CN101622333B

CN101622333B - 高速轴承用润滑脂及高速用滚动轴承

Info

Publication number: CN101622333B
Application number: CN200880006121.XA
Authority: CN
Inventors: 川村隆之; 三上英信; 玉田健治
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2028-02-26
Also published as: JP5916781B2; JP2008239962A; JP5571874B2; CN101622333A; JP2014129886A

Abstract

本发明提供可以充分地应对dmN值为170万以上这样的高速旋转、可以使加工工具紧凑化及削减运转经费的高速轴承用润滑脂及高速用滚动轴承。在以脲类化合物为增稠剂的脲基润滑脂中配合不包含所述脲类化合物的非脲基润滑脂而成的，所述脲类化合物是使多异氰酸酯成分和单胺成分反应而得到的，所述单胺成分是含有相对于全部单胺成分为50摩尔％以上选自脂肪族单胺及脂环式单胺中的至少一种单胺的单胺成分，高速用滚动轴承1具备内圈2及外圈3、介于该内圈2及外圈3之间的多个滚动体4、和密封构件6，该滚动体4的周围封入上述润滑脂8。

Description

高速轴承用润滑脂及高速用滚动轴承

技术领域

本发明涉及支撑加工工具主轴(心轴)等高速旋转轴的滚动轴承中使用的高速轴承用润滑脂及封入有该润滑脂的高速用滚动轴承。

背景技术

为了提高加工效率，加工工具的主轴优选高速旋转，在该轴承中应用各种润滑技术。作为适用于高速旋转的主轴的润滑方法，例如已知有油雾润滑、气油润滑、喷射润滑等方法。

但是，这样的润滑方法需要压缩空气、供油装置等附加设备，这是增大加工工具的原始成本及运转成本的原因之一，相对于此，润滑脂润滑可以说是需要的维护少的优选的润滑方法。例如，作为支撑以2000～8000rpm或其以上的高速旋转的旋转轴的高速用滚动轴承，可举出支撑加工工具主轴(心轴)等的角接触球轴承、圆柱滚子轴承等。

如图14所示，角接触球轴承51除了径向载荷以外，还可以负载一个方向的轴向载荷，连接钢球54和内圈52及外圈53的接触点的直线相对于径向具有角度(接触角)α。在由内圈52和外圈53和钢球54形成的轴承空间封入有润滑脂。

作为包括角接触球轴承和圆柱滚子轴承等的高速用滚动轴承中使用的润滑剂，优选采用不需要供油等维护、调节为不污染周围的环境的润滑润滑脂。

以下总结表示出对心轴用滚动轴承等高速用滚动轴承中使用的润滑脂所要求的润滑特性和问题点。

(a)为了尽可能地延长长寿命性滚动轴承的润滑寿命，如以下的(i)～(iii)所述，需要润滑剂(润滑脂或其基油)难以从滚动轴承中泄漏、润滑脂的耐热性优异、可以形成润滑所需要的油膜厚度。

(i)高速运转滚动轴承时，由于离心力，滚动轴承内的润滑脂流到轴承外部，或者润滑脂中的基油分离流出，难以停留在大大地有助于润滑的滚动面附近，容易产生润滑不良。为了防止这样的情况，进行在滚动轴承中安装挡板等密封构件的应对。但是，有时因轴承的结构而不能安装，另外即使安装密封构件有时也不能完全密封润滑剂或润滑油。

在为不能高速运转的滚动轴承的情况下，认为，通过滚动体或保持架的运动而从摩擦部分挤出的多余的润滑脂根据旋转条件的不同而一定程度地在轴承内部回流，再次有助于润滑。但是，对于高速旋转的加工工具等的旋转轴支撑用滚动轴承，由于轴承内部产生的风压阻碍该回流，因此难以将润滑脂供给到滚动部，容易引起润滑不良。因此，对于高速旋转的滚动轴承，仅有少量的润滑脂对润滑起作用，润滑脂的性状变得特别重要。另外，高速用滚动轴承中使用的润滑脂需要即使为少量润滑脂也维持润滑性能。

(ii)运转条件高速化时，轴承的滚动面局部发热，达到高温，这时，缺乏耐热性的润滑脂热劣化，润滑脂的寿命显著缩短。针对这样的问题，尝试了使用具有耐热性的增稠剂或基油、或者添加抗氧化剂。但是，这些尝试都不能充分地提高耐久性。

(iii)使润滑性(油膜厚度)提高了的现有的润滑脂在提高基油粘度时剪切摩擦阻力上升，旋转转矩增加，发热量增大，因此为了抑制这些情况，需要将基油粘度控制得较低。因此，伴随着高速的温度上升而为低粘度的润滑油的油膜变薄，有时会产生滑动磨损。

(b)具有低转矩性(温度上升的抑制性)的高速轴承用润滑脂如上所述将基油粘度抑制得较低，但轴承高速旋转时，由于温度上升，粘度显著降低，存在不能形成润滑所需要的厚度的油膜的问题。

(c)对于减振性润滑脂，根据增稠剂种类的不同，有时使轴承的振动增大。即，含有形成大且硬的凝聚体的增稠剂的润滑脂进行润滑的滚动轴承的振动变大。

由此，现有的润滑脂在用于高速用滚动轴承时存在不能满足轴承的长寿命性、低转矩性及减振性等所要求的物性的问题。作为解决办法，提出配合有脲化合物的润滑脂的方案(参照专利文献1～专利文献3)，但由于耗油量变大，对得到更高速的性能是不充分的。

例如，专利文献3中公开了一种润滑脂组合物，其含有40℃下的运动粘度为15mm²/sec以上、40mm²/sec以下的基油、和含量为全部润滑脂组合物的9质量％以上、14质量％以下的二脲化合物的增稠剂，并且使用过的针入度为220以上、320以下。

但是，即使对于上述润滑脂组合物，也难以减少增稠剂的配合量、减少润滑脂封入量，不能充分地应对轴承的高速旋转，难以使加工工具紧凑化及削减运转经费。

另外，近年来，滚动轴承的使用状态变得越来越苛刻，在节圆直径dm(mm)和旋转数N(rpm)的乘积即dmN值为170万以上的高速旋转下使用的心轴用滚动轴承等变多。伴随着这样的轴承的旋转速度的高速化，现有的润滑脂难以全部满足轴承所要求的性能。

专利文献1：特开2000-169872号公报

专利文献2：特开2003-83341号公报

专利文献3：特开2006-29473号公报

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而进行的发明，其目的在于，提供一种即使为少的润滑脂封入量也可以充分地应对例如节圆直径dm(mm)和旋转数N(rpm)的乘积即dmN值为170万以上的高速旋转、可以使加工工具等紧凑化及削减运转经费的可用于滚动轴承中的高速轴承用润滑脂及封入有该润滑脂的高速用滚动轴承。

本发明的高速轴承用润滑脂是在以脲类化合物为增稠剂的脲基润滑脂中配合不包含上述脲类化合物的非脲基润滑脂而成的高速轴承用润滑脂，其特征在于，上述脲类化合物是使多异氰酸酯成分和单胺成分反应而得到的，上述单胺成分是含有相对于全部单胺成分为50摩尔％以上选自脂肪族单胺及脂环式单胺中的至少一种单胺的单胺成分。

特征在于，上述非脲基润滑脂的增稠剂为金属皂或对酰胺苯甲酸钠(sodium terephthalamate)，相对于全部上述非脲基润滑脂的配合比例为10～40重量％。

特征在于，上述金属皂为分子内具有酰胺键的酰胺金属皂或复合酰胺金属皂。另外，特征在于，上述酰胺金属皂或复合酰胺金属皂以钠、钙、铝、锌、或钡作为金属种类。

特征在于，上述脲基润滑脂及上述非脲基润滑脂的基油的运动粘度为15～40mm²/sec。本发明的高速轴承用润滑脂的特征特别在于，脲基润滑脂的基油为选自合成烃油、酯油、及烷基二苯基醚油中的至少一种油。

本发明的高速用滚动轴承是支撑高速旋转的轴的高速用滚动轴承，其特征在于，该滚动轴承具备内圈及外圈、介于该内圈和外圈之间的多个滚动体、保持该滚动体的保持架和覆盖上述内圈及外圈间的间隙的开口的密封构件，是在上述滚动体的周围封入润滑脂而成，该润滑脂为上述本发明的高速轴承用润滑脂。

特征在于，对选自上述内圈的滚动面表面、上述外圈的滚动面表面及上述滚动体的表面中的至少一个表面实施凹痕加工。

另外，特征在于，上述凹痕加工为喷丸固化，通过该加工而形成于各个表面的凹痕距离该表面的深度为0.1～10μm。

特征在于，在选自上述内圈的外径面、上述外圈的内径面及上述滚动体的表面中的至少一个表面上形成被膜。

另外，特征在于，上述被膜为通过金属镀敷处理或磷酸被膜处理而形成的被膜。

特征在于，上述保持架在上述凹槽部(pocket portion)的内面具有凹部，至少该凹部的边缘部被倒角。

另外，特征在于，上述凹部为油槽部或释放部(relief portion)。

特征在于，上述保持架为树脂制的保持架。

另外，特征在于，上述保持架中使用的树脂为聚酰胺(以下记为PA)树脂、酚醛树脂或聚醚醚酮(以下记为PEEK)树脂。

特征在于，在与上述润滑脂接触的轴承内部表面的至少一部分上形成防水·防油性被膜。

另外，特征在于，上述防水·防油性被膜在选自(1)密封构件的轴承内部侧表面的一部分、(2)外圈的除了轨道面的内径面和密封构件的轴承内部侧表面、(3)内圈的除了轨道面的外径面和密封构件的轴承内部侧表面、(4)除了与滚动体的接触面的保持架的表面中的至少一个表面上形成。

特征在于，上述防水·防油性被膜使用硅类化合物或氟类化合物来形成。

另外，本发明的高速用滚动轴承的特征在于，上述硅类化合物为硅氧烷，上述氟类化合物为氟代烷基硅烷。

特征在于，上述高速用滚动轴承为支撑加工工具的主轴的轴承。

另外，特征在于，上述高速用滚动轴承为角接触球轴承或圆柱滚子轴承。

发明的效果

本发明的高速滚动轴承用润滑脂是在以规定的脲类化合物为增稠剂的脲基润滑脂中配合不包含上述脲类化合物的非脲基润滑脂而成的，因此即使为少量的润滑脂封入量，也可以保持封入有该润滑脂的滚动轴承的耐载荷性，同时高速旋转下对轨道面供给油的能力优异。

另外，构成上述脲类化合物的单胺成分含有相对于全部单胺为50摩尔％以上选自脂肪族单胺及脂环式单胺中的至少一种单胺，因此，增稠剂不容易被高速下的剪切力破坏，利用增稠剂纤维的毛细管现象，可以向滚动面稳定地供给润滑脂中的油分。

本发明的高速用滚动轴承由于封入上述润滑脂，因此在负载高离心力的状态下润滑脂也不流到轴承外，并且可以长时间稳定地供给轴承润滑所需要的油量，对高速滑行的轨道面形成润滑所需要的厚度的油膜。因此，高速旋转下的轴承耐久寿命提高。

由于在选自轴承内圈的滚动面表面、外圈的滚动面表面及滚动体的表面中的至少一个表面上形成多个微小凹部即凹痕，因此，轨道圈和滚动体的接触面的油膜形成能力提高，供给极少量油的状态下的润滑脂寿命的延长效果显著提高。

由于通过金属镀敷处理或磷酸被膜处理在选自轴承内圈的外径面、轴承外圈的内径面及滚动体表面中的至少一个表面上形成被膜，因此，其接触面的供给极少量油的状态下的润滑能力显著提高，供给极少量油的状态下的润滑脂寿命的寿命延长效果大为提高。另外，即使为难以从由滚动部排出并堆积在周围的润滑脂供给油的情况，也可以利用被膜的效果，通过使基油的扩散变容易而提高润湿性、延长润滑脂寿命(烧熔)。

由于在保持架的凹槽部内面具有凹部，因此，保持在凹部的润滑脂在轴承运转时也被供给到滚动体与凹槽部内面的接触部，可以保持该接触部的润滑状态良好。并且，由于至少该凹部的边缘部被倒角，因此，附着在滚动体表面的润滑脂不容易被该该边缘部刮走，容易在凹槽部的必要场所放入润滑脂。结果，高速旋转下的轴承耐久寿命大为提高。

由于在与上述润滑脂接触的轴承内部表面的至少一部分上形成防水·防油性被膜，因此，即使负载高离心力，也可以使润滑脂的油分向滚动面方向移动而不流到轴承外，并且可以长时间稳定地供给轴承润滑所需要的油量，对高速滑行的轨道面形成润滑所需要的厚度的油膜。因此，高速旋转下的轴承耐久寿命大为提高。

附图说明

图1是作为本发明的高速用滚动轴承的一实施方式表示角接触球轴承的剖面图。

图2是作为本发明的高速用滚动轴承的其它实施方式表示角接触球轴承的剖面图。

图3是角接触球轴承中使用的切制保持架的立体图。

图4是作为本发明的高速用滚动轴承的其它实施方式表示深槽球轴承的纵向剖面图。

图5是深槽球轴承中使用的冠型保持架(snap retainer)的立体图。

图6是作为本发明的高速用滚动轴承的其它实施方式表示角接触球轴承的防水·防油性被膜的形成位置的一例的剖面图。

图7是表示上述防水·防油性被膜的形成位置的其它例的剖面图。

图8是表示上述防水·防油性被膜的形成位置的其它例的剖面图。

图9是表示上述防水·防油性被膜的形成位置的其它例的剖面图。

图10是作为与上述相同的实施方式表示深槽球轴承的防水·防油性被膜的形成位置的一例的剖面图。

图11是表示上述防水·防油性被膜的形成位置的其它例的剖面图。

图12是表示上述防水·防油性被膜的形成位置的其它例的剖面图。

图13是表示上述防水·防油性被膜的形成位置的其它例的剖面图。

图14是表示角接触球轴承的剖面图。

符号说明

1、11、31、51 角接触球轴承

2、12、32、52 内圈

3、13、33、53 外圈

4、14、34、54 滚动体(钢球)

5、15、35、55 保持架

6、16、36 密封构件

7 润滑脂凹槽

15a 凹槽部内面

15b 释放部

15c 油槽

15d 凹部的边缘部

8、17、27、37、47 润滑脂

21、41 深槽球轴承

22、42 内圈

23、43 外圈

24、44 滚动体

25、45 保持架

25a 槽部内面

25b 交叉面侧油槽部

25c 底面侧油槽部

25d 凹部的边缘部

26、46 密封构件

38a、38b、38c、38d 防水·防油性被膜

42a 内圈滚动面

43a 外圈滚动面

48a、48b、48c、48d 防水·防油性被膜

具体实施方式

本发明的高速用滚动轴承在结构上没有特别限定，例如可以例示图1所示的角接触球轴承。图1是表示封入有润滑脂的角接触轴承的纵向剖面图。

该角接触轴承，1如图1所示，是对在内圈2和外圈3之间滚动体4被保持架5保持的轴承空间用固定在设置于外圈3的内周面的止动槽中的密封构件6密封的角接触轴承。至少在滚动体4的周围封入润滑脂，在外圈3的内径面形成周槽状的润滑脂凹槽7，物理性地防止润滑脂的泄漏。连接滚动体4和内圈2及外圈3的接触点的直线相对于径向具有接触角β，可以负载径向载荷和一方向的轴向载荷。另外，滚动体4也可以为氮化硅或碳化硅等陶瓷制。本发明中，在由内圈2和外圈3和滚动体4形成的轴承空间中封入后述的本发明的高速轴承用润滑脂8。

作为本发明的高速用滚动轴承的其它实施方式，可以例示：对选自图1中内圈的滚动面表面、外圈的滚动面表面及滚动体的表面中的至少一个表面实施了凹痕加工的角接触球轴承。通过凹痕加工，在各表面形成微小的凹部即凹痕。

作为凹痕加工，只要是可以在由轴承钢形成的轨道圈(内圈及外圈)的滚动面表面或滚动体表面形成凹痕的方法，就可以使用公知的方法。具体而言，可举出：喷丸固化、滚磨、激光照射、蚀刻、模具转印等。其中，从成本和简便性的观点考虑，优选使用喷丸固化。

本发明中，为了通过喷丸固化在轨道圈的滚动面表面、滚动体表面形成凹痕，例如向轨道圈的滚动面表面以0.01～1MPa的压力喷丸喷射粒径30～300μm左右的喷丸材料1～60秒，由此形成凹痕。

作为喷丸材料，为可以在由轴承钢形成的轨道圈、滚动体上形成凹痕的材料即可。具体可举出：氧化铝、碳化硅、玻璃珠等，其中，从成本和加工性优异的观点考虑，优选使用氧化铝。

通过上述凹痕加工而形成于轨道圈的滚动面表面、滚动体表面的凹痕优选距滚动面表面、滚动体表面的深度为0.1～10μm，更优选为1～5μm。小于0.1μm时，凹痕效果变小，因此是不优选的。另外，为5μm以上时，轴承的噪音变大，因此是不优选的。

另外，为了使油膜厚度稳定，形成于滚动圈的滚动面表面、滚动体表面的凹痕优选为其凹痕周期性地形成而成的表面结构。另外，该凹痕优选沿相对于滚动滑动方向为垂直的方向延伸形成。这是由于，可以使来自从滚动部排出并堆积在周围的润滑脂的油供给变更容易。

作为本发明的高速用滚动轴承的其它实施方式，可以例示：在选自图1中的内圈2的外径面2a、外圈3的内径面3a及滚动体4的表面中的至少一个表面上形成有被膜的角接触球轴承。这些被膜可以通过对各面实施规定的表面处理而形成。作为表面处理，优选可以减轻滚动产生的摩擦、难以剥离的表面处理。作为润滑性优异、难以容易地剥离的表面处理，特别优选金属镀敷处理或磷酸被膜处理。

作为金属镀敷处理，可以采用电镀覆、化学镀覆中的任一种方法。所使用的金属优选Cu、Ag、Ni、Zn、Sn等软质、且与作为母体的轴承钢的密合性优异的金属。

磷酸被膜处理例如为将轨道圈等浸渍在磷酸三酯溶液中而在它们的表面形成磷酸金属盐被膜的处理。磷酸三酯为(RO)₃P＝O(式中，R表示芳基、脂肪族烃基、脂环族烃基)表示的有机磷酸化合物，其可以使用作为增塑剂等市售的工业用材料。作为这些磷酸三酯，可举出：磷酸三甲苯酯(CH₃C₆H₄O)₃PO、磷酸三苯酯(C₆H₅O)₃PO、磷酸三丁酯(C₄H₉O)₃PO等。如上所述的磷酸三酯可以根据操作性的需要用有机溶剂进行稀释来使用。这样的磷酸三酯和轴承钢反应，在其表面形成磷酸金属盐被膜，为了提高反应速度，边加温边进行即可，例如只要在60℃左右浸渍1～2小时，就可以形成足够厚的被膜。

另外，通过预先在后述的润滑脂中混入磷酸三酯，可以利用伴随着轴承的运转的温度上升，在滚动体和内·外圈的接触面形成磷酸金属盐被膜。该方法具有可以期待经常性地补全被膜的磨损的优点。

作为本发明的高速用滚动轴承的其它实施方式，可以例示：保持架通过凹槽部保持滚动体、在该凹槽部的内面具有凹部、至少对该凹部的边缘部进行倒角的角接触球轴承。图2是表示这样的角接触球轴承的纵向剖面图。图3是角接触球轴承11中使用的切制保持架15的立体图。

该角接触球轴承11，如图2所示，是将在内圈12和外圈13之间滚动体14被保持架15保持的轴承空间用固定在设置于外圈13的内周面的止动槽中的密封构件16密封的角接触球轴承。在由内圈12和外圈13和滚动体14形成的轴承空间中封入后述的本发明的高速轴承用润滑脂17。连接滚动体14和内圈12及外圈13的接触点的直线相对于径向具有接触角β，可以负载径向载荷和一方向的轴向载荷。另外，滚动体14也可以为氮化硅或碳化硅等陶瓷制。

如图3所示，在切制保持架15的凹槽部内面15a设置有凹面状的油槽部15c及释放部15b。并且，对通过设置这些凹部而产生的该凹部的边缘部15d实施倒角。也可以仅设置油槽部15c和释放部15b中的任一方。另外，除了对该凹部的边缘部实施倒角外，还可以对在保持架中可与滚动体接触的几乎所有边缘部实施倒角。

另外，作为同样的实施方式，可以例示：保持架用凹槽部保持滚动体、在该凹槽部的内面具有凹部、至少对该凹部的边缘部进行倒角的深槽球轴承。图4是表示这样的封入有润滑脂的深槽球轴承的纵向剖面图。图5是深槽球轴承中使用的冠型保持架25的立体图。

该深槽球轴承21，如图4所示，是对在内圈22和外圈23之间滚动体24被保持架25保持的轴承空间用固定在设置于外圈23的内周面的止动槽中的密封构件26密封的深槽球轴承。在由内圈22和外圈23和滚动体24形成的轴承空间中封入后述的本发明的高速轴承用润滑脂27。另外，滚动体24也可以为氮化硅或碳化硅等陶瓷制。

如图5所示，在保持架25的凹槽部内面25a上设置凹面状的交叉面侧油槽部25b及底面侧油槽部25c，对通过设置这些凹部而产生的该凹部的边缘部25d实施倒角。另外，除对该凹部的边缘部进行倒角外，还可以对在保持架中可与滚动体接触的几乎所有边缘部实施倒角。

组装在本发明的高速用滚动轴承中的保持架优选为树脂制的保持架。通过使用树脂保持架、使轴承轻量化，可以减轻高速旋转下的离心力的影响。另外，可以抑制滚动体和保持架的滑动部的摩擦发热。

上述树脂保持架，优选使用具备耐热性及耐油性的树脂。例如，可以优选例示：PA树脂、聚乙烯树脂、聚缩醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚砜树脂、酚醛树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、PEEK树脂、热塑性聚酰亚胺树脂等。它们可以单独使用，也可以组合2种以上使用。

其中，优选使用用玻璃纤维等将轻量、与油的亲和性优异、机械稳定性也优异的PA46树脂、PA66树脂、PA9T树脂等强化了的PA树脂或电木(Bakelite)等酚醛树脂、PEEK树脂。

作为本发明的高速用滚动轴承的其它实施方式，可以将在与封入的润滑脂接触的轴承内部表面的至少一部分上形成有防水·防油性被膜的角接触球轴承例示于图6～图9中。

对即使为少的润滑脂封入量也可以充分地应对高速旋转、可以使加工工具紧凑化及削减运转经费的高速用滚动轴承进行了深入研究。其结果发现，通过在形成高速用滚动轴承的构件的轴承内部表面的至少一部分上设置防水·防油性被膜，封入规定的润滑脂，可以形成高速使用时的寿命长的滚动轴承。

在与润滑油或润滑脂等封入轴承中的润滑剂接触的轴承内部表面的至少一部分上形成防水·防油性被膜时，润滑剂由于防水·防油性被膜的表面张力而进开，不停留在该被膜表面而活跃地移动。因此，由于可以使活跃移动的规定的润滑剂经常性地存在于转动面或滚动面等滑动表面，认为可以得到润滑作用的持续性提高、长寿命的滚动轴承。

图6是表示在角接触球轴承中防水·防油性被膜的形成位置的一例的剖面图。防水·防油性被膜形成于与润滑脂37接触的轴承内部表面的至少一部分上即可，特别优选形成于滑动表面以外。在此，所谓滑动表面，为内圈轨道面32a、外圈轨道面33a、保持架35与滚动体34的接触面、滚动体34的表面等。

图6中，角接触球轴承31将在内圈32和外圈33之间滚动体34被保持架35保持的轴承空间用固定在设置于外圈33的内周面的止动槽中的密封构件36密封、在密封构件36的轴承内部侧表面的一部分上形成防水·防油性被膜38a。另外，在由内圈32和外圈33和滚动体34形成的轴承空间中封入后述的本发明的高速轴承用润滑脂37。

予以说明的是，连接滚动体34和内圈32及外圈33的接触点的直线相对于径向具有接触角β，可以负载径向载荷和一方向的轴向载荷。另外，滚动体34也可以为氮化硅或碳化硅等陶瓷制。

图7～图9是表示上述防水·防油性被膜的形成位置的其它例的剖面图。图7中，在外圈的除了轨道面33a的内径面和密封构件36的轴承内部侧表面形成防水·防油性被膜38b，图8中，在内圈的除了轨道面32a的外径面和密封构件36的轴承内部侧表面形成防水·防油性被膜38c，图9中，在除了与滚动体34的接触面的保持架35的表面形成防水·防油性被膜38d。图7～图9中，除了防水·防油性被膜的其它构成与图6同样。

图6～图9中分别表示出了防水·防油性被膜的形成位置，但这些形成位置可以单独使用，也可以组合2个以上使用。

另外，作为同样的实施方式，可以将在与封入的润滑脂接触的轴承内部表面的至少一部分上形成有防水·防油性被膜的深槽球轴承例示于图10～图13中。

图10是表示深槽球轴承中防水·防油性被膜的形成位置的一例的剖面图。防水·防油性被膜形成于与润滑脂47接触的轴承内部表面的至少一部分上即可，特别优选形成于滑动表面以外。在此，滑动表面是内圈轨道面42a、外圈轨道面43a、保持架45与滚动体44的接触面、滚动体44的表面等。

图10中，深槽球轴承41对在内圈42和外圈43之间滚动体44被保持架45保持的轴承空间用固定在设置于外圈43的内周面的止动槽中的密封构件46密封、在密封构件46的轴承内部侧表面的一部分上形成防水·防油性被膜48a。另外，在由内圈42和外圈43和滚动体44形成的轴承空间中封入后述的本发明的高速轴承用润滑脂47。这里，滚动体44也可以为氮化硅或碳化硅等陶瓷制。

图11～图13是表示上述防水·防油性被膜的形成位置的其它例的剖面图。图11中，在外圈的除了轨道面43a的内径面和密封构件46的轴承内部侧表面形成防水·防油性被膜48b，图12中，在内圈的除了轨道面42a的外径面和密封构件46的轴承内部侧表面形成防水·防油性被膜48c，图13中，在除了与滚动体44的接触面的保持架45的表面形成防水·防油性被膜48d。图11～图13中，除了防水·防油性被膜的其它构成与图10同样。

图10～图13中分别表示出了防水·防油性被膜的形成位置，这些形成位置可以单独使用，也可以组合2个以上使用。

通过在如图6～图13中所示的轴承内部表面形成除了防水·防油性被膜38a～38d、48a～48d，封入的润滑脂37、47由于防水·防油性被膜38a～38d、48a～48d的表面张力而进开，不停留在该被膜表面而活跃地移动。因此，例如向不形成这些被膜38a～38d、48a～48d的内圈轨道面32a、42a、外圈轨道面33a、43a、保持架35、45与滚动体34、44的接触面、滚动体34、44的表面等连续供给润滑脂37、47，形成润滑作用的持续性提高、长寿命的滚动轴承。

另外，通过在滑动表面以外形成防水·防油性被膜，不会因滑动而引起该被膜的剥离等。

作为防水·防油性被膜的形成中使用的材料，可以使用硅类或氟类防水·防油性被膜，没有特别限定。防水·防油性被膜优选为由硅氧烷等硅类防水·防油剂形成的被膜、或者，使用氟代烷基硅烷而形成的防水·防油性被膜。

作为市售品，例如可举出：日本Mektron株式会社制的NoxguardST-420、Dakin工业株式会社制的Unidyne、信越化学株式会社制的全氟代烷基硅烷KBM7803等。

在本发明的高速用滚动轴承的上述实施方式中，可在与润滑脂接触的轴承的内部表面形成有防水·防油性被膜，被膜的形成方法没有特别限定。为了在与润滑脂接触的轴承的内部表面形成防水·防油性被膜，例如可以在将滚动轴承浸渍在分散有硅氧烷等硅类防水·防油剂的溶液中后，通过干燥形成防水·防油性被膜。另外，还有真空蒸镀、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、离子镀等的干式镀敷，或电镀覆等。

另外，还可以使用市售的防水·防油性剂，涂布在与润滑脂接触的轴承的内部表面而形成防水·防油性被膜。其中，从不需要对每个部件进行防水·防油处理、加工成本有利的观点考虑，优选采用将滚动轴承浸渍在分散有防水·防油剂的溶液中的方法。

本发明的高速用滚动轴承优选封入为轴承空隙部的容积的1体积％以上、小于10体积％的润滑脂。小于1体积％时，润滑所需要的润滑脂量不足，容易耗尽。为10体积％以上时，搅拌产生的转矩变大，发热变大，润滑寿命不提高，另外成本增加，在环境上也不优选。

作为本发明的高速用滚动轴承，除上述各实施方式中所示的角接触球轴承及深槽球轴承以外，还可以使用圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、自动调心滚子轴承、滚针轴承、推力圆柱滚子轴承、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。其中，由于具备高速旋转的旋转精度和耐载荷性能，优选使用角接触球轴承或圆柱滚子轴承。

本发明的高速用滚动轴承的特征在于，使用以下所示的在以脲类化合物为增稠剂的脲基润滑脂中配合不包含上述脲类化合物的非脲基润滑脂而成的高速用润滑脂。

本发明中可以用于脲基润滑脂及非脲基润滑脂的基油可以使用40℃下的运动粘度(以下简记为运动粘度)为15～40mm²/sec的润滑油。特别优选运动粘度为18～30mm²/sec的润滑油。运动粘度小于15mm²/sec时，粘度过低，得不到充分的耐载荷性。另外，运动粘度超过40mm²/sec时，伴随着高速旋转，油向轨道面上的供给不足，过早地达到轴承寿命。

作为上述脲基润滑脂的基油的种类，优选合成烃油、酯油、烷基二苯基醚油、或它们的混合油。

另外，优选合成烃油、酯油、烷基二苯基醚油的各自的运动粘度为15～40mm²/sec。在该范围时，即使在为混合油的情况下，也可以使运动粘度的范围为15～40mm²/sec。

为混合油时，优选以合成烃油为必要成分，另外，合成烃油优选与酯油或烷基二苯基醚油相比以重量比例计同量以上。

作为合成烃油，例如可举出：正链烷烃、异链烷烃、聚丁烯、聚异丁烯、1-癸烯低聚物、1-癸烯与乙烯共低聚物等的聚α-烯烃等。

作为酯油，例如可举出：癸二酸二丁酯、癸二酸二-2-乙基己酯、己二酸二辛酯、己二酸二异癸酯、己二酸二(十三烷基)酯、邻苯二甲酸二(十三烷基)酯、methyl acetylcinoleate等二酯油；偏苯三甲酸三辛酯、偏苯三甲酸三癸酯、均苯四甲酸四辛酯等芳香族酯油；三羟甲基丙烷辛酸酯、三羟甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇-2-乙基己酸酯、季戊四醇壬酸酯等多元醇酯油；碳酸酯油等。

作为烷基二苯基醚油，可举出：单烷基二苯基醚、二烷基二苯基醚、多烷基二苯基醚等。

上述脲类化合物(脲类增稠剂)可以使多异氰酸酯成分和单胺成分反应而得到。

作为多异氰酸酯成分，可举出：亚苯基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、十八烷二异氰酸酯、癸烷二异氰酸酯、己烷二异氰酸酯等。其中，优选芳香族二异氰酸酯。

另外，可以使用二胺与相对于该二胺以摩尔比计为过量的二异氰酸酯反应而得到的多异氰酸酯。作为二胺，可举出：乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、辛二胺、亚苯基二胺、甲苯二胺、二甲苯二胺、二氨基二苯基甲烷等。

单胺成分是含有相对于全部单胺为50摩尔％以上、优选80摩尔％以上选自脂肪族单胺及脂环式单胺中的至少一种单胺的单胺成分。通过含有50摩尔％以上，增稠剂不容易被高速下的剪切力破坏，利用增稠剂纤维的毛细管现象，可以向滚动面稳定地供给润滑脂中的油分。

作为脂肪族单胺及脂环式单胺以外的单胺，可举出芳香族单胺。

作为脂肪族单胺，可举出：己胺、辛胺、十二烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺、硬脂胺、油胺，其中，优选辛胺。

作为脂环式单胺，可举出环己胺等。

作为芳香族单胺，可举出苯胺、对甲苯胺，其中，优选对甲苯胺。

优选相对于全部脲基润滑脂以3～20重量％的比例配合上述脲类增稠剂。特别优选为5～15重量％的配合量。作为脲基润滑脂，配合量小于3重量％时，基油保持能力不充分，特别是在旋转初期，大量的油分同时分离，润滑脂产生泄漏，轴承耐久寿命变短。另外，配合量超过20重量％时，基油的量相对变少，油供给性不充分，润滑过早不足，同样轴承耐久寿命变短。

作为上述非脲基润滑脂的基油的种类，除用作脲基润滑脂的基油的合成烃油、酯油、烷基二苯基醚油、或它们的混合油外，可以单独或混合矿物油、氟油、硅油等来使用。

作为矿物油，可以使用对由原油得到的润滑油进行减压蒸馏、油剂的脱沥青(油剂脱れき)、溶剂的萃取、氢化裂解、溶剂的脱蜡、硫酸洗涤、白土精制、氢化精制等的精制而得到的油。

作为氟油，只要是脂肪族烃聚醚的氢原子被氟原子取代的化合物就可以使用，例如可举出全氟聚醚油。如果例示全氟聚醚油，可举出：フオンブリンY(Montedision公司，商品名)及クライトツクス(Dupont公司，商品名)等具有侧链的全氟聚醚、フオンブリンZ(Montedision公司，商品名)、フオンブリンM(Montedision公司，商品名)及デムナム(Daikin株式会社，商品名)等的直链状全氟聚醚。

作为硅油，可以使用二甲基硅油、甲基苯基硅油等所谓的纯硅油(Straight silicone oil)、及烷基改性硅油、芳烷基改性硅油等所谓的改性硅油中的任一种。

作为上述非脲基润滑脂的增稠剂(非脲类增稠剂)，可举出油分离性优异的金属皂、对酰胺苯甲酸钠、聚四氟乙烯树脂。

上述金属皂是由金属氢氧化物等的金属源、脂肪族单羧酸(例如硬脂酸)、包含至少一个羟基的脂肪族单羧酸(例如12-羟基硬脂酸)等脂肪酸合成的。另外，还可以使用由上述金属源、上述脂肪族单羧酸、和脂肪族二羧酸等的二元酸合成的复合金属皂。

根据金属种类的不同，例如可举出：锂皂、复合锂皂、钡皂、复合钡皂、铝皂、复合铝皂、钙皂、复合钙皂、钠皂、复合钠皂、锌皂、复合锌皂等。

另外，作为分子内具有酰胺键的金属皂(酰胺金属皂)及分子内具有酰胺键的复合金属皂(复合酰胺金属皂)，可举出：酰胺钠皂、复合酰胺钠皂、酰胺钡皂、复合酰胺钡皂、酰胺铝皂、复合酰胺铝皂、酰胺钙皂、复合酰胺钙皂、酰胺锌皂、复合酰胺锌皂。

其中，特别优选油供给性和剪切稳定性优异的复合锂皂、复合钡皂、对酰胺苯甲酸钠、或复合酰胺钡皂。

优选含有相对于非脲基润滑脂总量为10～40重量％的非脲基润滑脂的增稠剂。为10重量％以下时，润滑脂为软质、容易因剪切而从轴承泄漏，超过40重量％时，润滑脂中的油分少，油供给性可能变差。

本发明中，优选以相对于润滑脂总量为10～80重量％的比例配合上述非脲基润滑脂。特别优选为20～50重量％的配合量。作为非脲基润滑脂，配合量不足10重量％时，对滚动部的油供给性差。另外，配合量超过80重量％时，高速下增稠剂的纤维容易被破坏，不能利用增稠剂的毛细管现象向滚动部供给基油。

另外，本发明中，在脲基润滑脂和非脲基润滑脂的混合润滑脂中可以根据需要含有公知的润滑脂用添加剂。作为该添加剂，例如可举出：有机锌化合物、胺类、酚类化合物等抗氧化剂；苯并三唑等金属钝化剂；聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯等粘度指数改进剂；二硫化钼、石墨等固体润滑剂；磺酸金属、多元醇酯等防锈剂；有机钼等减阻剂；酯、醇等油性剂；磷类化合物等防磨损剂等。可以单独或组合2种以上添加。这些添加剂的含量优选分别为润滑脂总量的0.05重量％以上、以总量计为润滑脂总量的0.15～10重量％的范围。特别是以总量计超过10重量％时，不仅不能期待含量增加所对应的效果，而且相对地其它成分的含量变少，另外润滑脂中这些添加剂凝聚，有时也引起转矩上升等不优选的现象。

近年来，在AC电动机、DC电动机等通用电动机中，伴随着电动机的小型化，轴承倾向于在更高速、高表面压力下运转。对于目前使用的利用锂皂等金属皂润滑脂的轴承，得不到充分的耐久性，倾向于使用耐久性更优异的脲基润滑脂等。另外，相对于与汽车的发动机相关的电气安装辅机中使用的电动机的使用温度为150℃以上，换气扇用电动机、燃料电池用鼓风电动机、吸尘器电动机、风扇电动机、伺服电动机、步进电动机等工业机械用或信息机器用电动机；汽车的起动电动机、电动转向电动机、转向调节用倾斜电动机、刮水器电动机、电动窗电动机等电气安装机器用电动机的使用温度多为低于150℃的较低温。在这样的较低温的使用环境下，现有的脲基润滑脂存在以下问题：基油缺乏流动性，在要求更高速化时，基油向滚动面上的供给跟不上，容易变得润滑不良。

封入有本发明的高速轴承用润滑脂的高速用滚动轴承，即使在如上所述的较低温下要求高速化的环境下，油对滚动面的供给性也优异，因此，可以优选用作上述换气扇用电动机、燃料电池用鼓风电动机、吸尘器电动机、风扇电动机、伺服电动机、步进电动机等工业机械用或信息机器用电动机；汽车的起动电动机、电动转向电动机、转向调节用倾斜电动机、刮水器电动机、电动窗电动机等电气安装机器用电动机。

实施例

以下列举试验例进一步对本发明进行说明，但本发明并不受这些试验例的任何限制。予以说明的是，将各实施例及比较例中使用的基油的运动粘度(40℃)的数据示于表1及表3。另外，表2及表4～表7所示的离心油分离度表示用以下所示的离心油分离试验测定的值。

<离心油分离试验>

使用离心分离机，将50g润滑脂样品装入离心分离管中，利用下式求出在40℃下加以23000G的加速度7小时时的离心油分离度。

(离心油分离度、％)＝(1-试验前的增稠剂浓度/试验后的增稠剂浓度)×100

<脲基润滑脂的制备>

脲基润滑脂U1～脲基润滑脂U5

将4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(日本聚氨酯工业株式会社制，Millionate MT，以下记为MDI)以表1所示的比例溶解在表1所示的基油的一半量中，将为MDI的2倍当量的单胺溶解在剩余的一半量的基油中。各自的配合比例及种类如表1所示。

边搅拌溶解有MDI的溶液，边添加溶解有单胺的溶液，然后在100℃～120℃下持续搅拌30分钟，进行反应，在基油中生成二脲化合物，得到脲基润滑脂样品。

<非脲基润滑脂的制备>

非脲基润滑脂NU1～非脲基润滑脂NU6

使增稠剂溶解在表1所示的基油中，得到非脲基润滑脂。各自的配合比例及种类如表1所示。

予以说明的是，对于对酰胺苯甲酸钠，以基油为溶剂，使对苯二甲酸甲酯单-N-十八烷基酰胺与氢氧化钠反应，生成N-十八烷基对酰胺苯甲酸钠。

[表1]

1)40℃下的运动粘度30mm²/sec：新日铁化学株式会社制，Synfluid 601

2)40℃下的运动粘度12mm²/sec：汽巴公司制，LeolubeDOS

3)40℃下的运动粘度15mm²/sec：松村石油研究所制，Moresco-Hilube LB15

4)40℃下的运动粘度30.7mm²/sec：链烷烃类

5)日本聚氨酯工业株式会社制，Millionate MT

6)由硬脂酸、水杨酸甲酯和氢氧化锂合成

7)由硬脂酸、醋酸和氢氧化钡合成

实施例1～实施例9

将表1所示的脲基润滑脂和非脲基润滑脂以表2所示的比例混合，得到润滑脂样品。将该润滑脂样品用于上述离心油分离试验及以下所示的常温高速润滑脂试验中，测定离心油分离度及润滑脂寿命时间。将它们的测定结果一同记在表2中。

予以说明的是，作为实施例9的非脲基润滑脂(润滑脂NU7)，使用NOK Kluber公司制的ISOFLEX NBU 15。

比较例1～比较例12

将表2所示的脲基润滑脂或非脲基润滑脂(比较例10并用脲基润滑脂和非脲基润滑脂)作为润滑脂样品。对该润滑脂样品测定与实施例1同样的项目。将这些测定结果一同记在表2中。

<常温高速润滑脂试验-深槽球轴承(6204)>

在深槽球轴承(6204)中，对准滚动面封入0.14g(为轴承全部空间容积的约3体积％)润滑脂样品，进行非接触密封，分别制作试验轴承。在试验轴承上负载轴向载荷670N和径向载荷67N，在常温环境下使其以15000rpm的旋转速度旋转，以直至烧熔的时间作为润滑脂寿命时间进行测定。该耐久试验中的轴承的节圆直径(mm)和旋转数(rpm)的乘积即dmN值为52万。

<常温高速润滑脂试验-角接触球轴承>

在角接触球轴承(外径150mm×内径100mm，内外圈SUJ2，滚动体13/32英寸氮化硅球)中，对准滚动面封入3.0g(为轴承全部空间容积的约10体积％)实施例1、实施例2、实施例8、实施例9、比较例1、比较例5、比较例10或比较例12的润滑脂样品，进行非接触密封，分别制作试验轴承。赋予该试验轴承1.8GPa的恒定压力，通过外筒冷却将轴承冷却，将轴承外圈保持在50℃以下，使其以14500rpm的旋转速度旋转，以直至烧熔的时间作为润滑脂寿命时间进行测定。该耐久试验中的轴承的节圆直径(mm)和旋转数(rpm)的乘积即dmN值为185万。

如表2所示，可知，本发明中使用的润滑脂优选(1)为配合有脲基润滑脂和非脲基润滑脂的润滑脂，脲基润滑脂的增稠剂是使多异氰酸酯成分和单胺成分反应而得到的，单胺成分是含有相对于全部单胺为50摩尔％以上的选自脂肪族单胺及脂环式单胺中的至少一种单胺的单胺成分，(2)作为非脲类增稠剂，特别使用皂类增稠剂，(3)基油的运动粘度为15～40mm²/sec。

<脲基润滑脂的制备>

脲基润滑脂U6～脲基润滑脂U8

将MDI以表3所示的比例溶解在表3所示的基油的一半量中，将为MDI的2倍当量的单胺溶解在剩余的一半量的基油中。各自的配合比例及种类如表3所示。

<非脲基润滑脂的制备>

非脲基润滑脂NU8～非脲基润滑脂NU10

使增稠剂溶解在表3所示的基油中，得到非脲基润滑脂。各自的配合比例及种类如表3所示。

[表3]

2)40℃下的运动粘度12mm²/sec：汽巴公司制，LeolubeDOS

4)日本聚氨酯工业株式会社制，Millionate MT

5)由硬脂酸、水杨酸甲酯和氢氧化锂合成

6)由硬脂酸、醋酸和氢氧化钡合成

实施例10～实施例13

将表3所示的脲基润滑脂和非脲基润滑脂以表4所示的比例混合，得到润滑脂样品。将该润滑脂样品用于上述离心油分离试验及以下所示的常温高速润滑脂试验中，测定离心油分离度及润滑脂寿命时间。将它们的结果一同记在表4中。

比较例13～比较例17

将表4所示的脲基润滑脂或非脲基润滑脂作为润滑脂样品。对该润滑脂样品测定与实施例10同样的项目。将这些测定结果一同记在表4中。

<常温高速润滑脂试验-深槽球轴承(6204)>

通过喷丸固化处理，以0.2MPa的压力对深槽球轴承(6204)的外圈轨道面喷射粒度#100(粒径106～149μm)的氧化铝约20秒，对外圈轨道面实施2～3μm深的凹痕加工，形成试验轴承。

在该试验轴承中，对准滚动面封入0.0235g(为轴承全部空间容积的约0.5体积％)实施例10～实施例13、比较例13～比较例17的润滑脂样品，设置非接触密封，分别制作试验轴承。在试验轴承上负载轴向载荷670N和径向载荷67N，在常温环境下使其以10000rpm的旋转速度旋转，以直至烧熔的时间作为润滑脂寿命时间进行测定。该耐久试验中的轴承的节圆直径(mm)和旋转数(rpm)的乘积即dmN值为35万。

<常温高速润滑脂试验-角接触球轴承>

通过喷丸固化处理，以0.2MPa的压力对角接触球轴承(外径150mm×内径100mm，内外圈SUJ2，滚动体13/32英寸氮化硅球)的外圈轨道面喷射粒度#100(粒径106～149μm)的氧化铝约20秒，对外圈轨道面实施2～3μm深的凹痕加工，形成试验轴承。

在该试验轴承中，对准滚动面封入3.0g(为轴承全部空间容积的约10体积％)实施例11、比较例13、比较例14或比较例16的润滑脂样品，设置非接触密封，分别制作试验轴承。赋予该试验轴承1.8GPa的恒定压力，通过外筒冷却将轴承冷却，将轴承外圈保持在50℃以下，同时使其以14500rpm的旋转速度旋转，以直至烧熔的时间作为润滑脂寿命时间进行测定。该耐久试验中的轴承的节圆直径(mm)和旋转数(rpm)的乘积即dmN值为185万。将测定结果一同记在表4中。

[表4]

如表4所示，可知，本发明的高速用滚动轴承中使用的润滑脂优选(1)为配合有脲基润滑脂和非脲基润滑脂的润滑脂，脲基润滑脂的增稠剂是使多异氰酸酯成分和单胺成分反应而得到的，单胺成分是含有相对于全部单胺为50摩尔％以上的选自脂肪族单胺及脂环式单胺中的至少一种单胺的单胺成分，(2)作为非脲类增稠剂，特别使用皂类增稠剂，(3)基油的40℃下的运动粘度为15～40mm²/sec，为合成烃油、酯油或烷基二苯基醚油、它们的混合油。(4)优选进一步对选自本发明的高速用滚动轴承的内圈的滚动面表面、外圈的滚动面表面及滚动体的表面中的至少一个表面实施凹痕加工。

实施例14～实施例17

将表3所示的脲基润滑脂和非脲基润滑脂以表5所示的比例混合，得到润滑脂样品。将该润滑脂样品用于上述离心油分离试验及以下所示的常温高速润滑脂试验中，测定离心油分离度及润滑脂寿命时间。将它们的结果一同记在表5中。

比较例18～比较例24

将表5所示的脲基润滑脂或非脲基润滑脂(比较例24并用脲基润滑脂和非脲基润滑脂)作为润滑脂样品。对该润滑脂样品测定与实施例14同样的项目。将这些测定结果一同记在表5中。

<常温高速润滑脂试验-深槽球轴承(6204)>

在实施例14、实施例17、比较例18及比较例19中，使用氰化铜镀覆浴(氰化亚铜、氰化钠、氢氧化钾、50～60℃)，对深槽球轴承(6204)的内圈外径、外圈内径实施金属镀覆处理，将其作为试验轴承。形成的镀覆膜厚度大概为20μm。在实施例15及实施例16中，用2-丙醇稀释磷酸三甲苯酯7.36g，制备200ml磷酸三甲苯酯溶液，将深槽球轴承(6204)的内外圈浸渍在溶液温度为60℃的该溶液中2小时，在表面形成磷酸金属盐被膜。将其作为试验轴承。另外，在比较例20～比较例24中，将不形成被膜的深槽球轴承(6204)作为试验轴承。

在这些试验轴承中，对准滚动面封入0.0235g(为轴承全部空间容积的约0.5体积％)表5所示的润滑脂样品，进行非接触密封，制作试验轴承。在试验轴承上负载轴向载荷670N和径向载荷67N，在常温环境下使其以10000rpm的旋转速度旋转，以直至烧熔的时间作为润滑脂寿命时间进行测定。该耐久试验中的轴承的节圆直径(mm)和旋转数(rpm)的乘积即dmN值为34万。

<常温高速润滑脂试验-角接触球轴承>

在比较例18及比较例19中，使用氰化铜镀覆浴(氰化亚铜、氰化钠、氢氧化钾、50～60℃)，对角接触球轴承(外径150mm×内径100mm，内外圈SUJ2，滚动体13/32英寸氮化硅球)的内圈外径、外圈内径实施金属镀覆处理，将其作为试验轴承。形成的镀覆膜厚度大概为20μm。在实施例15中，用2-丙醇稀释磷酸三甲苯酯7.36g，制备200ml磷酸三甲苯酯溶液，将角接触球轴承(与上述相同)的内外圈浸渍在溶液温度为60℃的该溶液中2小时，在表面形成磷酸金属盐被膜。将其作为试验轴承。另外，在比较例20及比较例22中，将不形成被膜的角接触球轴承(与上述相同)作为试验轴承。

在这些试验轴承中，对准滚动面封入3.0g(为轴承全部空间容积的约10体积％)表5所示的润滑脂样品，进行非接触密封，制作试验轴承。赋予该试验轴承1.8GPa的恒定压力，通过外筒冷却将轴承冷却，将轴承外圈保持在50℃以下，使其以14500r pm的旋转速度旋转，以直至烧熔的时间作为润滑脂寿命时间进行测定。该耐久试验中的轴承的节圆直径(mm)和旋转数(rpm)的乘积即dmN值为185万。

[表5]

如表5所示，可知，作为封入高速用滚动轴承中的润滑脂，优选(1)为配合有脲基润滑脂和非脲基润滑脂的润滑脂，脲基润滑脂的增稠剂是使多异氰酸酯成分和单胺成分反应而得到的，单胺成分是含有相对于全部单胺为50摩尔％以上的选自脂肪族单胺及脂环式单胺中的至少一种单胺的单胺成分，(2)作为非脲类增稠剂，特别使用皂类增稠剂，(3)基油的运动粘度为15～40mm²/sec。(4)进一步优选对轴承轨道圈的表面实施被膜处理。

实施例18～实施例21及比较例25

使用表6所示的润滑脂样品，进行上述离心油分离试验及以下所示的常温高速润滑脂试验-深槽球轴承(6204)。将离心油分离度及润滑脂寿命一同记在表6中。这时，在深槽球轴承(6204)中，使用为图5所示的冠型、在凹槽部设置有凹部的油槽、并对与包含该凹部的边缘部的球接触的全部部分进行倒角了的PA树脂保持架(配合PA66+GF 25重量％)。

实施例19及比较例25

使用图6所示的润滑脂样品，进行上述离心油分离试验及以下所示的常温高速润滑脂试验-角接触球轴承，将离心油分离度及润滑脂寿命一同记在表6中。这时，在该角接触球轴承中，使用为图3所示的切制型、在凹槽部的4个角落设置凹部的释放部、并进一步在凹槽部的轴向两端设置凹部的油槽部、对凹部的边缘部进行倒角了的酚醛树脂保持架。

比较例26及比较例28

使用表6所示的润滑脂样品，进行上述离心油分离试验及以下所示的常温高速润滑脂试验-深槽球轴承(6204)以及常温高速润滑脂试验-角接触球轴承，将离心油分离度及润滑脂寿命一同记在表6中。

比较例27及比较例29

使用表6所示的润滑脂样品，进行上述离心油分离试验及以下所示的常温高速润滑脂试验-深槽球轴承(6204)，将离心油分离度及润滑脂寿命一同记在表6中。

<常温高速润滑脂试验-深槽球轴承(6204)>

在深槽球轴承(6204)中，对准滚动面封入0.0235g(为轴承全部空间容积的约0.5体积％)实施例18～实施例21、比较例25～比较例29的润滑脂样品，进行非接触密封，分别制作试验轴承。在试验轴承上负载轴向载荷670N和径向载荷67N，在常温环境下使其以10000rpm的旋转速度旋转，以直至烧熔的时间作为润滑脂寿命时间进行测定。该耐久试验中的轴承的节圆直径(mm)和旋转数(rpm)的乘积即dmN值为35万。

<常温高速润滑脂试验-角接触球轴承>

在角接触球轴承(外径150mm×内径100mm，内外圈SUJ2，滚动体13/32英寸氮化硅球)中，对准滚动面封入3.0g(为轴承全部空间容积的约10体积％)实施例19、比较例25、比较例26或比较例28的润滑脂样品，进行非接触密封，分别制作试验轴承。赋予该试验轴承1.8GPa的恒定压力，通过外筒冷却将轴承冷却，将轴承外圈保持在50℃以下，使其以14500rpm的旋转速度旋转，以直至烧熔的时间作为润滑脂寿命时间进行测定。该耐久试验中的轴承的节圆直径(mm)和旋转数(rpm)的乘积即dmN值为185万。

[表6]

1)形成油槽部，实施倒角

2)形成油槽部、释放部，实施倒角

如表6所示，可知，作为封入高速用滚动轴承中的润滑脂，优选(1)为配合有脲基润滑脂和非脲基润滑脂的润滑脂，脲基润滑脂的增稠剂是使多异氰酸酯成分和单胺成分反应而得到的，单胺成分是含有相对于全部单胺为50摩尔％以上的选自脂肪族单胺及脂环式单胺中的至少一种单胺的单胺成分，(2)作为非脲类增稠剂，特别使用皂类增稠剂，(3)基油的运动粘度为15～40mm²/sec。(4)进一步优选在轴承的树脂保持架的凹槽部设置凹部的油槽部、释放部，并实施倒角加工。

实施例22～实施例25

以表7所示的比例混合表3所示的脲基润滑脂和非脲基润滑脂，得到润滑脂样品。将该润滑脂样品用于上述离心油分离试验中，测定离心油分离度。另外，在以下所示的实施了防油剂处理的滚动轴承中封入得到的润滑脂样品，用于常温高速润滑脂试验中，测定常温高速润滑脂寿命时间。将这些测定结果一同示于表7中。

比较例30

将表7所示的脲基润滑脂作为润滑脂样品。将该润滑脂样品用于上述离心油分离试验中，测定离心油分离度。另外，在以下所示的实施了防油剂处理的滚动轴承中封入得到的润滑脂样品，用于常温高速润滑脂试验中，测定常温高速润滑脂寿命时间。将这些测定结果一同示于表7中。

比较例31～比较例34

将表7所示的脲基润滑脂或非脲基润滑脂作为润滑脂样品。将该润滑脂样品用于上述离心油分离试验中，测定离心油分离度。另外，在不实施防油剂处理的滚动轴承中封入得到的润滑脂样品，用于常温高速润滑脂试验中，测定常温高速润滑脂寿命时间。将这些测定结果一同示于表7中。

<防油剂处理>

准备在密封构件的轴承内部侧表面涂布氟类防水·防油处理剂(LION公司制：Rain guard)、在室温下干燥了1小时的滚动轴承(深槽球轴承：轴承尺寸：外径47mm×内径20mm×宽度14mm及角接触球轴承：轴承尺寸：外径150mm×内径100mm×宽度24mm)。

<常温高速润滑脂试验-深槽球轴承(6204)>

在深槽球轴承(6204)中，对准滚动面封入0.0235g(为轴承全部空间容积的约0.5体积％)实施例22～实施例25、比较例30～比较例34的润滑脂样品，进行非接触密封，分别制作试验轴承。在试验轴承上负载轴向载荷670N和径向载荷67N，在常温环境下使其以10000rpm的旋转速度旋转，以直至烧熔的时间作为润滑脂寿命时间进行测定。该耐久试验中的轴承的节圆直径(mm)和旋转数(rpm)的乘积即dmN值为34万。

<常温高速润滑脂试验-角接触球轴承>

在角接触球轴承(外径150mm×内径100mm，内外圈SUJ2，滚动体13/32英寸氮化硅球)中，对准滚动面封入3.0g(为轴承全部空间容积的约10体积％)实施例23、比较例30、比较例31或比较例33的润滑脂样品，进行非接触密封，分别制作试验轴承。赋予该试验轴承1.8GPa的恒定压力，通过外筒冷却将轴承冷却，将轴承外圈保持在50℃以下，同时使其以14500rpm的旋转速度旋转，以直至烧熔的时间作为润滑脂寿命时间进行测定。该耐久试验中的轴承的节圆直径(mm)和旋转数(rpm)的乘积即dmN值为185万。

[表7]

如表7所示，可知，作为润滑脂，为在以脲类化合物为增稠剂的脲基润滑脂中配合不包含上述脲类化合物的非脲基润滑脂而成，上述脲类化合物是使多异氰酸酯成分和单胺成分反应而得到的，上述单胺成分是含有相对于全部单胺为50摩尔％以上的选自脂肪族单胺及脂环式单胺中的至少一种单胺的单胺成分，封入有这样的润滑脂的高速用滚动轴承在常温高速润滑脂试验中表示出优异的常温高速润滑脂寿命时间。并且优选在与润滑脂接触的轴承内部表面的至少一部分上形成防水·防油性被膜。

产业上的可利用性

本发明的封入有高速轴承用润滑脂的高速用滚动轴承，由于润滑脂为配合有规定的脲基润滑脂和非脲基润滑脂的润滑脂，因此高速旋转下的轴承耐久寿命提高。另外，通过(1)对选自上述内圈的滚动面表面、外圈的滚动面表面及滚动体的表面中的至少一个表面实施凹痕加工；(2)在选自上述内圈的外径面、外圈的内径面及滚动体表面中的至少一个表面形成被膜；(3)在上述保持架的凹槽部设置凹部的油槽部、释放部，并进行倒角加工；(4)在与润滑脂接触的轴承内部表面的至少一部分上形成防水·防油性被膜等，高速旋转下的轴承耐久寿命进一步提高。

因此，可以优选作为组装在车床、钻床、镗床、铣床、磨床、珩磨床、超精加工床、研磨机等的以高速滑动、旋转的加工工具的主轴支撑部中的滚动轴承而利用。并且，由于与油气润滑法等连续供给润滑油的方式不同、可以封入润滑脂来使用，因此还可以削减运转成本、节省空间。

Claims

1.一种高速轴承用润滑脂，其为在以脲类化合物作为增稠剂的脲基润滑脂中配合不含所述脲类化合物的非脲基润滑脂而成的高速轴承用润滑脂，其特征在于，

所述高速轴承用润滑脂为包含所述脲基润滑脂和所述非脲基润滑脂的混合物，所述非脲基润滑脂相对于该混合润滑脂总量的配合比例为20～50重量％，

所述脲类化合物是使多异氰酸酯成分与单胺成分反应而得到的，所述单胺成分是含有相对于全部单胺的50摩尔％以上选自脂肪族单胺及脂环式单胺中的至少一种单胺的单胺成分，

所述非脲基润滑脂的增稠剂为金属皂或对酰胺苯甲酸钠，

所述非脲基润滑脂的增稠剂，相对于全部所述非脲基润滑脂的配合比例为10～40重量％。

2.如权利要求1所述的高速轴承用润滑脂，其特征在于，所述金属皂为分子内具有酰胺键的酰胺金属皂或复合酰胺金属皂。

3.如权利要求2所述的高速轴承用润滑脂，其特征在于，所述酰胺金属皂或复合酰胺金属皂以钠、钙、铝、锌、或钡作为金属种类。

4.如权利要求1所述的高速轴承用润滑脂，其特征在于，所述脲基润滑脂及所述非脲基润滑脂的基油的运动粘度为15～40mm²／sec。

5.如权利要求4所述的高速轴承用润滑脂，其特征在于，所述脲基润滑脂的基油为聚α-烯烃、或选自酯油及烷基二苯基醚油中的至少一种油和聚α-烯烃的混合油。

6.一种高速用滚动轴承，其为支撑高速旋转的轴的高速用滚动轴承，其特征在于，

该滚动轴承是具备内圈及外圈、介于该内圈和外圈之间的多个滚动体、保持该滚动体的保持架和覆盖所述内圈及外圈间的间隙的开口的密封构件，在上述滚动体的周围封入润滑脂而成的，

所述润滑脂为权利要求1所述的润滑脂。

7.如权利要求6所述的高速用滚动轴承，其特征在于，对选自所述内圈的滚动面表面、所述外圈的滚动面表面及所述滚动体的表面中的至少一个表面实施凹痕加工。

8.如权利要求7所述的高速用滚动轴承，其特征在于，所述凹痕加工为喷丸处理，通过该加工而形成于各个表面的凹痕距离该表面的深度为0.1～10μm。

9.如权利要求6所述的高速用滚动轴承，其特征在于，在选自所述内圈的外径面、所述外圈的内径面及所述滚动体表面中的至少一个上形成被膜。

10.如权利要求9所述的高速用滚动轴承，其特征在于，上述被膜为通过金属镀敷处理或磷酸被膜处理而形成的被膜。

11.如权利要求6所述的高速用滚动轴承，其特征在于，所述保持架用凹槽部保持所述滚动体，在所述凹槽部的内面具有凹部，至少该凹部的边缘部被倒角。

12.如权利要求11所述的高速用滚动轴承，其特征在于，所述凹部为油槽部或释放部。

13.如权利要求6所述的高速用滚动轴承，其特征在于，所述保持架为树脂制的保持架。

14.如权利要求13所述的高速用滚动轴承，其特征在于，所述保持架中使用的树脂为聚酰胺树脂、酚醛树脂或聚醚醚酮树脂。

15.如权利要求6所述的高速用滚动轴承，其特征在于，在与所述润滑脂接触的轴承内部表面的至少一部分上形成防水·防油性被膜。

16.如权利要求15所述的高速用滚动轴承，其特征在于，所述防水·防油性被膜形成于选自(1)密封构件的轴承内部侧表面的一部分、(2)外圈的除了轨道面的内径面和密封构件的轴承内部侧表面、(3)内圈的除了轨道面的外径面和密封构件的轴承内部侧表面、(4)除了与滚动体接触的面的保持架的表面中的至少一个表面上。

17.如权利要求15所述的高速用滚动轴承，其特征在于，所述防水·防油性被膜使用硅类化合物或氟类化合物来形成。

18.如权利要求17所述的高速用滚动轴承，其特征在于，所述硅类化合物为硅氧烷，所述氟类化合物为氟代烷基硅烷。

19.如权利要求6所述的高速用滚动轴承，其特征在于，所述高速用滚动轴承为支撑加工工具的主轴的轴承。

20.如权利要求6所述的高速用滚动轴承，其特征在于，所述高速用滚动轴承为角接触球轴承或圆柱滚子轴承。