CN112384777B - 轴承装置和机床的主轴装置 - Google Patents

Abstract

目的在于提供一种轴承装置和机床的主轴装置，在旋转构件由滚动轴承支撑的情况下，无需将测定部配置在旋转构件的附近，就能够非接触且高精度地测定旋转构件的径向的位移。轴承装置将旋转构件经由滚动轴承支撑于固定构件，具备位移测定部，位移测定部对在滚动轴承的周围且在上述旋转构件与上述固定构件之间的被测定间隙供应压缩气体来测定旋转构件的径向位移。另外，在喷出压缩气体的喷嘴的单侧或两侧设置有回收压缩气体的气体回收槽。

Description

轴承装置和机床的主轴装置

技术领域

本发明涉及轴承装置和机床的主轴装置，更详细地说，涉及能检测由滚动轴承支撑的旋转轴的位移并测定轴载荷的轴承装置和机床的主轴装置。

背景技术

关于机床的心轴(spindle)，想要控制切削载荷，实现加工的高速化、高精度化以及轴承的长寿命化的趋势在增长，而测定机床运转过程中的轴载荷作为对策之一，对其需求在增长。

迄今为止提出了很多这样的测定机床运转过程中的轴载荷的技术，其中，如专利文献1(特开2010-217167号公报)所记载的现有技术那样，不是直接测定轴载荷而是通过计测轴位移量再乘以轴承等的刚度值来算出轴载荷量的技术受到关注。

除了上述现有技术以外，能应用于旋转体的位移量测定的非接触式的位移传感器有激光位移传感器或电涡流位移传感器、静电电容型位移传感器等多种。

另外，在专利文献2(特许第3662741号公报)所记载的现有技术中记载有如下内容：测定由磁轴承和静压气体轴承以非接触形式支撑的静压磁复合轴承的转子位移来控制供应到磁轴承的线圈的电流。在此，转子位移的测定是用压力传感器来测定与静压气体轴承的直径方向的两侧相对的静压气体轴承面上的静压的压力差，根据该测定值来求出转子的位移。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2010-217167号公报

专利文献2：特许第3662741号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1所记载的现有技术中，在使用非接触式传感器来测定旋转轴的位移的情况下，需要将其配置在计测部附近，另外，附属于它的电路、配线也需要配置在计测部的附近，但存在许多问题，例如机床的内部结构的复杂性、加工过程中的切屑或切削水的附着所造成的损伤等。

另外，机床的心轴是相对于切削载荷而要求高刚度的部位。另外，由于切削载荷所引起的轴位移也是几μm的程度，因此，该轴位移的测定也要求高精度、高分辨率，所以成本会增大。

相对于此，在专利文献2所记载的现有技术中，能将压力传感器配置在定子的外周侧，能够解决专利文献1所记载的现有技术的问题，但在转子、旋转轴等旋转构件由滚动轴承支撑的情况下，无法应用该现有技术。

因此，本发明是着眼于上述的现有技术的问题而完成的，目的在于提供一种轴承装置和机床的主轴装置，在旋转构件由滚动轴承支撑的情况下，无需将测定部配置在旋转构件的附近，就能够非接触且高精度地测定旋转构件的径向位移。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的一个方式的轴承装置将旋转构件经由滚动轴承支撑于固定构件，具备位移测定部，上述位移测定部对在滚动轴承的周围且在上述旋转构件与上述固定构件之间的被测定间隙供应压缩气体来测定旋转构件的径向位移。另外，在喷出压缩气体的喷嘴的单侧或两侧设置有回收压缩气体的气体回收槽。

另外，本发明的一个方式的机床的主轴装置具备具有上述构成的轴承装置，通过该轴承装置来支撑主轴而使主轴作为旋转构件旋转自如，测定主轴所负载的载荷。

发明效果

根据本发明的轴承装置的一个方式，在用滚动轴承支撑旋转构件的情况下，能够使用压缩气体来测定旋转构件的径向位移，能够以简易的构成高精度地测定旋转构件的径向位移。

另外，在本发明的机床的主轴装置中，由于是使用上述轴承装置来支撑主轴而使其旋转自如，因此，能够在切削时通过测定主轴的径向位移来求出作用于主轴的载荷量。

附图说明

图1是示出本发明的机床的主轴装置的第1实施方式的截面图。

图2是示出图1的轴承装置的图，(a)是轴向的放大截面图，(b)是轴垂直方向的放大截面图。

图3是示出轴承装置的第2实施方式的图，(a)是轴向的放大截面图，(b)是轴垂直方向的放大截面图。

图4是示出轴承装置的第2实施方式的第1变形例的轴向的放大截面图。

图5是示出轴承装置的第2实施方式的第2变形例的图，(a)是轴垂直方向的截面图，(b)是示出排放孔的图。

图6是示出本发明的第2实施方式的第3变形例的轴向的放大截面图。

图7是示出本发明的第3实施方式的图，(a)是在喷出部的周围形成有浅凹部的截面图，(b)是在喷出部的周围形成有圆锥面的截面图，(c)是在喷出部的周围形成有深凹部的截面图。

图8是示出本发明的第4实施方式的轴向的放大截面图。

图9是示出本发明的第4实施方式的第1变形例的轴向的放大截面图。

图10是示出本发明的第4实施方式的第2变形例的轴向的放大截面图。

图11是示出本发明的第1～第4实施方式的变形例的轴向的放大截面图。

图12是示出本发明的第5实施方式的轴向的放大截面图。

图13是示出本发明的第6实施方式的系统图。

图14是示出本发明的第6实施方式的变形例的系统图。

图15是示出本发明的第7实施方式的系统图。

图16是示出本发明的第8实施方式的轴向的放大截面图。

图17是示出第8实施方式的变形例的轴向的放大截面图。

图18是示出本发明的第9实施方式的轴向的放大截面图。

图19是示出第9实施方式的变形例的轴向的放大截面图。

图20是示出本发明的第1～第9实施方式的变形例的系统图。

图21是示出应用了本发明的轴承装置的机床的旋转工作台的截面图。

具体实施方式

接下来，参照附图来说明本发明的一个实施方式。在以下的附图的记载中，对于相同或相似的部分标注相同或相似的附图标记。但是，应当注意，附图仅是示意性的，厚度与平面尺寸的关系、各层的厚度的比率等与实际不同。因此，具体的厚度、尺寸应当参考以下的说明来判断。另外，在附图彼此间当然也包括相互的尺寸关系或比率不同的部分。

另外，以下所示的实施方式例示出用于使本发明的技术构思具体化的装置、方法，本发明的技术构思并非将构成部件的材质、形状、结构、配置等限定为如下。本发明的技术构思能够在权利要求书记载的权利要求所规定的技术范围内加以各种变更。

第1实施方式

首先，根据图1、图2以及图3来说明本发明的机床的主轴装置的第1实施方式。

机床的主轴装置10是马达内置方式，作为旋转构件的中空状的旋转轴(心轴)21由前侧滚动轴承31和后侧滚动轴承41支撑于作为固定构件(静止构件)的壳体11并且旋转自如。旋转轴21由配置在前侧滚动轴承31和后侧滚动轴承41之间的驱动马达51驱动而旋转。

壳体11包括在前侧滚动轴承31与驱动马达51之间分成两部分的前侧圆柱部12和后侧圆柱部13。

前侧圆柱部12包括外径小的前侧的小外径部12a和外径比小外径部12a大的后侧的大外径部12b。这些小外径部12a和大外径部12b的内周面形成为相等的内径，但从小外径部12a的前端侧到后端侧形成有收纳前侧滚动轴承31的轴承收纳台阶部12c。

相反地，后侧圆柱部13由内径大的大内径部13a和内径比大内径部13a小的小内径部13b形成。

前侧滚动轴承31包括以成为背面组合的方式配置的大致同一尺寸的一对角接触球轴承31a和31b。这些角接触球轴承31a和31b具备：外圈33，其是静止侧轨道圈；内圈34，其是旋转侧轨道圈；以及多个滚珠35，其作为滚动体，带有接触角地配置在作为静止侧轨道的外圈轨道槽和作为旋转侧轨道的内圈轨道槽之间。也就是说，各轴承31a、31b具有：内圈34、外圈33、以及配置在内圈34与外圈33之间且能旋转的滚珠(滚动体)。此外，各轴承31a、31b也可以具备保持滚动体的保持器。

各角接触球轴承31a和31b的外圈33隔着外圈侧间隔件36内嵌于形成在壳体11的前侧圆柱部12的轴承收纳台阶部12c，由被螺栓固定在壳体11的前侧圆柱部12的前侧轴承外圈按压件37固定。

另外，各角接触球轴承31a和31b的内圈34隔着内圈侧间隔件38外嵌于旋转轴21，由紧固于旋转轴21的螺母39固定于旋转轴21。角接触球轴承31a和31b由于螺母39而负载有定位置预压。因此，旋转轴21的轴向位置被前侧滚动轴承31定位。

后侧滚动轴承41是圆柱滚子轴承，具有：外圈42、内圈43以及作为滚动体的多个圆柱滚子44。后侧滚动轴承41的外圈42内嵌于壳体11的后侧圆柱部13的小内径部13b，由被螺栓紧固于小内径部13b的后侧轴承按压件45隔着外圈侧间隔件46固定于小内径部13b。后侧滚动轴承41的内圈43由被紧固于旋转轴21的另一螺母47隔着内圈侧间隔件48固定于旋转轴21。

驱动马达51包括：定子52，其内嵌于壳体11的后侧圆柱部13的大内径部13a；以及转子53，其外嵌于与定子52的内周侧隔着间隙相对的旋转轴21。

并且，在具有上述构成的机床的主轴装置10设置有测定施加到旋转轴21的载荷量的位移测定部(载荷测定部)60。位移测定部60将位移检测部61和压力损失测定部71设为1组，位移检测部61使用压缩气体来检测旋转轴21的径向位移，压力损失测定部71对位移检测部61供应压缩气体，测定与外圈侧间隔件36和内圈侧间隔件38之间的间隙相应的压力损失。这些位移检测部61和压力损失测定部71的组在圆周方向上具备多组(在此为2组)。另外，位移测定部60具备运算处理部PU，运算处理部PU基于各压力损失测定部71的测定结果，计算作用于旋转轴21的载荷量。位移测定部60也能配置在旋转轴21的轴向的任意位置。更优选的是，希望配置在相对于载荷的轴位移量大且由于位移测定部的设置而导致的轴长延长的影响小的、最前列轴承的后方附近。

如图2的(a)和(b)所示，位移检测部61至少形成在2个部位，这2个部位在圆周方向上例如保持120°的间隔且不是隔着壳体11的前侧圆柱部12的小外径部12a的中心轴彼此相对。

位移检测部61各自包含前侧滚动轴承31的外圈侧间隔件36和内圈侧间隔件38。即，外圈侧间隔件36具备：外周侧环形部36a，其与角接触球轴承31a和31b的外圈33的彼此相对的轴向端面接触；以及内周侧环形部36b，其比外周侧环形部36a的宽度窄。

在外周侧环形部36a，在轴向的中央部形成有从外侧向内侧凹陷的凹部36c。内周侧环形部36b的内周面与内圈侧间隔件38的外周面以形成规定的被测定间隙g的方式相对。

并且，从外周侧环形部36a的凹部36c的底部到内周面形成有在径向上延长的漏斗状的压缩气体喷出喷嘴62，压缩气体从压缩气体喷出喷嘴62喷出到外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38之间的被测定间隙g。

在此，在大多数情况下，由于要在轴内径部设置拉杆作为用于对工具进行把持的机构，因而，机床的心轴是中空轴，另外，假定为了提高加工效率而使机床的主轴高速旋转。因此，特别是在高速旋转使用时，旋转轴21、内圈侧间隔件38等旋转构件会由于离心力而膨胀几～几十μm的程度。而且，由于在心轴旋转过程中，会在壳体11与旋转轴21之间产生温度差，在大多数情况下旋转轴21的温度更高，因此，壳体11与旋转轴21之间的间隙量会减小几～几十μm的程度。

另外，在机床心轴中，为了防止异物侵入心轴内部、滚动轴承31，外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38之间等的、形成在壳体11与旋转轴21之间的间隙最大也就是被设定为零点几mm的程度。

因此，外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38之间的被测定间隙g在旋转轴21静止时被设定为0.05mm～0.5mm，但由于间隙量越小，压力损失相对于旋转轴21的径向位移的变化量就越大，因此，优选将被测定间隙g设定为0.05mm～0.2mm。

为了精确地测定运转中的外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38之间的被测定间隙g，希望使设置在位移检测部61的内圈侧间隔件38尽可能与旋转轴21同轴。因此，希望内圈侧间隔件38以过渡配合或者过盈配合被嵌合于轴。

另一方面，在壳体11的小外径部12a，与压缩气体喷出喷嘴62同轴地形成有圆形的开口部63，开口部63从外周面到达外圈侧间隔件36的凹部36c，其内径按两阶段缩小。如图1所示，形成于前侧圆柱部12的压缩气体供应通路64的一端在开口部63的后侧侧壁开口。如图1所示，压缩气体供应通路64的另一端与在形成于后侧圆柱部13的后端开口并在轴向上向前方延长而形成的压缩气体供应通路65连通。

另外，如图2的(a)和(b)所示，在开口部63内安装有气体连接部66，气体连接部66作为气体方向转换部，将从压缩气体供应通路64供应的压缩气体的方向从轴向转换为径向，并将其供应到喷出喷嘴62。气体连接部66具有能内嵌于开口部63的形状、例如与开口部63的内周形状为同一形状的外周形状，在内部形成有气体通路66a和气体通路66b，气体通路66a与开口部63连通，气体通路66b的一端与气体通路66a连通，另一端与压缩气体喷出喷嘴62连通。在气体连接部66的侧壁与开口部63的内壁之间配置有O型环67，在气体连接部66的底面与凹部36c的底面之间也同样地配置有O型环68，通过这些O型环67和68来防止压缩空气的泄漏。

另外，如图2的(a)和(b)所示，气体连接部66的外周面的阶梯部与开口部63的内周面的阶梯部接触，从而气体连接部66在径向上被定位。另外，气体连接部66的径向外侧的端面与被螺纹固定在小外径部12a的外周面的按压片69接触，防止了气体连接部66从开口部63脱出。此外，气体连接部66不限于用按压片69来防止脱出的情况，也能够在气体连接部66的外周面侧形成凸缘部并将该凸缘部进行螺纹固定，气体连接部66相对于壳体11的固定方法能够采取任意的固定方法。

此外，位移检测部61不限于设置在壳体11的圆周方向上的2个部位的情况，也可以设置3个部位以上，且不是在圆周方向上夹着中心轴彼此相对。另外，由于位移检测部61使压缩气体从压缩气体喷出喷嘴62喷出到外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38的间隙，因此，会抵消由于压缩气体而产生的对旋转轴21的负载，因而，优选在3个部位以上以等角间隔配置。

如图1所示，在压力损失测定部71，压缩气体从压缩气体供应部80供应到向前侧滚动轴承31和后侧滚动轴承41供应润滑油的未图示的采用油气润滑、油雾润滑的润滑系统。压缩气体供应部80具备：压缩机81，其喷出压缩气体；润滑系统用的调节器82，其对从压缩机81喷出的压缩气体进行调压；以及压力损失测定用的调节器83，其与调节器82并联连接。此外，在第1实施方式中，不限于油气润滑、油雾润滑。例如也能应用于润滑脂润滑等。润滑油、润滑脂是润滑剂的例子。润滑系统是对轴承31和41供应润滑剂的润滑剂供应部。

压力损失测定部71具备：节流部72，其插设在压缩气体的供应路径；以及差压传感器73，其检测节流部的上游侧和下游侧的差压。

节流部72插设在配管74中，配管74将调节器83与形成在壳体11中的压缩气体供应通路65的开口连结。节流部72的节流量设定为，使得在旋转轴21的旋转过程中旋转轴21的径向位移为“0”时，由差压传感器73检测出的差压检测值成为预先设定的设定值。从而，节流部72的下游侧的压力会表示考虑了从节流部72到位移检测部61的配管长度和配管直径的流路阻力的、仅与旋转轴21的径向位移相应的压力损失。

差压传感器73的低压侧连接到节流部72的下游侧的配管74，高压侧经由配管75连接到调节器83。在差压传感器73中，检测从调节器83供应的压缩空气压力与连接到位移检测部61的节流部72的下游侧压力、即位移检测部61的与旋转轴21的位移相应的压力损失之间的差压，将检测出的差压检测值作为模拟值或数字值输出。

运算处理部PU例如包括微型计算机等运算处理装置，从各压力损失测定部71的差压传感器73输出的差压检测值被输入其中，基于该差压检测值来算出旋转轴21的径向的换算位移量。另外，运算处理部PU通过用预先算出的压缩气体喷出喷嘴62的轴向位置上的轴刚度值乘以所算出的旋转轴21的径向的换算位移量，从而，计算给予旋转轴21的载荷量，并将计算结果输出到显示器DP进行显示。在此，轴刚度值基于载荷点、前侧滚动轴承31的轴承位置、轴承刚度、轴刚度以及位移检测部61的压缩气体喷出喷嘴62的轴向位置等而算出。

此外，给予旋转轴21的载荷量不限于通过上述的计算来算出的情况。例如，通过反复进行将已知的载荷给予旋转轴21并测定这时从压力损失测定部71的差压传感器73输出的差压检测值，从而，创建表示载荷与差压检测值的关系的载荷算出用映射，将其事先存储在运算处理部PU的存储部。在这种情况下，通过以切削时由差压传感器73检测出的差压检测值为基础并参照载荷算出用映射，能够根据差压检测值直接算出载荷量。这样一来，能够容易地算出载荷量，而无需将差压传感器73的差压检测值换算成位移量。此时，也能够通过求出载荷算出用映射的特征线的方程式来取代使用载荷算出用映射，并将差压传感器73的差压检测值代入到所求出的方程式中来算出载荷量。

此外，位移检测部61和压力损失测定部71的组如前所述设置2组以上，因此，如图1所示，各压力损失测定部71与调节器83并联连接。

接下来，对上述第1实施方式的动作进行说明。

首先，从压缩气体供应部80向压力损失测定部71供应压缩气体，如前所述，在使机床的主轴装置10的旋转轴21旋转的状态下，并且在旋转轴21的径向位移为“0”的状态下，事先对压力损失测定部71的节流部72的节流量进行调整，使得由差压传感器73检测出的差压检测值成为预先设定的设定值。

然后，在主轴装置10的旋转轴21停止的状态下，启动压缩机81，从而，用调节器82对压缩气体进行调压，将设定压力的压缩气体供应给未图示的针对前侧滚动轴承31和后侧滚动轴承41的润滑油供应系统，开始对前侧滚动轴承31和后侧滚动轴承41供应润滑剂。

与此同时或在此前后，用调节器83对从压缩机81喷出的压缩气体进行调压，并将其供应到压力损失测定部71。

供应到压力损失测定部71的压缩气体经由节流部72输入到壳体11的压缩气体供应通路65。输入到压缩气体供应通路65的压缩气体从压缩气体供应通路64在气体连接部66中方向转换90度而从轴向变为径向后被供应到压缩气体喷出喷嘴62。

供应到压缩气体喷出喷嘴62的压缩气体被供应到外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38之间的被测定间隙g，当被测定间隙g的间隔即旋转轴21的径向位移从“0”的状态变大时，被测定间隙g的间隔变小，压力损失与之相应地变小，相反地，当径向位移变小时，被测定间隙g的间隔变大，压力损失与之相应地变大。在此，如上所述，当中空轴的旋转轴21高速旋转时，旋转轴21、内圈侧间隔件38等旋转构件由于离心力而膨胀，另外，旋转轴21相对于壳体11变得高温化，因此，被测定间隙g的间隙变小。

因此，在旋转轴21的径向位移为“0”的无负载状态下，由差压传感器73检测出的差压检测值成为预先设定的设定值，表示旋转轴21的径向位移为“0”的差压检测值被输出到运算处理部PU。

因此，在运算处理部PU中，通过将从差压传感器73输入的差压检测值换算成旋转轴21的径向位移，用预先设定的轴刚度值乘以换算后的径向位移，从而算出旋转轴21所负载的载荷量。算出的载荷量输出到显示器DP并被显示。在这种情况下，由于径向位移为“0”，因此，显示于显示器DP的载荷量为“0”。

在该状态下，例如当开始切削时，旋转轴21会被施加切削载荷，旋转轴21产生与该切削载荷相应的径向位移。该径向位移取决于施加到旋转轴21的切削载荷的方向。

因此，与旋转轴21的径向位移相应地，从多个位移检测部61的压缩气体喷出喷嘴62喷出的压缩气体产生与径向位移相应的压力损失。该压力损失在压力损失测定部71的差压传感器73中作为差压检测值被检测出。

检测出的差压检测值被供应到运算处理部PU，从而，通过由运算处理部PU如前所述地将差压检测值换算成旋转轴21的径向位移，用换算后的径向位移乘以预先设定的轴刚度值，由此算出旋转轴21所负载的载荷量。算出的载荷量输出到显示器DP并被显示。

这样，根据上述第1实施方式，通过将压缩气体供应到包含前侧滚动轴承31的外圈侧间隔件36和内圈侧间隔件38的位移检测部61，从而，压缩气体从压缩气体喷出喷嘴62喷出到外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38之间的被测定间隙g。因此，产生与被测定间隙g的间隔即旋转轴21的径向位移相应的压缩气体的压力损失。通过用设置在壳体11的外侧的压力损失测定部71的差压传感器73来检测压力损失，并将检测出的差压检测值供应到运算处理部PU，从而，能够算出旋转轴21所负载的载荷量。

因此，在位移检测部61，仅通过设置隔着规定的被测定间隙g相对的外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38、压缩气体供应通路64、气体连接部66以及压缩气体喷出喷嘴62这一简易的构成就能够产生与旋转轴21的径向位移相应的压力损失。因此，位移检测部61不需要以电进行动作的部件，因此，无需考虑配线的引绕或电绝缘。

另外，在压力损失测定部71中，通过将压缩气体经由节流部72供应到位移检测部61，并检测节流部72的下游侧即位移检测部61侧的压力与供应到压力损失测定部71的压缩气体的初始压力的差压，能够测定位移检测部61的压力损失。然后，能够在将检测出的差压检测值转换为旋转轴21的径向位移后算出旋转轴21所负载的载荷量，或者是根据差压直接算出旋转轴21所负载的载荷量。

因此，在用滚动轴承支撑旋转轴21而使其旋转自如的情况下，通过简单的构成，就能够使用压缩气体算出旋转轴21的径向位移或算出旋转轴21所负载的载荷量。

此外，在上述第1实施方式中，说明了在壳体11内形成有在轴向上延长的压缩气体供应通路64和65的情况，但不限于此，也可以使气体连接部66的气体通路66b向外周侧延长并开口，在该开口部连接压力损失测定部71。或者，也可以省略压缩气体供应通路65，使压缩气体供应通路64在小外径部12a的外周面开口，在该开口部连接压力损失测定部71。

另外，在上述第1实施方式中，说明了在使机床的主轴装置10的旋转轴21旋转的状态下，并且在旋转轴21的径向位移为“0”的状态下，事先对压力损失测定部71的节流部72的节流量进行调整，使得由差压传感器73检测出的差压检测值成为预先设定的设定值的情况。但是，本发明不限于该调整。例如，在无外部负载且主轴装置10的旋转轴21停止的状态(0旋转的状态)下，事先通过压力损失测定部71的节流部72将各压力损失测定部71的差压调整为某个值，并将该状态设定为位移0。然后，当改变旋转轴21的转速时，各压力损失测定部71的差压与旋转轴21的转速相应地发生变化，从而，原本设定为位移0的差压也偏移相同的量。然后，在转速稳定后，在与上述同样的无负载的状态下从外部给予触发信号，将这时的值重新设为“0”。从而，只要旋转轴21的旋转是恒定的，则即使在不同的转速下也能以与上述第1实施方式相同的方式进行测定。

第2实施方式

接下来，根据图3来说明本发明的轴承装置的第2实施方式。

在第2实施方式中，是消除了压缩气体对前侧滚动轴承的影响。

即，在第2实施方式中，如图3的(a)和(b)所示，位移检测部61在圆周方向上等间隔地设置有3个。在各位移检测部61，在外圈侧间隔件36的隔着被测定间隙g与内圈侧间隔件38的外周面相对的内周面，在夹着压缩气体喷出喷嘴62的前侧和后侧，分别在圆周方向上形成有回收压缩气体的气体回收槽81a和81b。并且，如图3的(a)的下侧和图3的(b)所示，在外圈侧间隔件36的各位移检测部61，在夹着中心轴相对的位置形成有与气体回收槽81a和81b连通的空腔部86。另一方面，在小外径部12a的与空腔部86相对的位置形成有气体排出通路87a和气体排出通路87b，气体排出通路87a与空腔部86连通并在径向上延长，气体排出通路87b的一端与气体排出通路87a连通，另一端在小外径部12a的前端开口。这些气体回收槽81a、81b、空腔部86以及气体排出通路87a和87b成为压缩气体排出路(压缩气体排出部)。能够将气体排出通路87a和87b称为将压缩气体排出到轴承装置的外部的排放部。

根据第2实施方式，从位移检测部61的压缩气体喷出喷嘴62喷出到外圈侧间隔件36的内周面与内圈侧间隔件38的外周面之间的被测定间隙g的压缩空气会沿前后方向和圆周方向扩展并流过被测定间隙g，但沿前后方向扩展的压缩气体流入气体回收槽81a和81b，在图3的(a)的圆周方向上沿顺时针方向和逆时针方向流过气体回收槽81a和81b并到达空腔部86，从空腔部86通过小外径部12a的气体排出通路87a和87b而从小外径部12a的前端面排出到外部。

因此，能够防止从压缩气体喷出喷嘴62喷射出的压缩气体流入配置在外圈侧间隔件36和内圈侧间隔件38的前后位置的角接触球轴承31a和31b的外圈33和内圈34之间。因此，能够防止由于压缩气体流入角接触球轴承31a和31b而造成的影响、即对角接触球轴承的油气润滑、油雾润滑的影响。

此外，在上述第2实施方式中，说明了在外圈侧间隔件36的夹着压缩气体喷出喷嘴62的前后位置设置有气体回收槽81a和81b的情况，但不限于此，也可以如图4所示，省略作为气体回收槽81a和81b的其中一方的81a(或81b)。在这种情况下，虽然气体回收效率会有所下降，但在省略了气体回收槽的一侧，压缩气体通过外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38之间的被测定间隙g的长度变长，流路阻力增加，因此，大部分被回收到流路阻力小的气体回收槽81a(或81b)侧，压缩气体对角接触球轴承31a和31b的影响小。

另外，在上述第2实施方式中，说明了将位移检测部61的设置数量设为3个的情况，但不限于此，也能够如图5所示，设为2个或是设为4个以上。另外，如图5的(a)所示，形成在外圈侧间隔件36的空腔部86和形成在小外径部12a的气体通路87a和87b不限于设置在与位移检测部61夹着中心轴相对的位置的情况，也可以设置在相邻的位移检测部61之间的中间部。在这种情况下，通过将空腔部86形成在相邻的位移检测部61之间的中间部，能够防止相邻的位移检测部61中的一方所喷出的压缩气体影响到另一方位移检测部61。另外，也可以在相邻的位移检测部61之间设置多个空腔部86。

而且，在上述第2实施方式中，说明了针对1个位移检测部61设置1个压缩气体排出通路87a、87b的情况，但不限于此，也可以是如图6所示，在外圈侧间隔件36的外周面沿圆周方向形成将各空腔部86连通的连通槽84，在其中任意一个空腔部86设置压缩气体排出通路87a、87b。在这种情况下，能够由1个压缩气体排出通路87a、87b来回收从所有位移检测部61喷出的压缩气体。因此，能够减少设置于壳体11的压缩气体排出路的数量，减少壳体11的加工工时。

第3实施方式

接下来，根据图7来说明本发明的轴承装置的第3实施方式。

在第3实施方式中，将形成在外圈侧间隔件36的内周面与内圈侧间隔件38的外周面之间的被测定间隙g的轴向的长度设定为所需的最小限度。

即，在第3实施方式中，如图7的(a)所示，将形成在从位移检测部61的压缩气体喷出喷嘴62供应压缩气体的外圈侧间隔件36的内周面与内圈侧间隔件38的外周面之间的被测定间隙g的、夹着压缩气体喷出喷嘴62的轴向长度设定为所需最小限度的轴向长度w，将外圈侧间隔件36的除了所需的被测定间隙g的轴向长度w以外的外侧部设为较浅地进行了扩径的、在圆周方向上延长的槽部91a和91b。此外，虽未图示，但在槽部91a和91b与前述的第2实施方式同样地形成有气体回收槽。

根据第3实施方式，将外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38之间的被测定间隙g的夹着压缩气体喷出喷嘴62的轴向长度设为了所需最小限度的轴向长度w，因此，从压缩气体喷出喷嘴62供应到被测定间隙g的压缩气体的粘性或摩擦的影响得到缓和，压缩气体流出到外部的时间缩短。因此，能够提高对于旋转轴21的径向位移的响应性。而且，由于形成被测定间隙g的轴向长度变短，从而能够缩小为了形成外圈侧间隔件36和内圈侧间隔件38的被测定间隙g而不得不进行高精度加工的范围，能够期待加工成本的下降，并且能够期待能够形成更高精度的间隙的可能性。

此外，在第3实施方式中，说明了在被测定间隙g的两侧形成有槽部91a和91b的情况，但不限于此，也能够如图7的(b)所示，将除所需的被测定间隙g以外的外侧部设为随着从被测定间隙g的前后端部去往外侧而内径增加的圆锥面92a和92b。另外，也能够如图7的(c)所示，将除所需的被测定间隙g以外的外侧部设为较深地进行了扩径的槽部93a和93b。除了这些以外，还能够将除所需的被测定间隙g以外的外侧形状设为平面、曲面、或是图7的(a)～(c)的形状与其它形状的复合形状。

另外，在第3实施方式中，说明了在外圈侧间隔件36的除所需的被测定间隙g以外的外侧部形成扩径部的情况，但不限于此，也可以在内圈侧间隔件38的除所需的被测定间隙g以外的外侧部形成扩径部，还可以在外圈侧间隔件36和内圈侧间隔件38双方形成扩径部。

第4实施方式

接下来，根据图8来说明本发明的轴承装置的第4实施方式。

在第4实施方式中，不是将位移检测部61形成于前侧滚动轴承31之间的间隔件，而是在与前侧滚动轴承31在轴向上相邻的位置形成位移检测部61。

即，在第4实施方式中，如图8所示，位移检测部61配置为与构成前侧滚动轴承31的后侧的角接触球轴承31b的后侧相邻。

因此，形成在壳体11的前侧圆柱部12的内周面的轴承收纳台阶部12c与构成前侧滚动轴承31的角接触球轴承31b相比向后方侧延长。

位移检测部61在轴承收纳台阶部12c的延长部配置与前述的第1实施方式～第3实施方式的外圈侧间隔件36同一形状的外圈侧间隔件96，外圈侧间隔件96的内周面与旋转轴21的外周面以形成规定的被测定间隙g的方式相对。

外圈侧间隔件96与外圈侧间隔件36同样地具备：外周侧环形部96a、内周侧环形部96b、凹部96c以及压缩气体喷出喷嘴97。

另外，在壳体11的小外径部12a的与外圈侧间隔件96相对的位置形成有与开口部63同样的开口部98，在开口部98内安装有与气体连接部66同样的、形成有气体通路99a和99b的气体连接部99。

此外，虽未图示，但在第4实施方式中也设置有如在第2实施方式中说明的那样的回收压缩气体的气体回收槽和将压缩气体排出到外部的气体排出通路。

根据第4实施方式，位移检测部61自身进行与第1实施方式同样的动作，因此，能够发挥与第1实施方式同样的作用效果。另外，在第4实施方式中，压缩气体从外圈侧间隔件96喷出到被测定间隙g，该被测定间隙g直接形成在外圈侧间隔件96与旋转轴21之间，而不是如第1～第3实施方式那样形成在外圈侧间隔件96与内侧间隔件之间。因此，不会存在如第1～第3实施方式那样在使用与旋转轴21一体旋转的内圈侧间隔件时的旋转轴21与内圈侧间隔件的偏心问题的影响，能提高被测定间隙g的形状精度。

此外，在上述第4实施方式中，说明了与前述的第1实施方式同样地由外圈侧间隔件96和气体连接部99构成位移检测部61的情况，但不限于此。例如，也可以如图9所示，在壳体11的小外径部12a内形成压缩气体喷出喷嘴101以及与气体连接部99的气体通路99a和99b对应的气体通路102，从压缩气体喷出喷嘴101向形成在其与以过渡配合或过盈配合安装在旋转轴21的外周面的内圈侧间隔件103之间的被测定间隙g喷出压缩气体。在这种情况下，能够省略图8的外圈侧间隔件96、气体连接部99，能够防止发生在设置气体连接部99的情况下的圆周方向的相位误差并且削减构成要素。

另外，在第4实施方式中，说明了设置内圈侧间隔件103的情况，但不限于此，也可以省略图9的内圈侧间隔件103，而如图10所示，从压缩气体喷出喷嘴101向形成在其与旋转轴21的外周面之间的被测定间隙g喷出压缩气体。在这种情况下，能够省略内圈侧间隔件103，因此，能够进一步削减构成要素。

而且，在上述第1～第4实施方式中，说明了将压缩气体喷出喷嘴62、97形成为在径向上延长的情况，但不限于此，也可以是如图11所示，将压缩气体喷出喷嘴62形成为向后方侧倾斜延长。同样地，虽未图示，但也可以是将压缩气体喷出喷嘴97也形成为向后方侧倾斜延长。在这种情况下，由于压缩气体喷出喷嘴62(97)形成在后方侧，因此，从压缩气体喷出喷嘴62(97)喷出的压缩气体在前后方向上的分配会变得不均匀，向后方侧的流量变多。因此，例如能够使形成在外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38之间的被测定间隙g的后方侧的面积比前方侧的面积大，使流路阻力比前方侧大，使被测定间隙g内的压缩气体的分散均匀化。

第5实施方式

接下来，根据图12来说明本发明的轴承装置的第5实施方式。

在第5实施方式中，将第1～第4实施方式的气体连接部66变更为挠性管。

即，在第5实施方式中，如图12所示，省略第1实施方式的气体连接部66，取而代之地，通过作为气体方向转换部的挠性管111来连结外圈侧间隔件36的压缩气体喷出喷嘴62与壳体11的小外径部12a的压缩气体供应通路64。如图12所示，在挠性管111的两端气密地装配有顶端具有阳螺纹部的管用接头112和113。

另一方面，在外圈侧间隔件36形成有与压缩气体喷出喷嘴62连通并供管用接头112的阳螺纹部螺合的阴螺纹部114。

另外，在小外径部12a形成有收纳挠性管111的L字型的空间部115，在空间部115与压缩气体供应通路64的终端的上方之间形成有供管用接头113的阳螺纹部螺合的阴螺纹部116。

并且，挠性管111的一个管用接头112与外圈侧间隔件36的阴螺纹部114螺合，另一个管用接头113与小外径部12a的阴螺纹部116螺合。因此，压缩气体供应通路64与压缩气体喷出喷嘴62由挠性管111连结。

此外，虽未图示，但在第5实施方式中也设置有如在第2实施方式中说明的那样的回收压缩气体的气体回收槽和将压缩气体排出到外部的气体排出通路。

根据第5实施方式，应用了挠性管111来取代气体连接部66，因此，无需使用结构复杂的气体连接部66，就能够容易地连结压缩气体供应通路64与压缩气体喷出喷嘴62。因此，壳体11与外圈侧间隔件36的圆周方向的相位误差的允许量变大，能够降低制造难度。

第6实施方式

接下来，根据图13来说明本发明的轴承装置的第6实施方式。

在第6实施方式中，是防止压力损失测定部71的差压传感器73被输入过度的差压。

即，在第6实施方式中，如图13所示，在将第1实施方式的压力损失测定部71的差压传感器73的高压侧与调节器83连接起来的配管75中设置节流部77，节流部77根据节流部72的下游侧的压缩气体压力的上升来调整压缩气体压力的上升时间。

对第6实施方式的动作进行说明。

如前述的第1实施方式那样，在差压传感器73的高压侧与调节器83由配管75直接连接的情况下，在启动压缩机81并开始将设定压力的压缩气体从调节器83供应到压力损失测定部71时，差压传感器73的高压侧被供应从调节器83输出的上升快的压缩空气。因此，差压传感器73的高压侧上升至规定压力的时间短。

相对于此，在插设了节流部72的配管74中，在节流部72的下游侧通过壳体11内的压缩气体供应通路65和64而连接有位移检测部61，因此，到位移检测部61的压缩气体喷出喷嘴62的距离长，而距离取决于主轴装置10的结构，不是固定的。因此，刚刚开始对节流部72侧供应压缩气体之后的节流部72的下游侧的压缩气体的上升慢，差压传感器73的低压侧的压缩气体的上升需要时间。

因此，在刚刚开始对压力损失测定部71供应压缩气体之后，差压传感器73的高压侧与低压侧的差压超过规定值而变得过大，给差压传感器73带来不良影响。

因此，在第6实施方式中，在开始对压力损失测定部71供应压缩气体时，在连接调节器83与差压传感器73的高压侧的配管75中插设有节流部77。因此，能够利用节流部77来延迟差压传感器73的高压侧的压缩气体上升至规定压力的时间。因此，能够防止在刚刚开始对压力损失测定部71供应压缩气体之后，差压传感器73的高压侧与低压侧之间的差压超过规定值而变得过大。

在这种情况下，使用了节流部77的差压传感器73的高压侧的压缩气体的上升时间无需与节流部72侧的压缩气体的上升时间严格一致，只要使刚刚从调节器83向压力损失测定部71供应压缩气体之后的差压传感器73的高压侧与低压侧的差压收于规定值内即可。

此外，在上述第6实施方式中，说明了在差压传感器73的高压侧与调节器83之间的配管75中插设节流部77，来防止差压传感器73的高压侧和低压侧的差压超过规定值而变得过大的情况。本发明不限于上述构成，也可以如图14所示，省略图13的节流部77，与差压传感器73并联地连接减压阀78。在这种情况下，能够在差压传感器73的高压侧与低压侧的差压超过规定值的情况下，用减压阀78使差压传感器73的高压侧的压缩气体排出到大气中，防止差压传感器73的高压侧与低压侧的差压超过规定值。

在上述的记载中说明了将第6实施方式应用于第1实施方式的情况，但第6实施方式也能够应用于本说明书中已记载的第2实施方式～第5实施方式，而且，还能够应用于以下所记载的所有实施方式。

第7实施方式

接下来，根据图15来说明本发明的轴承装置的第7实施方式。

在第7实施方式中，是缓和由于第1实施方式的高压侧、低压侧的上升时间差而导致的差压传感器73的过负载。

即，如图15所示，第7实施方式的压力损失测定部71具备阀79，阀79插设在将形成于壳体11的压缩气体供应通路65的开口与调节器83连结起来的配管74中。阀79在比配管74与配管75的连结部靠压缩气体供应通路65侧(位移检测部61侧)插入到配管74中。换言之，阀79在比配管74与配管75的连结部靠下游侧插设于配管74。

在第7实施方式中，通过在将阀79闭合的状态下供应压缩气体，在预先提高了压力损失测定部71的内压的状态下将阀79开放并开始压力损失测定，能缓和由于第1实施方式的高压侧、低压侧的上升时间差而导致的差压传感器73的过负载。

在上述的记载中说明了将第7实施方式应用于第1实施方式的情况，但第7实施方式也能够应用于本说明书中已记载的第2实施方式～第6实施方式，而且，还能够应用于以下所记载的所有实施方式。

第8实施方式

参照图1、图2以及图16来说明本发明的轴承装置的第8实施方式。第8实施方式是第1实施方式(图2)的变形例。在以下的记载中，以第1实施方式的不同点为中心进行说明，对于与第1实施方式相同的构成，标注相同的附图标记并省略说明。

在第8实施方式中，说明经由位移检测用的压缩气体供应系统对位移检测部61供应压缩气体、并且经由与位移检测用的压缩气体供应系统不同的系统对前侧滚动轴承31(31a、31b)供应润滑油的构成。在本实施方式中，在供应润滑油时，使用压缩气体。润滑油使用从图1所示的压缩气体供应部80供应的压缩气体，通过油气润滑或油雾润滑供应到前侧滚动轴承31。图16的单点划线C1示出了旋转轴21的中心轴。与单点划线C1正交的单点划线C2是穿过喷嘴62的中心的线。

在本实施方式中，设为通过油气润滑来进行轴承润滑，但只要是诸如由油气润滑或油雾润滑所代表的使用压缩气体和润滑剂的润滑即可。此外，在以下的记载中，将润滑油供应用的压缩气体与润滑油的组合称为油气。另外，在将润滑油供应到轴承31时使用的压缩气体的供应源也可以是与图1所示的压缩气体供应部80分开设置的供应源。为了区别位移测定所使用的压缩气体与润滑油供应所使用的压缩气体，也可以将润滑油供应所使用的压缩气体称为第2压缩气体。

图16的单点划线C1的上侧示出了位移检测部61和位移检测用的压缩气体供应系统。本实施方式的位移检测部61具有与在第1实施方式中说明的图2的(a)的上侧所示的位移检测部61大致同样的结构。与第1实施方式(图2的(a))的不同点在于，本实施方式的外圈侧间隔件36具有2个空气积存部120a和120b。空气积存部120a、120b是对油气进行减压的空间(槽)。空气积存部120a是在压缩气体喷出喷嘴62与滚动轴承31a之间供第2压缩气体(油气)流入的凹部，形成于外圈侧间隔件36。空气积存部120b是在压缩气体喷出喷嘴62与滚动轴承31b之间供第2压缩气体(油气)流入的凹部，形成于外圈侧间隔件36。空气积存部120a、120b在图16中被表示为形成在外圈侧间隔件36的内周侧环形部36b的梯形凹部。空气积存部120a、120b是在旋转轴21的周向上延伸的圆环状的槽。本实施方式的2个空气积存部120a和120b具有相对于单点划线C2为线对称的形状。内周侧环形部36b的一部分36b1位于空气积存部120a与前侧滚动轴承31a之间。内周侧环形部36b的一部分36b2位于空气积存部120b与前侧滚动轴承31b之间。在本实施方式中，进入空气积存部120a、120b的油气被减压并减速，因此，因油气的供应而引起的噪声被空气积存部120a、120b降低。更详细地说，由于进入空气积存部120a、120b的油气在空气积存部120a、120b内被减压、减速，因此，在油气被供应到轴承31a、31b时，由轴承31a、31b的滚动体或滚动体保持器引起的风噪降低。

图16的单点划线C1的下侧示出了用于将润滑油供应到前侧滚动轴承31的润滑系统119的主要部分。润滑系统119具有油气供应通路123a和123b、以及油气喷出喷嘴124a和124b。油气喷出喷嘴124a和124b在空气积存部120a、120b开口。润滑系统119被供应油气。润滑系统119是将润滑油(润滑剂)供应到前侧滚动轴承31的润滑剂供应部。

油气喷出喷嘴124a、124b形成在油气供应通路123a、123b的下游端，油气喷出喷嘴124a、124a的横截面小于油气供应通路123a、123b的横截面。也就是说，通过油气供应通路123a、123b后的油气会流入截面积小的油气喷出喷嘴124a、124b并被节流。

油气供应通路123a和123b从壳体11与外圈侧间隔件36之中穿过而延伸。更详细地说，在图16中，油气供应通路123a、123b的上游侧在壳体11内与单点划线C1平行地延伸，在单点划线C2的附近，方向转换90度而向旋转轴21的径向内侧一直延伸到油气喷出喷嘴124a、124b。因此，进入油气供应通路123a、123b的油气通过油气供应通路123a、123b从油气喷出喷嘴124a、124b供应到空气积存部120a、120b。

进入空气积存部120a、120b的油气在空气积存部120a、120b内被减压后，穿过内周侧环形部36b的一部分36b 1、36b2与内圈侧间隔件38之间的间隙，被供应到前侧滚动轴承31(31a、31b)。在本实施方式中，进入空气积存部120a、120b的油气被减压并减速，因此，与没有空气积存部120a、120b的情况相比，因油气润滑而引起的噪声(由轴承31a、31b的滚动体或滚动体保持器引起的风噪)降低。

图16的单点划线C1的下侧所示的润滑系统119以与单点划线C1的上侧所示的位移测定部61不同的相位(将如图3的(b)那样从旋转轴21的轴向来看的情况下的配置称为相位)设置。

如图16所示，由于内周侧环形部36b的一部分36b1位于空气积存部120a与前侧滚动轴承31a之间，因此，进入空气积存部120a的润滑油不会直接被喷到前侧滚动轴承31a。在油气被设置在外圈侧间隔件36的空气积存部120a减压、减速后，油气穿过外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38之间的间隙向前侧滚动轴承31a供应。同样地，由于内周侧环形部36b的一部分36b2位于空气积存部120b与前侧滚动轴承31b之间，因此，进入空气积存部120b的油气(润滑油)不会直接被喷到前侧滚动轴承31b。在油气被设置在外圈侧间隔件36的空气积存部120b减压、减速后，油气穿过外圈侧间隔件36与内圈侧间隔件38之间的间隙向前侧滚动轴承31b供应。

变形例

此外，也可以在图16所示的构成中设置如图3中说明的那样的气体回收槽81a、81b和气体排出通路87a、87b。将该构成作为第8实施方式的变形例，并参照图17来进行说明。气体回收槽81a、81b是供为了位移检测而供应的压缩气体流入的槽。

在图17中，在单点划线C1的上侧示出了气体排出通路87a、87b，在单点划线C1的下侧示出了润滑系统119的主要部分。图17的单点划线C1的下侧的图与图16的单点划线C1的下侧相同。

如图17所示，气体排出通路87a、87b形成在壳体11内。气体排出通路87b与空腔部86连通。本变形例的空腔部86与图3的空腔部86相比，单点划线C2的右侧较小。另外，在本变形例中，空腔部86与空气积存部120a连通，与空气积存部120b不连通。此外，图3(第2实施方式)中说明的圆环状的气体回收槽81a在图17的构成中变为空气积存部120a，气体回收槽81b变为空气积存部120b。也就是说，空气积存部120a、120b作为气体回收槽81a、81b发挥功能。这样，在空气积存部120a与气体回收槽81a是同一个槽的情况下，将该槽称为共用槽，在空气积存部120b与气体回收槽81b是同一个槽的情况下，将该槽称为共用槽。在共用槽中，会流入为了位移检测而供应的压缩气体，并且还会流入油气(第2压缩气体)。

若设为将空气积存部120a用作气体回收槽81a、将空气积存部120b用作气体回收槽81b的结构，则与将空气积存部120a、120b和气体回收槽81a、81b分别独立设置的情况相比，能够有效地使用旋转轴21的轴向的空间。

另外，从压缩气体喷出喷嘴62喷出的压缩气体穿过空气积存部120a、120b流到轴承31a、31b。其结果是，原本仅是通过气体排出通路87a、87b被排出到外部的压缩气体(位移检测用)也会流入前侧滚动轴承31a、31b，为了位移检测而供应的压缩气体的压力成为将油气(润滑油)推向前侧滚动轴承31a、31b方向的压力。也就是说，位移检测所使用过的压缩气体能够作为辅助向前侧滚动轴承31a、31b供应润滑油的辅助空气进行再利用。

此外，在图17中，共用槽设置在单点划线C2的两侧，但也可以仅设置在单点划线C2的右侧，还可以仅设置在单点划线C2的左侧。例如也可以将共用槽仅设置在单点划线C2的右侧，将气体回收槽设置在单点划线C2的左侧。

在外圈侧间隔件36的轴向尺寸大的情况下，也可以将空气积存部120a、120b和气体回收槽81a、81b分别独立地形成于外圈侧间隔件36。在这种情况下，也可以是在单点划线C2的右侧(或左侧)或两侧将空气积存部120a、120b和气体回收槽81a、81b分别独立地形成于外圈侧间隔件36。

第9实施方式

参照图18来说明本发明的轴承装置的第9实施方式。

在第9实施方式中，与第8实施方式同样地，对位移检测部61供应压缩气体，并且使用压缩气体对前侧滚动轴承31(31a、31b)供应润滑油(油气)。在以下的记载中，以与第8实施方式的不同点为中心进行说明，对于与第8实施方式相同的构成，标注相同的附图标记并省略说明。

与第8实施方式的不同点在于，前侧滚动轴承31(31a、31b)的内圈34与外圈33的端面相比向轴线方向(单点划线C1的方向)伸出。更详细地说，第9实施方式的前侧滚动轴承31(31a、31b)的内圈34与图16的内圈34相比，朝向单点划线C2延伸了规定量S(旋转轴方向的尺寸大了规定量S)。另外，内圈34的外径(外周面34a的直径)随着从滚珠35去往单点划线C2而变小。例如，在图18的单点划线C2的左侧，内圈34的外周面34a随着从滚珠35去往单点划线C2而向右下方倾斜。此外，由于单点划线C1方向上的内圈34的尺寸变大了规定量S，因此，与此相应地，内圈侧间隔件38的尺寸变小了。图18的单点划线C1的下侧的结构与图16的单点划线C1的下侧的结构相同。另外，内圈34的外径随着从滚珠35去往单点划线C2而缩小这一构成也能够表达为内圈34的外径随着去往滚珠35而扩大。

当内圈34的外周面34a像这样向空气积存部120a、120b的方向倾斜时，由图18的单点划线C1的下侧的图明显可见，从油气喷出喷嘴124a、124b朝向空气积存部120a、120b供应的油气会流向内圈34的外周面34a。并且，当油气到达内圈34的外周面34a时，油气中包含的润滑油会由于旋转轴21的旋转所产生的离心力而沿着内圈34的外周面34a向轴承31a、31b的方向移动，并被供应到滚珠35。因此，根据本实施方式，与图16所示的构成相比，能够高效地向滚珠35供应润滑油。由于在本实施方式中也设置有空气积存部120a、120b，因此，进入空气积存部120a、120b的油气被减压并且减速，油气润滑中的噪声(由轴承31a、31b的滚动体或滚动体保持器引起的风噪)被空气积存部120a、120b降低。

变形例

此外，也可以在图18所示的构成中设置如图17中说明的那样的空气积存部120a、120b、空腔部86、以及气体排出通路87a、87b。将该构成作为第9实施方式的变形例，并基于图19来进行说明。

在图19中，在单点划线C1的上侧示出了气体排出通路87a、87b，在单点划线C1的下侧示出了润滑系统119的主要部分。图19的单点划线C1的下侧的润滑系统119的图与图17的单点划线C1的下侧是同样的。

如图19的单点划线C1的上侧所示，气体排出通路87a、87b形成在壳体11内。气体排出通路87b与空腔部86连通。本变形例的空腔部86与图3的空腔部86相比，单点划线C2的右侧较小。另外，在本变形例中，空腔部86与空气积存部120a连通，与空气积存部120b不连通。空气积存部120a是图3的气体回收槽81a，空气积存部120b是图3的气体回收槽81b。这样，在空气积存部120a与气体回收槽81a是同一个槽的情况下，将该槽称为共用槽，在空气积存部120b与气体回收槽81b是同一个槽的情况下，将该槽称为共用槽。在共用槽中，会流入为了位移检测而供应的压缩气体，并且还会流入油气(第2压缩气体)。

在本变形中，如图18所示，内圈34向单点划线C2的方向延伸了规定量S。另外，内圈34的外径(外周面34a的直径)随着从滚珠35去往单点划线C2的方向而变小。

当内圈34的外周面34a像这样向空气积存部120a、120b的方向倾斜时，由图19的单点划线C1的下侧的图明显可见，从油气喷出喷嘴124a、124b朝向空气积存部120a、120b供应的油气会流向内圈34的外周面34a。并且，当油气到达内圈34的外周面34a时，油气中包含的润滑油会由于旋转轴21的旋转所产生的离心力而沿着内圈34的外周面34a移动，并被供应到滚珠35。因此，能够高效地向滚珠35供应润滑油。由于在本实施方式中也设置有空气积存部120a、120b，因此，油气润滑中的噪声被空气积存部120a、120b降低。

另外，与将空气积存部120a、120b和气体回收槽81a、81b分别独立设置的情况相比，能够有效地使用旋转轴21的轴向的空间。

另外，从压缩气体喷出喷嘴62喷出的压缩气体穿过空气积存部120a、120b流到轴承31a、31b。其结果是，原本仅是通过气体排出通路87a、87b被排出到外部的压缩气体(位移检测用)也会流入前侧滚动轴承31a，为了位移检测而供应的压缩气体的压力成为将油气(润滑油)推向前侧滚动轴承31a、31b方向的压力。也就是说，位移检测所使用过的压缩气体能够作为辅助向轴承31a、31b供应润滑油的辅助空气进行再利用。

此外，与图17同样地，在图19中，共用槽设置在单点划线C2的两侧，但也可以仅设置在单点划线C2的右侧，还可以仅设置在单点划线C2的左侧。例如也可以将共用槽仅设置在单点划线C2的右侧，将气体回收槽设置在单点划线C2的左侧。

在外圈侧间隔件36的轴向尺寸大的情况下，也可以将空气积存部120a、120b和气体回收槽81a、81b分别独立地形成于外圈侧间隔件36。在这种情况下，也可以是在单点划线C2的右侧(或左侧)或两侧将空气积存部120a、120b和气体回收槽81a、81b分别独立地形成于外圈侧间隔件36。

此外，在图16～图19中，位移测定部61与油气喷出喷嘴124a、124b的配置相位(如图3的(b)那样从旋转轴21的轴向来看的情况下的配置)没有特别限定。但是，优选油气喷出喷嘴124a、124b的配置相位与位移测定部61和空腔部86的配置相位不重叠。

另外，优选油气喷出喷嘴124a、124b的配置相位与位移测定部61的配置相位以围绕旋转轴21的轴线的角度而言空开10度以上的间隔。这是为了使油气喷出喷嘴124a、124b的油气的压力和位移测定部61的压缩气体的压力有效地减小。

此外，在上述第1～第9实施方式中，说明了在压力损失测定部71设置差压传感器73的情况，但不限于此，也可以是如图20所示，省略差压传感器73，取而代之地，在调节器83的输出侧设置第1压力传感器121，并且设置检测节流部72的下游侧的压力的第2压力传感器122。在这种情况下，能够通过将由第1压力传感器121检测出的从调节器83输出的压缩气体的初始压力减去各压力损失测定部的第2压力传感器122的检测压力来检测差压。在设为这种构成的情况下，不像前述的第6实施方式那样需要差压传感器73的保护系统，并且，能用第1压力传感器121和第2压力传感器122来测定压缩气体的绝对压力或表压，因此，能在由于某些故障而导致供应初始压力发生了变化的情况下将其探测出来。

另外，在上述第1～第9实施方式中，说明了将本发明的轴承装置应用于机床的主轴装置10的情况，但不限于此，本发明也能够应用于图21所示的在旋转轴21的上端配置有旋转工作台130的机床的旋转工作台装置131。在图21中，对于与图1对应的部分标注同一附图标记，省略其详细说明。

此外，以上说明了特定的实施方式，但该实施方式只是单纯的例示，并不意图限定本发明的范围。本说明书所记载的装置和方法能够在上述以外的方式中具体化。另外，能够不脱离本发明的范围地对上述实施方式适当进行省略、置换以及变更。进行了所述省略、置换以及变更的方式包含于权利要求书所记载的内容及它们的等同物的范畴中，属于本发明的技术范围。

附图标记说明

10…机床的主轴装置，11…壳体，21…旋转轴，31…前侧滚动轴承，31a、31b…角接触球轴承，33…外圈，34…内圈，35…滚珠，36…外圈侧间隔件，38…内圈侧间隔件，41…后侧滚动轴承，51…驱动马达，52…定子，53…转子，61…位移检测部，PU…运算处理部，62…压缩气体喷出喷嘴，g…被测定间隙，64、65…压缩气体供应通路，66…气体连接部，71…压力损失测定部，72…节流部，73…差压传感器，74、75…配管，77…节流部，78…减压阀，79…阀，80…压缩气体供应部，81…压缩机，82、83…调节器，81a、81b…气体回收槽，86…空腔部，87a、87b…气体排出通路，88…连通槽，91a、91b…槽部，92a、92b…圆锥面，93a、93b…槽部，96…外圈侧间隔件，97…压缩气体喷出喷嘴，99…气体连接部，101…压缩气体喷出喷嘴，102…气体通路，103…内圈侧间隔件，111…挠性管，112、113…管用接头，114、116…阴螺纹部，121…第1压力传感器，122…第2压力传感器，120a、120b…空气积存部，124a、124b…油气喷出喷嘴，130…旋转工作台，131…机床的旋转工作台装置。

Claims (23)

1.一种轴承装置，将旋转构件经由滚动轴承支撑于固定构件，具备位移测定部，上述位移测定部对在上述滚动轴承的周围且在上述旋转构件与上述固定构件之间的被测定间隙供应压缩气体来测定上述旋转构件的径向位移，

上述轴承装置的特征在于，

上述位移测定部具备：位移检测部，其具有向上述被测定间隙喷出压缩气体的压缩气体喷出喷嘴；以及压力损失测定部，其测定供应到该位移检测部的压缩气体的压力损失，上述位移检测部在上述压缩气体喷出喷嘴的轴向的单侧或两侧具备对从上述压缩气体喷出喷嘴喷出到上述被测定间隙的压缩气体进行回收的气体回收槽，

在上述旋转构件与上述固定构件之间，与上述滚动轴承相邻地配置有外圈侧间隔件和内圈侧间隔件，

上述位移检测部的上述压缩气体喷出喷嘴形成于上述外圈侧间隔件，上述被测定间隙形成在上述外圈侧间隔件与上述内圈侧间隔件之间，

上述压力损失测定部具备节流部，上述节流部插设在从压缩气体供应部向上述位移检测部供应压缩气体的压缩气体供应路径中，上述压力损失测定部根据该节流部和上述位移检测部之间的压缩气体的压力与从上述压缩气体供应部输出的压缩气体的压力的差压来测定压力损失。

2.一种轴承装置，将旋转构件经由滚动轴承支撑于固定构件，具备位移测定部，上述位移测定部对在上述滚动轴承的周围且在上述旋转构件与上述固定构件之间的被测定间隙供应压缩气体来测定上述旋转构件的径向位移，

上述轴承装置的特征在于，

上述位移测定部具备：位移检测部，其具有向上述被测定间隙喷出压缩气体的压缩气体喷出喷嘴；以及压力损失测定部，其测定供应到该位移检测部的压缩气体的压力损失，上述位移检测部在上述压缩气体喷出喷嘴的轴向的单侧或两侧具备对从上述压缩气体喷出喷嘴喷出到上述被测定间隙的压缩气体进行回收的气体回收槽，

在上述旋转构件与上述固定构件之间，与上述滚动轴承相邻地配置有外圈侧间隔件，

上述位移检测部的上述压缩气体喷出喷嘴形成于上述外圈侧间隔件，上述被测定间隙形成在上述外圈侧间隔件与上述旋转构件之间，

上述压力损失测定部具备节流部，上述节流部插设在从压缩气体供应部向上述位移检测部供应压缩气体的压缩气体供应路径中，上述压力损失测定部根据该节流部和上述位移检测部之间的压缩气体的压力与从上述压缩气体供应部输出的压缩气体的压力的差压来测定压力损失。

3.一种轴承装置，将旋转构件经由滚动轴承支撑于固定构件，具备位移测定部，上述位移测定部对在上述滚动轴承的周围且在上述旋转构件与上述固定构件之间的被测定间隙供应压缩气体来测定上述旋转构件的径向位移，

上述轴承装置的特征在于，

上述位移测定部具备：位移检测部，其具有向上述被测定间隙喷出压缩气体的压缩气体喷出喷嘴；以及压力损失测定部，其测定供应到该位移检测部的压缩气体的压力损失，上述位移检测部在上述压缩气体喷出喷嘴的轴向的单侧或两侧具备对从上述压缩气体喷出喷嘴喷出到上述被测定间隙的压缩气体进行回收的气体回收槽，

上述位移检测部的上述压缩气体喷出喷嘴形成在上述滚动轴承的附近，在上述压缩气体喷出喷嘴的周围的上述固定构件的内周面与上述旋转构件的外周面之间形成有上述被测定间隙，

上述压力损失测定部具备节流部，上述节流部插设在从压缩气体供应部向上述位移检测部供应压缩气体的压缩气体供应路径中，上述压力损失测定部根据该节流部和上述位移检测部之间的压缩气体的压力与从上述压缩气体供应部输出的压缩气体的压力的差压来测定压力损失。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的轴承装置，其特征在于，

上述位移测定部具备2组上述位移检测部与上述压力损失测定部的组，这2组在圆周方向上不是夹着中心轴彼此相对。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的轴承装置，其特征在于，

上述位移测定部在圆周方向上具备3组以上的上述位移检测部与上述压力损失测定部的组。

6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的轴承装置，其特征在于，

上述位移检测部还具备向上述压缩气体喷出喷嘴供应压缩气体的压缩气体供应通路。

7.根据权利要求1至3中的任意一项所述的轴承装置，其特征在于，

上述位移检测部还具备将由上述气体回收槽回收的压缩气体排出到外部的压缩气体排出部。

8.根据权利要求1或2所述的轴承装置，其特征在于，

在上述压缩气体喷出喷嘴与上述压缩气体供应通路之间设置有对压缩气体的方向进行转换的气体方向转换部。

9.根据权利要求8所述的轴承装置，其特征在于，

上述气体方向转换部包括气体连接部，上述气体连接部在内部形成有压缩气体的方向发生变化的气体通路。

10.根据权利要求8所述的轴承装置，其特征在于，

上述气体方向转换部包括在两端具有管用接头的挠性管。

11.根据权利要求1至3中的任意一项所述的轴承装置，其特征在于，

上述压力损失测定部具备差压传感器，上述差压传感器测定上述差压，其低压侧连接到上述节流部与上述位移检测部之间，高压侧连接到上述压缩气体 供应部。

12.根据权利要求11所述的轴承装置，其特征在于，

上述压力损失测定部具备阀，上述阀在比上述差压传感器的低压侧所连结的连结部靠上述位移检测部侧插设在上述节流部与上述位移检测部之间，缓和由于高压侧、低压侧的上升时间差而导致的上述差压传感器的过负载。

13.根据权利要求11所述的轴承装置，其特征在于，

在上述差压传感器的高压侧与上述压缩气体供应部之间插设有对压力的上升进行调整的节流部。

14.根据权利要求1至3中的任意一项所述的轴承装置，其特征在于，

上述压力损失测定部具备第1压力传感器和第2压力传感器，上述第1压力传感器检测从上述压缩气体供应部输出的压缩气体的压力，上述第2压力传感器检测上述节流部与上述位移检测部之间的压缩气体的压力，上述压力损失测定部将上述第1压力传感器的压力检测值减去上述第2压力传感器的压力检测值来检测上述差压。

15.根据权利要求1至3中的任意一项所述的轴承装置，其特征在于，

具备运算处理装置，上述运算处理装置基于由上述压力损失测定部检测出的上述差压来计算上述旋转构件所负载的载荷量。

16.根据权利要求1至3中的任意一项所述的轴承装置，其特征在于，

上述轴承装置还具备润滑剂供应部，上述润滑剂供应部向上述滚动轴承供应润滑剂和不同于上述位移测定用的压缩气体的第2压缩气体，

在上述压缩气体喷出喷嘴与上述滚动轴承之间，供上述第2压缩气体流入的凹部形成于上述外圈侧间隔件。

17.根据权利要求16所述的轴承装置，其特征在于，

上述凹部是使上述第2压缩气体减压的减压部。

18.根据权利要求16所述的轴承装置，其特征在于，

上述凹部起到上述气体回收槽的功能。

19.根据权利要求16所述的轴承装置，其特征在于，

上述润滑剂供应部具有润滑剂喷出喷嘴，上述润滑剂喷出喷嘴在形成于上述外圈侧间隔件的上述凹部开口，将上述润滑剂与上述第2压缩气体一起喷出到上述凹部。

20.根据权利要求16所述的轴承装置，其特征在于，

上述轴承装置具有空腔部，上述空腔部形成于上述外圈侧间隔件，并且与将上述位移测定用的压缩气体排出到上述轴承装置的外部的压缩气体排出部相连，

在上述凹部形成于上述压缩气体喷出喷嘴的两侧的情况下，上述空腔部与形成于上述两侧的凹部中的至少1个凹部连通。

21.根据权利要求16所述的轴承装置，其特征在于，

上述滚动轴承具有：内圈；外圈；以及多个滚动体，其配置在上述内圈与上述外圈之间且能旋转，

上述内圈与上述外圈相比上述旋转构件的轴向上的尺寸较大，并且具有随着去往上述滚动体而扩径的部分。

22.根据权利要求21所述的轴承装置，其特征在于，

上述润滑剂喷出喷嘴朝向上述内圈的上述扩径的部分喷出上述润滑剂和第2压缩气体。

23.一种机床的主轴装置，其特征在于，

具备上述权利要求1至22中的任意一项所述的轴承装置，通过该轴承装置来支撑主轴而使上述主轴作为上述旋转构件旋转自如，测定上述主轴所负载的载荷。

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