CN101427115A - 轴承装置以及该轴承装置的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种轴承装置，具有设置有外环(11)、内环(12)和设置在各环之间的滚动体(13)的滚动轴承，同样具有用于测量滚动轴承内部温度的温度传感器(TS)。温度传感器的绕线通过形成在构成轴承装置的部件中的通孔(11d)延伸至外部。这使得线材容易地设置从而允许温度传感器定位在所需位置。因此，可测量该轴承的所需位置的温度。因为温度传感器可形成在薄的、柔性和小型的传感器中，所以其可组装至轴承的任何部分中，并且其具有良好的温度检测响应性，改善检测温度异常性的能力。

Description

轴承装置以及该轴承装置的制造方法

技术领域

本发明总体涉及一种包括热传感器的轴承装置以及该装置的制造方法，尤其涉及一种适用于下述设备的轴承装置和该装置的制造方法，这些设备包括作为发动机辅助机的交流发电机、中间滑轮、用于车辆空调的电磁离合器、水泵、轮毂单元、用于气体热泵的电磁离合器、压缩机、线性导向装置、滚珠螺丝等。

背景技术

到目前为止，已经使用的用于支承转动部件的通用类型轴承装置难于经受周期性的检查，在大多数情况下，当首次由于异常温度而出现麻烦(inconvenience)时需要进行内部检查。此外，在用于铁路车辆、风轮机等的轴承中，在使用固定的时间段之后，需要拆卸轴承装置和其他部分以进行检查，因此，难于预先预测由于异常温度而出现的麻烦。比较来说，下述专利文档1公开一种通过将热传感器安装至密封部件来测量轴承内部温度的技术。

[专利文档1]日本专利未审公开出版物No.2002-130263

发明内容

但是，在专利文档1中公开的技术具有下述问题，热传感器需要使用堆栈式热敏电阻，由于会在某种程度产生一定厚度，所以会在装配空间方面造成某些限制，并且难于测量轴承装置中初始想要测量部分的温度。另一问题是由于采用许多制造步骤，所以会增加成本，并且难于将热传感器应用于通用轴承。

鉴于上述现有技术中的内在问题而进行设计，本发明的第一个目的是提供一种轴承装置和制造该装置的方法，能够预测由异常温度造成的麻烦，该装置包括热传感器，具有高响应性，因为结合入轴承的任何部分，而不在其装配空间方面受到任何限制，也配置成小尺寸以具有优异的大量生产率。

此外，根据专利文档1中公开的技术，尤其地，该小尺寸轴承非常难于将具有相当厚度的不同部件诸如堆栈式热敏电阻结合入该轴承。

鉴于上述现有技术中的内在问题而进行设计，本发明的第二个目的是提供一种能够将热传感器结合入任意内部位置的轴承装置和其制造方法。

此外，根据在专利文档1中公开的技术，尤其当使用堆栈式热敏电阻时，热传感器难于形成为复杂结构并且可能受到强撞击而形成薄片。而且，由于受到大量制造步骤引起的高成本的影响，所以难于将热传感器应用至通用目的的轴承。另外，该轴承的内部达到高温度，因此，用于组成该热传感器的材料需要尤其注意，因为轴承内部处于高温条件。

鉴于上述现有技术中的内在问题而进行设计，本发明的第三个目的是提供一种能够将具有强度和耐热属性的热传感器结合入任意内部位置的轴承装置和制造方法。

而且，根据专利文档1中公开的技术，热传感器需要使用堆栈式热敏电阻，因此，堆栈式热敏电阻需要连接至轴承。例如，当通过粘合剂连接时，轴承的热量经由粘合剂层和堆栈式热敏电阻的封装而传递至测量部分，使得难于高精确度地测量该轴承的温度。尤其当该轴承的温度随着一些异常情况而急剧上升时，轴承的操作必须在某些情况下迅速被停止。堆栈式热敏电阻可检测到温度上升的时间点是热量传递所需经过的时间之后，同时，可能由于连续的操作轴承而导致关键的损害。

鉴于上述现有技术中的内在问题而进行设计，本发明的第四个目的是提供一种包括能够以高精确度和高响应测量轴承温度的热传感器的轴承装置。

根据本发明的第一轴承装置，包括：具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及热传感器；其中，所述热传感器通过下述步骤构成，包括通过使用掩模而将微图形曝光显影(exposure-developing)在涂覆于基板表面的抗蚀层(resist)上，进一步通过溅射而将金属膜沉积至所述微图形上，之后，移除剩余的抗蚀层。

根据第一轴承装置，所述热传感器通过下述步骤构成，包括通过使用掩模而将微图形曝光显影在涂覆于基板表面的抗蚀层上，进一步通过溅射而将金属膜沉积至所述微图形上，之后，移除剩余的抗蚀层，因此，可制造成非常的薄。由此制造得较薄的热传感器不需要大的装配空间，因此可装配在轴承装置中的任何位置处，并且可高精确度地测量初始想要测量的部分的温度。

根据本发明的第二轴承装置，包括：具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及测量所述滚动轴承的内部温度的热传感器，其中，所述热传感器通过在有机膜上形成金属薄膜而构成。

根据第二轴承装置，所述热传感器通过在有机膜上形成金属薄膜而构成。因此，当有机膜形成在该滚动轴承的一部件注入外座圈的表面上并且金属薄膜形成在其上时，可将非常薄的热传感器制造在该部件的表面上。采用这种方案，热传感器可设置在轴承装置的任意位置上，并且可高精确度地测量轴承中的温度。

优选地，所述热传感器通过下述步骤构成，包括通过使用掩模而将微图形曝光显影在有机膜上，进一步通过溅射而将金属膜沉积至所述微图形上，之后，移除剩余的抗蚀层。这种类型的可制造成非常薄的热传感器因此不需要大的装配空间，然后可装配在轴承装置中的任意位置中，并且可高精确度地测量初始想要测量的部分的温度。

此外，所述热传感器通过由溅射或真空蒸汽沉积以将金属薄膜沉积至有机膜上而构成。这种类型的可制造成非常薄的热传感器因此不需要大的装配空间，然后可装配在轴承装置中的任意位置中，并且可高精确度地测量初始想要测量的部分的温度。

根据本发明的第三轴承装置，包括：具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及测量所述滚动轴承的内部温度的热传感器，其中，所述热传感器通过将金属薄膜形成在由高聚合材料组成的基板上而构成。

根据第三轴承装置，热传感器通过将金属薄膜形成在高聚合材料上而构成。因此，该热传感器可形成任何构造，可结合则受到装配空间限制的轴承装置的任意部分中，并且以优异响应和高精确度地进行测量。而且，高聚和材料中的聚醚醚酮(polyetheretherketone)具有高强度以及优异的耐热属性，因此适于设置在该轴承装置中。

优选地，高聚合材料是聚醚醚酮(PEEK)。聚醚醚酮由下述化学式表述。

[化学式]

优选地，所述热传感器通过下述步骤构成，包括通过使用掩模(mask)而将微图形曝光显影在涂覆于基板表面上的抗蚀层上，进一步通过溅射而将金属膜沉积至所述微图形上，之后，移除剩余的抗蚀层。这种类型的可制造成非常薄的热传感器因此不需要大的装配空间，然后可装配在轴承装置中的任意位置中，并且可高精确度地测量初始想要测量的部分的温度。

根据本发明的第四轴承装置，包括：具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及测量所述滚动轴承的内部温度的热传感器，其中，所述热传感器通过基于喷墨方法在形成在所述轴承装置的一部件的表面上的绝缘薄膜上形成导电薄膜而构成。

根据该第四轴承装置，所述热传感器通过基于喷墨方法在形成在所述轴承装置的一部件的表面上的绝缘薄膜上形成导电薄膜而构成，并且因此可由于该导电薄膜而高精确度和高响应地测量轴承的温度。这种类型的可制造成非常薄的热传感器因此不需要大的装配空间，然后可装配在轴承装置中的任意位置中，并且可高精确度地测量初始想要测量的部分的温度。

在第一至第四轴承装置中，优选地，所述热传感器设置在所述外座圈上。此外，优选地，所述热传感器设置在所述内座圈上。还有，当轴承装置包括保持所述滚动部件的定位器时，所述热传感器设置在所述定位器上。此外，当轴承装置包括密封所述内座圈与外座圈之间的空间的密封件时，优选地，所述热传感器设置在所述密封件上。同样优选地，该金属是铂或银。

根据本发明的轴承装置的第一制造方法，包括：具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及热传感器，所述方法包括下述步骤：通过使用掩模而将微图形曝光显影在涂覆于基板表面的抗蚀层上，进一步通过溅射而将金属膜沉积至所述微图形上，之后，移除剩余的抗蚀层；以及将所述热传感器设置在所述滚动轴承的一部件上。

根据本发明的轴承装置的第二制造方法，包括：具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及测量所述滚动轴承的内部温度的热传感器，所述方法包括下述步骤：通过在所述滚动轴承的一部件上形成有机膜并且在有机膜上形成金属薄膜来构成所述热传感器。

优选地，所述热传感器通过由溅射或真空蒸汽沉积而将金属薄膜沉积在有机膜上来构成。

根据本发明的轴承装置的第三制造方法，包括：具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及测量所述滚动轴承的内部温度的热传感器，所述方法包括下述步骤：通过在由高聚合材料组成的基板上形成金属薄膜来构造所述热传感器；以及将所述热传感器设置在所述滚动轴承的一部件上。

优选地，所述高聚合材料是聚醚醚酮(PEEK)。此外，优选地，该轴承装置的制造方法还包括下述步骤：通过使用掩模而将微图形曝光显影在涂覆于基板表面的抗蚀层上，进一步通过溅射而将金属膜沉积至所述微图形上，之后，移除剩余的抗蚀层。

根据本发明的轴承装置的第四制造方法，包括：具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及测量所述滚动轴承的内部温度的热传感器，所述方法包括下述步骤：通过将绝缘薄膜形成在所述轴承装置的一部件的表面上并且基于喷墨方法将导电薄膜形成在绝缘薄膜上来构成所述热传感器。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的轴承装置的沿轴线方向所做的剖视图。

图2是示出图1中的传感器16的放大透视图。

图3是示出操作第一实例中的轴承装置时模拟温度升高的结果的示意图。

图4是沿轴线方向所做的剖视图，示出根据第二实施例的轴承装置。

图5是示出图4中的热传感器TS的透视图。

图6是示出当操作第二实例中的轴承装置时模拟温度上升的结果的示意图。

图7是沿轴线方向所做的剖视图，示出根据第三实施例的轴承装置。

图8是示出图7中的热传感器的透视图。

图9是示出当操作第三实例中的轴承装置时模拟温度上升的结果的示意图。

图10是沿轴线方向所做的剖视图，示出根据第四实施例的轴承装置。

图11是示出图10中的热传感器TS的传感器结构P的放大视图。

图12是示出当操作第四实例中的轴承装置时模拟温度上升的结果的示意图。

具体实施方式

接下来，将在下文参照附图说明本发明的实施例。

<第一实施例>

图1是根据第一实施例的沿轴线方向观看的轴承装置的剖视图。轴承装置10(也称为滚动轴承)包括外座圈11、内座圈12、滚珠13、定位器14以及盘状密封件15、15，滚珠13作为夹置在外座圈11与内座圈12之间的滚动部件，定位器14沿周向方向以相等间隔保持滚珠13，密封件15密封外座圈11与内座圈12之间的空间。

外座圈11沿其内周具有滚道表面11a和形成在两端附近的装配凹槽11b、11b。内座圈12沿其外周具有滚道表面12a和形成在两端附近的密封凹槽12b、12b。

附接至外座圈11的每个装配凹槽11b的密封件15包括芯杆15a和从芯杆15a沿径向方向向内延伸的凸缘部分15b。凸缘部分15b的内边缘接触在内座圈12的密封凹槽12b上。该密封件15设置在轴承装置10中，使得密封件15的外边缘伸入装配凹槽11b，同时使得外边缘在凸缘部分15b接触在密封凹槽12b的状态下产生弹性变形。这种类型密封件15的通用材料需要使用诸如SPCC(钢板冷商业品质或者冷轧制碳钢片和带)和SECC(钢、电镀锌、冷轧制商业品质)的钢板作为芯杆15a，合成橡胶诸如腈橡胶、丙烯酸橡胶、硅酮橡胶和氟橡胶作为凸缘部分15b。需要指出的是，轴承装置10的密封件并不局限于接触式橡胶密封，也可以采用非接触式橡胶密封件和非接触式钢板。

热传感器16嵌入在外座圈11的滚道表面11a中。经由形成在外座圈11中的径向延伸的凹槽11c向外拉出热传感器16的绕线。需要指出的是，图1扩大地示出热传感器16的厚度。

图2是热传感器16的放大透视图。在图2中，热传感器16包括基板16a和形成在基板16a上的超精细电阻图形16b。该电阻图形16b由线宽较窄的单一铂线形成。整个长度和电阻值也由于基板16a基于温度的膨胀或收缩而改变，因此，可通过使电流流过电阻图形16b而测量其温度。

下面将说明一种制造该热传感器16的方法。厚度大概为2μm的光致抗蚀剂(resist)(由Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.制造的OFPR800LB)通过旋转涂覆在附有作为绝缘膜的氧化膜的硅酮基板(厚度：200μm)的表面上而被涂覆，并且在90℃下经受8分钟的预烘烤过程。之后，电阻图形16b通过使用与该电阻图形16b对应的掩模(通过使用由Union Optical Co.，Ltd制造的掩模校准器)而暴露于光线，并且通过采用显影溶液(由Tokyo Ohka KogyoCo.，Ltd制成的MMD 3)而被显影。该基板最终在超纯度的水中漂洗60秒。

之后，厚度大概为250nm的铂膜通过溅射方法沉淀在光致抗蚀剂上，剩余在基板上的光致抗蚀剂通过使用采用丙酮的去除方法而被移除。在这一过程之后，该基板通过切割装置切割为预定切片尺寸。该芯片上的铂电阻图形16b进行布线操作。

<第一实例>

接下来，将通过第一实例来深入地说明本发明，但是，本发明并不局限于该实例。

如图1中的第一实例所示，本发明的发明人将通过上述方法制造的热传感器16附接至外座圈11的滚道表面11a，此外，在第一比较性实例中，将热传感器16附接至由图1中的单点划线所描述的外座圈11的外周表面，并且模拟操作该轴承装置时温度的上升。图3示出该结果。需要指出的是，用于模拟的规格如下所述给出。

轴承：NSK Ltd.制造的单排深槽滚珠轴承6203(轴承数(bearingnumber))。

转数：10,000rpm。

转动时间：1小时。

从图3可以清楚地看出，与第一比较性实例中将热传感器16设置在轴承装置10外部的情况相比，当热传感器16如第一实例那样设置在轴承装置10中时，可以理解，可高响应地测量该轴承装置的温度变化。根据第一实施例的热传感器16可以制成为非常的薄，因为电阻图形16b是通过使用半导体微处理技术形成的。因此，在轴承装置10的内部，热传感器16可设置在想要高精确度地测量温度的那部分处或者那部分的附近。因此，在整个高响应测量温度的过程中，在伴有温度异常升高这一征状的情况下，可以高精确度地预测在轴承装置10中产生的麻烦。

目前已经讨论了第一实施例，但是，本发明并不应该理解为局限于上述实施例，当然也可以进行正确地改变和改进。例如，如图1中的虚线所描述的，热传感器16可设置在内部周表面上，而非外座圈11的滚道表面11a，在密封件15的芯杆15a中，或者处于凸缘部分15b，并且也可按照情况设置在内座圈12和定位器14处。此外，热传感器16可构造为由杂金属薄膜组成的热电偶式传感器。

<第二实施例>

图4是沿第二实施例中使用的滚动轴承的轴线的方向所做的剖视图。轴承装置(也可称为滚动轴承)20包括外座圈21、内座圈22、滚珠23、定位器24以及盘状密封件25、25，滚珠23作为夹置在外座圈21与内座圈22之间的滚动部件，定位器24沿周向方向以相等间隔保持滚珠23，密封件25密封外座圈21与内座圈22之间的空间。滚珠23可以由诸如氮化硅和碳化硅的陶瓷组成。

外座圈21沿其内周具有滚道表面21a和形成在两端附近的装配凹槽21b、21b。内座圈22沿其外周具有滚道表面22a和形成在两端附近的密封凹槽22b、22b。

密封件25包括芯杆25a、凸缘部分25b以及合成橡胶装配部分25c，该芯杆具有主部分(并非钩部分)，包括基本上为环形的金属板(SPCC、SECC等)，和钩部分，该凸缘部分由合成橡胶(诸如腈橡胶、丙烯酸橡胶、硅酮橡胶和氟橡胶)组成，通过电镀整体地形成在芯杆25a的内直径侧上，该合成橡胶装配部分通过电镀整体地形成在芯杆25a的外直径侧上。密封件15通过从外侧与装配凹槽21b接合而附接至外座圈21，同时使得装配部分25c产生弹性变形。在这种状态下，凸缘部分25b的前端接触在密封凹槽22b上。该轴承装置20的密封件并不局限于接触式橡胶密封件，也可采用非接触式橡胶密封件和非接触式钢板。热传感器TS设置成处于不与处于外座圈21的滚道表面21a的中心的滚珠23接触的非接触状态。参照图4，热传感器TS的厚度扩大性地示出。

下面将讨论一种制造热传感器TS的方法。首先，有机薄膜形成在其上想要设置热传感器TS的那个部件的表面上(这里是形成在外座圈21的滚道表面21a上的浅周向凹槽或内腔21c)。这一成形方法需要使用与应用情况相对应的正确方法，诸如蒸汽沉积方法和溅射方法。该有机薄膜的实例包括通用目的的塑料、工程塑料、DLC(菱形碳)和聚对亚苯基二甲基组。在抗热属性方面优选采用DLC和聚对亚苯基二甲基组，由于具有高抗热属性，所以掺氟聚对亚苯基二甲基尤其是优选的。

如图5所示，形成有微图形的掩模(未示出)设置在形成于该部件表面上的有机膜TSa上，该掩模通过使用高聚合膜和金属薄膜制造，厚度大约为200nm的铂薄膜通过溅射方法进行沉积，由此形成采用具有小线宽的微图形的铂电阻图形TSb。热传感器TS由此形成。虽然未示出，但是热传感器TS的绕线经由例如沿外座圈21内部的径向方向穿过的通孔(未示出)抽出到外部。需要指出的是，在第二实施例中，热传感器通过使用以微图形形成在有机膜上的铂温度测量电阻而构成，但是，热传感器也可构造成热电偶，通过溅射和真空蒸汽沉积将双层不同金属薄膜形成在有机膜上，该金属薄膜的类型和形成方法并不局限于上述实例。

<第二实例>

接下来，将通过第二实例深入说明本发明，但是，本发明并不局限于该实例。

如图4中的第二实例所示，本发明的发明人将通过上述方法制造的热传感器TS附接至外座圈21的滚道表面21a，此外，在第二比较性实例中，将热传感器TS附接至由图4中的单点划线所描述的外座圈21的外周表面，并且模拟操作该轴承装置时温度的上升。图6示出该结果。需要指出的是，用于模拟的规格如下所述给出。

轴承：NSK Ltd.制造的单排深槽滚珠轴承6203(轴承数)。

转数：10,000rpm。

转动时间：1小时。

从图6可以清楚地看出，与第二比较性实例中将热传感器TS设置在轴承装置20外部的情况相比，当热传感器TS如第二实例那样设置在轴承装置20中时，可以理解，可高响应地测量该轴承装置的温度变化。根据第二实施例的热传感器TS可以制成为非常的薄，因为薄微电阻图形TSb是形成在沉积于该部件的表面上的有机膜TSa上的。因此，在轴承装置20的内部，热传感器TS可设置在想要高精确度地测量温度的那部分处或者那部分的附近。因此，在整个高响应测量温度的过程中，在伴有温度异常升高这一征状的情况下，可以高精确度地预测在轴承装置中产生的麻烦。

目前已经讨论了第二实施例，但是，本发明并不应该理解为局限于上述实施例，当然也可以进行正确地改变和改进。例如，如虚线所描述的，热传感器TS可设置在内部周向表面(部分A)上，而非外座圈21的滚道表面21a，在密封件25的芯杆25a中(部分B)，或者处于凸缘部分25b(部分C)。但是所结合的部分并不局限于上述那些，热传感器也可结合则滚动轴承20的任何部分中。

<第三实施例>

图7是沿第三实施例中使用的滚动轴承的轴线的方向所做的剖视图。轴承装置(也可称为滚动轴承)30包括外座圈21、内座圈32、用作滚动部件的滚珠23、保持该滚珠23的定位器24以及盘状密封件25、25，其构造基本上与图4中的相同。热传感器36设置成处于不与外座圈21的滚道表面21a的中心处的滚珠23接触的非接触状态。参照图7，热传感器36的厚度扩大性地示出。

图8是热传感器36的透视图。在图8中，热传感器36包括基板37、形成在基板37表面上的微电阻图形38。该微电阻图形38包括具有窄线宽的单铂线。随着基板37根据温度而扩大和收缩，热传感器36利用电阻值的改变以及电阻图形38的总长度的变化，并可以由此获取温度。

下面将讨论一种制造热传感器36的方法。厚度大概为2μm的光致抗蚀剂(由Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.制成的OFPR800LB)通过旋转涂覆在通过将PEEK(polyetheretherketone聚醚醚酮)树脂喷射为板状而形成的板状基板(厚度：200μm)的表面上而被涂覆，并且在90℃下经受90秒(1分钟和30秒)的预烘烤过程。之后，电阻图形TSb通过使用与该电阻图形TSb对应的掩模(通过使用Union Optical Co.，Ltd制成的掩模校准器)而暴露于光线，并且通过采用显影溶液(由Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd制成的MMD3)而被显影。这一基板最终在超纯度的水中漂洗60秒。

之后，厚度大概为200nm的铂膜通过溅射方法沉淀在光致抗蚀剂上，剩余在基板上的光致抗蚀剂通过使用采用丙酮的去除方法而被移除，由此形成电阻图形38。此外，在该基板已经通过切割装置切割为预定切片尺寸之后，将绕线连接至该芯片上的铂电阻图形38。

根据第三实施例，用于基板37的PEEK属于高聚合物材料，因此，可采用极低的成本形成复杂的形状，因此适于结合入轴承装置中的热传感器36。而且，该材料具有极好的抗热属性，玻璃化转变温度为143℃，熔化温度为343℃，并且由于其为半晶体的，所以具有相对于宽范围有机/无机液体来说的抗化学作用属性。因此，包括这种类型热传感器36的该轴承装置尤其适于应用至汽车的轴承和用于机床的轴承，其中存在LLC(使用期长的冷却剂)、高温油和水分。当模制由PEEK组成的基板时，其模制方法可能需要使用注入模制方法和挤压模制方法，但并非特定限定于此。而且，该第三实施例使用铂温度测量电阻器作为热传感器，但是，也可采用使用不同金属薄膜的热电偶，这种类型的金属薄膜和成形方法并不局限于上述内容。

<第三实例>

接下来，将通过第三实例深入说明本发明，但是，本发明并不局限于该实例。

如图7中的第三实例所示，本发明的发明人将通过上述方法制造的热传感器36附接至外座圈21的滚道表面21a，此外，在第三比较性实例中，将热传感器36附接至由图7中的单点划线所描述的外座圈21的外周表面，并且模拟操作该轴承装置时温度的上升。图9示出该结果。需要指出的是，用于模拟的规格如下所述给出。

轴承：NSK Ltd.制造的单排深槽滚珠轴承6203(轴承数)。

转数：10,000rpm。

转动时间：1小时。

从图9可以清楚地看出，与第三比较性实例中将热传感器36设置在轴承装置30外部的情况相比，当热传感器36如第三实例那样设置在轴承装置30中时，可以理解，可高响应地测量该轴承装置的温度变化。

根据第三实施例的热传感器36可以制成为非常的薄，因为薄微电阻图形38是形成在PEEK基板37上的。因此，在轴承装置30的内部，热传感器36可设置在想要高精确度地测量温度的那部分处或者那部分的附近。因此，在整个高响应测量温度的过程中，在伴有温度异常升高这一征状的情况下，可以高精确度地预测在轴承装置中产生的麻烦。

目前已经讨论了第三实施例，但是，本发明并不应该理解为局限于上述实施例，当然也可以进行正确地改变和改进。例如，如图7中的虚线所描述的，热传感器36可设置在内部周向表面(部分A)上，而非外座圈21的滚道表面21a，在密封件25的芯杆25a处(部分B)，或者处于凸缘部分25b(部分C)。但是所结合的部分并不局限于上述那些，热传感器也可结合在滚动轴承30的任何部分中。

<第四实施例>

下面将参照图10说明第四实施例。图10是沿第四实施例中使用的滚动轴承的轴线的方向所做的剖视图。轴承装置(也可称为滚动轴承)40包括外座圈41、内座圈42、滚珠43、定位器44以及盘状密封件45、45，滚珠43作为夹置在外座圈41与内座圈42之间的滚动部件，定位器44沿周向方向以相等间隔保持滚珠43，密封件45密封外座圈41与内座圈42之间的空间。滚珠43可以由诸如氮化硅和碳化硅的陶瓷组成。

外座圈41沿其内周具有滚道表面41a和形成在两端附近的装配凹槽41b、41b。内座圈42沿其外周具有滚道表面42a和形成在两端附近的密封凹槽42b、42b。

密封件45包括芯杆45a、凸缘部分45b以及合成橡胶装配部分45c，该芯杆具有主部分(并非钩部分)，包括基本上为环形的金属板(SPCC、SECC等)，和钩部分，该凸缘部分45b由合成橡胶(诸如腈橡胶、丙烯酸橡胶、硅酮橡胶和氟橡胶)组成，通过电镀整体地形成在芯杆45a的内直径侧上，该合成橡胶装配部分45c通过电镀整体地形成在芯杆45a的外直径侧上。密封件45通过从外侧与装配凹槽41b接合而附接至外座圈41，同时使得装配部分45c产生弹性变形。在这种状态下，凸缘部分45b的前端接触在密封凹槽42b上。需要指出的是，该轴承装置40的密封件并不局限于接触式橡胶密封件，也可采用非接触式橡胶密封件和非接触式钢板。热传感器46设置成处于不与外座圈41的滚道表面41a的中心的滚珠43接触的非接触状态。参照图4，热传感器46的厚度扩大性地示出。

下面将讨论一种制造热传感器46的方法。首先，厚度为1μm的的DLC(菱形碳)的高耐热绝缘薄膜M形成在其上想要设置热传感器的那个部件的表面上(这里是形成在外座圈41的滚道表面41a上的浅周向凹槽或内腔41c)。微传感器图形P通过喷墨方法由其上的银膜形成。此后，对传感器图形P进行烘烤，由此使得热传感器TS能够在不使用任何粘合剂的情况下设置在外座圈11上。根据实际设置的部分，该热传感器的绕线可类似地制作成布线图案。

传感器图形P是通过喷射分散的液体而形成的，该分散的液体包含例如以独立状态分散的银超细颗粒，作为耐高温绝缘薄膜M上的微喷嘴的墨水。所喷射的墨水通过烘烤而被蒸发或者处于低真空气体，由此能够获得强银膜。导电薄膜可通过采用金、铜和铝(并不局限于银)的颗粒而形成。需要指出的是，基于喷墨方法来形成薄膜详细地公开在日本专利待审公开出版物No.2003-209341中，因此在后文省略了对其的说明。

图11是示出热传感器46的传感器图形P的放大视图。连接至外部的绕线连接至设置在曲折图形线47的两端处的终端48、48。图形P是整个宽度为200μm、线宽大概为30μm的微图形。如果形成有传感器图形P的部分由于热膨胀而变形，那么图形线47的长度改变，其电阻值也变化。因此，可通过检测从外部流过的电流的变化而高精度地测量其温度。

在图10中，当热传感器46设置在外座圈41的滚道表面41a中的位置A时，形成沿径向方向穿过外座圈41的孔41d，并且连接至热传感器46的绕线R可经由孔41d沿径向方向抽出至外部。需要指出的是，如果外座圈41例如设置在所示的柱状部分中，那么绕线R无法按照需要那样沿轴承40的径向方向抽出。在这种情况下，沿轴线方向延伸的凹槽41沿着外座圈41的外周形成，连接至热传感器46的绕线Q也可经由孔41d和凹槽41e沿轴线方向抽出到外部。可选择地，沿轴线方向延伸的凹槽41f与内部的孔41d相交，该凹槽通过在外座圈41的侧部表面钻孔而形成，连接至热传感器46的绕线P也可经由孔41d和凹槽41f沿轴线方向抽出至外部。

作为第四实施例的改进实例，热传感器46可设置在内周表面上的位置B，而不是外座圈41的滚道表面41a。在这种情况下，沿轴线方向延伸的凹槽41g还形成在装配凹槽41b的底部中，连接至热传感器46的绕线S也可经由凹槽41g沿轴线方向抽出至外部。此外，第四实施例的另一改进实例是热传感器46可设置在密封件45的芯杆45a的内表面上的位置C中。在这种情况下，形成沿密封件45的轴线方向穿过的孔45d，连接至热传感器46的绕线T可经由孔45d沿轴线方向抽出至外部。第四实施例的又一改进实例是传感器46可设置在密封件45的凸缘部分45b的外表面上。在这种情况下，连接至热传感器46的绕线U可直接地抽出至外部。

<第四实例>

接下来，将通过第四实例更详细地说明本发明，但是，本发明并不局限于该实例。

如图10中的第四实例所示，本发明的发明人将通过上述方法制造的热传感器46附接至外座圈11的滚道表面11a(位置A)，此外，在第四比较性实例中，将热传感器46附接至由图10中的单点划线所描述的外座圈11的外周表面(位置A’)，并且模拟操作该轴承装置时温度的上升。图12示出该结果。需要指出的是，用于模拟的规格如下所述给出。

轴承：NSK Ltd.制造的单排深槽滚珠轴承6203(轴承数)。

转数：10,000min^-1。

转动时间：1小时。

从图12可以清楚地看出，与第四比较性实例中将热传感器46设置在轴承装置40外部的情况相比，当热传感器46如第四实例那样设置在轴承装置40中时，可以理解，可高响应地测量该轴承装置的温度变化。

在第四实施例中的热传感器46具有导电薄膜P，该薄膜通过喷墨方法形成图案，设置在形成在限定为轴承40的部件的外座圈41表面上的绝缘薄膜M上，因此可通过导电薄膜P高精度和高响应地测量该轴承的温度。因此，在伴有温度异常升高这一征状的情况下，高响应地测量该温度能够实现高精确地预测在轴承装置上产生的麻烦。

目前已经讨论了第四实施例，但是，本发明并不应该理解为局限于上述实施例，当然也可以进行正确地改变和改进。例如，如图11中的热传感器46也可由诸如铂的另一金属组成。

[工业实用性]

如上所述，根据本发明的轴承装置用于使得热传感器可测量所需轴承位置中的温度，绕线延伸灵活性极好，在不对热传感器的装配位置作出任何限制的情况下获得持久性，热传感器可改善检测异常温度的特性。

Claims (19)

1、一种轴承装置，包括：

具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及

热传感器；

其中，所述热传感器通过下述步骤构成，包括通过使用掩模而将微图形曝光显影在涂覆于基板表面的抗蚀层(resist)上，进一步通过溅射而将金属膜沉积至所述微图形上，之后，移除剩余的抗蚀层。

2、一种轴承装置，包括：

具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及

测量所述滚动轴承的内部温度的热传感器，

其中，所述热传感器通过在有机膜上形成金属薄膜而构成。

3、根据权利要求2所述的轴承装置，

其中，所述热传感器通过由溅射或真空蒸汽沉积以将金属薄膜沉积至有机膜上而构成。

4、一种轴承装置，包括：

具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及

测量所述滚动轴承的内部温度的热传感器，

其中，所述热传感器通过将金属薄膜形成在由高聚合材料组成的基板上而构成。

5、根据权利要求4所述的轴承装置，其中所述高聚合材料是聚醚醚酮(polyetheretherketone)。

6、根据权利要求4或5所述的轴承装置，其中，所述热传感器通过下述步骤构成，包括通过使用掩模而将微图形曝光显影在涂覆于基板表面上的抗蚀层上，进一步通过溅射而将金属膜沉积至所述微图形上，之后，移除剩余的抗蚀层。

7、一种轴承装置，包括：

具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及

测量所述滚动轴承的内部温度的热传感器，

其中，所述热传感器通过基于喷墨方法在形成在所述轴承装置的一部件的表面上的绝缘薄膜上形成导电薄膜而构成。

8、根据权利要求1至7任一项所述的轴承装置，其中，所述热传感器设置在所述外座圈上。

9、根据权利要求1至8任一项所述的轴承装置，其中，所述热传感器设置在所述内座圈上。

10、根据权利要求1至9任一项所述的轴承装置，还包括保持所述滚动部件的定位器，

其中所述热传感器设置在所述定位器上。

11、根据权利要求1至10任一项所述的轴承装置，还包括密封所述内座圈与外座圈之间的空间的密封件，

其中所述热传感器设置在所述密封件上。

12、根据权利要求1至11任一项所述的轴承装置，其中，所述金属是铂或银。

13、一种轴承装置的制造方法，包括：

具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及

热传感器，

所述方法包括下述步骤：

通过使用掩模而将微图形曝光显影在涂覆于基板表面的抗蚀层上，进一步通过溅射而将金属膜沉积至所述微图形上，之后，移除剩余的抗蚀层；以及

将所述热传感器设置在所述滚动轴承的一部件上。

14、一种轴承装置的制造方法，包括：

具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及

测量所述滚动轴承的内部温度的热传感器，

所述方法包括下述步骤：

通过在所述滚动轴承的一部件上形成有机膜并且在有机膜上形成金属薄膜来构成所述热传感器。

15、根据权利要求14所述的轴承装置的制造方法，其中，所述热传感器通过由溅射或真空蒸汽沉积而将金属薄膜沉积在有机膜上来构成。

16、一种轴承装置的制造方法，包括：

具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及

测量所述滚动轴承的内部温度的热传感器，

所述方法包括下述步骤：

通过在由高聚合材料组成的基板上形成金属薄膜来构造所述热传感器；以及

将所述热传感器设置在所述滚动轴承的一部件上。

17、根据权利要求16所述的轴承装置的制造方法，其中，所述高聚合材料是聚醚醚酮。

18、根据权利要求16或17所述的轴承装置的制造方法，还包括下述步骤：通过使用掩模而将微图形曝光显影在涂覆于基板表面的抗蚀层上，进一步通过溅射而将金属膜沉积至所述微图形上，之后，移除剩余的抗蚀层。

19、一种轴承装置的制造方法，包括：

具有外座圈、内座圈以及设置在所述外和内座圈之间的滚动部件；以及

测量所述滚动轴承的内部温度的热传感器，

所述方法包括下述步骤：

通过将绝缘薄膜形成在所述轴承装置的一部件的表面上并且基于喷墨方法将导电薄膜形成在绝缘薄膜上来构成所述热传感器。

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