JP5998772B2 - センサ装置及び物理量測定装置付回転機械 - Google Patents

Description

本発明は、旋盤、フライス盤、マシニングセンタ等の各種工作機械の主軸や、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ等の回転部材に関する、変位と、作用する外力と、回転速度とのうちの少なくとも１つの物理量を測定可能とした、物理量測定装置付回転機械と、これに組み込んで使用するセンサ装置との改良に関する。

近年、工作機械の分野で、主軸に加わる荷重を測定しながら、その測定結果に基づいて、工具や被加工物の送り速度等を適切に調節したり、或いは、工具の交換時期を適切に判断したりする事によって、高品質且つ高能率な加工を実現する為の技術開発が進められている。図１３〜１７は、この様な加工を実現する為に使用可能な物理量測定装置付主軸装置として、特許文献１に記載されたものを示している。

この物理量測定装置付主軸装置は、静止部材であるハウジング１（主軸頭）の内径側に、回転部材である主軸２を、多列転がり軸受ユニット３により回転自在に支持すると共に、電動モータ４により、前記主軸２を回転駆動自在としている。前記多列転がり軸受ユニット３を構成する複数個の転がり軸受５ａ〜５ｄのうち、前記主軸２の先端（図１３の左端）寄りに配置した２個の転がり軸受５ａ、５ｂと、同じく基端（図１３の右端）寄りに配置した２個の転がり軸受５ｃ、５ｄとには、互いに逆向きの接触角を付与すると共に、予圧を付与している。そして、前記主軸２を前記ハウジング１に対して、ラジアル荷重及び両方向のスラスト荷重を支承する状態で、がたつきなく、回転自在に支持している。

工作機械の運転時には、前記主軸２の先端部に、テーパコーン等の結合治具を介してこの主軸２と同心に結合固定した、エンドミル、ドリル等の切削工具６を、高速で回転させつつ被加工物に押し付け、この被加工物に、切削等の加工を施す。この様にして加工を施す際に、前記主軸２には、この被加工物に前記切削工具６を押し付ける事の反作用として、各方向の荷重が加わる。図１３に示した構造では、このうち、前記主軸２の軸方向に加わるアキシアル荷重を求められる様にしている。

この為に具体的には、前記主軸２の一部で、前記多列転がり軸受ユニット３を構成する転がり軸受５ｂ、５ｃ同士の間に、図１５に示す様なエンコーダ７を外嵌固定すると共に、前記ハウジング１に、図１４、１６に示す様なセンサ装置８を支持固定している。このうちのエンコーダ７は、内輪間座を兼ねるもので、鋼等の磁性金属により全体を円筒状に造られている。被検出面である前記エンコーダ７の外周面には、複数の特性変化組み合わせ部９、９が、周方向に関して等間隔に形成されている。これら各特性変化組み合わせ部９、９は、軸方向に対する傾斜方向が互いに異なる１対の直線状の凹溝１０ａ、１０ｂを、周方向に離隔配置して成る。

又、前記センサ装置８は、合成樹脂により段付円柱状に造られたホルダ１１と、このホルダ１１の先端部に包埋保持されたセンサ１２とから成る。このセンサ１２は、磁界発生用の永久磁石と、検出部を構成するホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子とを含んで構成されている。この様なセンサ装置８は、前記センサ１２の検出部を前記エンコーダ７の被検出面に対向させた状態で、前記ハウジング１に支持固定されている。

上述の様に構成する主軸装置の場合、前記主軸２の回転時に、この主軸２に前記アキシアル荷重が作用して、この主軸２が前記ハウジング１に対しアキシアル方向に変位すると、前記センサ装置８の検出部が前記エンコーダ７の被検出面を走査する位置が、例えば図１７の（Ａ）の実線ａ位置から鎖線ｂ位置にずれる。この結果、前記センサ１２の出力信号の波形が、同図の（Ｂ）に示す状態から（Ｃ）に示す状態に変化し、これに伴い、この出力信号のパルス周期比Ｋ＝α／Ｌ（又はβ／Ｌ）が変化する。この場合に、このパルス周期比Ｋは、当該アキシアル荷重（アキシアル方向の変位）に見合った値をとる。従って、このパルス周期比Ｋに基づいて、当該アキシアル荷重（アキシアル方向の変位）を算出する事ができる。尚、この算出処理は、図示しない演算器により行う。この為、この演算器には、予め理論計算や実験により調べておいた前記パルス周期比Ｋと前記アキシアル荷重（アキシアル方向の変位）との関係を、計算式やマップ等の形式で組み込んでおく。

又、上述した様な物理量測定装置付主軸装置の場合、前記センサ１２の出力信号のパルス周期Ｌは、前記主軸２の回転速度に応じて変化する為、このパルス周期Ｌに基づいて、この回転速度を求める事も可能である。
尚、上述した様な、荷重、変位、回転速度と言った物理量を測定する為のエンコーダとセンサとの組み合わせは、上述したものの他、例えば特許文献２等に記載されて従来から知られている各種の組み合わせを採用する事もできる。

ところで、上述した様な物理量測定装置付主軸装置を実施する場合、通常は、対象となる主軸装置の仕様によって、前記ハウジング１の一部に設けられた、前記センサ装置８の径方向の位置決めを図る為の取付用座面１３と、前記主軸２に外嵌した、前記エンコーダ７の被検出面との間の径方向距離Ｘが異なったものとなる。この為、上述した物理量測定装置付主軸装置を実施する場合には、この様な径方向距離Ｘの相違を考慮して、前記センサ装置８を構成するホルダ１１の先端面と、前記エンコーダ７の被検出面との対向間隔が適正値となる様に、前記ホルダ１１のうち、前記取付用座面１３に当接させる取付用基準面１４から先端面までの軸方向寸法Ｙを決定する必要がある。

ところが、前記ホルダ１１は、合成樹脂の射出成形により造られた一体品である為、対象となる主軸装置の仕様に合わせて前記軸方向寸法Ｙを変える場合には、射出成形に用いる金型も変える必要がある。従って、その分、前記センサ装置８の製造コストが嵩む。

尚、本発明に対する先行技術として、特許文献３には、主軸に外嵌固定されたエンコーダの被検出面と、ハウジングに支持されたセンサの先端面との径方向の対向間隔を、これらハウジングとセンサとの間に組み付けた位置調節機構により調節可能とした構造が記載されている。但し、この特許文献３に記載された構造の場合には、前記ハウジングの内径側に前記主軸を回転自在に支持する為の軸受として、回転時と非回転時とで、前記ハウジングに対する前記主軸の径方向位置が比較的大きく変化する、磁気軸受を使用している。そして、この径方向位置の変化に合わせて、前記位置調節機構による前記対向間隔の調節を行う構成を採用している点で、本発明の場合と異なる。即ち、前記特許文献３には、ハウジングにセンサ装置を支持固定する構成を採用する場合に生じる、上述した様な問題（対象となる主軸装置等の回転機械の仕様によって、寸法の異なるセンサ装置を使用する必要があると言った問題）に就いては、一切記載されておらず、この様な問題を解決する手段に就いても、一切記載されていない。

特開２０１１−１６１５８８号公報 特開２００６−３１７４２０号公報 特開平７−２４６９５号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、静止部材にセンサ装置を支持固定する構成を採用した構造に関して、対象となる回転機械の仕様に拘らず、同一の構成部品を備えたセンサ装置を使用できる構造を実現すべく発明したものである。

本発明のセンサ装置及び物理量測定装置付回転機械のうち、請求項１に記載したセンサ装置は、使用時にも回転しない静止部材と、この静止部材に対し、それぞれが予圧を付与された複数の転がり軸受により回転自在に支持された、使用時に回転する回転部材と、この回転部材に支持固定された状態で、この回転部材と同心の被検出面を有するエンコーダとを備えたエンコーダ付回転機械と共に使用され、使用時に、その検出部を前記被検出面に対向させた状態で、前記静止部材に支持固定される。
特に、請求項１に記載したセンサ装置に於いては、前記静止部材に取付固定される取付側部品と、前記検出部を有するセンサと、このセンサを保持したセンサ保持部品とを備える。そして、前記取付側部品とこのセンサ保持部品とは、使用時の位置関係で前記検出部と前記被検出面とが対向する方向に関する、互いの相対位置を調節可能に組み合わされると共に、当該相対位置を所望の相対位置に調節された状態で、結合固定手段により互いに結合固定されている。

この様な請求項１に記載したセンサ装置を実施する場合には、前記取付側部品に、保持孔を設ける。この保持孔は、その中心軸の方向を、使用時の位置関係で前記検出部と前記被検出面とが対向する方向に一致させると共に、その軸方向両端部のうち、少なくとも使用時の位置関係で前記被検出面に近い側の端部となる一端部を開口させたものとする。又、前記センサ保持部品は、その先端部に前記センサの検出部を配置した状態で、このセンサを保持したものとし、且つ、前記保持孔内に、軸方向の変位を可能に嵌装すると共に、この軸方向の変位に基づいて、前記保持孔の一端開口からの自身の先端部の突出量を所望量に調節した状態で、前記結合固定手段により前記取付側部品に結合固定したものとする

又、上述の請求項１に記載したセンサ装置を実施する場合には、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記結合固定手段を接着剤とする事ができる。

又、請求項３に記載した物理量測定装置付回転機械は、使用時にも回転しない静止部材と、この静止部材に対し、それぞれが予圧を付与された複数の転がり軸受により回転自在に支持された、使用時に回転する回転部材と、この回転部材に支持固定された状態で、この回転部材と同心の被検出面を有する（例えば、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させた）エンコーダと、この被検出面にその検出部を対向させた状態で、前記静止部材に支持された（例えば、前記被検出面のうちで前記検出部を対向させた部分の特性変化に対応してその出力信号を変化させる）センサ装置と、このセンサ装置の出力信号を利用して、前記静止部材と前記回転部材との相対変位と、これら静止部材と回転部材との間に作用する外力と、この静止部材に対するこの回転部材の回転速度とのうちの、少なくとも１つの物理量を算出する演算器とを備える。
特に、請求項３に記載した物理量測定装置付回転機械に於いては、前記センサ装置が、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したセンサ装置である。
又、本発明の物理量測定装置付回転機械を実施する場合には、例えば請求項４に記載した発明の様に、前記回転部材を工作機械の主軸とし、前記静止部材をハウジングとする事、即ち、これら静止部材及び回転部材と前記各転がり軸受とを含んで構成される回転機械を、工作機械の主軸装置とする事ができる。

上述の様に構成する本発明のセンサ装置及び物理量測定装置付回転機械によれば、対象となる回転機械の仕様が異なる事により、静止部材の一部に設けられたセンサ装置の取付用座面とエンコーダの被検出面との距離が異なる場合でも、このセンサ装置の組立時に、取付側部品とセンサ保持部品との相対位置を調節する事により、このセンサ装置の先端部とエンコーダの被検出面との対向間隔を適正値にできる。言い換えれば、対象となる回転機械の仕様が異なる場合でも、同一の構成部品（取付側部品、センサを保持したセンサ保持部品）を備えたセンサ装置を使用して、前記対向間隔を適正値にできる。従って、対象となる回転機械の仕様が異なる場合でも、前記センサ装置の製造設備を異ならせる必要がなくなる分、製造コストを抑えられる。
又、本発明の場合には、センサを保持したセンサ保持部品の基端側部分が、取付用部品に設けた保持孔内に収納された状態となる為、センサ装置を小型に構成し易くできる。

本発明の実施の形態の第１例の要部を示す半部断面図。 図１のａ部拡大図。 センサ装置のみを取り出して、図２の左方から見た図であり、（Ａ）は寸法Ｙを小さくした場合の図、（Ｂ）は寸法Ｙを大きくした場合の図。 （Ａ）は、図３の（Ａ）のｂ−ｂ断面図、（Ｂ）は、図３の（Ｂ）のｃ−ｃ断面図。 図４の（Ａ）の拡大ｄ−ｄ断面図。 センサ装置の分解断面図。 取付側部品の三面図であり、（Ｂ）は図２と同方向から見た図、（Ａ）は（Ｂ）の左方から見た図、（Ｃ）は（Ｂ）の下方から見た図。 センサ保持部品の六面図であり、（Ｃ）は図２と同方向から見た図、（Ａ）は（Ｃ）の上方から見た図、（Ｂ）は（Ｃ）の左方から見た図、（Ｄ）は（Ｃ）の右方から見た図、（Ｅ）は（Ｃ）の下方から見た図。 （Ａ）は、図８の（Ｃ）のｅ−ｅ断面図、（Ｂ）は、図８の（Ｃ）のｆ−ｆ断面図。 センサの六面図であり、（Ｃ）は図２と同方向から見た図、（Ａ）は（Ｃ）の上方から見た図、（Ｂ）は（Ｃ）の左方から見た図、（Ｄ）は（Ｃ）の右方から見た図、（Ｅ）は（Ｃ）の下方から見た図。 図１０の（Ｂ）の拡大ｇ−ｇ断面図。 センサの分解側面図。 従来構造の１例を示す断面図。 図１３のｈ部拡大図。 エンコーダを取り出して示す斜視図。 センサ装置を取り出して、検出部を被覆する以前の状態（Ａ）と被覆した後の状態（Ｂ）とで示す斜視図。 荷重測定の原理を説明する為の模式図。

図１〜１２は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、主として、センサ装置１５の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図１３〜１５、１７に示した従来構造の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の場合も、前述した従来構造の場合と同様、回転部材である主軸２の一部で、それぞれが互いに逆向きの接触角と共に予圧を付与された２個の転がり軸受５ｂ、５ｃ同士の間に、エンコーダ７を外嵌固定している。
又、前記センサ装置１５の先端部に設けた検出部を、被検出面である前記エンコーダ７の外周面に対向させた状態で、前記センサ装置１５を静止部材であるハウジング１ａに支持固定している。この為に、具体的には、このハウジング１ａの一部で、軸方向に関して前記エンコーダ７と整合する部分の円周方向一部分に、当該部分を径方向に貫通する状態で取付孔１６を設けると共に、前記ハウジング１ａの外周面のうち、この取付孔１６の周囲部分に、この取付孔１６の中心軸に対して直角な取付用座面１３ａを設けている。そして、この取付孔１６を通じて、前記センサ装置１５の先端部を前記ハウジング１ａの内径側に挿入すると共に、前記取付用座面１３ａに、前記センサ装置１５の基端部外周面に設けたフランジ部１７の片側面（図１〜２に於ける下側面）である、取付用基準面１４ａを当接させている。これにより、前記ハウジング１ａの径方向に関する前記センサ装置１５の位置決めを図った状態で、このセンサ装置１５の先端部に設けた検出部を、前記エンコーダ７の被検出面に対向させている。更に、この状態で、前記フランジ部１７に設けた複数の通孔１８、１８（図２、７）を挿通したボルト１９、１９により、このフランジ部１７を前記ハウジング１ａに取付固定している。

特に、本例の場合、前記センサ装置１５は、前記ハウジング１ａに取付固定される取付側部品である取付側ケース２０と、前記検出部を有するセンサユニット２１と、このセンサユニット２１を保持したセンサ保持部品であるセンサケース２２とを備える。そして、前記センサ装置１５は、前記取付側ケース２０と、前記センサユニット２１を保持したセンサケース２２とを、軸方向（使用時の位置関係で前記検出部と前記被検出面とが対向する、前記エンコーダ７の径方向で、図１〜２に於ける上下方向）に関する、互いの相対位置を調節可能に組み合わせると共に、この相対位置を所望の相対位置に調節した状態で、前記各構成部品２０〜２２同士を、結合固定手段である熱硬化性樹脂系接着剤により互いに結合固定して成る。

この様なセンサ装置１５に関する前記各構成部品２０〜２２のうち、前記取付側ケース２０は、合成樹脂製で、図３〜７に詳示する様に、有底円筒状の本体部２３と、この本体部２３の外周面の基端部に一体形成した、前記フランジ部１７とを備える。このうちの本体部２３の径方向中心部には、この本体部２３の先端面にのみ開口する、断面形状が円形である保持孔２４が存在する。この保持孔２４の中心軸の方向は、使用時の位置関係で前記検出部と前記被検出面とが対向する方向（前記エンコーダ７の径方向、図１〜２に於ける上下方向）に一致している。又、前記本体部２３の軸方向中間部先端寄り部分の円周方向１箇所に、当該箇所を径方向に貫通する通孔２５を形成している。図３、７に示す様に、前記本体部２３の径方向から見た、この通孔２５の形状は、Ｔ字形である。又、前記保持孔２４の内周面のうち、円周方向に関する位相が前記通孔２５の中心部に対して１８０度ずれた位置に、軸方向に長い外径側キー２６を、前記保持孔２４の全長に亙り突設している。更に、前記保持孔２４の円周方向複数箇所｛３箇所以上。本例の場合には４箇所（図５、７参照）｝で、円周方向に関して前記通孔２５及び外径側キー２６から外れた部分に、それぞれが軸方向に長い突条２７、２７を、前記保持孔２４の全長に亙り設けている。

又、前記センサケース２２は、合成樹脂製で、図４〜６、８、９に詳示する様に、軸方向両端部のうちの基端部のみを開口させた有底円筒状である。即ち、このセンサケース２２は、円筒部２８と、この円筒部２８の先端開口を塞ぐ底板部２９とを備える。又、この円筒部２８の基端部の円周方向１箇所に、この円筒部２８の基端縁に開口する切り欠き３０を設けている。又、この円筒部２８の外周面のうち、円周方向に関する位相が前記切り欠き３０の中心部に対して１８０度ずれた位置に、軸方向に長い外径側キー溝３１を、この円筒部２８の基端縁から先端寄り部分に亙り設けている。又、前記円筒部２８の内周面のうち、円周方向に関して前記外径側キー溝３１と同位相の部分に、軸方向に長い内径側キー３２を、前記円筒部２８の全長に亙り設けている。更に、この円筒部２８の円周方向複数箇所｛３箇所以上。本例の場合には６箇所（図５、８参照）｝で、円周方向に関して前記切り欠き３０及び内径側キー３２から外れた部分に、それぞれが軸方向に長い突条３３、３３を、前記円筒部２８の全長に亙り設けている。

又、前記センサユニット２１は、図１０〜１２に詳示する様に、合成樹脂製のホルダ３４と、このホルダ３４の外周面の軸方向中間部の径方向片半部に設けた凹部３５内に固定したセンサ基板３６と、前記ホルダ３４の先端面に設けた凹部３７内に固定した磁気発生用の永久磁石３８と、この永久磁石３８の先端面に固定した、検出部を構成するホールＩＣ３９と、このホールＩＣ３９と前記センサ基板３６とを電気的に接続する配線４０、４０とを備える。このうちのホールＩＣ３９と永久磁石３８とが、センサ１２ａを構成する。このホールＩＣ３９の先端面は、前記ホルダ３４の先端面よりも軸方向に少しだけ突出している。又、前記ホルダ３４の外周面の円周方向一部分で、このホルダ３４の長さ方向に関して、前記凹部３５の幅方向中央部を挟んだ両側部分に、それぞれがこの長さ方向に長い内径側キー溝４１、４１を設けている。又、前記ホルダ３４の外周面のうち、前記凹部３５及びこの凹部３５の径方向反対側に設けられた平坦部及び前記内径側キー溝４１、４１から外れた部分を、単一の円筒面部としている。

尚、本例の場合、前記取付側ケース２０と前記センサケース２２と前記ホルダ３４とを構成する合成樹脂として、それぞれガラス繊維を添加したポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を使用している。本発明を実施する場合、当該合成樹脂の種類は、特に限定される事はないが、当該ＰＰＳをはじめとする、ガラス繊維を添加したエンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックが、温度変化による材料変形が小さく、寸法精度を良好にできると共に、高強度を得られる為、好適に使用できる。

上述した様な取付側ケース２０とセンサユニット２１とセンサケース２２とにより、図１〜４に示した様な前記センサ装置１５を組み立てる場合には、先ず、前記取付側ケース２０の通孔２５を挿通したセンサケーブル４２（図１〜２にのみ図示）の基端部を、前記センサユニット２１を構成するセンサ基板３６に電気的に接続する。そして、この状態で、前記センサユニット２１を前記センサケース２２の内側に、このセンサケース２２の基端開口を通じて挿入し、前記ホールＩＣ３９の先端面を、前記センサケース２２の底板部２９の内側面に当接させる。又、この挿入に伴って、前記内径側キー溝４１、４１と前記内径側キー３２とを係合させる事により、前記センサユニット２１と前記センサケース２２との円周方向の位相合わせを行う。更に、挿入後の状態で、前記センサユニット２１が前記センサケース２２の内側から不用意に抜け出る事を防止できる様にする為、前記センサユニット２１を構成するホルダ３４の外周面に設けた単一の円筒面部と、前記センサケース２２の内周面に設けた各突条３３、３３の先端縁とを、或る程度の締め代を持たせた状態で摩擦係合させる。

上述の様にしてセンサユニット２１をセンサケース２２の内側に保持したならば、次いで、このセンサケース２２の基端側部分を、前記取付側ケース２０の保持孔２４内に、軸方向の変位のみを可能に嵌装した状態とする。この為に、具体的には、前記センサケース２２の基端側部分を前記保持孔２４内に挿入する事に伴い、前記外径側キー溝３１と前記外径側キー２６とを係合させる事により、前記センサケース２２と前記取付側ケース２０との円周方向の位相合わせを行うと共に、これら両部品２２、２０同士の相対回転の防止を図る。これと共に、前記センサケース２２の外周面と、前記保持孔２４の内周面に設けた各突条２７、２７の先端縁とを、或る程度の締め代を持たせた状態で摩擦係合させる。尚、この状態で、前記センサケース２２に設けた切り欠き３０と、前記取付側ケース２０に設けたＴ字形の通孔２５との、互いの中心部同士の円周方向の位相が一致する。

上述の様にしてセンサケース２２の基端側部分を前記保持孔２４内に、軸方向の変位のみを可能に嵌装したならば、次いで、この状態で、前記取付側ケース２０と前記センサケース２２との間に、このセンサケース２２の外周面と前記各突条２７、２７の先端縁との間に作用する摩擦力よりも大きい軸方向荷重を、治具により加える。これにより、前記保持孔２４の内側で前記センサケース２２を軸方向に変位させる事に基づき、この軸方向に関する、前記取付用部品２０と前記センサケース２２との相対位置を、所望の相対位置に調節する。具体的には、対象となる主軸装置の仕様により決定される、前記取付用座面１３ａから前記エンコーダ７の被検出面までの径方向距離Ｘを考慮して、使用時の組み付け状態で、このエンコーダ７の被検出面と前記センサユニット２１の検出部（ホールＩＣ３９）との対向間隔（この被検出面と前記センサケース２２の先端面との対向間隔＋前記底板部２９の板厚）が適正値となる様に、前記取付用基準面１４ａから前記センサケース２２の先端面までの軸方向寸法Ｙを調節する。この調節後の軸方向寸法Ｙは、前記センサケース２２の外周面と前記各突条２７、２７の先端縁との間に作用する摩擦力により、不用意に変化する事を防止される。尚、この状態で、その基端部を前記センサ基板３６に電気的に接続した前記センサケーブル４２は、前記センサケース２２に設けた切り欠き３０と、前記取付側ケース２０に設けたＴ字形の通孔２５とを通じて、この取付側ケース２０の外部に引き出された状態となる。

上述の様にして軸方向寸法Ｙを調節したならば、次いで、前記Ｔ字形の通孔２５内で、この通孔２５のＴ字の縦棒部分の下端に、前記センサケーブル４２を寄せる。そして、この状態で、この通孔２５のＴ字の横棒部分に、前記熱硬化性樹脂系接着剤の定量吐出装置の吐出ノズルを差し込み、当該部分を通じて、前記保持孔２４及び前記センサ保持用部品２２の内部（これら保持孔２４の内周面とセンサケース２２の外周面との間に存在する隙間、及び、前記センサユニット２１を構成するホルダ３４の外周面と前記センサケース２２の内周面との間に存在する隙間を含む）に、必要量の前記熱硬化性樹脂系接着剤を流し込む。そして、この様に内部に流し込んだ熱硬化性樹脂系接着剤を加熱して硬化させ、前記取付側ケース２０と前記センサユニット２１と前記センサケース２２とを互いに接着固定する事により、前記センサ装置１５を完成する。

上述の様に構成する本例のセンサ装置及び物理量測定装置付回転機械によれば、対象となる主軸装置の仕様が異なる事により、前記径方向距離Ｘが異なる場合でも、前記センサ装置１５の組立時に、前記軸方向寸法Ｙを調節する事により、このセンサ装置１５の検出部と前記エンコーダ７の被検出面との対向間隔を適正値にできる。言い換えれば、本例の場合、例えば図３〜４の（Ａ）と（Ｂ）とに示す様に、前記センサ装置１５の軸方向寸法Ｙを異ならせる場合でも、このセンサ装置１５として、同一の構成部品（前記取付側ケース２０、前記センサユニット２１、前記センサケース２２）を備えたものを使用できる。従って、対象となる主軸装置の仕様が異なる場合でも、前記センサ装置１５の製造設備を異ならせる必要がなくなる分、このセンサ装置１５、並びに、このセンサ装置１５を含んで構成する物理量測定装置付回転機械の製造コストを抑えられる。
又、本例の場合には、前記センサケース２２の基端側部分が、前記取付用部品２０に設けた保持孔２４内に収納された状態となる為、前記センサ装置１５を小型に構成し易くできる。

１、１ａ ハウジング
２ 主軸
３ 多列転がり軸受ユニット
４ 電動モータ
５ａ〜５ｄ 転がり軸受
６ 切削工具
７ エンコーダ
８ センサ装置
９ 特性変化組み合わせ部
１０ａ、１０ｂ 凹溝
１１ ホルダ
１２、１２ａ センサ
１３、１３ａ 取付用座面
１４、１４ａ 取付用基準面
１５ センサ装置
１６ 取付孔
１７ フランジ部
１８ 通孔
１９ ボルト
２０ 取付側ケース
２１ センサ
２２ センサケース
２３ 本体部
２４ 保持孔
２５ 通孔
２６ 外径側キー
２７ 突条
２８ 円筒部
２９ 底板部
３０ 切り欠き
３１ 外径側キー溝
３２ 内径側キー
３３ 突条
３４ ホルダ
３５ 凹部
３６ センサ基板
３７ 凹部
３８ 永久磁石
３９ ホールＩＣ
４０ 配線
４１ 内径側キー溝
４２ センサケーブル

Claims (4)

1. 使用時にも回転しない静止部材と、この静止部材に対し、それぞれが予圧を付与された複数の転がり軸受により回転自在に支持された、使用時に回転する回転部材と、この回転部材に支持固定された状態で、この回転部材と同心の被検出面を有するエンコーダとを備えたエンコーダ付回転機械と共に使用され、使用時に、その検出部を前記被検出面に対向させた状態で、前記静止部材に支持固定されるセンサ装置に於いて、
   前記静止部材に取付固定される取付側部品と、前記検出部を有するセンサと、このセンサを保持したセンサ保持部品とを備え、
   前記取付側部品は、保持孔を有しており、この保持孔は、その中心軸の方向を使用時の位置関係で前記検出部と前記被検出面とが対向する方向に一致させると共に、その軸方向両端部のうち少なくとも使用時の位置関係で前記被検出面に近い側の端部となる一端部を開口させたものであり、
   前記センサ保持部品は、その先端部に前記センサの検出部を配置した状態でこのセンサを保持しており、且つ、前記保持孔内に、軸方向の変位を可能に嵌装されると共に、この軸方向の変位に基づいて、前記保持孔の一端開口からの自身の先端部の突出量を所望量に調節された状態で、結合固定手段により前記取付側部品に結合固定されている
   事を特徴とするセンサ装置。
2. 前記結合固定手段が接着剤である、請求項１に記載したセンサ装置。
3. 使用時にも回転しない静止部材と、この静止部材に対し、それぞれが予圧を付与された複数の転がり軸受により回転自在に支持された、使用時に回転する回転部材と、この回転部材に支持固定された状態で、この回転部材と同心の被検出面を有するエンコーダと、この被検出面にその検出部を対向させた状態で、前記静止部材に支持されたセンサ装置と、このセンサ装置の出力信号を利用して、前記静止部材と前記回転部材との相対変位と、これら静止部材と回転部材との間に作用する外力と、この静止部材に対するこの回転部材の回転速度とのうちの、少なくとも１つの物理量を算出する演算器とを備えた物理量測定装置付回転機械に於いて、前記センサ装置が、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したセンサ装置である事を特徴とする物理量測定装置付回転機械。
4. 前記回転部材が工作機械の主軸であり、前記静止部材がハウジングである、請求項３に記載した物理量測定装置付回転機械。

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