(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に並ぶ複数の転がり軸受の軌道輪間に間座を介在させて予圧を受けるように構成した軸受装置において、
前記間座は、軸方向に並ぶ外輪間に介在する外輪間座と、内輪間に介在する内輪間座とを有し、軸受にかかる予圧荷重を検出するための検出手段を、前記外輪間座に設け、
前記転がり軸受および外輪間座を嵌合するハウジングを設け、このハウジングのうち軸受に臨む部分の剛性を低下させる剛性低下部分を設け、前記ハウジングは、ハウジング本体と、このハウジング本体の内周面に設けられるリング部材とを有し、このリング部材を、前記軸受に臨むように配置し、且つ断面Ｉ形状に形成して前記剛性低下部分とし、このリング部材における内周部の軸方向両端に、前記リング部材の外周部に対し、前記内周部を相対的に軸方向に変位させる軸方向隙間を設けた軸受装置。
【請求項２】
軸方向に並ぶ複数の転がり軸受の軌道輪間に間座を介在させて予圧を受けるように構成した軸受装置において、
前記間座は、軸方向に並ぶ外輪間に介在する外輪間座と、内輪間に介在する内輪間座とを有し、軸受にかかる予圧荷重を検出するための検出手段を、前記外輪間座に設け、
前記転がり軸受および外輪間座を嵌合するハウジングを設け、このハウジングのうち外輪間座に臨む部分の剛性を低下させる剛性低下部分を設け、この剛性低下部分は、前記ハウジングの内周面に溝を設けることにより、肉厚を薄くした部分であり、前記検出手段の出力部をハウジング外に引き出す貫通孔を、前記剛性低下部分に径方向に貫通するように設け、この貫通孔の孔径および本数によって、剛性低下部分の剛性を調整可能に構成した軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記外輪間座の軸方向の一部に、この間座の両端間に作用する軸方向力によって歪を生じる起歪部を設け、前記検出手段は、この起歪部の歪を検出する軸受装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記外輪間座の軸方向の一部に、この間座の両端間に作用する軸方向力によって磁気特性が変化する磁歪材を設け、前記検出手段は、この磁歪材の磁気特性の変化を検出する軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記検出手段により検出される検出値から、軸受の異常検出を行う異常検出手段を設けた軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械の主軸スピンドルなどに使用される軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械のスピンドル装置では、軸受に異常が起こる前に、その予兆を検出して軸受異常が起きることを防ぐ要求がある。この軸受の異常検出のために、図９に示すように、軸受間座１の一部を磁歪材料２等で構成し、磁気特性の変化を検出するものがある（特許文献１〜３参照）。この検出値から転がり軸受３の予圧を検出し、例えば、内外輪の急激な温度上昇等の軸受異常を検出している。
【特許文献１】特開２００１−２５４７４２号公報
【特許文献２】特開２００４−８４７３９号公報
【特許文献３】特願２００７−１２７７６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のスピンドル装置の主軸４が回転していない静止状態では、軸受外輪３ｇとハウジング５のはめあいは隙間ばめなので、ハウジング５の内周面５ａと外輪外径面３ｇａとの間に僅かに隙間が存在する。したがって、軸受３にかかる予圧荷重は、すべて外輪間座１にかかっている。
しかし、主軸４を回転させると軸受３の発熱によってこの軸受３が膨張する。スピンドル装置のハウジング５は、一般的に外筒冷却等されているため、軸受３より温度が低くなる。そのため、ハウジング５の内周面５ａ、外輪外径面３ｇａ間の径方向隙間がなくなり、軸受３とハウジング５のはめ合いがタイトつまり締まり嵌めになる。そのため、軸受３とハウジング５の静摩擦により、軸受３の予圧荷重が変化しても、間座にその力がすべてかからなくなり、予圧の検出誤差が大きくなる問題点がある。
【０００４】
この発明の目的は、予圧の検出誤差を小さくし、軸受異常を正確に検出することができる軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明における第１の発明の軸受装置は、軸方向に並ぶ複数の転がり軸受の軌道輪間に間座を介在させて予圧を受けるように構成した軸受装置において、前記間座は、軸方向に並ぶ外輪間に介在する外輪間座と、内輪間に介在する内輪間座とを有し、軸受にかかる予圧荷重を検出するための検出手段を、前記外輪間座に設け、前記転がり軸受および外輪間座を嵌合するハウジングを設け、このハウジングのうち軸受に臨む部分の剛性を低下させる剛性低下部分を設け、前記ハウジングは、ハウジング本体と、このハウジング本体の内周面に設けられるリング部材とを有し、このリング部材を、前記軸受に臨むように配置し、且つ断面Ｉ形状に形成して前記剛性低下部分とし、このリング部材における内周部の軸方向両端に、前記リング部材の外周部に対し、前記内周部を相対的に軸方向に変位させる軸方向隙間を設けたものである。
【０００６】
この構成によると、転がり軸受の運転により、軸受温度が上昇して内輪が膨張し、予圧が初期設定値よりも大きくなると、外輪間座の両端間に加わる軸方向力が増加する。軸受とハウジングの隙間がなくなり、そのはめあいが締まり嵌めとなった場合であっても、ハウジングに前記剛性低下部分を設けたため、軸受にかかる予圧荷重はハウジングに不所望に逃げていかず、外輪間座にかかる。つまり従来のような、軸受とハウジングの静摩擦に起因する軸受の予圧荷重の変化を未然に防止することが可能となる。したがって、検出手段による検出誤差を小さくし、軸受異常を正確に検出することができる。
【０００７】
前記ハウジングは複数のハウジング構成部材を含み、これらハウジング構成部材は、ハウジング本体と、このハウジング本体の内周面に設けられるリング部材とを有し、このリング部材を、前記軸受に臨むように配置し、且つ断面Ｉ形状に形成して前記剛性低下部分としても良い。
このように剛性低下部分として、断面Ｉ形状のリング部材を適用することで、検出手段による検出誤差を簡単に小さくすることができる。また、ハウジングは複数のハウジング構成部材を含み、これらハウジング構成部材は、ハウジング本体と、このハウジング本体の内周面に設けられるリング部材とを有するため、ハウジング本体へのリング部材等の組立を容易化することができる。
【０００８】
この発明における第２の発明の軸受装置は、軸方向に並ぶ複数の転がり軸受の軌道輪間に間座を介在させて予圧を受けるように構成した軸受装置において、前記間座は、軸方向に並ぶ外輪間に介在する外輪間座と、内輪間に介在する内輪間座とを有し、軸受にかかる予圧荷重を検出するための検出手段を、前記外輪間座に設け、前記転がり軸受および外輪間座を嵌合するハウジングを設け、このハウジングのうち外輪間座に臨む部分の剛性を低下させる剛性低下部分を設け、この剛性低下部分は、前記ハウジングの内周面に溝を設けることにより、肉厚を薄くした部分であり、前記検出手段の出力部をハウジング外に引き出す貫通孔を、前記剛性低下部分に径方向に貫通するように設け、この貫通孔の孔径および本数によって、剛性低下部分の剛性を調整可能に構成したものである。
この場合、軸受に臨む部分に剛性低下部分を設ける場合よりも、装置全体の部品点数を低減することができる。したがって、軸受装置の構造を簡単化し、製造コストの低減を図ることができる。
【０００９】
前記外輪間座の軸方向の一部に、この間座の両端間に作用する軸方向力によって歪を生じる起歪部を設け、前記検出手段は、この起歪部の歪を検出するものであっても良い。
この場合、前記起歪部は、外輪間座の両端間に作用する軸方向力により歪を生じる。この起歪部に検出手段を設けることで、起歪部に生じた歪を検出することが可能となる。この検出値に基づき軸受予圧を求め、軸受異常を正確に検出することができる。
【００１０】
前記外輪間座の軸方向の一部に、この間座の両端間に作用する軸方向力によって磁気特性が変化する磁歪材を設け、前記検出手段は、この磁歪材の磁気特性の変化を検出するものであっても良い。
この場合、前記磁歪材は、外輪間座の両端間に作用する軸方向力により磁気特性が変化する。この磁気特性の変化を検出手段により検出して軸受予圧を求め、軸受異常を正確に検出することができる。
前記検出手段により検出される検出値から、軸受の異常検出を行う異常検出手段を設けても良い。
【発明の効果】
【００１１】
この発明における第１の発明の軸受装置は、軸方向に並ぶ複数の転がり軸受の軌道輪間に間座を介在させて予圧を受けるように構成した軸受装置において、前記間座は、軸方向に並ぶ外輪間に介在する外輪間座と、内輪間に介在する内輪間座とを有し、軸受にかかる予圧荷重を検出するための検出手段を、前記外輪間座に設け、前記転がり軸受および外輪間座を嵌合するハウジングを設け、このハウジングのうち軸受に臨む部分の剛性を低下させる剛性低下部分を設け、前記ハウジングは、ハウジング本体と、このハウジング本体の内周面に設けられるリング部材とを有し、このリング部材を、前記軸受に臨むように配置し、且つ断面Ｉ形状に形成して前記剛性低下部分とし、このリング部材における内周部の軸方向両端に、前記リング部材の外周部に対し、前記内周部を相対的に軸方向に変位させる軸方向隙間を設けたため、予圧の検出誤差を小さくし、軸受異常を正確に検出することができる。
この発明における第２の発明の軸受装置は、軸方向に並ぶ複数の転がり軸受の軌道輪間に間座を介在させて予圧を受けるように構成した軸受装置において、前記間座は、軸方向に並ぶ外輪間に介在する外輪間座と、内輪間に介在する内輪間座とを有し、軸受にかかる予圧荷重を検出するための検出手段を、前記外輪間座に設け、前記転がり軸受および外輪間座を嵌合するハウジングを設け、このハウジングのうち外輪間座に臨む部分の剛性を低下させる剛性低下部分を設け、この剛性低下部分は、前記ハウジングの内周面に溝を設けることにより、肉厚を薄くした部分であり、前記検出手段の出力部をハウジング外に引き出す貫通孔を、前記剛性低下部分に径方向に貫通するように設け、この貫通孔の孔径および本数によって、剛性低下部分の剛性を調整可能に構成したため、予圧の検出誤差を小さくし、軸受異常を正確に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。第１の実施形態では、特に、ハウジングの軸受に臨む部分に、剛性低下部材として断面Ｉ形状のリング部材を設けている。以下、詳細に説明する。
図１に示すように、この第１の実施形態にかかる軸受装置は、ハウジング１０に軸１１を複数の軸受１２で回転自在に支持したものである。この軸受装置は、例えば、工作機械のスピンドル装置に応用され、その場合、軸１１はスピンドル装置の主軸１１となる。この主軸装置に、主軸１１を回転させるためのモータ１３が組み込まれている。本実施形態では、主軸１１にモータ１３のロータ１４が取付けられ、ハウジング１０にこのモータ１３のステータ１５が取り付けられている。ロータ１４は、永久磁石等からなり、ステータ１５はコイルおよびコア等からなる。
【００１３】
図２に示すように、主軸１１には、軸方向に離隔した複数の軸受１２を締まり嵌め状態で嵌合し、内輪１２ｉ，１２ｉ間に内輪間座１６を、外輪１２ｇ，１２ｇ間に外輪間座１７を介在させている。軸受１２は、内輪１２ｉと外輪１２ｇの間に複数の転動体Ｔを介在させた転がり軸受であり、これら転動体Ｔは保持器Ｒｔで保持されている。軸受１２は、軸方向の予圧を付与することが可能な軸受であり、アンギュラ玉軸受、深溝玉軸受、またはテーパころ軸受等が用いられる。図示の例ではアンギュラ玉軸受が用いられ、２個の軸受１２，１２が背面組合わせで設置されている。これら軸受１２，１２のうち一方の軸受１２の近傍に、軸方向に離隔してモータ１３が配置されている。
【００１４】
図１、図２に示すように、外輪間座１７はリング状の間座本体１８と、リング状の起歪部１９とを有する。前記間座本体１８は、第１の分割間座本体１８ａと、第２の分割間座本体１８ｂとを有する。軸方向一方に設けられる第１の分割間座本体１８ａと、軸方向他方に設けられる第２の分割間座本体１８ｂとの間に、前記リング状の起歪部１９を挟み込んでいる。図１に示すように、これら第１，第２の分割間座本体１８ａ，１８ｂ、および起歪部１９の幅寸法、つまり外輪間座１７の幅寸法Ｈ１は、内輪間座１６の幅寸法Ｈ２と異なっており、一方の軸受１２の内輪端面にナット２０を当接させこのナット２０を締め付けることにより、これら外輪間座１７、内輪間座１６の幅寸法差に応じて軸受に予圧が付与される。
【００１５】
前記ハウジング１０は複数のハウジング構成部材を含む。これらハウジング構成部材は、ハウジング本体１０ａと、第１ないし第４のリング部材１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅと、蓋部材１０ｆとを有する。図２に示すように、ハウジング本体１０ａの内周面１０ａａに、第１ないし第４のリング部材１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅが軸方向に隣接して順次設けられ、このハウジング本体１０ａの軸方向一端縁部を塞ぐ蓋部材１０ｆが設けられる。
図２、図３に示すように、右側に配置される剛性低下部分としての第１のリング部材１０ｂは、断面Ｉ形状に形成された環状部材であり、ハウジング本体１０ａの内周面１０ａａに嵌合される外周部１０ｂａと、前記一方の軸受１２の外輪外径面に臨む内周部１０ｂｂと、これら外周部１０ｂａと内周部１０ｂｂとを繋ぐ円環部１０ｂｃとを有する。この円環部１０ｂｃは、ラジアル平面に平行に形成される。ただし、円環部１０ｂｃは、内外周部１０ｂｂ，１０ｂａの軸方向左端寄りに付設されている。この第１のリング部材１０ｂは、例えば鋼材等から一体に形成される。ただし、鋼材だけに限定されるものではない。
【００１６】
前記外周部１０ｂａの外周面１０ｂ１は、ハウジング本体１０ａの内周面１０ａａに締まり嵌めにより嵌合される。この外周部１０ｂａの右端縁部１０ｂ２をハウジング本体１０ａの底面１０ａ１に当接させ、外周部１０ｂａの左端縁部１０ｂ５に、後述する第２のリング部材１０ｃの右端凸部１０ｃａを当接させている。
前記ハウジング本体１０ａの底面１０ａ１は、段部１０ａ２を介して、軸方向から視て環状となる環状溝ＫＭが形成されている。これにより、第１のリング部材１０ｂの内周部１０ｂｂの右端縁部１０ｂ３を、前記環状溝ＫＭに対し所定小距離、軸方向隙間δ１を隔てて配置する。また、内周部１０ｂｂの内周面１０ｂ４と、前記外輪外径面１２ｇａとの間は、僅かな隙間が存在する隙間嵌めとしている。
【００１７】
前記第２のリング部材１０ｃは、第１，第３のリング部材１０ｂ，１０ｄ間に介在され、外輪間座１７の外径面に臨むように配置される。この第２のリング部材１０ｃには、径方向に貫通する貫通孔２１が形成されている。この貫通孔２１は、後述するセンサの出力部である配線Ｓａをハウジング１０外に引き出すための孔である。
第２のリング部材１０ｃの軸方向右端部は、外径側に形成された右端凸部１０ｃａと、この右端凸部１０ｃａに段部を介して内径側に連なる平坦面１０ｃｂとを有する。これらのうち右端凸部１０ｃａが、前記第１のリング部材１０ｂの外周部１０ｂａの左端縁部１０ｂ５に当接する。平坦面１０ｃｂは、いわゆるラジアル平面に沿った平坦状に形成され、第１のリング部材１０ｂの内周部１０ｂｂの左端縁部１０ｂ６に軸方向隙間δ２を隔てて配置される。また、第２のリング部材１０ｃの内周面と、外輪間座１７の外径面との間は、隙間が存在する隙間嵌めとしている。
【００１８】
図２、図４に示すように、第２のリング部材１０ｃの軸方向左端部は、外径側に形成された左端凸部１０ｃｃと、この左端凸部１０ｃｃに段部を介して内径側に連なる平坦面１０ｃｄとを有する。これらのうち左端凸部１０ｃｃが、第３のリング部材１０ｄの外周部１０ｄａの右端縁部１０ｄ１に当接する。前記平坦面１０ｃｄは、ラジアル平面に沿った平坦状に形成され、第３のリング部材１０ｄの内周部１０ｄｂの右端縁部１０ｄ２に軸方向隙間δ３を隔てて配置される。
【００１９】
図２、図４に示すように、左側に配置される剛性低下部分としての第３のリング部材１０ｄは、断面Ｉ形状に形成された環状部材であり、ハウジング本体１０ａの内周面１０ａａに嵌合される外周部１０ｄａと、他方の軸受１２の外輪外径面１２ｇａに臨む内周部１０ｄｂと、これら内外周部１０ｄｂ，１０ｄａを繋ぐ円環部１０ｄｃとを有する。この円環部１０ｄｃはラジアル平面に平行に形成され、内外周部１０ｄｂ，１０ｄａの軸方向右端寄りに付設されている。この第３のリング部材１０ｄも、第１のリング部材１０ｂと同様に鋼材等から一体に形成される。ただし、鋼材だけに限定されるものではない。
【００２０】
前記外周部１０ｄａの外周面１０ｄ３は、ハウジング本体１０ａの内周面１０ａａに締まり嵌めにより嵌合される。この外周部１０ｄａの右端縁部１０ｄ１を、第２のリング部材１０ｃの左端縁部１０ｃ１に当接させ、外周部１０ｄａの左端縁部１０ｄ４に、第４のリング部材１０ｅの右端凸部１０ｅａを当接させている。この第３のリング部材１０ｄにおける内周部１０ｄｂの内周面１０ｄ５と、前記外輪外径面１２ｇａとの間は、僅かな隙間が存在する隙間嵌めとしている。また、第４のリング部材１０ｅの右端凸部１０ｅａを外周部１０ｄａの左端縁部１０ｄ４に当接させた状態において、内周部１０ｄｂの左端縁部１０ｄ６と、第４のリング部材１０ｅにおける軸方向右端部の平坦面１０ｅｂとの間に軸方向隙間δ４を形成している。
前記蓋部材１０ｆは、ハウジング本体１０ａの軸方向一端縁部に当接し、且つ第４のリング部材１０ｅの軸方向左端部に当接すると共に、前記他方の軸受１２の外輪正面１２ｇｓに当接するように配置される。
【００２１】
図２に示すように、前記間座本体１８のうち、右側の第１の分割間座本体１８ａは、この軸方向右端部が一方の軸受３の外輪背面１２ｇｈに当接し、ラジアル平面に沿った平坦状の軸方向左端部が前記起歪部１９に当接する。この第１の分割間座本体１８ａの軸方向右端部は、外径側に外輪背面１２ｇｈに当接する当接面１８ａａと、この当接面１８ａａに段部を介して内径側に連なる軸受１２に当接しない非当接面とを有する。
【００２２】
第２の分割間座本体１８ｂは、この軸方向左端部が他方の軸受１２の外輪背面１２ｇｈに当接し、軸方向右端部がラジアル平面を成して、前記起歪部１９に当接する。この第２の分割間座本体１８ｂの軸方向左端部は、外径側に外輪背面１２ｇｈに当接する当接面１８ｂａと、この当接面１８ｂａに段部を介して内径側に連なる軸受１２に当接しない非当接面とを有する。
【００２３】
起歪部１９、センサ等について説明する。
図１、図２に示すように、起歪部１９は、この間座１７の両端間に作用する軸方向力によって歪を生じるリング状の部材である。起歪部１９は、例えば、この半径方向の一部分に、半径方向の他の部分よりも剛性が相対的に小さい弱部を有する。この起歪部１９の弱部に、第１の分割間座本体１８ａから軸方向力を付与する。起歪部１９の例えば右端面に歪ゲージ等の歪センサＳ１（図２）を設け、検出手段としての歪センサＳ１により、前記起歪部１９の歪を検出する。この例では、起歪部１９の右端面のいわゆる梁が伸びている部分の歪を検出しているが、この例に限定されるものではない。例えば、起歪部１９の左端面に歪センサＳ１を設けて、この歪センサＳ１により、起歪部１９の左端面のいわゆる圧縮されている部分の歪を検出しても良い。また、歪センサＳ１を円周方向複数箇所に設けて、これら複数の歪センサＳ１のセンサ出力を加算することで、歪検出感度を大きくしても良い。
【００２４】
歪センサＳ１の出力部である配線Ｓａは、前記第２のリング部材１０ｃの貫通孔２１、およびこの貫通孔２１に連通するハウジング本体１０ａに設けられた孔２２を介してハウジング１０外に引き出され、転がり軸受の異常を検出する異常検出手段２３に電気的に接続されている。歪センサＳ１により検出した歪は、電気信号に変換される。異常検出手段２３は、前記配線Ｓａを介して入力された電気信号に比例する異常検出値を算出する電子回路等からなる。
【００２５】
この異常検出手段２３は、上記電気信号と異常検出値の関係を演算式またはテーブル等で設定した図示外の関係設定手段を有し、検出した歪に基づき変換された電気信号を前記関係設定手段に照らし検出値を算出する。また、異常検出手段２３は、例えば、ピークホールド処理により前記電気信号のピーク電圧を測定し、このピーク電圧が所定の閾値外となったとき、軸受異常であると判定するようにしても良い。異常検出手段２３は、独立して設けられた電子回路であっても、またスピンドル装置を制御する制御装置の一部であっても良い。
【００２６】
上記構成の作用、効果を説明する。モータ１３により主軸１１を回転させ、軸受１２の温度が上昇して内輪１２ｉが膨張し、予圧が初期設定値よりも大きくなると、外輪間座１７の両端間に加わる軸方向力が増加する。この外輪間座１７のうち起歪部１９に、第１の分割間座本体１８ａから軸方向力が加わると、この起歪部１９に応力が作用する。これにより、この起歪部１９に設けた歪センサＳ１に歪を生じる。異常検出手段２３は、検出した歪に基づく電気信号を前記関係設定手段に照らし予圧量を算出する。したがって、起歪部１９に加わる軸方向外力と電気信号との関係を予め調べておけば、軸受装置に組み込まれた軸受１２の初期予圧および運転時に増加した予圧を知ることができる。この増加した予圧に基づき軸受異常を判定することができる。
【００２７】
前記主軸１１の回転による軸受１２の温度上昇によって、この軸受１２が膨張するのに対し、ハウジング１０は外筒冷却等しているため、軸受１２より温度が低くなる。したがって、第１，第３リング部材１０ｂ，１０ｄの内周部１０ｂｂ，１０ｄｂの内周面１０ｂ４，１０ｄ５と、外輪外径面１２ｇａとの間の僅かな径方向隙間がなくなり、締まり嵌めになる。
【００２８】
このように締まり嵌めとなった場合であっても、ハウジング１０に剛性低下部分としての第１，第３リング部材１０ｂ，１０ｄを設けたため、軸受にかかる予圧荷重はハウジング１０に不所望に逃げていかず、外輪間座１７にかかる。すなわち、上記各リング部材１０ｂ，１０ｄの内周部１０ｂｂ，１０ｄｂの内周面１０ｂ４，１０ｄ５と、これに対応する外輪外径面１２ｇａとが締まり嵌めになり一体化するが、上記各リング部材１０ｂ，１０ｄの内周部１０ｂｂ，１０ｄｂが、外輪１２ｇ，１２ｇと共に軸方向に変位する。つまり、各リング部材１０ｂ，１０ｄは、外周部１０ｂａ，１０ｄａをいわゆる固定端とし、内周部１０ｂｂ，１０ｄｂを自由端とする片持ち梁形状をなす。図３に示すように、第１リング部材１０ｂの内周部１０ｂｂは、その左右両端に軸方向隙間δ１，δ２が形成され、円環部１０ｂｃの主に内径側部分が弾性変形し得るので、前記内周部１０ｂｂは外周部１０ｂａに対し、相対的に前記軸方向隙間δ１，δ２分軸方向に変位する。
【００２９】
したがって、従来のような、軸受とハウジングの静摩擦に起因する軸受の予圧荷重の変化を未然に防止することが可能となる。それ故、歪センサＳ１による検出誤差を小さくし、軸受異常を正確に検出することができる。また、ハウジング構成部材は、ハウジング本体１０ａと、このハウジング本体１０の内周面１０ａａに設けられる第１〜第４リング部材１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅとを有するため、ハウジング本体１０ａへのリング部材等の組立を容易化することができる。
【００３０】
次に、この発明の第２の実施形態を図６と共に説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００３１】
第２の実施形態に係る軸受装置では、特に、ハウジング１０Ａの外輪間座１７に臨む部分に、剛性低下部分を設けている。
前記ハウジング１０Ａはハウジング本体１０Ａａと蓋部材１０ｆとを有し、前記ハウジング本体１０Ａａのうち外輪間座１７に臨む内周面に、溝２４を設けている。この溝２４は断面矩形状の環状溝であり、このハウジング本体１０Ａａのうち溝２４を設けて肉厚を薄くした部分が、剛性低下部分２５である。剛性低下部分２５は、ハウジング本体１０Ａａの厚肉部分２６よりも剛性が低く構成されている。また、この剛性低下部分２５には、歪センサＳ１の配線Ｓａをハウジング１０Ａ外に引き出す貫通孔２５ａが形成されている。この貫通孔２５ａを径方向に貫通するように形成されている。その他の構成は、第１の実施形態と同様の構成となっている。
【００３２】
第２の実施形態の構成によると、図１に示す第１の実施形態のものより、装置全体の部品点数を低減することができる。つまり複数のハウジング構成部材として、第１〜第４のリング部材等が不要となり、軸受装置の構造を簡単化し、製造コストの低減を図ることができる。また、ハウジング本体１０Ａａの溝２４は、旋削加工等によって簡単に形成することができる。
【００３３】
第２の実施形態では、主軸１１の回転による軸受１２の温度上昇によって、軸受１２が膨張しハウジング本体１０Ａａと外輪外径面との嵌め合いは、隙間嵌めから締まり嵌めとなる。しかし、前記肉厚を薄くしたハウジング本体１０Ａａの剛性低下部分２５が弾性変形するため、軸受１２にかかる予圧荷重はハウジング本体１０Ａａに不所望に逃げていかず、外輪間座１７にかかる。それ故、歪センサＳ１による検出誤差を小さくし、軸受異常を正確に検出することができる。
第２の実施形態では、ハウジング本体１０Ａａの剛性低下部分２５の肉厚によって、剛性を調整しているが、剛性低下部分２５に形成した前記貫通孔２５ａの孔径、貫通孔２５ａの本数によって剛性を調整し得る。これら剛性低下部分２５の肉厚と貫通孔２５ａの孔径等とによって剛性を調整することも可能である。
【００３４】
次に、この発明の第３の実施形態を図７、図８と共に説明する。図１および図６も参照しつつ説明する。
この第３の実施形態では、第１または第２の実施形態の、起歪部および歪センサに代えて、複数の磁歪材２７と、複数のコイル２８と、これら磁歪材２７およびコイル２８を保持するリング部材ＲＢとを設けている。
複数（本実施形態では３個）の磁歪材２７は、リング部材ＲＢに円周方向一定間隔おきに設けられている。リング部材ＲＢは、例えばステンレス鋼等の非磁性材料で製作され、磁歪材２７を保持つまり収容する収容孔ＲＢａが形成されている。なお、複数の磁歪材１２７を円周方向適当間隔おきに設けることも可能である。また、磁歪材の個数は、３個に限定されるものではなく、適切な数は状況に応じて選べば良い。各磁歪材２７は、主軸１１（図１等参照）の軸方向に平行な円柱状の部材であり、この円柱状の部材の外周に図示外のコイルボビンが嵌合され、このコイルボビンにコイル２８が巻回されている。各磁歪材２７にコイルボビンを介してコイル２８を巻回することで、磁歪式センサＳ２が構成される。複数の磁歪材２７にわたってコイル２８を直列に接続しても良い。このコイル２８は、例えばエナメル線からなる。
【００３５】
前記磁歪式センサＳ２のコイル両端の出力部である配線Ｓａは、ハウジング１１の貫通孔を介してハウジング１０（１０Ａ）外に引き出され、異常検出手段２３に電気的に接続されている。この場合、異常検出手段２３は、磁歪式センサＳ２を構成するコイル２８に一定周期の正弦波を印加し、その位相遅れからインダクタンスを検出し、予圧量等を算出する電子回路からなる。この異常検出手段２３は、上記位相遅れと予圧量の関係を演算式またはテーブル等で設定した関係設定手段（図示せず）を有していて、検出した位相遅れを前記関係設定手段に照らし予圧量等を算出する。コイル２８のインダクタンスの検出には、上記のほかに、コンデンサとコイルの共振周波数を測定してもよく、また、ブリッジ回路を使用しても良い。また、位相検波回路を使用してコイルインダクタンスを検出してもよい。この位相検波回路によるインダクタンス測定方式は、コイルに一定周期一定振幅の正弦波電流を通電して、コイル両端電圧のインダクタンス成分を位相検波回路で検出するもので、コイルの抵抗成分の影響を受けずにインダクタンスを精度よく測定することができる。
【００３６】
以上説明した軸受装置を、スピンドル装置以外の装置、ロボット等に適用することも可能である。本実施形態では、２個の軸受を背面組み合わせで設置したが、正面組み合わせで設置する場合もあり得る。また、軸受の個数は２個に必ずしも限定されるものではない。
本実施形態では、外輪間座の第１，第２間座部材の軸方向端部に起歪体を設けたが、前記スピンドル装置以外の装置において、例えば、内輪間座の間座本体の軸方向端部に起歪体を設けても良い。この場合、外輪回転となり、センサ出力用の配線を、軸内部を通して軸受装置外に引き出すことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る軸受装置等の断面図である。
【図２】同軸受装置の要部の断面図である。
【図３】ハウジング構成部材の要部の拡大断面図である。
【図４】ハウジング構成部材の別の要部の拡大断面図である。
【図５】同軸受装置の断面Ｉ形状のリング部材の断面図である。
【図６】この発明の第２の実施形態に係る軸受装置等の断面図である。
【図７】この発明の第３の実施形態に係る軸受装置のセンサ部の要部の断面図である。
【図８】同センサ部の磁歪式センサの拡大断面図である。
【図９】従来例の軸受装置等の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…ハウジング
１０ａ…ハウジング本体
１０ｂ…第１のリング部材
１０ｄ…第３のリング部材
１１…主軸
１２…軸受
１２ｇ…外輪
１６…内輪間座
１７…外輪間座
１８…間座本体
１９…起歪部
２３…異常検出手段
２４…溝
２５…剛性低下部分
Ｓ１…歪センサ
Ｓ２…磁歪式センサ
【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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