TWI607160B - Rolling bearing - Google Patents

Description

滾動軸承

本發明係關於一種滾動軸承。

近年來，工具機用主軸裝置之高速化顯著地發展，又，環境對策、省能源化、省資源化之要求亦強，故作為軸承之潤滑方法，滑脂潤滑受到關注。作為滑脂潤滑，已知於軸承組入時以封入於軸承空間之滑脂進行潤滑之方式、或自設置於殼體之外部之滑脂補給機構以適當之時序補給滑脂而進行潤滑之方式。

例如，專利文獻1所記載之主軸裝置係為，自設置於殼體之外部之滑脂補給機構，經由滑脂供應管及形成於殼體內之滑脂供應路徑，以適當之時序對滾動軸承之軸承空間補給微量之滑脂。

又，作為被滑脂潤滑之先前之軸承，揭示有以將滑脂積存零件與滾動軸承分離之形式形成，且鄰接於固定側軌道環而配置之滑脂積存零件及滾動軸承(例如，參照專利文獻2)。專利文獻2所記載之滑脂積存零件包含：環狀之容器部，其於內部成為滑脂積存部；及軸承內插入部，其自容器部突出而形成，且插入至鄰接配置之滾動軸承之軌道面附近。該滑脂積存零件係將容器部內之滑脂自軸承內插入部之前端噴出口供應至滾動軸承之軌道面。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第4051563號公報

[專利文獻2]日本特開2008-240828號公報

然而，滑脂中含有基油、增稠劑、添加劑。於自軸承外部補給滑脂之方式中，根據軸承之使用條件或周圍之溫度條件，亦有使用稠度之數值較小且相對較硬之滑脂之情形。又，亦有因壓力而使增稠劑與基油分離，因而滑脂整體硬化或固化之情形。於此種情況下，殼體內之配管路徑較長、或配管路徑於中途彎曲、或存在數處彎折成直角之部位之情形時，會因增稠劑之固化程度，而有將滑脂噴出至軸承時之配管阻力變大之疑慮。於該情形下，必須增大噴出壓力。又，為了自殼體外部向軸承內部供應滑脂，需另設殼體內供應路徑或滑脂補給裝置等，對成本方面較為不利。

又，採用專利文獻2所記載之於滾動軸承組合滑脂積存零件之構造之情形時，必須組合構造複雜之複數個零件，成為製作費用增加之因素。進而，滑脂之供應係利用伴隨著滾動軸承之運轉、停止之於滑脂積存部之熱循環所引起之壓力變動，而自軸承內插入部之前端供應與滑脂分離之基油之方式。因此，僅藉由熱循環所引起之壓力變動，如工具機主軸用軸承般高速旋轉之用途(dmn50萬以上，更佳為dmn100萬以上)中，有潤滑不足之可能性。

滑脂之供應控制較理想為根據軸承之運轉狀態(旋轉速度或運轉時間等)而適當地調整供應量或供應時序。為此，必須監視軸承之運轉狀態，而導致控制複雜化、營運成本增大、需要繁瑣之維護。

本發明係鑑於上述事項而完成者，其目的在於提供如下之軸承裝置，其係於軸承內封入可根據周圍溫度而變化為半固體狀與液狀之蠟系潤滑劑以取代先前之滑脂，無需特別之控制，即可實現長時間穩定之潤滑。

本發明包含下述構成。

(1)一種滾動軸承，其特徵在於：其係包含如下構件者：內環，其於外周面具有內環軌道面；外環，其於內周面具有外環軌道面；複數個滾動體，其等係於上述內環軌道面與上述外環軌道面之間之軸承內空間滾動自如地配置；及密封構件，其位於上述內環與上述外環之任一者之軌道環之軸向端部，且封塞上述軸承內空間；且上述密封構件具有朝軸向外側凸出之儲油空間；於上述儲油空間封入蠟系潤滑劑，該蠟系潤滑劑包含潤滑油與蠟，且以10~70℃之溫度範圍內之特定溫度即液狀化點為界，可於超過上述液狀化點時之液狀狀態、與於上述液狀化點以下之半固體狀態之間變化。

(2)如技術方案(1)之滾動軸承，其中上述密封構件係其上述儲油空間自上述內環與上述外環之端面朝軸向外側突出。

(3)如技術方案(1)之滾動軸承，其中上述密封構件配置於較上述內環與上述外環之端面更靠軸向內側。

(4)如技術方案(1)至(3)中任一項之滾動軸承，其中上述外環與上述內環於將軸承寬度設為B、軸承高度設為H之情形時，滿足1.5≦B/H≦3。

(5)如技術方案(1)至(4)中任一項之滾動軸承，其中於上述軸承內空間，封入具有較上述滾動軸承之運轉時所設想之最高溫度更高之上述液狀化點之上述蠟系潤滑劑。

(6)如技術方案(1)至(4)中任一項之滾動軸承，其中於上述軸承內空間封入滑脂；且上述滑脂係包含與上述蠟系潤滑劑具有親和性及浸潤性之基油成分而構成。

(7)如技術方案(1)至(6)中任一項之滾動軸承，其中上述蠟系潤滑劑係以上述液狀化點為界，可於上述液狀狀態與上述半固體狀態之間可逆變化。

另，所謂如技術方案1之「蠟系潤滑劑」係指包含潤滑油與蠟之潤滑劑，又，所謂「液狀化點」係指蠟系潤滑劑自半固體狀態變化為液體狀態，或自液體狀態變化為半固體狀態時之溫度。又，「液狀化點」係遵循關於例如日本之危險物之管制之規則、第12章 雜則 第69條之2(液狀之定義)。

根據本發明之滾動軸承，取代先前之滑脂，將可根據周圍溫度而於半固體狀與液狀之間變化之蠟系潤滑劑封入於軸承內。因此，於軸承溫度超過特定溫度之液狀化點之情形時，由於蠟系潤滑劑液狀化而移動至軸承空間，故可增加軸承空間內之潤滑油量。因此，無需特別之控制，即可實現滾動軸承長時間穩定之潤滑。

13‧‧‧內環

15‧‧‧外環

17‧‧‧滾動體

19‧‧‧密封構件

21‧‧‧滑脂

23‧‧‧蠟系潤滑劑

23A‧‧‧蠟系潤滑劑

25‧‧‧外環軌道面

27‧‧‧內環軌道面

29‧‧‧保持器

31‧‧‧軸承內空間

33‧‧‧彈簧部

35‧‧‧密封構件保持槽

37‧‧‧儲油空間

39‧‧‧斜邊部

41‧‧‧彎曲部

43‧‧‧外環內徑面

49‧‧‧蠟系潤滑劑

53‧‧‧密封構件

55‧‧‧端部外徑面

57‧‧‧端部內徑面

61‧‧‧密封構件

100‧‧‧滾動軸承

110‧‧‧滾動軸承

120‧‧‧滾動軸承

200‧‧‧滾動軸承

300‧‧‧滾動軸承

B‧‧‧軸承寬度

D‧‧‧內徑

d‧‧‧直徑

H‧‧‧軸承高度

La‧‧‧線

Lb‧‧‧線

Q‧‧‧熱

R‧‧‧箭頭符號

圖1係用以說明本發明之實施形態之圖，為切開滾動軸承之一部分之部分剖視圖。

圖2係圖1所示之滾動軸承之要部放大剖視圖。

圖3係說明蠟系潤滑劑之液狀化點之說明圖。

圖4係滾動軸承之第1變化例之要部放大圖。

圖5係滾動軸承之第2變化例之要部放大圖。

圖6係切開第2構成例之滾動軸承之一部分之剖視圖。

圖7係切開第3構成例之滾動軸承之一部分之剖視圖。

以下，參照圖式對本發明之實施形態進行詳細說明。

圖1係用以說明本發明之實施形態之圖，為切開滾動軸承之一部 分之部分剖視圖。

本構成之滾動軸承100係徑向式之深槽滾珠軸承，具有內環13、外環15、滾動體即滾珠17、及密封構件19，且於軸承內部與密封構件19中，設置有滑脂21與蠟系潤滑劑23。於以下之說明中，設想將本滾動軸承100應用於作為工具機之主軸裝置之驅動用而使用之高速(主軸)馬達(省略圖示)之情形進行說明。

於外環15之內周面，形成外環軌道面25。於內環13之外周面，形成內環軌道面27。於外環軌道面25與內環軌道面27之間，沿著周向配置滾動自如之複數個滾珠17。

滾珠之材質可使用軸承鋼或不鏽鋼、陶瓷等。又，於防鏽性為必要之使用環境中，亦可使用SUS440C、或SUS630、SUS304等。滾珠17係被保持於保持器29之各凹穴且於圓周方向等間隔地配置。保持器29之材質除了碳鋼、SUS304以外，亦可使用聚醯胺、聚苯硫醚等樹脂材料。

密封構件19係配置於內環13與外環15之任一者之軌道環之軸向端部，封塞軸承內空間31。又，密封構件19係以自軸向之兩側夾著外環15及內環13之方式，於滾動軸承100之兩端部安裝一對。一對密封構件19係設為將外環15與內環13之間之軸承內空間31密封、或接近於密封狀態之狀態。

密封構件19係形成為環狀，形成於外徑側之彈簧部33係嵌合於形成於外環15之內周之密封構件保持槽35。被保持於密封構件保持槽35之密封構件19係其內徑側鄰近於內環13之外周面而配置。密封構件19之內徑側端部可與內環13接觸，亦可為不接觸。密封構件19可採用金屬材料、橡膠等彈性材料、於金屬之芯桿被覆有橡膠等之複合材料。於本構成例中，將金屬材料插入於密封構件保持槽35後，以扣緊捲曲之彈簧部33之形態固定於密封構件保持槽35內。又，密封構件19 之內徑側端部成為與內環13非接觸狀態。

於本構成例中，密封構件19形成有自內環13與外環15之端面朝軸向外側凸出之儲油空間37。

圖2係圖1所示之滾動軸承之要部放大剖視圖。於以下之說明中，對於與圖1所示之構件相同之構件賦予相同之符號，而省略或簡化其說明。

密封構件19之突出部分於圖2所示之剖面中成為梯形狀。該梯形狀隨著斜邊部39朝向滾珠17而朝軸承半徑之外側傾斜。斜邊部39之前端連接於上述之彈簧部33。

於斜邊部39與彈簧部33之間，形成有彎曲之彎曲部41。該彎曲部41之徑向位置係配置於較外環15之外環內徑面43更靠半徑方向內側(圖2之下側)。藉此，後述之潤滑油容易自儲油空間37向軸承內空間31移動。

滾動軸承100係於內環13之外周面及外環15之內周面之間之軸承內空間31封入有適量之滑脂21。又，於密封構件19之儲油空間37，封入有蠟系潤滑劑23。

作為封入於軸承內空間31之滑脂21，可應用一般之滑脂21，但較佳為包含與後述細節之蠟系潤滑劑23具有親和性及浸潤性之滑脂、例如與蠟系潤滑劑23之潤滑油相同成分之基油而構成者。

封入於軸承內空間31之滑脂21之量，基於伴隨著旋轉之黏性阻力所引起之升溫與滑脂壽命之平衡，較佳設為軸承內空間31之空間容積之10~20%。藉此，可縮短主軸裝置之試運轉時間，可縮短維護時之軸承更換後之運轉恢復時間。另，於圖示例中以將滑脂21無間隙地填充於軸承內空間31內之狀態予以顯示，但實際上如上述般，具有適當之間隙空間。

蠟系潤滑劑23係以潤滑油與蠟為基本成分。蠟系潤滑劑23係潤 滑油及蠟均具有充分之潤滑性，且以10~70℃之溫度範圍內之特定溫度即液狀化點為界，可於超過液狀化點時之液狀狀態、與液狀化點以下之半固體狀態之間變化者。

蠟於低於其熔點之溫度下固化或半固化，於熔點以上成為液狀，具有流動性。如此，若為蠟單體，則以蠟之熔點附近之溫度為界，整體可逆變化為半固體狀與液狀。相對於此，本發明之蠟系潤滑劑係潤滑油(液體)與蠟(半固體)之混合體(相當於在蠟(溶質)中加入潤滑油(稀釋液)之稀釋溶液)。因此，蠟系潤滑劑係於低於蠟之熔點之溫度，自半固體狀變化為液狀。

自半固體狀變化為液狀之溫度(以下稱為「液狀化點」)與所含之蠟之熔點及與潤滑油之混合比例有密切關係。即，由於為「蠟之熔點>液狀化點」，故可利用所含之蠟與潤滑油之混合比例而將液狀化溫度控制為蠟之熔點以下之特定溫度。

具體而言，可根據潤滑油及蠟之種類、以及兩者之混合比例，而將液狀化點與蠟之熔點之溫度差設為約10~30℃。又，蠟系潤滑劑可設為藉由調整所含之蠟之種類及潤滑油之混合比例等，根據溫度而可逆地變化為液狀與半固體狀者。

另，液狀及液狀化點係如圖3所示，以下述方式確認。該方法係遵循日本之危險物之管制之相關規則、第12章雜則 第69條之2(液狀之定義)之方法。

(1)將試驗物品(蠟系潤滑劑)裝入至2根試管(直徑30mm、高度120mm)之La線(高度55mm)。

(2)將一試管(液狀判斷用試管)以無孔穴之橡膠塞封口。

(3)將另一試管(溫度量測用試管)以附有溫度計之橡膠塞封口。另，溫度計係以其前端距試驗物品之表面深30mm之方式插入，且相對於試管直立。

(4)使2根試管以Lb線(距試驗物品之表面30mm上方處)沒入恆溫槽之水面下之方式於保持為液狀確認溫度±0.1℃之恆溫槽中直立而靜置。

(5)溫度量測用試管中之試驗物品之溫度到達液狀確認溫度±0.1℃後，保持其狀態不變10分鐘。

(6)將液狀判斷試管自恆溫水槽保持直立地取出至水平之台上，並立即水平地放倒至台上，測量試驗物品之前端到達Lb線為止之時間。

(7)試驗物品到達Lb線為止之時間為90秒以內時，判斷試驗物品為「液狀」。

(8)然後，將恆溫水槽之溫度作各種變更而進行(1)~(7)，將成為液狀之溫度設為「液狀化點」。

另，所謂液狀化點，並非如水之凝固點(0°/純水、大氣壓下)之定點溫度，而係以相對於某一特定溫度大致±2℃左右之範圍定義、數值化。

或，使用錐板型黏度計(E型黏度計)，逐漸提高溫度而進行，由於黏度變化變為一定之溫度出現於液狀化點附近，故亦可將該溫度視為液狀化點。

封入於儲油空間37之蠟系潤滑劑23係包含40℃之運動黏度為5~200mm²/s之潤滑油(含添加劑)90~60%、蠟10~40%而構成。蠟系潤滑劑23於10~70℃之溫度範圍內之特定溫度具有液狀化點。

例如，將液狀化點設為47℃之情形時，蠟系潤滑劑23於超過47℃之情形時變為液體狀態，47℃以下之情形時變為半固體狀態。蠟系潤滑劑23係根據其周圍溫度而變化為液體狀態與半固體狀態。又，蠟系潤滑劑23不如滑脂21般含有增稠劑，具有即使施加一定之壓力亦不固化之特點。

作為應用於蠟系潤滑劑23之潤滑油，不論合成油、礦物油之種類，不論單獨、混合之區別，可使用任何潤滑油。作為合成油，可使用酯系、烴系、醚系等任一者。又，作為礦物油，可使用石蠟系礦油、環烷系礦油等任一者。

另一方面，蠟係於常溫下為固體或半固體狀，且具有烷基之有機物。作為本實施形態之蠟，不論天然蠟、合成蠟之種類，不論單獨、混合之區別，可使用任何蠟。惟由於在軸承內部會變成與潤滑油之混合物，故較佳為與潤滑油之相溶性較高者。作為天然蠟，可使用動/植物蠟、礦物蠟、石油蠟之任一者。作為合成蠟，可舉出費托蠟、聚乙烯蠟、油脂系合成蠟(酯、酮類、醯胺)、氫化蠟等。

作為較佳之潤滑油與蠟之組合，自相溶性之觀點而言，對潤滑油使用酯油之情形時，對於蠟可使用微晶蠟。

例如，作為上述之具有47℃之液狀化點之蠟系潤滑劑之一例，可舉出包含雙酯油(癸二酸二辛酯)78.5質量%、微晶蠟(熔點82℃)15質量%、及含有防氧化劑、極壓劑、其他之添加劑6.5質量%者。

又，作為具有38℃之液狀化點之其他蠟系潤滑劑之一例，可舉出包含雙酯油(癸二酸二辛酯)83質量%、微晶蠟(熔點72℃)10.5質量%、及含有防氧化劑、極壓劑、其他之添加劑6.5質量%者。

又，潤滑油與蠟之混合比例較佳為，相對於兩者之合計量，蠟為10~40質量%，潤滑油為90~60質量%。蠟之混合比例越大，蠟系潤滑劑為半固體狀時之流動性越差，若超過40質量%則輸送性變差。尤其重視流動性之情形時，較佳為將蠟之混合比例設為10質量%以上且小於20質量%，將潤滑油之混合比例設為90質量%以下且超過80質量%。另，蠟有時亦被作為潤滑油或滑脂之油性提高劑而添加，但於本發明之蠟系潤滑劑中，藉由如上述般使蠟之添加量多於一般之添加劑量，而保持與滑脂同等之半固體狀之性質(作為增稠劑之功能)。

進而，於蠟系潤滑劑中，可因應目的而添加各種添加劑。例如，可適量添加皆為周知之防氧化劑或防鏽劑、極壓劑等。

於調製蠟系潤滑劑時，只要將蠟加熱至熔點以上之溫度而成為液狀，且對其加入潤滑油或添加有添加劑之潤滑油而充分混合後，冷卻至未達蠟之熔點之溫度(通常為液狀化點以下左右)即可。或，亦可將潤滑油或添加有添加劑之潤滑油、與固形之蠟裝入適當之容器，將整體加熱至蠟之熔點以上之溫度而混合後，冷卻至液狀化點以下之溫度。

蠟系潤滑劑23於主軸運轉前或運轉初期，以半固體狀態被儲存於儲油空間37內。當軸承內部因主軸運轉而升溫時，於軸承內產生之熱Q自滾珠17側向軸承外側傳遞。

當產生之熱Q到達儲油空間37之蠟系潤滑劑23、蠟系潤滑劑23達到液狀化點以上之溫度時，與軸承內空間31連通之儲油空間37之蠟系潤滑劑23其一部分變化為液體之潤滑油。該潤滑油於滾動軸承100之軸承內空間31沿圖中箭頭符號R所示之方向浸潤、移動，而被供應至滾動軸承100之外環軌道面25、內環軌道面27、滾珠17之表面。

此時，於密封構件19之斜邊部39，藉由軸承旋轉所產生之離心力而使潤滑油集中，且沿著斜邊部39之傾斜而流入至軸承內空間31。流入至軸承內空間31之潤滑油係沿著外環內徑面43而被供應至外環軌道面25、滾珠17之表面、內環軌道面27、及保持器29。

蠟系潤滑劑23係如上述般液化而作為滾動軸承100之潤滑劑被供應後，當滾動軸承100之旋轉速度下降或運轉停止等因而軸承內部之溫度小於液狀化點時，再次變化為半固體狀。

蠟系潤滑劑23之液狀化點係如上述般，藉由調整蠟系潤滑劑23之成分，可於10~70℃之範圍內設定為任意溫度。藉此，配合滾動軸承100之運轉條件、即所應用之旋轉機械之使用實績、驗證實驗、耐 久性評估試驗等所得出之軸承溫度，可供應最適量之潤滑油。即，於必要時，可將蠟系潤滑劑23液狀化之潤滑油向滾動軸承內部供應。

又，於滾珠軸承中，滾珠以接觸角線為赤道而旋轉之結果，滾珠發揮泵效果，於封入有潤滑劑之空間產生氣流。因此，藉由使用流動性較佳之蠟系潤滑劑，可防止潤滑劑滯留於軸承內，而獲得防止軸承之溫度上升之效果。

液狀化點可根據所使用之蠟之熔點、與潤滑油之混合比例，而設為低於蠟之熔點。

例如，微晶蠟之熔點為67~98℃，但與潤滑油以上述混合比例混合而得之蠟系潤滑劑，可將液狀化點設定為35~50℃之範圍之特定溫度。又，石蠟之熔點為47~69℃，但與潤滑油以上述混合比例混合而得之蠟系潤滑劑，可將液狀化點設定為20~35℃之範圍之特定溫度。

又，基本上鑑於軸承周圍之環境溫度或軸承之運轉溫度，一般而言，液狀化點以10~70℃較為適當，但應用用途為工具機用之滾動軸承(工具機主軸用之滾動軸承或滾珠螺桿軸端支持用之滾動軸承等)之情形時，根據以下所敘述之理由，較佳為30~70℃，更佳為40~70℃。

使用工具機之周圍環境條件上，為了將伴隨著周邊溫度之變化之構件之熱變位抑制於最小限度，而確保被加工零件之加工精度，周圍環境大多經空調管理為20~25℃左右。因此，若將液狀化點之下限設定為30℃，則於停止狀態下，由於為液狀化點以下，故蠟系潤滑劑23不會液狀化，而被維持於軸承內部或儲油部分。且，即使將儲存有蠟系潤滑劑23之軸承或主軸停止或保持停止狀態地進行庫存保管，亦不會液狀化而被保持於軸承內部及周邊部，故而與通常之滑脂相同，經過長期亦無損潤滑功能。因此，較佳為將液狀化點設為30~70℃。

又，由於工具機所使用之軸承隨著旋轉數增加而軸承內部溫度上升，故為了維持適當之潤滑狀態，必須將更多的潤滑油供應至滾動接觸面。通常之旋轉條件(低速~中速旋轉區域)下之連續運轉、或交替重複低速旋轉與最高速旋轉之運轉條件之情形時，軸承溫度大致為40℃以下，潤滑油量為滾動接觸面附近之潤滑劑之量即為充分。

然而以最高旋轉進行連續加工之情形、或即便旋轉數較低亦連續進行重切削加工之情形時，會有軸承溫度超過40℃之情形，該情形時，有滾動接觸面之潤滑油不足之虞。因此，藉由將液狀化點之下限設定為40℃，於此時，軸承周邊之蠟系潤滑劑23液狀化，可補充滾動接觸面所不足之潤滑油，可防範意外之熔執等不佳狀況於未然。因此，更佳為將液狀化點設為40~70℃。

接著，說明上述之構成之作用。

本構成之滾動軸承100係於軸承內空間31封入有適量之滑脂21，於儲油空間37封入有適量之蠟系潤滑劑23。滑脂21係如上述般，含有與蠟系潤滑劑23相同成分之基油，具有與蠟系潤滑劑23之親和性。

於滾動軸承100之內部溫度相對較低之、滾動軸承100之運轉初期，滾動軸承100係藉由封入於軸承內空間31之滑脂21而被潤滑。

滑脂21之基油係藉由纖維構造之增稠劑而保持，藉由毛細管現象而於增稠劑之纖維間移動。又，如工具機之主軸裝置、或主軸驅動用之高速(主軸)馬達般高速旋轉之情形時，藉由軸承周邊部之溫度上升，附近之滑脂21升溫而液狀化。因此，基油之流動變得容易，而延長高速旋轉下之滑脂壽命。

滾動軸承100伴隨著主軸裝置之運轉，軸承內部之溫度逐漸上升。然後，當儲油空間內之蠟系潤滑劑23內、滾動軸承側之部分達到液狀化點(例如47℃)時，蠟系潤滑劑23之液狀化開始。然後，儲油空間37之蠟系潤滑劑23液狀化之潤滑油向軸承內空間31移動而自動補給 至軸承內空間31之滑脂21。

軸承內空間31之滑脂21可維持以通常之滑脂潤滑時之滑脂壽命。但，由於滑脂21與液體之潤滑油相比缺乏流動性，故有助於滾動軸承100之潤滑之滑脂21係限於滾動軸承100之最近之滑脂內之基油成分。

相對於此，本構成之蠟系潤滑劑23係因滾動軸承100之發熱、溫度上升而自半固體變化為液體。因此，儲油空間內之蠟系潤滑劑23液狀化後之潤滑油自儲油空間37浸潤、移動至滾動軸承內之滑脂21，而逐漸被供應至滾動軸承內。其結果，藉由來自蠟系潤滑劑23之補油作用，可大幅地延長滾動軸承100之潤滑壽命。

又，滾動軸承100越高速旋轉，於滾動接觸部或保持器引導面需要越多潤滑油。另一方面，滾動軸承100之溫度隨著高速旋轉而上升，該熱被傳遞至軸承整體。因此，儲油空間內之蠟系潤滑劑23之液狀化相應於溫度上升而被促進，更多的潤滑油被供應至滾動軸承100。

即，若設定最佳之液狀化點，則即使不自外部給予指令，亦可自動控制與旋轉速度相應之適當之潤滑油量而補給。例如，若設定為如於軸承之旋轉數變為特定之旋轉數以上時、蠟系潤滑劑23液狀化而補給潤滑油之液狀化點，則可自動增加於特定之旋轉數以上之高速旋轉時所供應之潤滑油量，提高耐熔執性。

又，於非特別需要潤滑油量之低速旋轉時自動暫停潤滑油之補給。即，將液狀化點設定為較低速旋轉時之軸承內溫度為高溫之側，於達到需要潤滑油之特定旋轉數以上之情形時，蠟系潤滑劑23液狀化而補給潤滑油。藉此，可大幅延長潤滑劑壽命。

進而，於滾動軸承100之運轉溫度相對較低而無需特別之冷卻構造之情形、或始終以一定旋轉數連續運轉之情形等、將軸承溫度收於 某一特定之範圍內之情形時，只要配合設想之軸承溫度而設定蠟系潤滑劑23之液狀化點即可。於該情形時，亦可將蠟系潤滑劑23之補給量設為最佳而使潤滑壽命長期化。

又，一般之主軸裝置係藉由供應至冷媒供應路徑之冷媒而冷卻滾動軸承100，從而抑制軸承之溫度變化所引起之加工精度之降低。該情形時，由於軸承溫度根據滾動軸承100之運轉條件而變化，故以感測器檢測軸承溫度，根據檢測出之軸承溫度，而反饋調整供應至軸承之潤滑油量。

因此，於上述一般之主軸裝置中，必須進行與滾動軸承100之運轉溫度相應之控制。然而，根據本構成之滾動軸承100，不需要來自軸承外部之控制，而將必要量之潤滑油自動供應至軸承內空間31。

又，於本構成中，將與蠟系潤滑劑23具有親和性之滑脂21封入於滾動軸承100之軸承內空間31，但亦可將其他蠟系潤滑劑23A而非滑脂21封入於軸承內空間31。該情形時，若相較於滾動軸承100之設想之最高運轉溫度(例如65℃左右)，將其他蠟系潤滑劑23A之液狀化點設定為較高(例如液狀化點70℃)，則滾動軸承內之其他蠟系潤滑劑23A始終維持半固體狀態。即，其他蠟系潤滑劑23A顯示與通常之滑脂21相同之行為，而潤滑滾動軸承100。

假設，於將其他蠟系潤滑劑23A之液狀化點設定為較設想之最高運轉溫度為低之情形時，於運轉溫度超過液狀化點之時點，有其他蠟系潤滑劑23A之液狀化進展，因而滾動軸承內之潤滑劑流出至外部之虞。該情形時，其他蠟系潤滑劑23A可能僅有助於運轉溫度較低之初期潤滑。因此，藉由將其他蠟系潤滑劑23A之液狀化點設定為較最高運轉溫度為高之溫度，可避免上述之問題。

如此，於滾動軸承100中，藉由配合滾動軸承100之運轉溫度，將可逆變化為半固體與液狀之液狀化點設定為最佳值，可將最適量之 潤滑油連續向軸承內供應。藉此，即使不自外部給予指令，亦可進行與旋轉速度(軸承溫度)對應之適當之潤滑油量之控制。

又，於滾動軸承100中，較內外環側端部向外側突出而形成密封構件19。於該密封構件19中，可將設為期望的容積之儲油空間37，簡便地安裝於滾動軸承100。

進而，蠟系潤滑劑23係因發熱、溫度上升而自半固體變化為液狀。液狀化之潤滑油浸潤、移動至與儲油空間37連通之軸承內空間31之滑脂21。此時，藉由滑脂21之親和性，潤滑劑容易通過滑脂21，可促進向軸承內補給潤滑劑。

接著，說明上述構成之滾動軸承之第1變化例。

圖4係滾動軸承之第1變化例之要部放大圖。

本變化例之滾動軸承110除了密封構件19之彎曲部41與外環內徑面43之位置關係不同以外，與上述之滾動軸承100為相同之構成。

本構成之剖面梯形狀之密封構件19之彎曲部41之內側緣部之直徑d與外環內徑面43之內徑D大致一致。因此，密封構件19之斜邊部39之內側面與外環內徑面43不具有階梯部而平滑連接。

根據本構成，自儲油空間37液狀化而流入之潤滑油自斜邊部39無阻力地流動至外環內徑面43，而將潤滑油供應至外環軌道面25或滾珠17之表面。藉此，可使潤滑油不滯留，以高效率向軸承內空間31移動。

接著，說明上述構成之滾動軸承之第2變化例。

圖5係滾動軸承之第2變化例之要部放大圖。

本構成之滾動軸承120係於軸承內空間31及儲油空間37，封入有具有較滾動軸承120之運轉時所設想之最高溫度更高之液狀化點之蠟系潤滑劑49。

於該滾動軸承120中，於軸承到達之最高溫度以下，蠟系潤滑劑 49保持蠟狀態。即，於最高溫度以下，蠟系潤滑劑49顯示與通常之滑脂21相同之行為。

滾動軸承120之溫度變高至設想之最高溫度以上之情形時，液狀化之潤滑油被供應至軸承內，而抑制滾動軸承120之熔執。因此，於液狀化點為最高溫度以下之情形時，可防止熔執前之蠟系潤滑劑49液化而向外部流出。藉此，可順利地進行運轉溫度以下之初期潤滑，可確實地進行滾動軸承120之過加熱時之保護。

接著，說明滾動軸承之第2構成例。

圖6係切開第2構成例之滾動軸承之一部分之剖視圖。

於本構成之滾動軸承200中，密封構件53配置於較內環13與外環15之端面更靠軸向內側。即，將形成於較外環15之密封構件保持槽35更靠軸承外側之端部內徑面57、與內環之端部外徑面55沿軸向延長，而將密封構件53收容於較軸承端面更靠內側。

根據該滾動軸承200，密封構件53不自內環13與外環15之端面向外側突出。即，密封構件53不於沿著滾動軸承100之軸心之方向凸出，而提高軸承之配置自由度，可防止因與周邊零件之干涉而損傷密封構件53。

接著，說明滾動軸承之第3構成例。

圖7係切開第3構成例之滾動軸承之一部分之剖視圖。

本構成之滾動軸承300採用密封構件61不朝軸向外側大為突出，而於密封構件61之軸向內側之軸承內空間31設置有蠟系潤滑劑23之儲油空間之構成。

於本構成之滾動軸承300中，於將軸承寬度設為B，軸承高度設為H之情形時，外環15與內環13滿足1.5≦B/H≦3。因此，軸承內空間31具有配置蠟系潤滑劑23之充足之空間。

於該滾動軸承300中，藉由將軸承寬度與軸承高度設定為1.5≦ B/H，容易確保儲油空間37之容積。又，由於儲油空間37自軸承中心部適度地隔開，故可形成熱傳遞較少之部分。因此，蠟系潤滑劑23於軸承運轉時並未全部液狀化，可保持在蠟狀。

另，設定為B/H>3之情形時，滾動軸承300之軸向空間變大，而產生旋轉機器變大之缺點。

因此，根據本構成之滾動軸承，藉由於儲油空間37封入可根據周圍溫度而變化為半固體狀與液狀之蠟系潤滑劑23，可實現長時間穩定之潤滑。

另，本發明並非限定於上述之實施形態，可適當變形、改良等。

例如，於本構成例中，以於徑向式之深槽滾珠軸承設置儲油空間37，而儲存蠟系潤滑劑23之方式進行說明，但並非限定於該軸承形式，亦可對包含滾子軸承之其他任意形式之軸承應用本發明。

進而，對將滾動軸承應用於作為工具機之主軸裝置之驅動用而使用之高速(主軸)馬達之例進行了說明，但並非限於此，亦可作為一般產業機械用滾動軸承、其他馬達用滾動軸承等高速旋轉之裝置之滾動軸承而應用，獲得相同之效果。

本申請案係基於2014年10月29日提出申請之日本專利申請案(日本特願2014-220694)、及2015年9月29日提出申請之日本專利申請案(日本特願2015-191191)者，該等申請案之內容以引用之方式併入本文中。

13‧‧‧內環

15‧‧‧外環

17‧‧‧滾動體

19‧‧‧密封構件

21‧‧‧滑脂

23‧‧‧蠟系潤滑劑

23A‧‧‧蠟系潤滑劑

25‧‧‧外環軌道面

27‧‧‧內環軌道面

29‧‧‧保持器

33‧‧‧彈簧部

35‧‧‧密封構件保持槽

37‧‧‧儲油空間

39‧‧‧斜邊部

41‧‧‧彎曲部

43‧‧‧外環內徑面

100‧‧‧滾動軸承

Q‧‧‧熱

R‧‧‧箭頭符號

Claims (7)

1. 一種滾動軸承，其特徵在於：其係包含如下構件者：內環，其於外周面具有內環軌道面；外環，其於內周面具有外環軌道面；複數個滾動體，其等係於上述內環軌道面與上述外環軌道面之間之軸承內空間滾動自如地配置；及密封構件，其位於上述內環與上述外環之任一者之軌道環之軸向端部，且封塞上述軸承內空間；且上述密封構件具有朝軸向外側凸出之儲油空間；於上述儲油空間封入蠟系潤滑劑，該蠟系潤滑劑包含潤滑油與蠟，且以10~70℃之溫度範圍內之特定溫度即液狀化點為界，可於超過上述液狀化點時之液狀狀態、與上述液狀化點以下之半固體狀態之間變化。
2. 如請求項1之滾動軸承，其中上述密封構件係其上述儲油空間自上述內環與上述外環之端面朝軸向外側突出。
3. 如請求項1之滾動軸承，其中上述密封構件配置於較上述內環與上述外環之端面更靠軸向內側。
4. 如請求項1至3中任一項之滾動軸承，其中上述外環與上述內環於將軸承寬度設為B、軸承高度設為H之情形時，滿足1.5≦B/H≦3。
5. 如請求項1至3中任一項之滾動軸承，其中於上述軸承內空間中，封入有具有較上述滾動軸承之運轉時所設想之最高溫度更高之上述液狀化點之上述蠟系潤滑劑。
6. 如請求項1至3中任一項之滾動軸承，其中於上述軸承內空間封入有滑脂；且上述滑脂係包含與上述蠟系潤滑劑具有親和性及浸潤性之基 油成分而構成。
7. 如請求項1至3中任一項之滾動軸承，其中上述蠟系潤滑劑係以上述液狀化點為界，可於上述液狀狀態與上述半固體狀態之間可逆變化。