(57)【要約】【課題】応答性の高い温度測定が可能で、焼付き防止を図ることができる工作機械の主軸装置用軸受、工作機械の主軸装置、及び、工作機械、並びに工作機械の主軸装置の制御方法を提供する。【解決手段】工具を取り付け可能な回転軸２２を外筒２９に対して回転自在に支持する工作機械の主軸装置２０において、前側軸受６０には、外輪６１と玉６３との接触点ｐ近傍に温度センサ５２が配置されている。【選択図】図２
2010133550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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配置される複数の転動体と、
を有し、回転軸をハウジングに対して回転自在に支持する工作機械の主軸装置用軸受であって、
前記外輪と前記転動体との接触点近傍に温度センサが配置されていることを特徴とする工作機械の主軸装置用軸受。
【請求項２】
前記温度センサは、前記外輪の内周面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械の主軸装置用軸受。
【請求項３】
請求項１または２に記載の前記軸受と、
前記内輪が外嵌される前記回転軸と、
前記外輪が内嵌される前記ハウジングと、
を備えることを特徴とする工作機械の主軸装置。
【請求項４】
請求項３に記載の前記主軸装置を備えることを特徴とする工作機械。
【請求項５】
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配置される複数の転動体と、前記外輪と前記転動体との接触点近傍に配置される温度センサと、を有する軸受を用いて、回転軸をハウジングに対して回転自在に支持する工作機械の主軸装置の制御方法であって、
前記温度センサによって前記軸受の温度を測定する工程と、
前記測定された温度データに基づいて前記軸受の異常昇温が検出された時、前記軸受の焼付きを防止するように前記軸受の運転状態を制御する工程と、
を備えることを特徴とする工作機械の主軸装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の主軸装置用軸受、工作機械の主軸装置、及び、工作機械、並びに工作機械の主軸装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工作機械の主軸装置としては、ｄｍ・Ｎが１００万〜３００万の高速回転と、低振動が求められており、ビルトインモータ方式を採用するものが多く使用されている。例えば、図１５に記載の主軸装置１００では、工具Ｔが取り付けられる回転軸１０１が前側軸受１０２及び後側軸受１０３を介して外筒１０４に回転自在に取り付けられている。前側及び後側軸受１０２，１０３間には、回転軸１０１の周囲に設けられたロータ１０５と、外筒１０４の内側に冷却ジャケット１０６を介して設けられたステータ１０７と、を備えたビルトインモータ１０８が配置されている。
【０００３】
また、主軸装置１００では、熱変位を防止するため、外筒１０４や冷却ジャケット１０６に形成された冷却経路１０９，１１０によって冷却が行なわれている。さらに、主軸装置１００では、前側軸受１０２及び後側軸受１０３を潤滑するため、外筒１０４に形成された給油経路１１１を介して、動粘度が１０〜３２ｃＳｔと低い潤滑油を用いての微量給脂が行なわれており、軸受内の異常発熱を防止している。
【０００４】
さらに、前側軸受１０２の径方向外方の外筒１０４には、温度センサとしての熱電対１１２が配置されており、軸受１０２の外輪外径面やその近傍の温度を測定して、軸受１０２の焼付き防止を図っている。
【０００５】
一方、軸受の温度を測定する構造として、外輪に形成された孔に配線を配索し、外輪の内周面に温度センサを配置したものが考案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１７５３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ビルトインモータ方式の主軸装置では、軸受の内外輪で温度差が生じやすく、特に、外筒冷却と共に使用されるビルトインモータ方式の主軸装置では、外筒冷却の影響で外輪側の温度が低くなるため、この傾向が強い。図１０に示す主軸装置１００では、冷却油の影響で軸受部の温度変化に対して熱電対１１２の応答速度が遅く、軸受１０２の温度を感度良く測定することができないため、軸受の焼付き防止対策にはさらなる改善が求められる。
【０００８】
また、特許文献１では、温度センサを備えた軸受が工作機械の主軸装置に適用されることについて具体的に記載されておらず、高速回転のため外部から潤滑剤が供給される軸受への適用についても開示されていない。特に、深溝玉軸受以外の軸受への具体的な取り付けについても記載されていない。
【０００９】
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、応答性の高い温度測定が可能で、焼付き防止を図ることができる工作機械の主軸装置用軸受、工作機械の主軸装置、及び、工作機械、並びに工作機械の主軸装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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配置される複数の転動体と、
を有し、回転軸をハウジングに対して回転自在に支持する工作機械の主軸装置用軸受であって、
前記外輪と前記転動体との接触点近傍に温度センサが配置されていることを特徴とする工作機械の主軸装置用軸受。
（２）  前記温度センサは、前記外輪の内周面に取り付けられていることを特徴とする上記（１）に記載の工作機械の主軸装置用軸受。
（３）  上記（１）または（２）に記載の前記軸受と、
前記内輪が外嵌される前記回転軸と、
前記外輪が内嵌される前記ハウジングと、
を備えることを特徴とする工作機械の主軸装置。
（４）  上記（３）に記載の前記主軸装置を備えることを特徴とする工作機械。
（５）  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配置される複数の転動体と、前記外輪と前記転動体との接触点近傍に配置される温度センサと、を有する軸受を用いて、回転軸をハウジングに対して回転自在に支持する工作機械の主軸装置の制御方法であって、
前記温度センサによって前記軸受の温度を測定する工程と、
前記測定された温度データに基づいて前記軸受の異常昇温が検出された時、前記軸受の焼付きを防止するように前記軸受の運転状態を制御する工程と、
を備えることを特徴とする工作機械の主軸装置の制御方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外輪と前記転動体との接触点近傍に温度センサが配置されているので、応答性の高い温度測定が可能で、焼付き防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の軸受を備える工作機械の主軸装置の概略図である。
【図２】図１の前側軸受近傍を示す要部拡大断面図である。
【図３】図１の前側軸受を示す要部拡大断面図である。
【図４】（ａ）は、温度センサのフィルム基板の上に形成した温度センサ部を示す平面図であり、（ｂ）は、フィルム基板の上にフィルムカバーを示す平面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のIV−IV線に沿って切断した、温度センサの断面図である。
【図５】（ａ）は、他の温度センサのフィルム基板の上に形成した温度センサ部を示す平面図であり、（ｂ）は、フィルム基板の上にフィルムカバーを示す平面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＶ−Ｖ線に沿って切断した、温度センサの断面図である。
【図６】（ａ）は、第２実施形態の工作機械の主軸装置用軸受に係る前側軸受の要部拡大断面図であり、（ｂ）は、工具側から見た前側軸受の側面図である。
【図７】第３実施形態の工作機械の主軸装置用軸受に係る前側軸受の要部拡大断面図である。
【図８】第４実施形態の工作機械の主軸装置用軸受に係る後側軸受の要部拡大断面図である。
【図９】（ａ）は、第５実施形態の工作機械の主軸装置用軸受に係る前側軸受の要部拡大断面図であり、（ｂ）は、反工具側から見た前側軸受の側面図である。
【図１０】本発明の実施例に使用する工作機械の主軸装置を示す、図２と同様の図である。
【図１１】実施例で得られた、スピンドル回転数を０から１００００ｍｉｎ−１へ加速したときの軸受外輪温度を示すグラフである。
【図１２】実施例で得られた、スピンドル回転数を０から１００００ｍｉｎ−１へ加速し、軸受外輪温度が平坦化するまでの軸受外輪温度を示すグラフである。
【図１３】実施例で得られた、スピンドル回転数を１００００ｍｉｎ−１から２００００ｍｉｎ−１へ加速し、軸受外輪温度が平坦化するまでの軸受外輪温度を示すグラフである。
【図１４】実施例で得られた、スピンドル回転数を２００００ｍｉｎ−１から３００００ｍｉｎ−１へ加速し、軸受外輪温度が平坦化するまでの軸受外輪温度を示すグラフである。
【図１５】従来の主軸装置における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る工作機械の主軸装置用軸受、工作機械の主軸装置、及び、工作機械、並びに工作機械の主軸装置の制御方法について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１に示すように、主軸装置２０は、ビルトインモータ方式であり、その軸方向中心部には、中空状の回転軸２２が設けられ、回転軸２２の軸芯には、ドローバ２３が摺動自在に挿嵌されている。ドローバ２３は、工具ホルダ２４に取付けられたプルスタッド２５を、クランプボール２６を介して、ばね部材２７の力によって反工具側方向（図の右方向）に付勢しており、工具ホルダ２４は、回転軸２２のテーパ面２８と嵌合する。工具ホルダ２４には工具Ｔが取り付けられており、この結果、回転軸２２は、一端（図の左側）に工具Ｔをクランプして、工具Ｔを取り付け可能としている。
【００１５】
また、回転軸２２は、その工具側を支承する２列の前側軸受６０，７０と、反工具側を支承する１列の後側軸受８０とによって、ハウジングを構成する外筒２９に回転自在に支持されている。なお、前側軸受６０，７０及び後側軸受８０は、本実施形態の主軸装置用軸受を構成する。
【００１６】
前側軸受６０，７０と後側軸受８０間における回転軸２２の外周面には、ロータ３０が外嵌されている。また、ロータ３０の周囲に配置されるステータ３２は、ステータ３２に焼き嵌めされた冷却ジャケット３３を外筒２９に内嵌することで、外筒２９に固定される。従って、ロータ３０とステータ３２はモータを構成し、モータ制御部３１によってステータ３２に電力を供給することでロータ３０に回転力を発生させ、回転軸２２を回転させる。
【００１７】
また、外筒２９と反工具側で固定されたハウジングを構成する後蓋３４には、工具アンクランプピストン３５を摺動自在に内嵌したハウジングを構成する工具アンクランプシリンダ３６が固定されている。よって、工具を交換する際には、図示しない油路から油圧室３８に作動油を導き、工具アンクランプピストン３５を工具側（図の左側）へ前進させることにより、ドローバ２３を工具側（図の左側）へ前進させて、工具Ｔをアンクランプする。
【００１８】
図２に示すように、前側軸受６０，７０は、外輪６１，７１と、内輪６２，７２と、接触角を持って配置される転動体としての玉６３，７３と、玉６３，７３を略等間隔で保持する外輪案内の保持器６４，７４と、をそれぞれ有するアンギュラ玉軸受である。後側軸受８０は、図１に示すように、外輪８１と、内輪８２と、転動体としての円筒ころ８３と、円筒ころ８３を略等間隔で保持する外輪案内の保持器（図示せず）と、を有する円筒ころ軸受である。
【００１９】
前側軸受６０，７０の外輪６１，７１は外筒２９に締結固定された前側ハウジング５０に内嵌されており、且つ前側ハウジング５０にボルト締結された前蓋５１によって外輪間座４０を介して外筒２９に対し軸方向に固定されている。また、前側軸受６０，７０の内輪６２，７２は、回転軸２２に外嵌されており、且つ回転軸２２に締結されたナット４１によって内輪間座４２を介して回転軸２２に対し軸方向に固定されている。
【００２０】
後側軸受８０の外輪８１は後蓋３４に内嵌されており、且つ後蓋３４にボルト締結された後側軸受外輪押え４３によって後蓋３４に固定されている。後側軸受８０の内輪８２は、回転軸２２とテーパ嵌合されており、回転軸２２に締結された他のナット４５によって、内輪間座４６を介して位置決めされている。
【００２１】
ここで、冷却ジャケット３３や前側ハウジング５０には冷却溝３３ａ，５０ａが形成されており、供給される冷却油によって主軸装置２０の各構成部品を冷却し、これら構成部品の熱変位を防止している。
【００２２】
また、図１に示すように、外筒２９、後蓋３４、前側ハウジング５０には、前側軸受６０，７０及び後側軸受８０をそれぞれ潤滑するための複数の給油通路９０が形成されており、これら通路９０の一端側には、潤滑油を送り込む潤滑装置９１が図示しない配管を介してそれぞれ取り付けられている。なお、潤滑装置９１によって供給される潤滑方式は、オイル潤滑であればよく、オイルエア潤滑、オイルミスト潤滑、直噴潤滑等のいずれであってもよい。
【００２３】
各給油通路９０の他端側には、潤滑ノズル９２が取り付けられており、潤滑装置９１によって送られた潤滑油を各軸受６０，７０，８０の軸受空間内に供給する。具体的に、図２に示すように、前側軸受６０，７０では、潤滑ノズル９２は、前側ハウジング５０に収容され、且つ、そのノズル先端が内輪間座４２及び外輪間座４０内に位置するように外輪間座４０に形成された貫通孔４０ａから突出しており、潤滑油は各軸受６０，７０の反カウンタボア側から軸受空間内に供給される。
【００２４】
さらに、前側軸受６０の外輪６１のカウンタボア側の内周面６１ａには、温度センサ５２が取り付けられており、温度センサ５２は、電気配線５３を介して温度検出部５４に接続されている。電気配線５３は、前側ハウジング５０に形成された径方向孔５０ｂを通過して軸受６０のカウンタボア側へ配索されており、温度センサ５２は接着等によって外輪６１の内周面６１ａに固定されている。
【００２５】
図４（ａ）〜（ｃ）のように、温度センサ５２は、耐熱性及び可撓性を有する高分子材料（ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の合成樹脂）からなるフィルム基板５５と、フィルム基板５５上に形成された白金等からなる膜状の温度センサ部５６と、温度センサ部５６が形成されたフィルム基板５５を覆うように配置された同種の高分子材料（合成樹脂）からなるフィルムカバー５７と、を備えるＭＥＭＳセンサであり、全体として平面が矩形状で厚さが薄くかつ可撓性のある構成となっている。
【００２６】
膜状の温度センサ部５６は、図４（ａ）のように、全体の幅ａでかつ幅ｂの帯状部から構成され、幅ｂの帯状部は全体の帯状長さを長く確保するために複数箇所で折り返されている。膜状の温度センサ部５６の図の左右端下側に位置する幅ｂの帯状部の両端に、一対の配線取付部５８，５８が幅ｂよりも広幅に設けられている。
【００２７】
フィルム基板５５を覆うフィルムカバー５７には、図４（ａ）の一対の配線取付部５８，５８に対応する位置に、図４（ｃ）のように孔５９が形成されることで、図４（ｂ）のように一対の配線取付部５８，５８がフィルムカバー５７の表面に露出している。なお、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、一対の配線取付部５８が表面にて露出するように、フィルムカバー５７を配置してもよい。一対の配線取付部５８，５８に、一対の電気配線５３が電気接続される。温度検出部５４では、温度変化により変化する温度センサ部５６の抵抗値に基づいて温度測定が行われる。なお、温度センサ５２は、前側軸受６０の代わりに、他の前側軸受７０や後側軸受８０に取り付けられてもよく、或いは、各軸受にそれぞれ取り付けられてもよい。
なお、温度センサ５２は、本例のような有線ではなく、センサ近傍から無線によって信号を温度検出部５４に伝達する構成としてもよい。
また、温度センサ５２としては、上述したもの以外に、熱電対、サーミスタ等の他の部材を用いた膜状のセンサを使用してもよい。
【００２８】
また、温度検出部５４において、測定された温度データに基づいて軸受６０の異常昇温が検出された時には、軸受６０の焼付きを防止するように軸受６０の運転状態を制御する。具体的には、図１に示すように、モータ制御部３１によって主軸の回転を減速、或いは停止させたり、潤滑装置９１によって潤滑油の吐出タイミングや潤滑油量をコントロールする。
【００２９】
従って、本実施形態の工作機械の主軸装置用軸受６０によれば、温度センサ５２は、フィルム基板５５に形成した膜状の温度センサ部５６とフィルムカバー５７の表面に露出する配線取付部５８とから構成されるため、従来のチップ型積層サーミスタよりも薄く可撓性があり、かつ、小型であるので、温度センサ５２の取付位置に制約がなくなる。従って、温度センサ５２を外輪６１と玉６３との接触点ｐ近傍に配置することができ、冷却油の影響を抑えた温度測定が可能で、温度検知のレスポンスが良好となる。また、膜状の温度センサ部５６をフィルムカバー５７で覆うので、温度センサ５２の劣化のおそれが少なく、また、温度センサ５２全体が可撓性のある構造なので、割れのおそれもなく、耐久性を向上できる。
【００３０】
特に、温度センサ５２は、外輪６１のカウンタボア側の内周面６１ａに取り付けられるので、保持器案内面を構成する反カウンタボア側の内周面６１ｂで外輪案内される保持器６４との干渉を確実に防止することができる。また、本実施形態では、潤滑油が反カウンタボア側から軸受空間内に供給されるので、潤滑油が直接温度センサ５２に吐出されることがなく、精度のよい温度測定が可能となる。
【００３１】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る工作機械の主軸装置用軸受を示す。なお、第２〜第５実施形態では、温度センサの取り付け構造が第１実施形態のものと異なるのみである。そのため、各実施形態は、温度センサが取り付けられる前側軸受の要部のみを図示すると共に、第１実施形態と同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
【００３２】
この実施形態の前側軸受６０ａでは、外輪６１のカウンタボア側内周面６１ａの一部にセンサ用埋め込み溝６１ｃが形成され、この埋め込み溝６１ｃの平坦面に温度センサ５２が貼り付けられている。これにより、温度センサ５２をカウンタボア側内周面６１ａから径方向内方に突出せずに配置することができ、潤滑油の滞留を防ぎ、異常昇温のリスクを低減できる。また、温度センサ５２が埋め込み溝６１ｃの平坦面に容易に接着することができ、しっかりと固定することができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００３３】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る工作機械の主軸装置用軸受を示す。この実施形態の前側軸受６０ｂでは、外輪６１の反カウンタボア側から接触点ｐ近傍まで軸方向に沿ってセンサ孔６１ｄが形成されており、このセンサ孔６１ｄ内に温度センサ５２が収容固定されている。これにより、保持器６４を案内する反カウンタボア側の内周面６１ｂに溝を形成せずに、発熱点ｐに近い反カウンタボア側の部分での温度測定が可能となる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００３４】
（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態に係る工作機械の主軸装置用軸受を示す。この実施形態の前側軸受６０ｃでは、外輪６１のカウンタボア側から接触点ｐ近傍まで軸方向に沿ってセンサ孔６１ｅが形成されており、このセンサ孔６１ｅ内に温度センサ５２が収容固定されている。これにより、発熱点ｐに近い部分での温度測定が可能となるとともに、第１実施形態と同様、電気配線５３の配索が工具側からとなり、組立作業が容易である。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００３５】
（第５実施形態）
図９は、本発明の第５実施形態に係る工作機械の主軸装置用軸受を示す。この実施形態の前側軸受６０ｄでは、外輪６１の反カウンタボア側の軌道溝近傍に半月状の溝６１ｆが形成されており、この半月状の溝６１ｆ内に温度センサ５２が収容固定される。さらに反カウンタボア側から軸方向に沿った配線孔６１ｇを穿孔して半月状の溝６１ｆと貫通させ、この配線孔６１ｇ内に電気配線５３を配索する。また、保持器６４の外周面には、この半月状の溝６１ｆのエッジと当たらないように、逃がし溝６４ａが左右対称に形成されている。これにより、発熱点ｐに近い部分での温度測定が可能となるとともに、温度センサ５２を組み付け後もセンサ５２が溝６１ｆから見えるので、接着作業が容易である。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００３６】
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。
本実施形態では、前側軸受６０，７０を２列のアンギュラ玉軸受，後側軸受８０を円筒ころ軸受としたが、各軸受の種類や列数は任意に設定可能である。
また、本発明の回転軸は、工具が取り付けられるもののほか、加工物が取り付けられるものであってもよい。
【実施例】
【００３７】
ここで、図１０に示すような工作機械スピンドルを用いて、本考案に基づいて配置された温度センサ（本考案温度センサＡ）と、従来のように配置された熱電対（従来熱電対Ｂ）とを用いて、運転時の温度検知の応答性を比較した。以下、試験条件について列挙する。
【００３８】
＜試験条件＞
（１）主軸軸受形式：アンギュラ玉軸受
（２）軸受主要寸法：軸受内径６０ｍｍ、軸受外径９０ｍｍ
（３）試験時のスピンドル回転数：最高３０，０００ｍｉｎ−１（軸受ｄｍｎ値：２．３×１０６）
（４）主軸駆動形式：モータビルトイン
（５）潤滑方法：オイルエア潤滑
（６）スピンドル姿勢：横姿勢（大地と平行）
（７）回転数：０〜３０，０００ｍｉｎ−１連続回転（１０，０００ｍｉｎ−１刻み）
（８）慣らし運転なし（いわゆるコールドスタート）
・本考案温度センサＡ：外輪６１の内周面６１ａに固定（図１０参照）
・従来熱電対Ｂ：外輪６１の外周面に配置（図１０参照）
【００３９】
一般的に、工作機械スピンドルにより加工を行う際には通常、低速回転で所定の時間回転させた後、所定の回転速度まで立ち上げる、いわゆる慣らし運転を行う。その１つの理由は、停止中に主軸軸受内に残存し流動性の悪くなった潤滑剤を攪拌し、軸受内外輪と転動体の回転接触部位から排出、または分散させることで、運転開始直後の潤滑剤の攪拌抵抗によるスピンドルの異常昇温が引き起こす加工の不具合を防ぐことである。特に高速回転を行う前には、直前の慣らし運転を行わないと、急激な軸受内部の発熱により、潤滑油膜が切れて、軸受の焼付きを発生させる場合がある。本試験では、上述の回転初期の異常昇温を含めて、このような軸受の急激な昇温が発生した場合における、従来熱電対Ｂに対する本考案温度センサＡのセンシング特性の優位性を確認した。
【００４０】
図１１は、スピンドル回転数を０から１００００ｍｉｎ−１へ加速したとき、本考案温度センサＡ及び従来熱電対Ｂが示す軸受外輪温度を示している。
前述したように、本試験では運転開始直後の急激な発熱を故意に発生させるため、慣らし運転は行っていない。そのため、運転開始直後は軸受内部の転がり接触部で異常昇温し、軸受外輪は急激に昇温することが考えられる。図１１から、本考案温度センサＡでは、回転直後に昇温値に極大点が認められ、転がり接触部近傍の局部的で急激な温度変化を瞬時に捕らえていることがわかる。すなわち、本考案温度センサＡは、軸受外輪の異常昇温を検知していることがわかる。これに対し、従来熱電対Ｂでは、昇温値の極大点は認められず、なだらかに温度上昇するのみである。また、回転開始から回転初期の軸受外輪温度が最大値にいたるまでの時間を比較すると、本考案温度センサＡはＴ２（回転開始後約２０秒）であり、従来熱電対ＢがＴ１（回転開始後約４０秒）であるのと比較すると約半分になっている。これらは、本考案温度センサＡが熱源近傍に配置されていることと、本考案温度センサＡの温度検知の応答性が従来熱電対Ｂと比較して高いことによるものである。
【００４１】
図１２は、スピンドル回転数を０から１００００ｍｉｎ−１へ加速し、本考案温度センサＡ及び従来熱電対Ｂの示す温度勾配が平坦化するまでの、本考案温度センサＡ及び従来熱電対Ｂが示す軸受外輪温度を示している。
図１２から、本考案温度センサＡは、従来熱電対Ｂと比較して回転立ち上げ後の温度勾配が大きいことが分かる。さらに回転開始からＴ３（回転開始後１２０秒）後の従来熱電対Ｂの温度上昇値Ｈｔ３および本考案温度センサＡの温度上昇値Ｈｐ３のそれぞれに対して、温度勾配が平坦化した後の温度上昇値Ｈを比較すると、Ｈｔ３／Ｈ＝０．４５、Ｈｐ３／Ｈ＝０．７０となり、回転直後Ｔ３後に従来熱電対Ｂは４５％まで温度が上昇しているのに対し、本考案温度センサＡは７０％まで温度が上昇している。これにより、本考案温度センサＡの温度検知の応答性が、従来熱電対Ｂと比較して高いことがわかる。
【００４２】
図１３はスピンドル回転数を１００００ｍｉｎ−１から２００００ｍｉｎ−１へ加速し、本考案温度センサＡ及び従来熱電対Ｂの示す温度勾配が平坦化するまでの、本考案温度センサＡ及び従来熱電対Ｂが示す軸受外輪温度を示している。
図１３も図１２と同様に、回転加速後の温度勾配から、本考案温度センサＡの温度検知の応答性が従来熱電対Ｂと比較して高いことがわかる。
【００４３】
図１４はスピンドル回転数を２００００ｍｉｎ−１から３００００ｍｉｎ−１へ加速し、本考案温度センサＡ及び従来熱電対Ｂの示す温度勾配が平坦化するまでの、本考案温度センサＡ及び従来熱電対Ｂが示す軸受外輪温度を示している。
図１４も図１２と同様に、本考案温度センサＡ及び従来熱電対Ｂが示す回転加速後の温度勾配において、本考案温度センサＡの温度検知の応答性が従来熱電対Ｂと比較して高いことがわかる。
【００４４】
以上の実験結果から、従来熱電対Ｂに対する本考案温度センサＡの配置個所による優位性、および温度検知の応答性の高さが確認できる。これにより、初期コールドスタート時や回転中の何らかの要因による異常昇温を瞬時に感知でき、軸受の焼付きやスピンドルの損傷を未然に防ぐことが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
２０  主軸装置
２２  回転軸
３０  ロータ
３２  ステータ
４０  外輪間座
４２  内輪間座
５２，Ａ  温度センサ
５３  電気配線
６０，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，７０  前側軸受（アンギュラ玉軸受）
６１  外輪
６１ａ  カウンタボア側内周面
６１ｂ  反カウンタボア側内周面
６１ｃ  センサ用埋め込み溝
６１ｄ，６１ｅ  センサ孔
６１ｆ  半月状の溝
６１ｇ  配線孔
８０  後側軸受（円筒ころ軸受）
１１２，Ｂ  熱電対
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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