在以往，工具机是以提高加工性能为目标，主轴的高速化、高精度化等可以得到提升，但随着近年来复合加工机的销售台数的增加，装卸时间的缩短、加工时间的缩短等，加工效率的提高愈来愈受到重视。为了提高加工效率，从低速重荷重切削到高速轻荷重切削等，希望一台机器就能达到这些性能，要达到这样的性能，则必须搭配高速性和高刚性兼顾的主轴才行。特别是到目前为止，高速性能为必要的性能，伴随着高刚性重视的主轴，是被要求高速化，为了对应今后的要求，开发对应的主轴轴承就必须要进行。
NTN公司从数年前开始，为了对应工具机主轴的高速化、高精度化、高效率化的市场需求，便开始了轴承的开发、导入的改良、ULTAGE系列的再组合等等。在这篇文章中，我们将作相关的介绍，包括：具有高刚性的工具机主轴，做广泛的利用；在ULTAGE系列中，最新生产线量产的标准斜角滚珠轴承；复列圆柱轴承；以及轴荷重用之斜角滚珠轴承等等。另外，关于ULTAGE系列名称， 其主要意思为「ULTIMATE」和「STAGE」两个字结合起来的新名词，为本公司想要继续追求工具机所使用的精密回转轴承，而能作为代表的新名词。
1.斜角滚珠轴承之高速化(ULTAGE「79U/70U型」)
斜角滚珠轴承(如图1、2)和采用较小半径的滚珠的高速产品的斜角滚珠轴承比较起来，其刚性、负荷容量(针对轴承疲劳寿命之耐性，所表现出来的量)等方面，是比较具有优势，但另一方面，其适用范围则会受到速度上的制约。ULTAGE系列是以提高高速性，来扩大适用的范围为主要目标，重新检讨内部设计，并把具有相反关系的高速性及刚性，使其两者能够同时存在。开发商品(接触角为15°之规格)若使用黄油，和以前相比约1.5倍的*dmn95万的高速化；使用Air Oil的话，和以前相比约1.8倍的*dmn150万的高速化，刚性方面，则可以和以前所设计的维持在同样的水平(如图3所示)。
* dmn值是轴承的转动体中心直径dmn[mm]，和主轴回转速度n[rpm]的乘积，此值可以用来作为主轴的高速性能的指针。
(1)新形状的成形保持器
(a) Air Oil润滑之特性
轴承的转动体和轨道面的接触面之间，其润滑油的供给是很容易的(容易对准)，同时，促进轴承外部的排油(容易被排出去)，其目的是针对保持器内径面的推拔(Tape)形状，和轴承内部的润滑油供给及排出的空间，可以更扩张。更进一步，在Pocket的部分(配置转动体的场所)，利用四个角位置来作设置，确保从内轮侧到外轮侧，其润滑油的流路(润滑油因离心力作用而产生的流动)。因为这样的运作，使得润滑油滞留，而能够做到压抑的搅伴抵抗效果。
(b)黄油之特性
用黄油润滑时，可以保持Pocket部分的供给持续地运作。另外，采用推拔形状，因为受到轴承空间的扩张(在轴承宽幅面的间口扩大)，让黄油可以更容易地进入到轴承内部，使得润滑的信赖性向上提升，操作上也可以变得更简单。
(2)高速运转试验结果
开发商品(接触角15°规格)的评价试验结果。在黄油的评价当中，新系列的温度上升是外筒的有无冷却，同时现行轴承下降时，dmn值达到95万。在Air Oil的评价中，和黄油相同条件的情况下，新系列的温度上升是外筒的有无冷却，同时现行轴承下降时，其dmn105万左右是，温度上升变得比较不安定，要到dmn值达到150万时，温度上升就变得比较安定了。
2.复列圆柱轴承之高速化(ULTAGE 「NN30HSRT6型」)
复列圆柱轴承是由车床、综合加工机开始，为必要的高精度工具机主轴，目前也被广泛地使用。主轴轴承的润滑，主要是Air Oil为润滑剂，虽然也有使用黄油，不过，以前的复列圆柱轴承在使用Air Oil为润滑剂后，其dmn120万，使用黄油的话dmn值，上限为80万左右，如此一来，如果在上升的情况下，就必须换成斜角滚珠轴承、或单列圆柱轴承了。这次所开发的复列圆柱轴承其润滑条件，比以前的产品比较起来，可以在上升时更提升高速化。
(1)新形状的成形保持器
开发产品中，内部设计已经进步到最佳化，其中的保持器也已经进行大幅的修改。
首先，保持器的材料从以前使用的高张力黄铜，改为PEEK (Polye ther ether ketone)来制造，使得保持器重量减少至原来的1/4以下。因此，在高速运转时，因为保持器与转动体的接触，所产生的热及摩耗也会减少。PEEK中的树脂可以具有高刚性、耐热性、耐摩耗性，以及耐加水分解性等等的优点。
另外，因为超高速运转时的离心力，会使得保持器变形，为了维持保持器在最佳的状态，实施了FEM解析来了解其变形。柱子前端部的设计为可脱离的部分(黄油Pocket兼用)，和转动体接触的部分，则为回避保持器变形影响的设计。
(2)高速运转试验结果
以8,000rpm (dmn值100万)的运转试验结果，把以前的产品和新开发产品，从低速域开始来做两者之间的比较。以前的产品(高张力黄铜制保持器)以3,000rpm运转时，可以看到其外轮温度急速上升，新开发产品(PEEK保持器)可以在15,000rpm (dmn值190万)作高速运转。
3.轴向(Axial)荷重用斜角滚珠轴承之高速化(ULTAGE「HTAU型」)
轴向(Axial)荷重用斜角滚珠轴承是车床的主轴中，最先开始使用的高刚性、耐荷重性的必要轴。轴向(Axial)荷重用斜角滚珠轴承主要是和复列圆柱轴承合并使用，在radial荷重是由圆柱轴承、轴向(Axial)荷重是由斜角滚珠轴承，两者各负责不同方向的负荷荷重。(轴向(Axial)荷重用斜角滚珠轴承和复列圆柱轴承比较起来，其轴承外径尺寸的设计是比较小的，其设计主要是可以负荷轴向(Axial)荷重)。ULTAGE系列中，在内部设计重新做过修改后，使得具有相反关系的高速性及高刚性可以同时达到。开发商品(接触角30˚规格)以使用黄油润滑后，其dmn值100万，是以前产品的1.6倍；用AirOil润滑后，其dmn值125万，是以前产品的1.3倍，不仅达到高速化，而且也可以维持和之前产品同样水平的刚性。
(1)内部的规格
开发产品和目前产品比较起来有几点不同：
● 在高速领域中，内部的设计可以压抑温度的上升。
● 为了使润滑油的排油性提高，扩大保持器和轨道轮间的间隙(图15)。
● 保持器的转动体接触零件的形状，可以使润滑剂平滑地流动。
以上设计的规格，能够达到高速化、及较低温度上升等目标。
(2)高速运转试验结果
为开发商品(接触角30˚ )分别使用黄油润滑、Air Oil润滑的高速运转试验结果。开发产品对于不同的润滑剂，在容许的dmn值内，其温度上升是稳定的。
在这篇文章中，以工具机主轴用的精密回转轴承为主要新开发的ULTAGE系列中，「斜角滚珠轴承70U型」、「复列圆柱轴承NN30HSRT6型」、「轴向(Axial)荷重用斜角滚珠轴承HTAU型」等分别作了介绍。此系列中，可视为最尖端的轴承系列，其工具机主轴的高效率加工都能够可以实现。今后，将开发更能对应使用者的高效率加工要求，也会做工具机用精密轴承的再改良、开发导入等方面的努力。