JP2003013983A - 転がり軸受ユニット - Google Patents
転がり軸受ユニットInfo
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- JP2003013983A JP2003013983A JP2001201568A JP2001201568A JP2003013983A JP 2003013983 A JP2003013983 A JP 2003013983A JP 2001201568 A JP2001201568 A JP 2001201568A JP 2001201568 A JP2001201568 A JP 2001201568A JP 2003013983 A JP2003013983 A JP 2003013983A
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- stator
- coil
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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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
- F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
- F16C33/784—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race
- F16C33/7859—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members mounted to a groove in the inner surface of the outer race and extending toward the inner race with a further sealing element
-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
- F16C33/80—Labyrinth sealings
- F16C33/805—Labyrinth sealings in addition to other sealings, e.g. dirt guards to protect sealings with sealing lips
-
- 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
- F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
- F16C41/004—Electro-dynamic machines, e.g. motors, generators, actuators
-
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- 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
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池などの外部からの電力供給装置を不要と
するとともに、その絶縁性を向上させ、さらに、スペー
スの減少を可能にした転がり軸受ユニットを提供する。 【解決手段】 固定輪3端部に設けられかつ電力が誘起
されるステータ21が、第１のコイル要素が絶縁体に周方
向に間隔をおいて多数プリントされた第１基板31と、隣
り合う第１のコイル要素同士を接続して連続したコイル
を形成する第２のコイル要素が絶縁体に周方向に間隔を
おいて多数プリントされた第２基板32とが互いに重ね合
わせられて形成されている。
するとともに、その絶縁性を向上させ、さらに、スペー
スの減少を可能にした転がり軸受ユニットを提供する。 【解決手段】 固定輪3端部に設けられかつ電力が誘起
されるステータ21が、第１のコイル要素が絶縁体に周方
向に間隔をおいて多数プリントされた第１基板31と、隣
り合う第１のコイル要素同士を接続して連続したコイル
を形成する第２のコイル要素が絶縁体に周方向に間隔を
おいて多数プリントされた第２基板32とが互いに重ね合
わせられて形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、発電機能を有す
る転がり軸受ユニット、さらに詳しくは、発電機から電
力供給を受けるセンサーを含むセンサー装置が転がり軸
受の固定輪側に一体的に取り付けられたユニットに関す
る。
る転がり軸受ユニット、さらに詳しくは、発電機から電
力供給を受けるセンサーを含むセンサー装置が転がり軸
受の固定輪側に一体的に取り付けられたユニットに関す
る。
【０００２】センサー付き転がり軸受ユニットは、たと
えば、鉄道車両や自動車において、車軸あるいは車軸に
回転を伝達する回転軸を支持するとともに軸受の温度、
荷重、軸の回転速度などを検出するために用いられる。
えば、鉄道車両や自動車において、車軸あるいは車軸に
回転を伝達する回転軸を支持するとともに軸受の温度、
荷重、軸の回転速度などを検出するために用いられる。
【０００３】
【従来の技術】この種の転がり軸受ユニットでは、電池
の消耗によってセンサー装置が働かなくなるという問題
を解消するため、センサー装置への電力供給装置とし
て、固定輪端部に設けられたコイルと、コイルに対向す
るように回転輪に取り付けられたロータとしての永久磁
石とを備えているものが提案されている（例えば特開平
６−２００９２９号公報参照）。
の消耗によってセンサー装置が働かなくなるという問題
を解消するため、センサー装置への電力供給装置とし
て、固定輪端部に設けられたコイルと、コイルに対向す
るように回転輪に取り付けられたロータとしての永久磁
石とを備えているものが提案されている（例えば特開平
６−２００９２９号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の転がり軸受
ユニットでは、電力供給装置は、シーリング装置内に設
けられて軸受の外部からは密封されるが、コイル自体は
シールされていないため、軸受内に存在する微粒子等に
よってコイルがショートするという問題があった。ま
た、電力供給装置を収めるスペースが電池を電源とする
ものに比べて大きくなることから、電力供給装置用スペ
ースの減少が課題となっている。
ユニットでは、電力供給装置は、シーリング装置内に設
けられて軸受の外部からは密封されるが、コイル自体は
シールされていないため、軸受内に存在する微粒子等に
よってコイルがショートするという問題があった。ま
た、電力供給装置を収めるスペースが電池を電源とする
ものに比べて大きくなることから、電力供給装置用スペ
ースの減少が課題となっている。
【０００５】この発明の目的は、上記の問題を解決し、
電池などの外部からの電力供給装置を不要とするととも
に、その絶縁性を向上させ、さらに、スペースの減少を
可能にした転がり軸受ユニットを提供することにある。
電池などの外部からの電力供給装置を不要とするととも
に、その絶縁性を向上させ、さらに、スペースの減少を
可能にした転がり軸受ユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明による転がり軸
受ユニットは、転がり軸受の固定輪に設けられかつ電力
が誘起されるステータと、ステータに対向するように回
転輪に取り付けられかつ磁力を発生させるロータとを備
えている転がり軸受ユニットにおいて、ステータは、第
１のコイル要素が絶縁体に周方向に間隔をおいて多数プ
リントされた第１基板と、隣り合う第１のコイル要素同
士を接続して連続したコイルを形成する第２のコイル要
素が絶縁体に周方向に間隔をおいて多数プリントされた
第２基板とが互いに重ね合わせられて形成されているこ
とを特徴とするものである。
受ユニットは、転がり軸受の固定輪に設けられかつ電力
が誘起されるステータと、ステータに対向するように回
転輪に取り付けられかつ磁力を発生させるロータとを備
えている転がり軸受ユニットにおいて、ステータは、第
１のコイル要素が絶縁体に周方向に間隔をおいて多数プ
リントされた第１基板と、隣り合う第１のコイル要素同
士を接続して連続したコイルを形成する第２のコイル要
素が絶縁体に周方向に間隔をおいて多数プリントされた
第２基板とが互いに重ね合わせられて形成されているこ
とを特徴とするものである。
【０００７】この発明の転がり軸受ユニットによると、
軸受の回転運動に伴って、ロータが回転して、ステータ
のコイルに電力が誘起される。この電力は、コンデンサ
ーに蓄えられ、必要に応じて、センサー装置に供給され
る。したがって、外部からの電力供給装置が不要とな
り、常に電力が供給される状態となることから信頼性が
増す。
軸受の回転運動に伴って、ロータが回転して、ステータ
のコイルに電力が誘起される。この電力は、コンデンサ
ーに蓄えられ、必要に応じて、センサー装置に供給され
る。したがって、外部からの電力供給装置が不要とな
り、常に電力が供給される状態となることから信頼性が
増す。
【０００８】また、ステータは、第１のコイル要素が絶
縁体に周方向に間隔をおいて多数プリントされた第１基
板と、隣り合う第１のコイル要素同士を接続して連続し
たコイルを形成する第２のコイル要素が絶縁体に周方向
に間隔をおいて多数プリントされた第２基板とが互いに
重ね合わせられて形成されているものであるから、導電
部分のコイル要素が絶縁体間に収められることになり、
絶縁性が向上し、軸受内に存在する微粒子等によってコ
イルがショートするという問題が防止される。
縁体に周方向に間隔をおいて多数プリントされた第１基
板と、隣り合う第１のコイル要素同士を接続して連続し
たコイルを形成する第２のコイル要素が絶縁体に周方向
に間隔をおいて多数プリントされた第２基板とが互いに
重ね合わせられて形成されているものであるから、導電
部分のコイル要素が絶縁体間に収められることになり、
絶縁性が向上し、軸受内に存在する微粒子等によってコ
イルがショートするという問題が防止される。
【０００９】ステータを形成するには、例えば、第１お
よび第２のコイル要素が各基板の対向面に設けられると
ともに、両基板によって環状の中空部分が形成されるよ
うになされており、第１および第２のコイル要素の内の
いずれか一方は、一端部が基板の外周縁部に、他端部が
基板の内周縁部に位置させられ、同他方は、隣り合う第
１コイル要素のうちの一方の要素の外周縁部側端部と他
方の要素の内周縁部側端部とを接続するようになされて
いるものとされる。このようにすると、コイル要素を絶
縁体の片面にだけプリントすればよいので、基板の製作
が容易であり、また、両基板を重ね合わせることによっ
て、コイル要素同士が接続されてコイルが形成されると
ともに、コイルが環状の絶縁体内部に収められることに
なり、コイルの巻数を多くすることができて、発電能力
を高めることができるとともに、絶縁性も確保される。
よび第２のコイル要素が各基板の対向面に設けられると
ともに、両基板によって環状の中空部分が形成されるよ
うになされており、第１および第２のコイル要素の内の
いずれか一方は、一端部が基板の外周縁部に、他端部が
基板の内周縁部に位置させられ、同他方は、隣り合う第
１コイル要素のうちの一方の要素の外周縁部側端部と他
方の要素の内周縁部側端部とを接続するようになされて
いるものとされる。このようにすると、コイル要素を絶
縁体の片面にだけプリントすればよいので、基板の製作
が容易であり、また、両基板を重ね合わせることによっ
て、コイル要素同士が接続されてコイルが形成されると
ともに、コイルが環状の絶縁体内部に収められることに
なり、コイルの巻数を多くすることができて、発電能力
を高めることができるとともに、絶縁性も確保される。
【００１０】そして、両基板間の中空部分に、発電効率
を上げるためのステータ・コアが収められていることが
好ましい。ステータ・コアとしては、例えば、ゴムなど
の絶縁体で被覆された金属リングが使用される。このよ
うにすると、金属リングによって発電能力がさらに高め
られ、金属リングはステータ内に収められるので、電力
供給装置をコンパクトなものにすることができる。
を上げるためのステータ・コアが収められていることが
好ましい。ステータ・コアとしては、例えば、ゴムなど
の絶縁体で被覆された金属リングが使用される。このよ
うにすると、金属リングによって発電能力がさらに高め
られ、金属リングはステータ内に収められるので、電力
供給装置をコンパクトなものにすることができる。
【００１１】ステータは、固定輪に取り付けられて固定
輪と回転輪との間をシールするシールの軸方向内側に配
されていることが好ましい。このようにすると、センサ
ー装置は、電池を電源とするものと同じ配置としたまま
で、余分な場所をとらずに、電源を発電式のものに変更
することができる。
輪と回転輪との間をシールするシールの軸方向内側に配
されていることが好ましい。このようにすると、センサ
ー装置は、電池を電源とするものと同じ配置としたまま
で、余分な場所をとらずに、電源を発電式のものに変更
することができる。
【００１２】ステータの外周縁部および内周縁部のいず
れか一方に、固定輪に設けられた環状シール溝に嵌め合
わされる嵌合部が設けられ、同他方に、回転輪に接触す
るリップが設けられていることがある。このようにする
と、シールを省略することができ、電力供給装置をより
コンパクトにすることができる。
れか一方に、固定輪に設けられた環状シール溝に嵌め合
わされる嵌合部が設けられ、同他方に、回転輪に接触す
るリップが設けられていることがある。このようにする
と、シールを省略することができ、電力供給装置をより
コンパクトにすることができる。
【００１３】固定輪にセンサーを含むセンサー装置が取
り付けられており、センサー装置に、センサーの出力信
号を無線送信するためのＶ／Ｆ変換器、ＦＭ帯発信機お
よび送信用アンテナが設けられていることがある。この
ようにすると、センサー付き転がり軸受ユニットとして
の省スペース化が可能となり、しかも、センサ装置の信
頼性を増すことができる。
り付けられており、センサー装置に、センサーの出力信
号を無線送信するためのＶ／Ｆ変換器、ＦＭ帯発信機お
よび送信用アンテナが設けられていることがある。この
ようにすると、センサー付き転がり軸受ユニットとして
の省スペース化が可能となり、しかも、センサ装置の信
頼性を増すことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００１５】図１は、転がり軸受ユニットの上半部を示
している。以下の説明において、左右は図１についてい
うものとする。
している。以下の説明において、左右は図１についてい
うものとする。
【００１６】図１に示すように、転がり軸受ユニット
は、転がり軸受(1)と、転がり軸受(1)の一端部（この例
では右端部）に一体的に取り付けられたセンサー装置
(2)およびセンサー装置への電力供給装置(20)とを備え
ている。
は、転がり軸受(1)と、転がり軸受(1)の一端部（この例
では右端部）に一体的に取り付けられたセンサー装置
(2)およびセンサー装置への電力供給装置(20)とを備え
ている。
【００１７】転がり軸受(1)自体は、任意の構成をとり
うるが、この例では、通常の密封軸受と同じものであ
る。軸受(1)は、固定輪である外輪(3)、回転輪である内
輪(4)、これらの間に配置された複数の転動体である玉
(5)および保持器(6)を備えている。図示は省略したが、
外輪(3)はハウジングなどに固定され、内輪(4)には回転
軸などが固定される。外輪(3)の左右両端部の内径の肩
部に、環状シールみぞ(7)が形成され、各みぞ(7)にシー
ル（接触シール）(8)の外周縁部が嵌合され、シール(8)
の内周縁部が内輪(4)の外径に接触している。
うるが、この例では、通常の密封軸受と同じものであ
る。軸受(1)は、固定輪である外輪(3)、回転輪である内
輪(4)、これらの間に配置された複数の転動体である玉
(5)および保持器(6)を備えている。図示は省略したが、
外輪(3)はハウジングなどに固定され、内輪(4)には回転
軸などが固定される。外輪(3)の左右両端部の内径の肩
部に、環状シールみぞ(7)が形成され、各みぞ(7)にシー
ル（接触シール）(8)の外周縁部が嵌合され、シール(8)
の内周縁部が内輪(4)の外径に接触している。
【００１８】センサー装置(2)は、外輪(3)に固定された
ケース(9)、センサーである温度センサー(11)および送
信制御部(12)、ならびにケース(9)の外面に設けられた
送信用アンテナ(13)を備えている。センサーとしては、
温度センサー(11)の他、歪ゲージなどの荷重センサーで
もよく、さらには回転輪である内輪(4)に設けられたパ
ルサーに対向配置される、たとえばホール素子センサー
や磁気抵抗（ＭＲ）素子センサーなどでもよい。
ケース(9)、センサーである温度センサー(11)および送
信制御部(12)、ならびにケース(9)の外面に設けられた
送信用アンテナ(13)を備えている。センサーとしては、
温度センサー(11)の他、歪ゲージなどの荷重センサーで
もよく、さらには回転輪である内輪(4)に設けられたパ
ルサーに対向配置される、たとえばホール素子センサー
や磁気抵抗（ＭＲ）素子センサーなどでもよい。
【００１９】ケース(9)の構成および外輪(3)への取付け
方は任意である。この例では、ケース(9)は、短円筒状
の外周壁(9a)および内周壁(9b)、ならびにこれらの右端
部同士を連結する穴あき円板状の側壁(9c)よりなり、全
体として環状をなし、その中空部分の断面は略コ字状を
なす。外周壁(9a)の自由端部は内周壁(9b)より左側にの
びており、この外周壁(9a)の自由端部が外輪(3)の右端
部の外径の段部に密にはめ止められ、内周壁(9b)の自由
端部が内輪(4)の内径寄りの右端面に近接している。
方は任意である。この例では、ケース(9)は、短円筒状
の外周壁(9a)および内周壁(9b)、ならびにこれらの右端
部同士を連結する穴あき円板状の側壁(9c)よりなり、全
体として環状をなし、その中空部分の断面は略コ字状を
なす。外周壁(9a)の自由端部は内周壁(9b)より左側にの
びており、この外周壁(9a)の自由端部が外輪(3)の右端
部の外径の段部に密にはめ止められ、内周壁(9b)の自由
端部が内輪(4)の内径寄りの右端面に近接している。
【００２０】センサー(11)および送信制御部(12)は、ケ
ース(9)の側壁(9c)内面に固定された支持部材(14)に取
り付けられている。センサー(11)は、外輪(3)の右端面
に接触しており、外輪(3)の温度を検出して、その温度
に対応する温度検出信号を出力する。アンテナ(13)は、
ケース(9)の側壁(9c)の外面（右側面）に形成されたみ
ぞ(15)に埋め込み式に固定され、側壁(9c)を貫通して、
送信制御部(12)に接続されている。
ース(9)の側壁(9c)内面に固定された支持部材(14)に取
り付けられている。センサー(11)は、外輪(3)の右端面
に接触しており、外輪(3)の温度を検出して、その温度
に対応する温度検出信号を出力する。アンテナ(13)は、
ケース(9)の側壁(9c)の外面（右側面）に形成されたみ
ぞ(15)に埋め込み式に固定され、側壁(9c)を貫通して、
送信制御部(12)に接続されている。
【００２１】なお、図３に示すように、特に密封性を問
題にしない用途においては、支持部材(14)を外輪(3)に
固定するようにして、ケース(9)を全周環状としなくて
もよい。
題にしない用途においては、支持部材(14)を外輪(3)に
固定するようにして、ケース(9)を全周環状としなくて
もよい。
【００２２】図２は、センサー装置(2)の電気的構成の
１例を示している。
１例を示している。
【００２３】図２に示すように、送信制御部(12)は、Ｖ
／Ｆ変換器(16)およびＦＭ帯発振器(17)を備えている。
センサー(11)からの温度検出信号（電圧信号）はＶ／Ｆ
変換器(16)により周波数変調され、その周波数の信号が
ＦＭ帯発振器(17)より出力されて、アンテナ(13)から無
線送信される。
／Ｆ変換器(16)およびＦＭ帯発振器(17)を備えている。
センサー(11)からの温度検出信号（電圧信号）はＶ／Ｆ
変換器(16)により周波数変調され、その周波数の信号が
ＦＭ帯発振器(17)より出力されて、アンテナ(13)から無
線送信される。
【００２４】図示は省略したが、受信側では、ＦＭ受信
器により、転がり軸受ユニットから無線送信されてきた
信号が受信され、受信した信号の周波数が検出されて、
この周波数に対応する温度信号が出力される。そして、
たとえば、この温度信号に基づいて、温度の検出結果の
表示が行われる。
器により、転がり軸受ユニットから無線送信されてきた
信号が受信され、受信した信号の周波数が検出されて、
この周波数に対応する温度信号が出力される。そして、
たとえば、この温度信号に基づいて、温度の検出結果の
表示が行われる。
【００２５】電力供給装置(20)は、シール(8)の左面に
貼り付けられかつ外輪(3)と同心の環状のステータ(21)
と、ステータ(21)に対向するように内輪(4)に取り付け
られた複数の永久磁石からなるロータ(22)と、軸受(1)
の回転によってステータ(21)に生成した交流電力を整流
するダイオード(23)と、ダイオード(23)で直流化された
起電力を蓄電する電気二重層コンデンサ(24)とを備えて
いる。
貼り付けられかつ外輪(3)と同心の環状のステータ(21)
と、ステータ(21)に対向するように内輪(4)に取り付け
られた複数の永久磁石からなるロータ(22)と、軸受(1)
の回転によってステータ(21)に生成した交流電力を整流
するダイオード(23)と、ダイオード(23)で直流化された
起電力を蓄電する電気二重層コンデンサ(24)とを備えて
いる。
【００２６】ステータ(21)は、図４から図６までに詳し
く示すように、第１のコイル要素(33)が絶縁体(32)にプ
リントされた第１基板(31)と、第２のコイル要素(36)が
絶縁体(35)にプリントされた第２基板(34)とが重ね合わ
せられることによって形成されている。
く示すように、第１のコイル要素(33)が絶縁体(32)にプ
リントされた第１基板(31)と、第２のコイル要素(36)が
絶縁体(35)にプリントされた第２基板(34)とが重ね合わ
せられることによって形成されている。
【００２７】絶縁体(32)(35)としては、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、テフロン（登録商標）樹脂などの樹
脂、窒化アルミニウム、炭化ケイ素などのセラミックな
ど、両面に絶縁性を有するものが使用される。また、第
１および第２コイル要素(33)(36)の材料としては、銅、
ニッケル、金など、導電性を有するものであれば何でも
よい。
脂、エポキシ樹脂、テフロン（登録商標）樹脂などの樹
脂、窒化アルミニウム、炭化ケイ素などのセラミックな
ど、両面に絶縁性を有するものが使用される。また、第
１および第２コイル要素(33)(36)の材料としては、銅、
ニッケル、金など、導電性を有するものであれば何でも
よい。
【００２８】各絶縁体(32)(35)は、互いに同一の形状
で、図６に示すように、シール(8)と平行な環状の底壁
(32a)(35a)と、底壁(32a)(35a)の外周縁部から外方にの
びるテーパ状外周壁(32b)(35b)と、底壁(32a)(35a)の内
周縁部から内方にのびるテーパ状内周壁(32c)(35c)とよ
りなる。そして、第１基板(31)と第２基板(34)とが、絶
縁体(32)(35)の外周壁(32b)(35b)および内周壁(32c)(35
c)同士が合わさるように重ね合わせられることにより、
環状の中空体が形成され、この中空部分に、ゴムなどの
絶縁体(38)で被膜された金属リング(37)（ステータ・コ
ア）が収められている。
で、図６に示すように、シール(8)と平行な環状の底壁
(32a)(35a)と、底壁(32a)(35a)の外周縁部から外方にの
びるテーパ状外周壁(32b)(35b)と、底壁(32a)(35a)の内
周縁部から内方にのびるテーパ状内周壁(32c)(35c)とよ
りなる。そして、第１基板(31)と第２基板(34)とが、絶
縁体(32)(35)の外周壁(32b)(35b)および内周壁(32c)(35
c)同士が合わさるように重ね合わせられることにより、
環状の中空体が形成され、この中空部分に、ゴムなどの
絶縁体(38)で被膜された金属リング(37)（ステータ・コ
ア）が収められている。
【００２９】各第１コイル要素(33)は、軸方向から見て
略コ字状で、その一端部が絶縁体(32)の外周壁(32b)と
同じ高さに、他端部が絶縁体(32)の内周壁(32c)と同じ
高さに位置させられるように、また、中間部分が絶縁体
(32)の底壁(32a)に沿うように、絶縁体(32)の内面にプ
リントされている。第２コイル要素(36)は、径方向にの
びる直線状であり、その一端部が絶縁体(35)の外周壁(3
5b)と同じ高さに、他端部が絶縁体(35)の内周壁(35c)と
同じ高さに位置させられるように、また、中間部分が絶
縁体(35)の底壁(35a)に沿うように、絶縁体(35)の内面
にプリントされている。第２コイル要素(36)は、さら
に、両基板(31)(34)が重ね合わせられた際に、隣り合う
第１コイル要素(33)のうちの一方の要素の外周縁部側端
部と他方の要素の内周縁部側端部とを接続するように、
その位置が調整されている。したがって、両基板(31)(3
4)が重ね合わされると、図５に示すように、第１コイル
要素(33)の内周縁部側の端部に接続された第２コイル要
素(36)と、これに連なる第１コイル要素(33)とによっ
て、１つの環状部分が形成され、これが繰り返されるこ
とにより、全体として、軸受(1)の軸線を中心とする円
の周方向に連続して巻線されたコイルを有するステータ
(21)が形成される。外周縁部側端部および内周縁部側端
部以外の部分では、第１および第２コイル要素(33)(36)
同士は、軸方向に離れており、接触することはない。そ
して、所定位置において、第１コイル要素(33)とこれに
隣り合う第２コイル要素(36)とに導線(39)が接続され、
この導線(39)がダイオード(23)に接続されることによ
り、ステータ(21)に誘起された電力がコンデンサ(24)に
送られる。
略コ字状で、その一端部が絶縁体(32)の外周壁(32b)と
同じ高さに、他端部が絶縁体(32)の内周壁(32c)と同じ
高さに位置させられるように、また、中間部分が絶縁体
(32)の底壁(32a)に沿うように、絶縁体(32)の内面にプ
リントされている。第２コイル要素(36)は、径方向にの
びる直線状であり、その一端部が絶縁体(35)の外周壁(3
5b)と同じ高さに、他端部が絶縁体(35)の内周壁(35c)と
同じ高さに位置させられるように、また、中間部分が絶
縁体(35)の底壁(35a)に沿うように、絶縁体(35)の内面
にプリントされている。第２コイル要素(36)は、さら
に、両基板(31)(34)が重ね合わせられた際に、隣り合う
第１コイル要素(33)のうちの一方の要素の外周縁部側端
部と他方の要素の内周縁部側端部とを接続するように、
その位置が調整されている。したがって、両基板(31)(3
4)が重ね合わされると、図５に示すように、第１コイル
要素(33)の内周縁部側の端部に接続された第２コイル要
素(36)と、これに連なる第１コイル要素(33)とによっ
て、１つの環状部分が形成され、これが繰り返されるこ
とにより、全体として、軸受(1)の軸線を中心とする円
の周方向に連続して巻線されたコイルを有するステータ
(21)が形成される。外周縁部側端部および内周縁部側端
部以外の部分では、第１および第２コイル要素(33)(36)
同士は、軸方向に離れており、接触することはない。そ
して、所定位置において、第１コイル要素(33)とこれに
隣り合う第２コイル要素(36)とに導線(39)が接続され、
この導線(39)がダイオード(23)に接続されることによ
り、ステータ(21)に誘起された電力がコンデンサ(24)に
送られる。
【００３０】なお、第１コイル要素(33)および第２コイ
ル要素(36)の形状は、両者が重ね合わせられた際に、図
５に示すように、１つの環状部分と隣り合う環状部分に
連なる部分とを形成するものであれば、上記のものには
限られない。例えば、図７に示すように、第１の基板(3
1)に形成される第１のコイル要素(33)と第２の基板(34)
に形成される第２のコイル要素(36)とを、それぞれ略Ｌ
字状に形成してもよい。
ル要素(36)の形状は、両者が重ね合わせられた際に、図
５に示すように、１つの環状部分と隣り合う環状部分に
連なる部分とを形成するものであれば、上記のものには
限られない。例えば、図７に示すように、第１の基板(3
1)に形成される第１のコイル要素(33)と第２の基板(34)
に形成される第２のコイル要素(36)とを、それぞれ略Ｌ
字状に形成してもよい。
【００３１】上記の実施形態において、各コイル要素(3
3)(36)は、周方向に所定間隔をおいて配された３つの要
素がこの間隔よりも若干広い間隔をおいて周方向に並ぶ
ように配されている。第２コイル要素(36)は、３つとも
同じ形状とされており、第１コイル要素(33)のうち広い
間隔のところに臨まされているものは、その内周縁部側
の端部(33a)が隣り合う第１コイル要素(33)に近づくよ
うに若干延ばされている。
3)(36)は、周方向に所定間隔をおいて配された３つの要
素がこの間隔よりも若干広い間隔をおいて周方向に並ぶ
ように配されている。第２コイル要素(36)は、３つとも
同じ形状とされており、第１コイル要素(33)のうち広い
間隔のところに臨まされているものは、その内周縁部側
の端部(33a)が隣り合う第１コイル要素(33)に近づくよ
うに若干延ばされている。
【００３２】ロータ(22)の永久磁石は、例えば、周方向
に９０°ずつの間隔をおいて４つ配置される。永久磁石
は、１カ所だけに設けてもよく、また、ＮとＳとが繰り
返された円板状のロータとしてもよい。また、ロータ(2
2)は、保持器の端面に複数の永久磁石を取り付けたもの
でもよい。
に９０°ずつの間隔をおいて４つ配置される。永久磁石
は、１カ所だけに設けてもよく、また、ＮとＳとが繰り
返された円板状のロータとしてもよい。また、ロータ(2
2)は、保持器の端面に複数の永久磁石を取り付けたもの
でもよい。
【００３３】ダイオード(23)およびコンデンサー(24)
は、センサー装置(2)の支持部材(14)に取り付けられ
て、コンデンサー(24)がセンサー(11)および送信制御部
(12)と接続されている。
は、センサー装置(2)の支持部材(14)に取り付けられ
て、コンデンサー(24)がセンサー(11)および送信制御部
(12)と接続されている。
【００３４】上記の転がり軸受ユニットでは、軸受(1)
の回転運動に伴って、ロータ(22)が回転して、ステータ
(21)に電力が誘起される。この電力は、コンデンサー(2
4)に蓄えられ、必要に応じて、センサー装置(2)に供給
される。したがって、外部からの電力供給装置が不要と
なり、常に電力が供給される状態となることから信頼性
が増し、また、信号送信のワイヤレス化も容易に行うこ
とができる。
の回転運動に伴って、ロータ(22)が回転して、ステータ
(21)に電力が誘起される。この電力は、コンデンサー(2
4)に蓄えられ、必要に応じて、センサー装置(2)に供給
される。したがって、外部からの電力供給装置が不要と
なり、常に電力が供給される状態となることから信頼性
が増し、また、信号送信のワイヤレス化も容易に行うこ
とができる。
【００３５】また、センサー(11)の出力信号が無線送信
されるので、電線の断線の問題は生じない。また、送信
制御部(12)を構成するＶ／Ｆ変換器(16)およびＦＭ帯発
振器(17)、ならびに送信用アンテナ(13)は小型化が可能
であり、したがって、センサー装置(2)を省スペース化
して、転がり軸受(1)に一体的に取り付けることが可能
になる。
されるので、電線の断線の問題は生じない。また、送信
制御部(12)を構成するＶ／Ｆ変換器(16)およびＦＭ帯発
振器(17)、ならびに送信用アンテナ(13)は小型化が可能
であり、したがって、センサー装置(2)を省スペース化
して、転がり軸受(1)に一体的に取り付けることが可能
になる。
【００３６】上記実施形態では、ステータ(21)とは別に
シール(8)を設け、ステータ(21)をシール(8)に貼り付け
ているが、これに代えて、図８に示すように、金属リン
グ内蔵のステータ(21)の外周縁部に、外輪(3)の環状シ
ール溝(7)に嵌め合わされる嵌合部(41)を設け、同内周
縁部に内輪(4)の外径に接触するリップ(42)を設けるよ
うにしてもよい。これにより、シール(8)を省略するこ
とができ、電力供給装置(20)をよりコンパクトにするこ
とができる。
シール(8)を設け、ステータ(21)をシール(8)に貼り付け
ているが、これに代えて、図８に示すように、金属リン
グ内蔵のステータ(21)の外周縁部に、外輪(3)の環状シ
ール溝(7)に嵌め合わされる嵌合部(41)を設け、同内周
縁部に内輪(4)の外径に接触するリップ(42)を設けるよ
うにしてもよい。これにより、シール(8)を省略するこ
とができ、電力供給装置(20)をよりコンパクトにするこ
とができる。
【００３７】上記実施形態には、外輪(3)が固定輪で、
内輪(4)が回転輪である転がり軸受を用いた転がり軸受
を示したが、この発明は、外輪が回転輪で、内輪が固定
輪である転がり軸受を用いた転がり軸受ユニットにも適
用できる。
内輪(4)が回転輪である転がり軸受を用いた転がり軸受
を示したが、この発明は、外輪が回転輪で、内輪が固定
輪である転がり軸受を用いた転がり軸受ユニットにも適
用できる。
【図１】図１は、この発明の実施形態を示す転がり軸受
ユニットの上半部の縦断面図である。
ユニットの上半部の縦断面図である。
【図２】図２は、図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】図３は、この発明の他の実施形態を示す転がり
軸受ユニットの上半部の縦断面図である。
軸受ユニットの上半部の縦断面図である。
【図４】図４は、各コイル構成要素をそれぞれ軸方向か
ら見た拡大図である。
ら見た拡大図である。
【図５】図５は、ステータを軸方向から見た拡大図であ
る。
る。
【図６】図６は、ステータの断面図、すなわち、図５の
VI-VI線に沿う断面図である。
VI-VI線に沿う断面図である。
【図７】図７は、コイル構成要素の他の実施形態を示す
軸方向から見た部分図である。
軸方向から見た部分図である。
【図８】図８は、この発明の他の実施形態を示す転がり
軸受ユニットの上半部の縦断面図である。
軸受ユニットの上半部の縦断面図である。
(1) 転がり軸受
(2) センサー装置
(3) 外輪
(4) 内輪
(7) 環状シール溝
(8) シール
(11) 温度センサー
(12) 送信制御部
(13) 送信用アンテナ
(20) 電力供給装置
(21) ステータ
(22) ロータ
(31) 第１基板
(33) 第１コイル要素
(34) 第２基板
(36) 第２コイル要素
(37) 金属リング
(38) 絶縁体
(41) 嵌合部
(42) リップ
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2F073 AA02 AA35 AB02 AB12 BB01
BC02 CC02 CD04 EE11 GG04
3J016 AA02 BB03 CA01
Claims (6)
- 【請求項１】 転がり軸受の固定輪に設けられかつ電力
が誘起されるステータと、ステータに対向するように回
転輪に取り付けられかつ磁力を発生させるロータとを備
えている転がり軸受ユニットにおいて、 ステータは、第１のコイル要素が絶縁体に周方向に間隔
をおいて多数プリントされた第１基板と、隣り合う第１
のコイル要素同士を接続して連続したコイルを形成する
第２のコイル要素が絶縁体に周方向に間隔をおいて多数
プリントされた第２基板とが互いに重ね合わせられて形
成されていることを特徴とする転がり軸受ユニット。 - 【請求項２】 第１および第２のコイル要素が各基板の
対向面に設けられるとともに、両基板によって環状の中
空部分が形成されるようになされており、第１および第
２のコイル要素の内のいずれか一方は、一端部が基板の
外周縁部に、他端部が基板の内周縁部に位置させられ、
同他方は、隣り合う第１コイル要素のうちの一方の要素
の外周縁部側端部と他方の要素の内周縁部側端部とを接
続するようになされている請求項１の転がり軸受ユニッ
ト。 - 【請求項３】 両基板間の中空部分に、発電効率を上げ
るためのステータ・コアが収められている請求項２の転
がり軸受ユニット。 - 【請求項４】 ステータは、固定輪に取り付けられて固
定輪と回転輪との間をシールするシールの軸方向内側に
配されている請求項１の転がり軸受ユニット。 - 【請求項５】 ステータの外周縁部および内周縁部のい
ずれか一方に、固定輪に設けられた環状シール溝に嵌め
合わされる嵌合部が設けられ、同他方に、回転輪に接触
するリップが設けられている請求項１の転がり軸受ユニ
ット。 - 【請求項６】 固定輪にセンサーを含むセンサー装置が
取り付けられており、センサー装置に、センサーの出力
信号を無線送信するためのＶ／Ｆ変換器、ＦＭ帯発信機
および送信用アンテナが設けられている請求項１〜５の
いずれか１項の転がり軸受ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001201568A JP2003013983A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 転がり軸受ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001201568A JP2003013983A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 転がり軸受ユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003013983A true JP2003013983A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19038500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001201568A Withdrawn JP2003013983A (ja) | 2001-07-03 | 2001-07-03 | 転がり軸受ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003013983A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009015648A1 (de) * | 2007-07-28 | 2009-02-05 | Schaeffler Kg | Dichtungselement für ein lager, insbesondere ein wälzlager |
| JP2014092225A (ja) * | 2012-11-05 | 2014-05-19 | Jtekt Corp | 転がり軸受 |
| JP2017072170A (ja) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | 日本精工株式会社 | ワイヤレスセンサ付き軸受 |
| WO2023189614A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | Ntn株式会社 | センサ付き軸受及び軸受装置 |
-
2001
- 2001-07-03 JP JP2001201568A patent/JP2003013983A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009015648A1 (de) * | 2007-07-28 | 2009-02-05 | Schaeffler Kg | Dichtungselement für ein lager, insbesondere ein wälzlager |
| US9206849B2 (en) | 2007-07-28 | 2015-12-08 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Sealing element for a bearing, in particular a rolling contact bearing |
| JP2014092225A (ja) * | 2012-11-05 | 2014-05-19 | Jtekt Corp | 転がり軸受 |
| JP2017072170A (ja) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | 日本精工株式会社 | ワイヤレスセンサ付き軸受 |
| WO2023189614A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | Ntn株式会社 | センサ付き軸受及び軸受装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081007 |