合比率で混合し、表１に示す動粘度の基油を得た。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Ｎ４６、100℃における動粘度 6.82 mm²/sec
鉱油２：新日本石油社製スーパーオイルＮ１００、100℃における動粘度 10.8 mm²/sec
鉱油３：新日本石油社製スーパーオイルＮ３２０、100℃における動粘度 21.8 mm²/sec The present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples, but is not limited to these examples.
Adjustment of base oil kinematic viscosity Mineral oil 1 to mineral oil 3 described below were mixed at a blending ratio shown in Table 1 to obtain a base oil having a kinematic viscosity shown in Table 1. These base oils were used in the following examples and comparative examples.
Mineral oil 1: Super Oil N46 manufactured by Nippon Oil Corporation, kinematic viscosity at 100 ° C 6.82 mm ² / sec
Mineral oil 2: Nippon Oil Co., Ltd. Super Oil N100, kinematic viscosity at 100 ° C 10.8 mm ² / sec
Mineral oil 3: Super Oil N320 manufactured by Nippon Oil Corporation, kinematic viscosity at 100 ° C 21.8 mm ² / sec

実施例１
表１に示す動粘度の基油 2000 g 中で、ジフェニルメタン−４、４'−ジイソシアネー卜 149.5 g と、ｐ−トルイジン 64.0 g と、シクロヘキシルアミン 59.2 g とを反応させ、生成したウレア化合物を均一に分散させて鉱油／ウレア系ベースグリース（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、防錆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ェニルアミン 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つき、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。 Example 1
In 2000 g of the base oil having the kinematic viscosity shown in Table 1, 149.5 g of diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 64.0 g of p-toluidine, and 59.2 g of cyclohexylamine were reacted to uniformly form the urea compound produced. Mineral oil / urea base grease (JIS consistency No. 2 grade, consistency: 265 to 295) was obtained by dispersing.
To 100 parts by weight of this base grease, 1 part by weight of sorbitan trioleate as a rust preventive additive, 1 part by weight of calcium sulfonate and 2 parts by weight of alkyldiphenylamine as an antioxidant were added as additives.
The obtained grease for hub bearing was subjected to the two-cylinder test described below, and the surface-origin type peel resistance was evaluated. The results are also shown in Table 1.

実施例２〜実施例４
表１に示す動粘度の基油 2000 g 中で、ジフェニルメタン−４、４'−ジイソシアネー卜 121.8 g と、ｐ−トルイジン 52.1 g と、シクロヘキシルアミン 48.3 g とを反応させ、生成したウレア化合物を均一に分散させて鉱油／ウレア系ベースグリース（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、防錆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ェニルアミン 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つき、実施例１と同様に評価した。結果を表１に併記した。 Example 2 to Example 4
In 2000 g of the base oil having the kinematic viscosity shown in Table 1, 121.8 g of diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 52.1 g of p-toluidine, and 48.3 g of cyclohexylamine are reacted, and the resulting urea compound is uniformly formed. Mineral oil / urea base grease (JIS consistency No. 2 grade, consistency: 265 to 295) was obtained by dispersing.
To 100 parts by weight of this base grease, 1 part by weight of sorbitan trioleate as a rust preventive additive, 1 part by weight of calcium sulfonate and 2 parts by weight of alkyldiphenylamine as an antioxidant were added as additives.
The obtained hub bearing grease was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.

実施例５
表１に示す動粘度の基油 2000 g 中で、ジフェニルメタン−４、４'−ジイソシアネー卜 309.2 g と、ｐ−トルイジン 132.4 g と、シクロヘキシルアミン 122.5 g とを反応させ、生成したウレア化合物を均一に分散させて鉱油／ウレア系ベースグリース（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、防錆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ェニルアミン 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つき、実施例１と同様に評価した。結果を表１に併記した。 Example 5
In 2000 g of the base oil having the kinematic viscosity shown in Table 1, 309.2 g of diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 132.4 g of p-toluidine, and 122.5 g of cyclohexylamine are reacted to uniformly form the resulting urea compound. Mineral oil / urea base grease (JIS consistency No. 2 grade, consistency: 265 to 295) was obtained by dispersing.
To 100 parts by weight of this base grease, 1 part by weight of sorbitan trioleate as a rust preventive additive, 1 part by weight of calcium sulfonate and 2 parts by weight of alkyldiphenylamine as an antioxidant were added as additives.
The obtained hub bearing grease was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.

比較例１〜比較例３
表１に示す動粘度の基油 2000 g 中で、ジフェニルメタン−４、４'−ジイソシアネー卜 193.5 g と、ｐ−トルイジン 82.8 g と、シクロヘキシルアミン 76.6 g とを反応させ、生成したウレア化合物を均一に分散させて鉱油／ウレア系ベースグリース（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、防錆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ェニルアミン 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つき、実施例１と同様に評価した。結果を表１に併記した。 Comparative Examples 1 to 3
In 2000 g of the base oil having the kinematic viscosity shown in Table 1, 193.5 g of diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 82.8 g of p-toluidine, and 76.6 g of cyclohexylamine were reacted to uniformly form the urea compound formed. Mineral oil / urea base grease (JIS consistency No. 2 grade, consistency: 265 to 295) was obtained by dispersing.
To 100 parts by weight of this base grease, 1 part by weight of sorbitan trioleate as a rust preventive additive, 1 part by weight of calcium sulfonate and 2 parts by weight of alkyldiphenylamine as an antioxidant were added as additives.
The obtained hub bearing grease was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1.

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×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 10％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「○」を、それ以外を不可として「×」を、表１にそれぞれ併記した。 Two cylinder test:
The surface-origin type peelability was evaluated using a 2-cylinder tester. FIG. 2 is a schematic view of a two-cylinder testing machine. In FIG. 2, the driving side cylinder 9a and the driven side cylinder 9b are attached to one end of each rotating shaft. Two cylinder test conditions are summarized in Table 2. The shaft on the drive side cylinder 9a side was driven by a motor, and the driven side cylinder 9b was free-rolled to follow the drive side cylinder. A SUJ2 standard heat-treated product was used for the drive-side cylinder 9a, and a S53C high-frequency heat-treated product was used for the driven-side 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 an arbitrary visual field (%, peeled area total × 100 / total visual field area). For the test grease, the peeled area ratio on the surface of the driven cylinder was measured with a visual field of 3 points each, and the average value was also shown in Table 1.
In addition, the superiority or inferiority of the test grease was evaluated based on the size of the peeled area, and the grease with a peeled area ratio of 10% or less was evaluated as being excellent in surface-origin type peelability. “X” is shown in Table 1 with each other being impossible.

表１において、所定の動粘度に調整した基油を用いた実施例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い。 In Table 1, Examples 1 to 5 using a base oil adjusted to a predetermined kinematic viscosity all have a small peeled portion area, while Comparative Examples 1 to 3 have a large peeled portion area.

本発明のハブベアリング用グリースは、基油と、増ちょう剤とを必須成分とし、かつ基油を所定の範囲の動粘度に調整するので、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。 The grease for hub bearings of the present invention comprises a base oil and a thickener as essential components and adjusts the base oil to a kinematic viscosity within a predetermined range. Even in a bearing using structural steel for the bearing ring, a long life can be obtained even if the lubrication conditions are severe. Therefore, it can be suitably used for railway vehicles, construction machines, automobile electrical accessories and the like that are required to have long-term durability in addition to wear resistance.

ハブベアリングの断面図である。It is sectional drawing of a hub bearing. ２円筒試験機の概略図である。It is the schematic of a 2 cylinder tester.

符号の説明Explanation of symbols

１ハブ輪
１ａ内側転走面
１ｂ小径段部
１ｃ加締部
１ｄ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
１１ｂ従動側スリップリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hub wheel 1a Inner rolling surface 1b Small diameter step part 1c Clamping part 1d Wheel mounting flange 2 Inner ring 2a Inner rolling surface 3 Outer member 3a Outer rolling surface 3b Car body mounting flange 4 Rolling element 5 Inner member 6 Hub bearing 7 Seal member 8 Seal member 9a Drive side cylinder 9b Drive side cylinder 10a Drive side tachometer 10b Drive side tachometer 11a Drive side slip ring 11b Drive side slip ring

Claims

自動車の車輪を回転支持し、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、
前記摺接部位を潤滑するグリースが封入されてなり、該グリースは、基油と、増ちょう剤とを必須成分とし、
前記基油は鉱油を含み、該基油の 100℃における動粘度が 14〜21 mm²/sec であり、
前記増ちょう剤が、芳香族ジイソシアネートと、脂環族モノアミンおよび芳香族モノアミンから選ばれた少なくとも１種のモノアミンとの反応で得られるウレア系化合物であることを特徴とするハブベアリング。 A hub bearing that rotatably supports the wheel of an automobile and has a sliding contact portion made of carbon steel for machine structure,
Grease for lubricating the sliding contact portion is enclosed, and the grease has base oil and a thickener as essential components,
The base oil comprises a mineral oil, Ri kinematic viscosity 14 to 21 mm ² / sec der at 100 ° C. of the base oil,
A hub bearing , wherein the thickener is a urea compound obtained by a reaction of an aromatic diisocyanate with at least one monoamine selected from an alicyclic monoamine and an aromatic monoamine .

前記基油が、動粘度の異なる２種の鉱油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。 The hub bearing according to claim 1 , wherein the base oil is a mixed oil of two kinds of mineral oils having different kinematic viscosities .

前記増ちょう剤が、グリース全体に対して 1〜40 質量％含有されることを特徴とする請求項１または請求項２記載のハブベアリング。 The hub bearing according to claim 1 or 2 , wherein the thickener is contained in an amount of 1 to 40 mass% with respect to the entire grease.

前記基油の 100℃における動粘度が 14.1〜18 mmThe base oil has a kinematic viscosity at 100 ° C of 14.1 to 18 mm ²² /sec であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のハブベアリング。4. The hub bearing according to claim 1, wherein the hub bearing is / sec.