JP7290530B2

JP7290530B2 - 軸受装置および間座

Info

Publication number: JP7290530B2
Application number: JP2019175887A
Authority: JP
Inventors: 翔平橋爪
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2039-09-26
Also published as: WO2021059919A1; KR20220069049A; DE112020004614T5; CN114531891B; US20220373036A1; US11940010B2; JP2021050814A; CN114531891A

Description

この発明は、軸受装置および間座に関する。

工作機械主軸用軸受は、高速かつ低荷重で使用されることが多く、その軸受にはアンギュラ玉軸受が広く使用される。工作機械主軸用軸受は、エアオイル（オイルミスト）潤滑またはグリース潤滑によって潤滑される。エアオイル潤滑は、潤滑油を外部から供給するので、長期に渡り安定した潤滑状態を保つことができるという特徴がある。一方、グリース潤滑は、付帯設備および配管を必要としないことから経済性に優れ、ミストの発生が極めて少ないことで、環境に優しいという特徴がある。

工作機械の中でもマシニングセンタの主軸など、より高速な領域、例えば、内輪内径に回転数を乗じたｄｎ値で１００万以上の領域で使用される軸受は、より安定した運転が必要である。しかし、以下に記載の様々な原因で、軸受軌道面の面荒れまたはピーリング、保持器の異常を経て、軸受が過度に昇温することがある。
・エアオイル潤滑における潤滑油の給排油の不適（油量過小、過多、排気不良）
・軸受内部に封入された潤滑グリースの劣化
・軸受転がり部へのクーラントまたは水の浸入、あるいは異物の侵入
・過大な予圧、つまり転がり部の接触面圧の増大による油膜切れ
上記による軸受の過度の昇温を防止すべく、軸受に隣接した間座に潤滑給油ポンプと非接触式の温度センサを内蔵し、温度センサによる軸受潤滑部の温度測定値に応じて、潤滑給油ポンプにて軸受内部に潤滑油を給油する技術が特開２０１７－２６０７８号公報（特許文献１）に開示されている。

特開２０１７－２６０７８号公報

軸受焼損時では、通常の高速回転運転時に比べ、瞬間かつ急激な温度上昇を伴い発生することが多い。そのため、例えば、発熱源から遠いハウジングにおいて軸受近傍の温度（具体的には軸受の外輪温度）を測定しても、軸受の瞬間かつ急激な温度上昇を検知することは難しい。また、軸受の内輪温度を測定する場合、内輪は回転するため、非接触で測定する等が必要である。

軸受に隣接した間座に内蔵した温度センサでも同様に上記の課題がある。さらに、特開２０１７－２６０７８号公報に記載されているように、間座に内蔵した温度センサが非接触式の場合は、軸受内部の潤滑油の影響を大きく受け、かつ、赤外線の放射率が低い金属表面の温度測定が困難なため、正確な温度測定が難しい。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、軸受の異常を正確かつ早期に検知することができる軸受装置および間座を提供することである。

本開示は、内輪、外輪、転動体を含む軸受によって回転体を支持する軸受装置に関する。軸受装置は、軸受に生じる内輪と外輪の温度差に応じて発電量が変化するペルチェ素子を含む発電装置と、発電装置の発電量に基づいて軸受の異常検知を行なう異常検知装置とを備える。

好ましくは、異常検知装置は、発電量、発電量の時間微分値、および発電量と他のパラメータとの追従関係の少なくとも１つを用いて軸受の異常検知を行なう。

好ましくは、軸受装置は、発電装置で発電された電力を蓄電する蓄電装置と、蓄電装置の電力を用いる負荷回路と、蓄電装置の電圧を受けて負荷回路に電源電圧を供給する電源装置とをさらに備える。

好ましくは、軸受装置は、発電装置で発電された電力を蓄電する蓄電装置をさらに備える。異常検知装置は、蓄電装置の蓄電量を時間微分した値に基づいて軸受の異常検知を行なう。

好ましくは、軸受装置は、軸受に隣接して配置される間座をさらに備える。間座は、内輪に当接する内輪間座と、外輪に当接する外輪間座とを含む。発電装置は、外輪間座に配置される。

好ましくは、軸受装置は、工作機械の回転軸を支持するように構成される。
本開示は、他の局面によれば、回転体を支持する軸受に隣接して配置される間座に関する。軸受は、内輪、外輪、転動体、保持器を含む。間座は、軸受に生じる内輪と外輪の温度差に応じて発電量が変化するペルチェ素子を含む発電装置と、発電装置の発電量に基づいて軸受の異常検知を行なう異常検知装置とを備える。

好ましくは、間座は、内輪に当接する内輪間座と、外輪に当接する外輪間座とをさらに備える。発電装置は、外輪間座に配置される。

本開示の軸受装置では、軸受装置内で軸受の内輪と外輪の温度差により発電するモジュールを軸受軌道面近傍に実装したので、そこから得られる出力に応じて軸受の状態監視または異常検知を行なうことができる。

本実施の形態の軸受装置の回転軸に沿った断面における断面図である。図１のＩＩ－ＩＩ断面における断面図である。実施の形態１における電気回路の詳細を示すブロック図である。実施の形態１において異常検知装置が実行する処理を説明するためのフローチャートである。実施の形態１におけるペルチェ素子による発電量と回転速度の関係を示す動作波形図である。実施の形態２における電気回路の詳細を示すブロック図である。実施の形態２において異常検知装置が実行する処理を説明するためのフローチャートである。実施の形態２における蓄電電圧と回転速度の関係を示す動作波形図である。スピンドル装置のハウジングおよび前蓋に発電装置を配置した例を示す断面図である。軸受の内部にペルチェ素子を含む発電装置を配置した例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、本実施の形態の軸受装置の回転軸に沿った断面における断面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面における断面図である。

図１、図２を参照して、軸受装置１は、内輪５ｉａ，５ｉｂ、外輪５ｇａ，５ｇｂ、転動体Ｔａ，Ｔｂを含む軸受５によって回転体５００を支持する。軸受装置１は、軸受５に生じる内輪５ｉａと外輪５ｇａの温度差に応じて発電量が変化するペルチェ素子を含む発電装置２５と、発電装置２５の発電量に基づいて軸受５の異常検知を行なう異常検知装置１００とを備える。

軸受５ａは、内輪５ｉａと、外輪５ｇａと、転動体Ｔａと、保持器Ｒｔａとを含む。軸受５ｂは、内輪５ｉｂと、外輪５ｇｂと、転動体Ｔｂと、保持器Ｒｔｂとを含む。軸受５ａは、内輪５ｉａと外輪５ｇａの間に複数の転動体Ｔａを配置した転がり軸受である。これら転動体Ｔａは、保持器Ｒｔａによって間隔が保持されている。軸受５ｂは、内輪５ｉｂと外輪５ｇｂの間に複数の転動体Ｔｂを配置した転がり軸受である。これら転動体Ｔｂは、保持器Ｒｔｂによって間隔が保持されている。

軸受５ａ，５ｂとして、アンギュラ玉軸受、深溝玉軸受、円筒ころ軸受、またはテーパころ軸受等を用いることができる。図１に示す軸受装置１にはアンギュラ玉軸受が用いられる。

軸受装置１は、軸受５に隣接して配置される間座６をさらに備える。２個の軸受５ａ，５ｂは、間座６を間に挟んで背面組み合わせ（ＤＢ組み合わせ）で設置されている。間座は、内輪５ｉａに当接する内輪間座６ｉと、外輪５ｇａに当接する外輪間座６ｇとを含む。発電装置２５は、外輪間座６ｇに配置される。なお図１には２列、背面組み合わせの例を示したが列数および組み合わせはこれには限定されず、他の構成であってもよい。

内輪間座６ｉは一般的な間座と同様の構成である。外輪間座６ｇには、上部に軸受５ａ，５ｂの冷却と潤滑のためのエアオイルを供給する通路である潤滑油供給路６７ａ，６７ｂが設けられる。潤滑油は、吐出孔（ノズル）から潤滑油を搬送するエアとともに、エアオイルまたはオイルミストの状態で噴射される。なお、複雑になるため図１では潤滑油供給路は図示しない。なお、軸受５ａ，５ｂとしてグリース潤滑の軸受を用いた場合には、潤滑油供給路６７ａ，６７ｂは不要である。

軸受装置１は、回転体５００として工作機械の回転軸を支持するように構成される。工作機械は、例えば工作機械のビルトインモータ方式のスピンドル装置である。この場合、回転体５００は、エンドミル等の切削工具が一方に接続され、他方がモータで回転される主軸である。

外輪間座６ｇには、発電装置２５と電気回路２６とが組み込まれている。発電装置２５と電気回路２６とは、外輪間座６ｇの内周側に設けられた収容空間に配置される。発電装置２５は、電気回路２６と接続されており、異常検知装置１００は、電気回路２６に含まれている。

本実施の形態では、軸受５ａの内輪５ｉａと外輪５ｇａの温度差により発電する発電装置２５には、例えば、ゼーベック効果によって発電を行なう熱電素子（ペルチェ素子）を使用することができる。

例えば、高速で回転する工作機械のビルトインモータ方式のスピンドル装置では、スピンドル内に発熱源となるモータが内蔵されているため、スピンドル全体の発熱が大きくなる。そのため、スピンドルの外筒部分を冷却する構造(ジャケット冷却)が採用されることが多い。その場合、ジャケット冷却の影響に加えて放熱性の良いハウジングと接している外輪５ｇａに対し、モータの発熱による影響に加えて放熱性の悪い軸と接している内輪５ｉａは温度が高くなるため、軸受５ａの内輪５ｉａと外輪５ｇａの温度差も大きくなる。そのため、この温度差により発電するペルチェ素子などの出力は、付帯設備の導入が不要なスピンドル外周面や軸受外輪外径面を測定する温度センサ(非接触式や熱電対など)に比べて、感度が良く、センサ出力の反応速度が速い。本実施の形態では、ペルチェ素子のこのような特性を利用し、軸受の焼損などの異常を早期に判断する。

本実施の形態では、軸受装置１に発電装置（ペルチェ素子を含む）を内蔵する。ペルチェ素子は、軸受、軸受の横に隣接する間座、ハウジング、蓋などの非回転部に設置し、回転部とは非接触とする。なお、回転部からの放熱を活用するため、非接触ではあるが、発電装置２５と回転部とを可能な限り近接させた配置とすることが好ましい。本実施の形態では、発電装置２５は、内輪間座６ｉ（回転部）とは非接触ではあるが、近接した配置に実装されている。また、発電装置２５で発電した電力を蓄電する蓄電装置（コンデンサ）、制御装置、電源装置などを含んだ電気回路２６も外輪間座６ｇに実装される。

図２に示すように、発電装置２５は、外輪間座６ｇに接続されたヒートシンク２５ｇと、内輪間座６ｉに対向して配置されたヒートシンク２５ｉと、２つのヒートシンクの間に配置された熱電素子２５ｍとを有する。

ここで、図１に示すように軸受５として転がり軸受を使用する場合、転動体Ｔａ，Ｔｂとの摩擦熱により内輪５ｉａ，５ｉｂと外輪５ｇａ，５ｇｂの温度が上昇する。通常、外輪５ｇａ，５ｇｂは機器のハウジングに組み込まれるため、外輪５ｇａ，５ｇｂはハウジングへの熱伝導により放熱される。そのため、内輪５ｉａ，５ｉｂと外輪５ｇａ，５ｇｂとの間で温度差が生じる（外輪５ｇａ，５ｇｂの温度に対して内輪５ｉａ，５ｉｂの温度のほうが高い）。外輪５ｇａの温度は熱伝導によってヒートシンク２５ｇに伝わる。また、内輪５ｉａの温度は熱伝導によって内輪間座６ｉに伝わった後に熱放射によってヒートシンク２５ｉに伝わる。これにより、ヒートシンク２５ｇ，２５ｉの間に配置された熱電素子２５ｍの両端面には温度差が生じる。このため、熱電素子２５ｍはゼーベック効果により発電を行なうことができる。

ヒートシンク２５ｇ，２５ｉには、熱伝導率の高い金属が使用される。例えば、金，銀，銅などが挙げられるがコスト面から、銅を使用することが一般的である。なお、銅を主成分とする銅合金でも良い。

図３は、実施の形態１における電気回路の詳細を示すブロック図である。図３を参照して、電気回路２６は、整流ダイオード８２と、蓄電装置８６と、電源装置８５と、異常検知装置１００と、スイッチ９１と、ポンプ駆動回路２８とを含む。ポンプ駆動回路２８は、ポンプ２９を駆動する。なお、ポンプ駆動回路２８は電源装置８５によって電力が供給される電気負荷回路の一例であり、他の負荷が接続されていても良い。

異常検知装置１００は、マイクロコンピュータ２７と送信部５４とを含む。マイクロコンピュータ２７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２７ａと、Ａ／Ｄコンバータ２７ｂと、メモリ２７ｃとを含む。

マイクロコンピュータ２７には、電源電圧ＶＤＤが電源装置８５から供給される。Ａ／Ｄコンバータ２７ｂは、発電装置２５の出力する電圧ＶＰを受けてデジタル値に変換する。メモリ２７ｃは、ＣＰＵ２７ａで実行されるプログラムおよび使用されるデータを記憶する。

ＣＰＵ２７ａは、後に説明する異常検知動作を行なう一方で、スイッチ９１の制御も行なう。

発電装置２５によって発生した（発電された）電荷は、蓄電装置８６に蓄電される。蓄電装置８６は、蓄電池やコンデンサなどを含む。コンデンサとしては、電気二重層コンデンサ（キャパシタ）を使用することが好ましい。

以上図１～図３で説明したように、軸受装置１は、発電装置２５で発電された電力を蓄電する蓄電装置８６と、蓄電装置８６の電力を用いる負荷回路（ポンプ駆動回路２８）と、蓄電装置８６の電圧を受けて負荷回路（ポンプ駆動回路２８）に電源電圧ＶＤＤを供給する電源装置８５とをさらに備える。

図４は、実施の形態１において異常検知装置が実行する処理を説明するためのフローチャートである。図３、図４を参照して、ステップＳ１において、異常検知装置１００は、発電装置２５から出力されたペルチェ素子による発電電圧ＶＰが判定しきい値ＶＰｔｈよりも高いか否かを判断する。

ＶＰ＞ＶＰｔｈである場合（Ｓ１でＹＥＳ）、ステップＳ２において、異常検知装置１００は、送信部５４から異常検知信号Ｓｏｕｔを図示しない受信装置に向けて出力する。

一方、ＶＰ＞ＶＰｔｈでない場合（Ｓ１でＮＯ）、ステップＳ２の処理は実行されずに、メインルーチンに処理が戻り、再び繰り返しステップＳ１の判定処理が実行される。

図５は、実施の形態１におけるペルチェ素子による発電量と回転速度の関係を示す動作波形図である。図５には、ペルチェ素子の発電電圧ＶＰおよび回転体５００の回転速度Ｎの経時変化が示されている。

時刻０～ｔ３まで通常使用する一定の回転速度Ｎ１で軸受装置を運転する。時刻０～ｔ１において発電電圧ＶＰは０Ｖ～ＶＰ１まで次第に上昇し、時刻ｔ１～ｔ２において安定した電圧ＶＰ１を示す。時刻ｔ２～ｔ３では、軸受の異常によって発電電圧ＶＰはさらに上昇し、時刻ｔ３においてしきい値ＶＰｔｈに到達する。

適切に判定しきい値ＶＰｔｈを定めることにより、温度が異常に上昇した場合に発電電圧ＶＰを観測することにより軸受の異常が検知できる。実線で示す波形は、発電電圧ＶＰがしきい値ＶＰｔｈに到達すると、異常検知信号Ｓｏｕｔに応じて工作機械が運転を停止した場合を示す。この場合は、時刻ｔ３を過ぎた時点で回転速度ＮはＮ１から０に変化し、追って次第に発電電圧ＶＰがしきい値ＶＰｔｈから０に低下する。また、破線で示す波形は、異常検知信号Ｓｏｕｔに応じて潤滑油ポンプが駆動され軸受に潤滑油が供給された場合を示す。この場合は、軸受の異常が解消し、しばらくすると時刻ｔ１～ｔ２と同様に発電電圧ＶＰは安定した電圧ＶＰ１に戻る。

発電装置２５で発電された電力は、発電電圧ＶＰが判定しきい値ＶＰｔｈを超えるまでの期間ＴＰ１において、蓄電装置８６に蓄電され、異常検知信号を出力する期間ＴＰ２において、異常検知信号の発信または異常に対処するための動作（潤滑油ポンプの駆動など）に用いられる。

すなわち、軸受５に異常が無い期間にペルチェ素子にて発電した電力を蓄電し、軸受５に異常が発生した場合は、それまで蓄電した電力を「軸受異常を知らせるアラート（外部送信含む）」や「軸受内に供給する潤滑ポンプの駆動」などに有効活用することができる。

以上説明したように、実施の形態１では、軸受運転中に発生する内輪と外輪の温度差により発電するペルチェ素子の特性を利用し、異常検知装置１００は、発電量に基づいて軸受の異常を判断する。

なお、図４、図５に示した例では、発電電圧ＶＰを単純に判定しきい値ＶＰｔｈと比較したが、異常検知装置１００は、発電量、発電量の時間微分値（傾き、変化率）のうち少なくとも１つを用いて軸受５ａの異常検知を行なってもよい。

［実施の形態２］
実施の形態２では、回転体５００の回転速度を考慮して異常検知を行なう例を説明する。

図６は、実施の形態２における電気回路の詳細を示すブロック図である。図６を参照して、電気回路２６Ａは、図３に示した電気回路２６の構成において、異常検知装置１００に代えて異常検知装置１００Ａを含む。電気回路２６Ａの他の構成は、図３で説明した電気回路２６と同様であるので、ここでは説明は繰り返さない。

異常検知装置１００Ａは、マイクロコンピュータ２７と送信部５４とを含む。マイクロコンピュータ２７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２７ａと、Ａ／Ｄコンバータ２７ｂと、メモリ２７ｃとを含む。

マイクロコンピュータ２７には、電源電圧ＶＤＤが電源装置８５から供給される。実施の形態２では、Ａ／Ｄコンバータ２７ｂは、蓄電装置８６の蓄電電圧ＶＣと、回転体５００の回転速度Ｎとを受けて、これらをデジタル値に変換する。メモリ２７ｃは、ＣＰＵ２７ａで実行されるプログラムおよび使用されるデータを記憶する。

実施の形態２では、軸受装置１は、発電装置２５で発電された電力を蓄電する蓄電装置８６を備える。異常検知装置１００Ａは、蓄電装置８６の蓄電量を示す電圧ＶＣを時間微分した値に基づいて軸受の異常検知を行なう。

図７は、実施の形態２において異常検知装置が実行する処理を説明するためのフローチャートである。図６、図７を参照して、ステップＳ１１において、異常検知装置１００Ａは、蓄電装置８６の蓄電電圧ＶＣをサンプリングし、前回サンプリング時の蓄電電圧ＶＣとの差ΔＶＣおよびサンプリング時刻の差Δｔから、傾きＧ＝ΔＶＣ／Δｔを算出する。

続いて、ステップＳ１２において、異常検知装置１００Ａは、図示しない回転速度センサなどから、回転体５００の回転速度Ｎを読み込む。

続いて、ステップＳ１３において、異常検知装置１００Ａは、回転速度Ｎに対応する判定しきい値Ｇｔｈ（Ｎ）をステップＳ１１で算出した傾きＧに対する判定しきい値Ｇｔｈに設定する。なお、回転速度Ｎに対応する判定しきい値Ｇｔｈ（Ｎ）は、回転速度ごとに予め定められ、メモリ２７ｃに記憶されている。ステップＳ１３において、異常検知装置１００Ａは、メモリ２７ｃから判定しきい値Ｇｔｈ（Ｎ）を読み出して使用する。

ステップＳ１４では、異常検知装置１００Ａは、ステップＳ１１で算出した傾きＧが、判定しきい値Ｇｔｈよりも大きいか否かを判断する。

Ｇ＞Ｇｔｈである場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、ステップＳ１５において、異常検知装置１００Ａは、送信部５４から異常検知信号Ｓｏｕｔを図示しない受信装置に向けて出力する。

一方、Ｇ＞Ｇｔｈでない場合（Ｓ１４でＮＯ）、ステップＳ１５の処理は実行されずに、メインルーチンに処理が戻り、再び繰り返しステップＳ１１からの判定処理が実行される。

図８は、実施の形態２における蓄電電圧と回転速度の関係を示す動作波形図である。図８には、蓄電装置８６での蓄電電圧ＶＣおよび回転体５００の回転速度Ｎの経時変化が示されている。

通常使用する回転速度Ｎ１で時刻０～ｔ１２において工作機械を運転する。時刻０～ｔ１１においては安定運転が行なわれ、その結果蓄電電圧ＶＣは０Ｖ～ＶＣ１まで次第に上昇する。この間は、傾きＧ１はしきい値Ｇｔｈよりも小さいので、異常検知信号は出力されない。

時刻ｔ１１において軸受に異常が発生し、時刻ｔ１１～ｔ１２では蓄電電圧ＶＣはＶＣ２までさらに上昇する。このとき電圧ＶＣの増加の傾きＧもＧ１からＧ２に増加する。このとき、傾きＧ１と傾きＧ２の間に適切に判定しきい値Ｇｔｈを定めることにより、温度が異常に上昇した場合に蓄電電圧ＶＣの変化率を観測することにより軸受の異常が検知できる。時刻ｔ１２においては、異常検知信号の出力に応じて工作機械が運転を停止し、蓄電電圧ＶＣが増加しなくなる。

発電装置２５で発電された電力は、傾きＧが判定しきい値Ｇｔｈを超えるまでの期間ＴＰ１１において、蓄電装置８６に蓄電され、異常検知信号を出力する期間ＴＰ１２において、異常検知信号の発信または異常に対処するための動作（潤滑油ポンプの駆動など）に用いられる。このため、時刻ｔ１２においては、蓄電電圧ＶＣは少し消費されて低下している。

図８に示した例では、異常検知装置１００Ａは、蓄電量の時間微分値（傾きＧ、変化率）を用いて軸受５の異常検知を行なった。図７に示したように、使用する回転速度が複数ある場合には、ステップＳ１３で説明したように、回転速度に対応して傾きＧの判定しきい値を定めることなどによって、蓄電量の傾きＧと回転速度との追従関係を用いて軸受５ａの異常検知を行なってもよい。

なお、異常検知装置１００Ａは、発電量と他のパラメータ（振動、温度、モータ電流値、荷重、熱変位など）との関係（追従性）に基づいて、軸受の異常を判断しても良い。

（ペルチェ素子の他の配置例）
以上の説明では、ペルチェ素子を含む発電装置を間座に配置した例を示したが、軸受の発熱源に近い他の場所に配置しても良い。

図９は、スピンドル装置のハウジングおよび前蓋に発電装置を配置した例を示す断面図である。図９に示すスピンドル装置１Ａは、軸受５ａ，５ｂと、軸受５ａ，５ｂに隣接して配置される間座６と、回転体５００とを備える。回転体５００は、外筒２の内径部に埋設されたハウジング３に設けた複数の軸受５ａ，５ｂによって回転自在に支持される。軸受５ａ，５ｂは、前蓋１２をハウジング３に挿入し、ボルトなどで締め込むことによって、スピンドル装置に固定される。

このような構成において、軸受５ａに隣接する前蓋１２に発電装置２５Ａを配置しても良く、軸受５ｂに隣接するハウジング３に発電装置２５Ｂを配置しても良い。

図１０は、軸受の内部にペルチェ素子を含む発電装置を配置した例を示す断面図である。図１０に示すように、発電装置２５Ｃを、外輪５ｇａの内周面に設置し、その横に発電装置２５Ｃとその出力信号を処理する処理回路を配置してもよい。処理回路で処理された信号は、配線によって他の制御回路などに送信される。処理回路は、例えば、信号の増幅処理、またはＡ／Ｄ変換処理などを行なう。

この場合、軸受のサイズが小さいと発電装置２５Ｃおよび処理回路の配置スペースが問題となる。必要に応じて図１０に示すように軸受の外輪５ｇａにおいて、発電装置２５Ｃおよび処理回路が配置される内周面を軸方向に延長し、それに対向する内輪５ｉａも同様に軸方向に延長しても良い。この場合、好ましくは、転動体Ｔａは、外輪５ｇａの軸方向の中央位置から発電装置２５Ｃを配置していない側に偏って配置される。

以上説明した実施の形態１および２に係る軸受装置では、内輪温度測定のための大掛かりな付帯設備の導入などをせずに、軸受焼損などの異常検知や状態監視が可能となる。また、ペルチェ素子によって発電した電力を軸受の異常検知だけでなく軸受異常時のアラート表示または軸受内に供給する潤滑ポンプの駆動などにも活用できる。

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、上記した実施の形態の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。

１軸受装置、１Ａスピンドル装置、２外筒、３ハウジング、１２前蓋、５，５ａ，５ｂ軸受、５ｇａ，５ｇｂ外輪、５ｉａ，５ｉｂ内輪、６間座、６ｇ外輪間座、６ｉ内輪間座、２５，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ発電装置、２５ｇ，２５ｉヒートシンク、２５ｍ熱電素子、２６，２６Ａ電気回路、２７マイクロコンピュータ、２７ｂコンバータ、２７ｃメモリ、２８ポンプ駆動回路、２９ポンプ、５４赤外線送信部、６７ａ，６７ｂ潤滑油供給路、８２整流ダイオード、８５電源装置、８６蓄電装置、９１スイッチ、１００，１００Ａ異常検知装置、５００回転体。

Claims

内輪、外輪、転動体を含む軸受によって回転体を支持する軸受装置であって、
前記軸受に生じる前記内輪と前記外輪の温度差に応じて発電量が変化するペルチェ素子を含む発電装置と、
前記発電装置で発電された電力を蓄電する蓄電装置と、
前記軸受の異常検知を行なう異常検知装置とを備え、
前記異常検知装置は、前記蓄電装置の蓄電量を時間微分した値に対して、判定しきい値を用いて前記軸受の異常を判定し、
前記判定しきい値は、前記回転体の回転速度ごとに予め定められている、軸受装置。
前記蓄電装置の電力を用いる負荷回路と、
前記蓄電装置の電圧を受けて前記負荷回路に電源電圧を供給する電源装置とをさらに備える、請求項１に記載の軸受装置。
前記軸受に隣接して配置される間座をさらに備え、
前記間座は、
前記内輪に当接する内輪間座と、
前記外輪に当接する外輪間座とを含み、
前記発電装置は、前記外輪間座に配置される、請求項１に記載の軸受装置。
前記軸受装置は、工作機械の回転軸を支持するように構成される、請求項１または２に記載の軸受装置。
回転体を支持する軸受に隣接して配置される間座であって、
前記軸受は、内輪、外輪、転動体を含み、
前記間座は、
前記軸受に生じる前記内輪と前記外輪の温度差に応じて発電量が変化するペルチェ素子を含む発電装置と、
前記発電装置で発電された電力を蓄電する蓄電装置と、
前記軸受の異常検知を行なう異常検知装置とを備え、
前記異常検知装置は、前記蓄電装置の蓄電量を時間微分した値に対して、判定しきい値を用いて前記軸受の異常を判定し、
前記判定しきい値は、前記回転体の回転速度ごとに予め定められている、間座。
前記間座は、
前記内輪に当接する内輪間座と、
前記外輪に当接する外輪間座とをさらに備え、
前記発電装置は、前記外輪間座に配置される、請求項５に記載の間座。