NTN、工作機械主軸用センサ内蔵軸受ユニットを改良、高度で広範囲な状態監視を実現

　NTNは、2018年に発表した工作機械主軸用「センサ内蔵軸受ユニット」をワイヤレス化するとともに、新たに荷重センサを搭載し高度かつ広範囲な状態監視を実現する改良品を開発した。これにより、主軸用軸受の焼付きの未然防止につながるほか、加工状態の監視や軸受の組付けなどを簡素化できる。

　工作機械主軸（マシニングセンタ、旋盤、複合加工機） 向けに展開し、2023年度に3億円／年の販売を目指す。

　労働人口の減少などを背景に、製造現場では省人化や無人化が進むとともに、生産性の向上が求められている。こうした中、工作機械の基幹部品である主軸用軸受の焼付きなどの損傷と、それに伴う稼働停止や主軸交換などの損害を防ぐニーズが高まっている。

　工作機械主軸用「センサ内蔵軸受ユニット」は、軸受に隣接する外輪間座にセンサを内蔵し、軸受軌道面付近で高度な状態監視を行うことで、主軸用軸受の焼付きの未然防止に貢献する商品で、2018年の開発発表後にユーザーへの提案を進める中で、ワイヤレス化や加工状態の監視、軸受の組付けにかかる工数の削減などの要望があり、改良を行ったもの。

　今回の改良では、主軸の回転を利用して発電する小型・高出力の電磁式発電機と、小型で消費電力を抑えた無線モジュールを軸受ユニットに内蔵し、ワイヤレス化を実現した。電力供給やデータ伝送のための外部接続ケーブルや配線スペースが不要となり、軸受の組付け・取扱いを簡素化する。

　また、新たに小型・高感度の荷重センサを適用し、運転時に軸受に負荷される荷重やその変化を同時検出することが可能となった。運転中の切削荷重の変化など加工状態の監視に用いることで、加工品質や生産性の向上に貢献するほか、予圧荷重の高精度な測定も容易となり、軸受組み付け時の調整を短時間で行うことができる。

　さらに、焼付き前に生じる予圧荷重の急激な増加を検出することで、従来適用していた熱流センサに代わり、荷重センサで焼付きの未然防止に貢献する。

　NTNは、本開発品を工作機械の高機能化および製造現場の省人化や無人化、生産性の向上に貢献する商品として、各工作機械・スピンドルメーカーに提案を進めていく考えだ。