(57)【要約】【課題】  安定したグリースの補給が可能となることで、良好なグリース潤滑状態が維持できる軸受装置及び主軸装置並びに工作機械を得る。【解決手段】  内輪１５と外輪１７との間に、保持器４３によって保持される複数の転動体４５を介装した転がり軸受１１と、この転がり軸受１１へ潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構３７と、転がり軸受１１から潤滑剤を排出する潤滑剤排出機構３１とを備えた軸受装置１００であって、潤滑剤供給機構３７と潤滑剤排出機構３１とを、転動体４５を挟む逆側に配設した。【選択図】図１
2006046454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に、保持器によって保持される複数の転動体を介装した転がり軸受と、該転がり軸受へ潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構と、前記転がり軸受から潤滑剤を排出する潤滑剤排出機構とを備えた軸受装置であって、
前記潤滑剤供給機構と前記潤滑剤排出機構とが、前記転動体を挟む逆側に配設されたことを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
請求項１記載の軸受装置において、
前記潤滑剤供給機構は前記外輪に穿設された潤滑剤補給孔を有し、
前記潤滑剤排出機構は軸受側面の前記内輪及び前記外輪の近傍に配置されて軸とともに回転する回転体を有することを特徴とする軸受装置。
【請求項３】
請求項２記載の軸受装置において、
前記回転体が、スリンガーであることを特徴とする軸受装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の軸受装置において、
前記転がり軸受は円筒ころ軸受であり、
前記保持器は前記転動体を挟む片側の保持器案内部が外輪の内径面で案内される外輪案内保持器であり、
かつ前記潤滑剤供給機構が該案内側に設けられたことを特徴とする軸受装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の軸受装置において、
前記潤滑剤がグリースであることを特徴とする軸受装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の軸受装置を介して軸がハウジングに装着されたことを特徴とする主軸装置。
【請求項７】
請求項６記載の主軸装置が、加工のための主運動を付与する主要部に用いられたことを特徴とする高速モータ用主軸装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の主軸装置が、加工のための主運動を付与する主要部に用いられたことを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリース潤滑のなされる転がり軸受を備えた軸受装置及び主軸装置並びに工作機械に関し、特に、安定したグリース補給を可能とした改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば工作機械主軸用の軸受は、工作精度向上のため、振動、音響等の特性が良好であることが求められる。また、工作機械主軸用の軸受には、取り扱いやすく環境面やコスト面で有利な、グリース潤滑を採用し、かつ高速回転性、高寿命を達成することが求められている。
【０００３】
工作機械の主軸装置に用いられるグリース潤滑の転がり軸受は、発熱しないように、初期に封入したグリースのみで潤滑されるのが普通である。また、グリースを封入した初期段階で、グリースの慣らし運転を行わずに高速回転させると、グリースの噛み込みや攪拌抵抗により異常発熱を起こすため、慣らし運転を行ってグリースを最適な状態にしている。
【０００４】
近年、工作機械主軸におけるグリース潤滑においても高速化が進み、主軸を支持する軸受はｄｍＮ（＝転動体ピッチ円直径(mm)×回転速度(min-1)≒（軸受内径mm＋軸受外径mm）÷２×回転速度(min-1)）１００万以上という環境で使用されることも珍しくなくなっている。これに対し、グリース潤滑による軸受は、オイルエアやオイルミスト等の油潤滑のものと比較すると、高速回転における短寿命化が問題となっている。これはグリース潤滑の場合、軸受の転がり疲れ寿命よりも前に、グリース劣化により軸受が焼付いてしまったり、回転速度が著しく高い場合、短時間でグリースが劣化し、早期に焼付が発生するためである。
【０００５】
また、グリース潤滑による軸受は、一般産業用の場合には定期的にグリースの補給を行うこともあるが、主軸装置（モータ用高速主軸スピンドル等）、工作機械の場合にはグリースの補給を行っていない。これは工作機械主軸に用いられる転がり軸受では発熱を嫌うことから、グリース補給時の攪拌抵抗による発熱の発生を避ける目的で、初期に封入したグリースのみで潤滑されるのが一般的となっているためである。
【０００６】
下記特許文献１に開示される転がり軸受及び工作機械用主軸装置では、この点に鑑み、外輪に補給孔を設け、この補給孔を介して一回の補給量が軸受空間容積の０．１〜４％となるようにグリースを補給することで、グリース潤滑でありながら高速回転性に優れる長寿命の転がり軸受を得、高い信頼性を実現している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１１３８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、軸受内部に供給されるグリースは、いずれ軸受内部に充満する。これに対し、外輪にグリース補給孔を設ける一方、外輪間座やハウジングにグリース排出用溝を形成して、余分に供給されたグリースをグリース排出用溝から排出する構成も提案されている。ところが、このような構成は、特にアンギュラ玉軸受、円すいころ軸受及び自動調心ころ軸受の場合では接触角によって、カウンターボア側の逆側からカウンターボア側へ向かってポンピング作用が働くが、接触角を有さない円筒ころ軸受ではこのようなポンピング作用がないため、グリースの円滑な排出が行えない。その結果、グリースの過不足が発生し、安定したグリースの補給が行えず、良好なグリース潤滑状態が維持できなくなる問題が生じた。それにより軸受の回転トルクが大きくなり、軸受の発熱原因となる。そして、軸受が焼付きを起こす虞があり、円筒ころ軸受では特にグリースが軌道面に飛び込んだ場合、異常発熱が顕著に発生した。
また、主軸内軸受装置に蓄積されたグリースを取り除くメンテナンスを行うにしても、主軸を分解しなくてはならず、主軸を分解・再組立てする必要が生じるため、多くの時間及び費用のかかる問題があった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、安定したグリースの補給が可能となることで、良好なグリース潤滑状態が維持できる軸受装置及び主軸装置並びに工作機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１）本発明に係る軸受装置は、内輪と外輪との間に、保持器によって保持される複数の転動体を介装した転がり軸受と、該転がり軸受へ潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構と、前記転がり軸受から潤滑剤を排出する潤滑剤排出機構とを備えた軸受装置であって、前記潤滑剤供給機構と前記潤滑剤排出機構とが、前記転動体を挟む逆側に配設されたことを特徴とする。
【００１０】
この軸受装置では、潤滑剤供給機構によって軸受内部へ潤滑剤が供給されると、所定量の潤滑剤が軸受内部に蓄積される。蓄積された潤滑剤は、軸受回転に伴って、内外輪の軌道面の円周上に均一に塗布される。そして、さらに潤滑剤が供給されると、転動体を挟んで潤滑剤供給機構と逆側に設けられた潤滑剤排出機構によって潤滑剤が軸受内部から排出される。これにより、軸受内部に蓄積された余分な潤滑剤が軌道面に飛び込むことによる異常発熱が防止される。
【００１１】
２）本発明に係る軸受装置は、前記１）記載の軸受装置において、前記潤滑剤供給機構は前記外輪に穿設された潤滑剤補給孔を有し、前記潤滑剤排出機構は軸受側面の前記内輪及び前記外輪の近傍に配置されて軸とともに回転する回転体を有することを特徴とする。
【００１２】
この軸受装置では、回転体に軸受内部に蓄積された潤滑剤が接触すると、軸とともに回転する回転体の遠心力によって接触した潤滑剤が軸受外部へ排出される。潤滑剤排出機構は転動体を挟んで潤滑剤供給機構の逆側に位置している。この排出部が負圧になり、軸受内部のグリースを排出する。負圧となった潤滑剤排出機構側へは、潤滑剤供給機構から転動体軌道空間を通り潤滑剤が流入することになる。これにより、過不足のない安定した潤滑剤の補給・排出が可能となり、良好な潤滑状態が維持される。このことは、ポンピング作用を有さない特に円筒ころ軸受にとって、良好な潤滑状態を維持させるための潤滑剤強制排出手段として有効に作用することになる。
【００１３】
３）本発明に係る軸受装置は、前記２）記載の軸受装置において、前記回転体が、スリンガーであることを特徴とする。
【００１４】
この軸受装置では、本来、内輪と共に回転され、遠心力によって軸受内部への異物の侵入を防止するよう機能するスリンガーが、軸受内部の余剰潤滑剤を軸受外部へ排出する手段としても用いられ、追加部材を設けることなく、非接触の利点を利用しながら潤滑剤の排出機能が得られることになる。
【００１５】
４）本発明に係る軸受装置は、前記１）〜前記３）のいずれか１項記載の軸受装置において、前記転がり軸受は円筒ころ軸受であり、前記保持器は前記転動体を挟む片側の保持器案内部が外輪の内径面で案内される外輪案内保持器であり、かつ前記潤滑剤供給機構が該案内側に設けられたことを特徴とする。
【００１６】
この軸受装置では、円筒ころを保持する保持器の一側部が保持器案内部となって、外輪の内径面に摺接して案内される。そして、保持器案内部が摺接する外輪の内径面に、潤滑剤供給機構が設けられることで、供給された潤滑剤が、保持器の回転に伴って内径面に均等に塗布され、潤滑剤の供給量が安定化する。
【００１７】
５）本発明に係る軸受装置は、前記１）〜前記３）のいずれか１項記載の軸受装置において、前記潤滑剤がグリースであることを特徴とする。
【００１８】
この軸受装置では、潤滑剤排出機構によってグリースが軸受内部から排出されることから、潤滑剤供給機構側から潤滑剤排出機構側へグリースの流れが生じ、潤滑油に比べ粘度の高いグリースであっても過不足のない安定した補給・排出が可能となる。
【００１９】
６）本発明に係る主軸装置は、前記１）〜前記５）のいずれか１項記載の軸受装置を介して軸がハウジングに装着されたことを特徴とする。
【００２０】
この主軸装置では、過不足のない安定した潤滑剤の補給が可能となる軸受装置が用いられ、主軸装置の良好な潤滑状態が維持される。
【００２１】
７）本発明に係る高速モータ用主軸装置は、前記６）記載の主軸装置が、加工のための主運動を付与する主要部に用いられたことを特徴とする。
８）本発明に係る工作機械は、前記６）又は７）記載の主軸装置が、加工のための主運動を付与する主要部に用いられたことを特徴とする。
【００２２】
この工作機械では、過不足のない安定した潤滑剤の補給が可能となる主軸装置が用いられ、工作機械の良好な潤滑状態が維持される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る軸受装置によれば、内輪と外輪との間に複数の転動体を介装した転がり軸受と、潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構と、潤滑剤を排出する潤滑剤排出機構とを備え、潤滑剤供給機構と潤滑剤排出機構とが、転動体を挟む逆側に配設されたので、潤滑剤供給機構によって軸受内部へ潤滑剤が供給され、所定量の潤滑剤が軸受内部に蓄積されると、転動体を挟んで潤滑剤供給機構と逆側に設けられた潤滑剤排出機構によって潤滑剤が軸受内部から排出される。これにより、過不足のない安定した潤滑剤の補給・排出が可能となり、良好な潤滑状態を維持することが可能となる。
【００２４】
本発明に係る主軸装置によれば、前記軸受装置を介して主軸をハウジングに装着したので、過不足のない安定した潤滑剤の補給が可能となる軸受装置を用いることができ、主軸装置の良好な潤滑状態を維持することができる。
【００２５】
本発明に係る工作機械によれば、前記主軸装置を、加工のための主運動を付与する主要部に用いたので、過不足のない安定した潤滑剤の補給が可能となる主軸装置を用いることができ、工作機械の良好な潤滑状態を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る軸受装置及び主軸装置並びに工作機械の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る軸受装置の第１の実施の形態の断面図である。
本実施の形態による軸受装置１００は、円筒ころ軸受１１と、円筒ころ軸受１１の側面に配置されるとともに、内輪１５・外輪１７の近傍に配置された回転体としての排出間座１９、２１と、回転軸２３と、円筒ころ軸受１１を支持するハウジング２５とを有している。また、この軸受装置１００は、外輪間座２７と、この外輪間座２７の端部に形成された切り欠き２９と、この切り欠き２９の外周側に形成されたハウジング２５における潤滑剤貯蔵空間３３とを備えている。そして、排出間座１９、潤滑剤貯蔵空間３３は、潤滑剤排出機構３１を構成している。
【００２７】
回転体である排出間座１９、２１としては、スリンガーを好適に用いることができる。本来、内輪１５と共に回転され、遠心力によって軸受内部への異物の侵入を防止するよう機能するスリンガーが、軸受内部の余剰潤滑剤を軸受外部へ排出する手段としても用いられることで、追加部材を設けることなく、非接触の利点を利用しながら潤滑剤の排出機能が得られることになる。
【００２８】
上記の切り欠き２９は、排出間座１９に対向して放射状に複数個設けられている。このように、放射状に複数個の切り欠き２９を設けることにより、潤滑剤の排出効率が向上する。
【００２９】
円筒ころ軸受１１と外輪間座２７との間には、隙間３５が形成されている。さらに、ハウジング２５には、外部より円筒ころ軸受１１の内部へ潤滑剤を供給する潤滑剤供給経路３９が形成されている。また、排出間座１９、２１の側方にも潤滑剤貯蔵空間４１が形成されている。
【００３０】
内輪１５と外輪１７との間には、保持器４３によって保持される複数の転動体である円筒ころ４５が介装される。外輪１７には潤滑剤補給孔４７が穿設され、潤滑剤補給孔４７は潤滑剤供給経路３９に連通可能となる。そして、潤滑剤供給経路３９、潤滑剤補給孔４７は、潤滑剤供給機構３７を構成している。つまり、潤滑剤排出機構３１は、円筒ころ４５を挟んで潤滑剤供給機構３７の逆側に配設されている。
【００３１】
本実施の形態において、保持器４３は、円筒ころ４５を挟む片側の保持器案内部４３ａが外輪１７の内径面で案内される外輪案内保持器となっている。そして、潤滑剤排出機構３１は、この保持器案内部４３ａが外輪１７の内径面で案内される案内側に設けられている。すなわち、潤滑剤補給孔４７が開口する外輪１７の内径面に、保持器案内部４３ａが摺接する。このように、保持器案内部４３ａが摺接する外輪１７の内径面に、潤滑剤供給機構３１が設けられることで、供給された潤滑剤が、保持器４３の回転に伴って内径面に均等に塗布され、潤滑剤の供給量が安定化する。
【００３２】
本実施の形態による軸受装置１００は、潤滑剤としてグリースが用いられる。軸受装置１００では、潤滑剤排出機構３１によってグリースが軸受内部から排出されることから、潤滑剤供給機構３７側から潤滑剤排出機構３１側へグリースの流れが生じ、潤滑油に比べ粘度の高いグリースであっても過不足のない安定した補給・排出が可能となる。
【００３３】
この軸受装置１００は、外部から供給された潤滑剤が潤滑剤供給経路３９から円筒ころ軸受１１の内部へ供給されて円筒ころ軸受１１の内部へ一旦貯蔵される。貯蔵された潤滑剤のうち、排出間座１９、２１に接触した潤滑剤は、排出間座１９、２１の回転力により外部へ弾き飛ばされる。排出間座１９によって弾き飛ばされた潤滑剤は、外輪間座２７に設けられた切り欠き２９を通過し、ハウジング２５に備えられた潤滑剤貯蔵空間３３へ進入して貯蔵される。
【００３４】
切り欠き２９を通過できなかった潤滑剤は、円筒ころ軸受１１と排出間座１９間の隙間３５を通過し、排出間座１９と外輪間座２７の間の潤滑剤貯蔵空間４１に貯蔵される。潤滑剤貯蔵空間３３は、ハウジング２５の内径に溝状に設けられた空間であり、潤滑剤貯蔵空間４１と合わせて、工作機械用主軸で潤滑剤の一般的寿命とされている１万時間分の潤滑剤を蓄えることができる。
【００３５】
一般的に、１万時間分の潤滑剤を貯蔵するのに必要な空間の容積は、一回の潤滑剤吐出量が０．０２ｍｌ、吐出間隔が６時間の場合、およそ３３ｍｌである。本発明では、両方の潤滑剤貯蔵空間３３、４１を合計した容積は３４ｍｌである。
【００３６】
次に、軸受装置１００の作用を説明する。
回転軸２３が高速回転しているとき、回転軸２３とともに回転する排出間座１９に潤滑剤が接触すると、排出間座１９の遠心力によって接触した潤滑剤が軸受外部へ排出される。したがって、軸受内部の潤滑剤排出機構３１が負圧となる。潤滑剤排出機構３１は円筒ころ４５を挟んで潤滑剤供給機構３７の逆側に位置していることから、負圧となった潤滑剤排出機構３１側へは、潤滑剤供給機構３７から転動体軌道空間を通り潤滑剤が流入することになる。つまり、ベルヌーイの定理から圧力差を発生させ、潤滑剤に流れを発生させることができる。このことは、ポンピング作用を有さない円筒ころ軸受１１にとって、良好な潤滑状態を維持させるための潤滑剤強制排出手段として有効に作用することになる。
【００３７】
潤滑剤は主に円筒ころ軸受１１の右側へ排出されるため、隙間３５を０．２〜２．０ｍｍに設定すると排出効率が良い。図１中の左側の排出間座２１の方は、もともと潤滑剤が排出されにくいので、隙間４９は隙間３５より大きくしても良く、外周のハウジング２５に潤滑剤貯蔵空間が無くても潤滑剤の排出は可能である。
【００３８】
このように、軸受装置１００によれば、円筒ころ軸受１１と、潤滑剤供給機構３７と、潤滑剤排出機構３１とを備え、潤滑剤供給機構３７と潤滑剤排出機構３１とを、円筒ころ４５を挟む逆側に配設したので、潤滑剤供給機構３７によって軸受内部へ潤滑剤が供給され、所定量の潤滑剤が軸受内部に蓄積されると、円筒ころ４５を挟んで潤滑剤供給機構３７と逆側に設けられた潤滑剤排出機構３１によって潤滑剤が軸受内部から排出される。これにより、軸受内部に蓄積された余分な潤滑剤が軌道面に飛び込むことによる異常発熱が防止され、過不足のない安定した潤滑剤の補給・排出が可能となり、良好な潤滑状態を維持することが可能となる。
【００３９】
次に、上記のように構成された軸受装置１００を実際に運転して耐久試験を行った結果を説明する。
試験対象軸受にはＮ１０１１  円筒ころ軸受（内径５５ｍｍ、外径９０ｍｍ、幅１８ｍｍ）を用いた。耐久回転速度は、２２０００ｍｉｎ−１（ｄｍＮ１６０万）。使用グリースはイソフレックスＮＢＵ１５（ＮＯＫクリューバー（株）製）とした。各試験のグリース封入量及びグリース補給量は下表１参照。
【００４０】
【表１】
2006046454.tif 000003
【００４１】
表１に示す試験結果より、外輪片案内保持器４３の円筒ころ軸受１１にグリースを補給する場合、軸受補給部の側近部に、内輪間座の外径を大きくした回転体を設置すると（試験Ｎｏ１）、補給されたグリースがより効果的に排出されることが知見できた。
【００４２】
次に、本発明に係る軸受装置の第２の実施の形態を説明する。
図２は本発明に係る軸受装置の第２の実施の形態の断面図である。
この実施の形態による軸受装置２００は、転がり軸受としてアンギュラ玉軸受５１が採用されている。アンギュラ玉軸受５１は、外周面に内輪軌道５３ａを有する内輪５３、内周面に外輪軌道５５ａを有する外輪５５、内外輪５３、５５間に形成された内輪軌道５３ａ及び外輪軌道５５ａに沿って複数配置された玉５７及び玉５７を円周方向等間隔に保持する保持器５９を備えている。
【００４３】
本実施の形態は、外輪カウンタボア軸受である。本実施の形態は、工作機械の主軸支持用転がり軸受である。本実施の形態においては、外輪５５のカウンタボア側の反対側（図２の左側）に、外輪５５を径方向に貫通する補給要素としての補給孔６１が設けられている。補給孔６１は、直径０．１〜５ｍｍの円形断面を有している。補給孔６１は、外輪５５の内径面の、外輪軌道５５ａに隣接する箇所に開口している。補給孔６１は、外輪５５の周方向に間隔をあけた複数箇所に設けられてもよい。
【００４４】
アンギュラ玉軸受５１の軸受空間には、軸受空間容積の１０〜２０％の量のグリースが初期封入される。そして、軸受使用時には、次のようなグリース補給方法が適用される。すなわち、適宜なタイミングで（間欠的、定期的に）、補給孔６１を介して、一回の補給量が軸受空間容積の０．１〜４％となるようにグリースショットさせる。
【００４５】
アンギュラ玉軸受５１では、カウンタボアの逆側からカウンタボア側に向かってポンピング作用が働く。したがって、本実施の形態のように、カウンタボアの逆側に補給孔６１を設け、カウンタボア側（図２の右側）に図示しない回転体（排出間座又はスリンガー等）を設けることにより、ポンピング作用と上記したベルヌーイの定理による両方の作用で潤滑剤をカウンタボア側へ移動させることができる。
【００４６】
次に、上記した第１の実施の形態に係る軸受装置１００の変形例を説明する。
図３は潤滑剤供給機構と潤滑剤排出機構とを反転させた変形例１の断面図、図４は保持器案内部を省略した変形例２の断面図、図５は内輪にスリンガー機能を付与した変形例３の断面図、図６は保持器にスリンガー機能を付与した変形例４の断面図である。なお、図１に示した部材と同等の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
図３に示す変形例１に係る軸受装置１００Ａは、潤滑剤供給機構３７と潤滑剤排出機構３１とが軸受装置１００の場合と反転して設けられている。円筒ころ軸受１１Ａは、保持器案内部４３ａが円筒ころ軸受１１の場合と逆側に設けられている。また、この変形例１では、排出間座１９に対向する側にも切り欠き２９、潤滑剤貯蔵空間３３が設けられている。したがって、排出間座２１の遠心力によって潤滑剤が軸受外部へ排出され、潤滑剤が図３の右側から左側に流れる。この変形例においても、排出間座２１に代えてスリンガーを採用することができる。以下、上記のようにベルヌーイの定理から圧力差を発生させ、潤滑剤に流れを発生させることを「スリンガー効果」と称す。
【００４７】
図４に示す変形例２に係る軸受装置１００Ｂは、円筒ころ軸受１１Ｂに、保持器案内部４３ａが形成されていない。したがって、潤滑剤補給孔４７が軸受内に開口されて保持器案内部４３ａに塞がれることなく、潤滑剤が吐出される。他の構成は円筒ころ軸受１１Ａと同様である。
【００４８】
図５に示す変形例３に係る軸受装置１００Ｃは、円筒ころ軸受１１Ｃの排出間座２１に代えて内輪１５Ｃによってスリンガー効果が発揮されるように構成されている。すなわち、内輪１５Ｃの軸線方向の一端側には大径鍔部７１が形成されている。他の構成は円筒ころ軸受１１Ａと同様である。
【００４９】
図６に示す変形例４に係る軸受装置１００Ｄは、円筒ころ軸受１１Ｄの排出間座２１に代えて保持器４３Ｄによってスリンガー効果が発揮されるように構成されている。すなわち、保持器４３Ｄの軸線方向の一端側には大径鍔部７３が形成されている。他の構成は円筒ころ軸受１１Ａと同様である。
【００５０】
このように、第１の実施の形態による軸受装置１００の場合では排出間座１９の外径を大きくしたが、この他、内輪１５や保持器４３を変形させても同様の効果が得られる。さらに、上記の実施の形態及び変形例では、単列円筒ころ軸受を使用したが、複列円筒ころの場合も同様の結果が得られる。
【００５１】
次に、第２の実施の形態と同様に構成した軸受装置を用いた実施例について説明する。
図７は軸受温度と経過時間との相関を（ａ）〜（ｅ）のグリース供給量別に表した説明図である。
本実施例では、グリースを補給した際に温度脈動を生じさせないように、１回の補給量を０．００４〜０．１ｃｃの範囲に設定して挙動を観測した。
【００５２】
内輪内径６５ｍｍ、外輪外径１００ｍｍ、幅１８ｍｍ、玉径７．１４４ｍｍ、接触角１８°のアンギュラ玉軸受を用いて、グリース補給量と温度の脈動の関係を確認する温度脈動確認試験を行った。温度脈動確認試験に用いられたグリースは、イソフレックスＮＢＵ１５（ＮＯＫクリューバー（株）製）であり、グリースの初期封入量は、軸受空間容積の６％であった。また、試験条件は、ｄｍＮ＝１８０万であった。
【００５３】
本脈動確認試験は、試験用主軸装置を用いて行われた。試験用主軸装置は、支持台上に配置されたハウジングブロックによってハウジング本体が支持される構成を有している。ハウジング本体には、アンギュラ玉軸受が互いに背面配置で内嵌している。このアンギュラ玉軸受主軸は、主軸に外嵌しており、主軸を回転自在に支承している。
【００５４】
アンギュラ玉軸受間には、各アンギュラ玉軸受の内輪間に内輪間座が、そして各アンギュラ玉軸受の外輪間に外輪間座がそれぞれ設けられている。また、アンギュラ玉軸受の軸方向後端側には、後端外輪押さえが設けられている。
【００５５】
また、アンギュラ玉軸受の軸方向前端側には、外輪押さえ部材と内輪押さえ部材が設けられている。各アンギュラ玉軸受は、外輪押さえ部材及び内輪押さえ部材によって後端外輪押さえ側に軸方向に沿って押圧されている。
【００５６】
ハウジングには、ノズル部材が各アンギュラ玉軸受に対応して取り付けられている。ノズル部材は、各アンギュラ玉軸受の外輪に設けられた孔側からグリースを軸受空間内に供給する。本温度脈動確認試験では、グリースは、試験開始後1時間おきに供給するような構成とした。
【００５７】
一回のグリース補給時に各軸受に供給されるグリースの量は０．００５ｍｌ、０．０１ｍｌ、０．０３ｍｌ、０．１０ｍｌ、０．１５ｍｌとして計５回実験を行った。図７は、この温度脈動確認試験の結果を示すグラフであり、（ａ）はグリース補給量が０．００５ｍｌの場合、（ｂ）はグリース補給量が０．０１ｍｌの場合、（ｃ）はグリース補給量が０．０３ｍｌの場合、（ｄ）はグリース補給量が０．１０ｍｌの場合、そして（ｅ）はグリース補給量が０．１５ｍｌの場合を示す。
【００５８】
図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、グリース補給量が０．００５〜０．１０ｍｌの場合にはグリース補給を行ってもアンギュラ玉軸受の軸受温度に変化はない。しかしながら、図７（ｅ）に示すように、グリース補給量が０．１５ｍｌの場合にはグリース補給する毎にアンギュラ玉軸受の温度が１℃程度上昇しているのがわかる。
【００５９】
ここで、一対のアンギュラ玉軸受のそれぞれは、グリース補給前の定常状態での温度が異なっている。この定常状態での温度の差異は、一方のアンギュラ玉軸受と、他方のアンギュラ玉軸受の周辺構造の差異、例えば、ハウジングブロックからの距離の差異や図示せぬ冷却装置との位置関係等により発生した熱の抑制率が異なっているため、定常状態での温度が異なっているものと考えられる。
【００６０】
いずれにせよ、双方のアンギュラ玉軸受において、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、グリース補給量が０．００５〜０．１０ｍｌの場合には軸受温度の脈動が発生しないのに対し、図７（ｅ）に示すように、グリース補給量が０．１５ｍｌ以上の場合には補給グリースの攪拌抵抗等により軸受が発熱を起こし、軸受の昇温、すなわち温度の脈動が発生していると考えられる。したがって、１回のグリース補給量を０．１ｍｌ以下と設定することにより、温度の脈動が発生しない安定したグリース供給を行うことが可能であることがわかった。
【００６１】
図８は本発明の第１及び第２の実施の形態に係る軸受装置１００、２００を用いて構成された工作機械用主軸装置（スピンドル装置）の概略を表す構成図である。なお、図８の主軸装置３００は、例示のために異種の軸受１００、２００を用いているが、同種の軸受のみから構成するようにしてもよい。
【００６２】
アンギュラ玉軸受５１、５１及び円筒ころ軸受１１は、軸９５に外嵌し、そしてハウジング９７に内嵌している。軸９５は、軸受５１、５１及び１１を介して、ハウジング９７に対し回転可能である。軸受５１、５１及び１１の各内輪及び外輪間には、それぞれ軸９５及びハウジング９７に沿って配置されたスリンガー効果を有する内輪間座９９、及び図示しない切り欠きを有する外輪間座１０１が配置されている。内輪間座９９及び外輪間座１０１の軸方向両端には、それぞれ内輪押さえ部材１０３及び外輪押さえ部材１０５が配置され、各間座を介して各軸受に予圧を与えている。内輪押さえ部材１０３及び外輪押さえ部材１０５の間には、図示せぬ間隙が形成されており、両押さえ部材間にラビリンスを形成している。
【００６３】
ハウジング９７には、ハウジング９７を貫通し、各軸受５１、５１及び１１の外輪に形成された補給孔に追加グリースを補給するノズル（グリース供給こま）１０７が固定されている。グリースは、グリース補給器１０９から補給パイプ１１１を介してノズル１０７に供給され、そして径方向に軸受内部に補給される。グリース補給器１０９は、適宜なタイミングで（間欠的、定期的に）、一回の補給量が軸受空間容積の０．１〜４％となるようにグリースショットする。
【００６４】
この主軸装置３００によれば、軸受装置１００、２００を介して軸９５をハウジング９７に装着したので、過不足のない安定した潤滑剤の補給が可能となり、良好な潤滑状態を維持することができる。そして、さらにこの主軸装置３００を、加工のための主運動を付与する主要部に用いて工作機械を構成すれば、工作機械の良好な潤滑状態を維持することができる。
【００６５】
なお、軸９５の潤滑剤供給機構３７側がモータ端であると、モータの発熱によって、潤滑剤が高温側から低温側へ、すなわち、潤滑剤供給機構３７側から潤滑剤排出機構３１側へと流れる。本発明に係る軸受装置は、このような作用も利用可能である。したがって、スリンガー効果、ポンピング作用、モータの発熱の２つ以上を適宜に組合わせて、潤滑剤の流れをより促進させるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る軸受装置の第１の実施の形態の断面図である。
【図２】本発明に係る軸受装置の第２の実施の形態の断面図である。
【図３】潤滑剤供給機構と潤滑剤排出機構とを反転させた変形例１の断面図である。
【図４】保持器案内部を省略した変形例２の断面図である。
【図５】内輪にスリンガー機能を付与した変形例３の断面図である。
【図６】保持器にスリンガー機能を付与した変形例４の断面図である。
【図７】軸受温度と経過時間との相関を（ａ）〜（ｅ）のグリース供給量別に表した説明図である。
【図８】本発明の第１、第２の実施の形態に係る軸受装置を用いて構成された工作機械用主軸装置（スピンドル装置）の概略を表す構成図である。
【符号の説明】
【００６７】
１１…円筒ころ軸受（転がり軸受）
１５、５３…内輪
１７、５５…外輪
１９…排出間座（回転体）
２３…回転軸（軸）
３１…潤滑剤排出機構
３７…潤滑剤供給機構
４３、５９…保持器
４３ａ…保持器案内部
４５…円筒ころ（転動体）
４７…潤滑剤補給孔
５１…アンギュラ玉軸受（転がり軸受）
５７…玉（転動体）
９５…主軸
９７…ハウジング
１００、２００…軸受装置
３００…主軸装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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