軸受装置
【課題】 軸受異常が起こる前の状態を適切なタイミングで検出することができ、軸受異常を正確に、かつ迅速に検出することができる軸受装置を提供する。
【解決手段】 外輪間座５に、予圧荷重を検出するための検出手段を設けると共に、温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方を設ける。
【解決手段】 外輪間座５に、予圧荷重を検出するための検出手段を設けると共に、温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方を設ける。
【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、温度センサや振動センサをハウジングや間座に設置しているものがある（特許文献１）。これらセンサにより、潤滑剤不足等に起因する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２００４−１６９７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記軸受の異常検出に、軌道輪温度および振動を測定しているが、この２つを測定しただけでは、軸受異常を正確、迅速に検出できない場合がある。たとえば、軸受の軌道輪の温度測定による異常検出では、焼付き等の異常直前に軌道輪の温度が急激に上昇したりすることがあるため、軸受異常が起こる前の状態を適切なタイミングで検出することができないことがある。
【０００４】
この発明の目的は、軸受異常が起こる前の状態を適切なタイミングで検出することができ、軸受異常を正確に、かつ迅速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、前記間座に、予圧荷重を検出するための検出手段を設けると共に、温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方を設けたことを特徴とする。
【０００６】
この構成によると、間座に設けた検出手段により、軸受内部に掛かっている荷重を検出することができる。この間座に温度センサを設けた場合、温度を検出することができ、間座に振動センサを設けた場合、振動を検出することができる。このように温度、振動だけでなく、軸受内部に掛かっている荷重をも検出して軸受の異常検出を行うので、軸受の異常予測を精度良く適切なタイミングで行うことができる。
【０００７】
前記振動センサを、前記間座の軸受近傍に配置して設けても良い。この場合、軸受の振動をより正確に検出することができる。これにより、軸受の異常検出精度を高めることができる。
前記温度センサを、前記間座の検出手段近傍に配置して設けても良い。この場合、温度センサにより、検出手段における温度をより正確に検出することができる。
前記検出手段は、前記温度センサにより検出された温度を、同検出手段の温度補正に使用する機能を有するものであっても良い。このように検出手段により検出される予圧荷重を温度補正することで、予圧荷重検出精度をより高めることができる。
【０００８】
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、これら外輪間座および内輪間座のいずれか一方は、検出手段の軸方向一端および他端を挟み込む構成にしても良い。この場合、軸受装置の部品点数を低減して構造を簡単化し、軸受装置の製造コストの低減を図ることができる。
前記検出手段に、前記温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方を設けても良い。この場合も、軸受装置の部品点数を低減して構造を簡単化することができる。これら検出手段およびセンサ等を間座に組み込むときの取り扱いを容易にし、組立工数の低減を図ることが可能となる。
【０００９】
前記検出手段は、加圧力に応じて磁気特性が変わる磁歪材を含むセンサを有するものでも良い。この磁歪材を含むセンサにより、予圧荷重を検出することができる。前記検出手段は、起歪体およびこの起歪体の歪みを検出するセンサを有するものであっても良い。この起歪体およびこの起歪体の歪みを検出するセンサにより、予圧荷重を検出することができる。
前記「起歪体」とは、間座の他の箇所よりも歪を大きく生じる部分である。例えば、起歪体は弱部を有し、この弱部は、同起歪体の他の部位よりも剛性が相対的に小さくなるように構成されている。
前記検出手段からのセンサ信号と、温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方からのセンサ信号とから、軸受の異常検出を行う異常検出手段を設けても良い。このように、温度、振動だけでなく、軸受内部に掛かっている荷重をも検出して、軸受の異常検出を行うことができる。したがって、軸受の異常予測を精度良く適切なタイミングで行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
こ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、前記間座に、予圧荷重を検出するための検出手段を設けると共に、温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方を設けたため、軸受異常が起こる前の状態を適切なタイミングで検出することができ、軸受異常を正確に、かつ迅速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】
【００１１】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。この第１の実施形態にかかる軸受装置は、ハウジング１に軸２を複数の軸受３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２はスピンドル装置の主軸２となる。
【００１２】
主軸２には、軸方向に離隔した複数の軸受３を締まり嵌め状態で嵌合し、内輪３ｉ，３ｉ間に内輪間座４を、外輪３ｇ，３ｇ間に外輪間座５を介在させている。軸受３は、内輪３ｉと外輪３ｇ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３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３，３が背面組合わせで設置されている。
【００１３】
外輪間座５はリング状の第１，第２間座部材６，７とセンサ部８とを有する。軸方向一方に設けられる第１間座部材６と、軸方向他方に設けられる第２間座部材７との間に、リング部材からなるセンサ部８を挟み込んでいる。本第１の実施形態では、このセンサ部８を、図２、図３に示すように、いわゆる片持ち梁状の起歪体８Ａとし、同起歪体８Ａに後述する複数のセンサを設けている。この起歪体８Ａは、外輪間座５の他の箇所よりも歪を大きく生じる部分である。これら第１，第２間座部材６，７および起歪体８Ａの幅寸法、つまり外輪間座５の幅寸法Ｈ１は、内輪間座４の幅寸法Ｈ２と異なっており、一方の軸受３の内輪端面に筒状部材９を介して当接するナットＮｔを締め付けることにより、これら外輪間座５、内輪間座４の幅寸法差に応じて軸受に予圧が付与される。
【００１４】
前記外輪間座５のうち、右側の第１間座部材６は、この軸方向右端部が前記一方の軸受３の外輪背面３ｇａに当接し、軸方向左端部が起歪体８Ａに当接する。この第１間座部材６の軸方向右端部は、外径側に外輪背面３ｇａに当接する当接面６ａと、この当接面６ａに段部を介して内径側に連なる軸受３に当接しない非当接面６ｂとを有する。
第１間座部材６の軸方向左端部は、例えば、外径側に起歪体８Ａに当接しない図示外の非当接面と、この非当接面に段部を介して内径側に連なり、軸方向に所定小距離突出して起歪体８Ａに荷重を付与する図示外の環状凸部とを有する。
【００１５】
第２間座部材７は、この軸方向左端部が他方の軸受３の外輪背面３ｇａに当接し、軸方向右端部がいわゆるラジアル平面を成して起歪体８Ａに当接する。この第２間座部材７の軸方向左端部は、外径側に外輪背面３ｇａに当接する当接面７ａと、この当接面７ａに段部を介して内径側に連なる軸受３に当接しない非当接面７ｂとを有する。
【００１６】
前記起歪体８Ａは、この半径方向内周部分に弱部８Ａａを有する。つまり、弱部８Ａａは、この起歪体８Ａの半径方向外周部分よりも剛性が相対的に小さくなるように構成されている。換言すれば、起歪体８Ａは、半径方向外周部分が厚肉で、かつ半径方向内周部分が前記半径方向外周部分よりも薄肉に形成されている。第１間座部材６の上記環状凸部が、前記弱部８Ａａとなる半径方向内周部分の右端面に当接し、荷重を付与するようになっている。起歪体８Ａの左端面は、外径側に第２間座部材７の軸方向右端部に当接する当接面８Ａｂと、この当接面８Ａｂに段部を介して内径側に連なる第２間座部材７に当接しない非当接面８Ａｃとを有する。これら当接面８Ａｂ、前記段部、および非当接面８Ａｃにより、起歪体８Ａをアキシアル平面で切断して視た断面が前記弱部８Ａａを自由端とする片持ち梁形状を成す。本実施形態の場合、起歪体８Ａの半径方向外周部分が固定端となり、起歪体８Ａの半径方向内周部分が自由端となる片持ち梁形状となる。すなわち、起歪体８Ａが、剛体となる第１，第２間座部材６，７間に介在され、この起歪体８Ａの弱部８Ａａに、第１間座部材７の環状凸部から軸方向力を付与するようになっている。
【００１７】
センサ等について説明する。
図２、図３に示すように、前記起歪体８Ａの右端面のうち、根元部分つまり半径方向外周部分に、例えば４個の歪ゲージ等の歪センサ１０を設け、予圧荷重を検出する検出手段としての歪センサ１０により、前記起歪体８Ａの歪を検出する。これら４個の歪センサ１０を、円周方向一定間隔おきつまり９０度間隔おきに設けている。このように複数の歪センサ１０を円周上に等配して設け、これらの出力を加算することで、荷重の偏りの影響をキャンセルして検出し得る。
【００１８】
本実施形態では、起歪体８Ａの右端面のいわゆる梁曲がりにより引張変形を発生する部分の歪を検出しているが、この形態に限定されるものではない。例えば、起歪体８Ａの左端面に歪センサ１０を設けて、この歪センサ１０により、起歪体８Ａの左端面のいわゆる圧縮変形を発生する部分の歪を検出しても良い。また、歪センサ８Ａの個数は４個に限定されるものではない。これら複数の歪センサ１０を、円周方向一定間隔おきに設けない場合もあり得る。なお、図４（Ｂ）に示すように、起歪体８Ａの右端面の引張り部分と、左端面の圧縮部分に歪センサ１０を設けて、これら歪センサ１０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。
【００１９】
前記起歪体８Ａの右端面のうち、上記歪センサ１０と同一ピッチ円ＰＣＤ上で且つ歪センサ１０とは異なる位相に、温度センサ１１および振動センサ１２を設けている。温度センサ１１は、起歪体８Ａの温度を測定可能に、所定の歪センサ１０から角度α（αは例えば３０度）離隔した位置に設けている。この温度センサ１１により測定される温度に基づいて、歪センサ１０および振動センサ１２の温度補正に使用し得る。この温度センサ１１としては、熱電対、側温抵抗体、サーミスタ等を適用可能である。振動センサ１２は、軸受３の振動を検出可能に、一の歪センサ１０から角度β（βは例えば３０度）離隔した位置に設けている。ただし、これら温度センサ１１、振動センサ１２は、このような位置に限定して設けられるものではない。外輪間座５と外輪３ｇとが軸方向に当接しているため、例えば、ハウジング１の内周に形成した凹部であって外輪外径面に臨む凹部に、温度センサ１１を設置しておき、この温度センサ１１により軸受外輪３ｇの温度を誤差を小さく測定することが可能となる。
【００２０】
歪センサ１０、温度センサ１１、および振動センサ１２の出力部である配線１３は、ハウジング１に設けられた孔１ａを介して、ハウジング１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１４に電気的に接続されている。歪センサ１０により検出した歪、振動センサ１２により検出した振動値は、電気信号に変換された後、温度センサ１１で測定された温度に応じて補正される。異常検出手段１４は、前記配線１３を介して入力され補正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。この異常検出手段１４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、振動値に基づき補正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１４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１４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。
【００２１】
上記構成の作用、効果を説明する。スピンドル装置の図示外の駆動源により主軸２が回転し、軸受３の温度が上昇して内輪３ｉ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５の両端間に加わる軸方向力が増加する。この外輪間座５のうち起歪体８Ａに、第１間座部材６の前記環状凸部から軸方向力が加わると、この起歪体８Ａの右端面に引張り応力が作用すると共に、起歪体８Ａの左端面に圧縮応力が作用する。これにより、この起歪体８Ａに設けた歪センサ１０に歪を生じる。異常検出手段１４は、検出した歪に基づき補正された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、起歪体８Ａ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３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、振動値等に基づき軸受異常を判定することができる。以上のように温度、振動だけでなく、軸受内部に掛かっている予圧荷重をも検出して軸受３の異常検出を行うので、軸受３の異常予測を精度良く適切なタイミングで行うことができる。
【００２２】
温度センサ１１は、起歪体８Ａの温度を測定可能に、歪センサ１０から角度α離隔した歪センサ近傍に配置して設けている。このため、歪センサ１０における温度をより正確に検出することができる。温度センサ１１を、起歪体８Ａの右端面のうち、上記歪センサ１０、振動センサ１２と同一ピッチ円ＰＣＤ上つまり同心円上に設けたため、歪センサ１０、振動センサ１２と温度センサ１１に熱伝導される熱量を略同一にして、温度補正する精度をより高めることができる。
【００２３】
また、歪センサ１０を円周方向複数箇所に設けて、これら複数の歪センサ１０のセンサ出力を加算することで、歪検出感度を大きくすることができる。間座は、外輪間座５と内輪間座４とを有し、このうち外輪間座５は、起歪体８Ａの両端を挟み込む構成にしたため、軸受装置の部品点数を低減し構造を簡単化し、軸受装置の製造コストの低減を図ることができる。起歪体８Ａに、歪センサ１０、温度センサ１１および振動センサ１２を設けた一体品としたため、軸受装置の部品点数を低減して構造を簡単化することができる。この一体品を間座に組み込むときの取り扱いを容易にし、組立工数の低減を図ることが可能となる。
【００２４】
本実施形態では、起歪体８Ａに、歪センサ１０、温度センサ１１および振動センサ１２を設けたが、この形態に限定されるものではない。例えば、起歪体８Ａに、歪センサ１０および温度センサ１１を設け、振動センサ１２を省略しても良い。起歪体８Ａに、歪センサ１０および振動センサ１２を設け、温度センサ１１を省略することも可能である。この場合、温度センサ１１をハウジング１等に設けることができる。
【００２５】
次に、この発明の第２の実施形態を図５〜図８と共に説明する。図１も参照しつつ説明する。以下の説明において、第１の実施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。
【００２６】
本第２の実施形態では、センサ部８を、複数の磁歪材１５と、複数のコイル１６と、これら磁歪材１５およびコイル１６を保持するリング部材ＲＢとで構成している。複数（本実施形態では３個）の磁歪材１５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１５等を保持つまり収容する収容孔ＲＢａ、温度センサ１１および振動センサ１２の少なくともいずれか一方又は両方を収容するセンサ収容孔ＲＢｂが形成されている。
上記温度センサ１１および振動センサ１２は、リング部材ＲＢのうち、磁歪式センサ８Ｂの磁歪材１５の軸心と同一ピッチ円上で且つ磁歪式センサ８Ｂとは異なる位相に、設けられている。温度センサ１１は、磁歪式センサ８Ｂから所定角度α（図３参照）離隔した磁歪式センサ近傍に配置して設けても良い。この場合、磁歪式センサ８Ｂにおける温度をより正確に検出することができる。
【００２７】
なお、複数の磁歪材１５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１５は、主軸２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コイルボビン１７が嵌合され、このコイルボビン１７にコイル１６が巻回されている。各磁歪材１５にコイルボビン１７を介してコイル１６を巻回することで、磁歪式センサ８Ｂが構成される。複数の磁歪材１５にわたってコイル１６を直列に接続しても良い。このコイル１６は、例えばエナメル線からなる。
【００２８】
前記コイルボビン１７は、磁歪材１５の外周に嵌合するボビン本体１７ａと、このボビン本体１７ａの軸方向一端に半径方向外方に突出するように付設される第１フランジ１７ｂと、ボビン本体１７ａの軸方向他端に半径方向外方に突出するように付設される第２フランジ１７ｃとを有する。これらボビン本体１７ａ、第１および第２フランジ１７ｂ，１７ｃによって囲まれる環状領域に、コイル１６が好適に巻回される。
【００２９】
この磁歪材１５に用いる磁歪材料としては、磁歪効果の大きい材料が好ましい。また、この磁歪材料は、逆磁歪効果の大きい材料が好ましい。逆磁歪効果は、磁歪材１５が、加圧の程度に応じて透磁率などの磁気特性が変わる効果のことである。本実施形態において、磁歪材１５は、例えば、Ｎｉ、Ｆｅ-Ｎｉ系合金、Ｆｅ-Ｃｏ系合金、Ｆｅ-Ａｌ系合金、アモルファス磁歪合金、超磁歪材料からなる。
【００３０】
上記巻回されたコイル１６の外側に、覆い部材としてのヨーク１８が設けられている。このヨーク１８は、磁性材料からなり、有底円筒状のヨーク本体１８ａと、リング状の蓋部材１８ｂとを有する。ヨーク本体１８ａの筒底部１８ａａに形成された貫通孔１８ａｂに、磁歪材１５の一端が挿入され、前記筒底部１８ａａがコイルボビン１７の第１フランジ１７ｂに当接または近接するように配置される。この配置状態において、ヨーク本体１８ａの内筒面がコイル１６全体を覆うと共に、ヨーク本体１８ａの先端縁部が、蓋部材１８ｂの外周端部に固着される。このとき蓋部材１８ｂの貫通孔１８ｂａに、磁歪材１５の他端が挿入され、この蓋部材１８ｂの一表面部がコイルボビン１７の第２フランジ１７ｃに当接または近接するように配置される。このように、磁歪材１５とヨーク１８とでコイル１６の閉磁路を形成している。前記ヨーク本体１８ａおよび蓋部材１８ｂを有するヨーク１８は、間座よりも透磁率が高い材料であることが望ましい。
【００３１】
上記コイル１６の磁路をいわゆる閉磁路構造にすることで、コイル全体の磁気抵抗が小さくなり、磁歪式センサ８Ｂのセンサ感度が従来のものに比べて高くなる。したがって、外輪間座５、内輪間座４を例えばステンレス鋼等のような非磁性材料で製作した場合であっても、磁歪材１５にかかる応力を感度良く検出することができる。ただし、外輪間座５、内輪間座４は、ステンレス鋼に限定されるものではない。
【００３２】
前記磁歪式センサ８Ｂのコイル両端の出力部である配線１３は、ハウジング１に設けられた孔１ａを介してハウジング外に引き出され、異常検出手段１４に電気的に接続されている。この場合、異常検出手段１４は、磁歪式センサ８Ｂを構成するコイル１６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１４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１６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。
【００３３】
上記第２の実施形態の構成によると、特に、磁歪式センサ８Ｂのコイル１６の外周部、軸方向一端部および他端部に、磁性材料からなるヨーク１８を設けてこの磁歪式センサ８Ｂのコイル磁路を閉磁路構造にしたため、コイル１６の磁気抵抗が小さくなる。このため、磁歪式センサ８Ｂのセンサ感度が従来のものに比べて良くなる。したがって、磁歪式センサ８Ｂは周りの部品の影響を受け難くなり、磁歪式センサ８Ｂの信頼性が高まり、軸受の予圧検出、異常検出を正確に行うことが可能となる。各磁歪材１５に巻回されたコイル１６を直列に接続した場合、それぞれのコイル１６のインダクタンスが加算され、このインダクタンスの絶対値を大きくできる。これによりセンサ感度を上げることができると共に、荷重の偏りをキャンセルすることができる。その他第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３４】
次に、この発明の第３の実施形態を図９と共に説明する。
この第３の実施形態に係る軸受装置では、第１間座部材６における外輪背面３ｇａに臨む位置に、温度センサ１１および振動センサ１２のいずれか一方または両方を設けている。また第２間座部材７における外輪背面３ｇａに臨む位置に、温度センサ１１および振動センサ１２のいずれか一方または両方を設けている。このようにセンサ等を軸受近傍に設けている。この場合、軸受３の温度、振動を第１，第２の実施形態の軸受装置よりも正確に検出することができる。その他第１，第２の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
【００３５】
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、起歪体の出力用の配線を、軸内部を通して軸受装置外に引き出すことが望ましい。
【００３６】
本実施形態で説明した起歪体は一例であって、間座を局所的に歪ませることができるものであれば、説明した例に限定されるものではない。
間座の一部に、円周方向の溝またはスリット等を形成して成る起歪体であって間座の他の箇所よりも歪を大きく生じる起歪体を設け、間座本体に一体に起歪体を設けても良い。この場合、軸受装置の部品点数を第１，第２の実施形態のものよりさらに低減することができる。
【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の断面図である。
【図２】同軸受装置の起歪体の断面図である。
【図３】同起歪体の正面図である。
【図４】（Ａ）同起歪体とセンサとの位置関係を拡大して表す拡大断面図、（Ｂ）起歪体の左端面にセンサを設けた例を表す拡大断面図である。
【図５】この発明の第２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６】同センサ部の正面図である。
【図７】同センサ部の磁歪式センサの拡大断面図である。
【図８】同磁歪式センサの正面図である。
【図９】この発明の第３の実施形態に係る軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
３…軸受
３ｇ…外輪
４…内輪間座
５…外輪間座
６，７…第１，第２間座部材
８…センサ部
８Ａ…起歪体
８Ｂ…磁歪式センサ
１０…歪センサ
１１…温度センサ
１２…振動センサ
１４…異常検出手段
１５…磁歪材
１６…コイル
【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、温度センサや振動センサをハウジングや間座に設置しているものがある（特許文献１）。これらセンサにより、潤滑剤不足等に起因する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２００４−１６９７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記軸受の異常検出に、軌道輪温度および振動を測定しているが、この２つを測定しただけでは、軸受異常を正確、迅速に検出できない場合がある。たとえば、軸受の軌道輪の温度測定による異常検出では、焼付き等の異常直前に軌道輪の温度が急激に上昇したりすることがあるため、軸受異常が起こる前の状態を適切なタイミングで検出することができないことがある。
【０００４】
この発明の目的は、軸受異常が起こる前の状態を適切なタイミングで検出することができ、軸受異常を正確に、かつ迅速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、前記間座に、予圧荷重を検出するための検出手段を設けると共に、温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方を設けたことを特徴とする。
【０００６】
この構成によると、間座に設けた検出手段により、軸受内部に掛かっている荷重を検出することができる。この間座に温度センサを設けた場合、温度を検出することができ、間座に振動センサを設けた場合、振動を検出することができる。このように温度、振動だけでなく、軸受内部に掛かっている荷重をも検出して軸受の異常検出を行うので、軸受の異常予測を精度良く適切なタイミングで行うことができる。
【０００７】
前記振動センサを、前記間座の軸受近傍に配置して設けても良い。この場合、軸受の振動をより正確に検出することができる。これにより、軸受の異常検出精度を高めることができる。
前記温度センサを、前記間座の検出手段近傍に配置して設けても良い。この場合、温度センサにより、検出手段における温度をより正確に検出することができる。
前記検出手段は、前記温度センサにより検出された温度を、同検出手段の温度補正に使用する機能を有するものであっても良い。このように検出手段により検出される予圧荷重を温度補正することで、予圧荷重検出精度をより高めることができる。
【０００８】
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、これら外輪間座および内輪間座のいずれか一方は、検出手段の軸方向一端および他端を挟み込む構成にしても良い。この場合、軸受装置の部品点数を低減して構造を簡単化し、軸受装置の製造コストの低減を図ることができる。
前記検出手段に、前記温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方を設けても良い。この場合も、軸受装置の部品点数を低減して構造を簡単化することができる。これら検出手段およびセンサ等を間座に組み込むときの取り扱いを容易にし、組立工数の低減を図ることが可能となる。
【０００９】
前記検出手段は、加圧力に応じて磁気特性が変わる磁歪材を含むセンサを有するものでも良い。この磁歪材を含むセンサにより、予圧荷重を検出することができる。前記検出手段は、起歪体およびこの起歪体の歪みを検出するセンサを有するものであっても良い。この起歪体およびこの起歪体の歪みを検出するセンサにより、予圧荷重を検出することができる。
前記「起歪体」とは、間座の他の箇所よりも歪を大きく生じる部分である。例えば、起歪体は弱部を有し、この弱部は、同起歪体の他の部位よりも剛性が相対的に小さくなるように構成されている。
前記検出手段からのセンサ信号と、温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方からのセンサ信号とから、軸受の異常検出を行う異常検出手段を設けても良い。このように、温度、振動だけでなく、軸受内部に掛かっている荷重をも検出して、軸受の異常検出を行うことができる。したがって、軸受の異常予測を精度良く適切なタイミングで行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
こ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、前記間座に、予圧荷重を検出するための検出手段を設けると共に、温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方を設けたため、軸受異常が起こる前の状態を適切なタイミングで検出することができ、軸受異常を正確に、かつ迅速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】
【００１１】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。この第１の実施形態にかかる軸受装置は、ハウジング１に軸２を複数の軸受３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２はスピンドル装置の主軸２となる。
【００１２】
主軸２には、軸方向に離隔した複数の軸受３を締まり嵌め状態で嵌合し、内輪３ｉ，３ｉ間に内輪間座４を、外輪３ｇ，３ｇ間に外輪間座５を介在させている。軸受３は、内輪３ｉと外輪３ｇ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３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３，３が背面組合わせで設置されている。
【００１３】
外輪間座５はリング状の第１，第２間座部材６，７とセンサ部８とを有する。軸方向一方に設けられる第１間座部材６と、軸方向他方に設けられる第２間座部材７との間に、リング部材からなるセンサ部８を挟み込んでいる。本第１の実施形態では、このセンサ部８を、図２、図３に示すように、いわゆる片持ち梁状の起歪体８Ａとし、同起歪体８Ａに後述する複数のセンサを設けている。この起歪体８Ａは、外輪間座５の他の箇所よりも歪を大きく生じる部分である。これら第１，第２間座部材６，７および起歪体８Ａの幅寸法、つまり外輪間座５の幅寸法Ｈ１は、内輪間座４の幅寸法Ｈ２と異なっており、一方の軸受３の内輪端面に筒状部材９を介して当接するナットＮｔを締め付けることにより、これら外輪間座５、内輪間座４の幅寸法差に応じて軸受に予圧が付与される。
【００１４】
前記外輪間座５のうち、右側の第１間座部材６は、この軸方向右端部が前記一方の軸受３の外輪背面３ｇａに当接し、軸方向左端部が起歪体８Ａに当接する。この第１間座部材６の軸方向右端部は、外径側に外輪背面３ｇａに当接する当接面６ａと、この当接面６ａに段部を介して内径側に連なる軸受３に当接しない非当接面６ｂとを有する。
第１間座部材６の軸方向左端部は、例えば、外径側に起歪体８Ａに当接しない図示外の非当接面と、この非当接面に段部を介して内径側に連なり、軸方向に所定小距離突出して起歪体８Ａに荷重を付与する図示外の環状凸部とを有する。
【００１５】
第２間座部材７は、この軸方向左端部が他方の軸受３の外輪背面３ｇａに当接し、軸方向右端部がいわゆるラジアル平面を成して起歪体８Ａに当接する。この第２間座部材７の軸方向左端部は、外径側に外輪背面３ｇａに当接する当接面７ａと、この当接面７ａに段部を介して内径側に連なる軸受３に当接しない非当接面７ｂとを有する。
【００１６】
前記起歪体８Ａは、この半径方向内周部分に弱部８Ａａを有する。つまり、弱部８Ａａは、この起歪体８Ａの半径方向外周部分よりも剛性が相対的に小さくなるように構成されている。換言すれば、起歪体８Ａは、半径方向外周部分が厚肉で、かつ半径方向内周部分が前記半径方向外周部分よりも薄肉に形成されている。第１間座部材６の上記環状凸部が、前記弱部８Ａａとなる半径方向内周部分の右端面に当接し、荷重を付与するようになっている。起歪体８Ａの左端面は、外径側に第２間座部材７の軸方向右端部に当接する当接面８Ａｂと、この当接面８Ａｂに段部を介して内径側に連なる第２間座部材７に当接しない非当接面８Ａｃとを有する。これら当接面８Ａｂ、前記段部、および非当接面８Ａｃにより、起歪体８Ａをアキシアル平面で切断して視た断面が前記弱部８Ａａを自由端とする片持ち梁形状を成す。本実施形態の場合、起歪体８Ａの半径方向外周部分が固定端となり、起歪体８Ａの半径方向内周部分が自由端となる片持ち梁形状となる。すなわち、起歪体８Ａが、剛体となる第１，第２間座部材６，７間に介在され、この起歪体８Ａの弱部８Ａａに、第１間座部材７の環状凸部から軸方向力を付与するようになっている。
【００１７】
センサ等について説明する。
図２、図３に示すように、前記起歪体８Ａの右端面のうち、根元部分つまり半径方向外周部分に、例えば４個の歪ゲージ等の歪センサ１０を設け、予圧荷重を検出する検出手段としての歪センサ１０により、前記起歪体８Ａの歪を検出する。これら４個の歪センサ１０を、円周方向一定間隔おきつまり９０度間隔おきに設けている。このように複数の歪センサ１０を円周上に等配して設け、これらの出力を加算することで、荷重の偏りの影響をキャンセルして検出し得る。
【００１８】
本実施形態では、起歪体８Ａの右端面のいわゆる梁曲がりにより引張変形を発生する部分の歪を検出しているが、この形態に限定されるものではない。例えば、起歪体８Ａの左端面に歪センサ１０を設けて、この歪センサ１０により、起歪体８Ａの左端面のいわゆる圧縮変形を発生する部分の歪を検出しても良い。また、歪センサ８Ａの個数は４個に限定されるものではない。これら複数の歪センサ１０を、円周方向一定間隔おきに設けない場合もあり得る。なお、図４（Ｂ）に示すように、起歪体８Ａの右端面の引張り部分と、左端面の圧縮部分に歪センサ１０を設けて、これら歪センサ１０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。
【００１９】
前記起歪体８Ａの右端面のうち、上記歪センサ１０と同一ピッチ円ＰＣＤ上で且つ歪センサ１０とは異なる位相に、温度センサ１１および振動センサ１２を設けている。温度センサ１１は、起歪体８Ａの温度を測定可能に、所定の歪センサ１０から角度α（αは例えば３０度）離隔した位置に設けている。この温度センサ１１により測定される温度に基づいて、歪センサ１０および振動センサ１２の温度補正に使用し得る。この温度センサ１１としては、熱電対、側温抵抗体、サーミスタ等を適用可能である。振動センサ１２は、軸受３の振動を検出可能に、一の歪センサ１０から角度β（βは例えば３０度）離隔した位置に設けている。ただし、これら温度センサ１１、振動センサ１２は、このような位置に限定して設けられるものではない。外輪間座５と外輪３ｇとが軸方向に当接しているため、例えば、ハウジング１の内周に形成した凹部であって外輪外径面に臨む凹部に、温度センサ１１を設置しておき、この温度センサ１１により軸受外輪３ｇの温度を誤差を小さく測定することが可能となる。
【００２０】
歪センサ１０、温度センサ１１、および振動センサ１２の出力部である配線１３は、ハウジング１に設けられた孔１ａを介して、ハウジング１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１４に電気的に接続されている。歪センサ１０により検出した歪、振動センサ１２により検出した振動値は、電気信号に変換された後、温度センサ１１で測定された温度に応じて補正される。異常検出手段１４は、前記配線１３を介して入力され補正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。この異常検出手段１４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、振動値に基づき補正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１４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１４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。
【００２１】
上記構成の作用、効果を説明する。スピンドル装置の図示外の駆動源により主軸２が回転し、軸受３の温度が上昇して内輪３ｉ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５の両端間に加わる軸方向力が増加する。この外輪間座５のうち起歪体８Ａに、第１間座部材６の前記環状凸部から軸方向力が加わると、この起歪体８Ａの右端面に引張り応力が作用すると共に、起歪体８Ａの左端面に圧縮応力が作用する。これにより、この起歪体８Ａに設けた歪センサ１０に歪を生じる。異常検出手段１４は、検出した歪に基づき補正された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、起歪体８Ａ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３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、振動値等に基づき軸受異常を判定することができる。以上のように温度、振動だけでなく、軸受内部に掛かっている予圧荷重をも検出して軸受３の異常検出を行うので、軸受３の異常予測を精度良く適切なタイミングで行うことができる。
【００２２】
温度センサ１１は、起歪体８Ａの温度を測定可能に、歪センサ１０から角度α離隔した歪センサ近傍に配置して設けている。このため、歪センサ１０における温度をより正確に検出することができる。温度センサ１１を、起歪体８Ａの右端面のうち、上記歪センサ１０、振動センサ１２と同一ピッチ円ＰＣＤ上つまり同心円上に設けたため、歪センサ１０、振動センサ１２と温度センサ１１に熱伝導される熱量を略同一にして、温度補正する精度をより高めることができる。
【００２３】
また、歪センサ１０を円周方向複数箇所に設けて、これら複数の歪センサ１０のセンサ出力を加算することで、歪検出感度を大きくすることができる。間座は、外輪間座５と内輪間座４とを有し、このうち外輪間座５は、起歪体８Ａの両端を挟み込む構成にしたため、軸受装置の部品点数を低減し構造を簡単化し、軸受装置の製造コストの低減を図ることができる。起歪体８Ａに、歪センサ１０、温度センサ１１および振動センサ１２を設けた一体品としたため、軸受装置の部品点数を低減して構造を簡単化することができる。この一体品を間座に組み込むときの取り扱いを容易にし、組立工数の低減を図ることが可能となる。
【００２４】
本実施形態では、起歪体８Ａに、歪センサ１０、温度センサ１１および振動センサ１２を設けたが、この形態に限定されるものではない。例えば、起歪体８Ａに、歪センサ１０および温度センサ１１を設け、振動センサ１２を省略しても良い。起歪体８Ａに、歪センサ１０および振動センサ１２を設け、温度センサ１１を省略することも可能である。この場合、温度センサ１１をハウジング１等に設けることができる。
【００２５】
次に、この発明の第２の実施形態を図５〜図８と共に説明する。図１も参照しつつ説明する。以下の説明において、第１の実施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。
【００２６】
本第２の実施形態では、センサ部８を、複数の磁歪材１５と、複数のコイル１６と、これら磁歪材１５およびコイル１６を保持するリング部材ＲＢとで構成している。複数（本実施形態では３個）の磁歪材１５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１５等を保持つまり収容する収容孔ＲＢａ、温度センサ１１および振動センサ１２の少なくともいずれか一方又は両方を収容するセンサ収容孔ＲＢｂが形成されている。
上記温度センサ１１および振動センサ１２は、リング部材ＲＢのうち、磁歪式センサ８Ｂの磁歪材１５の軸心と同一ピッチ円上で且つ磁歪式センサ８Ｂとは異なる位相に、設けられている。温度センサ１１は、磁歪式センサ８Ｂから所定角度α（図３参照）離隔した磁歪式センサ近傍に配置して設けても良い。この場合、磁歪式センサ８Ｂにおける温度をより正確に検出することができる。
【００２７】
なお、複数の磁歪材１５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１５は、主軸２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コイルボビン１７が嵌合され、このコイルボビン１７にコイル１６が巻回されている。各磁歪材１５にコイルボビン１７を介してコイル１６を巻回することで、磁歪式センサ８Ｂが構成される。複数の磁歪材１５にわたってコイル１６を直列に接続しても良い。このコイル１６は、例えばエナメル線からなる。
【００２８】
前記コイルボビン１７は、磁歪材１５の外周に嵌合するボビン本体１７ａと、このボビン本体１７ａの軸方向一端に半径方向外方に突出するように付設される第１フランジ１７ｂと、ボビン本体１７ａの軸方向他端に半径方向外方に突出するように付設される第２フランジ１７ｃとを有する。これらボビン本体１７ａ、第１および第２フランジ１７ｂ，１７ｃによって囲まれる環状領域に、コイル１６が好適に巻回される。
【００２９】
この磁歪材１５に用いる磁歪材料としては、磁歪効果の大きい材料が好ましい。また、この磁歪材料は、逆磁歪効果の大きい材料が好ましい。逆磁歪効果は、磁歪材１５が、加圧の程度に応じて透磁率などの磁気特性が変わる効果のことである。本実施形態において、磁歪材１５は、例えば、Ｎｉ、Ｆｅ-Ｎｉ系合金、Ｆｅ-Ｃｏ系合金、Ｆｅ-Ａｌ系合金、アモルファス磁歪合金、超磁歪材料からなる。
【００３０】
上記巻回されたコイル１６の外側に、覆い部材としてのヨーク１８が設けられている。このヨーク１８は、磁性材料からなり、有底円筒状のヨーク本体１８ａと、リング状の蓋部材１８ｂとを有する。ヨーク本体１８ａの筒底部１８ａａに形成された貫通孔１８ａｂに、磁歪材１５の一端が挿入され、前記筒底部１８ａａがコイルボビン１７の第１フランジ１７ｂに当接または近接するように配置される。この配置状態において、ヨーク本体１８ａの内筒面がコイル１６全体を覆うと共に、ヨーク本体１８ａの先端縁部が、蓋部材１８ｂの外周端部に固着される。このとき蓋部材１８ｂの貫通孔１８ｂａに、磁歪材１５の他端が挿入され、この蓋部材１８ｂの一表面部がコイルボビン１７の第２フランジ１７ｃに当接または近接するように配置される。このように、磁歪材１５とヨーク１８とでコイル１６の閉磁路を形成している。前記ヨーク本体１８ａおよび蓋部材１８ｂを有するヨーク１８は、間座よりも透磁率が高い材料であることが望ましい。
【００３１】
上記コイル１６の磁路をいわゆる閉磁路構造にすることで、コイル全体の磁気抵抗が小さくなり、磁歪式センサ８Ｂのセンサ感度が従来のものに比べて高くなる。したがって、外輪間座５、内輪間座４を例えばステンレス鋼等のような非磁性材料で製作した場合であっても、磁歪材１５にかかる応力を感度良く検出することができる。ただし、外輪間座５、内輪間座４は、ステンレス鋼に限定されるものではない。
【００３２】
前記磁歪式センサ８Ｂのコイル両端の出力部である配線１３は、ハウジング１に設けられた孔１ａを介してハウジング外に引き出され、異常検出手段１４に電気的に接続されている。この場合、異常検出手段１４は、磁歪式センサ８Ｂを構成するコイル１６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１４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１６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。
【００３３】
上記第２の実施形態の構成によると、特に、磁歪式センサ８Ｂのコイル１６の外周部、軸方向一端部および他端部に、磁性材料からなるヨーク１８を設けてこの磁歪式センサ８Ｂのコイル磁路を閉磁路構造にしたため、コイル１６の磁気抵抗が小さくなる。このため、磁歪式センサ８Ｂのセンサ感度が従来のものに比べて良くなる。したがって、磁歪式センサ８Ｂは周りの部品の影響を受け難くなり、磁歪式センサ８Ｂの信頼性が高まり、軸受の予圧検出、異常検出を正確に行うことが可能となる。各磁歪材１５に巻回されたコイル１６を直列に接続した場合、それぞれのコイル１６のインダクタンスが加算され、このインダクタンスの絶対値を大きくできる。これによりセンサ感度を上げることができると共に、荷重の偏りをキャンセルすることができる。その他第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３４】
次に、この発明の第３の実施形態を図９と共に説明する。
この第３の実施形態に係る軸受装置では、第１間座部材６における外輪背面３ｇａに臨む位置に、温度センサ１１および振動センサ１２のいずれか一方または両方を設けている。また第２間座部材７における外輪背面３ｇａに臨む位置に、温度センサ１１および振動センサ１２のいずれか一方または両方を設けている。このようにセンサ等を軸受近傍に設けている。この場合、軸受３の温度、振動を第１，第２の実施形態の軸受装置よりも正確に検出することができる。その他第１，第２の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
【００３５】
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、起歪体の出力用の配線を、軸内部を通して軸受装置外に引き出すことが望ましい。
【００３６】
本実施形態で説明した起歪体は一例であって、間座を局所的に歪ませることができるものであれば、説明した例に限定されるものではない。
間座の一部に、円周方向の溝またはスリット等を形成して成る起歪体であって間座の他の箇所よりも歪を大きく生じる起歪体を設け、間座本体に一体に起歪体を設けても良い。この場合、軸受装置の部品点数を第１，第２の実施形態のものよりさらに低減することができる。
【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の断面図である。
【図２】同軸受装置の起歪体の断面図である。
【図３】同起歪体の正面図である。
【図４】（Ａ）同起歪体とセンサとの位置関係を拡大して表す拡大断面図、（Ｂ）起歪体の左端面にセンサを設けた例を表す拡大断面図である。
【図５】この発明の第２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６】同センサ部の正面図である。
【図７】同センサ部の磁歪式センサの拡大断面図である。
【図８】同磁歪式センサの正面図である。
【図９】この発明の第３の実施形態に係る軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
３…軸受
３ｇ…外輪
４…内輪間座
５…外輪間座
６，７…第１，第２間座部材
８…センサ部
８Ａ…起歪体
８Ｂ…磁歪式センサ
１０…歪センサ
１１…温度センサ
１２…振動センサ
１４…異常検出手段
１５…磁歪材
１６…コイル
【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、
前記間座に、予圧荷重を検出するための検出手段を設けると共に、温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方を設けたことを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記振動センサを、前記間座の軸受近傍に配置して設けた軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記温度センサを、前記間座の検出手段近傍に配置して設けた軸受装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記検出手段は、前記温度センサにより検出された温度を、同検出手段の温度補正に使用する機能を有する軸受装置。
【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、これら外輪間座および内輪間座のいずれか一方は、検出手段の軸方向一端および他端を挟み込む構成になっている軸受装置。
【請求項６】
請求項５において、前記検出手段に、前記温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方を設けた軸受装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記検出手段は、加圧力に応じて磁気特性が変わる磁歪材を含むセンサを有する軸受装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記検出手段は、起歪体およびこの起歪体の歪みを検出するセンサを有する軸受装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記検出手段からのセンサ信号と、温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方からのセンサ信号とから、軸受の異常検出を行う異常検出手段を設けた軸受装置。
【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、
前記間座に、予圧荷重を検出するための検出手段を設けると共に、温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方を設けたことを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記振動センサを、前記間座の軸受近傍に配置して設けた軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記温度センサを、前記間座の検出手段近傍に配置して設けた軸受装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記検出手段は、前記温度センサにより検出された温度を、同検出手段の温度補正に使用する機能を有する軸受装置。
【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、これら外輪間座および内輪間座のいずれか一方は、検出手段の軸方向一端および他端を挟み込む構成になっている軸受装置。
【請求項６】
請求項５において、前記検出手段に、前記温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方を設けた軸受装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記検出手段は、加圧力に応じて磁気特性が変わる磁歪材を含むセンサを有する軸受装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記検出手段は、起歪体およびこの起歪体の歪みを検出するセンサを有する軸受装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記検出手段からのセンサ信号と、温度センサおよび振動センサの少なくともいずれか一方または両方からのセンサ信号とから、軸受の異常検出を行う異常検出手段を設けた軸受装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−３６３１２（Ｐ２００９−３６３１２Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０１５１３（Ｐ２００７−２０１５１３）
【出願日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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