JP2002130263A - 温度センサ付き軸受 - Google Patents

温度センサ付き軸受

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JP2002130263A JP2000331586A JP2000331586A JP2002130263A JP 2002130263 A JP2002130263 A JP 2002130263A JP 2000331586 A JP2000331586 A JP 2000331586A JP 2000331586 A JP2000331586 A JP 2000331586A JP 2002130263 A JP2002130263 A JP 2002130263A
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Ryutaro Oka
竜太郎 岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度異常検知の精度向上、部品点数の削減、
および生産性の向上が図れる温度センサ付き軸受を提供
する。 【解決手段】 転がり軸受１において、固定側の軌道輪
に取付けられるシール部材７に、軸受内の温度を測定す
る温度センサ１３を取付ける。固定側の軌道輪は、外輪
回転側の軸受１では内輪２である。シール部材７は、芯
金９とゴム状の弾性部材１０とでなる。温度センサ１３
は、芯金９に、弾性部材１０の成形時にインサート成形
で固定するか、あるいは成形後に半田付け等で固定す
る。温度センサ１３にはチップ型の積層サーミスタを用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、温度監視が必要
な軸受、例えば鉄道車両の車軸軸受や車輪軸受等に適用
される温度センサ付き軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、鉄
道車両の車軸軸受装置において、軸受温度の異常検知の
ために、車軸軸受の組み込まれているハウジングに、軸
受と別体の温度センサを取付け、ハウジング表面の温度
を測定している。
【０００３】しかし、次の問題点がある。 ．温度センサは、軸受自体の温度を直接に測定してい
ないため、異常を検知するタイミングが遅れ、検知時に
は軸受損傷が著しい場合がある。そのため原因究明が困
難となることが多い。 ．別体型の温度センサのために、取付スペースが必要
となる。 ．別体型の温度センサのため、部品点数が多くなり、
メンテナンス効果が悪い。すなわち、定期的なメンテン
ス時に軸受を交換するが、軸受と別に温度センサを交換
することが必要であり、交換に手間がかかる。 ．温度センサが軸箱の外側に取付けられているため、
飛石などの異物が当たり、損傷したり、異常信号発生の
誤信号を発する場合がある。
【０００４】また、従来、鉄道車両における車輪軸受に
おいては、図８に示すように、固定側の軌道輪である内
輪５２の幅面に、熱電対等からなる温度センサ６３を取
付けたものがある。外輪５３は、外周に車輪（図示せ
ず）が取付けられる回転側の軌道輪となる。この従来構
造の場合は、軸受自体の温度を直接に測定することがで
きる。しかし、温度センサ６３は、軌道輪である内輪に
取付られるため、固定が難しく、生産性が悪いという問
題点がある。
【０００５】この発明の目的は、温度異常検知の精度向
上、部品点数の削減、および生産性の向上が図れる温度
センサ付き軸受を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の温度センサ付
き軸受は、転がり軸受において、固定側の軌道輪に取付
けられるシール部材に、軸受内の温度を測定する温度セ
ンサを取付けたことを特徴とする。この構成によると、
温度センサは、軸受の一部であるシール部材に取付けら
れているため、軸受の温度を直接に検出でき、異常検知
の精度が向上する。また、温度センサが軸受と一体化さ
れているため、部品点数が削減される。さらに、温度セ
ンサは、軌道輪と異なり、付属的な軸受部品であるシー
ル部材に取付けられるため、シール部材の生産過程等で
簡単に取付けることができ、温度センサ付き軸受の生産
性が良い。温度センサは、固定側の軌道輪に取付けられ
るシール部材に取付けるため、配線の引出しが容易であ
る。
【０００７】この発明において、上記シール部材が、上
記軌道輪に取付けられる芯金と、この芯金に一体に固着
されたゴム状の弾性部材とからなる場合に、上記温度セ
ンサを上記芯金に接して設けることが好ましい。芯金
は、軌道輪に取付けられる金属部材であるため、軌道輪
の温度が温度センサに伝わり易く、より一層精度良く温
度検出が行える。
【０００８】シール部材が、上記のような芯金とゴム状
の弾性部材とからなるものである場合に、上記温度セン
サを、上記弾性部材の上記芯金への一体成形により上記
シール部材に固定しても良い。いわゆるインサート成形
により、温度センサを固定しても良い。このように、弾
性部材の成形時に、温度センサをインサート成形で固定
することにより、温度センサの固定作業が容易に行え、
確実に固定できる。そのため、温度センサ付きのシール
部材の生産性、センサ取付品質の安定性に優れる。
【０００９】この発明において、上記温度センサは、チ
ップ型の積層サーミスタを用いることが好ましい。チッ
プ型の積層サーミスタは小型，高感度，即応性が高い等
の特長があり、シール部材への取付が納まり良く行え
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】この発明の実施形態を図面と共に
説明する。図１は、この温度センサ付き軸受の部分断面
図であり、図４はこの軸受を鉄道車両の車輪軸受に応用
した軸受装置を示す。この軸受１は、外輪回転型の軸受
であり、それぞれ軌道輪である内輪２および外輪３のう
ち、固定輪である内輪２は、図４に示すように軸１１の
外周に嵌合して固定される。回転輪である外輪３は、そ
の外周に車輪１２が嵌合状態に固定される。
【００１１】図１に示すように、この軸受１は、内輪２
と外輪３との間に、保持器５に保持された転動体４を介
在させ、両端に、内外輪２，３間の環状空間をシールす
るシール手段６を設けたものである。この軸受は、複列
の転がり軸受、詳しくは複列の円すいころ軸受であり、
保持器４は、各転動体３の列毎に設けられている。内輪
１は、一対の分割内輪１ａ，１ａを付き合わせた分割型
とされ、両鍔付きとされている。外輪２は一体型のもの
であり、両端は内輪１よりも幅方向に延出している。
【００１２】図２に拡大して示すように、シール手段６
は、内輪２に取付けたシール部材７と、外輪３に取付け
たシール部材８とで構成され、固定輪である内輪２側の
シール部材７に、温度センサ１３が設けられている。
【００１３】外輪３側のシール部材８は、金属製のリン
グ状の部材であり、断面が内向きの溝形とされている。
この外輪側シール部材８は、外輪３の内輪２よりも軸方
向に延出した延出部３ａの内径面に嵌合状態に取付けら
れ、内径面が、内輪１の外端における外径面よりも若干
小径となっている。
【００１４】内輪２側のシール部材７は、内輪２に取付
けられる芯金９と、この芯金９に一体に固着された弾性
部材１０とからなり、オイルシールの一種とされる。芯
金９は、内輪２の外径面に嵌合する円筒部９ａと、この
円筒部９ａの外端から内径側へ延びて内輪２の幅面に係
合するフランジ部９ｂと、円筒部９ａの内端から折り返
されて斜め外径側へ延びる傾斜部９ｃとなり、円筒部９
ａと傾斜部９ｃとで断面く字状をなしている。弾性部材
１０は、ゴムまたは合成樹脂等のゴム状部材からなり、
本体部１０ａから延びるリップ部１０ｂ，１０ｃが設け
られている。本体部１０ａは、芯金９の円筒部９ａと傾
斜部９ｃとの間に充填状態に設けられている。各リップ
部１０ｂ，１０ｃは、外輪側シール部材８のウェブ内面
と内径側のフランジ外周面とに先端がそれぞれ近接し、
シール手段６は非接触シールとなっている。リップ部１
０ａ，１０ｂは、非接触とする代わりに、外輪側シール
部材８に先端を接触させ、シール手段６を接触シールと
しても良い。
【００１５】温度センサ１３は、シール部材７の芯金９
に接触して設けられ、弾性部材１０の芯金９への一体成
形により、インサート形成でシール部材６に埋め込み状
態に固定される。温度センサ１３は、芯金９における円
筒部９ａと傾斜部９ｃとの間の断面く字形の部分内に配
置されている。温度センサ１３には、サーミスタ、例え
ばチップ型の積層サーミスタが用いられる。温度センサ
１３のシール部材７への固定は、上記の一体成形による
他に、例えば図３に示すように、シール部材７の芯金９
の露出部分に行っても良い。その場合、半田付け等で固
定される。温度センサ１３の芯金９への固定箇所は、同
図ではフランジ９ｂの外側面としてあるが、他の露出部
分であっても良い。
【００１６】温度センサ１３の配線１４（図１）は、内
輪２の幅面に設けられた径方向溝１５から内輪２の内径
側へ引き出す。軸受１の両端の温度センサ１３の配線１
４は、いずれか片方へ纏めて引き出せるように、片方の
温度センサ１３の配線１４を、内輪２の内径面に設けた
軸方向溝１６を通して引き出す。配線１４は、温度異常
の判定手段（図示せず）に接続される。
【００１７】この構成の温度センサ付き軸受によると、
温度センサ１３を、軸受温度と同様の温度変化を生じる
シール部材７の芯金９に取付け、この芯金９の温度を測
定するようにしたため、軸受内輪温度の異常検知を高精
度に行える。シール部材７が、非接触型である場合は、
芯金９の温度は軸受温度と同程度になり、シール部材７
が接触型の場合は、軸受温度よりも３０〜５０℃程度高
くなるため、使用するシール手段６の仕様に応じて、上
記温度異常の判定手段の判定温度設定を行う。
【００１８】また、上記のように温度センサ１３をシー
ル部材７と一体としたため、軸受１は、温度センサ１３
が一体化されたものとなり、軸受装置の部品点数が削減
される。そのため、軸受装置の軸受交換等のメンテナン
スが容易となる。また、この実施形態では、温度センサ
１３がシール部材７に取付けられて軸受内部の配置とな
るため、温度センサ１３の取付スペースを別途に設ける
ことが不要で、また飛石などの異物が当たって損傷した
り、異常信号発生の誤信号を発する恐れがなくなる。さ
らに、温度センサ１３は、付属的な軸受部品であるシー
ル部材７に取付けられるため、内輪２に取付ける場合と
異なり、シール部材７の生産過程等で簡単に取付けるこ
とができ、温度センサ付き軸受１の生産性が良い。温度
センサ１３にはチップ型の積層サーミスタを用いている
ため、小型，高感度で即応性が高く、シール部材７への
固定や内蔵が簡単に行える。
【００１９】図５および図６は、この発明を内輪回転型
の軸受１Ａに適用した実施形態を示す。なお、この実施
形態において、特に説明した事項の他は、図１，図２の
実施形態と同じであり、対応部分に同一符号を付して、
重複した説明を省略する。この実施形態では、外輪３は
ハウジング（図示せず）の内径面に固定され、内輪２は
回転する軸１Ａの外周に固定される。内輪２の軸方向の
両側には、それぞれ油切りおよび後ろ蓋となる付属部品
１７が軸１１Ａに取付けられ、これら付属部品１７と外
輪３の間にシール手段６Ａが設けられる。
【００２０】図６に示すように、シール手段６Ａは、付
属部品１７に取付けられるシール部材７Ａとからなり、
外輪３に取付けられるシール部材８Ａと、温度センサ１
３は、固定輪である外輪３側のシール部材８Ａに固定さ
れる。付属部品１７に取付けられるシール部材７Ａは、
金属板製であり、付属部品１７の外周に嵌合する円筒部
７Ａａと、その一端から立ち上がるフランジ部７Ａｂと
を有する。
【００２１】外輪側のシール部材８Ａは、芯金９Ａと、
この芯金９Ａに一体に成形されたゴム状の弾性部材１０
Ａとからなり、温度センサ１３は芯金９Ａに固定されて
いる。弾性部材１０Ａは、ゴムまたは合成樹脂からな
り、リップ部１０Ａａ〜１０Ａｃを有している。芯金９
Ａは、一端が外輪２の内径面に嵌合して取付けられた金
属板製の段付き円筒状のシールケース部材９Ａａと、こ
のシールケース部材９Ａａの内径面に固定された芯金部
９Ａｂおよびラビリンスシール部９Ａｃとで構成され
る。芯金部９Ａａに弾性部材１０Ａが一体化される。ラ
ビリンスシール部９Ａｃは、芯金部９Ａａの軸受内部側
に位置しており、温度センサ１３は、このラビリンスシ
ール部９Ａｃの軸受内側の側面に固定されている。温度
センサ１３は、図１，図２の実施経形態と同様に、チッ
プ型の積層サーミスタが用いられている。なお、温度セ
ンサ１３は、図６の例の取付箇所に限らず、例えば図７
に示すように、シールケース部材９Ａａの外径面に固定
しても良い。
【００２２】このように、内輪回転型の軸受１Ａにおい
ても、その固定側軌道輪である外輪３に取付けられるシ
ール部材６Ａに温度センサ１３を取付けることにより、
軸受温度を精度良く検出でき、また部品点数の削減、お
よび生産性の向上を図ることができる。
【００２３】
【発明の効果】この発明の温度センサ付き軸受は、固定
側の軌道輪に取付けられるシール部材に、軸受内の温度
を測定する温度センサを取付けたものであるため、温度
異常検知の精度向上、部品点数の削減、および生産性の
向上が図れる。上記シール部材が、上記軌道輪に取付け
られる芯金と、この芯金に一体に固着されたゴム状の弾
性部材とからなる場合に、上記温度センサを芯金に接し
て設けた場合は、より一層精度良く温度検出が行える。
このようにシール部材が芯金と弾性部材とからなるもの
である場合に、上記温度センサを、弾性部材の芯金への
一体成形により固定した場合は、生産性がよく、また温
度センサの取付品質の安定性に優れる。温度センサとし
てチップ型の積層サーミスタを用いた場合は、小型，高
感度で即応性が高く、シール部材への取付が納まり良く
行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる温度センサ付き
軸受の部分断面図である。
【図２】図１のII部の拡大断面図である。
【図３】この発明の他の実施形態の部分拡大図である。
【図４】この温度センサ付き軸受を応用した軸受装置の
断面図である。
【図５】この発明のさらに他の実施形態の部分断面図で
ある。
【図６】図５のＶＩ部の拡大断面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態の部分拡大図で
ある。
【図８】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１…軸受 ２…内輪 ３…外輪 ４…転動体 ６…シール手段 ７…固定輪側のシール部材 ８…回転輪側のシール部材 ９…芯金 １０…弾性部材 １３…温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｋ 7/22 Ｇ０１Ｋ 7/22 Ｊ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 転がり軸受において、固定側の軌道輪に
    取付けられるシール部材に、軸受内の温度を測定する温
    度センサを取付けたことを特徴とする温度センサ付き軸
    受。
  2. 【請求項２】 上記シール部材が、上記軌道輪に取付け
    られる芯金と、この芯金に一体に固着されたゴム状の弾
    性部材とからなり、上記温度センサを上記芯金に接して
    設けた請求項１に記載の温度センサ付き軸受。
  3. 【請求項３】 上記温度センサを、上記弾性部材の上記
    芯金への一体成形により上記シール部材に固定した請求
    項２に記載の温度センサ付き軸受。
  4. 【請求項４】 上記温度センサが、チップ型の積層サー
    ミスタである請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
    の温度センサ付き軸受。
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Cited By (11)

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