200848503 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用來支承工作機械主軸（s p j n d丨e ) 局速轉軸的滾動軸承所使用之高速軸承用潤滑油、以 該潤滑油封入內部之高速用滾動軸承 【先前技術】 工作機械的主軸，爲提昇加工效率須進行高速旋 其軸承是運用各種的潤滑技術。適用於高速旋轉的主 潤滑方法，例如包括油霧潤滑、油氣潤滑、噴射潤滑 方法。 然而’這些潤滑方法，由於須設置壓縮空氣和供 置等的附帶設備，會造成工作機械的購置成本和運轉 昇高’相對於此，潤滑油潤滑由於維修保養的必要性 可說是較佳的潤滑方法。例如，就用來支承以2 0 0 0〜 rpm或更高速來旋轉的轉軸之高速用滾動軸承而言， 括：用來支承工作機械主軸（spindle )之斜角滾珠軸 圓柱滾子軸承等等。 第1 4圖所示之斜角滾珠軸承5 1，除負荷徑荷重 能負荷一方向的軸荷重，由鋼球5 4和內環5 2及外 的接觸點連接成的直線，相對於徑方向具有夾角（ 角）α。在內環5 2和外環5 3和鋼球5 4所形成的軺 間內封入潤滑油。 作爲由斜角丨孩珠軸承、圓柱滾子軸承等構成的 等的 及將 轉， 軸之 等的 油裝 費用 低， 8000 是包 承、 ，也 1 53 接觸 承空 速用 -5 - 200848503 滾動軸承所使用的潤滑劑，較佳爲採用不須進行供油等的 維修保養且將稠度調整成不致污染周圍環境之潤滑油。 關於主軸用滾動軸承等的高速用滾動軸承使用的潤滑 油所要求之潤滑特性和問題點，可整理如下。 (a )爲了儘量延長長壽命滾動軸承的潤滑壽命，如 以下（i )〜（iii )所說明，必須符合：潤滑劑（潤滑油 或其基油）不容易從滾動軸承漏出、潤滑油的耐熱性優 異、可形成潤滑所需的油膜厚度等的要求。 (i )在滾動軸承高速運轉時，離心力會使滾動軸承 內的潤滑油流向軸承外部，或使潤滑油中的基油分離流 出，而不容易留在須筒度潤滑的滾道面附近，因此容易發 生潤滑不良。爲了防止這種事態發生，其對策是將密封板 等的板構件裝設在滾動軸承。然而，依軸承的構造，可能 發生無法裝設的情形，又即使裝設密封構件，仍可能發生 無法將潤滑劑或潤滑油完全密封的情形。 在非高速運轉的滾動軸承的情形，因轉動體或保持器 的運動而從摩擦部分擠出的多餘的潤滑油，依旋轉條件會 以一定程度回流至軸承內部而再度進行潤滑。但是，在高 速旋轉的工作機械等的轉軸支承用滾動軸承，由於軸承內 部發生的風壓會阻礙回流的進行，故潤滑油難以供應至滾 道部’而容易發生潤滑不良。因此，在高速旋轉的滾動軸 承，僅少量的潤滑油是用於潤滑，故潤滑油的性質特別重 要。高速用滾動軸承所使用的潤滑油，必須要求既使在少 量的潤滑油下仍能維持潤滑性能。 -6 - 200848503 (i i)在運轉條件高速化時，軸承的滾動面 熱而形成高溫，這時耐熱性差的潤滑油會發生熱 造成潤滑油的壽命顯著縮短。針對此問題，已嘗 有耐熱性的增稠劑或基油，或是添加氧化防止劑 嘗試，都無法到達令人滿意的耐久性提昇。 (ni)提昇潤滑性（油膜厚度）之習知的潤 基油黏度變高，剪切摩擦阻力變大而造成轉矩增 量增大，爲了抑制這些現象是將基油黏度減低。 高速運轉所伴生的溫度上昇而變成低黏度的潤滑 變薄，如此可能會發生滑動摩耗。 (b )具有低轉矩性（溫度上昇抑制性）之 速軸承用潤滑油，雖如前述般可將基油黏度減低 承高速旋轉時，溫度上昇會造成黏度明顯降低， 成潤滑所須厚度的油膜。 (c )關於低振動性的潤滑油，依增稠劑的 會造成軸承的振動變大。亦即，所含的增稠劑會 硬的凝集體之潤滑油的情形，受潤滑之滾動軸承 變大。 這種習知的潤滑油，在運用於高速用滾動 形’並無法符合軸承的長壽命性、低轉矩性、但 物性的要求。作爲其對策，雖有配合脲化合物的 提出（參照專利文獻1〜專利文獻3 )，但油 大’要獲得更高速的性能尙嫌不足。 例如，專利文獻3揭示的潤滑油組成物，俏 會局部發 劣化，而 試使用具 ，但這些 滑油，若 大且發熱 因此，因 油油膜會 既有的高 ，但當軸 而無法形 種類可能 形成大且 的振動會 軸承的情 振動性等 潤滑油被 消耗量變 含有：40 -7- 200848503 °C的動黏度爲1 5 mm2/sec以上40 mm2/sec以下的基油、 含量佔潤滑油組成物全體的9質量％以上1 4質量％以下之 二脲化合物的增稠劑，且混合稠度爲2 2 0以上3 2 0以下。 然而，在上述潤滑油組成物也是，要減少增稠劑的配 合量以減低潤滑油封入量會有困難，又無法充分對應於軸 承的高速旋轉，要謀求工作機械的緊致化和運轉費用的降 低會有困難。 再者，近年來滾動軸承的使用狀態越來越嚴苛，在節 圓直徑dm ( mm )和轉數N ( rpm )的乘積（dmN値）爲 1 7 〇萬以上的高速旋轉所使用的主軸用滾動軸承等也變多 起來。隨著如此般軸承的旋轉速度的高速化，既有的潤滑 油要完全符合軸承所要求的性能相當困難。 專利文獻1:日本特開2000-169872號公報 專利文獻2:日本特開2003-83341號公報 專利文獻3:日本特開2006-29473號公報 【發明內容】 本發明係有鑑於這種狀況而構成者，其目的是爲了提 供一種可使用於滾動軸承的高速軸承用潤滑油，即使以較 少的潤滑油封入量，仍能對應於例如節圓直徑dm ( mm ) 和轉數N ( rpm )的乘積（dmN値）爲丨7〇萬以上的高速 旋轉’而能謀求工作機械等的緊致化和運轉經費的降低； 又提供一種將該潤滑油封入內部之高速用滾動軸承。 本發明之局速軸承用潤滑油，其特徵在於··係含有基 -8- 200848503 油和脲系增稠劑，上述基油在 4 0 °C的動黏度爲 15 mm2/sec〜30 mm2/sec，上述脲系增稠劑是將聚異氰酸酯成 分和單胺成分反應而製得；該單胺成分，是相對於單胺全 體含有5 0莫耳％以上的選自脂肪族單胺及脂環式單胺中至 少1種單胺之單胺成分；相對於潤滑油全體，上述脲系增 稠劑含量爲3重量％以上9重量％未滿。 此外，上述基油的表面張力爲25 mN/m以上，且密度 爲 0.95 g/cm3 以下。 又上述基油，係選自合成烴油、酯油、烷基二苯醚油 中至少1種油。 本發明的高速用滾動軸承，係用來支承以高速旋轉的 軸之高速用滾動軸承，其特徵在於：該滾動軸承係具備： 內環及外環、介設於內環及外環間之複數個轉動體、用來 保持該轉動體的保持器、將上述內環及外環間的間隙的開 口予以覆蓋之密封構件；在上述轉動體的周圍封入潤滑 油，該潤滑油是使用上述本發明的高速軸承用潤滑油。 此外，在選自上述內環的滾道面表面、上述外環的滾 道面表面、上述轉動體的表面中至少一個，實施凹坑加 工。 又上述凹坑加工爲珠擊加工，藉由該加工而形成於各 表面的凹坑，從該表面起算的深度爲〇 · 1〜1 〇 # m ° 又在選自上述內環的外徑面、上述外環的內徑面以及 上述轉動體的表面中至少一個，形成被膜。 又上述被膜，係藉由金屬鍍敷處理或磷酸被膜處理所 -9· 200848503 形成的被膜。 又上述保持器，係在袋孔部（pocket )的內面具有凹 部’且至少該凹部的緣部被去角。 又上述凹部，係儲油部或離隙部。 又上述保持器是樹脂製的保持器。 又上述保持器所使用的樹脂，係聚醯胺（以下稱 PA)樹脂、酚樹脂或聚醚醚酮（以下稱PEEK)樹脂。 又在與上述潤滑油接觸之軸承內部表面的至少一部 分，形成撥水撥油性被膜。 又，上述撥水撥油性被膜係形成於：選自（1 )密封 構件的軸承內部側表面的一部分、（2 )外環之除軌道面 以外的內徑面及密封構件的軸承內部側表面、（3 )內環 之除軌道面以外的外徑面及密封構件的軸承內部側表面、 (4)除與轉動體的接觸面以外之保持器的表面中至少一. 個。 又上述撥水撥油性被膜，係使用矽系化合物或氟系化 合物來形成。 又上述砂系化合物是砂氧院’上述氟系化合物是氟院 基矽烷。 又上述高速用滾動軸承，係用來支承工作機械的主軸 的軸承。 又上述高速用滾動軸承，是斜角滾珠軸承或圓柱滾子 軸承。 本發明的高速軸承用潤滑油，由於在4〇。(：的動黏度爲 -10- 200848503 15 mm2/sec〜30 mm2/sec之基油中配合既定的脲系增稠劑 3重量7。以上9重量％未滿，即使是少量的潤滑油封入量， 仍可確保將該潤滑油封入內部之滾動軸承的耐荷重性，且 在高速旋轉下對軌道面供油的能力優異。 特別是脲系增稠劑的單胺成分，是相對於單胺全體含 有5 0莫耳％以上的選自脂肪族單胺及脂環式單胺中至少1 種單胺’增稠劑不容易被高速下的剪切力破壞，利用增稠 劑的毛細管現象，可穩定地將潤滑油的油分供應至滾道 面。 本發明之高速用滾動軸承，由於將上述潤滑油封入內 部，在負荷高離心力的狀態下，而不會流出軸承外，且能 長期間穩定地供應軸承潤滑所須的油量，又對高速下滑接 的軌道面，能形成潤滑所須厚度的油膜。因此能延長高速 旋轉下之軸承耐久壽命。 由於在軸承內環的滾道面表面、外環的滾道面表面、 轉動體的表面中至少一個，形成複數個微小凹部之凹坑 (dimple )，可提昇軌道環與轉動體的接觸面之油膜形成 能力，而能明顯提昇微量油供應狀態下之潤滑油壽命的延 長效果。 由於在選自軸承內環的外徑面、軸承外環的內徑面、 轉動體的表面中至少一個，藉由金屬鍍敷處理或磷酸被膜 處理來形成被膜，可大幅提昇該接觸面在微量油供應狀態 下之潤滑能力，而能明顯提昇微量油供應狀態下之潤滑油 壽命的延長效果。即使是從滾道部排除而堆積於周邊之潤 -11 - 200848503 滑油難以進行油供應的狀況，利用被膜效果，讓基油的擴 散變容易而提昇濕潤性，藉此可延長潤滑油壽命（燒 咬）。 由於在保持器的袋孔部內面具有凹部，保持於凹部內 的潤滑油，在軸承運轉時也會供應到轉動體與袋孔部內面 的接觸部，能使該接觸部的潤滑狀態保持良好。此外，由 於至少該凹部的緣部被去角，附著於轉動體表面之潤滑油 不容易被該緣部刮除，在袋孔部的必要部位容易取得潤滑 油。結果’能大幅延長在高速旋轉下的軸承耐久壽命。 由於在與上述潤滑油接觸的軸承內部表面的至少一部 分形成撥水撥油性被膜’即使在負荷高離心力的狀態下， 仍能使潤滑油的油分移動至滾道面，故潤滑油不會流出軸 承外，且能長期間穩定地供應軸承潤滑所須的油量，又對 高速下滑接的軌道面，能形成潤滑所須厚度的油膜。因此 能延長高速旋轉下之軸承耐久壽命。 【實施方式】 本發明之尚速用滾動軸承，構造上並沒有特別的限 制，例如是第1圖所示之斜角滾珠軸承。第1圖係封入潤 滑油的斜角滾珠軸承之縱截面圖。 該斜角滾珠軸承1，如第1圖所示，係將在內環2和 外環3之間用保持器5保持轉動體4所形成的軸承空間， 用固定於卡止槽（設於外環3的內周面）的密封構件6密 封而構成之斜角滾珠軸承。至少在轉動體4的周圍封入潤 -12- 200848503 滑油’在外環3的內徑面形成周槽狀的潤滑油袋孔7，以 物理性防止潤滑油的洩漏。由轉動體4和內環2及外環3 的接觸點連接成的直線，相對於徑方向具有接觸角石，其 可負荷徑荷重和一方向的軸荷重。轉動體4可由氮化矽、 碳化矽等的陶瓷製。在本發明，在內環2和外環3和轉動 體4所形成之軸承空間，封入後述本發明的高速軸承用潤 滑油8。 本發明的高速用滾動軸承的其他實施形態，是在選自 第1圖之內環的滾道面表面、外環的滾道面表面、轉動體 的表面中至少一個實施凹坑加工而構成之斜角滾珠軸承。 藉由凹坑加工，以在各表面形成微小凹部之凹坑。 關於凹坑加工’只要是能在軸承鋼構成的軌道環（內 環及外環）的滾道面表面或轉動體表面形成凹坑的方法即 可’可使用公知的方法。具體而言，可採用珠擊、缸桶硏 磨、雷射照射、蝕刻、模具轉印等等。其中，基於成本和 方便性的觀點，以使用珠擊法爲佳。 在本發明，爲了藉由珠擊來在軌道環的滾道面表面、 轉動體表面形成凹坑，例如是將粒徑30〜3 00 // m程度之 珠擊材朝軌道環的滾道面表面以〇.〇〗〜！ MPa的壓力噴射 1〜60秒，藉此形成凹坑。 作爲珠擊材，只要是可在軸承鋼構成之軌道環、轉動 體上形成凹坑者即可。具體而言，可列舉氧化鋁、碳化 矽、玻璃珠等等，其中，以使用經濟性和加工性優異之氧 化鋁爲佳。 -13- 200848503 藉由上述凹坑加工來在軌道環的滾道面表面、轉動體 表面形成的凹坑，從滾道面表面、轉動體表面起算的深度 宜爲0·1〜10/im，更佳爲1〜5#m。未達時，凹 坑效果變小故不佳。又若在5 # m以上，軸承的噪音變大 故不佳。 形成於軌道環的滾道面表面、轉動體表面的凹坑’爲 了使油膜厚度變穩定，較佳爲週期性地形成凹坑。該凹坑 較佳爲，朝與滾動滑動方向正交的方向延伸。藉此，從滾 道部排除而堆積於周邊之潤滑油’可更順利地進行油供 應。 本發明的高速用滾動軸承之其他實施形態，是在選自 第1圖之內環2的外徑面2 a、外環3的內徑面3 a、轉動 體4表面中至少一個形成被膜而構成之斜角滾珠軸承。這 些被膜，可對各面實施既定的表面處理來形成。表面處理 較佳爲，可減少轉動摩擦且不易剝離者。就潤滑性優異、 不容易剝離的表面處理而言，較佳爲金屬鑛敷處理或磷酸 被膜處理。 作爲金屬鍍敷處理，可使用電鍍、無電解鍍等的方 法。所使用的金屬較佳爲，C u、A g、N i、Z η、S η等的軟 質且與母材（軸承鋼）之密合性優異的金屬。 磷酸被膜處理，例如是將軌道環等浸漬於磷酸三酯溶 液中而在其等的表面形成磷酸金屬鹽被膜的處理。磷酸三 酯’是（R〇)3P = 0 (式中，R代表芳基、脂肪族烴基、脂環 族烴基）所代表的有機磷酸化合物，可使用市售工業用材 -14- 200848503 料之可塑劑等。作爲磷酸三酯，例如包括：磷酸三甲苯酯 (CH3C6H40)3P0、磷酸三苯酯（C6H5〇)3p〇、磷酸三丁酯 (C4H9〇)3PO等等。上述磷酸三酯，按照操作上的必要， 可用有機溶劑稀釋再使用。在讓磷酸三酯和軸承鋼反應而 在其表面形成金屬鹽被膜時，爲了提高反應速度只要邊加 溫邊進行即可，例如只要在6(TC左右浸漬1〜2小時即可 形成具有充分厚度的被膜。 藉由在後述的潤滑油中預先混入磷酸三酯，利用隨著 軸承的運轉所造成之溫度上昇，可在轉動體與內、外環的 接觸面形成磷酸金屬鹽被膜。本方法的好處在於，可隨時 補足被膜的摩耗。 本發明的高速用滾動軸承之其他實施形態，例如是用 保持器的袋孔部來保持轉動體，在該袋孔部的內面具有凹 部，至少該凹部的緣部被去角，藉此來構成斜角滾珠軸 承。第2圖係顯示這種斜角滾珠軸承之縱截面圖。第3圖 係斜角滾珠軸承1 1所使用的機械加工型保持器1 5的立體 圖。 該斜角滾珠軸承1 1，如第2圖所示，係將在內環i 2 和外環1 3之間用保持器1 5保持轉動體1 4所形成的軸承 空間，用固定於卡止槽（設於外環1 3的內周面）的密封 構件1 6密封而構成之斜角滾珠軸承。在內環1 2和外環！ 3 和轉動體1 4所形成之軸承空間’封入後述本發明的高速 軸承用潤滑油1 7。由轉動體1 4和內環1 2及外環1 3的接 觸點連接成的直線，相對於徑方向具有接觸角^ ’其可負 -15- 200848503 荷徑荷重和一方向的軸荷重。轉動體1 4可由氮化矽、碳 化矽等的陶瓷製。 如第3圖所示，在機械加工型保持器1 5的袋孔部內 面1 5a設置凹面狀的儲油部1 5c及離隙部1 5b。此外，對 設置該等凹部所產生的該凹部的緣部1 5 d實施去角加工。 儲油部1 5 c及離隙部1 5 b，僅設置任一方也可以。除該凹 部之緣部以外，也能在保持器之可能與轉動體接觸的所有 的緣部實施去角加工。 同樣的實施形態，例如是用保持器的袋孔部來保持轉 動體，在該袋孔部的內面具有凹部，至少該凹部的緣部被 去角，藉此來構成深槽滾珠軸承。第4圖係顯示這種封入 潤滑油之深槽滾珠軸承之縱截面圖。第5圖係深槽滾珠軸 承所使用的冠型保持器2 5的立體圖。 該深槽滾珠軸承2 1，如第4圖所示，係將在內環2 2 和外環23之間用保持器25保持轉動體24所形成的軸承 空間，用固定於卡止槽（設於外環2 3的內周面）的密封 構件2 6密封而構成之深槽滾珠軸承。在內環2 2和外環2 3 和轉動體24所形成之軸承空間，封入後述本發明的高速 軸承用潤滑油2 7。轉動體2 4可由氮化矽、碳化矽等的陶 瓷製。 如第5圖所示，在保持器2 5的袋孔部內面2 5 a設置 凹面狀的交叉面側儲油部2 5 b及底面側儲油部2 5 c，又對 δ又置該等凹部所產生之該凹部的緣部2 5 d實施去角加工。 除該凹部之緣部以外’也能在保持器之可能與轉動體接觸 -16- 200848503 的所有的緣部實施去角加工。 本發明之高速用滾動軸承中組裝的保持器，以樹脂製 爲佳。使用樹脂製保持器可謀求軸承的輕量化，而減輕高 速旋轉下的離心力的影響。又能抑制轉動體和保持器的滑 動部之摩擦發熱。 上述樹脂保持器，宜使用具備耐熱性及耐油性之樹 脂。例如可使用：PA樹脂、聚乙烯樹脂、聚縮醛樹脂、 聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹 脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯硫樹脂、聚醚颯樹脂、酚樹脂、 聚醚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、PEEK樹脂、熱塑 性聚醯亞胺樹脂等等。這些可單獨或組合2種以上來使 用。 其等中，基於輕量、和油的親和性優異、機械穩定性 優異等的觀點，較佳爲·· PA46樹脂、PA66樹脂、PA9T 樹脂等經玻璃纖維等強化的 PA樹脂，或是電木 (Bakelite)等的酚樹月旨、PEEK樹月旨。 本發明的高速用滾動軸承的其他實施形態，例如第6 圖〜第9圖所示，是在與封入的潤滑油接觸之軸承內部表 面之至少一部分形成撥水撥油性被膜之斜角滾珠軸承。 針對即使是較少的潤滑油封入量仍能充分對應於高速 旋轉，且可謀求工作機械的緊致化和運轉經費的降低之高 速用滾動軸承，進行深入探討的結果發現，在高速用滾動 軸承的構件之軸承內部表面的至少一部分設置撥水撥油性 被膜，並封入既定的潤滑油，可獲得高速使用時的壽命長 -17- 200848503 之滾動軸承。 在與潤滑劑（封入軸承之潤滑油等）接觸之軸承內部 表面的至少一部分形成撥水撥油性被膜，利用撥水撥油性 被膜的表面張力能防止潤滑劑留在被膜表面而使其活潑地 移動。因此，活潑移動之既定潤滑劑會持續存在轉動面和 滾道面等的滑動表面，而能提昇潤滑作用的持續性以獲得 長壽命的滾動軸承。 第6圖係斜角滾珠軸承的撥水撥油性被膜的形成位置 一例之截面圖。撥水撥油性被膜，只要形成在與潤滑油3 7 接觸之軸承內部表面的至少一部分即可，更佳爲形成在滑 動表面以外。在此的滑動表面是包括：內環軌道面32a、 外環軌道面3 3 a、保持器3 5與轉動體3 4的接觸面、轉動 體34的表面等等。 第6圖之斜角滾珠軸承3 1，係將在內環3 2和外環3 3 之間用保持器3 5保持轉動體3 4所形成的軸承空間，用固 定於卡止槽（g受於外環3 3的內周面）的密封構件3 6密 封’且在密封構件3 6之軸承內部側表面的一部分形成撥 水撥油性被膜3 8 a。在內環3 2和外環3 3和轉動體3 4所形 成之軸承空間，封入後述本發明的高速軸承用潤滑油3 7。 由轉動體3 4和內環3 2及外環3 3的接觸點連接成的 直線，相對於徑方向具有接觸角/3，其可負荷徑荷重和一 方向的軸荷重。又轉動體3 4可由氮化矽、碳化矽等的陶 瓷製。 第7圖〜第9圖是上述撥水撥油性被膜的形成位置的 -18- 200848503 其他例之截面圖。第7圖，是在外環之除軌道面3 3 a以外 的內徑面、密封構件3 6的軸承內部側表面形成撥水撥油 性被膜38b ;第8圖，是在內環之除軌道面32a以外的外 徑面、密封構件3 6的軸承內部側表面形成撥水撥油性被 膜3 8 c ;第9圖，是在除了與轉動體3 4的接觸面以外之保 持器3 5的表面形成撥水撥油性被膜3 8d。第7圖〜第9圖 中除了撥水撥油性被膜以外的構造是和第6圖相同。 第6圖〜第9圖雖是個別顯示撥水撥油性被膜的形成 位置，但這些形成位置可單獨使用或組合2個以上來使 用。 又關於同樣的實施形態，例如第1 0圖〜第1 3圖係顯 不，在與封入的潤滑油接觸之軸承內部表面的至少一部分 形成撥水撥油性被膜之深槽滾珠軸承。 第1 〇圖係顯示深槽滾珠軸承之撥水撥油性被膜的形 成位置一例之截面圖。撥水撥油性被膜，只要形成於與潤 滑油47接觸之軸承內部表面的至少一部分即可，更佳爲 形成在滑動表面以外。在此的滑動表面是包括：內環軌道 面42a、外環軌道面43a、保持器45與轉動體44的接觸 面、轉動體44的表面等等。 第1 0圖之深槽滾珠軸承4 1，係將在內環42和外環 43之間用保持器45保持轉動體44所形成的軸承空間，用 固定於卡止槽（設於外環4 3的內周面）的密封構件4 6密 封’且在密封構件46之軸承內部側表面的一部分形成撥 水撥油性被膜4 8 a。在內環4 2和外環4 3和轉動體4 4所形 -19- 47 ° 200848503 成之軸承空間，封入後述本發明的高速軸承用潤滑油 又轉動體44可由氮化矽、碳化矽等的陶瓷製。 第1 1圖〜第1 3圖是上述撥水撥油性被膜的形成 的其他例之截面圖。第1 1圖，是在外環之除軌道面 以外的內徑面、密封構件4 6的軸承內部側表面形成 撥油性被膜48b ;第12圖，是在內環之除軌道面42a 的外徑面、密封構件4 6的軸承內部側表面形成撥水 性被膜48c ;第13圖，是在除了與轉動體44的接觸 外之保持器4 5的表面形成撥水撥油性被膜4 8 d。第： 〜第1 3圖中，除了撥水撥油性被膜以外的其他構造 第1 0圖相同。 第1 0圖〜第1 3圖雖是個別顯示撥水撥油性被膜 成位置，但這些形成位置可單獨使用或組合2個以上 用。 藉由將撥水撥油性被膜38a〜38d、48a〜4 8d如 圖〜第1 3圖所示形成於軸承內部表面，利用撥水撥 被膜38a〜3 8d、48a〜48d的表面張力，能避免被封 潤滑油37、47留在該被膜表面而使其能活潑地移動 此，例如在未形成該等被膜38a〜3 8d、48a〜48d之 軌道面32a、42a、外環軌道面33a、43a、保持器3ί 與轉動體34、44的接觸面、轉動體34、44的表面等 會繼續地供應潤滑油3 7、47，藉此提昇潤滑作用的持 而成爲長壽命的滾動軸承。 此外，藉由在滑動表面以外形成撥水撥油性被膜 位置 43a 撥水 以外 撥油 面以 1圖 是和 的形 來使 第6 油性 入的 。因 內環 、45 等， 續性 ，可 -20- 200848503 避免滑接所造成之該被膜的剝離。 形成撥水撥油性被膜所使用的材料，可 系之撥水撥油劑，並沒有特別的限定。撥水 佳爲：矽烷氧等的矽系撥水撥油劑構成的被 氟烷基矽烷來形成之撥水撥油性被膜。 就市售品而言，例如包括：日 (Mektron )製：諾庫斯加德ST-420，大金 達因，信越化學製：全氟烷基矽烷KBM7803 本發明的高速用滾動軸承之上述實施形 潤滑油接觸之軸承的內部表面形成撥水撥油 被膜的形成方法並沒有特別的限定。爲了在 之軸承的內部表面形成撥水撥油性被膜，可 漬於砂院氧等的砂系撥水撥油劑的分散液中 成撥水撥油性被膜。又可採用：真空蒸翁 (PVD )、化學蒸鍍（CVD )、離子鍍等的 是電鍍等等。 也能使用市售的撥水撥油劑，塗布於與 軸承內部表面來形成撥水撥油性被膜。其中 各零件分別進行撥水撥油處理、加工成本有 較佳爲採用將滾動軸承浸漬於撥水撥油劑： 法。 本發明之高速用滾動軸承，較佳爲封入 容積之1體積％以上1 〇體積％未滿之潤滑油 積％，潤滑所須的潤滑油量不足，容易發生右 使用砂系、氟 撥油性被膜較 膜，或是使用 本美可多能 工業製：優利 等等。 態，只要在與 性被膜即可， 與潤滑油接觸 將滾動軸承浸 ，經乾燥而形 I、物理蒸鍍 乾式鍍敷，或 潤滑油接觸的 ，基於不須對 利等的觀點， 汗散液中的方 軸承容積部的 。若未達1體 与竭。若在1 〇 -21 - 200848503 體積％以上，攬拌轉矩變大，發熱變大，不僅無法延長潤 滑壽命，且成本增加，又對環境而言也不佳。 本發明之高速用滾動軸承，除上述各實施形態所示之 斜角滾珠軸承及深槽滾珠軸承以外，也能使用圓柱滾子軸 承、圓錐滾子軸承、自動調心滾子軸承、針狀滾子軸承、 止推圓柱滾子軸承、止推圓錐滾子軸承、止推針狀滾子軸 承、止推自動調心滾子軸承等等。其等當中，基於同時具 備高速旋轉的旋轉精度和耐荷重性能雙方的觀點，較佳爲 使用斜角滾珠軸承或圓柱滾子軸承。 本發明之高速用滾動軸承，其特徵在於：係使用含有 以下的基油和脲系增稠劑而構成之高速軸承用潤滑油。 本發明的基油，可使用40°C的動黏度（以下簡稱動黏 度）爲15〜30 mm2/Sec的潤滑油。較佳爲動黏度15〜25 mm2/sec的潤滑油。在動黏度未達1 5 mm2/sec的情形，黏 度過低而無法獲得充分的耐負荷性。又在動黏度超過3 0 mm2/seC的情形，在高速旋轉下供應至軌道面的油量不 足，會造成軸承壽命提早結束。 上述潤滑油的種類，較佳爲合成烴油、酯油、烷基二 苯醚油、或是該等的混合油。 又較佳爲，合成烴油、酯油、烷基二苯醚油各個的動 黏度都在1 5〜30 mm2/sec。若位於此範圍，即使是成爲混 合油的情形’也能確保動黏度的範圍在1 5〜3 0 m m2 / s e c。 在成爲混合油的情形，較佳爲合成烴油和酯油的混合 油。混合比例較佳爲，合成烴油/酯油（重量比）=8/2〜 •22- 200848503 2/8。更佳爲合成烴油的重量比例爲酯油之同量以上。 此外，也能單獨使用烷基二苯醚油。 就合成烴油而言，例如包括：正石蠟、異石爆、 烯、聚異丁烯、1-癸烯寡聚物、卜癸烯和乙烯之共寡 等等的聚-α -烯烴等等。 就酯油而言，例如包括：二丁基癸二酸醋、二-2 · 己基癸二酸酯、二辛基己二酸酯、二異癸基己二酸酯 十三烷基己二酸酯、雙十三烷酯、甲基·乙醯基二壬 的二酯油；三辛基偏苯三酸酯、十三烷基偏苯三酸酯 辛基均苯四甲酸酯等的芳香族酯油；三羥甲基丙烷 酯、三羥甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇-2_乙基己酸酯、 四醇壬酸酯等的多元醇酯油、碳酸酯油等等。 就烷基二苯醚油而言，例如包括：單烷基二苯醚 烷基二苯醚、聚烷基二苯醚等等。 本發明的高速軸承用潤滑油所使用的基油，表面 爲25 mN/m以上，較佳爲27〜40 mN/m，且密度爲 g/cm3以下，較佳爲0.8〜0.93 g/cm3。若表面張力未: mN/m，不容易利用毛細管現象來移動至滾道部，無 定供應高速下所須的油量，若密度超過0.95 g/cm3， 地不容易利用毛細管現象來移動至滾道部，無法穩定 高速下所須的油量。 本發明的高速軸承用潤滑油所使用的脲系增稠劑 讓聚異氰酸酯成分和單胺成分進行反應而製得。 就聚異氰酸酯成分而言，例如包括：對苯二異 聚丁 聚物 乙基 、雙 酯等 、四 辛酸 季戊 張力 0.95 t 25 法穩 同樣 供應 ，係 氰酸 -23- 200848503 酯、甲苯二異氰酸酯、二苯二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰 酸酯、十八烷基二異氰酸酯、癸基二異氰酸酯、己烷二異 氰酸肖曰等等。其等中，較佳爲芳香族二異氰酸酯。 此外’也能使用二胺和莫耳比過剩之二異氰酸酯反應 所得之聚異氰酸酯。作爲二胺可列舉：乙二胺、丙二胺、 丁一胺、己一胺、辛二胺、苯二胺、甲苯二胺、二甲苯二 胺、二胺基二苯基甲烷等等。 單胺成分，相對於單胺全體，是含有選自脂肪族單胺 及脂環式單胺中至少1種單胺5 0莫耳％以上，較佳爲含有 80莫耳％以上。藉由含有50莫耳〇/。以上，增稠劑不容易被 高速下的剪切力破壞，利用增稠劑纖維的毛細管現象，可 穩定地將潤滑劑中的油分供應至滾道面。 就脂肪族單胺及脂環式單胺以外的單胺而言，例如爲 芳香族單胺。 就脂肪族單胺而言，可列舉己胺、辛胺、十二烷胺、 十六烷胺、十八烷胺、硬脂胺、油胺等等，其中較佳爲十 八烷胺。 就脂環式單胺而言，例如爲環己胺等等。 就芳香族胺而言，可列舉苯胺、對甲苯胺等等，其中 較佳爲對甲苯胺。 本發明之脲系增稠劑，相對於潤滑油全體，其含量爲 3重量。/。以上9重量％未滿，較佳爲5重量％以上9重量％ 未滿。配合量未達3重量％時’基油保持能力不足’特別 是在旋轉初期，暫時會有大量的油分分離而發生潤滑油的 -24- 200848503 洩漏，如此會造成軸承耐久壽命變短。又若配合量超過9 重量％，基油的相對含量變少，油供應性變差，會提早陷 入潤滑不足而同樣地造成軸承耐久壽命變短。 又在本發明的高速軸承用潤滑油中，按照需要可含有 公知的潤滑油用添加劑。作爲該添加劑，例如包括：有機 鋅化合物、胺系、酚系化合物等的氧化防止劑；苯並三唑 等的金屬減活劑；聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯等的黏度指 數提昇劑；二硫化鉬、石墨等的固體潤滑劑；金屬磺酸 鹽、多元醇酯等的防銹劑；有機鉬等的減摩擦劑；酯、醇 等的油性劑；磷系化合物等的摩耗防止劑等等。這些可單 獨或組合2種以上來添加。添加劑的含量較佳爲，個別佔 潤滑油全量的〇.〇5重量％以上，合計量佔潤滑油全量的 0.1 5〜1 0重量％的範圍。在合計量超過1 0重量％時，不僅 無法期待隨著含量增多的效果，且其他成分的相對含量變 少，可能在潤滑油中發生添加劑的凝聚，而造成轉矩上昇 等的不理想現象。 近年來，在AC馬達、DC馬達等的汎用馬達方面，隨 著馬達的小型化的進展，軸承有在更高速、更高面壓下運 轉的傾向。習知之使用鋰皂等的金屬皂潤滑油的方式，無 法獲得充分的耐久性，而有使用耐久性更優異的脲系潤滑 油的趨勢。相對於與汽車引擎直接相關的電氣輔助設備所 使用的馬達的使用溫度爲1 5 0 °C以上；換氣扇用馬達、燃 料電池用鼓風機馬達、空氣清淨器馬達、風扇馬達、伺服 馬達、步進馬達等的產業機械用或資訊機器用的馬達，汽 -25- 200848503 車的起動馬達、電動方向盤馬達、方向調整用俯仰操縱馬 達、雨刷馬達、電動窗馬達等的電氣機器用馬達的使用溫 度’大多爲未達1 5 0 t之較低溫。在這種較低溫的使用環 境下’習知的脲系潤滑油之基油的流動性不佳，在要求更 高速化的情形’供應給滾道面的基油不足，而存在著容易 發生潤滑不良的問題。 將本發明之高速軸承用潤滑油封入其中之高速用滾動 軸承’即使是在上述較低溫下而要求高速化的環境下，仍 具有優異的滾道面的油供應性，就算是對於上述的換氣扇 用馬達、燃料電池用鼓風機馬達、空氣清淨器馬達、風扇 馬達、伺服馬達、步進馬達等的產業機械用或資訊機器用 的馬達’汽車的起動馬達、電動方向盤馬達、方向調整用 俯仰操縱馬達、雨刷馬達、電動窗馬達等的電氣機器用馬 達，也都能良好地適用。 實施例 以下用試驗例來進一步說明本發明，但本發明並不限 於此。各實施例及比較例所使用的基油密度（1 5 °C )及動 黏度（40°C )的資料顯示於表1〜表5。表1〜表5所示的 稠度是根據ns K2220 5.3所測定之60次混合稠度；又25 °C之基油的表面張力，是用Du Nouy環式簡易表面張力計 所測得的測定値。表1〜表5所示的離心離油度，係用以 下的離心油分離試驗所測得的値。 -26- 200848503 <離心油分離試驗> 使用離心分離機，將5 0g的潤滑油試料放入離心分離 管，以4(TC、2 3 000 G的加速度進行離心分離7小時，依 下式求出離心油離度。 (離心油離度％ ) = ( 1 -試驗則的增f周劑濃度/試驗後 的增稠劑濃度）X 1 0 0 實施例1〜實施例5、比較例1、比較例2及比較例5 在表1所示的基油的一半量中，依表1所示的比例溶 入4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯（日本聚氨酯工業製，密 利歐最特Μ T，以下稱M DI )，在剩下一半的基油中，溶 入MD12倍當量的單胺。各個的配合比例及種類如表1所 示0 邊將溶入M DI的溶液攪拌，邊將溶入單胺的溶液加 入後’以100〜120 °C持續攪拌30分鐘以進行反應，藉此 在基油中生成二脲化合物而製得潤滑油試料。所使用的基 油密度、動黏度、表面張力的測定結果顯示於表1。測定 所製得的潤滑油試料之稠度及離心離油度。又進行以下所 示的常溫高速潤滑油試驗，測定常溫高速潤滑油壽命時 間。測定結果整理於表1。 <常溫高速潤滑油試驗-深槽滾珠軸承（6204 ) > 將潤滑油試料0 . 1 4g (軸承全空間容積的約3體積 % )對準滾道面而封入深槽滾珠軸承（6204 )，實施非接 -27- 200848503 觸密封而作成各個試驗軸承。讓試驗軸承負荷軸荷重 6 70N和徑荷重67N，在常溫環境下以1 5 000 rpm的旋轉速 度旋轉，測定迄燒咬發生爲止的時間作爲潤滑油壽命時 間。該耐久試驗中，軸承的節圓直徑dm ( mm )和轉數N (rpm )的乘積（dmN値）爲52萬。 比較例3及比較例4 將基油和硬脂酸鋰以表1所示的比例配合而製得潤滑 油試料。對於所使用的基油和潤滑油試料，係測定和實施 例1同樣的項目。結果整理於表1。 <常溫高速滾珠軸承試驗-斜角滾珠軸承> 將實施例1、實施例2、實施例5、比較例1〜比較例 3或比較例5的潤滑油試料3.0 g (軸承全容積的約1 0 %體 積）對準滾道面而封入斜角滾珠軸承（外徑1 5 0 m m X內徑 100 mm，內外環SUJ2，轉動體13/32吋的氮化矽球）， 實施非接觸密封而作成各個試驗軸承。在對試驗軸承用 1 ·8 GPa的定壓加壓下，藉由外筒冷卻將軸承冷卻以使軸 承外環保持在50°C以下，並以1 45 00 rpm的旋轉速度進行 方定轉°測定迄燒咬發生爲止的時間作爲潤滑油壽命時間。 读耐久試驗中，軸承的節圓直徑 dm ( mm )和轉數 N (rpm )的乘積（dmN値）爲1 85萬。 -28- 200848503 [表l] 實施例 :匕較1 列 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 潤滑油配合(重量％) 基油 合成烴油n - - - - - 94.9 - - - - 合成烴油2) 62 47.5 46.5 60 - - - 46 - 57 酯油3) 33 47.4 46.5 32 一 - - 46 - 31 酯油4) 93 烷基二苯基醚油5) - - - - 93 - - - - - 矽酮油6) 80 - 基油密度(g/cm3) 0.86 0.88 0.88 0.86 0.93 0.8 0.99 0.88 0.95 0.86 4〇°C的基油動黏度(_2/sec) 23 19 19 23 22 5 53 19 16 22 25°C的基油表面張力（mN/m) 31.5 30.5 30.5 31.5 35.4 28.1 33.7 30.5 22.7 31.5 增稠劑 硬脂酸鋰 8 20 單胺:辛胺 2.5 1.8 2.8 — 2.8 1.8 2.8 - - 6.1 單胺:環己胺 — 0.7 一 3.5 一 0.7 - 一 一 - 單胺:對甲苯胺 - - 0.6 — 0.6 - 0.6 - - - 二異氰酸酯：mdi7) 2.5 2.6 3.6 4.5 3.6 2.6 3.6 - - 5.9 (潤滑油配合合計） 98 100 100 100 100 100 100 100 100 100 稠度 300 290 290 270 290 320 280 290 280 260 離心離油度％ 28 24 18 16 20 33 12 38 41 7 常溫高速潤滑油壽命h 6204 軸承，dmN=52 萬 >1500 >1500 >1500 1250 >1500 270 320 110 40 640_ 斜角滾珠軸承,dmN=185萬 >1000 >1000 - - >1000 190 260 50 - 320_ 1) 密度0.80 g/cm3 ’ 40°C動黏度5 _2/sec，新日鐵化學製，新福路特2012) f度0.83 g/cm3，40°C動黏度30 mm2/SeC，新日鐵化學製，新福路特601 3 ) f度0.92 g/cm3，40°C動黏度12 mm2/SeC，汽巴特殊化學品製，雷歐路普DOS4) 密度0.99 g/cm3 ’ 4(rc動黏度53 mm2/sec，汽巴特殊化學品製，雷歐路普 LPE602 5) 密度0.93 g/cm3，4〇。(：動黏度22 mm2/Sec，松村石油硏究所製，摩列斯科哈依路 普 LB226 )密度 0.95 g/cm3，4(TC 動黏度 16 mm2/Sec，東麗道康寧製，SH200 (20 )7)日本聚氨酯工業製，密利歐聶特]^丁 -29- 200848503 由表1可知，本發明所使用的潤滑油較佳爲：（1 ) 在40C的動黏度爲15 mm2/sec〜30 mm2/sec的基油中， 含有3重量％以上9重量％未滿之脲系增稠劑；（2 )脲系 增稠劑的單胺成分，是相對於單胺全體含有5〇莫耳％以上 的選自脂肪族單胺及脂環式單胺中至少1種單胺之單胺成 分；（3)基油的表面張力爲25 mN/m以上，且密度爲 0.95 g/cm3以下；基油係合成烴油、酯油、烷基二苯醚油 或其等的混合油。 實施例6〜實施例9、比較例8 在表2所示的基油的一半量中，依表2所示的比例溶 入MDI，在剩下一半的基油中，溶入MDI2倍當量的單 胺。各個的配合比例及種類如表2所示。 邊將溶入MDI的溶液攪拌，邊將溶入單胺的溶液加 入後，以1 0 0〜1 2 0 °C持續攪拌3 0分鐘以進行反應，藉此 在基油中生成二脲化合物而製得潤滑油試料。所使用的基 油密度、動黏度、表面張力的測定結果顯示於表2。測定 所製得的潤滑油試料之稠度及離心離油度。又進行以下所 示的常溫高速潤滑油試驗’測定常溫高速潤滑油壽命時 間。測定結果整理於表2。 <常溫高速潤滑油試驗-深槽滾珠軸承（6204 ) > 藉由珠擊法，用粒度#1〇〇(粒徑106〜i49//m)的氧 化鋁以0.2 MPa的壓力噴射約20秒於深槽滾珠軸承 -30- 200848503 (62 04 )的外環軌道面，以在外環軌道面實施深2〜3 μ m 的凹坑加工，如此製作成試驗軸承。 將潤滑油試料〇 . 〇 2 3 5 g (軸承全空間容積的約〇 . 5體 積％ )對準滾道面而封入該試驗軸承，實施非接觸密封而 作成各個試驗軸承。讓試驗軸承負荷軸荷重6 7 0N和徑荷 重6 7N，在常溫環境下以1 0000 rpm的旋轉速度旋轉，測 定迄燒咬發生爲止的時間作爲潤滑油壽命時間。該耐久試 驗中，軸承的節圓直徑dm ( mm )和轉數N ( rpm )的乘 積（dmN値）爲35萬。 比較例6〜比較例7 將基油和硬脂酸鋰以表2所示的比例配合而製得潤滑 油試料。對於所使用的基油和潤滑油試料，係測定和實施 例6同樣的項目。結果整理於表2。 <常溫高速潤滑油試驗-斜角滾珠軸承> 藉由珠擊法，用粒度#100 (粒徑106〜149" m)的氧 化錦以0.2 MPa的壓力噴射約20秒於斜角滾珠軸承（外 徑150 mmx內徑100 mm，內外環SUJ2 ’轉動體13/32吋 的氮化矽球）的外環軌道面，以在外環軌道面實施深2〜3 A m的凹坑加工，如此製作成試驗軸承。 將實施例6〜9、比較例6〜8的潤滑油試料3.0g (軸 承全容積的約1 0%體積）對準滾道面而封入該試驗軸承， 貫施非接觸密封而作成各個試驗軸承。在對試驗軸承用 -31 - 200848503 1 . 8 G P a 的 承外環保持 旋轉。測定 該耐久試1 (rpm )的， 2 〇 € B力卩®下’藉由外筒冷卻將軸承冷卻以使軸 在50C以下，並以M5〇() ”爪的旋轉速度進行 迄燒咬發生爲止的時間作爲潤滑油壽命時間。 $中，軸承的節圓直徑dm ( mm )和轉數N 尾積（dmN値）爲185萬。測定結果整理於表 -32- 200848503 [表2] 實施例 比較例 6 7 8 9 6 7 8 潤滑油配合(重量％) 基油 合成烴油]) 62.5 46.5 60 46 46 57 酯油2) 33 46.5 一 32 46 46 31 烷基二苯基醚油3) — - 93 - - - - 基油密度(g/cm3) 0.86 0.88 0.93 0.86 0.88 0.88 0.86 40°C的基油動黏度(mm2/sec) 23 19 22 23 19 19 22 25t：的基油表面張力(mN/m) 31.5 30.5 35.4 31.5 30.5 30.5 31.5 增稠劑 硬脂酸鋰 8 8 單胺:辛胺 2.5 2.8 2.8 - - - 6.1 單胺:環己胺 一 - — 3.5 一 - - 單胺:對甲苯胺 — 0.6 0.6 - - - - 二異氰酸酯:mdi4) 2.5 3.6 3.6 4.5 - — 5.9 (潤滑油配合合計） 100 100 100 100 100 100 100 稠度 300 290 290 270 290 290 260 離心離油度％ 28 18 20 16 38 38 7 珠擊 有 有 有 有 有 並 j\\\ te jw\ 常溫高速潤滑油壽命h 6204 軸承，dmN=35 萬 >2000 >2000 >2000 >2000 470 210 550 斜角滾珠軸承，dmN=185萬 - >2000 - - 220 50 320 1) 密度0.83 g/cm3，40°C動黏度30 mm2/Sec，新日鐵化學製，新福路特601
2) 密度0.92 g/cm3，40°C動黏度12 mm2/sec，汽巴特殊化學品製，雷歐路普DOS 3 )密度0.93 g/cm3，40°C動黏度22 mm2/sec，松村石油硏究所製，摩列斯科哈依路 普 LB22
4)曰本聚氨酯工業製，密利歐聶特MT 從表2可知，本發明所使用的潤滑油較佳爲：（1 ) 在40°C的動黏度爲15 mm2/sec〜30 mm2/sec的基油中， 含有3重量％以上9重量％未滿之脲系增稠劑；（2 )脲系 -33- 200848503 增稠劑的單胺成分，是相對於單胺全體含有5 0莫耳％以上 的選自脂肪族單胺及脂環式單胺中至少1種單胺之單胺成 分；（3 )基油的表面張力爲 25 mN/m以上，且密度爲 0 · 9 5 g / c m3以下；基油係合成烴油、酯油、烷基二苯醚油 或其等的混合油。又（4 )進一步在選自軸承的內環的滾 道面表面、外環的滾道面表面、轉動體的表面中至少-個 實施凹坑加工則更佳。 實施例1 〇〜實施例1 3、比較例1 2及比較例1 3 在表3所示的基油的一半量中，依表3所示的比例溶 入MDI，在剩下一半的基油中，溶入MDI2倍當量的單 胺。各個的配合比例及種類如表3所示。 邊將溶入MDI的溶液攪拌，邊將溶入單胺的溶液加 入後，以100〜12 0 °C持續攪拌30分鐘以進行反應，藉此 在基油中生成二脲化合物而製得潤滑油試料。所使用的基 油密度、動黏度、表面張力的測定結果顯示於表3。測定 所製得的潤滑油試料之稠度及離心離油度。又進行以下所 示的常溫高速潤滑油試驗，測定常溫高速潤滑油壽命時 間。測定結果整理於表3。 比較例9〜比較例1 1 將基油和硬脂酸鋰以表3所示的比例配合而製得潤滑 油試料。對於所使用的基油和潤滑油試料，係測定和實施 例1 0同樣的項目。結果整理於表3。 -34 - 200848503 <常溫高速潤滑油試驗-深槽滾珠軸承（6204 )〉 在實施例1 〇、實施例1 3及比較例9，使用氰化銅浴 (氰化亞銅、氰化鈉、氫氧化鉀，5 0〜6 0 °C )，對深槽滾 珠軸承（6204 )的內環外徑、外環內徑實施金屬鍍敷處 理，如此作成試驗軸承。所形成的鍍膜厚度約20 // m。在 實施例1 1、實施例1 2及比較例1 〇，係將磷酸三甲苯酯 7.36g用2-丙醇稀釋而調製成200 ml的磷酸三甲苯酯溶 液，將深槽滾珠軸承（6204 )的內外環浸漬於該溶液中2 小時（溶液溫度60 °C )，藉此在表面形成磷酸金屬鹽被 膜，而作成試驗軸承。在比較例1 1〜比較例1 3，是用未 形成被膜的深槽滾珠軸承（6204 )作爲試驗軸承。 將表3所示的潤滑油試料0.023 5g (軸承全空間容積 的約0.5體積％ )對準滾道面而封入該試驗軸承，實施非 接觸密封而作成各個試驗軸承。讓試驗軸承負荷軸荷重 67 0N和徑荷重67N，在常溫環境下以10000 r pm的旋轉速 度旋轉，測定迄燒咬發生爲止的時間作爲潤滑油壽命時 間。該耐久試驗中，軸承的節圓直徑dm ( mm )和轉數N (rpm)的乘積（dmN値）爲34萬。 <常溫高速潤滑油試驗-斜角滾珠軸承> 在比較例9，是使用氰化銅浴（氰化亞銅、氰化鈉、 氫氧化鉀，50〜60 °C )，對斜角滾珠軸承（外徑150 mm X 內徑100 mm，內外環 SUJ2，轉動體13/32吋的氮化矽 -35- 200848503 球）的內環外徑、外環內徑實施金屬鍍敷處理，如此作成 試驗軸承。所形成的鍍膜厚度約2 0 # m。在實施例1 1及 比較例10，係將磷酸三甲苯酯7.3 6g用2-丙醇稀釋而調製 成200 ml的磷酸三甲苯酯溶液，將斜角滾珠軸承（和上 述相同）的內外環浸漬於該溶液中2小時（溶液溫度60 °C )，藉此在表面形成磷酸金屬鹽被膜，而作成試驗軸 承。在比較例1 1〜比較例1 3，是用未形成被膜的斜角滾 珠軸承（和上述相同）作爲試驗軸承。 將表3所示的潤滑油試料3.0g (軸承全容積的約1〇% 體積）對準滾道面而封入該等試驗軸承，實施非接觸密封 而作成各個試驗軸承。在對試驗軸承用1 · 8 GPa的定壓加 壓下，藉由外筒冷卻將軸承冷卻以使軸承外環保持在5 〇 t 以下，並以1 45 00 rpm的旋轉速度進行旋轉。測定迄燒咬 發生爲止的時間作爲潤滑油壽命時間。該耐久試驗中，軸 承的節圓直徑dm ( mm )和轉數N ( rpm )的乘積（dmN 値）爲185禹。 •36- 200848503 [表3] 實施例 比較例 10 11 12 13 9 10 11 12 13 潤滑油配合(重量％) 基油 合成烴油1] 62 46.5 60 46 46 46 57 46.5 酯油2) 33 46.5 - 32 46 46 46 31 46.5 院基二苯基醚油3) - - 93 - - - - 基油密度(g/cm3) 0.86 0.88 0.93 0.86 0.88 0.88 0.88 0.86 0.88 40°C的基油動黏度(mm2/Sec) 23 19 22 23 19 19 19 22 19 25°C的基油表面張力（mN/m) 31.5 30.5 35.4 31.5 30.5 30.5 30.5 31.5 30.5 增稠劑 硬脂酸鋰 8 8 8 單胺:辛胺 2.5 2.8 2.8 - - - - 6.1 2.8 單胺:環己胺 一 - — 3.5 - - - - - 單胺:對甲苯胺 - 0.6 0.6 0.6 二異氰酸酯:mdi4) 2.5 3.6 3.6 4.5 - - - 5.9 3.6 (潤滑油配合合計） 100 100 100 100 100 100 100 100 100 稠度 300 290 290 270 290 290 290 260 290 離心離油度％ 28 18 20 16 38 38 38 7 18 鑛銅處理 有 一 - 有 有 - - - - 磷酸被膜處理 - 有 有 一 - 有 - - - 常溫高速潤滑油壽命h 6204 軸承，dmN=34 萬 >2000 >2000 >2000 >2000 430 460 210 550 1530 斜角滾珠軸承，dmN=185萬 - >2000 - - 140 180 50 320 260 1) 密度0·83 g/cm3，4(TC動黏度30 nW/sec，新日鐵化學製，新福路特601
2) 密度0.92 g/cm3，40°C動黏度12 mm2/Sec，汽巴特殊化學品製，雷歐路普DOS 3) 密度0·93 g/cm3，40°C動黏度22 mm2/Sec，松村石油硏究所製，摩列斯科哈依路 普 LB22
4) 曰本聚氛酯工業製，密利歐最特MT 從表3可知，本發明所使用的潤滑油較佳爲：（1 ) 在4 0 °C的動黏度爲1 5 m m 2 / s e c〜3 0 m m 2 / s e c的基油中， -37- 200848503 含有3重量％以上9重量％未滿之脲系增稠劑；（2 )脲系 增稠劑的單胺成分，是相對於單胺全體含有5 0莫耳％以上 的選自脂肪族單胺及脂環式單胺中至少1種單胺之單胺成 分；（3 )基油的表面張力爲 25 mN/m以上，且密度爲 0.95 g/cm3以下；基油係合成烴油、酯油、烷基二苯醚油 或其等的混合油。又（4 )進一步對軸承軌道環實施表面 處理則更佳。 <實施例1 4〜實施例1 7，比較例1 6及比較例1 7所使用的 潤滑油試料的製作> 在表4所示的基油的一半量中，依表4所示的比例溶 入MDI，在剩下一半的基油中，溶入MDI2倍當量的單 胺。各個的配合比例及種類如表4所示。 邊將溶入MDI的溶液攪拌，邊將溶入單胺的溶液加 入後，以100〜120°C持續攪拌30分鐘以進行反應，藉此 在基油中生成二脲化合物而製得潤滑油試料。所使用的基 油密度、動黏度、表面張力的測定結果顯示於表4。測定 所製得的潤滑油試料之稠度及離心離油度。又進行以下所 示的常溫高速潤滑油試驗，測定常溫高速潤滑油壽命時 間。測定結果整理於表4。 <比較例14及比較例15所使用的潤滑油試料的製作〉 將基油和硬脂酸鋰以表4所示的比例配合而製得潤滑 油試料。對於所使用的基油和潤滑油試料，係測定和實施 -38- 200848503 例1 4同樣的項目。結果整理於表4。 實施例1 4〜實施例1 7、比較例1 4及比較例i 6 使用表4所示的潤滑油試料，進行以下所示的 速潤滑油試驗-深槽滾珠軸承（6 2 0 4 )。潤、滑、油_ 記載於表4。這時的深槽滾珠軸承（6204 )，帛？采 圖所示的冠型的PA樹脂保持器（PA66 + GF25重量 在袋孔部設置凹部的儲油部，在包含該凹部的緣部 球的接觸部全部都進行去角加工。 實施例1 5、比較例1 4及比較例1 6 使用表4所示的潤滑油試料，進行以下所示的 速潤滑油試驗-斜角滾珠軸承。潤滑油壽命一倂記 4。這時的斜角滾珠軸承，係採用第3圖所示的機 型的酚樹脂保持器，在袋孔部的4隅角設置凹部 部，在袋孔部的軸方向兩端設置凹部的儲油部，對 緣部實施去角加工。 比較例1 5及比較例1 7 使用表4所示的潤滑油試料，進行以下所示的 速潤滑油試驗-深槽滾珠軸承（6 2 0 4 )以及常溫高 油試驗-斜角滾珠軸承。潤滑油壽命一倂記載於表 <常溫高速潤滑油試驗-深槽滾珠軸承（6 2 0 4 ) > 常溫高 命一倂 用第5 ：% )， 之與鋼 常溫高 載於表 械加工 的離隙 凹部的 吊溫筒 速潤滑 4 〇 -39- 200848503 將潤滑油試料〇.〇235g(軸承全空間容積的約0.5體 積％ )對準滾道面而封入深槽滾珠軸承（6204 )，實施非 接觸密封而作成各個試驗軸承。讓試驗軸承負荷軸荷重 670N和徑荷重67N，在常溫環境下以1 0000 rpm的旋轉速 度旋轉，測定迄燒咬發生爲止的時間作爲潤滑油壽命時 間。該耐久試驗中，軸承的節圓直徑dm ( mm )和轉數N (rpm )的乘積（dmN値）爲3 5萬。 <常溫高速潤滑油試驗-斜角滾珠軸承> 將潤滑油試料3.0g (軸承全容積的約10%體積）對準 滾道面而封入斜角滾珠軸承（外徑 1 5 0 m m X內徑1 0 0 m m，內外環S U J 2，轉動體1 3 / 3 2吋的氮化矽球），實施 非接觸密封而作成各個試驗軸承。在對試驗軸承用1.8 GPa的定壓加壓下，藉由外筒冷卻將軸承冷卻以使軸承外 環保持在50°C以下，並以1 4500 rpm的旋轉速度進行旋 轉。測定迄燒咬發生爲止的時間作爲潤滑油壽命時間。該 耐久試驗中，軸承的節圓直徑 dm ( mm )和轉數 N (rpm )的乘積（dmN値）爲1 85萬。 -40- 200848503 實施例 比較例 14 15 16 17 14 15 16 17 潤滑油配合(重量％) 基油 合成烴油υ 62 46.5 60 46 46 57 57 酯油2) 33 46.5 - 32 46 46 31 31 院基二苯基醚油3) - - 93 - - - - 基油密度(g/cm3) 0.86 0.88 0.93 0.86 0.88 0.88 0.86 0.86 40°C的基油動黏度(mm2/sec) 23 19 22 23 19 19 22 22 25°C的基油表面張力(mN/m) 31.5 30.5 35.4 31.5 30.5 30.5 31.5 31.5 增稠劑 硬脂酸鋰 8 8 單胺:辛胺 2.5 2.8 2.8 - - - 6.1 6.1 單胺:環己胺 - - - 4.5 - - - - 單胺:對甲苯胺 - 0.6 0.6 二異氰酸酯:mdi4) 2.5 3.6 3.6 3.5 - - 5.9 5.9 (潤滑油配合合計） 100 100 100 100 100 100 100 100 稠度 300 290 290 270 290 290 260 260 離心離油度％ 28 18 20 16 38 38 7 7 冠型保持器加工5)之有無(無用「-」表示） 有 有 有 有 有 - 有 - 常溫高速潤滑油壽命h(深槽滾珠軸 承，dmN=35 萬） >2000 >2000 >2000 >2000 380 210 640 550 機械加工型保持器加工6)之有無(無 用表示） - 有 - - 有 - 有 - 常溫高速潤滑油壽命h(斜角滾珠軸 承，dmN=185 萬） - >2000 一 - 240 50 410 320 [表4] 1) 密度〇·83 g/cm3 ’ 40°C動黏度30 mm2/sec，新日鐵化學製，新福路特601
2) 密度0.92 g/cm3，40°C動黏度12 mm2/sec，汽巴特殊化學品製，雷歐路普DOS 3 )密度〇·93 g/cm3，40°C動黏度22 mm2/sec，松村石油硏究所製，摩列斯科哈依路 普 LB22
4) 曰本聚氨醋工業製，密利歐聶特MT 5) 形成儲油部，去角施工 6) 形成儲油部，形成離隙，去角施工 -41 - 200848503 從表4可知，本發明所使用的潤滑油較佳爲：（1 ) 在40°C的動黏度爲15 mm2/sec〜30 mm2/sec的基油中’ 含有3重量％以上9重量％未滿之脲系增稠劑；（2 )脲系 增稠劑的單胺成分，是相對於單胺全體含有5 0莫耳％以上 的選自脂肪族單胺及脂環式單胺中至少1種單胺之單胺成 分；（3 )基油的表面張力爲25 mN/m以上，且密度爲 0.95 g/cm3以下；基油係合成烴油、酯油、烷基二苯醚油 或其等的混合油。又（4 )進一步在軸承的樹脂保持器的 袋孔部設置凹部的儲油部、離隙部等等，並實施去角加工 則更佳。 實施例1 8〜實施例2 1、比較例2 0 在表5所示的基油的一半量中，依表5所示的比例溶 入M DI，在剩下一半的基油中，溶入 M D I 2倍當量的單 胺。各個的配合比例及種類如表5所示。 邊將溶入MDI的溶液攪拌，邊將溶入單胺的溶液加 入後，以100〜12(TC持續攪拌30分鐘以進行反應，藉此 在基油中生成二脲化合物而製得潤滑油試料。所使用的基 油密度、動黏度、表面張力的測定結果顯示於表2。測定 所製得的潤滑油試料之稠度及離心離油度。 在實施以下所示撥油劑處理的滾動軸承，將所製得的 潤滑油試料封入，進行以下所示的常溫高速潤滑油試驗， 測定常溫高速潤滑油壽命時間。測定結果整理於表5。 -42- 200848503 <撥油劑處理> 在密封構件的軸承內部側表面塗布氟系的撥 理劑（LION製，Rain Guard)，在室溫下乾燥1 作成滾動軸承（深槽滾珠軸承，軸承尺寸：外徑 內徑2 0 m m X寬1 4 m m ;斜角滾珠軸承，軸承尺 150 mmx 內徑 1〇〇 mmx 寬 24 mm)。 <常溫高速潤滑油試驗-深槽滾珠軸承（6 0 2 4 ) > 將潤滑油試料0.023 5 g (軸承全空間容積的; 積％ )對準滾道面而封入深槽滾珠軸承（6〇24 ) 接觸密封而作成各個試驗軸承。讓試驗軸承負 670N和徑荷重67N，在常溫環境下以loooo rpm 度旋轉，測定迄燒咬發生爲止的時間作爲潤滑 間。該耐久試驗中，軸承的節圓直徑d m ( m m ) (rpm )的乘積（dmN値）爲3 5萬。 <常溫高速潤滑油試驗-斜角滾珠軸承> 將實施例1 9、比較例1 8〜比較例2 1的潤 3.0 g (軸承全容積的約1 〇 %體積）對準滾道面而 滾珠軸承（外徑1 5 0 m m X內徑1 0 0 m m，內外環 動體13/32吋的氮化矽球），實施非接觸密封而 試驗軸承。在對試驗軸承用1 · 8 GPa的定壓加壓 外筒冷卻將軸承冷卻以使軸承外環保持在5 0 °C以 1 4 5 00 rpm的旋轉速度進行旋轉。測定迄燒咬發 水撥油處 小時，而 4 7 m m X 寸：外徑
約〇·5體 ，實施非 荷軸荷重 的旋轉速 油爵命時 和轉數N 滑油試料 封入斜角 SUJ2 ，轉 作成各個 下，藉由 下，並以 生爲止的 -43- 200848503 時間作爲潤滑油壽命時間。該耐久試驗中，軸承的節圓直 徑 dm(mm)和轉數N(rpm)的乘積（dmN値）爲185 萬。 比較例1 8 將基油和硬脂酸鋰依表5所示的比例配合而製得潤滑 '油試料。測定所使用的基油的表面張力。對所得的潤滑油 試料’測定稠度，並進行上述的離心油分離試驗而測定離 心離油度。將所得的潤滑油試料封入實施上述撥油劑處理 後的滾動軸承，進行上述的常溫高速潤滑油試驗，測定常 溫局速潤滑油壽命時間。測定結果一併顯示於表5。 比較例1 9 將基油和硬脂酸鋰依表5所示的比例配合而製得潤滑 油試料。測定所使用的基油的表面張力。對所得的潤滑油 試料’測定稠度，並進行上述的離心油分離試驗而測定離 心離油度。將所得的潤滑油試料封入未實施上述撥油劑處 理的滾動軸承，進行上述的常溫高速潤滑油試驗，測定常 溫高速潤滑油壽命時間。測定結果一倂顯示於表5。 比較例2 1 依表5所示的配合比例進行和實施例1 8同樣的處理 而製得潤滑油試料。測定所使用的基油的表面張力。對所 得的潤滑油試料，測定稠度，並進行上述的離心油分離試 -44 - 200848503 驗而測定離心離油度。將所得的潤滑油試料封入未實施上 述撥油劑處理的滾動軸承，進行上述的常溫高速潤滑油試 驗，測定常溫高速潤滑油壽命時間。測定結果一倂顯示於 表5。 -45- 200848503 m 5]
實施例 比較例 18 19 20 21 18 19 20 21 潤滑油配合(重量％) 基油 合成烴油1} 62 46.5 - 60 46 46 57 57 酯油2) 33 46.5 - 32 46 46 31 31 烷基二苯基醚油3) - - 93 - - - - 基油密度(g/cm3) 0.86 0.88 0.93 0.86 0.88 0.88 0.86 0.86 40°C的基油動黏度(mm2/sec) 23 19 22 23 19 19 22 22 25X：的基油表面張力(mN/m) 31.5 30.5 35.4 31.5 30.5 30.5 31.5 31.5 增稠劑 硬脂酸鋰 8 8 單胺:辛胺 2.5 2.8 2.8 - 一 一 6.1 6.1 單胺:環己胺 - - — 3.5 - - 一 — 單胺:對甲苯胺 一 0.6 0.6 二異氰酸酯:mdi4) 2.5 3.6 3.6 4.5 一 — 5.9 5.9 (潤滑油配合合計） 100 100 100 100 100 100 100 100 稠度 300 290 290 270 290 290 260 260 離心離油度。/。 28 18 20 16 38 38 7 7 撥油劑處理之有無（「-」表示無處理） 有 有 有 有 有 — 有 - 常溫高速潤滑油壽命h 深槽滾珠軸承(6204)，dmN=35萬 >2000 >2000 >2000 >2000 460 210 820 550 斜角滾珠軸承，dmN=185萬 - >2000 - - 340 50 510 320 1 )密度0·83 g/cm3，40°C動黏度30 mm2/SeC，新日鐵化學製，新福路特601 2)密度0.92 g/cm3，4(TC動黏度12 mm2/sec，汽巴特殊化學品製，雷歐路普DOS 3 )密度0.93 g/cm3，40°C動黏度22 mm2/SeC，松村石油硏究所製，摩列斯科哈依路 普 LB22 4)曰本聚氨酯工業製，密利歐聶特MT 從表5可知，本發明所使用的潤滑油較佳爲：（1 ) 在4〇°C的動黏度爲1 5 mm2/sec〜30 mm2/sec的基油中， 含有3重量％以上9重量％未滿之脲系增稠劑；（2 )脲系 -46- 200848503 增稠劑的單胺成分，是相對於單胺全體含有5 0莫耳％以上 的選自脂肪族單胺及脂環式單胺中至少1種單胺之單胺成 分；（3)基油的表面張力爲 25 mN/m以上，且密度爲 0.95 g/cm3以下；基油係合成烴油、酯油、烷基二苯醚油 或其等的混合油。又（4 )進一步在與潤滑油接觸之軸承 內部表面的至少一部分形成撥水撥油性被膜則更佳。 本發明之將高速軸承用潤滑油封入內部之高速用滾動 軸承，由於封入的潤滑油，是在具有既定動黏度的基油中 配合既定量的增稠劑（含有既定量脂肪族成分之脲系化合 物），故在高速旋轉下的軸承耐久壽命拉長。又，藉由實 施（1 )在選自上述內環的滾道面表面、外環的滾道面表 面及轉動體的表面中至少一個實施凹坑加工，（2 )在選 自上述內環的外徑面、外環的內徑面、轉動體的表面中至 少一個形成被膜，（3 )在上述保持器的袋孔部配設凹部 的儲油部、離隙部，並進行去角加工，（4 )在與潤滑油 接觸之軸承內部表面的至少一部分形成撥水撥油性被膜等 等，可進一步延長高速旋轉下的軸承耐久壽命。 因此，適用於作爲組裝在可高速滑動旋轉的工作機械 的主軸之滾動軸承，該工作機械包括：車床、鑽床、搪 床、銑床、磨床、搪光機、超精密加工機、硏光機等等。 而且，和油氣潤滑法等的連續供應潤滑油的方式不同，由 於將潤滑油封入內部來使用，可減低運轉成本，且謀求省 空間化。 -47- 200848503 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明的高速用滾動軸承的一實施形態之斜 角滾珠軸承的截面圖。 第2圖係本發明的高速用滾動軸承的另一實施形態之 斜角滾珠軸承的截面圖。 第3圖係斜角滾珠軸承所使用的機械加工型保持器的 立體圖。 第4圖係本發明的高速用滾動軸承的其他實施形態之 深槽滾珠軸承的縱截面圖。 第5圖係深槽滾珠軸承所使用的冠型保持器之立體 圖。 第6圖係本發明的高速用滾動軸承的其他實施形態之 斜角滾珠軸承的撥水撥油性被膜的形成位置一例之截面 圖。 第7圖係上述撥水撥油性被膜的形成位置的其他例的 截面圖。 弟8圖係上述撥水撥油性被膜的形成位置的其他例的 截面圖。 第9圖係上述撥水撥油性被膜的形成位置的其他例的 截面圖。 第1 〇圖係和上述同樣的實施形態之深槽滾珠軸承的 撥水撥油性被膜的形成位置一例的截面圖。 第 Π圖係上述撥水撥油性被膜的形成位置的其他例 的截面圖。 -48- 200848503 第1 2圖係上述撥水撥油性被膜的形成位置的其他例 的截面圖。 第〗3圖係上述撥水撥油性被膜的形成位置的其他例 的截面圖。 第1 4圖係斜角滾珠軸承的截面圖。 【主要元件符號說明】 1、 1 1、3 1、5 1 :斜角滾動軸承 2、 12、 32、 52:內環 3、 13、 33、 53:外環 4、 14、3 4、5 4 :轉動體（鋼球） 5、 1 5、3 5、5 5 :保持器 6、 1 6、3 6 :密封構件 7 =潤滑油袋孔 1 5 a :袋孔部內面 1 5 b :離隙部 1 5 c :儲油部 1 5 d :凹部的緣部 8 、 17、 27、 37、 47:潤滑油 2 1、4 1 :深槽滾珠軸承 22、42 :內環 2 3、4 3 :外環 24、 44 :轉動體 25、 45 :保持器 -49 - 200848503 2 5 a :袋孔部內面 2 5 b :交叉面側儲油部 2 5 c :底面側儲油部 2 5 d :凹部的緣部 2 6、4 6 :密封構件 3 8 a、3 8 b、3 8 c、3 8 d :撥水撥油性被膜 4 2 a :內環滾道面 43a :外環滾道面 4 8 a、4 8 b、4 8 c、4 8 d :撥水撥油性被膜