特開 2024-67312 ひずみセンサ付き軸受装置および工作機械用スピンドル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024067312

(43)【公開日】2024-05-17

(54)【発明の名称】ひずみセンサ付き軸受装置および工作機械用スピンドル装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 19/52 20060101AFI20240510BHJP

   B23B 19/02 20060101ALI20240510BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20240510BHJP

   F16C 41/00 20060101ALI20240510BHJP

   F16C 35/12 20060101ALI20240510BHJP

   F16C 35/06 20060101ALI20240510BHJP

   G01L 5/00 20060101ALI20240510BHJP

【ＦＩ】

F16C19/52

B23B19/02 B

B23Q17/00 A

F16C41/00

F16C35/12

F16C35/06 Z

G01L5/00 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022177284

(22)【出願日】2022-11-04

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(72)【発明者】

【氏名】大口 耀示

(72)【発明者】

【氏名】福島 靖之

【テーマコード（参考）】

2F051

3C029

3C045

3J117

3J217

3J701

【Ｆターム（参考）】

2F051AA11

2F051AB09

3C029EE00

3C045FD08

3C045FD13

3C045FD20

3C045FD23

3J117AA01

3J117CA04

3J117DA01

3J117DB02

3J217JA02

3J217JA24

3J217JB23

3J217JB26

3J217JB68

3J217JB84

3J701AA03

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA77

3J701FA25

3J701FA41

3J701GA31

3J701XB03

3J701XB11

3J701XB26

(57)【要約】

【課題】高い精度で軸受予圧を検出することが可能なひずみセンサ付き軸受装置を提供する。
【解決手段】外輪間座２６の第１外輪３０の側の端部には、第１軸方向端面５２と円筒内周面５０の交差部と、第１軸方向端面５２と円筒外周面５１の交差部のうちの一方または両方を全周にわたって切り欠く円環状の第１環状切欠き５７が形成され、外輪間座２６の第２外輪３５の側の端部には、第２軸方向端面５３と円筒内周面５０の交差部と、第２軸方向端面５３と円筒外周面５１の交差部のうちの一方または両方を全周にわたって切り欠く円環状の第２環状切欠き５８が形成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に間隔をおいて配置された第１軸受（２４）および第２軸受（２５）と、前記第１軸受（２４）と前記第２軸受（２５）の間に設けられた円筒状の外輪間座（２６）と、前記外輪間座（２６）に取り付けられたひずみセンサ（２８）とを有し、
前記第１軸受（２４）は、第１外輪（３０）と、第１外輪（３０）の径方向内側に設けられた第１内輪（３１）と、第１外輪（３０）と第１内輪（３１）の間に組み込まれた複数の第１転動体（３２）とを有し、
前記第２軸受（２５）は、第２外輪（３５）と、第２外輪（３５）の径方向内側に設けられた第２内輪（３６）と、第２外輪（３５）と第２内輪（３６）の間に組み込まれた複数の第２転動体（３７）とを有し、
前記第１軸受（２４）と前記第２軸受（２５）の間には、前記第１内輪（３１）、前記第１転動体（３２）、前記第１外輪（３０）、前記外輪間座（２６）、前記第２外輪（３５）、前記第２転動体（３７）、前記第２内輪（３６）を通って予圧が伝達するように軸方向の予圧が付与され、
前記外輪間座（２６）は、円筒内周面（５０）と、円筒外周面（５１）と、前記円筒内周面（５０）または前記円筒外周面（５１）の一部を切り欠いて形成された平面状のセンサ取り付け面（５４）と、前記軸方向の予圧で前記第１外輪（３０）に押し付けれる第１軸方向端面（５２）と、前記軸方向の予圧で前記第２外輪（３５）に押し付けられる第２軸方向端面（５３）とを有し、前記センサ取り付け面（５４）に前記ひずみセンサ（２８）が取り付けられるひずみセンサ付き軸受装置において、
前記外輪間座（２６）の前記第１外輪（３０）の側の端部には、前記第１軸方向端面（５２）と前記円筒内周面（５０）の交差部と、前記第１軸方向端面（５２）と前記円筒外周面（５１）の交差部のうちの一方または両方を全周にわたって切り欠く円環状の第１環状切欠き（５７）が形成され、
前記外輪間座（２６）の前記第２外輪（３５）の側の端部には、前記第２軸方向端面（５３）と前記円筒内周面（５０）の交差部と、前記第２軸方向端面（５３）と前記円筒外周面（５１）の交差部のうちの一方または両方を全周にわたって切り欠く円環状の第２環状切欠き（５８）が形成されていることを特徴とするひずみセンサ付き軸受装置。

【請求項2】

前記第１軸方向端面（５２）と前記第２軸方向端面（５３）とが同じ径方向位置に揃うように、前記第１環状切欠き（５７）および前記第２環状切欠き（５８）が形成されている、請求項１に記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【請求項3】

前記第１軸方向端面（５２）の径方向幅および前記第２軸方向端面（５３）の径方向幅が、前記円筒内周面（５０）と前記円筒外周面（５１）の間の径方向厚さの５０％以下となるように、前記第１環状切欠き（５７）および前記第２環状切欠き（５８）が形成されている、請求項１または２に記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【請求項4】

前記第１軸方向端面（５２）の径方向幅および前記第２軸方向端面（５３）の径方向幅が、前記円筒内周面（５０）と前記円筒外周面（５１）の間の径方向厚さの２０％以下となるように、前記第１環状切欠き（５７）および前記第２環状切欠き（５８）が形成されている、請求項１または２に記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【請求項5】

前記ひずみセンサ（２８）は、前記外輪間座（２６）の内周に配置されている、請求項１または２に記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【請求項6】

前記ひずみセンサは、前記外輪間座（２６）の外周に配置されている、請求項１または２に記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【請求項7】

前記ひずみセンサは、前記外輪間座（２６）の内周と外周の両方に配置されている、請求項１または２に記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【請求項8】

前記第１軸方向端面（５２）が、前記第１外輪（３０）との摩擦係数を低減させる摩擦低減処理を施した面とされ、前記第２軸方向端面（５３）も、前記第２外輪（３５）との摩擦係数を低減させる摩擦低減処理を施した面とされている、請求項１または２に記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【請求項9】

請求項１または２に記載のひずみセンサ付き軸受装置（１）と、
前記ひずみセンサ付き軸受装置（１）で回転可能に支持される工作機械の主軸（２）と、
前記主軸（２）を回転駆動するモータ（４）と、を有する工作機械用スピンドル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ひずみセンサ付き軸受装置、およびそのひずみセンサ付き軸受装置を使用した工作機械用スピンドル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

マシニングセンタや旋盤等の工作機械、その他の産業機械では、工具や加工物等の対象物が取り付けられる回転軸を回転可能に支持するスピンドル装置が用いられる。このようなスピンドル装置の使用分野において、近年、省人化や無人化のための状態監視機能の強化が求められている。

【0003】

そこで、本願の出願人は、状態監視機能の強化のニーズに応えるため、ひずみセンサ付き軸受装置を既に提案している（特許文献１）。

【0004】

特許文献１のひずみセンサ付き軸受装置は、軸方向に間隔をおいて配置された第１軸受および第２軸受と、第１軸受と第２軸受の間に設けられた円筒状の外輪間座と、外輪間座に取り付けられたひずみセンサとを有する。

【0005】

第１軸受は、第１外輪と、第１外輪の径方向内側に設けられた第１内輪と、第１外輪と第１内輪の間に組み込まれた複数の第１転動体とを有する。同様に、第２軸受は、第２外輪と、第２外輪の径方向内側に設けられた第２内輪と、第２外輪と第２内輪の間に組み込まれた複数の第２転動体とを有する。外輪間座は、第１外輪と第２外輪の間に軸方向に挟み込まれて配置されている。

【0006】

第１軸受と第２軸受の間には、第１内輪、第１転動体、第１外輪、外輪間座、第２外輪、第２転動体、第２内輪を通って予圧が伝達するように軸方向の予圧が付与されている。第１軸受は、軸方向の予圧で、第１転動体が第１外輪を押圧する径方向分力を生じるように構成されたアンギュラ玉軸受であり、第２軸受も、軸方向の予圧で、第２転動体が第２外輪を押圧する径方向分力を生じるように構成されたアンギュラ玉軸受である。

【0007】

外輪間座は、円筒内周面と、円筒外周面と、第１軸方向端面と、第２軸方向端面とを有する円筒状の部材である。第１軸方向端面は、円筒内周面と円筒外周面の間の径方向厚さと同じ幅をもつ円環状の軸直角平面であり、その軸直角平面が、軸方向の予圧で第１外輪に押し付けられている。同様に、第２軸方向端面も、円筒内周面と円筒外周面の間の径方向厚さと同じ幅をもつ円環状の軸直角平面であり、その軸直角平面が、軸方向の予圧で第２外輪に押し付けられている。

【0008】

ひずみセンサは、外輪間座の円筒内周面の一部を切り欠いて形成された平面状のセンサ取り付け面に取り付けられ、このひずみセンサの出力に基づいて、第１軸受および第２軸受の予圧荷重（以下「軸受予圧」という）を検出することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０２１－０１４８８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ところで、特許文献１のひずみセンサ付き軸受装置において、外輪間座の内周のひずみセンサの出力に基づいて検出される軸受予圧の大きさに誤差が生じることがあった。この誤差を無くし、高い精度で軸受予圧を検出することができれば、省人化や無人化のための状態監視の信頼性を高めることが可能となる。

【0011】

この発明が解決しようとする課題は、高い精度で軸受予圧を検出することが可能なひずみセンサ付き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】

【0012】

本願の発明者らは、上記の特許文献１のひずみセンサ付き軸受装置を試作評価したところ、軸受予圧を変化させたときに、外輪間座の第１軸方向端面および第２軸方向端面が、第１外輪および第２外輪との間で径方向のすべりを生じ、そのすべりの影響で、外輪間座の第１軸方向端面および第２軸方向端面が、径方向内側寄りの位置で第１外輪および第２外輪と強く接触する場合と、径方向外側寄りの位置で第１外輪および第２外輪と強く接触する場合とが生じることが分かった。

【0013】

そして、外輪間座の第１軸方向端面および第２軸方向端面が、径方向内側寄りの位置で強く接触する場合は、軸受予圧が、主に外輪間座の内周の側を通って伝達するので、外輪間座の内周に取り付けられたひずみセンサの出力が大きくなり、逆に、外輪間座の第１軸方向端面および第２軸方向端面が、径方向外側寄りの位置で強く接触する場合は、軸受予圧が、主に外輪間座の外周の側を通って伝達するので、外輪間座の内周に取り付けられたひずみセンサの出力が小さくなる。

【0014】

このように、軸受予圧の大きさが同じでも、外輪間座の第１軸方向端面および第２軸方向端面が、径方向内側寄りの位置で強く接触する場合と、径方向外側寄りの位置で強く接触する場合とでひずみセンサの出力が同じにならず、そのことが原因で、ひずみセンサの出力に基づいて検出される軸受予圧に誤差が生じることを見出した。

【0015】

そこで、本願の発明者らは、外輪間座の第１軸方向端面および第２軸方向端面を、あらかじめ特定の狭い径方向範囲で接触する形状とすれば、ひずみセンサの出力に基づいて検出される軸受予圧の誤差を小さく抑えることができるという着想を得た。

【0016】

この着想に基づいて、この発明では、上記の課題を解決するため、以下の構成のひずみセンサ付き軸受装置を提供する。
［構成１］
軸方向に間隔をおいて配置された第１軸受および第２軸受と、前記第１軸受と前記第２軸受の間に設けられた円筒状の外輪間座と、前記外輪間座に取り付けられたひずみセンサとを有し、
前記第１軸受は、第１外輪と、第１外輪の径方向内側に設けられた第１内輪と、第１外輪と第１内輪の間に組み込まれた複数の第１転動体とを有し、
前記第２軸受は、第２外輪と、第２外輪の径方向内側に設けられた第２内輪と、第２外輪と第２内輪の間に組み込まれた複数の第２転動体とを有し、
前記第１軸受と前記第２軸受の間には、前記第１内輪、前記第１転動体、前記第１外輪、前記外輪間座、前記第２外輪、前記第２転動体、前記第２内輪を通って予圧が伝達するように軸方向の予圧が付与され、
前記外輪間座は、円筒内周面と、円筒外周面と、前記円筒内周面または前記円筒外周面の一部を切り欠いて形成された平面状のセンサ取り付け面と、前記軸方向の予圧で前記第１外輪に押し付けられる第１軸方向端面と、前記軸方向の予圧で前記第２外輪に押し付けられる第２軸方向端面とを有し、前記センサ取り付け面に前記ひずみセンサが取り付けられるひずみセンサ付き軸受装置において、
前記外輪間座の前記第１外輪の側の端部には、前記第１軸方向端面と前記円筒内周面の交差部と、前記第１軸方向端面と前記円筒外周面の交差部のうちの一方または両方を全周にわたって切り欠く円環状の第１環状切欠きが形成され、
前記外輪間座の前記第２外輪の側の端部には、前記第２軸方向端面と前記円筒内周面の交差部と、前記第２軸方向端面と前記円筒外周面の交差部のうちの一方または両方を全周にわたって切り欠く円環状の第２環状切欠きが形成されていることを特徴とするひずみセンサ付き軸受装置。

【0017】

この構成を採用すると、第１環状切欠きを設けた分、第１軸方向端面が径方向に狭くなるので、第１軸方向端面が、径方向外側寄りの位置で第１外輪と強く接触する場合と、径方向内側寄りの位置で第１外輪と強く接触する場合とで、強く接触する箇所の径方向位置の差を小さく抑えることができる。同様に、第２環状切欠きを設けた分、第２軸方向端面が径方向に狭くなるので、第２軸方向端面が、径方向外側寄りの位置で第２外輪と強く接触する場合と、径方向内側寄りの位置で第２外輪と強く接触する場合とで、強く接触する箇所の径方向位置の差を小さく抑えることができる。そのため、外輪間座の第１軸方向端面と第２軸方向端面の間において、軸受予圧の通る径方向位置が安定し、ひずみセンサの出力に誤差が生じにくくなる。その結果、高い精度で軸受予圧を検出することが可能となる。

【0018】

［構成２］
第１軸方向端面と第２軸方向端面とが同じ径方向位置に揃うように、前記第１環状切欠きおよび前記第２環状切欠きが形成されている、構成１に記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【0019】

この構成を採用すると、第１軸方向端面と第２軸方向端面とが同じ径方向位置に揃うので、外輪間座の第１軸方向端面と第２軸方向端面の間において、軸受予圧の通る径方向位置が特に安定したものとなり、ひずみセンサの出力に特に誤差が生じにくくなる。

【0020】

［構成３］
前記第１軸方向端面の径方向幅および前記第２軸方向端面の径方向幅が、前記円筒内周面と前記円筒外周面の間の径方向厚さの５０％以下となるように、前記第１環状切欠きおよび前記第２環状切欠きが形成されている、構成１または２に記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【0021】

この構成を採用すると、外輪間座の第１軸方向端面と第２軸方向端面の間において、軸受予圧の通る径方向位置を効果的に安定させることが可能となる。

【0022】

［構成４］
前記第１軸方向端面の径方向幅および前記第２軸方向端面の径方向幅が、前記円筒内周面と前記円筒外周面の間の径方向厚さの２０％以下となるように、前記第１環状切欠きおよび前記第２環状切欠きが形成されている、構成１または２に記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【0023】

この構成を採用すると、外輪間座の第１軸方向端面と第２軸方向端面の間において、軸受予圧の通る径方向位置を特に効果的に安定させることが可能となる。

【0024】

［構成５］
前記ひずみセンサは、前記外輪間座の内周に配置されている、構成１から４のいずれかに記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【0025】

［構成６］
前記ひずみセンサは、前記外輪間座の外周に配置されている、構成１から４のいずれかに記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【0026】

［構成７］
前記ひずみセンサは、前記外輪間座の内周と外周の両方に配置されている、構成１から４のいずれかに記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【0027】

この構成を採用すると、第１軸方向端面と第２軸方向端面の間において、軸受予圧の通る径方向位置が径方向内側または径方向外側にどの程度偏っているかを検知することが可能となる。また、外輪間座の内周に配置されたひずみセンサの出力と、外輪間座の外周に配置されたひずみセンサの出力との和をとることで、軸受予圧の通る径方向位置が径方向内側または径方向外側に偏ることによる影響を相殺し、安定した精度で軸方向の予圧荷重を検出することも可能となる。

【0028】

［構成８］
前記第１軸方向端面が、前記第１外輪との摩擦係数を低減させる摩擦低減処理を施した面とされ、前記第２軸方向端面も、前記第２外輪との摩擦係数を低減させる摩擦低減処理を施した面とされている、構成１から７のいずれかに記載のひずみセンサ付き軸受装置。

【0029】

この構成を採用すると、第１軸方向端面および第２軸方向端面に摩擦低減処理が施されているので、第１軸方向端面および第２軸方向端面の接触圧に径方向の偏りが生じにくくなる。そのため、外輪間座の第１軸方向端面と第２軸方向端面の間において、軸受予圧の通る径方向位置を特に効果的に安定させることが可能となる。

【0030】

また、この発明では、上記のひずみセンサ付き軸受装置を使用した工作機械用スピンドル装置として、以下の構成のものを併せて提供する。
［構成９］
構成１から８のいずれかに記載のひずみセンサ付き軸受装置と、
前記ひずみセンサ付き軸受装置で回転可能に支持される工作機械の主軸と、
前記主軸を回転駆動するモータと、を有する工作機械用スピンドル装置。

【0031】

この構成を採用すると、工作機械の省人化や無人化のための状態監視を安定して行なうことが可能となる。また、切削加工中の工作機械の主軸に作用する加工荷重を検出することも可能となる。

【発明の効果】

【0032】

この発明のひずみセンサ付き軸受装置は、第１環状切欠きを設けた分、第１軸方向端面が径方向に狭くなっているので、第１軸方向端面が、径方向外側寄りの位置で第１外輪と強く接触する場合と、径方向内側寄りの位置で第１外輪と強く接触する場合とで、強く接触する箇所の径方向位置の差が小さい。同様に、第２環状切欠きを設けた分、第２軸方向端面が径方向に狭くなっているので、第２軸方向端面が、径方向外側寄りの位置で第２外輪と強く接触する場合と、径方向内側寄りの位置で第２外輪と強く接触する場合とで、強く接触する箇所の径方向位置の差が小さい。そのため、外輪間座の第１軸方向端面と第２軸方向端面の間において、軸受予圧の通る径方向位置が安定しており、ひずみセンサの出力に誤差が生じにくく、高い精度で軸受予圧を検出することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】この発明の実施形態にかかるひずみセンサ付き軸受装置を使用した工作機械用スピンドル装置を示す断面図

【図2】図１のひずみセンサ付き軸受装置の近傍の拡大図

【図3】図２のIII－III線に沿った断面図

【図4】図３のIV－IV線に沿った断面図

【図5】図４に示す第１環状切欠きおよび第２環状切欠きを外輪間座の軸方向両端の径方向外側の部分のみに形成した変形例の外輪間座を示す図

【図6】図４に示す第１環状切欠きおよび第２環状切欠きを外輪間座の軸方向両端の径方向内側の部分のみに形成した変形例の外輪間座を示す図

【図7】図３に示すひずみセンサの配置を外輪間座の内周から外周に変更した変形例の外輪間座を示す図

【図8】図７のVII－VII線に沿った断面図

【図9】図３に示すひずみセンサを外輪間座の内周と外周の両方に設けた変形例の外輪間座を示す図

【図10】図９のX－X線に沿った断面図

【図11】図４に示す第１環状切欠きおよび第２環状切欠きの変形例を示す図

【図12】図４に示す第１環状切欠きおよび第２環状切欠きの他の変形例を示す図

【図13】図４に示す外輪間座の第１軸方向端面に摩擦低減処理を施した変形例を示す第１軸方向端面の近傍の拡大断面図

【発明を実施するための形態】

【0034】

図１に、この発明の実施形態にかかるひずみセンサ付き軸受装置１（以下、単に「軸受装置１」という）を使用した工作機械用スピンドル装置を示す。このスピンドル装置は、工作機械の主軸２と、主軸２を収容する主軸ハウジング３と、主軸２を回転駆動するモータ４と、モータ４よりも軸方向前側で主軸２を回転可能に支持する実施形態の軸受装置１と、モータ４よりも軸方向後側で主軸２を回転可能に支持する後側軸受装置５とを有する。

【0035】

主軸ハウジング３は、両端が開放した中空筒状に形成されている。主軸ハウジング３は、軸方向の前側から後側に向かって順に軸受装置１とモータ４とを収容している。図では、主軸ハウジング３の軸受装置１を収容する部分と、主軸ハウジング３のモータ４を収容する部分とを継ぎ目の無い一体に形成しているが、主軸ハウジング３の軸受装置１を収容する部分と、主軸ハウジング３のモータ４を収容する部分とを別体に形成し、その両部分を連結して一体化してもよい。

【0036】

主軸２は、主軸２の前端が主軸ハウジング３の前端開口から突出した状態で主軸ハウジング３に挿入されている。主軸２の前端には、工具または加工物を把持するチャック（図示せず）が着脱可能に取り付けられるようになっている。主軸２には、工作機械のドローバー（図示せず）を軸方向に摺動可能に収容する貫通孔６が軸方向に貫通して形成されている。

【0037】

モータ４は、主軸２の外周に取り付けられたロータ７と、ロータ７に回転力を付与する環状のステータ８とを有する。ロータ７は、主軸２の外周に嵌合するロータスリーブ９と、ロータスリーブ９の外周に固定されたロータコア１０とを有する。ロータコア１０は、例えば、電磁鋼板の積層体である。ロータスリーブ９は、主軸２と一体回転するように主軸２に回り止めされている。ロータスリーブ９の軸方向前端は、主軸２の外周に形成された段差部１１に接触し、その段差部１１との接触によって軸方向に位置決めされている。

【0038】

ステータ８は、主軸ハウジング３の内周に固定されたステータコア１２と、ステータコア１２に周方向に間隔をおいて形成された複数のティース部分にそれぞれ巻回された電磁コイル１３とを有する。電磁コイル１３に通電すると、ステータコア１２とロータコア１０の間に働く電磁力によってロータコア１０に回転力が発生し、ロータ７と主軸２が一体に回転する。ここでは、モータ４として、電力で回転力を発生する電動モータを採用したが、電動モータに代えて、圧縮空気など他の動力源で回転力を発生する方式のモータを採用することも可能である。

【0039】

後側軸受装置５は、主軸ハウジング３の後端に同軸に固定された環状の軸受支持部材１４と、軸受支持部材１４に組み込まれた転がり軸受１５とを有する。転がり軸受１５は、軸受支持部材１４の内周に嵌合する外輪１６と、主軸２の外周に嵌合する内輪１７と、外輪１６と内輪１７の間に組み込まれた複数の円筒ころ１８とを有する円筒ころ軸受である。

【0040】

軸受支持部材１４には、外輪押さえ部材１９が取り付けられている。外輪押さえ部材１９は、外輪１６の軸方向後端面に接触することで外輪１６の軸方向位置を固定している。主軸２の外周には、内輪１７を軸方向前方に押圧するナット部材２０と、内輪１７とナット部材２０の間に組み込まれた環状のスペーサ２１とが装着されている。ナット部材２０は、主軸２の後端部外周に形成された雄ねじ２２にねじ係合している。スペーサ２１の軸方向前端面は、内輪１７の軸方向後端面に接触し、スペーサ２１の軸方向後端面は、ナット部材２０の軸方向前端面に接触している。内輪１７の軸方向前端面は、ロータスリーブ９の軸方向後端に接触している。

【0041】

軸受装置１は、主軸ハウジング３に固定された軸受支持筒２３と、軸受支持筒２３に軸方向に間隔をおいて組み込まれた第１軸受２４および第２軸受２５と、第１軸受２４と第２軸受２５の間に設けられた外輪間座２６および内輪間座２７と、外輪間座２６に取り付けられたひずみセンサ２８とを有する。

【0042】

図２に示すように、第１軸受２４は、軸受支持筒２３の内周に嵌合する第１外輪３０と、第１外輪３０の径方向内側に回転可能に設けられた第１内輪３１と、第１外輪３０と第１内輪３１の間に組み込まれた複数の第１転動体３２とを有する。第１転動体３２は、ここでは玉である。第１外輪３０の内周には、第１転動体３２が転がり接触する断面円弧状の第１外輪軌道面３３が設けられている。第１外輪３０は、第１外輪軌道面３３に対して軸方向前側の外輪肩部と軸方向後側の外輪肩部のうち、軸方向前側の外輪肩部を除去した形状の肩落とし外輪である。第１内輪３１の外周には、第１転動体３２が転がり接触する断面円弧状の第１内輪軌道面３４が設けられている。第１内輪３１は、第１転動体３２が転がり接触する第１内輪軌道面３４に対して軸方向前側の内輪肩部と軸方向後側の内輪肩部のうち、軸方向後側の内輪肩部を除去した形状の肩落とし内輪である。第１内輪３１は、主軸２の外周に締め代をもって嵌合している。

【0043】

第２軸受２５は、軸受支持筒２３の内周に嵌合する第２外輪３５と、第２外輪３５の径方向内側に回転可能に設けられた第２内輪３６と、第２外輪３５と第２内輪３６の間に組み込まれた複数の第２転動体３７とを有する。第２転動体３７は、ここでは玉である。第２外輪３５の内周には、第２転動体３７が転がり接触する断面円弧状の第２外輪軌道面３８が設けられている。第２外輪３５は、第１外輪３０から軸方向後方に間隔をおいて配置され、第２内輪３６も、第１内輪３１から軸方向後方に間隔をおいて配置されている。第２外輪３５は、第２外輪軌道面３８に対して軸方向前側の外輪肩部と軸方向後側の外輪肩部のうち、軸方向後側の外輪肩部を除去した形状の肩落とし外輪である。第２内輪３６の外周には、第２転動体３７が転がり接触する断面円弧状の第２内輪軌道面３９が設けられている。第２内輪３６は、第２転動体３７が転がり接触する第２内輪軌道面３９に対して軸方向前側の内輪肩部と軸方向後側の内輪肩部のうち、軸方向前側の内輪肩部を除去した形状の肩落とし内輪である。第２内輪３６は、主軸２の外周に締め代をもって嵌合している。

【0044】

ここで、第１軸受２４は、軸方向の予圧で、第１転動体３２が第１外輪３０を押圧する径方向分力を生じるように構成され、同様に、第２軸受２５も、軸方向の予圧で、第２転動体３７が第２外輪３５を押圧する径方向分力を生じるように構成されている。この実施形態では、第１軸受２４は、第１内輪３１と第１転動体３２の接触点と、第１外輪３０と第１転動体３２の接触点とを結ぶ直線が、半径方向内側から半径方向外側に向かって軸方向後方に傾斜するアンギュラ玉軸受である。また、第２軸受２５は、第２内輪３６と第２転動体３７の接触点と、第２外輪３５と第２転動体３７の接触点とを結ぶ直線が、半径方向内側から半径方向外側に向かって軸方向前方に傾斜するアンギュラ玉軸受である。つまり、第１軸受２４と第２軸受２５は、背面合わせの関係で軸方向に間隔をおいて配置された一対のアンギュラ玉軸受である。

【0045】

外輪間座２６は、両端が開放した中空の筒状部材である。外輪間座２６は、軸受支持筒２３の内周に隙間をもって嵌合している。外輪間座２６は、第１外輪３０の軸方向後端面と第２外輪３５の軸方向前端面との間で軸方向に挟み込まれている。

【0046】

内輪間座２７も、外輪間座２６と同様、両端が開放した中空の筒状部材である。内輪間座２７は、主軸２の外周に隙間をもって嵌合している。内輪間座２７は、第１内輪３１と第２内輪３６の間で軸方向に挟み込まれている。

【0047】

主軸ハウジング３の軸方向前端には、外輪押さえ部材４０が固定されている。外輪押さえ部材４０は、第１外輪３０の軸方向前端面に接触することで第１外輪３０の軸方向位置を固定している。外輪押さえ部材４０は、軸受支持筒２３の内周に嵌合する筒部４１と、筒部４１の軸方向前端から径方向外方に延びるフランジ部４２とを有する。フランジ部４２は、軸受支持筒２３の軸方向前端面に固定されている。主軸２の軸方向前端部の外周には、第１内輪３１の軸方向前方への移動を規制する段差部４３が設けられている。段差部４３は、第１内輪３１の軸方向前端面に接触し、第１内輪３１を軸方向に位置決めしている。

【0048】

主軸２の外周には、第２内輪３６を軸方向前方に押圧する予圧ナット４４と、第２内輪３６と予圧ナット４４の間に組み込まれた環状のスペーサ４５とが装着されている。予圧ナット４４は、主軸２の外周の段差部１１（図１参照）から軸方向前側に延びる部分に形成された雄ねじ４６にねじ係合している。スペーサ４５の軸方向前端面は、第２内輪３６の軸方向後端面に接触し、スペーサ４５の軸方向後端面は、予圧ナット４４の軸方向前端面に接触している。軸受支持筒２３の内周には、第２外輪３５の軸方向後方への移動を規制する段差部４７が設けられている。段差部４７は、第２外輪３５の軸方向後端面に接触し、第２外輪３５を軸方向に位置決めしている。

【0049】

図１に示すように、軸受支持筒２３は、主軸ハウジング３の内周に嵌合している。軸受支持筒２３の外周には、軸受装置１の冷却用の冷媒が流れる冷却溝４８が形成されている。冷却溝４８は、軸受支持筒２３の外周に軸方向に間隔をおいて形成された複数の環状溝または軸受支持筒２３の外周を螺旋状に延びる螺旋溝である。

【0050】

図２に示すように、予圧ナット４４は所定の力で締め付けられ、その予圧ナット４４の軸力が、スペーサ４５、第２内輪３６、第２転動体３７、第２外輪３５、外輪間座２６、第１外輪３０、第１転動体３２、第１内輪３１を伝達し、段差部４３で受け止められた状態となっている。すなわち、予圧ナット４４の軸力により、第１軸受２４と第２軸受２５の間には、第１内輪３１、第１転動体３２、第１外輪３０、外輪間座２６、第２外輪３５、第２転動体３７、第２内輪３６を順に通って予圧が伝達するように軸方向の予圧が付与された状態となっている。

【0051】

ひずみセンサ２８は、外輪間座２６の軸方向中央部に取り付けられている。具体的には、ひずみセンサ２８は、外輪間座２６の軸方向の中心位置から、外輪間座２６の軸方向全長の１／４の軸方向距離の範囲内の領域にひずみセンサ２８が収まるように外輪間座２６に取り付けられている。

【0052】

外輪間座２６は、円筒内周面５０と円筒外周面５１と第１軸方向端面５２と第２軸方向端面５３とを有する円筒状の部材である。第１軸方向端面５２は、外輪間座２６の軸方向前端に形成された円環状の軸直角平面であり、軸方向の予圧で第１外輪３０の軸方向後端面に押し付けられている。第２軸方向端面５３は、外輪間座２６の軸方向後端に形成された円環状の軸直角平面であり、軸方向の予圧で第２外輪３５の軸方向前端面に押し付けられている。

【0053】

図３に示すように、ひずみセンサ２８は、外輪間座２６の内周に周方向に間隔をおいて複数（ここでは４つ）設けられている。各ひずみセンサ２８は、外輪間座２６の円筒内周面５０の一部を切り欠いて形成された平面状のセンサ取り付け面５４に取り付けられている。センサ取り付け面５４は、外輪間座２６の中心線に平行な平面であり、軸方向から見て円筒内周面５０よりも径方向外側に位置する。センサ取り付け面５４は、ここでは、外輪間座２６の内周に周方向に等間隔に形成された軸方向溝の溝底面である。

【0054】

図４に示すように、各ひずみセンサ２８は、ひずみ検出部５５と、ひずみ検出部５５に接続された処理部５６とを有する。ひずみ検出部５５は、ひずみに応じて電気抵抗が変化するひずみゲージである。処理部５６は、ひずみゲージの電気抵抗の変化に基づいてひずみを検出するひずみ検出回路と、その検出回路で検出されたひずみをアナログ信号からデジタル信号に変換して出力するＡＤ変換回路とを有する。

【0055】

ここで、ひずみ検出部５５は、ひずみセンサ２８の取り付け位置における外輪間座２６の軸方向ひずみを検出する軸方向ひずみ検出部（軸方向をひずみ検出方向として配置したひずみゲージ）と、ひずみセンサ２８の取り付け位置における外輪間座２６の周方向ひずみを検出する周方向ひずみ検出部（周方向をひずみ検出方向として配置したひずみゲージ）とを有するものを採用している。そして、処理部５６は、軸方向ひずみ検出部で検出される軸方向ひずみと、周方向ひずみ検出部で検出される周方向ひずみとの差分（つまり、軸方向ひずみの絶対値と周方向ひずみの絶対値の和）をとり、その差分をひずみセンサ２８の出力とするように構成されている。

【0056】

外輪間座２６の第１外輪３０（図２参照）の側の端部には、第１軸方向端面５２と円筒内周面５０の交差部（図４の外輪間座２６の方形断面の左下の角部）と、第１軸方向端面５２と円筒外周面５１の交差部（図４の外輪間座２６の方形断面の左上の角部）とを全周にわたって切り欠く円環状の第１環状切欠き５７が形成されている。同様に、外輪間座２６の第２外輪３５（図２参照）の側の端部にも、第２軸方向端面５３と円筒内周面５０の交差部（図４の外輪間座２６の方形断面の右下の角部）と、第２軸方向端面５３と円筒外周面５１の交差部（図４の外輪間座２６の方形断面の右上の角部）とを全周にわたって切り欠く円環状の第２環状切欠き５８が形成されている。

【0057】

第１環状切欠き５７および第２環状切欠き５８は、第１軸方向端面５２および第２軸方向端面５３からそれぞれ軸方向に落ち込んで形成された段部である。図では、分かりやすくするために、第１環状切欠き５７および第２環状切欠き５８の軸方向深さを誇張して示しているが、第１環状切欠き５７および第２環状切欠き５８の軸方向深さは、０．１ｍｍ～０．５ｍｍ程度の浅いものである。

【0058】

第１環状切欠き５７および前記第２環状切欠き５８は、第１軸方向端面５２と第２軸方向端面５３とが同じ径方向位置に揃うように形成されている。すなわち、第１軸方向端面５２の径方向外端（第１軸方向端面５２とその径方向外側の第１環状切欠き５７との間の境界）の径方向位置と、第２軸方向端面５３の径方向外端（第２軸方向端面５３とその径方向外側の第２環状切欠き５８との間の境界）の径方向位置が同じ径方向位置となり、かつ、第１軸方向端面５２の径方向内端（第１軸方向端面５２とその径方向内側の第１環状切欠き５７との間の境界）の径方向位置と、第２軸方向端面５３の径方向内端（第２軸方向端面５３とその径方向内側の第２環状切欠き５８との間の境界）の径方向位置も同じ径方向位置となるように、第１環状切欠き５７および第２環状切欠き５８が形成されている。

【0059】

第１環状切欠き５７は、第１軸方向端面５２の径方向幅が、円筒内周面５０と円筒外周面５１の間の径方向厚さの５０％以下（好ましくは２０％以下）となるように形成されている。すなわち、第１環状切欠き５７の全体として径方向幅が、円筒内周面５０と円筒外周面５１の間の径方向厚さの５０％以上（好ましくは８０％以上）に設定されている。

【0060】

同様に、第２環状切欠き５８は、第２軸方向端面５３の径方向幅が、円筒内周面５０と円筒外周面５１の間の径方向厚さの５０％以下（好ましくは２０％以下）となるように形成されている。すなわち、第２環状切欠き５８の全体として径方向幅が、円筒内周面５０と円筒外周面５１の間の径方向厚さの５０％以上（好ましくは８０％以上）に設定されている。

【0061】

図２に示す軸受装置１において、第１軸受２４および第２軸受２５の予圧荷重（以下「軸受予圧」という）は、スピンドル装置の運転時における主軸２の回転速度によって変化する。そして、ひずみセンサ２８で検出される外輪間座２６のひずみに基づいて、その軸受予圧を検出することが可能となっている。

【0062】

すなわち、スピンドル装置の運転時において、主軸２の回転速度が変化すると、第１転動体３２および第２転動体３７の遠心力が変化し、その遠心力の変化に応じて、第１転動体３２が第１外輪軌道面３３を押圧する荷重（第１軸受２４の予圧荷重）および第２転動体３７が第２外輪軌道面３８を押圧する荷重（第２軸受２５の予圧荷重）も変化する。ここで、第１外輪軌道面３３および第２外輪軌道面３８は、軸方向に対して傾斜した角度をもって第１転動体３２および第２転動体３７と接触しているので、第１転動体３２が第１外輪軌道面３３を押圧する荷重および第２転動体３７が第２外輪軌道面３８を押圧する荷重が変化すると、第１外輪３０および第２外輪３５から外輪間座２６に負荷される軸方向の予圧荷重が変化し、外輪間座２６のひずみが変化する。そのため、ひずみセンサ２８で検知される外輪間座２６のひずみに基づいて、第１軸受２４および第２軸受２５の予圧荷重（軸受予圧）を検出することが可能となっている。

【0063】

また、主軸２にモーメント荷重が作用すると、周方向に等間隔に配置された各ひずみセンサ２８の位置には異なる大きさの荷重が加わる。そのため、複数のひずみセンサ２８のそれぞれの出力に基づいて、切削加工中の工作機械の主軸２に作用するモーメント荷重を検知することも可能である。

【0064】

ところで、軸受予圧が増大するとき、第１外輪３０は、第１転動体３２から受ける径方向分力が増大することで拡径方向に弾性変形し、このとき第１外輪３０と外輪間座２６の接触面間には、第１外輪３０が外輪間座２６に対して径方向外方に相対的に移動する微小なすべりが生じる。一方、軸受予圧が減少するときは、第１外輪３０は、第１転動体３２から受ける径方向分力が減少することで縮径方向に弾性復元し、このとき第１外輪３０と外輪間座２６の接触面間には、第１外輪３０が外輪間座２６に対して径方向内方に相対的に移動する微小なすべりが生じる。

【0065】

同様に、軸受予圧が増大するとき、第２外輪３５は、第２転動体３７から受ける径方向分力が増大することで拡径方向に弾性変形し、このとき第２外輪３５と外輪間座２６の接触面間には、第２外輪３５が外輪間座２６に対して径方向外方に相対的に移動する微小なすべりが生じる。一方、軸受予圧が減少するときは、第２外輪３５は、第２転動体３７から受ける径方向分力が減少することで縮径方向に弾性復元し、このとき第２外輪３５と外輪間座２６の接触面間には、第２外輪３５が外輪間座２６に対して径方向内方に相対的に移動する微小なすべりが生じる。

【0066】

そして、第１外輪３０と外輪間座２６の接触面間や、第２外輪３５と外輪間座２６の接触面間に、上記の径方向のすべりが生じると、そのすべりの影響で、第１軸方向端面５２および第２軸方向端面５３が、径方向内側寄りの位置で第１外輪３０および第２外輪３５と強く接触する場合と、径方向外側寄りの位置で第１外輪３０および第２外輪３５と強く接触する場合とが生じる。

【0067】

ここで、図２に示す軸受装置１において、外輪間座２６の軸方向両側の端面に第１環状切欠き５７および第２環状切欠き５８を設けずに、第１軸方向端面５２および第２軸方向端面５３を、円筒内周面５０と円筒外周面５１の間の径方向厚さと同じ幅をもつ円環状の軸直角平面とし、その第１軸方向端面５２および第２軸方向端面５３を第１外輪３０および第２外輪３５に接触させた比較例を想定する。この比較例においては、第１軸方向端面５２および第２軸方向端面５３の径方向幅が広いので、第１軸方向端面５２および第２軸方向端面５３が、径方向内側寄りの位置で第１外輪３０および第２外輪３５と強く接触する場合と、径方向外側寄りの位置で第１外輪３０および第２外輪３５と強く接触する場合とでひずみセンサ２８の出力の差が大きくなり、そのことが原因で、ひずみセンサ２８の出力に基づいて検出される軸受予圧に誤差が生じるという問題がある。

【0068】

この問題に対し、この実施形態の軸受装置１では、図４に示すように、第１環状切欠き５７を設けた分、第１軸方向端面５２が径方向に狭くなっているので、第１軸方向端面５２が、径方向外側寄りの位置で強く接触する場合と、径方向内側寄りの位置で強く接触する場合とで、強く接触する箇所の径方向位置の差が小さい。同様に、第２環状切欠き５８を設けた分、第２軸方向端面５３が径方向に狭くなっているので、第２軸方向端面５３が、径方向外側寄りの位置で強く接触する場合と、径方向内側寄りの位置で強く接触する場合とで、強く接触する箇所の径方向位置の差が小さい。そのため、第１軸方向端面５２と第２軸方向端面５３の間において、軸受予圧の通る径方向位置が安定しており、ひずみセンサ２８の出力に誤差が生じにくく、高い精度で軸受予圧を検出することが可能である。

【0069】

また、この軸受装置１は、図４に示すように、第１軸方向端面５２の径方向外端および内端の径方向位置と、第２軸方向端面５３の径方向外端および内端の径方向位置とが同じ径方向位置に揃っているので、外輪間座２６の第１軸方向端面５２と第２軸方向端面５３の間において、軸受予圧の通る径方向位置が特に安定しており、ひずみセンサ２８の出力の誤差を効果的に防ぐことが可能となっている。

【0070】

また、この軸受装置１は、図４に示す第１軸方向端面５２の径方向幅および第２軸方向端面５３の径方向幅が、円筒内周面５０と円筒外周面５１の間の径方向厚さの５０％以下（好ましくは２０％以下）に設定されているので、外輪間座２６の第１軸方向端面５２と第２軸方向端面５３の間において、軸受予圧の通る径方向位置を効果的に安定させることが可能となっている。

【0071】

上記実施形態では、図４に示すように、第１軸方向端面５２の径方向外側と径方向内側の両側に第１環状切欠き５７を形成し、第２軸方向端面５３の径方向外側と径方向内側の両側に第２環状切欠き５８を形成したものを例に挙げたが、図５に示すように、第１軸方向端面５２の径方向外側と径方向内側のうち、径方向外側のみに第１環状切欠き５７を形成し、第２軸方向端面５３の径方向外側と径方向内側のうち、径方向外側のみに第２環状切欠き５８を形成するようにしてもよく、また、図６に示すように、第１軸方向端面５２の径方向外側と径方向内側のうち、径方向内側のみに第１環状切欠き５７を形成し、第２軸方向端面５３の径方向外側と径方向内側のうち、径方向内側のみに第２環状切欠き５８を形成するようにしてもよい。

【0072】

図５において、第１環状切欠き５７は、第１軸方向端面５２と円筒外周面５１の交差部を全周にわたって切り欠く円環状の段部であり、第２環状切欠き５８は、第２軸方向端面５３と円筒外周面５１の交差部を全周にわたって切り欠く円環状の段部である。第１環状切欠き５７および第２環状切欠き５８の軸方向深さは、０．１ｍｍ～０．５ｍｍ程度の浅いものである。

【0073】

第１環状切欠き５７および第２環状切欠き５８は、第１軸方向端面５２と第２軸方向端面５３とが同じ径方向位置に揃うように形成されている。すなわち、第１軸方向端面５２の径方向外端（第１軸方向端面５２と第１環状切欠き５７の間の境界）の径方向位置と、第２軸方向端面５３の径方向外端（第２軸方向端面５３と第２環状切欠き５８の間の境界）の径方向位置が同じ径方向位置となり、かつ、第１軸方向端面５２の径方向内端（第１軸方向端面５２と円筒内周面５０の交差稜）の径方向位置と、第２軸方向端面５３の径方向内端（第２軸方向端面５３と円筒内周面５０の交差稜）の径方向位置も同じ径方向位置となるように、第１環状切欠き５７および第２環状切欠き５８が形成されている。

【0074】

図６において、第１環状切欠き５７は、第１軸方向端面５２と円筒内周面５０の交差部を全周にわたって切り欠く円環状の段部であり、第２環状切欠き５８は、第２軸方向端面５３と円筒内周面５０の交差部を全周にわたって切り欠く円環状の段部である。第１環状切欠き５７および第２環状切欠き５８の軸方向深さは、０．１ｍｍ～０．５ｍｍ程度の浅いものである。

【0075】

第１環状切欠き５７および第２環状切欠き５８は、第１軸方向端面５２と第２軸方向端面５３とが同じ径方向位置に揃うように形成されている。すなわち、第１軸方向端面５２の径方向外端（第１軸方向端面５２と円筒外周面５１の交差稜）の径方向位置と、第２軸方向端面５３の径方向外端（第２軸方向端面５３と円筒外周面５１の交差稜）の径方向位置が同じ径方向位置となり、かつ、第１軸方向端面５２の径方向内端（第１軸方向端面５２と第１環状切欠き５７の間の境界）の径方向位置と、第２軸方向端面５３の径方向内端（第２軸方向端面５３と第２環状切欠き５８の間の境界）の径方向位置も同じ径方向位置となるように、第１環状切欠き５７および第２環状切欠き５８が形成されている。

【0076】

図５、図６において、第１環状切欠き５７は、第１軸方向端面５２の径方向幅が、円筒内周面５０と円筒外周面５１の間の径方向厚さの５０％以下（好ましくは２０％以下）となるように形成されている。すなわち、第１環状切欠き５７の径方向幅が、円筒内周面５０と円筒外周面５１の間の径方向厚さの５０％以上（好ましくは８０％以上）に設定されている。同様に、第２環状切欠き５８も、第２軸方向端面５３の径方向幅が、円筒内周面５０と円筒外周面５１の間の径方向厚さの５０％以下（好ましくは２０％以下）となるように形成されている。すなわち、第２環状切欠き５８の径方向幅が、円筒内周面５０と円筒外周面５１の間の径方向厚さの５０％以上（好ましくは８０％以上）に設定されている。

【0077】

また、上記実施形態では、ひずみセンサ２８を外輪間座２６の内周に配置したものを例に挙げたが、図７、図８に示すように、ひずみセンサ２８を外輪間座２６の外周に配置してもよい。

【0078】

図７、図８において、ひずみセンサ２８は、外輪間座２６の外周に周方向に間隔をおいて複数（ここでは４つ）設けられている。各ひずみセンサ２８は、外輪間座２６の円筒外周面５１の一部を切り欠いて形成された平面状のセンサ取り付け面５４に取り付けられている。センサ取り付け面５４は、外輪間座２６の中心線に平行な平面であり、軸方向から見て円筒外周面５１よりも径方向内側に位置する。センサ取り付け面５４は、ここでは、外輪間座２６の外周に周方向に等間隔に形成された軸方向溝の溝底面である。

【0079】

また、図９、図１０に示すように、ひずみセンサ２８を外輪間座２６の内周と外周の両方に配置してもよい。このようにすると、第１軸方向端面５２と第２軸方向端面５３の間において、軸受予圧の通る径方向位置が径方向内側または径方向外側にどの程度偏っているかを検知することが可能となる。また、外輪間座２６の内周に配置されたひずみセンサ２８の出力と、外輪間座２６の外周に配置されたひずみセンサ２８の出力との和をとることで、軸受予圧の通る径方向位置が径方向内側または径方向外側に偏ることによる影響を相殺し、安定した精度で軸方向の予圧荷重を検出することも可能となる。

【0080】

また、上記実施形態では、第１環状切欠き５７および第２環状切欠き５８として、図４に示すように、第１軸方向端面５２および第２軸方向端面５３からそれぞれ軸方向に真っ直ぐに落ち込む段部を例に挙げたが、図１１に示すように、第１軸方向端面５２および第２軸方向端面５３からテーパ状に軸方向に落ち込む面取り部を採用してもよく、図１２に示すように、第１軸方向端面５２および第２軸方向端面５３から断面円弧状に軸方向に落ち込むフィレット部を採用してもよい。

【0081】

また、図１３に示すように、第１軸方向端面５２は、第１外輪３０（図２参照）との摩擦係数を低減させる摩擦低減処理を施した面とすることができる。摩擦低減処理は、例えば、低摩擦皮膜５９（フッ素樹脂皮膜など）のコーティング処理である。同様に、図４に示す第２軸方向端面５３も、第２外輪３５（図２参照）との摩擦係数を低減させる摩擦低減処理を施した面とすることができる。このようにすると、第１軸方向端面５２および第２軸方向端面５３の接触圧に径方向の偏りが生じにくくなる。そのため、第１軸方向端面５２と第２軸方向端面５３の間において、軸受予圧の通る径方向位置を特に効果的に安定させることが可能となる。

【0082】

上記実施形態では、第１軸受２４および第２軸受２５として、アンギュラ玉軸受を例に挙げて説明したが、第１軸受２４および第２軸受２５として、例えば、円すいころ軸受や深溝玉軸受など、軸方向の予圧で径方向分力を生じる他の形式の転がり軸受を採用することも可能である。

【0083】

また、上記実施形態では、ひずみセンサ２８として、ひずみ検出部５５と処理部５６とを有するものを例に挙げたが、ひずみセンサ２８は、ひずみ検出部５５のみ（ひずみゲージのみ）で構成することも可能である。

【0084】

また、上記実施形態では、ひずみ検出部５５は、軸方向ひずみ検出部と周方向ひずみ検出部を有するものを例に挙げたが、ひずみ検出部５５は、軸方向ひずみ検出部、もしくは、周方向ひずみ検出部のみで構成することも可能である。

【0085】

また、上記実施形態では、工作機械(マシニングセンタや旋盤など)の主軸２を回転可能に支持する軸受装置１を例に挙げて説明したが、この発明は、例えば、風力発電装置の主軸など、他の装置の回転軸を回転可能に支持する軸受装置に適用することも可能である。

【0086】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0087】

１ ひずみセンサ付き軸受装置
２ 主軸
４ モータ
２４ 第１軸受
２５ 第２軸受
２６ 外輪間座
２８ ひずみセンサ
３０ 第１外輪
３１ 第１内輪
３２ 第１転動体
３５ 第２外輪
３６ 第２内輪
３７ 第２転動体
５０ 円筒内周面
５１ 円筒外周面
５２ 第１軸方向端面
５３ 第２軸方向端面
５４ センサ取り付け面
５７ 第１環状切欠き
５８ 第２環状切欠き

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】