JP2002155933A - 自己発信センサ付き軸受 - Google Patents
自己発信センサ付き軸受Info
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/38—Ball cages
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
- F16C19/525—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to temperature and heat, e.g. insulation
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- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸受内部の異常等の状況が容易に精度良く検
出でき、軸受が破壊や焼き付き等に至ることが未然に防
止できる簡易な構成の軸受を提供する。 【解決手段】 自己発信型の球状センサ５を、保持器４
等の軸受構成部品に取付ける。球状センサ５は、球状半
導体にセンシング回路、無線送信回路、および論理ロジ
ック回路を有し、かつこれらの回路に無線で給電するた
めのコイルを有するものとする。
出でき、軸受が破壊や焼き付き等に至ることが未然に防
止できる簡易な構成の軸受を提供する。 【解決手段】 自己発信型の球状センサ５を、保持器４
等の軸受構成部品に取付ける。球状センサ５は、球状半
導体にセンシング回路、無線送信回路、および論理ロジ
ック回路を有し、かつこれらの回路に無線で給電するた
めのコイルを有するものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、軸受の状態を検
出するセンサを有する自己発信センサ付き軸受に関す
る。
出するセンサを有する自己発信センサ付き軸受に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、軸受の異常検知システムとして、
軸受箱に振動センサを取付け、ケーブルによりモニタシ
ステムに入力し、異常振動を検知するものがある。ま
た、軸箱または軸受箱に孔を開け、熱センサを軸受外径
面に当てて異常発熱を検知するものがある。
軸受箱に振動センサを取付け、ケーブルによりモニタシ
ステムに入力し、異常振動を検知するものがある。ま
た、軸箱または軸受箱に孔を開け、熱センサを軸受外径
面に当てて異常発熱を検知するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、軸受箱に振動
センサを取付け、有線でモニタにデータ入力するもので
は、機械系全体の振動を測定することになり、軸受のみ
の異常検知は困難であった。また、軸受箱に孔を開け、
熱センサを軸受外径面に当てて異常発熱を検知をするも
のでは、軸受内部の温度状況を正確に知ることが難し
い。
センサを取付け、有線でモニタにデータ入力するもので
は、機械系全体の振動を測定することになり、軸受のみ
の異常検知は困難であった。また、軸受箱に孔を開け、
熱センサを軸受外径面に当てて異常発熱を検知をするも
のでは、軸受内部の温度状況を正確に知ることが難し
い。
【０００４】この発明の目的は、軸受内部の異常等の状
況が容易に精度良く検出でき、軸受が破壊や焼き付き等
に至ることが未然に防止できる簡易な構成の自己発信セ
ンサ付き軸受を提供することである。
況が容易に精度良く検出でき、軸受が破壊や焼き付き等
に至ることが未然に防止できる簡易な構成の自己発信セ
ンサ付き軸受を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の自己発信セン
サ付き軸受は、球状半導体にセンシング回路および無線
送信回路を形成した自己発信型の球状センサを、軸受構
成部品に取付けたものである。軸受構成部品への球状セ
ンサの取付けは、埋込み状態に行っても良い。センシン
グ回路は、例えば振動または温度など、軸受の何らかの
状況を検出するものとされる。この構成によると、軸受
の状況が球状センサで検出され、球状センサから無線で
送信される。この無線信号を受信することにより、軸受
内部の状況を監視することができる。この場合に、球状
センサは軸受構成部品に取付けられるため、軸受の内部
の状況を直接に検出することができ、軸受内部の異常等
の状況を容易に精度良く検出できる。このため、軸受が
完全に破損状態になったり、焼き付き等に至ることを未
然に防ぐことが可能になり、軸受支障による機械の異常
停止時間を無くすことができる。球状センサは、球状半
導体の球面の表面に各回路を形成したものであるため、
平面状の半導体に比べて、表面積が大きいことから、集
積度が３倍程度と大きく得られる。そのため、小型化が
可能であり、例えば直径１ミリ以下のものであっても、
上記のようなセンシング回路および無線送信回路を形成
したものとできる。このため、軸受部品への取付けが容
易に実現できる。また、自己発信型の球状センサは、無
線で検出情報を送信するため、軸受回りの配線が容易に
なるうえ、配線の捩じれ等の問題を生じることなく、回
転側の軌道輪や、回転を伴う保持器等に取付けることが
できる。配線が不要なため、大幅な軸受または軸受廻り
の改造等を行うことなく、この発明の自己発信センサ付
き軸受の使用が行える。なお、球状センサの無線送信回
路は、例えば電波で検出信号を送信するものとされる
が、電波の他に、超音波、光、赤外線、磁束など、空間
を伝送可能な任意の無線信号を発信できるものであれば
良い。
サ付き軸受は、球状半導体にセンシング回路および無線
送信回路を形成した自己発信型の球状センサを、軸受構
成部品に取付けたものである。軸受構成部品への球状セ
ンサの取付けは、埋込み状態に行っても良い。センシン
グ回路は、例えば振動または温度など、軸受の何らかの
状況を検出するものとされる。この構成によると、軸受
の状況が球状センサで検出され、球状センサから無線で
送信される。この無線信号を受信することにより、軸受
内部の状況を監視することができる。この場合に、球状
センサは軸受構成部品に取付けられるため、軸受の内部
の状況を直接に検出することができ、軸受内部の異常等
の状況を容易に精度良く検出できる。このため、軸受が
完全に破損状態になったり、焼き付き等に至ることを未
然に防ぐことが可能になり、軸受支障による機械の異常
停止時間を無くすことができる。球状センサは、球状半
導体の球面の表面に各回路を形成したものであるため、
平面状の半導体に比べて、表面積が大きいことから、集
積度が３倍程度と大きく得られる。そのため、小型化が
可能であり、例えば直径１ミリ以下のものであっても、
上記のようなセンシング回路および無線送信回路を形成
したものとできる。このため、軸受部品への取付けが容
易に実現できる。また、自己発信型の球状センサは、無
線で検出情報を送信するため、軸受回りの配線が容易に
なるうえ、配線の捩じれ等の問題を生じることなく、回
転側の軌道輪や、回転を伴う保持器等に取付けることが
できる。配線が不要なため、大幅な軸受または軸受廻り
の改造等を行うことなく、この発明の自己発信センサ付
き軸受の使用が行える。なお、球状センサの無線送信回
路は、例えば電波で検出信号を送信するものとされる
が、電波の他に、超音波、光、赤外線、磁束など、空間
を伝送可能な任意の無線信号を発信できるものであれば
良い。
【０００６】この発明において、上記球状センサを取付
けた軸受構成部品が、転動体を保持する保持器であって
も良い。このように保持器に球状センサを取付けること
により、軸受内部の異常等の状況を直接に検出すること
ができる。
けた軸受構成部品が、転動体を保持する保持器であって
も良い。このように保持器に球状センサを取付けること
により、軸受内部の異常等の状況を直接に検出すること
ができる。
【０００７】この発明において、前記球状センサは、電
波の送受信用のコイルを有し、このコイルを介して受信
される電波を、各回路の駆動電源に用いるものであって
も良い。このコイルは、球状半導体の表面に形成したも
のであっても、別に取付けたものであっても良い。この
構成の場合、軸受外部の送受信ユニット等から、球状セ
ンサに電波で給電できる。そのため、軸受構成部品に電
池を取付けたり、有線の電源経路を設けることが不要で
あり、より一層簡易に、軸受構成部品への球状センサの
採用が行える。
波の送受信用のコイルを有し、このコイルを介して受信
される電波を、各回路の駆動電源に用いるものであって
も良い。このコイルは、球状半導体の表面に形成したも
のであっても、別に取付けたものであっても良い。この
構成の場合、軸受外部の送受信ユニット等から、球状セ
ンサに電波で給電できる。そのため、軸受構成部品に電
池を取付けたり、有線の電源経路を設けることが不要で
あり、より一層簡易に、軸受構成部品への球状センサの
採用が行える。
【０００８】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１およ
び図２と共に説明する。この自己発信センサ付き軸受
は、転がり軸受からなり、軌道輪である内輪１と外輪２
の間に複数の転動体３を介在させ、これら転動体３を保
持器４のポケット４ａ内に保持したものである。転動体
３は玉からなり、この軸受は深溝玉軸受とされている。
上記の各軸受構成部品である内輪１、外輪２、転動体
３、および保持器４のうち、この例では保持器４に、球
状センサ５が取付けてある。球状センサ５の取付けは埋
め込み状態とする。例えば保持器４に設けた孔６に球状
センサ５を埋め込み、その外側から孔６を、適宜の栓ま
たは充填材（図示せず）で埋めてある。保持器４の球状
センサ５の埋め込み位置は、保持器４の隣合うポケット
４ａ間の柱部に対応する円周方向位置とすることが好ま
しい。
び図２と共に説明する。この自己発信センサ付き軸受
は、転がり軸受からなり、軌道輪である内輪１と外輪２
の間に複数の転動体３を介在させ、これら転動体３を保
持器４のポケット４ａ内に保持したものである。転動体
３は玉からなり、この軸受は深溝玉軸受とされている。
上記の各軸受構成部品である内輪１、外輪２、転動体
３、および保持器４のうち、この例では保持器４に、球
状センサ５が取付けてある。球状センサ５の取付けは埋
め込み状態とする。例えば保持器４に設けた孔６に球状
センサ５を埋め込み、その外側から孔６を、適宜の栓ま
たは充填材（図示せず）で埋めてある。保持器４の球状
センサ５の埋め込み位置は、保持器４の隣合うポケット
４ａ間の柱部に対応する円周方向位置とすることが好ま
しい。
【０００９】球状センサ５は、図２に拡大して示すよう
に、球状半導体１０にセンシング回路１１および無線送
信回路１２を形成した自己発信型のものである。センシ
ング回路１１は、振動を検出する回路であっても、また
温度やその他の状態を検出する回路であっても良い。球
状センサ５は、詳しくは球状半導体１０に、上記センシ
ング回路１１および無線送信回路１２の他に、制御ロジ
ック回路１３および電波送受信用のコイル１４が設けて
あり、このコイル１４を介して受信される電波を、各回
路１１，１２，１３の駆動電源に用いるようになされて
いる。球状半導体１０にはシリコン（Ｓｉ）等が使用さ
れる。上記各回路１１〜１３およびコイル１４は、球状
半導体１０の球状表面に形成される。球状センサ５の大
きさは、例えば直径寸法が１mm以下のものとされる。
に、球状半導体１０にセンシング回路１１および無線送
信回路１２を形成した自己発信型のものである。センシ
ング回路１１は、振動を検出する回路であっても、また
温度やその他の状態を検出する回路であっても良い。球
状センサ５は、詳しくは球状半導体１０に、上記センシ
ング回路１１および無線送信回路１２の他に、制御ロジ
ック回路１３および電波送受信用のコイル１４が設けて
あり、このコイル１４を介して受信される電波を、各回
路１１，１２，１３の駆動電源に用いるようになされて
いる。球状半導体１０にはシリコン（Ｓｉ）等が使用さ
れる。上記各回路１１〜１３およびコイル１４は、球状
半導体１０の球状表面に形成される。球状センサ５の大
きさは、例えば直径寸法が１mm以下のものとされる。
【００１０】この構成の自己発信センサ付き軸受による
と、保持器４に取付けられた球状センサ５のセンシング
回路１１によって、軸受の振動または温度が検出され
る。この検出された振動または温度のデータは、無線送
信回路１２で発信される。この無線の検出データを、軸
受外、例えば軸受取付機器に配置された受信機（図示せ
ず）で受信することにより、軸受内部の振動または温度
等を監視し、軸受異常を検知することができる。球状セ
ンサ５は保持器４に取付けられているため、軸受内の異
常等の状況を直接に検出することができ、精度の良い検
出が行える。このため、軸受が完全に破損状態になった
り、焼き付き等に至ることを未然に防ぐことが可能にな
り、軸受支障による機械の異常停止時間を無くすことが
できる。
と、保持器４に取付けられた球状センサ５のセンシング
回路１１によって、軸受の振動または温度が検出され
る。この検出された振動または温度のデータは、無線送
信回路１２で発信される。この無線の検出データを、軸
受外、例えば軸受取付機器に配置された受信機（図示せ
ず）で受信することにより、軸受内部の振動または温度
等を監視し、軸受異常を検知することができる。球状セ
ンサ５は保持器４に取付けられているため、軸受内の異
常等の状況を直接に検出することができ、精度の良い検
出が行える。このため、軸受が完全に破損状態になった
り、焼き付き等に至ることを未然に防ぐことが可能にな
り、軸受支障による機械の異常停止時間を無くすことが
できる。
【００１１】球状センサ５は、球状半導体の球面の表面
に各回路１１〜１３を形成したものであるため、平面状
の半導体に比べて、表面積が大きいことから、集積度が
３倍程度と大きく得られる。そのため、小型化が可能で
あり、例えば直径１ミリ以下のものであっても、上記の
ようなセンシング回路１１および無線送信回路１２等を
形成したものとできる。このため、保持器４への取付け
が容易に実現できる。また、球状センサ５は無線で検出
情報を送信するため、軸受回りの配線が容易になり、ま
た回転する保持器４に取付けても、配線の捩じれの問題
がない。しかもこの球状センサ５は、電波の送受信用の
コイル１４を有し、このコイル１４を介して受信される
電波を、各回路１１〜１３の駆動電源に用いるものであ
るため、これらの回路１１〜１３への給電は、軸受外部
の送受信ユニット等から電波で行える。そのため、軸受
内の配線や電源経路を設けることが全く不要となる。こ
のように、配線が不要なため、大幅な軸受または軸受廻
りの改造等を行うことなく、この発明の自己発信センサ
付き軸受の使用が行える。
に各回路１１〜１３を形成したものであるため、平面状
の半導体に比べて、表面積が大きいことから、集積度が
３倍程度と大きく得られる。そのため、小型化が可能で
あり、例えば直径１ミリ以下のものであっても、上記の
ようなセンシング回路１１および無線送信回路１２等を
形成したものとできる。このため、保持器４への取付け
が容易に実現できる。また、球状センサ５は無線で検出
情報を送信するため、軸受回りの配線が容易になり、ま
た回転する保持器４に取付けても、配線の捩じれの問題
がない。しかもこの球状センサ５は、電波の送受信用の
コイル１４を有し、このコイル１４を介して受信される
電波を、各回路１１〜１３の駆動電源に用いるものであ
るため、これらの回路１１〜１３への給電は、軸受外部
の送受信ユニット等から電波で行える。そのため、軸受
内の配線や電源経路を設けることが全く不要となる。こ
のように、配線が不要なため、大幅な軸受または軸受廻
りの改造等を行うことなく、この発明の自己発信センサ
付き軸受の使用が行える。
【００１２】なお、上記実施形態は、深溝玉軸受におい
て、保持器４に球状センサ５を埋め込んだ例を説明した
が、球状センサ５は露出状態に保持器４に取付けても良
く、また保持器４の他に任意の軸受構成部品に取付けて
も良い。内外輪１，２、転動体３、保持器４の他に、シ
ール（図示せず）等の軸受構成部品に球状センサ５を取
付けても良い。軸受形式も、深溝玉軸受の他の各種の転
がり軸受、さらに滑り軸受にも適用できる。例えば、図
３〜図８に示す各実施形態に適用することもできる。
て、保持器４に球状センサ５を埋め込んだ例を説明した
が、球状センサ５は露出状態に保持器４に取付けても良
く、また保持器４の他に任意の軸受構成部品に取付けて
も良い。内外輪１，２、転動体３、保持器４の他に、シ
ール（図示せず）等の軸受構成部品に球状センサ５を取
付けても良い。軸受形式も、深溝玉軸受の他の各種の転
がり軸受、さらに滑り軸受にも適用できる。例えば、図
３〜図８に示す各実施形態に適用することもできる。
【００１３】図３はアンギュラ玉軸受に適用した例を示
す。この例では、図１の実施形態と同様に、保持器４に
球状センサ５を埋め込み状態に取付けている。図４は、
複列の円筒ころ軸受に適用した例を示す。この例におい
ても、図１の実施形態と同様に、保持器４に球状センサ
５を埋め込み状態に取付けている。図５は、複列の自動
調心ころ軸受に適用した例を示す。この例においても、
図１の実施形態と同様に、保持器４に球状センサ５を埋
め込み状態に取付けている。球状センサ５の埋め込み位
置は、図６に示すように、保持器４の柱部４ｂの先端部
としてある。
す。この例では、図１の実施形態と同様に、保持器４に
球状センサ５を埋め込み状態に取付けている。図４は、
複列の円筒ころ軸受に適用した例を示す。この例におい
ても、図１の実施形態と同様に、保持器４に球状センサ
５を埋め込み状態に取付けている。図５は、複列の自動
調心ころ軸受に適用した例を示す。この例においても、
図１の実施形態と同様に、保持器４に球状センサ５を埋
め込み状態に取付けている。球状センサ５の埋め込み位
置は、図６に示すように、保持器４の柱部４ｂの先端部
としてある。
【００１４】図７は、図５に示す複列の自動調心ころ軸
受において、球状センサ５を内輪１の幅面に埋め込み状
態に取付けた例を示す。このように内輪１に球状センサ
５を取付けた場合、球状センサ５を振動検出可能なもの
とすることにより、内輪１の振動検出が直接に行える。
受において、球状センサ５を内輪１の幅面に埋め込み状
態に取付けた例を示す。このように内輪１に球状センサ
５を取付けた場合、球状センサ５を振動検出可能なもの
とすることにより、内輪１の振動検出が直接に行える。
【００１５】図８は、複列の円すいころ軸受において、
ころからなる転動体３に球状センサ５を取付けた例を示
す。球状センサ５は、転動体３の大径側の端面の中心部
に埋め込み状態に取付けている。このように転動体３に
球状センサ５を取付けた場合、転動体３の温度状況が直
接に検出できる。
ころからなる転動体３に球状センサ５を取付けた例を示
す。球状センサ５は、転動体３の大径側の端面の中心部
に埋め込み状態に取付けている。このように転動体３に
球状センサ５を取付けた場合、転動体３の温度状況が直
接に検出できる。
【００１６】
【発明の効果】この発明の自己発信センサ付き軸受は、
球状半導体にセンシング回路および無線送信回路を形成
した自己発信型の球状センサを、軸受構成部品に取付け
たものであるため、軸受内部の異常等の状況が容易に精
度良く検出でき、軸受が破壊や焼き付き等に至ることが
未然に防止できる。上記球状センサを取付けた軸受構成
部品が、転動体を保持する保持器である場合は、軸受内
部の状況を直接に検出でき、より精度良く軸受内部状況
の検出が行える。前記球状センサが、電波の送受信用の
コイルを有し、このコイルを介して受信される電波を、
各回路の駆動電源に用いるものである場合は、球状セン
サに電波で給電でき、そのため軸受構成部品に電池や有
線の電源経路を設けることが不要であり、センサ機能を
有しながら、簡素な構造となる。
球状半導体にセンシング回路および無線送信回路を形成
した自己発信型の球状センサを、軸受構成部品に取付け
たものであるため、軸受内部の異常等の状況が容易に精
度良く検出でき、軸受が破壊や焼き付き等に至ることが
未然に防止できる。上記球状センサを取付けた軸受構成
部品が、転動体を保持する保持器である場合は、軸受内
部の状況を直接に検出でき、より精度良く軸受内部状況
の検出が行える。前記球状センサが、電波の送受信用の
コイルを有し、このコイルを介して受信される電波を、
各回路の駆動電源に用いるものである場合は、球状セン
サに電波で給電でき、そのため軸受構成部品に電池や有
線の電源経路を設けることが不要であり、センサ機能を
有しながら、簡素な構造となる。
【図１】この発明の一実施形態にかかる自己発信センサ
付き軸受の部分断面図である。
付き軸受の部分断面図である。
【図２】その球状センサの斜視図である。
【図３】この発明の他の実施形態の部分断面図である。
【図４】このさらに発明の他の実施形態の部分断面図で
ある。
ある。
【図５】このさらに発明の他の実施形態の部分断面図で
ある。
ある。
【図６】その保持器の球状センサ埋め込み部分の平面図
である。
である。
【図７】このさらに発明の他の実施形態の部分断面図で
ある。
ある。
【図８】このさらに発明の他の実施形態の部分断面図で
ある。
ある。
１…内輪 ２…外輪 ３…転動体 ４…保持器 ５…球状センサ ６…孔 １０…球状半導体 １１…センシング回路 １２…無線送信回路 １３…論理ロジック回路 １４…コイル
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） Ｇ０１Ｍ 13/04 Ｇ０１Ｍ 13/04 Ｆターム(参考） 2G024 AC00 BA11 3J101 AA02 AA12 AA32 AA42 AA43 AA62 BA05 BA22 BA53 BA56 FA04 FA22 FA24 FA26 FA33
Claims (3)
- 【請求項１】 球状半導体にセンシング回路および無線
送信回路を形成した自己発信型の球状センサを、軸受構
成部品に取付けた自己発信センサ付き軸受。 - 【請求項２】 上記球状センサを取付けた軸受構成部品
が、転動体を保持する保持器である請求項１記載の自己
発信センサ付き軸受。 - 【請求項３】 前記球状センサは、電波の送受信用のコ
イルを有し、このコイルを介して受信される電波を、各
回路の駆動電源に用いるものである請求項１または請求
項２記載の自己発信センサ付き軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000352182A JP2002155933A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 自己発信センサ付き軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000352182A JP2002155933A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 自己発信センサ付き軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002155933A true JP2002155933A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18825117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000352182A Pending JP2002155933A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 自己発信センサ付き軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002155933A (ja) |
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