(57)【要約】【課題】  グリース溜まり形成部品が樹脂材料で成形されている場合でも経時変化に影響されずに、グリース溜まり形成部品内に封入したグリースの基油を継続的に安定して軌道面に供給することができる転がり軸受装置を提供する。【解決手段】  内輪１、外輪２、および転動体３を有する。例えば、固定側軌道輪が外輪２とする。外輪２に隣接して間座６を設ける。この間座６の内周に、内部にグリース溜まり１０が形成された環状のグリース溜まり形成部品７を設ける。グリース溜まり形成部品７の隙間形成片７ｂの先端面に、先端が外輪２の段差面２ｂに当接する凸部１４を設け、凸部１４が存在しない箇所と段差面２ｂとの間の隙間１２を、グリース溜まり１０内のグリースの基油を外輪２の軌道面２ａへ導く油路とする。間座６の端面と段差面２ｂとで、隙間形成片７ｂと弾性体１７とを挟み込む。【選択図】        図１
2011058520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受装置において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、前記固定側軌道輪に対し、前記段差面が向く方向に隣接して間座を設け、この間座の軸受空間側の周面に嵌合して、内部にグリース溜まりが形成された環状のグリース溜まり形成部品を設け、このグリース溜まり形成部品は、前記間座に嵌合する本体部と、この本体部から前記段差面側へ前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に沿って延びて先端面が前記段差面に対向する中空の隙間形成片とを有し、この隙間形成片を構成する内外の環状壁部につき、前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に沿う軌道輪側環状壁部よりもその反対側の非軌道輪側環状壁部の方を前記段差面側に突出させ、この非軌道輪側環状壁部の先端面に、先端が前記段差面に当接する凸部を設け、この先端面の前記凸部が存在しない箇所と前記段差面との間の隙間が、前記グリース溜まりと連通してグリースの基油を前記固定側軌道輪の軌道面へ導く油路となり、かつ前記軌道輪側環状壁部の基端に、前記本体部に対して径方向の段差を有する段面が形成され、この段面と前記間座の端面とが弾性体を介して対向し、前記固定側軌道輪の段差面と前記間座の端面とで前記軌道輪側環状壁部および前記弾性体を弾性体が圧縮された状態で挟み込んだことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記固定側軌道輪が外輪である転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記弾性体がＯリングである転がり軸受装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記弾性体がばねである転がり軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記軌道輪側環状壁部の段面に前記弾性体が嵌る弾性体用凹部を設け、この弾性体用凹部の底面と前記間座の端面との間に前記弾性体を介在させた転がり軸受装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記間座の端面に前記弾性体が嵌る弾性体用凹部を設け、この弾性体用凹部の底面と前記軌道輪側環状壁部の段面との間に前記弾性体を介在させた転がり軸受装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記隙間形成片の軌道輪側環状壁部が前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合し、前記軌道輪側環状壁部における固定側軌道輪側の周面の中間部に環状の溝を設け、この溝に弾性体からなる油漏れ防止体を嵌め込んで設けた転がり軸受装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記隙間形成片の軌道輪側環状壁部が前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合し、前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面の中間部に環状の溝を設け、この溝に弾性体からなる油漏れ防止体を嵌め込んで設けた転がり軸受装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記グリース溜まり形成部品本体部の前記間座に対する嵌合面に、前記間座の軸受空間側の周面に前記グリース溜まり形成部品本体部が嵌合した状態で、グリース溜まり形成部品本体部に対して間座が抜けるのを防ぐ抜け止めを設けた転がり軸受装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、工作機械主軸の支持に用いられる転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械主軸等のグリース潤滑とされる潤滑機構付きの転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械主軸軸受の潤滑方法として、メンテナンスフリーで使用可能なグリース潤滑、搬送エアに潤滑オイルを混合してオイルをノズルより軸受内に噴射するエアオイル潤滑、軸受内に潤滑油を直接に噴射するジェット潤滑等の方法がある。最近の工作機械は、加工能率を上げるために、ますます高速化の傾向にあり、主軸軸受の潤滑も比較的安価で簡単に高速化が可能なエアオイル潤滑が多く用いられてきている。しかし、このエアオイル潤滑法は、付帯設備としてエアオイル供給装置が必要であることと、多量のエアを必要とすることから、コスト、騒音、省エネ、省資源の観点から問題がある。また、オイルの飛散によって環境を悪化させる問題もある。これらの問題を回避するために、最近ではグリース潤滑による高速化が注目され始め、要望も多くなってきている。
【０００３】
このような試みの一つに、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載の転がり軸受は、図１１に示すように、固定側軌道輪２（例えば外輪）の段差面２ｂと隙間１２を介して対向し、内部のグリース溜まり１０と前記隙間１２とが連通した環状のグリース溜まり形成部品７を設け、グリース中の基油を、運転時の温度差により前記隙間１２から固定側軌道輪２の軌道面２ａに供給するようにしたものである。
詳しくは、軸受の停止時には、グリース中の増稠剤および隙間１２の毛細管現象によりグリースの基油が隙間１２に移動し、軸受を運転すると、隙間１２に貯油されていた基油は、運転で生じる固定側軌道輪２の温度変化と、転動体３の公転・自転で生じる空気流とにより隙間１２から吐出される。吐出された基油は、固定側軌道輪２の軌道面２ａに付着しながら移動して転動体接触部に連続的に補給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８２９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の潤滑機構付きの転がり軸受では、グリース中の基油を効果的に吐出させて、軸受の潤滑油として安定して供給することが軸受寿命の延長につながる。継続的に安定した量の基油を吐出させるには、隙間１２の隙間量δを適正範囲内に管理することが重要である。例えば、隙間量δは０．０５〜０．１ｍｍが良いとされている。しかし、部品の寸法誤差や組立誤差により、隙間量δを適正に管理するのが難しい。また、グリース溜まり形成部品を樹脂材料で成形する場合、上記部品の寸法誤差や組立誤差の他に、長時間使用することによる経時変化も考慮しなければならない。製品完成当初は隙間量δが適正であっても、経時変化によって隙間量δが適正値から外れ、安定した油の供給ができなくなる可能性があるからである。
【０００６】
この発明の目的は、軸受内に封入したグリースと軸受に設けたグリース溜まり形成部品内に封入したグリースとを使用して固定側軌道輪の軌道面の潤滑を行え、さらに部品の寸法誤差や組立誤差、ならびにグリース溜まり形成部品の経時変化に影響されずに、グリース溜まり形成部品内に封入したグリースの基油を継続的に安定して軌道面に供給することにより、高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できる転がり軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の転がり軸受装置は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受装置において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、前記固定側軌道輪に対し、前記段差面が向く方向に隣接して間座を設け、この間座の軸受空間側の周面に嵌合して、内部にグリース溜まりが形成された環状のグリース溜まり形成部品を設け、このグリース溜まり形成部品は、前記間座に嵌合する本体部と、この本体部から前記段差面側へ前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に沿って延びて先端面が前記段差面に対向する中空の隙間形成片とを有し、この隙間形成片を構成する内外の環状壁部につき、前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に沿う軌道輪側環状壁部よりもその反対側の非軌道輪側環状壁部の方を前記段差面側に突出させ、この非軌道輪側環状壁部の先端面に、先端が前記段差面に当接する凸部を設け、この先端面の前記凸部が存在しない箇所と前記段差面との間の隙間が、前記グリース溜まりと連通してグリースの基油を前記固定側軌道輪の軌道面へ導く油路となり、かつ前記軌道輪側環状壁部の基端に、前記本体部に対して径方向の段差を有する段面が形成され、この段面と前記間座の端面とが弾性体を介して対向し、前記固定側軌道輪の段差面と前記間座の端面とで前記軌道輪側環状壁部および前記弾性体を弾性体が圧縮された状態で挟み込んだことを特徴とする。例えば、前記固定側軌道輪を外輪とすることができる。
【０００８】
この構成の転がり軸受装置は、グリース溜まり形成部品のグリース溜まりにグリースを充填して使用される。転がり軸受装置の運転と停止に伴うグリース溜まりでのヒートサイクルによる温度変化が発生し、グリースから分離した基油が隙間を通って固定側軌道輪の軌道面に供給される。これにより、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できる。
【０００９】
間座の端面と固定側軌道輪の段差面とで隙間形成片の軌道輪側環状壁部および弾性体を挟み込む状態に、グリース溜まり形成部品を組み込む。その際、弾性体が圧縮された状態にする。非軌道輪側環状壁部の方が軌道輪側環状壁部よりも段差面側に突出しているため、非軌道輪側環状壁部の先端面に設けた凸部が段差面に当接する。非軌道輪側環状壁部の先端面における凸部が存在しない箇所と固定側軌道輪の段差面との間に、グリースの基油を前記固定側軌道輪の軌道面へ導く油路となる隙間が形成される。凸部の軸方向長さを目標とする隙間量に設定しておくことで、目標隙間量の隙間が得られる。隙間の隙間量は、凸部の軸方向長さによって決められ、部品の寸法誤差や組立誤差に影響されない。これにより、グリース溜まりに封入したグリースの基油を継続的に安定して固定側軌道輪の軌道面に供給することができる。また、圧縮された状態の弾性体の弾性反発力により、グリース溜まり形成部品が段差面の側に押付けられるため、例えば樹脂材料からなるグリース溜まり形成部品が経時変化しても、凸部の先端が段差面に当接する状態に維持され、常に隙間の隙間量を適正に管理できる。
【００１０】
グリース溜まり形成部品は独立した一体型の部品であるため、組立前にグリースを密封状態に封入しておくことができる。そのため、組立時におけるグリースまたはその基油の漏れ、およびゴミ等の異物の混入を防げる。また、組立性も良い。
【００１１】
前記弾性体は、Ｏリングであってもよく、あるいはばねであっても良い。
いずれの場合も、弾性体の弾性反発力により、グリース溜まり形成部品を段差面の側に押付けて、非軌道輪側環状壁部の凸部が固定側軌道輪の段差面に当接する状態を維持できる。
【００１２】
この発明において、前記軌道輪側環状壁部の段面に前記弾性体が嵌る弾性体用凹部を設け、この弾性体用凹部の底面と前記間座の端面との間に前記弾性体を介在させるのが良い。この場合、弾性体用凹部の底面は、軌道輪側環状壁部の段面の一部である。また、前記間座の端面に前記弾性体が嵌る弾性体用凹部を設け、この弾性体用凹部の底面と前記軌道輪側環状壁部の段面との間に前記弾性体を介在させても良い。この場合、弾性体用凹部の底面は、間座の端面の一部である。弾性体がＯリングである場合、弾性体用凹部は環状溝の形態になる。
軌道輪側環状壁部の段面または間座の端面に弾性体用凹部が設けられていれば、この弾性体用凹部に予め弾性体を嵌めておくことにより、組立作業時における弾性体の脱落および他の部品への挟み込みを防止することができ、グリース溜まり形成部品および間座の組込み作業性が向上する。
【００１３】
この発明において、前記隙間形成片の軌道輪側環状壁部が前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する場合、前記軌道輪側環状壁部における固定側軌道輪側の周面の中間部に環状の溝を設け、この溝に弾性体からなる油漏れ防止体を嵌め込んで設けるのが良い。または、前記隙間形成片の軌道輪側環状壁部が前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合し、前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面の中間部に環状の溝を設け、この溝に弾性体からなる油漏れ防止体を嵌め込んで設けても良い。
軌道輪側環状壁部が固定側軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する場合、組立性を良くするために、軌道輪側環状壁部と固定側軌道輪とをルーズフィットで嵌合させることがある。その場合、両者の接触部から基油が軸受外に漏れる可能性がある。上記のように油漏れ防止体を設けることで、軌道輪側環状壁部と固定側軌道輪の接触部から基油が漏れるのを防げる。
【００１４】
この発明において、前記グリース溜まり形成部品本体部の前記間座に対する嵌合面に、前記間座の軸受空間側の周面に前記グリース溜まり形成部品本体部が嵌合した状態で、グリース溜まり形成部品本体部に対して間座が抜けるのを防ぐ抜け止めを設けても良い。
抜け止めが設けられていれば、グリース溜まり形成部品と間座とを一体化して取り扱うことができ、組立時の取扱性が良い。
【００１５】
この発明の転がり軸受装置は、上記作用効果が得られるため、工作機械主軸の支持に好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の転がり軸受装置は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受装置において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、前記固定側軌道輪に対し、前記段差面が向く方向に隣接して間座を設け、この間座の軸受空間側の周面に嵌合して、内部にグリース溜まりが形成された環状のグリース溜まり形成部品を設け、このグリース溜まり形成部品は、前記間座に嵌合する本体部と、この本体部から前記段差面側へ前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に沿って延びて先端面が前記段差面に対向する中空の隙間形成片とを有し、この隙間形成片を構成する内外の環状壁部につき、前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に沿う軌道輪側環状壁部よりもその反対側の非軌道輪側環状壁部の方を前記段差面側に突出させ、この非軌道輪側環状壁部の先端面に、先端が前記段差面に当接する凸部を設け、この先端面の前記凸部が存在しない箇所と前記段差面との間の隙間が、前記グリース溜まりと連通してグリースの基油を前記固定側軌道輪の軌道面へ導く油路となり、かつ前記軌道輪側環状壁部の基端に、前記本体部に対して径方向の段差を有する段面が形成され、この段面と前記間座の端面とが弾性体を介して対向し、前記固定側軌道輪の段差面と前記間座の端面とで前記軌道輪側環状壁部および前記弾性体を弾性体が圧縮された状態で挟み込んだため、軸受内に封入したグリースと軸受に設けたグリース溜まり形成部品内に封入したグリースとを使用して固定側軌道輪の軌道面の潤滑を行え、さらに部品の寸法誤差や組立誤差、ならびにグリース溜まり形成部品の経時変化に影響されずに、グリース溜まり形成部品内に封入したグリースの基油を継続的に安定して軌道面に供給することにより、高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（Ａ）はこの発明の実施形態に転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図２】同転がり軸受装置のグリース溜まり形成部品の側面図である。
【図３】（Ａ）はこの発明の異なる実施形態にかかる転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図４】（Ａ）はこの発明のさらに異なる実施形態にかかる転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図５】（Ａ）はこの発明のさらに異なる実施形態にかかる転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図６】（Ａ）はこの発明のさらに異なる実施形態にかかる転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図７】この発明のさらに異なる実施形態にかかる転がり軸受装置の断面図である。
【図８】この発明のさらに異なる実施形態にかかる転がり軸受装置の断面図である。
【図９】この発明のさらに異なる実施形態にかかる転がり軸受装置の断面図である。
【図１０】図１および図２に示す転がり軸受装置を備えた主軸装置の断面図である。
【図１１】従来の転がり軸受装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明の実施形態を図１および図２と共に説明する。図１において、この転がり軸受装置は、内輪１、外輪２、および内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に介在する複数の転動体３を有する転がり軸受Ａと、外輪位置決め間座６と、グリース溜まり形成部品７とを備える。複数の転動体３は、保持器４に保持され、内外輪１，２間の軸受空間の一端は、シール５によって密封されている。転がり軸受Ａはアンギュラ玉軸受であり、外輪位置決め間座６およびグリース溜まり形成部品７は軸受正面側に設けられ、シール５は軸受背面側の端部に設けられる。軸受正面側ではグリース溜まり形成部品７がシールを兼ねており、軸受正面側からのグリースの漏れが防止される。図１（Ａ）において、交差したハッチングで示す部分は、グリースの充填された部分を示す。内輪１は、図示しない主軸に嵌合して回転可能とされ、外輪２は主軸装置における図示しないハウジングの内周に嵌合状態で固定支持される。
【００１９】
固定側軌道輪となる外輪２には、その軌道面２ａに続く段差面２ｂが、転動体３から離れる外輪正面側、つまり軌道面２ａにおける接触角が生じる方向と反対側の縁部に続いて設けられている。この段差面２ｂは、軌道面２ａから外径側に延びて外輪正面側に対面する面である。段差面２ｂから外輪正面側に続く内周面部分２ｃは、円筒状の面とされている。
内輪１の正面側の肩部１ｂは、後記グリース溜まり形成部品７の本体部７ａとの干渉を避けるために、内外輪１，２の正面側端面よりも後退した形状としてある。
【００２０】
外輪位置決め間座６は、外輪２の正面側の端面２ｄに接して設けられる。外輪２および外輪位置決め間座６の合わせ面となるそれぞれの端面２ｄ，６ａは、外径縁では両者共に同径で、内径縁では外輪２よりも外輪位置決め間座６の方が小径である。なお、内輪１の正面側には、端面に接して内輪位置決め間座８が設けられている。
【００２１】
グリース溜まり形成部品７は環状の部品であり、内部にグリース溜まり１０が形成された本体部７ａと、この本体部７ａから前記段差面２ｂ側へ延び、内部に前記グリース溜まり１０に連通する流路１１が形成された中空の隙間形成片７ｂとでなる。流路１１は、その先端部が径方向幅の最も小さい最小幅部１１ａになっている。本体部７ａは外輪位置決め間座６の内周に嵌合し、隙間形成片７ｂは外輪２の前記内周面部分２ｃに嵌合している。グリース溜まり形成部品７は、例えば樹脂材料からなる一体物である。グリース溜まり形成部品７を樹脂材料で成形すると、加工が容易で、安価に提供することもできる。グリース溜まり形成部品７は、内径側の部材と外径側の部材を接合した構成としてもよい。
【００２２】
グリース溜まり形成部品７の外周面９は、外輪２の内周面部分２ｃに嵌合する軌道輪嵌合面９ａと、外輪位置決め間座６の内周面に嵌合する間座嵌合面９ｂと、これら軌道輪嵌合面９ａと間座嵌合面９ｂとの境界に形成された段面９ｃとでなる。軌道輪嵌合面９ａは隙間形成片７ｂの外周面に相当し、間座嵌合面９ｂは本体部７ａの外周面に相当する。段面９ｃは、隙間形成片７ｂを構成する内外の環状壁部７ｂａ，７ｂｂのうちの軌道輪側環状壁部７ｂｂの基端に形成され、前記本体部７ａに対して外径方向の段差を有する面である。
【００２３】
組立状態では、グリース溜まり形成部品７の軌道輪嵌合面９ａの正面側端は外輪２の内周面部分２ｃの正面側端よりも背面側に位置しており、グリース溜まり形成部品７の段面９ｃが、外輪位置決め間座６の端面６ａと、環状空間１５を挟んで対向する。この環状空間１５には弾性体１６が嵌め込まれている。この例では、弾性体１６はＯリングである。Ｏリングからなる弾性体１６は、グリース溜まり形成部品７の段面９ｃと外輪位置決め間座６の端面６ａとに挟まれて押し潰された状態になっている。つまり、圧縮された状態になっている。外輪位置決め間座６の端面６ａが弾性体１６を介してグリース溜まり形成部品７の段面９ｃに間接的に当接することにより、グリース溜まり形成部品７の軸方向位置が位置決めされる。言い換えると、外輪位置決め間座６の端面６ａと外輪２の段差面２ｂとで、隙間形成片７ｂおよび弾性体１６を挟み込んだ状態になる。この組立状態では、外輪２の段差面２ｂと隙間形成片７ｂの先端面１３との間に、油吐出用の隙間１２が形成される。この隙間１２に面して、前記流路１１の最小幅部１１ａが開口している。
【００２４】
隙間形成片７ｂを構成する内外の環状壁部７ｂａ，７ｂｂを比較して、非軌道輪側環状壁部７ｂａの方が軌道輪側環状壁部７ｂｂよりも、先端を段差面２ｂ側へ突出させてある。言い換えると、隙間形成片７ｂの先端面１３のうち、非軌道輪側環状壁部７ｂａの先端面１３ａの方が軌道輪側環状壁部７ｂｂの先端面１３ｂよりも、段差面２ｂに接近している。そして、非軌道輪側環状壁部７ｂａの先端面１３ａの周方向複数箇所（図２）に、組立状態において先端が段差面２ｂに当接した凸部１４が設けられている。つまり、先端面１３ａの凸部１４が存在しない箇所と段差面２ｂとの間が、実質上の前記油吐出用隙間１２になっている。凸部１４の突出量は、隙間１２の隙間量δが例えば０．０５〜０．１ｍｍになるように設定されている。
【００２５】
この転がり軸受装置の組立に際し、グリース溜まり形成部品７の軌道輪嵌合面９ａを外輪２の内周面部分２ｃに嵌合させ、かつグリース溜まり形成部品７の間座嵌合面９ｂに外輪位置決め間座６を嵌合させる。その際、グリース溜まり形成部品７の段面９ｃと外輪位置決め間座６の端面６ａとの間に弾性体１６を介在させて、間座６の端面６ａと外輪２の段差面２ｂとで隙間形成片７ｂおよび弾性体１６を挟み込む。この組立状態では、隙間形成片７ｂの凸部１４が外輪２の段差面２ｂに当接し、隙間形成片７ｂの対向面１３と外輪２の段差面２ｂとの間に所定の隙間量δの隙間１２が形成される。圧縮された状態の弾性体１６の弾性反発力により、グリース溜まり形成部品７が段差面２ｂの側に押付けられるため、樹脂材料からなるグリース溜まり形成部品７が経時変化しても、凸部１４が段差面２ｂに当接する状態に維持され、常に隙間１２の隙間量δを適正に管理できる。
【００２６】
グリース溜まり形成部品７は独立した一体型の部品であるため、組立前にグリースを密封状態に封入しておくことができる。そのため、組立時におけるグリースまたはその基油の漏れ、およびゴミ等の異物の混入を防げる。また、組立性も良い。
【００２７】
この転がり軸受装置の作用を説明する。軸受内には、初期潤滑用としてグリースを封入しておく。軸受を回転すると、運転時の起動、停止により軸受に温度変化が発生し、グリース溜まり１０内のグリースから基油が分離する。同時に、密閉状態にあるグリース溜まり１０の内部の温度が上昇する。この温度上昇により、分離した基油が流路１１を通って隙間１２から軸受空間に吐出される。吐出された基油は、外輪２の軌道面２ａに供給される。温度が上昇して定常状態になると、基油の吐出と並行して内部温度が徐々に下がり、単位時間当たりの基油吐出量も減少していく。その後、運転が停止されると、グリース溜まり１０の温度も下降する。このとき、温度上昇による基油の吐出は無く、隙間１２には基油が満たされる。したがって、運転停止状態では、グリース溜まり１０は密閉された状態にある。
その後、運転が再開されると、グリース溜まり１０の温度変化が再度発生する。このような温度上昇と下降のヒートサイクルによって、グリース溜まり１０内での温度変動が繰り返され、グリースから分離した基油が確実に隙間１２から吐出され、外輪２の軌道面２ａに繰り返し供給される。
【００２８】
また、上記ヒートサイクルによる基油吐出作用とは別に、以下に示す毛細管現象による基油吐出作用も加わる。すなわち、軸受の停止時には、グリース中の増稠剤および前記隙間１２の毛細管現象により、グリースの基油が流路１１から隙間１２に移動し、この毛細管現象と油の表面張力とが相まって隙間１２に基油が油状で保持される。軸受を運転すると、隙間１２に貯油されていた基油は、運転で生じる外輪２の温度上昇と、転動体３の公転・自転で生じる空気流とにより隙間１２から流出して、外輪２の軌道面２ａに付着しながら移動して転動体接触部に連続的に補給される。
【００２９】
このように、この転がり軸受装置では、運転停止と運転再開の繰り返しに伴うグリース溜まり１０でのヒートサイクルによる温度変動で、グリースから分離した基油が隙間１２を経て外輪２の軌道面２ａに供給されるので、潤滑油の供給が確実に行われる。加えて、隙間１２での毛細管現象によっても基油が外輪２の軌道面２ａに吐出されるので、潤滑が一層確実なものとなる。これにより、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリー化、および安定した潤滑油供給が可能である。
【００３０】
この実施形態では、固定側軌道輪が外輪２であり、この外輪２に前記段差面２ｂが設けられるが、グリース封入状態で軸受を回転させたときに、封入グリースが遠心力で外輪内径部に飛散するため、前記隙間１２と軌道面２ａとの間の基油の繋がりが確実となる。そのため、転動体接触部で潤滑油として消費される分の基油が、グリース溜まり１０から隙間１２を経て軌道面２ａに補給される作用が高められ、より安定した潤滑油の補給が行われる。
【００３１】
また、この実施形態では、転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記段差面２ｂが、軌道面２ａにおける接触角が生じる方向とは反対側の縁部に続いて形成されているので、段差面２ｂをより転動体３の直下に配置し易くなる。これにより、転動体３の中心付近に段差面２ｂを近づけることができ、隙間１２から軌道面２ａへの潤滑油の補給がより効率良く行える。
【００３２】
図３はこの発明の異なる実施形態を示す。この実施形態が前記実施形態と異なる点は、外輪位置決め間座６の背面側の端面６ａが、外輪２との合わせ面となる外径側端面６ａａと、グリース溜まり形成部品７の段面９ｃと対向する内径側端面６ａｂとでなり、外径側端面６ａａよりも内径側端面６ａｂの方が背面側に後退した形状とされている。グリース溜まり形成部品７の軌道輪嵌合面９ａは、外輪２の内周面部分２ｃよりも背面側に延びており、その背面側に続く段面９ｃが外輪位置決め間座６の前記内径側端面６ａｂと対向している。段面９ｃには環状溝からなる弾性体用凹部１７が設けられ、この弾性体用凹部１７にＯリング等の弾性体１６が嵌め込まれている。弾性体用凹部１７の底面は段面９ｃの一部であり、この弾性体用凹部１７の底面と外輪位置決め間座６の端面６ａとの間に弾性体１６が介在する。他は前記実施形態と同じであり、同じ構成の箇所は同一符号を付してある。
【００３３】
この構成によれば、組立時に、弾性体用凹部１７に予め弾性体１６を嵌めておくことにより、弾性体１６の脱落および他の部品への挟み込みを防止することができ、グリース溜まり形成部品７および外輪位置決め間座６の組込み作業性が向上する。段面９ｃに弾性体用凹部１７を設けることで、グリース溜まり形成部品７における弾性体凹部１７の周辺部の肉厚が部分的に薄くなる場合は、外輪位置決め間座６の内径側端面６ａｂにも弾性体凹部１７に対応する弾性体凹部（図示せず）を設けることで、グリース溜まり形成部品７の弾性体凹部１７の溝深さを浅くして、必要な肉厚を確保するのが良い。
【００３４】
グリース溜まり形成部品７の段面９ｃに弾性体用凹部１７を設ける代わりに、図４に示すように、外輪位置決め間座６の内径側端面６ａｂに弾性体用凹部１７を設けてもよい。弾性体用凹部１７の底面は内径側端面６ａｂの一部であり、この弾性体用凹部１７の底面とグリース溜まり形成部品７の段面９ｃとの間に弾性体１６が介在する。この場合も、同様の作用効果が得られる。
【００３５】
また、図５および図６に示すように、弾性体１６がばねであっても良い。ばねからなる弾性体１６は、円周方向の複数箇所に等間隔で配置される。図５の実施形態では、グリース溜まり形成部品７の段面９ｃに設けた弾性体用凹部１７に弾性体１６が嵌め込まれ、図６の実施形態では、外輪位置決め間座６の内径側端面６ａｂに設けた弾性体用凹部１７に弾性体１６が嵌め込まれている。弾性体１６がばねである場合、弾性体１６が円周方向に位置ずれしないように、弾性体用凹部１７は円周方向に部分的に設けられた軸方向孔とするのが良い。
【００３６】
図７はさらに異なる実施形態を示す。この転がり軸受装置は、グリース溜まり形成部品７の軌道輪側環状壁部７ｂｂにおける固定側軌道輪６側の周面である軌道輪嵌合面９ａの中間部に環状の溝１８を設け、この溝１８にＯリング等の弾性体からなる油漏れ防止体１９を嵌め込んである。溝１８と弾性体１６を嵌め込む環状空間１５とが接近しすぎるのを避けるために、図１および図２に示す実施形態と比べて、軌道輪嵌合面９ａの背面側端を外輪２の内周面部分２ｃよりも背面側に延ばしてある。他は図１および図２に示す実施形態と同じであり、同じ構成の箇所は同一符号を付してある。
【００３７】
隙間形成片７ｂの軌道輪側環状壁部７ｂｂを外輪２と嵌合させた構成では、組立性を良くするために、軌道輪側環状壁部７ｂｂと外輪２とをルーズフィットで嵌合させることが行われる。その場合、両者の接触部から基油が軸受外に漏れる可能性がある。上記のように、油漏れ防止体１９を設けることによって、グリース溜まり形成部品７と外輪２の接触部から基油が漏れるのを防ぐことができる。また、図８に示すように、外輪２の内周面部分２ｃに環状の溝２０を設け、この溝２０に上記同様の油漏れ防止体１９を嵌め込んで設けることによっても、基油の漏れを防止できる。
【００３８】
図９はさらに異なる実施形態を示す。この実施形態は、図１および図２の実施形態と異なり、外輪位置決め間座６の内周面の軸方向中央部が、他よりも内径の小さい円筒面からなるガイド部６ｂになっており、このガイド部６ｂの軸受正面側端に軸方向に垂直な段差部６ｃが形成されている。また、グリース溜まり形成部品７の外周面間座嵌合面９ｂの軸受正面側端近くには、外径側に若干盛り上がった抜け止め２１が設けられている。この抜け止め２１は、軸受背面側端は軸方向に垂直な面に形成され、軸受正面側に向かうに従い盛り上がり量が次第に小さくなる形状である。抜け止め２１は、円周方向の全周に設けてもよく、部分的に設けてもよい。
【００３９】
抜け止め２１の最大盛り上がり量は非常に小さいため、グリース溜まり形成部品７に対して外輪位置決め間座６を軸受正面側からスライドさせて嵌合するのは可能で、両者が嵌合した状態では、抜け止め２１の軸受背面側端の面が外輪位置決め間座６の内周面段差部６ｃに係合することにより、グリース溜まり形成部品７に対し外輪位置決め間座６が抜けることが阻止される。そのため、予めグリース溜まり形成部品７と外輪位置決め間座６とを一体化させた状態で組立を行うことができ、組立作業が容易である。
【００４０】
図１０は、図１および図２に示す転がり軸受装置を用いた工作機械用主軸装置の例を示す。この主軸装置は、２個の転がり軸受装置３０Ａ，３０Ｂを背面組合せで用い、これらの転がり軸受装置３０Ａ，３０Ｂにより主軸３１の両端を回転自在に支持する。各転がり軸受装置３０Ａ，３０Ｂの内輪１は、内輪位置決め間座８および内輪間座３７により位置決めされ、内輪固定ナット３９により主軸３１に締め付け固定されている。外輪２は、外輪位置決め間座６、外輪間座４０および外輪押え蓋４１，４２によりハウジング３２内に位置決め固定されている。ハウジング３２は、ハウジング内筒３２Ａとハウジング外筒３２Ｂとを嵌合させたものであり、その嵌合部に冷却のための通油溝４３が設けられている。
【００４１】
主軸３１は、一方の端部３１ａに工具またはワーク（図示せず）を着脱自在に取付けるチャック（図示せず）が設けられ、他方の端部３１ｂは、モータ等の駆動源が回転伝達機構（図示せず）を介して連結される。モータは、ハウジング３２に内蔵してもよい。この主軸装置は、例えばマシニングセンター、旋盤、フライス盤、研削盤等の各種工作機械に適用できる。
【００４２】
上記構成の主軸装置によると、転がり軸受３０Ａ，３０Ｂの隙間１２（図１）から吐出される潤滑油の量を適正に調整することで、転がり軸受３０Ａ，３０Ｂにおける高速化、長寿命化、メンテナンスフリー化の作用が効果的に発揮される。
【符号の説明】
【００４３】
１…内輪
１ａ…軌道面
２…外輪（固定側軌道輪）
２ａ…軌道面
２ｂ…段差面
３…転動体
６…外輪位置決め間座
６ａ…端面
７…グリース溜まり形成部品
７ａ…本体部
７ｂ…隙間形成片
７ｂａ…非軌道輪側環状壁部
７ｂｂ…軌道輪側環状壁部
９ｃ…段面
１０…グリース溜まり
１２…隙間
１３…先端面
１４…凸部
１６…弾性体
１７…弾性体用凹部
１８，２０…溝
１９…油漏れ防止体
２１…抜け止め
３０Ａ，３０Ｂ…転がり軸受
３１…主軸
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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