JP2000328083A - グリース - Google Patents

グリース

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JP2000328083A JP13885899A JP13885899A JP2000328083A JP 2000328083 A JP2000328083 A JP 2000328083A JP 13885899 A JP13885899 A JP 13885899A JP 13885899 A JP13885899 A JP 13885899A JP 2000328083 A JP2000328083 A JP 2000328083A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】dm n値が130万以上の高速回転下で使用さ
れる転がり軸受であっても、グリース潤滑法により長期
的に安定した潤滑性が確保されるようにする。 【解決手段】使用するグリースの増ちょう剤として、バ
リウム石鹸系増ちょう剤(バリウム石鹸および/または
バリウム複合石鹸からなる増ちょう剤)と、リチウム石
鹸系増ちょう剤(リチウム石鹸および/またはリチウム
複合石鹸からなる増ちょう剤)との混合物を使用する。
この混合物中のバリウム石鹸系増ちょう剤の含有率を、
20重量%以上97重量%以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、dm n値(軸受内
径と外径との平均寸法dm ≒転動体のピッチ円の直径D
p (mm)と回転数n(rpm)との積)が130万以
上である高速回転下で使用される転がり軸受用として好
適なグリースに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、工作機械主軸用の軸受として
は、アンギュラ玉軸受や円筒ころ軸受が単独でまたはこ
れらを組み合わせて使用されている。工作機械主軸は、
加工精度と生産性の向上を図るために高速回転すること
が望まれている。しかし、転がり軸受を高速回転下で使
用すると、異常な発熱や荷重の増大によって焼付が生じ
たり、損傷が生じたりする恐れがある。また、軸受に生
じた発熱により工作機械全体に熱変形が生じると、工作
機械の加工精度が低下する恐れもある。
【0003】このような軸受の異常な発熱を防止するた
めに、従来は、高速回転する工作機械主軸用の軸受の潤
滑法として、オイルエア潤滑法、ノズルジェット潤滑
法、アンダーレース潤滑法等の冷却効果を有する油潤滑
法が採用されてきた。しかし、これらの方法では潤滑油
供給用の大がかりな装置が必要であるため、場所を取る
ばかりでなく装置コストが高いという問題点がある。
【0004】グリース潤滑法にはこのような問題点はな
いため、高速回転下で使用される転がり軸受用の潤滑法
としてグリース潤滑法を採用することが望まれている。
従来より工作機械主軸用の軸受の潤滑に使用されている
グリースとしては、バリウム石鹸やバリウム複合石鹸か
らなるバリウム石鹸系増ちょう剤を含有するバリウム石
鹸系グリースと、リチウム石鹸やリチウム複合石鹸から
なるリチウム石鹸系増ちょう剤を含有するリチウム石鹸
系グリースがある。
【0005】バリウム石鹸系グリースは一般に増ちょう
剤の含有率が高いため、軸受に封入して使用した(軸受
を回転させた)場合に、グリースが軸受から漏れにくい
という特徴がある。また、軸受内でのグリースの離油性
が小さいという特徴もある。したがって、軸受がそれほ
ど高くない回転速度で使用される場合には、グリースか
ら軸受の軌道面に油が少量ずつ供給されるため、発熱の
原因となる油の剪断が生じ難いことから、軸受の温度上
昇が低く抑えられる。すなわち、軸受がそれほど高くな
い回転速度で使用される場合には、バリウム石鹸系グリ
ースにより長期的に安定した潤滑効果が得られる。
【0006】リチウム石鹸系グリースは一般に増ちょう
剤の含有率が低く、適度な離油性を有する。そのため、
軸受がそれほど高くない回転速度で使用される場合に
は、リチウム石鹸系グリースを使用しても長期的に安定
した潤滑効果が得られる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、dm
値が130万以上である高速回転下で使用する軸受の潤
滑にバリウム石鹸系グリースを使用すると、軸受内での
グリースの離油性が小さいことから、軌道面への油供給
量が不十分になって、軸受に早期に焼付きが生じやすい
という問題点がある。
【0008】また、リチウム石鹸系グリースの場合は、
初期の離油性が高いため、dm n値が130万以上であ
る高速回転下でも、初期の或る期間は潤滑性が良好であ
るが、長期的に安定した潤滑性を確保することは困難で
ある。すなわち、上述のような高速回転下でリチウム石
鹸系グリースを用いた潤滑法を長期間続けると、多量の
グリースが軸受から漏れる恐れがある。また、軸受内で
のグリースの離油性が高いため、軌道面への油の供給が
過剰となって剪断発熱量が増大し、軸受が非常に高温に
なる恐れもある。
【0009】このように、従来のグリース潤滑法は、d
m n値が130万以上である高速回転下で使用される転
がり軸受用の潤滑法として適切な方法ではなかった。本
発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされ
たものであり、dmn値が130万以上である高速回転
下で使用される転がり軸受であっても、グリース潤滑法
により長期的に安定した潤滑性が確保されるようにする
ことを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、含有する増ちょう剤が、バリウム石鹸お
よび/またはバリウム複合石鹸からなるバリウム石鹸系
増ちょう剤と、リチウム石鹸および/またはリチウム複
合石鹸からなるリチウム石鹸系増ちょう剤とを必須成分
とし、バリウム石鹸系増ちょう剤とリチウム石鹸系増ち
ょう剤との合計量に対するバリウム石鹸系増ちょう剤の
含有率が20重量%以上97重量%以下であることを特
徴とするグリースを提供する。
【0011】このグリースによれば、dm n値が130
万以上である高速回転下で使用される転がり軸受に使用
された場合でも、軌道面へ油が適度に供給されるととも
に軸受の温度上昇が低く抑えられるため、長期的に安定
した潤滑性が確保されるようになる。バリウム石鹸系増
ちょう剤とリチウム石鹸系増ちょう剤とからなる増ちょ
う剤を含有するグリースであっても、前記含有率が20
重量%未満であると、リチウム石鹸系増ちょう剤の含有
量が過剰となって離油性が高くなり過ぎる。そのため、
m n値が130万以上である高速回転下で使用される
転がり軸受に使用された場合には、油の攪拌抵抗が大き
くなって剪断発熱量が増大し、軸受が非常に高温になる
恐れがある。また、グリースの飛散が生じやすくなるた
め、逆に軌道面の油量が不足する恐れもある。
【0012】バリウム石鹸系増ちょう剤とリチウム石鹸
系増ちょう剤とからなる増ちょう剤を含有するグリース
であっても、前記含有率が90重量%を超えると、リチ
ウム石鹸系増ちょう剤の含有量が不足して離油性が小さ
くなり過ぎる。そのため、d m n値が130万以上であ
る高速回転下で使用される転がり軸受に使用された場合
には、軸受の温度上昇を低く抑えることはできるが、軌
道面への油の供給量が不足する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。工作機械主軸用アンギュラ玉軸受(65BN
10)を、増ちょう剤がバリウム石鹸系増ちょう剤およ
び/またはリチウム石鹸系増ちょう剤からなるグリース
により潤滑した状態で回転させ、耐久寿命と温度上昇を
調べる試験を行った。使用したアンギュラ玉軸受は、内
径65mm、外径100mm、幅18mmで、玉はセラ
ミックス製である。
【0014】バリウム石鹸系グリースとして、増ちょう
剤がバリウム複合石鹸からなり、基油はエステルであ
り、増ちょう剤の含有率は33.3重量%であり、混和
ちょう度は280である市販品を用意した。リチウム石
鹸系グリースとして、増ちょう剤がリチウム複合石鹸か
らなり、基油は合成炭化水素であり、増ちょう剤の含有
率は13.6重量%であり、混和ちょう度は280であ
る市販品を用意した。
【0015】これら二つのグリースを各混合比で混合す
ることにより、含有する増ちょう剤が、バリウム石鹸系
増ちょう剤とリチウム石鹸系増ちょう剤との混合物から
なり、全増ちょう剤中のバリウム複合石鹸の含有率が1
0〜90重量%である各グリースを調合した。回転試験
は、これらの混合グリースと混合しない二つのグリース
(バリウム複合石鹸の含有率が0と100重量%である
もの)とを用いてそれぞれ行った。グリースの封入量
は、軸受空間の容積の15%に相当する2.3gとし
た。
【0016】なお、二つのグリースの混合により、各グ
リースの増ちょう剤の含有率は異なり、それぞれ以下の
ようになる。全増ちょう剤中のバリウム複合石鹸の含有
率が10重量%である場合には15.6重量%となり、
この含有率が20重量%である場合には17.5重量%
となり、30重量%である場合には19.5重量%とな
り、40重量%である場合には21.5重量%となり、
50重量%である場合には23.5重量%となり、60
重量%である場合には25.4重量%となり、70重量
%である場合には27.4重量%となり、80重量%で
ある場合には29.4重量%となり、90重量%である
場合には31.3重量%となる。
【0017】この回転試験には図1の試験装置を使用し
た。この試験装置では、4つの軸受Jが、軸1とハウジ
ング2との間に取り付けられるようになっており、隣り
合う軸受Jの間にグリース供給用空間31を形成する中
間部材3が設置されている。また、各軸受Jの近傍にグ
リースカップ4が取り付けられている。各グリースカッ
プ4の先端は、ハウジング2と中間部材3の外周部材3
2とを貫通してグリース供給用空間31に達している。
【0018】ハウジング2の軸1を挟んでグリースカッ
プ4と対向する位置には、グリース排出用空間21が形
成されている。また、中間部材3には、このグリース排
出用空間21とグリース供給用空間31を連通させる排
出穴33が形成されている。ハウジング2の軸方向両端
には取付フランジ5が固定されており、この取付フラン
ジ5には、ハウジング2のグリース排出用空間21に連
通するグリース排出穴51が形成されている。
【0019】なお、軸1に固定された軸側部材6とハウ
ジング2に固定された取付フランジ5との間にラビリン
スシール7が形成されており、軸1とハウジング2の間
はこのラビリンスシール7により密封されている。した
がって、グリースカップ4にグリースを注入すれば、各
グリースカップ4の先端に設けたノズルから、各軸受J
の内輪と外輪の間に向けてグリースが供給される。余分
なグリースは、中間部材3のグリース供給用空間31か
ら排出穴33を通ってハウジング2のグリース排出用空
間21内に導かれ、取付フランジ5のグリース排出穴5
1から外部に排出される。
【0020】この試験装置を使用し、各軸受Jに予圧2
0kgをかけて、各軸受Jに同じグリースを封入した状
態で、dm n値が130万となる回転速度で軸1を回転
させた。そして、試験機の振動を表すG値が20以上と
なった時間を耐久寿命として測定した。また、試験開始
前と、dm n値が130万に達した後に軸受温度が一定
となった時点で軸受の温度を測定し、回転試験前後の軸
受の温度上昇値を算出した。これらの結果を図2にグラ
フで示す。
【0021】このグラフから分かるように、使用するグ
リースに含まれる全増ちょう剤中のバリウム複合石鹸含
有率が20重量%未満であると、軸受の温度上昇が37
℃以上と大きくなるとともに、軸受の耐久寿命が極端に
短くなる。また、前記バリウム複合石鹸含有率が97重
量%を超えると、軸受の耐久寿命が極端に短くなる。し
たがって、前記バリウム複合石鹸含有率が20重量%以
上97重量%以下である増ちょう剤を含有するグリース
を用いることによって、dm n値130万の高速回転下
であっても、軸受の温度上昇を抑制しながら、軸受の耐
久寿命を十分長くできることが分かる。
【0022】また、前記バリウム複合石鹸含有率(バリ
ウム石鹸系増ちょう剤の含有率)が30重量%以上97
重量%以下である増ちょう剤を含有するグリースを用い
ると、dm n値130万の高速回転であっても、軸受の
耐久寿命が7000時間以上と長くなるとともに、軸受
の温度上昇を35℃以下に抑えることができるため好ま
しい。また、このグラフから、より好ましい前記バリウ
ム複合石鹸含有率は50重量%以上97重量%以下であ
り、さらに好ましい前記バリウム複合石鹸含有率は60
重量%以上97重量%以下であり、より一層好ましい前
記バリウム複合石鹸含有率は60重量%以上90重量%
以下であることが分かる。
【0023】なお、この実施形態では、バリウム石鹸系
増ちょう剤としてバリウム複合石鹸からなるものを使用
し、リチウム石鹸系増ちょう剤としてリチウム複合石鹸
からなるものを使用しているが、本発明のグリースに使
用されるバリウム石鹸系増ちょう剤とリチウム石鹸系増
ちょう剤との組合せはこれに限定されない。例えば、バ
リウム複合石鹸とリチウム石鹸との組合せ、バリウム石
鹸とリチウム複合石鹸との組合せ、バリウム石鹸とリチ
ウム石鹸との組合せ、バリウム複合石鹸およびバリウム
石鹸とリチウム石鹸およびリチウム複合石鹸との組合せ
等であってもよい。
【0024】また、本発明のグリースの基油は特に限定
されず、この実施形態のようにエステルと合成炭化水素
との混合物であってもよいし、エステル、エーテル、お
よび合成炭化水素のいずれかまたはこれらの混合物であ
ってもよい。本発明のグリースの混和ちょう度も特に限
定されないが、混和ちょう度が小さ過ぎると潤滑不良に
なり易く、大き過ぎるとグリースの飛散が生じてやはり
潤滑不良になり易いため、260以上320以下である
ことが好ましい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のグリース
によれば、dm n値が130万以上である高速回転下で
使用される転がり軸受に使用された場合でも、軌道面へ
油が適度に供給されるとともに軸受の温度上昇が低く抑
えられて、長期的に安定した潤滑性を確保することがで
きる。
【0026】その結果、このグリースを用いることによ
り、dm n値が130万以上である高速回転下で使用さ
れる転がり軸受用の潤滑法として、グリース潤滑法を採
用することが可能になるため、従来採用されていた油潤
滑法で問題となっていた、場所の問題や装置コストの問
題が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態で行った回転試験に使用した試験装置
を示す断面図である。
【図2】実施形態で行った試験結果を、軸受の耐久寿命
および温度上昇値と、使用したグリースの増ちょう剤全
量中のバリウム複合石鹸の含有率との関係で示すグラフ
である。
【符号の説明】
1 軸 2 ハウジング 3 中間部材 4 グリースカップ 5 取付フランジ 6 軸側部材 7 ラビリンスシール J 軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C10N 50:10 (72)発明者 横内 敦 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 中 道治 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 Fターム(参考) 3J101 AA02 AA42 AA54 AA62 BA10 EA41 EA63 FA32 GA31 4H104 BB15B DA02A EB02 FA01 FA02 LA20 PA01 QA18

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 含有する増ちょう剤が、バリウム石鹸お
    よび/またはバリウム複合石鹸からなるバリウム石鹸系
    増ちょう剤と、リチウム石鹸および/またはリチウム複
    合石鹸からなるリチウム石鹸系増ちょう剤とを必須成分
    とし、バリウム石鹸系増ちょう剤とリチウム石鹸系増ち
    ょう剤との合計量に対するバリウム石鹸系増ちょう剤の
    含有率が20重量%以上97重量%以下であることを特
    徴とするグリース。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7402550B2 (en) 2001-05-11 2008-07-22 Nsk Ltd. Rolling bearing
JP2010077769A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Hitachi Constr Mach Co Ltd 転圧機械のポンプ装置
CN114958460A (zh) * 2022-06-16 2022-08-30 中国石油化工股份有限公司 一种润滑脂组合物

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CN114958460A (zh) * 2022-06-16 2022-08-30 中国石油化工股份有限公司 一种润滑脂组合物

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