特許 7456883 転がり軸受ホルダユニット

(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】2024-03-18

(45)【発行日】2024-03-27

(54)【発明の名称】転がり軸受ホルダユニット

(51)【国際特許分類】

   F16C 41/00 20060101AFI20240319BHJP

   F16C 19/16 20060101ALI20240319BHJP

   F16C 35/067 20060101ALI20240319BHJP

【ＦＩ】

F16C41/00

F16C19/16

F16C35/067

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020131006

(22)【出願日】2020-07-31

(65)【公開番号】P2022027170

(43)【公開日】2022-02-10

【審査請求日】2022-04-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】内田 洋治

(72)【発明者】

【氏名】藤裏 英雄

(72)【発明者】

【氏名】滝本 達也

(72)【発明者】

【氏名】井口 洋二

【審査官】西藤 直人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１２７７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－００８５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４４８８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ １９／１６－１９／１８

Ｆ１６Ｃ ３５／０６７

Ｆ１６Ｃ ４１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外輪、前記外輪の内周側に前記外輪と同軸状に配置された内輪、及び前記外輪と前記内輪との間に配置された複数の転動体、を備え、所定の回転軸を有する転がり軸受と、
前記転がり軸受の前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面と接するように配置される軸受ホルダと、
前記外輪又は前記内輪のひずみを検出する抵抗体を備えたひずみゲージと、を有し、
前記軸受ホルダは、肉厚部と、前記肉厚部よりも厚さが薄い肉薄部と、を備え、
前記ひずみゲージは、前記肉薄部に配置され、
前記転がり軸受には、所定の接触角となる予圧が加えられており、
前記肉厚部は、少なくとも、前記接触角を示す直線と前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面との交点から、前記交点に近い方の前記外輪又は前記内輪の端面である予圧側端面までの領域と接するように配置されており、
前記肉厚部の前記回転軸方向の長さは、前記外輪及び前記内輪の前記回転軸方向の長さと略等しく、
前記肉厚部は、前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面の全面と接するように配置される転がり軸受ホルダユニット。

【請求項2】

外輪、前記外輪の内周側に前記外輪と同軸状に配置された内輪、及び前記外輪と前記内輪との間に配置された複数の転動体、を備え、所定の回転軸を有する転がり軸受と、
前記転がり軸受の前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面と接するように配置される軸受ホルダと、
前記外輪又は前記内輪のひずみを検出する抵抗体を備えたひずみゲージと、を有し、
前記軸受ホルダは、肉厚部と、前記肉厚部よりも厚さが薄い肉薄部と、を備え、
前記ひずみゲージは、前記肉薄部に配置され、
前記転がり軸受には、所定の接触角となる予圧が加えられており、
前記肉厚部は、少なくとも、前記接触角を示す直線と前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面との交点から、前記交点に近い方の前記外輪又は前記内輪の端面である予圧側端面までの領域と接するように配置されており、
前記肉厚部は円筒状であり、前記肉薄部は前記肉厚部に設けられた凹部である転がり軸受ホルダユニット。

【請求項3】

外輪、前記外輪の内周側に前記外輪と同軸状に配置された内輪、及び前記外輪と前記内輪との間に配置された複数の転動体、を備え、所定の回転軸を有する転がり軸受と、
前記転がり軸受の前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面と接するように配置される軸受ホルダと、
前記外輪又は前記内輪のひずみを検出する抵抗体を備えたひずみゲージと、を有し、
前記軸受ホルダは、肉厚部と、前記肉厚部よりも厚さが薄い肉薄部と、を備え、
前記ひずみゲージは、前記肉薄部に配置され、
前記転がり軸受には、所定の接触角となる予圧が加えられており、
前記肉厚部は、少なくとも、前記接触角を示す直線と前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面との交点から、前記交点に近い方の前記外輪又は前記内輪の端面である予圧側端面までの領域と接するように配置されており、
前記転がり軸受を２つ備え、
２つの前記転がり軸受は、各々の前記回転軸が一致するように所定間隔をあけて、前記予圧側端面が互いに対向するように配置され、
２つの前記転がり軸受に対して１つの軸受ホルダが設けられ、
前記肉厚部は、少なくとも、各々の前記転がり軸受の前記領域と接するように配置され、
前記肉厚部の一方の前記転がり軸受と接する部分が、他方の前記転がり軸受側に延伸して他方の前記転がり軸受と接する部分と一体化されている転がり軸受ホルダユニット。

【請求項4】

外輪、前記外輪の内周側に前記外輪と同軸状に配置された内輪、及び前記外輪と前記内輪との間に配置された複数の転動体、を備え、所定の回転軸を有する転がり軸受と、
前記転がり軸受の前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面と接するように配置される軸受ホルダと、
前記外輪又は前記内輪のひずみを検出する抵抗体を備えたひずみゲージと、を有し、
前記軸受ホルダは、肉厚部と、前記肉厚部よりも厚さが薄い肉薄部と、を備え、
前記ひずみゲージは、前記肉薄部に配置され、
前記転がり軸受には、所定の接触角となる予圧が加えられており、
前記肉厚部は、少なくとも、前記接触角を示す直線と前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面との交点から、前記交点に近い方の前記外輪又は前記内輪の端面である予圧側端面までの領域と接するように配置されており、
前記転がり軸受を２つ備え、
２つの前記転がり軸受は、各々の前記回転軸が一致するように所定間隔をあけて、前記予圧側端面が互いに外側を向くように配置され、
２つの前記転がり軸受に対して１つの軸受ホルダが設けられ、
前記肉厚部は、少なくとも、各々の前記転がり軸受の前記領域と接するように配置され、
前記肉薄部の一方の前記転がり軸受と接する部分が、他方の前記転がり軸受側に延伸して他方の前記転がり軸受と接する部分と一体化されている転がり軸受ホルダユニット。

【請求項5】

前記肉薄部は、前記肉厚部の端面の前記回転軸に近い側から前記回転軸方向と略平行な方向に突出している請求項１に記載の転がり軸受ホルダユニット。

【請求項6】

前記肉薄部は、前記肉厚部の端面の前記回転軸から遠い側から前記回転軸方向と略平行な方向に突出している請求項１に記載の転がり軸受ホルダユニット。

【請求項7】

前記肉薄部は、前記肉厚部の端面から前記回転軸と略垂直な方向に延伸し、前記外輪又は前記内輪の端面の一部と接して配置され、
前記肉厚部の径方向の厚さよりも、前記肉薄部の前記回転軸方向の厚さが薄い請求項１に記載の転がり軸受ホルダユニット。

【請求項8】

前記肉厚部及び前記肉薄部は円筒状である請求項１、３乃至７の何れか一項に記載の転がり軸受ホルダユニット。

【請求項9】

前記抵抗体はＣｒ混相膜から形成されている請求項１乃至８の何れか一項に記載の転がり軸受ホルダユニット。

【請求項10】

前記外輪の外径が３０ｍｍ以下である請求項１乃至９の何れか一項に記載の転がり軸受ホルダユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転がり軸受ホルダユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

内周側に軌道面を有する外輪と、外周側に軌道面を有する内輪と、外輪の軌道面と内輪の軌道面との間に介在された転動体とを備えた転がり軸受と、外輪又は内輪のひずみを検出するひずみゲージとを備えたユニットが知られている。例えば、転がり軸受に二重円筒型の軸受用部材を設け、この軸受用部材にひずみゲージを配置する構造が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第３７６６８６４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、転がり軸受に軸受ホルダを設け、軸受ホルダにひずみゲージを配置した転がり軸受ホルダユニットの場合、ひずみゲージを配置する部分の軸受ホルダの構造によっては、転がり軸受ホルダユニットに挿入される軸の剛性を担保することが困難である。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ひずみゲージを配置する部分の構造に起因する軸の剛性の低下を抑制可能な転がり軸受ホルダユニット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】

【0006】

本転がり軸受ホルダユニットは、外輪、前記外輪の内周側に前記外輪と同軸状に配置された内輪、及び前記外輪と前記内輪との間に配置された複数の転動体、を備え、所定の回転軸を有する転がり軸受と、前記転がり軸受の前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面と接するように配置される軸受ホルダと、前記外輪又は前記内輪のひずみを検出する抵抗体を備えたひずみゲージと、を有し、前記軸受ホルダは、肉厚部と、前記肉厚部よりも厚さが薄い肉薄部と、を備え、前記ひずみゲージは、前記肉薄部に配置され、前記転がり軸受には、所定の接触角となる予圧が加えられており、前記肉厚部は、少なくとも、前記接触角を示す直線と前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面との交点から、前記交点に近い方の前記外輪又は前記内輪の端面である予圧側端面までの領域と接するように配置されており、前記肉厚部の前記回転軸方向の長さは、前記外輪及び前記内輪の前記回転軸方向の長さと略等しく、前記肉厚部は、前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面の全面と接するように配置される。

【発明の効果】

【0007】

開示の技術によれば、ひずみゲージを配置する部分の構造に起因する軸の剛性の低下を抑制可能な転がり軸受ホルダユニットを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する斜視図である。

【図2】第１実施形態に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する図である。

【図3】接触角について説明する図である。

【図4】軸受ホルダの肉厚部の配置について説明する図である。

【図5】転がり軸受ホルダユニット１の使用方法を説明する図（その１）である。

【図6】転がり軸受ホルダユニット１の使用方法を説明する図（その２）である。

【図7】ひずみゲージのゲージ長について説明する図である。

【図8】第１実施形態に係るひずみゲージを例示する平面図である。

【図9】第１実施形態に係るひずみゲージを例示する断面図である。

【図10】第１実施形態の変形例１に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図である。

【図11】第１実施形態の変形例２に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図である。

【図12】第１実施形態の変形例３に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図である。

【図13】第１実施形態の変形例４に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図である。

【図14】第２実施形態に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図である。

【図15】第２実施形態の変形例１に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図である。

【図16】第２実施形態の変形例２に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図である。

【図17】第２実施形態の変形例３に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図である。

【図18】第２実施形態の変形例４に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図である。

【図19】第３実施形態に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する斜視図である。

【図20】第４実施形態に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図（その１）である。

【図21】第４実施形態に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図（その２）である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0010】

〈第１実施形態〉
図１は、第１実施形態に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する斜視図である。図２は、第１実施形態に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は断面図、図２（ｃ）は背面図である。

【0011】

図１及び図２を参照すると、転がり軸受ホルダユニット１は、転がり軸受２と、軸受ホルダ６０と、ひずみゲージ１００とを有する。転がり軸受２は、外輪１０と、内輪２０と、複数の転動体３０と、保持器４０と、シール５１及び５２とを有する。なお、図２（ａ）及び図２（ｃ）において、シール５１及び５２の図示は便宜的に省略されている。

【0012】

外輪１０は、回転軸ｍを中心軸とする円筒形の構造体である。内輪２０は、外輪１０の内周側に外輪１０と同軸状に配置された円筒形の構造体である。複数の転動体３０の各々は、外輪１０と内輪２０との間に形成される軌道５０内に配置された球体である。軌道５０内にはグリース等の潤滑剤（図示略）が封入される。シール５１及び５２は、外輪１０の内周面から内輪２０側に突起し、軌道５０を外界から遮断する。

【0013】

外輪１０の内周面には、断面が円弧状の凹部１１が外輪１０の周方向に形成されている。又、内輪２０の外周面には、断面が円弧状の凹部２１が内輪２０の周方向に形成されている。複数の転動体３０は、凹部１１及び２１により周方向に案内される。

【0014】

保持器４０は、軌道５０内に配置されて複数の転動体３０を保持する。具体的には、保持器４０は、回転軸ｍと同軸の環状体であり、回転軸ｍの方向における一方の側に転動体３０を収容するための凹部４１を有し、他方の側が環状体の周方向に連続した背面部４２となっている。

【0015】

軸受ホルダ６０は、外輪１０の外周面と接するように配置されており、外輪１０の外周面を全周に亘って押さえている。ここで、外輪１０の外周面と接するとは、軸受ホルダ６０が他の部材を介さずに外輪１０の外周面と直接的に接する場合の他、接着剤等の他の部材を介して間接的に接する場合も含む。軸受ホルダ６０は、例えば、外輪１０に圧入されている。或いは、軸受ホルダ６０は、外輪１０に接着されてもよい。軸受ホルダ６０は、例えば、真鍮、アルミニウム、ステンレスなどの金属や、樹脂等により形成できる。

【0016】

軸受ホルダ６０は、円筒状（中空円柱状）の肉厚部６１と、肉厚部６１よりも径方向の厚さが薄い円筒状の肉薄部６２とを備えている。軸受ホルダ６０は、回転軸ｍ方向の長さが外輪１０及び内輪２０の回転軸ｍ方向の長さと略等しい。肉厚部６１及び肉薄部６２の各々の回転軸ｍ方向の長さは、外輪１０及び内輪２０の回転軸ｍ方向の長さよりも短い。肉厚部６１及び肉薄部６２は、内径が外輪１０の外径と略等しく、回転軸ｍ方向に隣接している。肉厚部６１と肉薄部６２とは、例えば、一体成型されている。

【0017】

本実施形態では、肉厚部６１及び肉薄部６２の各々の厚さは、略一定である。肉薄部６２は、転動体３０の回転時に外輪１０で生じるひずみを、ひずみゲージ１００に伝達するひずみ伝達部である。肉薄部６２には、接着層を介してひずみゲージ１００が配置されている。

【0018】

ひずみゲージ１００は、外輪１０又は内輪２０のひずみを検出するセンサであり、受感部となる抵抗体１０３、配線１０４、端子部１０５等を有している。ひずみゲージ１００は、外輪１０又は内輪２０のひずみを抵抗体１０３の抵抗値の変化として検出する。

【0019】

ひずみゲージ１００において、抵抗体１０３は、例えば、長手方向（ゲージ長方向）を外輪１０の周方向に向けて配置されている。外輪１０の周方向は軸方向よりも伸縮し易いため、抵抗体１０３の長手方向を外輪１０の周方向に向けて配置することで、大きなひずみ波形を得ることができる。ひずみゲージ１００の出力を外部装置でモニタすることにより、外輪１０で生じるひずみを監視できる。

【0020】

図３は、接触角について説明する図であり、回転軸ｍと転動体３０の中心とを通る断面図である。図３に示すように、外輪１０及び内輪２０には、所定の接触角θ_１となる予圧が加えられている。外輪１０及び内輪２０に適切な予圧を加えることで、回転軸の振れ精度向上や振動・騒音の低減に寄与できる。

【0021】

ここで、接触角θ_１は、断面視において、外輪１０と転動体３０との接点と、内輪２０と転動体３０との接点とを結ぶ直線Ａと、ラジアル方向に伸びる直線Ｂとのなす角である。Ｃ_Ｏは、断面視において、直線Ａの延長線と、外輪１０の外周面との交点である。Ｄ_Ｏは、断面視において、交点Ｃ_Ｏから、交点Ｃ_Ｏに近い方の外輪１０の端面である予圧側端面までの、外輪１０の外周面の領域である。領域Ｄ_Ｏは、転動体３０の回転時の変位が比較的大きい領域である。なお、直線Ａの延長線を、接触角を示す直線と称する場合がある。

【0022】

図４は、軸受ホルダの肉厚部の配置について説明する図であり、図２（ｂ）に対応する断面図である。図４に示すように、軸受ホルダ６０の肉厚部６１は、少なくとも外輪１０の外周面の領域Ｄ_Ｏと接するように配置されている。このように、軸受ホルダ６０の肉厚部６１は、転動体３０の回転時の変位が比較的大きい領域Ｄ_Ｏと接するように配置される。これにより、ひずみゲージ１００を配置する部分の構造に起因する、転がり軸受ホルダユニット１に挿入される軸の剛性の低下を抑制可能となり、軸の剛性を担保できる。

【0023】

一方、外輪１０の外周面の領域Ｄ_Ｏを除く領域は、転動体３０の回転時の変位が比較的小さいため、その領域には軸受ホルダ６０の肉薄部６２を配置できる。そして、肉薄部６２は、厚さが薄いことで、転動体３０の回転時に外輪１０で生じるひずみを、ひずみゲージ１００に好適に伝達できる。

【0024】

肉薄部６２の厚さは、ひずみ伝達性の観点から、ひずみゲージ１００の出力電圧が出力内に内包しているノイズ成分の約１０倍の出力を得ることが望ましい。ひずみゲージ１００がホイートストンブリッジの抵抗の１つを構成する場合、例えば肉薄部６２が円筒形状であれば、肉薄部６２の厚さは以下に示す式（１）を満たす厚さ以下にする必要がある。

【0025】

【数1】

式（１）において、ｔは肉薄部６２の厚さ、Ｐは肉薄部６２に加わる荷重、Ｌは肉薄部６２の内径、ｎは転がり軸受２の回転数、Ｗは肉薄部６２の回転軸ｍ方向の長さ、Ｋはゲージ率、Ｖはブリッジ電圧、Ｅは肉薄部６２のヤング率、ｅはひずみゲージ１００の出力電圧ｅ_ｏが出力内に内包しているノイズ電圧である。但し、内輪固定の場合には、Ｌは肉薄部の外径となる。

【0026】

式（１）は、次のように導出できる。すなわち、肉薄部６２の形状を指定して有限要素法等によるシミュレーションからひずみεを求めることができるため、それを下記式にひずみゲージのパラメータと共に導入することで出力電圧ｅ_ｏが概算できる。その出力電圧ｅ_ｏがノイズ出力ｅの平均の１０倍程度になるように、肉薄部６２の厚さｔを逆算すればよい。

【0027】

具体的には、ひずみεは、曲げモーメントＭと断面係数Ｚを用い式（２）で表せる。又、曲げモーメントＭと断面係数Ｚは、それぞれ式（３）及び式（４）で表せる。又、出力電圧ｅ_ｏをノイズ電圧ｅの１０倍とすると、出力電圧ｅ_ｏ及びノイズ電圧ｅは、式（５）で表せる。式（５）に式（２）～式（４）を代入すると式（６）が得られ、式（６）のｔを右辺にもっていき整理すると、式（１）が得られる。

【0028】

【数2】

【0029】

【数3】

【0030】

【数4】

【0031】

【数5】

【0032】

【数6】

上記は肉薄部６２が円筒形状である場合に用いられる計算例である。肉薄部６２の形状に応じて上記式を適宜変更することで、同様にして肉薄部６２の必要な厚みを計算することができる。

【0033】

例えば、外輪１０が小径（例えば、直径３０ｍｍ程度）である場合、肉厚部６１の厚さは、転がり軸受ホルダユニット１に挿入される軸の剛性を担保する観点から、肉薄部６２の曲げ剛性の１０倍以上になる厚さが望ましい。例えば肉薄部６２が円筒形状の場合、好ましい肉厚部６１の厚みは肉薄部６２の約３倍であり、この場合、肉薄部６２の曲げ剛性の約１０倍になる。

【0034】

なお、ひずみゲージ１００を配置する位置は、肉薄部６２における肉厚部６１に近い方が好ましい。予圧の交点Ｃ_Ｏに近い方が荷重の伝達による変形が大きいためである。これにより、肉薄部６２の厚みをより確保できる。さらに、ひずみゲージ１００の肉厚部６１側の端部を肉厚部６１の肉薄部６２側の端面に当接するように配置することで、ひずみゲージ１００の位置決めを容易に行うことができる。

【0035】

例えば、外輪１０が小径（例えば、直径３０ｍｍ程度）であって、外輪１０にひずみゲージ１００を配置することが困難な場合がある。このような場合、転がり軸受２の外輪１０の外周側に、肉厚部６１及び肉薄部６２を有する軸受ホルダ６０を配置し、肉薄部６２にひずみゲージ１００を配置すればよい。これにより、ひずみゲージ１００を容易に配置できる。外輪１０のひずみは、ひずみ伝達部である肉薄部６２を介してひずみゲージ１００に伝わり、ひずみゲージ１００で検出可能である。又、軸受ホルダ６０の肉厚部６１が、少なくとも外輪１０の外周面の領域Ｄ_Ｏと接するように配置されることで、転がり軸受ホルダユニット１に挿入される軸の剛性を担保できる。又、転がり軸受２の外輪１０の外周側に軸受ホルダ６０を配置することで、転がり軸受２が故障した場合でも転がり軸受２の交換が容易であり、メンテナンス性に優れる。

【0036】

図５は、転がり軸受ホルダユニット１の使用方法を説明する図（その１）である。図５に示すように、２つの転がり軸受ホルダユニット１を、各々の回転軸ｍが一致するように所定間隔をあけて、予圧側端面が互いに対向するように配置し、軸２００を挿入してもよい。これは、予圧方向としては背面組み合せ（ＤＢ）であり、直線Ａと回転軸ｍとの交点が外側を向くため、剛性が高くなる。

【0037】

図６は、転がり軸受ホルダユニット１の使用方法を説明する図（その２）である。図６に示すように、２つの転がり軸受ホルダユニット１を、各々の回転軸ｍが一致するように所定間隔をあけて、予圧側端面が互いに外側を向くように配置し、軸２００を挿入してもよい。これは、予圧方向としては正面組み合せ（ＤＦ）であり、直線Ａと回転軸ｍとの交点が内側を向くため、剛性には不利になるが、取付け誤差に対する許容量は大きくなる。図５の使用方法と図６の使用方法は、用途に応じて適宜選択できる。

【0038】

図７は、ひずみゲージのゲージ長について説明する図である。図７において、θ_２は、回転軸ｍと隣接する転動体３０の中心とを結ぶ２本の直線のなす角度である。又、Ｒは軸受ホルダ６０の肉薄部６２の内径である。ひずみゲージのゲージ長Ｌは、転がり軸受２の隣接する転動体３０間の距離よりも小さいことが好ましい、すなわち、θ_２／３６０×２π×Ｒ＞Ｌであることが好ましい。これにより、単独の転動体３０による外輪１０のひずみを検知することができる。

【0039】

（ひずみゲージ）
図８は、第１実施形態に係るひずみゲージを例示する平面図である。図９は、第１実施形態に係るひずみゲージを例示する断面図であり、図８のＡ－Ａ線に沿う断面を示している。図８及び図９を参照すると、ひずみゲージ１００は、基材１０１と、機能層１０２と、抵抗体１０３と、配線１０４と、端子部１０５とを有している。但し、機能層１０２は、必要に応じて設ければよい。

【0040】

なお、本実施形態では、便宜上、ひずみゲージ１００において、基材１０１の抵抗体１０３が設けられている側を上側又は一方の側、抵抗体１０３が設けられていない側を下側又は他方の側とする。又、各部位の抵抗体１０３が設けられている側の面を一方の面又は上面、抵抗体１０３が設けられていない側の面を他方の面又は下面とする。但し、ひずみゲージ１００は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置できる。又、平面視とは対象物を基材１０１の上面１０１ａの法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を基材１０１の上面１０１ａの法線方向から視た形状を指すものとする。

【0041】

基材１０１は、抵抗体１０３等を形成するためのベース層となる部材であり、可撓性を有する。基材１０１の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、５μｍ～５００μｍ程度とすることができる。特に、基材１０１の厚さが５μｍ～２００μｍであると、接着層を介して基材１０１の下面に接合される起歪体表面（例えば、軸受ホルダの肉薄部）からの歪の伝達性、環境に対する寸法安定性の点で好ましく、１０μｍ以上であると絶縁性の点で更に好ましい。

【0042】

基材１０１は、例えば、ＰＩ（ポリイミド）樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、ポリオレフィン樹脂等の絶縁樹脂フィルムから形成できる。なお、フィルムとは、厚さが５００μｍ以下程度であり、可撓性を有する部材を指す。

【0043】

ここで、『絶縁樹脂フィルムから形成する』とは、基材１０１が絶縁樹脂フィルム中にフィラーや不純物等を含有することを妨げるものではない。基材１０１は、例えば、シリカやアルミナ等のフィラーを含有する絶縁樹脂フィルムから形成しても構わない。

【0044】

基材１０１の樹脂以外の材料としては、例えば、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２（ＹＳＺも含む）、Ｓｉ、Ｓｉ_２Ｎ_３、Ａｌ_２Ｏ_３（サファイヤも含む）、ＺｎＯ、ペロブスカイト系セラミックス（ＣａＴｉＯ_３、ＢａＴｉＯ_３）等の結晶性材料が挙げられ、更に、それ以外に非晶質のガラス等が挙げられる。又、基材１０１の材料として、アルミニウム、アルミニウム合金（ジュラルミン）、チタン等の金属を用いてもよい。この場合、金属製の基材１０１上に、例えば、絶縁膜が形成される。

【0045】

機能層１０２は、基材１０１の上面１０１ａに抵抗体１０３の下層として形成されている。すなわち、機能層１０２の平面形状は、図８に示す抵抗体１０３の平面形状と略同一である。

【0046】

本願において、機能層とは、少なくとも上層である抵抗体１０３の結晶成長を促進する機能を有する層を指す。機能層１０２は、更に、基材１０１に含まれる酸素や水分による抵抗体１０３の酸化を防止する機能や、基材１０１と抵抗体１０３との密着性を向上する機能を備えていることが好ましい。機能層１０２は、更に、他の機能を備えていてもよい。

【0047】

基材１０１を構成する絶縁樹脂フィルムは酸素や水分を含むため、特に抵抗体１０３がＣｒ（クロム）を含む場合、Ｃｒは自己酸化膜を形成するため、機能層１０２が抵抗体１０３の酸化を防止する機能を備えることは有効である。

【0048】

機能層１０２の材料は、少なくとも上層である抵抗体１０３の結晶成長を促進する機能を有する材料であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｙ（イットリウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｓｉ（シリコン）、Ｃ（炭素）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｕ（銅）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｒｅ（レニウム）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｏ（コバルト）、Ｍｎ（マンガン）、Ａｌ（アルミニウム）からなる群から選択される１種又は複数種の金属、この群の何れかの金属の合金、又は、この群の何れかの金属の化合物が挙げられる。

【0049】

上記の合金としては、例えば、ＦｅＣｒ、ＴｉＡｌ、ＦｅＮｉ、ＮｉＣｒ、ＣｒＣｕ等が挙げられる。又、上記の化合物としては、例えば、ＴｉＮ、ＴａＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＳｉＯ_２等が挙げられる。

【0050】

機能層１０２が金属又は合金のような導電材料から形成される場合には、機能層１０２の膜厚は抵抗体の膜厚の１／２０以下であることが好ましい。このような範囲であると、α－Ｃｒの結晶成長を促進できると共に、抵抗体に流れる電流の一部が機能層１０２に流れて、ひずみの検出感度が低下することを防止できる。

【0051】

機能層１０２が金属又は合金のような導電材料から形成される場合には、機能層１０２の膜厚は抵抗体の膜厚の１／５０以下であることがより好ましい。このような範囲であると、α－Ｃｒの結晶成長を促進できると共に、抵抗体に流れる電流の一部が機能層１０２に流れて、ひずみの検出感度が低下することを更に防止できる。

【0052】

機能層１０２が金属又は合金のような導電材料から形成される場合には、機能層１０２の膜厚は抵抗体の膜厚の１／１００以下であることが更に好ましい。このような範囲であると、抵抗体に流れる電流の一部が機能層１０２に流れて、ひずみの検出感度が低下することを一層防止できる。

【0053】

機能層１０２が酸化物や窒化物のような絶縁材料から形成される場合には、機能層１０２の膜厚は、１ｎｍ～１μｍとすることが好ましい。このような範囲であると、α－Ｃｒの結晶成長を促進できると共に、機能層１０２にクラックが入ることなく容易に成膜できる。

【0054】

機能層１０２が酸化物や窒化物のような絶縁材料から形成される場合には、機能層１０２の膜厚は、１ｎｍ～０．８μｍとすることがより好ましい。このような範囲であると、α－Ｃｒの結晶成長を促進できると共に、機能層１０２にクラックが入ることなく更に容易に成膜できる。

【0055】

機能層１０２が酸化物や窒化物のような絶縁材料から形成される場合には、機能層１０２の膜厚は、１ｎｍ～０．５μｍとすることが更に好ましい。このような範囲であると、α－Ｃｒの結晶成長を促進できると共に、機能層１０２にクラックが入ることなく一層容易に成膜できる。

【0056】

なお、機能層１０２の平面形状は、例えば、図８に示す抵抗体の平面形状と略同一にパターニングされている。しかし、機能層１０２の平面形状は、抵抗体の平面形状と略同一である場合には限定されない。機能層１０２が絶縁材料から形成される場合には、抵抗体の平面形状と同一形状にパターニングしなくてもよい。この場合、機能層１０２は少なくとも抵抗体が形成されている領域にベタ状に形成されてもよい。或いは、機能層１０２は、基材１０１の上面全体にベタ状に形成されてもよい。

【0057】

又、機能層１０２が絶縁材料から形成される場合に、機能層１０２の厚さを５０ｎｍ以上１μｍ以下となるように比較的厚く形成し、かつベタ状に形成することで、機能層１０２の厚さと表面積が増加するため、抵抗体が発熱した際の熱を基材１０１側へ放熱できる。その結果、ひずみゲージ１００において、抵抗体の自己発熱による測定精度の低下を抑制できる。

【0058】

抵抗体１０３は、機能層１０２の上面に所定のパターンで形成された薄膜であり、ひずみを受けて抵抗変化を生じる受感部である。

【0059】

抵抗体１０３は、例えば、Ｃｒ（クロム）を含む材料、Ｎｉ（ニッケル）を含む材料、又はＣｒとＮｉの両方を含む材料から形成できる。すなわち、抵抗体１０３は、ＣｒとＮｉの少なくとも一方を含む材料から形成できる。Ｃｒを含む材料としては、例えば、Ｃｒ混相膜が挙げられる。Ｎｉを含む材料としては、例えば、Ｃｕ－Ｎｉ（銅ニッケル）が挙げられる。ＣｒとＮｉの両方を含む材料としては、例えば、Ｎｉ－Ｃｒ（ニッケルクロム）が挙げられる。

【0060】

以降は、抵抗体１０３がＣｒ混相膜である場合を例にして説明する。ここで、Ｃｒ混相膜とは、Ｃｒ、ＣｒＮ、Ｃｒ_２Ｎ等が混相した膜である。Ｃｒ混相膜は、酸化クロム等の不可避不純物を含んでもよい。又、Ｃｒ混相膜に、機能層１０２を構成する材料の一部が拡散されてもよい。この場合、機能層１０２を構成する材料と窒素とが化合物を形成する場合もある。例えば、機能層１０２がＴｉから形成されている場合、Ｃｒ混相膜にＴｉやＴｉＮ（窒化チタン）が含まれる場合がある。

【0061】

抵抗体１０３の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、０．０５μｍ～２μｍ程度とすることができる。特に、抵抗体１０３の厚さが０．１μｍ以上であると抵抗体１０３を構成する結晶の結晶性（例えば、α－Ｃｒの結晶性）が向上する点で好ましく、１μｍ以下であると抵抗体１０３を構成する膜の内部応力に起因する膜のクラックや基材１０１からの反りを低減できる点で更に好ましい。

【0062】

機能層１０２上に抵抗体１０３を形成することで、安定な結晶相により抵抗体１０３を形成できるため、ゲージ特性（ゲージ率、ゲージ率温度係数ＴＣＳ、及び抵抗温度係数ＴＣＲ）の安定性を向上できる。

【0063】

例えば、抵抗体１０３がＣｒ混相膜である場合、機能層１０２を設けることで、α－Ｃｒ（アルファクロム）を主成分とする抵抗体１０３を形成できる。α－Ｃｒは安定な結晶相であるため、ゲージ特性の安定性を向上できる。

【0064】

ここで、主成分とは、対象物質が抵抗体を構成する全物質の５０質量％以上を占めることを意味する。抵抗体１０３がＣｒ混相膜である場合、ゲージ特性を向上する観点から、抵抗体１０３はα－Ｃｒを８０重量％以上含むことが好ましく、９０重量％以上含むことが更に好ましい。なお、α－Ｃｒは、ｂｃｃ構造（体心立方格子構造）のＣｒである。

【0065】

又、抵抗体１０３がＣｒ混相膜である場合、Ｃｒ混相膜に含まれるＣｒＮ及びＣｒ_２Ｎは２０重量％以下であることが好ましい。Ｃｒ混相膜に含まれるＣｒＮ及びＣｒ_２Ｎが２０重量％以下であることで、ゲージ率の低下を抑制できる。

【0066】

又、ＣｒＮ及びＣｒ_２Ｎ中のＣｒ_２Ｎの割合は８０重量％以上９０重量％未満であることが好ましく、９０重量％以上９５重量％未満であることが更に好ましい。ＣｒＮ及びＣｒ_２Ｎ中のＣｒ_２Ｎの割合が９０重量％以上９５重量％未満であることで、半導体的な性質を有するＣｒ_２Ｎにより、ＴＣＲの低下（負のＴＣＲ）が一層顕著となる。更に、セラミックス化を低減することで、脆性破壊の低減がなされる。

【0067】

一方で、膜中に微量のＮ_２もしくは原子状のＮが混入、存在した場合、外的環境（例えば高温環境下）によりそれらが膜外へ抜け出ることで、膜応力の変化を生ずる。化学的に安定なＣｒＮの創出により上記不安定なＮを発生させることがなく、安定なひずみゲージを得ることができる。

【0068】

又、機能層１０２を構成する金属（例えば、Ｔｉ）がＣｒ混相膜中に拡散することにより、ゲージ特性を向上できる。具体的には、ひずみゲージ１００のゲージ率を１０以上、かつゲージ率温度係数ＴＣＳ及び抵抗温度係数ＴＣＲを－１０００ｐｐｍ／℃～＋１０００ｐｐｍ／℃の範囲内とすることができる。

【0069】

端子部１０５は、配線１０４を介して抵抗体１０３の両端部から延在しており、平面視において、抵抗体１０３及び配線１０４よりも拡幅して略矩形状に形成されている。端子部１０５は、ひずみにより生じる抵抗体１０３の抵抗値の変化を外部に出力するための一対の電極である。抵抗体１０３は、例えば、端子部１０５及び配線１０４の一方からジグザグに折り返しながら延在して他方の配線１０４及び端子部１０５に接続されている。端子部１０５の上面を、端子部１０５よりもはんだ付け性が良好な金属で被覆してもよい。

【0070】

なお、抵抗体１０３と配線１０４と端子部１０５とは便宜上別符号としているが、これらは同一工程において同一材料により一体に形成できる。

【0071】

抵抗体１０３及び配線１０４を被覆し端子部１０５を露出するように基材１０１の上面１０１ａにカバー層１０６（絶縁樹脂層）を設けても構わない。カバー層１０６を設けることで、抵抗体１０３及び配線１０４に機械的な損傷等が生じることを防止できる。又、カバー層１０６を設けることで、抵抗体１０３及び配線１０４を湿気等から保護できる。なお、カバー層１０６は、端子部１０５を除く部分の全体を覆うように設けてもよい。

【0072】

カバー層１０６は、例えば、ＰＩ樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＮ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂、複合樹脂（例えば、シリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂）等の絶縁樹脂から形成できる。カバー層は、フィラーや顔料を含有しても構わない。カバー層の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、２μｍ～３０μｍ程度とすることができる。

【0073】

ひずみゲージ１００を製造するためには、まず、基材１０１を準備し、基材１０１の上面１０１ａに機能層１０２を形成する。基材１０１及び機能層１０２の材料や厚さは、前述の通りである。但し、機能層１０２は、必要に応じて設ければよい。

【0074】

機能層１０２は、例えば、機能層１０２を形成可能な原料をターゲットとし、チャンバ内にＡｒ（アルゴン）ガスを導入したコンベンショナルスパッタ法により真空成膜できる。コンベンショナルスパッタ法を用いることにより、基材１０１の上面１０１ａをＡｒでエッチングしながら機能層１０２が成膜されるため、機能層１０２の成膜量を最小限にして密着性改善効果を得ることができる。

【0075】

但し、これは、機能層１０２の成膜方法の一例であり、他の方法により機能層１０２を成膜してもよい。例えば、機能層１０２の成膜の前にＡｒ等を用いたプラズマ処理等により基材１０１の上面１０１ａを活性化することで密着性改善効果を獲得し、その後マグネトロンスパッタ法により機能層１０２を真空成膜する方法を用いてもよい。

【0076】

次に、機能層１０２の上面全体に抵抗体１０３、配線１０４、及び端子部１０５となる金属層を形成後、フォトリソグラフィによって機能層１０２並びに抵抗体１０３、配線１０４、及び端子部１０５を図８に示す平面形状にパターニングする。抵抗体１０３、配線１０４、及び端子部１０５の材料や厚さは、前述の通りである。抵抗体１０３、配線１０４、及び端子部１０５は、同一材料により一体に形成できる。抵抗体１０３、配線１０４、及び端子部１０５は、例えば、抵抗体１０３、配線１０４、及び端子部１０５を形成可能な原料をターゲットとしたマグネトロンスパッタ法により成膜できる。抵抗体１０３、配線１０４、及び端子部１０５は、マグネトロンスパッタ法に代えて、反応性スパッタ法や蒸着法、アークイオンプレーティング法、パルスレーザー堆積法等を用いて成膜してもよい。

【0077】

機能層１０２の材料と抵抗体１０３、配線１０４、及び端子部１０５の材料との組み合わせは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、機能層１０２としてＴｉを用い、抵抗体１０３、配線１０４、及び端子部１０５としてα－Ｃｒ（アルファクロム）を主成分とするＣｒ混相膜を成膜可能である。

【0078】

この場合、例えば、Ｃｒ混相膜を形成可能な原料をターゲットとし、チャンバ内にＡｒガスを導入したマグネトロンスパッタ法により、抵抗体１０３、配線１０４、及び端子部１０５を成膜できる。或いは、純Ｃｒをターゲットとし、チャンバ内にＡｒガスと共に適量の窒素ガスを導入し、反応性スパッタ法により、抵抗体１０３、配線１０４、及び端子部１０５を成膜してもよい。この際、窒素ガスの導入量や圧力（窒素分圧）を変えることや加熱工程を設けて加熱温度を調整することで、Ｃｒ混相膜に含まれるＣｒＮ及びＣｒ_２Ｎの割合、並びにＣｒＮ及びＣｒ_２Ｎ中のＣｒ_２Ｎの割合を調整できる。

【0079】

これらの方法では、Ｔｉからなる機能層１０２がきっかけでＣｒ混相膜の成長面が規定され、安定な結晶構造であるα－Ｃｒを主成分とするＣｒ混相膜を成膜できる。又、機能層１０２を構成するＴｉがＣｒ混相膜中に拡散することにより、ゲージ特性が向上する。例えば、ひずみゲージ１００のゲージ率を１０以上、かつゲージ率温度係数ＴＣＳ及び抵抗温度係数ＴＣＲを－１０００ｐｐｍ／℃～＋１０００ｐｐｍ／℃の範囲内とすることができる。

【0080】

なお、抵抗体１０３がＣｒ混相膜である場合、Ｔｉからなる機能層１０２は、抵抗体１０３の結晶成長を促進する機能、基材１０１に含まれる酸素や水分による抵抗体１０３の酸化を防止する機能、及び基材１０１と抵抗体１０３との密着性を向上する機能の全てを備えている。機能層１０２として、Ｔｉに代えてＴａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅを用いた場合も同様である。

【0081】

その後、必要に応じ、基材１０１の上面１０１ａに、抵抗体１０３及び配線１０４を被覆し端子部１０５を露出するカバー層１０６を設けることで、ひずみゲージ１００が完成する。カバー層１０６は、例えば、基材１０１の上面１０１ａに、抵抗体１０３及び配線１０４を被覆し端子部１０５を露出するように半硬化状態の熱硬化性の絶縁樹脂フィルムをラミネートし、加熱して硬化させて作製できる。カバー層１０６は、基材１０１の上面１０１ａに、抵抗体１０３及び配線１０４を被覆し端子部１０５を露出するように液状又はペースト状の熱硬化性の絶縁樹脂を塗布し、加熱して硬化させて作製してもよい。

【0082】

このように、抵抗体１０３の下層に機能層１０２を設けることにより、抵抗体１０３の結晶成長を促進可能となり、安定な結晶相からなる抵抗体１０３を作製できる。その結果、ひずみゲージ１００において、ゲージ特性の安定性を向上できる。又、機能層１０２を構成する材料が抵抗体１０３に拡散することにより、ひずみゲージ１００において、ゲージ特性を向上できる。

【0083】

なお、抵抗体１０３の材料としてＣｒ混相膜を用いたひずみゲージ１００は、高感度化（従来比５００％以上）かつ、小型化（従来比１／１０以下）を実現している。例えば、従来のひずみゲージの出力が０．０４ｍＶ／２Ｖ程度であったのに対して、ひずみゲージ１００では０．３ｍＶ／２Ｖ以上の出力を得ることができる。又、従来のひずみゲージの大きさ（ゲージ長×ゲージ幅）が３ｍｍ×３ｍｍ程度であったのに対して、ひずみゲージ１００の大きさ（ゲージ長×ゲージ幅）は０．３ｍｍ×０．３ｍｍ程度に小型化できる。

【0084】

このように、抵抗体１０３の材料としてＣｒ混相膜を用いたひずみゲージ１００は小型であり、軸受ホルダ６０の肉薄部６２に容易に貼り付け可能である。そのため、特に、直径（外輪１０の外径）が３０ｍｍ以下である小型の転がり軸受２を用いた転がり軸受ホルダユニットに使用すると好適である。又、抵抗体１０３の材料としてＣｒ混相膜を用いたひずみゲージ１００は高感度であり、小さい変位を検出できるため、従来は検出が困難であった微小なひずみを検出可能である。すなわち、抵抗体１０３の材料としてＣｒ混相膜を用いたひずみゲージ１００を有することにより、ひずみを精度よく検出する機能を備えた転がり軸受ホルダユニット１を実現できる。

【0085】

〈第１実施形態の変形例〉
第１実施形態の変形例１では、外輪の外周面に取り付ける軸受ホルダの他の例を示す。なお、第１実施形態の変形例１において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0086】

図１０は、第１実施形態の変形例１に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図であり、図２（ｂ）に対応する断面を示している。図１０に示すように、転がり軸受ホルダユニット１Ａは、軸受ホルダ６０が軸受ホルダ６０Ａに置換された点が、転がり軸受ホルダユニット１（図２等参照）と相違する。

【0087】

軸受ホルダ６０Ａは、円筒状の大径部６１Ａと、円筒状の小径部６２Ａとを有している。小径部６２Ａは外輪１０の外周側の全体に配置され、大径部６１Ａは、小径部６２Ａの外周側の一部に配置されている。小径部６２Ａは、内径が外輪１０の外径と略等しく、回転軸ｍ方向の長さが外輪１０の回転軸ｍ方向の長さと略等しい。大径部６１Ａは、内径が小径部６２Ａの外径と略等しく、回転軸ｍ方向の長さが小径部６２Ａの回転軸ｍ方向の長さよりも短い。

【0088】

大径部６１Ａと小径部６２Ａとは、例えば、圧入や接着等により一体化されて軸受ホルダ６０と略同一形状の軸受ホルダ６０Ａとなる。軸受ホルダ６０Ａにおいて、小径部６２Ａの外周面に大径部６１Ａが積層されている部分が肉厚部、小径部６２Ａのみからなる部分が肉薄部である。肉薄部である小径部６２Ａの外周面には、接着層を介してひずみゲージ１００が配置されている。

【0089】

このように、軸受ホルダは一体成型されたものには限定されず、別体を接合したものであってもよく、例えば、径の異なる別部材が互いに接合されて形成されていてもよい。この場合も、肉薄部にひずみゲージ１００を配置することで、ひずみ伝達部である肉薄部を介して、外輪１０のひずみを検出可能である。又、肉厚部が、少なくとも外輪１０の外周面の領域Ｄ_Ｏ（図３参照）と接するように配置されることで、転がり軸受ホルダユニット１Ａに挿入される軸の剛性を担保できる。なお、一体成型されたものには限定されず、別体を接合したものであってもよい点は、以降に説明する軸受ホルダの例についても同様である。

【0090】

図１１は、第１実施形態の変形例２に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図であり、図２（ｂ）に対応する断面を示している。図１１に示すように、転がり軸受ホルダユニット１Ｂは、軸受ホルダ６０が軸受ホルダ６０Ｂに置換された点が、転がり軸受ホルダユニット１（図２等参照）と相違する。

【0091】

軸受ホルダ６０Ｂは、円筒状の肉厚部６１Ｂと、肉厚部６１Ｂよりも径方向の厚さが薄い円筒状の肉薄部６２Ｂとを有している。肉厚部６１Ｂは、内径が外輪１０の外径と略等しく、回転軸ｍ方向の長さが外輪１０の回転軸ｍ方向の長さと略等しい。すなわち、肉厚部６１Ｂは、外輪１０の外周面の全面と接するように配置されている。

【0092】

肉薄部６２Ｂは、内径が外輪１０の外径と略等しく、予圧側に位置する肉厚部６１Ｂの端面の回転軸ｍに近い側から回転軸ｍ方向と略平行な方向に突出している。肉厚部６１Ｂと肉薄部６２Ｂとは、例えば、一体成型されている。肉薄部６２Ｂの外周面には、接着層を介してひずみゲージ１００が配置されている。なお、図１１では肉薄部６２Ｂが予圧側に位置する肉厚部６１Ｂの端面から突出した例を示しているが、予圧側とは反対側の端面から突出していてもよい。予圧側の端面から突出する方がひずみが伝わりやすいため、予圧側の端面から肉薄部６２Ｂが突出している方が好ましい。

【0093】

このように、肉厚部６１Ｂの回転軸ｍ方向の長さが外輪１０の回転軸ｍ方向の長さと略等しく、肉薄部６２Ｂが肉厚部６１Ｂの端面の回転軸ｍに近い側から回転軸ｍ方向と略平行な方向に突出してもよい。この場合も、肉薄部にひずみゲージ１００を配置することで、ひずみ伝達部である肉薄部を介して、外輪１０のひずみを検出可能である。又、肉厚部が、外輪１０の外周面の全面と接するように配置できるため、転がり軸受ホルダユニット１Ｂに挿入される軸の剛性を十分に担保できる。

【0094】

図１２は、第１実施形態の変形例３に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図であり、図２（ｂ）に対応する断面を示している。図１２に示す転がり軸受ホルダユニット１Ｃの軸受ホルダ６０Ｃのように、肉薄部６２Ｃが、予圧側に位置する肉厚部６１Ｃの端面の回転軸ｍから遠い側から回転軸ｍ方向と略平行な方向に突出する形態としてもよい。この場合も図１１の場合と同様の効果を奏する。

【0095】

図１３は、第１実施形態の変形例４に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図であり、図２（ｂ）に対応する断面を示している。図１３に示すように、転がり軸受ホルダユニット１Ｄは、軸受ホルダ６０が軸受ホルダ６０Ｄに置換された点が、転がり軸受ホルダユニット１（図２等参照）と相違する。

【0096】

軸受ホルダ６０Ｄは、円筒状の肉厚部６１Ｄと、肉厚部６１Ｄよりも厚さが薄い円筒状の肉薄部６２Ｄとを有している。肉厚部６１Ｄは、内径が外輪１０の外径と略等しく、回転軸ｍ方向の長さが外輪１０の回転軸ｍ方向の長さと略等しい。すなわち、肉厚部６１Ｄは、外輪１０の外周面の全面と接するように配置されている。

【0097】

肉薄部６２Ｄは、予圧側に位置する肉厚部６１Ｄの端面から回転軸ｍと略垂直な方向に延伸し、外輪１０の端面の一部と環状に接して配置されている。肉厚部６１Ｄの径方向の厚さよりも、肉薄部６２Ｄの回転軸ｍ方向の厚さが薄い。肉厚部６１Ｄと肉薄部６２Ｄとは、例えば、一体成型されている。肉薄部６２Ｄの外輪１０の端面と接する側とは反対側の面には、接着層を介してひずみゲージ１００が配置されている。

【0098】

このように、軸受ホルダの肉薄部が外輪１０の端面に接して配置されてもよい。この場合も、肉薄部にひずみゲージ１００を配置することで、ひずみ伝達部である肉薄部を介して、外輪１０のひずみを検出可能である。又、肉厚部が、外輪１０の外周面の全面と接するように配置できるため、転がり軸受ホルダユニット１Ｄに挿入される軸の剛性を十分に担保できる。

【0099】

〈第２実施形態〉
第２実施形態では、内輪の内周面に取り付ける軸受ホルダの例を示す。なお、第２実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0100】

図１４は、第２実施形態に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図であり、図２（ｂ）に対応する断面を示している。図１４に示すように、転がり軸受ホルダユニット５は、軸受ホルダ６０が軸受ホルダ７０に置換された点が、転がり軸受ホルダユニット１（図２等参照）と相違する。

【0101】

軸受ホルダ７０は、内輪２０の内周側に配置されており、内輪２０の内周面を全周に亘って押さえている。軸受ホルダ７０は、例えば、内輪２０に圧入されている。或いは、軸受ホルダ７０は、内輪２０に接着されてもよい。

【0102】

軸受ホルダ７０は、円筒状の肉厚部７１と、肉厚部７１よりも径方向の厚さが薄い円筒状の肉薄部７２とを有している。軸受ホルダ７０は、回転軸ｍ方向の長さが内輪２０の回転軸ｍ方向の長さと略等しい。肉厚部７１及び肉薄部７２は、外径が内輪２０の内径と略等しく、回転軸ｍ方向に隣接している。肉厚部７１と肉薄部７２とは、例えば、一体成型されている。

【0103】

本実施形態では、肉厚部７１及び肉薄部７２の各々の厚さは、略一定である。肉薄部７２は、転動体３０の回転時に内輪２０で生じるひずみを、ひずみゲージ１００に伝達するひずみ伝達部である。肉薄部７２には、接着層を介してひずみゲージ１００が配置されている。

【0104】

図１４において、Ｃ_Ｉは、断面視において、直線Ａの延長線と、内輪２０の内周面との交点である。Ｄ_Ｉは、断面視において、交点Ｃ_Ｉから、交点Ｃ_Ｉに近い方の内輪２０の端面である予圧側端面までの、内輪２０の内周面の領域である。領域Ｄ_Ｉは、転動体３０の回転時の変位が比較的大きい領域である。

【0105】

このように、軸受ホルダの肉薄部が内輪２０の内周面に接して配置されてもよい。この場合も、肉薄部にひずみゲージ１００を配置することで、ひずみ伝達部である肉薄部を介して、内輪２０のひずみを検出可能である。又、肉厚部が、少なくとも内輪２０の内周面の領域Ｄ_Ｉと接するように配置されることで、転がり軸受ホルダユニット５に挿入される軸の剛性を担保できる。

【0106】

〈第２実施形態の変形例〉
第２実施形態の変形例１では、内輪の内周面に取り付ける軸受ホルダの他の例を示す。なお、第２実施形態の変形例１において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0107】

図１５は、第２実施形態の変形例１に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図であり、図２（ｂ）に対応する断面を示している。図１５に示すように、転がり軸受ホルダユニット５Ａは、軸受ホルダ７０が軸受ホルダ７０Ａに置換された点が、転がり軸受ホルダユニット５（図１４等参照）と相違する。

【0108】

軸受ホルダ７０Ａは、円筒状の小径部７１Ａと、円筒状の大径部７２Ａとを有している。大径部７２Ａは内輪２０の内周側の全体に配置され、小径部７１Ａは、大径部７２Ａの内周側の一部に配置されている。大径部７２Ａは、外径が内輪２０の内径と略等しく、回転軸ｍ方向の長さが内輪２０の回転軸ｍ方向の長さと略等しい。小径部７１Ａは、外径が大径部７２Ａの内径と略等しく、回転軸ｍ方向の長さが大径部７２Ａの回転軸ｍ方向の長さよりも短い。

【0109】

小径部７１Ａと大径部７２Ａとは、例えば、圧入や接着等により一体化されて軸受ホルダ７０と略同一形状の軸受ホルダ７０Ａとなる。軸受ホルダ７０Ａにおいて、大径部７２Ａの内周面に小径部７１Ａが積層されている部分が肉厚部、大径部７２Ａのみからなる部分が肉薄部である。肉薄部である大径部７２Ａの内周面には、接着層を介してひずみゲージ１００が配置されている。

【0110】

このように、軸受ホルダは一体成型されたものには限定されず、別体を接合したものであってもよい。この場合も、肉薄部にひずみゲージ１００を配置することで、ひずみ伝達部である肉薄部を介して、内輪２０のひずみを検出可能である。又、肉厚部が、少なくとも内輪２０の内周面の領域Ｄ_Ｉ（図１４参照）と接するように配置されることで、転がり軸受ホルダユニット５Ａに挿入される軸の剛性を担保できる。なお、一体成型されたものには限定されず、別体を接合したものであってもよい点は、以降に説明する軸受ホルダの例についても同様である。

【0111】

図１６は、第２実施形態の変形例２に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図であり、図２（ｂ）に対応する断面を示している。図１６に示すように、転がり軸受ホルダユニット５Ｂは、軸受ホルダ７０が軸受ホルダ７０Ｂに置換された点が、転がり軸受ホルダユニット５（図１４等参照）と相違する。

【0112】

軸受ホルダ７０Ｂは、円筒状の肉厚部７１Ｂと、肉厚部７１Ｂよりも径方向の厚さが薄い円筒状の肉薄部７２Ｂとを有している。肉厚部７１Ｂは、外径が内輪２０の内径と略等しく、回転軸ｍ方向の長さが内輪２０の回転軸ｍ方向の長さと略等しい。すなわち、肉厚部７１Ｂは、内輪２０の内周面の全面と接するように配置されている。

【0113】

肉薄部７２Ｂは、外径が内輪２０の内径と略等しく、予圧側に位置する肉厚部７１Ｂの端面の回転軸ｍから遠い側から回転軸ｍ方向と略平行な方向に突出している。肉厚部７１Ｂと肉薄部７２Ｂとは、例えば、一体成型されている。肉薄部７２Ｂの内周面には、接着層を介してひずみゲージ１００が配置されている。

【0114】

このように、軸受ホルダの肉薄部が内輪２０の端面から突出してもよい。この場合も、肉薄部にひずみゲージ１００を配置することで、ひずみ伝達部である肉薄部を介して、内輪２０のひずみを検出可能である。又、肉厚部が、内輪２０の内周面の全面と接するように配置できるため、転がり軸受ホルダユニット５Ｂに挿入される軸の剛性を十分に担保できる。

【0115】

図１７は、第２実施形態の変形例３に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図であり、図２（ｂ）に対応する断面を示している。図１７に示す転がり軸受ホルダユニット５Ｃの軸受ホルダ７０Ｃのように、肉薄部７２Ｃが、予圧側に位置する肉厚部７１Ｃの端面の回転軸ｍに近い側から回転軸ｍ方向と略平行な方向に突出する形態としてもよい。この場合も図１６の場合と同様の効果を奏する。

【0116】

図１８は、第２実施形態の変形例４に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図であり、図２（ｂ）に対応する断面を示している。図１８に示すように、転がり軸受ホルダユニット５Ｄは、軸受ホルダ７０が軸受ホルダ７０Ｄに置換された点が、転がり軸受ホルダユニット５（図１４等参照）と相違する。

【0117】

軸受ホルダ７０Ｄは、円筒状の肉厚部７１Ｄと、肉厚部７１Ｄよりも厚さが薄い円筒状の肉薄部７２Ｄとを有している。肉厚部７１Ｄは、外径が内輪２０の内径と略等しく、回転軸ｍ方向の長さが内輪２０の回転軸ｍ方向の長さと略等しい。すなわち、肉厚部７１Ｄは、内輪２０の内周面の全面と接するように配置されている。

【0118】

肉薄部７２Ｄは、予圧側に位置する肉厚部７１Ｄの端面から回転軸ｍと略垂直な方向に延伸し、内輪２０の端面の一部と環状に接して配置されている。肉厚部７１Ｄの径方向の厚さよりも、肉薄部７２Ｄの回転軸ｍ方向の厚さが薄い。肉厚部７１Ｄと肉薄部７２Ｄとは、例えば、一体成型されている。肉薄部７２Ｄの内輪２０の端面と接する側とは反対側の面には、接着層を介してひずみゲージ１００が配置されている。

【0119】

このように、軸受ホルダの肉薄部が内輪２０の端面に接して配置されてもよい。この場合も、肉薄部にひずみゲージ１００を配置することで、ひずみ伝達部である肉薄部を介して、内輪２０のひずみを検出可能である。又、肉厚部が、内輪２０の内周面の全面と接するように配置できるため、転がり軸受ホルダユニット５Ｄに挿入される軸の剛性を十分に担保できる。

【0120】

〈第３実施形態〉
第３実施形態では、肉薄部を周状ではなく部分的に設けた軸受ホルダの例を示す。なお、第３実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0121】

図１９は、第３実施形態に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する斜視図である。図１９に示すように、転がり軸受ホルダユニット６は、軸受ホルダ６０が軸受ホルダ８０に置換された点が、転がり軸受ホルダユニット１（図２等参照）と相違する。

【0122】

軸受ホルダ８０は、外輪１０の外周側に配置されており、外輪１０の外周面を全周に亘って押さえている。軸受ホルダ８０は、例えば、外輪１０に圧入されている。或いは、軸受ホルダ８０は、外輪１０に接着されてもよい。

【0123】

軸受ホルダ８０は、円筒状の部材であり、回転軸ｍ方向の長さが外輪１０の回転軸ｍ方向の長さと略等しく、内径が外輪１０の外径と略等しい。軸受ホルダ８０の外周面には凹部が設けられている。軸受ホルダ８０において、凹部以外の部分が肉厚部８１であり、凹部内が肉薄部８２である。つまり、軸受ホルダ８０において、肉厚部８１は円筒状であり、肉薄部８２は肉厚部８１に設けられた凹部である。

【0124】

肉薄部８２は、転動体３０の回転時に外輪１０で生じるひずみを、ひずみゲージ１００に伝達するひずみ伝達部である。肉薄部８２には、接着層を介してひずみゲージ１００が配置されている。

【0125】

このように、軸受ホルダの外周部に肉薄部となる凹部を設け、凹部内にひずみゲージを配置してもよい。この場合も、ひずみ伝達部である肉薄部を介して、外輪１０のひずみを検出可能である。又、肉厚部が、少なくとも外輪１０の外周面の領域Ｄ_Ｏ（図３参照）と接するように配置されることで、転がり軸受ホルダユニット６に挿入される軸の剛性を担保できる。なお、第１実施形態の変形例や第２実施形態、第２実施形態の変形例においても、肉薄部を周状ではなく部分的に凹部として設けてもよい。

【0126】

〈第４実施形態〉
第４実施形態では、転がり軸受を２つ備えた転がり軸受ホルダユニットの例を示す。なお、第４実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0127】

図２０は、第４実施形態に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図（その１）である。図２０示す転がり軸受ホルダユニット７は、２つの転がり軸受２と、１つの軸受ホルダ９０と、１つのひずみゲージ１００とを有する。但し、ひずみゲージ１００は、各々の転がり軸受２に対して１つずつ設けてもよい。

【0128】

転がり軸受ホルダユニット７において、２つの転がり軸受２は、各々の回転軸ｍが一致するように所定間隔をあけて、予圧側端面が互いに対向するように配置されている。この配置は、図５と同様、予圧方向としては背面組み合せ（ＤＢ）である。

【0129】

軸受ホルダ９０は、肉厚部９１と、肉厚部９１の回転軸ｍ方向の両側に配置された肉薄部９２とを備えている。肉厚部９１は、各々の転がり軸受２の領域Ｄ_Ｏと少なくとも接するように配置されている。肉厚部９１の一方の転がり軸受２と接する部分が、他方の転がり軸受２側に延伸して他方の転がり軸受２と接する部分と一体化されている。

【0130】

図２１は、第４実施形態に係る転がり軸受ホルダユニットを例示する断面図（その２）である。図２１示す転がり軸受ホルダユニット７Ａは、２つの転がり軸受２と、１つの軸受ホルダ９０Ａと、１つのひずみゲージ１００とを有する。但し、ひずみゲージ１００は、各々の転がり軸受２に対して１つずつ設けてもよい。

【0131】

転がり軸受ホルダユニット７Ａにおいて、２つの転がり軸受２は、各々の回転軸ｍが一致するように所定間隔をあけて、予圧側端面が互いに外側を向くように配置されている。この配置は、図６と同様、予圧方向としては正面組み合せ（ＤＦ）である。

【0132】

軸受ホルダ９０Ａは、肉薄部９２Ａと、肉薄部９２Ａの回転軸ｍ方向の両側に配置された肉厚部９１Ａとを備えている。肉厚部９１Ａは、各々の転がり軸受２の領域Ｄ_Ｏと少なくとも接するように配置されている。肉薄部９２Ａの一方の転がり軸受２と接する部分が、他方の転がり軸受２側に延伸して他方の転がり軸受２と接する部分と一体化されている。

【0133】

このように、２つの転がり軸受に対して１つの軸受ホルダを設けてもよい。この場合も、ひずみ伝達部である肉薄部を介して、外輪１０のひずみを検出可能である。又、肉厚部が、少なくとも各々の転がり軸受の外輪１０の外周面の領域Ｄ_Ｏと接するように配置されることで、転がり軸受ホルダユニットに挿入される軸の剛性を担保できる。なお、本実施形態において説明した内容は、他の実施形態や変形例にも適用可能である。

【0134】

以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

【0135】

例えば、肉厚部や肉薄部は円筒状には限定されず、任意の形状としても構わない。例えば、肉厚部や肉薄部は、断面が多角形となるような形状でもよい。肉厚部については、軸の剛性に影響しない範囲でどのような形状でも採用可能であり、肉薄部についても、上述した必要な出力が得られる厚みが確保された形状であればよい。

【符号の説明】

【0136】

１、１Ａ～１Ｄ、５、５Ａ～５Ｄ、６、７、７Ａ 転がり軸受ホルダユニット、２ 転がり軸受、１０ 外輪、２０ 内輪、３０ 転動体、４０ 保持器、５０ 軌道、５１、５２ シール、６０、６０Ａ～６０Ｄ、７０、７０Ａ～７０Ｄ、８０ 軸受ホルダ、６１、６１Ｂ～６１Ｄ、７１、７１Ｂ～７１Ｄ、８１ 肉厚部、６１Ａ、７２Ａ 大径部、６２Ａ、７１Ａ 小径部、６２、６２Ｂ～６２Ｄ、７２、７２Ｂ～７２Ｄ、８２ 肉薄部、１００ ひずみゲージ、１０１ 基材、１０１ａ 上面、１０２ 機能層、１０３ 抵抗体、１０４ 配線、１０５ 端子部、１０６ カバー層

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】