JP2024067956A - 荷重センサ付き軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定して高感度で荷重変化を検出することができる荷重センサ付き軸受装置を提供する。【解決手段】筒状のハウジング２３の内側に、それぞれアンギュラ玉軸受からなる第１軸受２４と第２軸受２５が背面組合せで配置され、第１軸受２４の第１外輪３０と第２軸受２５の第２外輪３５の間に軸方向で挟まれた筒状の外輪間座２６には、外輪間座２６のひずみから荷重を求める荷重センサ２８が取り付けられ、第１外輪３０、第２外輪３５および外輪間座２６がそれぞれすきまばめでハウジング２３の内周に嵌合しており、外輪間座２６とハウジング２３のはめあいすきまΔ１は、外輪間座２６に作用する荷重による外輪間座２６の径方向膨張量よりも大きく、かつ第１外輪３０および第２外輪３５とハウジング２３のはめあいすきまΔ２よりも大きい構成の荷重センサ付き軸受装置とした。【選択図】図２

Description

この発明は、２つの転がり軸受の間の間座に作用する荷重を検出する機能を備えた荷重センサ付き軸受装置に関する。

マシニングセンタや旋盤等の工作機械や、その他の産業機械では、工具や加工物等の対象物が取り付けられる主軸（回転軸）を回転可能に支持するスピンドル装置が用いられる。このようなスピンドル装置の使用分野においては、近年、省人化や無人化のための状態監視機能の強化が求められるようになってきている。

上記のような状態監視機能のニーズに応えるため、本願の出願人は、荷重センサとしてのひずみセンサを備えた軸受装置を既に提案している（特許文献１）。

特許文献１の軸受装置は、スピンドル装置の主軸を支持するもので、筒状のハウジングの内側に、それぞれ外輪と、外輪の径方向内側に回転可能に設けられた内輪と、外輪と内輪の間に組み込まれた複数の転動体とを有するアンギュラ玉軸受からなる第１軸受および第２軸受が背面組合せで配置されており、その第１軸受の外輪と第２軸受の外輪の間に組み込まれた外輪間座にひずみセンサが取り付けられている。

そして、両軸受が支持する主軸の外周にねじ結合する予圧ナットの締め付けにより、その予圧ナットの軸力が第２軸受、外輪間座、第１軸受に順に伝達されて両軸受に予圧が付与されており、外輪間座に取り付けられたひずみセンサの出力に基づいて軸方向の予圧荷重を求められるようになっている。

したがって、この軸受装置を用いたスピンドル装置は、主軸を支持する各軸受の発熱等による予圧荷重の増加を検出することができ、状態監視機能が強化されたものとなる。また、そのスピンドル装置が工作機械に組み込まれた場合には、切削荷重の変化も検出されるので、加工状態を監視することもできる。

特開２０２１－０１４８８６号公報（図２）

上記特許文献１の軸受装置では、軸方向の力を受けた外輪間座の変形によるひずみから外輪間座に作用する荷重を求めている。このため、荷重の変化を高感度で検出するには、外輪間座を実用的な範囲で変形しやすいものとすることが望ましい。

しかし、変形しやすい外輪間座を採用した場合は、過大な荷重が作用したときに、膨張変形した外輪間座の外周がハウジングの内周に接触することにより、外輪間座の変形態様が変化し、かえって荷重変化を検出する感度が低くなる。

そこで、この発明は、安定して高感度で荷重変化を検出することができる荷重センサ付き軸受装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、筒状のハウジングの内側に、接触角が０でない複数の転がり軸受が２列以上の背面組合せで配置され、前記複数の転がり軸受は、背面組合せで対向する第１軸受と第２軸受を含み、前記第１軸受は、第１外輪と、前記第１外輪の径方向内側に回転可能に設けられた第１内輪と、前記第１外輪と前記第１内輪の間に組み込まれた複数の第１転動体とを有し、前記第２軸受は、第２外輪と、前記第２外輪の径方向内側に回転可能に設けられた第２内輪と、前記第２外輪と前記第２内輪の間に組み込まれた複数の第２転動体とを有し、前記第１外輪と前記第２外輪の間に筒状の外輪間座が軸方向に挟まれた状態で配置され、前記外輪間座には、その外輪間座のひずみから外輪間座に作用する荷重を求める荷重センサが取り付けられている荷重センサ付き軸受装置において、前記第１外輪、前記第２外輪および前記外輪間座がそれぞれすきまばめで前記ハウジングの内周に嵌合しており、前記外輪間座と前記ハウジングのはめあいすきまΔ１は、前記外輪間座に作用する荷重による外輪間座の径方向膨張量よりも大きく、かつ前記第１軸受と前記第２軸受のうちで外部から力を加えられる方の軸受の外輪と前記ハウジングのはめあいすきまΔ２よりも大きい構成とした（構成１）。

上記の構成１を採用すれば、外輪間座に加わる軸方向の力が大きくなって外輪間座の径方向膨張変形が大きくなっても、外輪間座の外周がハウジングの内周に接触しにくくなるので、外輪間座として実用的な範囲内で変形しやすいものを採用することにより、外輪間座に作用する荷重の変化を安定して高感度で検出できるようになる。

ここで、上記構成１においては、前記第１軸受と前記第２軸受のうちで外部から軸方向力を加えられる方の軸受の外輪と前記ハウジングのはめあいすきまΔ２を直径で４０μｍ以下、前記外輪間座と前記ハウジングのはめあいすきまΔ１は直径でΔ２＋５０μｍ以下（望ましくはΔ２＋３０μｍ以下）とするとよい（構成２）。これは、Δ２を従来のように４０μｍ以下としても、Δ１とΔ２の差が５０μｍを超えると、スピンドル装置等に組みこむ際に外輪間座の芯合わせが難しくなるからである。すなわち、荷重測定精度を高めるためには、できるだけ正確に外輪間座の芯合わせを行う必要があり、芯合わせをしやすくするには、Δ１とΔ２の差は５０μｍ以下、望ましくは３０μｍ以下がよい。

上記構成１または２において、前記外輪間座は、前記ハウジングの内周にすきまばめで嵌合し、前記第１外輪および前記第２外輪に軸方向で接触する金属製の外環と、前記外環の径方向内側に配される樹脂製の内環とからなり、前記外環に前記荷重センサが取り付けられるものとすることができる（構成３）。このようにすれば、外輪間座の製作コストの増加を抑えながら、荷重センサを外輪間座の外環と内環の間に保護状態で配置することが可能となる。

また、上記構成１乃至３のいずれに対しても、前記第１軸受および前記第２軸受に予圧が付与されている構成（構成４）、前記第１軸受および前記第２軸受がアンギュラ玉軸受である構成（構成５）、前記第１軸受および前記第２軸受が工作機械の主軸を支持するものである構成（構成６）のうちから選択される１つ以上の構成を付加した態様を採用することができる。

この発明の荷重センサ付き軸受装置は、上述したように、ハウジングにそれぞれすきまばめされる２つの軸受と外輪間座のはめあいすきまを規定することにより、荷重センサを取り付けられた外輪間座が、軸方向の力を受けて径方向に膨張変形してもハウジングの内周に接触しにくいようにしたものであるから、安定して高感度で荷重変化を検出することができる。

この発明の実施形態の荷重センサ付き軸受装置を使用した工作機械用スピンドル装置の断面図 図１の要部を拡大して示す断面図 図１の工作機械用スピンドル装置に加えられた切削荷重によって生じる力の伝達経路の説明図 図１の工作機械用スピンドル装置の荷重センサ付き軸受装置に加えられた予圧によって生じる力の伝達経路の説明図 図３に対応して比較例の力の伝達態様を説明する模式図 図３に対応して実施形態の力の伝達態様を説明する模式図

以下、図面に基づきこの発明の実施形態を説明する。図１は、この発明の実施形態にかかる荷重センサ付き軸受装置１（以下、単に「軸受装置１」という。）を使用した工作機械用スピンドル装置を示す。このスピンドル装置は、工作機械の主軸２と、主軸２を収容する外筒３と、主軸２を回転駆動するモータ４と、主軸２をモータ４よりも軸方向前側（図１の左側）で回転可能に支持する実施形態の軸受装置１と、主軸２をモータ４よりも軸方向後側で回転可能に支持する後側軸受装置５とを有する。

外筒３は、両端が開放された中空筒状に形成されており、軸方向の前側から後側に向かって順に軸受装置１とモータ４とを収容している。図１では、外筒３の軸受装置１を収容する部分と、外筒３のモータ４を収容する部分とを継ぎ目のない一体に形成しているが、その両部分を別体に形成し、連結して固定するようにしてもよい。

主軸２は、その軸方向前端が外筒３の前端開口から突出した状態で外筒３に挿入されている。主軸２の前端には、工具または加工物を把持するチャック（図示省略）が着脱可能に取り付けられるようになっている。また、主軸２には、工作機械のドローバー（図示省略）を軸方向に摺動可能に収容する貫通孔６が軸方向に貫通して形成されている。

モータ４は、主軸２の外周に取り付けられたロータ７と、ロータ７に回転力を付与する環状のステータ８とを有する。ロータ７は、主軸２の外周に嵌合するロータスリーブ９と、ロータスリーブ９の外周に固定されたロータコア１０とを有する。ロータコア１０は、例えば、電磁鋼板の積層体である。ロータスリーブ９は、主軸２と一体回転するように主軸２に回り止めされている。ロータスリーブ９の軸方向前端は、主軸２の外周に形成された軸方向後側を向く段差面を有する段差部１１に接触し、その段差部１１との接触によって軸方向に位置決めされている。

ステータ８は、外筒３の内周に固定されたステータコア１２と、ステータコア１２に周方向に間隔をおいて形成された複数のティース部分にそれぞれ巻回された電磁コイル１３とを有する。そして、電磁コイル１３に通電すると、ステータコア１２とロータコア１０の間に働く電磁力によってロータコア１０に回転力が発生し、ロータ７と主軸２が一体に回転するようになっている。ここでは、モータ４として、電力で回転力を発生する電磁モータを採用したが、電磁モータに代えて、圧縮空気などの他の動力源で回転力を発生する方式のモータを採用することも可能である。

後側軸受装置５は、外筒３の後端に同軸に固定された環状の軸受支持部材１４と、軸受支持部材１４の内周に装着された転がり軸受１５と有する。転がり軸受１５は、軸受支持部材１４の内周に嵌合する外輪１６と、主軸２の外周に嵌合する内輪１７と、外輪１６と内輪１７の間に組み込まれた複数の円筒ころ１８とを有する円筒ころ軸受である。

軸受支持部材１４には、外輪押さえ部材１９が取り付けられている。外輪押さえ部材１９は、外輪１６の軸方向後側の側面に接触することにより外輪１６の軸方向位置を固定している。また、主軸２の外周には、内輪１７を軸方向前方に押圧するナット部材２０と、内輪１７とナット部材２０の間に組み込まれた環状のスペーサ２１とが装着されている。ナット部材２０は、主軸２の後端部外周に形成された雌ねじ２２にねじ結合している。スペーサ２１は、軸方向前端が内輪１７の軸方向後側の側面に接触し、軸方向後端がナット部材２０の軸方向前側の側面に接触している。そして、内輪１７の軸方向前端は、ロータスリーブ９の軸方向後端に接触している。

図１および図２に示すように、軸受装置１は、外筒３に固定して設けられたハウジング２３と、ハウジング２３の内周に嵌合する第１軸受２４と、ハウジング２３の内周の第１軸受２４よりも軸方向後側に嵌合する第２軸受２５と、第１軸受２４と第２軸受２５の間で軸方向に挟まれた外輪間座２６および内輪間座２７とを有し、その第１軸受２４と第２軸受２５とで主軸２を支持している。

第１軸受２４は、ハウジング２３の内周にすきまばめで嵌合する非回転の第１外輪３０と、第１外輪３０の径方向内側に回転可能に設けられた第１内輪３１と、第１外輪３０と第１内輪３１の間に組み込まれた複数の第１転動体（ここでは玉）３２とを有するアンギュラ玉軸受である。第１外輪３０の内周には、第１転動体３２が転がり接触する断面円弧状の第１外輪軌道面３３が設けられ、第１内輪３１の外周には、第１転動体３２が転がり接触する断面円弧状の第１内輪軌道面３４が設けられている。第１外輪３０は、第１外輪軌道面３３に対して軸方向前側の外輪肩部と軸方向後側の外輪肩部のうち、軸方向前側の外輪肩部を除去した形状の肩落とし外輪である。また、第１内輪３１は、第１内輪軌道面３４に対して軸方向前側の内輪肩部と軸方向後側の内輪肩部のうち、軸方向後側の内輪肩部を除去した形状の肩落とし内輪である。

第２軸受２５は、第１外輪３０から軸方向後方に間隔をおいて配置され、ハウジング２３の内周にすきまばめで嵌合する非回転の第２外輪３５と、第２外輪３５の径方向内側に回転可能に設けられた第２内輪３６と、第２外輪３５と第２内輪３６の間に組み込まれた複数の第２転動体（ここでは玉）３７とを有するアンギュラ玉軸受である。第２外輪３５の内周には、第２転動体３７が転がり接触する断面円弧状の第２外輪軌道面３８が設けられ、第２内輪３６の外周には、第２転動体３７が転がり接触する断面円弧状の第２内輪軌道面３９が設けられている。第２外輪３５は、第２外輪軌道面３８に対して軸方向前側の外輪肩部と軸方向後側の外輪肩部のうち、軸方向後側の外輪肩部を除去した形状の肩落とし外輪である。また、第２内輪３６は、第２内輪軌道面３９に対して軸方向前側の内輪肩部と軸方向後側の内輪肩部のうち、軸方向前側の内輪肩部を除去した形状の肩落とし内輪である。

ここで、第１軸受２４は、第１内輪３１と第１転動体３２の接触点と、第１外輪３０と第１転動体３２の接触点とを結ぶ直線が、半径方向内側から半径方向外側に向かって軸方向後方に傾斜している。一方、第２軸受２５は、第２内輪３６と第２転動体３７の接触点と、第２外輪３５と第２転動体３７の接触点とを結ぶ直線が、半径方向内側から半径方向外側に向かって軸方向前方に傾斜している。すなわち、第１軸受２４と第２軸受２５は、背面組合せで配置されている。

外輪間座２６は、ハウジング２３の内周にすきまばめで嵌合する金属製の外環２６ａと、外環２６ａの径方向内側に配される樹脂製の内環２６ｂとからなる。外環２６ａは、両端が開放された中空の円筒状に形成されている。一方、内環２６ｂは、両端が開放された中空の円筒部の軸方向後端に外向きのフランジ部を有する断面Ｌ字状に形成されており、そのフランジ部が外環２６ａの内周面に固定されている。その固定手段としては、外環２６ａの内周面に内環２６ｂのフランジ部を圧入する方法や接着する方法をとることができ、これらの方法を併用することもできる。

外環２６ａは、その径方向の厚みが第１外輪３０および第２外輪３５の厚みとほぼ同じに形成され、軸方向寸法が内環２６ｂの軸方向寸法よりも大きく形成されている。これにより、外環２６ａは、軸方向前端が第１外輪３０の軸方向後側の側面に接触し、軸方向後端が第２外輪３５の軸方向前側の側面に接触しているが、内環２６ｂは第１外輪３０および第２外輪３５と接触していない。

そして、外環２６ａの内周面の軸方向中央部に、周方向に等間隔で複数個（好ましくは３個以上、ここでは４個）の荷重センサ２８が取り付けられている。荷重センサ２８は、外環２６ａに接着剤等で固定されるプリント基板２８ａに、外環２６ａのひずみを検出するひずみゲージ２８ｂと、ひずみゲージ２８ｂが検出したひずみから外環２６ａに作用する荷重を求める処理回路２８ｃを実装したものである。また、外環２６ａと内環２６ｂの円筒部との間の空間（荷重センサ２８の周囲の空間）には、樹脂材料等の封止剤２９が充填されている。これにより、荷重センサ２８は、絶縁性を確保された保護状態で確実に固定される。

一方、内輪間座２７は、外輪間座２６の外環２６ａと同様、両端が開放された中空の円筒状に形成されており、その軸方向前端が第１内輪３１の軸方向後側の側面に接触し、軸方向後端が第２内輪３６の軸方向前側の側面に接触している。

外筒３の軸方向前端には、第１外輪３０の軸方向前側の側面に接触することにより第１外輪３０の軸方向位置を固定する外輪押さえ部材４０が固定されている。外輪押さえ部材４０は、ハウジング２３の内周に嵌合する筒部４１と、筒部４１の軸方向前端から径方向外側に延びるフランジ部４２とを有する。フランジ部４２は、ハウジング２３の軸方向前側の側面に固定されている。また、主軸２の軸方向前端部の外周には、第１内輪３１の軸方向前側の側面に接触する段差部４３が形成されている。第１内輪３１は、この段差部４３との接触により軸方向に位置決めされている。

主軸２の外周には、第２内輪３６を軸方向前方に押圧する予圧ナット４４と、第２内輪３６と予圧ナット４４の間に組み込まれた環状のスペーサ４５とが装着されている。予圧ナット４４は、主軸２の外周の段差部１１（図１参照）から軸方向前側に延びる部分に形成された雌ねじ４６にねじ結合している。スペーサ４５は、軸方向前端が第２内輪３６の軸方向後側の側面に接触し、軸方向後端が予圧ナット４４の軸方向前側の側面に接触している。ハウジング２３の内周には、第２外輪３５の軸方向後側の側面に接触する段差部４７が形成されている。第２外輪３５は、この段差部４７との接触により軸方向に位置決めされている。

ハウジング２３は、外筒３の内周に嵌合する筒部４８と、筒部４８の軸方向前端から径方向外側に延びるフランジ部４９とを有する。筒部４８の外周には、軸受装置１の冷却用の冷媒が流れる冷却溝５０が形成されている。冷却溝５０は、筒部４８の外周に軸方向に間隔をおいて形成された複数の環状溝または筒部４８の外周を螺旋状に延びる螺旋溝である。フランジ部４９は、外筒３の軸方向前端に接触して固定されている。

この工作機械用スピンドル装置は、上記の構成であり、切削加工によって主軸２に軸方向の力（切削荷重）が加わると、その軸方向の力は、図３に示すように、軸受装置１の第１内輪３１、第１転動体３２、第１外輪３０、外輪間座２６の外環２６ａ、第２外輪３５の順に伝達され、ハウジング２３の段差部４７で受け止められる。このとき、軸方向の力を受けた外輪間座２６の外環２６ａは、第１外輪３０と第２外輪３５の間で圧縮されて径方向膨張変形する。したがって、外環２６ａの周方向に等間隔で取り付けた荷重センサ２８により、外環２６ａの周方向各位置のひずみから外環２６ａに作用する荷重つまり主軸２に作用する切削荷重を検出することができる。

また、軸受装置１の組み込みの際には、予圧ナット４４を締め付けることにより、その軸力が、図４に示すように、スペーサ４５、第２内輪３６、第２転動体３７、第２外輪３５、外輪間座２６の外環２６ａ、第１外輪３０、第１転動体３２、第１内輪３１に順に伝達され、主軸２の段差部４３で受け止められた状態となって、第１軸受２４および第２軸受２５に予圧が付与されるようになっており、このときに外環２６ａに作用する荷重つまり予圧荷重も荷重センサ２８で検出することができる。

ここで、この実施形態の軸受装置１では、外輪間座２６の外環２６ａとハウジング２３のはめあいすきまΔ１を、外環２６ａに作用する荷重による外環２６ａの径方向膨張量よりも大きく、かつ第１外輪３０および第２外輪３５とハウジング２３のはめあいすきまΔ２よりも大きく設定している（ここでは、第１外輪３０と第２外輪３５のはめあいすきまを同じに設定）。また、Δ２は従来と同様に直径で４０μｍ以下に設定するが、Δ１とΔ２の差は直径で５０μｍ以下（望ましくは３０μｍ以下）とする。Δ１とΔ２の差が直径で５０μｍを超えると、軸受装置１を組みこむ際に外輪間座２６の芯合わせが難しくなって、荷重の測定精度が低下するからである。

外輪間座２６の外環２６ａ、第１外輪３０および第２外輪３５とハウジング２３のはめあいすきまΔ１、Δ２を上記のように設定することにより、外環２６ａに作用する切削荷重や予圧荷重の変化を安定して高感度で検出することができる。これについて、図５（比較例）および図６に基づいて以下に説明する。なお、図５、図６では、外環２６ａおよび第１外輪３０とハウジング２３の隙間を誇張して表している。

まず、主軸２に切削荷重が加わると力の伝達経路は基本的には図３に示したようになるが、このとき、比較例として、仮に、外輪間座２６の外環２６ａとハウジング２３のはめあいすきまΔ１を上記の設定範囲よりも小さく設定すると、図５に示すように、第１転動体３２から伝達される力の径方向分力により拡径した第１外輪３０がハウジング２３の内周に接触する前に、外輪間座２６の外環２６ａがハウジング２３の内周に接触して、外環２６ａの変形態様が変化することにより、荷重変化を検出する感度が低くなってしまうおそれがある。

これに対し、上記のようにΔ１、Δ２を設定しておけば、主軸２に切削荷重が加わったとき、図６に示すように、第１転動体３２から伝達される力の径方向分力により拡径した第１外輪３０の方が外輪間座２６の外環２６ａよりも先にハウジング２３の内周に接触するので、外環２６ａはハウジング２３の内周に接触しにくくなる。したがって、外環２６ａとして実用的な範囲内で変形しやすいものを採用することにより、外環２６ａに作用する切削荷重のレベルによらず、その切削荷重の変化を安定して高感度で検出できる。

ここで、外輪間座２６の外環２６ａの外径寸法、第１外輪３０および第２外輪３５の外径寸法は、ダイヤルゲージまたはマイクロメータ等を用いて測定することができる。ハウジング２３の内径寸法は、シリンダーゲージ、内側マイクロメータ等を用いて測定することができる。外輪間座２６の外環２６ａ、第１外輪３０および第２外輪３５とハウジング２３のはめあいすきまΔ１、Δ２は、測定した外径寸法と内径寸法の差分によって導くことができる。また、外輪間座２６の径方向膨張量は、外輪間座２６に軸方向押圧力を与えた際の、外輪間座２６外径側の変位量をダイヤルゲージまたはマイクロメータ等を用いて測定することで、押圧力と外輪間座２６の径方向膨張量の関係を導くことで推定することができる。

同様に、軸受装置１の予圧ナット４４の締め付けによって第１軸受２４および第２軸受２５に予圧を付与するときも、第２転動体３７から伝達される力の径方向分力により拡径した第２外輪３５が外環２６ａよりも先にハウジング２３の内周に接触し、外環２６ａはハウジング２３の内周に接触しにくくなるので、予圧荷重の変化を安定して高感度で検出できる。

したがって、この工作機械用スピンドル装置では、切削荷重が急激に増加した場合や、第１軸受２４および第２軸受２５の発熱等によって予圧荷重が増加した場合に速やかに対応でき、状態監視の信頼性を高めることが可能となっている。また、軸受装置１の組み込み時の予圧の設定も効率的に精度よく行うことができる。

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。この発明の範囲は上記した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。

例えば、軸受装置を構成する第１軸受および第２軸受は、実施形態ではアンギュラ玉軸受を採用しているが、円すいころ軸受等、接触角が０でない転がり軸受であればよい。また、外輪間座は、実施形態のような外環と内環を有する二重構造のものに限らず、１つの円筒体からなるものを用い、その内周面または外周面に荷重センサを取り付けるようにしてもよい。

また、実施形態では、第１軸受と第２軸受がいずれも外部から軸方向力を加えられるため、外輪間座とハウジングのはめあいすきまを両軸受の外輪とハウジングのはめあいすきまよりも大きくしたが、第１軸受と第２軸受のいずれか一方の軸受のみが外部から軸方向力を加えられるように組み込まれる場合は、その一方の軸受とハウジングのはめあいすきまよりも外輪間座とハウジングのはめあいすきまを大きくすればよい。

そして、この発明の軸受装置は、実施形態のような工作機械用スピンドル装置のほか、回転軸を有する種々の工作機械や機器にも有効に適用することができる。

１ 荷重センサ付き軸受装置
２ 主軸
３ 外筒
４ モータ
２３ ハウジング
２４ 第１軸受
２５ 第２軸受
２６ 外輪間座
２６ａ 外環
２６ｂ 内環
２８ 荷重センサ
３０ 第１外輪
３１ 第１内輪
３２ 第１転動体
３５ 第２外輪
３６ 第２内輪
３７ 第２転動体

Claims (6)

1. 筒状のハウジング（２３）の内側に、接触角が０でない複数の転がり軸受が２列以上の背面組合せで配置され、
   前記複数の転がり軸受は、背面組合せで対向する第１軸受（２４）と第２軸受（２５）を含み、
   前記第１軸受（２４）は、第１外輪（３０）と、前記第１外輪（３０）の径方向内側に回転可能に設けられた第１内輪（３１）と、前記第１外輪（３０）と前記第１内輪（３１）の間に組み込まれた複数の第１転動体（３２）とを有し、
   前記第２軸受（２５）は、第２外輪（３５）と、前記第２外輪（３５）の径方向内側に回転可能に設けられた第２内輪（３６）と、前記第２外輪（３５）と前記第２内輪（３６）の間に組み込まれた複数の第２転動体（３７）とを有し、
   前記第１外輪（３０）と前記第２外輪（３５）の間に筒状の外輪間座（２６）が軸方向に挟まれた状態で配置され、
   前記外輪間座（２６）には、その外輪間座（２６）のひずみから外輪間座（２６）に作用する荷重を求める荷重センサ（２８）が取り付けられている荷重センサ付き軸受装置において、
   前記第１外輪（３０）、前記第２外輪（３５）および前記外輪間座（２６）がそれぞれすきまばめで前記ハウジング（２３）の内周に嵌合しており、
   前記外輪間座（２６）と前記ハウジング（２３）のはめあいすきまΔ１は、前記外輪間座（２６）に作用する荷重による外輪間座（２６）の径方向膨張量よりも大きく、かつ前記第１軸受（２４）と前記第２軸受（２５）のうちで外部から力を加えられる方の軸受の外輪（３０、３５）と前記ハウジング（２３）のはめあいすきまΔ２よりも大きいことを特徴とする荷重センサ付き軸受装置。
2. 前記第１軸受（２４）と前記第２軸受（２５）のうちで外部から軸方向力を加えられる方の軸受の外輪（３０、３５）と前記ハウジング（２３）のはめあいすきまΔ２は直径で４０μｍ以下であり、前記外輪間座（２６）と前記ハウジング（２３）のはめあいすきまΔ１は直径でΔ２＋５０μｍ以下である請求項１に記載の荷重センサ付き軸受装置。
3. 前記外輪間座（２６）は、前記ハウジング（２３）の内周にすきまばめで嵌合し、前記第１外輪（３０）および前記第２外輪（３５）に軸方向で接触する金属製の外環（２６ａ）と、前記外環（２６ａ）の径方向内側に配される樹脂製の内環（２６ｂ）とからなり、前記外環（２６ａ）に前記荷重センサ（２８）が取り付けられるものである請求項１または２に記載の荷重センサ付き軸受装置。
4. 前記第１軸受（２４）および前記第２軸受（２５）に予圧が付与されている請求項１または２に記載の荷重センサ付き軸受装置。
5. 前記第１軸受（２４）および前記第２軸受（２５）がアンギュラ玉軸受である請求項１または２に記載の荷重センサ付き軸受装置。
6. 前記第１軸受（２４）および前記第２軸受（２５）が工作機械の主軸を支持するものである請求項１または２に記載の荷重センサ付き軸受装置。

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