DE112019005064T5

DE112019005064T5 - Lagervorrichtung und Vorbelastungssensor

Info

Publication number: DE112019005064T5
Application number: DE112019005064.8T
Authority: DE
Inventors: Takashi Koike; Yasuyuki Fukushima; Yusuke Shibuya
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2019-10-04
Publication date: 2021-07-01
Also published as: JP7165021B2; KR20210068533A; CN112823271A; CN112823271B; JP2020060411A; WO2020075638A1

Abstract

Ein Vorbelastungssensor (10) umfasst: einen Abschnitt (22c) mit einer druckempfindlichen Struktur, in dem sich ein Gleichstromwiderstand gemäß einem in einer ersten Richtung wirkenden Druck ändert; einen Abdeckabschnitt (21, 23), der den Abschnitt (22c) mit einer druckempfindlichen Struktur bedeckt; und einen Pufferabschnitt (30), der in der ersten Richtung neben dem Abdeckabschnitt (21, 23) angeordnet ist. Ein Material, das den Pufferabschnitt (30) bildet, besitzt einen geringeren Längselastizitätsmodul als ein Material, das den Abdeckabschnitt (21, 23) bildet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung und einen Vorbelastungssensor.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Eine Spindelvorrichtung für eine Werkzeugmaschine erfordert ein Vorbelastungsmanagement für ein Lager, um die Bearbeitungsgenauigkeit und -effizienz zu verbessern. Daraus hat sich die Notwendigkeit ergeben, eine auf ein Lager wirkende Vorbelastung (im Folgenden als eine Vorbelastung eines Lagers bezeichnet) zu detektieren. Außerdem hat sich die Notwendigkeit ergeben, eine Änderung der Vorbelastung als einen Hinweis auf eine in dem Lager auftretende Anomalie zu detektieren, noch bevor eine solche Anomalie auftritt, um das Auftreten einer Anomalie in dem Lager zu verhindern.
Die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2014-071085 offenbart einen Dünnfilmsensor, der einen Metalldünnfilm umfasst und dafür eingerichtet ist, Druck anhand einer Änderung des elektrischen Widerstands zu detektieren, die auftritt, wenn Druck auf den Metalldünnfilm wirkt.
ZITIERUNGSLISTE
PA TENTLITERA TUR
PTL 1: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2014-071085
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Die Dicke des in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2014-071085 offenbarten Dünnfilmsensors bewegt sich im Submikrometerbereich. Genauer gesagt, ist der Metalldünnfilm extrem dünn und hat eine Dicke von gerade einmal etwa 200 nm. Dementsprechend wird die Detektionsgenauigkeit des oben erwähnten Dünnfilmsensors eher durch die Oberflächeneigenschaften wie zum Beispiel Oberflächenrauhigkeit und -ebenheit jeder der beiden Flächen beeinflusst, zwischen denen jeder Dünnfilmsensor aufgenommen ist.
Wenn der Dünnfilmsensor als ein Vorbelastungssensor eines Lagers verwendet wird, so müssen mehrere Dünnfilmsensoren, wie oben beschrieben, in der Umfangsrichtung in einem Abstand voneinander zwischen zwei Flächen senkrecht zur axialen Richtung von mindestens einem von einem Lager und einem Abstandshalter (im Folgenden als ein Lager oder dergleichen bezeichnet) angeordnet werden. Andererseits variieren die Oberflächeneigenschaften der Fläche senkrecht zur axialen Richtung eines üblicherweise verwendeten Lagers oder dergleichen relativ stark in dessen Umfangsrichtung. Dementsprechend ist es schwierig, die Vorbelastung des Lagers durch den oben erwähnten Dünnfilmsensor, der zwischen den oben erwähnten zwei Flächen eines üblicherweise verwendeten Lagers oder dergleichen angeordnet ist, mit hoher Genauigkeit zu messen.
Ein Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bereitzustellen: einen Vorbelastungssensor, der in der Lage ist, eine Änderung der Vorbelastung eines Lagers in dem Vergleich zu herkömmlichen Vorbelastungssensoren stabil zu detektieren, und eine Lagervorrichtung, die den Vorbelastungssensor umfasst.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Ein Vorbelastungssensor gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine erste Fläche, die einer Seite in einer ersten Richtung zugewandt ist, und eine zweite Fläche, die der anderen Seite in der ersten Richtung zugewandt ist, auf und detektiert eine Vorbelastung eines Lagers. Der Vorbelastungssensor umfasst: einen ersten Anschlussabschnitt und einen zweiten Anschlussabschnitt; einen Abschnitt mit einer druckempfindlichen Struktur, der den ersten Anschlussabschnitt und den zweiten Anschlussabschnitt verbindet, wobei sich in dem Abschnitt mit einer druckempfindlichen Struktur ein Gleichstromwiderstand zwischen dem ersten Anschlussabschnitt und dem zweiten Anschlussabschnitt gemäß dem zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche wirkenden Druck ändert; einen Abdeckabschnitt, der den Abschnitt mit einer druckempfindlichen Struktur bedeckt; und einen Pufferabschnitt, der in der ersten Richtung neben dem Abdeckabschnitt angeordnet ist. Ein Material, das den Pufferabschnitt bildet, besitzt einen geringeren Längselastizitätsmodul als ein Material, das den Abdeckabschnitt bildet.
Eine Lagervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: den Vorbelastungssensor gemäß der vorliegenden Erfindung; ein Lager; und einen Abstandshalter, der neben dem Lager angeordnet ist. Der Vorbelastungssensor, das Lager und der Abstandshalter sind so angeordnet, dass sich die erste Richtung in einer axialen Richtung des Lagers und des Abstandshalters erstreckt. Mindestens einer von dem Abdeckabschnitt und dem Pufferabschnitt des Vorbelastungssensors steht mit dem Abstandshalter in Kontakt. Ein Material, das den Pufferabschnitt bildet, besitzt einen geringeren Längselastizitätsmodul als ein Material, das den Abstandshalter bildet.
VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung kann bereitstellen: einen Vorbelastungssensor, der in der Lage ist, eine Änderung der Vorbelastung eines Lagers im Vergleich zu herkömmlichen Vorbelastungssensoren stabil zu detektieren; und eine Lagervorrichtung, die den Vorbelastungssensor umfasst.
Figurenliste

1 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Vorbelastungssensors und einer Lagervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform senkrecht zu ihrer Umfangsrichtung.
2 ist eine Teilansicht, die in vergrößerter Form den Vorbelastungssensor und die Lagervorrichtung in 1 zeigt.
3 ist eine Teildraufsicht auf den Vorbelastungssensor und die Lagervorrichtung aus 1 in ihrer axialen Richtung.
4 ist eine Teilquerschnittsansicht, die ein Beispiel eines Verfahrens für den Zusammenbau eines Vorbelastungssensors und die Lagervorrichtung aus 1 zeigt.
5 ist eine Draufsicht auf den Vorbelastungssensor und die Lagervorrichtung aus 1, in der axialen Richtung gesehen.
6 ist ein Diagramm, das eine Detektionsschaltung zum Detektieren einer Änderung der Vorbelastung durch den Vorbelastungssensor zeigt.
7 ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Modifizierung des Vorbelastungssensors und der Lagervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
8 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen Vorbelastungssensor und eine Lagervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
9 ist eine Teilquerschnittsansicht des Vorbelastungssensors und der Lagervorrichtung aus 8 senkrecht zu ihrer radialen Richtung.
10 ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine weitere Modifizierung des Vorbelastungssensors und der Lagervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
11 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen Vorbelastungssensor und eine Lagervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
12 ist eine Teilansicht, die in vergrößerter Form den Vorbelastungssensor und die Lagervorrichtung aus 11 zeigt.
13 ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Modifizierung des Vorbelastungssensors und der Lagervorrichtung aus 11 zeigt.
14 ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine Modifizierung des Vorbelastungssensors und der Lagervorrichtung gemäß jeder der ersten bis dritten Ausführungsformen zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen die gleichen oder entsprechende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und auf ihre wiederholte Beschreibung wird verzichtet.
(Erste Ausführungsform)
Wie in den 1 bis 3 gezeigt, umfasst eine Lagervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform hauptsächlich ein erstes Lager 1a, ein zweites Lager 1b, einen Außenring-Abstandshalter 6 und einen Innenring-Abstandshalter 7 sowie einen Vorbelastungssensor 10. Die Lagervorrichtung 100 ist so eingerichtet, dass sie eine Hauptwelle 11 in Bezug auf ein Gehäuse 8 drehbar lagert. Zum Beispiel wird an das erste Lager 1a und das zweite Lager 1b eine Vorbelastung an einer konstanten Position angelegt.
Wie in 1 gezeigt, weisen das erste Lager 1a und das zweite Lager 1b zum Beispiel die gleiche Ausgestaltung auf. Das erste Lager 1a und das zweite Lager 1b sind zum Beispiel Schrägkugellager. Das erste Lager 1a und das zweite Lager 1b sind zum Beispiel als Rücken-an-Rücken-Duplex (DB)-Lager eingerichtet.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das erste Lager 1a einen Außenring 2a, einen Innenring 3a, eine Kugel 4a und einen Käfig 5a. Der Außenring 2a weist eine Außenring-Lauffläche auf. Der Innenring 3a weist eine Innenring-Lauffläche auf, die von der Außenring-Lauffläche in der radialen Richtung des Außenrings 2a beabstandet ist. Mehrere Kugeln 4a sind zwischen der Außenring-Lauffläche und der Innenring-Lauffläche angeordnet. Der Käfig 5a hält die mehreren Kugeln 4a in einer vorgegebenen Distanz zueinander in der Umfangsrichtung des Außenrings 2a. Das zweite Lager 1b umfasst einen Außenring 2b, einen Innenring 3b, eine Kugel 4b und einen Käfig 5b. Der Außenring 2b, der Innenring 3b, die Kugel 4b und der Käfig 5b weisen die gleichen Ausgestaltungen wie der Außenring 2a, der Innenring 3a, die Kugel 4a und der Käfig 5a auf. In der Lagervorrichtung 100 sind die Außenringe 2a und 2b als ortsfeste Ringe eingerichtet, die Innenringe 3a und 3b sind als rotierende Ringe eingerichtet, der Außenring-Abstandshalter 6 ist als ein auf der ortsfesten Seite befindlicher Abstandshalter eingerichtet und der Innenring-Abstandshalter 7 als ein auf der rotierenden Seite befindlicher Abstandshalter eingerichtet.
Wie in 1 gezeigt, sind der Außenring-Abstandshalter 6 und der Innenring-Abstandshalter 7 neben dem ersten Lager la und dem zweiten Lager 1b angeordnet. Der Außenring-Abstandshalter 6 und der Innenring-Abstandshalter 7 sind ringförmig ausgebildet und so angeordnet, dass sich die axialen Richtungen des Außenring-Abstandshalters 6 und des Innenring-Abstandshalters 7 in den axialen Richtungen des ersten Lagers 1a und des zweiten Lagers 1b erstrecken. Der Außenring-Abstandshalter 6 und der Innenring-Abstandshalter 7 halten die relativen Positionen des ersten Lagers 1a und des zweiten Lagers 1b in einem Betriebszustand, in dem die Lagervorrichtung 100 die Hauptwelle 11 stützt.
Wie in 1 gezeigt, ist der Außenring-Abstandshalter 6 in der axialen Richtung zwischen dem Außenring 2a des ersten Lagers 1a und dem Außenring 2b des zweiten Lagers 1b aufgenommen. Der Außenring-Abstandshalter 6 weist zum Beispiel ein erstes Abstandshalterelement 61 und ein zweites Abstandshalterelement 62 auf. Das erste Abstandshalterelement 61 und das zweite Abstandshalterelement 62 sind separat in einer Ringform ausgebildet und in der axialen Richtung nebeneinander angeordnet. Das erste Abstandshalterelement 61 und das zweite Abstandshalterelement 62 weisen jeweils eine Bohrungsdurchmesserfläche auf, die dem Innenring-Abstandshalter 7 in der radialen Richtung zugewandt ist.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist das erste Abstandshalterelement 61 auf: eine erste Endfläche 61a, die dem ersten Lager 1a in der axialen Richtung zugewandt ist und in Kontakt mit dem Außenring 2a steht; und eine zweite Endfläche 61b, die der ersten Endfläche 61a gegenüberliegt. Die zweite Endfläche 61b ist der Endfläche des Außenrings 2b in der axialen Richtung zugewandt. Von den Flächen des ersten Abstandshalterelements 61, die in die axiale Richtung weisen, liegt die zweite Endfläche 61b dem Außenring 2b am nächsten.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist das zweite Abstandshalterelement 62 auf: eine dritte Endfläche 62a, die dem zweiten Lager 1b in der axialen Richtung zugewandt ist und der zweiten Endfläche 61b des ersten Abstandshalterelements 61 in der axialen Richtung zugewandt ist; und eine vierte Endfläche 62b, die der dritten Endfläche 62a gegenüberliegt und in Kontakt mit dem Außenring 2b steht. Die dritte Endfläche 62a ist der Endfläche des Außenrings 2a in der axialen Richtung zugewandt. Von den in die axiale Richtung weisenden Flächen des zweiten Abstandshalterelements 62 liegt die dritte Endfläche 62a dem Außenring 2a am nächsten.
Die dritte Endfläche 62a ist als die fünfte Fläche eingerichtet, die mit einer ersten Fläche 20a (später beschrieben) des Vorbelastungssensors 10 in der Lagervorrichtung 100 in Kontakt kommt. Die zweite Endfläche 61b ist als die sechste Fläche eingerichtet, die mit einer zweiten Fläche 30a (später beschrieben) des Vorbelastungssensors 10 in der Lagervorrichtung 100 in Kontakt kommt.
Wie in 1 gezeigt, weist das erste Abstandshalterelement 61 des Weiteren eine fünfte Endfläche 61c auf, die zum Beispiel näher an dem zweiten Lager 1b liegt als die erste Endfläche 61a in der axialen Richtung, die so angeordnet ist, dass sie dem ersten Lager 1a zugewandt ist, und die in der radialen Richtung einwärts der ersten Endfläche 61a liegt.
Wie in 2 gezeigt, weist das zweite Abstandshalterelement 62 des Weiteren eine sechste Endfläche 62c auf, die zum Beispiel näher an dem ersten Lager 1a liegt als die vierte Endfläche 62b in der axialen Richtung, die so angeordnet ist, dass sie dem zweiten Lager 1b zugewandt ist, und die in der radialen Richtung einwärts der vierten Endfläche 62b liegt.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, werden das erste Abstandshalterelement 61 und das zweite Abstandshalterelement 62, die in der radialen Richtung und in der Umfangsrichtung relativ zueinander angeordnet sind, durch ein Positionierungselement 63 positioniert. Wie in 2 gezeigt, ist das erste Abstandshalterelement 61 mit einem Loch 61h versehen, das in die zweite Endfläche 61b hinein mündet. Das Loch 61h erstreckt sich in der axialen Richtung und weist zum Beispiel eine Bodenfläche auf. Das zweite Abstandshalterelement 62 ist mit einem Durchgangsloch 62h versehen, das zwischen der dritten Endfläche 62a und der sechsten Endfläche 62c dort hindurch verläuft. Das Loch 61h und das Durchgangsloch 62h sind so ausgebildet, dass sie in der axialen Richtung kontinuierlich miteinander verlaufen und dass das Positionierungselement 63 in dieses Loch 61h und dieses Durchgangsloch 62h eingesetzt wird. Das Positionierungselement 63 ist so ausgebildet, dass, wenn ein Ende des Positionierungselements 63 in Kontakt mit der Bodenfläche des Lochs 61h steht, das andere Ende des Positionierungselements 63 im Inneren des Durchgangslochs 62h angeordnet ist. Das Positionierungselement 63 ist zum Beispiel in Form eines Stabes ausgebildet.
Es ist wünschenswert, dass jede der zweiten Endfläche 61b und der dritten Endfläche 62a, die den Vorbelastungssensor 10 bilden, eine bessere Oberflächenrauigkeit aufweist als die anderen Flächen.
Wie in 1 gezeigt, ist der Innenring-Abstandshalter 7 in der axialen Richtung zwischen dem Innenring 3a des ersten Lagers 1a und dem Innenring 3b des zweiten Lagers 1b aufgenommen. Der Innenring-Abstandshalter 7 weist eine Endfläche, die in Kontakt mit dem Innenring 3a steht, und eine andere Endfläche, die dieser einen Endfläche gegenüberliegt und in Kontakt mit dem Innenring 3b steht, auf. Der Innenring-Abstandshalter 7 ist so angeordnet, dass er dem ersten Abstandshalterelement 61 und dem zweiten Abstandshalterelement 62 in der radialen Richtung zugewandt ist.
Der Außenring-Abstandhalter 6 und der Innenring-Abstandhalter 7 können jeweils aus dem gleichen Material gebildet sein wie das Material, aus dem der herkömmliche Außenring-Abstandhalter und Innenring-Abstandhalter gebildet sind, und das Material kann zum Beispiel Stahl enthalten.
Wie in 1 gezeigt, weist das Gehäuse 8: eine Bohrungsdurchmesserfläche 8a, die den Außendurchmesserflächen der Außenringe 2a, 2b und des Außenring- Abstandshalters 6 zugewandt ist; und eine konvexe Fläche 8b, die von der Bohrungsdurchmesserfläche 8a in der radialen Richtung nach innen vorsteht, auf. Die konvexe Fläche 8b steht mit einer Endfläche des Außenrings 2a in Kontakt, die einer anderen Endfläche des Außenrings 2a gegenüberliegt, die in Kontakt mit dem Außenring-Abstandshalter 6 steht. Die konvexe Fläche 8b ist so angeordnet, dass sie der ersten Endfläche 61a des Außenring-Abstandshalters 6 in der axialen Richtung zugewandt ist. Die Bohrungsdurchmesserfläche 8a und die konvexe Fläche 8b sind so ausgebildet, dass die Lagervorrichtung 100, die von der der konvexen Fläche 8b gegenüberliegenden Seite her in die Bohrungsdurchmesserfläche 8a eingeführt wird, sich in der axialen Richtung bewegt, bis der Außenring 2a in Kontakt mit der konvexen Fläche 8b kommt. Die Außenringe 2a, 2b und der Außenring-Abstandshalter 6 werden zum Beispiel mit einer Spielpassung in das Gehäuse 8 eingesetzt.
Das Gehäuse 8 umfasst zum Beispiel einen inneren Zylinder 81, der die Lagervorrichtung 100 aufnimmt, und einen äußeren Zylinder 82, der einen Teil des inneren Zylinders 81 und einen Teil der Hauptwelle 11 aufnimmt. In dem Gehäuse 8 ist zum Beispiel ein Kühlmittelströmungspfad 83 ausgebildet. Der Kühlmittelströmungspfad 83 ist zum Beispiel als eine Nut ausgebildet, die in Bezug auf die Außendurchmesserfläche des inneren Zylinders 81 eingerückt ist. Der Kühlmittelströmungspfad 83 ist so ausgebildet, dass er sich zum Beispiel spiralförmig in Bezug auf eine Rotationsmittelachse O erstreckt. Durch den Kühlmittelströmungspfad 83 strömt ein Kühlmittel, um dadurch die Lagervorrichtung 100 zu kühlen.
Ein Frontdeckel 9 ist mit Schrauben oder dergleichen (nicht gezeigt) an dem Gehäuse 8 befestigt. Wie in 1 gezeigt, ist der Frontdeckel 9 in der radialen Richtung einwärts der Bohrungsdurchmesserfläche 8a des Gehäuses 8 angeordnet und weist eine Druckfläche 9a auf, die der konvexen Fläche 8b des Gehäuses 8 in der axialen Richtung zugewandt ist. Die Druckfläche 9a steht mit einer Endfläche des Außenrings 2b in Kontakt, die einer anderen Endfläche des Außenrings 2b gegenüberliegt, die in Kontakt mit dem Außenring-Abstandshalter 6 steht. Die Druckfläche 9a ist so angeordnet, dass sie der vierten Endfläche 62b des Außenring-Abstandshalters 6 in der axialen Richtung zugewandt ist. Das Gehäuse 8 und der Frontdeckel 9 dienen zur Positionierung des Außenrings 2a, des Außenrings 2b und des Außenring-Abstandshalters 6 in der axialen Richtung.
Wie in 1 gezeigt, weist die Hauptwelle 11 auf: eine Außendurchmesserfläche 11a, die der Bohrungsdurchmesserfläche jedes der Innenringe 3a, 3b und des Innenring-Abstandshalters 7 zugewandt ist; und eine konvexe Fläche 11b, die in Bezug auf die Außendurchmesserfläche 11a in der radialen Richtung nach außen vorsteht. Die konvexe Fläche 11b steht mit einer Endfläche des Innenrings 3b in Kontakt, die einer anderen Endfläche des Innenrings 3b gegenüberliegt, die in Kontakt mit dem Innenring-Abstandshalter 7 steht. Die Innenringe 3a, 3b und der Innenring-Abstandshalter 7 sind mit einer Presspassung in die Hauptwelle 11 eingesetzt.
Wie in 1 gezeigt, ist ein Befestigungselement 12 an der Hauptwelle 11 befestigt. Das Befestigungselement 12 ist in der radialen Richtung außerhalb der Außendurchmesserfläche 11a der Hauptwelle 11 angeordnet und weist eine Druckfläche 14a auf, die der konvexen Fläche 11b der Hauptwelle 11 in der axialen Richtung zugewandt ist. Die Druckfläche 14a steht mit einer Endfläche des Innenrings 3a in Kontakt, die einer anderen Endfläche des Innenrings 3a gegenüberliegt, die in Kontakt mit dem Innenring-Abstandshalter 7 steht. Die Hauptwelle 11 und das Befestigungselement 12 dienen zur Positionierung des Innenrings 3a, des Innenrings 3b und des Innenring-Abstandshalters 7 in der axialen Richtung.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Befestigungselement 12 zum Beispiel eine Mutter 13 und einen Abstandshalter 14. Die Mutter 13 ist zum Einschrauben in die Außendurchmesserfläche 11a der Hauptwelle 11 vorgesehen. Die Mutter 13 ist mit dem Innenring 3a verbunden, und der Abstandshalter 14 ist dazwischen angeordnet. Der Abstandshalter 14 ist so ausgebildet, dass er in Bezug auf die Außendurchmesserfläche 11a der Hauptwelle 11 gleitet. Eine Endfläche des Abstandshalters 14 in der axialen Richtung steht mit der Mutter 13 in Kontakt und die andere Endfläche des Abstandshalters 14 in der axialen Richtung bildet die Druckfläche 14a.
Die Lagervorrichtung 100 ist zum Beispiel in der unten beschriebenen Weise aufgebaut. Genauer gesagt, werden das zweite Lager 1b, der Außenring-Abstandshalter 6, der Innenring-Abstandshalter 7, das erste Lager 1a und der Abstandshalter 14 in dieser Reihenfolge von der Seite der konvexen Fläche 12a her in die Hauptwelle 11 eingesetzt. In dem Zustand, in dem der Außenring 2a, der Außenring-Abstandshalter 6 und der Außenring 2b miteinander in Kontakt stehen, wird zunächst ein Soll-Spalt zwischen dem Innenring 3a und dem Innenring-Abstandshalter 7 und zwischen dem Innenring 3b und dem Innenring-Abstandshalter 7 gebildet. Dann wird die Mutter 13 festgezogen. Dadurch werden das erste Lager 1a, das zweite Lager 1b, der Außenring-Abstandshalter 6, der Innenring-Abstandshalter 7, die Hauptwelle 11 und das Befestigungselement 12 miteinander verbunden, wodurch die oben erwähnten Lücken verschwinden.
Dann werden das erste Lager 1a, das zweite Lager 1b, der Außenring-Abstandshalter 6, der Innenring-Abstandshalter 7, die Hauptwelle 11 und das Befestigungselement 12, die in der oben beschriebenen Weise verbunden sind, in das Gehäuse 8 eingesetzt. Das erste Lager 1a, der Außenring-Abstandshalter 6, der Innenring-Abstandshalter 7 und das zweite Lager 1b werden in dieser Reihenfolge von der Seite der konvexen Fläche 8b her in das Gehäuse 8 eingesetzt. Anschließend wird der Frontdeckel 9 an dem Gehäuse 8 befestigt. In der wie oben beschrieben aufgebauten Lagervorrichtung 100 wird an das erste Lager 1a und das zweite Lager 1b eine Vorbelastung angelegt. Genauer gesagt, wird die Kraft in der axialen Richtung, die durch das Festziehen der Mutter 13 auf den Innenring 3a ausgeübt wird, über die Kugel 4a zu dem Außenring 2a übertragen und wird weiter von dem Außenring 2a über den Außenring-Abstandshalter 6 zu dem Außenring 2b übertragen. Die oben erwähnte Kraft, die zu dem Außenring 2b übertragen wird, wird über die Kugel 4b zu dem Innenring 3b übertragen. Dadurch wird eine Druckspannung auf den Kontaktpunkt zwischen der Kugel 4a und jedem des Außenrings 2a und des Innenrings 3a des ersten Lagers 1a und auch auf den Kontaktpunkt zwischen der Kugel 4b und jedem des Außenrings 2b und des Innenrings 3b des zweiten Lagers 1b ausgeübt. Das erste Lager 1a, der Außenring-Abstandshalter 6 und das zweite Lager 1b bilden einen Teil des Kraftübertragungspfades, über den eine Vorbelastung an das erste Lager 1a und das zweite Lager 1b angelegt wird.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist der Vorbelastungssensor 10 zum Beispiel zwischen dem ersten Abstandshalterelement 61 und dem zweiten Abstandshalterelement 62 des Außenring-Abstandshalters 6 in der axialen Richtung angeordnet. Der Vorbelastungssensor 10 weist eine erste Fläche 20a, die in der ersten Richtung einer Seite zugewandt ist, und eine zweite Fläche 30a, die in der ersten Richtung der anderen Seite zugewandt ist, auf. Der Vorbelastungssensor 10 ist dafür vorgesehen, eine Änderung der auf die erste Fläche 20a und auf die zweite Fläche 30a wirkenden Last zu detektieren. Der Vorbelastungssensor 10 ist in dem Kraftübertragungspfad angeordnet, durch den die Vorbelastung an das erste Lager 1a und das zweite Lager 1b angelegt wird, dergestalt, dass sich die erste Richtung in der axialen Richtung erstreckt.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist die erste Fläche 20a des Vorbelastungssensors 10 zum Beispiel mit der dritten Endfläche 62a des zweiten Abstandshalterelements 62 verbunden. Die erste Fläche 20a ist zum Beispiel mit einer Teilregion der dritten Endfläche 62a verbunden, der sich in der radialen Richtung außerhalb des Durchgangslochs 62h befindet.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist die zweite Fläche 30a des Vorbelastungssensors 10 zum Beispiel mit der zweiten Endfläche 61b des ersten Abstandshalterelements 61 verbunden. Die zweite Fläche 30a ist zum Beispiel mit der gesamten zweiten Endfläche 61b verbunden.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst der Vorbelastungssensor 10 einen druckempfindlichen Abschnitt 20 und einen Pufferabschnitt 30. Der druckempfindliche Abschnitt 20 weist eine erste Fläche 20a und eine dritte Fläche 20b, die der ersten Fläche 20a gegenüberliegt, auf. Die erste Fläche 20a und die dritte Fläche 20b bilden die beiden Endflächen des druckempfindlichen Abschnitts 20 in der axialen Richtung. Von den Flächen des druckempfindlichen Abschnitts 20, die in die axiale Richtung weisen, liegt die erste Fläche 20a dem Außenring 2b am nächsten. Von den Flächen des druckempfindlichen Abschnitts 20, die in die axiale Richtung weisen, liegt die dritte Fläche 20b dem Außenring 2a am nächsten.
Der Pufferabschnitt 30 weist eine zweite Fläche 30a und eine vierte Fläche 30b, die der zweiten Fläche 30a gegenüberliegt, auf. Die zweite Fläche 30a und die vierte Fläche 30b bilden die beiden Endflächen des Pufferabschnitts 30 in der axialen Richtung. Von den Flächen des Pufferabschnitts 30, die in die axiale Richtung weisen, liegt die zweite Fläche 30a dem Außenring 2a am nächsten. Von den Flächen des Pufferabschnitts 30, die in die axiale Richtung weisen, liegt die vierte Fläche 30b dem Außenring 2b am nächsten. Die dritte Fläche 20b des druckempfindlichen Abschnitts 20 steht vollständig mit der vierten Fläche 30b des Pufferabschnitts 30 in Kontakt.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, umfasst der druckempfindliche Abschnitt 20 einen ersten Anschlussabschnitt 22a, einen zweiten Anschlussabschnitt 22b, einen Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur, und Abdeckabschnitte 21 und 23. 1 zeigt nicht den ersten Anschlussabschnitt 22a, den zweiten Anschlussabschnitt 22b, den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur, und die Abdeckabschnitte 21 und 23.
Der erste Anschlussabschnitt 22a und der zweite Anschlussabschnitt 22b sind elektrisch mit einer externen Verbindungsleitung, zum Beispiel über Lot oder dergleichen, verbunden. Mit anderen Worten liegen der erste Anschlussabschnitt 22a und der zweite Anschlussabschnitt 22b von den Abdeckabschnitten 21 und 23 und dem Pufferabschnitt 30 frei.
Der Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur verbindet den ersten Anschlussabschnitt 22a und den zweiten Anschlussabschnitt 22b. Der Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur ist durch die Abdeckabschnitte 21 und 23 abgedeckt und so angeordnet, dass er den Pufferabschnitt 30 in der axialen Richtung überlappt. Der Gleichstromwiderstand zwischen dem ersten Anschlussabschnitt 22a und dem zweiten Anschlussabschnitt 22b des Abschnitts 22c mit einer druckempfindlichen Struktur ändert sich gemäß dem Druck, der zwischen der ersten Fläche 20a und der zweiten Fläche 30a wirkt. Der erste Anschlussabschnitt 22a, der zweite Anschlussabschnitt 22b und der Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur werden zum Beispiel durch Strukturieren einer druckempfindlichen Film gebildet, die auf einem Isolierfilm 21 ausgebildet ist, die später noch beschrieben wird.
Wie in 2 gezeigt, sind die Abdeckabschnitte 21 und 23 so ausgebildet, dass sie den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur bedecken. Die Abdeckabschnitte 21 und 23 umfassen zum Beispiel einen Isolierfilm 21 und einen Schutzfilm 23. Der Isolierfilm 21 weist die oben erwähnte erste Fläche 20a und eine Fläche 21b, die der ersten Fläche 20a gegenüberliegt, auf. Der erste Anschlussabschnitt 22a, der zweite Anschlussabschnitt 22b, der Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur und der Schutzfilm 23 sind auf der Fläche 21b angeordnet. Der Schutzfilm 23 wird so ausgebildet, dass er den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur unter dem ersten Anschlussabschnitt 22a, dem zweiten Anschlussabschnitt 22b und dem Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur, die auf der Fläche 21b des Isolierfilms 21 angeordnet sind, bedeckt. Der Schutzfilm 23 weist auf: eine Fläche 23a, die direkt mit der Fläche 21b verbunden ist oder durch den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur mit der Fläche 21b verbunden ist; und eine dritte Fläche 20b, die der Fläche 23a gegenüberliegt.
Das Material, das die Abdeckabschnitte 21 und 23 bildet, kann ein beliebiges Material mit elektrischen Isolationseigenschaften sein, ist aber bevorzugt ein Material, das mit geringerer Wahrscheinlichkeit durch Schmieröl korrodiert wird, und enthält zum Beispiel mindestens eines von Siliziumdioxid (SiO₂), Aluminiumoxid (AI₂O₃) und diamantähnlichem Kohlenstoff (Diamond-Like Carbon, DLC). Das Material, das den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur bildet, kann das gleiche sein wie das Legierungsmaterial, das einen üblicherweise verwendeten Dehnungsmessstreifen bildet, und enthält zum Beispiel mindestens eine Kupfer-Nickel-Legierung (Cu-Ni-Legierung) oder eine Nickel-Chrom-Legierung (Ni-Cr-Legierung).
Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist der Pufferabschnitt 30 so ausgebildet, dass er den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur in der axialen Richtung überlappt. Die Breite des Pufferabschnitts 30 in der radialen Richtung ist zum Beispiel größer als die Breite des druckempfindlichen Abschnitts 20 in der radialen Richtung. Der Pufferabschnitt 30 weist zum Beispiel eine zweite Fläche 30a, die mit der zweiten Endfläche 61b verbunden ist, und eine Fläche 30b, die mit der dritten Fläche 20b des druckempfindlichen Abschnitts 20 verbunden ist, auf.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist die zweite Fläche 30a des Pufferabschnitts 30 zum Beispiel mit der gesamten zweiten Endfläche 61b verbunden. Um nicht auf die Verbindungsleitung, die mit dem ersten Anschlussabschnitt 22a und dem zweiten Anschlussabschnitt 22b verbunden ist, zu drücken, ist auf der Seite der zweiten Fläche 30a ein Freiraum (nicht gezeigt) ausgebildet. Der Pufferabschnitt 30 ist mit einem Durchgangsloch 30h versehen, das mit dem Loch 61h und dem Durchgangsloch 62h in Verbindung steht. Die dritte Fläche 20b des druckempfindlichen Abschnitts 20 ist zum Beispiel mit einer Teilregion der Fläche 30b verbunden, der sich in der radialen Richtung außerhalb des Durchgangslochs 30h befindet. Die Dicke des Pufferabschnitts 30 in der axialen Richtung übersteigt zum Beispiel die Dicke des Isolierfilms 21 und des Schutzfilms 23. Die Dicke des Pufferabschnitts 30 in der axialen Richtung beträgt zum Beispiel 100 µm oder weniger.
Die Fläche 30b des Pufferabschnitts 30 kann gegebenenfalls mit der dritten Fläche 20b des druckempfindlichen Abschnitts 20 verbondet sein, solange die Fläche 30b mit der dritten Fläche 20b in Kontakt steht.
Wie in 5 gezeigt, umfasst der Vorbelastungssensor 10 zum Beispiel mehrere druckempfindliche Abschnitte 20. Die mehreren druckempfindlichen Abschnitte 20 sind zum Beispiel in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Jeder der mehreren druckempfindlichen Abschnitte 20 ist mit einem einzelnen Pufferabschnitt 30 verbunden, der zum Beispiel in einer Ringform ausgebildet ist. Der Vorbelastungssensor 10 kann mehrere Pufferabschnitte 30 umfassen, die in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. In diesem Fall ist jeder Pufferabschnitt 30 zum Beispiel mit einem einzelnen druckempfindlichen Abschnitt 20 verbunden.
Die Lagervorrichtung 100 umfasst des Weiteren eine in 6 gezeigte Sensorsignalverarbeitungseinheit 40. Wie in 6 gezeigt, umfasst die Sensorsignalverarbeitungseinheit 40: Widerstände R1 bis R3 und den Vorbelastungssensor 10, die mit einer Gleichstromversorgung VSDC verbunden sind; und einen Differenzverstärker AMP. Die Widerstände R1 bis R3 und der Vorbelastungssensor 10 bilden eine Brückenschaltung. Die Widerstände R1 und R2 sind zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode der Gleichstromversorgung VSDC in Reihe geschaltet. Ebenso sind der Vorbelastungssensor 10 und der Widerstand R3 zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode der Gleichstromversorgung VSDC in Reihe geschaltet. Ein Eingangsknoten des Verstärkers AMP ist mit einem Verbindungsknoten zwischen den Widerständen R1 und R2 verbunden. Der andere Eingangsknoten des Verstärkers AMP ist mit einem Verbindungsknoten zwischen dem Vorbelastungssensor 10 und dem Widerstand R3 verbunden. Durch Integrieren einer in 6 gezeigten Brückenschaltung kann die Sensorsignalverarbeitungseinheit 40 eine Änderung des Gleichstromwiderstands des Vorbelastungssensors 10 detektieren, die durch eine Änderung der an das erste Lager 1a und das zweite Lager 1b angelegten Vorbelastung verursacht wird.
Der Vorbelastungssensor 10 ist über ein in 1 gezeigtes Kabel 16 mit einer Detektionsschaltung der Sensorsignalverarbeitungseinheit 40 verbunden. Das Gehäuse 8 ist mit einem Einschubpfad 15 versehen, durch den das Kabel 16 verläuft. Ein Ende des Einschubpfades 15 mündet in die Bohrungsdurchmesserfläche des inneren Zylinders 81 des Gehäuses 8.
Das Material, das den Pufferabschnitt 30 bildet, weist eine geringere Steifigkeit (Längselastizitätsmodul) auf als das Material, das den Außenring-Abstandhalter 6 bildet. Das Material, das den Pufferabschnitt 30 bildet, weist eine geringere Steifigkeit (Längselastizitätsmodul) auf als das Material, das die Abdeckabschnitte 21 und 23 bildet.
Das Material des Pufferabschnitts 30 kann Metall, wie zum Beispiel Aluminium (Al) oder Kupfer (Cu), sein oder kann eine Legierung sein. Der Pufferabschnitt 30 kann zum Beispiel in einer solchen Weise gebildet werden, dass ein Film durch ein Sputterverfahren auf der zweiten Fläche 30a gebildet wird, von der ein Film, der auf der Region gebildet wird, die keinen Pufferabschnitt 30 benötigt, teilweise entfernt wird.
Das Material, das den Pufferabschnitt 30 bildet, kann ein Harz auf Fluorbasis enthalten und kann zum Beispiel ein Beschichtungsmaterial sein, das Polyamid-Imid als ein Bindemittel und Polytetrafluorethylen (PTFE) als einen Festschmierstoff enthält. In diesem Fall kann der Pufferabschnitt 30 zum Beispiel durch Auftragen, Aufsprühen oder thermisches Aufsprühen des oben genannten Beschichtungsmaterials gebildet werden, nachdem eine Region maskiert wurde, in welcher der Pufferabschnitt 30 nicht gebildet werden muss. Alternativ kann der Pufferabschnitt 30 durch Bonden eines vorgebildeten Folienmaterials aus PTFE auf eine Region gebildet werden, in der der Pufferabschnitt 30 gebildet werden soll.
Der Vorbelastungssensor 10 kann durch ein beliebiges Verfahren gebildet werden, solange der Vorbelastungssensor 10 die oben beschriebene Ausgestaltung aufweist. Zum Beispiel kann der Vorbelastungssensor 10 dadurch gebildet werden, dass sowohl der druckempfindliche Abschnitt 20 als auch der Pufferabschnitt 30, die unabhängig voneinander gebildet werden, in dem Außenring-Abstandshalter 6 montiert werden. In diesem Fall kann der Vorbelastungssensor 10 auf folgende Weise gebildet werden. Genauer gesagt, können der druckempfindliche Abschnitt 20 und der Pufferabschnitt 30, die von dem ersten Abstandshalterelement 61 und dem zweiten Abstandshalterelement 62 getrennt gebildet werden, in dem ersten Abstandshalterelement 61 oder dem zweiten Abstandshalterelement 62 montiert werden und dann können dieses erste Abstandshalterelement 61 und dieses zweite Abstandshalterelement 62 zusammengebaut werden, um dadurch den Vorbelastungssensor 10 zu bilden. Alternativ können in dem Vorbelastungssensor 10 der druckempfindliche Abschnitt 20 und der Pufferabschnitt 30, die integral mit dem ersten Abstandshalterelement 61 oder dem zweiten Abstandshalterelement 62 ausgebildet werden, durch Zusammenfügen des ersten Abstandshalterelements 61 und des zweiten Abstandshalterelements 62 gebildet werden.
Zum Beispiel wird der Isolierfilm 21 zuerst auf der dritten Endfläche 62a des zweiten Abstandshalterelements 62 durch ein Sputterverfahren oder dergleichen gebildet. Dann werden der erste Anschlussabschnitt 22a, der zweite Anschlussabschnitt 22b und der Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur auf der Fläche 21b des Isolierfilms 21 durch ein Sputterverfahren oder dergleichen gebildet. Dann wird auf der Fläche 21b des Isolierfilms 21 ein Schutzfilm 23, der den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur bedeckt, durch ein Sputterverfahren oder dergleichen gebildet. Die auf dem ersten Anschlussabschnitt 22a und dem zweiten Anschlussabschnitt 22b gebildete Schutzfilm 23 kann selektiv entfernt werden, oder der erste Anschlussabschnitt 22a und der zweite Anschlussabschnitt 22b können vor dem Bilden des Schutzfilms 23 maskiert werden, um die Bildung des Schutzfilms 23 auf dem ersten Anschlussabschnitt 22a und dem zweiten Anschlussabschnitt 22b zu verhindern. Auf diese Weise wird der druckempfindliche Abschnitt 20, der integral mit dem zweiten Abstandshalterelement 62 ausgebildet ist, hergestellt, wie in 4 gezeigt.
Des Weiteren wird der Pufferabschnitt 30 auf der zweiten Endfläche 61b des ersten Abstandshalterelements 61 durch Sputtern oder dergleichen gebildet. Dabei wird, wie in 4 gezeigt, der Pufferabschnitt 30 integral mit dem ersten Abstandshalterelement 61 ausgebildet.
Dann werden das erste Abstandshalterelement 61 und das zweite Abstandshalterelement 62 durch das Positionierungselement 63 relativ zueinander positioniert. Genauer gesagt, wird das Positionierungselement 63 in das Loch 61h und das Durchgangsloch 62h des ersten Abstandshalterelements 61 bzw. des zweiten Abstandshalterelements 62 eingeführt, die wie in 4 gezeigt angeordnet sind, und dadurch werden das erste Abstandshalterelement 61 und das zweite Abstandshalterelement 62 in der Umfangsrichtung und in der radialen Richtung relativ zueinander positioniert. Dies führt zur Bildung eines Vorbelastungssensors 10, bei dem der druckempfindliche Abschnitt 20 und der Pufferabschnitt 30 in der axialen Richtung gestapelt sind.
Als ein weiteres Beispiel kann der Vorbelastungssensor 10 im Voraus integral als ein Stapel aus dem druckempfindlichen Abschnitt 20 und dem Pufferabschnitt 30 gebildet werden, bevor der Vorbelastungssensor 10 in dem Außenring-Abstandhalter 6 montiert wird. In diesem Fall kann der Vorbelastungssensor 10 als der oben erwähnte Stapel gebildet werden, der getrennt von dem ersten Abstandshalterelement 61 und dem zweiten Abstandshalterelement 62 gebildet wird. Alternativ kann der Vorbelastungssensor 10 als der oben erwähnte Stapel gebildet werden, der integral mit dem ersten Abstandshalterelement 61 oder dem zweiten Abstandshalterelement 62 gebildet wird.
<Funktionen und Auswirkungen>
Der Vorbelastungssensor 10 umfasst: einen Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur, in dem sich ein Gleichstromwiderstand gemäß dem in der ersten Richtung wirkenden Druck ändert; Abdeckabschnitte 21 und 23, die den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur bedecken; und einen Pufferabschnitt 30, der in der ersten Richtung neben den Abdeckabschnitten 21 und 23 angeordnet ist. Das Material, das den Pufferabschnitt 30 bildet, besitzt einen geringeren Längselastizitätsmodul als das Material, das die Abdeckabschnitte 21 und 23 bildet.
Wie oben beschrieben, wird die Detektionsgenauigkeit des herkömmlichen Vorbelastungssensors, der keinen Pufferabschnitt 30 umfasst, eher durch die Oberflächeneigenschaften wie zum Beispiel Oberflächenrauigkeit und -ebenheit jeder der beiden Flächen beeinflusst, zwischen denen der Vorbelastungssensor aufgenommen ist. Genauer gesagt, wenn die Oberflächenrauigkeit von mindestens einer der beiden oben genannten Flächen relativ groß ist oder wenn die Ebenheit von mindestens einer der beiden oben genannten Flächen relativ gering ist, so drücken diese beiden Flächen nicht gleichmäßig gegen den Abschnitt mit einer druckempfindlichen Struktur des Vorbelastungssensors. Dies erschwert eine hochgenaue Messung der Änderung der durch das Drücken angelegten Kraft. Genauer gesagt, variieren die Oberflächeneigenschaften der Fläche senkrecht zur axialen Richtung eines üblicherweise verwendeten Lagers oder dergleichen relativ stark in der Fläche, was es schwierig macht, eine Änderung der Vorbelastung des Lagers durch den oben erwähnten Vorbelastungssensor, der zwischen zwei Flächen eines solchen üblicherweise verwendeten Lagers oder dergleichen angeordnet ist, mit hoher Genauigkeit zu detektieren.
Andererseits wird die Kraft in der ersten Richtung durch den Pufferabschnitt 30 auf den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur des Vorbelastungssensors 10 ausgeübt. Daher kann der Vorbelastungssensor 10 im Vergleich zu einem herkömmlichen Vorbelastungssensor ohne Pufferabschnitt 30 eine Änderung der Kraft in der ersten Richtung ungeachtet der Oberflächenrauigkeit und der Ebenheit der Fläche, die mit der zweiten Fläche 30a des Pufferabschnitts 30 in Kontakt steht, stabil detektieren. Mit anderen Worten kann, selbst wenn der Vorbelastungssensor 10 neben einem üblicherweise verwendeten Lager und Abstandshalter angeordnet ist, dieser Vorbelastungssensor 10 eine Änderung der auf das Lager wirkenden Vorbelastung stabil und mit hoher Genauigkeit detektieren.
Des Weiteren kann der Vorbelastungssensor 10 infolge der Verarbeitung des druckempfindlichen Abschnitts 20 und des Pufferabschnitts 30, die als Filme auf dem Außenring-Abstandshalter 6 gebildet werden, integral mit dem Außenring-Abstandshalter 6 ausgebildet sein. In diesem Fall wird der Vorbelastungssensor 10 in der Lagervorrichtung 100, die noch nicht in dem Gehäuse 8 montiert wurde, in Bezug auf den Außenring-Abstandshalter 6 positioniert. Dementsprechend ist die Lagervorrichtung 100 noch nicht in dem Außenring-Abstandshalter 6 positioniert, bevor diese Lagervorrichtung 100 in dem Gehäuse 8 montiert wird. Somit lässt sich diese Lagervorrichtung 100 im Vergleich zu einer Lagervorrichtung, die einen Vorbelastungssensor 10 umfasst, der an dem Gehäuse 8 angebracht und dadurch in dem Außenring-Abstandshalter 6 positioniert ist, einfach zusammenbauen. Zum Beispiel weist die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2008-286219 offenbarte Lagervorrichtung einen komplizierten Aufbau auf, bei dem ein magnetostriktives Material und eine Spule, die als eine Vorbelastungsdetektionsvorrichtung dient, zwischen Außenring-Abstandshaltern aufgenommen sind, die in der axialen Richtung geteilt sind. Daher muss während des Zusammenbaus die Lagervorrichtung, die ein Paar Abstandshalterelemente aufweist, die so gehalten werden, dass sie nicht voneinander getrennt sind, in ein Gehäuse montiert werden. Es ist schwierig, eine solchen Zusammenbau vorzunehmen. Die Lagervorrichtung 100 lässt sich im Vergleich zu der Lagervorrichtung, welche die oben erwähnte Vorbelastungsdetektionsvorrichtung umfasst, relativ einfach zusammenbauen.
In der Lagervorrichtung 100 umfassen die Abdeckabschnitte 21 und 23 außerdem eine dritte Fläche 20b, die der ersten Fläche 20a gegenüberliegt. Der Pufferabschnitt 30 umfasst außerdem eine vierte Fläche 30b, die der zweiten Fläche 30a gegenüberliegt. Die dritte Fläche 20b steht vollständig in Kontakt mit der vierten Fläche 30b.
Bei einem solchen Vorbelastungssensor 10 ist der Pufferabschnitt 30 zuverlässig auf dem Übertragungspfad angeordnet, auf dem die Kraft in der ersten Richtung an den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur angelegt wird.
Da die Abdeckabschnitte 21 und 23 den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur bedecken, sind des Weiteren die Flächen der ersten Fläche 20a und der dritten Fläche 20b, in der ersten Richtung gesehen, größer als die Fläche des Abschnitts 22c mit einer druckempfindlichen Struktur. Somit lassen sich bei dem oben erwähnten Vorbelastungssensor 10 der druckempfindliche Abschnitt 20 und der Pufferabschnitt 30 zum Beispiel im Vergleich zu dem Vorbelastungssensor 10, bei dem die planare Form und die Abmessung des Pufferabschnitts 30, in der ersten Richtung gesehen, die gleichen sind wie die des Abschnitts 22c mit einer druckempfindlichen Struktur, einfach positionieren.
Bei dem oben erwähnten Vorbelastungssensor 10 enthält das Material, das den Pufferabschnitt 30 bildet, ein Harz. Dadurch lässt sich der Pufferabschnitt 30 relativ leicht durch Beschichten, Aufsprühen, thermisches Aufsprühen oder dergleichen herstellen. Wenn der Pufferabschnitt 30 aus einem Harz besteht, das einen geringeren Längselastizitätsmodul als Metall besitzt, so kann gegen den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur auch dann zuverlässig gedrückt werden, wenn die Oberflächenform (Ebenheit) des Vorbelastungssensors 10 schlecht ausgebildet ist.
Bei dem Vorbelastungssensor 10 beträgt die Dicke des Pufferabschnitts 30 in der ersten Richtung 100 µm oder weniger. In der Lagervorrichtung 100, die den Vorbelastungssensor 10 umfasst, weist das Material, das den Pufferabschnitt 30 bildet, einen geringeren Längselastizitätsmodul auf als das Material, welches das erste Abstandshalterelement 61 und das zweite Abstandshalterelement 62 bildet. Wenn also der Pufferabschnitt 30 relativ dicker wird, so wird die Steifigkeit des Außenring-Abstandhalters 6 geringer. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Dicke des Pufferabschnitts 30 100 µm oder weniger beträgt, die Verringerung der Steifigkeit des Außenring-Abstandhalters 6, die durch den in dem Vorbelastungssensor 10 vorhandenen Pufferabschnitt 30 verursacht wird, in einem solchen Grad unterdrückt, dass die Bearbeitungsgenauigkeit einer Werkzeugmaschine nicht durch die in der Werkzeugmaschine verwendete Lagervorrichtung 100 beeinflusst wird.
Die Lagervorrichtung 100 umfasst einen Vorbelastungssensor 10, ein erstes Lager 1a, ein zweites Lager 1b und einen Außenring-Abstandshalter 6, der neben dem ersten Lager 1a und dem zweiten Lager 1b angeordnet ist. Der Vorbelastungssensor 10, das erste Lager 1a, das zweite Lager 1b und der Außenring-Abstandshalter 6 sind so angeordnet, dass die erste Richtung in der axialen Richtung verläuft. Die erste Fläche 20a und die zweite Fläche 30a des Vorbelastungssensors 10 stehen mit dem Außenring-Abstandshalter 6 in Kontakt. Das Material, das den Pufferabschnitt 30 bildet, besitzt einen geringeren Längselastizitätsmodul als das Material, das den Außenring-Abstandhalter 6 bildet.
Auf diese Weise kann, wenn die Kraft in der axialen Richtung auf den Vorbelastungssensor 10, das erste Lager 1a, das zweite Lager 1b und den Außenring-Abstandshalter 6 wirkt, der Pufferabschnitt 30, der unter den Elementen, die in diesen Komponenten enthalten sind, eine relativ geringere Steifigkeit besitzt, die Ungleichmäßigkeit der Kraft reduzieren, die aus den Variationen der Oberflächeneigenschaften der zweiten Endfläche 61b und der dritten Endfläche 62a, durch welche die oben erwähnte Kraft übertragen wird, resultiert. Somit kann gemäß der Lagervorrichtung 100 selbst dann, wenn die Variationen der Oberflächeneigenschaften der zweiten Endfläche 61b und der dritten Endfläche 62a die gleichen sind wie die bei einer üblicherweise verwendeten Lagervorrichtung, der Vorbelastungssensor 10 eine Änderung der oben genannten Vorbelastung mit hoher Genauigkeit detektieren. Die Lagervorrichtung 100 ist für eine Lagervorrichtung geeignet, die eine rotierende Welle stützt, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, wie zum Beispiel eine Hauptwelle einer Werkzeugmaschine.
Die Lagervorrichtung 100 umfasst mehrere Vorbelastungssensoren 10, die in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Eine solche Lagervorrichtung 100 ermöglicht das Detektieren des Zustands, in dem eine exzentrische Last auf das erste Lager 1a und das zweite Lager 1b wirkt, im Ergebnis des Vergleichs zwischen den Ausgangssignalen von den mehreren Vorbelastungssensoren 10.
Der Vorbelastungssensor 10 kann an einer beliebigen Stelle in dem oben genannten Übertragungspfad angeordnet sein. Der Vorbelastungssensor 10 kann zum Beispiel zwischen dem Innenring 3a und dem Abstandshalter 14 angeordnet sein. In diesem Fall kann der Außenring-Abstandshalter 6 integral ausgebildet sein.
Der in den 1 bis 3 gezeigte Außenring-Abstandhalter 6 weist einen Abschnitt auf, der in der radialen Richtung in Bezug auf die Außenringe 2a, 2b nach innen vorsteht; aber die vorliegende Erfindung ist darauf nicht beschränkt. Die Bohrungsdurchmesserflächen des ersten Abstandshalterelements 61 und des zweiten Abstandshalterelements 62 des Außenring-Abstandshalters 6 können zum Beispiel so ausgebildet sein, dass sie mit den Bohrungsdurchmesserflächen der Außenringe 2a bzw. 2b in der axialen Richtung kontinuierlich verlaufen. In diesem Fall ist zum Beispiel die gesamte dritte Fläche 20b des druckempfindlichen Abschnitts 20 so ausgebildet, dass sie mit der gesamten vierten Fläche 30b des Pufferabschnitts 30 in Kontakt kommt.
Wie in 7 gezeigt, kann die erste Fläche 20a des Vorbelastungssensors 10 in Kontakt mit der zweiten Endfläche 61b des ersten Abstandshalterelements 61 stehen, während die zweite Fläche 30a des Vorbelastungssensors 10 in Kontakt mit der dritten Endfläche 62a des zweiten Abstandshalterelements 62 stehen kann. Mit anderen Worten kann die zweite Endfläche 61b des ersten Abstandshalterelements 61 als die fünfte Fläche eingerichtet sein, während die dritte Endfläche 62a des zweiten Abstandshalterelements 62 als die sechste Fläche eingerichtet sein kann.
(Zweite Ausführungsform)
Wie in den 8 und 9 gezeigt, weist eine Lagervorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform im Grunde die gleiche Ausgestaltung auf wie die Lagervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform, außer dass das zweite Abstandshalterelement 62 des Außenring-Abstandshalters 6 einen vorstehenden Abschnitt 62p hat, der in der axialen Richtung vorsteht und die Oberseite des vorstehenden Abschnitts 62p die dritte Endfläche 62a bildet. Mit anderen Worten unterscheidet sich die Lagervorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform von der Lagervorrichtung 100 dadurch, dass die Oberseite des vorstehenden Abschnitts 62p als die fünfte Fläche eingerichtet ist, die mit der ersten Fläche 20a des Vorbelastungssensors 10 in Kontakt steht. In den 8 und 9 sind der erste Anschlussabschnitt 22a, der zweite Anschlussabschnitt 22b, der Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur und die Abdeckabschnitte 21 und 23 nicht gezeigt. Außerdem ist in 8 das Positionierungselement 63 nicht gezeigt.
Der vorstehende Abschnitt 62p ist zum Beispiel so ausgebildet, dass er mit der Außendurchmesserfläche des zweiten Abstandshalterelements 62 kontinuierlich verläuft. Zum Beispiel ist der vorstehende Abschnitt 62p so ausgebildet, dass er mindestens einen Teil der Außenringe 2a und 2b in der axialen Richtung überlappt, und ist so ausgebildet, dass er die gesamten Außenringe 2a und 2b in der axialen Richtung überlappt. Unter den Flächen des ersten Abstandshalterelements 61, die in die axiale Richtung weisen, liegt die Oberseite des vorstehenden Abschnitts 62p dem Außenring 2a am nächsten. Die Oberseite des vorstehenden Abschnitts 62p bildet die dritte Endfläche 62a.
Der Vorbelastungssensor 10 gemäß der zweiten Ausführungsform weist im Grunde die gleiche Ausgestaltung auf wie der Vorbelastungssensor 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Breite des Pufferabschnitts 30 in der radialen Richtung ist zum Beispiel gleich der Breite des druckempfindlichen Abschnitts 20 in der radialen Richtung. Die zweite Fläche 30a des Vorbelastungssensors 10 steht nur mit einer Teilregion der zweiten Endfläche 61b in Kontakt, die in der radialen Richtung außerhalb liegt. Die erste Fläche 20a des Vorbelastungssensors 10 steht zum Beispiel mit der gesamten dritten Endfläche 62a in Kontakt. Der Flächeninhalt der ersten Fläche 20a des Vorbelastungssensors 10 ist zum Beispiel kleiner als der Flächeninhalt der ersten Fläche 20a des Vorbelastungssensors 10 gemäß der ersten Ausführungsform.
Der Vorbelastungssensor 10 und die Lagervorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform weisen im Grunde die gleichen Ausgestaltungen auf wie der Vorbelastungssensor 10 und die Lagervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform und können daher die gleichen Auswirkungen erreichen wie die, die durch den Vorbelastungssensor 10 und die Lagervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform erreicht werden.
Bei der Lagervorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform ist der Flächeninhalt der Region, der einer Endbearbeitung unterzogen wird, kleiner als der Flächeninhalt der gesamten dritten Endfläche 62a aus 1, die einer Endbearbeitung unterzogen wird. Daher kann diese Endbearbeitung relativ einfach durchgeführt werden.
Wie in 10 gezeigt, kann in der Lagervorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform das erste Abstandshalterelement 61 auch einen vorstehenden Abschnitt 61p aufweisen, der in der axialen Richtung vorsteht, wie bei dem zweiten Abstandshalterelement 62. Die Oberseite des vorstehenden Abschnitts 61p ist so ausgebildet, dass sie mit der Oberseite des vorstehenden Abschnitts 62p in Kontakt steht. Die Oberseite des vorstehenden Abschnitts 61p bildet die zweite Endfläche 61b und steht zum Beispiel mit der zweiten Fläche 30a des Vorbelastungssensors 10 in Kontakt. Die Oberseite des vorstehenden Abschnitts 61p kann mit der ersten Fläche 20a des Vorbelastungssensors 10 in Kontakt stehen und die Oberseite des vorstehenden Abschnitts 62p kann mit der zweiten Fläche 30a des Vorbelastungssensors 10 in Kontakt stehen.
Der Flächeninhalt der zweiten Fläche 30a des in 10 gezeigten Vorbelastungssensors 10 ist kleiner als der Flächeninhalt der zweiten Fläche 30a des in den 8 und 9 gezeigten Vorbelastungssensors 10. Da die zweite Endfläche 61b ebenfalls einen relativ kleinen Flächeninhalt aufweist, ist die Region, die eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erfordert, ebenfalls klein, so dass eine Bearbeitung leicht auszuführen ist.
In der Lagervorrichtung 101 gemäß der zweiten Ausführungsform muss das zweite Abstandshalterelement 62 keinen vorstehenden Abschnitt 62p aufweisen, sondern nur das erste Abstandshalterelement 61 muss einen vorstehenden Abschnitt 61p aufweisen.
(Dritte Ausführungsform)
Wie in den 11 und 12 gezeigt, weist eine Lagervorrichtung 102 gemäß der dritten Ausführungsform im Grunde die gleiche Ausgestaltung auf wie die Lagervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform, außer dass die zweite Fläche 30a des Vorbelastungssensors 10 so angeordnet ist, dass sie mit dem Außenring 2b des zweiten Lagers 1b in Kontakt steht. Mit anderen Worten unterscheidet sich die Lagervorrichtung 102 gemäß der dritten Ausführungsform von der Lagervorrichtung 100 dadurch, dass eine Endfläche 2c des Außenrings 2b in der axialen Richtung als die sechste Fläche eingerichtet ist, die mit der zweiten Fläche 30a des Vorbelastungssensors 10 in Kontakt steht. 11 zeigt nicht den ersten Anschlussabschnitt 22a, den zweiten Anschlussabschnitt 22b, den Abschnitt 22c mit einer druckempfindlichen Struktur, und die Abdeckabschnitte 21 und 23.
Der Außenring-Abstandshalter 6 wird zum Beispiel integral ausgebildet. Der Außenring-Abstandshalter 6 weist auf: eine siebte Endfläche 6a, die dem ersten Lager 1a in der axialen Richtung zugewandt ist und mit dem Außenring 2a in Kontakt steht; und eine achte Endfläche 6b, die der siebten Endfläche 6a gegenüber liegt, so dass sie dem zweiten Lager 1b zugewandt ist und der Endfläche 2c des Außenrings 2b in der axialen Richtung zugewandt ist. Der Flächeninhalt der achten Endfläche 6b ist zum Beispiel gleich dem Flächeninhalt der Endfläche 2c des Außenrings 2b.
Die erste Fläche 20a des Vorbelastungssensors 10 steht mit der achten Endfläche 6b des Außenring-Abstandshalterelements 6 in Kontakt. Die zweite Fläche 30a steht mit der Endfläche 2c des Außenrings 2b in Kontakt. Mit anderen Worten ist die achte Endfläche 6b des Außenring-Abstandshalters 6 als die fünfte Fläche eingerichtet und die Endfläche 2c des Außenrings 2b ist als die sechste Fläche eingerichtet.
Da der Vorbelastungssensor 10 und die Lagervorrichtung 102 gemäß der dritten Ausführungsform im Grunde die gleichen Ausgestaltungen wie der Vorbelastungssensor 10 und die Lagervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform aufweisen, können die gleichen Auswirkungen erreicht werden wie die, die durch den Vorbelastungssensor 10 und die Lagervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform erreicht werden.
Wie in 13 gezeigt, kann die erste Fläche 20a des Vorbelastungssensors 10 mit der Endfläche 2c des Außenrings 2b in Kontakt stehen und die zweite Fläche 30a kann mit der achten Endfläche 6b des Außenring-Abstandshalters 6 in Kontakt stehen. Mit anderen Worten kann die Endfläche 2c des Außenrings 2b als die fünfte Fläche eingerichtet sein und die achte Endfläche 6b des Außenring-Abstandshalters 6 kann als die sechste Fläche eingerichtet sein.
In den Lagervorrichtungen 100, 101 und 102 steht mindestens eine der ersten Fläche 20a und der zweiten Fläche 30a des Vorbelastungssensors 10 mit dem Außenring-Abstandshalter 6 in Kontakt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Wie in 14 gezeigt, kann mindestens eine der ersten Fläche 20a und der zweiten Fläche 30a des Vorbelastungssensors 10 mit dem Innenring-Abstandshalter 7 in Kontakt. In diesem Fall kann das Material, das den Pufferabschnitt 30 bildet, einen geringeren Längselastizitätsmodul aufweisen als das Material, das den Innenring-Abstandshalter 7 bildet.
Bei der in 14 gezeigten Lagervorrichtung 103 sind das erste Lager 1a und das zweite Lager 1b als einen Vorderseite-an-Vorderseite-Duplex (DF)-Lager eingerichtet. In diesem Fall wird eine Vorbelastung von der Seite des zweiten Lagers 1b an die Seite des ersten Lagers 1a angelegt, indem der Frontdeckel 9 mit Schrauben oder dergleichen (nicht gezeigt) an dem Gehäuse 8 befestigt wird. Die Kraft in der axialen Richtung, die durch das Befestigen des Frontdeckels 9 auf den Außenring 2b ausgeübt wird, wird über die Kugel 4b zu dem Innenring 3b übertragen und wird von dem Innenring 3b weiter über den Innenring-Abstandshalter 7 zu dem Innenring 3a übertragen. Die zu dem Innenring 3a übertragene Kraft wird über die Kugel 4a zu dem Außenring 2a übertragen. Somit wird eine Druckspannung auf einen Kontaktpunkt zwischen der Kugel 4a und jedem des Außenrings 2a und des Innenrings 3a des ersten Lagers 1a und auch auf einen Kontaktpunkt zwischen der Kugel 4b und jedem des Außenrings 2b und des Innenrings 3b des zweiten Lagers 1b ausgeübt. Das zweite Lager 1b, der Innenring-Abstandshalter 7 und das erste Lager 1a bilden einen Teil des Kraftübertragungspfades, über den eine Vorbelastung an das erste Lager 1a und das zweite Lager 1b angelegt wird.
Der Vorbelastungssensor 10 ist zum Beispiel zwischen dem Innenring 3b und dem Innenring-Abstandshalter 7 auf dem oben erwähnten Übertragungspfad angeordnet. Der Vorbelastungssensor 10 kann auch an einer anderen Position auf dem Übertragungspfad angeordnet sein.
Wie in 14 gezeigt, dreht sich der Vorbelastungssensor 10 zusammen mit der Hauptwelle 11, dem Innenring 3b und dem Innenring-Abstandshalter 7, wenn der Vorbelastungssensor 10 zwischen dem Innenring 3b als einem rotierenden Ring und dem Innenring-Abstandshalter 7 als einem rotierendem Abstandshalter angeordnet ist. Daher ist in der in 14 gezeigten Lagervorrichtung 103 ein Sender 51 zur Übertragung des Ausgangssignals des Vorbelastungssensors 10 an eine externe Vorrichtung an der Außendurchmesserfläche des Innenring-Abstandshalters 7 angeordnet. Außerdem ist ein Empfänger 52 an der Bohrungsdurchmesserfläche des Außenring-Abstandshalters 6 an einer Position angeordnet, die dem Sender 51 zugewandt ist. Der Sender 51 und der Empfänger 52 sind so angeordnet, dass Kommunikation und Energiezufuhr zwischen ihnen berührungslos erfolgt.
Es versteht sich, dass die im vorliegenden Text offenbarten Ausführungsformen in jeder Hinsicht veranschaulichend und nicht-einschränkend sind. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Begriffe der Ansprüche und nicht durch die obige Beschreibung definiert und soll alle Modifizierungen innerhalb der Bedeutung und des Schutzumfangs umfassen, die den Begriffen der Ansprüche äquivalent sind.
Bezugszeichenliste

1a: erstes Lager,
1b: zweites Lager,
2a, 2b: Außenring,
2c: Endfläche,
3a, 3b: Innenring,
4a, 4b: Kugel,
5a, 5b: Käfig,
6: Außenring-Abstandshalter,
6a: siebte Endfläche,
6b: achte Endfläche,
61p, 62p: vorstehender Abschnitt,
7: Innenring-Abstandshalter,
8: Gehäuse,
8a: Bohrungsdurchmesserfläche
8b, 11b: konvexe Fläche,
9: Frontdeckel,
9a, 12a: Druckfläche,
10: Vorbelastungssensor,
11: Hauptwelle,
11a: Außendurchmesserfläche,
12: Befestigungselement,
13: Mutter,
14: Abstandshalter,
15: Einschubpfad,
16: Kabel,
20: druckempfindlicher Abschnitt,
20a: erste Fläche,
20b: dritte Fläche,
21: Isolierfilm (Abdeckabschnitt),
23: Schutzfilm (Abdeckabschnitt),
22a: erster Anschlussabschnitt,
22b: zweiter Anschlussabschnitt,
22c: Abschnitt mit einer druckempfindlichen Struktur,
30: Pufferabschnitt, 30a zweite Fläche,
30b: vierte Fläche,
40: Sensorsignalverarbeitungseinheit,
61: erstes Abstandshalterelement,
61a: erste Endfläche,
61b: zweite Endfläche,
61c: fünfte Endfläche,
62: zweites Abstandshalterelement,
62a: dritte Endfläche,
62b: vierte Endfläche, 62c sechste Endfläche,
63: Positionierungselement,
81: innerer Zylinder,
82: äußerer Zylinder,
83: Kühlmittelströmungspfad,
100: Lagervorrichtung.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014071085 [0003, 0004, 0005]
JP 2008286219 [0061]

Claims

Vorbelastungssensor, umfassend: einen Abschnitt mit einer druckempfindlichen Struktur, in dem sich ein Gleichstromwiderstand gemäß dem in einer ersten Richtung wirkenden Druck ändert; einen Abdeckabschnitt, der den Abschnitt mit einer druckempfindlichen Struktur bedeckt; und einen Pufferabschnitt, der in der ersten Richtung neben dem Abdeckabschnitt angeordnet ist, wobei ein Material, das den Pufferabschnitt bildet, einen geringeren Längselastizitätsmodul aufweist als ein Material, das den Abdeckabschnitt bildet.
Vorbelastungssensor nach Anspruch 1, wobei der Abdeckabschnitt eine erste Fläche aufweist, die einer Seite in der ersten Richtung zugewandt ist, der Pufferabschnitt eine zweite Fläche aufweist, die der anderen Seite in der ersten Richtung zugewandt ist, der Abdeckabschnitt des Weiteren eine dritte Fläche aufweist, die der ersten Fläche gegenüberliegt, der Pufferabschnitt des Weiteren eine vierte Fläche aufweist, die der zweiten Fläche zugewandt ist, und die dritte Fläche in Kontakt mit der vierten Fläche steht.
Vorbelastungssensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Material, das die Pufferregion bildet, ein Harz enthält.
Vorbelastungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Dicke des Pufferabschnitts in der ersten Richtung 100 µm oder weniger beträgt.
Lagervorrichtung, umfassend: den Vorbelastungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4; ein Lager; und einen Abstandshalter, der neben dem Lager angeordnet ist, wobei der Vorbelastungssensor, das Lager und der Abstandshalter so angeordnet sind, dass sich die erste Richtung in einer axialen Richtung des Lagers und des Abstandshalters erstreckt, mindestens einer von dem Abdeckabschnitt und dem Pufferabschnitt des Vorbelastungssensors mit dem Abstandshalter in Kontakt steht, und ein Material, das den Pufferabschnitt bildet, einen geringeren Längselastizitätsmodul hat als ein Material, das den Abstandshalter bildet.
Lagervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Vorbelastungssensor in der axialen Richtung zwischen dem Lager und dem Abstandshalter angeordnet ist.
Lagervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Abstandshalter umfasst: ein erstes Abstandshalterelement, und ein zweites Abstandshalterelement, das von dem ersten Abstandshalterelement getrennt ausgebildet ist und in der axialen Richtung neben dem ersten Abstandshalterelement angeordnet ist, und wobei der Vorbelastungssensor zwischen dem ersten Abstandshalterelement und dem zweiten Abstandshalterelement in der axialen Richtung angeordnet ist.
Lagervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Abstandshalter mindestens einen vorstehenden Abschnitt umfasst, der in der axialen Richtung vorsteht, und der Vorbelastungssensor in der axialen Richtung neben dem mindestens einen vorstehenden Abschnitt angeordnet ist.
Lagervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Pufferabschnitt als ein ringförmiges Element ausgebildet ist, das koaxial zu dem Lager und dem Abstandshalter positioniert ist.