KR20170061166A

KR20170061166A - 베어링 장치 및 주축 장치

Info

Publication number: KR20170061166A
Application number: KR1020177011845A
Authority: KR
Inventors: 요시아키 가츠노
Original assignee: 닛본 세이고 가부시끼가이샤
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2017-06-02
Also published as: CN107002758A; EP3214327A4; CN107002758B; EP3214327B1; TWI567308B; JPWO2016068216A1; KR101989257B1; WO2016068216A1; EP3214327A1; JP6565927B2; TW201623825A

Abstract

베어링 장치 (10) 에 있어서, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 내륜 (14) 과 외륜 (15) 사이에 형성된 베어링 공간 (S1) 과, 앵귤러 볼 베어링 (11) 에 인접 배치되는 외륜 스페이서 (12) 의 윤활제 저장소 (S2) 는 연통되어 있다. 베어링 공간 (S1) 에는, 그리스 (G) 등의 윤활제가 봉입되고, 윤활제 저장소 (S2) 에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입된다.

Description

베어링 장치 및 주축 장치{BEARING DEVICE AND SPINDLE DEVICE}

본 발명은 베어링 장치 및 주축 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 왁스계 윤활제에 의해 장기간에 걸쳐 안정적으로 윤활 가능한 베어링 장치 및 주축 장치에 관한 것이다.

최근, 공작 기계용 주축 장치의 고속화는 현저하게 발전하고 있으며, 또, 환경 대책·에너지 절약화·자원 절약화의 요망도 강한 점에서, 베어링의 윤활 방법으로서 그리스 윤활이 주목받고 있다. 그리스 윤활로는, 베어링 장착시에 베어링 공간에 봉입 (封入) 된 그리스로 윤활을 실시하는 방식이나, 하우징의 외부에 형성된 그리스 보급 수단으로부터 그리스를 적절한 타이밍에 보급하여 윤활을 실시하는 방식이 알려져 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에 기재된 스핀들 장치에서는, 하우징의 외부에 형성된 그리스 보급 수단으로부터, 그리스 공급관 및 하우징 내에 형성된 그리스 공급 경로를 통해, 구름 베어링의 베어링 공간에 미량의 그리스를 적절한 타이밍에 보급하고 있다. 또, 이 스핀들 장치에서는, 베어링의 유막 (油膜) 을 확보하기 위해, 하우징 내에 냉각 통로를 형성하고, 냉각 수단에 의해 모터 스테이터에 더하여 구름 베어링을 냉각시키는 것이 기재되어 있다.

또, 그리스 윤활되는 종래의 베어링으로는, 그리스 저장 부품을 구름 베어링으로부터 분리한 형태로 형성하고, 고정측 궤도륜에 인접하여 배치하도록 한 그리스 저장 부품 및 구름 베어링이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조). 특허문헌 2 에 기재된 그리스 저장 부품 (100) 은, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 내부가 그리스 저장소 (102) 가 되는 환상의 용기부 (101) 와, 용기부 (101) 로부터 돌출되어 구름 베어링 (110) 의 고정측 궤도륜 (111) 의 궤도면 (111a) 의 근방까지 삽입되는 베어링 내 삽입부 (103) 를 갖는다. 베어링 내 삽입부 (103) 의 선단에는, 기유 (基油) 삼출구 (104) 가 형성되어 있고, 용기부 (101) 에 수용된 그리스 (G) 를, 기유 삼출구 (104) 로부터 구름 베어링 (110) 으로 공급한다.

일본 특허 제4051563호 일본 공개특허공보 2008-240828호

그런데, 그리스에는, 기유, 증주제, 첨가제가 함유되어 있고, 그리스를 외부로부터 보급하는 방식에서는, 조도 (稠度) 의 수치가 작아 비교적 딱딱한 그리스를 사용하거나, 하우징 내의 배관 경로가 긴 경우나 배관 경로가 도중에 굴곡되거나, 직각으로 절곡된 부위가 여러 지점 존재하는 경우 등에서는, 증주제가 고화되면, 경우에 따라서는, 배관 저항에 의해 그리스가 베어링에 잘 토출되지 않게 되는 현상이 발생할 염려가 있었다. 또, 하우징 외부로부터 베어링 내부로 그리스를 공급하기 위한 하우징 내 공급 경로의 형성이나 그리스 보급 장치가 별도로 필요해지는 등, 비용면에서는 불리하였다.

또, 특허문헌 2 에 기재된 그리스 저장 부품 (100) 및 구름 베어링 (110) 은, 구조가 복잡한 복수의 부품의 조합으로 이루어져, 제조 비용이 커지는 요인이 된다. 또, 그리스 (G) 의 공급은, 구름 베어링 (110) 의 운전·정지에 따른 그리스 저장소 (102) 에서의 히트 사이클에 의한 압력 변동을 이용하여, 그리스 (G) 로부터 분리된 기유를 그리스 기유 삼출구 (104) 로부터 공급하고 있다. 이 때문에, 히트 사이클에 의한 압력 변동만으로는, 공작 기계 주축용 베어링과 같이 고속 회전하는 용도 (dmn 50 만 이상, 보다 바람직하게는 dmn 100 만 이상) 에 있어서, 윤활이 부족할 가능성이 있었다.

본 발명은 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 종래의 그리스 대신, 주위 온도에 의해 페이스트상의 반고체 상태와 액체 상태로 변화 가능한 왁스계 윤활제를 봉입하여, 장기간에 걸쳐 안정적인 윤활이 가능한 베어링 장치 및 주축 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 상기 목적은, 하기의 구성에 의해 달성된다.

(1) 외주면에 내륜 궤도면을 갖는 내륜과, 내주면에 외륜 궤도면을 갖는 외륜과, 상기 내륜 궤도면과 상기 외륜 궤도면 사이에 자유롭게 전동 (轉動) 할 수 있게 배치되는 복수의 전동체를 구비하고, 상기 내륜의 외주면 및 상기 외륜의 내주면 사이의 베어링 공간에 윤활제가 봉입되는 구름 베어링과,

상기 구름 베어링에 인접 배치되는 부설 부재

를 구비하는 베어링 장치로서,

상기 부설 부재는, 상기 베어링 공간에 연통하는 윤활제 저장소를 갖고,

상기 윤활제 저장소에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 상기 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 상기 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.

(2) 상기 부설 부재는, 상기 외륜의 축 방향 단면 (端面) 에 맞닿아 배치되는 외륜 스페이서이고,

상기 외륜 스페이서의 내주면에는, 직경 방향 내측으로 연장되는 외륜 스페이서측 플랜지부와, 외륜 스페이서측 플랜지부의 내주부로부터 축 방향 단부를 향하여 연장되는 원통부를 구비하고,

상기 윤활제 저장소는, 상기 외륜 스페이서의 내주면, 상기 외륜 스페이서측 플랜지부의 축 방향 단면, 및 상기 원통부의 외주면에 의해 구획되는 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 베어링 장치.

(3) 상기 부설 부재는, 상기 외륜의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되어 상기 외륜을 축 방향으로 고정시키는 외륜 누름이고,

상기 윤활제 저장소는, 상기 외륜 누름의 외륜측 축 방향 단면에 형성된 오목홈인 것을 특징으로 하는 (1) 에 기재된 베어링 장치.

(4) 외주면에 내륜 궤도면을 갖는 내륜과, 내주면에 외륜 궤도면을 갖는 외륜과, 상기 내륜 궤도면과 상기 외륜 궤도면 사이에 자유롭게 전동할 수 있게 배치되는 복수의 전동체를 구비하고, 상기 내륜의 외주면 및 상기 외륜의 내주면 사이의 베어링 공간에 윤활제가 봉입되는 구름 베어링과,

상기 외륜의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 외륜 스페이서와,

상기 외륜 스페이서에 대향하고, 또한 상기 내륜의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 내륜 스페이서

를 구비하는 베어링 장치로서,

상기 내륜 스페이서의 상기 베어링 부근의 외주면에는, 직경 방향 외측으로 연장되는 내륜 스페이서측 플랜지부가 형성되고,

상기 외륜 스페이서의 내주면, 상기 내륜 스페이서측 플랜지부의 축 방향 단면, 및 상기 내륜 스페이서의 외주면에 의해 윤활제 저장소가 구획되고, 또한

상기 내륜 스페이서측 플랜지부의 외주면과 상기 외륜 스페이서의 내주면 사이에는, 상기 윤활제 저장소와 상기 베어링 공간을 연통하는 대경 래버린스가 형성되고,

(5) 상기 외륜 스페이서의 내주면에는, 상기 내륜 스페이서측 플랜지부에 대해 상기 베어링과 반대측에, 직경 방향 내측으로 연장되는 외륜 스페이서측 플랜지부가 추가로 형성되고,

상기 윤활제 저장소는, 상기 내륜 스페이서측 플랜지부의 외주면과 상기 외륜 스페이서의 내주면 사이에 형성되는 상기 대경 래버린스와, 상기 외륜 스페이서측 플랜지부의 내주면과 상기 내륜 스페이서의 외주면 사이에 형성되는 소경 래버린스 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 (4) 에 기재된 베어링 장치.

(6) 상기 외륜 스페이서에는, 상기 윤활제 저장소와 외부를 연통하여 공기를 보급하기 위한 통기공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 (4) 또는 (5) 중 어느 하나에 기재된 베어링 장치.

(7) 외주면에 내륜 궤도면을 갖는 내륜과, 내주면에 외륜 궤도면을 갖는 외륜과, 상기 내륜 궤도면과 상기 외륜 궤도면 사이에 자유롭게 전동할 수 있게 배치되는 복수의 전동체를 구비하고, 상기 내륜의 외주면 및 상기 외륜의 내주면 사이의 베어링 공간에 윤활제가 봉입되는 구름 베어링과,

를 구비하는 베어링 장치로서,

상기 외륜 스페이서의 내주면과 상기 내륜 스페이서의 외주면 사이에는, 윤활제 저장소가 구획되고,

상기 외륜 스페이서의 내주면과 상기 내륜 스페이서의 외주면은, 서로 대향하고, 상기 윤활제 저장소로부터 상기 베어링 공간으로 연통하는 래버린스를 형성하도록, 상기 베어링을 향하여 대경이 되는 테이퍼면을 갖고,

(8) 상기 구름 베어링은, 1 쌍의 구름 베어링을 포함하고,

상기 내륜 스페이서는, 상기 각 내륜의 축 방향 단면에 각각 맞닿아 배치되는 1 쌍의 내륜 스페이서를 포함하고,

상기 외륜 스페이서의 내주면과 상기 1 쌍의 내륜 스페이서의 외주면 사이에는 윤활제 저장소가 구획되고,

상기 외륜 스페이서의 내주면과 상기 1 쌍의 내륜 스페이서의 외주면은, 서로 대향하고, 상기 윤활제 저장소로부터 상기 베어링 공간으로 연통하는 1 쌍의 래버린스를 형성하도록, 상기 베어링을 향하여 대경이 되는 테이퍼면을 각각 갖는 것을 특징으로 하는 (7) 에 기재된 베어링 장치.

(9) 상기 1 쌍의 내륜 스페이서는, 축 방향 내측면을 상기 테이퍼면으로 하여, 직경 방향 외측으로 연장되는 내륜 스페이서측 플랜지부를 각각 갖고,

상기 외륜 스페이서의 내주면에는, 상기 윤활제 저장소를 구성하는 환상의 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 (8) 에 기재된 베어링 장치.

(10) 상기 구름 베어링은 앵귤러 볼 베어링이고,

상기 외륜 스페이서는, 상기 외륜의 반 (反) 카운터 보어측의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 것을 특징으로 하는 (2) 및 (4) ∼ (9) 중 어느 하나에 기재된 베어링 장치.

(11) 상기 왁스계 윤활제는, 상기 액상화점을 경계로 하여, 상기 액상 상태와 상기 반고체 상태의 사이를 가역 변화 가능한 것을 특징으로 하는 (1) ∼ (10) 중 어느 하나에 기재된 베어링 장치.

(12) 상기 베어링 공간에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 상기 베어링 장치의 운전시에 상정되는 상기 구름 베어링의 최고 온도보다 높은 액상화점을 갖고, 상기 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 상기 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입되는 것을 특징으로 하는 (1) ∼ (11) 중 어느 하나에 기재된 베어링 장치.

(13) 상기 베어링 공간에는 그리스가 봉입되고, 상기 그리스는, 상기 왁스계 윤활제와 친화성 및 침윤성을 갖는 기유를 함유하여 구성되는 것을 특징으로 하는 (1) ∼ (11) 중 어느 하나에 기재된 베어링 장치.

(14) 외주면에 내륜 궤도면을 갖는 내륜과, 내주면에 외륜 궤도면을 갖는 외륜과, 상기 내륜 궤도면과 상기 외륜 궤도면 사이에 자유롭게 전동할 수 있게 배치되는 복수의 전동체를 구비하고, 상기 내륜의 외주면 및 상기 외륜의 내주면 사이의 베어링 공간에 윤활제가 봉입되는 구름 베어링과,

상기 외륜이 내측으로부터 끼워져 고정되는 하우징

을 구비하고, 상기 구름 베어링을 개재하여 주축을 상기 하우징에 대해 자유롭게 회전할 수 있도록 지승 (支承) 하는 주축 장치로서,

상기 하우징의 내주면에는, 상기 베어링 공간에 연통하고, 원주 방향을 따라 형성되는 원주 방향 홈이 형성되고,

상기 원주 방향 홈에는, 윤활제와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 상기 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 상기 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입되는 것을 특징으로 하는 주축 장치.

(15) 상기 외륜의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 외륜 스페이서를 추가로 구비하고,

상기 외륜의 축 방향 단면, 또는 상기 외륜 스페이서의 축 방향 단면에는, 상기 원주 방향 홈과 상기 베어링 공간을 연통하는 직경 방향을 따른 절결이 형성되는 것을 특징으로 하는 (14) 에 기재된 주축 장치.

(16) 상기 구름 베어링은 앵귤러 볼 베어링이고,

상기 외륜 스페이서는, 상기 외륜의 반카운터 보어측의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 것을 특징으로 하는 (15) 에 기재된 주축 장치.

(17) 상기 왁스계 윤활제는, 상기 액상화점을 경계로 하여, 상기 액상 상태와 상기 반고체 상태의 사이를 가역 변화 가능한 것을 특징으로 하는 (14) ∼ (16) 중 어느 하나에 기재된 베어링 장치.

(18) 상기 베어링 공간에는, 윤활제와 왁스를 함유하고, 상기 주축 장치의 운전시에 상정되는 상기 구름 베어링의 최고 온도보다 높은 액상화점을 갖고, 상기 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 상기 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입되는 것을 특징으로 하는 (14) ∼ (17) 중 어느 하나에 기재된 주축 장치.

(19) 상기 베어링 공간에는 그리스가 봉입되고,

상기 그리스는, 상기 왁스계 윤활제와 친화성 및 침윤성을 갖는 기유를 함유하여 구성되는 것을 특징으로 하는 (14) ∼ (17) 중 어느 하나에 기재된 주축 장치.

또한, 청구항에 기재된 「왁스계 윤활제」 란, 윤활유와 왁스를 함유하는 윤활제를 말하고, 또, 「액상화점」 이란, 왁스계 윤활제 (W) 가 반고체 상태로부터 액체 상태로, 혹은 액체 상태로부터 반고체 상태로 변화할 때의 온도를 말한다. 또, 「액상화점」 은, 예를 들어 일본의 위험물의 규제에 관한 규칙, 제 12 장 잡칙 제 69 조의 2 (액상의 정의) 에 따르고 있다.

본 발명의 베어링 장치에 의하면, 구름 베어링의 내륜과 외륜 사이에 형성된 베어링 공간과, 구름 베어링에 인접 배치되는 부설 부재의 윤활제 저장소는 연통되어 있다. 베어링 공간에는, 그리스 등의 윤활제가 봉입되고, 윤활제 저장소에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입된다. 이로써, 구름 베어링의 부하에 따라 변화하는 베어링 온도에 기초하여 왁스계 윤활제가 액상화되어 베어링 공간으로 이동하므로, 최적량의 윤활유에 의해 구름 베어링을 윤활시킬 수 있어, 구름 베어링의 윤활 수명을 비약적으로 늘릴 수 있다.

또, 본 발명의 베어링 장치에 의하면, 내륜 스페이서의 베어링 부근의 외주면에는, 직경 방향 외측으로 연장되는 내륜 스페이서측 플랜지부가 형성되고, 외륜 스페이서의 내주면, 내륜 스페이서측 플랜지부의 축 방향 단면, 및 내륜 스페이서의 외주면에 의해 윤활제 저장소가 구획된다. 내륜 스페이서측 플랜지부의 외주면과 외륜 스페이서의 내주면 사이에 형성된 대경 래버린스는, 윤활제 저장소와 구름 베어링의 베어링 공간을 연통하고, 윤활제 저장소에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입된다. 이로써, 구름 베어링의 부하에 따라 변화하는 베어링 온도에 기초하여 윤활제 저장소의 왁스계 윤활제가 액상화되어 베어링 공간으로 이동하므로, 최적량의 윤활유에 의해 구름 베어링을 윤활시킬 수 있어, 구름 베어링의 윤활 수명을 비약적으로 늘릴 수 있다.

또한 본 발명의 베어링 장치에 의하면, 외륜 스페이서의 내주면과 내륜 스페이서의 외주면 사이에는, 윤활제 저장소가 구획되고, 외륜 스페이서의 내주면과 내륜 스페이서의 외주면은, 서로 대향하고, 윤활제 저장소로부터 베어링 공간으로 연통하는 래버린스를 형성하도록, 베어링을 향하여 대경이 되는 테이퍼면을 갖는다. 윤활제 저장소에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입된다. 이로써, 구름 베어링의 부하에 따라 변화하는 베어링 온도에 기초하여 윤활제 저장소의 왁스계 윤활제가 액상화되어 베어링 공간으로 이동하므로, 최적량의 윤활유에 의해 구름 베어링을 윤활시킬 수 있어, 구름 베어링의 윤활 수명을 비약적으로 늘릴 수 있다.

또한, 본 발명의 주축 장치에 의하면, 구름 베어링의 내륜의 외주면 및 외륜의 내주면 사이의 베어링 공간에 윤활제가 봉입된다. 또, 외륜이 내측으로부터 끼워져 고정되는 하우징의 내주면에는, 원주 방향을 따라 형성되는 원주 방향 홈이 형성되어 베어링 공간에 연통된다. 원주 방향 홈에는, 윤활제와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입된다. 이로써, 원주 방향 홈에 의해, 봉입되는 왁스계 윤활제의 저유량 (貯油量) 을 증량시킬 수 있다. 또, 구름 베어링의 부하에 따라 변화하는 베어링 온도에 기초하여 원주 방향 홈의 왁스계 윤활제가 액상화되어 베어링 공간으로 이동하므로, 최적량의 윤활유에 의해 구름 베어링을 윤활시킬 수 있어, 주축 장치의 윤활 수명을 비약적으로 늘릴 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 베어링 장치가 장착된 주축 장치의 주요부 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 베어링 장치의 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 베어링 장치의 단면도이다.
도 4 는, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 베어링 장치가 장착된 주축 장치의 주요부 단면도이다.
도 5 는, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 베어링 장치의 단면도이다.
도 6 은, 본 발명의 제 3 실시형태의 변형예에 관련된 베어링 장치의 단면도이다.
도 7 은, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 베어링 장치의 단면도이다.
도 8 은, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 베어링 장치가 장착된 주축 장치의 주요부 단면도이다.
도 9 는, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 베어링 장치의 단면도이다.
도 10 은, 본 발명의 제 6 실시형태에 관련된 베어링 장치의 단면도이다.
도 11 은, 본 발명의 제 7 실시형태에 관련된 주축 장치의 주요부 단면도이다.
도 12 는, 도 11 에 나타내는 주축 장치에 조립되는 제 7 실시형태의 베어링 장치의 확대 단면도이다.
도 13 은, 도 12 의 XIII-XIII 선 단면도이다.
도 14 는, 본 발명의 제 8 실시형태에 관련된 주축 장치의 도 12 에 대응하는 확대 단면도이다.
도 15 는, 액상화점을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 은, 종래의 베어링 장치의 단면도이다.

이하, 본 발명의 각 실시형태에 관련된 베어링 장치 및 주축 장치에 대해, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

(제 1 실시형태)

먼저, 도 1 및 도 2 를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 베어링 장치에 대해 설명한다.

도 1 은, 본 실시형태의 베어링 장치 (10) 가 장착된 공작 기계용 주축 장치 (40) 의 주요부 단면도이다. 주축 장치 (40) 에서는, 주축 (32) 의 전단부를 지지하는 1 쌍의 앵귤러 볼 베어링 (11) 과, 주축 (32) 의 후단부를 지지하는 구름 베어링 (도시 생략) 에 의해, 주축 (32) 이 자유롭게 회전할 수 있도록 지승되어 있다. 주축 (32) 의 선단 (공구측) 에는, 도시 생략된 절삭구 (刃具) 홀더를 장착하기 위한 테이퍼공 (32a) 이 형성되어 있다. 주축 (32) 의 축 방향 중앙에는, 로터 (41) 가 외측으로부터 끼워져 고정되어 있다. 로터 (41) 의 주위에 배치되는 스테이터 (42) 는, 냉각 재킷 (44) 을 개재하여 하우징 (30) 에 고정되어 있고, 스테이터 (42) 에 전력을 공급함으로써, 로터 (41) 에 회전력을 발생시켜 주축 (32) 을 회전시킨다.

도 2 에도 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 앵귤러 볼 베어링 (11) 은, 외주면에 내륜 궤도면 (14a) 을 갖는 내륜 (14) 과, 내주면에 외륜 궤도면 (15a) 을 갖는 외륜 (15) 과, 유지기 (17) 에 유지되고, 소정의 접촉각 (α) 을 가지고 내륜 궤도면 (14a) 과 외륜 궤도면 (15a) 사이에 자유롭게 전동할 수 있게 배치된 복수의 볼 (16) 을 각각 구비하고, 배면 조합으로 배치되어 있다. 외륜 (15) 의 축 방향 외측의 내주면에는, 카운터 보어 (15b) 가 형성되어 있다.

1 쌍의 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 내륜 (14) 은, 주축 (32) 에 외측으로부터 끼워짐과 함께, 주축 (32) 의 선단측 대경 단부 (段部) (32b) 에 대해, 1 쌍의 내륜 (14) 사이에 배치한 내륜 스페이서 (13), 및 위치 결정 슬리브 (13A, 13B) 를 사용하여 위치 결정되고, 내륜 고정 너트 (33) 에 의해 주축 (32) 에 조여 고정되어 있다. 또, 1 쌍의 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 외륜 (15) 은, 하우징 (30) 의 장착공 (31) 에 내측으로부터 끼워짐과 함께, 하우징 (30) 의 내향 단부 (30a) 에 대해, 1 쌍의 외륜 (15) 사이에 배치한 외륜 스페이서 (12), 및 위치 결정 슬리브 (12A) 를 사용하여 위치 결정되고, 외륜 누름 (34) 에 의해 하우징 (30) 내에 위치 결정 고정되어 있다.

또한, 1 쌍의 앵귤러 볼 베어링 (11, 11) 과, 1 쌍의 앵귤러 볼 베어링 (11, 11) 사이에 배치되는 외륜 스페이서 (12) 및 내륜 스페이서 (13) 는, 본 실시형태의 베어링 장치 (10) 를 구성한다.

하우징 (30) 및 냉각 재킷 (44) 에는, 1 쌍의 앵귤러 볼 베어링 (11), 및 스테이터 (42) 에 대응하는 외주부에, 앵귤러 볼 베어링 (11) 및 스테이터 (42) 를 냉각시키기 위한 냉매 공급로 (43a, 43b) 가 형성되어 있다. 1 쌍의 앵귤러 볼 베어링 (11) 및 스테이터 (42) 는, 도시 생략된 냉매 공급 장치로부터 냉매 공급로 (43a, 43b) 로 공급되는 냉매에 의해 각각 냉각되어 온도 제어되고 있다.

외륜 스페이서 (12) 는, 각 외륜 (15) 의 반카운터 보어측의 축 방향 단면 (15c) 에 맞닿아 배치 형성되어 있다. 외륜 스페이서 (12) 는, 그 내주면의 축 방향 중간부에 있어서, 직경 방향 내측으로 연장되는 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 와, 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 의 내주부로부터 축 방향 양단부를 향하여 연장되는 원통부 (12e) 를 구비한다. 그리고, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면, 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 의 축 방향 단면, 및 원통부 (12e) 의 외주면에 의해 1 쌍의 윤활제 저장소 (S2) 가 각각 구획된다. 1 쌍의 윤활제 저장소 (S2) 는, 각각 각 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 베어링 공간 (S1) 에 연통되고, 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되어 있다. 왁스계 윤활제 (W) 에 대해서는, 이후에 상세히 서술한다. 또, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면의 내경은, 외륜 (15) 의 내경과 대략 동일해지도록 형성되어 있다.

내륜 스페이서 (13) 는, 외주면이 원통면에 의해 구성되고, 외륜 스페이서 (12) 에 대향하여, 각 내륜 (14) 의 축 방향 단면 (14b) 에 맞닿아 있다.

여기서, 베어링 장치 (10) 가 하우징 (30) 에 장착될 때, 앵귤러 볼 베어링 (11) 에서는, 내륜 (14) 의 외주면 및 외륜 (15) 의 내주면 사이의 베어링 공간 (S1) 에 적당량의 그리스 (G) 가 봉입되어 있지만, 본 실시형태에서는 추가로, 윤활제 저장소 (S2) 에 적당량의 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되어 있다.

베어링 공간 (S1) 에 봉입되는 그리스 (G) 로는, 통상적인 그리스가 적용 가능하지만, 왁스계 윤활제 (W) 와 친화성 및 침윤성을 갖는 그리스, 예를 들어, 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유와 동일 성분의 기유를 함유하여 구성되는 것이 바람직하다. 베어링 공간 (S1) 에 봉입되는 그리스 (G) 의 양은, 회전에 따른 점성 저항에 의한 승온과, 그리스 수명의 밸런스에서, 베어링 공간 (S1) 의 공간 용적의 10 ∼ 20 ％ 로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 길들임 운전 시간을 짧게 할 수 있어, 베어링 교환 후의 생산 라인 복귀 시간을 단축시킬 수 있다.

윤활제 저장소 (S2) 에 봉입되는 왁스계 윤활제 (W) 는, 윤활유와 왁스를 기본 성분으로 하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 것이면 된다. 또, 바람직하게는, 왁스계 윤활제 (W) 는, 액상화점을 경계로 하여, 액체 상태와 반고화 상태의 사이를 가역적으로 변화하도록 조정된다.

왁스는, 그 융점보다 저온에서는 고화 혹은 반고체화되어 있고, 융점 이상에서는 액상이 되어, 유동성을 갖는다. 이와 같이, 왁스 단체이면, 왁스의 융점 부근의 온도를 경계로 하여, 전체적으로 반고체 상태와 액상 상태로 가역 변화한다. 이에 대해, 본 실시형태의 왁스계 윤활제 (W) 는, 윤활유 (액체) 와 왁스 (반고체) 의 혼합체 (왁스 (용질) 에 윤활유 (희박액 (稀薄液)) 를 첨가한 희박 용액에 상당) 이다. 그 때문에, 왁스계 윤활제 (W) 는, 왁스의 융점보다 낮은 온도에서, 반고체 상태로부터 액상 상태로 변화한다.

반고체 상태로부터 액상 상태로 변화하는 온도인 액상화점은, 함유되는 왁스의 융점, 및 왁스와 윤활유의 혼합 비율과 밀접한 관계가 있다. 즉, 「왁스의 융점 > 액상화점」 이 되므로, 함유되는 왁스와 윤활유의 혼합 비율로 액상화점을 왁스의 융점 이하의 소정의 온도로 제어할 수 있다. 구체적으로는, 윤활유 및 왁스의 종류, 그리고 양자의 혼합 비율에 의해, 액상화점과 왁스의 융점의 온도차를 약 10 ∼ 30 ℃ 로 할 수 있다. 또, 왁스계 윤활제 (W) 는, 함유되는 왁스의 종류 및 윤활유의 혼합 비율 등을 조정함으로써, 온도에 따라 액상 상태와 반고체 상태로 가역적으로 변화하는 것으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 액상 및 액상화점은, 도 15 및 하기에 나타내는 바와 같이 하여 확인한다. 이 방법은, 일본의 위험물의 규제에 관한 규칙, 제 12 장 잡칙 제 69 조의 2 (액상의 정의) 에 따른 방법이다.

(1) 시험 물품 (왁스계 윤활제) 을 2 개의 시험관 (직경 30 ㎜, 높이 120 ㎜) 의 A 선 (높이 55 ㎜) 까지 넣는다.

(2) 일방의 시험관 (액상 판단용 시험관) 을 공혈 (孔穴) 이 없는 고무 마개로 밀전한다.

(3) 타방의 시험관 (온도 측정용 시험관) 을 온도계를 부착한 고무 마개로 밀전한다. 또한, 온도계는, 그 선단이 시험 물품의 표면으로부터 30 ㎜ 의 깊이가 되도록 삽입하고, 시험관에 대해 직립시킨다.

(4) 2 개의 시험관을, 액상 확인 온도 ± 0.1 ℃ 로 유지된 항온조 중에, B 선 (시험 물품의 표면보다 30 ㎜ 상방) 이 항온조의 수면하에 잠기도록 직립시켜 가만히 정지시킨다.

(5) 온도 측정용 시험관 중의 시험 물품의 온도가 액상 확인 온도 ± 0.1 ℃ 가 된 후에, 10 분간 그대로의 상태를 유지한다.

(6) 액상 판단 시험관을 항온 수조로부터 수평한 대 (臺) 위에 직립시킨 채로 취출하고, 즉시 대 위에 수평으로 쓰러뜨려, 시험 물품의 선단이 B 선에 도달할 때까지의 시간을 계측한다.

(7) 시험 물품이 B 선에 이를 때까지의 시간이 90 초 이내일 때, 시험 물품이 「액상」 인 것으로 판단한다.

(8) 그리고, 항온 수조의 온도를 여러 가지 변경하여 (1) ∼ (7) 을 실시하고, 액상이 된 온도를 「액상화점」 으로 한다.

또한, 액상화점이란, 물의 응고점 (0°／순수, 대기압하) 과 같은 정점 온도가 아니라, 어느 특정 온도에 대해 대략 ±2 ℃ 정도의 범위에서 정의, 수치화된다.

혹은, 콘플레이트형 점도계 (E 형 점도계) 를 사용하여, 온도를 서서히 높여가, 점도 변화가 일정해진 온도가 액상화점 근방에 나타나기 때문에, 이 온도를 액상화점으로 간주할 수도 있다.

왁스계 윤활제 (W) 에 적용되는 윤활유로는, 합성유, 광물유의 종류에 상관없이, 단독, 혼합의 구별에 상관없이, 모든 윤활유가 사용 가능하다. 합성유로는, 에스테르계, 탄화수소계, 에테르계 등 모두 사용할 수 있다. 또, 광물유로는, 파라핀계 광유, 나프텐계 광유 등 모두 사용할 수 있다.

윤활유의 점도는, 일반적인 범위에서 상관없지만, 베어링의 윤활성을 고려하면 40 ℃ 의 동점도가 5 ∼ 200 ㎟/s 인 것이 바람직하다. 또, 윤활유의 동점도는 베어링의 용도에 따라 설정되고, 예를 들어, 공작 기계 주축용 구름 베어링 등과 같이, 저온도 상승 특성과 내시이징성을 양립시키고 싶은 경우에는, 10 ∼ 130 ㎟/s (40 ℃) 인 것이 보다 바람직하다.

한편, 왁스는, 상온에서 고체 또는 반고체상이고, 알킬기를 갖는 유기물이다. 본 실시형태의 왁스로는, 천연 왁스, 합성 왁스의 종류에 상관없이, 단독·혼합의 구별에 상관없이, 모든 왁스가 사용 가능하다. 단, 베어링 내부에서 윤활유와의 혼합물이 되기 때문에, 윤활유와의 상용성 (相溶性) 이 높은 것이 바람직하다. 천연 왁스로는, 동·식물 왁스, 광물 왁스, 석유 왁스 모두 사용할 수 있다. 합성 왁스로는 피셔 트롭쉬 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 유지계 합성 왁스 (에스테르, 케톤류, 아미드), 수소화 왁스 등을 들 수 있다.

바람직한 윤활유와 왁스의 조합의 일례로는, 상용성의 관점에서, 윤활유에 에스테르유를 사용한 경우, 왁스에는 마이크로크리스탈린 왁스를 사용할 수 있다.

또, 윤활유와 왁스의 혼합 비율은, 양자의 합계량에 대하여 왁스가 10 ∼ 40 질량％ 이고, 윤활유가 90 ∼ 60 질량％ 인 것이 바람직하다. 왁스의 비율이 커질수록 왁스계 윤활제가 반고체상일 때의 유동성이 나빠지고, 40 질량％ 를 초과하면 윤활제 공급 장치로부터의 토출성이나, 공급관에서의 수송성이 나빠진다. 특히 유동성을 중시하는 경우에는, 왁스의 혼합 비율을 10 질량％ 이상 20 질량％ 미만으로 하고, 윤활유의 혼합 비율을 90 질량％ 이하 80 질량％ 초과로 하는 것이 바람직하다. 또한, 왁스는, 윤활유나 그리스의 유성 향상제로서 첨가되는 경우도 있지만, 본 실시형태의 왁스계 윤활제에서는, 상기와 같이 왁스의 첨가량을 일반적인 첨가제량보다 많게 함으로써, 그리스와 동등한 반고체상의 성질 (증주제로서의 기능) 을 유지한다.

또한, 왁스계 윤활제 (W) 에는, 목적에 따라 여러 가지 첨가제를 첨가할 수 있다. 예를 들어, 모두 공지된 산화 방지제나 방청제, 극압제 등을 적당량 첨가할 수 있다.

왁스계 윤활제 (W) 를 조제하기 위해서는, 왁스를 융점 이상의 온도로 가열하여 액상으로 하고, 거기에 윤활유 또는 첨가제를 첨가한 윤활유를 첨가하여 충분히 혼합한 후, 왁스의 융점 미만의 온도 (통상은 액상화점 이하 정도) 로 냉각시키면 된다. 혹은, 윤활유 또는 첨가제를 첨가한 윤활유와, 고형의 왁스를 적당한 용기에 넣고, 전체를 왁스의 융점 이상의 온도까지 가열하여 혼합한 후, 액상화점 이하의 온도까지 냉각시켜도 된다.

또, 왁스계 윤활제 (W) 는, 그리스 (G) 와 같이 증주제를 함유하지 않고, 일정한 압력이 가해져도 고화되지 않는 특장을 가지고 있다.

또, 액상화점은, 기본적으로는 베어링 주위의 환경 온도나 베어링의 운전 온도를 감안하여, 일반적으로는, 10 ∼ 70 ℃ 가 적정하지만, 적용 용도가 공작 기계용 구름 베어링 (공작 기계 주축용 구름 베어링이나 볼 나사 축단 (軸端) 서포트용 구름 베어링 등) 인 경우, 이하에 서술하는 이유에서, 30 ∼ 70 ℃ 가 바람직하고, 40 ∼ 70 ℃ 가 보다 바람직하다.

공작 기계가 사용되는 주위 환경 조건은, 주변 온도의 변화에 따른 부재의 열변위를 최소한으로 억제하고, 피가공 부품의 가공 정밀도를 확보하기 위해, 주위 환경은 20 ∼ 25 ℃ 정도로 공조 (空調) 관리되어 있는 경우가 많다. 따라서, 액상화점의 하한을 30 ℃ 로 설정하면, 정지 상태에서는, 액상화점 이하이므로, 왁스계 윤활제 (W) 는 액상화되지 않고, 베어링 내부나 저유 부분에 유지된다. 그리고, 왁스계 윤활제 (W) 가 저유된 베어링이나 스핀들을, 정지 혹은 정지 상태인 채로 재고 보관해 두어도, 액상화되는 일 없이 베어링 내부 및 주변부에 유지되므로, 통상적인 그리스와 동일하게, 장기에 걸쳐 윤활 기능이 저해되지 않는다. 따라서, 액상화점을 30 ∼ 70 ℃ 로 하는 것이 바람직하다.

또, 주축 장치 (40) 내에서는, 앵귤러 볼 베어링 (11) 은, 회전수가 증가할수록 베어링 내부 온도가 상승하므로, 적정한 윤활 상태를 유지하기 위해, 보다 많은 윤활유를 구름 접촉면에 공급할 필요가 있다. 통상적인 회전 조건 (저속 ∼ 중속 회전역) 에서의 연속 운전이나, 저속 회전과 최고속 회전을 교대로 반복하는 운전 조건의 경우, 베어링 온도는 대개 40 ℃ 이하이고, 윤활유량은 베어링 공간 (S1) 내의 구름 접촉면 근방의 윤활제이면 충분하다.

그러나, 최고 회전에서의 연속 가공의 경우, 혹은 회전수는 낮아도 중절삭 가공을 연속해서 실시하는 경우, 베어링 온도가 40 ℃ 를 상회하는 경우가 있으며, 이 경우, 베어링 공간 (S1) 내의 윤활제만으로는 구름 접촉면의 윤활유가 부족할 우려가 있다. 이 때문에, 액상화점의 하한을 40 ℃ 로 설정함으로써, 이 때에, 윤활제 저장소 (S2) 의 왁스계 윤활제 (W) 가 액상화되어, 구름 접촉면에 부족한 윤활유를 보충할 수 있어, 갑작스러운 시이징 등의 문제를 미연에 방지할 수 있다. 이로써, 저속 ∼ 중속 회전역에서는, 잉여의 윤활제를 소비하지 않고, 윤활 수명을 보다 향상시킬 수 있다. 따라서, 액상화점을 40 ∼ 70 ℃ 로 하는 것이 보다 바람직하다.

예를 들어, 47 ℃ 의 액상화점을 갖는 왁스계 윤활제 (W) 로는, 디에스테르유 (디옥틸세바케이트) 가 78.5 질량％, 마이크로크리스탈린 왁스 (융점 82 ℃) 가 15 질량％, 산화 방지제, 극압제, 기타를 함유하는 첨가제가 6.5 질량％ 로 이루어지는 것을 들 수 있다.

또, 38 ℃ 의 액상화점을 갖는 다른 왁스계 윤활제로는, 디에스테르유 (디옥틸세바케이트) 가 83 질량％, 마이크로크리스탈린 왁스 (융점 72 ℃) 가 10.5 질량％, 산화 방지제, 극압제, 기타를 함유하는 첨가제가 6.5 질량％ 로 이루어지는 것을 들 수 있다.

이로써, 왁스계 윤활제 (W) 는, 주축 운전 전 또는 운전 초기에서는, 윤활제 저장소 (S2) 내에서 페이스트상의 반고체 상태에 있지만, 주축 운전에 의해 베어링 내부가 서서히 고온이 되면 (액상화점 이상이 된다), 베어링 근방에서 베어링 공간 (S1) 과 연통하는 왁스계 윤활제 (W) 의 일부가 액체의 오일로 변화되고, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 베어링 공간 (S1) 내로 서서히 이동하여, 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 윤활시킨다. 그리고, 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 윤활시킨 후, 앵귤러 볼 베어링 (11) 으로부터 배출되어 온도가 저하되면 다시 반고체의 페이스트상으로 변화한다.

상기 서술한 바와 같이, 왁스계 윤활제 (W) 의 액상화점은, 왁스계 윤활제 (W) 의 성분을 조정함으로써, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 운전 조건, 즉, 적용하는 회전 기계의 사용 실적, 검증 실험·내구성 평가 시험 등에 의한 베어링 온도에 맞춰, 10 ∼ 70 ℃ 의 범위 내에서 임의의 온도로 설정할 수 있다. 예를 들어, 마이크로크리스탈린 왁스는, 융점이 67 ∼ 98 ℃ 이지만, 윤활유와 상기 혼합 비율로 혼합한 왁스계 윤활제는, 액상화점을 35 ∼ 50 ℃ 로 설정할 수 있다. 또, 파라핀 왁스는, 융점이 47 ∼ 69 ℃ 이지만, 윤활유와 상기 혼합 비율로 혼합한 왁스계 윤활제는, 액상화점을 20 ∼ 35 ℃ 로 설정할 수 있다. 이로써, 최적량의 왁스계 윤활제 (W) 를 연속적으로 앵귤러 볼 베어링 (11) 내부에 공급하는 것이 가능해진다.

또, 주축 장치 (40) 에서는, 냉매 공급로 (43a) 에 공급되는 냉매에 의해 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 냉각시켜 가공 정밀도 향상을 도모하고 있다. 이 경우, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 운전 온도 (운전 조건) 가 상이한 경우에도, 베어링 내부 및 베어링 근방부를 제외한 주축 장치 (40) 의 온도가 액상화점 이하가 되도록 냉매를 온도 컨트롤하고 있다. 따라서, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 운전 온도에 따라, 냉매의 온도를 컨트롤함으로써, 왁스계 윤활제 (W) 를 변경하는 일 없이, 적당량의 왁스계 윤활제 (W) 를 액체상의 오일로 변화시켜 앵귤러 볼 베어링 (11) 에 공급할 수 있다.

또한, 앵귤러 볼 베어링 (11) 에서는 접촉각선을 적도 (赤道) 로 하여 볼이 회전하는 결과, 볼이 펌프 효과를 발휘하여, 윤활제가 봉입되어 있는 공간에 기류가 발생한다. 그 때문에, 유동성이 양호한 왁스계 윤활제 (W) 를 사용함으로써, 베어링 내에서의 윤활제의 체류를 방지할 수 있어, 베어링의 온도 상승을 방지하는 효과를 발휘한다.

다음으로, 본 실시형태의 베어링 장치 (10) 의 작용에 대해 설명한다.

베어링 장치 (10) 의 베어링 공간 (S1) 에는, 적당량의 그리스 (G) 가 봉입되고, 윤활제 저장소 (S2) 에는, 적당량의 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되어 있다. 그리스 (G) 는, 전술한 바와 같이, 왁스계 윤활제 (W) 와 동일 성분의 기유를 함유하고, 왁스계 윤활제 (W) 와의 친화성 및 침윤성을 가지고 있다. 또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 앵귤러 볼 베어링 (11) 및 그 주위는, 도시 생략된 냉매 공급 장치로부터 공급되어 냉매 공급로 (43a) 내를 흐르는 냉매에 의해 온도 제어되고 있다.

앵귤러 볼 베어링 (11) 의 내부 온도가 비교적 낮은, 주축 장치 (40) 의 운전 초기에 있어서는, 앵귤러 볼 베어링 (11) 은, 베어링 공간 (S1) 에 봉입되어 있는 그리스 (G) 에 의해 윤활된다.

그리스 (G) 의 기유는, 섬유 구조의 증주제에 의해 유지되어 있고, 증주제의 섬유 사이를 모세관 현상에 의해 이동한다. 또, 공작 기계의 주축 장치와 같이 고속 회전하는 경우, 베어링 주변부의 온도가 상승함으로써 근방의 그리스 (G) 의 온도도 상승하여 액상화되기 때문에, 기유의 유동이 용이해져, 고속 회전에서의 그리스 수명이 연장된다.

베어링 장치 (10) 의 운전에 수반하여 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 내부 온도가 서서히 상승하면, 외륜 스페이서 (12) 및 내륜 스페이서 (13) 로부터 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 향하여 점차 온도가 높아지는 온도 구배가 생긴다. 그리고, 윤활제 저장소 (S2) 내의 왁스계 윤활제 (W) 중, 앵귤러 볼 베어링 (11) 근방측에서 베어링 공간 (S1) 내의 그리스 (G) 와 연통하는 부분이, 액상화점, 예를 들어 47 ℃ 에 이르면, 왁스계 윤활제 (W) 의 액상화가 시작되어, 서서히 기유가 앵귤러 볼 베어링 (11) 측에 공급된다.

또한, 외륜 (15) 에 카운터 보어 (15b) 를 갖는 앵귤러 볼 베어링 (11) 에서는, 카운터 보어 (15b) 를 향하여 공기를 흡입하는 현상 (소위, 펌프 작용) 이 발생한다 (화살표 B 참조). 따라서, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 펌프 작용에 의해, 공기류가 흘러, 윤활제 저장소 (S2) 내에서 액상화된 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유가 베어링 공간 (S1) 으로 이동한다. 이로써, 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유도 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 윤활에 제공된다.

베어링 공간 (S1) 내의 그리스 (G) 는, 액상화되는 일이 없기 때문에, 통상적인 그리스 윤활에서의 그리스 수명을 유지할 수 있다. 그러나, 그리스 (G) 는 유동성이 부족하기 때문에, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 윤활에 기여하는 그리스 (G) 는, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 최근방의 그리스 (G) 내의 기유 성분에 한정된다. 이에 대해, 본 실시형태의 왁스계 윤활제 (W) 를 사용하면, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 발열, 온도 상승에 의해, 왁스계 윤활제 (W) 가 반고체로부터 액체로 변화하므로, 윤활제 저장소 (S2) 내에서 액상화된 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유가, 앵귤러 볼 베어링 (11) 내의 그리스 (G) 로 침윤·이동하여 서서히 앵귤러 볼 베어링 (11) 내에 공급된다. 이로써, 왁스계 윤활제 (W) 로부터의 보유 (補油) 작용에 의해, 윤활 수명을 비약적으로 연장시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시형태의 윤활제 저장소 (S2) 는, 앵귤러 볼 베어링 (11, 11) 사이에 외륜 스페이서 (12) 및 내륜 스페이서 (13) 를 배치하고, 외륜 스페이서 (12) 의 각 앵귤러 볼 베어링 (11, 11) 에 대향하는 단면 コ 자형 홈으로 형성되므로, 왁스계 윤활제 (W) 를 적절히 유지할 수 있다.

또, 외륜 (15) 의 내경 치수와 외륜 스페이서 (12) 의 내경 치수가 대략 동일하므로, 외륜 (15) 의 내경면과 외륜 스페이서 (12) 의 내경면의 연결 부분에도, 왁스계 윤활제 (W) 를 연통시키도록 도포 (봉입) 하면, 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유의 침윤·이동 작용도 더해져, 윤활제 저장소 (S2) 내의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유를 순조롭게 앵귤러 볼 베어링 (11) 측으로 이동시킬 수 있으므로 바람직하다.

또, 앵귤러 볼 베어링 (11) 은 고속 회전하면 할수록, 구름 접촉부나 유지기 안내면에서 윤활유가 많이 필요하게 된다. 한편, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 온도는 고속 회전할수록 상승하고, 이 열이 외륜 스페이서 (12) 측에 전달되어 가므로, 윤활제 저장소 (S2) 내의 왁스계 윤활제 (W) 의 액상화의 비율이 진행되어, 보다 많은 윤활유가 앵귤러 볼 베어링 (11) 에 공급된다. 이로써, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 고속 회전에서의 윤활 성능이 향상된다. 요컨대, 최적인 액상화점을 설정해 두면, 외부로부터 지령을 내리지 않아도, 회전 속도에 대응한 적절한 윤활유량을 자동적으로 컨트롤하여 보급할 수 있다.

또, 회전수가 소정의 회전수 이상이 되었을 때, 왁스계 윤활제 (W) 가 액상화되어 윤활유가 보급되도록 액상화점을 조정하면, 소정의 회전수 이상의 고속 회전시에 공급되는 윤활유량을 증가시킬 수 있어, 내시이징성이 향상된다. 또한, 유량이 그다지 필요하지 않은 저속 회전시에 있어서는 윤활유의 보급을 휴지시키고, 즉, 액상화점을 저속 회전시의 베어링 내 온도보다 고온측에 설정하고, 윤활유가 필요한 특정 회전수 이상이 되었을 때, 왁스계 윤활제 (W) 가 액상화되어 윤활유가 보급되도록 액상화점을 조정함으로써, 윤활제 수명을 대폭 늘리는 것이 가능해진다.

또, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 운전 온도가 비교적 낮아 냉각 구조가 필요하지 않은 경우, 혹은 항상 일정 회전수로 연속 운전하는 경우 등, 베어링 온도가 어느 범위 내에 들어가는 경우에는, 상정 베어링 온도에 맞춰 왁스계 윤활제 (W) 의 액상화점을 설정함으로써, 왁스계 윤활제 (W) 의 보급량을 최적으로 하여 윤활 수명을 장기화시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 왁스계 윤활제 (W) 와 친화성 및 침윤성이 있는 그리스 (G) 를 앵귤러 볼 베어링 (11) 내부 (베어링 공간) 에 봉입하고 있지만, 그리스 (G) 가 아니고, 다른 왁스계 윤활제 (W') 를 앵귤러 볼 베어링 (11) 내부에 봉입해도 된다. 이 경우, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 상정되는 최고 운전 온도 (예를 들어, max.65 ℃ 전후) 보다 다른 왁스계 윤활제 (W') 의 액상화점을 높게 (예를 들어 액상화점 70 ℃) 설정해 두면, 앵귤러 볼 베어링 (11) 내의 다른 왁스계 윤활제 (W') 는 항상 반고체 상태를 유지하고 있다. 즉, 다른 왁스계 윤활제 (W') 는, 통상적인 그리스 (G) 와 동일한 거동을 나타내고, 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 윤활시킨다.

만일, 다른 왁스계 윤활제 (W') 의 액상화점을 상정되는 최고 운전 온도보다 낮게 설정한 경우에는, 운전 온도가 액상화점을 초과한 시점에서, 다른 왁스계 윤활제 (W') 의 액상화가 진행되어, 앵귤러 볼 베어링 (11) 내의 윤활제가 외부로 유출되어 버릴 우려가 있다. 이 경우, 다른 왁스계 윤활제 (W') 는, 운전 온도가 낮은 초기 윤활에 밖에 기여할 수 없게 될 가능성이 있다. 그러나, 다른 왁스계 윤활제 (W') 의 액상화점을 최고 운전 온도보다 높은 온도로 설정함으로써, 상기의 문제를 회피할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 베어링 장치 (10) 에 의하면, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 내륜 (14) 과 외륜 (15) 사이에 형성된 베어링 공간 (S1) 과, 앵귤러 볼 베어링 (11) 에 인접 배치되는 외륜 스페이서 (12) 의 윤활제 저장소 (S2) 는 연통되어 있다. 베어링 공간 (S1) 에는, 그리스 (G) 등의 윤활제가 봉입되고, 윤활제 저장소 (S2) 에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입된다. 이로써, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 부하에 따라 변화하는 베어링 온도에 기초하여 왁스계 윤활제 (W) 가 액상화되어, 최적량의 윤활유에 의해 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 윤활시킬 수 있어, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 윤활 수명을 비약적으로 늘릴 수 있다.

또, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면에는, 직경 방향 내측으로 연장되는 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 와, 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 의 내주부로부터 축 방향 단부를 향하여 연장되는 원통부 (12e) 를 구비하고, 윤활제 저장소 (S2) 는, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면, 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 의 축 방향 단면, 및 원통부 (12e) 의 외주면에 의해 구획되므로, 내륜 스페이서 (13) 의 형상에 상관없이, 왁스계 윤활제 (W) 를 적절히 유지할 수 있다.

또, 외륜 스페이서 (12) 는, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 외륜 (15) 의 반카운터 보어측의 축 방향 단면 (15c) 에 맞닿아 배치되므로, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 펌프 작용에 의한 공기의 흐름에 의해, 윤활제 저장소 (S2) 의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유가 베어링 공간 (S1) 으로 이동하여, 윤활 수명을 연장시킬 수 있다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 도 3 을 참조하여, 제 2 실시형태의 베어링 장치에 대해 설명한다.

본 실시형태의 베어링 장치 (10) 에 있어서, 외륜 (15) 의 축 방향 단면 (15d) 에 맞닿아 배치되어 외륜 (15) 을 고정시키는 외륜 누름 (34) 에는, 앵귤러 볼 베어링 (11) 측의 측면에, 단면 コ 자형의 원환 홈 (34a) 이 형성되어 있다. 원환 홈 (34a) 은, 제 2 윤활제 저장소 (S3) 이고, 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되어 있다. 또, 제 1 실시형태의 베어링 장치 (10) 와 동일하게, 외륜 스페이서 (12) 에 형성된 윤활제 저장소 (S2) 에는 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되고, 내륜 (14) 의 외주면 및 외륜 (15) 의 내주면 사이의 베어링 공간 (S1) 에는 그리스 (G) 가 봉입되어 있다. 또한, 베어링 공간 (S1) 에는 다른 왁스계 윤활제 (W') 를 봉입할 수도 있다.

그리고, 주축 (32) 의 회전에 수반하는 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 온도 상승에 의해, 외륜 (15) 으로부터 외륜 누름 (34) 에 걸쳐 온도 구배가 생기고, 외륜 누름 (34) 의 온도가 액상화점 이상으로 상승하면, 제 2 윤활제 저장소 (S3) 내의 왁스계 윤활제 (W) 가 서서히 액상화되고, 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유는, 윤활제 저장소 (S2) 내의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유에 더하여 앵귤러 볼 베어링 (11) 에 보급된다. 원환 홈 (34a) 의 내주면은, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 카운터 보어 (15b) 의 개구 내경과 대략 동일한 내경으로 되어 있으므로, 윤활제의 이동·보급이 용이해진다.

본 실시형태에서는, 배면 조합된 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 정면측에, 외륜 누름 (34) 에 형성된 제 2 윤활제 저장소 (S3) 가 배치된다. 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 정면측에는, 카운터 보어 (15b) 가 형성되어 있고, 유지기 (17) 의 외경면과 외륜 (15) 의 내주면 사이에도 상당량의 그리스 (G), 혹은 다른 왁스계 윤활제 (W') 가 존재한다. 이로써, 제 2 윤활제 저장소 (S3) 의 왁스계 윤활제 (W) 와, 앵귤러 볼 베어링 (11) (베어링 공간 (S1)) 측의 그리스 (G), 혹은 다른 왁스계 윤활제 (W') 가 보다 연통되기 쉬워, 윤활제의 이동·보급이 용이해진다.

그 밖의 구성 및 작용 효과에 대해서는 상기 제 1 실시형태와 동일하다.

(제 3 실시형태)

다음으로, 도 4 및 도 5 를 참조하여, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 베어링 장치에 대해 설명한다. 또한, 본 실시형태에서는, 외륜 스페이서 (12) 및 내륜 스페이서 (13) 의 구성에 있어서 제 1 실시형태의 것과 상이하다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 외륜 스페이서 (12) 및 내륜 스페이서 (13) 의 구성을 중심으로 설명하고, 또, 제 1 실시형태와 동일 또는 동등 부분에 대해서는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략 또는 간략화한다.

본 실시형태에서는, 도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 외륜 스페이서 (12) 는, 각 외륜 (15) 의 반카운터 보어측의 축 방향 단면 (15c) 에 맞닿아 배치 형성된다. 외륜 스페이서 (12) 의 축 방향 중간부의 내주면에는, 직경 방향 내측으로 연장되는 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 가 형성되어 있고, 나머지 내주면의 내경은, 외륜 (15) 의 내경과 대략 동일해지도록 형성되어 있다. 또한, 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 는, 도면에 나타내는 단면이 세로로 긴 장방형일 필요는 없고, 예를 들어, 단면 사다리꼴상, 단면 역사다리꼴 형상, 단면 원호상이어도 된다.

내륜 스페이서 (13) 는, 조립의 관점에서, 1 쌍의 내륜 스페이서 (13a) 로 분할하여 구성되어 있고, 서로 동일 구성을 갖는다. 각 내륜 스페이서 (13a) 는, 외륜 스페이서 (12) 에 대향하여, 각 내륜 (14) 의 축 방향 단면 (14b) 에 각각 맞닿음과 함께, 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 의 직경 방향 내측에서 서로 맞닿아 있다. 또, 각 내륜 스페이서 (13) 는, 각 베어링 (11) 부근의 외주면에 직경 방향 외측으로 연장되는 내륜 스페이서측 플랜지부 (13b) 를 각각 갖는다. 또한, 내륜 스페이서 (13) 의 분할 위치는 플랜지부 (13b) 이외이면 축 방향의 위치는 상관없다.

따라서, 각 내륜 스페이서측 플랜지부 (13b) 의 외주면과 외륜 스페이서 (12) 의 내주면 사이에는 미소 간극인 대경 래버린스 (L1) 가 형성되고, 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 의 내주면과 내륜 스페이서 (13) 의 외주면 사이에는 미소 간극인 소경 래버린스 (L2) 가 형성된다. 그리고, 대경 래버린스 (L1) 와 소경 래버린스 (L2) 사이에는, 외륜 스페이서 (12) 의 내경측에서, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면과 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 의 축 방향 단면 (12b) 에 의해, 대경 래버린스 (L1) 를 통해 각 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 베어링 공간 (S1) 과 연통하도록 구획된 1 쌍의 윤활제 저장소 (S2) 가 형성된다. 윤활제 저장소 (S2) 에는, 윤활유와 왁스를 함유하는 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되어 있다.

또한, 래버린스 (L1, L2) 의 간극은, 좁은 편이 효과적이지만, 외내륜 스페이서 (12, 13) 간의 간섭이나, 부품 가공 정밀도를 고려하면, 축 방향에 대해 수직인 반경 방향의 거리에 있어서 0.15 ∼ 1.0 ㎜ 로 하는 것이 바람직하다.

베어링 장치 (10) 의 베어링 공간 (S1) 에는, 적당량의 그리스 (G) 가 봉입되고, 윤활제 저장소 (S2) 에는, 적당량의 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되어 있다. 그리스 (G) 는, 전술한 바와 같이, 왁스계 윤활제 (W) 와 동일 성분의 기유를 함유하고, 왁스계 윤활제 (W) 와의 친화성 및 침윤성을 가지고 있다. 또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 앵귤러 볼 베어링 (11) 및 그 주위는, 도시 생략된 냉매 공급 장치로부터 공급되어 냉매 공급로 (43a) 내를 흐르는 냉매에 의해 온도 제어되고 있다.

그리스 (G) 의 기유는, 섬유 구조의 증주제에 의해 유지되어 있고, 증주제의 섬유 사이를 모세관 현상에 의해 이동한다. 또, 공작 기계의 주축 장치 (40) 와 같이 고속 회전하는 경우, 베어링 주변부의 온도가 상승함으로써 근방의 그리스 (G) 의 온도도 상승하여 액상화되기 때문에, 기유의 유동이 용이해져, 고속 회전에서의 그리스 수명이 연장된다.

베어링 장치 (10) 의 운전에 수반하여 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 내부 온도가 서서히 상승하면, 외륜 스페이서 (12) 및 내륜 스페이서 (13) 로부터 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 향하여 점차 온도가 높아지는 온도 구배가 생긴다. 그리고, 윤활제 저장소 (S2) 내의 왁스계 윤활제 (W) 중, 앵귤러 볼 베어링 (11) 측의 부분이, 액상화점, 예를 들어 47 ℃ 에 이르면, 왁스계 윤활제 (W) 의 액상화가 시작된다.

한편, 각 내륜 스페이서 (13) 의 외주면과 외륜 스페이서 (12) 의 내주면 사이에, 직경 방향 위치가 상이한 대경 래버린스 (L1) 와 소경 래버린스 (L2) 가 형성되어 있으므로, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 고속 회전에 수반하여, 내륜 스페이서 (13) 가 고속 회전하면, 각 래버린스 (L1, L2) 는, 내륜 스페이서 (13) 의 외주면의 주속에 의해, 원주 방향의 공기류가 발생한다. 그리고, 주속이 빠를수록 부압 작용이 발생하기 쉽고, 대경 래버린스 (L1) 에서의 압력 < 소경 래버린스 (L2) 에서의 압력이 되므로, 소경 래버린스 (L2) 로부터 대경 래버린스 (L1) 를 향하여 공기의 흐름이 발생한다 (화살표 A 참조). 따라서, 대경 래버린스 (L1) 를 베어링측, 소경 래버린스 (L2) 를 반베어링측에 형성함으로써, 베어링측으로의 공기의 흐름을 발생시킬 수 있다.

또한, 외륜 (15) 에 카운터 보어 (15b) 를 갖는 앵귤러 볼 베어링 (11) 에서는, 카운터 보어 (15b) 를 향하여 공기를 흡입하는 현상 (소위, 펌프 작용) 이 발생한다 (화살표 B 참조).

따라서, 내륜 스페이서 (13) 와 외륜 스페이서 (12) 사이의 대경 래버린스 (L1) 로부터 앵귤러 볼 베어링 (11) 으로 유입되는 공기의 흐름과, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 펌프 작용에 의한 공기의 흐름에 의해, 윤활제 저장소 (S2) 내에서 액상화된 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유가, 베어링 공간 (S1) 으로 이동하여 베어링 공간 (S1) 내의 그리스 (G) 에 보급된다.

또한, 대경 래버린스 (L1) 의 간극은 좁기 때문에, 윤활제 저장소 (S2) 내의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유는, 대경 래버린스 (L1) 의 모세관 현상에 의해 베어링 공간 (S1) 측으로 이동·보급된다.

베어링 공간 (S1) 내의 그리스 (G) 는, 액상화되는 일이 없기 때문에, 통상적인 그리스 윤활에서의 그리스 수명을 유지할 수 있다. 그러나, 그리스 (G) 는 유동성이 부족하기 때문에, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 윤활에 기여하는 그리스 (G) 는, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 최근방의 그리스 (G) 내의 기유 성분에 한정된다. 이에 대해, 본 실시형태의 왁스계 윤활제 (W) 를 사용하면, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 발열, 온도 상승에 의해, 왁스계 윤활제 (W) 가 반고체로부터 액체로 변화하므로, 윤활제 저장소 (S2) 내의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유는, 베어링 장치 (10) 내의 공기류 및 대경 래버린스 (L1) 의 모세관 현상에 의해, 윤활제 저장소 (S2) 로부터 앵귤러 볼 베어링 (11) 내의 그리스 (G) 로 침윤·이동하여, 서서히 앵귤러 볼 베어링 (11) 내에 공급된다. 이로써, 왁스계 윤활제 (W) 로부터의 보유 작용에 의해, 윤활 수명을 비약적으로 연장시키는 것이 가능해진다.

또한, 외륜 (15) 의 내경 치수와 외륜 스페이서 (12) 의 내경 치수가 대략 동일하므로, 외륜 (15) 의 내경면과 외륜 스페이서 (12) 의 내경면의 연결 부분에도, 왁스계 윤활제 (W) 를 연통시키도록 도포 (봉입) 하면, 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유의 침윤·이동 작용도 더해져, 윤활제 저장소 (S2) 내의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유를 순조롭게 앵귤러 볼 베어링 (11) 측으로 이동시킬 수 있으므로 바람직하다.

또한, 본 실시형태에 있어서도, 왁스계 윤활제 (W) 와 친화성 및 침윤성이 있는 그리스 (G) 를 앵귤러 볼 베어링 (11) 내부 (베어링 공간) 에 봉입하고 있지만, 그리스 (G) 가 아니고, 다른 왁스계 윤활제 (W') 를 앵귤러 볼 베어링 (11) 내부에 봉입해도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 베어링 장치 (10) 에 의하면, 외륜 스페이서 (12) 는, 내경측에 베어링 공간 (S1) 과 연통하도록 구획된 윤활제 저장소 (S2) 를 갖고, 그 윤활제 저장소 (S2) 에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도에서 액상 상태와 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입된다. 이로써, 길들임 운전시나 공기류의 흐름에 의해 윤활제 저장소 (S2) 내에서 액상화된 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유가 베어링 공간 (S1) 으로 이동하므로, 최적량의 윤활유에 의해 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 윤활시킬 수 있어, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 윤활 수명을 비약적으로 늘릴 수 있다.

또, 내륜 스페이서 (13) 는, 베어링 부근의 외주면에 직경 방향 외측으로 연장되는 내륜 스페이서측 플랜지부 (13b) 를 각각 갖는 1 쌍의 내륜 스페이서 (13a) 를 포함하고, 외륜 스페이서 (12) 의 축 방향 중간부의 내주면에는, 직경 방향 내측으로 연장되는 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 가 형성되고, 각 내륜 스페이서측 플랜지부 (13b) 의 외주면과 외륜 스페이서 (12) 의 내주면 사이에 형성되는 대경 래버린스 (L1) 와, 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 의 내주면과 내륜 스페이서 (13) 의 외주면 사이에 형성되는 소경 래버린스 (L2) 의 사이에 각각 1 쌍의 윤활제 저장소 (S2) 가 형성된다. 이로써, 내륜 스페이서 (13) 와 외륜 스페이서 (12) 사이의 대경 래버린스 (L1) 로부터 앵귤러 볼 베어링 (11) 으로 유입되는 공기의 흐름과, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 펌프 작용에 의한 공기의 흐름, 나아가서는 대경 래버린스 (L1) 의 모세관 현상에 의해, 윤활제 저장소 (S2) 의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유가 베어링 공간 (S1) 으로 이동하므로, 윤활 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 대경 래버린스 (L1) 나 소경 래버린스 (L2) 를 베어링측이 대경이 되도록 테이퍼 형상으로 함으로써, 각 래버린스 (L1, L2) 에 있어서 압력차가 생겨, 반베어링측으로부터 베어링측으로의 공기류가 보다 발생하기 쉬워진다.

<변형예>

도 6 은, 제 3 실시형태의 변형예에 관련된 베어링 장치의 단면도를 나타낸다. 그 변형예에서는, 외륜 스페이서 (12) 에, 축 방향 중앙에 형성된 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 를 지나 직경 방향으로 관통하고, 윤활제 저장소 (S2) 와외부를 연통하여 공기를 보급하기 위한 통기공 (35) 이 직경 방향으로 연장되어 형성되어 있다.

따라서, 주축 (32) 의 회전에 수반하여 생기는 공기류에 의해, 윤활제 저장소 (S2) 내에서 액상화된 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유는, 공기류와 함께 외륜 (15) 의 전주면 (轉走面) 으로 흘러들어가 윤활된다. 여기서, 그 변형예에서는, 통기공 (35) 으로부터 공기를 외내륜 스페이서 (12, 13) 의 간극에 보급함으로써, 1 쌍의 앵귤러 볼 베어링 (11) 으로 공기를 흡입하기 쉬워진다.

그 밖의 구성 및 작용 효과에 대해서는 상기 제 3 실시형태와 동일하다.

(제 4 실시형태)

다음으로, 도 7 을 참조하여 제 4 실시형태의 베어링 장치 (10) 에 대해 설명한다.

본 실시형태의 외륜 스페이서 (12) 는, 각 외륜 (15) 의 반카운터 보어측의 축 방향 단면 (15c) 에 맞닿아 배치 형성되어 있다. 또, 내륜 스페이서 (13) 는, 각 내륜 (14) 의 축 방향 단면 (14b) 에 맞닿아 배치 형성되어 있다. 내륜 스페이서 (13) 의 축 방향 양단부의 외주면에는, 직경 방향 외측으로 각각 연장되는 1 쌍의 내륜 스페이서측 플랜지부 (13b) 가 형성되어 있다. 그리고, 윤활제 저장소 (S2) 는, 1 쌍의 내륜 스페이서측 플랜지부 (13b) 의 외주면과 외륜 스페이서 (12) 의 내주면 사이에 형성되는 1 쌍의 래버린스 (L) 사이에서, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면과 내륜 스페이서 (13) 의 외주면 사이에 형성되어 있다. 이 윤활제 저장소 (S2) 에는, 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되고, 래버린스 (L) 를 통해 각 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 베어링 공간 (S1) 에 연통되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 래버린스 (L) 를 규정하는 외륜 스페이서 (12) 의 내주면은, 외륜 (15) 의 내주면과 대략 고른 직경을 가지고 있고, 그 축 방향 내측을 환상의 내주 홈 (12d) 으로 하고 있다.

즉, 본 실시형태에서는, 제 3 실시형태에 비해, 윤활제 저장소 (S2) 에 봉입할 수 있는 왁스계 윤활제 (W) 의 양을 많게 할 수 있고, 또, 내륜 스페이서 (13) 는 분할하지 않아도 장착 가능하다.

또, 본 실시형태에 있어서도, 베어링 단면에 가까운 외내륜 스페이서 (12, 13) 의 단부 근방에 형성된 래버린스 (L) 에 의해, 저압 영역이 형성됨과 함께, 래버린스 (L) 에서의 모세관 효과에 의해, 윤활제 저장소 (S2) 내에서 액상화된 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유를 베어링측으로 이동시킬 수 있다. 또, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 펌프 작용에 의해, 윤활제 저장소 (S2) 로부터 래버린스 (L) 를 통해 베어링 공간 (S1) 을 거쳐, 외륜 (15) 의 전주면으로 흘러드는 공기류의 흐름이 생겨, 윤활제 저장소 (S2) 로부터의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유를 베어링 공간 (S1) 에 보급한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 베어링 장치 (10) 에 의하면, 내륜 스페이서 (13) 의 축 방향 양단부의 외주면에는, 직경 방향 외측으로 각각 연장되는 1 쌍의 내륜 스페이서측 플랜지부 (13b) 가 형성되고, 윤활제 저장소 (S2) 는, 1 쌍의 내륜 스페이서측 플랜지부 (13b) 의 외주면과 외륜 스페이서 (12) 의 내주면 사이에 형성되는 1 쌍의 래버린스 (L) 사이에 형성된다. 이로써, 윤활제 저장소 (S2) 에 봉입되는 왁스계 윤활제 (W) 의 양을 늘릴 수 있어, 내륜 스페이서 (13) 를 제조 비용을 저감시키면서, 윤활제 저장소 (S2) 에 봉입된 왁스계 윤활제 (W) 를 베어링 공간 (S1) 에 공급할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서도, 제 3 실시형태의 변형예와 동일하게, 외륜 스페이서 (12) 에 윤활제 저장소 (S2) 와 외부를 연통하는 통기공 (35) 을 형성하고, 주축 (32) 의 회전에 수반하여 생기는, 외내륜 스페이서 (12, 13) 의 간극으로부터 1 쌍의 앵귤러 볼 베어링 (11) 으로 흡입된 공기를 외부로부터 보급하도록 해도 된다.

(제 5 실시형태)

다음으로, 도 8 및 도 9 를 참조하여, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 베어링 장치에 대해 설명한다. 또한, 본 실시형태에 있어서도, 외륜 스페이서 (12) 및 내륜 스페이서 (13) 의 구성에 있어서 제 1 실시형태의 것과 상이하다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 외륜 스페이서 (12) 및 내륜 스페이서 (13) 의 구성을 중심으로 설명하고, 또, 제 1 실시형태와 동일 또는 동등 부분에 대해서는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략 또는 간략화한다.

본 실시형태에서는, 도 8 및 도 9 에 나타내는 바와 같이, 외륜 스페이서 (12) 는, 각 외륜 (15) 의 반카운터 보어측의 축 방향 단면 (15c) 에 맞닿아 배치 형성되어 있다.

내륜 스페이서 (13) 는, 조립의 관점에서, 1 쌍의 내륜 스페이서 (13a) 로 분할하여 구성되어 있고, 서로 동일 구성을 갖는다. 각 내륜 스페이서 (13a) 는, 외륜 스페이서 (12) 에 대향하여, 각 내륜 (14) 의 축 방향 단면 (14b) 에 각각 맞닿음과 함께, 서로 맞닿아 있다.

또, 내륜 스페이서 (13) 는, 각 베어링 (11) 부근의 외주면에 직경 방향 외측으로 연장되는 내륜 스페이서측 플랜지부 (13b) 를 각각 갖고, 각 플랜지부 (13b) 의 축 방향 내측면과 각 내륜 스페이서 (13) 의 축 방향 내측의 외주면에서, 환상의 오목부 (13c) 를 형성한다. 또한, 내륜 스페이서 (13) 의 분할 위치는 플랜지부 (13b) 이외이면 축 방향의 위치는 상관없다.

또, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면과 1 쌍의 내륜 스페이서 (13a, 13a) 의 내륜 스페이서측 플랜지부 (13b) 의 외주면은, 서로 대향하고, 각 베어링 공간 (S1) 에 연통하는 1 쌍의 래버린스 (L) 를 형성한다. 구체적으로, 1 쌍의 내륜 스페이서 (13a, 13a) 의 내륜 스페이서측 플랜지부 (13b) 의 외주면은, 축 방향 단부에 있어서 고른 직경인 원통 외주면 (13d) 과, 원통 외주면 (13d) 과 연속해서, 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 향하여 대경이 되도록 축 방향에 대해 경사각 (θ) 으로 경사지는 내륜 스페이서측 테이퍼면 (13e) 을 갖고, 또, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면은, 원통 외주면 (13d) 과 대향하는 고른 직경의 원통 내주면 (12a) 과, 내륜 스페이서측 테이퍼면 (13e) 과 대향하고, 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 향하여 대경이 되도록 축 방향에 대해 경사각 (θ) 으로 경사지는 외륜 스페이서측 테이퍼면 (12h) 을 갖는다.

따라서, 외륜 스페이서 (12) 의 내경측에는, 내륜 스페이서 (13) 의 오목부 (13c) 에 의해 1 쌍의 래버린스 (L) 사이에 구획되고, 1 쌍의 래버린스 (L) 를 개재하여 베어링 공간 (S1) 과 연통하는 윤활제 저장소 (S2) 가 형성되고, 그 윤활제 저장소 (S2) 에는, 윤활유와 왁스를 함유하는 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되어 있다.

또한, 외륜 스페이서 (12) 의 원통 내주면 (12g) 은, 외륜 (15) 의 내경과 대략 동일해지도록 형성되어 있다. 또, 래버린스 (L) 의 간극은 좁은 편이 효과적이지만, 외내륜 스페이서 (12, 13) 간의 간섭이나, 부품 가공 정밀도를 고려하면, 축 방향에 대해 수직인 반경 방향의 거리에 있어서 0.15 ∼ 1.0 ㎜ 로 하는 것이 바람직하다.

베어링 장치 (10) 의 베어링 공간 (S1) 에는, 적당량의 그리스 (G) 가 봉입되고, 윤활제 저장소 (S2) 에는, 적당량의 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되어 있다. 그리스 (G) 는, 전술한 바와 같이, 왁스계 윤활제 (W) 와 동일 성분의 기유를 함유하고, 왁스계 윤활제 (W) 와의 친화성 및 침윤성을 가지고 있다. 또, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 앵귤러 볼 베어링 (11) 및 그 주위는, 도시 생략된 냉매 공급 장치로부터 공급되어 냉매 공급로 (43a) 내를 흐르는 냉매에 의해 온도 제어되고 있다.

일방의 각 내륜 스페이서 (13) 의 외주면과 외륜 스페이서 (12) 의 내주면 사이에, 테이퍼면 (12h, 13e) 을 갖는 래버린스 (L) 가 형성되어 있으므로, 주축 장치 (40) 의 고속 회전에 수반하여, 테이퍼면 (12h, 13e) 에 발생하는 원심력은 직경이 커지는 쪽을 향하여 커지므로 내륜 스페이서측 테이퍼면 (13e) 을 따르도록 앵귤러 볼 베어링 (11) 에 유입되는 공기의 흐름이 생긴다. 또, 테이퍼 형상의 래버린스 (L) 에서는, 회전하는 내륜 스페이서 (13) 의 외주면에 있어서, 직경이 큰 베어링 단면측쪽이 원주 방향의 공기의 유속이 빠르기 때문에, 압력이 낮아지고, 그 결과, 반베어링측으로부터 베어링 단부를 향하여 공기의 흐름이 생긴다 (화살표 A 참조). 요컨대, 원주 방향의 공기의 흐름과 더불어, 나선상의 공기의 흐름이 생긴다. 특히, 공작 기계 주축용 베어링과 같이, 베어링 dmn 값이 50 만 이상, 혹은 100 만 이상인 경우, 주속차에 의한 압력 저하가 생기기 때문에, 효과가 크다.

따라서, 내륜 스페이서 (13) 와 외륜 스페이서 (12) 사이의 래버린스 (L) 로부터 앵귤러 볼 베어링 (11) 으로 유입되는 공기의 흐름과, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 펌프 작용에 의한 공기의 흐름에 의해, 윤활제 저장소 (S2) 내에서 액상화된 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유가, 베어링 공간 (S1) 으로 이동하여 베어링 공간 (S1) 내의 그리스 (G) 에 보급된다.

또한, 내륜 스페이서측 테이퍼면 (13e) 과 외륜 스페이서측 테이퍼면 (12h) 의 축 방향에 대한 경사각 (θ) 은, 지나치게 작으면 차압 효과가 작아져, 윤활유를 앵귤러 볼 베어링 (11) 측으로 유입시키는 공기류가 잘 발생하지 않는다. 또, 경사각 (θ) 이 지나치게 크면, 테이퍼면 (13e) 이 샤프 에지가 되기 때문에, 버나 결손 등이 발생하기 쉽고, 또한 윤활제 저장소 (S2) 의 체적이 작아져 유지할 수 있는 왁스계 윤활제 (W) 의 양이 적어진다. 이 때문에, 경사각 (θ) 은, 5°이상 45°이하, 보다 바람직하게는 10°이상 30°이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 래버린스 (L) 의 간극은 좁기 때문에, 윤활제 저장소 (S2) 내의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유는, 래버린스 (L) 의 모세관 현상에 의해 베어링 공간 (S1) 측으로 이동·보급된다.

베어링 공간 (S1) 내의 그리스 (G) 는, 액상화되는 일이 없기 때문에, 통상적인 그리스 윤활에서의 그리스 수명을 유지할 수 있다. 그러나, 그리스 (G) 는 유동성이 부족하기 때문에, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 윤활에 기여하는 그리스 (G) 는, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 최근방의 그리스 (G) 내의 기유 성분에 한정된다. 이에 대해, 본 실시형태의 왁스계 윤활제 (W) 를 사용하면, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 발열, 온도 상승에 의해, 왁스계 윤활제 (W) 가 반고체로부터 액체로 변화하므로, 윤활제 저장소 (S2) 내의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유는, 베어링 장치 (10) 내의 공기류 및 래버린스 (L) 의 모세관 현상에 의해, 윤활제 저장소 (S2) 로부터 앵귤러 볼 베어링 (11) 내의 그리스 (G) 로 침윤·이동하여, 서서히 앵귤러 볼 베어링 (11) 내에 공급된다. 이로써, 왁스계 윤활제 (W) 로부터의 보유 작용에 의해, 윤활 수명을 비약적으로 연장시키는 것이 가능해진다.

또한, 외륜 (15) 의 내경 치수와 외륜 스페이서 (12) (원통 내주면 (12g)) 의 내경 치수가 대략 동일하므로, 외륜 (15) 의 내경면과 외륜 스페이서 (12) 의 내경면의 연결 부분에도, 왁스계 윤활제 (W) 를 연통시키도록 도포 (봉입) 하면, 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유의 침윤·이동 작용도 더해져, 윤활제 저장소 (S2) 내의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유를 순조롭게 앵귤러 볼 베어링 (11) 측으로 이동시킬 수 있으므로 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 베어링 장치 (10) 에 의하면, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면과 내륜 스페이서 (13) 의 외주면 사이에는, 베어링 공간 (S1) 과 연통하는 윤활제 저장소 (S2) 가 구획되고, 윤활제 저장소 (S2) 에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입된다. 이로써, 길들임 운전시나 공기류의 흐름에 의해 윤활제 저장소 (S2) 내에서 액상화된 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유가 베어링 공간 (S1) 으로 이동하므로, 최적량의 윤활유에 의해 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 윤활시킬 수 있어, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 윤활 수명을 비약적으로 늘릴 수 있다.

또, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면과 내륜 스페이서 (13) 의 외주면은, 서로 대향하고, 윤활제 저장소 (S2) 로부터 베어링 공간 (S1) 으로 연통하는 래버린스 (L) 를 형성하도록, 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 향하여 대경이 되는 테이퍼면 (12h, 13e) 을 가지므로, 래버린스 (L) 로부터 앵귤러 볼 베어링 (11) 으로 유입되는 공기의 흐름과, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 펌프 작용에 의한 공기의 흐름, 나아가서는 래버린스 (L) 의 모세관 현상에 의해, 윤활제 저장소 (S2) 의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유가 베어링 공간 (S1) 으로 이동하므로, 윤활 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 래버린스 (L) 는, 베어링측이 대경이 되도록 테이퍼 형상으로 되어 있으므로, 래버린스 (L) 에 있어서 압력차가 생겨, 반베어링측으로부터 베어링측으로의 공기류가 보다 발생하기 쉬워진다. 또, 보다 공기류를 발생시키기 쉽게 하기 위해, 윤활제 저장소 (S2) 와 외부를 연통시키는 통기공 (도시 생략) 을 형성할 수도 있다.

(제 6 실시형태)

다음으로, 도 10 을 참조하여 제 6 실시형태의 베어링 장치 (10) 에 대해 설명한다.

본 실시형태에서는, 1 쌍의 내륜 스페이서 (13a, 13a) 는, 축 방향 내측면을 내륜 스페이서측 테이퍼면 (13e) 으로 하여, 직경 방향 외측으로 연장되는 내륜 스페이서측 플랜지부 (13b) 를 각각 갖고, 이에 대응하여, 외륜 스페이서 (12) 는, 1 쌍의 래버린스 (L) 를 구성하도록, 축 방향 외측면을 외륜 스페이서측 테이퍼면 (12h) 으로 하여, 직경 방향 내측으로 연장되는 외륜 스페이서측 플랜지부 (12i) 를 갖는다. 따라서, 본 실시형태에서는, 제 5 실시형태보다 테이퍼상의 래버린스 (L) 를 길게 형성하고 있다.

또한, 이들 테이퍼면 (12h, 13e) 의 경사각 (θ) 은, 축 방향에 대해 30°이상, 바람직하게는, 45°이상으로 되어 있다. 또, 본 실시형태에서는, 래버린스 (L) 의 직경 방향 간극은, 제 5 실시형태의 반경 방향의 거리에 있어서의 0.15 ∼ 1.0 ㎜ 보다 크게 형성되어도 된다.

또, 본 실시형태에서는, 윤활제 저장소 (S2) 의 체적을 증가시키기 위해, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면에는, 윤활제 저장소 (S2) 를 구성하는 환상의 오목부 (12j) 가 형성되어, 윤활 수명 연장의 효과를 발휘할 수 있다.

따라서, 본 실시형태에 있어서도, 테이퍼면 (12h, 13e) 에 의한 래버린스 (L) 에 의해, 반베어링측으로부터 베어링측을 향하는 공기의 흐름이 생겨, 윤활제 저장소 (S2) 내에서 액상화된 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유가 베어링 공간 (S1) 으로 이동하므로, 최적량의 윤활유에 의해 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 윤활시킬 수 있어, 윤활 수명을 연장시킬 수 있다.

그 밖의 구성 및 작용 효과에 대해서는 상기 제 5 실시형태와 동일하다.

또한, 본 실시형태에 있어서도, 보다 공기류를 발생시키기 쉽게 하기 위해, 윤활제 저장소 (S2) 와 외부를 연통시키는 통기공 (도시 생략) 을 형성할 수도 있다.

(제 7 실시형태)

먼저, 도 11 내지 도 13 을 참조하여, 본 발명의 제 7 실시형태에 관련된 주축 장치에 대해 설명한다. 또한, 본 실시형태에서는, 외륜 스페이서 (12) 및 하우징 (30) 의 구성에 있어서 제 1 실시형태의 것과 상이하다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 외륜 스페이서 (12) 및 하우징의 구성을 중심으로 설명하고, 또, 제 1 실시형태와 동일 또는 동등 부분에 대해서는, 동일 부호를 부여하고 설명을 생략 또는 간략화한다.

본 실시형태에서는, 도 11 및 도 12 에 나타내는 바와 같이, 외륜 (15) 및 외륜 스페이서 (12) 가 내측으로부터 끼워져 고정되는 하우징 (30) 의 장착공 (31) 의 내주면에는, 외륜 (15) 과 외륜 스페이서 (12) 가 축 방향으로 맞닿는 위치에 대응하여, 원주 방향 홈 (31a) 이 원주 방향을 따라 형성되어 있다.

외륜 스페이서 (12) 는, 각 외륜 (15) 의 반카운터 보어측의 축 방향 단면 (15c) 에 맞닿아 배치 형성되어 있다. 외륜 스페이서 (12) 는, 그 내주면의 축 방향 중간부에 있어서, 직경 방향 내측으로 연장되는 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 와, 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 의 내주부로부터 축 방향 양단부를 향하여 연장되는 원통부 (12e) 를 구비한다. 또, 외륜 스페이서 (12) 에는, 외륜 (15) 에 맞닿는 축 방향 양단면에, 직경 방향을 따른 절결 (12f) 이 원주 방향의 복수 지점에 형성되어 있다. 절결 (12f) 은, 하우징 (30) 의 원주 방향 홈 (31a) 과 베어링 공간 (S1) 을 연통한다.

그리고, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면, 외륜 스페이서측 플랜지부 (12c) 의 축 방향 단면, 및 원통부 (12e) 의 외주면에 의해 1 쌍의 윤활제 저장소 (S2) 가 각각 구획된다. 1 쌍의 윤활제 저장소 (S2) 는, 각각 각 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 베어링 공간 (S1) 에 연통하고, 또한 서로 연통하는 하우징 (30) 의 원주 방향 홈 (31a) 및 외륜 스페이서 (12) 의 절결 (12f) 과 함께, 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되어 있다. 또, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면의 내경은, 외륜 (15) 의 내경과 대략 동일해지도록 형성되어 있다.

여기서, 베어링 장치 (10) 가 하우징 (30) 에 장착될 때, 앵귤러 볼 베어링 (11) 에서는, 내륜 (14) 의 외주면 및 외륜 (15) 의 내주면 사이의 베어링 공간 (S1) 에 적당량의 그리스 (G) 가 봉입되어 있지만, 본 실시형태에서는 추가로, 윤활제 저장소 (S2), 하우징 (30) 의 원주 방향 홈 (31a), 및 외륜 스페이서 (12) 의 절결 (12f) 에 적당량의 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되어 있다.

베어링 장치 (10) 의 베어링 공간 (S1) 에는, 적당량의 그리스 (G) 가 봉입되고, 윤활제 저장소 (S2), 하우징 (30) 의 원주 방향 홈 (31a), 및 외륜 스페이서 (12) 의 절결 (12f) 에는, 적당량의 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되어 있다. 그리스 (G) 는, 전술한 바와 같이, 왁스계 윤활제 (W) 와 동일 성분의 기유를 함유하고, 왁스계 윤활제 (W) 와의 친화성 및 침윤성을 가지고 있다. 또, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 앵귤러 볼 베어링 (11) 및 그 주위는, 도시 생략된 냉매 공급 장치로부터 공급되어 냉매 공급로 (43a) 내를 흐르는 냉매에 의해 온도 제어되고 있다.

주축 장치 (40) 의 운전에 수반하여 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 내부 온도가 서서히 상승하면, 외륜 스페이서 (12) 및 내륜 스페이서 (13) 로부터 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 향하여 점차 온도가 높아지는 온도 구배가 생긴다. 그리고, 윤활제 저장소 (S2), 외륜 스페이서 (12) 의 절결 (12f), 및 하우징 (30) 의 원주 방향 홈 (31a) 내의 왁스계 윤활제 (W) 중, 앵귤러 볼 베어링 (11) 측의 부분이, 액상화점, 예를 들어 47 ℃ 에 이르면, 왁스계 윤활제 (W) 의 액상화가 시작된다.

또한, 외륜 (15) 에 카운터 보어 (15b) 를 갖는 앵귤러 볼 베어링 (11) 에서는, 카운터 보어 (15b) 를 향하여 공기를 흡입하는 현상 (소위, 펌프 작용) 이 발생한다 (화살표 B 참조). 따라서, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 펌프 작용에 의한 공기의 흐름에 의해, 윤활제 저장소 (S2), 절결 (12f), 및 원주 방향 홈 (31a) 내에서 액상화된 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유가, 베어링 공간 (S1) 으로 이동하여 베어링 공간 (S1) 내의 그리스 (G) 에 보급된다. 왁스계 윤활제 (W) 는, 윤활제 저장소 (S2), 절결 (12f), 및 원주 방향 홈 (31a) 의 3 지점에 봉입되므로, 왁스계 윤활제 (W) 의 저장량을 증량시킬 수 있다. 이로써, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 윤활에 제공되는 윤활유의 양을 대폭 증가시킬 수 있다.

베어링 공간 (S1) 내의 그리스 (G) 는, 액상화되는 일이 없기 때문에, 통상적인 그리스 윤활에서의 그리스 수명을 유지할 수 있다. 그러나, 그리스 (G) 는 유동성이 부족하기 때문에, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 윤활에 기여하는 그리스 (G) 는, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 최근방의 그리스 (G) 내의 기유 성분에 한정된다. 이에 대해, 본 실시형태의 왁스계 윤활제 (W) 를 사용하면, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 발열, 온도 상승에 의해, 왁스계 윤활제 (W) 가 반고체로부터 액체로 변화하므로, 윤활제 저장소 (S2), 절결 (12f), 및 원주 방향 홈 (31a) 내의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유는, 베어링 장치 (10) 내의 공기류에 의해, 윤활제 저장소 (S2), 절결 (12f), 및 원주 방향 홈 (31a) 으로부터 앵귤러 볼 베어링 (11) 내의 그리스 (G) 로 침윤·이동하여, 서서히 앵귤러 볼 베어링 (11) 내에 공급된다. 이로써, 왁스계 윤활제 (W) 로부터의 보유 작용에 의해, 윤활 수명을 비약적으로 연장시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시형태의 윤활제 저장소 (S2) 는, 각 앵귤러 볼 베어링 (11, 11) 에 대향하는 외륜 스페이서 (12) 의 단면 コ 자형 홈으로 형성되므로, 왁스계 윤활제 (W) 를 적절히 유지할 수 있다. 또, 외륜 (15) 의 내경 치수와 외륜 스페이서 (12) 의 내경 치수가 대략 동일하므로, 외륜 (15) 의 내경면과 외륜 스페이서 (12) 의 내경면의 연결 부분에도, 왁스계 윤활제 (W) 를 연통시키도록 도포 (봉입) 하면, 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유의 침윤·이동 작용도 더해져, 윤활제 저장소 (S2) 내의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유를 순조롭게 앵귤러 볼 베어링 (11) 측으로 이동시킬 수 있으므로 바람직하다.

또, 앵귤러 볼 베어링 (11) 은 고속 회전하면 할수록, 구름 접촉부나 유지기 안내면에서 윤활유가 많이 필요하게 된다. 한편, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 온도는 고속 회전할수록 상승하고, 이 열이 외륜 스페이서 (12) 측에 전달되어 가므로, 윤활제 저장소 (S2), 절결 (12f), 및 원주 방향 홈 (31a) 내의 왁스계 윤활제 (W) 의 액상화의 비율이 진행되어, 보다 많은 윤활유가 앵귤러 볼 베어링 (11) 에 공급된다. 이로써, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 고속 회전에서의 윤활 성능이 향상된다. 요컨대, 최적인 액상화점을 설정해 두면, 외부로부터 지령을 내리지 않아도, 회전 속도에 대응한 적절한 윤활유량을 자동적으로 컨트롤하여 보급할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서도, 왁스계 윤활제 (W) 와 친화성 및 침윤성이 있는 그리스 (G) 를 앵귤러 볼 베어링 (11) 내부 (베어링 공간 (S1)) 에 봉입하고 있지만, 그리스 (G) 가 아니고, 다른 왁스계 윤활제 (W') 를 앵귤러 볼 베어링 (11) 내부에 봉입해도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 베어링 장치 (10) 에 의하면, 외륜 스페이서 (12) 의 내주면측에 윤활제 저장소 (S2) 가 구획되고, 또한 외륜 (15) 이 내측으로부터 끼워져 고정되는 하우징 (30) 의 내주면에는, 원주 방향을 따라 형성되는 원주 방향 홈 (31a) 이 형성되어 있다. 원주 방향 홈 (31a) 은, 외륜 스페이서 (12) 의 축 방향 단면에 직경 방향을 따라 형성된 절결 (12f) 에 의해, 윤활제 저장소 (S2) 및 베어링 공간 (S1) 과 연통한다. 원주 방향 홈 (31a), 절결 (12f), 및 윤활제 저장소 (S2) 에는, 윤활제와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입된다. 이로써, 원주 방향 홈 (31a) 에 의해, 봉입되는 왁스계 윤활제 (W) 의 저유량을 대폭 증량시킬 수 있고, 길들임 운전시나 공기류의 흐름에 의해, 윤활제 저장소 (S2) 의 왁스계 윤활제 (W) 뿐만 아니라, 절결 (12f) 및 원주 방향 홈 (31a) 의 왁스계 윤활제 (W) 의 윤활유가 베어링 공간 (S1) 으로 이동하므로, 최적량의 윤활유에 의해 앵귤러 볼 베어링 (11) 을 윤활시킬 수 있어, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 윤활 수명을 비약적으로 늘릴 수 있다.

또한, 하우징 (30) 의 원주 방향 홈 (31a), 외륜 스페이서 (12) 의 절결 (12f) 및 윤활제 저장소 (S2) 의 형상은, 왁스계 윤활제 (W) 를 유지 가능하면 특별히 한정되지 않고, 임의의 형상으로 할 수 있다. 원주 방향 홈 (31a) 은, 하우징 (30) 의 장착공 (31) 의 내주면 전체 둘레에 형성되어도 되고, 절결 (12f) 과 연통하는 위치에서, 원주 방향 복수 지점에 부분적으로 형성되어도 된다.

또, 왁스계 윤활제 (W) 는, 하우징 (30) 의 원주 방향 홈 (31a) 과 윤활제 저장소 (S2) 만 봉입되어도 된다.

(제 8 실시형태)

다음으로, 도 14 를 참조하여, 본 발명의 제 8 실시형태에 관련된 주축 장치에 대해 설명한다. 또한, 제 7 실시형태와 동일 또는 동등 부분에 대해서는, 도면에 동일 부호를 부여하고 그 설명을 생략 혹은 간략화한다.

제 8 실시형태의 주축 장치 (40) 는, 외륜 스페이서 (12) 및 내륜 스페이서 (13) 를 구비하지 않고, 하우징 (30) 의 장착공 (31) 에 내측으로부터 끼워지는 1 쌍의 앵귤러 볼 베어링 (11) (내외륜 (14, 15)) 끼리가 축 방향에서 서로 맞닿아 있다. 외륜 (15) 의 축 방향 단면 (15c) (도 12 참조) 에는, 직경 방향을 따른 절결 (15e) 이 형성되어 있다. 절결 (15e) 은, 하우징 (30) 의 장착공 (31) 에 형성된 원주 방향 홈 (31a) 과 베어링 공간 (S1) 을 연통하고 있다. 베어링 공간 (S1) 에는, 적당량의 그리스 (G) 가 봉입되고, 하우징 (30) 의 원주 방향 홈 (31a) 에는, 적당량의 왁스계 윤활제 (W) 가 봉입되어 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 주축 장치 (40) 에 의하면, 외륜 스페이서 (12) 및 내륜 스페이서 (13) 의 축 방향 길이분만큼, 주축 장치 (40) 를 짧게 형성할 수 있어, 주축 장치 (40) 의 컴팩트화가 가능해진다. 또, 하우징 (30) 의 원주 방향 홈 (31a) 내에 왁스계 윤활제 (W) 를 봉입할 수 있고, 왁스계 윤활제 (W) 를 절결 (15e) 을 통해 앵귤러 볼 베어링 (11) 에 공급할 수 있어, 윤활제 수명을 늘릴 수 있다.

그 밖의 구성 및 작용 효과에 대해서는 상기 제 7 실시형태와 동일하다.

또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 적절히 변형, 개량 등이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시형태에서는, 1 쌍의 앵귤러 볼 베어링이 양측에 배치된 외륜 스페이서 및 내륜 스페이서에 대해 설명했지만, 외륜 스페이서 및 내륜 스페이서는, 축 방향 편측에 앵귤러 볼 베어링이 배치되는 경우에도 적용 가능하다.

본 발명의 부설 부재는, 구름 베어링에 인접 배치되는 것이면 되고, 본 실시형태의 외륜 스페이서나 외륜 누름에 한정되는 것은 아니다.

또, 상기 실시형태에서는, 앵귤러 볼 베어링 (11) 의 외륜 스페이서 (12) 에 형성한 윤활제 저장소 (S2), 하우징 (30) 의 원주 방향 홈 (31a), 및 외륜 스페이서 (12) 또는 외륜 (15) 의 축 방향 단면에 형성된 절결 (12f, 15e) 에 왁스계 윤활제 (W) 를 저류하도록 설명했지만, 앵귤러 볼 베어링 (11) 에 한정되지 않고, 볼 이외의 전동체를 갖는 다른 임의의 형식의 구름 베어링에도 적용할 수 있다.

예를 들어, 궤도면이 축 방향으로 경사지는 경사면을 갖는 원추 롤러 베어링에 있어서도, 앵귤러 볼 베어링 (11) 과 동일하게, 공기의 흡입 현상 (소위, 펌프 작용) 이 발생하므로, 본 발명을 바람직하게 구성할 수 있다.

또한 본 발명은 전동체로서 롤러를 갖는 원통 롤러 베어링에도 적용 가능하다. 이 경우, 공기의 흡입 현상은 발생하지 않지만, 외륜 내경 치수와 외륜 스페이서 내경 치수를 대략 동일하게 하면, 양 윤활제를 연통시킴으로써, 전술과 동일한 윤활제의 이동이 용이해진다.

또한, 공작 기계용 주축 장치 (40) 에 베어링 장치 (10) 가 장착된 예에 대해 설명했지만, 공작 기계용 주축 장치 (40) 에 한정되지 않고, 일반 산업 기계나, 모터 등의 고속 회전하는 장치에도 적용할 수 있고, 동일한 효과를 발휘한다.

본 출원은, 2014년 10월 29일 출원의 일본 특허출원 2014-220695, 2014년 10월 29일 출원의 일본 특허출원 2014-220696, 2014년 10월 29일 출원의 일본 특허출원 2014-220697, 2014년 10월 29일 출원의 일본 특허출원 2014-220698, 2015년 9월 29일 출원의 일본 특허출원 2015-191194, 2015년 9월 29일 출원의 일본 특허출원 2015-191195, 2015년 9월 29일 출원의 일본 특허출원 2015-191196, 2015년 9월 29일 출원의 일본 특허출원 2015-191197 에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.

10 베어링 장치
11 앵귤러 볼 베어링 (구름 베어링)
12 외륜 스페이서 (부설 부재)
12c 외륜 스페이서측 플랜지부
12e 원통부
12f 절결
12h 외륜 스페이서측 테이퍼면 (테이퍼면)
12j 오목부
13 내륜 스페이서
13b 내륜 스페이서측 플랜지부
13e 내륜 스페이서측 테이퍼면 (테이퍼면)
14 내륜
14a 내륜 궤도면
15 외륜
15a 외륜 궤도면
15b 카운터 보어
15c 축 방향 단면
15d 축 방향 단면
15e 절결
16 볼 (전동체)
30 하우징
31 장착공
31a 원주 방향 홈
32 회전축 (주축)
34 외륜 누름 (부설 부재)
34a 원환 홈 (오목홈)
35 통기공
G 그리스
L 래버린스
L1 대경 래버린스
L2 소경 래버린스
S1 베어링 공간
S2 윤활제 저장소
S3 제 2 윤활제 저장소
W 왁스계 윤활제
W' 다른 왁스계 윤활제

Claims

외주면에 내륜 궤도면을 갖는 내륜과, 내주면에 외륜 궤도면을 갖는 외륜과, 상기 내륜 궤도면과 상기 외륜 궤도면 사이에 자유롭게 전동할 수 있게 배치되는 복수의 전동체를 구비하고, 상기 내륜의 외주면 및 상기 외륜의 내주면 사이의 베어링 공간에 윤활제가 봉입되는 구름 베어링과,
상기 구름 베어링에 인접 배치되는 부설 부재를 구비하는 베어링 장치로서,
상기 부설 부재는, 상기 베어링 공간에 연통하는 윤활제 저장소를 갖고,
상기 윤활제 저장소에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 상기 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 상기 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 부설 부재는, 상기 외륜의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 외륜 스페이서이고,
상기 외륜 스페이서의 내주면에는, 직경 방향 내측으로 연장되는 외륜 스페이서측 플랜지부와, 외륜 스페이서측 플랜지부의 내주부로부터 축 방향 단부를 향하여 연장되는 원통부를 구비하고,
상기 윤활제 저장소는, 상기 외륜 스페이서의 내주면, 상기 외륜 스페이서측 플랜지부의 축 방향 단면, 및 상기 원통부의 외주면에 의해 구획되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 부설 부재는, 상기 외륜의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되어 상기 외륜을 축 방향으로 고정시키는 외륜 누름이고,
상기 윤활제 저장소는, 상기 외륜 누름의 외륜측 축 방향 단면에 형성된 오목홈인 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
외주면에 내륜 궤도면을 갖는 내륜과, 내주면에 외륜 궤도면을 갖는 외륜과, 상기 내륜 궤도면과 상기 외륜 궤도면 사이에 자유롭게 전동할 수 있게 배치되는 복수의 전동체를 구비하고, 상기 내륜의 외주면 및 상기 외륜의 내주면 사이의 베어링 공간에 윤활제가 봉입되는 구름 베어링과,
상기 외륜의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 외륜 스페이서와,
상기 외륜 스페이서에 대향하고, 또한 상기 내륜의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 내륜 스페이서를 구비하는 베어링 장치로서,
상기 내륜 스페이서의 상기 베어링 부근의 외주면에는, 직경 방향 외측으로 연장되는 내륜 스페이서측 플랜지부가 형성되고,
상기 외륜 스페이서의 내주면, 상기 내륜 스페이서측 플랜지부의 축 방향 단면, 및 상기 내륜 스페이서의 외주면에 의해 윤활제 저장소가 구획되고, 또한
상기 내륜 스페이서측 플랜지부의 외주면과 상기 외륜 스페이서의 내주면 사이에는, 상기 윤활제 저장소와 상기 베어링 공간을 연통하는 대경 래버린스가 형성되고,
상기 윤활제 저장소에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 상기 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 상기 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 외륜 스페이서의 내주면에는, 상기 내륜 스페이서측 플랜지부에 대해 상기 베어링과 반대측에, 직경 방향 내측으로 연장되는 외륜 스페이서측 플랜지부가 추가로 형성되고,
상기 윤활제 저장소는, 상기 내륜 스페이서측 플랜지부의 외주면과 상기 외륜 스페이서의 내주면 사이에 형성되는 상기 대경 래버린스와, 상기 외륜 스페이서측 플랜지부의 내주면과 상기 내륜 스페이서의 외주면 사이에 형성되는 소경 래버린스 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 외륜 스페이서에는, 상기 윤활제 저장소와 외부를 연통하여 공기를 보급하기 위한 통기공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
외주면에 내륜 궤도면을 갖는 내륜과, 내주면에 외륜 궤도면을 갖는 외륜과, 상기 내륜 궤도면과 상기 외륜 궤도면 사이에 자유롭게 전동할 수 있게 배치되는 복수의 전동체를 구비하고, 상기 내륜의 외주면 및 상기 외륜의 내주면 사이의 베어링 공간에 윤활제가 봉입되는 구름 베어링과,
상기 외륜의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 외륜 스페이서와,
상기 외륜 스페이서에 대향하고, 또한 상기 내륜의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 내륜 스페이서를 구비하는 베어링 장치로서,
상기 외륜 스페이서의 내주면과 상기 내륜 스페이서의 외주면 사이에는, 윤활제 저장소가 구획되고,
상기 외륜 스페이서의 내주면과 상기 내륜 스페이서의 외주면은, 서로 대향하고, 상기 윤활제 저장소로부터 상기 베어링 공간으로 연통하는 래버린스를 형성하도록, 상기 베어링을 향하여 대경이 되는 테이퍼면을 갖고,
상기 윤활제 저장소에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 상기 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 상기 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 구름 베어링은, 1 쌍의 구름 베어링을 포함하고,
상기 내륜 스페이서는, 상기 각 내륜의 축 방향 단면에 각각 맞닿아 배치되는 1 쌍의 내륜 스페이서를 포함하고,
상기 외륜 스페이서의 내주면과 상기 1 쌍의 내륜 스페이서의 외주면 사이에는 윤활제 저장소가 구획되고,
상기 외륜 스페이서의 내주면과 상기 1 쌍의 내륜 스페이서의 외주면은, 서로 대향하고, 상기 윤활제 저장소로부터 상기 베어링 공간으로 연통하는 1 쌍의 래버린스를 형성하도록, 상기 베어링을 향하여 대경이 되는 테이퍼면을 각각 갖는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 1 쌍의 내륜 스페이서는, 축 방향 내측면을 상기 테이퍼면으로 하여, 직경 방향 외측으로 연장되는 내륜 스페이서측 플랜지부를 각각 갖고,
상기 외륜 스페이서의 내주면에는, 상기 윤활제 저장소를 구성하는 환상의 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
제 2 항 및 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구름 베어링은 앵귤러 볼 베어링이고,
상기 외륜 스페이서는, 상기 외륜의 반카운터 보어측의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 왁스계 윤활제는, 상기 액상화점을 경계로 하여, 상기 액상 상태와 상기 반고체 상태의 사이를 가역 변화 가능한 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베어링 공간에는, 윤활유와 왁스를 함유하고, 상기 베어링 장치의 운전시에 상정되는 상기 구름 베어링의 최고 온도보다 높은 액상화점을 갖고, 상기 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 상기 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베어링 공간에는 그리스가 봉입되고,
상기 그리스는, 상기 왁스계 윤활제와 친화성 및 침윤성을 갖는 기유를 함유하여 구성되는 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
외주면에 내륜 궤도면을 갖는 내륜과, 내주면에 외륜 궤도면을 갖는 외륜과, 상기 내륜 궤도면과 상기 외륜 궤도면 사이에 자유롭게 전동할 수 있게 배치되는 복수의 전동체를 구비하고, 상기 내륜의 외주면 및 상기 외륜의 내주면 사이의 베어링 공간에 윤활제가 봉입되는 구름 베어링과,
상기 외륜이 내측으로부터 끼워져 고정되는 하우징
을 구비하고, 상기 구름 베어링을 개재하여 주축을 상기 하우징에 대해 자유롭게 회전할 수 있도록 지승하는 주축 장치로서,
상기 하우징의 내주면에는, 상기 베어링 공간에 연통하고, 원주 방향을 따라 형성되는 원주 방향 홈이 형성되고,
상기 원주 방향 홈에는, 윤활제와 왁스를 함유하고, 10 ∼ 70 ℃ 의 온도 범위 내의 소정의 온도인 액상화점을 경계로 하여, 상기 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 상기 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입되는 것을 특징으로 하는 주축 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 외륜의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 외륜 스페이서를 추가로 구비하고,
상기 외륜의 축 방향 단면, 또는 상기 외륜 스페이서의 축 방향 단면에는, 상기 원주 방향 홈과 상기 베어링 공간을 연통하는 직경 방향을 따른 절결이 형성되는 것을 특징으로 하는 주축 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 구름 베어링은 앵귤러 볼 베어링이고,
상기 외륜 스페이서는, 상기 외륜의 반카운터 보어측의 축 방향 단면에 맞닿아 배치되는 것을 특징으로 하는 주축 장치.
제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 왁스계 윤활제는, 상기 액상화점을 경계로 하여, 상기 액상 상태와 상기 반고체 상태의 사이를 가역 변화 가능한 것을 특징으로 하는 베어링 장치.
제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베어링 공간에는, 윤활제와 왁스를 함유하고, 상기 주축 장치의 운전시에 상정되는 상기 구름 베어링의 최고 온도보다 높은 액상화점을 갖고, 상기 액상화점을 초과했을 때의 액상 상태와, 상기 액상화점 이하에서의 반고체 상태의 사이를 변화 가능한 왁스계 윤활제가 봉입되는 것을 특징으로 하는 주축 장치.
제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베어링 공간에는 그리스가 봉입되고,
상기 그리스는, 상기 왁스계 윤활제와 친화성 및 침윤성을 갖는 기유를 함유하여 구성되는 것을 특징으로 하는 주축 장치.