WO2016092966A1 - 軸受装置 - Google Patents

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WO2016092966A1
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bearing
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美昭 勝野
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日本精工株式会社
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    • F16C19/541—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F16C19/542—Systems consisting of juxtaposed rolling bearings including at least one angular contact bearing with two rolling bearings with angular contact

Definitions

  • the present invention relates to a bearing device, and more particularly to a bearing device that can be stably lubricated with a wax-based lubricant for a long period of time.
  • grease lubrication has attracted attention as a lubrication method for bearings.
  • As grease lubrication there are known a system in which lubrication is performed with grease enclosed in the bearing space when the bearing is assembled, and a system in which grease is replenished at an appropriate timing from a grease replenishing means provided outside the housing. ing.
  • the grease reservoir component 100 described in Patent Document 2 includes an annular container portion 101 whose inside is a grease reservoir 102, and a raceway of the fixed-side bearing ring 111 of the rolling bearing 110 that protrudes from the container portion 101. And an in-bearing insertion portion 103 inserted to the vicinity of the surface 111a.
  • a base oil bleeding port 104 is provided at the tip of the bearing insertion portion 103, and the grease G accommodated in the container portion 101 is supplied from the base oil bleeding port 104 to the rolling bearing 110.
  • grease contains base oil, thickener, and additive.
  • grease When grease is replenished from the outside, grease with a low consistency value or relatively hard grease can be used. If the thickening agent is solidified, such as when the pipe length is long or when the piping path is bent in the middle or when there are several parts bent at a right angle, grease may be discharged to the bearing due to pipe resistance. There was a concern that the phenomenon would become difficult. In addition, it is disadvantageous in terms of cost, such as formation of a supply path in the housing for supplying grease from the outside of the housing to the inside of the bearing and a separate grease replenishing device.
  • the grease reservoir component 100 and the rolling bearing 110 described in Patent Document 2 are a combination of a plurality of components having a complicated structure, which causes an increase in manufacturing cost.
  • the grease G is supplied from the grease base oil exudation port 104 by using the pressure fluctuation caused by the heat cycle in the grease reservoir 102 accompanying the operation / stop of the rolling bearing 110. ing. For this reason, there is a possibility that lubrication may be insufficient only in the pressure fluctuation due to the heat cycle in an application (dmn 500,000 or more, more preferably dmn 1,000,000 or more) that rotates at a high speed like a bearing for a spindle of a machine tool.
  • an object of the present invention is to enclose a wax-based lubricant that can be changed into a pasty semi-solid state and a liquid state depending on an ambient temperature, instead of a conventional grease.
  • an object of the present invention is to provide a bearing device capable of stable lubrication over a long period of time.
  • a rolling bearing in which a lubricant is sealed in a bearing space between the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring, An outer ring spacer disposed in contact with the axial end surface of the outer ring;
  • a bearing device comprising: At least one of the inner ring or the inner ring spacer disposed in contact with the axial end surface of the inner ring is formed with a tapered outer peripheral surface, and the tapered outer peripheral surface decreases in diameter as the distance from the inner ring raceway surface increases.
  • the small-diameter side end portion is positioned axially outside the axial end surface of the outer ring and enters the inner diameter side of the outer ring spacer,
  • the outer ring spacer has a lubricant reservoir, and an oil supply passage communicating with the lubricant reservoir and opening in the tapered outer peripheral surface,
  • the lubricant reservoir includes lubricating oil and wax, and a liquid state when the liquefaction point is exceeded at a predetermined liquefaction point within a temperature range of 10 to 70 ° C.
  • a bearing device characterized in that a wax-based lubricant that can change between a semi-solid state below a liquefaction point is enclosed.
  • the bearing device according to (1), wherein the oil supply passage is configured by an oil supply hole of the outer ring spacer.
  • the oil supply passage is configured by a slit extending along the circumferential direction.
  • the wax-based lubricant is capable of reversibly changing between the liquid state and the semi-solid state with the liquefaction point as a boundary.
  • the bearing space includes a lubricating oil and wax, has a liquefaction point higher than the maximum temperature of the rolling bearing assumed during operation of the bearing device, and exceeds the liquefaction point
  • Any one of (1) to (5) is characterized in that another wax-based lubricant capable of changing between the liquid state of the above and a semi-solid state below the liquefaction point is enclosed.
  • Grease is enclosed in the bearing space;
  • the “wax-based lubricant” according to claim 1 refers to a lubricant containing lubricating oil and wax
  • “liquefaction point” refers to a wax-based lubricant from a semi-solid state to a liquid state. Or the temperature at which the liquid state changes to the semi-solid state.
  • the “liquefaction point” is in accordance with, for example, the regulations on dangerous goods regulations in Japan, Chapter 12 Miscellaneous Article 69-2 (Definition of liquid).
  • the inner ring or at least one of the inner ring spacers disposed in contact with the axial end surface of the inner ring is formed with a tapered outer peripheral surface, and the tapered outer peripheral surface is the inner ring raceway surface.
  • the small diameter side end portion is positioned axially outside the axial end surface of the outer ring and enters the inner diameter side of the outer ring spacer.
  • the outer ring spacer includes a lubricant reservoir and an oil supply passage that communicates with the lubricant reservoir and opens in a tapered outer peripheral surface.
  • the lubricant reservoir includes lubricant and wax.
  • Wax capable of changing between a liquid state when the liquefaction point is exceeded and a semi-solid state below the liquefaction point, with a liquefaction point being a predetermined temperature within a temperature range of ⁇ 70 ° C.
  • a system lubricant is enclosed.
  • the wax-based lubricant liquefies based on the bearing temperature that changes according to the load of the rolling bearing, and the centrifugal force acting on the wax-based lubricant adhered to the tapered outer peripheral surface and the large and small diameters of the tapered outer peripheral surface.
  • the wax-based lubricant moves from the oil supply passage to the bearing space due to the negative pressure effect due to the difference in peripheral speed generated by the difference, so that the rolling bearing can be lubricated with the optimum amount of lubricating oil, and the lubrication life of the rolling bearing has been greatly improved. Can be extended.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a spindle device 40 for a machine tool in which the bearing device 10 of the present embodiment is incorporated.
  • the main shaft 32 is rotatably supported by a pair of angular ball bearings 11 that support the front end portion of the main shaft 32 and a rolling bearing (not shown) that supports the rear end portion of the main shaft 32.
  • a tapered hole 32a for attaching a blade holder (not shown) is provided at the tip (tool side) of the main shaft 32.
  • a rotor 41 is fitted and fixed to the center of the main shaft 32 in the axial direction.
  • the stator 42 disposed around the rotor 41 is fixed to the housing 30 via a cooling jacket 44, and by supplying power to the stator 42, the rotor 41 generates a rotational force to rotate the main shaft 32. .
  • the pair of angular ball bearings 11 are held by an inner ring 14 having an inner ring raceway surface 14a on the outer peripheral surface, an outer ring 15 having an outer ring raceway surface 15a on the inner peripheral surface, and a cage 17. And a plurality of balls 16 arranged so as to roll between the inner ring raceway surface 14a and the outer ring raceway surface 15a with a predetermined contact angle ⁇ .
  • a counter bore 15 b is provided on the inner peripheral surface of the outer ring 15 on the outer side in the axial direction.
  • the inner rings 14 of the pair of angular ball bearings 11 are externally fitted to the main shaft 32, and the first inner ring spacers 13, 13 are arranged adjacent to the inner rings 14 with respect to the distal-end large-diameter stepped portion 32 b of the main shaft 32. , And positioning sleeves 13A and 13B, and are fastened and fixed to the main shaft 32 by an inner ring fixing nut 33.
  • the outer ring 15 of the pair of angular ball bearings 11 is fitted in the mounting hole 31 of the housing 30, and the outer ring spacer 12 disposed adjacent to each outer ring 15 with respect to the inwardly stepped portion 30 a of the housing 30. 12 is positioned and fixed in the housing 30 by an outer ring presser 34.
  • the angular ball bearing 11 and the outer ring spacer 12 disposed adjacent to the outer ring 15 of the angular ball bearing 11 constitute the bearing device 10 of the present embodiment.
  • the housing 30 and the cooling jacket 44 are provided with refrigerant supply passages 43 a and 43 b for cooling the angular ball bearing 11 and the stator 42 on the outer peripheral portion corresponding to the pair of angular ball bearings 11 and the stator 42.
  • the pair of angular ball bearings 11 and the stator 42 are cooled and controlled in temperature by refrigerant supplied from a refrigerant supply device (not shown) to the refrigerant supply paths 43a and 43b.
  • the inner ring 14 of the present embodiment forms an extension portion 14b on one end side in the axial direction (the right side in FIG. 2) with respect to the inner ring raceway surface 14a, and as the outer peripheral surface of the extension portion 14b moves away from the inner ring raceway surface 14a.
  • the tapered outer peripheral surface 14c is inclined in the direction of decreasing the diameter.
  • the extension portion 14b having the tapered outer peripheral surface 14c has an end portion on the small diameter side positioned on the outer side in the axial direction with respect to the axial end surface 15c of the outer ring 15 and enters the inner diameter side of the outer ring spacer 12.
  • the entire tapered outer peripheral surface 14c is a smooth surface having a surface roughness of 0.8 ⁇ mRa or less.
  • the inclination angle ⁇ of the tapered outer peripheral surface 14c is set to 3 ° or more so that the lubricant attached to the tapered outer peripheral surface 14c is efficiently sent toward the inner ring raceway surface 14a based on the centrifugal force.
  • the maximum value of the inclination angle ⁇ is set to 30 degrees. .
  • the outer peripheral surface of the first inner ring spacer 13 is a cylindrical surface, is opposed to the outer ring spacer 12, and is in contact with the axial end surface 14d of the extension 14b of the inner ring 14.
  • the outer ring spacer 12 is disposed in contact with the axial end surface 15c of the outer ring 15 on the counter-bore side.
  • the inner peripheral surface of the outer ring spacer 12 is formed by combining a conical concave surface 24 and a cylindrical surface 25.
  • the conical concave surface 24 is located in the diametrically outward direction of the extension portion 14b of the inner ring 14 in a state in which the bearing device 10 is assembled, and the closer to the angular ball bearing 11, the more inclined the diametrically outward direction. is doing.
  • the cylindrical surface 25 is located on the outer side in the diameter direction of the inner ring spacer 13.
  • the diameter of the inner peripheral surface of the outer ring spacer 12 is slightly larger than the diameter of the outer peripheral surfaces of the inner ring 14 and the inner ring spacer 13 at the portion corresponding to the axial direction (the portion having the same axial phase). Therefore, a labyrinth gap 18 through which the lubricant can flow is formed between the tapered outer peripheral surface 14 c and the conical concave surface 24.
  • the radial distance t (perpendicular to the axial direction) of the labyrinth gap 18 is an outer ring spacer in order to smoothly supply the lubricant into the angular ball bearing 11 along the tapered outer peripheral surface 14c.
  • the thickness dimension of the gap is made as small as possible.
  • a lubricant reservoir 19 for holding the wax-based lubricant W is provided inside the outer ring spacer 12.
  • the shape of the lubricating oil reservoir 19 is arbitrary, but in the present embodiment, it is formed in an annular shape in order to increase the volume retained by the lubricant.
  • the base end portion (upper end portion in FIG. 2) of the lubricant reservoir 19, which is present on the outer peripheral surface of the outer ring spacer 12 in the assembled state of the bearing device 10, is opened on the inner peripheral surface of the mounting hole 31 of the housing 30. Aligned with the downstream end opening of the air passage 21.
  • the outer ring spacer 12 has an oil supply hole 20 that communicates with the lubricant reservoir 19 and serves as an oil supply passage that opens to the tapered outer peripheral surface 14c.
  • the front end opening of the oil supply hole 20 faces the intermediate portion of the tapered outer peripheral surface.
  • the oil supply hole 20 is inclined toward the larger diameter side of the tapered outer peripheral surface 14c, and the wax-based lubricant W discharged from the oil supply hole 20 is also tapered by the tapered outer peripheral surface 14c. It tends to move toward the larger diameter side.
  • the size of the oil supply hole 20 is preferably about ⁇ 0.5 mm to ⁇ 3.0 mm, but may be appropriately changed according to the amount of lubricating oil flowing out.
  • the oil supply hole 20 may be provided in one place in the circumferential direction, or a plurality of oil supply holes 20 may be provided at equal intervals.
  • a concave portion 27 is formed on the axial side surface on the cylindrical surface 25 side from the cylindrical surface 25 to the outer side in the radial direction, and the outer ring spacer 12 is adjacent to the inner ring 14 of the angular ball bearing 11 adjacent thereto. I try not to interfere.
  • the grease G sealed in the bearing space S normal grease can be applied, but grease having affinity and infiltration property with the wax-based lubricant W, for example, the same component as the lubricant of the wax-based lubricant W Those comprising the base oil are preferred.
  • the amount of grease G enclosed in the bearing space S is preferably 10 to 20% of the space volume of the bearing space S in view of the balance between the temperature rise due to viscous resistance accompanying rotation and the life of the grease. Thereby, the running-in time can be shortened, and the production line return time after the bearing replacement can be shortened.
  • the wax-based lubricant W enclosed in the lubricant reservoir 19 has lubricating oil and wax as basic components, and the liquefaction point is set at a liquefaction point that is a predetermined temperature within a temperature range of 10 to 70 ° C. What is necessary is just to be able to change between the liquid state when exceeding and the semi-solid state below the liquefaction point.
  • the wax-based lubricant W is adjusted so as to reversibly change between a liquid state and a semi-solidified state with a liquefaction point as a boundary.
  • ⁇ Wax is solidified or semi-solid at a temperature lower than its melting point, and becomes liquid and fluid at temperatures above the melting point.
  • the wax-based lubricant W of the present embodiment is a mixture of lubricating oil (liquid) and wax (semi-solid) (corresponding to a dilute solution obtained by adding lubricating oil (dilute liquid) to wax (solute)). It is.
  • the wax-based lubricant W changes from a semi-solid state to a liquid state at a temperature lower than the melting point of the wax.
  • the liquefaction point which is the temperature at which the semi-solid state changes to the liquid state, is closely related to the melting point of the contained wax and the mixing ratio of the wax and the lubricating oil. That is, since “the melting point of the wax> the liquefaction point”, the liquefaction point can be controlled to a predetermined temperature below the melting point of the wax by the mixing ratio of the contained wax and the lubricating oil. Specifically, the temperature difference between the liquefaction point and the melting point of the wax can be set to about 10 to 30 ° C.
  • the wax-based lubricant W may be reversibly changed between a liquid state and a semi-solid state according to temperature by adjusting the type of wax contained, the mixing ratio with the lubricating oil, and the like. it can.
  • the liquid and liquefaction points are confirmed as shown in FIG. 9 and below.
  • This method is in accordance with the regulations on dangerous goods regulations in Japan, Chapter 12 Miscellaneous Article 69-2 (Liquid Definition).
  • (1) Put a test article (wax-based lubricant) up to two test tubes (diameter 30 mm, height 120 mm) A line (height 55 mm).
  • (2) Seal one test tube (liquid determination test tube) with a rubber plug without a hole.
  • the other test tube (temperature measurement test tube) is sealed with a rubber stopper equipped with a thermometer. The thermometer is inserted so that its tip is 30 mm deep from the surface of the test article, and is upright with respect to the test tube.
  • test tubes are immersed in a thermostatic bath maintained at a liquid confirmation temperature of ⁇ 0.1 ° C. so that the B line (30 mm above the surface of the test article) is submerged under the water surface of the thermostatic bath. Let stand upright. (5) The state of the test article in the temperature measurement test tube is maintained as it is for 10 minutes after the liquid confirmation temperature becomes ⁇ 0.1 ° C. (6) Remove the liquid judgment test tube from the constant temperature water tank while standing upright on a horizontal table, immediately lay down horizontally on the table, and measure the time until the tip of the test article reaches line B. (7) When the time until the test article reaches line B is within 90 seconds, it is determined that the test article is “liquid”.
  • the liquefaction point is not a fixed point temperature such as the freezing point of water (0 ° / pure water, under atmospheric pressure), but is defined and quantified in a range of about ⁇ 2 ° C. with respect to a specific temperature. .
  • a cone plate viscometer (E type viscometer) is used to gradually increase the temperature, and the temperature at which the change in viscosity becomes constant appears near the liquefaction point. You can also
  • any lubricating oil can be used regardless of whether it is a synthetic oil or a mineral oil, independently or mixed.
  • synthetic oil any of ester type, hydrocarbon type, ether type and the like can be used.
  • mineral oil any of paraffinic mineral oil, naphthenic mineral oil and the like can be used.
  • the viscosity of the lubricating oil may be in a general range, but considering the lubricity of the bearing, the kinematic viscosity at 40 ° C. is preferably 5 to 200 mm 2 / s.
  • the kinematic viscosity of the lubricating oil is set depending on the application of the bearing. For example, when it is desired to achieve both low temperature rise characteristics and seizure resistance, such as a rolling bearing for a machine tool spindle, 10 to 130 mm 2 / s. (40 ° C.) is more preferable.
  • the wax is an organic substance having an alkyl group that is solid or semi-solid at room temperature.
  • any wax can be used regardless of the type of natural wax or synthetic wax, regardless of whether the wax is single or mixed. However, since it becomes a mixture with lubricating oil inside a bearing, a thing with high compatibility with lubricating oil is preferable.
  • the natural wax any of animal / plant wax, mineral wax and petroleum wax can be used.
  • the synthetic wax include Fischer-Tropsch wax, polyethylene wax, oil-based synthetic wax (ester, ketones, amide), hydrogenated wax, and the like.
  • a microcrystalline wax can be used as the wax.
  • the mixing ratio of the lubricating oil and the wax is preferably 10 to 40% by mass of the wax and 90 to 60% by mass of the lubricating oil with respect to the total amount of both.
  • the wax ratio increases, the fluidity when the wax-based lubricant is in a semi-solid state becomes worse, and when it exceeds 40% by mass, the dischargeability from the lubricant supply device and the transportability in the supply pipe become worse.
  • the mixing ratio of the wax is 10% by mass or more and less than 20% by mass, and the mixing ratio of the lubricating oil is 90% by mass or less and more than 80% by mass.
  • the wax may be added as an oiliness improver for lubricating oil or grease.
  • the amount of wax added is larger than the amount of general additives as described above. By doing so, the semi-solid property (function as a thickener) equivalent to grease is retained.
  • additives can be added to the wax-based lubricant W depending on the purpose.
  • an appropriate amount of a known antioxidant, rust inhibitor, extreme pressure agent or the like can be added.
  • the wax is heated to a temperature equal to or higher than the melting point to form a liquid, and the lubricating oil or the lubricating oil to which the additive has been added is added and thoroughly mixed. What is necessary is just to cool to temperature (usually below a liquefaction point).
  • the lubricating oil or lubricating oil to which additives are added and solid wax are put in a suitable container, the whole is heated and mixed to a temperature above the melting point of the wax, and then cooled to a temperature below the liquefaction point. May be.
  • the wax-based lubricant W does not contain a thickener like the grease G and has a feature that it does not solidify even when a certain pressure is applied.
  • the liquefaction point is 10 to 70 ° C in view of the ambient temperature around the bearing and the operating temperature of the bearing.
  • the liquefaction point is suitable for rolling bearings for machine tools (machine tools).
  • the temperature is preferably 30 to 70 ° C., more preferably 40 to 70 ° C. for the reasons described below.
  • the ambient environment in which the machine tool is used is about 20 to 25 ° C in order to minimize the thermal displacement of the members accompanying changes in the ambient temperature and to ensure the machining accuracy of the workpiece. Air conditioning is often managed. Therefore, if the lower limit of the liquefaction point is set to 30 ° C., the wax-based lubricant W is not liquefied and is maintained in the bearing and the oil storage portion because it is below the liquefaction point in the stopped state. Even if the bearing or spindle in which the wax-based lubricant W is stored is stopped or stored in a stopped state in stock, the bearing or spindle is held in and around the bearing without liquefaction. Similarly, the lubricating function is not impaired over a long period of time. Therefore, the liquefaction point is preferably 30 to 70 ° C.
  • the angular ball bearing 11 has a bearing internal temperature that increases as the rotational speed increases. Therefore, in order to maintain an appropriate lubricating state, it is necessary to supply more lubricating oil to the rolling contact surface.
  • the bearing temperature is approximately 40 ° C or less, and the amount of lubricating oil is the bearing space S. A lubricant in the vicinity of the rolling contact surface is sufficient.
  • the bearing temperature may exceed 40 ° C.
  • the lubricant in the bearing space S If only, there is a possibility that the lubricating oil on the rolling contact surface is insufficient. For this reason, by setting the lower limit of the liquefaction point to 40 ° C., the wax-based lubricant W in the lubricant reservoir 19 can be liquefied at this time, and the lubricating oil insufficient on the rolling contact surface can be replenished. It is possible to prevent problems such as seizure. As a result, in the low-speed to medium-speed rotation region, excessive lubricant is not consumed, and the lubrication life can be further improved. Therefore, the liquefaction point is more preferably 40 to 70 ° C.
  • wax-based lubricant W having a liquefaction point of 47 ° C., 78.5% by mass of diester oil (dioctyl sebacate), 15% by mass of microcrystalline wax (melting point: 82 ° C.), antioxidant, pole An additive containing 6.5% by mass of additives including pressure agents and others can be mentioned.
  • Other wax-based lubricants having a liquefaction point of 38 ° C. include 83% by mass of diester oil (dioctyl sebacate), 10.5% by mass of microcrystalline wax (melting point: 72 ° C.), an antioxidant, Examples include extreme pressure agents and additives containing 6.5% by mass.
  • the wax-based lubricant W is in a paste-like semi-solid state in the lubricant reservoir 19 before or at the beginning of the main shaft operation, but the temperature inside the bearing gradually becomes higher due to the main shaft operation (above the liquefaction point). Then, a part of the wax-based lubricant W communicating with the bearing space S in the vicinity of the bearing is changed to liquid oil.
  • the wax-based lubricant W adhering to the tapered outer peripheral surface 14 c gradually moves into the bearing space S of the angular ball bearing 11 and lubricates the angular ball bearing 11. Then, after the angular ball bearing 11 is lubricated, when it is discharged from the angular ball bearing 11 and the temperature is lowered, it changes again into a semi-solid paste.
  • the liquefaction point of the wax-based lubricant W is adjusted by adjusting the components of the wax-based lubricant W, so that the operating conditions of the angular ball bearing 11, that is, the use results of the rotating machine to be applied, verification experiments, It can be set to any temperature within the range of 10 to 70 ° C. in accordance with the bearing temperature by the durability evaluation test or the like.
  • the melting point of microcrystalline wax is 67 to 98 ° C., but the wax-based lubricant mixed with the lubricating oil at the above mixing ratio can set the liquefaction point to 35 to 50 ° C.
  • Paraffin wax has a melting point of 47 to 69 ° C., but a wax-based lubricant mixed with lubricating oil at the above mixing ratio can set the liquefaction point to 20 to 35 ° C. As a result, it becomes possible to continuously supply the optimum amount of the wax-based lubricant W into the angular ball bearing 11.
  • the angular ball bearing 11 is cooled by the refrigerant supplied to the refrigerant supply passage 43a to improve the processing accuracy.
  • the temperature of the refrigerant is controlled so that the temperature of the spindle device 40 excluding the inside of the bearing and the vicinity of the bearing is equal to or lower than the liquefaction point. Yes. Therefore, by controlling the temperature of the refrigerant according to the operating temperature of the angular ball bearing 11, an appropriate amount of the wax-based lubricant W can be changed to liquid oil without changing the wax-based lubricant W, and angular It can be supplied to the ball bearing 11.
  • the ball rotates with the contact angle line as the equator.
  • the ball exhibits a pumping effect, and an air flow is generated in the space in which the lubricant is enclosed. Therefore, by using the wax-based lubricant W having good fluidity, the lubricant can be prevented from staying in the bearing, and the temperature rise of the bearing can be prevented.
  • the bearing device 10 of this embodiment An appropriate amount of grease G is sealed in the bearing space S of the bearing device 10, and an appropriate amount of wax-based lubricant W is sealed in the lubricant reservoir 19.
  • the grease G includes a base oil having the same components as the wax-based lubricant W, and has affinity and infiltration with the wax-based lubricant W.
  • the angular ball bearing 11 and its surroundings are temperature-controlled by a refrigerant that is supplied from a refrigerant supply device (not shown) and flows in the refrigerant supply passage 43a.
  • the angular ball bearing 11 is lubricated by the grease G enclosed in the bearing space S.
  • the base oil of grease G is held by a thickener having a fiber structure, and moves between the fibers of the thickener by capillary action.
  • the temperature around the bearing G rises and the temperature of the grease G in the vicinity also rises and liquefies. Extends grease life at a high speed as in the spindle device of a machine tool.
  • the wax-based lubricant W adhering to the tapered outer peripheral surface 14c is subjected to a centrifugal force effect during rotation, a capillary action due to the labyrinth gap 18, and a negative pressure effect due to a difference in peripheral speed generated from the difference in diameter between the tapered outer peripheral surfaces.
  • the base oil is gradually supplied to the angular ball bearing 11 side.
  • the housing 30 is formed with the air passage 21 that communicates with the lubricating oil reservoir 19 and opens to the outside, the negative pressure action can be used more effectively.
  • the grease life in normal grease lubrication can be maintained.
  • the grease G has poor fluidity, the grease G contributing to the lubrication of the angular ball bearing 11 is limited to the base oil component in the grease G nearest to the angular ball bearing 11.
  • the wax-based lubricant W of the present embodiment is used, the wax-based lubricant W changes from a semi-solid to a liquid due to heat generation and temperature rise of the angular ball bearing 11.
  • the liquefied wax-based lubricant W is infiltrated and moved into the grease G in the angular ball bearing 11 and gradually supplied into the angular ball bearing 11.
  • the lubricating life can be dramatically extended by the oil replenishment action from the wax-based lubricant W.
  • the temperature of the angular ball bearing 11 rises as it rotates at a high speed, and this heat is transmitted to the outer ring spacer 12 side, so the ratio of liquefaction of the wax-based lubricant W in the lubricant reservoir 19 increases.
  • the tapered outer peripheral surface 14c rotates at a high speed, the negative pressure effect due to the peripheral speed difference increases due to the centrifugal force action and the difference in diameter between the tapered outer peripheral surfaces, so that more lubricating oil is supplied to the angular ball bearing 11. Is done.
  • the lubrication performance in the high speed rotation of the angular ball bearing 11 improves. That is, if an optimum liquefaction point is set, an appropriate amount of lubricating oil corresponding to the rotational speed can be automatically controlled and replenished without giving an external command.
  • the liquefaction point is adjusted so that the wax-based lubricant W is liquefied and replenished with lubricating oil when the rotational speed becomes equal to or higher than the predetermined rotational speed, supply is performed at a high rotational speed exceeding the predetermined rotational speed.
  • the amount of lubricating oil produced can be increased, and seizure resistance is improved.
  • the liquefaction point is set to a higher temperature than the bearing internal temperature during low-speed rotation, and the specific rotation speed at which lubricating oil is required.
  • the life of the lubricant can be greatly extended by adjusting the liquefaction point so that the wax-based lubricant W is liquefied and the lubricating oil is replenished.
  • the angular ball bearing 11 is adjusted to the assumed bearing temperature.
  • the replenishment amount of the wax-based lubricant W can be optimized and the lubrication life can be extended.
  • grease G having affinity and infiltration with the wax-based lubricant W is enclosed in the angular ball bearing 11 (bearing space).
  • W ′ may be enclosed in the angular ball bearing 11.
  • the liquefaction point of the other wax-based lubricant W ′ may be set higher (eg, liquefaction point 70 ° C.) than the assumed maximum operating temperature (eg, around max. 65 ° C.) of the angular ball bearing 11.
  • the other wax-based lubricant W ′ in the angular ball bearing 11 always maintains a semi-solid state.
  • the other wax-based lubricant W ′ exhibits the same behavior as the normal grease G and lubricates the angular ball bearing 11. If the liquefaction point of the other wax-based lubricant W ′ is set lower than the assumed maximum operating temperature, the other wax-based lubricant W ′ may be removed when the operating temperature exceeds the liquefaction point. As liquefaction proceeds, the lubricant in the angular ball bearing 11 may flow out to the outside. In this case, the other wax-based lubricant W ′ may be able to contribute only to initial lubrication at a low operating temperature. However, the above problem can be avoided by setting the liquefaction point of the other wax-based lubricant W ′ to a temperature higher than the maximum operating temperature.
  • the bearing temperature should exceed the assumed maximum operating temperature and be higher than the liquefaction point. Even if an unexpected situation (such as a sign of seizure) occurs, the other wax-based lubricant W ′ may liquefy abruptly and act as a bearing lubricant, so-called fail-safe function may be achieved. Is possible.
  • the inner ring 14 is formed with the tapered outer circumferential surface 14c, and the tapered outer circumferential surface 14c decreases in diameter as the distance from the inner ring raceway surface 14a increases.
  • the small-diameter side end portion is positioned axially outside the axial end surface 15c of the outer ring 15 and enters the inner diameter side of the outer ring spacer 12.
  • the outer ring spacer 12 has a lubricant reservoir 19 and an oil supply hole 20 that communicates with the lubricant reservoir 19 and opens into the tapered outer peripheral surface 14c.
  • the angular ball bearing 11 can be lubricated with the optimum amount of the lubricating oil, The lubrication life of the angular ball bearing 11 can be greatly extended.
  • the lubricating oil of the wax-based lubricant W in the lubricant reservoir 19 moves to the bearing space S by the air flow caused by the pumping action of the angular ball bearing 11, and the lubrication life can be extended.
  • taper-shaped outer peripheral surface 14c of the said embodiment provided the extension part 14b of the inner ring
  • a plurality of lubricant reservoirs 19a are formed at predetermined intervals in the circumferential direction so as to open to the outer peripheral surface of the outer ring spacer 12a.
  • Each lubricant reservoir 19 a is formed in a truncated cone shape whose inner diameter is inclined in a direction of decreasing toward the inner diameter side of the outer ring spacer 12.
  • a groove 26 is formed over the entire circumference in a portion aligned with the end opening of each lubricant reservoir 19a.
  • the air passage 21 provided in the housing 30 communicates with each lubricant reservoir 19a via the concave groove 26.
  • a wax-based lubricant W is sealed in the lubricant reservoir 19a formed in the outer ring spacer 12a, and the outer peripheral surface of the inner ring 14 and the inner peripheral surface of the outer ring 15 are Grease G is sealed in the bearing space S between the two.
  • the bearing space S can be filled with other wax-based lubricant W ′.
  • the axial rigidity of the outer ring spacer 12a can be ensured compared to the annular lubricant reservoir 19 of the first embodiment.
  • Can do Thereby, when fixing the outer ring spacer 12a together with the outer ring 15 by the outer ring presser 34, it is possible to ensure the tight rigidity between the outer ring spacer 12a and the outer ring 15, and to suppress the axial deformation of the outer ring spacer 12a. Can do. About another structure and an effect, it is the same as that of the said 1st Embodiment.
  • the outer ring spacer 12b of the third embodiment is configured by superimposing the main body 50 and the lid 51 in the axial direction.
  • the main body 50 is opened at the side by connecting the base end edges (the right end edge in FIG. 7) of the outer diameter side cylindrical portion 52 and the inner diameter side cylindrical portion 53 that are concentrically provided to each other by the annular ring portion 54.
  • the cross section is substantially U-shaped and the whole is an annular shape.
  • the axial length of the outer diameter side cylindrical portion 52 is longer than the axial length of the inner diameter side cylindrical portion 53. Therefore, the distal end edge (left end edge in FIG. 7) of the outer diameter side cylindrical portion 52 slightly protrudes in the axial direction from the distal end edge of the inner diameter side cylindrical portion 53.
  • the inner side surface of the annular ring portion 54 is inclined in a direction toward the tip edge of each of the cylindrical portions 52 and 53 toward the inner diameter side. Therefore, the axial width of the lubricating oil reservoir 19b existing between the annular portion 54 and the lid 51 becomes smaller toward the inner diameter side.
  • a concave groove 55 is formed over the entire circumference of the outer peripheral surface intermediate portion of the outer diameter side cylindrical portion 52, and a through hole 56 is formed radially inward of the concave groove 55.
  • a concave portion 57 is formed over the entire circumference from the proximal end portion of the inner diameter side cylindrical portion 53 and the outer surface inner diameter side end portion of the annular ring portion 54, and the angular contact ball bearing in which the main body 50 is adjacent. 11 so as not to interfere with the inner ring 14.
  • a slit 58 as an oil supply passage is provided between the portion closer to the inner diameter of the one surface of the lid 51 and the leading edge of the inner cylindrical portion 53. Is formed over the entire circumference.
  • the slit 58 opens to face the tapered outer peripheral surface 14 c of the extension 14 b of the inner ring 14.
  • the inner peripheral surface of the inner diameter side cylindrical portion 53 constitutes the cylindrical surface 25
  • the inner peripheral surface of the lid 51 constitutes a conical concave surface 24, and the labyrinth gap 18 is formed between the conical concave surface 24 and the tapered outer peripheral surface 14c. Is formed.
  • the axial rigidity of the outer ring spacer 12b can be increased compared to the annular lubricant reservoir 19 of the first embodiment. Can be secured. Further, in the case of the outer ring spacer 12b of the present embodiment, the lubricant reservoir 19b and the slit 58 as the oil supply passage can be easily processed, and the cost can be reduced. Furthermore, the lubricant reservoir 19b of the present embodiment can increase the storage capacity compared to the lubricant reservoir 19a of the second embodiment. About another structure and an effect, it is the same as that of the said 1st Embodiment.
  • the slit 58 of this embodiment makes the length of the front end edge of the inner diameter side cylindrical portion 53 partially equal to the front end edge of the outer diameter side cylindrical portion 52, so that the slit 58 is provided at one or a plurality of locations in the circumferential direction.
  • a slit may be provided.
  • a cylindrical roller bearing 11a is used as the rolling bearing.
  • the cylindrical roller bearing 11a is held by an inner ring 61 having an inner ring raceway surface 61a on the outer peripheral surface, an outer ring 62 having an outer ring raceway surface 62a on the inner peripheral surface, and a cage 64, and the inner ring raceway surface 61a and the outer ring raceway surface 62a.
  • a plurality of rollers 63 disposed so as to be freely rollable therebetween.
  • the outer ring spacer 12 having the lubricant reservoir 19 is disposed in contact with the axial end surface 62 b of the outer ring 62.
  • the axial dimension of the inner ring 61 is made smaller than the axial dimension of the outer ring 62, and a second inner ring spacer 65 corresponding to the inner ring spacer of the present invention is disposed adjacent to the inner ring 61.
  • the inner ring spacer 13 is disposed adjacent to the second inner ring spacer 65.
  • One end surface in the axial direction of the inner ring 61 (the right end surface in FIG. 8) is located closer to the axial center of the outer ring 62 than the one end surface in the axial direction of the outer ring 62.
  • the second inner ring spacer 65 has an inner peripheral surface formed in a cylindrical shape, and an outer peripheral surface formed as a tapered convex outer peripheral surface 65a.
  • the tapered outer peripheral surface 65a also inclines in a direction in which the diameter decreases as the distance from the inner ring raceway surface 61a increases, and the end portion on the small diameter side is located on the axially outer side with respect to the axial end surface 62b of the outer ring 62. It has entered the inner diameter side of the.
  • the cylindrical roller bearing 11a is used as the rolling bearing, if the wax-based lubricant W is liquefied, the centrifugal force acting on the tapered outer peripheral surface 65a, the capillary action due to the labyrinth gap 18, the large and small diameters
  • the wax-based lubricant W can be supplied to the bearing space S by the negative pressure effect due to the difference in peripheral speed.
  • the outer ring spacer 12 of the first embodiment is applied, but the outer ring spacers 12a and 12b of the second or third embodiment may be applied.
  • the shape of the lubricant reservoirs 19, 19a, 19b is an annular shape or a truncated cone shape.
  • the shape is not limited thereto, and any shape can be used as long as the lubricant can be stored. it can.
  • the lubricant reservoirs 19, 19a, 19b are provided in the outer ring spacers 12, 12a, 12b adjacent to the angular ball bearing 11 and the cylindrical roller bearing 11a, and the wax-based lubricant W is used.
  • the present invention is preferably configured. be able to.
  • the bearing apparatus 10 of this invention to the rolling bearing of the spindle apparatus 40 of a machine tool
  • it is not limited to the spindle apparatus 40, High-speed rotation, such as a rolling bearing for general industrial machines, a rolling bearing for motors, etc.
  • the present invention can also be applied as a rolling bearing of a device that performs the same effect.
  • Bearing device 11 Angular contact ball bearing (rolling bearing) 12, 12a, 12b Outer ring spacer 13 First inner ring spacer 14 Inner ring 14a Inner ring raceway surface 14c, 65a Tapered outer peripheral surface 15 Outer ring 15a Outer ring raceway surface 15b Counter bore 15c Axial end face 16 Ball (rolling element) 18 Labyrinth clearance 19, 19a, 19b Lubricant reservoir 20 Oil supply hole (oil supply passage) 23,65 Second inner ring spacer (inner ring spacer) 26, 55 Concave groove 58 Slit (oil supply passage) G Grease S Bearing space W Wax lubricant W 'Other wax lubricant

Landscapes

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Abstract

　内輪（１４）には、テーパー状外周面（１４ｃ）が形成され、該テーパー状外周面（１４ｃ）は、内輪軌道面（１４ａ）から離れるに従って直径が小さくなる方向に傾斜し、その小径側端部が外輪（１５）の軸方向端面（１５ｃ）よりも軸方向外側に位置して外輪間座（１２）の内径側に進入している。また、外輪間座（１２）は、潤滑剤溜り（１９）と、該潤滑剤溜り（１９）と連通し、テーパー状外周面（１４ｃ）に開口する給油孔（２０）と、を有する。軸受空間（Ｓ）には、グリース（Ｇ）などの潤滑剤が封入され、潤滑剤溜り（１９）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。

Description

軸受装置
　本発明は、軸受装置に関し、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１０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、コスト面でも不利であった。
　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、
　前記外輪の軸方向端面に当接配置される外輪間座と、
を備える軸受装置であって、
　前記内輪又は前記内輪の軸方向端面に当接配置された内輪間座の少なくとも一つには、テーパー状外周面が形成され、該テーパー状外周面は、前記内輪軌道面から離れるに従って直径が小さくなる方向に傾斜し、その小径側端部が前記外輪の軸方向端面よりも軸方向外側に位置して前記外輪間座の内径側に進入しており、
　前記外輪間座は、潤滑剤溜りと、該潤滑剤溜りと連通し、前記テーパー状外周面に開口する給油通路と、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）　前記給油通路は、前記外輪間座の給油孔によって構成されることを特徴とする（１）に記載の軸受装置。
（３）　前記給油通路は、前記円周方向に沿って延びるスリットによって構成されることを特徴とする（１）に記載の軸受装置。
（４）　前記外輪間座の内周面と前記テーパー状外周面との間には、前記ワックス系潤滑剤が流通自在なラビリンス隙間が存在しており、
　前記ワックス系潤滑剤は、前記給油通路から前記ラビリンス隙間を介して前記軸受空間に給油されることを特徴とする（１）～（３）のいずれかに記載の軸受装置。
（５）　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）～（４）のいずれかに記載の軸受装置。
（６）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、変化可能な他のワックス系潤滑剤が封入されることを特徴とする（１）～（５）のいずれかに記載の軸受装置。
（７）　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）～（５）のいずれかに記載の軸受装置。
　なお、請求項１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、内輪又は内輪の軸方向端面に当接配置された内輪間座の少なくとも一つには、テーパー状外周面が形成され、該テーパー状外周面は、内輪軌道面から離れるに従って直径が小さくなる方向に傾斜し、その小径側端部が外輪の軸方向端面よりも軸方向外側に位置して外輪間座の内径側に進入している。また、外輪間座は、潤滑剤溜りと、該潤滑剤溜りと連通し、テーパー状外周面に開口する給油通路と、を有し、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ワックス系潤滑剤が液状化し、テーパー状外周面に付着したワックス系潤滑剤に作用する遠心力や、テーパー状外周面の大小径差によって発生する周速度差による負圧効果で、ワックス系潤滑剤が給油通路から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。
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。 第１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２実施形態に係る軸受装置の断面図である。 図４の外輪間座を径方向外側から見た部分側面図である。 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４実施形態に係る軸受装置の断面図である。 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ー孔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、各内輪１４に隣接配置した第１の内輪間座１３，１３、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、各外輪１５に隣接配置した外輪間座１２，１２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、アンギュラ玉軸受１１と、アンギュラ玉軸受１１の外輪１５に隣接配置される外輪間座１２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。
　ここで、本実施形態の内輪１４は、内輪軌道面１４ａに対して軸方向一端側（図２の右側）に延長部１４ｂを形成し、延長部１４ｂの外周面を内輪軌道面１４ａから離れるに従って直径が小さくなる方向に傾斜するテーパー状外周面１４ｃとしている。このテーパー状外周面１４ｃを有する延長部１４ｂは、その小径側端部が外輪１５の軸方向端面１５ｃよりも軸方向外側に位置して外輪間座１２の内径側に進入する。
　テーパー状外周面１４ｃは、全体を、表面粗さが０．８μｍＲａ以下の平滑面としている。また、テーパー状外周面１４ｃの傾斜角度θは、テーパー状外周面１４ｃに付着した潤滑剤が、遠心力に基づいて内輪軌道面１４ａに向けて効率良く送られるように、３度以上とする。但し、傾斜角度を大きくしすぎると、内輪１４の径方向に関する厚さ寸法が大きくなり過ぎ、アンギュラ玉軸受１１のピッチ円直径が大きくなってしまうため、傾斜角度θの最大値を３０度とする。
　第１の内輪間座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、内輪１４の延長部１４ｂの軸方向端面１４ｄに当接している。
　外輪間座１２は、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の内周面は、円すい状凹面２４及び円筒面２５を組み合わせて形成される。このうち、円すい状凹面２４は、軸受装置１０を組み立てた状態で、内輪１４の延長部１４ｂの直径方向外方に位置し、アンギュラ玉軸受１１に近づくほど、直径方向外方に向かう方向に傾斜している。円筒面２５は、内輪間座１３の直径方向外方に位置する。
　外輪間座１２の内周面の直径は、内輪１４及び内輪間座１３の外周面の直径よりも、軸方向に対応する部分（軸方向の位相が同じ部分）で少しだけ大きい。したがって、テーパー状外周面１４ｃと円すい状凹面２４との間には、潤滑剤が流通自在なラビリンス隙間１８が形成される。ラビリンス隙間１８の（軸方向に対して垂直な）半径方向距離ｔは、テーパー状外周面１４ｃに沿って行う、アンギュラ玉軸受１１内への潤滑剤の供給を円滑に行わせるため、外輪間座１２と内輪１４との干渉や、部品加工精度を考慮して、０．１５～１．０ｍｍ程度とすることが好ましい。
　なお、円筒面２５と内輪間座１３の外周面との間の隙間は、外輪間座１２と内輪間座１３との干渉を防止するためのみに必要であるため、潤滑の面からは不要である。従って、この隙間の厚さ寸法は、出来る限り小さくすることが好ましい。
　さらに、外輪間座１２の内側には、ワックス系潤滑剤Ｗを保持するための潤滑剤溜り１９が設けられている。潤滑油溜り１９の形状は、任意であるが、潤滑剤の保持する容積を大きくするために、本実施形態では、環状に形成されている。
　軸受装置１０を組み立てた状態で、外輪間座１２の外周面に存在する、潤滑剤溜り１９の基端部（図２の上端部）開口は、ハウジング３０の取付孔３１の内周面に開口したエア通路２１の下流端開口に整合する。
　また、外輪間座１２は、該潤滑剤溜り１９と連通し、テーパー状外周面１４ｃに開口する給油通路としての給油孔２０を有する。この給油孔２０の先端開口は、テーパー状外周面の中間部に対向する。また、給油孔２０は、テーパー状外周面１４ｃの大径側に向けて傾斜しており、給油孔２０から吐出されたワックス系潤滑剤Ｗは、その吐出の勢いによっても、テーパー状外周面１４ｃの大径側に向けて移動する傾向となる。給油孔２０の大きさは、φ０．５ｍｍ～φ３．０ｍｍ程度とすることが望ましいが、流出する潤滑油量に応じて適宜変更してもよい。
　また、給油孔２０は、円周方向に１箇所設けられてもよいし、等間隔に複数設けられてもよい。
　さらに、円筒面２５側の軸方向側面には、円筒面２５から径方向外方にかけて凹部２７が全周に亘って形成されており、外輪間座１２が隣接するアンギュラ玉軸受１１の内輪１４と干渉しないようにしている。
　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Ｓ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１９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Ｓ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Ｓ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Ｓ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１９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９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５～２００ｍｍ２／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、低昇温上昇特性と耐焼付性を両立させたい場合は、１０～１３０ｍｍ２／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。
　なお、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Ｓ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Ｓ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１９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１９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Ｓ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する。そして、テーパー状外周面１４ｃに付着したワックス系潤滑剤Ｗは、アンギュラ玉軸受１１の軸受空間Ｓ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Ｓには、適量のグリースＧが封入され、潤滑剤溜り１９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Ｓ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１９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、給油孔２０の先端付近のワックス系潤滑剤Ｗがテーパー状外周面１４ｃに付着する。
　そして、テーパー状外周面１４ｃに付着したワックス系潤滑剤Ｗは、回転時による遠心力作用、ラビリンス隙間１８による毛細管作用、及びテーパー状外周面の大小径差から発生する周速度差による負圧作用で、徐々に基油がアンギュラ玉軸受１１側に供給される。
　また、ハウジング３０には、潤滑油溜り１９と連通して、外部に開口するエア通路２１が形成されているので、負圧作用をより効果的に利用することができる。
　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、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１９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Ｓ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Ｓ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１９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。
　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１９内のワックス系潤滑剤Ｗの液状化の比率が進む。また、テーパー状外周面１４ｃでは、高速回転すると、遠心力作用及びテーパー状外周面の大小径差から周速度差による負圧効果が増加するので、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。
　また、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、万一、軸受温度が、想定する最高運転温度を越え、さらに液状化点より高くなるという不測の事態（焼付きの前兆など）が生じた場合でも、他のワックス系潤滑剤Ｗ´は、急激に液状化し、軸受の潤滑剤として作用するという、いわゆる、フェイル・セーフ機能を果たすことも可能である。
　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１４には、テーパー状外周面１４ｃが形成され、該テーパー状外周面１４ｃは、内輪軌道面１４ａから離れるに従って直径が小さくなる方向に傾斜し、その小径側端部が外輪１５の軸方向端面１５ｃよりも軸方向外側に位置して外輪間座１２の内径側に進入している。また、外輪間座１２は、潤滑剤溜り１９と、該潤滑剤溜り１９と連通し、テーパー状外周面１４ｃに開口する給油孔２０と、を有し、潤滑剤溜り１９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、テーパー状外周面１４ｃに付着したワックス系潤滑剤Ｗに作用する遠心力や、テーパー状外周面１４ｃの大小径差によって発生する周速度差による負圧効果で、ワックス系潤滑剤Ｗが給油通路から軸受空間Ｓ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。
　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１９のワックス系潤滑剤Ｗの潤滑油が軸受空間Ｓへ移動し、潤滑寿命を延長することができる。
　なお、上記実施形態のテーパー状外周面１４ｃは、内輪１４の延長部１４ｂを設けて内輪１４によって構成されていたが、図３に示す変形例では、延長部１４ｂを設ける代わりに、内輪１４と第１の内輪間座１３との間に、本発明の内輪間座に相当する第２の内輪間座２３を設け、内輪間座２３の外周面を、内輪１４のテーパー状外周面１４ｃと連続するテーパー状外周面２３ａとしてもよい。
（第２実施形態）
　次に、図４及び図５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においては、複数の潤滑剤溜り１９ａが、外輪間座１２ａの外周面に開口する状態で円周方向に所定の間隔で形成されている。各潤滑剤溜り１９ａは、その内径が外輪間座１２の内径側に向かうに従って小さくなる方向に傾斜した円すい台状に形成されている。また、外輪間座１２ａの外周面で、各潤滑剤溜り１９ａの端部開口に整合する部分には、凹溝２６が全周に亘って形成されている。ハウジング３０に設けたエア通路２１は、この凹溝２６を介して、各潤滑剤溜り１９ａに通じている。
　また、第１実施形態の軸受装置１０と同様に、外輪間座１２ａに形成された潤滑剤溜り１９ａ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ＳにはグリースＧが封入されている。なお、軸受空間Ｓには他のワックス系潤滑剤Ｗ´を封入することもできる。
　したがって、本実施形態のような複数の円すい台状の潤滑剤溜り１９ａを設けることで、第１実施形態の環状の潤滑剤溜り１９に比べて、外輪間座１２ａの軸方向剛性を確保することができる。これにより、外輪押え３４により外輪１５と共に外輪間座１２ａを固定する際、外輪間座１２ａと外輪１５との密着剛性を確保することができ、また、外輪間座１２ａの軸方向変形を抑えることができる。
　その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。
（第３実施形態）
　次に、図６及び図７を参照して、第３実施形態の軸受装置について説明する。
　第３実施形態の外輪間座１２ｂは、主体５０と蓋体５１とを軸方向に重ね合わせることにより構成している。主体５０は、互いに同心に設けた外径側円筒部５２と内径側円筒部５３との基端縁（図７の右端縁）同士を円輪部５４で連続させることにより、側方が開口した断面略コ字形で全体を円環状としている。なお、外径側円筒部５２の軸方向長さは、内径側円筒部５３の軸方向長さよりも長くしている。したがって、外径側円筒部５２の先端縁（図７の左端縁）は、内径側円筒部５３の先端縁よりも軸方向に僅かに突出している。
　また、円輪部５４の内側面は、内径側に向かう程各円筒部５２，５３の先端縁に向かう方向に傾斜している。したがって、円輪部５４と蓋体５１との間に存在する潤滑油溜り１９ｂの軸方向幅は、内径側程小さくなる。さらに、外径側円筒部５２の外周面中間部には凹溝５５が全周に亘って形成され、また、凹溝５５の径方向内側に通孔５６が形成される。このように構成された外輪間座１２ｂがハウジング３０に組み付けられた状態で、潤滑剤溜り１９ｂは、通孔５６と凹溝５５とを通じて、ハウジング３０に設けたエア通路２１に通じる。
　なお、図示の例では、内径側円筒部５３の基端部及び円輪部５４の外側面内径側端部にかけて凹部５７が全周に亘って形成されており、主体５０が隣接するアンギュラ玉軸受１１の内輪１４と干渉しないようにしている。
　これにより、主体５０と蓋体５１とを軸方向に重ね合わせた外輪間座１２ｂでは、蓋体５１の片面内径寄り部分と内径側円筒部５３の先端縁との間に給油通路としてのスリット５８が、全周に亘って形成される。スリット５８は、内輪１４の延長部１４ｂのテーパー状外周面１４ｃに対向して開口している。
　また、内径側円筒部５３の内周面が円筒面２５を、蓋体５１の内周面が円すい状凹面２４を構成し、円すい状凹面２４とテーパー状外周面１４ｃとの間にラビリンス隙間１８が形成されている。
　したがって、本実施形態のような主体５０と蓋体５１とからなる外輪間座１２ｂを設けることで、第１実施形態の環状の潤滑剤溜り１９に比べて、外輪間座１２ｂの軸方向剛性を確保することができる。また、本実施形態の外輪間座１２ｂの場合には、潤滑剤溜り１９ｂや給油通路としてのスリット５８を容易に加工することができ、コストダウンを図ることができる。さらに、本実施形態の潤滑剤溜り１９ｂは、第２実施形態の潤滑剤溜り１９ａと比べて、貯留容量を増加することができる。
　その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。
　なお、本実施形態のスリット５８は、内径側円筒部５３の先端縁の長さを部分的に外径側円筒部５２の先端縁と等しくすることで、円周方向に１箇所又は複数箇所に設けられたスリットとしてもよい。また、複数のスリットとする場合には、円周方向に略等間隔に形成されることが好ましい。
（第４実施形態）
　次に、図８を参照して、第４実施形態の軸受装置について説明する。
　本実施形態では、転がり軸受として、円筒ころ軸受１１ａが使用されている。この円筒ころ軸受１１ａは、外周面に内輪軌道面６１ａを有する内輪６１と、内周面に外輪軌道面６２ａを有する外輪６２と、保持器６４に保持され、内輪軌道面６１ａと外輪軌道面６２ａとの間に転動自在に配置された複数のころ６３と、を備える。また、潤滑剤溜り１９を有する外輪間座１２は、外輪６２の軸方向端面６２ｂに当接配置されている。
　内輪６１の軸方向寸法は、外輪６２の軸方向寸法に比べて小さくされ、本発明の内輪間座に相当する第２の内輪間座６５が、内輪６１に隣接配置され、さらに、第１の内輪間座１３が第２の内輪間座６５に隣接配置される。内輪６１の軸方向一端面（図８の右端面）を外輪６２の軸方向一端面よりも、外輪６２の軸方向中央部に寄った位置に存在させている。第２の内輪間座６５は、内周面を円筒状に形成すると共に、外周面を円すい凸面状のテーパー状外周面６５ａとしている。
　このテーパー状外周面６５ａも、内輪軌道面６１ａから離れるに従って直径が小さくなる方向に傾斜し、その小径側端部が外輪６２の軸方向端面６２ｂよりも軸方向外側に位置して外輪間座１２の内径側に進入している。
　したがって、転がり軸受として、円筒ころ軸受１１ａが使用される場合であっても、ワックス系潤滑剤Ｗが液状化すると、テーパー状外周面６５ａに作用する遠心力、ラビリンス隙間１８による毛細管作用、大小径差の周速度差による負圧作用によって、ワックス系潤滑剤Ｗを軸受空間Ｓ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１実施形態と同様である。
　なお、本実施形態の軸受装置では、第１実施形態の外輪間座１２が適用されているが、第２又は第３実施形態の外輪間座１２ａ、１２ｂが適用されてもよい。
　尚、本発明は、前述した各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、潤滑剤溜り１９，１９ａ，１９ｂの形状を、環状や、円すい台形状としているが、これに限らず、潤滑剤を貯留できる形状であれば、任意に設計することができる。
　また、上記実施形態では、転がり軸受として、アンギュラ玉軸受１１や円筒ころ軸受１１ａに隣接する外輪間座１２，１２ａ，１２ｂに潤滑剤溜り１９，１９ａ，１９ｂを設けて、ワックス系潤滑剤Ｗを貯留するように説明したが、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すい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。
　更に、本発明の軸受装置１０を工作機械の主軸装置４０の転がり軸受に適用した例について説明したが、主軸装置４０に限定されず、一般産業機械用転がり軸受、モータ用転がり軸受などの高速回転する装置の転がり軸受として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１２月８日出願の日本特許出願２０１４－２４８３０７及び２０１５年９月２９日出願の日本特許出願２０１５－１９１１９２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）
１２，１２ａ，１２ｂ   　外輪間座
１３   第１の内輪間座
１４   　内輪
１４ａ 　内輪軌道面
１４ｃ，６５ａ 　テーパー状外周面
１５   　外輪
１５ａ 　外輪軌道面
１５ｂ 　カウンターボア
１５ｃ 　軸方向端面
１６   　玉（転動体）
１８   ラビリンス隙間
１９，１９ａ，１９ｂ   　潤滑剤溜り
２０   　給油孔（給油通路）
２３，６５   　第２の内輪間座（内輪間座）
２６，５５   　凹溝
５８   スリット（給油通路）
Ｇ     　グリース
Ｓ     　軸受空間
Ｗ     　ワックス系潤滑剤
Ｗ´   　他のワックス系潤滑剤

Claims (7)

  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、
    　前記外輪の軸方向端面に当接配置される外輪間座と、
    を備える軸受装置であって、
    　前記内輪又は前記内輪の軸方向端面に当接配置された内輪間座の少なくとも一つには、テーパー状外周面が形成され、該テーパー状外周面は、前記内輪軌道面から離れるに従って直径が小さくなる方向に傾斜し、その小径側端部が前記外輪の軸方向端面よりも軸方向外側に位置して前記外輪間座の内径側に進入しており、
    　前記外輪間座は、潤滑剤溜りと、該潤滑剤溜りと連通し、前記テーパー状外周面に開口する給油通路と、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. 　前記給油通路は、前記外輪間座の給油孔によって構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. 　前記給油通路は、前記円周方向に沿って延びるスリットによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
  4. 　前記外輪間座の内周面と前記テーパー状外周面との間には、前記ワックス系潤滑剤が流通自在なラビリンス隙間が存在しており、
    　前記ワックス系潤滑剤は、前記給油通路から前記ラビリンス隙間を介して前記軸受空間に給油されることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の軸受装置。
  5. 　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１～４のいずれか１項に記載の軸受装置。
  6. 　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、可逆変化可能な他の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１～５のいずれか１項に記載の軸受装置。
  7. 　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１～５のいずれか１項に記載の軸受装置。
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