(57)【要約】【課題】グリースを使用した場合に、高速回転が可能であると共に、長寿命化が可能なスピンドル装置を提供する。【解決手段】転がり軸受１１〜１４を外嵌するハウジング１５と、転がり軸受１１〜１４に軸通される主軸１６と、転がり軸受１１〜１４の軸受空間にグリースを供給してグリース潤滑するグリース供給機構１７と、ハウジング１５の内部に冷却液を供給して所定個所を冷却する冷却手段１８とを有している。そして、主軸１６に設けられたロータ２０およびロータ２０に対向するようにハウジング１５の内周面に設けられたステータ２１により主軸１５が駆動される。また、冷却手段１８が、ステータ２１を冷却可能であるとともに、転がり軸受１１〜１４を冷却可能である。【選択図】  図２
2004330406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受を外嵌するハウジングと、前記転がり軸受に軸通される主軸と、前記転がり軸受の軸受空間にグリースを供給してグリース潤滑するグリース供給機構と、前記ハウジングの内部に冷却液を供給して所定個所を冷却する冷却手段とを有し、前記主軸に設けられたロータおよび前記ロータに対向するように前記ハウジングの内周面に設けられたステータを備えるモータにより、前記主軸が駆動されるスピンドル装置であって、前記冷却手段が、前記ステータを冷却可能であるとともに、前記転がり軸受における少なくとも固定側軸受を冷却可能であることを特徴とするスピンドル装置。
【請求項２】
前記冷却手段が、前記冷却液を前記主軸内部に供給し、かつ、前記冷却液を前記主軸の長手方向に沿って流通させることにより前記主軸を冷却可能であることを特徴とする請求項１に記載のスピンドル装置。
【請求項３】
前記主軸および前記ハウジングから排出される前記冷却液を回収する冷却液回収手段を有することを特徴とする請求項１〜請求項２のうちのいずれかに記載のスピンドル装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれかに記載したスピンドル装置を用いた工作機械主軸用スピンドル。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のうちのいずれかに記載したスピンドル装置を用いた高速モータ用スピンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高速回転するモータ内蔵形グリース供給スピンドルおよびそれを用いた工作機械用主軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に工作機械おいては、主軸ヘッド部の小型化、主軸慣性力の低下や高速化、主軸部の振動や騒音の軽減を目的として、モータ内蔵系、所謂ビルトイン形のモータを有した主軸装置が使用されている。
【０００３】
一般に工作機械用の主軸は、剛性を必要とするためアンギュラ玉軸受では、予め予圧荷重を負荷させて使用する定位置予圧方式の構造が採用される。円筒ころ軸受では組込み時のラジアル隙間を−５〜+５μｍ程度で管理するのが通常である。
【０００４】
現状は組合せアンギュラ玉軸受を定位置予圧で構成したり、円筒ころ軸受でグリースの高速回転は寿命的な問題からdmn120万〜130万（dm：転動体のピッチ円径、N：回転速度）が限界となっている。
【０００５】
しかし、この回転数の領域でも寿命20000時間以上確保することは困難で、一般的にはオイルエア潤滑やオイルミスト潤滑が多く採用されている。要するに、グリース寿命の信頼性がないため、より安全で確実な潤滑方式が採用されている。
【０００６】
また、本発明の出願人はグリースの長寿命化が可能な技術を既に提案した（特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開2003-113846号公報
【特許文献２】特願2003-070338号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、グリースは高速回転になってくると、化学劣化(温度による酸化劣化）と物理劣化が進み早期寿命となってしまう。物理劣化の原因としては、遠心力による基油の分離、運転時の転動体によるグリースせん断による性状変化があげられる。
【０００８】
特開2000-288870号公報で提案された技術でも、コンタミネーションを管理してもグリースの寿命には限りがあるため、オイルエア潤滑やオイルミスト潤滑と同様な長寿命は得られない。
【０００９】
工作機械も近年、環境面の問題、例えば潤滑油がミスト状態となりスピンドル外部へ漏れたり、オイルエア潤滑、オイルミスト潤滑の風切り音による騒音等の問題が問われるようになり、グリース潤滑での高速化が望まれている。
【００１０】
また、出願人が既に提案した上記特許文献１，２の技術では、グリースの長寿命化が可能であるが、冷却を行なわない場合には、dmn180万レベルで外輪昇温が70〜80℃になってしまい、グリースの酸化劣化や油膜形成不足により焼付きに至る虞れがあった。
【００１１】
高速回転用のグリースは、発熱を抑えるために基油の粘度はVG22相当が使われることが多い。工作機械主軸用としては、高速回転の場合NOKクリューバー社製のイソフレックスNBU15が一般的に使用されている。このグリースは基油粘度20mm2／ｓ(40℃)である。軸受温度が70〜80℃になった場合、基油の動粘度は６mm〜８mm2／ｓとなり、油膜を確保することが困難となる。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、グリースを使用した場合に、高速回転が可能であると共に、長寿命化が可能なスピンドル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した目的を達成するために、本発明は下記の構成とした。
（１）転がり軸受を外嵌するハウジングと、前記転がり軸受に軸通される主軸と、前記転がり軸受の軸受空間にグリースを供給してグリース潤滑するグリース供給機構と、前記ハウジングの内部に冷却液を供給して所定個所を冷却する冷却手段とを有し、前記主軸に設けられたロータおよび前記ロータに対向するように前記ハウジングの内周面に設けられたステータを備えるモータにより、前記主軸が駆動されるスピンドル装置であって、前記冷却手段が、前記ステータを冷却可能であるとともに、前記転がり軸受における少なくとも固定側軸受を冷却可能であることを特徴とするスピンドル装置。
（２）前記冷却手段が、前記冷却液を前記主軸内部に供給し、かつ、前記冷却液を前記主軸の長手方向に沿って流通させることにより前記主軸を冷却可能であることを特徴とする（１）に記載のスピンドル装置。
（３）前記主軸および前記ハウジングから排出される前記冷却液を回収する冷却液回収手段を有することを特徴とする（１）〜（２）のうちのいずれかに記載のスピンドル装置。
（４）上記（１）〜（３）のうちのいずれかに記載したスピンドル装置を用いた工作機械主軸用スピンドル。
（５）上記（１）〜（３）のうちのいずれかに記載したスピンドル装置を用いた高速モータ用スピンドル。
【００１４】
dmn120万をこえるような領域では、ステータの冷却のみでなく軸受部の冷却も同時に行なわないと、軸受部の発熱が大きく温度が高くなりグリースが早期に劣化するが、（１）の構成によれば、冷却を施すことによりグリースの寿命を延長することができ、さらに油膜も確実に形成することが可能となる。
【００１５】
また、外部からグリースを供給するため常に新しいグリースで運転が継続できるため、オイルエア潤滑やオイルミスト潤滑と同様に長寿命化が可能である。更に、グリース潤滑であるため環境面でも効果があり潤滑油の噴霧状態化を抑制でき、作業環境が改善される。
【００１６】
また、オイルエア潤滑やオイルミスト潤滑での風切り音が抑制されるため、騒音レベルを押えることもできる。
【００１７】
温度のみでなく運転時の予圧荷重が大きすぎると、油膜形成不足によりグリース寿命の前に焼付きに至ることがあるため、上記（２）（３）の構成では、主軸内冷却を同時に行い、転がり軸受の内・外輪の温度差を抑制し予圧増大を防ぐので、さらに効果があがる。
【００１８】
また、主軸内部も冷却することにより、軸受の内・外輪温度差を抑制することができ、アンギュラ玉軸受の場合(定位置予圧)予圧荷重増加を抑制できる。
【００１９】
また、円筒ころ軸受の場合、ラジアル予圧(負のすきま)を抑制できグリース潤滑での早期焼付きを防ぐ事ができる。
【００２０】
更に、スピンドル全体の温度を下げることができ、グリース潤滑での長寿命化で絶大な効果が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、グリース潤滑でグリースを供給し、ステータ、主軸、転がり軸受を冷却する場合、安定した運転が可能となり高速回転での長寿命化が達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態のスピンドル装置１を示す図である。このスピンドル装置１は、スピンドル１０と、グリース供給装置１７と、冷却液供給源１８と、清浄空気供給源４５とを備えている。
スピンドル１０は、図２に示すように、複数の転がり軸受１１〜１４を外嵌するハウジング１５と、上記の転がり軸受１１〜１４に軸通される主軸１６とを備えている。
また、スピンドル１０は、上記主軸１６に設けられたロータ２０およびこのロータ２０に対向するように、ハウジング１５ａの内周面に設けられたステータ２１を備えている。
【００２３】
上記のハウジング１５ａには、ステータ２１と対向するステータ冷却用溝２２と、ハウジング１５ｃには転がり軸受１１〜１４と対向する軸受冷却用溝２３が形成されている。
また、ハウジング１５ｃには、軸心冷却液回収穴２６、清浄空気供給穴２７、グリース排出用穴２８が形成されている。主軸１６には、その中心軸線方向に伸びる冷却通路２９、３０が設けられている。なお、図２中の符号３１は外輪押し蓋である。
【００２４】
上記のグリース供給装置１７から送出されたグリースは、ハウジング１５ａ、１５ｃに設けられたグリース通路４１、２４を経て各転がり軸受１１〜１４に供給される。
また、冷却液供給源１８から送出された冷却液は、主軸１６の冷却通路３０に供給される。この冷却液供給源１８から送出された冷却液は、ハウジング１５に設けられたステータ冷却用溝２２にも供給される。
【００２５】
図１に示すように、冷却液供給源１８からハウジング１５および主軸１６に供給された冷却液は、冷却液供給源１８に回収される。
また、清浄空気供給源４５から送出された清浄空気は、スピンドル１０のハウジング１５ｃ（図２参照）とグリース供給装置１７に供給される。
【００２６】
このスピンドル装置１は、冷却液供給源１８から送出された冷却液によって、スピンドル１０のステータ２１が冷却される。また、この冷却液によって、転がり軸受１１〜１４が冷却される。
更に、このスピンドル装置１は、冷却液が主軸１６内部の冷却通路３０に供給され、かつ、冷却液が主軸１６の長手方向に沿って流通され、冷却通路２９にも供給されるので、主軸１６も冷却される。
【００２７】
このスピンドル装置１によれば、dmn120万を超えるような領域では、ステータ２１の冷却のみでなく、転がり軸受１１〜１４の冷却も同時に行なわれるので、転がり軸受１１〜１４の発熱が大きくても、転がり軸受１１〜１４が冷却され、グリースの寿命を延長することができ、さらに油膜も確実に形成することが可能となる。
【００２８】
また、外部からグリースを供給するため常に新しいグリースで運転が継続できるため、オイルエア潤滑やオイルミスト潤滑と同様に長寿命化が可能である。更に、グリース潤滑であるため環境面でも効果があり潤滑油の噴霧状態化を抑制でき、作業環境が改善される。
また、オイルエア潤滑やオイルミスト潤滑での風切り音が抑制されるため、騒音レベルを押えることもできる。
【００２９】
更に、温度のみでなく運転時の予圧荷重が大きすぎると、油膜形成不足によりグリース寿命の前に焼付きに至ることがあるが、本発明のスピンドル装置１は、主軸１６の冷却を同時に行うので、転がり軸受１１〜１４の内・外輪の温度差を抑制することができる。従って、転がり軸受１１〜１４として、アンギュラ玉軸受を使用した場合(定位置予圧)、予圧荷重増加を抑制できるので、さらに効果があがる。
転がり軸受１１〜１４として、円筒ころ軸受を使用した場合には、ラジアル予圧(負のすきま)を抑制でき、グリース潤滑での早期焼付きを防ぐ事ができる。更に、グリース潤滑での長寿命化で絶大な効果が得られる。
【００３０】
（第２実施形態）
図３は、本発明に係る第２実施形態のスピンドル装置２を示す。なお、以下の説明では、上記のスピンドル装置１（図１，２参照）と同一の部分には、同一の符号をつけて詳細な説明を省略した。
このスピンドル装置２は、主軸１６の冷却通路３０に冷却液を供給する第１の冷却液供給源１８ａと、ハウジング１５のステータ冷却用溝２２、軸受冷却用溝２３に冷却液を供給する第２の冷却液供給源１８ｂとを備えている。
【００３１】
冷却通路３０から排出された冷却液は、第１の冷却液供給源１８ａに回収され、ステータ冷却用溝２２、軸受冷却用溝２３から排出された冷却液は、第２の冷却液供給源１８ｂに回収される。
このスピンドル装置２は、主軸１６とステータ２１の冷却液温度管理を別々に行うことができ、軸受の内軸と外軸の温度差をさらに抑制することが可能となる。すなわち、冷却液供給源１８ａの冷却液温度を冷却液源１８ｂの冷却液温度よりも低く設定することにより、主軸１６の温度を低くすることができ、軸受の予圧荷重増加を抑制できるので、さらに効果があがる。
【００３２】
（第３実施形態）
図４は、本発明に係る第３実施形態のスピンドル装置３を示す。このスピンドル装置３は、冷却液供給源１８から供給された冷却液が、主軸１６の冷却通路３０、２９を通過した後、軸受冷却用溝２３、ステータ冷却用溝２２に供給される。
ステータ冷却用溝２２から排出された冷却液は、冷却液供給源１８に回収される。
なお、上記スピンドル装置１，２，３は、工作機械主軸用スピンドル、高速モータ用スピンドルに好適である。
【００３３】
（第４実施形態）
図５は、本発明に係る第４実施形態のスピンドル装置４を示す。このスピンドル装置４は、冷却液供給源１８から供給された冷却液が、軸側およびハウジング側に供給される。
【００３４】
また、軸側に供給された冷却液は軸から回収され、ハウジング側に供給された冷却液はハウジングから回収される。また、グリース補給装置もエア駆動でなく機械式なものでもよく、清浄な空気供給源がなくてもよい。
【００３５】
（第５実施形態）
図６は、本発明に係る第５実施形態のスピンドル装置５を示す。このスピンドル装置５は、２個の冷却液供給源１８ａ，１８ｂが設けられている。そして、これらの冷却液供給源１８ａ，１８ｂの温度管理が別々に行われる。これ以外は、図５のスピンドル装置４と同一である。
【００３６】
（第６実施形態）
図７は、本発明に係る工作機械用主軸装置としてのスピンドル装置１６０を示す図である。このスピンドル装置１６０は、主軸ハウジング１６１内に外輪溝付きタイプのアンギュラ玉軸受１００及び補給孔片側１本の円筒ころ軸受１１０を用いて主軸１７１を支持している。なお、図７の主軸装置は、例示のために異種の軸受を用いているが、同種の軸受のみから構成するようにしてもよい。
【００３７】
主軸ハウジング１６１は、ハウジング本体１６２と、ハウジング本体１６２の前端（図中左側）に内嵌固定された前側軸受ハウジング１６３と、ハウジング本体１６２の後側（図中右側）に内嵌固定された後側ハウジング１６４とを備えている。前側軸受ハウジング１６３の端部には、外輪押さえ部材１６５及び内輪押さえ部材１６６が設けられており、外輪押さえ部材１６５と内輪押さえ部材１６６との間には、ラビリンスが形成されている。主軸ハウジング１６１の後端面は、カバー１７０によって覆われている。
【００３８】
主軸１７１は、前側軸受ハウジング１６３に外嵌する２つの転がり軸受１００，１００と、後側軸受ハウジング１６４に外嵌する１つの円筒ころ軸受１１０に内嵌することにより、主軸ハウジング１６１によって回転自在に支承されている。２つの転がり軸受１００，１００の外輪間には、外輪間座１８０が配置されており、また内輪間には、内輪間座１７６が配置されている。
【００３９】
主軸１７１の軸方向の略中央部には、ロータ１８６が外嵌固定されている。ロータ１８６の外周面側には、ステータ１８７が所定距離離れて同軸配置されている。ステータ１８７は、ステータ１８７の外周面側に配置されたステータ固定部材１８８を介してハウジング本体１６２に固定されている。ハウジング本体１６２とステータ固定部材１８８との間には、主軸１７１の周方向に沿う方向に複数の溝１７８が形成されている。この複数の溝１７８内には、ステータ１８７の冷却用の冷媒が流される。
【００４０】
同様に、ハウジング本体１６２と前側軸受ハウジング１６３との間であって、アンギュラ玉軸受１００の外周側にあたる部位には、ハウジングおよび軸受冷却用の冷媒が流される複数の溝１７７が形成されている。
【００４１】
この主軸ハウジング１６１の後端面には、軸受１００，１００，１１０のそれぞれにグリース供給を行うためのグリースが供給される３個のグリース供給口１９２が周方向に沿って開口している（図７には一つのみ図示）。これらの３つのグリース供給口１９２は、ハウジング本体１６２、前側軸受ハウジング１６３及び後側軸受ハウジング１６４内に形成されたグリース供給路１９３ａ，１９３ｂ，１９３ｃにそれぞれ連通している（図７では、便宜上、各グリース供給路１９３ａ，１９３ｂ，１９３ｃを同一断面に図示している）。これにより、本実施形態のスピンドル装置１６０は、外部に設けられたグリース供給装置１９０からグリース供給管１９１を介して主軸ハウジング１６１内にグリース供給可能に構成されている。
【００４２】
グリース供給路１９３ａは、単列円筒ころ軸受１１０の外輪側に対応して形成された開口１９６に連通しており、グリース供給路１９３ｂは、前側（図左側）に配置されたアンギュラ玉軸受１００の外輪側に対応して形成された開口１９４に連通しており、またグリース供給路１９３ｃは、後側（図中央）に配置されたアンギュラ玉軸受１００の外輪側に対応して形成された開口１９５に連通している。これにより、グリース供給装置１９０から供給されたグリースは、各軸受１０，１０，１００の外輪側まで独立に供給される。開口１９４，１９５，１９６は、補給孔に連通しており、グリースは補給孔を介して軸受空間内部に独立に供給される。
【００４３】
グリース供給装置１９０は、各軸受１００，１００，１１０に対して独立にグリース供給可能に構成されている。すなわち、グリース補給器１９０は、適宜なタイミングで（間欠的または定期的に）、一回の補給量が０．００４ｃｃ〜０．１ｃｃとなるように各軸受１００，１００，１１０毎にグリースショットする。補給されたグリースは、軸受１０内部の玉及び軸受１１０内部のころの転動に伴い、軸受１００及び１１０内部全体に馴染み、不足したグリースを補う。ここで、アンギュラ玉軸受の場合には、一回のグリース補給量が０．０１ｃｃ〜０．０３ｃｃであることが好ましく、また円筒ころ軸受の場合には、一回のグリース補給量が０．００５ｃｃ〜０．０２ｃｃであることが好ましい。以上に示す範囲内のグリースショットを行うことで、グリースの劣化または油膜形成不足による異常昇温の発生および軸受の破損を防止するとともに、グリース補給時の温度の脈動を抑制し、各軸受１００，１００，１１０が取り付けられるスピンドル装置の軸精度の劣化を防ぐことができる。
【００４４】
（実施例および比較例）
グリース供給スピンドルにおける最適な仕様を確立すべく、以下の検証を行うための要素試験を実施した。
（１）グリースの量による耐久寿命を検証
（２）運転時軸受温度による耐久寿命を検証
（３）運転時予圧荷重と耐久寿命を検証
（４）一回の補給量を検証
【００４５】
上記要素試験（１）、（２）、（３）で、焼き付きまでの経過時間を測定することにより、供給量、温度、予圧荷重を検証する。
【００４６】
試験条件は以下の通りである。
試験軸受：NSK製軸受65BNR10HTDB P4相当（7013相当の高速タイプ軸受）
回転速度：22000min-1
潤滑：MTEグリース（NSK製）
予圧形式：定圧予圧
駆動方式：ベルト駆動
試験構造：図８に示す試験機４０を使用した。
【００４７】
（１）グリースの量による耐久寿命
試験条件および試験結果を図９，図１０に示す。
試験条件における定圧予圧荷重は、定位置予圧組込時KA（アキシアルばね定数）＝125Ｎ／μｍ相当における22000min-1での運転時予圧荷重とほぼ等しい。
また、冷却条件は実機における設定温度とほぼ等しい。
試験の結果から、そのばらつきを見越した安全も考慮し、グリース封入量から推定される耐久時間を以下のように定義する。
初期グリース封入量１％・・・20hr以下
初期グリース封入量５％・・・100hr以下
初期グリース封入量15％・・・250hr以下
また、５％以下の封入量においては、封入量−耐久時間において、一次の比例
関係が制すると仮定する。
【００４８】
（２）運転時軸受温度による耐久寿命
試験条件および試験結果を図１１，図１２に示す。
試験条件における定圧予圧荷重は、それぞれ、定位置予圧組込時KA＝125Ｎ／μｍ相当における22000min-1での運転時予庄荷重とほぼ等しい。
グリース封入量１％として試験時間を短縮した。
試験の結果から、そのばらつきを見越した安全も考慮し、グリース封入量１％、運転時予圧荷重1870Nにおける冷却条件と、22000min-1での耐久時間を以下の様に定義する。
軸受温度60℃以上・・・10hr以下
軸受温度40〜60℃・・・20hr以下
軸受温度30〜40℃・・・50hr以下
【００４９】
（３）運転時予圧荷重と耐久寿命
試験条件および試験結果を図１3，１4に示す。回転数22000min-1、グリース封入量5％、冷却条件は実機における設定温度とほぼ等しい。試験の結果から、そのばらつきを見越した安全も考慮し、
運転時予圧荷重  1870Ｎ・・・100hr以下
2200Ｎ・・・50hr以下
2600Ｎ・・・40hr以下
3000Ｎ・・・20hr以下
要素試験の結果よりグリースの量、温度、予圧荷重が耐久寿命に大きく影響することがわかる。高速回転で安定した性能を保つためには軸受温度を低く保ち、運転時の予圧荷重を抑えることが重要である。本発明が有効であることが確認できる。
【００５０】
（４）一回の補給量を検証
次にグリースの一回当たりの最適供給量を求めるため、図15に示した形態の円筒ころ軸受８０を用いて、次の実験を行った。この円筒ころ軸受８０は、内輪８１、外輪８２、内輪８１の内輪軌道８１ａと外輪８２の外輪軌道８２ａとの間に複数配置された円筒ころ８３及び外輪案内の保持器８４を備えている。また、保持器８４は、外輪８２の外輪軌道８２ａが案内しており、外輪案内形式となっている。
そして、この円筒ころ軸受８０は、内径９５ｍｍ、外径１４５ｍｍ、ころ径１１ｍｍ、ころ長さ１１ｍｍ、ころ数２７個、軸受空間容積３１ｃｍ3で、外輪軌道に浸炭窒化処理を施した円筒ころ軸受を用い、グリース（イソフレックスＮＢＵ１５：ＮＯＫクリューバー（株）製）を初期封入量として軸受空間容積の１０％充填し、慣らし運転を行った。慣らし運転後の９０００ｍｉｎ-1での外輪温度は３５℃であった。その後、イソフレックスＮＢＵ１５を供給量を変えて供給した後、０から９０００ｍｉｎ-1に２秒で立ち上げて、外輪温度を測定する実験を５回（ｎ１〜ｎ５）行った。尚、供給孔は、図１６（ａ）に示すように１箇所に設けた。実験結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
2004330406.tif 000003
【００５２】
表１中、◎は外輪温度が４０℃以下であったことを示し、○は外輪温度が４０℃を超え５０℃以下であったことを示し、△は外輪温度が５０℃を超え６０℃以下であったことを示し、×は外輪温度が６０℃を越えたことを示す。
【００５３】
また、図１６（ｂ）に示すように、対向する２箇所（１８０°離れた位置）に供給孔からグリースＧを供給して同様の実験を行った。実験結果を表２に示す。
【００５４】
【表２】
2004330406.tif 000004
【００５５】
更に、図１６（ｃ）に示すように、ころところの間全てに設けられた供給孔からグリースＧを供給して同様の実験を行った。実験結果を表３に示す。
【００５６】
【表３】
2004330406.tif 000005
【００５７】
表１〜表３からわかるように、２％以下では、供給後の回転で異常昇温は見られなかった。また、４％では、供給箇所を増やすことにより異常昇温を顕著に抑えることができた。即ち、同じ量を供給するにしても、外輪の円周方向に間隔をあけた複数箇所に設けた供給孔からグリースをショットする方が、異常昇温を抑制できることがわかった。一方、４％を越えると、グリースの供給箇所を増やしても、温度にバラツキが出て、安定しない状態であった。
【００５８】
上記の実験から、グリースの一回当たりの供給量は、軸受空間容積の４％以下が好ましいといえる。但し、グリースの供給に同期して一時的に軸受温度が上昇（脈動）する傾向にあり、円筒ころ軸受は他の軸受、例えばアンギュラ玉軸受よりも温度の脈動が顕著に起こりやすい。この温度の脈動は、精度を要求されない通常の使用時には問題とはならないが、金型用途向けの工作機械等、精度が厳しく要求される装置の主軸に用いられる転がり軸受においては、この温度の脈動により軸の長さが変化してしまい、加工精度に影響を及ぼしてしまうおそれがある。そこで、グリースの供給量を減じて、この温度の脈動を抑えることが好ましい。具体的には、一回当たりの供給量を０．００４ｃｃ〜０．１ｃｃ、好ましくは円筒ころ軸受の場合は０．００５ｃｃ〜０．０２ｃｃ、アンギュラ玉軸受の場合は０．０１ｃｃ〜０．０３ｃｃとすることで、温度の脈動も抑制することができ、転がり軸受が適用される工作機械主軸装置の加工精度を高いレベルに保つことが可能となる。軸受は、他の玉軸受、ころ軸受であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す図である。
【図５】本発明の第４実施形態を示す図である。
【図６】本発明の第５実施形態を示す図である。
【図７】本発明の第６実施形態を示す図である。
【図８】本発明の実験を行った試験機を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例の試験条件を示す図である。
【図１０】本発明の実施例の試験結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施例の試験条件を示す図である。
【図１２】本発明の実施例の試験結果を示す図である。
【図１３】本発明の実施例の試験条件を示す図である。
【図１４】本発明の実施例の試験結果を示す図である。
【図１５】実験に用いたころ軸受を示す断面図である。
【図１６】グリースの供給量を検証する際のグリースの供給様式を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６０】
１〜７  スピンドル装置
１０  スピンドル
１１  軸受
１５  ハウジング
１６  主軸
１７  グリース供給装置
１８，１８ａ，１８ｂ  冷却液供給源
２０  ロータ
２１  ステータ
２２  ステータ冷却用溝
２３  軸受冷却用溝
２４、２５  孔
２６  軸心冷却液回収穴
２７  清浄空気供給穴
２８  グリス排出用穴
２９  軸心冷却穴
３０  冷却液通路
４０  試験用模型
４１  グリス通路
４５  清浄空気供給源
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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