JP6565927B2 - 軸受装置及び主軸装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸受装置及び主軸装置に関し、より詳細には、ワックス系潤滑剤により長期間に亘って安定して潤滑可能な軸受装置及び主軸装置に関する。

近年、工作機械用主軸装置の高速化は著しく発展しており、また、環境対策・省エネ化・省資源化の要望も強いことから、軸受の潤滑方法としてグリース潤滑が注目されている。グリース潤滑としては、軸受組込時に軸受空間に封入されたグリースで潤滑を行う方式や、ハウジングの外部に設けられたグリース補給手段からグリースを適宜のタイミングで補給して潤滑を行う方式が知られている。

例えば、特許文献１に記載のスピンドル装置では、ハウジングの外部に設けられたグリース補給手段から、グリース供給管及びハウジング内に形成されグリース供給経路を介して、転がり軸受の軸受空間に微量のグリースを適宜のタイミングで補給している。また、このスピンドル装置では、軸受の油膜を確保するため、ハウジング内に冷却通路を形成し、冷却手段によってモータステータに加えて転がり軸受を冷却することが記載されている。

また、グリース潤滑される従来の軸受としては、グリース溜り部品を転がり軸受から分離した形で形成し、固定側軌道輪に隣接して配置するようにしたグリース溜り部品及び転がり軸受が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に記載のグリース溜り部品１００は、図１６に示すように、内部がグリース溜り１０２となる環状の容器部１０１と、容器部１０１から突出して転がり軸受１１０の固定側軌道輪１１１の軌道面１１１ａの近傍まで挿入される軸受内挿入部１０３とを有する。軸受内挿入部１０３の先端には、基油滲み出し口１０４が設けられており、容器部１０１に収容されたグリースＧを、基油滲み出し口１０４から転がり軸受１１０に供給する。

日本国特許第４０５１５６３号公報 日本国特開２００８−２４０８２８号公報

ところで、グリースには、基油、増ちょう剤、添加剤が含まれており、グリースを外部から補給する方式では、ちょう度の数値が小さく比較的硬いグリースを使用したり、ハウジング内の配管経路が長い場合や配管経路が途中で屈曲したり、直角に折れ曲がった部位が数ヶ所存在する場合などでは、増ちょう剤が固化してくると、場合によっては、配管抵抗によりグリースが軸受に吐出されにくくなる現象が発生する懸念があった。また、ハウジング外部から軸受内部へグリースを供給するためのハウジング内供給経路の形成やグリース補給装置が別途必要となるなど、コスト面では不利であった。

また、特許文献２に記載のグリース溜り部品１００及び転がり軸受１１０は、構造が複雑な複数の部品の組合せからなり、製作費用が嵩む要因となる。また、グリースＧの供給は、転がり軸受１１０の運転・停止に伴うグリース溜り１０２でのヒートサイクルによる圧力変動を利用して、グリースＧから分離した基油をグリース基油滲み出し口１０４から供給している。このため、ヒートサイクルによる圧力変動だけでは、工作機械主軸用軸受のように高速回転する用途（ｄｍｎ５０万以上、より好ましくはｄｍｎ１００万以上）において、潤滑が不足する可能性があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来のグリースに代わり、周囲温度によってペースト状の半固体状態と液体状態とに変化可能なワックス系潤滑剤を封入して、長期間に亘って安定した潤滑が可能な軸受装置及び主軸装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、を備え、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面との間の軸受空間に潤滑剤が封入される転がり軸受と、
前記転がり軸受に隣接配置される付設部材と、
を備える軸受装置であって、
前記付設部材は、前記軸受空間に連通する潤滑剤溜りを有し、
前記潤滑剤溜りには、潤滑油とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、前記液状化点を越えたときの液状状態と、前記液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする軸受装置。
（２） 前記付設部材は、前記外輪の軸方向端面に当接配置される外輪間座であり、
前記外輪間座の内周面には、径方向内側に延出する外輪間座側フランジ部と、外輪間座側フランジ部の内周部から軸方向端部に向かって延出する円筒部と、を備え、
前記潤滑剤溜りは、前記外輪間座の内周面、前記外輪間座側フランジ部の軸方向端面、及び前記円筒部の外周面によって画成されることを特徴とする（１）に記載の軸受装置。
（３）前記付設部材は、前記外輪の軸方向端面に当接配置されて前記外輪を軸方向に固定する外輪押えであり、
前記潤滑剤溜りは、前記外輪押えの外輪側軸方向端面に形成された凹溝であることを特徴とする（１）に記載の軸受装置。
（４） 外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、を備え、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面との間の軸受空間に潤滑剤が封入される転がり軸受と、
前記外輪の軸方向端面に当接配置される外輪間座と、
前記外輪間座に対向し、且つ前記内輪の軸方向端面に当接配置される内輪間座と、
を備える軸受装置であって、
前記内輪間座の前記軸受寄りの外周面には、径方向外側に延出する内輪間座側フランジ部が設けられ、
前記外輪間座の内周面、前記内輪間座側フランジ部の軸方向端面、及び前記内輪間座の外周面によって潤滑剤溜りが画成され、且つ、
前記内輪間座側フランジ部の外周面と前記外輪間座の内周面との間には、前記潤滑剤溜りと前記軸受空間を連通する大径ラビリンスが形成され、
前記潤滑剤溜りには、潤滑油とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、前記液状化点を越えたときの液状状態と、前記液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする軸受装置。
（５） 前記外輪間座の内周面には、前記内輪間座側フランジ部に対して前記軸受と反対側に、径方向内側に延出する外輪間座側フランジ部が更に設けられ、
前記潤滑剤溜りは、前記内輪間座側フランジ部の外周面と前記外輪間座の内周面との間に形成される前記大径ラビリンスと、前記外輪間座側フランジ部の内周面と前記内輪間座の外周面との間に形成される小径ラビリンスとの間に設けられることを特徴とする（４）に記載の軸受装置。
（６） 前記外輪間座には、前記潤滑剤溜りと外部とを連通して空気を補給するための通気孔が形成されていることを特徴とする（４）または（５）のいずれかに記載の軸受装置。
（７） 外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、を備え、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面との間の軸受空間に潤滑剤が封入される転がり軸受と、
前記外輪の軸方向端面に当接配置される外輪間座と、
前記外輪間座に対向し、且つ前記内輪の軸方向端面に当接配置される内輪間座と、
を備える軸受装置であって、
前記外輪間座の内周面と前記内輪間座の外周面との間には、潤滑剤溜りが画成され、
前記外輪間座の内周面と前記内輪間座の外周面は、互いに対向して、前記潤滑剤溜りから前記軸受空間に連通するラビリンスを形成するように、前記軸受に向かって大径となるテーパ面を有し、
前記潤滑剤溜りには、潤滑油とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、前記液状化点を越えたときの液状状態と、前記液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする軸受装置。
（８） 前記転がり軸受は、一対の転がり軸受を含み、
前記内輪間座は、前記各内輪の軸方向端面にそれぞれ当接配置される一対の内輪間座を含み、
前記外輪間座の内周面と前記一対の内輪間座の外周面との間には、潤滑剤溜りが画成され、
前記外輪間座の内周面と前記一対の内輪間座の外周面は、互いに対向して、前記潤滑剤溜りから前記軸受空間に連通する一対のラビリンスを形成するように、前記軸受に向かって大径となるテーパ面をそれぞれ有することを特徴とする（７）に記載の軸受装置。
（９） 前記一対の内輪間座は、軸方向内側面を前記テーパ面として、径方向外側に延出する内輪間座側フランジ部をそれぞれ有し、
前記外輪間座の内周面には、前記潤滑剤溜りを構成する環状の凹部が形成されることを特徴とする（８）に記載の軸受装置。
（１０） 前記転がり軸受は、アンギュラ玉軸受であり、
前記外輪間座は、前記外輪の反カウンターボア側の軸方向端面に当接配置されることを特徴とする（２）及び（４）〜（９）のいずれかに記載の軸受装置。
（１１） 前記ワックス系潤滑剤は、前記液状化点を境として、前記液状状態と前記半固体状態との間を可逆変化可能であることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載の軸受装置。
（１２） 前記軸受空間には、潤滑油とワックスとを含み、前記軸受装置の運転時に想定される前記転がり軸受の最高温度よりも高い液状化点を有し、前記液状化点を越えたときの液状状態と、前記液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれかに記載の軸受装置。
（１３） 前記軸受空間には、グリースが封入され、前記グリースは、前記ワックス系潤滑剤と親和性及び浸潤性を有する基油を含んで構成されることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれかに記載の軸受装置。
（１４） 外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、を備え、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面との間の軸受空間に潤滑剤が封入される転がり軸受と、
前記外輪が内嵌固定されるハウジングと、
を備え、前記転がり軸受を介して主軸を前記ハウジングに対して回転自在に支承する主軸装置であって、
前記ハウジングの内周面には、前記軸受空間に連通し、円周方向に沿って形成される円周方向溝が設けられ、
前記円周方向溝には、潤滑剤とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、前記液状化点を越えたときの液状状態と、前記液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする主軸装置。
（１５） 前記外輪の軸方向端面に当接配置される外輪間座を更に備え、
前記外輪の軸方向端面、又は前記外輪間座の軸方向端面には、前記円周方向溝と前記軸受空間とを連通する径方向に沿った切欠きが形成されることを特徴とする（１４）に記載の主軸装置。
（１６） 前記転がり軸受は、アンギュラ玉軸受であり、
前記外輪間座は、前記外輪の反カウンターボア側の軸方向端面に当接配置されることを特徴とする（１５）に記載の主軸装置。
（１７） 前記ワックス系潤滑剤は、前記液状化点を境として、前記液状状態と前記半固体状態との間を可逆変化可能であることを特徴とする（１４）〜（１６）のいずれかに記載の軸受装置。
（１８） 前記軸受空間には、潤滑剤とワックスとを含み、前記主軸装置の運転時に想定される前記転がり軸受の最高温度よりも高い液状化点を有し、前記液状化点を越えたときの液状状態と、前記液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする（１４）〜（１７）のいずれかに記載の主軸装置。
（１９） 前記軸受空間には、グリースが封入され、
前記グリースは、前記ワックス系潤滑剤と親和性及び浸潤性を有する基油を含んで構成されることを特徴とする（１４）〜（１７）のいずれかに記載の主軸装置。
なお、請求項に記載の「ワックス系潤滑剤」とは、潤滑油とワックスとを含む潤滑剤を言い、また、「液状化点」とは、ワックス系潤滑剤Ｗが半固体状態から液体状態に、或いは液体状態から半固体状態に変化するときの温度を言う。また、「液状化点」は、例えば日本国の危険物の規制に関する規則、第１２章 雑則 第６９条の２（液状の定義）に従っている。

本発明の軸受装置によれば、転がり軸受の内輪と外輪との間に形成された軸受空間と、転がり軸受に隣接配置される付設部材の潤滑剤溜りとは、連通している。軸受空間には、グリースなどの潤滑剤が封入され、潤滑剤溜りには、潤滑油とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、液状化点を越えたときの液状状態と、液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入される。これにより、転がり軸受の負荷に応じて変化する軸受温度に基づいてワックス系潤滑剤が液状化して軸受空間へ移動するので、最適量の潤滑油によって転がり軸受を潤滑することができ、転がり軸受の潤滑寿命を飛躍的に延ばすことができる。

また、本発明の軸受装置によれば、内輪間座の軸受寄りの外周面には、径方向外側に延出する内輪間座側フランジ部が設けられ、外輪間座の内周面、内輪間座側フランジ部の軸方向端面、及び内輪間座の外周面によって潤滑剤溜りが画成される。内輪間座側フランジ部の外周面と外輪間座の内周面との間に形成された大径ラビリンスは、潤滑剤溜りと転がり軸受の軸受空間とを連通し、潤滑剤溜りには、潤滑油とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、液状化点を越えたときの液状状態と、液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入される。これにより、転がり軸受の負荷に応じて変化する軸受温度に基づいて潤滑剤溜りのワックス系潤滑剤が液状化して軸受空間へ移動するので、最適量の潤滑油によって転がり軸受を潤滑することができ、転がり軸受の潤滑寿命を飛躍的に延ばすことができる。

さらに、本発明の軸受装置によれば、外輪間座の内周面と内輪間座の外周面との間には、潤滑剤溜りが画成され、外輪間座の内周面と内輪間座の外周面は、互いに対向して、潤滑剤溜りから軸受空間に連通するラビリンスを形成するように、軸受に向かって大径となるテーパ面を有する。潤滑剤溜りには、潤滑油とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、液状化点を越えたときの液状状態と、液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入される。これにより、転がり軸受の負荷に応じて変化する軸受温度に基づいて潤滑剤溜りのワックス系潤滑剤が液状化して軸受空間へ移動するので、最適量の潤滑油によって転がり軸受を潤滑することができ、転がり軸受の潤滑寿命を飛躍的に延ばすことができる。

加えて、本発明の主軸装置によれば、転がり軸受の内輪の外周面及び外輪の内周面との間の軸受空間に潤滑剤が封入される。また、外輪が内嵌固定されるハウジングの内周面には、円周方向に沿って形成される円周方向溝が設けられて軸受空間に連通する。円周方向溝には、潤滑剤とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、液状化点を越えたときの液状状態と、液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入される。これにより、円周方向溝によって、封入されるワックス系潤滑剤の貯油量を増量することができる。また、転がり軸受の負荷に応じて変化する軸受温度に基づいて円周方向溝のワックス系潤滑剤が液状化して軸受空間へ移動するので、最適量の潤滑油によって転がり軸受を潤滑することができ、主軸装置の潤滑寿命を飛躍的に延ばすことができる。

本発明の第１実施形態に係る軸受装置が組み込まれた主軸装置の要部断面図である。 本発明の第１実施形態に係る軸受装置の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る軸受装置の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る軸受装置が組み込まれた主軸装置の要部断面図である。 本発明の第３実施形態に係る軸受装置の断面図である。 本発明の第３実施形態の変形例に係る軸受装置の断面図である。 本発明の第４実施形態に係る軸受装置の断面図である。 本発明の第５実施形態に係る軸受装置が組み込まれた主軸装置の要部断面図である。 本発明の第５実施形態に係る軸受装置の断面図である。 本発明の第６実施形態に係る軸受装置の断面図である。 本発明の第７実施形態に係る主軸装置の要部断面図である。 図１１に示す主軸装置に組み付けられる第７実施形態の軸受装置の拡大断面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。 本発明の第８実施形態に係る主軸装置の、図１２に対応する拡大断面図である。 液状化点を説明するための図である。 従来の軸受装置の断面図である。

以下、本発明の各実施形態に係る軸受装置及び主軸装置について、図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る軸受装置について説明する。

図１は、本実施形態の軸受装置１０が組み込まれた工作機械用主軸装置４０の要部断面図である。主軸装置４０では、主軸３２の前端部を支持する一対のアンギュラ玉軸受１１と、主軸３２の後端部を支持する転がり軸受（不図示）とにより、主軸３２が回転自在に支承されている。主軸３２の先端（工具側）には、不図示の刃具ホルダを取り付けるためのテーパ孔３２ａが設けられている。主軸３２の軸方向中央には、ロータ４１が外嵌固定されている。ロータ４１の周囲に配置されるステータ４２は、冷却ジャケット４４を介してハウジング３０に固定されており、ステータ４２に電力を供給することで、ロータ４１に回転力を発生させて主軸３２を回転させる。

図２にも示すように、一対のアンギュラ玉軸受１１は、外周面に内輪軌道面１４ａを有する内輪１４と、内周面に外輪軌道面１５ａを有する外輪１５と、保持器１７に保持され、所定の接触角αをもって内輪軌道面１４ａと外輪軌道面１５ａとの間に転動自在に配置された複数の玉１６と、をそれぞれ備え、背面組合せで配置されている。外輪１５の軸方向外側の内周面には、カウンターボア１５ｂが設けられている。

一対のアンギュラ玉軸受１１の内輪１４は、主軸３２に外嵌されると共に、主軸３２の先端側大径段部３２ｂに対して、一対の内輪１４間に配置した内輪間座１３、及び位置決めスリーブ１３Ａ，１３Ｂを用いて位置決めされて、内輪固定ナット３３により主軸３２に締め付け固定されている。また、一対のアンギュラ玉軸受１１の外輪１５は、ハウジング３０の取付孔３１に内嵌されると共に、ハウジング３０の内向き段部３０ａに対して、一対の外輪１５間に配置した外輪間座１２、及び位置決めスリーブ１２Ａを用いて位置決めされ、外輪押え３４によりハウジング３０内に位置決め固定されている。
なお、一対のアンギュラ玉軸受１１、１１と、一対のアンギュラ玉軸受１１，１１間に配置される外輪間座１２及び内輪間座１３と、は、本実施形態の軸受装置１０を構成する。

ハウジング３０及び冷却ジャケット４４には、一対のアンギュラ玉軸受１１、及びステータ４２に対応する外周部に、アンギュラ玉軸受１１及びステータ４２を冷却するための冷媒供給路４３ａ、４３ｂが設けられている。一対のアンギュラ玉軸受１１及びステータ４２は、不図示の冷媒供給装置から冷媒供給路４３ａ，４３ｂに供給される冷媒によりそれぞれ冷却されて温度制御されている。

外輪間座１２は、各外輪１５の反カウンターボア側の軸方向端面１５ｃに当接して配設されている。外輪間座１２は、その内周面の軸方向中間部において、径方向内側に延出する外輪間座側フランジ部１２ｃと、外輪間座側フランジ部１２ｃの内周部から軸方向両端部に向かって延出する円筒部１２ｅと、を備える。そして、外輪間座１２の内周面、外輪間座側フランジ部１２ｃの軸方向端面、及び円筒部１２ｅの外周面によって一対の潤滑剤溜りＳ２がそれぞれ画成される。一対の潤滑剤溜りＳ２は、それぞれ各アンギュラ玉軸受１１の軸受空間Ｓ１に連通し、ワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。ワックス系潤滑剤Ｗについては、後に詳述する。また、外輪間座１２の内周面の内径は、外輪１５の内径と略等しくなるように形成されている。

内輪間座１３は、外周面が円筒面によって構成され、外輪間座１２に対向し、各内輪１４の軸方向端面１４ｂに当接している。

ここで、軸受装置１０がハウジング３０に組み込まれる際、アンギュラ玉軸受１１では、内輪１４の外周面及び外輪１５の内周面との間の軸受空間Ｓ１に適量のグリースＧが封入されているが、本実施形態ではさらに、潤滑剤溜りＳ２に適量のワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。

軸受空間Ｓ１に封入されるグリースＧとしては、通常のグリースが適用可能であるが、ワックス系潤滑剤Ｗと親和性及び浸潤性を有するグリース、例えば、ワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油と同一成分の基油を含んで構成されるものが好ましい。軸受空間Ｓ１に封入されるグリースＧの量は、回転に伴う粘性抵抗による昇温と、グリース寿命とのバランスから、軸受空間Ｓ１の空間容積の１０〜２０％とするのが好ましい。これにより、慣らし運転時間を短くすることができ、軸受交換後の生産ライン復帰時間を短縮することができる。

潤滑剤溜りＳ２に封入されるワックス系潤滑剤Ｗは、潤滑油とワックスとを基本成分とし、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、液状化点を越えたときの液状状態と、液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なものであればよい。また、好ましくは、ワックス系潤滑剤Ｗは、液状化点を境として、液体状態と半固化状態との間を可逆的に変化するように調整される。

ワックスは、その融点よりも低温では固化もしくは半固体化しており、融点以上では液状となり、流動性を持つ。このように、ワックス単体であれば、ワックスの融点付近の温度を境にして、全体として半固体状態と液状状態とに可逆変化する。これに対し、本実施形態のワックス系潤滑剤Ｗは、潤滑油（液体）とワックス（半固体）との混合体（ワックス（溶質）に潤滑油（希薄液）を加えた希薄溶液に相当）である。そのため、ワックス系潤滑剤Ｗは、ワックスの融点より低い温度で、半固体状態から液状状態に変化する。半固体状態から液状状態に変化する温度である液状化点は、含まれるワックスの融点、及びワックスと潤滑油との混合比率と密接な関係がある。即ち、「ワックスの融点＞液状化点」になることから、含まれるワックスと潤滑油との混合比率で液状化点をワックスの融点以下の所定の温度に制御することができる。具体的には、潤滑油及びワックスの種類、並びに両者の混合比率により、液状化点とワックスの融点との温度差を約１０〜３０℃にすることができる。また、ワックス系潤滑剤Ｗは、含まれるワックスの種類及び潤滑油との混合比率等を調整することにより、温度に応じて液状状態と半固体状態とに可逆的に変化するものとすることができる。

尚、本発明において、液状及び液状化点は、図１５及び下記に示すようにして確認する。この方法は、日本国の危険物の規制に関する規則、第１２章雑則 第６９条の２（液状の定義）に従った方法である。
（１）試験物品（ワックス系潤滑剤）を２本の試験管（直径３０ｍｍ、高さ１２０ｍｍ）のＡ線（高さ５５ｍｍ）まで入れる。
（２）一方の試験管（液状判断用試験管）を孔穴の無いゴム栓で密栓する。
（３）他方の試験管（温度測定用試験管）を、温度計を付けたゴム栓で密栓する。尚、温度計は、その先端が試験物品の表面より３０ｍｍの深さになるように挿入し、試験管に対して直立させる。
（４）２本の試験管を、液状確認温度±０．１℃に保持された恒温槽中に、Ｂ線（試験物品の表面よりも３０ｍｍ上方）が恒温槽の水面下に没するように直立させて静置する。
（５）温度測定用試験管中の試験物品の温度が液状確認温度±０．１℃になってから、１０分間そのままの状態を保持する。
（６）液状判断試験管を恒温水槽から水平な台上に直立したまま取り出し、直ちに台の上に水平に倒し、試験物品の先端がＢ線に到達するまでの時間を計測する。
（７）試験物品がＢ線に達するまでの時間が９０秒以内であるとき、試験物品が「液状」であると判断する。
（８）そして、恒温水槽の温度を種々変更して（１）〜（７）を行い、液状になった温度を「液状化点」とする。
尚、液状化点とは、水の凝固点（０°／純水、大気圧下）のような定点温度ではなく、ある特定温度に対して略±２℃程度の範囲で定義、数値化される。

あるいは、コーンプレート型粘度計（Ｅ型粘度計）を用い、温度を徐々に高めて行き、粘度変化が一定になった温度が液状化点近傍に現れるため、この温度を液状化点と見做すこともできる。

ワックス系潤滑剤Ｗに適用される潤滑油としては、合成油、鉱物油の種類を問わず、単独、混合の別を問わず、あらゆる潤滑油が使用可能である。合成油としては、エステル系、炭化水素系、エーテル系等いずれも使用できる。また、鉱物油としては、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油等いずれも使用できる。

潤滑油の粘度は、一般的な範囲で構わないが、軸受の潤滑性を考慮すると４０℃の動粘度が５〜２００ｍｍ^２／ｓであることが好ましい。また、潤滑油の動粘度は軸受の用途によって設定され、例えば、工作機械主軸用転がり軸受等のように、低温度上昇特性と耐焼付性を両立させたい場合は、１０〜１３０ｍｍ^２／ｓ（４０℃）であることがより好ましい。

一方、ワックスは、常温で固体または半固体状であり、アルキル基を有する有機物である。本実施形態のワックスとしては、天然ワックス、合成ワックスの種類を問わず、単独・混合の別を問わず、あらゆるワックスが使用可能である。但し、軸受内部で潤滑油との混合物になるため、潤滑油との相溶性が高いものが好ましい。天然ワックスとしては、動・植物ワックス、鉱物ワックス、石油ワックスいずれも使用できる。合成ワックスとしてはフィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、油脂系合成ワックス(エステル、ケトン類、アミド）、水素化ワックス等が挙げられる。

好ましい潤滑油とワックスとの組み合わせの一例としては、相溶性の観点から、潤滑油にエステル油を用いた場合、ワックスにはマイクロクリスタリンワックスを用いることができる。

また、潤滑油とワックスとの混合比率は、両者の合計量に対しワックスが１０〜４０質量％で、潤滑油が９０〜６０質量％であることが好ましい。ワックスの比率が大きくなるほどワックス系潤滑剤が半固体状であるときの流動性が悪くなり、４０質量％を超えると潤滑剤供給装置からの吐出性や、供給管での輸送性が悪くなる。特に流動性を重視する場合は、ワックスの混合比率を１０質量％以上２０質量％未満とし、潤滑油の混合比率を９０質量％以下８０質量％超にすることが好ましい。尚、ワックスは、潤滑油やグリースの油性向上剤として添加されることもあるが、本実施形態のワックス系潤滑剤では、上記のようにワックスの添加量を一般的な添加剤量よりも多くすることにより、グリースと同等の半固体状の性質（増ちょう剤としての機能）を保持する。

更に、ワックス系潤滑剤Ｗには、目的に応じて種々の添加剤を添加することができる。例えば、何れも公知の酸化防止剤や防錆剤、極圧剤等を適量添加することができる。

ワックス系潤滑剤Ｗを調製するには、ワックスを融点以上の温度に加熱して液状とし、そこへ潤滑油または添加剤を添加した潤滑油を加えて十分に混合した後、ワックスの融点未満の温度（通常は液状化点以下程度）に冷却すればよい。あるいは、潤滑油または添加剤を添加した潤滑油と、固形のワックスとを適当な容器に入れ、全体をワックスの融点以上の温度まで加熱して混合した後、液状化点以下の温度まで冷却してもよい。

また、ワックス系潤滑剤Ｗは、グリースＧのように増ちょう剤を含まず、一定の圧力がかかっても固化しない特長を持っている。

また、液状化点は、基本的には軸受周囲の環境温度や軸受の運転温度を鑑み、一般的には、１０〜７０℃が適正であるが、適用用途が工作機械用転がり軸受（工作機械主軸用転がり軸受やボールねじ軸端サポート用転がり軸受など）の場合、以下に述べる理由から、３０〜７０℃が好ましく、４０〜７０℃がより好ましい。

工作機械が使用される周囲環境条件は、周辺温度の変化に伴なう部材の熱変位を最小限に抑えて、被加工部品の加工精度を確保するため、周囲環境は２０〜２５℃程度に空調管理されている場合が多い。従って、液状化点の下限を３０℃に設定すれば、停止状態では、液状化点以下なので、ワックス系潤滑剤Ｗは液状化せず、軸受内部や貯油部分に維持される。そして、ワックス系潤滑剤Ｗが貯油された軸受やスピンドルを、停止あるいは、停止状態のまま在庫保管しておいても、液状化することなく軸受内部及び周辺部に保持されるので、通常のグリース同様、長期に渡って潤滑機能が損なわれない。したがって、液状化点を３０〜７０℃とすることが好ましい。

また、主軸装置４０内では、アンギュラ玉軸受１１は、回転数が増加するほど軸受内部温度が上昇するので、適正な潤滑状態を維持するため、より多くの潤滑油を転がり接触面に供給する必要がある。通常の回転条件（低速〜中速回転域）での連続運転や、低速回転と最高速回転を交互に繰り返す運転条件の場合、軸受温度はおおむね４０℃以下であり、潤滑油量は軸受空間Ｓ１内の転がり接触面近傍の潤滑剤で十分である。
しかしながら、最高回転での連続加工の場合、あるいは、回転数は低くても重切削加工を連続して行なう場合、軸受温度が４０℃を上回る場合があり、この場合、軸受空間Ｓ１内の潤滑剤だけでは、転がり接触面の潤滑油が不足する虞れがある。このため、液状化点の下限を４０℃に設定することで、この時に、潤滑剤溜りＳ２のワックス系潤滑剤Ｗが液状化し、転がり接触面に不足する潤滑油を補充することができ、不意の焼付きなどの不具合を未然に防止することができる。これにより、低速〜中速回転域では、余剰の潤滑剤を消費することがなく、潤滑寿命をより向上することができる。したがって、液状化点を４０〜７０℃とすることがより好ましい。

例えば、４７℃の液状化点を有するワックス系潤滑剤Ｗとしては、ジエステル油（ジオクチルセバケート）が７８．５質量％、マイクロクリスタリンワックス（融点８２℃）が１５質量％、酸化防止剤、極圧剤、その他を含む添加剤が６．５質量％からなるものが挙げられる。
また、３８℃の液状化点を有する他のワックス系潤滑剤としては、ジエステル油（ジオクチルセバケート）が８３質量％、マイクロクリスタリンワックス（融点７２℃）が１０．５質量％、酸化防止剤、極圧剤、その他を含む添加剤が６．５質量％からなるものが挙げられる。

これにより、ワックス系潤滑剤Ｗは、主軸運転前又は運転初期では、潤滑剤溜りＳ２内でペースト状の半固体状態にあるが、主軸運転により軸受内部が徐々に高温となる（液状化点以上となる）と、軸受近傍で軸受空間Ｓ１と連通するワックス系潤滑剤Ｗの一部が液体のオイルに変化し、アンギュラ玉軸受１１の軸受空間Ｓ１内に徐々に移動して、アンギュラ玉軸受１１を潤滑する。そして、アンギュラ玉軸受１１を潤滑した後、アンギュラ玉軸受１１から排出されて温度が低下すると再び半固体のペースト状に変化する。

上述したように、ワックス系潤滑剤Ｗの液状化点は、ワックス系潤滑剤Ｗの成分を調整することで、アンギュラ玉軸受１１の運転条件、即ち、適用する回転機械の使用実績、検証実験・耐久性評価試験等による軸受温度に合わせて、１０〜７０℃の範囲内で任意の温度に設定することができる。例えば、マイクロクリスタリンワックスは、融点が６７〜９８℃であるが、潤滑油と上記混合比率にて混合したワックス系潤滑剤は、液状化点を３５〜５０℃に設定することができる。また、パラフィンワックスは、融点が４７〜６９℃であるが、潤滑油と上記混合比率にて混合したワックス系潤滑剤は、液状化点を２０〜３５℃に設定することができる。これにより、最適量のワックス系潤滑剤Ｗを連続的にアンギュラ玉軸受１１内部へ供給することが可能となる。

また、主軸装置４０では、冷媒供給路４３ａに供給される冷媒によってアンギュラ玉軸受１１を冷却して加工精度向上を図っている。この場合、アンギュラ玉軸受１１の運転温度（運転条件）が異なった場合でも、軸受内部及び軸受近傍部を除いた主軸装置４０の温度が液状化点以下となるように、冷媒を温度コントロールしている。したがって、アンギュラ玉軸受１１の運転温度に応じて、冷媒の温度をコントロールすることで、ワックス系潤滑剤Ｗを変更することなく、適量のワックス系潤滑剤Ｗを液体状のオイルに変化させてアンギュラ玉軸受１１に供給することができる。

なお、アンギュラ玉軸受１１では接触角線を赤道として玉が回転する結果、玉がポンプ効果を発揮し、潤滑剤が封入されている空間に気流が発生する。そのため、流動性の良いワックス系潤滑剤Ｗを用いることで、軸受内での潤滑剤の滞留を防止でき、軸受の温度上昇を防止する効果を奏する。

次に、本実施形態の軸受装置１０の作用について説明する。
軸受装置１０の軸受空間Ｓ１には、適量のグリースＧが封入され、潤滑剤溜りＳ２には、適量のワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。グリースＧは、前述したように、ワックス系潤滑剤Ｗと同一成分の基油を含み、ワックス系潤滑剤Ｗとの親和性及び浸潤性を有している。また、図１に示すように、アンギュラ玉軸受１１及びその周囲は、不図示の冷媒供給装置から供給されて冷媒供給路４３ａ内を流れる冷媒により温度制御されている。

アンギュラ玉軸受１１の内部温度が比較的低い、主軸装置４０の運転初期においては、アンギュラ玉軸受１１は、軸受空間Ｓ１に封入されているグリースＧにより潤滑される。

グリースＧの基油は、繊維構造の増ちょう剤により保持されており、増ちょう剤の繊維間を毛細管現象により移動する。また、工作機械の主軸装置のように高速回転する場合、軸受周辺部の温度が上昇することで近傍のグリースＧの温度も上昇して液状化するため、基油の流動が容易となり、高速回転でのグリース寿命が延びる。

軸受装置１０の運転に伴ってアンギュラ玉軸受１１の内部温度が徐々に上昇すると、外輪間座１２及び内輪間座１３からアンギュラ玉軸受１１に向かって次第に温度が高くなる温度勾配が生じる。そして、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの内、アンギュラ玉軸受１１近傍側で軸受空間Ｓ１内のグリースＧと連通する部分が、液状化点、例えば４７℃に達すると、ワックス系潤滑剤Ｗの液状化が始まり、徐々に基油がアンギュラ玉軸受１１側に供給される。

更に、外輪１５にカウンターボア１５ｂを有するアンギュラ玉軸受１１では、カウンターボア１５ｂに向かって空気を吸込む現象（所謂、ポンプ作用）が発生する（矢印Ｂ参照）。したがって、アンギュラ玉軸受１１のポンプ作用により、空気流が流れ、潤滑剤溜りＳ２内で液状化されたワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が、軸受空間Ｓ１へと移動する。これにより、ワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油もアンギュラ玉軸受１１の潤滑に供される。

軸受空間Ｓ１内のグリースＧは、液状化することがないので、通常のグリース潤滑でのグリース寿命を維持できる。しかし、グリースＧは流動性に乏しいので、アンギュラ玉軸受１１の潤滑に寄与するグリースＧは、アンギュラ玉軸受１１の最近傍のグリースＧ内の基油成分に限られる。これに対して、本実施形態のワックス系潤滑剤Ｗを用いれば、アンギュラ玉軸受１１の発熱、温度上昇により、ワックス系潤滑剤Ｗが半固体から液体に変化するので、潤滑剤溜りＳ２内で液状化されたワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が、アンギュラ玉軸受１１内のグリースＧに浸潤・移動して徐々にアンギュラ玉軸受１１内に供給される。これにより、ワックス系潤滑剤Ｗからの補油作用により、潤滑寿命を飛躍的に延長することが可能となる。

なお、本実施形態の潤滑剤溜りＳ２は、アンギュラ玉軸受１１，１１間に外輪間座１２及び内輪間座１３を配置し、外輪間座１２の各アンギュラ玉軸受１１，１１に対向する断面コの字形溝で形成されるので、ワックス系潤滑剤Ｗを適切に保持することができる。

また、外輪１５の内径寸法と外輪間座１２の内径寸法が略同一であるので、外輪１５の内径面と外輪間座１２の内径面との繋ぎ部分にも、ワックス系潤滑剤Ｗを連通させるように塗布（封入）すれば、ワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油の浸潤・移動作用も加わり、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油を、スムーズにアンギュラ玉軸受１１側へ移動させることができるので好ましい。

また、アンギュラ玉軸受１１は高速回転すればするほど、転がり接触部や保持器案内面で潤滑油が多く必要とされる。一方、アンギュラ玉軸受１１の温度は、高速回転するほど上昇し、この熱が外輪間座１２側に伝わっていくので、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの液状化の比率が進み、より多くの潤滑油がアンギュラ玉軸受１１に供給される。これにより、アンギュラ玉軸受１１の高速回転での潤滑性能が向上する。つまり、最適な液状化点を設定しておけば、外部から指令を与えずとも、回転速度に対応した適切な潤滑油量を自動的にコントロールして補給することができる。

また、回転数が所定の回転数以上となったとき、ワックス系潤滑剤Ｗが液状化して潤滑油が補給されるように液状化点を調整すれば、所定の回転数以上の高速回転時に供給される潤滑油量を増加させることができ、耐焼付性が向上する。更に、油量がさほど必要でない低速回転時においては潤滑油の補給を休止し、即ち、液状化点を低速回転時の軸受内温度より高温側に設定し、潤滑油が必要となる特定回転数以上となったとき、ワックス系潤滑剤Ｗが液状化して潤滑油が補給されるように液状化点を調整することで、潤滑剤寿命を大幅に延ばすことが可能となる。

また、アンギュラ玉軸受１１の運転温度が比較的低く冷却構造が必要ない場合、あるいは、常に一定回転数で連続運転する場合など、軸受温度がある範囲内に収まる場合には、想定軸受温度に合わせてワックス系潤滑剤Ｗの液状化点を設定することで、ワックス系潤滑剤Ｗの補給量を最適にして潤滑寿命を長期化することができる。

なお、本実施形態では、ワックス系潤滑剤Ｗと親和性及び浸潤性のあるグリースＧをアンギュラ玉軸受１１内部（軸受空間）に封入しているが、グリースＧではなく、他のワックス系潤滑剤Ｗ´をアンギュラ玉軸受１１内部に封入しても良い。この場合、アンギュラ玉軸受１１の想定される最高運転温度（例えば、ｍａｘ．６５℃前後）より他のワックス系潤滑剤Ｗ´の液状化点を高く（例えば液状化点７０℃）設定しておけば、アンギュラ玉軸受１１内の他のワックス系潤滑剤Ｗ´は常に半固体状態を維持している。即ち、他のワックス系潤滑剤Ｗ´は、通常のグリースＧと同様の挙動を示して、アンギュラ玉軸受１１を潤滑する。
仮に、他のワックス系潤滑剤Ｗ´の液状化点を想定される最高運転温度より低く設定した場合には、運転温度が液状化点を越えた時点で、他のワックス系潤滑剤Ｗ´の液状化が進み、アンギュラ玉軸受１１内の潤滑剤が外部に流出してしまう虞がある。この場合、他のワックス系潤滑剤Ｗ´は、運転温度が低い初期潤滑にしか寄与できなくなる可能性がある。しかしながら、他のワックス系潤滑剤Ｗ´の液状化点を最高運転温度より高い温度に設定することで、上記の問題を回避することができる。

以上説明したように、本実施形態の軸受装置１０によれば、アンギュラ玉軸受１１の内輪１４と外輪１５との間に形成された軸受空間Ｓ１と、アンギュラ玉軸受１１に隣接配置される外輪間座１２の潤滑剤溜りＳ２とは、連通している。軸受空間Ｓ１には、グリースＧなどの潤滑剤が封入され、潤滑剤溜りＳ２には、潤滑油とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、液状化点を越えたときの液状状態と、液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤Ｗが封入される。これにより、アンギュラ玉軸受１１の負荷に応じて変化する軸受温度に基づいてワックス系潤滑剤Ｗが液状化し、最適量の潤滑油によってアンギュラ玉軸受１１を潤滑することができ、アンギュラ玉軸受１１の潤滑寿命を飛躍的に延ばすことができる。

また、外輪間座１２の内周面には、径方向内側に延出する外輪間座側フランジ部１２ｃと、外輪間座側フランジ部１２ｃの内周部から軸方向端部に向かって延出する円筒部１２ｅと、を備え、潤滑剤溜りＳ２は、外輪間座１２の内周面、外輪間座側フランジ部１２ｃの軸方向端面、及び円筒部１２ｅの外周面によって画成されるので、内輪間座１３の形状に依らず、ワックス系潤滑剤Ｗを適切に保持することができる。

また、外輪間座１２は、アンギュラ玉軸受１１の外輪１５の反カウンターボア側の軸方向端面１５ｃに当接配置されるので、アンギュラ玉軸受１１のポンプ作用による空気の流れにより、潤滑剤溜りＳ２のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が軸受空間Ｓ１へ移動し、潤滑寿命を延長することができる。

（第２実施形態）
次に、図３を参照して、第２実施形態の軸受装置について説明する。
本実施形態の軸受装置１０において、外輪１５の軸方向端面１５ｄに当接配置されて外輪１５を固定する外輪押え３４には、アンギュラ玉軸受１１側の側面に、断面コの字形の円環溝３４ａが形成されている。円環溝３４ａは、第２の潤滑剤溜りＳ３であり、ワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。また、第１実施形態の軸受装置１０と同様に、外輪間座１２に形成された潤滑剤溜りＳ２にはワックス系潤滑剤Ｗが封入され、内輪１４の外周面及び外輪１５の内周面との間の軸受空間Ｓ１にはグリースＧが封入されている。なお、軸受空間Ｓ１には他のワックス系潤滑剤Ｗ´を封入することもできる。

そして、主軸３２の回転に伴うアンギュラ玉軸受１１の温度上昇により、外輪１５から外輪押え３４にかけて温度勾配が生じ、外輪押え３４の温度が液状化点以上に上昇すると、第２の潤滑剤溜りＳ３内のワックス系潤滑剤Ｗが徐々に液状化し、ワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油に加えてアンギュラ玉軸受１１に補給される。円環溝３４ａの内周面は、アンギュラ玉軸受１１のカウンターボア１５ｂの開口内径と略等しい内径としているので、潤滑剤の移動・補給が容易となる。

本実施形態では、背面組合せされたアンギュラ玉軸受１１の正面側に、外輪押え３４に形成された第２の潤滑剤溜りＳ３が配置される。アンギュラ玉軸受１１の正面側には、カウンターボア１５ｂが形成されており、保持器１７の外径面と外輪１５の内周面との間にも相当量のグリースＧ、あるいは、他のワックス系潤滑剤Ｗ´が存在する。これにより、第２の潤滑剤溜りＳ３のワックス系潤滑剤Ｗと、アンギュラ玉軸受１１（軸受空間Ｓ１）側のグリースＧ、あるいは、他のワックス系潤滑剤Ｗ´とがより連通されやすく、潤滑剤の移動・補給が容易となる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第３実施形態に係る軸受装置について説明する。なお、本実施形態では、外輪間座１２及び内輪間座１３の構成において第１実施形態のものと異なる。このため、本実施形態では、外輪間座１２及び内輪間座１３の構成を中心に説明し、また、第１実施形態と同一または同等部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。

本実施形態では、図４及び図５に示すように、外輪間座１２は、各外輪１５の反カウンターボア側の軸方向端面１５ｃに当接して配設される。外輪間座１２の軸方向中間部の内周面には、径方向内側に延出する外輪間座側フランジ部１２ｃが設けられており、残りの内周面の内径は、外輪１５の内径と略等しくなるように形成されている。なお、外輪間座側フランジ部１２ｃは、図に示す断面縦長長方形である必要はなく、例えば、断面台形状、断面逆台形形状、断面円弧状であってもよい。

内輪間座１３は、組み立ての観点から、一対の内輪間座１３ａに分割して構成されており、互いに同一構成を有する。各内輪間座１３ａは、外輪間座１２に対向し、各内輪１４の軸方向端面１４ｂにそれぞれ当接するとともに、外輪間座側フランジ部１２ｃの径方向内側で互いに当接している。また、各内輪間座１３は、各軸受１１寄りの外周面に径方向外側に延出する内輪間座側フランジ部１３ｂをそれぞれ有する。なお、内輪間座１３の分割位置はフランジ部１３ｂ以外であれば軸方向の位置は問わない。

したがって、各内輪間座側フランジ部１３ｂの外周面と外輪間座１２の内周面との間には微小隙間である大径ラビリンスＬ１が形成され、外輪間座側フランジ部１２ｃの内周面と内輪間座１３の外周面との間には微小隙間である小径ラビリンスＬ２が形成される。そして、大径ラビリンスＬ１と小径ラビリンスＬ２との間には、外輪間座１２の内径側で、外輪間座１２の内周面と外輪間座側フランジ部１２ｃの軸方向端面１２ｂにより、大径ラビリンスＬ１を介して各アンギュラ玉軸受１１の軸受空間Ｓ１と連通するように画成された一対の潤滑剤溜りＳ２が形成される。潤滑剤溜りＳ２には、潤滑油とワックスとを含むワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。
なお、ラビリンスＬ１、Ｌ２の隙間は、狭い方が効果的であるが、外内輪間座１２，１３間の干渉や、部品加工精度を考慮すると、軸方向に対して垂直な半径方向の距離において０．１５〜１．０ｍｍとすることが望ましい。

ここで、軸受装置１０がハウジング３０に組み込まれる際、アンギュラ玉軸受１１では、内輪１４の外周面及び外輪１５の内周面との間の軸受空間Ｓ１に適量のグリースＧが封入されているが、本実施形態ではさらに、潤滑剤溜りＳ２に適量のワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。

次に、本実施形態の軸受装置１０の作用について説明する。
軸受装置１０の軸受空間Ｓ１には、適量のグリースＧが封入され、潤滑剤溜りＳ２には、適量のワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。グリースＧは、前述したように、ワックス系潤滑剤Ｗと同一成分の基油を含み、ワックス系潤滑剤Ｗとの親和性及び浸潤性を有している。また、図４に示すように、アンギュラ玉軸受１１及びその周囲は、不図示の冷媒供給装置から供給されて冷媒供給路４３ａ内を流れる冷媒により温度制御されている。

アンギュラ玉軸受１１の内部温度が比較的低い、主軸装置４０の運転初期においては、アンギュラ玉軸受１１は、軸受空間Ｓ１に封入されているグリースＧにより潤滑される。

グリースＧの基油は、繊維構造の増ちょう剤により保持されており、増ちょう剤の繊維間を毛細管現象により移動する。また、工作機械の主軸装置４０のように高速回転する場合、軸受周辺部の温度が上昇することで近傍のグリースＧの温度も上昇して液状化するため、基油の流動が容易となり、高速回転でのグリース寿命が延びる。

軸受装置１０の運転に伴ってアンギュラ玉軸受１１の内部温度が徐々に上昇すると、外輪間座１２及び内輪間座１３からアンギュラ玉軸受１１に向かって次第に温度が高くなる温度勾配が生じる。そして、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの内、アンギュラ玉軸受１１側の部分が、液状化点、例えば４７℃に達すると、ワックス系潤滑剤Ｗの液状化が始まる。

一方、各内輪間座１３の外周面と外輪間座１２の内周面との間に、径方向位置が異なる大径ラビリンスＬ１と小径ラビリンスＬ２とが設けられているので、アンギュラ玉軸受１１の高速回転に伴い、内輪間座１３が高速回転すると、各ラビリンスＬ１、Ｌ２は、内輪間座１３の外周面の周速によって、円周方向の空気流が発生する。そして、周速が速いほど負圧作用が発生しやすく、大径ラビリンスＬ１での圧力＜小径ラビリンスＬ２での圧力となるので、小径ラビリンスＬ２から大径ラビリンスＬ１に向かって空気の流れが発生する（矢印Ａ参照）。したがって、大径ラビリンスＬ１を軸受側、小径ラビリンスＬ２を反軸受側に設けることで、軸受側への空気の流れを発生させることができる。

更に、外輪１５にカウンターボア１５ｂを有するアンギュラ玉軸受１１では、カウンターボア１５ｂに向かって空気を吸込む現象（所謂、ポンプ作用）が発生する（矢印Ｂ参照）。

したがって、内輪間座１３と外輪間座１２との間の大径ラビリンスＬ１からアンギュラ玉軸受１１に流入する空気の流れと、アンギュラ玉軸受１１のポンプ作用による空気の流が流れにより、潤滑剤溜りＳ２内で液状化されたワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が、軸受空間Ｓ１へと移動して軸受空間Ｓ１内のグリースＧに補給される。

更に、大径ラビリンスＬ１の隙間は狭いので、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油は、大径ラビリンスＬ１の毛細管現象により軸受空間Ｓ１側に移動・補給される。

軸受空間Ｓ１内のグリースＧは、液状化することがないので、通常のグリース潤滑でのグリース寿命を維持できる。しかし、グリースＧは流動性に乏しいので、アンギュラ玉軸受１１の潤滑に寄与するグリースＧは、アンギュラ玉軸受１１の最近傍のグリースＧ内の基油成分に限られる。これに対して、本実施形態のワックス系潤滑剤Ｗを用いれば、アンギュラ玉軸受１１の発熱、温度上昇により、ワックス系潤滑剤Ｗが半固体から液体に変化するので、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油は、軸受装置１０内の空気流及び大径ラビリンスＬ１の毛細管現象により、潤滑剤溜りＳ２からアンギュラ玉軸受１１内のグリースＧに浸潤・移動して、徐々にアンギュラ玉軸受１１内に供給される。これにより、ワックス系潤滑剤Ｗからの補油作用により、潤滑寿命を飛躍的に延長することが可能となる。

なお、外輪１５の内径寸法と外輪間座１２の内径寸法が略同一であるので、外輪１５の内径面と外輪間座１２の内径面との繋ぎ部分にも、ワックス系潤滑剤Ｗを連通させるように塗布（封入）すれば、ワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油の浸潤・移動作用も加わり、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油を、スムーズにアンギュラ玉軸受１１側へ移動させることができるので好ましい。

また、アンギュラ玉軸受１１は高速回転すればするほど、転がり接触部や保持器案内面で潤滑油が多く必要とされる。一方、アンギュラ玉軸受１１の温度は、高速回転するほど上昇し、この熱が外輪間座１２側に伝わっていくので、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの液状化の比率が進み、より多くの潤滑油がアンギュラ玉軸受１１に供給される。これにより、アンギュラ玉軸受１１の高速回転での潤滑性能が向上する。つまり、最適な液状化点を設定しておけば、外部から指令を与えずとも、回転速度に対応した適切な潤滑油量を自動的にコントロールして補給することができる。

なお、本実施形態においても、ワックス系潤滑剤Ｗと親和性及び浸潤性のあるグリースＧをアンギュラ玉軸受１１内部（軸受空間）に封入しているが、グリースＧではなく、他のワックス系潤滑剤Ｗ´をアンギュラ玉軸受１１内部に封入しても良い。

以上説明したように、本実施形態の軸受装置１０によれば、外輪間座１２は、内径側に軸受空間Ｓ１と連通するように画成された潤滑剤溜りＳ２を有し、該潤滑剤溜りＳ２には、潤滑油とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度で液状状態と半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤Ｗが封入される。これにより、慣らし運転時や空気流の流れによって潤滑剤溜りＳ２内で液状化されたワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が軸受空間Ｓ１へ移動するので、最適量の潤滑油によってアンギュラ玉軸受１１を潤滑することができ、アンギュラ玉軸受１１の潤滑寿命を飛躍的に延ばすことができる。

また、内輪間座１３は、軸受寄りの外周面に径方向外側に延出する内輪間座側フランジ部１３ｂをそれぞれ有する一対の内輪間座１３ａを含み、外輪間座１２の軸方向中間部の内周面には、径方向内側に延出する外輪間座側フランジ部１２ｃが設けられ、各内輪間座側フランジ部１３ｂの外周面と外輪間座１２の内周面との間に形成される大径ラビリンスＬ１と、外輪間座側フランジ部１２ｃの内周面と内輪間座１３の外周面との間に形成される小径ラビリンスＬ２との間にそれぞれ一対の潤滑剤溜りＳ２が設けられる。これにより、内輪間座１３と外輪間座１２との間の大径ラビリンスＬ１からアンギュラ玉軸受１１に流入する空気の流れと、アンギュラ玉軸受１１のポンプ作用による空気の流れ、更には大径ラビリンスＬ１の毛細管現象により、潤滑剤溜りＳ２のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が軸受空間Ｓ１へ移動するので、潤滑寿命を延長することができる。

なお、大径ラビリンスＬ１や小径ラビリンスＬ２を軸受側が大径となるようにテーパ形状とすることで、各ラビリンスＬ１、Ｌ２において圧力差が生じ、反軸受側から軸受側への空気流がより発生しやすくなる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

＜変形例＞
図６は、第３実施形態の変形例に係る軸受装置の断面図を示す。該変形例では、外輪間座１２に、軸方向中央に設けられた外輪間座側フランジ部１２ｃを通って径方向に貫通し、潤滑剤溜りＳ２と外部とを連通して空気を補給するための通気孔３５が径方向に延びて形成されている。

したがって、主軸３２の回転に伴って生じる空気流により、潤滑剤溜りＳ２内で液状化されたワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油は、空気流と共に外輪１５の転走面に流れ込んで潤滑する。ここで、該変形例では、通気孔３５から空気を外内輪間座１２，１３の隙間に補給することで、一対のアンギュラ玉軸受１１に空気を吸込みやすくなる。
その他の構成及び作用効果については、上記第３実施形態と同様である。

（第４実施形態）
次に、図７を参照して第４実施形態の軸受装置１０について説明する。
本実施形態の外輪間座１２は、各外輪１５の反カウンターボア側の軸方向端面１５ｃに当接して配設されている。また、内輪間座１３は、各内輪１４の軸方向端面１４ｂに当接して配設されている。内輪間座１３の軸方向両端部の外周面には、径方向外側にそれぞれ延出する一対の内輪間座側フランジ部１３ｂが設けられている。そして、潤滑剤溜りＳ２は、一対の内輪間座側フランジ部１３ｂの外周面と外輪間座１２の内周面との間に形成される一対のラビリンスＬとの間で、外輪間座１２の内周面と内輪間座１３の外周面との間に設けられている。この潤滑剤溜りＳ２には、ワックス系潤滑剤Ｗが封入されて、ラビリンスＬを介して各アンギュラ玉軸受１１の軸受空間Ｓ１に連通している。
なお、本実施形態では、ラビリンスＬを規定する外輪間座１２の内周面は、外輪１５の内周面と略一様径を有しており、その軸方向内側を環状の内周溝１２ｄとしている。

即ち、本実施形態では、第３実施形態に比べて、潤滑剤溜りＳ２に封入できるワックス系潤滑剤Ｗの量を多くすることができ、また、内輪間座１３は、分割しなくても組み込み可能である。

また、本実施形態においても、軸受端面に近い外内輪間座１２、１３の端部近傍に設けられたラビリンスＬによって、低圧領域が形成されると共に、ラビリンスＬでの毛細管効果により、潤滑剤溜りＳ２内で液状化されたワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油を軸受側に移動することができる。また、アンギュラ玉軸受１１のポンプ作用により、潤滑剤溜りＳ２からラビリンスＬを介して軸受空間Ｓ１を通り、外輪１５の転走面に流れ込む空気流の流れが生じ、潤滑剤溜りＳ２からのワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油を軸受空間Ｓ１に補給する。

以上説明したように、本実施形態の軸受装置１０によれば、内輪間座１３の軸方向両端部の外周面には、径方向外側にそれぞれ延出する一対の内輪間座側フランジ部１３ｂが設けられ、潤滑剤溜りＳ２は、一対の内輪間座側フランジ部１３ｂの外周面と外輪間座１２の内周面との間に形成される一対のラビリンスＬとの間に設けられる。これにより、潤滑剤溜りＳ２に封入されるワックス系潤滑剤Ｗの量を増やすことができ、内輪間座１３を製作コストを低減しつつ、潤滑剤溜りＳ２に封入されたワックス系潤滑剤Ｗを軸受空間Ｓ１に供給することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第３実施形態と同様である。

なお、本実施形態においても、第３実施形態の変形例と同様に、外輪間座１２に潤滑剤溜りＳ２と外部とを連通する通気孔３５を形成して、主軸３２の回転に伴って生じる、外内輪間座１２，１３の隙間から一対のアンギュラ玉軸受１１に吸込まれた空気を外部から補給するようにしてもよい。

（第５実施形態）
次に、図８及び図９を参照して、本発明の第５実施形態に係る軸受装置について説明する。なお、本実施形態においても、外輪間座１２及び内輪間座１３の構成において第１実施形態のものと異なる。このため、本実施形態では、外輪間座１２及び内輪間座１３の構成を中心に説明し、また、第１実施形態と同一または同等部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。

本実施形態では、図８及び図９に示すように、外輪間座１２は、各外輪１５の反カウンターボア側の軸方向端面１５ｃに当接して配設されている。

内輪間座１３は、組み立ての観点から、一対の内輪間座１３ａに分割して構成されており、互いに同一構成を有する。各内輪間座１３ａは、外輪間座１２に対向し、各内輪１４の軸方向端面１４ｂにそれぞれ当接するとともに、互いに当接している。

また、内輪間座１３は、各軸受１１寄りの外周面に径方向外側に延出する内輪間座側フランジ部１３ｂをそれぞれ有し、各フランジ部１３ｂの軸方向内側面と各内輪間座１３の軸方向内側の外周面とで、環状の凹部１３ｃを形成する。なお、内輪間座１３の分割位置はフランジ部１３ｂ以外であれば軸方向の位置は問わない。

また、外輪間座１２の内周面と一対の内輪間座１３ａ、１３ａの内輪間座側フランジ部１３ｂの外周面は、互いに対向して、各軸受空間Ｓ１に連通する一対のラビリンスＬを形成する。具体的に、一対の内輪間座１３ａ、１３ａの内輪間座側フランジ部１３ｂの外周面は、軸方向端部において一様径である円筒外周面１３ｄと、円筒外周面１３ｄと連続し、アンギュラ玉軸受１１に向かって大径となるように軸方向に対して傾斜角θで傾斜する内輪間座側テーパ面１３ｅを有し、また、外輪間座１２の内周面は、円筒外周面１３ｄと対向する一様径の円筒内周面１２ａと、内輪間座側テーパ面１３ｅと対向し、アンギュラ玉軸受１１に向かって大径となるように軸方向に対して傾斜角θで傾斜する外輪間座側テーパ面１２ｈを有する。

したがって、外輪間座１２の内径側には、内輪間座１３の凹部１３ｃによって一対のラビリンスＬ間に画成され、一対のラビリンスＬを介して軸受空間Ｓ１と連通する潤滑剤溜りＳ２が設けられ、該潤滑剤溜りＳ２には、潤滑油とワックスとを含むワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。

なお、外輪間座１２の円筒内周面１２ｇは、外輪１５の内径と略等しくなるように形成されている。また、ラビリンスＬの隙間は、狭い方が効果的であるが、外内輪間座１２，１３間の干渉や、部品加工精度を考慮すると、軸方向に対して垂直な半径方向の距離において０．１５〜１．０ｍｍとすることが望ましい。

ここで、軸受装置１０がハウジング３０に組み込まれる際、アンギュラ玉軸受１１では、内輪１４の外周面及び外輪１５の内周面との間の軸受空間Ｓ１に適量のグリースＧが封入されているが、本実施形態ではさらに、潤滑剤溜りＳ２に適量のワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。

次に、本実施形態の軸受装置１０の作用について説明する。
軸受装置１０の軸受空間Ｓ１には、適量のグリースＧが封入され、潤滑剤溜りＳ２には、適量のワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。グリースＧは、前述したように、ワックス系潤滑剤Ｗと同一成分の基油を含み、ワックス系潤滑剤Ｗとの親和性及び浸潤性を有している。また、図８に示すように、アンギュラ玉軸受１１及びその周囲は、不図示の冷媒供給装置から供給されて冷媒供給路４３ａ内を流れる冷媒により温度制御されている。

アンギュラ玉軸受１１の内部温度が比較的低い、主軸装置４０の運転初期においては、アンギュラ玉軸受１１は、軸受空間Ｓ１に封入されているグリースＧにより潤滑される。

グリースＧの基油は、繊維構造の増ちょう剤により保持されており、増ちょう剤の繊維間を毛細管現象により移動する。また、工作機械の主軸装置４０のように高速回転する場合、軸受周辺部の温度が上昇することで近傍のグリースＧの温度も上昇して液状化するため、基油の流動が容易となり、高速回転でのグリース寿命が延びる。

軸受装置１０の運転に伴ってアンギュラ玉軸受１１の内部温度が徐々に上昇すると、外輪間座１２及び内輪間座１３からアンギュラ玉軸受１１に向かって次第に温度が高くなる温度勾配が生じる。そして、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの内、アンギュラ玉軸受１１側の部分が、液状化点、例えば４７℃に達すると、ワックス系潤滑剤Ｗの液状化が始まる。

一方の各内輪間座１３の外周面と外輪間座１２の内周面との間に、テーパ面１２ｈ、１３ｅを有するラビリンスＬが設けられているので、主軸装置４０の高速回転に伴い、テーパ面１２ｈ、１３ｅに発生する遠心力は径が大きくなる方に向かって大きくなることから内輪間座側テーパ面１３ｅを沿うようにアンギュラ玉軸受１１に流入する空気の流れが生じる。また、テーパ形状のラビリンスＬでは、回転する内輪間座１３の外周面において、径が大きい軸受端面側のほうが円周方向の空気の流速が速いため、圧力が下がり、その結果、反軸受側から軸受端部に向かって空気の流れが生じる（矢印Ａ参照）。つまり、円周方向の空気の流れと相まって、らせん状の空気の流れが生じる。特に、工作機械主軸用軸受のように、軸受ｄｍｎ値が５０万以上、或いは１００万以上の場合、周速差による圧力低下が生じるため、効果が大きい。

更に、外輪１５にカウンターボア１５ｂを有するアンギュラ玉軸受１１では、カウンターボア１５ｂに向かって空気を吸込む現象（所謂、ポンプ作用）が発生する（矢印Ｂ参照）。

したがって、内輪間座１３と外輪間座１２との間のラビリンスＬからアンギュラ玉軸受１１に流入する空気の流れと、アンギュラ玉軸受１１のポンプ作用による空気の流れにより、潤滑剤溜りＳ２内で液状化されたワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が、軸受空間Ｓ１へと移動して軸受空間Ｓ１内のグリースＧに補給される。

なお、内輪間座側テーパ面１３ｅと外輪間座側テーパ面１２ｈの軸方向に対する傾斜角θは、小さすぎると差圧効果が小さくなって、潤滑油をアンギュラ玉軸受１１側へ流入させる空気流が発生し難い。また、傾斜角θが大きすぎると、テーパ面１３ｅがシャープエッジになるため、バリや欠け等が発生しやすく、さらに、潤滑剤溜りＳ２の体積が小さくなり保持できるワックス系潤滑剤Ｗの量が少なくなる。このため、傾斜角θは、５°以上４５°以下、より好ましくは１０°以上３０°以下とするのがよい。

更に、ラビリンスＬの隙間は狭いので、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油は、ラビリンスＬの毛細管現象により軸受空間Ｓ１側に移動・補給される。

軸受空間Ｓ１内のグリースＧは、液状化することがないので、通常のグリース潤滑でのグリース寿命を維持できる。しかし、グリースＧは流動性に乏しいので、アンギュラ玉軸受１１の潤滑に寄与するグリースＧは、アンギュラ玉軸受１１の最近傍のグリースＧ内の基油成分に限られる。これに対して、本実施形態のワックス系潤滑剤Ｗを用いれば、アンギュラ玉軸受１１の発熱、温度上昇により、ワックス系潤滑剤Ｗが半固体から液体に変化するので、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油は、軸受装置１０内の空気流及びラビリンスＬの毛細管現象により、潤滑剤溜りＳ２からアンギュラ玉軸受１１内のグリースＧに浸潤・移動して、徐々にアンギュラ玉軸受１１内に供給される。これにより、ワックス系潤滑剤Ｗからの補油作用により、潤滑寿命を飛躍的に延長することが可能となる。

なお、外輪１５の内径寸法と外輪間座１２（円筒内周面１２ｇ）の内径寸法が略同一であるので、外輪１５の内径面と外輪間座１２の内径面との繋ぎ部分にも、ワックス系潤滑剤Ｗを連通させるように塗布（封入）すれば、ワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油の浸潤・移動作用も加わり、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油を、スムーズにアンギュラ玉軸受１１側へ移動させることができるので好ましい。

また、アンギュラ玉軸受１１は高速回転すればするほど、転がり接触部や保持器案内面で潤滑油が多く必要とされる。一方、アンギュラ玉軸受１１の温度は、高速回転するほど上昇し、この熱が外輪間座１２側に伝わっていくので、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの液状化の比率が進み、より多くの潤滑油がアンギュラ玉軸受１１に供給される。これにより、アンギュラ玉軸受１１の高速回転での潤滑性能が向上する。つまり、最適な液状化点を設定しておけば、外部から指令を与えずとも、回転速度に対応した適切な潤滑油量を自動的にコントロールして補給することができる。

なお、本実施形態においても、ワックス系潤滑剤Ｗと親和性及び浸潤性のあるグリースＧをアンギュラ玉軸受１１内部（軸受空間）に封入しているが、グリースＧではなく、他のワックス系潤滑剤Ｗ´をアンギュラ玉軸受１１内部に封入しても良い。

以上説明したように、本実施形態の軸受装置１０によれば、外輪間座１２の内周面と内輪間座１３の外周面との間には、軸受空間Ｓ１と連通する潤滑剤溜りＳ２が画成され、潤滑剤溜りＳ２には、潤滑油とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、液状化点を越えたときの液状状態と、液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤Ｗが封入される。これにより、慣らし運転時や空気流の流れによって潤滑剤溜りＳ２内で液状化されたワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が軸受空間Ｓ１へ移動するので、最適量の潤滑油によってアンギュラ玉軸受１１を潤滑することができ、アンギュラ玉軸受１１の潤滑寿命を飛躍的に延ばすことができる。

また、外輪間座１２の内周面と内輪間座１３の外周面は、互いに対向して、潤滑剤溜りＳ２から軸受空間Ｓ１に連通するラビリンスＬを形成するように、アンギュラ玉軸受１１に向かって大径となるテーパ面１２ｈ，１３ｅを有するので、ラビリンスＬからアンギュラ玉軸受１１に流入する空気の流れと、アンギュラ玉軸受１１のポンプ作用による空気の流れ、更にはラビリンスＬの毛細管現象により、潤滑剤溜りＳ２のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が軸受空間Ｓ１へ移動するので、潤滑寿命を延長することができる。

なお、ラビリンスＬは、軸受側が大径となるようにテーパ形状とされているので、ラビリンスＬにおいて圧力差が生じ、反軸受側から軸受側への空気流がより発生しやすくなる。また、より空気流を発生させ易くするため、潤滑剤溜りＳ２と外部とを連通させる通気孔（不図示）を形成することもできる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

（第６実施形態）
次に、図１０を参照して第６実施形態の軸受装置１０について説明する。
本実施形態では、一対の内輪間座１３ａ，１３ａは、軸方向内側面を内輪間座側テーパ面１３ｅとして、径方向外側に延出する内輪間座側フランジ部１３ｂをそれぞれ有し、これに対応して、外輪間座１２は、一対のラビリンスＬを構成するように、軸方向外側面を外輪間座側テーパ面１２ｈとして、径方向内側に延出する外輪間座側フランジ部１２ｉを有する。したがって、本実施形態では、第５実施形態よりもテーパ状のラビリンスＬを長く形成している。
なお、これらテーパ面１２ｈ、１３ｅの傾斜角θは、軸方向に対して３０°以上、望ましくは、４５°以上とされている。また、本実施形態では、ラビリンスＬの径方向隙間は、第５実施形態の半径方向の距離における０．１５〜１．０ｍｍよりも大きく形成されてもよい。

また、本実施形態では、潤滑剤溜りＳ２の体積を増加させるため、外輪間座１２の内周面には、潤滑剤溜りＳ２を構成する環状の凹部１２ｊが形成され、潤滑寿命延長の効果を発揮することができる。

したがって、本実施形態においても、テーパ面１２ｈ、１３ｅによるラビリンスＬにより、反軸受側から軸受側に向かう空気の流れが生じ、潤滑剤溜りＳ２内で液状化されたワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が軸受空間Ｓ１へ移動するので、最適量の潤滑油によってアンギュラ玉軸受１１を潤滑することができ、潤滑寿命を延長することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第５実施形態と同様である。
なお、本実施形態においても、より空気流を発生させ易くするため、潤滑剤溜りＳ２と外部とを連通させる通気孔（不図示）を形成することもできる。

（第７実施形態）
まず、図１１から図１３を参照して、本発明の第７実施形態に係る主軸装置について説明する。なお、本実施形態では、外輪間座１２及びハウジング３０の構成において第１実施形態のものと異なる。このため、本実施形態では、外輪間座１２及びハウジングの構成を中心に説明し、また、第１実施形態と同一または同等部分については、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。

本実施形態では、図１１及び図１２に示すように、外輪１５及び外輪間座１２が内嵌固定されるハウジング３０の取付孔３１の内周面には、外輪１５と外輪間座１２とが軸方向に当接する位置に対応して、円周方向溝３１ａが円周方向に沿って形成されている。

外輪間座１２は、各外輪１５の反カウンターボア側の軸方向端面１５ｃに当接して配設されている。外輪間座１２は、その内周面の軸方向中間部において、径方向内側に延出する外輪間座側フランジ部１２ｃと、外輪間座側フランジ部１２ｃの内周部から軸方向両端部に向かって延出する円筒部１２ｅと、を備える。また、外輪間座１２には、外輪１５に当接する軸方向両端面に、径方向に沿った切欠き１２ｆが円周方向の複数箇所に設けられている。切欠き１２ｆは、ハウジング３０の円周方向溝３１ａと軸受空間Ｓ１とを連通する。

そして、外輪間座１２の内周面、外輪間座側フランジ部１２ｃの軸方向端面、及び円筒部１２ｅの外周面によって一対の潤滑剤溜りＳ２がそれぞれ画成される。一対の潤滑剤溜りＳ２は、それぞれ各アンギュラ玉軸受１１の軸受空間Ｓ１に連通し、更に、互いに連通するハウジング３０の円周方向溝３１ａ及び外輪間座１２の切欠き１２ｆと共に、ワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。また、外輪間座１２の内周面の内径は、外輪１５の内径と略等しくなるように形成されている。

内輪間座１３は、外周面が円筒面によって構成され、外輪間座１２に対向し、各内輪１４の軸方向端面１４ｂに当接している。

ここで、軸受装置１０がハウジング３０に組み込まれる際、アンギュラ玉軸受１１では、内輪１４の外周面及び外輪１５の内周面との間の軸受空間Ｓ１に適量のグリースＧが封入されているが、本実施形態ではさらに、潤滑剤溜りＳ２、ハウジング３０の円周方向溝３１ａ、及び外輪間座１２の切欠き１２ｆに適量のワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。

次に、本実施形態の軸受装置１０の作用について説明する。
軸受装置１０の軸受空間Ｓ１には、適量のグリースＧが封入され、潤滑剤溜りＳ２、ハウジング３０の円周方向溝３１ａ、及び外輪間座１２の切欠き１２ｆには、適量のワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。グリースＧは、前述したように、ワックス系潤滑剤Ｗと同一成分の基油を含み、ワックス系潤滑剤Ｗとの親和性及び浸潤性を有している。また、図１１に示すように、アンギュラ玉軸受１１及びその周囲は、不図示の冷媒供給装置から供給されて冷媒供給路４３ａ内を流れる冷媒により温度制御されている。

アンギュラ玉軸受１１の内部温度が比較的低い、主軸装置４０の運転初期においては、アンギュラ玉軸受１１は、軸受空間Ｓ１に封入されているグリースＧにより潤滑される。

グリースＧの基油は、繊維構造の増ちょう剤により保持されており、増ちょう剤の繊維間を毛細管現象により移動する。また、工作機械の主軸装置４０のように高速回転する場合、軸受周辺部の温度が上昇することで近傍のグリースＧの温度も上昇して液状化するため、基油の流動が容易となり、高速回転でのグリース寿命が延びる。

主軸装置４０の運転に伴ってアンギュラ玉軸受１１の内部温度が徐々に上昇すると、外輪間座１２及び内輪間座１３からアンギュラ玉軸受１１に向かって次第に温度が高くなる温度勾配が生じる。そして、潤滑剤溜りＳ２、外輪間座１２の切欠き１２ｆ、及びハウジング３０の円周方向溝３１ａ内のワックス系潤滑剤Ｗの内、アンギュラ玉軸受１１側の部分が、液状化点、例えば４７℃に達すると、ワックス系潤滑剤Ｗの液状化が始まる。

更に、外輪１５にカウンターボア１５ｂを有するアンギュラ玉軸受１１では、カウンターボア１５ｂに向かって空気を吸込む現象（所謂、ポンプ作用）が発生する（矢印Ｂ参照）。したがって、アンギュラ玉軸受１１のポンプ作用による空気の流れにより、潤滑剤溜りＳ２、切欠き１２ｆ、及び円周方向溝３１ａ内で液状化されたワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が、軸受空間Ｓ１へと移動して軸受空間Ｓ１内のグリースＧに補給される。ワックス系潤滑剤Ｗは、潤滑剤溜りＳ２、切欠き１２ｆ、及び円周方向溝３１ａの３箇所に封入されるので、ワックス系潤滑剤Ｗの貯蔵量を増量することができる。これにより、アンギュラ玉軸受１１の潤滑に供される潤滑油の量を大幅に増加することができる。

軸受空間Ｓ１内のグリースＧは、液状化することがないので、通常のグリース潤滑でのグリース寿命を維持できる。しかし、グリースＧは流動性に乏しいので、アンギュラ玉軸受１１の潤滑に寄与するグリースＧは、アンギュラ玉軸受１１の最近傍のグリースＧ内の基油成分に限られる。これに対して、本実施形態のワックス系潤滑剤Ｗを用いれば、アンギュラ玉軸受１１の発熱、温度上昇により、ワックス系潤滑剤Ｗが半固体から液体に変化するので、潤滑剤溜りＳ２、切欠き１２ｆ、及び円周方向溝３１ａ内のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油は、軸受装置１０内の空気流により、潤滑剤溜りＳ２、切欠き１２ｆ、及び円周方向溝３１ａからアンギュラ玉軸受１１内のグリースＧに浸潤・移動して、徐々にアンギュラ玉軸受１１内に供給される。これにより、ワックス系潤滑剤Ｗからの補油作用により、潤滑寿命を飛躍的に延長することが可能となる。

なお、本実施形態の潤滑剤溜りＳ２は、各アンギュラ玉軸受１１，１１に対向する外輪間座１２の断面コの字形溝で形成されるので、ワックス系潤滑剤Ｗを適切に保持することができる。また、外輪１５の内径寸法と外輪間座１２の内径寸法が略同一であるので、外輪１５の内径面と外輪間座１２の内径面との繋ぎ部分にも、ワックス系潤滑剤Ｗを連通させるように塗布（封入）すれば、ワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油の浸潤・移動作用も加わり、潤滑剤溜りＳ２内のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油を、スムーズにアンギュラ玉軸受１１側へ移動させることができるので好ましい。

また、アンギュラ玉軸受１１は高速回転すればするほど、転がり接触部や保持器案内面で潤滑油が多く必要とされる。一方、アンギュラ玉軸受１１の温度は、高速回転するほど上昇し、この熱が外輪間座１２側に伝わっていくので、潤滑剤溜りＳ２、切欠き１２ｆ、及び円周方向溝３１ａ内のワックス系潤滑剤Ｗの液状化の比率が進み、より多くの潤滑油がアンギュラ玉軸受１１に供給される。これにより、アンギュラ玉軸受１１の高速回転での潤滑性能が向上する。つまり、最適な液状化点を設定しておけば、外部から指令を与えずとも、回転速度に対応した適切な潤滑油量を自動的にコントロールして補給することができる。

なお、本実施形態においても、ワックス系潤滑剤Ｗと親和性及び浸潤性のあるグリースＧをアンギュラ玉軸受１１内部（軸受空間Ｓ１）に封入しているが、グリースＧではなく、他のワックス系潤滑剤Ｗ´をアンギュラ玉軸受１１内部に封入しても良い。

以上説明したように、本実施形態の軸受装置１０によれば、外輪間座１２の内周面側に潤滑剤溜りＳ２が画成され、更に、外輪１５が内嵌固定されるハウジング３０の内周面には、円周方向に沿って形成される円周方向溝３１ａが設けられている。円周方向溝３１ａは、外輪間座１２の軸方向端面に径方向に沿って形成された切欠き１２ｆにより、潤滑剤溜りＳ２及び軸受空間Ｓ１と連通する。円周方向溝３１ａ、切欠き１２ｆ、及び潤滑剤溜りＳ２には、潤滑剤とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、液状化点を越えたときの液状状態と、液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤Ｗが封入される。これにより、円周方向溝３１ａによって、封入されるワックス系潤滑剤Ｗの貯油量を大幅に増量することができ、慣らし運転時や空気流の流れによって、潤滑剤溜りＳ２のワックス系潤滑剤Ｗだけでなく、切欠き１２ｆ及び円周方向溝３１ａのワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が軸受空間Ｓ１へ移動するので、最適量の潤滑油によってアンギュラ玉軸受１１を潤滑することができ、アンギュラ玉軸受１１の潤滑寿命を飛躍的に延ばすことができる。

なお、ハウジング３０の円周方向溝３１ａ、外輪間座１２の切欠き１２ｆ及び潤滑剤溜りＳ２の形状は、ワックス系潤滑剤Ｗを保持可能であれば特に限定されず、任意の形状とすることができる。円周方向溝３１ａは、ハウジング３０の取付孔３１の内周面全周に形成されてもよいし、切欠き１２ｆと連通する位置で、円周方向複数箇所に部分的に形成されてもよい。
また、ワックス系潤滑剤Ｗは、ハウジング３０の円周方向溝３１ａと潤滑剤溜りＳ２のみ封入されてもよい。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

（第８実施形態）
次に、図１４を参照して、本発明の第８実施形態に係る主軸装置について説明する。なお、第７実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

第８実施形態の主軸装置４０は、外輪間座１２及び内輪間座１３を備えておらず、ハウジング３０の取付孔３１に内嵌する一対のアンギュラ玉軸受１１（内外輪１４，１５）同士が、軸方向で互いに当接している。外輪１５の軸方向端面１５ｃ（図１２参照）には、径方向に沿った切欠き１５ｅが形成されている。切欠き１５ｅは、ハウジング３０の取付孔３１に形成された円周方向溝３１ａと軸受空間Ｓ１とを連通している。軸受空間Ｓ１には、適量のグリースＧが封入され、ハウジング３０の円周方向溝３１ａには、適量のワックス系潤滑剤Ｗが封入されている。

以上説明したように、本実施形態の主軸装置４０によれば、外輪間座１２及び内輪間座１３の軸方向長さ分だけ、主軸装置４０を短く形成することができ、主軸装置４０のコンパクト化が可能となる。また、ハウジング３０の円周方向溝３１ａ内にワックス系潤滑剤Ｗを封入することができ、ワックス系潤滑剤Ｗを切欠き１５ｅを介してアンギュラ玉軸受１１に供給することができ、潤滑剤寿命を延ばすことができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第７実施形態と同様である。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

例えば、上記実施形態では、一対のアンギュラ玉軸受が両側に配置された外輪間座及び内輪間座について説明したが、外輪間座及び内輪間座は、軸方向片側にアンギュラ玉軸受が配置されるような場合にも適用可能である。
本発明の付設部材は、転がり軸受に隣接配置されるものであればよく、本実施形態の外輪間座や外輪押えに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、アンギュラ玉軸受１１の外輪間座１２に設けた潤滑剤溜りＳ２、ハウジング３０の円周方向溝３１ａ、及び外輪間座１２又は外輪１５の軸方向端面に形成された切欠き１２ｆ，１５ｅにワックス系潤滑剤Ｗを貯留するように説明したが、アンギュラ玉軸受１１に限定されず、玉以外の転動体を有する他の任意の形式の転がり軸受にも適用することができる。
例えば、軌道面が軸方向に傾斜する傾斜面を有する円錐ころ軸受においても、アンギュラ玉軸受１１と同様に、空気の吸込み現象（所謂、ポンプ作用）が発生するので、本発明を好適に構成することができる。
さらに、本発明は転動体としてころを有する円筒ころ軸受にも適用可能である。この場合、空気の吸い込み現象は発生しないが、外輪内径寸法と外輪間座内径寸法を略同一とすれば、両潤滑剤を連通させることで、前述と同様の潤滑剤の移動が容易となる。

更に、工作機械用主軸装置４０に軸受装置１０が組み込まれた例について説明したが、工作機械用主軸装置４０に限定されず、一般産業機械や、モータなどの高速回転する装置にも適用することができ、同様の効果を奏する。

本出願は、２０１４年１０月２９日出願の日本特許出願２０１４―２２０６９５、２０１４年１０月２９日出願の日本特許出願２０１４―２２０６９６、２０１４年１０月２９日出願の日本特許出願２０１４−２２０６９７、２０１４年１０月２９日出願の日本特許出願２０１４−２２０６９８、２０１５年９月２９日出願の日本特許出願２０１５−１９１１９４、２０１５年９月２９日出願の日本特許出願２０１５−１９１１９５、２０１５年９月２９日出願の日本特許出願２０１５−１９１１９６、２０１５年９月２９日出願の日本特許出願２０１５−１９１１９７に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１０ 軸受装置
１１ アンギュラ玉軸受（転がり軸受）
１２ 外輪間座（付設部材）
１２ｃ 外輪間座側フランジ部
１２ｅ 円筒部
１２ｆ 切欠き
１２ｈ 外輪間座側テーパ面（テーパ面）
１２ｊ 凹部
１３ 内輪間座
１３ｂ 内輪間座側フランジ部
１３ｅ 内輪間座側テーパ面（テーパ面）
１４ 内輪
１４ａ 内輪軌道面
１５ 外輪
１５ａ 外輪軌道面
１５ｂ カウンターボア
１５ｃ 軸方向端面
１５ｄ 軸方向端面
１５ｅ 切欠き
１６ 玉（転動体）
３０ ハウジング
３１ 取付孔
３１ａ 円周方向溝
３２ 回転軸（主軸）
３４ 外輪押え（付設部材）
３４ａ 円環溝（凹溝）
３５ 通気孔
Ｇ グリース
Ｌ ラビリンス
Ｌ１ 大径ラビリンス
Ｌ２ 小径ラビリンス
Ｓ１ 軸受空間
Ｓ２ 潤滑剤溜り
Ｓ３ 第２の潤滑剤溜り
Ｗ ワックス系潤滑剤
Ｗ´ 他のワックス系潤滑剤

Claims (19)

1. 外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、を備え、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面との間の軸受空間に潤滑剤が封入される転がり軸受と、
   前記転がり軸受に隣接配置される付設部材と、
   を備える軸受装置であって、
   前記付設部材は、前記軸受空間に連通する潤滑剤溜りを有し、
   前記潤滑剤溜りには、潤滑油とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、前記液状化点を越えたときの液状状態と、前記液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする軸受装置。
2. 前記付設部材は、前記外輪の軸方向端面に当接配置される外輪間座であり、
   前記外輪間座の内周面には、径方向内側に延出する外輪間座側フランジ部と、外輪間座側フランジ部の内周部から軸方向端部に向かって延出する円筒部と、を備え、
   前記潤滑剤溜りは、前記外輪間座の内周面、前記外輪間座側フランジ部の軸方向端面、及び前記円筒部の外周面によって画成されることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記付設部材は、前記外輪の軸方向端面に当接配置されて前記外輪を軸方向に固定する外輪押えであり、
   前記潤滑剤溜りは、前記外輪押えの外輪側軸方向端面に形成された凹溝であることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
4. 外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、を備え、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面との間の軸受空間に潤滑剤が封入される転がり軸受と、
   前記外輪の軸方向端面に当接配置される外輪間座と、
   前記外輪間座に対向し、且つ前記内輪の軸方向端面に当接配置される内輪間座と、
   を備える軸受装置であって、
   前記内輪間座の前記軸受寄りの外周面には、径方向外側に延出する内輪間座側フランジ部が設けられ、
   前記外輪間座の内周面、前記内輪間座側フランジ部の軸方向端面、及び前記内輪間座の外周面によって潤滑剤溜りが画成され、且つ、
   前記内輪間座側フランジ部の外周面と前記外輪間座の内周面との間には、前記潤滑剤溜りと前記軸受空間を連通する大径ラビリンスが形成され、
   前記潤滑剤溜りには、潤滑油とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、前記液状化点を越えたときの液状状態と、前記液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする軸受装置。
5. 前記外輪間座の内周面には、前記内輪間座側フランジ部に対して前記軸受と反対側に、径方向内側に延出する外輪間座側フランジ部が更に設けられ、
   前記潤滑剤溜りは、前記内輪間座側フランジ部の外周面と前記外輪間座の内周面との間に形成される前記大径ラビリンスと、前記外輪間座側フランジ部の内周面と前記内輪間座の外周面との間に形成される小径ラビリンスとの間に設けられることを特徴とする請求項４に記載の軸受装置。
6. 前記外輪間座には、前記潤滑剤溜りと外部とを連通して空気を補給するための通気孔が形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の軸受装置。
7. 外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、を備え、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面との間の軸受空間に潤滑剤が封入される転がり軸受と、
   前記外輪の軸方向端面に当接配置される外輪間座と、
   前記外輪間座に対向し、且つ前記内輪の軸方向端面に当接配置される内輪間座と、
   を備える軸受装置であって、
   前記外輪間座の内周面と前記内輪間座の外周面との間には、潤滑剤溜りが画成され、
   前記外輪間座の内周面と前記内輪間座の外周面は、互いに対向して、前記潤滑剤溜りから前記軸受空間に連通するラビリンスを形成するように、前記軸受に向かって大径となるテーパ面を有し、
   前記潤滑剤溜りには、潤滑油とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、前記液状化点を越えたときの液状状態と、前記液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする軸受装置。
8. 前記転がり軸受は、一対の転がり軸受を含み、
   前記内輪間座は、前記各内輪の軸方向端面にそれぞれ当接配置される一対の内輪間座を含み、
   前記外輪間座の内周面と前記一対の内輪間座の外周面との間には、潤滑剤溜りが画成され、
   前記外輪間座の内周面と前記一対の内輪間座の外周面は、互いに対向して、前記潤滑剤溜りから前記軸受空間に連通する一対のラビリンスを形成するように、前記軸受に向かって大径となるテーパ面をそれぞれ有することを特徴とする請求項７に記載の軸受装置。
9. 前記一対の内輪間座は、軸方向内側面を前記テーパ面として、径方向外側に延出する内輪間座側フランジ部をそれぞれ有し、
   前記外輪間座の内周面には、前記潤滑剤溜りを構成する環状の凹部が形成されることを特徴とする請求項８に記載の軸受装置。
10. 前記転がり軸受は、アンギュラ玉軸受であり、
    前記外輪間座は、前記外輪の反カウンターボア側の軸方向端面に当接配置されることを特徴とする請求項２及び４〜９のいずれか１項に記載の軸受装置。
11. 前記ワックス系潤滑剤は、前記液状化点を境として、前記液状状態と前記半固体状態との間を可逆変化可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の軸受装置。
12. 前記軸受空間には、潤滑油とワックスとを含み、前記軸受装置の運転時に想定される前記転がり軸受の最高温度よりも高い液状化点を有し、前記液状化点を越えたときの液状状態と、前記液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の軸受装置。
13. 前記軸受空間には、グリースが封入され、
    前記グリースは、前記ワックス系潤滑剤と親和性及び浸潤性を有する基油を含んで構成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の軸受装置。
14. 外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配置される複数の転動体と、を備え、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面との間の軸受空間に潤滑剤が封入される転がり軸受と、
    前記外輪が内嵌固定されるハウジングと、
    を備え、前記転がり軸受を介して主軸を前記ハウジングに対して回転自在に支承する主軸装置であって、
    前記ハウジングの内周面には、前記軸受空間に連通し、円周方向に沿って形成される円周方向溝が設けられ、
    前記円周方向溝には、潤滑剤とワックスとを含み、１０〜７０℃の温度範囲内の所定の温度である液状化点を境として、前記液状化点を越えたときの液状状態と、前記液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする主軸装置。
15. 前記外輪の軸方向端面に当接配置される外輪間座を更に備え、
    前記外輪の軸方向端面、又は前記外輪間座の軸方向端面には、前記円周方向溝と前記軸受空間とを連通する径方向に沿った切欠きが形成されることを特徴とする請求項１４に記載の主軸装置。
16. 前記転がり軸受は、アンギュラ玉軸受であり、
    前記外輪間座は、前記外輪の反カウンターボア側の軸方向端面に当接配置されることを特徴とする請求項１５に記載の主軸装置。
17. 前記ワックス系潤滑剤は、前記液状化点を境として、前記液状状態と前記半固体状態との間を可逆変化可能であることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の軸受装置。
18. 前記軸受空間には、潤滑剤とワックスとを含み、前記主軸装置の運転時に想定される前記転がり軸受の最高温度よりも高い液状化点を有し、前記液状化点を越えたときの液状状態と、前記液状化点以下での半固体状態との間を、変化可能なワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の主軸装置。
19. 前記軸受空間には、グリースが封入され、
    前記グリースは、前記ワックス系潤滑剤と親和性及び浸潤性を有する基油を含んで構成されることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の主軸装置。

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