JP2002147472A - Rolling bearing - Google Patents

Rolling bearing

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JP2002147472A
JP2002147472A JP2000346295A JP2000346295A JP2002147472A JP 2002147472 A JP2002147472 A JP 2002147472A JP 2000346295 A JP2000346295 A JP 2000346295A JP 2000346295 A JP2000346295 A JP 2000346295A JP 2002147472 A JP2002147472 A JP 2002147472A
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bearing
base oil
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outer ring
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裕俊 宮島
Michiharu Naka
道治 中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing in which a grease with a less heat generation under a high speed rotation is filled as a lubricant. SOLUTION: The rolling bearing 1 adopts a grease lubrication. In a grease filled in the rolling bearing 1, a base oil contains carbonate of 10-100 wt.% and a kinematic viscosity of the base oil becomes 10×10-6 (m2/s) to 200×10-6 (m2/s).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、旋盤、ボール盤、
中ぐり盤、フライス盤、研削盤、ホーニング盤、超仕上
盤、ラップ盤などに代表される工作機械装置の主軸用軸
受に好適な転がり軸受に係るものであり、特に、高速切
削もしくは高速研削において軸受寿命の改善を図ること
が可能な転がり軸受に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lathe, a drilling machine,
Rolling bearings suitable for main shaft bearings of machine tool devices such as boring machines, milling machines, grinding machines, honing machines, super finishing machines, lapping machines, etc. The present invention relates to a rolling bearing capable of improving the life.

【0002】[0002]

【従来の技術】工作機械装置の主軸は、一般にアンギュ
ラ玉軸受、円筒ころ軸受、及びこれらの転がり軸受の組
み合わせのいずれかの転がり軸受で支承された状態で回
転する。その工作機械装置の主軸は、加工精度と生産性
の向上を図るために回転の高速化が望まれているが、主
軸を支承する転がり軸受を高速回転下で使用するほど、
発熱及び予荷重の増大によって、焼付の発生や、軸受損
傷の危険性が著しく高まる。
2. Description of the Related Art In general, a main shaft of a machine tool device rotates while being supported by any one of an angular ball bearing, a cylindrical roller bearing, and a combination of these rolling bearings. The spindle of the machine tool device is required to rotate at high speed in order to improve machining accuracy and productivity, but as the rolling bearing that supports the spindle is used under high speed rotation,
Heat generation and increased preload significantly increase the risk of seizures and bearing damage.

【0003】このような事態を防止するためにも、また
工作機械全体が熱変形を起こし加工精度が低下しないた
めにも、適切な潤滑方式を選択して、主軸を支承する軸
受の発熱を極力抑えなければならない。このため、従来
にあっては、高速回転する工作機械主軸を支承する転が
り軸受の潤滑は、冷却効果がある、オイルエア潤滑法、
ノズルジェット潤滑法、若しくはアンダーレース潤滑法
(下側から軌道面へ潤滑する方法)が採用されてきた。
In order to prevent such a situation, and to prevent the entire machine tool from being thermally deformed and the machining accuracy from being lowered, an appropriate lubrication method is selected to minimize the heat generation of the bearing supporting the main shaft. Must be suppressed. For this reason, conventionally, the lubrication of rolling bearings that support a machine tool main shaft rotating at high speed has a cooling effect, an oil-air lubrication method,
A nozzle jet lubrication method or an underrace lubrication method (a method of lubricating the track surface from below) has been adopted.

【0004】ここで、上記高速回転する主軸を支承する
転がり軸受の潤滑方式には、一般に油潤滑が用いられて
いる。
Here, oil lubrication is generally used as a lubrication system for a rolling bearing that supports a high-speed rotating main shaft.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の潤滑方式で
は、いずれも軸受内に潤滑油を供給する潤滑装置の導入
が不可欠である。このため、潤滑装置の付帯設備の占有
面積を確保することが必要なばかりでなく、運転コスト
の削減の点からも不利なものとなったいる。このため、
工作機械装置のコンパクト化及び運転コスト削減が期待
できるグリース潤滑を採用した転がり軸受を使用するこ
とによる、工作機械装置主軸の高速化が強く望まれる
が、グリース潤滑はグリースのせん断による発熱が顕著
なため、従来、回転の高速化に不適当な潤滑方式とされ
ている。
In each of the above-mentioned conventional lubrication systems, it is essential to introduce a lubrication device for supplying lubricating oil into the bearing. For this reason, it is not only necessary to secure the area occupied by the auxiliary equipment of the lubricating device, but also disadvantageous in terms of reducing the operating cost. For this reason,
The use of grease lubricated rolling bearings, which can be expected to reduce the size of machine tool devices and reduce operating costs, is strongly required to increase the speed of machine tool spindles. For this reason, a lubrication system that is not suitable for high-speed rotation has conventionally been adopted.

【0006】本発明は、上記のような点に着目してなさ
れたもので、グリース潤滑を採用しても回転の高速化が
達成できる、高速回転下でも発熱の少ないグリースを封
入した転がり軸受を提供することを課題とするものであ
る。具体的には、グリース潤滑で且つdmn値が130
万以上でも使用可能な転がり軸受を提供するものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and a rolling bearing in which grease that generates little heat even under high-speed rotation can be achieved even when grease lubrication is employed. The task is to provide. Specifically, grease lubrication and a dmn value of 130
It is intended to provide a rolling bearing that can be used for more than ten thousand.

【0007】[0007]

【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、グリース潤滑が採用される転がり軸受に
おいて、上記転がり軸受内に封入されるグリースは、基
油の10重量%以上100重量%以下が炭酸エステルで
あり、かつ、その基油の動粘度が40℃で10×10-6
(m2 /s)以上200×10-6(m2 /s)以下であ
ることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a rolling bearing employing grease lubrication, wherein the grease sealed in the rolling bearing is 10% by weight or more of the base oil. % By weight or less is a carbonate ester, and the kinematic viscosity of the base oil is 10 × 10 −6 at 40 ° C.
(M 2 / s) or more and 200 × 10 −6 (m 2 / s) or less.

【0008】本発明は、発明者らの試験・研究によっ
て、上記基油に炭酸エステルを利用した潤滑グリース
が、高速せん断下において発熱が少なく、軸受の長寿命
化、さらには、工作機械の加工精度の向上をもたらすこ
とを発見したことによるものである(図3参照)。ま
た、基油の10重量%以上100重量%以下を炭酸エス
テルとしているのは次の理由による。
According to the present invention, a lubricating grease using a carbonate ester as the base oil has a low heat generation under high-speed shearing, has a long bearing life, and further has a machine tool for machining. This is due to the finding that the accuracy is improved (see FIG. 3). The reason why 10% by weight or more and 100% by weight or less of the base oil is carbonic acid ester is as follows.

【0009】基油中の炭酸エステルの配分量が多いほど
発熱低減効果がある。そして、基油全量に対する炭酸エ
ステルの量が10重量%未満だと十分な発熱低減効果が
期待できない(図4参照)。このため、下限値を10重
量%としている。特に、基油全量に対する炭酸エステル
の量が30重量%以上となると、炭酸エステルの増加に
伴う発熱低減効果が小さくなくなり、また軸受外輪温度
も50℃以下に抑えることが可能となる。従って、基油
全量に対する炭酸エステルの量を30重量%以上100
重量%以下とすることが好ましい(図4参照)。
[0009] The greater the distribution of the carbonate ester in the base oil, the more the heat generation is reduced. If the amount of the carbonate is less than 10% by weight based on the total amount of the base oil, a sufficient heat generation reducing effect cannot be expected (see FIG. 4). For this reason, the lower limit is set to 10% by weight. In particular, when the amount of the carbonate is 30% by weight or more with respect to the total amount of the base oil, the effect of reducing the heat generation due to the increase of the carbonate becomes small, and the temperature of the bearing outer ring can be suppressed to 50 ° C or less. Therefore, the amount of the carbonate based on the total amount of the base oil should be 30% by weight or more and
It is preferable that the content be not more than% by weight (see FIG. 4).

【0010】また、基油の動粘度を40℃で10×10
-6〜200×10-6(m2 /s)としているのは、次の
理由による。40℃での基油動粘度が200×10
-6(m2 /s)より大きくなると、高速回転時の粘度増
大によって発熱が急に大きくなり、それに起因して、軸
受の焼付寿命が急激に短くなる。このため、上限値を2
00×10-6(m2 /s)とした(図5参照)。
The kinematic viscosity of the base oil is 10 × 10 4 at 40 ° C.
-6 to 200 × 10 -6 (m 2 / s) for the following reason. Base oil kinematic viscosity at 40 ° C is 200 × 10
If it exceeds -6 (m 2 / s), the heat generation increases rapidly due to an increase in the viscosity during high-speed rotation, and as a result, the seizure life of the bearing is sharply shortened. Therefore, the upper limit is 2
00 × 10 −6 (m 2 / s) (see FIG. 5).

【0011】一方、40℃での基油動粘度が10×10
-6(m2 /s)より小さくなると、軸受回転中に形成さ
れる潤滑油膜の厚さが必要最低限度を下回り、十分な荷
重支持能力を保持し得ず、焼付寿命が短くなる(図5参
照)。このため、下限値を10×10-6(m2 /s)と
した。そして、基油の動粘度を40℃で10×10-6
200×10-6(m2 /s)とすることで、軸受の長期
耐久性能を確保可能となる。
On the other hand, the base oil kinematic viscosity at 40 ° C. is 10 × 10
If it is smaller than -6 (m 2 / s), the thickness of the lubricating oil film formed during the rotation of the bearing is less than the necessary minimum limit, the sufficient load supporting capacity cannot be maintained, and the seizure life is shortened (FIG. 5). reference). Therefore, the lower limit is set to 10 × 10 −6 (m 2 / s). Then, the kinematic viscosity of the base oil is set to 10 × 10 −6 at 40 ° C.
By setting it to 200 × 10 −6 (m 2 / s), long-term durability of the bearing can be ensured.

【0012】特に、グリースの40℃での基油動粘度が
10×10-6(m2 /s)以上130×10-6(m2
s)以下とすれば、軸受外輪温度を50℃以下に抑えら
れ、軸受寿命が最も良好となる。すなわち、40℃での
基油動粘度を10×10-6(m2 /s)以上130×1
-6(m2 /s)以下とすることが、より好ましい。こ
こで、封入するグリース量は、軸受空間容積に対し、1
0体積%以上50体積%以下とすることが、高速回転下
における昇温防止に有効である(図6参照)。
Particularly, the grease has a kinematic viscosity of base oil at 40 ° C. of 10 × 10 −6 (m 2 / s) or more and 130 × 10 −6 (m 2 / s).
If s) or less, the temperature of the bearing outer ring can be suppressed to 50 ° C. or less, and the life of the bearing becomes the best. That is, the kinematic viscosity of the base oil at 40 ° C. is 10 × 10 −6 (m 2 / s) or more and 130 × 1
It is more preferred to be 0 -6 (m 2 / s) or less. Here, the amount of grease to be enclosed is 1 to the bearing space volume.
It is effective to prevent the temperature from rising at 0 to 50% by volume under high-speed rotation (see FIG. 6).

【0013】なお、軸受空間容積とは、内輪と外輪との
間に形成される空間の容積である。
The bearing space volume is the volume of the space formed between the inner ring and the outer ring.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。本実施形態は、高速回転する工作
機械の主軸を支承するのに好適なアンギュラ玉軸受を例
にとって説明する。図1は、その玉軸受の要部断面図で
ある。すなわち、本実施形態の玉軸受1は、同軸に配置
された内輪2と外輪3との間に複数の玉4(転動体)が
介装されて構成され、上記内輪2の内径面側が主軸6に
一体的となるように固定される。図1中、符号5は保持
器を示す。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an angular ball bearing suitable for supporting a main shaft of a machine tool rotating at high speed will be described as an example. FIG. 1 is a sectional view of a main part of the ball bearing. That is, the ball bearing 1 of the present embodiment is configured such that a plurality of balls 4 (rolling elements) are interposed between the inner ring 2 and the outer ring 3 arranged coaxially, and the inner diameter side of the inner ring 2 is the main shaft 6. It is fixed so as to be integral with the body. In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a cage.

【0015】そして、上記内外輪3間の空間にグリース
が封入されている。上記グリースは、基油全量に対し炭
酸エステルが10〜100重量%含まれ、かつ、その基
油の動粘度が40℃で10×10-6〜200×10
-6(m2 /s)に設定されている。ここで、グリースの
増ちょう剤は特に限定されない。例えば、リチウム石
鹸、リチウムコンプレックス石鹸、バリウム石鹸、バリ
ウムコンプレックス石鹸、アルミニウム石鹸、アルミニ
ウムコンプレックス石鹸、ナトリウム石鹸、ウレア化合
物、カルシウムスルフォネート、また混合石鹸であるナ
トリウム−カルシウム石鹸、リチウム−カルシウム石
鹸、ナトリウム−アルミニウム石鹸などが使用できる。
また、グリースに添加される酸化防止剤としては、フェ
ニル−α−ナフチルアミンなどのアミン系化合物、ジー
t−ブチル−P−クレゾールなどのフェノール類、フェ
ノチアジンなどのチオアミン類、ジアルキルジチオリン
酸塩類、ジアルキルジチオカルバミン酸塩類などが例示
できる。
Grease is sealed in the space between the inner and outer rings 3. The grease contains 10 to 100% by weight of a carbonate based on the total amount of the base oil, and the kinematic viscosity of the base oil is 10 × 10 −6 to 200 × 10 6 at 40 ° C.
-6 (m 2 / s). Here, the thickener of the grease is not particularly limited. For example, lithium soap, lithium complex soap, barium soap, barium complex soap, aluminum soap, aluminum complex soap, sodium soap, urea compound, calcium sulfonate, and sodium-calcium soap, lithium-calcium soap, and sodium which are mixed soaps -Aluminum soap and the like can be used.
Examples of the antioxidant added to the grease include amine compounds such as phenyl-α-naphthylamine, phenols such as di-t-butyl-P-cresol, thioamines such as phenothiazine, dialkyldithiophosphates, and dialkyldithiocarbamines. Acid salts and the like can be exemplified.

【0016】上記構成の転がり軸受1を使用すると、グ
リース潤滑であるので、軸受潤滑装置の導入が不要とな
り、当該転がり軸受1を組み込む工作機械を、その分、
小型化することが出来ると共に、工作機械の運転コスト
の削減が期待できる。また、グリース潤滑にも関わら
ず、主軸6をdmn値130万以上で高速回転しても軸
受1の発熱が55℃以下に抑えることができるので、主
軸6を高速回転させても、工作機械全体の熱変形が抑え
られて加工精度の低下が防止される。
When the rolling bearing 1 having the above structure is used, since grease lubrication is used, it is not necessary to introduce a bearing lubrication device.
It is possible to reduce the size and reduce the operating cost of the machine tool. Also, despite the grease lubrication, even if the spindle 6 rotates at a high speed of 1.3 million or more with dmn value of 1.3 million or more, the heat generation of the bearing 1 can be suppressed to 55 ° C. or less. Is suppressed, and a decrease in processing accuracy is prevented.

【0017】[0017]

【実施例】本発明に基づく転がり軸受について軸受1高
速回転発熱評価を行った。軸受としては、アンギュラ玉
軸受140BNC10TP4を使用し、その軸受内に
1.0gのグリースを封入したものを使用した。上記グ
リース封入量は、軸受空間容積の15体積%に相当す
る。
EXAMPLES The rolling bearing according to the present invention was evaluated for heat generation at high speed rotation of the bearing 1. As the bearing, an angular contact ball bearing 140BNC10TP4 was used, and 1.0 g of grease was sealed in the bearing. The grease filling amount corresponds to 15% by volume of the bearing space volume.

【0018】上記使用するグリースは、増ちょう剤とし
てリチウム石鹸が使用され、その増長剤の量を、グリー
ス全量に対し15重量%となるように統一した。また、
基油としては、全て40℃での動粘度が約30×10-6
(m2 /s)の油を使用した。そして、上記封入するグ
リースの基油として、炭酸エステル、エステル、合成炭
化水素、及び鉱油をそれぞれ100重量%使用した4種
類の転がり軸受20を用意して試験を行った。
The grease used was lithium soap as a thickener, and the amount of the thickener was unified so as to be 15% by weight based on the total amount of the grease. Also,
As base oils, all have a kinematic viscosity at 40 ° C. of about 30 × 10 −6.
(M 2 / s) oil was used. Then, four types of rolling bearings 20 each using 100% by weight of a carbonate ester, an ester, a synthetic hydrocarbon, and a mineral oil as base oils of the grease to be sealed were prepared and tested.

【0019】すなわち、上記各種類の転がり軸受1につ
いてそれぞれ供試軸受1を2個ずつ用意し、図2に示す
ような試験機を用いて評価を行った。上記試験機は、背
面組合せに配設した2つの供試軸受20で主軸6を支承
し、その主軸6が、図示しないモータ及び変速機を介し
て回転駆動されるスピンドル構造となっている。また、
試験機本体24の軸方向の略中央部であって上記2個の
供試軸受20の中間位置には、半径方向の潤滑剤供給の
ための貫通孔が設けられており、これにオイルエアノズ
ル21が挿入されている。このオイルエアノズル21は
グリースニップルと置き換え可能な構造となっている。
また、軸受20の設定空間内の空気を排気するために排
気路23が設けられている。
That is, two test bearings 1 were prepared for each of the above-mentioned types of rolling bearings 1, and evaluation was performed using a test machine as shown in FIG. The testing machine has a spindle structure in which the main shaft 6 is supported by two test bearings 20 arranged in a back-to-back combination, and the main shaft 6 is rotationally driven via a motor and a transmission (not shown). Also,
A through hole for supplying lubricant in a radial direction is provided at a substantially central portion in the axial direction of the testing machine main body 24 and at an intermediate position between the two test bearings 20. Is inserted. The oil air nozzle 21 has a structure that can be replaced with a grease nipple.
Further, an exhaust path 23 is provided for exhausting the air in the set space of the bearing 20.

【0020】更に軸受外輪20aの温度上昇を測定する
べく熱電対25が設置されている。なお、軸受20の予
圧(アキシアルすきま)は間座等で一定値(60kg)
に調整して、予圧の差による温度上昇が影響されないよ
うにした。そして、主軸6の回転が所定回転数に達した
後に約2時間放置して発熱温度を飽和させてから、軸受
外輪20aの温度を測定した。上記所定回転数を種々に
変更して上記試験を繰り返した。
Further, a thermocouple 25 is provided to measure the temperature rise of the bearing outer ring 20a. The preload (axial clearance) of the bearing 20 is a constant value (60 kg) at a spacer or the like.
To prevent the temperature rise due to the difference in preload from being affected. After the rotation of the main shaft 6 reached a predetermined number of revolutions, the temperature was left to stand for about 2 hours to saturate the heat generation temperature, and then the temperature of the bearing outer ring 20a was measured. The above test was repeated with various changes in the predetermined number of revolutions.

【0021】図3がその結果である。この図3は、各試
作グリースの発熱特性のdmn値への依存性についてま
とめたものである。図3から分かるように、炭酸エステ
ルを基油としたグリースを潤滑剤として使用すると、他
のグリースを潤滑剤として使用する場合に比べて、高速
回転下で使用しても軸受20が低発熱であることがわか
る。これは、炭酸エステルを使用した基油は、粘度が低
く、しかも、軸受20の軌道面及び転動体、保持器など
の金属面である転動面や摺動面との密着性が良く、他の
基油に比べてぬれ性に優れているためであり、軌道面な
どに薄膜を速やかに形成して耐摩耗性や耐衝撃を高める
効果もある。また、発熱が低いことから、低トルクでの
油膜形成能にも優れる。また、耐熱性にも優れる。
FIG. 3 shows the result. FIG. 3 summarizes the dependence of the heat generation characteristics of each prototype grease on the dmn value. As can be seen from FIG. 3, when grease using carbonate ester as a base oil is used as a lubricant, the bearing 20 generates less heat even when used under high-speed rotation as compared with a case where another grease is used as a lubricant. You can see that there is. This is because the base oil using a carbonate ester has a low viscosity, and has good adhesion to the raceway surface of the bearing 20 and the rolling surface or sliding surface which is a metal surface such as a rolling element and a cage. This is because the wettability is superior to that of the base oil, and the thin film is quickly formed on the raceway surface and the like, and has the effect of increasing the wear resistance and impact resistance. Further, since the heat generation is low, the oil film forming ability at a low torque is excellent. Also, it has excellent heat resistance.

【0022】そして、グリース寿命の観点から、軸受2
0の回転中の発熱は少なければ少ないほど好都合であ
る。具体的には、軸受外輪温度が55℃以下であると長
寿命を期待できる。そして、図3のように、炭酸エステ
ルを基油としたグリースを潤滑剤として使用すること
で、dmn値が130万以上となる高速回転で主軸6を
回転しても軸受外輪温度が55℃未満に抑えることがで
きることが分かる。
From the viewpoint of grease life, the bearing 2
The lower the heat generation during the zero revolution, the better. Specifically, if the bearing outer ring temperature is 55 ° C. or lower, a long life can be expected. As shown in FIG. 3, by using grease containing carbonate ester as a base oil as a lubricant, the bearing outer ring temperature is less than 55 ° C. even when the main shaft 6 is rotated at a high speed at which the dmn value becomes 1.3 million or more. It can be seen that it can be suppressed to.

【0023】ここで、同様の試験を、グリースの増ちょ
う剤としてバリウムコンプレックス石鹸及びカルシウム
スルフォネートに変えて実施してみたが、同様の傾向が
認められた、つまり、増ちょう剤に影響することなく、
炭酸エステルを使用した基油の優位性が確認された。次
に、40℃での動粘度が30×10-6(m2 /s)の炭
酸エステルと、同じく40℃での動粘度が30×10-6
(m2 /s)の鉱油との混合油を基油に用いたグリース
を使用し、上記と同じ試験機を使用して試験を行い軸受
外輪温度について求めてみた。
Here, a similar test was carried out by changing barium complex soap and calcium sulfonate as thickeners for grease, but the same tendency was observed, that is, the thickeners were affected. Without
The superiority of the base oil using carbonate ester was confirmed. Next, a carbonate ester having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 30 × 10 −6 (m 2 / s) and a kinematic viscosity at 40 ° C. of 30 × 10 −6.
A grease using a mixed oil with (m 2 / s) mineral oil as a base oil was used, and a test was performed using the same testing machine as described above to determine the temperature of the bearing outer ring.

【0024】ここで、増ちょう剤としてはリチウム石鹸
を採用し、その量はグリース全量に対して15重量%と
した。グリース封入量は軸受20空間容積の15体積%
である。回転試験はdmn値130万、予圧荷重を60
kgとして行った。そして、上記基油となる混合油の配
合比率を変えたグリースを使用して、軸受外輪温度につ
いて求めてみた。なお、測定した温度は、dmn値13
0万となる高速回転状態でそれぞれ約2時間放置させて
温度を飽和させたものである。
Here, lithium soap was used as the thickener, and its amount was 15% by weight based on the total amount of grease. Grease filling amount is 15% by volume of bearing 20 space volume
It is. Rotation test: dmn 1.3 million, preload 60
kg. Then, using a grease in which the mixing ratio of the mixed oil serving as the base oil was changed, the bearing outer ring temperature was obtained. The measured temperature was a dmn value of 13
Each was left for about 2 hours in a high-speed rotation state of 100,000 to saturate the temperature.

【0025】図4がその結果である。図4から分かるよ
うに、基油全体に対する炭酸エステルの配合比率が10
重量%以上となると、軸受外輪温度を55℃以下に抑え
ることが可能となり、厳しい運転条件が緩和される。特
に、基油全体に対する炭酸エステルの配合比率を30重
量%以上のグリースを使用すると、軸受外輪温度を50
℃以下に抑えることができる。また、基油全体に対する
炭酸エステルの比率を30重量%より多くしても、軸受
外輪温度の低減効果は逓減し、軸受外輪温度は大きく変
化しない。
FIG. 4 shows the result. As can be seen from FIG. 4, the mixing ratio of the carbonate ester to the whole base oil is 10%.
When the content is not less than% by weight, the temperature of the bearing outer ring can be suppressed to 55 ° C. or less, and severe operating conditions are relaxed. In particular, when grease having a compounding ratio of carbonate ester of 30% by weight or more with respect to the entire base oil is used, the temperature of the bearing outer ring becomes 50
° C or lower. Further, even if the ratio of the carbonate ester to the whole base oil is more than 30% by weight, the effect of reducing the temperature of the bearing outer ring is gradually reduced, and the temperature of the bearing outer ring does not largely change.

【0026】一方、基油全量に対して炭酸エステルの配
合比率を10重量%よりも少ないグリースを使用した場
合には、軸受外輪温度の減少の効果は得られないことが
分かる。すなわち、基油全体に対する炭酸エステルの配
合比率を10重量%以上、好ましくは30重量%以上に
設定することで、軸受20の発熱を有効に抑えることが
できることが分かる。
On the other hand, it can be seen that the effect of reducing the temperature of the bearing outer ring cannot be obtained when grease containing less than 10% by weight of the carbonate ester relative to the total amount of the base oil is used. That is, it can be seen that the heat generation of the bearing 20 can be effectively suppressed by setting the mixing ratio of the carbonate ester to the entire base oil to 10% by weight or more, preferably 30% by weight or more.

【0027】次に、炭酸エステルを基油とした場合にお
ける基油の動粘度と軸受焼付寿命の関係及び、同動粘度
と回転中の軸受外輪温度の関係について上記試験機を使
用し同様な条件で試験を行った。すなわち、試験条件
は、増ちょう剤としてのリチウム石鹸をグリース全量中
の15重量%含有するグリースを使用し、軸受20内へ
のグリース封入量は軸受空間容積の15%に設定してあ
る。回転試験はdmn130万、予圧荷重を60kgと
して行った。
Next, the relationship between the kinematic viscosity of the base oil and the bearing seizure life when the carbonate oil is used as the base oil, and the relationship between the kinematic viscosity and the temperature of the bearing outer ring during rotation using the above-described test machine were measured under the same conditions. Was tested. That is, the test conditions used were a grease containing 15% by weight of the total amount of lithium soap as a thickener, and the amount of grease sealed in the bearing 20 was set to 15% of the bearing space volume. The rotation test was performed with dmn of 1.3 million and a preload of 60 kg.

【0028】そして、上記封入するグリースの40℃で
の基油動粘度を変えた複数の軸受20について試験を行
ったところ図5に示す結果を得た。なお、各軸受20に
ついて、目標の回転速度となった状態で約2時間放置し
て発熱温度の飽和を図っている。ここで、図5における
横軸に示す炭酸エステルの基油の濃度は、炭酸ジメチ
ル、炭酸ジエチルなどのアルキル鎖長が1と2の炭酸エ
ステルに加え、C4 〜C10くらいの炭素鎖長を有する炭
酸エステルを混合し種々の基油(40℃における)の粘
度を作り、上記試験に供した。なお、これは基油粘度を
変化させる一例である。
A test was conducted on a plurality of bearings 20 in which the base oil kinematic viscosity at 40 ° C. of the grease to be sealed was changed, and the results shown in FIG. 5 were obtained. In addition, each bearing 20 is allowed to stand at the target rotational speed for about two hours to achieve saturation of the heat generation temperature. Here, the concentration of the base oil of the carbonate ester shown on the horizontal axis in FIG. 5 is determined by adding the carbon chain length of about C 4 to C 10 in addition to the carbonate chains having an alkyl chain length of 1 or 2 such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate. The resulting carbonic acid esters were mixed to create viscosities of various base oils (at 40 ° C.) and subjected to the above test. This is an example of changing the base oil viscosity.

【0029】図5から分かるように、40℃の基油動粘
度が200×10-6(m2 /s)より大きくなると、粘
度増大による発熱が急上昇し、それに起因して、軸受2
0の焼付寿命が急激に短くなる。一方、40℃での基油
動粘度が10×10-6(m2 /s)より小さくなると、
軸受20回転中に形成される潤滑油膜の厚さが必要最低
限度を下まわり、十分な荷重支持能力を保持し得ず、焼
付寿命が短くなる。
As can be seen from FIG. 5, when the kinematic viscosity of the base oil at 40 ° C. becomes larger than 200 × 10 −6 (m 2 / s), the heat generation due to the increase in the viscosity sharply increases.
The baking life of 0 is sharply shortened. On the other hand, when the kinematic viscosity of the base oil at 40 ° C. becomes smaller than 10 × 10 −6 (m 2 / s),
The thickness of the lubricating oil film formed during the rotation of the bearing 20 is less than the necessary minimum limit, so that the sufficient load supporting ability cannot be maintained, and the seizure life is shortened.

【0030】以上のように、グリースの40℃での基油
動粘度を10×10-6(m2 /s)以上200×10-6
(m2 /s)以下に設定することで、軸受20の長期耐
久性能を達成し得ることが分かる。特に、グリースの4
0℃での基油動粘度が10×10-6(m2 /s)以上1
30×10-6(m2 /s)以下とすれば、軸受外輪温度
を50℃以下に抑えられ、軸受20寿命が最も良好とな
る。すなわち、40℃での基油動粘度が10×10
-6(m2 /s)以上130×10-6(m2 /s)以下が
より好ましい範囲となる。
As described above, grease base oil at 40 ° C.
10 × 10 kinematic viscosity-6(MTwo/ S) more than 200 × 10-6
(MTwo/ S), the long-term durability of the bearing 20
It can be seen that long-term performance can be achieved. In particular, grease 4
Base oil kinematic viscosity at 0 ° C is 10 × 10-6(MTwo/ S) 1 or more
30 × 10-6(MTwo/ S), the temperature of the bearing outer ring
Is maintained at 50 ° C. or less, and the life of the bearing 20 becomes the best.
You. That is, the base oil kinematic viscosity at 40 ° C. is 10 × 10
-6(MTwo/ S) more than 130 × 10-6(MTwo/ S)
It becomes a more preferable range.

【0031】次に、封入するグリース量と、回転中の軸
受外輪温度及び一定時間回転後(20時間後)のグリー
ス残存量との関係について上記試験機を使用して求めて
みた。使用したグリース(潤滑剤)は、基油として炭酸
エステルを使用し、その基油の40℃での動粘度を30
×10-6(m2 /s)とし、増ちょう剤としてリチウム
石鹸(グリース全量に対して15重量%使用)を用いた
ものである。そして、回転試験はdmn130万、予圧
荷重を60kgとして行った。
Next, the relationship between the amount of grease to be enclosed, the temperature of the bearing outer ring during rotation, and the remaining amount of grease after rotating for a predetermined time (after 20 hours) was determined using the above-described tester. The grease (lubricant) used was carbonate ester as a base oil, and the kinematic viscosity of the base oil at 40 ° C. was 30.
× 10 −6 (m 2 / s), and lithium soap (15% by weight based on the total amount of grease) was used as a thickener. The rotation test was performed with dmn of 1.3 million and a preload of 60 kg.

【0032】図6にその結果を示す。ここで、グリース
残存量は、目標の回転速度となってから20時間経過に
回転を停止し試験機を分解して軸受20の質量を測定す
ることによって求めた。また、初期グリース封入量及び
グリース残存量は軸受空間容積に占める割合により評価
した。
FIG. 6 shows the result. Here, the remaining amount of grease was determined by stopping the rotation after 20 hours from reaching the target rotation speed, disassembling the tester, and measuring the mass of the bearing 20. In addition, the initial grease filling amount and the remaining grease amount were evaluated based on the ratio to the bearing space volume.

【0033】図6から分かるように、初期グリース封入
量が軸受空間面積の10体積%未満になると潤滑不足に
陥り、異常昇温することがわかる。一方、初期封入量を
多くするほど、軸受20内の残存グリース量も僅かづつ
増えて耐久性に有利であるが、50体積%を越えると、
潤滑剤の攪拌抵抗による異常昇温が起こってしまう。し
たがって、封入するるグリース量としては軸受20空間
容積の10体積%以上50体積%以下が望ましい。
As can be seen from FIG. 6, when the initial grease filling amount is less than 10% by volume of the bearing space area, the lubrication is insufficient and the temperature rises abnormally. On the other hand, as the initial filling amount increases, the amount of residual grease in the bearing 20 increases little by little, which is advantageous for durability.
Abnormal temperature rise occurs due to the stirring resistance of the lubricant. Therefore, the amount of grease to be sealed is desirably 10% by volume or more and 50% by volume or less of the space volume of the bearing 20.

【0034】以上の各試験結果をまとめると、図7に示
すようになる。すなわち、本発明に基づく転がり軸受2
0は、グリース潤滑を採用しているにも関わらず、高速
回転で使用されても発熱が抑えられる良好な軸受20と
なることが分かる。
FIG. 7 summarizes the results of the above tests. That is, the rolling bearing 2 according to the present invention
0 indicates that the bearing 20 is good in that heat generation is suppressed even when used at high speeds, despite the adoption of grease lubrication.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したきたように、本発明を採用
すると、回転速度がdmn値が130万以上の回転状態
で使用しても発熱が抑えることができるグリース潤滑方
式の転がり軸受を提供可能となる。また、グリース潤滑
方式であるので、当該転がり軸受を組み込んだ装置のコ
ンパクト化及び運転コストに低減を図ることができる。
As described above, by employing the present invention, it is possible to provide a grease-lubricated rolling bearing capable of suppressing heat generation even when used in a rotating state where the rotating speed is 1.3mn or more. Becomes In addition, since the grease lubrication system is used, it is possible to reduce the size of the device incorporating the rolling bearing and reduce the operating cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に基づく実施形態に係る転がり軸受を示
す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a rolling bearing according to an embodiment according to the present invention.

【図2】実施例で使用する試験機を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a tester used in an example.

【図3】実施例におけるdmn値と軸受外輪温度との関
係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a dmn value and a bearing outer ring temperature in an example.

【図4】基油中の炭酸エステルの濃度と軸受外輪温度と
の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the concentration of carbonate in a base oil and the temperature of a bearing outer ring.

【図5】基油動粘度と軸受外輪温度及び軸受焼付寿命と
の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between base oil kinematic viscosity, bearing outer ring temperature, and bearing seizure life.

【図6】初期グリース封入量と軸受外輪温度及びグリー
ス残存量との関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an initial grease filling amount, a bearing outer ring temperature, and a grease remaining amount.

【図7】実施例の全試験結果をまとめた図である。FIG. 7 is a diagram summarizing the results of all tests of the examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 玉軸受 2 内輪 3 外輪 4 玉 6 主軸 20 供試軸受 20a 外輪 25 熱電対 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball bearing 2 Inner ring 3 Outer ring 4 Ball 6 Main shaft 20 Test bearing 20a Outer ring 25 Thermocouple

───────────────────────────────────────────────────── 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 20:02 C10N 40:02 40:02 50:10 50:10 B23Q 1/26 D Fターム(参考) 3C011 FF06 3C048 CC04 DD11 EE02 3J101 AA02 AA13 AA54 AA62 EA63 FA33 FA44 GA31 4H104 BB37A EA02A PA01 QA18──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) // C10N 20:02 C10N 40:02 40:02 50:10 50:10 B23Q 1/26 DF term ( Reference) 3C011 FF06 3C048 CC04 DD11 EE02 3J101 AA02 AA13 AA54 AA62 EA63 FA33 FA44 GA31 4H104 BB37A EA02A PA01 QA18

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 グリース潤滑が採用される転がり軸受に
おいて、上記転がり軸受内に封入されるグリースは、基
油の10重量%以上100重量%以下が炭酸エステルで
あり、かつ、その基油の動粘度が40℃で10×10-6
(m2 /s)以上200×10-6(m2 /s)以下であ
ることを特徴とする転がり軸受。
In a rolling bearing employing grease lubrication, the grease sealed in the rolling bearing is such that 10% by weight or more and 100% by weight or less of a base oil are carbonate esters, and that the grease is lubricated. Viscosity 10 × 10 -6 at 40 ° C.
(M 2 / s) or more and 200 × 10 −6 (m 2 / s) or less.
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