专利名称：润滑脂、滚动轴承、均速联轴节和转动部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及在高负荷下的润滑性和耐负荷性优异的润滑脂、封入了该润滑脂的滚动轴承和均速联轴节以及用于飞机、铁道车辆、建筑机械、汽车电仪辅机、汽车轮毂等的转动部件。
滚动轴承涉及车轮用滚动轴承或者用于车轮支承用滚动轴承单元的滚动轴承。车轮用滚动轴承涉及铁道车辆的车轴用轴承、用于主电机轴承的铁道车辆用滚动轴承、对于汽车悬吊架装置操纵车辆自如回转用的车辆支承装置用滚动轴承、以及压延机辊颈用滚动轴承。
均速联轴节涉及用于汽车的柱塞型均速联轴节或固定型均速球节用润滑脂以及封入该润滑脂均速联轴节。
背景技术：
现在，在高负荷条件下使用封入润滑脂的轴承时，润滑脂的润滑膜容易破裂。当润滑膜皮裂时，造成金属接触，会产生发热、磨耗增大的不良状态。为此，使用含耐特压剂(EP剂)润滑脂来减缓上述不良状态。
随着滚动轴承的使用条件过于苛刻，要求润滑脂必须提高润滑性和高负荷性，防止由润滑油膜破裂造成的金属接触。特别是滚动轴承有轴承环，在轴承环部转动体和轨道环滑动，因此，在轴承环部容易引起润滑油膜破裂。
已知，以从聚四氟乙烯、二硫化钼和二硫化氨基甲酸钼(以下简称为MoDTC)的组中选出的固体润滑剂5～1000重量份，对三聚氰胺(异)三聚氰酸附加物100重量份的比例混合的含有固体润滑剂的润滑脂(专利文献1)。还已知，含有有机铋化合物形成的滚动轴承用耐特压润滑脂组合物(专利文献2)。还知道，含有以减少磨耗为目的的MoDTC和多硫化合物的润滑脂(专利文献3)。
铁道车辆用轴承大体分为车辆用轴承、主电机用轴承。关于车辆用轴承，通过安装于车底架的圆锥滚子轴承支承车辆的两端部；主电机用轴承，通过安装于车底架的滚柱轴承或滚珠轴承支承电动机回转轴的输出侧的两端部。
至于支承如后轮驱动车辆的前轮那样的非驱动轮的车轮支承装置，在设于转向节的心轴杆(转向节轴)上安装两个滚动轴承，在由该滚动轴承回转自如支承的心轴套的外径面上设法兰，通过设于该法兰的嵌入螺栓和与该螺栓螺纹连接的螺母，安装制动装置的制动鼓和车轮的轮盘。
另外，在设于转向节的法兰上安装垫板，通过该垫板支撑向制动鼓供给制动力的制动机构。
在如上述的车轮支承装置，作为回转自如支承心轴套的滚动轴承，使用负荷容量大、刚性高的圆锥滚子轴承。该圆锥滚子轴承通过填充于心轴杆和心轴套之间的润滑脂进行润滑。
直到现在，作为在高速下承载高负荷的铁道车辆用轴承和车辆支承装置的例，已知有封入了如下述特征的润滑脂的铁道车辆用轴承，即该润滑脂中，含有从镍、碲、硒、铜、铁中选出的金属的有机金属化合物相对于润滑脂总量的比例为20重量％以下(专利文献4)。
压延机用辊颈轴承，一般，内环具有一个双列内环，同时，外环具有一个双列外环和通过定距片配置于该双列外环的两端侧的两个单列外环。在内环和外环之间，在周方向转动自如地配置着4列转动体，在外环的两端部安装环形密封部件。
压延机用辊颈轴承，在钢铁生产工厂的压延工序，使用在喷射以水为主成分的压延水的环境中，因此，存在如果水浸入轴承内部、使润滑油膜破裂而引起因润滑不良造成的轴承早期损伤的问题。
为了解决这种问题，已知如下述的例在外环的两端部安装环形密封部件，使该密封部件的密封唇边部与内环的外周面接触，与此同时，在一个双列内环的对接端的内周侧安装中间密封部件，通过在中间密封部件形成排气机构用的切口，即使由于温度变化、轴承内部空气膨胀收缩，也自动使轴承内外的压差平衡，从而水等不会浸入轴承内部(专利文献5)。
可是，当把上述结构的滚动轴承用于压延机用辊颈轴承时，要装于外环的轴方向两端的环形密封部件的密封唇边部通常是与内环的外周面线接触型，因此，在为了修磨频繁装拆压延辊的环境下，密封唇边部损伤显著，因此，存在压延水或冷却水浸入轴承内部达到润滑脂的20％以上，从而混入润滑剂(通常使用アドレツクス、アレバニア等锂系增稠剂的脂膏润滑剂)内，使润滑功能降低，引起因润滑不良造成的轴承早期损伤的问题。
关于汽车的车轮支承用滚动轴承单元，已知以内环为静止侧轨道环以衬套为回转侧轨道环的结构的第一例，以及，以外环为静止侧轨道环、以衬套为回转侧轨道的结构的第二例(专利文献6)。
首先，参照图12说明车轮支承用滚动轴承单元的现有结构的第一例。图12是表示车轮支承用滚动轴承单元的现有结构的第一例的剖面图。构成车轮的轮1，通过如图12所示的车轮支承用滚动轴承单元2，回转自如支承于构成悬吊架装置的车轴3的端部。即，在固定于该车轴3的端部的心轴杆4上，外嵌作为构成上述车轮支承用滚动轴承单元2的静止侧轨道环的内环5、5，并且由螺母6固定。另一方面，在构成上述车轮支承用滚动轴承单元2的回转侧轨道环的衬套7上，通过多根嵌入螺栓8、8和螺母9、9结合固定上述轮1。
在上述衬套7的内周面上分别形成作为回转侧转送面的双列的外环转送面10a、10b；在外周面上形成安装法兰11。上述轮1与用于构成制动装置的鼓12一起，通过上述各嵌入螺栓8、8和螺母9、9结合图定子上述安装法兰11的一侧面(图示的例中的外侧面)。
在本说明文件中，关于轴方向，“外”是指在车辆组装的状态幅方向外侧而言，“内”是指幅方向中央侧而言。
在上述各外环转送面10a、10b与形成于上述各内环5、5的外周面的分别作为静止侧转送面的各内环转送面13a、13b之间，分别以通过保持器15、15保持的状态、转动自如地设置多个作为转动体的球14、14。通过这样组合各构成部件，构成作为背面组成的双列止推型球轴承，在上述各内环5、5的周围，回转自如地，并且自如承载径向负荷和轴方向负荷地支承上述衬套7。另外，在上述衬套7的两端部内周面与上述各内环5、5的端部外周面之间，分别设置密封环16a、16b，把设置上述各球14、14的空间和内部空间17切断。
另外，还由帽18封堵上述衬套7的外端开口部。
在上述那样的车轮支承用滚动轴承单元2使用时，如图12所示，在车辆3上固定外嵌固定了内环5、5的心轴杆4，同时，在衬套7的安装法兰11上固定组装了没图示的轮胎的车轮1和鼓12。另外，该鼓12和支承于固定在上述车轴3的端部的垫板19的没图示的车轮刹车泵、闸瓦组合构成制动用的鼓制动器。在制动时，把设于上述鼓21的内径侧的一对闸瓦按压在该鼓12的内周面上。还在上述内部空间17内封入润滑脂，进行上述外环转送面10a、10b、内环转送面13a、13b和上述各球14、14的转道面之间的滚动接触部的润滑。
以下，参照图13说明车轮支承用滚动轴承单元的现有结构的第二例。图13是表示车轮支承用滚动轴承单元的现有结构的第二例的剖面图。在图13所示的车轮支承用滚动轴承单元2a的场合，在作为静止侧轨道环的外环20的内径侧，通过作为各个转动体的多个球14、14回转自如地支承着回转侧轨道环的衬套7a。为此，在上述外环20的内周面分别设置作业各静止侧转送面的双列的外环转送面10a、10b；在上述衬套7a的外周面分别设置作为各回转侧转送面的第一、第二内环转送面21、22。该衬套7a由衬套本体23和内环24组成而成。在该衬套本体23的外周面的外端部设支承车轮用的安装法兰11a，在同本体23的中间部设上述第一内环转送面21，在同本体23的靠近内端部设置比形成了第一内环转送面21的部位径小的台部25。而且，在该小径的台部25上外嵌在外周面上设置了剖面是圆弧形的上述第二内环转送面22的上述内环24。还通过使上述衬套本体23的内端部向径方向外方塑性变形的铆接部26挤压上述内环24的内端面，使该内环24对上述衬套本体23固定。
另外，在上述外环20的两端部内周面与上述衬套本体23的中间部外周面以及上述内环24的内端部外周面之间，分别设置密封环16c、16d，在上述外环20的内周面与上述衬套7a的外周面之间，把设置了上述各球14、14的内部空间17a与外部空间切断。
在该内部空间17a内封入润滑脂，进行上述外环转送面10a、10b，内环转送面21、22和上述各球14、14的转道面之间的滚动接触部的润滑。
在该滚动轴承部的润滑中，为了防止润滑脂的润滑膜破裂，使用含耐特压剂(EP剂)的润滑脂，以减轻其润滑油膜的破裂。
例如，已知含有机铋化合物的滚动轴承用耐特压脂膏润滑剂组成物(专利文献2)。另外还知道含有以减低磨耗为目的的MoDTC和聚硫化合物的润滑脂(专利文献3)。
均速联轴节，对于近年的高性能汽车，在发生的严酷工作条件下未必能够说满足。用作柱塞型均速联轴节的双偏置型均速联轴节和十字槽型均速联轴节等，或者，用作固定型均速球节的バ一フイ一ルドジヨイント等都具有用多个球传递扭矩的结构。这些均速联轴节中，在回转时高面压下，通过复杂的滚动滑动的往复运动，在球以及与球接触的金属表面反复施加应力，容易发生因金属疲劳造成的挠曲现象。由于近年的发动机高输出功率化和因为燃油费上涨的汽车的轻量化，联轴节的尺寸也减小，因此，形成相对高面压，以现在的润滑脂不能充分防止挠曲现象。另外也必须提高润滑脂的耐热性。
现在，关于这样的均速联轴节用润滑脂，为了防止润滑脂的润滑膜破裂，使用含耐特压剂(EP剂)润滑脂，以减轻其润滑油膜的破裂。
例如，已知在尿素系润滑脂中配合有机钼化合物的润滑脂(专利文献7)，在尿素系润滑脂中配合二硫化钼、MoDTC和含硫有机锡化合物的润滑脂(专利文献8)。
滚动轴承和均速联轴节，由于高速、高负荷这样的过于严酷的使用条件，特别用于在滚子的大端面和环凸部，轨道环凸滑动运动，因此，润滑脂的润滑油膜容易破裂。当润滑油膜破裂时，就引起金属接触，发生发热、磨耗增大的不良状态。
因此，有必要提高高速、高负荷下的润滑性和耐负荷性，防止因润滑油膜破裂造成的金属接触，使用含耐特压剂润滑脂，以减轻上述不良状态。
另外，滚动轴承和均速联轴节，在内、外环的转送面和转动体“滚子”之间发生滚动磨擦，在轴承环凸与“滚子”之间发生滑动磨擦。与滚动磨擦相比滑动磨擦磨耗大，因而，如果使用条件过于严酷，就容易发生轴承环凸部的烧结磨损。为此，存在润滑脂的更换操作频繁，不能实现保养免费化的问题。
另外，随着滚动轴承和均速联轴节的使用条件是dN值10万以上这样的高速条件下的润滑等过于严酷，用现有的润滑脂不能充分防止挠曲现象，存在均速联轴节的使用困难等问题。
现在，关于滚动部件和滚动轴承，在封入润滑脂滚动轴承用于高负荷下的场合，润滑脂的润滑油膜容易破裂。如果润滑油膜破裂就引起金属接触，发生发热、磨耗增大的不良状态。为此，使用含耐特压润滑脂以减轻该不良状态。
已知，以提供低磨擦、低磨耗、充分提高耐负荷性、耐烧结性的滑动部件或滚动部件以及滚动轴承为目的，与有机磷化合物、有机硫化合物、有机氯化合物和有机金属化合物的至少一种进行化学反应，而形成0.05～0.5μm厚的上述化合物反应膜层的滑动部件和滚动部件(专利文献9)。
另外，已知从改善转动部件中的边界油膜润滑条件下的磨擦特性、减少磨擦特性中的个别的不均匀、能够稳定长时间延长轴承使用期限的转动部件为目的，形成硫化磷酸金属盐覆膜的转动部件(专利文献10)。
可是，上述的在滑动面的磨耗的降低效果都不充分，存在在高温并且高速度的使用条件下长期耐久性不足的问题。
另外，即使在封入了润滑油的滚动轴承中，随着滚动轴承的使用条件过于严酷，有必要提高润滑性和耐负荷性，防止伴随润滑油膜破裂发生的金属接触。特别是滚动轴承有轴承环，在环部转动体和轨道环凸滑动运动，因此，存在在环部容易引起润滑油膜的破裂的问题。
专利文献1特开昭61-12791号公报；专利文献2特开平8-41478号公报；专利文献3特开平10-324885号公报；专利文献4特开平10-17884号公报；专利文献5特开2000-104747号公报；专利文献6特开2001-221243号公报；专利文献7特开昭63-462991号公报；专利文献8特开平10-183161号公报；专利文献9特开平2-256920号公报；专利文献10特开平11-30236号公报；发明内容本发明要解决的课题是，提供在高速、高负荷下发生滚动滑动的状态中，防止润滑面的磨耗、防止挠曲性能、耐热性能和长期耐久性优异的润滑脂，封入润滑脂的滚动轴承、均速联轴节和转动部件。
本发明的润滑脂，在向基油至少配合增稠剂形成的基脂膏中，添加从铋和无机铋化合机(以下把“无机铋化合物”略称为“无机铋”。)中选择的至少一种物质。
相对于上述基脂膏和上述物质的合计量，添加0.01～15重量％的从上述铋和无机铋选择的至少一种物质。
上述铋是铋粉。
上述无机铋是从硫酸铋、三氧化铋、碳酸铋和铋酸钠中选择的至少一种无机铋。
上述基油是从聚-α-烯烃油、矿油、酯油和醚油中选择的至少一种油。
上述基油以在40℃的动粘度是20～200mm2/s为特征。
上述增稠剂是从尿素系化合物和锂皂中选择的至少一种化合物。
本发明的滚动轴承具有内环、外环和位于该内、外环之间的多个转动体，在该转动体的周围封入上述润滑脂。
本发明的均速联轴节是通过轨槽和转动体的接合进行转矩的传递，通过上述转动体沿上述轨槽转动进行轴方向移动的均速联轴节，在该均速联轴节封入润滑脂。
另外，本发明的转动部件是，在表面形成从铋和无机铋选择的至少一种物质的覆膜的转动部件，该转动部件与上述润滑脂接触使用。
发明效果本发明的润滑脂、封入润滑脂的滚动轴承、均速联轴节和转动部件使用从耐热耐久性优的铋和无机铋中选择的至少一种物质，因而，通过向滑动界面补给这种物质、形成铋等覆膜，能够长期持续耐特压效果。因此，在高速、高负荷下产生滚动滑动的状态，能够防止在润滑面的磨耗，能够适宜利用于要求防止挠曲的性能、耐热性能和长期耐久性的铁道车辆、建筑机械、汽车电仪辅机等。
图1是滚动轴承的局部剖开立体图；图2是圆锥滚子轴承的局部剖开立体图；图3是深槽球轴承的剖面图；图4是表示耐特压性评价试验装置的图；图5是车辆用轴承的剖面图；图6是车辆支承装置的剖面图；图7是压延机辊颈用轴承的剖面图；图8是表示车辆支承用滚动轴承单元的结构的第一例的剖面图；图9是表示车辆支承用滚动轴承单元的结构的第二例的剖面图；图10是表示车辆支承用滚动轴承单元的结构的第三例的剖面图；图11是表示车辆支承用滚动轴承单元的结构的第四例的剖面图；图12是表示车辆支承用滚动轴承单元的现有结构的第一例的剖面图；图13是表示车辆支承用滚动轴承单元的现有结构的第二例的剖面图；图14是表示耐特压性评价试验结果的图；图15是表示滚动轴承耐久试验结果的图；图16是双偏置型均速联轴节的局部剖开图；图17是三口型均速联轴节的局部剖开图；图18是包括风力发电用主轴支承装置的风力发电机全体的模式图；图19是表示风力发电用主轴支承装置的图；图20是表示风力发电用主轴支承装置中的主轴支承用的轴承的设置结构图。
符号说明1，车轮；2，车辆支承用滚动轴承单元；3，车轴；4，心轴杆；5，内环；6，螺母；7，衬套；8，嵌入螺栓；9，螺母；10，外环转送面；11，安装法兰；12，鼓；13，内环转送面；14，球；15，保持器；16，密封环；17，内部空间；18，帽；19，垫板；20，外环；21，内环转送面；22，内环转送面；23，衬套本体；24，内环；25，小径台部；26，铆接部；27，外螺纹部；28，螺母；29，花键孔；31，润滑脂封入轴承；32，内环；33，外环；34，转动体；35，保持器；36，密封部件；37，润滑脂；38，轴方向两端开口部；41，回转轴；42，环形试验片；43，环形试验片；44，端面；51，圆锥滚子轴承；52，内环；53，外环；54，圆锥滚子；55，车轴；56，内环定距片；57，注入孔；61，圆锥滚子轴承；62，转向节；63，法兰；64，心轴杆；65，心轴套；66，法兰；67，嵌入螺栓；68，螺母；69，制动鼓；70，轮盘；71，轮缘；72，垫板；73，润滑脂帽；81，圆锥滚子轴承；82，内环；83，内环转送面；84，外环；85，外环转送面；86，圆锥滚子；87，保持器；88，密封部件；89，大环凸；90，密封壳；91，环形槽；92，接触形油封；101，内环；102，外环；103，轨槽；104，轨槽；105，球；106，定位规；107，球面；108，球面；109，轴；110，保持罩；111，均速联轴节用润滑脂；112，外环；113，轨槽；114，三口部件；115，脚轴；116，球面滚；117，针；121，风力发电机；122，叶片；123，主轴；124，机舱；125，轴承；126，增速机；127，发电机；128，支承台；129，电动机；130，减速机；131，内环；132，外环；133，转动体；134，保持器；135，轴承壳；136，密封；140，旋转座轴承。
具体实施例方式
通过使用封入含耐特压剂的润滑脂的轴承，在高速、高负荷下产生转动、滑动的状态，进行提高润滑性和耐负载性的研究的结果，发现使用相对于润滑脂总量，作为添加剂配合0.01～15重量％的铋或无机铋的润滑脂的滚动轴承、均速联轴节和转动部件与使用配合了铋或无机铋以外的添加剂的润滑脂的滚动轴承、均速联轴节和转动部件相比，在高负荷和滑动运动下磨耗少，长期耐久性能提高。还发现对于使用上述滚动轴承的铁道车辆用滚动轴承、车辆支承装置用滚动轴承和压延机辊颈用滚动轴承等车辆用滚动轴承，也对于车辆支承用滚动轴承单元，都同样地在高负荷和滑动运动下磨耗少，长期耐久性能提高。
认为这是因为无机铋或铋等覆膜比其他物质耐热耐久性优异，热分解难，所以能够长时间持续耐特压性效果。本发明是基于这样的结论见解的发明。
对于本发明的润滑脂必须添加铋或无机铋作为耐特压剂。也可以把一种或两种铋或无机铋混合后添加于润滑脂。另外，添加量是对于润滑脂总量为0.01％～15重量％。优选是1～10重量％。原因是，如果添加量不足0.01重量％，不能发挥耐磨耗性提高的效果，如果超过15重量％，回转时的力矩增大，发热增加，产生回转障碍。
作为能够用于本发明的润滑脂的铋或者无机铋，例如有铋(粉末)、碳酸铋、氯化铋、硝酸铋及其水合物、硫酸铋、氟化铋、溴化铋、碘化铋、氟氧化铋、氯氧化铋、溴氧化铋、碘氧化铋、氧化铋及其水合物、氢氧化铋、硒化铋、碲化铋、磷酸铋、高氯酸氧铋、硫酸氧铋、铋酸钠、钛酸铋、锆酸铋、钼酸铋等。然而对于本发明优选的是，耐热耐久性优，热分解难，耐特压性效果高的铋粉末、硫酸铋和三氧化铋。特别优选的是铋粉、三氧化铋或其混合物。
铋是除水银之外，所有金属中具有最低的导热率，比重9.8，熔点271.3℃的银白色金属。铋粉是较软的金属，受特压容易成膜。因此，粉末的粒径是能够分散在润滑脂中的粒径就可以。作为用于封入本发明的铁道车辆用轴承的润滑脂的铋粉末以5～500μm为优选。
对于用于本发明的滚动轴承、均速联轴节和转动部件的润滑脂，必须添加铋或无机铋作为耐特压剂。也可以混合一种、两种铋或无机铋进行添加。
另外，铋或无机铋的添加量是润滑脂总量的0.01～15重量％。优选是1～10重量％。因为添加量不足0.01重量％，发挥不出耐磨耗性提高的效果，另外，如果超过15重量％，回转时的转矩增大，发热量增大，发生转动障碍。
能够用于本发明的润滑脂的基油，例如有矿油、PAO油、酯油、苯基酯油、氟油，还有用费一托反应合成的合成碳化氢油(GTL基油)等。其中，使用从PAO油或矿油选择的至少一种为优选。上述的PAO油通常是α-烯烃或者异化的α-烯烃的低聚物或聚合物的混合物。作为α-烯烃的具体例，能够例举1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、1-十九碳烯、1-二十碳烯、1-二十二碳烯、1-二十四碳烯等。通常使用其混合物。另外，作为矿油，例如石蜡系矿油、萘系矿油等用于通常润滑油和润滑脂的领域的矿油都可以使用。
能够用于封入本发明的滚动轴承的润滑脂的基油以在40℃的动粘度是20～200mm2/s为优选。不足20mm2/s的场合，蒸发量增加，耐热性降低，因而，不优选。另外，如果超过200mm2s，因回转扭矩增加造成的轴承的温度上升增大，因而不优选。
能够用于封入本发明的车辆用滚动轴承和车辆支承用滚动轴承单元的润滑脂的基油以在40℃的动粘度是30～200mm2/s为优选。不到30mm2/s的场合蒸发量增加，耐热性降低，因而不优选。另外，如果超过200mm2/s，因回转扭矩增加造成的轴承温度上升增大，因而不优选。
能够用于封入本发明的均速联轴节的润滑脂的基油以在40℃的动粘度是30～500mm2/s为优选。不到30mm2/s的场合，蒸发量增加、耐热性降低，因而不优选。另外，如果超过500mm2/s，因回转扭矩增加造成的轴承温度上升增大，因而不优选。
能够用于本发明的润滑脂的增稠剂，例如有铝、锂、钠、复合锂、复合钙、复合铝等金属皂系增稠剂、下式(1)的双尿素化合物。以双尿素化合物为优选。这些增稠剂可以一种单独使用，也可以两种以上组合使用。
(式(1)中的R2表示碳元素数6～15的芳香族烃基，R1和R3表示碳元素数6～12的芳香族烃基或碳元素数6～20的脂环族烃基或碳元素数6～20的脂肪族烃基。R1和R3可以相同也可以不同)。
式(1)表示的尿素系化合物，例如，用二异氰酸盐和一元胺反应获得。二异氰酸盐例如有苯撑二异氰酸盐、二苯基二异氰酸盐、二苯基甲烷二异氰酸盐、1，5-萘撑二异氰酸盐、2，4-甲代撑二异氰酸盐、3，3-二甲基-4，4-联苯撑二异氰酸盐、辛烷二异氰酸盐、癸烷二异氰酸盐、己烷二异氰酸盐等。一元胺例如有辛胺，十二烷胺，十六烷胺，硬脂酰胺，油胺，苯胺，p-甲苯胺、环乙基胺等。
尿素化合物通过使异氰酸盐化合物和胺化合物反应获得。为了不残留有反应性的游离基，使异氰酸盐化合物的异氰酸盐基和胺化合物的胺基以大体相当的量配合为优选。
在基油中配合尿素化合物而获得用于配合各种配合剂的基脂膏。基脂膏，在基油中使异氰酸盐化合物与胺化合物反应而制成。
另外，除尿素化合物以外也可以使用聚尿素化合物。
能够用于本发明的滚动轴承和均速联轴节用润滑脂的混合稠度以160～400范围为优选。不到160，低温时的润滑性能不良，如果超过400润滑脂易泄漏，不优选。
在本发明，能够使用内部涂覆或充填润滑油或润滑脂等润滑剂的滚动轴承。这种润滑剂不特别限定品种，能够使用普通滚动轴承用润滑剂。另外，本发明的滚动轴承即使是无润滑剂的状态也能够使用。
对于本发明的润滑脂，按照需要可以使其含众所周知的添加剂。作为该添加剂，例如有有机锌化合物、胺系、酚系、硫系等的防氧化剂，苯并三唑、亚硝酸钠等的金属惰性剂，聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯等粘度指数提高剂，二硫化钼、石墨等固体润滑剂等。可以把这些添加剂单独或两种以上组合添加。
对于涉及本发明的均速联轴节用润滑脂，添加剂的配合比例是相对于基油和增稠剂的合计量100重量份为0.01～15重量份为优选。添加剂的配合比例不到0.01重量份，效果小。另外，如果超过15重量份，发热量就增大，因而温度上升。
基油的配合比例是相对于基油和增稠剂的合计量100重量份为50～95重量份为优选。基油的配合比例不到50重量份时，润滑油少容易造成润滑不良。另外，如果超过95重量份，润滑脂容易软化而容易泄漏。
能够用于本发明的车辆用滚动轴承、均速联轴节和转动部件的润滑脂也能够用于车辆用滚动轴承、均速联轴节和转动部件之外的承受高负载的轴承。
本发明的滚动轴承用润滑脂能够提高封入润滑脂滚动轴承的寿命。因此，能够作为滚柱轴承，圆锥滚子轴承，自动调心滚子轴承，滚针轴承，推力滚柱轴承，推力圆锥滚子轴承，推力滚针轴承，推力自动调心滚子轴承等的封入润滑脂使用。
为了在金属制轴承件的表面形成上述的铋等覆膜，例如，把滚动轴承在分散了铋或铋化合物的液体中浸渍之后，使轴承转动，由于此时的磨擦热等使铋或铋化合物与金属表面反应而能够形成铋等覆膜。金属制轴承件的表面通过磨擦生成活性金属表面。为了加速形成覆膜，边加温边进行为优选。
作为形成铋覆膜的其他方法，例如有真空蒸镀、物理蒸镀(PVD)、化学蒸镀(CVD)、离子镀等干式镀，电镀、无电解镀、化成处理等湿式镀。另外，也可以从铋和铋化合物选择至少一种物质，把其加热到熔点以上之后涂覆在要形成覆膜的金属制轴承表面形成铋等覆膜。
参照图1说明封入本发明的滚动轴承用润滑脂的滚动轴承。图1是滚动轴承的局部剖开立体图。滚动轴承是在内环32和外环33之间通过保持器35配置滚子34a。滚子34a在内环32的滚动面32a和外环33的滚动面33a之间受滚动磨擦，在与内环32的环凸32b之间受滑动磨擦。为了减小上述磨擦，封入滚动轴承用润滑脂。
铁道车辆用轴承中有车辆用轴承、主电机用轴承。
关于车辆用轴承使用RCT轴承。在这种RCT轴承中，特别由于滚子的大端面在凸缘部与轨道环凸滑动运动，因此，润滑脂的润滑油膜容易破裂。润滑油膜一旦破裂就造成金属接触，发生发热、磨耗增大的不良状态。
另外，关于主电动机用轴承，使用滚柱轴承、球轴承。在滚柱轴承中，如上述在滚子的大端面的凸缘部，润滑脂的润滑油膜容易破裂。另外，在球轴承中，在转动体和保持器之间产生滑动，还在转动体和轨道环之间产生差动滑动，因此，润滑脂的润滑油膜容易破裂。
参照图5说明本发明的铁道车辆用轴承的车辆用轴承。图5是车辆用轴承的剖面图。车轴55的两端部由安装在车辆底架(没图示)的圆锥滚子轴承51支承。该圆锥轴承51配置内环52、外环53、位于该内环52和外环53之间自如转动的多个圆锥滚子54、位于相邻的内环52之间的内环定距片56和向该圆锥滚54供给润滑脂的注入孔57。
另外，关于主电机用轴承，电动机回转轴的输出侧的两端部由安装在车辆底架的滚柱轴承或球轴承支承。该滚柱轴承或球轴承配置内环、外环、位于该内环和外环之间自如转动的多个滚柱或滚珠、向该滚柱或滚珠供给润滑脂的注入孔。
主电动机的转动输出从主电动机的输出回转轴方向嵌合于主电动机的输出回转轴的齿轮传动。该齿轮的转动向嵌合于车轴的齿轮啮合传动，形成车轴的转动。
参照图1说明使用本发明的滚动轴承的铁道车辆用轴承的滚动轴承。图1是滚动轴承的局部剖开立体图。该滚动轴承是在内环32和外环33之间通过保持器35配置滚子34a。滚子34a在与内环32的转动面32a和外环33的转动面33a之间受滚动磨擦，在与内环32的环凸部32b之间受滑动磨擦。为了减小上述磨擦，封入滚动轴承用润滑脂。
参照图6说明使用本发明的滚动轴承的车辆支承装置。图6是车辆支承装置的剖面图。如图6所示，转向节62上设置法兰63和心轴杆64，通过安装在该心轴杆64的外径面上的圆锥滚子轴承61a，61b，回转自如支持着作为回转部件的心轴套65。
心轴套65在外径面有法兰66，通过设于该法兰66的嵌入螺栓67和与该嵌入螺栓67螺纹连接的螺母68，安装制动装置的制动鼓69和车轮的轮盘70。71表示装于轮盘70的外径面的轮毂，在该轮毂上安装轮胎。
通过在上述转向节62的法兰63上紧固螺栓、螺母，安装制动装置的垫板72。在垫板72上支承赋予制动鼓69制动力的制动机构，然而在图中省略。
回转自如支承心轴套65的上述一对圆锥滚子轴承61a，61b，通过在心轴套65内填充的润滑脂润滑。为了防止从该圆锥滚子轴承61b向外泄漏润滑脂或者从外部浸入泥水，在心轴套65的外侧端面覆盖住圆锥滚子轴承61b，安装润滑脂帽73。
参照图2说明用于涉及本发明的车轮支承装置的圆锥滚子轴承的一例。图2是圆锥滚子轴承的局部剖开立体图。圆锥滚子轴承31b，在内环32和外环33之间，通过保持器35配置圆锥滚子34b。圆锥滚子34b在内环32的转动面32a和外环33的转动面33a之间，受滚动磨擦，在与内环32的环凸部32b、32c之间，受滑动磨擦。为了减小上述磨擦，封入滚动轴承用润滑脂。
参照图7说明使用本发明的滚动轴承的压延机辊颈用轴承。图7是压延机辊颈用轴承的剖面图。如图7所示，安装于压延机的辊颈的密封型的4列圆锥滚子轴承81，具有有4列转送面83a、83b、83c、83d的一个内环82，有单列转送面85a、85d的一对外环84a、84b和有两列转送面85b、85c的一个外环84c，在各内环82的转送面83a、83b、83c、83d和外环84a、84b、84c的转送面85a、85d、85b、85c之间转动自如配置的4列圆锥滚子86，在圆周方向按规定间隔保持圆锥滚86的保持器87。在两侧外环84a、84b的两端部安装密封部件88。在各内环82的中央部设大环凸89，在轴承使用时，圆锥滚子86一边被大环凸89导向，一边在各转送面83上转动。
圆锥滚子86在与内环的转送面83a、83d、83和外环的转送面85a、85d、85b、85c之间受滚动磨擦，在与内环82的环凸部89a、89b、89c、89d、89e、89f、89g、89h之间受滑动磨擦。为了减小上述磨擦，封入滚动轴承用润滑脂。
另外，装于外环84a、84b的密封部件88分别与内环82的外径面滑动接触而密封轴承内部。上述密封部件88由安装于两侧的外环85a、85b的端部的密封盖90a、90b和嵌入在该密封盖90a、90b的内径部形成的环形槽91的接触型油封92组成。
以下说明在实施本发明时更合适的车辆支承用滚动轴承单元的结构的4个例。
图8表示作为使用本发明的滚动轴承的车轮支承用滚动轴承单元合适的结构的第一例。第一例是用于支承从动轮(FR和RR车的前轮、FF车的后轮)的结构，是对上述的图13所示的结构进行改善，能够更降低衬套7b的回转力矩的结构。为了此目的，在第一例的场合，由盖18a封堵外形20的内端开口部，与此同时，由密封环16c封堵该外环20的外端部内周面和衬套本体23的中间部外周面之间。另外，由于设置盖18a，因而，上述图6所示的上述外环20的内端部内周面和内环4的外周面之间的密封环16d可以省略。防止泥水等异物向设置了各球14、14的内部空间17b内浸入，通过上述密封环16c和上述盖18a防止。而且，封入上述内部空间17b内的润滑脂中，铋或无机铋相对于润滑脂总量含0.01～15重量％。其他部分的结构与上述图13所示的现有结构相同。把本发明的车轮支承用滚动轴承单元应用于从动轮的场合，由于省略外环的内端部的内周面与内环外周面之间的密封环，因而，比现有结构品物能够降低衬套的回转力矩。
以下，图9表示作为涉及本发明的车轮支承用滚动轴承单元合适的结构的第二例。
第二例也是用于支承从动轮(FR和RR车的前轮、FF车的后轮)的结构。在第二例的场合，在构成衬套7c的衬套本体23a的内端部设置外螺纹部27，通过螺纹连接于该外螺纹部27的螺母28压住外嵌于上述衬套本体23a的小径台部25的内环24的内端面。与此相配合而使盖住外环20的内端开口部的盖18b的形状鼓胀，以防止干涉上述外螺纹部27和螺母28。其他结构，与上述第一例的场合相同。
以下，在图10表示作为涉及本发明的车轮支承用滚动轴承单元合适的结构的第三例。第三例是用于支承驱动轮(FR和RR车的后轮，FF车的前车轮，4WD车的全轮)的结构。
为此，在第三例的场合，在回转自如支承作为静止侧轨道环的外环20的内径侧，构成回转侧轨道环的衬套7d的衬套本体23b的中心部形成花键孔29。在向车辆组装状态，在该花键孔29内插入附属于均速联轴节的花键轴(省略图示)。
另外，在把本发明的车轮支承用滚动轴承单元应用于驱动轮时，由于在具有回转侧轨道环的衬套的衬套本体的中心部形成花键孔，因而，通过在该花键孔内连接附属于均速联轴节的花键轴，能够把均速联轴节的回转力矩确实向衬套传递。
另外，由使该衬套本体23b的内端部向径向外方塑性变形的铆接部26压住外嵌于在上述衬套本体23b的内端部形成的小径台部25的内环24的内端面，从而使上述内环24对上述衬套本体23b固定，构成上述衬套7b。而且，在上述外环20的两端部内周面与上述衬套本体23b的中间部外周面及上述内环24的内端部外周面之间，分别设置密封环16c、16d，以便把在上述外环20的内周面和上述衬套7b的外周面之间设置了各球14、14的内部空间17b与外部空间切断。其它构成与上述第一例和第二例相同。
以下，在图11表示作为涉及本发明的车轮支承用滚动轴承单元合适的结构的第四例。第四例也是用于支承驱动轮(FR和RR车的后轮、FF车的前轮、4WD车的全轮)的结构。
在第四例的场合，使外嵌于设在衬套本体23c的内端部的小径台部25、与该衬套本体23c一起构成衬套7e的内环24的内端面比该衬套本体23c的内端面向内方凸出。在向车辆组装的状态，没图示的均速联轴节的外端面对接在上述内环24的内端面，防止该内环24从上述小径台部25脱落。至于其他的结构与上述的第三例的场合相同。
以下，说明构成适宜应用于涉及本发明的车轮支承用滚动轴承单元的上述结构的4个例的润滑脂的铋或无机铋、基油、增稠剂和添加剂。
能够封入使用了铋或无机铋的润滑脂的车轮支承用滚动轴承不局限于涉及本发明的车轮支承用滚动轴承单元的上述结构的4个例，对于上述现有结构的两个例也能够适用使用了铋或无机铋的润滑脂。
本发明的均速联轴节封入上述均速联轴节用润滑脂，例如，关于柱塞型均速联轴节，作为代表的有双偏置型均速联轴节和三口型均速联轴节。双偏置型均速联轴节如图16所示，在外环102的内面和球形内环101的外面，等角度形成轴方向六条轨槽103，104，用定位规106支承组装入该轨槽103、104之间的球105，把该定位规106的外周形成球面107并且把其内圆形成与内环101的外周相配的球面108，使各球面107、108的中心B、C在外环102的轴心上、在轴方向位置偏移。
另外，用保护罩110盖住外环102的外周和轴109的外周，在其内部密封充填本发明的均速联轴节用润滑脂111。柱塞型均速联轴节与上述的滚动相比滑动的要素非常多。由于封入使用了耐热耐久性优异的铋或无机铋的润滑脂，因而，通过向滚动滑动接触部补给铋或无机铋，能够长期持续耐特压效果。
另一方面，三口型均速联轴节如图17所示，在外环112的内面等角度形成轴方向的三条圆筒形轨槽113，在组装入外环112内侧的三口部件114上设置三条脚轴115，在各脚轴115的外侧嵌合球面滚子116，通过在该球面滚116和脚轴115之间组装入针117，支承球面滚116能够转动并且能够轴方向滑动，把该球面滚116嵌合在上述轨槽113内。
另外，用保护罩110盖住外环112的外周和轴109的外周，在其内部密封充填本发明的均速联轴节用润滑脂111。
在上述结构的柱塞型均速联轴节中，通过轨槽103、104与球105的接合，以及轨槽113与球面滚116的接合进行回转力矩传递，对柱塞，球105沿轨槽103，球面滚116沿轨槽113分别转动，把这些吸收。
可是，联轴节在取动作角的状态传递回转力矩时，在双偏置型均速联轴节，在轨槽103、104和球105的嵌合中发生滚动和滑动，另外，在定位规106和外环102以及定位规106和内环101之间发生滑动。另一方面，在三口型均速联轴节，在轨槽113和球面滚116之间发生滑动。本发明的均速联轴节封入使用了耐热耐久性优的铋或无机铋的润滑脂，因而，通过向滚动滑动接触部补给铋或无机铋，能够长期持续耐特压性效果。
另外，形成本发明的铋等覆膜的滚动轴承，不特别限定其形式。
本发明的滚动轴承的一例示于图3。图3是封入润滑脂的深槽球轴承的剖面图。
深槽球轴承31，同心配置在外周面具有内环转动面32a的内环32和在内周面具有外环转动面33a的外环33，在内环转动面32a和外环转动面33a之间配置多个转动体34。
涉及本发明的铋等覆膜形成于从内环转动面32a、外环转动面33a和转动体34的表面选择的至少一个接触表面。
另外，被固定在保持该多个转动体34的保持器35和外环33等上的密封部件36分别设于内环32和外环33的轴方向两端开口部38a、38b。另外，至少在转动体34的周围封入润滑脂37。
密封部件36可以是金属制或橡胶制的单独成形体，也可以是橡胶成形体和金属板、塑料板、陶瓷板等的复合体。从耐久性、容易固定方面看以橡胶成形体和金属板的复合体为优选。
本发明的滚动轴承的另一例示于图2。图2是圆锥滚子轴承的局部剖开立体图。圆锥滚子轴承31b是在内环32和外环33之间通过保持器35配置圆锥滚子34b。圆锥滚子34b在与内环32的转动面32a和外环33的转动面33a之间受滚动摩擦，在与内环32的环凸部32b、32c之间受滑动磨擦。
涉及本发明的铋等覆膜形成于从内环32的转动面32a、外环33的转动面33a和圆锥滚子34b的表面选择的至少一个接触表面。
另外，为了减小其磨擦，封入滚动轴承用润滑脂。
能够用于本发明的转动部件的材料是能够用于轴承部件(内外环、转动体、保持器等)的众所周知的金属材料，不特别限定金属材料的种类。作为具体例，作为轨道环用材料，例如有轴承钢(高碳铬轴承钢JIS G 4805)、硬化钢(JIS G4104等)、高速钢(AMS6490)、不锈钢(JIS G4303)、高频硬化钢(JIS G4051)，作为保持器用材料，例如有冲剪保持器用钢板(JIS G 3141等)、切制保持器用碳钢(JIS G4051等)、切制保持器用高强度黄铜铸材(JIS H5102等)。还能够采用配合了刨金属、铅和锡的白色金属及其他轴承合金。
能够用于本发明的转动部件，只要在转动部件的接触表面形成铋等覆膜就可以，不特别限定该覆膜的形成方法。
参照图18和图19说明本发明的风力发电用主轴支承装置。图18是包括风力发电用主轴支承装置的风力发电机全体模式图，图19是表示图18的风力发电用主轴支承装置的图。如图18和图19所示，风力发电机121是由设置在机舱124内的轴承壳135内的轴承125回转自如支承安装了风车叶片122的主轴123，还在机舱124内设置了增速机126和发电机127。增速机126把主轴123的转动增速后向发电机127的输入轴传递。机舱124通过旋转座轴承140旋转自如地设置在支承台128上，由图19的旋转电动机129驱动，通过减速机130旋转。机舱124的旋转使叶片122的朝向对向风向。主轴支承用轴承125，在图19的例设置两个，但是也可以设置一个。
参照图20说明主轴支承用轴承125的设置结构。图20是表示本发明的风力发电用主轴支承装置中的主轴支承用的轴承125的设置结构的图。轴承125具有作为一对轨道环的内环131及外环132和位于该内外环131、132之间的多个转动体133。轴承125可以是承受推力负载的向心轴承也可以是自动调心滚子轴承以及止推球轴承、圆锥滚子轴承、深槽球轴承等。其中，作为在从轻负载到暴风时的重负载的宽负载范围，并且，在风向不断变化的状态运转的风力发电用主轴支承轴承，以能够吸收伴随运转产生的主轴的挠曲的自动调心滚子轴承为优选。另外，在即使双列滚子轴承所承受的负载容量每列各异也能够对应的双列自动调心滚子轴承内，封入含有无机铋的润滑脂形成本发明的双列自动调心滚子轴承，以该本发明的双列自动调心滚子轴承作为承受推力负载比向心负载大并且离叶片远的轴承部分比近的列的轴承部分形成大负载容量的风力发电用主轴支承轴承，在耐磨耗性，长期耐久性方面优异，能够适宜应用。
轴承125的外环132，其轨道面132a成球面形。各转动体133成为外周面沿外环轨道面132a的球面状的滚子。内环131形成分别有各列轨道面131a、131a，带环凸结构。转动体133用保持器134保持于各列内。
外环132嵌合于轴承壳135的内径面而设置，内环131嵌合于主轴123的外周而支承主轴123。轴承壳135在覆盖轴承125的两端的侧壁部135a和主轴123之间构成迷宫式密封等密封136。由于在轴承壳135获得密封性，因此，对于轴承125使用无密封结构。轴承125是涉及本发明的实施方式的风力发电用主轴轴承。
实施例实施例1～实施例11在反应容器中，向基油内添加增稠剂，用三辊磨机进行匀化处理，获得表1中所示的锂皂/矿油系润滑脂(40℃基油粘度100mm2/s，混合稠度220)、尿素/PAO油系润滑脂(40℃基油粘度46mm2/s，混合稠度280)、锂皂/酯油系润滑脂(40℃基油粘度33mm2/s，混合稠度250)、尿素/醚油系润滑脂(40℃基油粘度100mm2/s，混合稠度300)。
进而，把铋或无机铋作为耐特压剂，按表1所示的比例向上述润滑脂添加，制成各实施例的润滑脂。关于所获得的润滑脂，进行下述的耐特压性评价试验和滚动轴承试验，结果记入表1。
比较例1～比较例8在反应容器中，向基油内添加增稠剂，用三辊磨机进行匀化处理，获得表2所示的锂皂/矿油系润滑脂(40℃基油粘度100mm2/s，混合稠度220)、尿素/PAO油系润滑脂(40℃基油粘度46mm2/s，混合稠度280)、锂皂/酯油系润滑脂(40℃基油粘度30mm2/s，混合稠度250)、尿素/醚油系润滑脂(40℃基油粘度100mm2/s，混合稠度300)。
进而，把有机铋、MoDTC或锌粉作为耐特压剂，按表2所示的比例向上述润滑脂添加，制成各实施例的润滑脂。
关于所获得的润滑脂，与实施例1～实施例11同样进行耐特压性评价试验和滚动轴承试验，结果记入表2。
耐特压性评价试验耐特压性评价试验装置示于图4。评价试验装置由固定在回转轴41的φ40×10的环形试验片42和与该试验片42用端面44进行端面之间磨合的环形试验片43构成。在端面44部分涂敷滚动轴承用润滑脂，回转轴41转数2000rpm，施加图中右方向A的轴方向负载为490N，径向负载为392N，进行耐特压性评价。耐特压性是用振动传感器测量用于两试验片的滑动部的磨擦磨耗增大产生的回转轴41的振动，直到该振动值达到初期值的两倍之前一直进行试验，测定该时间。
回转轴41的振动值达到初始值的两倍的时间越长耐特压性效果越大，表示优异的耐热耐久性。因而，润滑脂的耐热耐久性的评价是用测量的上述时间的长短对比各实施例和比较例来进行。
滚动轴承试验在30206圆锥滚子轴承内封入3.6g润滑脂，在轴方向负载980N，转数2600rpm，室温条件下运转，测量回转中的环凸部表面温度。计算了运转开始后达到4～8小时的环凸部表面温度的平均值。
环凸部与“滚子”之间发生的滑动磨擦增大，回转中的环凸部表面温度就上升。因此，润滑脂的耐热耐久性评价用所测量的上述温度的高低对比各实施例和各比较例来进行。以上述温度是70℃以下作为润滑脂具有耐热耐久性的基准。
表1
表2
1)次没食子酸铋 2)Molyvan(バンダ一ビルド公司制)二硫代氨基甲酸钼。
在表1和表2中，对比各实施例和各比较例的锂皂/矿油系润滑脂的数据，以耐特压剂的种类而言，铋或无机铋比有机铋在耐特压性评价试验和滚动轴承试验中显示出优异的耐热耐久性。
如实施例11和比较例5所示，可知，特别是铋粉末比有机铋显示出约6倍的耐热耐久性。还可知，在实施例2和比较例5，三氧化铋比有机铋显示出约3倍的耐热耐久性。从上述结果，认为铋或无机铋比有机铋耐热耐久性优异，因为热分解难，所以能长期持续耐特压效果。
另外，在硫酸铋、三氧化铋和铋粉末中，铋粉末显示最良好的耐热耐久性。
三氧化铋的添加量，按实施例5的1重量％，实施例2的5重量％，实施例6的15重量％增加，显示耐特压性效果地随之增加的倾向，然而，使三氧化铋的添加量按添加量5重量％的3倍的15重量％增加，但耐特压性效果的增加停止在约1.4倍。认为其原因是当三氧化铋的添加量接近于15重量％时，回转时的力矩增大，发热量增大，有发生回转障碍的倾向。
另外，如比较例8所示，在添加了锌粉末的场合，耐热耐久性显著恶化，即使是无机化合物也看不到锌粉末的耐特压性效果，认为这是由于锌的熔点低，不能提高润滑脂的耐热性的原因。
对比表1的表2中的各实施例和各比较例的尿素/PAO油系润滑脂、锂皂/酯油系润滑脂、尿素/醚油系润滑脂的数据，尿素/PAO油系润滑脂的场合，就耐特压剂的种类而言，所谓硫酸铋和三氧化铋的无机铋比有机铋显示出优异的耐热耐久性。如实施例3、实施例4和比较例7所示，可知硫酸铋比有机铋显示出约3倍的耐热耐久性，三氧化铋比有机铋显示出约4倍的耐热耐久性。认为这是由于无机铋比有机铋耐热耐久性优异，因为热分解难，所以能够长期持续耐特压性效果。
另外，如实施例7和比较例3所示，锂皂/酯油系润滑脂的场合，使用硫酸铋作为耐特压剂比不使用耐特压剂的场合显示出约13倍的耐热耐久性。
另外，如实施例8和比较例4所示，尿素/醚油系润滑脂的场合，使用三氧化铋作为耐特压剂比不使用耐特压剂的场合显示出约6倍的耐热耐久性。从以上的结果可知，硫酸铋和三氧化铋等无机铋可以长期持续耐特压性效果。
实施例12在以PAO油(シンフル一ド801，新日铁化学(株)制)95g加三氧化铋(和光纯药(株)制)5g的比例的液体中，浸渍钢板(SUJ2厚度10mm)和φ40mm×厚度10mm的环形试验片(SUJ2)，在用490N的负载把环形试验片的端面按压在钢板上的状态，以2000rpm的转数使环形试验片回转20小时。由于此时的磨擦热等，在环形试验片的端面形成了三氧化铋覆膜。通过光电分光进行表面分析(以下略称为XPS)确认了在环形试验片的端面形成了三氧化铋的覆膜。
使用两个该环形试验片，实施下述的耐特压性评价试验。把结果示于图14。
实施例13在以PAO油(シンフル一ド801，新日铁化学(株)制)95g加铋(和光纯药(株)制)5g的比例的液体中，浸渍钢板(SUJ2厚度10mm)和φ40mm×厚度10mm的环形试验片(SUJ2)，在用490N的负载把环形试验片的端面按压在钢板上的状态，使环形试验片以2000rpm的转数回转20小时。由于此时的磨擦热，在环形试验片的端面形成了铋覆膜。
通过XPS进行表面分析，确认了在环形试验片的端面形成了铋的覆膜。
作为两个该环形试验片，实施了下述的耐特压性评价试验。把结果示于图14。
比较例9使用3个没形成铋和铋化合物覆膜的环形试验片，实施下述的耐特压性评价试验。把结果示于图14。另外，环形试验片的材质、形状与实施例12相同。
实施例14在以PAO油(シンフル一ド801，新日铁化学(株)制)95g加三氧化铋(和光纯药(株)制)5g的比例的液体中，使30204圆锥滚子轴承以轴方向负载980N，转数2600rpm回转8小时，使30204圆锥滚子轴承的滚动表面上形成三氧化铋的覆膜。使用两个该轴承，洗涤，实施下述的滚动轴承耐久试验。把结果示于图15。
实施例15在以PAO油(シンフル一ド801，新日铁化学(株)制)95g加铋(和光纯药(株)制)5g的比例的液体中，使30204圆锥滚子轴承以轴方向负载980N，转数2600rpm回转8小时，使30204圆锥滚子轴承的滚动表面上形成铋的覆膜。使用两个该轴承，洗涤，实施下述的滚动轴承耐久试验。把结果示于图15。
比较例10使用两个没形成铋和铋化合物的覆膜的30204圆锥滚子轴承，实施了下述的滚动轴承耐久试验。把结果示于图15。
滚动轴承耐久试验在30204圆锥滚子轴承内封入1.8g锂皂/矿油系润滑脂(エクソンモ一ビル公司制アラペンRB300)，加67N轴方向负载，67N径向负载，在120℃的氛围气中以5000rpm使该轴承回转。该轴承的转矩上升，测量达到初期的转矩的两倍以上的时间(寿命时间)。滚动轴承的耐久性评价，用测量的上述时间的长短，对比实施例14和实施例15与比较例10进行。
在表示耐特压性评价试验的图14中，与没形成铋等覆膜的比较例9的平均28小时的寿命相比较，形成三氧化铋的覆膜的实施例12是平均165小时的寿命，显示了5.9倍的耐特压效果。另外，同样与比较例9相比，形成了铋的覆膜的实施例13，两试验片都超过200小时振动值都没达到初期的两倍就中断了耐特压性评价试验，因此，显示了至少平均大幅度超过7.1倍的耐特压效果。
从这些结果可以认为，由于形成铋等覆膜，防止滑动部的金属接触，发挥耐特压效果。另外，还认为，在该铋等覆膜中，铋覆膜比三氧化铋覆膜长期耐久性优异，因此，耐特压效果大。
在表示滚动轴承耐久试验结果的图15中，与没形成铋和铋化合物的覆膜的比较例10的平均179小时的寿命比较，形成三氧化铋覆膜的实施例14的平均寿命是345小时，显示了3.9倍的耐久性。另外，同样与比较例10相比，形成了铋的覆膜的实施例15平均寿命是500小时，显示5.6倍的耐久性。
从这些结果可以认为由于形成铋等覆膜，防止在滚子轴承的环凸部的金属接触，发挥耐久性。还认为，在这种铋等覆膜中，铋的覆膜比三氧化铋的覆膜，作为在滚动轴承的环凸部防止金属接触的覆膜稳定持续，因此，显示优异的长期耐久性。
产业上利用的可能性本发明的润滑脂、滚动轴承、均速联轴节和转动部件，由于使用耐热耐久性优异的无机铋，因而，能够长期持续耐特压性效果。因此，能够适宜利用在要求耐磨耗和长期耐久性的飞机、铁道车辆、建筑机械、汽车电仪铺机、汽车轴套、风力发电机等。
权利要求
1.润滑脂，其特征在于，在向基油至少配合增稠剂制成的基脂膏中添加从铋和无机铋化合物选择的至少一种物质。
2.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，对上述基脂膏和上述物质的合计量，添加0.01～15重量％的从上述铋和无机铋化合物选择的至少一种物质。
3.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，上述铋是铋粉末。
4.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，上述无机铋化合物是从硫酸铋、三氧化铋、碳酸铋和铋酸钠中选择的至少一种的无机铋化合物。
5.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，上述基油是从聚-α-烯烃油、矿油、酯油和醚油中选择的至少一种油。
6.如权利要求5所述的润滑脂，其特征在于，上述基油在40℃的动粘度是20～200mm2/s。
7.如权利要求1所述的润滑脂，其特征在于，上述增稠剂是从尿素系化合物和锂皂中选择的至少一种化合物。
8.滚动轴承，该滚动轴承具有内环、外环和位于该内、外环之间的多个转动体，在该转动体周围封入润滑脂，其特征在于，上述润滑脂是权利要求1所述的润滑脂。
9.如权利要求8所述的滚动轴承，其特征在于，上述滚动轴承是滚子轴承。
10.如权利要求8所述的滚动轴承，其特征在于，上述滚动轴承是有推力滑动面的滚动轴承。
11.如权利要求8所述的滚动轴承，其特征在于，上述滚动轴承是车轮用滚动轴承。
12.如权利要求11所述的滚动轴承，其特征在于，上述车轮用滚动轴承是使用有环凸的滚动轴承的铁道车辆用滚动轴承，用作铁道的车轴用滚动轴承或主电动机用滚动轴承。
13.如权利要求11所述的滚动轴承，其特征在于，上述车轮用滚动轴承是有推力滑动面的车轮支承装置用滚动轴承，用于通过安装于心轴杆的外径面上的封入润滑脂的滚动轴承转动自如支承与车轮一起转动的回转部件的车轮支承装置。
14.如权利要求11所述的滚动轴承，其特征在于，上述车轮用滚动轴承，是有推力滑动面的压延机辊颈用滚动轴承，内环具有一个双列内环，同时外环具有一个双列外环和通过定距片配置于该双列外环的两端侧的两个单列外环，在内环和外环之间，在周方向转动自如地配置着4列转动体，在外环的两端部安装环形密封部件。
15.如权利要求8所述的滚动轴承，其特征在于，上述滚动轴承是同心配置外周面有转动面的金属制内环、内周面有转动面的金属制外环，具有位于上述两转动面之间的多个金属制转动体的滚动轴承，在从上述两转动面和转动体表面选择的至少一个接触表面上形成从铋和无机铋化合物选择的至少一种物质的覆膜。
16.如权利要求15所述的滚动轴承，其特征在于，上述无机铋化合物是铋氧化物。
17.如权利要求8所述的滚动轴承，其特征在于，上述滚动轴承是用于车轮支承用滚动轴承单元的滚动轴承；上述车轮支承用滚动轴承单元具有在使用状态支承固定于悬吊架装置的静止侧轨道环和在使用状态支承固定车轮的回转侧轨道环，以及，在存在于上述静止侧轨道环和上述回转侧轨道环的相向的周面的静止侧转动面和回转侧转动面之间设置的多个转动体，是通过润滑脂润滑上述各转动面和上述各转动体的滚动接触部的车轮支承用滚动轴承单元。
18.均速联轴节，其是通过轨槽与转动体的接合进行回转力矩的传递，通过上述转动体沿上述轨槽转动进行轴方向移动的均速联轴节；其特征在于，封入该均速联轴节的润滑脂是权利要求1所述的润滑脂。
19.如权利要求18所述的均速联轴节，其特征在于，上述润滑脂的基油在40℃的动粘度是30～500mm2/s。
20.转动部件，其特征在于，在表面形成从铋和无机铋化合物选择的至少一种物质的覆膜，接触于权利要求1所述的润滑脂而使用。
21.如权利要求20所述的转动部件，其特征在于，上述无机铋化合物是铋氧化物。
22.如权利要求8所述的滚动轴承，其特征在于，上述滚动轴承是用于安装了叶片的主轴由设置于轴承壳的至少一个滚动轴承支承的风力发电用主轴支承装置的滚动轴承。
全文摘要
本发明提供可以防止在润滑面的磨耗、挠曲防止性能、耐热性能和长期耐久性能优异的润滑脂，封入润滑脂的滚动轴承、均速联轴节和转动部件。润滑脂是在向基油至少配合增稠剂制成的基脂膏中，相对于润滑脂总量添加0.01～15重量％的从铋和无机铋选择的至少一种物质而成。无机铋是从硫酸铋、三氧化铋、碳酸铋和铋酸钠选择的至少一种无机铋，滚动轴承和均速联轴节使用上述润滑脂，转动部件在其表面形成从铋和无机铋选择的至少一种物质的覆膜。
文档编号B60B35/18GK1918269SQ20058000432
公开日2007年2月21日 申请日期2005年2月9日 优先权日2004年2月9日
发明者三上英信 申请人:Ntn株式会社