专利名称：封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及在汽车发动机的传动带系统等中带轮用滚动轴承等所使用的封入润 滑脂的外轮旋转用滚动轴承。
背景技术：
通常，在用于使外轮旋转的滚动轴承中，被封入到其内部的润滑脂受到离心力的 作用而其流动被抑制，因此与内轮旋转的滚动轴承相比，难以在所需要的部位形成油膜的 事实是众所周知的。参照图1进行说明，滚动轴承设置成在同心配置的内轮2和外轮1之间夹装多个 滚动体3，并用保持器4保持该多个滚动体3，密封部件5对轴向两端的开口部进行密封，从 而将润滑脂G封入其内部。附着在内轮2内侧的润滑脂G，与处于固定的状态下的内轮2构成一体，保持几乎 不流动的状态，因此很少发挥对轴承的润滑作用。另外，附着在外轮1内侧的润滑脂G，由于 滚动轴承的旋转而在离心力的影响下处于贴附在外轮1上的状态，因此除了被保持器4摇 动的情况外，均为只能一点点地供给到轴承内部的状态。在这样的状态下使用的封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承，即使润滑脂一点点漏 出，润滑油也几乎不能被供给到滚动轴承的摩擦面，因此由于润滑不足而产生杂音，并且使 转矩也变得不稳定。对存在这样问题的封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承进行改进，已知有以下的滚 动轴承，即，在滚动轴承的内部填充40°C的动粘度30 70cSt的润滑脂，其填充量被调整为 相对于轴承内部的全部空间体积的5 20% (专利文献1)。然而，专利文献1所记载的滚动轴承，是硬盘驱动用、或支承空调设备的送风电机 轴的滚动轴承，而不是能够应对在室外的低温状态的滚动轴承，因此不是针对寒冷时的异 常噪声或在高温下延长使用寿命进行了改进的滚动轴承。另一方面，在汽车发动机的传动带系统中，可列举出驱动凸轮轴的同步带和对电 装、辅助设备进行驱动的辅助设备传动带，它们使用带轮单元。在这样的带轮单元中，有对传动带赋予适当的张力的张紧轮，和适宜地引导传动 带的惰轮，作为带轮的形状，有引导传动带的槽侧的正面带槽带轮，和引导传动带的平坦部 的背面平带轮。带轮单元具有封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承，带轮旋转自如地被支承， 作为被封入的润滑脂的基础油是使用酯油或醚油(专利文献2)。专利文献1 日本特开2001-123190号公报专利文献2 日本特开2005-060482号公报然而，上述现有的封入润滑脂的滚动轴承存在以下问题对于润滑脂的耐用极限、 寒冷时的噪声以及润滑脂泄漏的所有问题不能一下子解决，因而将润滑脂的性能进行组合 而得到上述的特性是非常容易的。另外，关于在小荷载时使用的硬盘驱动器用滚动轴承或支承7000rpm左右转速比较低的空调设备的送风电机轴等的滚动轴承，对于其润滑脂封入量，也不能将基础油的动 粘度等技术信息原封不动地用于汽车发动机的传动带系统等所使用的外轮旋转用滚动轴 承中。
发明内容
因此，本发明的课题在于，为了解决上述问题提供一种封入润滑脂的外轮旋转用 滚动轴承，其能够作为针对外轮旋转所使用的滚动轴承中的润滑脂的寿命长期化、抑制寒 冷时的异常噪声以及防止润滑脂泄漏全都能够具有优良评价的封入润滑脂的外轮旋转用 滚动轴承，特别是能够作为汽车发动机的传动带系统所使用的带轮用滚动轴承来使用。为了解决上述课题，本发明是一种封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承，其中，在使 外轮旋转而被使用的滚动轴承的内部，封入含有40°C时动粘度为13 73cSt的基础油和尿 素系增稠剂的润滑脂，该润滑脂的封入量为滚动轴承内部的全部空间体积的20%以上，并 且为静止空间体积的80%以下的体积比。在此，上述“全部空间体积”是指，从内轮和外轮之间的空间体积中去掉滚动体和 保持器的体积而得到的体积。另外，上述“静止空间体积”是指，在内轮、外轮以及密封部件的空间体积中的轴承 旋转时，滚动体和保持器不经过的空间的体积。如上所述构成的本发明涉及的外轮旋转用滚动轴承，通过使用40°C时的动粘度为 13 73cSt的基础油作为润滑脂的基础油，从而满足润滑所需的粘度，并且不易使由渗出 到轴承内的基础油的搅拌阻力引起的温度上升，能够将实际安装于汽车发动机的传动带系 统等的外轮旋转用滚动轴承使用时的轴承温度抑制到大约160°C以下。由于40°C时动粘度小于13cSt的软润滑脂，不能成为对滚珠轴承(例如深槽滚 珠轴承)进行所需润滑的润滑脂，因此不是优选的。另外，从后述的试验结果可知，超过 73cSt的硬润滑脂因润滑脂的搅拌阻力而产生的发热量增大，因此外轮旋转用滚动轴承在 10000 20000转的高速旋转的状态下使用时的轴承温度会超过140°C，易使润滑脂劣化， 因此不是优选的。上述润滑脂的封入量被限定为滚动轴承内部的全部空间体积的20%以上，且为静 止空间体积的80%以下的体积比的量。由于润滑脂的封入量为滚动轴承内部的全部空间体积的20%以上的体积比，因此 与小于20%的封入量的情况相比，能够显著地延长在高速旋转(例如20000转/分)的状 态下的耐久使用时间(寿命)(350小时以上)。另外，体积比小于全部空间体积的20%的 润滑脂的封入量，其耐久使用时间(寿命)为100小时左右，是相当短的耐用极限。另外，由于润滑脂的封入量为滚动轴承内部的静止空间体积的80%以上的体积 比，因此能够充分地发挥润滑作用，能够延长耐久使用时间(寿命)。另外，当填充润滑脂超 过静止空间体积的80%时，会发生从滚动轴承漏出润滑脂的情况因此不是优选的，而且封 入那样过量的润滑脂时，会使轴承温度上升的倾向升高，特别是填充润滑脂超过静止空间 体积的85%时，则轴承温度的上升变得更为显著。另外，在本发明中，即使将滚动轴承在冬季室外，例如在成为冰点以下的气温时使 用时也不会在寒冷时发生异常噪声，因此优选封入基础油为含有酯油15重量％以上的基础油的润滑脂的外轮旋转用滚动轴承。作为发挥上述作用的润滑脂的实施方式，基础油为酯油和聚α烯烃油的混合油， 此外由于基础油是酯油15 95重量％和聚α烯烃油5 85重量％的混合油，因而能够 防止寒冷时发生异常噪声以及发挥所需的润滑性从而得到所期望的润滑脂寿命，因此是优 选的。另外，作为封入到外轮旋转用的滚动轴承中的润滑脂，需要有适当的流动性，因此 为了充分地形成油膜，作为尿素系增稠剂，优选脂肪族尿素或脂环族尿素、或者两者并用的 尿素系增稠剂。另外，作为尿素系增稠剂，在采用芳香族双脲的情况下，为了确保如上所述的适当 的流动性，优选为封入基础油采用酯油15 95重量％和聚α烯烃油5 85重量％的混 合油，且40°C时动粘度在54cSt以下的润滑脂的外轮旋转用滚动轴承。本发明在封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承中，使用将规定动粘度的基础油用尿 素系增稠剂增稠了的润滑脂，并且在滚动轴承内部封入了规定量的某种程度流动性好的润 滑脂，因此能够成为兼具下述优点的润滑脂，即不使润滑脂泄漏、进而寒冷时难以产生异 常噪声，而且能够抑制旋转时温度上升、防止润滑脂劣化从而延长润滑脂的寿命。另外，在上述滚动轴承中，封入基础油采用酯油和聚α烯烃油的混合油的润滑脂 的外轮旋转用滚动轴承，具有使发挥防止寒冷时产生异常噪声的性能以及充分的润滑性的 优点这种特别突出的优点。在上述的外轮旋转用滚动轴承中，具有以下优点作为润滑脂的尿素系增稠剂，采 用脂肪族尿素或脂环族尿素或者两者并用的增稠剂，作为封入外轮旋转用的滚动轴承的润 滑脂，具有适当的流动性、能够充分地形成油膜的优点。
图1是封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承的剖视图。图2是表示滚动轴承内的润滑脂的封入量与轴承寿命的关系的图表。图3是表示滚动轴承内的润滑脂的初始封入量与试验后轴承内残余量的关系的 图表。附图标记说明1...外轮；2...内轮；3...滚动体；4...保持器；5...密封部件；Α...滚动轴承；
G...润滑脂。
具体实施例方式根据附加的
本发明所使用的外轮旋转用滚动轴承的构造。如图1所示，实施方式的深槽滚珠轴承型的外轮旋转用滚动轴承，是将多个球形 的滚动体3夹设于同心配置的外轮1和内轮2之间，保持该多个滚动体3的保持器4以及 固定在外轮1上的密封部件5对轴向两端的开口部进行密封的轴承，在滚动轴承A的内部 封入将40°C的动粘度在13 73cSt以下的基础油用尿素系增稠剂增稠了的润滑脂G，该润 滑脂G只以轴承内部的全部空间体积的20%以上，且静止空间体积的80%以下的体积比封 入。
本发明所使用的40°C时的动粘度在13 73cSt以下的基础油，具有所需的润滑性 并且具有能够抑制滚动轴承的温度上升的基础油粘度。外轮旋转用滚动轴承，是在由自发热引起的轴承温度上升为140°C的情况下，尽可 能具有1000小时的寿命，或者根据情况要求有400 900小时的使用耐久性，然而在采用 超过73cSt的高粘度的基础油时，因润滑时的发热作用而超过140°C从而缩短寿命，因此不 是优选的。另外，40°C时动粘度小于13cSt的基础油，对于在外轮旋转用滚动轴承中多采用 的深槽滚珠轴承，则难以形成所需厚度的油膜。作为基础油的种类，可以采用公知的合成润滑脂或矿物油，其中可以优选将石蜡 系矿物油或环烷系矿物油等矿物油类，聚-α-烯烃油(PAO)等合成碳化氢油类，作为聚苯 醚或者二烷基醚或烷基苯基醚的二烷基二苯基醚油、烷基三苯基醚油、烷基四苯基醚油等 的醚油类、或者二酯油、多元醇酯油或者它们的复合酯油、芳香族酯油、碳酸脂油等脂油类 等单独或相互混合使用。其中考虑高温的耐燃寿命，S卩，与此相关的耐热性和耐氧化性的优劣，则依次优选 为醚油、中粘度ΡΑ0、低粘度ΡΑ0。为了对这样的基础油增稠而配合的增稠剂，采用尿素系增稠剂。对脂肪族双脲、脂 环式双脲、芳香族双脲进行比较，对于结晶构造的稳定性、耐热性、剪切稳定性、附着性、抗 泄漏性而言，脂环式双脲比较优越。对于转矩、加压输送性、流动性而言，依次优选为脂肪族 双脲和脂环式双脲。实施例实施例1 9，比较例1、2。将含有表1所示的粘度(40°C、动粘度)的基础油、增稠剂的润滑脂调制成该表所 示的稠度，供进行以下表示的(a)高温寿命测定试验和(b)寒冷时异常噪声发生试验，并将 它们的结果一起记录在表1中。(a)高温寿命测定试验将1.8克润滑脂封入到深槽滚珠轴承(NTN公 司制6204LLB、两侧非接触橡胶密封件、高碳铬轴承钢、内径X外径X宽 Φ 20mmX Φ47mmX 14mm)中。该润滑脂的封入量为滚动轴承内部的全部空间体积的40%。 使得到的滚动轴承在轴向荷载800N、140°C的环境中以16000rpm的转速进行外轮旋转，并 测量产生润滑不良为止的寿命时间。(b)寒冷时异常噪声发生试验将1. 8克润滑脂封入到深槽滚珠轴承 (NTN公司制6204LLB、两侧非接触橡胶密封件、高碳铬轴承钢、内径X外径X宽 Φ 20mmX Φ47mmX 14mm)中。该润滑脂的封入量为滚动轴承内部的全部空间体积的40%。 使得到的滚动轴承，对在轴向荷载125N、-20°C的环境中以2700rpm的转速下的三个试验轴 承，各进行10次起动，以百分比求出寒冷时发生异常噪声的概率。表 权利要求
一种封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承，其中，在使外轮旋转而被使用的滚动轴承的内部，封入含有40℃时动粘度为13～73cSt的基础油和尿素系增稠剂的润滑脂，该润滑脂的封入量为滚动轴承内部的全部空间体积的20％以上，并且为静止空间体积的80％以下的体积比。
2.根据权利要求1所述的封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承，其中， 基础油是含有酯油15重量％以上的基础油。
3.根据权利要求1或2所述的封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承，其中， 基础油是酯油和聚α烯烃油的混合油。
4.根据权利要求3所述的封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承，其中， 基础油是酯油15 95重量％和聚α烯烃油5 85重量％的混合油。
5.根据权利要求1所述的封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承，其中，尿素系增稠剂是脂肪族尿素或脂环族尿素、或者两者并用的尿素系增稠剂。
6.根据权利要求1所述的封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承，其中，尿素系增稠剂是芳香族双脲，基础油是酯油15 95重量％和聚α烯烃油5 85重 量％的混合油。
全文摘要
本发明提供一种封入润滑脂的外轮旋转用滚动轴承，其对于外轮旋转所使用的滚动轴承中的润滑脂的耐用极限长期化、抑制寒冷时的噪声以及防止润滑脂泄漏全都具有优良评价。在带轮轴承等外轮旋转所使用的滚动轴承(A)的内部，封入将40℃的动粘度为13～73cSt以下的基础油用尿素系增稠剂增稠了的润滑脂(G)，该润滑脂的封入量为轴承内部的全部空间体积的20％以上，并且为静止空间体积的80％以下的体积比。
文档编号C10M105/32GK101983294SQ20098011220
公开日2011年3月2日 申请日期2009年3月16日 优先权日2008年4月8日
发明者坂口健太 申请人:Ntn株式会社