TWI601595B - Bearing device - Google Patents

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TWI601595B
TWI601595B TW102120345A TW102120345A TWI601595B TW I601595 B TWI601595 B TW I601595B TW 102120345 A TW102120345 A TW 102120345A TW 102120345 A TW102120345 A TW 102120345A TW I601595 B TWI601595 B TW I601595B
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Description

軸承裝置
本發明係關於一種具有藉由賦予預壓而將滾動體壓接於外座圈及內座圈之預壓賦予裝置的軸承裝置。
以往，於工具機中設有工具之主軸係於低速域至高速域之較廣範圍之轉速(rpm)下使用。其原因在於：於利用工具對加工對象之工件進行加工時，很多時候會要求必須切削速度V為一定。例如，於對作為工件之圓板構件自其外周部向中心部以一定之切削速度V進行加工時，由於V=2πRN(N：主軸之轉速(rpm)、R：加工半徑(m))，故而，為因應隨加工之進度而變小之加工半徑R，必須相應地增加主軸轉速N。
另一方面，於此種工具機中，會為了提高主軸之旋轉剛度或旋轉精度，或者減少振動或噪音等，而對主軸之軸承賦予預壓。例如，對軸承賦予會使外座圈縮徑變形之外力作為預壓，藉此將外座圈、滾動體及內座圈壓接。
然而，若未將預壓設定為適值，則會引起各種問題。例如，於預壓過剩之情形下，會導致軸承溫度上升或留痕、大量之動力損耗；另一方面，於預壓不足之情形下，則可能會在滾動體與內座圈之間發生較大之相對滑動，而有於滾動體或內座圈產生擦傷等損壞之虞。
又，即便欲將預壓設定為適值，於所謂固定預壓之情形，亦即 預壓被固定為一定值之時，軸承之狀態會隨著主軸之轉速變化等而變化，與此對應地，預壓之適值亦改變，故而有引起上述之問題之虞。
例如，若變為高速旋轉，則作用於滾動體之離心力變大而使滾動體容易自內座圈離開，故而高速旋轉下之預壓之適值會大於低速旋轉之預壓之適值。因此，若在高速旋轉中亦持續維持在低速旋轉中為適值之預壓值，則有於滾動體與內座圈之間發生較大之相對滑動之虞。
因此，較佳之方式為可根據軸承之狀態而自動調整預壓。
關於此點，於專利文獻1中揭示有對主軸之位移或振動、聲響中之任一者進行測量，而基於該測量值來控制預壓。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-20240號公報
然而，與測量主軸之位移或振動等主軸之狀態相比，較佳之方式為對支撐主軸之軸承之狀態進行測量。而且，若考慮到如上所述軸承之損壞之主要原因乃係滾動體與內座圈之間之相對滑動一事，則只要基於可更直接地評估該相對滑動之指標來控制預壓，便可更確實地良好地保持軸承之狀態。
本發明係鑑於如上所述之先前之問題而完成，其目的在於在具有藉由賦予預壓而將滾動體壓接於外座圈及內座圈之預壓賦予裝置的軸承裝置中，基於可更準確地評估滾動體與內座圈之相對滑動之狀態之代替指標來控制預壓，藉此良好地保持使用過程中之軸承之狀態。
用以達成上述目的之主要發明係一種軸承裝置，其特徵在於將驅動旋轉之軸構件可旋轉地支撐於特定之支撐構件，且其具有：環狀之內座圈，其設置於上述軸構件；環狀之外座圈，其設置於上述支撐構件；複數個滾動體，其接觸於上述外座圈及上述內座圈並滾動；環狀之保持器，其係保持上述複數個滾動體中在上述軸構件之旋轉方向上相鄰之滾動體於相互空出間隔之狀態下沿上述旋轉方向排列；預壓賦予裝置，其藉由賦予預壓而將上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈；感測器，其輸出與上述保持器之轉速相關之測量資料；輸出部，其輸出表示上述軸構件之轉速之指示資料；以及控制部，其基於上述保持器之轉速之上述測量資料及表示上述軸構件之轉速之上述指示資料，以控制上述預壓賦予裝置之預壓。
關於本發明之其他特徵，均明確記載於本說明書及隨附圖式中。
根據本發明，於具有藉由賦予預壓而將滾動體壓接於外座圈及內座圈之預壓賦予裝置的軸承裝置中，基於可更準確地評估滾動體與內座圈之相對滑動之狀態的代替指標來控制預壓，藉此可良好地保持使用過程中之軸承之狀態。
3‧‧‧外殼(支撐構件)
3ea‧‧‧一端面
3eb‧‧‧另一端面
3h‧‧‧貫通孔
3hea‧‧‧第1開口部
3heb‧‧‧第2開口部
3hs1、3hs2、5s1‧‧‧階差面
3k、3k1、3k2、3mk‧‧‧流路
3m‧‧‧歧管區塊
4a、4b、6a、6b、7b‧‧‧擠壓構件
4aa、4ca‧‧‧內周面
4c‧‧‧蓋構件
5‧‧‧主軸(軸構件)
5ea‧‧‧一端部
6c、7c、8c、9c‧‧‧軸環構件
6n、7n‧‧‧螺母構件
9a‧‧‧間隔件
10‧‧‧軸承裝置
11、111、111a、211‧‧‧軸承
20、120、220、520‧‧‧內座圈
20a、30a、120a、130a、220a、230a‧‧‧滾動面
30、130、230、530‧‧‧外座圈
50、150、250、550‧‧‧滾動體
60‧‧‧保持器
60h、160h、260h‧‧‧孔部
80‧‧‧預壓賦予裝置
90‧‧‧控制部
95‧‧‧保持器轉速感測器(感測器)
97‧‧‧主軸轉速感測器(輸出部)
99‧‧‧報告器
120t‧‧‧槽部
120tb‧‧‧底面
120ts‧‧‧側面
132‧‧‧環狀部
132b、136a、140a‧‧‧外周面
132eb‧‧‧後端部
132ef‧‧‧前端部
136‧‧‧固定部(突出部)
140‧‧‧環狀構件
140h、240h‧‧‧供給孔
140t、240t1、240t2‧‧‧槽
147、245、247‧‧‧墊圈
160、260‧‧‧保持器
195‧‧‧管構件
230a1‧‧‧第1滾動面
230a2‧‧‧第2滾動面
230p1‧‧‧第1外座圈部分
230p2‧‧‧第2外座圈部分
230p2e、240eb‧‧‧後端面
230p2h‧‧‧凹部
232‧‧‧內側環狀部
234‧‧‧薄壁部
234e、236e、240ef‧‧‧前端面
234e1‧‧‧外周緣部
234e2‧‧‧內周緣部
236‧‧‧外側環狀部
240‧‧‧栓構件
510‧‧‧滾珠軸承
Aea‧‧‧自第1開口部3hea至軸向方向之特定位置為止範圍
Aeb‧‧‧自第2開口部3heb至軸向方向之特定位置為止範圍
a1、b1、c1‧‧‧下限值
a2、b2、c2‧‧‧上限值
C5‧‧‧軸芯
C50‧‧‧自轉軸
C150‧‧‧旋轉軸
C250‧‧‧球心
Fc‧‧‧離心力
N0‧‧‧理論轉速
N5、N50、N60‧‧‧轉速
G3、G140、G240、SP234‧‧‧間隙
P220a1、P220a2、P230a1、P230a2‧‧‧接觸位置
R‧‧‧轉速之降低率
R140、R230‧‧‧壓力室
S80‧‧‧預壓之控制信號
SP230‧‧‧環狀空間
SP3‧‧‧容許空間
α、α510‧‧‧接觸角
V50‧‧‧公轉速度
圖1A係作為軸承裝置10之軸承11之一例之滾子軸承之概略中心剖面圖，圖1B係圖1A中之B-B剖面圖。
圖2係軸承11之動摩擦損耗特性之曲線圖。
圖3A係本案發明者於實驗中獲取之保持器60之轉速N60之降低率R與軸承11之動摩擦係數之關係之曲線，圖3B係預壓與降低率R之關係之曲線。
圖4A係表示本實施形態之軸承裝置10之構造之概略圖，圖4B係圖4A中之B-B剖面圖。
圖5係控制部90之功能方塊圖。
圖6A係第1例之預壓賦予機構內置型軸承111之概略中心剖面圖，圖6B係圖6A中之B-B剖面圖。
圖7係圖6A中之VII部放大圖。
圖8A係壓力室R140為非加壓狀態下之軸承111之概略中心剖面圖，圖8B係壓力室R140為加壓狀態下之軸承111之概略中心剖面圖。
圖9係第1例之軸承111之應用例之概略中心剖面圖。
圖10A係變化例之軸承111a之概略中心剖面圖。
圖10B係變化例之軸承111a之應用例之概略中心剖面圖。
圖11A係第2例之預壓賦予機構內置型軸承211之概略中心剖面圖，圖11B係圖11A中之B-B剖面圖。
圖12係圖11A中之XII部放大圖。
圖13A及圖13B係圖11A中之外座圈230之放大圖，於圖13A中表示壓力室R230為非加壓狀態之情形，於圖13B中表示壓力室R230為加壓狀態之情形。
圖14係第2例之軸承211之變化例。
圖15係第2例之軸承211之應用例之概略中心剖面圖。
圖16係應用了第1例之軸承111與第2例之軸承211之兩者之主軸5之支撐構造之概略中心剖面圖。
根據本說明書及隨附圖式之記載，至少可知以下之事項。
一種軸承裝置，其特徵在於將驅動旋轉之軸構件可旋轉地支撐於特定之支撐構件，且其具有：環狀之內座圈，其設置於上述軸構件；環狀之外座圈，其設置於上述支撐構件；複數個滾動體，其接觸於上述外座圈及上述內座圈並滾動；環狀之保持器，其係保持上述複數個滾動體中在上述軸構件之旋轉方向相鄰之滾動體於相互之空出間隔之狀態下沿上述旋轉方向排列；預壓賦予裝置，其藉由賦予預壓而將上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈；感測器，其輸出與上述保持器之轉速相關之測量資料；輸出部，其輸出表示上述軸構件之轉速之指示資料；以及控制部，其基於上述保持器之轉速之上述測量資料及表示上述軸構件之轉速之上述指示資料，以控制上述預壓賦予裝置之預壓。
根據此種軸承裝置，基於保持器之轉速之測量資料及表示軸構件之轉速之指示資料以對預壓賦予裝置之預壓進行控制。因此，可良好地保持使用過程中之軸承之狀態。詳細情況如下所述。
首先，滾動體係自軸構件之內座圈獲得驅動力，而於內座圈之 滾動面進行公轉。而且，保持器係與該滾動體成為一體地繞軸構件旋轉。因此，可將保持器之轉速理解為滾動體之公轉速度。另一方面，軸構件之轉速可基於幾何學關係而換算成保持器之轉速，若將其設為理論轉速，則該理論轉速可理解為於內座圈與滾動體未相對地滑動之理想狀態下滾動體於內座圈進行公轉時之公轉速度。因此，該理論轉速與保持器之轉速之差量即為表示設置於軸構件之內座圈與滾動體之相對性的滑動的量。另一方面，該相對性的滑動為軸承之損壞的主要原因，故而上述之差量可作為能夠準確地評估軸承之狀態之指標。因此，只要基於保持器之轉速之測量資料及表示軸構件之轉速之指示資料來對預壓賦予裝置之預壓進行控制，則可良好地保持使用過程中之軸承之狀態。
順帶而言，關於上述之理論轉速亦可如下所述。亦即理論轉速係基於利用軸承設計而決定之幾何學關係而求出之值。因此，伴隨加工、組裝、運轉時之軸承之幾何學變形之轉速之誤差量會被評估為，其係內含於有關保持器之轉速之測量資料中之誤差量。
如該軸承裝置，較理想之構造為，上述控制部具有：理論值算出部，其基於表示上述軸構件之轉速之上述指示資料而算出上述保持器之轉速之理論值；轉速降低率算出部，其基於上述理論值與上述測量資料，而算出相對於上述軸構件之上述保持器之轉速之降低率；以及指令信號輸出部，其將預先記錄之閾值資料與上述降低率加以比較，並向上述預壓賦予裝置輸出指令信號以變更上述預壓，以使上述降低率滿足上述閾值資料所表示之條件。
根據此種軸承裝置，算出相對於軸構件之保持器之轉速之降低率，變更預壓，以使該降低率滿足預先記錄之閾值資料。因此，可良好地保持使用過程中之軸承之狀態。
如該軸承裝置，較理想之構造為，上述指令信號輸出部係對應於上述軸構件之轉速之大小而包含複數個上述閾值資料，上述指令信號輸出部係基於表示上述軸構件之轉速之上述指示資料而自上述複數個上述閾值資料中選擇對應之閾值資料，將所選擇之上述閾值資料與上述保持器之轉速之降低率加以比較並輸出上述指令信號。
根據此種軸承裝置，基於表示軸構件之轉速之指示資料而自複數個閾值資料中選擇對應之閾值資料，將所選擇之閾值資料與保持器之轉速之降低率加以比較並輸出指令信號。因此，可更良好地保持使用過程中之軸承之狀態。
如該軸承裝置，較理想之構造為，上述滾動體係以與軸向方向平行之軸為旋轉中心而自轉之圓柱體，並且上述滾動體係自徑向方向接觸於上述外座圈及上述內座圈並滾動，上述外座圈具有：環狀部，其於內周面具有供上述滾動體進行滾動之滾動面；以及突出部，其被設置為，一體接續於上述環狀部之軸向方向之端部並且向上述徑向方向之外方突出，以作為將上述外座圈固定於上述支撐構件之固定部； 於上述環狀部之外周面之外方，設有覆蓋上述外周面之全周並且於與該外周面之間區劃環狀空間之環狀構件，以作為上述預壓賦予裝置之一部分，藉由對上述環狀空間供給之加壓流體，使上述環狀部於上述徑向方向彈性縮徑變形，從而使上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈。根據此種軸承裝置，成為所謂圓柱滾子軸承之構造。因此，可確實地承受作用於軸構件之徑向負載。
又，基於加壓流體之供給而使環狀部於徑向方向彈性縮徑變形，藉此使滾動體壓接於外座圈及內座圈。因此，得以有效地避免壓接過程中之滯滑現象之產生，藉此，滾動體與外座圈及內座圈之壓接力係大致與加壓流體之供給壓之增減連動而順利且迅速地變化。其結果，可將壓接力自由地增減調整為任意之目標值。
並且，外座圈具有一體地設置於滾動體進行滾動之環狀部之固定部，外座圈係透過該固定部而固定於適當之裝置之外殼等支撐構件。因此，可使經由滾動體傳遞至環狀部之徑向負載經過固定部而迅速地傳遞至支撐構件，藉此，可確實地支撐徑向負載。
又，被供給加壓流體之環狀空間係鄰接於外座圈之環狀部之外周面，故而供給壓係直接作用於環狀部。因此，可藉由加壓流體之供給而確實地進行環狀部之縮徑變形，結果，可確實地將滾動體壓接於外座圈及內座圈。如該軸承裝置，較理想之構造為，上述滾動體之形狀為球狀，於上述內座圈中，上述滾動體於軸向方向之兩個部位以分別對 應之接觸角接觸並滾動，上述外座圈具有：第1外座圈部分，其具有與上述內座圈之上述兩個部位中之一個部位對應地，於上述軸向方向之一個部位以特定之接觸角接觸於上述滾動體之第1滾動面；以及第2外座圈部分，其具有與上述內座圈之上述兩個部位中之另一個部位對應地，於上述軸向方向之一個部位以特定之接觸角接觸於上述滾動體之第2滾動面；上述第1外座圈部分具有：內側環狀部，其具有上述第1滾動面；薄壁部，其被設置為自上述內側環狀部朝徑向方向之外方一體延伸而；外側環狀部，其被一體地設置於上述薄壁部之外周緣部，以透過上述薄壁部來支撐上述內側環狀部，使上述內側環狀部可於軸向方向移動；以及供給孔，其係用以對由上述內側環狀部、上述薄壁部及上述外側環狀部區劃之環狀空間供給加壓流體；藉由自上述預壓賦予裝置之一部分之上述供給孔供給之上述加壓流體，使上述薄壁部於上述軸向方向彈性變形，透過上述內側環狀部之上述軸向方向之移動而將上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈。根據此種軸承裝置，成為所謂4點接觸滾珠軸承之構造。亦即，滾動體係接觸於內座圈之兩個部位，與該等兩個部位中之一個部位對應地，滾動體與第1外座圈部分之第1滾動面於一個部位接觸，且與該兩個部位中之另一個部位對應地，滾動體係與第2外座圈 部分之第2滾動面於一個部位接觸。因此，藉由一個該滾珠軸承，不僅可承受徑向負載亦可承受兩方向之軸向負載。
又，基於加壓流體之供給壓使薄壁部於軸向方向彈性變形，藉此，內側環狀部移動並使滾動體壓接於外座圈及內座圈。因此，得以有效地避免壓接過程中之滯滑現象之發生，藉此，滾動體與外座圈及內座圈之壓接力係大致與供給壓之增減連動而順利且迅速地變化。其結果，可將壓接之力自由地增減調整為任意之目標值。
如該軸承裝置，較理想之構造為，上述軸構件係於軸向方向之一端部由第1軸承支撐，於軸向方向之另一端部由第2軸承支撐，且與上述第1軸承對應地具有第1預壓賦予裝置；與上述第2軸承對應地具有第2預壓賦予裝置；上述第1軸承之外座圈具有：環狀部，其於內周面具有供上述滾動體進行滾動之滾動面；以及突出部，其被設置為，一體接續於上述環狀部之軸向方向之端部並且向上述徑向方向之外方突出，以作為將上述外座圈固定於上述支撐構件之固定部；於上述環狀部之外周面之外方，設有覆蓋上述外周面之全周並且於與該外周面之間區劃環狀空間之環狀構件，以作為上述第1預壓賦予裝置之一部分，藉由對上述環狀空間供給之加壓流體，使上述環狀部於上述徑向方向彈性縮徑變形，從而使上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈，上述第2軸承之上述滾動體為球體， 於上述第2軸承之內座圈，上述滾動體於軸向方向之兩個部位以分別對應之接觸角接觸並滾動，上述第2軸承之外座圈具有：第1外座圈部分，其具有與上述內座圈之上述兩個部位中之一個部位對應地，於上述軸向方向之一個部位以特定之接觸角接觸於上述滾動體之第1滾動面；以及第2外座圈部分，其具有與上述內座圈之上述兩個部位中之另一個部位對應地，於上述軸向方向之一個部位以特定之接觸角接觸於上述滾動體之第2滾動面；上述第1外座圈部分具有：內側環狀部，其具有上述第1滾動面；薄壁部，其被設置為自上述內側環狀部朝徑向方向之外方一體延伸；外側環狀部，其被一體地設置於上述薄壁部之外周緣部以透過上述薄壁部來支撐上述內側環狀部，使上述內側環狀部可於軸向方向移動；以及供給孔，其用以對由上述內側環狀部、上述薄壁部及上述外側環狀部區劃之環狀空間供給加壓流體；藉由自上述第2預壓賦予裝置之一部分之上述供給孔供給之上述加壓流體，而使上述薄壁部於上述軸向方向彈性變形，且透過上述內側環狀部之上述軸向方向之移動而使上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈。
根據此種軸承裝置，第1軸承及第2軸承係分別成為上述之圓柱滾子軸承及4點接觸滾珠軸承之構造。因此，可確實地承受作用於軸構件之徑向負載及兩方向之軸向負載。
又，第1軸承及第2軸承均可分別藉由第1及第2預壓賦予裝置中之對應之預壓賦予裝置而變更壓接力。亦即，可藉由加壓流體之供給而變更壓接力。因此，可將壓接之力自由地增減調整為任意之目標值。
====關於本發明之軸承裝置10之預壓控制之基本想法===
圖1A係作為軸承裝置10之軸承11之一例之滾子軸承之概略中心剖面圖，圖1B係圖1A中之B-B剖面圖。又，圖2係為一般人熟知之軸承11之動摩擦損耗特性之曲線圖。曲線之縱軸係軸承11之動摩擦損耗(W)，橫軸係軸承11所支撐之主軸5之轉速(rpm(min-1))。另外，於圖2之曲線圖中有複數條曲線，每一曲線之動摩擦損耗之值分別為位於該曲線下方之各曲線之動摩擦損耗之大小經相加所得的累積值。亦即，各因素之動摩擦損耗之大小係表示為與鄰接於其下方之曲線之間之上下方向之寬度。
參照圖2可知，軸承11之動摩擦損耗之主要因素為滾動體50與內座圈20之滾動面20a或外座圈30之滾動面30a之間之相對滑動。而且，主要的相對滑動為回轉滑動及旋轉滑動。
所謂回轉滑動係指，因滾動體50之與公轉軸及自轉軸之傾斜角所產生之回轉矩(Gyro Torque)作用在滾動體50上而發生之滑動。另外，於角接觸滾珠軸承之情形，所謂接觸角相當於上述之傾斜角，又，於滾子軸承之情形，所謂偏斜角相當於上述之傾斜角。
另一方面，所謂旋轉滑動一般而言係指由於在滾動體50與滾動面20a(30a)之接觸區域之中央與側端之滾動軌道之半徑不同 而發生之滑動，但此處稍微擴大解釋，亦即，指因接觸區域中之滾動體50與滾動面20a(30a)之圓周速度差而引起之相對滑動。因此，此一旋轉滑動之概念亦包含因作用於滾動體50之離心力Fc而引起之相對滑動。亦即，如圖1A及圖1B所示，若主軸5之轉速(rpm)因主軸5自身之驅動旋轉而增加，則繞主軸5之滾動體50之轉速N50(以下亦稱為公轉速度V50)增加，故而滾動體50之離心力Fc亦變大。於是，滾動體50變得容易自與主軸5一體地旋轉之內座圈20之滾動面20a朝徑向方向離開，而該滾動體50難以自內座圈20獲得驅動力。而其結果為，滾動體50相對於內座圈20之滾動面20a而於延遲之側發生相對滑動，不過，該相對滑動亦包含於上述之旋轉滑動之概念中。
另外，鉅視而言，該等相對滑動之影響可被理解為為保持器60之轉速N60相對於主軸5之轉速N5之延遲。詳細情況係如下所述。保持器60係將於旋轉方向相鄰之滾動體50、50彼此保持在非接觸狀態。更具體而言，保持器60為具有收容每一個滾動體50之孔部60h之環狀構件。而且，該保持器60係自於內座圈20滾動之滾動體50獲得繞主軸5之驅動力而與滾動體50一併大致成為一體地繞該主軸5旋轉。亦即，保持器60係以相當於滾動體50之公轉速度V50之轉速N50進行旋轉。因此，滾動體50之相對滑動之影響係透過滾動體50之公轉速度V50之降低，而於保持器60中亦以轉速N60之降低之方式出現，因此，藉由監視保持器60之轉速N60，可鉅視地地掌握滾動體50與內座圈20之滾動面20a之間之相對滑動之狀態、亦即掌握軸承11之狀態。
圖3A係本案發明者於實驗中得到的保持器60之轉速N60之降低率R與軸承11之動摩擦係數之關係之曲線圖。另外，縱軸之軸承11之動摩擦係數係與上述軸承11之動摩擦損耗含義相同。又，橫軸之保持器60之轉速N60之降低率R(%)係利用下式1而求出。亦即，於將保持器60相對於主軸5不延遲地旋轉之理想狀態之轉速設為保持器60之理論轉速N0(rpm)之情形下，保持器60之實際轉速N60(rpm)與該理論轉速N0相較而言之降低比率。順帶而言，理論轉速N0係以下式2將主軸5之實際轉速N5(rpm)換算成保持器60之轉速而求出，又，下式2中之「d」為滾動體50之直徑，「α」為軸承11之內座圈20及外座圈30與滾動體50之接觸角，「Dp」為滾動體50之節圓直徑(pitch circle diameter)。
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於圖3A中，該曲線圖係表示高速旋轉、中速旋轉、及低速旋轉之3個水準之主軸5之轉速N5；各曲線係分別以如下方式求得。首先，自上述3個水準中選擇轉速，將主軸5之轉速N5維持於該轉速。然後在該轉速N5固定之條件下，緩緩地增大對軸承11賦予之預壓，於該漸增過程中，使保持器60之轉速N60之降低率R與主軸5之驅動馬達之動力值(W)對應並進行記錄，藉此，可獲取圖3A之各曲線。另外，縱軸之動摩擦係數之值係使用周知之換算式將上述之驅動 馬達之動力值(W)換算為動摩擦係數而得。因此，如上所述，曲線之縱軸係與動摩擦損耗含義相同。
若參照圖3A，則可知整體而言，於保持器60之轉速N60之降低率R為特定範圍之情形下，動摩擦係數為極小。例如，於轉速N60之降低率R大於0%而未達10%之範圍內，動摩擦係數即動摩擦損耗為極小；就更狹窄之範圍而言，於大於3%而未達7%之範圍，則動摩擦損耗極小。
又，於該圖3A中，以箭頭同時記載預壓之增大方向，並且也將預壓相對較小之預壓不足區域、預壓相對較大之預壓過剩區域、及將預壓設定為該等之間之大小之預壓適當區域圖示出來；由圖示可知，除該圖3A中之左端之預壓過剩區域以外，保持器60之轉速N60之降低率R大致上會伴隨預壓之增大而逐漸減小。因此，可藉由預壓之增減調整而增減調整保持器60之轉速N60之降低率R。順帶而言，於圖3B中表示預壓與降低率R之關係之曲線，於該曲線中亦呈現出與上述相同之傾向。
而且，基於以上所獲得之見解，於以下進行說明之本實施形態之軸承裝置10中，為了良好地保持軸承11之狀態，控制預壓之大小，以使保持器60之轉速N60之降低率R進入預定之特定範圍內。
順帶而言，於圖3A中之預壓不足區域中，保持器60之轉速N60之降低率R變大，動摩擦係數變大之理由係如下所述：由於作用於滾動體50之離心力Fc而使滾動體50自主軸5之內座圈20離開， 滾動體50變得難以追隨於主軸5之轉速N5。
又，如該圖3A中之左端所示之預壓過剩區域，若過度施加預壓而超過預壓適當區域，則保持器60之轉速N60之降低率R會由減少變為增加，而同樣地，動摩擦係數亦會由減少變為增加。關於此點之理由推測如下：於預壓過剩區域中，軸承11之幾何學關係支配著保持器60之轉速N60，但於此處，過大之預壓導致了接觸面之尺寸變化。於是，幾何學關係變得與原先設計所決定之關係不同，亦即，上述之式2所示之滾動體50之直徑d、接觸角α、及滾動體50之節圓直徑之值係與原先設計所決定之值不同。而由於該差異隨著預壓之增大而變大，故而可認為保持器60之理論轉速N0與保持器60之實際之轉速N60之差量係隨著預壓之增大而增大。
並且，將圖3A之低速旋轉之曲線、中速旋轉之曲線、及高速旋轉之曲線詳細地加以比較可知，動摩擦係數成為極小之降低率R會因主軸5之轉速N5不同而有所差異。例如，於低速旋轉中，於降低率為a1~a2之範圍內動摩擦係數為極小；但於中速旋轉中，於降低率為b1~b2之範圍內動摩擦係數為極小；而於高速旋轉之情形下，於降低率為c1~c2之範圍內動摩擦係數為極小。因此，較理想之作法為，因應主軸5之轉速N5之各水準，就個別之保持器60之轉速N60之降低率R來設定應維持之目標範圍；而此一見解亦反映於本實施形態之軸承裝置10中。
===關於本實施形態之軸承裝置10===
圖4A係表示本實施形態之軸承裝置10之構成之概略 圖，關於軸承11之部分，藉由概略中心剖面觀察而表示。又，圖4B係圖4A中之B-B剖面圖。另外，於以下之說明中，將軸承裝置10之軸承11之軸方向稱為「軸向方向」或「前後方向」；將該軸承11之半徑方向稱為「徑向方向」或「內外方向」；另亦將該軸承11之圓周方向簡稱為「圓周方向」。另外，該圓周方向係相當於軸承11之「旋轉方向」。又，關於以下所使用之剖面圖，為了防止圖過於複雜，故省略本來應於剖面部表示之影線之一部分。
於此例中，軸承裝置10係應用於工具機中。亦即，該裝置10之用途係，將作為軸構件5之主軸5旋轉自如地支撐於工具機之外殼3(相當於申請專利範圍中之「支撐構件」)。
該軸承裝置10具有：軸承11，其將主軸5支撐於外殼3；預壓賦予裝置80，其對軸承11賦予預壓；控制部90，其控制預壓賦予裝置80；以及各種感測器95、97，其測量軸承11之狀態並將測量資料向控制部90輸出。
軸承11例如圓柱滾子軸承。而且，軸承11具有內座圈20、外座圈30、複數個滾動體50、50…、以及保持器60。內座圈20為圓環狀構件，且主軸5通過其內周側；內座圈20與該主軸5同芯且無法相對移動地固定在該主軸5上。而且，於內座圈20之外周面之圓周方向之全周上，形成供滾動體50進行滾動之滾動面20a。外座圈30亦為圓環狀構件，嵌合於上述之外殼3之安裝孔3h中。於外座圈30之內周面之圓周方向之全周上形成供滾動體50進行滾動之滾動面30a。滾動體50為剖面正圓形狀之圓柱體，其自轉軸C50之方向朝向與軸向方向 平行之方向，且介裝於內座圈20與外座圈30之間。保持器60係為了防止於圓周方向(旋轉方向)相鄰之滾動體50、50彼此之接觸，而保持該滾動體50、50彼此以於在相互間空出間隔之狀態下沿圓周方向排列。具體而言，保持器60例如以環狀構件為本體，於該保持器60中，對應各個滾動體50形成收容滾動體50之複數個孔部60h。
預壓賦予裝置80具有例如可對軸承11賦予可使外座圈30於徑向方向縮徑變形之外力以作為預壓的致動器。而透過因該預壓之賦予所致之外座圈30之縮徑變形，將外座圈30、滾動體50及內座圈20壓接。另外，上述之致動器係基於自控制部90傳送之預壓之控制信號S80而動作。
各種感測器95、97具有：保持器轉速感測器95(相當於申請專利範圍中之「感測器」)，其測量保持器60之轉速N60，並即時輸出測量之轉速N60之測量資料；以及主軸轉速感測器95(相當於申請專利範圍中之「輸出部」)，其測量主軸5之轉速N5，並即時輸出測量之轉速N5之測量資料(相當於申請專利範圍中之「指示資料」)。保持器轉速感測器95係配置在保持器60附近；主軸轉速感測器97係配置在主軸5附近。另外，該等感測器95、97係使用例如脈衝產生器或編碼器，各測量資料係分別向控制部90逐次傳送。
控制部90例如電腦或PLC(Programmable Logic Control，可程式邏輯控制)等，具有處理器及記憶體。處理器讀出預先存儲於記憶體中之控制程式並執行，藉此發揮圖5之各種功能區塊所示之功能。
亦即，控制部90係具有保持器理論轉速運算部、保持器轉速降低率運算部、及保持器轉速降低率良否判定部以作為該等功能區塊。
主軸轉速感測器97即時地逐次將主軸5之轉速N5之測量資料傳送至保持器理論轉速運算部(相當於申請專利範圍中之「理論值算出部」)。然後，該運算部將測量資料所表示之轉速N5之測量值代入上述之式2，算出作為保持器60之轉速N60之理論值之理論轉速N0。
保持器轉速感測器95逐次將保持器60之轉速N60之測量資料傳送至保持器轉速降低率運算部(相當於申請專利範圍中之「轉速降低率算出部」)；又，上述保持器理論轉速運算部亦逐次將理論轉速N0傳送至保持器轉速降低率運算部。然後，該保持器轉速降低率運算部將測量資料所表示之轉速N60之測量值及理論轉速N0代入至上述之式1，逐次算出保持器60之轉速之降低率R(%)。
保持器轉速降低率良否判定部(相當於申請專利範圍中之「指令信號輸出部」)將利用保持器轉速降低率運算部逐次算出之降低率R(%)與預先存儲於上述記憶體中而成之特定之閾值資料加以比較，藉此對該降低率R(%)進行良否判定。於判定結果為「良」之情形、亦即降低率R%為由上述閾值資料之上限值及下限值規定之精確範圍內之時，維持現狀之預壓之值。另一方面，於判定結果為「否」之情形、亦即降低率R%偏離上述精確範圍之時，則向預壓賦予裝置80傳送預壓之控制信號S80，以將降低率R(%)朝收斂於上述精 確範圍內之方向調整。
例如，於降低率R偏離至大於精確範圍之上限值之側之正向「否」判定之情形下，則判定為預壓不足，而將控制信號S80傳送至預壓賦予裝置80，以使現狀之預壓值增大特定值；相反地，於降低率R偏離至小於精確範圍之下限值之側之負向「否」判定之情形下，則判定為預壓過剩，並將控制信號S80傳送至預壓賦予裝置80，以使現狀之預壓值減小特定值。
該良否判定處理及控制信號S80之傳送處理係以數毫秒~數十毫秒等之特定控制週期重複執行，藉此，預壓係相應於軸承11之狀態而經常調整。
該降低率R之上限值及下限值係自上述之圖3A之曲線讀取動摩擦係數為極小之降低率R之特定範圍而預先決定。例如，以低速旋轉為例，於降低率為a1~a2之範圍內，動摩擦係數為極小，故而下限值係預先決定為a1，上限值係預先決定為a2，並預先存儲於記憶體中作為閾值資料。順帶而言，圖3A之曲線關係係預先對軸承11進行預備實驗等而求得。
又，參照圖3A，如上所述，動摩擦係數變為極小之降低率R之範圍亦即精確範圍係相應於主軸5之轉速N5而變化。亦即，於低速旋轉中，於降低率R為a1~a2之範圍內動摩擦係數為極小；於中速旋轉中，於降低率R為b1~b2之範圍內動摩擦係數為極小；而於高速旋轉之時，於降低率R為c1~c2之範圍內動摩擦係數為極小。
因此，於控制部90之記憶體中，與低速旋轉、中速旋 轉、及高速旋轉之各轉速水準對應地分別存儲有供上述之良否判定處理的閾值資料之下限值及上限值。例如，於低速旋轉中，下限值為a1且上限值為a2；但於中速旋轉中，下限值為b1且上限值為b2；又於高速旋轉中，下限值為c1且上限值為c2。
保持器轉速降低率良否判定部基於主軸轉速感測器97送來之主軸5之轉速N5之測量資料，而自記憶體獲取與此對應之上限值及下限值，以供上述之良否判定處理。例如，於主軸5之轉速N5之測量資料與低速旋轉對應之情形時，則自記憶體之閾值資料之下限值a1、b1、c1及上限值a2、b2、c2之中，選擇a1作為下限值，選擇a2作為上限值，以進行上述之良否判定處理。
另外，該低速旋轉、中速旋轉、及高速旋轉並非分別為精確標點而是以轉速N5之範圍預先決定。例如，以低速旋轉為N5<N1，中速旋轉為N1≦N5<N2，高速旋轉為N2≦N5等來預先決定轉速N5之範圍。
又，較理想之作法為，分二等級來設定上述精確範圍之上限值及下限值。亦即，上限值有上側上限值及小於上側上限值之下側上限值；下限值有下側下限值及大於下側下限值之上側下限值。如此一來，可將下側上限值及上側下限值使用於上述之預壓之控制，另一方面，上側上限值及下側下限值則可使用於軸承11之異常警報之發佈。詳細而言，於上述之良否判定處理中，使用下側上限值與上側下限值傳送預壓之控制信號S80，於假設降低率R超過上側上限值，或者低於下側下限值之時，控制部90向軸承裝置10所具備之報告器99 輸出警報指令信號，藉此，作業者可獲知軸承11之異常。
另外，於上述之例中，係以a1、a2等百分率記載之數值作為閾值資料，但並不限定於此。例如，亦能夠以a1或a2除以特定之基準值a0而成之比率作為閾值資料。亦即，以低速旋轉之閾值資料而言，亦可利用a1/a0作為下限值，利用a2/a0作為上限值。而於此情形，降低率R亦因係以基準值a0進行除算而變更為R/a0，而供良否判定處理。
又，於此例中，如圖5所示，控制部90具有預壓初始值決定部作為功能區塊。該預壓初始值決定部係決定工具機之運轉開始時應賦予之預壓之初始值，而該預壓之初始值之決定係以如下方式完成。
首先，於控制部90之記憶體中預先存儲了轉速資料表，於該資料表中，與規定運轉開始時之加速模型等之各運轉模式相對應地，記憶了主軸5之轉速N5之代表值。又，於該記憶體中，亦預先存儲有預壓初始值資料表，於該預壓初始值資料表中，記憶了表示主軸5之轉速N5與應賦予之預壓之初始值之對應關係之資料。
當作業者按下工具機之操作盤之運轉模式選擇按鈕等並選擇運轉模式，預壓初始值決定部會自轉速代表值資料表讀出與該選擇之運轉模式對應之主軸5之轉速N5之代表值，且同時自預壓初始值資料表讀出與該轉速N5之代表值對應之預壓之初始值。然後，預壓初始值決定部會將預壓之控制信號S80傳送至預壓賦予裝置80，以使預壓成為該讀出之預壓之初始值；預壓賦予裝置80則基於該控制信 號S80而對軸承11賦予預壓。若自工具機之運轉開始起經過特定時間，預壓初始值決定部判定為「定常運轉狀態」，則自此之後會切換為，以保持器轉速降低率良否判定部來進行將預壓之控制信號S80向預壓賦予裝置80傳送之工作，藉此以基於上述降低率R(%)之良否判定處理來進行預壓之控制。
另外，於上述之例中，如圖4A及圖4B所示，將測量主軸5之轉速N5之主軸轉速感測器97配置於主軸5附近，使用自該感測器97輸出之主軸5之轉速N5之測量資料來運算對保持器60之理論轉速N0，但並不限定於此。例如，主軸5通常藉由電動馬達而驅動旋轉，於該電動馬達中，通常會為了控制主軸5之轉速N5，而設有測量該轉速N5之編碼器等感測器。因此，亦可將自該感測器輸出之測量資料(相當於申請專利範圍中之「指示資料」)傳送至上述控制部90，而用於理論轉速N0之運算，或者，根據具體情形，亦可將用以控制電動馬達之轉速之轉速N5之指令信號(相當於申請專利範圍中之「指示資料」)傳送至上述之控制部90並用於理論轉速N0之運算。若如此，則可省略主軸轉速感測器97。
===關於較適合使用於本實施形態之軸承裝置10之軸承111、211===
以下，對較適合使用於本實施形態之軸承裝置10之軸承111、211進行說明。任一個軸承111、121均具有可順利且確實地進行預壓賦予之構造，且內藏預壓賦予裝置80之一部分之機構以作為預壓賦予機構。
<<<第1例>>>
圖6A係第1例之預壓賦予機構內置型軸承111之概略中心剖面圖，圖6B係圖6A中之B-B剖面圖。又，圖7係圖6A中之VII部放大圖。
第1例之軸承111係屬於所謂單列圓柱滾子軸承之範疇。亦即，由於為單列，故而於內座圈120與外座圈130之間，使複數個滾動體150以於圓周方向排列成一行之狀態配置。又，由於為圓柱滾子軸承111，故而使用剖面形狀為正圓形狀之圓柱體作為滾動體150，並且，滾動體150之旋轉軸C150為與軸向方向平行。藉此可發揮徑向負載之較高之支撐能力。另外，於圓周方向相鄰之滾動體150、150彼此之接觸係藉由環狀之保持器160而避免。例如，保持器160具有收容每一個滾動體150之孔部160h，藉此，得以避免滾動體150、150彼此之接觸。
如圖7所示，內座圈120係以剖面正圓形狀之鋼製圓筒體為本體。於內座圈120之外周面，在圓周方向之全周形成呈凹狀之槽部120t，將該槽部120t之底面120tb作為滾動面120a供滾動體150進行滾動。滾動面120a與軸向方向平行。又，於滾動面120a之軸向方向之兩側分別有槽部120t之側面120ts、120ts，故而使滾動體150之端面抵接於各側面120ts、120ts而可限制滾動體150之軸向方向之移動。
外座圈130係整體形成剖面正圓形狀之鋼製圓筒體，詳細而言，具有：圓環狀之環狀部132，其於內周面具有供滾動體150進行滾動之滾動面130a；以及固定部136，其用以將外座圈130固定於工 具機之外殼3。固定部136係一體接續於上述環狀部132之軸向方向之後端部132eb且朝徑向方向之外方呈圓環狀突出之突出部136，例如，使突出部136之外周面136a抵接於外殼3之安裝孔3h(圖9)之內周面之全周並且嵌合於該孔3h，藉此將外座圈130固定於外殼3。而於該固定狀態下，作用於軸構件5亦即主軸5之徑向負載係經由內座圈120及滾動體150依序傳遞至外座圈130之環狀部132及固定部136，經過該固定部136而迅速地傳遞至外殼3(參照圖9)。因此，可使外殼3確實地支撐作用於主軸5之徑向負載。
環狀部132之滾動面130a係在環狀部132之全周上與軸向方向平行地形成。又，環狀部132之厚度係設定為，至少對於滾動面130a之形成部分設定為固定厚度，於圖7之例中，除軸向方向之前端部132ef之倒角部以外，在環狀部132之全長且全周均設定為固定厚度。另外，該厚度係設計為，可基於下述之加壓流體之供給壓而使環狀部132於徑向方向順利地彈性縮徑變形之尺寸。
於環狀部132之外周面132b設有預壓賦予機構。預壓賦予機構係以金屬製之環狀構件140作為本體，此金屬製之環狀構件140係被配置為，與外座圈130之環狀部132之外周面132b相對且其間有特定之間隙G140；於該環狀構件140與環狀部132之間區劃有圓環狀之壓力室R140。因此，如圖8A及圖8B所示，對壓力室R140供給加壓流體而使環狀部132縮徑變形，因此，滾動體150被環狀部132之滾動面130a向內座圈120之滾動面120a之側擠壓，其結果，滾動體150成為被壓接於外座圈130及內座圈120之狀態。
由上述可知，於該壓接過程中，金屬接觸部分之間幾乎沒有相對移動，不易發生所謂滯滑現象。因此，滾動體150與外座圈130及內座圈120之間之壓接力係與加壓流體之供給壓之增減連動而順利且迅速地變化。其結果，可準確地賦予壓接力，並可準確地進行壓接力之調整(預壓之調整)。
如圖7所示，該環狀構件140係軸向方向之長度與環狀部132大致同長之圓環狀構件，藉此，在環狀部132之軸向方向之大致全長上，區劃出上述之圓環狀壓力室R140。又，沿環狀構件140之軸向方向之剖面之形狀係在圓周方向之全周均為相同形狀。因此，在全周均大致未發生縮徑變形時之變形偏差，因此，滾動體150與外座圈130及內座圈120之壓接力係在圓周方向之全周均大致均勻地作用。
又，於環狀構件140中之軸向方向之兩端部分別設有防止加壓流體自壓力室R140向外部漏出之墊圈147、147。亦即，於環狀構件140之內周面之兩端部，分別在全周上形成槽140t、140t，於各槽140t中插入環狀之墊圈147，該墊圈147係抵接於環狀部132之外周面132b與槽140t之底面二者，且於略微彈性壓縮變形之狀態下介裝於該等環狀部132與環狀構件140之間，藉此，得以有效防止自壓力室R140之加壓流體之漏出。又，藉由該墊圈147之介裝，可將環狀部132與環狀構件140保持為非接觸狀態，並且，該墊圈147為橡膠製或樹脂製。因此，於環狀部132及環狀構件140二者為金屬製之情形下，可確實地避免因該等之間之金屬接觸而引起之滯滑現象之發生。
對壓力室R140之加壓流體之供給係透過於環狀構件140 中穿孔形成之供給孔140h而進行。於圖7之例中，供給孔140h係沿徑向方向貫通環狀構件140而形成。然後，自環狀構件140之外方將成為加壓流體之流路之配管或歧管構件等連接於該供給孔140h，藉此，可對壓力室R140供給加壓流體。供給孔140h之數量可如圖6B之例般為一個，亦可為複數個。又，加壓流體通常為油壓中所使用之液壓油，但可為壓縮空氣，亦可為該等以外之流體。
另外，上述之成為加壓流體流路之配管或歧管構件形成預壓賦予裝置80之一部分。亦即，此第1例之預壓賦予裝置80具有：上述之加壓流體之流路、連接於該流路並成為加壓流體之供給源之泵、以及於該流路中配置於泵與供給孔140h之間之部分的壓力調整閥。壓力調整閥係基於自上述之控制部90送來的預壓控制信號S80，以調整對壓力室R140之供給壓。因此，藉由該供給壓之調整，可將滾動體150與外座圈130及內座圈120之壓接力調整為所期望之任意值。
圖9係此第1例之軸承111之應用例之概略中心剖面圖。於該例中，亦將第1例之軸承111應用於將工具機之主軸5支撐於外殼3之支撐構造中。另外，主軸5之軸芯C5係沿該軸承111之軸向方向，以下，將於軸向方向之兩端中安裝有工具之側(於圖9中為左側)稱為「一端側」，將其相反側(於圖9中為右側)稱為「另一端側」。
該第1例之軸承111係如上所述屬於單列圓柱滾子軸承之範疇者。因此，該軸承111係特殊化為對徑向負載之支撐，對於軸向負載則無法支撐。因此，於該圖9之應用例中，為了可支撐軸向負 載，而將一對單列角接觸滾珠軸承510、510組入，以支撐工具機之主軸5。於該工具機中，於主軸5中之軸向方向之一端部5ea安裝有未圖示之工具，故而對該一端部5ea作用有較大之徑向負載。因此，於一端側設有第1例之軸承111亦即圓柱滾子軸承111，於其相反側之另一端側設有一對單列角接觸滾珠軸承510、510。
另外，於該圖9之例中，係以背面組合方式配置一對單列角接觸滾珠軸承510、510，但並不限定於此。亦即，與背面組合同樣地，亦可以可承受兩方向之軸向負載之正面組合方式配置一對單列角接觸滾珠軸承510、510。順帶而言，單列角接觸滾珠軸承510具有：內座圈520、外座圈530、以特定之接觸角α 510接觸於該等內座圈520及外座圈530之兩者之複數個球狀之滾動體550。
以下，對該應用例之構造進行詳細說明。
外殼3具有沿軸向方向之一端向另一端之貫通孔3h，以作為收容軸承支承對象之主軸5之收容孔3h。於在該貫通孔3h內收容主軸5之狀態下，透過圓柱滾子軸承111及一對單列角接觸滾珠軸承510、510而將主軸5繞其軸芯C5旋轉自如地支撐。另外，以下將露出於外殼3之一端面3ea之貫通孔3h之開口部3hea稱為「第1開口部3hea」，將露出於另一端面3eb之開口部3heb稱為「第2開口部3heb」。
如圖9所示，圓柱滾子軸承111之外座圈130係自外殼3之一端面3ea之第1開口部3hea插入至貫通孔3h內。此處，該貫通孔3h之內徑係在自一端側之第1開口部3hea至軸向方向之特定位置為止之範圍Aea內，與外座圈130之固定部136之外徑為大致同徑，其嵌合公差 係設定為，於該工具機之運轉下，貫通孔3h之內周面與外座圈130之固定部136之外周面136a在全周均相抵接。藉此，插入至貫通孔3h中之外座圈130係相對於外殼3於徑向方向無法相對移動地固定。又，於貫通孔3h之上述特定位置，形成有貫通孔3h之內徑縮徑而成之階差面3hs1。因此，外座圈130之固定部136之另一端面抵接於該階差面3hs1；而自第1開口部3hea之側，被止動用之擠壓構件4a擠壓之軸環構件4c抵接於外座圈130之固定部136之一端面，藉此，外座圈130係相對於外殼3於軸向方向無法相對移動地固定。另外，擠壓構件4a係藉由螺固或螺釘固定等而無法移動地固定於外殼3。
另一方面，於圓柱滾子軸承111之內座圈120之內周側插通有軸承支承對象之主軸5。此處，主軸5之外徑係在自該主軸5之大致另一端至軸向方向之一端側之特定位置為止之範圍內，與內座圈120之內徑為大致同徑，其嵌合公差係設定為，於該工具機之運轉下，內座圈120之內周面與主軸5之外周面在全周均相抵接。藉此，插入有主軸5之內座圈120係相對於主軸5於徑向方向無法相對移動地固定。又，於主軸5之上述特定位置，形成有主軸5之外徑擴徑而成之階差面5s1。因此，內座圈120之一端面抵接於該階差面5s1；而內座圈120之另一端面則與下述之間隔件9a抵接，藉此，內座圈120係相對於主軸5於軸向方向無法相對移動地固定。
一對角接觸滾珠軸承510、510之各外座圈530分別自外殼3之另一端面3eb之第2開口部3heb插入至貫通孔3h內。此處，該貫通孔3h之內徑係在自第2開口部3heb至軸向方向之特定位置為止之範 圍Aeb內，與各外座圈530之外徑為大致同徑，其嵌合公差係設定為，於該工具機之運轉下，貫通孔3h之內周面與各外座圈130之外周面在全周均相抵接。藉此，插入至貫通孔3h內之各外座圈130係相對於外殼3於徑向方向無法相對移動地固定。又，於貫通孔3h之上述特定位置，形成有貫通孔3h之內徑縮徑而成之階差面3hs2。因此，該階差面3hs2與一對角接觸滾珠軸承510、510中位於一端側之角接觸滾珠軸承510之外座圈530之一端面抵接；而自第2開口部3heb之側，止動用之擠壓構件6a抵接於位於另一端側之角接觸滾珠軸承510之外座圈530之另一端面，藉此，一對角接觸滾珠軸承510、510之各外座圈530係相對於外殼3於軸向方向無法相對移動地固定。另外，擠壓構件6a係藉由螺固或螺釘固定等而無法移動地固定於外殼3。又，於圖示例中，於外座圈530、530之間介裝有環狀之軸環構件8c，亦可無該軸環構件8c。
另一方面，於一對角接觸滾珠軸承510、510之各內座圈520之內周側插通有軸承支承對象之主軸5。此處，主軸5之外徑係至少在自該主軸5之另一端至上述特定位置為止之範圍內，與內座圈520之內徑為大致同徑，其嵌合公差係設定為，於該工具機之運轉下，各內座圈520之內周面與主軸5之外周面在全周均相抵接。藉此，插入有主軸5之各內座圈120係相對於主軸5於徑向方向無法相對移動地固定。又，於主軸5中之圓柱滾子軸承111之內座圈120與角接觸滾珠軸承510之內座圈520之間之部分上，筒狀之間隔件9a覆蓋主軸5之外周面，該間隔件9a之軸向方向之全長係設定為，和上述貫通孔3h之 階差面3hs1與階差面3hs2之間之距離Ls大致同值。因此，圓柱滾子軸承111之內座圈120之另一端面抵接於該間隔件9a之一端面；而該間隔件9a之另一端面則與一對中位於一端側之角接觸滾珠軸承510之內座圈520之一端面抵接；而於一對中位於另一端側之角接觸滾珠軸承510之內座圈520之另一端面則與具有螺母構件6n及軸環構件6c等之適當之止動用之擠壓構件6b抵接。藉此，各內座圈520係相對於主軸5於軸向方向無法相對移動地固定。另外，擠壓構件6b係藉由螺固等而無法移動地固定於主軸5。又，於圖示例中，於內座圈520、520之間介裝有筒狀之軸環構件9c，於省略上述之外座圈530、530之間之環狀之軸環構件8c之時，亦省略該內座圈520、520之間之軸環構件9c。
另外，如圖9所示，於圓柱滾子軸承111之外座圈130之環狀部132之外方設有形成上述之預壓賦予機構之本體之環狀構件140。而如圖9之下部所示，環狀構件140之外周面140a係與位於外殼3之貫通孔3h之內方之擠壓構件4a及軸環構件4c之各內周面4aa、4ca相對向，但於圖示例中，於該等各內周面4aa、4ca與環狀構件140之外周面140a之間設有環狀之間隙G3。亦即，空間SP3係鄰接於環狀構件140之外周面140a之外方之全面。
此處，該空間SP3之功能為容許環狀構件140之彈性擴徑變形之空間(以下亦稱為容許空間SP3)。亦即，於為了對滾動體150賦予徑向方向之壓接力而對壓力室R140供給加壓流體時，環狀構件140係伴隨外座圈130之環狀部132之縮徑變形而彈性擴徑變形；故預先設定該空間SP3之尺寸，以便將此時之彈性擴徑變形收容於該容許 空間SP3內，藉此，使環狀構件140之外周面140a不與擠壓構件4a及軸環構件4c之各內周面4aa、4ca接觸。因此，成為於環狀構件140之外周面140a之外方沒有任何構件會受到外殼3等之反作用力之作用的狀態，故而，於對壓力室R140供給加壓流體時，使該壓力室R140內之加壓流體之供給壓忠實地轉換為徑向方向之壓接力。而且，藉此，環狀部132係僅基於加壓流體之供給壓而縮徑變形，故而該環狀部132係在其全周均大致均勻地縮徑變形，結果，對滾動體150賦予之壓接力亦在圓柱滾子軸承111之全周大致均勻化。而可謀求圓柱滾子軸承111之旋轉精度及旋轉剛度之提高。
另外，向壓力室R140供給加壓流體時，係經由上述之於環狀構件140中穿孔形成之供給孔140h而完成，至該供給孔140h為止之加壓流體之供給係使用於外殼3及外座圈130之固定部136中穿孔形成之之加壓流體之流路3k、及將該流路3k與環狀構件140之供給孔140h連接之軟管等能夠可撓變形之管構件195而進行。
又，於該圖9之例中，主軸轉速感測器97係被固定在，於主軸5之另一端側擠壓角接觸滾珠軸承510之擠壓構件6a上；而保持器轉速感測器95係被固定在，於主軸5之一端側擠壓圓柱滾子軸承111之外座圈130之擠壓構件4a上。自該等感測器95、97，將主軸5之轉速N5及保持器160之轉速N60之各測量資料分別向控制部90傳送，並供第1例之圓柱滾子軸承111之預壓之控制之用。
另外，於上述第1例之圓柱滾子軸承111中，如圖7所示，於環狀構件140中形成加壓流體之供給孔140h，但並不限定於 此。例如，於圖10A中表示變化例之軸承111a之概略中心剖面圖，但亦可如該圖10A，於外座圈130內穿孔，形成連通於壓力室R140之流路130h，使用該流路130h作為加壓流體之供給孔130h，將加壓流體向壓力室R140供給。而且，如此一來則如圖10B所示，可使該供給孔130h經由歧管區塊3m之流路3mk而連通於外殼3內之流路3k，故而可去除如圖9所示之隨著環狀構件140之擴縮變形而移動之管構件195之可動部，並可謀求軸承裝置10之故障率之降低。
<<<第2例>>>
圖11A係第2例之預壓賦予機構內置型軸承211之概略中心剖面圖，圖11B係圖11A中之B-B剖面圖。又，圖12係圖11A中之XII部放大圖。並且，於圖13A及圖13B中，將圖12中之外座圈230放大表示。
第2例之軸承211係屬於所謂單列四點接觸滾珠軸承之範疇。亦即，由於為單列，故而於內座圈220與外座圈230之間，配置複數個球狀之滾動體250使之排列成一行之狀態。又，由於為四點接觸滾珠軸承，故而如圖12所示，各滾動體250係於內座圈220之滾動面220a在軸向方向之兩個部位以接觸角α接觸；又，於外座圈230之滾動面230a內亦於軸向方向之兩個部位以接觸角α接觸。藉此，可承受作用於主軸5之徑向負載(徑向方向之外力)，又，亦可承受兩方向之軸向負載。另外，相鄰之滾動體250、250彼此之接觸係藉由保持器260而避免。例如，保持器260具有收容每一個滾動體250之孔部260h，藉此避免滾動體250、250彼此之接觸。
此處，該軸承211亦將預壓賦予裝置80之一部分之機構內置於外座圈230中作為預壓賦予機構，藉由該預壓賦予機構，將滾動體250壓接於內座圈220及外座圈230。而該壓接動作係藉由如下流程而進行：對圖12之外座圈230內之壓力室R230供給加壓流體，使下述之薄壁部234彈性變形，藉此，防止該壓接過程中之滯滑現象之發生。亦即，於壓接過程中使導致該現象之原因即金屬接觸部分之相對滑動不發生，其結果，可藉由調整加壓流體之供給壓而能夠以對應於供給壓之壓接力將滾動體250壓接於外座圈230及內座圈220。
如圖12所示，內座圈220係以鋼製之圓筒體為本體。而於內座圈220之外周面之全周均設有供滾動體250進行滾動之凹槽狀滾動面220a。滾動面220a係由剖面形狀為大致圓弧狀之凹曲面220a形成，該大致圓弧形狀係形成為，於該圓弧形狀中之軸向方向之兩個部位之位置，滾動體250分別以接觸角α接觸。藉此，滾動體250係以於滾動面220a中自徑向方向朝前方及後方傾斜接觸角α之位置的兩個部位為接觸位置P220a1、P220a2而與內座圈220接觸。亦即，前側之接觸位置P220a1位於較滾動體250之球心C250更靠前方之位置，後側之接觸位置P220a2位於較滾動體250之球心C250更靠後方之位置。
另外，該內座圈220之素材並不限定於鋼製，可為超硬等之非鐵金屬，或亦可為陶瓷等非金屬；且此點於外座圈230、滾動體250、及保持器260亦相同。而有關保持器260，由於作用之負荷較小，故而亦可於其素材中使用塑膠。
外座圈230具有第1外座圈部分230p1、以及位於較第1 外座圈部分230p1更靠軸向方向之前方而配置之第2外座圈部分230p2。
第2外座圈部分230p2係與內座圈220同芯地配置之環狀構件，於其內周面230a2之全周，直接形成有第2滾動面230a2。該第2滾動面230a2係由剖面形狀為大致圓弧狀之凹曲面形成，於該第2滾動面230a2，與內座圈220中之後側之接觸位置P220a2對應地，於較滾動體250之球心C250更靠前方之位置設定有接觸位置P230a2。因此，藉由該等接觸位置P220a2、P230a2而可於軸向方向將滾動體250夾入，藉此，可承受作用於主軸5之朝向前方之軸向負載。
另一方面，第1外座圈部分230p1具有如下構件：內側環狀部232，其具有供滾動體250進行滾動之第1滾動面230a1；圓板狀之薄壁部234，其被設置為自內側環狀部232朝徑向方向之外方延伸並與內側環狀部232一體且同芯；以及外側環狀部236，其被設置為，與內側環狀部232一體且同芯地設置於薄壁部234之外周緣部234e1，以透過薄壁部234來支撐內側環狀部232，使內側環狀部232可於軸向方向移動。而薄壁部234於軸向方向上係被設置於外側環狀部236之大致前端位置；又，內側環狀部232係被設置為，以薄壁部234之內周緣部234e2為起端朝軸向方向之後方延伸。藉此，於較薄壁部234後方之位置上，存在有由外側環狀部236、薄壁部234及內側環狀部232區劃而成之環狀空間SP230；該環狀空間SP230之功能為用以對滾動體250賦予壓接力之壓力室R230。
於內側環狀部232之內周面之全周均直接形成供滾動體 250進行滾動之第1滾動面230a1。第1滾動面230a1係由剖面形狀為大致圓弧狀之凹曲面230a1形成，該大致圓弧形狀係形成為，滾動體250係以接觸角α與之接觸。藉此，於該滾動面230a1上，係與內座圈220中之前側之接觸位置P220a1對應地，將接觸位置P230a1設定於較滾動體250之球心C250更靠後方之位置。因此，可藉由該等接觸位置P220a1、P230a1而於軸向方向將滾動體250夾入，藉此，可承受作用於主軸5之朝向後方之軸向負載。而且，如上所述，就朝向前方之軸向負載，可由外座圈230之第2外座圈部分230p2之接觸位置P230a2與內座圈220之後側之接觸位置P220a2來承受，故而根據該滾珠軸承211，可承受兩方向之軸向負載。
又，於圖12所示之壓力室R230之環狀空間SP230內，自軸向方向之後方插入有環狀之栓構件240並固定於第1外座圈部分230p1，藉此，可於該環狀空間SP230中之前方區域確保相當於壓力室R230之大小之容積並且將該空間SP230密封。此處，將該栓構件240固定於第1外座圈部分230p1一事係僅對外側環狀部236進行，對內側環狀部232不進行。亦即，栓構件240係被以螺合等方式而無法相對移動地固定於外側環狀部236之內周面，但相對於內側環狀部232係介隔特定之間隙G240而相對向，亦即栓構件240與內側環狀部232為非接觸狀態。
因此，於藉由對壓力室R230之加壓流體之供給及加壓，薄壁部234自圖13A之狀態向圖13B之狀態朝向前後方向彈性變形時，相應於彈性變形，內側環狀部232可順利地於前後方向移動；透 過該內側環狀部232之前後方向之移動而使滾動體250之壓接動作順利地進行。
亦即，若增加加壓流體之供給壓而使薄壁部234向前方彈性變形，則如圖13B所示，內側環狀部232向前方移動，藉此，以圖12所示之接觸角α自內側環狀部232對滾動體250進行擠壓而使其被以該接觸角α擠壓至內座圈220之滾動面220a中之前側之接觸位置P220a1，亦即，滾動體250成為被壓接於第1外座圈部分230p1之第1接觸位置P230a1及內座圈220之前側之接觸位置P220a1之狀態。又，此時，滾動體250亦被擠壓至第2外座圈部分230p2之第2滾動面230a2之第2接觸位置P230a2，故而，滾動體250係被以於第2接觸位置P230a2之接觸角α擠壓至內座圈220之後側之接觸位置P220a2，以上之結果為，滾動體250成為被壓接於第1外座圈部分230p1之第1接觸位置P230a1、第2外座圈部分230p2之第2接觸位置P230a2、內座圈220之前側之接觸位置P220a1、及內座圈220之後側之接觸位置P220a2之四個部位之狀態。
另一方面，若降低加壓流體之供給壓，則如圖13A所示，薄壁部234之向前方之彈性變形變小，伴隨於此，內側環狀部232向後方復位，而滾動體250之上述之壓接狀態得到緩和，而若使加壓流體之供給壓降低至零，則滾動體250之向第1外座圈部分230p1、第2外座圈部分230p2及內座圈220之壓接狀態被完全解除，亦即成為非壓接狀態。
於此種壓接過程中，如上所述，薄壁部234於前後方向 彈性變形且內側環狀部232於前後方向移動(參照圖13A及圖13B)，此時，由上述可知，大致上不發生金屬接觸之部分之相對滑動。因此，幾乎可完全防止滯滑現象。因此，滾動體250之與外座圈230及內座圈220之壓接力係與供給壓之增減連動而順利且迅速地變化，藉此，可準確地賦予壓接力，並可準確地進行壓接力之調整(預壓之調整)。又，壓接力係與加壓流體之供給壓連動而平穩地變化，故而可將壓接力順利且自由地增減調整為任意之目標值。
向壓力室R230之加壓流體之供給係藉由在栓構件240中穿孔形成之供給孔240h而進行。於圖12之例中，供給孔240h係沿軸向方向之前後貫通栓構件240而形成，亦即，於栓構件240之前端面240ef，供給孔240h之一口部與壓力室R230相對向地露出；於栓構件240之後端面240eb，該另一口部於外座圈230之外方露出。藉由將成為加壓流體之流路之配管或歧管構件等連接於後者之口部而可向壓力室R230供給加壓流體。供給孔240h之數量可如圖11B之例般為一個，亦可為複數個。又，有關加壓流體，可使用上述第1例之軸承111之例所示之加壓流體，亦即，可使用液壓油或壓縮空氣等流體。
另外，上述成為加壓流體之流路之配管或歧管構件係形成預壓賦予裝置80之一部分。亦即，此第2例之預壓賦予裝置80具有：上述之加壓流體之流路、連接於該流路而成為加壓流體之供給源之泵、以及於該流路中配置於泵與供給孔240h之間之部分之壓力調整閥。壓力調整閥係基於自上述控制部90所傳送之預壓控制信號S80而調整對壓力室R230之供給壓。因此，藉由該供給壓之調整，可將滾 動體250與外座圈230及內座圈220之壓接力調整為所期望之任意值。
並且，於此第2例中，為了防止該加壓流體之自壓力室R230漏出，如圖12所示，於第1外座圈部分230p1之外側環狀部236之內周面與栓構件240之外周面之間介裝環狀之墊圈245；又，於栓構件240之內周面與內側環狀部232之外周面之間介裝環狀之墊圈247。此處，關於後者之墊圈247係使用橡膠製或樹脂製，藉此，於內側環狀部232之前後方向之移動時進行相對滑動之墊圈247之內周面與內側環狀部232之外周面之接觸亦並非金屬接觸，故而可完全地抑制滯滑現象之發生。順帶而言，為了防止該墊圈245、247之自栓構件240脫落，於栓構件240之外周面及內周面之全周分別形成有卡止墊圈245之槽240t1及卡止墊圈247之槽240t2。
另外，於圖12之例中，第1外座圈部分230p1之外側環狀部236之前端面236e較薄壁部234略微向前方突出，藉此，於第2外座圈部分230p2之後端面230p2e與薄壁部234之間形成有間隙SP234。而且，因該間隙SP234，薄壁部234不會自第2外座圈部分230p2受到任何約束力，而可相應於加壓流體之供給壓向前方彈性變形。然而，並不限定於此。亦即，只要於第2外座圈部分230p2之後端面230p2e與薄壁部234之間具有容許薄壁部234之向前方之彈性變形之間隙SP234，則亦可設為除上述以外之構造。例如，如圖14所示，於使第1外座圈部分230p1之外側環狀部236之前端面236e與薄壁部234之前端面234e在軸向方向形成於相同之位置之情形下，於第2外座圈部分230p2之後端面230p2e之側，在與薄壁部234相對向之範圍內形成凹部230p2h， 藉此，亦可確保容許薄壁部234之前方之彈性變形之間隙SP234。
圖15係此第2例之軸承211之應用例之概略中心剖面圖。於該例中，亦將第2例之軸承211應用於在工具機中將主軸5支撐於外殼3之支撐構造中。另外，主軸5之軸芯C5係沿軸承211之軸向方向，以下，將軸向方向之兩端中圖15中之左側之端稱為「一端」，將右側之端稱為「另一端」。
該第2例之軸承211係如上所述可單獨承受徑向負載及兩方向之軸向負載。因此，於該應用例中，於使主軸5支撐於外殼3之支撐構造中，僅使用一個第2例之軸承211。
外殼3具有沿軸向方向之貫通孔3h，以作為收容軸承支承對象之主軸5之收容孔3h。於在該貫通孔3h內收容有主軸5之狀態下，透過第2例之軸承211將主軸5繞其軸芯C5旋轉自如地支撐。
外座圈230係自外殼3之另一端面3eb之開口部3heb插入至貫通孔3h內。此處，貫通孔3h之內徑係在自開口部3heb至軸向方向之特定位置為止之範圍Aeb內，與外座圈230之外徑為大致同徑，其嵌合公差係設定為，於該工具機之運轉下，貫通孔3h之內周面與外座圈230之外周面在全周均相抵接。藉此，插入至貫通孔3h之外座圈230係相對於外殼3於徑向方向無法相對移動地固定。又，於貫通孔3h之上述特定位置，形成有貫通孔3h之內徑縮徑而成之階差面3hs2。因此，外座圈230之一端面抵接於該階差面3hs2；而止動用之擠壓構件4b自開口部3heb之側抵接於外座圈230之另一端面，藉此，外座圈230係相對於外殼3於軸向方向無法相對移動地固定。另外，擠壓構件4b 係藉由螺固或螺釘固定等而無法移動地固定於外殼3。
另一方面，於內座圈220之內周側插通有軸承支承對象之主軸5。此處，主軸5之外徑係在自該主軸5之另一端側之特定位置至一端側之特定位置為止之範圍內，與內座圈220之內徑為大致同徑，其嵌合公差係設定為，於該工具機之運轉下，內座圈220之內周面與主軸5之外周面在全周均相抵接。藉此，插入有主軸5之內座圈220係相對於主軸5於徑向方向無法相對移動地固定。又，於主軸5之上述一端側之特定位置，形成有主軸5之外徑擴徑而成之階差面5s1。因此，內座圈220之一端面抵接於該階差面5s1；而於內座圈220之另一端面則與具有螺母構件7n或軸環構件7c等之適當之止動用擠壓構件7b抵接，藉此，內座圈220係相對於主軸5於軸向方向無法相對移動地固定。另外，擠壓構件7b係藉由螺固等而無法移動地固定於主軸5。
另外，於該圖15之例中，保持器轉速感測器95係被固定在於主軸5之另一端側擠壓內座圈220之擠壓構件4b上；該感測器95係配置於保持器260附近。並且，主軸轉速感測器97被固定於螺固在該擠壓構件4b之蓋構件4c上，藉此，該感測器97被配置於主軸5附近。自該等感測器95、97分別向控制部90傳送之保持器160之轉速N60及主軸5之轉速N5之各測量資料係供第2例之軸承211之預壓控制之用。
又，於圖15之例中，係使對栓構件240之供給孔240h供給加壓流體之流路3k1呈歧管狀於外殼3中穿孔，其理由為：該軸承211係被配置為，外座圈230之壓力室R230之栓構件240與外殼3之貫通 孔3h之階差面3hs2相對向。因此，設若於該軸承211之軸向方向之方向為相反，則該流路3k1係於擠壓構件4b中形成。
===關於應用了第1例及第2例之兩者之軸承111、211之主軸5的支撐構造===
圖16係應用了第1例之軸承111與第2例之軸承211二者之主軸5之支撐構造之概略中心剖面圖。該支撐構造係代替圖9之第1例之軸承111之應用例中之一對角接觸滾珠軸承510、510，而使用圖15之第2例之軸承211。主要之差異僅在此點，除此以外之方面係大致相同。
亦即，如圖16所示，主軸5係於軸向方向之一端側由第1例之軸承111(相當於申請專利範圍中之「第1軸承」)支撐，於另一端側由第2例之軸承211(相當於申請專利範圍中之「第2軸承」)支撐。而於此例中，如上所述，亦使用第2例之軸承211，故而為了可對該第2例之軸承211賦予預壓而於外殼3中穿孔形成加壓流體之流路3k2，該流路3k2係連通於軸承211之栓構件240之供給孔240h。
又，於第2例之軸承211之保持器260附近設有保持器轉速感測器95，該感測器95向控制部90傳送之保持器260之轉速N60之測量資料係供第2例之軸承211之預壓控制之用。另外，包含該感測器95及主軸轉速感測器97之配置位置在內，該圖16所示之軸承211之應用態樣係與於圖15中上述之第2例之軸承211之應用態樣相同，關於該等已進行說明，故而省略其說明。
順帶而言，於此例之情形下，有關預壓賦予裝置80， 係分別設有第1例之軸承111用與第2例之軸承211用之預壓賦予裝置80。亦即，第1例之軸承111用之預壓賦予裝置80(相當於申請專利範圍中之「第1預壓賦予裝置」)具有：流路3k，其形成於外殼3中以對軸承111之壓力室R140供給加壓流體；泵，其經由配管而連接於該流路3k並成為加壓流體之供給源；以及壓力調整閥，其配置於上述配管之一部分。又，第2例之軸承211用之預壓賦予裝置80(相當於申請專利範圍中之「第2預壓賦予裝置」)具有：上述之流路3k2，其形成於外殼3中用以對軸承211之壓力室R230供給加壓流體；泵，其經由配管而連接於該流路3k2並成為加壓流體之供給源；以及壓力調整閥，其配置於上述配管之一部分。
===其他實施形態===
以上，對本發明之實施形態進行說明，但本發明並不限定於該實施形態，可於不脫離其要旨之範圍內進行如下所示之變形。
於上述之實施形態中所例示之圖6A之第1例之軸承111及圖11A之第2例之軸承211均為適合使用於本發明之軸承裝置10之軸承，但並不限定於此。例如亦可使用現有之角接觸滾珠軸承510(圖9)或現有之滾子軸承。另外，於此情形下，係使用如下之預壓賦予裝置80；首先，預壓賦予裝置80具有：致動器，其可將角接觸滾珠軸承510之外座圈530相對於外殼3向軸向方向壓入；類似彈簧構件之復位力施加構件，其於致動器之壓入力解除時，施加壓入方向之反方向之復位力，以使外座圈530復位至軸向方向之特定位置。又，致動器具 有例如：活塞，其配置於外座圈530附近；汽缸室，其收容該活塞而使其可於軸向方向往復移動；流路，其對該汽缸室供給液壓油等作動流體；以及類似壓力調整閥之調整器，其設置於該流路中並對作動流體之供給壓進行調整。基於自控制部90傳送之預壓之控制信號S80，上述之調整器對作動流體之供給壓進行調整，藉此，透過活塞之軸向方向之移動而變更外座圈530之壓入力，藉此，變更角接觸軸承510之預壓。更詳細而言，藉由角接觸軸承510之接觸角α 510使該軸向方向之壓入力轉換為徑向方向之擠壓力，該擠壓力作為預壓而作用於外座圈530。
然而，於該等角接觸滾珠軸承510或滾子軸承之情形，與上述之第1例或第2例之軸承111、211相比，於預壓之賦予時容易發生所謂滯滑現象。亦即，於外殼3之安裝孔3h與外座圈530之間，產生較大之靜止摩擦力或動摩擦力，故而，即便賦予預壓亦無法使外座圈530順利地於軸向方向移動，而會重複移動或停止。而其結果為，於該等角接觸滾珠軸承510或滾子軸承之情形，與上述之第1例或第2例之軸承111、211相比，難以將預壓設定為目標值，故而仍是使用第1例或第2例之軸承111、211，較為理想。
於上述之實施形態中，保持器轉速感測器95係直接輸出保持器60之轉速N60(rpm)之測量值作為關於保持器60之轉速N60的測量資料，但並不限定於此，亦可輸出間接地表示轉速N60之測量值。例如，感測器95亦可對保持器60之圓周速度值(mpm)進行測量並輸出。而於此情形下，控制部90將圓周速度值(mpm)換算為保持器60 之轉速N60，以用於保持器60之轉速N60之降低率R之計算。
同樣地，於上述之實施形態中，主軸轉速感測器97係直接輸出主軸5之轉速N5(rpm)之測量值來作為表示作為軸構件5之主軸5之轉速N5的指示資料，但並不限定於此，亦可輸出間接地表示轉速N5之測量值。例如，感測器97亦可對主軸5之圓周速度值(mpm)進行測量並輸出。而於此情形時，控制部90將圓周速度值(mpm)換算為主軸5之轉速N5，以用於保持器60之轉速N60之降低率R之計算。
於上述之實施形態之第2例之軸承211中(圖12)，使第1外座圈部分230p1之接觸角α與第2外座圈部分230p2之接觸角α為相同之角度，但並不限定於此，亦可為不同之角度。
又，於該第2例之軸承211中，將滾動體250與內座圈220之接觸角α和滾動體250與外座圈230之接觸角α設為相同之角度，但不限定於此。亦即，滾動體250與內座圈220之接觸角α和滾動體50與外座圈30之接觸角α亦可不同。而於內座圈220與外座圈230中相互之接觸角α不同之情形下，如為區別該等，將前者稱為內座圈側接觸角α，將後者稱為外座圈側接觸角α，則各個接觸角α之定義例如下述。稱為內座圈側接觸角α者，係將內座圈220之滾動面220a上之滾動體250之接觸位置P220a1(或P220a2)與滾動體250之球心C250連結之直線與徑向方向所成之角度；同樣地，稱為外座圈側接觸角α者，係將外座圈230之滾動面230a1(或230a2)上之滾動體250之接觸位置P230a1(或P230a2)與滾動體250之球心C250連結之直線與徑向方向所成之角度。
於上述之實施形態中，於圖9之第1例之軸承111之應用例中，軸承111具有內座圈120，但不限定於此。例如，亦可省略內座圈120。而於該情形下，於主軸5之外周面直接形成有相當於內座圈120之槽部120t之槽部。亦即，於主軸5之外周面直接形成有內座圈120之滾動面120a及一對側面120ts、120ts。而如此一來，可提高軸承111之旋轉精度。
3‧‧‧外殼(支撐構件)
5‧‧‧主軸(軸構件)
20‧‧‧內座圈
30‧‧‧外座圈
50‧‧‧滾動體
60‧‧‧保持器
80‧‧‧預壓賦予裝置
90‧‧‧控制部
95‧‧‧保持器轉速感測器(感測器)
97‧‧‧主軸轉速感測器(輸出部)
99‧‧‧報告器
N0‧‧‧理論轉速
N5、N60‧‧‧轉速
R‧‧‧轉速之降低率
S80‧‧‧預壓之控制信號

Claims (5)

  1. 一種軸承裝置，其特徵在於其將驅動旋轉之軸構件可旋轉地支撐於特定之支撐構件，且其具有：環狀之內座圈，其設置於上述軸構件；環狀之外座圈，其設置於上述支撐構件；複數個滾動體，其接觸於上述外座圈及上述內座圈並滾動；環狀之保持器，其係保持上述複數個滾動體中在上述軸構件之旋轉方向上相鄰之滾動體於相互間空出間隔之狀態下沿上述旋轉方向排列；預壓賦予裝置，其藉由賦予預壓而將上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈；感測器，其輸出與上述保持器之轉速相關之測量資料；輸出部，其輸出表示上述軸構件之轉速之指示資料；以及控制部，其基於上述保持器之轉速之上述測量資料及表示上述軸構件之轉速之上述指示資料，以控制上述預壓賦予裝置之預壓，其中，上述控制部具有：理論值算出部，其基於表示上述軸構件之轉速之上述指示資料而算出上述保持器之轉速之理論值；轉速降低率算出部，其基於上述理論值及上述測量資料，而算出相對於上述軸構件之上述保持器之轉速之降低率；以及指令信號輸出部，其將預先記錄之閾值資料與上述降低率加以比較，並向上述預壓賦予裝置輸出指令信號以變更上述預壓，以使上述降低率滿足上述閾值資料所表示之條件。
  2. 如請求項1之軸承裝置，其中， 上述指令信號輸出部係對應於上述軸構件之轉速之大小而包含複數個上述閾值資料，上述指令信號輸出部係基於表示上述軸構件之轉速之上述指示資料而自上述複數個上述閾值資料中選擇對應之閾值資料，將所選擇之上述閾值資料與上述保持器之轉速之降低率加以比較而輸出上述指令信號。
  3. 一種軸承裝置，其特徵在於其將驅動旋轉之軸構件可旋轉地支撐於特定之支撐構件，且其具有：環狀之內座圈，其設置於上述軸構件；環狀之外座圈，其設置於上述支撐構件；複數個滾動體，其接觸於上述外座圈及上述內座圈並滾動；環狀之保持器，其係保持上述複數個滾動體中在上述軸構件之旋轉方向上相鄰之滾動體於相互間空出間隔之狀態下沿上述旋轉方向排列；預壓賦予裝置，其藉由賦予預壓而將上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈；感測器，其輸出與上述保持器之轉速相關之測量資料；輸出部，其輸出表示上述軸構件之轉速之指示資料；以及控制部，其基於上述保持器之轉速之上述測量資料及表示上述軸構件之轉速之上述指示資料，以控制上述預壓賦予裝置之預壓，其中，上述滾動體係以與軸向方向平行之軸為旋轉中心而自轉之圓柱體，並且上述滾動體係自徑向方向接觸於上述外座圈及上述內座圈並滾動，上述外座圈具有： 環狀部，其於內周面具有供上述滾動體進行滾動之滾動面；以及突出部，其被設置為，一體接續於上述環狀部之軸向方向之端部並且向上述徑向方向之外方突出，以作為將上述外座圈固定於上述支撐構件之固定部；於上述環狀部之外周面之外方，設有覆蓋上述外周面之全周並且於與該外周面之間區劃環狀空間之環狀構件，以作為上述預壓賦予裝置之一部分，藉由對上述環狀空間供給之加壓流體，使上述環狀部於上述徑向方向彈性縮徑變形，從而使上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈。
  4. 一種軸承裝置，其特徵在於其將驅動旋轉之軸構件可旋轉地支撐於特定之支撐構件，且其具有：環狀之內座圈，其設置於上述軸構件；環狀之外座圈，其設置於上述支撐構件；複數個滾動體，其接觸於上述外座圈及上述內座圈並滾動；環狀之保持器，其係保持上述複數個滾動體中在上述軸構件之旋轉方向上相鄰之滾動體於相互間空出間隔之狀態下沿上述旋轉方向排列；預壓賦予裝置，其藉由賦予預壓而將上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈；感測器，其輸出與上述保持器之轉速相關之測量資料；輸出部，其輸出表示上述軸構件之轉速之指示資料；以及控制部，其基於上述保持器之轉速之上述測量資料及表示上述軸構件之轉速之上述指示資料，以控制上述預壓賦予裝置之 預壓，其中，上述滾動體之形狀為球狀，於上述內座圈中，上述滾動體於軸向方向之兩個部位以分別對應之接觸角接觸並滾動，上述外座圈具有：第1外座圈部分，其具有與上述內座圈之上述兩個部位中之一個部位對應地，於上述軸向方向之一個部位以特定之接觸角接觸於上述滾動體之第1滾動面；以及第2外座圈部分，其具有與上述內座圈之上述兩個部位中之另一個部位對應地，於上述軸向方向之一個部位以特定之接觸角接觸於上述滾動體之第2滾動面；上述第1外座圈部分具有：內側環狀部，其具有上述第1滾動面；薄壁部，其被設置為自上述內側環狀部朝徑向方向之外方一體延伸；外側環狀部，其被一體地設置於上述薄壁部之外周緣部，以透過上述薄壁部來支撐上述內側環狀部，使上述內側環狀部可於軸向方向移動；以及供給孔，其係用以對由上述內側環狀部、上述薄壁部及上述外側環狀部區劃之環狀空間供給加壓流體；藉由自上述預壓賦予裝置之一部分之上述供給孔供給之上述加壓流體，使上述薄壁部於上述軸向方向彈性變形，透過上述內側環狀部之上述軸向方向之移動而將上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈。
  5. 一種軸承裝置，其特徵在於其將驅動旋轉之軸構件可旋轉地支 撐於特定之支撐構件，且其具有：環狀之內座圈，其設置於上述軸構件；環狀之外座圈，其設置於上述支撐構件；複數個滾動體，其接觸於上述外座圈及上述內座圈並滾動；環狀之保持器，其係保持上述複數個滾動體中在上述軸構件之旋轉方向上相鄰之滾動體於相互間空出間隔之狀態下沿上述旋轉方向排列；預壓賦予裝置，其藉由賦予預壓而將上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈；感測器，其輸出與上述保持器之轉速相關之測量資料；輸出部，其輸出表示上述軸構件之轉速之指示資料；以及控制部，其基於上述保持器之轉速之上述測量資料及表示上述軸構件之轉速之上述指示資料，以控制上述預壓賦予裝置之預壓，其中，上述軸構件係於軸向方向之一端部受第1軸承支撐，於軸向方向之另一端部受第2軸承支撐，且與上述第1軸承對應地具有第1預壓賦予裝置；與上述第2軸承對應地具有第2預壓賦予裝置；上述第1軸承之外座圈具有：環狀部，其於內周面具有供上述滾動體進行滾動之滾動面；以及突出部，其被設置為，一體接續於上述環狀部之軸向方向之端部並且向上述徑向方向之外方突出，以作為將上述外座圈固定於上述支撐構件之固定部；於上述環狀部之外周面之外方，設有覆蓋上述外周面之全周 並且於與該外周面之間區劃環狀空間之環狀構件，以作為上述第1預壓賦予裝置之一部分，藉由對上述環狀空間供給之加壓流體，使上述環狀部於上述徑向方向彈性縮徑變形，從而使上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈，上述第2軸承之上述滾動體為球體，於上述第2軸承之內座圈，上述滾動體於軸向方向之兩個部位以分別對應之接觸角接觸並滾動，上述第2軸承之外座圈具有：第1外座圈部分，其具有與上述內座圈之上述兩個部位中之一個部位對應地，於上述軸向方向之一個部位以特定之接觸角接觸於上述滾動體之第1滾動面；以及第2外座圈部分，其具有與上述內座圈之上述兩個部位中之另一個部位對應地，於上述軸向方向之一個部位以特定之接觸角接觸於上述滾動體之第2滾動面；上述第1外座圈部分具有：內側環狀部，其具有上述第1滾動面；薄壁部，其被設置為自上述內側環狀部朝徑向方向之外方一體延伸；外側環狀部，其被一體地設置於上述薄壁部之外周緣部以透過上述薄壁部來支撐上述內側環狀部，使上述內側環狀部可於軸向方向移動；以及供給孔，其用以對由上述內側環狀部、上述薄壁部及上述外側環狀部區劃之環狀空間供給加壓流體；藉由自上述第2預壓賦予裝置之一部分之上述供給孔供給之 上述加壓流體，而使上述薄壁部於上述軸向方向彈性變形，且透過上述內側環狀部之上述軸向方向之移動而使上述滾動體壓接於上述外座圈及上述內座圈。
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