CN107002760A - 轴承装置 - Google Patents

Abstract

在内圈(14)形成有锥状外周面(14c)，该锥状外周面(14c)向随着离开内圈滚道面(14a)而直径减小的方向倾斜，该小直径侧端部与外圈(15)的轴向端面(15c)相比位于轴向外侧并进入到外圈隔圈(12)的内径侧。另外，外圈隔圈(12)具有：润滑剂存储部(19)；和与该润滑剂存储部(19)连通并在锥状外周面(14c)开口的给油孔(20)。在轴承空间(S)封入有润滑脂(G)等润滑剂，在润滑剂存储部(19)封入有蜡类润滑剂(W)，其包含润滑油和蜡，以10～70℃的温度范围内的预定的温度即液状化点为界，能在超过液状化点时的液状状态、与液状化点以下的半固体状态之间变化。

Description

轴承装置

技术领域

本发明涉及轴承装置，更详细而言，涉及能利用蜡类润滑剂长期稳定进行润滑的轴承装置。

背景技术

近年来，由于机床用主轴装置的高速化显著发展，另外，环保措施、节能化、省资源化的要求也很强烈，因此，作为轴承的润滑方法，润滑脂润滑受到瞩目。作为润滑脂润滑，已知如下方式：用组装轴承时封入到轴承空间的润滑脂来进行润滑；在适当时机从设置在壳体外部的润滑脂补给单元补给润滑脂来进行润滑。

例如在专利文献1所记载的主轴装置中，从设置在壳体外部的润滑脂补给单元，经由润滑脂供给管和壳体内所形成的润滑脂供给路径，以适当时机向滚动轴承的轴承空间补给微量的润滑脂。另外，记载了在该主轴装置中，为了确保轴承的油膜，在壳体内形成冷却通路，利用冷却单元除了对马达定子外还对滚动轴承进行冷却。

另外，作为被润滑脂润滑的以往轴承，公开了以与滚动轴承分离的形式，与固定侧滚道圈相邻配置的润滑脂存储零部件和滚动轴承(例如参照专利文献2)。专利文献2所记载的润滑脂存储零部件100如图10所示，具有：内部为润滑脂存储部102的环状的容器部101；从容器部101突出并插入到滚动轴承110的固定侧滚道圈111的滚道面111a附近的轴承内插入部103。在轴承内插入部103的末端设置有基础油渗出口104，将容纳在容器部101的润滑脂G从基础油渗出口104供给到滚动轴承110。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4051563号公报

专利文献2：日本特开2008-240828号公报

发明内容

本发明欲解决的问题

可是，润滑脂包含基础油、增稠剂、添加剂，在从外部补给润滑脂的方式中，使用稠度的数值小且比较硬的润滑脂，或者在壳体内的配管路径长的情况下配管路径在中途弯折，或者弯曲为直角的部位存在多处的情况等，若增稠剂固化，则担心根据情况会产生润滑脂由于配管阻力而难以排放到轴承的现象。另外，另行需要形成用于从壳体外部向轴承内部供给润滑脂的壳体内供给路径、润滑脂补给装置等，在成本方面不利。

专利文献2所记载的润滑脂存储零部件100和滚动轴承110的构造由复杂的多个零部件的组合构成，成为制作费用增大的原因。另外，润滑脂G的供给利用滚动轴承110的运转·停止所伴随的在润滑脂存储部102的热循环所导致的压力变动，从润滑脂基础油渗出口104供给与润滑脂G分离的基础油。因此，只在热循环所导致的压力变动下，在像机床主轴用轴承那样的高速旋转的用途(dmn50万以上，更优选为dmn100万以上)中，润滑有可能不足。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种代替以往的润滑脂，封入能根据周围温度在糊状的半固体状态与液体状态变化的蜡类润滑剂，能长期进行稳定润滑的轴承装置。

用于解决问题的方案

本发明的上述目的由下述的构成实现。

(1)一种轴承装置，包括滚动轴承和外圈隔圈，

所述滚动轴承包括：内圈，其在外周面具有内圈滚道面；外圈，其在内周面具有外圈滚道面；多个滚动体，其滚动自如地配置在所述内圈滚道面与所述外圈滚道面之间，在所述内圈的外周面和所述外圈的内周面之间的轴承空间封入有润滑剂，

所述外圈隔圈与所述外圈的轴向端面抵接配置，

所述轴承装置的特征在于，

在所述内圈、或者与所述内圈的轴向端面抵接配置的内圈隔圈中的至少1个形成有锥状外周面，该锥状外周面向随着离开所述内圈滚道面而直径减小的方向倾斜，该小直径侧端部与所述外圈的轴向端面相比位于轴向外侧并进入到所述外圈隔圈的内径侧，

所述外圈隔圈具有：润滑剂存储部；和与该润滑剂存储部连通并在所述锥状外周面开口的给油通路，

在所述润滑剂存储部封入有蜡类润滑剂，所述蜡类润滑剂包含润滑油和蜡，以10～70℃的温度范围内的预定的温度即液状化点为界，能在超过所述液状化点时的液状状态、与所述液状化点以下的半固体状态之间变化。

(2)如(1)所述的轴承装置，其特征在于，

所述给油通路包括所述外圈隔圈的给油孔。

(3)如(1)所述的轴承装置，其特征在于，

所述给油通路包括沿着所述圆周方向延伸的狭缝。

(4)如(1)～(3)的任一项所述的轴承装置，其特征在于，

在所述外圈隔圈的内周面与所述锥状外周面之间存在所述蜡类润滑剂流通自如的迷宫间隙，

所述蜡类润滑剂被从所述给油通路经由所述迷宫间隙向所述轴承空间给油。

(5)如(1)～(4)的任一项所述的轴承装置，其特征在于，

所述蜡类润滑剂以所述液状化点为界，能够在所述液状状态与所述半固体状态之间可逆变化。

(6)如(1)～(5)的任一项所述的轴承装置，其特征在于，

在所述轴承空间封入有其他蜡类润滑剂，所述其他蜡类润滑剂包含润滑油和蜡，并具有比所述轴承装置运转时设想的所述滚动轴承的最高温度高的液状化点，能在超过所述液状化点时的液状状态、与所述液状化点以下的半固体状态之间变化。

(7)如(1)～(5)的任一项所述的轴承装置，其特征在于，

在所述轴承空间封入有润滑脂，

所述润滑脂被构成为包含与所述蜡类润滑剂具有亲和性和浸润性的基础油。

此外，技术方案1记载的“蜡类润滑剂”是指包含润滑油和蜡的润滑剂，另外，“液状化点”是指蜡类润滑剂从半固体状态变化为液体状态、或者从液体状态变化为半固体状态时的温度。另外，“液状化点”例如根据日本的危险物的限制相关的规则、第12章杂项规定第69条2(液状的定义)。

发明的效果

根据本发明的轴承装置，在内圈或者与内圈的轴向端面抵接配置的内圈隔圈中的至少1个形成有锥状外周面，该锥状外周面向随着离开内圈滚道面而直径减小的方向倾斜，该小直径侧端部与外圈的轴向端面相比位于轴向外侧并进入到外圈隔圈的内径侧。另外，外圈隔圈具有：润滑剂存储部；和与该润滑剂存储部连通并在锥状外周面开口的给油通路，在润滑剂存储部封入有蜡类润滑剂，该蜡类润滑剂包含润滑油和蜡，以10～70℃的温度范围内的预定的温度即液状化点为界，能在超过液状化点时的液状状态、与液状化点以下的半固体状态之间变化。由此，蜡类润滑剂基于根据滚动轴承的负载而变化的轴承温度而液状化，由于利用作用在附着于锥状外周面的蜡类润滑剂的离心力、及锥状外周面的大小直径差而产生的周速度差所导致的负压效果，蜡类润滑剂从给油通路向轴承空间移动，因此，能够以最适量的润滑油对滚动轴承润滑，能够飞跃性地延长滚动轴承的润滑寿命。

附图说明

图1是组装有本发明的第1实施方式所涉及的轴承装置的主轴装置的主要部分剖视图。

图2是本发明的第1实施方式所涉及的轴承装置的剖视图。

图3是第1实施方式的变形例所涉及的轴承装置的剖视图。

图4是本发明的第2实施方式所涉及的轴承装置的剖视图。

图5是从径向外侧观察图4的外圈隔圈的局部侧视图。

图6是组装有本发明的第3实施方式所涉及的轴承装置的主轴装置的主要部分剖视图。

图7是本发明的第3实施方式所涉及的轴承装置的剖视图。

图8是本发明的第4实施方式所涉及的轴承装置的剖视图。

图9是用于说明液状化点的图。

图10是以往的轴承装置的剖视图。

附图标记的说明

10：轴承装置

11：角接触球轴承(滚动轴承)

12、12a、12b：外圈隔圈

13：第1内圈隔圈

14：内圈

14a：内圈滚道面

14c、65a：锥状外周面

15：外圈

15a：外圈滚道面

15b：锥口孔

15c：轴向端面

16：滚珠(滚动体)

18：迷宫间隙

19、19a、19b：润滑剂存储部

20：给油孔(给油通路)

23、65：第2内圈隔圈(内圈隔圈)

26、55：凹槽

58：狭缝(给油通路)

G：润滑脂

S：轴承空间

W：蜡类润滑剂

W′：其他蜡类润滑剂

具体实施方式

下面，基于附图来详细说明本发明的各实施方式所涉及的轴承装置。

(第1实施方式)

首先，参照图1和图2，说明本发明的第1实施方式所涉及的轴承装置。

图1是组装有本实施方式的轴承装置10的机床用主轴装置40的主要部分剖视图。在主轴装置40中，利用支持主轴32的前端部的一对角接触球轴承11、支持主轴32的后端部的滚动轴承(未图示)，旋转自如地支承主轴32。在主轴32的末端(工具侧)设置有用于安装未图示的刀具托架的锥形孔32a。在主轴32的轴向中央外嵌固定有转子41。配置在转子41的周围的定子42经由冷却套44被固定在壳体30，通过对定子42供电，从而在转子41产生旋转力并使主轴32旋转。

如图2所示，一对角接触球轴承11分别包括：在外周面具有内圈滚道面14a的内圈14；在内周面具有外圈滚道面15a的外圈15；以及多个滚珠16，其被保持架17保持，并具有预定的接触角α地滚动自如地配置在内圈滚道面14a与外圈滚道面15a之间。在外圈15的轴向外侧的内周面设置有锥口孔15b。

一对角接触球轴承11的内圈14外嵌在主轴32，并且使用与各内圈14相邻配置的第1内圈隔圈13、13和定位套筒13A、13B被定位于主轴32的末端侧大直径阶部32b，利用内圈固定螺母33紧固固定在主轴32。另外，一对角接触球轴承11的外圈15内嵌在壳体30的安装孔31，并且使用与各外圈15相邻配置的外圈隔圈12、12被定位于壳体30的向内阶部30a，由外圈按压件34定位固定在壳体30内。

此外，角接触球轴承11以及与角接触球轴承11的外圈15相邻配置的外圈隔圈12构成本实施方式的轴承装置10。

在壳体30和冷却套44，在与一对角接触球轴承11和定子42相对应的外周部，设置有用于冷却角接触球轴承11和定子42的冷却剂供给路径43a、43b。一对角接触球轴承11和定子42分别被从未图示的冷却剂供给装置供给到冷却剂供给路径43a、43b的冷却剂冷却，被进行温度控制。

此处，本实施方式的内圈14相对于内圈滚道面14a在轴向一端侧(图2的右侧)形成延长部14b，延长部14b的外周面成为随着离开内圈滚道面14a而向直径减小的方向倾斜的锥状外周面14c。具有该锥状外周面14c的延长部14b其小直径侧端部与外圈15的轴向端面15c相比位于轴向外侧，并进入到外圈隔圈12的内径侧。

锥状外周面14c整体为表面粗糙度0.8μmRa以下的平滑面。另外，锥状外周面14c的倾斜角度θ为3度以上，使得附着在锥状外周面14c的润滑剂基于离心力而被高效地向内圈滚道面14a输送。但是，由于若倾斜角度过大，则内圈14的径向的厚度尺寸过大，角接触球轴承11的节圆直径增大，因此，倾斜角度θ的最大值为30度。

第1内圈隔圈13的外周面由圆筒面构成，与外圈隔圈12对置，与内圈14的延长部14b的轴向端面14d抵接。

外圈隔圈12抵接配设在外圈15的锥口孔相反侧的轴向端面15c。外圈隔圈12的内周面是将圆锥状凹面24和圆筒面25组合形成的。其中，圆锥状凹面24在组装了轴承装置10的状态下，越位于内圈14的延长部14b的径向外侧，越靠近角接触球轴承11，越向朝向径向外侧的方向倾斜。圆筒面25位于内圈隔圈13的径向外侧。

外圈隔圈12的内周面的直径与内圈14和内圈隔圈13的外周面的直径相比，在轴向相对应的部分(轴向的相位相同的部分)稍大。因此，在锥状外周面14c与圆锥状凹面24之间，形成润滑剂流通自如的迷宫间隙18。迷宫间隙18的(与轴向垂直的)径向距离t为了使沿着锥状外周面14c进行的、向角接触球轴承11内润滑剂的供给顺利地进行，考虑到外圈隔圈12与内圈14的干扰、零部件加工精度，优选为0.15～1.0mm左右。

此外，圆筒面25与内圈隔圈13的外周面之间的间隙由于仅是用于防止外圈隔圈12与内圈隔圈13的干扰所需要的，因此，在润滑方面而言是不需要的。因此，优选该间隙的厚度尺寸尽可能小。

并且，在外圈隔圈12的内侧设置有用于保持蜡类润滑剂W的润滑剂存储部19。润滑油存储部19的形状是任意的，但为了增大保持润滑剂的容积，在本实施方式中形成为环状。

在组装了轴承装置10的状态下，存在于外圈隔圈12的外周面的、润滑剂存储部19的基端部(图2的上端部)开口，与在壳体30的安装孔31的内周面开口的空气通路21的下游端开口匹配。

另外，外圈隔圈12具有给油孔20，给油孔20与该润滑剂存储部19连通，并作为在锥状外周面14c开口的给油通路。该给油孔20的末端开口与锥状外周面的中间部对置。另外，给油孔20向锥状外周面14c的大直径侧倾斜，从给油孔20排放的蜡类润滑剂W也由于该排放的动量，成为向锥状外周面14c的大直径侧移动的倾向。给油孔20的大小优选为φ0.5mm～φ3.0mm左右，但可以根据流出的润滑油量而适当变更。

另外，给油孔20可以在圆周方向设置有1个部位，也可以多个以等间隔设置。

并且，在圆筒面25侧的轴向侧面，从圆筒面25到径向外侧遍及全周地形成有凹部27，外圈隔圈12不与相邻的角接触球轴承11的内圈14干扰。

在轴承装置10组装到壳体30时，在角接触球轴承11中，在内圈14的外周面和外圈15的内周面之间的轴承空间S封入适量的润滑脂G，但在本实施方式中，还在润滑剂存储部19封入适量的蜡类润滑剂W。

作为封入到轴承空间S的润滑脂G，可以应用通常的润滑脂，但优选的是与蜡类润滑剂W具有亲和性和浸润性的润滑脂，例如包含与蜡类润滑剂W的润滑油同一成分的基础油而构成的润滑脂。封入到轴承空间S的润滑脂G的量根据伴随旋转的粘性阻力所导致的升温与润滑脂寿命的平衡，优选为轴承空间S的空间容积的10～20％。由此，能够缩短磨合运转时间，能够缩短更换轴承后的生产线复原时间。

封入到润滑剂存储部19的蜡类润滑剂W以润滑油和蜡为基本成分，以10～70℃的温度范围内的预定的温度即液状化点为界，能在超过液状化点时的液状状态、与液状化点以下的半固体状态之间变化即可。另外，优选的是，蜡类润滑剂W被调整为以液状化点为界，在液体状态与半固化状态之间可逆地变化。

蜡在其熔点的低温下固化或者半固体化，在熔点以上成为液状，具有流动性。这样，如果是蜡单体，那么以蜡的熔点附近的温度为界，整体在半固体状态与液状状态可逆变化。与之相对，本实施方式的蜡类润滑剂W是润滑油(液体)与蜡(半固体)的混合体(相当于在蜡(溶质)添加了润滑油(稀释液)的稀溶液)。因此，蜡类润滑剂W在低于蜡的熔点温度下，从半固体状态变化为液状状态。从半固体状态变化为液状状态的温度即液状化点，与包含的蜡的熔点、以及蜡与润滑油的混合比率有密切关系。即，由于“蜡的熔点＞液状化点”，因此，能够用所包含的蜡与润滑油的混合比率，将液状化点控制为蜡的熔点以下的预定温度。具体而言，根据润滑油和蜡的种类、以及两者的混合比率，液状化点与蜡的熔点的温差能够约为10～30℃。另外，蜡类润滑剂W通过调整包含的蜡的种类以及与润滑油的混合比率等，从而能够根据温度在液状状态与半固体状态可逆地变化。

另外，在本发明中，液状和液状化点如图9和下述所示来确认。该方法是根据日本的危险物的限制相关的规则、第12章杂则第69条2(液状的定义)的方法。

(1)将试验物品(蜡类润滑剂)放入到2个试验管(直径30mm、高度120mm)直至A线(高度55mm)。

(2)用没有孔的橡胶塞将一个试验管(液状判断用试验管)塞严。

(3)将另一个试验管(温度测定用试验管)用带温度计的橡胶塞塞严。另外，温度计其末端插入到距试验物品的表面30mm的深度，使其相对于试验管直立。

(4)将2个试验管在保持为液状确认温度±0.1℃的恒温槽中，使B线(距试验物品的表面上方30mm)没入到恒温槽的水面下并使其直立静置。

(5)温度测定用试验管中的试验物品的温度为液状确认温度±0.1℃，之后，保持该状态10分钟。

(6)将液状判断试验管从恒热水槽以直立的状态取出到水平台上，立即在台上水平倒下，计测试验物品的末端到达B线的时间。

(7)在试验物品到达B线为止的时间是90秒以内时，判断为试验物品是“液状”。

(8)然后，各种变更恒热水槽的温度并进行(1)～(7)，成为液状的温度作为“液状化点”。

另外，液状化点不是水的凝固点(0°/纯水、大气压下)这样的定点温度，而是以相对于某一特定温度在约±2℃左右的范围来定义、数值化。

或者，由于使用锥形板型粘度计(E型粘度计)，渐渐提高温度，由于粘度变化为恒定的温度在液状化点附近出现，因此，也能够将该温度视作液状化点。

作为适用于蜡类润滑剂W的润滑油，与合成油、矿物油的种类无关，与单独、混合的类别无关，可以使用所有润滑油。作为合成油，酯类、碳化氢类、醚类等都可以使用。另外，作为矿物油，石蜡类矿油、环烷类矿油等都可以使用。

润滑油的粘度为一般的范围即可，但考虑到轴承的润滑性，优选的是40℃的运动粘度为5～200mm2/s。另外，润滑油的运动粘度根据轴承的用途而设定，例如像机床主轴用滚动轴承等那样，在想要兼顾低升温上升特性和耐烧伤性的情况下，更优选的是10～130mm2/s(40℃)。

另一方面，蜡在常温下为固体或者半固体状，是具有烷基的有机物。作为本实施方式的蜡，与天然蜡、合成蜡的种类无关，与单独、混合的类别无关，可以使用所有蜡。但是，由于在轴承内部会成为与润滑油的混合物，因此，优选的是与润滑油的相溶性高。作为天然蜡，动植物蜡、矿物蜡、石油蜡都可以使用。作为合成蜡，可以例举费-托蜡、聚乙烯蜡、润滑脂类合成蜡(酯、酮类、酰胺)、加氢蜡等。

优选的是，作为润滑油与蜡的组合的一个例子，从相溶性的观点而言，在润滑油使用了酯油的情况下，蜡可以使用微晶蜡。

另外，润滑油与蜡的混合比率优选的是蜡相对于两者的合计量为10～40质量％，润滑油为90～60质量％。蜡的比率越大，蜡类润滑剂是半固体状时的流动性越差，超过40质量％时，从润滑剂供给装置的排出性、在供给管中的输送性会变差。在特别重视流动性的情况下，优选的是蜡的混合比率为10质量％以上小于20质量％，润滑油的混合比率为90质量％以下大于80质量％。另外，蜡有时会作为润滑油、润滑脂的油性提高剂而被添加，但在本实施方式的蜡类润滑剂中，通过如上所述使蜡的添加量比一般的添加剂量增多，从而保持与润滑脂等同的半固体状的性质(作为增稠剂的功能)。

进一步，可以根据目的在蜡类润滑剂W添加各种添加剂。例如，可以适量添加都是公知的防氧化剂、防锈剂、极压剂等。

为了制备蜡类润滑剂W，将蜡加热至熔点以上的温度并成为液状，向其加入添加了润滑油或者添加剂的润滑油并充分混合后，冷却至低于蜡的熔点的温度(通常为液状化点以下左右)即可。或者，也可以将添加了润滑油或者添加剂的润滑油、固体的蜡放入适当的容器，将整体加热到蜡的熔点以上的温度并混合后，冷却至液状化点以下的温度。

此外，蜡类润滑剂W具有的特性是：如润滑脂G那样不包含增稠剂，即使施加一定的压力也不会固化。

另外，液状化点基本上鉴于轴承周围的环境温度、轴承的运转温度，一般而言10～70℃是适当的，但在适用用途为机床用滚动轴承(机床主轴用滚动轴承、滚珠丝杠轴端支承件用滚动轴承等)的情况下，由于下面说明的原因，优选的是30～70℃，更优选的是40～70℃。

使用机床的周围环境条件为了将随着周边温度的变化的部件的热变形抑制为最小限度，确保被加工零部件的加工精度，所以，周围环境被空调管理为20～25℃左右的情况较多。因此，如果将液状化点的下限设定为30℃，那么由于在停止状态下成为液状化点以下，所以，蜡类润滑剂W不会液状化，被维持在轴承内部、储油部分。而且，即使将储存有蜡类润滑剂W的轴承、主轴在停止或者停止状态下存货保管时，由于不会液状化而被保持在轴承内部和周边部，因此，与通常的润滑脂同样，润滑功能经过长期也不会损耗。所以，优选的是液状化点为30～70℃。

另外，在主轴装置40内，由于角接触球轴承11的转速越增加轴承内部温度越上升，因此，为了维持适当的润滑状态，需要将更多的润滑油供给至滚动接触面。在通常的旋转条件(低速～中速旋转域)下的连续运转、交替重复低速旋转和最高速旋转的运转条件的情况下，轴承温度大致为40℃以下，用轴承空间S内的滚动接触面附近的润滑剂，润滑油量是足够的。

然而，在最高旋转的连续加工的情况下、或者即使转速低也连续进行重切削加工的情况下，有的情况下轴承温度会高于40℃，在该情况下，仅用轴承空间S内的润滑剂，滚动接触面的润滑油有可能不足。因此，通过将液状化点的下限设定为40℃，此时，润滑剂存储部19的蜡类润滑剂W液状化，能够补充在滚动接触面不足的润滑油，能够预防意外的烧伤等问题。由此，在低速～中速旋转域中，不会消耗剩余的润滑剂，能够进一步提高润滑寿命。所以，更优选的是液状化点为40～70℃。

例如，作为具有47℃的液状化点的蜡类润滑剂W，可以例举由二酯油(癸二酸二辛酯)为78.5质量％，微晶蜡(熔点82℃)为15质量％，包含防氧化剂、极压剂、其他的添加剂为6.5质量％构成的润滑剂。

另外，作为具有38℃的液状化点的其他蜡类润滑剂，可以例举由二酯油(癸二酸二辛酯)为83质量％，微晶蜡(熔点72℃)为10.5质量％，包含防氧化剂、极压剂、其他的添加剂为6.5质量％构成的润滑剂。

由此，蜡类润滑剂W在主轴运转前或者运转初期，在润滑剂存储部19内为糊状的半固体状态，但轴承内部由于主轴运转而渐渐成为高温(成为液状化点以上)时，在轴承附近与轴承空间S连通的蜡类润滑剂W的一部分会变化为液体的油。然后，附着在锥状外周面14c的蜡类润滑剂W在角接触球轴承11的轴承空间S内缓缓移动，对角接触球轴承11进行润滑。而且，在润滑了角接触球轴承11后，从角接触球轴承11排出，并在温度下降时，会再次变化为半固体的糊状。

如上所述，蜡类润滑剂W的液状化点通过调整蜡类润滑剂W的成分，与角接触球轴承11的运转条件、即适用的旋转机械的使用实际成果、验证实验、耐久性评价试验等所得到的轴承温度相一致，能够在10～70℃的范围内设定为任意的温度。例如，微晶蜡的熔点为67～98℃，但与润滑油以所述混合比率混合的蜡类润滑剂能够将液状化点设定为35～50℃。另外，石蜡的熔点是47～69℃，但与润滑油以所述混合比率混合的蜡类润滑剂能够将液状化点设定为20～35℃。由此，能够将最适量的蜡类润滑剂W连续地向角接触球轴承11内部供给。

另外，在主轴装置40中，利用供给至冷却剂供给路径43a的冷却剂来冷却角接触球轴承11，提高加工精度。在该情况下，即使在角接触球轴承11的运转温度(运转条件)不同的情况下，对冷却剂进行温度控制，使得除了轴承内部和轴承附近部之外的主轴装置40的温度成为液状化点以下。因此，通过根据角接触球轴承11的运转温度，来控制冷却剂的温度，从而能够不变更蜡类润滑剂W，而使适量的蜡类润滑剂W变化为液体状的油并供给至角接触球轴承11。

此外，在角接触球轴承11中滚珠以接触角线作为赤道旋转的结果，滚珠会发挥泵效果，在封入有润滑剂的空间会产生气流。因此，通过使用流动性良好的蜡类润滑剂W，从而能够防止润滑剂在轴承内的滞留，取得防止轴承的温度上升的效果。

接下来，说明本实施方式的轴承装置10的作用。

在轴承装置10的轴承空间S封入有适量的润滑脂G，在润滑剂存储部19封入有适量的蜡类润滑剂W。润滑脂G如上所述，包含与蜡类润滑剂W同一成分的基础油，与蜡类润滑剂W具有亲和性和浸润性。另外，如图1所示，利用从未图示的冷却剂供给装置供给并在冷却剂供给路径43a内流动的冷却剂，对角接触球轴承11及其周围进行温度控制。

角接触球轴承11的内部温度比较低，在主轴装置40的运转初期，角接触球轴承11被封入到轴承空间S的润滑脂G润滑。

润滑脂G的基础油被纤维构造的增稠剂保持，利用毛细管现象在增稠剂的纤维间移动。另外，在像机床的主轴装置这样高速旋转的情况下，由于轴承周边部的温度上升从而附近的润滑脂G的温度也上升并液状化，因此基础油的流动变得容易，在高速旋转下的润滑脂寿命延长。

若角接触球轴承11的内部温度随着轴承装置10的运转而渐渐上升，则会产生从外圈隔圈12和内圈隔圈13向着角接触球轴承11温度逐渐提高的温度梯度。而且，润滑剂存储部19内的蜡类润滑剂W中，若角接触球轴承11附近侧部分达到液状化点、例如47℃，则蜡类润滑剂W开始液状化，给油孔20的末端附近的蜡类润滑剂W附着在锥状外周面14c。

然后，附着在锥状外周面14c的蜡类润滑剂W由于旋转时所带来的离心力作用、迷宫间隙18所带来的毛细管作用、以及根据锥状外周面的大小直径差而产生的周速度差所带来的负压作用，基础油缓缓供给至角接触球轴承11侧。

另外，由于在壳体30形成与润滑剂存储部19连通并在外部开口的空气通路21，因此，能够更有效地利用负压作用。

进一步，在外圈15具有锥口孔15b的角接触球轴承11中，会产生朝向锥口孔15b吸入空气的现象(所谓的泵作用)(参照箭头B)。因此，利用角接触球轴承11的泵作用，空气流流动，润滑剂存储部19内液状化的蜡类润滑剂W的润滑油向轴承空间S移动。由此，蜡类润滑剂W的润滑油也被提供给角接触球轴承11的润滑。

轴承空间S内的润滑脂G由于不会液状化，因此，能够维持通常的润滑脂润滑下的润滑脂寿命。但是，由于润滑脂G的流动性较差，因此，有助于角接触球轴承11的润滑的润滑脂G被限于角接触球轴承11的最附近的润滑脂G内的基础油成分。与之相对，如果使用本实施方式的蜡类润滑剂W，那么由于角接触球轴承11的发热、温度上升，蜡类润滑剂W会从半固体变化为液体，因此，润滑剂存储部19内液状化的蜡类润滑剂W的润滑油会向角接触球轴承11内的润滑脂G浸润、移动，并缓缓供给至角接触球轴承11内。由此，利用来自蜡类润滑剂W的补油作用，能够飞跃性地延长润滑寿命。

另外，角接触球轴承11越高速旋转，在滚动接触部、保持架引导面就需要越多润滑油。另一方面，角接触球轴承11的温度越是高速旋转越上升，由于该热会传递至外圈隔圈12侧，因此，润滑剂存储部19内的蜡类润滑剂W的液状化的比率会进展。另外，在锥状外周面14c中，若高速旋转，则由于根据离心力作用和来自锥状外周面的大小直径差的周速度差所导致的负压效果增加，因此，更多的润滑油供给至角接触球轴承11。由此，角接触球轴承11的高速旋转下的润滑性能提高。即，如果设定最佳的液状化点，那么即使不从外部发出指令，也能够自动控制并补给与旋转速度对应的适当的润滑油量。

另外，在转速为预定的转速以上时，如果调整液状化点使得蜡类润滑剂W液状化并补给润滑油，那么能够使预定的转速以上的高速旋转时供给的润滑油量增加，提高耐烧伤性。进一步，在油量不那么必要的低速旋转时，暂停润滑油的补给，即，通过以将液状化点设定为低速旋转时的轴承内温度的高温侧，在需要润滑油的特定转速以上时，使得蜡类润滑剂W液状化并补给润滑油的方式来调整液状化点，能够大幅延长润滑剂寿命。

另外，在角接触球轴承11的运转温度比较低且不需要冷却构造的情况下、或者始终以一定转速连续运转的情况等，轴承温度收敛在某一范围内的情况下，通过与设想轴承温度一致地设定蜡类润滑剂W的液状化点，能够使蜡类润滑剂W的补给量最佳并延长润滑寿命。

此外，在本实施方式中，将与蜡类润滑剂W具有亲和性和浸润性的润滑脂G封入到角接触球轴承11内部(轴承空间)，但也可以不是润滑脂G，而是将其他蜡类润滑剂W′封入到角接触球轴承11内部。在该情况下，如果将其他蜡类润滑剂W′的液状化点设定得比角接触球轴承11的设想的最高运转温度(例如max.65℃左右)高(例如液状化点70℃)，那么角接触球轴承11内的其他蜡类润滑剂W′维持始终半固体状态。即，其他蜡类润滑剂W′示出与通常的与润滑脂G同样的行为，对角接触球轴承11进行润滑。

假设在将其他蜡类润滑剂W′的液状化点设定得比设想的最高运转温度低的情况下，在运转温度超过了液状化点的时间点，其他蜡类润滑剂W′的液状化进展，角接触球轴承11内的润滑剂有可能流出到外部。在该情况下，其他蜡类润滑剂W′有可能仅能有助于运转温度低的初期润滑。然而，通过将其他蜡类润滑剂W′的液状化点设定为高于最高运转温度的温度，从而能够避免上述问题。

另外，通过将其他蜡类润滑剂W′的液状化点设定为高于最高运转温度的温度，即使万一产生轴承温度超过设想的最高运转温度，进而高于液状化点这样的难以预料的事态(烧结的预兆等)的情况下，其他蜡类润滑剂W′也能够急剧液状化，实现作为轴承的润滑剂作用的、所谓的失效保险功能。

如以上说明，根据本实施方式的轴承装置10，在内圈14形成有锥状外周面14c，该锥状外周面14c随着离开内圈滚道面14a向直径减小的方向倾斜，该小直径侧端部与外圈15的轴向端面15c相比位于轴向外侧并进入到外圈隔圈12的内径侧。另外，外圈隔圈12具有：润滑剂存储部19；和与该润滑剂存储部19连通并在锥状外周面14c开口的给油孔20，在润滑剂存储部19封入有蜡类润滑剂，该蜡类润滑剂包含润滑油和蜡，以10～70℃的温度范围内的预定的温度即液状化点为界，能在超过液状化点时的液状状态、与液状化点以下的半固体状态之间变化。由此，蜡类润滑剂基于根据滚动轴承的负载而变化的轴承温度而液状化，由于利用作用在锥状外周面14c所附着的蜡类润滑剂W的离心力、及锥状外周面14c的大小直径差而产生的周速度差所导致的负压效果，蜡类润滑剂W从给油通路向轴承空间S移动，因此，能够利用最适量的润滑油对角接触球轴承11润滑，能够飞跃性地延长角接触球轴承11的润滑寿命。

利用角接触球轴承11的泵作用所带来的空气流，润滑剂存储部19的蜡类润滑剂W的润滑油向轴承空间S移动，能够延长润滑寿命。

此外，上述实施方式的锥状外周面14c由设置有内圈14的延长部14b的内圈14构成，但在图3所示的变形例中，也可以代替设置延长部14b，而在内圈14与第1内圈隔圈13之间设置相当于本发明的内圈隔圈的第2内圈隔圈23，使内圈隔圈23的外周面成为与内圈14的锥状外周面14c连续的锥状外周面23a。

(第2实施方式)

接下来，参照图4和图5，说明第2实施方式的轴承装置。

在本实施方式的轴承装置10中，多个润滑剂存储部19a以在外圈隔圈12a的外周面开口的状态，在圆周方向以预定的间隔形成。各润滑剂存储部19a被形成为圆锥台状，圆锥台状的内径随着朝向外圈隔圈12的内径侧而减小的方向倾斜。另外，在外圈隔圈12a的外周面，凹槽26遍及全周地形成在与各润滑剂存储部19a的端部开口匹配的部分。设置在壳体30的空气通路21经由该凹槽26与各润滑剂存储部19a相通。

另外，与第1实施方式的轴承装置10同样，在外圈隔圈12a所形成的润滑剂存储部19a封入有蜡类润滑剂W，在内圈14的外周面和外圈15的内周面之间的轴承空间S封入有润滑脂G。此外，也可以在轴承空间S封入有其他蜡类润滑剂W′。

因此，通过设置本实施方式这样的多个圆锥台状的润滑剂存储部19a，与第1实施方式的环状的润滑剂存储部19相比，能够确保外圈隔圈12a的轴向刚性。由此，在利用外圈按压件34与外圈15一起固定外圈隔圈12a时，能够确保外圈隔圈12a与外圈15的紧贴刚性，另外，能够抑制外圈隔圈12a的轴向变形。

其他构成和作用效果与上述第1实施方式同样。

(第3实施方式)

接下来，参照图6和图7，说明第3实施方式的轴承装置。

第3实施方式的外圈隔圈12b是使主体50与盖体51在轴向重合而构成。主体50通过使互相同心设置的外径侧圆筒部52与内径侧圆筒部53的基端部边缘(图7的右端部边缘)彼此在圆轮部54连续，从而是侧方开口的截面大致コ形、整体为圆环状。此外，外径侧圆筒部52的轴向长度比内径侧圆筒部53的轴向长度要长。所以，外径侧圆筒部52的末端部边缘(图7的左端部边缘)与内径侧圆筒部53的末端部边缘相比在轴向略微突出。

另外，圆轮部54的内侧面向越朝向内径侧越朝向各圆筒部52、53的末端部边缘的方向倾斜。因此，存在于圆轮部54与盖体51之间的润滑剂存储部19b的轴向宽度越是在内径侧越小。并且，在外径侧圆筒部52的外周面中间部，凹槽55被遍及全周地形成，另外，在凹槽55的径向内侧形成通孔56。在这样构成的外圈隔圈12b组装在壳体30的状态下，润滑剂存储部19b通过通孔56与凹槽55，与设置在壳体30的空气通路21相通。

此外，在图示的例子中，凹部57遍及全周地形成在内径侧圆筒部53的基端部和圆轮部54的外侧面内径侧端部，使得主体50不与相邻的角接触球轴承11的内圈14干扰。

由此，在使主体50与盖体51在轴向重合的外圈隔圈12b中，在盖体51的靠近一面内径部分与内径侧圆筒部53的末端部边缘之间，作为给油通路的狭缝58遍及全周地形成。狭缝58与内圈14的延长部14b的锥状外周面14c对置并开口。

另外，内径侧圆筒部53的内周面构成圆筒面25，盖体51的内周面构成圆锥状凹面24，在圆锥状凹面24与锥状外周面14c之间形成迷宫间隙18。

因此，通过设置有由本实施方式这样的主体50和盖体51构成的外圈隔圈12b，从而与第1实施方式的环状的润滑剂存储部19相比，能够确保外圈隔圈12b的轴向刚性。另外，在本实施方式的外圈隔圈12b的情况下，能够容易加工润滑剂存储部19b、和作为给油通路的狭缝58，能够降低成本。并且，本实施方式的润滑剂存储部19b与第2实施方式的润滑剂存储部19a相比，能够增加储存容量。

其他构成和作用效果与上述第1实施方式同样。

此外，本实施方式的狭缝58也可以使内径侧圆筒部53的末端部边缘的长度局部地与外径侧圆筒部52的末端部边缘相等，从而可以作为在圆周方向设置在1个部位或者多个部位的狭缝。另外，在多个狭缝的情况下，优选的是在圆周方向以大致等间隔形成。

(第4实施方式)

接下来，参照图8，说明第4实施方式的轴承装置。

在本实施方式中，作为滚动轴承，使用圆筒滚子轴承11a。该圆筒滚子轴承11a包括：在外周面具有内圈滚道面61a的内圈61；在内周面具有外圈滚道面62a的外圈62；被保持架64保持且滚动自如地配置在内圈滚道面61a与外圈滚道面62a之间的多个滚子63。另外，具有润滑剂存储部19的外圈隔圈12抵接配置在外圈62的轴向端面62b。

内圈61的轴向尺寸与外圈62的轴向尺寸相比要小，相当于本发明的内圈隔圈的第2内圈隔圈65与内圈61相邻配置，并且第1内圈隔圈13与第2内圈隔圈65相邻配置。使内圈61的轴向一端面(图8的右端面)与外圈62的轴向一端面相比，存在于靠近外圈62的轴向中央部的位置。第2内圈隔圈65将内周面形成为圆筒状，并且使外周面成为圆锥凸面状的锥状外周面65a。

该锥状外周面65a向随着离开内圈滚道面61a而直径减小的方向倾斜，该小直径侧端部与外圈62的轴向端面62b相比位于轴向外侧并进入到外圈隔圈12的内径侧。

因此，在使用圆筒滚子轴承11a作为滚动轴承的情况下，若蜡类润滑剂W液状化，则利用作用在锥状外周面65a的离心力、迷宫间隙18所带来的毛细管作用、以及大小直径差的周速度差所带来的负压作用，能够将蜡类润滑剂W供给到轴承空间S。

其他构成和作用效果与上述第1实施方式同样。

此外，在本实施方式的轴承装置中，应用了第1实施方式的外圈隔圈12，但也可以应用第2或者第3实施方式的外圈隔圈12a、12b。

另外，本发明不限于上述的各实施方式，能够适当进行变形、改良等。

例如，在上述实施方式中，使润滑剂存储部19、19a、19b的形状为环状、圆锥梯形，但不限于此，只要是能够储存润滑剂的形状即可，可以任意设计。

另外，在上述实施方式中，说明了作为滚动轴承，在与角接触球轴承11、圆筒滚子轴承11a相邻的外圈隔圈12、12a、12b设置有润滑剂存储部19、19a、19b，储存蜡类润滑剂W，但也可以适用于其他任意形式的滚动轴承。

例如，在滚道面具有在轴向倾斜的倾斜面的圆锥滚子轴承中，也与角接触球轴承11同样，由于产生空气的吸入现象(所谓的泵作用)，因此能够适当构成本发明。

进一步，说明了将本发明的轴承装置10适用于机床的主轴装置40的滚动轴承的例子，但不限于主轴装置40，也可以适用为一般产业机械用滚动轴承、马达用滚动轴承等高速旋转的装置的滚动轴承，能取得同样的效果。

本申请基于2014年12月8日申请的日本专利申请2014-248307和2015年9月29日申请的日本专利申请2015-191192，其内容作为参照并入本文。

Claims (7)

1.一种轴承装置，包括滚动轴承和外圈隔圈，

所述滚动轴承包括：内圈，其在外周面具有内圈滚道面；外圈，其在内周面具有外圈滚道面；多个滚动体，其滚动自如地配置在所述内圈滚道面与所述外圈滚道面之间，在所述内圈的外周面和所述外圈的内周面之间的轴承空间封入有润滑剂，

所述外圈隔圈与所述外圈的轴向端面抵接配置，

所述轴承装置的特征在于，

在所述内圈、或者与所述内圈的轴向端面抵接配置的内圈隔圈中的至少1个形成有锥状外周面，该锥状外周面向随着离开所述内圈滚道面而直径减小的方向倾斜，该小直径侧端部与所述外圈的轴向端面相比位于轴向外侧并进入到所述外圈隔圈的内径侧，

所述外圈隔圈具有：润滑剂存储部；和与该润滑剂存储部连通并在所述锥状外周面开口的给油通路，

在所述润滑剂存储部封入有蜡类润滑剂，所述蜡类润滑剂包含润滑油和蜡，以10～70℃的温度范围内的预定的温度即液状化点为界，能在超过所述液状化点时的液状状态、与所述液状化点以下的半固体状态之间变化。

2.如权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，

所述给油通路包括所述外圈隔圈的给油孔。

3.如权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，

所述给油通路包括沿着所述圆周方向延伸的狭缝。

4.如权利要求1～3的任一项所述的轴承装置，其特征在于，

在所述外圈隔圈的内周面与所述锥状外周面之间存在所述蜡类润滑剂流通自如的迷宫间隙，

所述蜡类润滑剂被从所述给油通路经由所述迷宫间隙向所述轴承空间给油。

5.如权利要求1～4的任一项所述的轴承装置，其特征在于，

所述蜡类润滑剂以所述液状化点为界，能够在所述液状状态与所述半固体状态之间可逆变化。

6.如权利要求1～5的任一项所述的轴承装置，其特征在于，

在所述轴承空间封入有其他蜡类润滑剂，所述其他蜡类润滑剂包含润滑油和蜡，并具有比所述轴承装置运转时设想的所述滚动轴承的最高温度高的液状化点，能在超过所述液状化点时的液状状态、与所述液状化点以下的半固体状态之间可逆变化。

7.如权利要求1～5的任一项所述的轴承装置，其特征在于，

在所述轴承空间封入有润滑脂，

所述润滑脂被构成为包含与所述蜡类润滑剂具有亲和性和浸润性的基础油。