JP2009036222A - 高速用転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】少ないグリース封入量であっても、例えばピッチ円径ｄｍ（ mm ）と回転数Ｎ（ rpm ）との積であるｄｍＮ値が 170 万以上という高速回転に十分に対応でき、工作機械等のコンパクト化や運転経費の削減を可能にする高速用転がり軸受を提供する。
【解決手段】内輪２と、外輪３と、複数の転動体４と、縁部が面取りされた凹部を有する保持器５と、内・外輪間の隙間の開口を覆うシール部材６とを備え、転動体４の周囲にグリースを封入してなる高速用転がり軸受１であって、上記グリースはウレア系化合物を増ちょう剤とするウレアグリースに、ウレア系化合物を含まない非ウレアグリースを配合してなり、上記ウレア系化合物は、ポリイソシアネート成分と、脂肪族モノアミンおよび脂環式モノアミンから選ばれた少なくとも１つのモノアミンをモノアミン全体に対して 50 モル％以上含有するモノアミン成分とを反応して得られる。
【選択図】図１

Description

この発明は、工作機械主軸（スピンドル）などの高速回転軸を支持する高速用転がり軸受に関する。

工作機械の主軸は、加工能率を上げるために高速で回転するものが好ましく、その軸受には種々の潤滑技術が適用されている。高速回転する主軸に適した潤滑方法としては、例えば、オイルミスト潤滑、エアオイル潤滑、ジェット潤滑などの方法が知られている。
しかし、このような潤滑方法は、圧縮空気や給油装置などの付帯設備が必要なものであり、工作機械のイニシャルコストおよびランニングコストを高める原因の一つであり、これらに対してグリース潤滑は、メンテナンスの必要が少なくて好ましい潤滑方法であるといえる。例えば、2000〜8000 rpm またはそれ以上の高速で回転する回転軸を支持する高速用転がり軸受としては、工作機械主軸（スピンドル）などを支持するアンギュラ玉軸受や円筒ころ軸受などが挙げられる。

図５に示すようにアンギュラ玉軸受２１は、ラジアル荷重のほかに一方向からのアキシャル荷重を負荷することができるものであり、鋼球２４と内輪２２および外輪２３との接触点を結ぶ直線がラジアル方向に対して角度（接触角）αをもっている。内輪２２と外輪２３と鋼球２４とで形成される軸受空間に、グリースが封入されている。
アンギュラ玉軸受や円筒ころ軸受などからなる高速用転がり軸受に使用される潤滑剤としては、給油などのメンテナンスが必要でなく、周囲の環境を汚染しないちょう度に調整された潤滑グリースを採用することが好ましい。

以下に、スピンドル用転がり軸受などの高速転がり軸受用グリースに要求される潤滑特性と問題点をまとめて示す。
（ａ）長寿命性転がり軸受の潤滑寿命を可及的に延長するためには、以下の(i) 〜(iii) に説明するように、転がり軸受から潤滑剤（グリースまたはその基油）が漏れにくいこと、グリースの耐熱性に優れること、潤滑に必要な油膜厚さを形成できることが必要である。

(i) 転がり軸受を高速運転するとき、遠心力によって転がり軸受内のグリースまたはグリースが軸受外部へ流出するか、またはグリース中の基油が分離流出して、潤滑への寄与が大きい転走面近傍に留まり難く、潤滑不良になりやすい。そのような事態を防止するために、シールド板などのシール部材を転がり軸受に装着する対応がなされるが、軸受の構造によっては装着できない場合があり、またシール部材を装着しても潤滑剤や潤滑油を完全に密封できない場合もある。
高速運転されない転がり軸受の場合、転動体や保持器の運動により摩擦部分から押し出されてしまう余分なグリースは、回転条件によっては軸受内部をある程度還流して再び潤滑に寄与することが考えられる。しかし、高速で回転する工作機械などの回転軸支持用転がり軸受では、軸受内部に発生する風圧がこの還流を妨げるため、グリースが転走部へ供給されにくく、潤滑不良を起こしやすくなる。このため、高速で回転する転がり軸受では、僅かな量のグリースしか潤滑に寄与しておらず、グリースの性状は特に重要となる。また、高速用転がり軸受に用いられるグリースは、少量のグリースでも潤滑性能を維持する必要がある。

(ii) 運転条件が高速化すると軸受の転がり面は局部的に発熱して高温度になり、このとき耐熱性の乏しいグリースは熱劣化し、グリースの寿命は著しく縮まる。このような問題に対しては、耐熱性のある増ちょう剤や基油を使用したり、酸化防止剤を添加したりする試みがなされた。しかし、これらの試みは、耐久性の十分な向上には至らなかった。
(iii) 潤滑性（油膜厚さ）を向上させた従来のグリースは、基油粘度を高くすると剪断摩擦抵抗が上昇して回転トルクが増加し、発熱量が増大するので、これらを抑制するために基油粘度は低く抑えている。そのため、高速に伴う温度上昇で低粘度となった潤滑油の油膜は薄くなって摺動摩耗を起こす場合があった。

（ｂ）低トルク性（温度上昇の抑制性）について既存の高速軸受用のグリースは、前述のように基油粘度を低く抑えているが、軸受が高速度で回転すると、温度上昇により粘度が著しく低下し、潤滑に必要な厚さの油膜を形成できなくなるという問題がある。

（ｃ）低振動性グリースについては、増ちょう剤の種類によって軸受の振動を増大させる場合がある。すなわち、大きくて硬い凝集体を形成する増ちょう剤を含有するグリースでは潤滑する転がり軸受の振動は大きくなる。

このように従来のグリースは、高速用転がり軸受に用いた場合に軸受の長寿命性、低トルク性および低振動性といった所要物性を満足させることができないという問題点があった。対策として、ウレア化合物を配合したグリースが提案されている（特許文献１〜特許文献３参照）が、油消費量が大きくなり、より高速性能を得るためには不十分である。
例えば、特許文献３には、40 ℃における動粘度が 15 mm²/sec 以上 40 mm²/sec 以下である基油と、含有量がグリース組成物全体の 9 質量％以上 14 質量％以下であるジウレア化合物の増ちょう剤とを含有し、混和ちょう度が 220 以上 320 以下であるグリース組成物が開示されている。
しかし、上記グリース組成物においても、増ちょう剤の配合量を減らし、グリース封入量を少なくすることが困難であり、軸受の高速回転に十分に対応でき、工作機械のコンパクト化や運転経費の削減を可能にすることは困難である。
また、近年ますます転がり軸受の使用状態が過酷になり、ピッチ円径ｄｍ（ mm ）と回転数Ｎ（ rpm ）との積であるｄｍＮ値が 170 万以上という高速回転で使用されるスピンドル用転がり軸受なども多くなってきている。このような軸受の回転速度の高速化に伴って、既存のグリースで軸受に要求される性能を全て満足させることは困難である。
特開２０００−１６９８７２号公報 特開２００３−８３３４１号公報 特開２００６−２９４７３号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、少ないグリース封入量であっても、例えばピッチ円径ｄｍ（ mm ）と回転数Ｎ（ rpm ）との積であるｄｍＮ値が 170 万以上という高速回転に十分に対応でき、工作機械等のコンパクト化や運転経費の削減を可能にする高速用転がり軸受の提供を目的とする。

本発明の高速用転がり軸受は、高速回転する軸を支持する高速用転がり軸受であって、該転がり軸受は、内輪と、外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体を保持する保持器と、上記内・外輪間の隙間の開口を覆うシール部材とを備え、上記保持器はポケット部の内面に凹部を有し、少なくとも該凹部の縁部が面取りされ、上記転動体の周囲にグリースを封入してなることを特徴とする。特に、上記凹部は油溜り部またはぬすみ部であることを特徴とする。

また、上記グリースは、ウレア系化合物を増ちょう剤とするウレアグリースに、上記ウレア系化合物を含まない非ウレアグリースを配合してなり、上記ウレア系化合物は、ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られ、上記モノアミン成分が脂肪族モノアミンおよび脂環式モノアミンから選ばれた少なくとも１つのモノアミンをモノアミン全体に対して 50 モル％以上含有するモノアミン成分であることを特徴とする。

上記非ウレアグリースの増ちょう剤は、複合石けん系増ちょう剤またはＮａテレフタラメートであり、上記非ウレアグリース全体に対する配合割合が 10 重量％〜40 重量％であることを特徴とする。
また、上記ウレアグリースおよび非ウレアグリースの基油は、40℃における動粘度が 15 mm²/sec 〜40 mm²/sec であることを特徴とする。特にウレアグリースの基油が合成炭化水素油、エステル油およびアルキルジフェニルエーテル油から選ばれた少なくとも１つの油であることを特徴とする。

上記保持器は樹脂製の保持器であることを特徴とする。また、上記保持器に使用される樹脂は、ポリアミド（以下、ＰＡと記す）樹脂、フェノール樹脂またはポリエーテルエーテルケトン（以下、ＰＥＥＫと記す）樹脂であることを特徴とする。

上記高速用転がり軸受が工作機械の主軸を支持する軸受であることを特徴とする。また、該軸受は、アンギュラ玉軸受または円筒ころ軸受であることを特徴とする。

本発明の高速用転がり軸受は、封入されるグリースが、所定のウレア系化合物を増ちょう剤とするウレアグリースに、上記ウレア系化合物を含まない非ウレアグリースを配合してなるので、少量のグリース封入量であっても、耐荷重性を保ちつつ高速回転下で軌道面への油の供給能力に優れる。
また、上記ウレア系化合物を構成するモノアミン成分は、脂肪族モノアミンおよび脂環式モノアミンから選ばれた少なくとも１つのモノアミンをモノアミン全体に対して 50 モル％以上含有するので、増ちょう剤の高速下でのせん断力に容易に破壊されず、増ちょう剤繊維の毛細管現象により、転走面に安定的にグリース中の油分を供給することができる。

本発明の高速用転がり軸受は、上記グリースを封入するので、高遠心力が負荷された状態でグリースが軸受外に流出せず、かつ軸受潤滑に必要な油量が長期間安定して供給され、高速で摺接する軌道面に対して潤滑に所要の厚さの油膜を形成する。このため高速回転下での軸受耐久寿命が向上する。

さらに、保持器のポケット部内面に凹部を有するので、凹部に保持されるグリースも、軸受運転時に転動体とポケット部内面との接触部に供給され、該接触部の潤滑状態を良好に保つことができる。加えて、少なくとも該凹部の縁部が面取りされるので、転動体の表面に付着したグリースが該縁部で掻き取られ難くなり、ポケット部の必要箇所にグリースを取り込み易くなる。これらの結果、高速回転下での軸受耐久寿命が飛躍的に向上する。

本発明の高速用転がり軸受は構造的には特に制限されるものではなく、例えば図１に示されるアンギュラ玉軸受１を例示することができる。図１はグリース封入アンギュラ玉軸受を示す縦断面図である。図２はアンギュラ玉軸受１に用いられるもみぬき型保持器５の斜視図である。
このアンギュラ軸受１は、図１に示すように、内輪２と外輪３との間に転動体４が保持器５に保持された軸受空間を、外輪３の内周面に設けられた係止溝に固定したシール部材６で密封したアンギュラ玉軸受である。内輪２と外輪３と転動体４とで形成される軸受空間に、後述のグリース７が封入される。転動体４と、内輪２および外輪３との接触点を結ぶ直線がラジアル方向に対して接触角βを有しており、ラジアル荷重と一方向のアキシャル荷重を負荷することができる。また、転動体４は、窒化珪素や炭化珪素等のセラミック製とすることもできる。

また、図２に示すように、もみぬき型の保持器５のポケット部内面５ａに凹面状の油溜り部５ｃおよびぬすみ部５ｂを設けている。加えて、これらの凹部を設けたことで生じる該凹部の縁部５ｄに面取りを施している。油溜り部５ｃと、ぬすみ部５ｂとは、いずれか一方のみを設けてもよい。また、面取りは該凹部の縁部のほか、保持器において転動体と接触する可能性のある略全ての縁部に施すこともできる。

本発明の高速用転がり軸受の他の実施例として深溝玉軸受を例示することができる。図３はグリース封入深溝玉軸受を示す縦断面図である。図４は深溝玉軸受に用いられる冠型保持器５の斜視図である。
この深溝玉軸受１１は、図３に示すように、内輪１２と外輪１３との間に転動体１４が保持器１５に保持された軸受空間を、外輪１３の内周面に設けられた係止溝に固定したシール部材１６で密封した深溝玉軸受である。内輪１２と外輪１３と転動体１４とで形成される軸受空間に、後述のグリース１７が封入される。また、転動体１４は、窒化珪素や炭化珪素等のセラミック製とすることもできる。

図４に示すように、保持器１５のポケット部内面１５ａに凹面状の交差面側油溜り部１５ｂおよび底面側油溜り部１５ｃを設け、これら凹部を設けたことで生じる該凹部の縁部１５ｄに面取りを施している。また、面取りは該凹部の縁部のほか、保持器において転動体と接触する可能性のある略全ての縁部に施すこともできる。

本発明の高速用転がり軸受に組み込む保持器は、樹脂製のものが望ましい。樹脂保持器を使用し軸受を軽量化することで、高速回転下での遠心力の影響を軽減する。また、転動体と保持器との摺動部の摩擦発熱を抑えることができる。
上記樹脂保持器には、耐熱性および耐油性を備えた樹脂を用いることが好ましい。例えば、ＰＡ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂などを好適に例示できる。これらは単独でまた２種類以上を組み合せて使用できる。
これらの中で軽量で油とのなじみ性に優れ、機械的安定性にも優れるＰＡ４６樹脂、ＰＡ６６樹脂、ＰＡ９Ｔ樹脂等をガラス繊維などで強化したＰＡ樹脂やベークライト等のフェノール樹脂、ＰＥＥＫ樹脂を用いることが好ましい。

本発明の高速用転がり軸受は、軸受空隙部の容積の 1 体積％以上 10 体積％未満のグリースを封入することが好ましい。1 体積％未満であると、潤滑に必要なグリース量が不足して枯渇しやすい。10 体積％以上であると、撹拌によるトルクが大きく発熱が大きくなり潤滑寿命が向上しないし、またコスト増につながり環境上も好ましくない。

本発明の高速用転がり軸受としては、図１に示すアンギュラ玉軸受、図３に示す深溝玉軸受のほか、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、針状ころ軸受、スラスト円筒ころ軸受、スラスト円すいころ軸受、スラスト針状ころ軸受、スラスト自動調心ころ軸受等も使用できる。これらの中で高速回転での回転精度と耐荷重性能を両方備えることから、アンギュラ玉軸受または円筒ころ軸受を用いることが好ましい。

本発明の高速用転がり軸受は、その保持器に油溜り部等を形成することに加えて、以下の、ウレア系化合物を増ちょう剤とするウレアグリースに、ウレア系化合物を含まない非ウレアグリースを配合してなるグリースを使用することを特徴としている。

上記ウレアグリースおよび非ウレアグリースに使用できる基油は、40℃における動粘度（以下、単に動粘度と記す）が 15〜40 mm²/sec の潤滑油を用いることができる。特に、動粘度が 18〜30 mm²/sec の潤滑油が好ましい。動粘度が 15 mm²/sec 未満の場合、粘度が低すぎて十分な耐荷重性が得られない。また、動粘度が 40 mm²/sec をこえる場合、高速回転に伴って軌道面への油の供給が不足し、早期に軸受寿命に至るようになる。

上記ウレアグリースの基油の種類としては、合成炭化水素油、エステル油、アルキルジフェニルエーテル油、またはこれらの混合油が好ましい。
また、合成炭化水素油、エステル油、アルキルジフェニルエーテル油、それぞれの動粘度が 15〜40 mm²/sec であることが好ましい。この範囲であると混合油とした場合であっても、動粘度の範囲を 15〜40 mm²/sec とすることができる。混合油とする場合、合成炭化水素油を必須成分とすることが好ましく、また、合成炭化水素油はエステル油またはアルキルジフェニルエーテル油よりも質量割合で同量以上であることが好ましい。

合成炭化水素系油としては、例えばノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、１-デセンオリゴマー、１-デセンとエチレンコオリゴマー等のポリ-α-オレフィン等が挙げられる。
エステル油としては、例えばジブチルセバケート、ジ-２-エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルタレート、メチル・アセチルシノレート等のジエステル油、トリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテート等の芳香族エステル油、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンベラルゴネート、ペンタエリスリトール-２-エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールベラルゴネート等のポリオールエステル油、炭酸エステル油等が挙げられる。
アルキルジフェニルエーテル油としては、モノアルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、ポリアルキルジフェニルエーテル等が挙げられる。

上記ウレア系化合物（ウレア系増ちょう剤）は、ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られる。
ポリイソシアネート成分としては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネー卜等が挙げられる。これらの中でも芳香族ジイソシアネートが好ましい。
また、ジアミンと該ジアミンに対してモル比で過剰のジイソシアネートとの反応で得られるポリイソシアネートを使用することができる。ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。

モノアミン成分は、脂肪族モノアミンおよび脂環式モノアミンから選ばれた少なくとも１つをモノアミン全体に対して 50 モル％以上、好ましくは 80 モル％以上含有するモノアミン成分である。50 モル％以上含むことにより増ちょう剤の高速下でのせん断力に容易に破壊されず、増ちょう剤繊維の毛細管現象により、転走面に安定的にグリース中の油分を供給することができる。
脂肪族モノアミンおよび脂環式モノアミン以外のモノアミンとしては芳香族モノアミンが挙げられる。
脂肪族モノアミンとしては、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミンが挙げられ、これらの中でもオクチルアミンが好ましい。
脂環式モノアミンとしては、シクロヘキシルアミンなどが挙げられる。
芳香族モノアミンとしては、アニリン、ｐ-トルイジンが挙げられ、これらの中でｐ-トルイジンが好ましい。

上記ウレア系増ちょう剤は、ウレアグリース全体に対して、3〜20 重量％の割合で配合することが好ましい。特に、5〜15 重量％の配合量とすることが好ましい。ウレアグリースとして、配合量が 3 重量％未満では基油保持能力が十分ではなく、特に回転初期に一時に大量の油分が分離してグリースの漏洩が起こり、軸受耐久寿命が短くなる。また、配合量が 20 重量％をこえると、相対的に基油の量が少なくなり、油供給性が不十分で、早期に潤滑不足に陥って同様に軸受耐久寿命が短くなる。

上記非ウレアグリースの基油の種類としては、ウレアグリースの基油として用いられる合成炭化水素油、エステル油、アルキルジフェニルエーテル油、またはこれらの混合油に加えて、鉱油、フッ素油、シリコーン油等を単独または混合して使用できる。
鉱油としては、原油から得られる潤滑油を減圧蒸留、油剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等の精製を行なったものを用いることができる。
フッ素油としては、脂肪族炭化水素ポリエーテルの水素原子をフッ素原子で置換した化合物であれば使用でき、例えばパーフルオロポリエーテル油が挙げられる。パーフルオロポリエーテル油を例示すれば、フォンブリンＹ（モンテジソン社商品名）およびクライトックス（デュポン社商品名）などの側鎖を有するパーフルオロポリエーテルや、フォンブリンＺ（モンテジソン社商品名）、フォンブリンＭ（モンテジソン社商品名）およびデムナム（ダイキン社商品名）などの直鎖状のパーフルオロポリエーテルが挙げられる。
シリコーン油としては、ジメチルシリコーン油やメチルフェニルシリコーン油等のいわゆるストレートシリコーン油、およびアルキル変性シリコーン油やアラルキル変性シリコーン油等のいわゆる変性シリコーン油のいずれも使用できる。

上記非ウレアグリースの増ちょう剤（非ウレア系増ちょう剤）としては、油分離性に優れた金属石けん、Ｎａテレフタラメート、ポリテトラフルオロエチレン樹脂が挙げられる。これらの中でも、金属石けんが好ましい。金属石けん系増ちょう剤としては、ステアリン酸リチウム、１２-ヒドロキシステアリン酸リチウムなどのリチウム石けん、複合リチウム石けんが挙げられる。また、バリウム石けん、複合バリウム石けん、アルミニウム石けん、複合アルミニウム石けん、カルシウム石けん、複合カルシウム石けん、ナトリウム石けん、複合ナトリウム石けん等を挙げることができる。これらの中で油供給性とせん断安定性に優れた複合リチウム石けん、複合バリウム石けん、Ｎａテレフタラメートが好ましい。

上記非ウレアグリースは、グリース全量に対して 10〜80 重量％の割合で配合することが好ましい。特に、20〜50 重量％の配合量とすることが好ましい。非ウレアグリースとして、配合量が 10 重量％未満では転走部への油供給性が悪い。また、配合量が 80 重量％をこえると、高速下で増ちょう剤の繊維が破壊されやすく、増ちょう剤の毛細管現象により基油を転走部へ供給できない。
非ウレアグリースの増ちょう剤は、非ウレアグリース全量に対して 10〜40 重量％含有することが好ましい。10 重量％以下であるとグリースが軟質でせん断により軸受から容易に漏れやすく、40 重量％をこえるとグリース中の油分が少なく、油供給性が悪くなるおそれがある。

また、本発明においてウレアグリースと非ウレアグリースとの混合グリースには、必要に応じて公知のグリース用添加剤を含有させることができる。この添加剤として、例えば、有機亜鉛化合物、アミン系、フェノール系化合物等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾールなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレン等の粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、金属スルホネート、多価アルコールエステルなどの防錆剤、有機モリブデンなどの摩擦低減剤、エステル、アルコールなどの油性剤、りん系化合物などの摩耗防止剤等が挙げられる。これらを単独または 2 種類以上組み合せて添加できる。これらの添加剤の含有量は、個別にはグリース全量の 0.05 重量％以上、合計量でグリース全量の 0.15〜10 重量％の範囲となることが好ましい。特に、合計量で 10 重量％をこえる場合は、含有量の増加に見合う効果が期待できないばかりか、相対的に他の成分の含有量が少なくなり、またグリース中でこれら添加剤が凝集し、トルク上昇等の好ましくない現象を招くこともある。

以下に試験例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
＜ウレアグリースの調製＞
ウレアグリースＵ１〜ウレアグリースＵ３
表１に示した基油の半量に、４，４’-ジフェニルメタンジイソシアネート（日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートＭＴ、以下、ＭＤＩと記す）を表１に示す割合で溶解し、残りの半量の基油にＭＤＩの２倍当量となるモノアミンを溶解した。それぞれの配合割合および種類は表１のとおりである。
ＭＤＩを溶解した溶液を撹拌しながらモノアミンを溶解した溶液を加えた後、100〜120℃で 30 分間撹拌を続けて反応させて、ジウレア化合物を基油中に生成させウレアグリース試料を得た。

＜非ウレアグリースの調製＞
非ウレアグリースＮＵ１〜非ウレアグリースＮＵ３
表１に示した基油に、増ちょう剤を溶解させ、非ウレアグリース試料を得た。それぞれの配合割合および種類は表１のとおりである。
なお、Ｎａテレフタラメートについてはメチルテレフタレートモノ-Ｎ-オクタデシルアミドを、基油を溶媒として水酸化ナトリウムと反応させ、ナトリウム-Ｎ-オクタデシルテレフタラメートを生成させた。

＜実施例１〜実施例４に用いるグリース試料の作製＞
上記ウレアグリースと非ウレアグリースとを表２に示す割合で混合しグリース試料を得た。このグリース試料を以下に示す遠心油分離試験に供し、遠心離油度を測定した。これらの測定結果を表２に併記する。

＜比較例１〜比較例５に用いるグリース試料の作製＞
表２に示したウレアグリースまたは非ウレアグリースをグリース試料とした。このグリース試料について実施例１と同様の項目を測定した。これらの測定結果を表２に併記する。

＜遠心油分離試験＞
遠心分離機を用い、50 g のグリース試料を遠心分離管に入れ、40℃で 23000 G の加速度を 7 時間かけたときの遠心離油度を次式により求めた。
（遠心離油度、％）＝（1−試験前の増ちょう剤濃度／試験後の増ちょう剤濃度）×100

実施例１〜実施例４および比較例１
表２に示すグリース試料を用いて以下に示す常温高速グリース試験−深溝玉軸受（６２０４）を行なった。グリース寿命を表２に併記する。このとき深溝玉軸受（６２０４）には、図４に示す冠型で、ポケット部に凹部の油溜り部を設け、該凹部の縁部を含めたボールとの接触部すべてにおいて面取りを行なったＰＡ樹脂保持器（ＰＡ６６＋ＧＦ 25 重量％配合）を用いた。

実施例２および比較例１
表２に示すグリース試料を用いて以下に示す常温高速グリース試験−アンギュラ玉軸受を行ない、グリース寿命を表２に併記する。このときアンギュラ玉軸受には、図２に示すもみぬき型で、ポケット部４隅に凹部のぬすみ部を設け、さらにポケット部の軸方向両端に凹部の油溜り部を設け、凹部の縁部に面取りを行なったフェノール樹脂保持器を用いた。

比較例２および比較例４
表２に示すグリース試料を用いて以下に示す常温高速グリース試験−深溝玉軸受（６２０４）および常温高速グリース試験−アンギュラ玉軸受を行ない、グリース寿命を表２に併記する。

比較例３および比較例５
表２に示すグリース試料を用いて以下に示す常温高速グリース試験−深溝玉軸受（６２０４）を行ない、グリース寿命を表２に併記する。

＜常温高速グリース試験−深溝玉軸受（６２０４）＞
深溝玉軸受（６２０４）に、グリース試料を転走面狙いで 0.0235 g （軸受全空間容積の約 0.5 体積％）封入し、非接触シールして試験軸受を作成した。試験軸受に、アキシャル荷重 670 N とラジアル荷重 67 N とを負荷し、常温環境下で 10000 rpm の回転速度で回転させ、焼き付きに至るまでの時間をグリース寿命時間として測定した。この耐久試験における軸受のピッチ円径（mm）と回転数（rpm ）との積であるｄｍＮ値は 35 万である。

＜常温高速グリース試験−アンギュラ玉軸受＞
アンギュラ玉軸受（外径 150 mm×内径 100 mm、内外輪ＳＵＪ２、転動体 13/32インチ窒化珪素球）に、グリース試料を転走面狙いで 3.0 g （軸受全空間容積の約 10 体積％）封入し、非接触シールして試験軸受を作成した。試験軸受を、1.8 GPa 定圧与圧下で、外筒冷却により軸受を冷却し、軸受外輪を 50℃以下に保ちつつ 14500 rpm の回転速度で回転させ、焼き付きに至るまでの時間をグリース寿命時間として測定した。この耐久試験における軸受のピッチ円径（mm）と回転数（rpm ）との積であるｄｍＮ値は 185 万である。

表２に示すように、高速用転がり軸受に封入するグリースとしては、（１）ウレアグリースと非ウレアグリースとを配合したグリースであり、ウレアグリースの増ちょう剤がポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られ、モノアミン成分が脂肪族モノアミンおよび脂環式モノアミンから選ばれた少なくとも１つをモノアミン全体に対して 50 モル％以上含有するモノアミン成分であること、（２）非ウレア系増ちょう剤として、特に石けん系増ちょう剤を使用すること、（３）基油は動粘度が 15〜40 mm²/sec であることが好ましいことがわかる。（４）さらに樹脂保持器のポケット部に凹部の油溜り部、ぬすみ部を設けて、面取り加工が施されていることが好ましいことがわかる。

本発明の高速用転がり軸受は、ウレアグリースと非ウレアグリースとを配合した所定のグリースを封入し、かつ保持器のポケット部に凹部の油溜り部、ぬすみ部を設けて、面取り加工が施された転がり軸受であるので、高速回転下での軸受耐久寿命が向上する。このため、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、ラップ盤等の高速で摺動、回転する工作機械の主軸支持部に組み込まれる転がり軸受として好適に利用できる。しかも、オイルエア潤滑法等のように潤滑油を連続して供給する方式と異なり、グリースを封入して使用できるため、運転コストの削減、省スペース化も可能になる。

本発明の高速用転がり軸受の一実施形態であるアンギュラ玉軸受を示す断面図である。 アンギュラ玉軸受に用いられるもみぬき型保持器の斜視図である。 本発明の高速用転がり軸受の他の実施形態である深溝玉軸受を示す縦断面図である。 深溝玉軸受に用いられる冠型保持器の斜視図である。 アンギュラ玉軸受を示す断面図である。

符号の説明

１、２１ アンギュラ玉軸受
２、１２、２２ 内輪
３、１３、２３ 外輪
４、１４、２４ 転動体（鋼球）
５、１５、２５ 保持器
５ａ、１５ａ ポケット部内面
５ｂ ぬすみ部
５ｃ 油溜り部
５ｄ、１５ｄ 凹部の縁部
６、１６ シール部材
７、１７ グリース
１１ 深溝玉軸受
１５ｂ 交差面側油溜り部
１５ｃ 底面側油溜り部

Claims (9)

1. 高速回転する軸を支持する高速用転がり軸受であって、
   該転がり軸受は、内輪および外輪と、この内・外輪間に介在する複数の転動体と、この転動体をポケット部で保持する保持器と、前記内・外輪間の隙間の開口を覆うシール部材とを備え、前記転動体の周囲にグリースを封入してなり、
   前記保持器は、前記ポケット部の内面に凹部を有し、少なくとも該凹部の縁部が面取りされ、
   前記グリースは、ウレア系化合物を増ちょう剤とするウレアグリースに、前記ウレア系化合物を含まない非ウレアグリースを配合してなり、
   前記ウレア系化合物は、ポリイソシアネート成分とモノアミン成分とを反応して得られ、前記モノアミン成分が脂肪族モノアミンおよび脂環式モノアミンから選ばれた少なくとも１つのモノアミンをモノアミン全体に対して 50 モル％以上含有するモノアミン成分であることを特徴とする高速用転がり軸受。
2. 前記凹部は、油溜り部またはぬすみ部であることを特徴とする請求項１記載の高速用転がり軸受。
3. 前記非ウレアグリースの増ちょう剤は、複合石けん系増ちょう剤またはＮａテレフタラメートであり、前記非ウレアグリース全体に対する配合割合が 10〜40 重量％であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高速用転がり軸受。
4. 前記ウレアグリースおよび前記非ウレアグリースの基油は、40℃における動粘度が 15〜40 mm²/sec であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の高速用転がり軸受。
5. 前記ウレアグリースの基油は合成炭化水素油、エステル油およびアルキルジフェニルエーテル油から選ばれた少なくとも１つの油であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項記載の高速用転がり軸受。
6. 前記保持器は樹脂製の保持器であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項記載の高速用転がり軸受。
7. 前記保持器に使用される樹脂は、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂またはポリエーテルエーテルケトン樹脂であることを特徴とする請求項６記載の高速用転がり軸受。
8. 前記高速用転がり軸受が、工作機械の主軸を支持する軸受であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項記載の高速用転がり軸受。
9. 前記高速用転がり軸受が、アンギュラ玉軸受または円筒ころ軸受であることを特徴とする請求項８記載の高速用転がり軸受。

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