特許 7167548 主軸装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-31

(45)【発行日】2022-11-09

(54)【発明の名称】主軸装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 9/48 20060101AFI20221101BHJP

   B23Q 11/12 20060101ALI20221101BHJP

   F16C 33/66 20060101ALI20221101BHJP

   F16C 41/00 20060101ALI20221101BHJP

   F16N 7/38 20060101ALI20221101BHJP

   H02P 103/20 20150101ALN20221101BHJP

【ＦＩ】

H02P9/48

B23Q11/12 E

F16C33/66 Z

F16C41/00

F16N7/38 B

F16N7/38 E

H02P103:20

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018155508

(22)【出願日】2018-08-22

(65)【公開番号】P2020031488

(43)【公開日】2020-02-27

【審査請求日】2021-07-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】特許業務法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上田 裕介

(72)【発明者】

【氏名】東山 佳路

(72)【発明者】

【氏名】坂▲崎▼ 司

【審査官】谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５２－０４７６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１１８９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８７５９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ９／４８

Ｂ２３Ｑ １１／１２

Ｆ１６Ｃ ３３／６６

Ｆ１６Ｃ ４１／００

Ｆ１６Ｎ ７／３８

Ｈ０２Ｐ １０３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転部材である主軸と、固定部材であるハウジングと、前記ハウジングに対して前記主軸を回転可能に支持する一対の転がり軸受と、前記一対の転がり軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置とを備え、
前記潤滑油供給装置は、電源回路部と、前記電源回路部から直流電力の供給を受ける制御回路部と、潤滑油を貯留するタンクと、前記制御回路部から供給される電気信号により作動して前記タンクに貯留された潤滑油を前記一対の転がり軸受に吐出するポンプ部と、前記主軸に取り付けられた磁石部とを有し、
前記電源回路部、前記制御回路部、前記タンク、前記ポンプ部、及び前記磁石部が前記一対の転がり軸受の間に配置されており、
前記電源回路部は、
前記ハウジングに取り付けられ、前記磁石部の磁束が鎖交するコイルと、
前記コイルによって発生した交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、
前記整流回路から供給される入力電圧を昇圧して出力する昇圧用の電圧変換部、及び前記整流回路から供給される入力電圧を降圧して出力する降圧用の電圧変換部と、
前記降圧用の電圧変換部の出力電圧及び前記昇圧用の電圧変換部の出力電圧のうち高い方の出力電圧を出力する出力回路部と、
前記整流回路の出力電圧が所定値以上となったとき、前記整流回路から前記昇圧用の電圧変換部への電圧供給を遮断する遮断回路部と、を備えた、
主軸装置。

【請求項2】

前記遮断回路部は、前記降圧用の電圧変換部の出力電圧が二つの抵抗器によって分圧された分圧電圧と、前記整流回路の出力電圧が二つの抵抗器によって分圧された分圧電圧とを比較する比較器と、前記比較器の出力電圧が供給される遮断素子とを有しており、
前記昇圧用の電圧変換部には、前記整流回路で直流に変換された直流電圧が前記遮断素子を介して入力される、
請求項１に記載の主軸装置。

【請求項3】

前記出力回路部は、前記昇圧用の電圧変換部の出力電圧がアノードに入力される第１ダイオードと、前記降圧用の電圧変換部の出力電圧がアノードに入力される第２ダイオードとを有し、前記第１ダイオードのカソードと前記第２ダイオードのカソードとが接続されたダイオードオア回路からなる、
請求項１又は２に記載の主軸装置。

【請求項4】

前記電源回路部から直流電力の供給を受ける前記センサ回路部を有し、
前記センサ回路部が振動センサを有し、
前記制御回路部は、前記振動センサによって検出される振動が大きいほど高い頻度で潤滑油の液滴が飛び出すように前記ポンプ部を制御する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の主軸装置。

【請求項5】

前記電源回路部から直流電力の供給を受ける前記センサ回路部を有し、
前記センサ回路部が前記主軸の回転速度を検出するための磁界センサを有し、
前記制御回路部は、前記磁界センサによって検出される前記主軸の回転速度が速いほど高い頻度で潤滑油の液滴が飛び出すように前記ポンプ部を制御する、
請求項１乃至４の何れか１項に項に記載の主軸装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主軸装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば工作機械に用いられる主軸装置には、回転部材としての主軸に取り付けられた磁石の回転により交流電圧を発生させ、これを整流及び平滑化して得られた直流電圧を用いて主軸を支持する転がり軸受に潤滑油を供給するものがある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に記載の潤滑油供給装置は、一対の転がり軸受の内輪の間に配置された内輪間座に埋め込まれたリング状の多極磁石、及び非回転に配置された鉄心に巻回された発電コイルにより発電機が構成されている。この発電機で発生した交流電圧は、交直変換器で直流に変換され、コンデンサに蓄電される。コンデンサに蓄電された直流電力は、制御部のＣＰＵや複数のセンサ等の電子部品に供給される。複数のセンサには、転がり軸受の温度を検知する温度センサや転がり軸受の回転速度を検知する速度センサが含まれる。ＣＰＵは、これらのセンサの検出信号に基づいて給油ユニットの電磁石を制御し、電磁石の磁力によって弁体を進退移動させてノズルを開閉させる。ノズルが開状態となると、タンクに貯留された潤滑油が転がり軸受に吐出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－９２２３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のように構成された発電機で発生する交流電圧は、主軸の回転速度に応じて変化する。一方、ＣＰＵや各種のセンサを有する制御部には、直流電源として所定の範囲の電圧を供給する必要がある。このため、特許文献１に記載の潤滑油供給装置では、主軸の回転速度が所定の速度範囲に保たれる場合には転がり軸受に潤滑油を吐出することができても、この速度範囲よりも低回転あるいは高回転となると、制御部に適切な直流電圧を供給することができない。

【0006】

そこで、本発明は、固定部材に対する回転部材の回転速度が大きく変動しても、例えば電子部品を動作させるために適切な所定の直流電圧を発生させることが可能な主軸装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記の目的を達成するため、回転部材である主軸と、固定部材であるハウジングと、前記ハウジングに対して前記主軸を回転可能に支持する一対の転がり軸受と、前記一対の転がり軸受に潤滑油を供給する潤滑油供給装置とを備え、前記潤滑油供給装置は、電源回路部と、前記電源回路部から直流電力の供給を受ける制御回路部と、潤滑油を貯留するタンクと、前記制御回路部から供給される電気信号により作動して前記タンクに貯留された潤滑油を前記一対の転がり軸受に吐出するポンプ部と、前記主軸に取り付けられた磁石部とを有し、前記電源回路部、前記制御回路部、前記タンク、前記ポンプ部、及び前記磁石部が前記一対の転がり軸受の間に配置されており、前記電源回路部は、前記ハウジングに取り付けられ、前記磁石部の磁束が鎖交するコイルと、前記コイルによって発生した交流電圧を直流電圧に変換する整流回路と、前記整流回路から供給される入力電圧を昇圧して出力する昇圧用の電圧変換部、及び前記整流回路から供給される入力電圧を降圧して出力する降圧用の電圧変換部と、前記降圧用の電圧変換部の出力電圧及び前記昇圧用の電圧変換部の出力電圧のうち高い方の出力電圧を出力する出力回路部と、前記整流回路の出力電圧が所定値以上となったとき、前記整流回路から前記昇圧用の電圧変換部への電圧供給を遮断する遮断回路部と、を備えた、主軸装置を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る主軸装置によれば、主軸の回転速度が大きく変動しても、適切に潤滑油を供給することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態に係る主軸装置の構成例を示す断面図である。

【図2】主軸の回転軸線に対して垂直な断面における主軸装置の断面図である。

【図3】電源回路部の概略構成例を示す回路図である。

【図4】電源回路部の各部の電圧の時間的な変化を示すグラフであり、（ａ）は整流回路の出力電圧を、（ｂ）は第１電圧変換部への入力電圧を、（ｃ）は第１電圧変換部の出力電圧を、（ｄ）は第２電圧変換部の出力電圧を、（ｅ）は出力回路部の出力電圧を、それぞれ示す。

【図5】ポンプ部の構成例を示す模式図であり、（ａ）はピエゾ素子に電圧が印加されていないときの状態を示し、（ｂ）はピエゾ素子に電圧が印加されたときの状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図５を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

【0012】

図１は、本発明の実施の形態に係る主軸装置の構成例を示す断面図である。図２は、主軸の回転軸線に対して垂直な断面における主軸装置の断面図である。図１は、図２におけるＡ－Ａ線の断面図である。

【0013】

この主軸装置１は、例えばマシンニングセンター、研削盤、あるいは旋盤等の工作機械において、工作物を加工するために用いられる。主軸装置１は、回転部材としての主軸１０と、第１ハウジング部材１１１及び第２ハウジング部材１１２を有する固定部材としてのハウジング１１と、ハウジング１１に対して主軸１０を回転可能に支持する一対の転がり軸受１２，１２と、ステータ１３１及びロータ１３２を有するモータ部１３と、一対の転がり軸受１２，１２に潤滑油を供給する潤滑油供給装置２とを有している。ハウジング１１は、例えば工作機械のベースに対して位置調整可能に設けられたサドルに非回転に固定される。

【0014】

主軸１０は、第１ハウジング部材１１１に収容された大径部１０１と、第２ハウジング部材１１２に収容された小径部１０２とを一体に有し、回転軸線Ｏを中心として回転する。以下、回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向という。第１ハウジング部材１１１と第２ハウジング部材１１２とは、軸方向に並んで配置され、図略のボルトにより結合されている。モータ部１３のロータ１３２は、複数の磁極を有し、主軸１０の大径部１０１の外周面に固定されている。ステータ１３１は、第１ハウジング部材１１１に取り付けられた複数のコア１３１ａに励磁コイル１３１ｂが巻き回されている。励磁コイル１３１ｂには、図略の上位コントローラからモータ電流が供給される。主軸１０は、モータ部１３のトルクによってハウジング１１に対して回転し、工具や砥石又は工作物を回転させる。

【0015】

一対の転がり軸受１２，１２のそれぞれは、主軸１０の小径部１０２に外嵌された内輪１２１と、第２ハウジング部材１１２に内嵌された外輪１２２と、内輪１２１の外周面に形成された軌道面１２１ａ及び外輪１２２の内周面に形成された軌道面１２２ａを転動する複数の球状の転動体１２３とを有している。一対の転がり軸受１２，１２の間には、潤滑油供給装置２が間座として配置されている。換言すれば、潤滑油供給装置２が一対の転がり軸受１２，１２の間に軸方向に挟まれている。

【0016】

一対の転がり軸受１２，１２のうち、第２ハウジング部材１１２の奥側（第１ハウジング部材１１１側）に配置された一方の転がり軸受１２の内輪１２１は、その一側面１２１ｂが主軸１０の大径部１０１と小径部１０２との間の段差面１０ａに当接し、他方の転がり軸受１２の内輪１２１の一側面１２１ｃには、主軸１０のねじ部１０３に螺合した内輪固定ナット１４が当接している。また、一方の転がり軸受１２の外輪１２２は、その一側面１２２ｂが第２ハウジング部材１１２に設けられた当接面１１２ａに当接し、他方の転がり軸受１２の外輪１２２の一側面１２２ｃには、第２ハウジング部材１１２の端部に固定された外輪固定部材１５が当接している。

【0017】

潤滑油供給装置２は、図２に示すように、環状の非磁性体からなるケース部材２０と、ケース部材２０に収容された電源回路部３と、電源回路部３から直流電力の供給を受ける制御回路部４及びセンサ回路部５と、潤滑油Ｌを貯留するタンク６と、制御回路部４から供給される電気信号により作動するポンプ部７と、主軸１０に取り付けられた環状の磁石部８とを有している。電源回路部３、制御回路部４、センサ回路部５、タンク６、及びポンプ部７は、電線２１～２４によりそれぞれ接続されている。

【0018】

ケース部材２０は、一対の転がり軸受１２，１２のそれぞれの外輪１２２，１２２の間に配置され、ハウジング１１の第２ハウジング１１２に固定されている。また、ケース部材２０は、電源回路部３、制御回路部４、センサ回路部５、タンク６、及びポンプ部７を収容している。磁石部８は、一対の転がり軸受１２，１２のそれぞれの内輪１２１，１２１の間に配置され、主軸１０の小径部１０２に固定されている。

【0019】

制御回路部４は、ＣＰＵ４１や、ＣＰＵ４１が実行するプログラム等を記憶するメモリＩＣ４２、及びスイッチングによりポンプ部７に供給する電気信号を生成するスイッチング素子４３、ならびに上位コントローラとの通信を行うための通信ＩＣ４４などが回路基板４０１，４０２に搭載されている。また、制御回路部４は、主軸１０が回転停止状態である場合にもＣＰＵ４１等に電源を供給するためのバッテリー４５を有している。制御回路部４には、電線２１によって電源回路部３から直流電力が供給される。

【0020】

センサ回路部５は、例えば振動センサ５１や温度センサ５２等の各種のセンサ、及びこれらセンサの出力信号を増幅するトランジスタ等の増幅素子５３などが回路基板５０に実装されている。また、磁石部８の磁界によって主軸１０の回転速度を検出するための磁界センサを回路基板５０に搭載してもよい。センサ回路部５には、電線２２によって電源回路部３から直流電力が供給される。センサ回路部５において検出及び増幅された各種の物理量を示す検出信号は、電線２３によって制御回路部４に送られる。

【0021】

磁石部８は、Ｎ極が外周側を向きＳ極が内周側を向く複数の第１磁石８１と、Ｓ極が外周側を向きＮ極が内周側を向く複数の第２磁石８２と、複数の第１磁石８１及び第２磁石８２の内周に配置された円筒状のインナスリーブ８３と、複数の第１磁石８１及び第２磁石８２の外周に配置された円筒状のアウタスリーブ８４とを有している。複数の第１磁石８１及び第２磁石８２は、周方向に沿って交互に配置されており、第１磁石８１と第２磁石８２との間には、例えば樹脂からなる非磁性のスペーサ８０が介在して配置されている。インナスリーブ８３及びアウタスリーブ８４は、例えばオーステナイト系ステンレス等の非磁性金属からなる。

【0022】

インナスリーブ８３は、主軸１０における小径部１０２の外周面に例えば接着により固定されている。複数の第１磁石８１及び第２磁石８２は、インナスリーブ８３を介して主軸１０に取り付けられており、インナスリーブ８３及びアウタスリーブ８４と共に主軸１０と一体に回転する。アウタスリーブ８４とケース部材２０の内周面との間には、僅かな隙間（エアギャップ）が形成されている。磁石部８は、電源回路部３と共に発電装置９を構成する。

【0023】

図３は、電源回路部３の概略構成例を示す回路図である。電源回路部３は、回路基板３０（図２参照）と、磁石部８の第１磁石８１及び第２磁石８２の磁束が鎖交する発電コイル３１と、４つのダイオード３２１～３２４を組み合わせたダイオードブリッジからなる整流回路３２と、整流回路３２から供給される入力電圧に対する出力電圧の比がそれぞれ異なる第１電圧変換部３３及び第２電圧変換部３４と、第１電圧変換部３３及び第２電圧変換部３４のそれぞれの出力電圧のうち何れかの出力電圧を選択的に出力する出力回路部３５と、整流回路３２の出力電圧が所定値以上となったとき、整流回路３２から第１電圧変換部３３への電圧供給を遮断する遮断回路部３６とを有している。

【0024】

発電コイル３１は、回路基板３０に搭載され、回路基板３０はケース部材２０に固定されている。これにより、発電コイル３１は、回路基板３０及びケース部材２０を介してハウジング１１に取り付けられている。主軸１０が回転すると、発電コイル３１に鎖交する磁束の向き及び大きさが変化し、発電コイル３１に交流電圧が発生する。発電コイル３１に発生する交流電圧の周波数及び実効値は、主軸１０が高速で回転するほど高くなる。整流回路３２は、発電コイル３１に発生する交流電圧を全波整流して直流に変換する。

【0025】

第１電圧変換部３３には、整流回路３２で直流に変換された直流電圧が遮断回路部３６の遮断素子としてのフォトカプラ３６７（後述）を介して入力される。第２電圧変換部３４には、整流回路３２で直流に変換された直流電圧が常時直接的に入力される。

【0026】

第１電圧変換部３３は、入力電圧を昇圧して出力する昇圧用の電圧変換部であり、整流回路３２から供給される入力電圧を規定値の電圧に昇圧して出力することが可能である。第２電圧変換部３４は、入力電圧を降圧して出力する降圧用の電圧変換部であり、整流回路３２から供給される入力電圧を規定値の電圧に降圧して出力することが可能である。すなわち、第１電圧変換部３３と第２電圧変換部３４とは、規定値の電圧を出力するために必要な入力電圧の範囲が互いに異なる。第１電圧変換部３３の出力電圧の規定値と第２電圧変換部３４の出力電圧の規定値とは同じ値である。ここで、規定値とは、出力すべき電圧の目標値をいう。

【0027】

第１電圧変換部３３は、昇圧レギュレータＩＣ３３１と、この昇圧レギュレータＩＣ３３１に接続された昇圧コイル３３２及び平滑コンデンサ３３３とを有し、昇圧レギュレータＩＣ３３１に内蔵されたスイッチング素子のオン・オフにより昇圧コイル３３２のエネルギーの蓄積と放出とを繰り返すことにより入力電圧を昇圧して出力する。また、第２電圧変換部３４は、降圧レギュレータＩＣ３４１と、この降圧レギュレータＩＣ３４１に接続された降圧コイル３４２及び平滑コンデンサ３４３とを有し、降圧レギュレータＩＣ３４１に内蔵されたスイッチング素子のオン・オフにより降圧コイル３４２に流れる電流量を調整することで入力電圧を降圧して出力する。

【0028】

第１電圧変換部３３及び第２電圧変換部３４の出力電圧の規定値は、制御回路部４におけるＣＰＵ４１等の電子部品の動作電圧に対して出力回路部３５における電圧降下を見込んだ電圧値であり、例えば４Ｖである。すなわち、第１電圧変換部３３は、入力電圧をこの規定値の電圧まで昇圧して出力し、第２電圧変換部３４は、入力電圧をこの規定値の電圧まで降圧して出力する。また、第２電圧変換部３４は、入力電圧（平均値）が出力電圧の規定値未満である場合、電圧を出力しない。

【0029】

出力回路部３５は、第１電圧変換部３３の出力電圧がアノードに入力される第１ダイオード３５１と、第２電圧変換部３４の出力電圧がアノードに入力される第２ダイオード３５２とを有し、第１ダイオード３５１のカソードと第２ダイオード３５２のカソードとが接続されたダイオードオア回路からなる。この出力回路部３５は、第１電圧変換部３３及び第２電圧変換部３４のそれぞれの出力電圧のうち何れか高い方の出力電圧を電線２１によって制御回路部４に供給する。

【0030】

遮断回路部３６は、第２電圧変換部３４の出力電圧が抵抗器３６１，３６２によって分圧された分圧電圧と、整流回路３２の出力電圧が抵抗器３６３，３６４によって分圧された分圧電圧とを比較する比較器３６５と、比較器３６５の出力電圧が抵抗器３６６を介して供給されるフォトカプラ３６７とを有している。ここで、フォトカプラ３６７は、遮断回路部３６のスイッチの役目を担う。抵抗器３６１～３６４は、整流回路３２の出力電圧が所定値以上となったとき、整流回路３２から第１電圧変換部３３への電圧供給が遮断されるように抵抗値が定められている。

【0031】

この所定値は、第２電圧変換部３４の出力電圧の規定値よりも高い値である。すなわち、遮断回路部３６は、第２電圧変換部３４に入力される入力電圧が第１電圧変換部３３の出力電圧よりも高い状態で、第１電圧変換部３３への電圧供給を遮断する。これにより、出力回路部３５には、第１電圧変換部３３及び第２電圧変換部３４のうち少なくとも何れか一方から規定値の電圧が供給され、遮断回路部３６による電圧遮断時に出力回路部３５から出力される電圧が一時的にゼロになってしまうことがない。また、遮断回路部３６によって第１電圧変換部３３へ入力される電圧が遮断されることにより、第１電圧変換部３３が過電圧により破壊しないように保護される。

【0032】

図４は、主軸１０の回転速度がゼロから最大速度付近まで上昇した後にゼロまで下降した場合の電源回路部３の各部の電圧の時間的な変化を示すグラフであり、（ａ）は整流回路３２の出力電圧を、（ｂ）は第１電圧変換部３３への入力電圧を、（ｃ）は第１電圧変換部３３の出力電圧を、（ｄ）は第２電圧変換部３４の出力電圧を、（ｅ）は出力回路部３５の出力電圧を、それぞれ示している。

【0033】

図４（ａ）に示すように、整流回路３２の出力電圧は、時刻ｔ_０から時刻ｔ_４まで主軸１０の回転速度に連れて上昇し、その後、時刻ｔ_８においてゼロとなる。第１電圧変換部３３に入力される電圧は、図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ_３までは整流回路３２の出力電圧の上昇と共に高くなるが、時刻ｔ_３において整流回路３２の出力電圧が所定値（Ｖ_１）となると遮断回路部３６により遮断されてゼロとなる。また、時刻ｔ_５において整流回路３２の出力電圧が所定値（Ｖ_１）以下となると、遮断回路部３６による電圧遮断が解除され、第１電圧変換部３３に入力される電圧が整流回路３２の出力電圧と略等しくなる。

【0034】

第１電圧変換部３３の出力電圧は、図４（ｃ）に示すように、時刻ｔ_１において立ち上がって規定値（Ｖ_２）となり、時刻ｔ_３において遮断回路部３６によって電圧入力が遮断されるとゼロとなる。また、第１電圧変換部３３の出力電圧は、時刻ｔ_５において整流回路３２の出力電圧が所定値（Ｖ_１）以下となると再び立ち上がり、整流回路３２の出力電圧の低下によって時刻ｔ_７において立ち下がるまで規定値（Ｖ_２）となる。この所定値（Ｖ_１）は、第１電圧変換部３３及び第２電圧変換部３４の出力電圧の規定値（Ｖ_２）よりも高い値である。

【0035】

第２電圧変換部３４の出力電圧は、図４（ｄ）に示すように、整流回路３２の出力電圧が第２電圧変換部３４の出力電圧の規定値（Ｖ_２）となる時刻ｔ_２において立ち上がる。第２電圧変換部３４は、時刻ｔ_６において整流回路３２の出力電圧が第２電圧変換部３４の出力電圧の規定値（Ｖ_２）となるまで、規定値（Ｖ_２）の電圧を出力する。時刻ｔ_２から時刻ｔ_３までの間、及び時刻ｔ_５から時刻ｔ_６までの間は、第１電圧変換部３３及び第２電圧変換部３４が共に規定値（Ｖ_２）の電圧を出力する重複期間である。

【0036】

出力回路部３５からは、時刻ｔ_１からｔ_７までの間にわたり、第１電圧変換部３３及び第２電圧変換部３４の出力電圧の規定値（Ｖ_２）から第１ダイオード３５１及び第２ダイオード３５２の電圧降下分（例えば０．７Ｖ）を差し引いた電圧値（Ｖ_３）の電圧が出力される。この電圧値（Ｖ_３）は、制御回路部４におけるＣＰＵ４１等の電子部品の動作電圧として適した値であり、例えば３．３Ｖである。

【0037】

図５（ａ），（ｂ）は、ポンプ部７の構成例を示す模式図である。ポンプ部７は、制御回路部４から供給される電気信号により作動し、吐出口７１から潤滑油Ｌの微細な液滴Ｄを吐出する。本実施の形態では、ポンプ部７が２つの吐出口７１（図１参照）を有し、それぞれの吐出口７１から潤滑油供給装置２を挟む一対の転がり軸受１２，１２のそれぞれの転動体１２３に向かって潤滑油Ｌの微細な液滴Ｄを吐出する。図５（ａ），（ｂ）では、一方の吐出口７１と、この吐出口７１から液滴Ｄを吐出するための構造を図示している。

【0038】

ポンプ部７は、吐出口７１が設けられたポンプ本体部７０と、ポンプ本体部７０に周縁部が固定されたピエゾ素子７２とを有している。ピエゾ素子７２は、電圧が印加されると形状が変化する特性を有している。本実施の形態では、電圧の印加によりピエゾ素子７２が湾曲してポンプ本体部７０内に導入された潤滑油Ｌが圧縮され、潤滑油Ｌの一部が液滴Ｄとして吐出口７１から飛び出すようにポンプ部７が構成されている。

【0039】

制御回路部４は、パルス状の電気信号を電線２４を介してポンプ部７に供給する。ピエゾ素子７２は、この電気信号の電圧が印加されることにより、パルスの立ち上がりで変形して液滴Ｄを飛び出させる。図５（ａ）は、ピエゾ素子７２に電圧が印加されていないときの状態を示し、図５（ｂ）は、ピエゾ素子７２に電圧が印加されたときの状態を示している。

【0040】

制御回路部４のＣＰＵ４１は、例えば主軸１０の回転速度に応じて、回転速度が速いほど高い頻度で液滴Ｄが飛び出すようにポンプ部７を制御する。具体的には、パルス信号の周波数を高くする。これにより、転がり軸受１２の摩耗を抑制し、焼き付きなどを防ぐことができる。ＣＰＵ４１は、例えばモータ部１３を制御する上位コントローラとの通信により主軸１０の回転速度を検知することができる。また、センサ回路部５が主軸１０の回転速度を検出するための磁界センサを有している場合には、この磁界センサの検出信号に基づいて主軸１０の回転速度を検知してもよい。

【0041】

また、ＣＰＵ４１は、センサ回路部５の振動センサ５１によって検出される振動が大きいほど、高い頻度で液滴Ｄが飛び出すようにポンプ部７を制御する。これにより、転がり軸受１２の潤滑不足による主軸装置１の振動を抑制することができる。

【0042】

なお、電源回路部３から制御回路部４に供給された直流電力の一部は、バッテリー４５に蓄電され、ＣＰＵ４１等の電子部品は、主軸１０の停止時にも、バッテリー４５に蓄電された電力によって動作することが可能である。制御回路部４は、主軸１０が停止しているときでも、上位コントローラとの通信を行い、例えば振動センサ５１による振動強度の検出値や、温度センサ５２による温度の検出値の情報を上位コントローラに送信する。

【0043】

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態に係る発電装置９によれば、ハウジング１１に対する主軸１０の回転速度が大きく変動しても、所定の直流電圧を安定的に発生させ、制御回路部４に供給することが可能となる。そして、転がり軸受１２に適切に潤滑油Ｌを供給することが可能となる。特に、本実施の形態では、電源回路部３が昇圧用の電圧変換部としての第１電圧変換部３３と降圧用の電圧変換部としての第２電圧変換部３４とを有しているため、主軸１０の回転速度の広い範囲において、制御回路部４にＣＰＵ４１等の電子部品を動作させるために適切な電圧値の直流電力を供給することができる。

【0044】

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

【0045】

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、発電装置９を主軸装置１に適用した場合について説明したが、本発明に係る発電装置の用途は主軸装置に限らず、様々な装置に適用することが可能である。またさらに、上記の実施の形態では、回転部材（主軸１０）に複数の磁石（第１磁石８１及び第２磁石８２）が取り付けられ、固定部材（ハウジング１１）にコイル（発電コイル３１）が取り付けられた場合について説明したが、これとは逆に、回転部材にコイルを取り付け、固定部材に複数の磁石を取り付けてもよい。この場合、回転部材と共に回転する電子部品等に所定の電圧値の直流電力を供給することができる。

【0046】

また、上記の実施の形態では、ポンプ部７が２つの吐出口７１する場合について説明したが、ポンプ部７の吐出口７１は一つでもよい。この場合、潤滑油供給装置２を挟む一対の転がり軸受１２，１２のうち一方の転がり軸受１２に潤滑油が供給される。なお、この一方の転がり軸受１２は、一対の転がり軸受１２，１２のうち主軸１０の回転時における荷重負荷が大きい方の転がり軸受１２であることが望ましい。なお、ポンプ部７の構成も、上記のピエゾ素子を用いたものに限らず、例えば電磁石の磁力によって弁体を進退移動させてノズルを開閉させたり、ダイヤフラムを振動させて供給対象に潤滑油を供給するものであってもよい。

【0047】

また、上記の実施の形態では、複数の電圧変換部として、昇圧用の第１電圧変換部３３と、降圧用の第２電圧変換部３４とを有する場合について説明したが、これに限らず、昇圧用又は降圧用の第３電圧変換部をさらに備えていてもよい。

【0048】

１…主軸装置
１０…主軸（回転部材）
１１…ハウジング（固定部材）
３１…発電コイル（コイル）
３２…整流回路
３３…第１電圧変換部（昇圧用の電圧変換部）
３４…第２電圧変換部（降圧用の電圧変換部）
３５…出力回路部
３６…遮断回路部
４…制御回路部
８１…第１磁石
８２…第２磁石
９…発電装置
Ｌ…潤滑油

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】