JP2003074561A

JP2003074561A - 高速回転用転がり軸受

Info

Publication number: JP2003074561A
Application number: JP2001265125A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Aihara; 成明相原; Magozo Hamamoto; 孫三浜本; Hirotoshi Miyajima; 裕俊宮島
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高速回転する工作機械主軸用などの高速回転用
転がり軸受において、潤滑油膜を長期にわたって維持
し、急激な温度上昇や焼き付きを発生しにくい転がり軸
受を提供する。【解決手段】保持器１における転動体３及び外輪２と摺
接する面１Ａ、１Ｂに微小凹凸を形成する。上記微小凹
凸は、平均粗さ（Ｒａ）が１〜６μｍで、且つ１００μ
ｍあたりの凹部の個数が１〜６個に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として高速で回
転する工作機械主軸に使用される高速回転用転がり軸受
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に工作機械主軸用軸受には、円筒こ
ろ軸受やアンギュラ玉軸受等が使用されている。これら
の軸受の保持器としては、綿布補強のフェノール樹脂を
切削加工した保持器や、ガラス繊維で強化した６６ナイ
ロン樹脂等を材料とする、いわゆるプラスチック保持器
（合成樹脂製保持器）が使用されている。プラスチック
保持器は、軽量なので回転時の遠心力が小さく、さらに
自己潤滑性を有するという特長を備えているので、高速
回転に有利である。これらのプラスチック保持器を使用
した高速回転用転がり軸受にあっては、通常、保持器が
軸受外輪によって回転案内される外輪案内方式が採用さ
れる。また、これらの軸受の潤滑法としては、グリース
潤滑、オイルエア潤滑、ジェット潤滑等が、使用条件や
コストによって適宜、選択され採用されているが、一般
的には、低コストでメンテナンスも容易なことから、グ
リース潤滑が利用されることが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、工作機械では、
切削能力を向上させて加工時間を短縮する方向にあり、
それに伴い主軸の回転数を高速化する傾向が顕著であ
る。そのため、高速回転する主軸を支承する軸受に供給
する潤滑油量も微量（必要最小限の量）となる傾向にあ
る。

【０００４】しかしながら、例えばグリース潤滑のよう
に、回転中に外部から軸受内部に潤滑油が供給されない
場合には、時間の経過とともに潤滑油が一時的あるいは
継続的に不足して、潤滑油膜が途切れがちになってしま
う。このような厳しい潤滑条件では、十分な潤滑を得る
ことが困難である。そのため、保持器と転動体（外輪・
内輪）との摺動部が発熱して高温になり、場合によって
焼き付いて回転停止に到るという問題が発生することが
あった。このような問題は、特に、保持器の案内面と外
輪内径面との摺接部、あるいは、保持器と転動体との摺
接部において生じることが多い。

【０００５】本発明は、このような不都合を解消するた
め考えたものであり、高速回転する工作機械主軸用など
の高速回転用転がり軸受において、潤滑油膜を長期にわ
たって維持し、急激な温度上昇や焼き付きを発生しにく
い転がり軸受を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のうち請求項１に記載した発明は、高速回転
する主軸を支承し、かつ保持器が合成樹脂製である転が
り軸受において、上記保持器の案内面、および当該保持
器に形成されたポケットの転動体と摺接する面の両方に
対し、平均粗さ（Ｒａ）が１〜６μｍで、且つ１００μ
ｍあたりの凹部の個数が１〜６個となる、微細な凹凸を
形成したことを特徴とする。

【０００７】本発明によれば、保持器における案内面お
よびポケットの転動体への摺接面に適切な凹凸が形成さ
れることで、当該凹部に潤滑剤が溜まって、保持器にお
ける転動体及び軌道輪と摺接する面に適量の潤滑油が保
持される。この結果、回転の高速化によって潤滑条件が
厳しくなった場合でも、上記凹部からなるこの潤滑剤溜
まりに保持される潤滑油が、保持器の案内面および保持
器のポケットの摺接面に油膜を途切れることなく形成す
るので、急激な温度上昇や焼き付きを従来よりも長期に
わたり抑制することができる。

【０００８】ここで、上記微細な凹凸について、平均粗
さ（Ｒａ）を１〜６μｍＲａと規定いるのは、粗さが１
μｍＲａ未満では、凹部への潤滑油保持量が少なくな
り、十分な潤滑効果が得られないからである。一方、６
μｍＲａを超える粗さに設定すると、その粗さ自体が、
高精度の高速回転が要求される工作機械用軸受の回転精
度に悪影響を与えてしまう可能性があるため、上限値
を、６μｍＲａと規定している（後述の表２を参照）。

【０００９】次に、凹部の密度として、１００μｍあた
りの凹部の個数を１〜６個に規定強いる理由について述
べる。ここで、上記凹部の個数とは、図５中に矢印で示
したように、粗さ曲線における谷のピーク個数のことで
ある。凹部の個数が１００μｍあたりに１個未満の密度
では、単位面積あたりの凹部の個数が少なくなって、潤
滑効果が薄れてしまうため、１個以上と規定している。
一方、凹部の個数を、６個よりも多くしようとすると、
平均粗さを１〜６μｍＲａという適度な値に保つことが
難しくなるため、上限値を６個と規定している。

【００１０】例えば、凹部の個数を増加させるために、
処理時間を長くしたり、処理回数を増やしたりすると、
それにつれて平均粗さも大きくなり過ぎてしまう傾向が
ある。あるいは、個々の凹凸サイズを小さくすること
で、凹部個数の密度の増加を図ると、平均粗さが１μｍ
Ｒａに届かない場合がある。すなわち、平均粗さを１〜
６μｍＲａに保ちつつ、かつ、凹部個数を増やすように
処理しようとすると、通常より多くの手間やコストがか
かってしまう。

【００１１】さらに、凹部個数の増加は、凹凸の密集化
ということなので、必然的に凹凸の断面形状がより鋭角
的になって、その凸部先端が破損・磨耗し易くなる。こ
の破損・磨耗によってもたらされる保持器の寸法・重量
バランス変化や、発生した破損片・磨耗紛が、軸受の回
転精度悪化をもたらす一因となる。したがって、この点
からも、凹部個数の過剰増加は、避けるべきである。

【００１２】以上の理由より、平均粗さと凹部の密度は
上記範囲が好ましい。さらに好ましくは、平均粗さで
１．５〜４μｍＲａで、かつ、１００μｍあたりに２〜
５個の凹部が存在する場合に、より高い潤滑効果が得ら
れる。次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記
載した構成に対し、上記合成樹脂製保持器は、補強用繊
維を添加した繊維強化型合成樹脂製であることを特徴と
するものである。

【００１３】添加する補強用繊維材としては、カーボン
ファイバやガラス繊維などが例示できる。本発明によれ
ば、保持器を繊維強化型合成樹脂製とすることで、高速
回転に起因する、温度上昇に対する耐熱性や耐摩耗性が
向上する。また、高速回転するほど、保持器を構成する
補強用繊維が、保持器案内面に摺接する軌道輪の摺接面
を損傷するおそれもあるが、上記構成の微小凹凸を持つ
ことによる潤滑膜が形成されることで、高速回転下であ
っても、軌道輪の摺接面（外輪であれば、外輪の内径摺
接面）の損傷が防止される。

【００１４】次に、請求項３に記載した発明は、請求項
１又は請求項２に記載した構成に対し、潤滑剤として、
混和ちょう度が２５０〜３００のグリースを使用するこ
とを特徴とするものである。混和ちょう度の値が小さい
グリースを使用すると、軸受の回転初期トルクが高いた
め、発熱が大きくなる。さらに、グリース自身の硬さの
ために、軸受内部へのグリース封入作業の効率が低下す
る。また、一般的に混和ちょう度の値が小さいグリース
は、グリース中に占める潤滑油の割合が低いので、潤滑
に不利である。この観点から、混和ちょう度の下限値を
２５０と規定した。

【００１５】一方、混和ちょう度の値が大きいグリース
を使用すると、高速回転時の遠心力等によってグリース
が軸受外に漏出し易いので、長期にわたる潤滑の維持に
適さない。この観点から、混和ちょう度の上限値を３０
０と規定した（図７参照）。より好ましくは、混和ちょ
う度が２７０〜３００となるグリースを使用すると良い
（図７参照）。

【００１６】次に、請求項４に記載した発明は、請求項
１〜請求項３のいずれかに記載した構成に対し、保持器
の案内が外輪案内形式であると共に、工作機械の主軸を
支承することを特徴とするものである。ここで、本願発
明者の一人は、特開平１０−６８４２１号公報に記載の
ように、冠型保持器について、転動体と摺接するポケッ
ト面に微細な凹凸を形成して、ポケット表面に安定した
潤滑剤膜を形成させることで、転がり軸受のトルク特性
及び音響特性の向上を図ることを開示している。しかし
ながら、高速回転時についての考慮はなされていない。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態は、
本発明を適用した転がり軸受の一例を示したものにすぎ
ず、何ら限定解釈されず本発明の範囲内で適宜、変更可
能である。図１は、本実施形態に係るころ軸受を示す断
面図であり、図２は、そのころ軸受で使用される保持器
１を示す斜視図である。

【００１８】本実施形態では、図１のように、保持器１
が外輪案内形式となっているものであって、外輪２の内
径面によって保持器１を回転案内するように設定されて
いる。図中。符号３は転動体であるころを、符号４は内
輪を示している。上記転がり軸受は、高速回転する主
軸、例えば工作機械の主軸を支承するために使用され
る。

【００１９】そして、保持器１における、案内面１Ａ
（外径方向を向く面）及びころ３と摺接する面１Ｂ（周
方向に面した面）には、微細な凹凸がランダムに複数個
形成されている。上記微細な凹凸の形成は、種々の公知
の方法を流用して行うことができる。たとえば、シボ加
工等（例えば、エッチングやショットブラスト）で射出
成形の金型成形面に所望の凹凸形状を形成しておくこと
により、射出成形時の金型からの転写によって得ること
ができる。また、他の方法としては、射出成形や機械加
工によって製作された従来の保持器１に対し、ショット
ブラスト処理等の表面処理を後加工で施すことによって
も形成することができる。なお、上記案内面１Ａ及びこ
ろ３（転動体）に摺接するポケット１Ｃ面以外の保持器
１表面に上記微小凹凸が形成されていても、問題は無
い。

【００２０】このような凹凸形成の加工処理の際に、平
均粗さ（Ｒａ）が１〜６μｍの範囲内になると共に、単
位面積当たりの凹凸の密度として、粗さ曲線１００μｍ
あたりの凹部の個数が１〜６個の範囲に収まるように設
定する。また、上記保持器１は、樹脂材料からなる合成
樹脂製である。保持器１に使用する樹脂材料としては、
例えば、６６ナイロン、４６ナイロン等のポリアミド樹
脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエ
ーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルサル
フォン樹脂等のいわゆるエンジニアリングプラスチック
等を使用することができる。保持器１の樹脂材料は、特
に上記材料に限定されるものではないが、高速回転時の
局部発熱にも軟化し難い（熱変形し難い）、耐熱性に優
れる樹脂が好ましい。特にガラス転移温度が８０℃（さ
らに好ましくは、１００℃）を超え、融点が２７０℃を
超える樹脂が好適である。これらの樹脂に、カーボンフ
ァイバー、ガラス繊維、チタン酸カリウムウィスカ等の
補強用繊維を添加しても良い。また、固体潤滑剤や熱伝
導体をはじめとする、各種の添加剤を加えても良い。

【００２１】また、潤滑剤としてグリースが使用され、
該グリースとして、混和ちょう度が２５０〜３００とな
るグリースを使用する。その理由は、混和ちょう度の値
が小さいグリースを使用すると、軸受の回転初期トルク
が高いため、発熱が大きくなる。さらに、グリース自身
の硬さのために、軸受内部へのグリース封入作業の効率
が低下する、また、一般的に混和ちょう度の値が小さい
グリースは、グリース中に占める潤滑油の割合が低いの
で、潤滑に不利である。一方、混和ちょう度の値が大き
いグリースを使用すると、高速回転時の遠心力等によっ
てグリースが軸受外に漏出し易いので、長期にわたる潤
滑の維持に適さない。以上の理由により、グリースの混
和ちょう度について、上述のように下限値と上限値を規
定する。

【００２２】次に、上記転がり軸受の作用・効果などに
ついて説明する。保持器１の案内面１Ａ、及び該保持器
１のポケット１Ｃの摺接面１Ｂに形成された微細な凹凸
は、その凹部に潤滑剤（グリースあるいはグリースから
分離した潤滑油）が溜まることで、適量の潤滑剤を保持
する潤滑剤溜まりとして機能する。この結果、高速回転
によって軸受の潤滑条件が厳しくなっても、この潤滑剤
溜まりに保持される潤滑油が、保持器１における案内面
１Ａや上記摺接面１Ｂでの油膜形成に利用されるので、
これら摺動部（上記案内面１Ａや摺接面１Ｂを構成する
部分及びその部分に摺接する部分）の発熱を低く抑え、
温度上昇や焼き付きを従来よりも長期にわたり抑制する
ことができる。特に、グリースとして混和ちょう度を２
７０〜３００の範囲のものを使用すると、更に焼き付き
が抑えられる。

【００２３】このとき、上記微細な凹凸として、平均粗
さを１μＲａ以上とすることで、凹部への潤滑油保持量
が確保されて十分な潤滑効果が得ることを可能とすると
共に、平均粗さを６μｍ以下に抑えることで、高精度の
高速回転を要求される工作機械用軸受の回転精度に悪影
響を与えてしまうことが防止される。また、上記微細な
凹凸の凹部密度として、粗さ曲線１００μｍあたりの凹
部の個数を１個以上とすることで、上記潤滑効果が確実
に発揮可能となると共に、粗さ曲線１００μｍあたりの
凹部の個数を６個以下に抑えることで、上記平均粗さへ
の設定を、手間やコストの上昇を抑えつつ確実にできる
ようになる。また、上記のように凹部の個数を増加、つ
まり、凹凸の密集化を図るほど、必然的に凹凸の形状が
より鋭角的になり、その凸部先端は破損・磨耗し易くな
る。この破損・磨耗によってもたらされる保持器１の寸
法・重量バランス変化や、発生した破損片・磨耗紛は、
軸受の回転精度悪化をもたらす一因となるが、上記のよ
うに凹部の数を抑えることで、凸部個数の過剰増加が回
避されて、上述のような悪影響の発生が防止される。

【００２４】また、保持器１として繊維強化型合成樹脂
を採用した場合には、高速回転に伴う温度上昇があって
も熱変形しにくくなり、且つ高速回転による遠心力を受
けても変形し難くなって、高速回転の精度が向上する。
このとき、高速回転するほど、上記補強用繊維が、保持
器１の案内面１Ａに摺接する外輪２の内径摺接面を損傷
させるおそれがあるが、上記凹凸による潤滑剤膜の形成
によって当該損傷も防止される。なお、保持器１と転動
体及び外輪２との摺動性を改善するために、油分を予め
含有させた含油樹脂を使用しても良い。

【００２５】ここで、上記実施形態では、円筒ころ軸受
を例に挙げて説明しているが、これに限定されるもので
はない。例えば、図３に示すような、アンギュラ玉軸受
に適用しても構わない。図４は、そのアンギュラ玉軸受
に使用する保持器１の一例を示す斜視図である。勿論、
深溝玉軸受などの他の転がり軸受であっても、高速回転
する主軸を支承するための転がり軸受であれば、本発明
を適用することができる。

【００２６】

【実施例】「第１実施例」まず、図２に示される円筒こ
ろ軸受用保持器１を製作した。その具体的な製作方法
を、以下に説明する。ベース樹脂として、ポリエーテル
エーテルケトン樹脂（ＶＩＣＴＯＲＥＸ（株）製のＰＥ
ＥＫ樹脂）と熱可塑性ポリイミド樹脂（三井化学工業
（株）製「オーラム」）とポリフェニレンサルファイド
樹脂（呉羽化学工業（株）製フォートロンＫＰＳ）を使
用した。また、補強用繊維として、カーボンファイバー
（呉羽化学工業（株）製「クレカ」）とガラス繊維（富
士ファイバーガラス（株）製グレードＦＥＳＳ−０１５
−０４１３）とチタン酸カリウムウィスカ（大塚化学
（株）製「ティスモ」）を添加した。

【００２７】上記ベース樹脂と補強用繊維を所定の混合
比率で、ヘンシェルミキサーで混合し、２軸押出機に投
入しペレットを得た。この材料ペレットを用い、射出成
型機で円筒ころ軸受用保持器１を成形した。射出成形用
の金型には、既存の金型と、既存の金型の成形面に微細
な凹凸を形成したものの２種類を使用した。また、切削
加工保持器１は、まず円筒形状の素材を射出成形し、こ
れを所定の円筒ころ軸受用保持器１形状に機械加工して
製作した。

【００２８】さらに、製作した上記円筒ころ軸受用保持
器１に対し、必要に応じてショットブラスト処理を施
し、保持器１の案内面１Ａ、および保持器１のポケット
１Ｃにおける転動体との摺接面１Ｂに、微細な凹凸を形
成した。上記方法によって製作した各円筒ころ軸受用保
持器１は、表１〜表３にまとめて示す通りである。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】表１〜表３中の凹凸の平均粗さと凹部の個
数は、保持器１の案内面１Ａとポケット１Ｃ面とについ
てそれぞれ２箇所ずつ測定し、その最小値と最大値の範
囲を示した。次に、保持器１の案内面１Ａおよび保持器
１のポケット１Ｃの摺接面１Ｂに形成した凹凸の効果を
確認するために、本発明者が実施した試験（試験１とす
る）について説明する。

【００３３】上記製作した各円筒ころ軸受用保持器１を
用いて、図１に示される円筒ころ軸受（外径１１０mm、
内径６０mm、幅２２mm）を組み立て、この軸受を図６の
スピンドル回転試験機に組み込んで、回転試験を実施し
た。図６中、符号５は主軸を、符号６は試験用軸受を、
符号７は回転駆動用モータをそれぞれ示す。潤滑には、
工作機械用軸受に一般的に用いられているバリウムコン
プレックス−エステル油系のグリース（混和ちょう度２
８０）を使用した。グリース封入量は、通常の封入量で
ある軸受空間容積の１５％に対し、加速することを目的
として、本試験では軸受空間容積の５％とした。軸受の
外輪２の温度を追跡しながら、５０００（ｍｉｎ^-1）で
試験機を１時間運転し、以後１時間毎に１０００（ｍｉ
ｎ^-1）ずつ、上限を２００００（ｍｉｎ^-1）として、回
転数を上昇させた。回転数２００００（ｍｉｎ^-1）到達
後は、そのまま連続運転し、軸受焼き付きによる試験機
停止までの時間を測定した。

【００３４】上記試験１の結果は、表１〜表３に併記し
てある。表１には、保持器材料あるいは保持器製作方法
の違いによる影響を、表２には、保持器に形成した凹凸
の平均粗さの違いによる影響を、表３には、保持器に形
成した凹凸の単位長さあたりの個数の違いによる影響
を、それぞれまとめて示した。なお、なお、表１〜表３
中の焼き付き時間は相対値で表示され、基準として、比
較例１の焼き付き時間を１．０とした。

【００３５】まず、表１から、凹凸形成の効果と、保持
器材料あるいは保持器製作方法に違いよる影響を確認す
る。実施例１は、射出成形時の金型からの転写により、
保持器１の案内面１Ａおよび保持器１のポケット１Ｃの
摺接面１Ｂに凹凸を形成した保持器１である。図５に、
その表面形状測定結果の一例を示す。矢印で示された凹
部（潤滑剤溜まり）に保持された適量の潤滑油によって
潤滑油膜が安定して形成されるので、潤滑剤溜まりの無
い比較例１および２と比べて潤滑状態がより良好とな
り、軸受の温度上昇が低く抑えられたと考えられる。さ
らに、焼き付き時間の延びから、良好な潤滑状態が長期
にわたって維持されていることが示された。

【００３６】保持器１への凹凸形成の方法を変更して
も、同様の結果を得ることができる。例えば、実施例２
および３は、射出成形金型からの転写（実施例１）とは
異なり、保持器１にショットブラスト処理を施すことに
よって、その案内面１Ａおよびポケット１Ｃの摺接面１
Ｂに凹凸を形成したものであるが、表１に示されるよう
に、軸受温度上昇と焼き付き時間の両方とも、実施例１
と同レベルの効果がみられた。

【００３７】保持器１の材料となるベース樹脂や補強用
繊維材の種類を変更しても、同様の結果を得ることがで
きる。例えば、実施例４および５は、補強用繊維材を変
更したもので、カーボンファイバーの代わりにガラス繊
維あるいはチタン酸カリウムウィスカを使用したが、表
１に示されるように、軸受温度上昇と焼き付き時間の両
方とも、実施例１と同レベルの効果がみられた。

【００３８】また、実施例６及び７は、ベース樹脂を変
更したもので、ポリエーテルエーテルケトン樹脂の代わ
りに熱可塑性ポリイミド樹脂あるいはポリフェニレンサ
ルファイド樹脂を使用したが、表１に示されるように、
軸受温度上昇と焼き付き時間の両方とも、実施例１と同
レベルの効果がみられた。次に、表２から、保持器に形
成した凹凸の平均粗さの違いによる影響を確認する。

【００３９】表２中の実施例及び筆禍憂いは、保持器の
案内面及び保持器のポケット摺接面に形成した凹凸につ
いて、凹部の個数はほぼ一定に保ち、平均粗さのみを変
更したものである。表から分かるように、平均粗さが
１．０μｍ〜６．０μｍの範囲の収まる場合（実施例２
及び実施例８〜１１）は軸受温度上昇と焼き付き時間の
両結果ともに良好で、十分な効果が認められた。特に、
平均粗さが１．５μｍ〜４．０μｍの場合（実施例２，
９，１０）に、最も高い効果が得られた。

【００４０】比較例３は、保持器１の案内面１Ａおよび
保持器１のポケット１Ｃの摺接面１Ｂに形成した凹凸の
平均粗さを、１．０μｍよりも（実施例８よりも）さら
に小さくして本発明の範囲外としたものである。この場
合は、軸受温度上昇と焼き付き時間の両方とも、効果が
ほとんどみられなかった。これは、凹凸の粗さが小さい
ため、凹部への潤滑剤保持量が少なくなり、十分な潤滑
効果が得られなかったと考えられる。

【００４１】比較例４は、比較例３とは逆に、保持器１
の案内面１Ａおよびポケット１Ｃの摺接面１Ｂに形成し
た凹凸の平均粗さを、６．０μｍよりも（実施例１１よ
りも）さらに大きくして本発明の範囲外としたものであ
る。この場合は、軸受温度上昇が比較例１よりもさらに
大きかった。これは、凹凸の粗さを大きくし過ぎたこと
によって、軸受の回転精度が悪化したものと考えられ
る。焼き付き時間は比較例１より若干長くなったが、十
分な効果とはいい難い。

【００４２】さらに、表３から、保持器に形成した凹凸
の単位長さあたりの個数の違いによる影響を確認する。
表３中の実施例及び比較例は、保持器の案内面及び保持
器のポケットの摺接面に形成した凹凸について、平均粗
さはほぼ一定に保ち、凹部の個数のみを変更したもので
ある。

【００４３】表から分かるように、１００μｍあたりの
凹部の個数が１．０個〜６．０個の範囲に収まる場合
（実施例２及び実施例１２〜１５）は、軸受温度上昇と
焼き付き時間の両結果ともに良好で、十分な効果が認め
られた。特に、１００μｍあたりの凹部の個数が２．０
個〜５．０個の場合（実施例２，１３，１４）に、最も
高い効果が得られた。

【００４４】比較例５は、凹部の個数を大幅に少なくし
て本発明の範囲外としたものである。単位面積あたりの
凹部の個数が少ないので、十分な潤滑効果を得られず、
軸受温度上昇と焼き付き時間ともに、ほとんど効果はみ
られない。比較例６は、比較例５とは逆に、凹部の個数
を大幅に増やして本発明の範囲外としたものである。比
較例１と比べて、軸受温度上昇が大きく、焼き付き時間
はほとんど変わらなかった。試験終了軸受のグリースに
は、保持器１の磨耗紛がみられた。保持器１磨耗の影響
で軸受の回転精度が悪化したと考えられる。「第２実施
例」続いて、本発明における、グリースの混和ちょう度
の効果を確認するために、本発明者が実施した試験（試
験２とする）について説明する。

【００４５】上述の試験１と同様に、組み立てた円筒こ
ろ軸受を、スピンドル試験機に組込み、回転試験を実施
した。潤滑には、混和ちょう度の異なるグリースを使用
し、その封入量は軸受空間容積の５％とした。さらに、
回転時の軸受トルクを測定可能とし、初期トルクの比較
を行った。ここで、保持器１の案内面１Ａやころ３との
摺接面１Ｂには、微小凹凸を形成し、該微小凹凸の平均
粗さや単位当たりの凹凸数について、本発明の範囲にな
るように設定している。

【００４６】表４および図７に試験２の結果を示す。な
お、表４の実施例１および比較例１は、試験１の結果を
そのまま転用したものである。

【００４７】

【表４】

【００４８】ここで、各初期トルクは、実施例１の初期
トルクを１．０とし、該実施例１の初期トルクを基準と
した相対値である。表４および図７の試験結果に示され
るように、混和ちょう度が２５０〜３００となるグリー
スを使用すると、軸受の焼き付き時間が大きく延長され
る傾向にある。混和ちょう度が２５０より小さいグリー
スでは、グリース中に占める潤滑油の割合が低いので、
潤滑油量不足を生じて焼き付いたと考えられる。一方、
混和ちょう度が３００を超えるようなグリースでは、高
速回転時の遠心力によって、グリースが飛散、漏出した
ため、潤滑油量不足を生じて焼き付いたと考えられる、
したがって、焼き付き時間に注目すると、グリースの混
和ちょう度は２５０〜３００の範囲が好ましい。

【００４９】また、混和ちょう度が２７０以上となるグ
リースを使用すると、初期トルクと温度上昇が低く抑え
られることも、表４および図７の試験結果に示されてい
る。混和ちょう度が２７０未満のグリースを封入した軸
受では、回転時のグリースの撹神抵抗が比較的大きくな
り、トルクおよび温度の上昇を引き起こしたと考えられ
る。

【００５０】以上の結果より、軸受に封入されるグリー
スの混和ちょう度は２７０〜３００の範囲がさらに好ま
しく、焼き付き時間の延長に加えて、初期トルクおよび
温度上昇を低く抑え、良好な潤滑状態を長期にわたって
維持することが可能であった。また、グリースの種類を
変更しても、同様の結果を得ることができる。例えば、
実施例１２ではリチウム石けん−エステル油系のグリー
ス（混和ちょう度２７５）を使用したが、表２に示され
るように、軸受温度上昇と焼き付き時間の両方とも、実
施例１とほぼ同レベルの効果がみられた。

【００５１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明を採用
すると、高速回転で使用されても、保持器と転動体及び
軌道輪との間に安定して潤滑剤膜が形成されて、急激な
温度上昇や焼き付きを発生しにくい転がり軸受を得るこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく実施形態に係る円筒ころ軸受を
示す縦断面図である。

【図２】本発明に基づく実施形態に係る円筒ころ軸受用
保持器の斜視図である。

【図３】本発明に基づく実施形態に係るアンギュラ玉軸
受の縦断面図を示す図である。

【図４】本発明に基づく実施形態に係るアンギュラ玉軸
受用保持器の斜視図である。

【図５】実施例１における保持器表面形状測定結果の一
例の粗さ曲線を示す図である。

【図６】スピンドル回転試験機の概略図である。

【図７】円筒ころ軸受における、軸受封入グリースの混
和ちょう度と軸受焼き付き時間及び初期トルクの関係を
示す図である。

【符号の説明】

１保持器１Ａ案内面１Ｂ転動体との摺接面１Ｃポケット２外輪３ころ４内輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮島裕俊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 AA03 AA13 AA32 AA42 AA62 BA34 BA35 BA44 BA50 CA12 DA14 EA36 EA37 EA63 FA32 FA33 GA31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高速回転する主軸を支承し、かつ保持器
が合成樹脂製である転がり軸受において、上記保持器の案内面、および当該保持器に形成されたポ
ケットの転動体と摺接する面の両方に対し、平均粗さ
（Ｒａ）が１〜６μｍで、且つ１００μｍあたりの凹部
の個数が１〜６個となる、微細な凹凸を形成したことを
特徴とする高速回転用転がり軸受。
【請求項２】上記合成樹脂製保持器は、補強用繊維を
添加した繊維強化型合成樹脂製であることを特徴とする
請求項１に記載した高速回転用転がり軸受。
【請求項３】潤滑剤として、混和ちょう度が２５０〜
３００のグリースを使用することを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載した高速回転用転がり軸受。
【請求項４】保持器の案内が外輪案内形式であると共
に、工作機械の主軸を支承することを特徴とする請求項
１〜請求項３のいずれかに記載した高速回転用転がり軸
受。