(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レース材料から形成されているインナレース（２）とアウタレース（３）とを含む転がり軸受（１）であって、前記インナレース（２）は外周面に、前記アウタレース（３）は内周面に、転動体（６）をガイドするためのそれぞれ１つの軌道（４，５）を有しており、前記転動体（６）が、それぞれの前記軌道（４，５）上で転動し、空間的に前記インナレース（２）と前記アウタレース（３）との間に潤滑剤（７）が配置されており、該潤滑剤（７）が、少なくとも、前記インナレース（２）および／または前記アウタレース（３）に接触し、前記レース材料が、少なくとも鉄、炭素、クロム、モリブデンおよびバナジウムの合金構成成分を含んでいる、転がり軸受（１）において、
クロム対モリブデン対バナジウムの重量割合の比が、１対最低１．１〜最高１．３対最低０．６５〜最高０．８５であり、
クロム対モリブデン対バナジウムの前記重量割合によって、前記インナレース（２）または前記アウタレース（３）に設けられた前記軌道（４，５）への前記潤滑剤（７）からの基油の流れの制御が行われることで前記潤滑剤（７）の酸化が制御されることにより、前記転がり軸受（１）における前記潤滑剤（７）の使用期間が延長されることを特徴とする、転がり軸受（１）。
【請求項２】
前記転動体（６）が、セラミック材料または前記レース材料から形成されている、請求項１記載の転がり軸受（１）。
【請求項３】
前記潤滑剤（７）は、基油としてポリアルファオレフィンまたはエステル油を含む、請求項１または２記載の転がり軸受（１）。
【請求項４】
前記潤滑剤（７）が、増ちょう剤としてポリアリール尿素、リチウムコンプレックス石けん、またはバリウムコンプレックス石けんを含む、請求項１から３までのいずれか１項記載の転がり軸受（１）。
【請求項５】
スピンドル軸を支承するか、またはコンプレッサ軸を支承するか、またはロータ軸を支承するための、請求項１から４までのいずれか１項記載の転がり軸受（１）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナレースと、アウタレースと、空間的にインナレースとアウタレースとの間に配置された複数の転動体と、これらの転動体とそれぞれの軸受レースとの間の転がり接触部を潤滑し冷却するための潤滑剤とを備えた転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に高速回転する軸を支承する転がり軸受の重要な故障メカニズムの１つは、潤滑剤の短い使用期間である。転動体とそれぞれの軸受レースとの間の転がり接触部における潤滑不足は、特に高い運転温度との組み合わせたときの摩擦学的な過剰負荷によって発生する。潤滑不足を助長するメカニズムは、たとえば、特に転動体とそれぞれの軸受レースとの間のスリップ差を大きくする、高いスピン／ロール比（Bohr-Roll-Verhaeltnisse）である。特に、これにより潤滑剤の粘度が不都合に変化する。さらに、潤滑剤の劣化は、潤滑剤の一層の硬化につながる。転がり軸受内の潤滑剤は、通常は転動体セットによって、場合によっては衝突されない領域に押し退けられるので、潤滑剤の硬化時に、転がり接触部への潤滑剤からの基油の放出傾向が低下する。このことは、油放出による潤滑不足をもたらす。しばしば、両方の潤滑不足要因は同時に発生し、通常は潤滑剤の増大した急な破壊プロセスまたは転がり軸受の機能停止につながる。
【０００３】
高速回転とは、１分間に１００万回転を超える回転数であり、ｎ＊ｄｍに相当し、ここで、ｎは回転数であり、ｄｍは平均軸受直径である。たとえば、高速回転とは、１００ｍｍの平均軸受直径では、１分間に１０,０００回転であると理解される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、転がり軸受をさらに改良し、特に転がり軸受内に含まれる潤滑剤の使用期間を延長することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１に記載の特徴を備えた転がり軸受によって解決される。本発明の好適または有利な実施形態は、従属請求項、下記の説明ならびに添付の図面から明らかである。
【０００６】
本発明に係る転がり軸受は、レース材料から形成されているインナレースとアウタレースとを含み、インナレースは外周面に、アウタレースは内周面に、転動体をガイドするためのそれぞれ１つの軌道を有しており、転動体が、それぞれの軌道上で転動し、空間的にインナレースとアウタレースとの間に潤滑剤が配置されており、潤滑剤が少なくともインナレースおよび／またはアウタレースに接触し、レース材料が、少なくとも、鉄、炭素、クロム、モリブデンおよびバナジウムの合金構成成分を含んでおり、クロム対モリブデン対バナジウムの重量割合の比が、１対最低０．８〜最高１．５対最低０．５〜最高１．３である。
【０００７】
換言すると、重量割合は、Ｃｒ：Ｍｏ：Ｖ＝１：０．８〜１．５：０．５〜１．３である。したがって、転がり接触部を潤滑するために、インナレースまたはアウタレースに設けられた軌道への潤滑剤からの油流の制御が行われるように、クロム対モリブデン対バナジウムの重量割合によって潤滑剤の酸化が調節されることにより、転がり軸受、特に高速回転するスピンドル軸受における潤滑剤の使用期間を延長することができる。
【０００８】
酸化とは、潤滑剤もしくは潤滑剤に含まれる基油の流動性の増大であると理解される。通常、潤滑剤の酸化は、望ましくないプロセスである。なぜならば、潤滑剤の酸化は潤滑剤のより速い浸みだしにつながるからである。浸みだしとは、潤滑剤からの基油の流出と理解される。レース材料内におけるクロム、バナジウム、モリブデンの意図的な配合により、潤滑剤の酸化が制御される。この場合、硬化が阻止されると同時に、潤滑剤の緩慢かつ意図的な浸みだしが実現される。このために、潤滑剤はレース材料に接触する。
【０００９】
好適には、クロム対モリブデン対バナジウムの重量割合の比は、１対最低１．１〜最高１．３対最低０．６５〜最高０．８５である。換言すると、重量割合は、Ｃｒ：Ｍｏ：Ｖ＝１：１．１〜１．３：０．６５〜０．８５である。クロム対モリブデン対バナジウムのこの好適な重量割合の比は、潤滑剤の使用期間をさらに延長させる。
【００１１】
さらに好適には、転動体は、セラミック材料またはレース材料から形成されている。本発明によるレース材料から形成されているインナレースおよびアウタレースと、セラミック材料から成る転動体との組み合わせにより、潤滑剤の需要が減る。なぜならば、金属−セラミックのペアは、金属−金属のペアに比べて、同一の幾何学形状および負荷時に、より小さな接触面を形成するからである。さらに、粘着またはアブレシブ摩耗プロセスが金属−セラミックの材料ペアによって阻止される。
【００１２】
本発明は、潤滑剤が、基油としてポリアルファオレフィンまたはエステル油を含んでいるという技術的な教示を含む。好適には、潤滑剤は、増ちょう剤として、ポリアリール尿素、リチウムコンプレックス石けん、またはバリウムコンプレックス石けんを含む。
【００１３】
好適な実施例によれば、潤滑剤は、ＤＩＮ  ５１８２５による規格ＫＥＨＣ３Ｋ−５０でのスピンドル軸受グリースである。使用温度領域は、ＤＩＮ  ５１８２５により、−５０℃〜１２０℃である。４０℃での基油ちょう度は、ＤＩＮ  ５１５６２−１により、２２ｍｍ２／ｓである。さらに、ＤＩＮ  ＩＳＯ  ２１３７による混和ちょう度（１／１０ｍｍ）は、２２０〜２５０である。ＤＩＮ  ５１８１８によるＮＬＧＩクラスは、３である。ＤＩＮ  ＩＳＯ  ２１７６による滴点は、２５０℃以上である。
【００１４】
別の好適な実施例によれば、潤滑剤は、ＤＩＮ  ５１８２５による規格ＫＰＨＣ２／３Ｋ−４０でのスピンドル軸受グリースである。使用温度範囲は、ＤＩＮ  ５１８２５により、−４０℃〜１２０℃である。４０℃での基油ちょう度は、ＤＩＮ  ５１５６２−１により、２５ｍｍ２／ｓである。さらに、ＤＩＮ  ＩＳＯ  ２１３７による混和ちょう度（１／１０ｍｍ）は、２５０〜２６５である。ＤＩＮ  ５１８１８によるＮＬＧＩクラスは、２または３である。ＤＩＮ  ＩＳＯ  ２１７６による滴点は、２２０℃以上である。
【００１５】
本発明を改善する別の手段を、以下に本発明の好適な実施例の説明と一緒に添付の図面に基づき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る転がり軸受の概略的な斜視図である。
【図２】図１に示した転がり軸受と軸とを備えた軸受アセンブリの概略的な部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１によれば、工作機械（図示せず）用の本発明に係る転がり軸受１は、インナレース２と、アウタレース３と、半径方向でインナレース２とアウタレース３との間に配置された転動体６としての玉を含んでいる。転動体６は、保持器８によりガイドされる。転がり軸受１は、深溝玉軸受として形成されている。
【００１８】
図２では、図１に示した転がり軸受１が軸９を支承している。軸９は、ここでは工作機械のスピンドル軸として形成されている。インナレース２は、外周面に、転動体６をガイドするための軌道４を有している。さらに、アウタレース３も、内周面に、転動体６をガイドするための軌道５を有している。転動体６は、インナレース２とアウタレース３との間でそれぞれの軌道４，５上を転動し、転動体６は、セラミック材料から形成されている。さらに、空間的にインナレース２とアウタレース３との間に、インナレース２と転動体６との間の転がり接触部ならびにアウタレース３と転動体６との間の転がり接触部を潤滑しかつ冷却するための潤滑剤７が配置されている。潤滑剤７は、インナレース２にもアウタレース３にも転動体６にも接触する。
【００１９】
インナレース２とアウタレース３とは、レース材料から形成されている。レース材料は、少なくとも、鉄、炭素、クロム、モリブデンおよびバナジウムの合金構成成分を含んでいる。クロム対モリブデン対バナジウムの重量割合の比は、１対最低０．８〜最高１．５対最低０．５〜最高１．３である。潤滑剤７は、基油としてポリアルファオレフィンを含み、増ちょう剤としてポリアリール尿素を含む。レース材料内でのクロム、バナジウムおよびモリブデンの重量割合の意図的な配合により、潤滑剤７の酸化が制御され、硬化が阻止されると同時に、潤滑剤７からの基油の意図的な流れが実現される。これにより、転がり軸受１における潤滑剤７の使用期間が延長される。
【符号の説明】
【００２０】
１  転がり軸受
２  インナレース
３  アウタレース
４  軌道
５  軌道
６  玉
７  潤滑剤
８  保持器
９  軸
【図１】
0006884236.tif 000002
【図２】
0006884236.tif 000003