JP2003097582A

JP2003097582A - センサ付軸受装置

Info

Publication number: JP2003097582A
Application number: JP2001298353A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takizawa; 岳史滝澤; Shigeru Endo; 茂遠藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、外部からの電力の供給を必要としな
いとともに、回転速度の検出精度がよい回転速度センサ
を備えるセンサ付軸受装置を提供する。【解決手段】センサ付軸受装置１は、軸Ｓを支持する内
輪（第１の軌道輪）３に嵌合する第１のシールド７に取
付けられ、Ｎ極とＳ極が等間隔で交互に着磁された環状
の磁石１０、及びハウジングＡに固定された外輪（第２
の軌道輪）４に嵌合する第２のシールド９に取付けら
れ、蛇行しながら磁石１０に沿って環状に形成された導
体１１を有する発電機１８を備える。軸Ｓが回転するこ
とで発電機１８の磁石１０と導体１１が相対的に回転し
て起電力を発生する。また、発生した起電力の出力変動
を基に、軸受の回転速度を外輪４に設けたセンサ１３で
検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両や産業機械な
どの回転する軸受に用いられ、この軸受の状態を検出す
るセンサを備えたセンサ付軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用機械や工作機械、及び車両などの
回転する軸は、その回転速度を制御するために回転速度
を検出するセンサとしてエンコーダを軸に取付けて回転
速度を検出する場合がある。また、軸受及びその軸受が
取付けられた装置の運転状態を監視するためにその軸受
の振動や温度を検出するセンサを取付ける場合がある。

【０００３】回転速度を検出するエンコーダ、及び振動
や温度を検出するセンサは、別途設けられた電源から電
力が供給される。また、回転速度、振動、温度などの検
出された信号は、有線で出力される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このとき、回転速度を
検出するエンコーダや、振動及び温度を検出するセンサ
に別途設けた電源から電力を供給する配線が必要となる
が、これらの配線は、軸受及びその周辺のメンテナンス
や組替えの度に取外す必要が生じる場合がある。また、
回転する側に設けたセンサに電力を供給する場合、複雑
な機構を要する。

【０００５】そのため、電源を軸受に組み込むとが好ま
しい。その一例として特開平６−２００９２９２開示さ
れているような発電機を設けた軸受がある。この発電機
は、軸受の半径方向の内側から外側に向かって複数の山
部が延びる櫛形の鉄心と、この鉄心の谷部に巻かれたコ
イルと、鉄心の谷部と対峙する位置に設けられた複数の
磁石と、鉄心と磁石の間を軸受と同じ回転速度で回転
し、鉄心の山部と同じ間隔の切込みを有したリングとを
備えている。そして、鉄心と磁石の間をリングが回転す
ることで、磁石からの磁力線がリングに誘導されて鉄心
の山部を励磁し、回転数の検出や発電をする仕組みであ
る。

【０００６】しかしながら、特開平６−２００９２９に
よる発電機は、鉄心が円周方向の一部にしか設けられて
いないので、起電力が小さい。また、電磁誘導によって
発電される電力は、磁束密度に起因する。したがって、
リングの切込みの精度、磁石を配置する精度、磁石の磁
力のばらつき、リングの偏心に起因する鉄心とリングの
ギャップの変動及びリングと磁石のギャップの変動など
によって、回転速度の検出制度が低下するとともに、発
電された電力の出力が不安定である。

【０００７】そこで、本発明は、外部からの電力の供給
を必要としないとともに、回転速度の検出精度がよい回
転速度センサを備えるセンサ付軸受装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のセンサ付軸受装
置は、転動体を介して相対的に回転する一対の軌道輪を
有する軸受の一方の軌道輪に取付けた環状の磁石と他方
の軌道輪に取付けた環状の導体とが、相対的に回転する
ことで電力を生じる発電器を備え、この発電機の電力の
出力変動を基に軸受の回転速度をセンサで検出するよう
にした。

【０００９】または、転動体を介して相対的に回転する
一対の軌道輪を有する軸受と、この軸受の第１の軌道輪
に支持されて軸受の周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に
配置された環状の磁石、及び軸受の第２の軌道輪に取付
けられて磁石と相対的に回転することで起電力を発生す
る環状の導体を有する発電機と、この発電機によって発
生した起電力の出力変動を基に第１の軌道輪と第２の軌
道輪の相対的な回転速度を検出するセンサとを具備した
センサ付軸受装置とする。

【００１０】起電力の出力の安定性を向上させるため
に、磁石は、周方向に沿って等間隔でＮ極とＳ極が交互
に着磁された環状に形成する。また、導体は、蛇行しな
がら磁石に沿って延びる環状に形成する。具体的には、
軸受の半径方向に蛇行しながら磁石に沿って延びる環状
に形成するか、軸受の回転軸線を中心とする円筒面を軸
受の軸方向に蛇行しながら磁石に沿って延びる環状に形
成する。そして、磁石の磁力線をより多く横切れるよう
に矩形状に蛇行する。

【００１１】また、既存設備にも簡単に装着できるよう
にするために、磁石を第１の軌道輪に設けた第１のシー
ルドに取付け、導体を第２の軌道輪に設けた第２のシー
ルドに取付ける。このとき、磁場が軸受に影響を与えな
いようにするために、第１のシールドは磁性体とする。
また、第２のシールドは、磁石と相対的に回転すること
で、内部に渦電流が発生して発熱しないように非磁性体
とする。

【００１２】そして、導体が外部磁場の影響を受けない
ようにするために、第２のシールドを挟んで第１のシー
ルドと反対側の位置に磁性体で形成された第３のシール
ドを設ける。

【００１３】また、軸受の運転状態を検出するために、
センサに振動と温度の少なくとも一方を検出する検出部
を備える。

【００１４】また、センサ付軸受装置から外部に出され
る配線をなくすために、センサの検出信号を無線で出力
する送信部をセンサに備える。

【００１５】また、磁石と導体とが相対的に回転するこ
とで発生する起電力が不足する場合にも安定して検出す
ることができるように、発生した起電力の余剰時に充電
し、起電力の不足時に放電する二次電池を設ける。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態のセンサ
付軸受装置１について、図１から図３を参照して説明す
る。図１に示すようにセンサ付軸受装置１は、複数の転
動体である玉２と、この玉２を介して相対的に回転する
一対の軌道輪として第１の軌道輪である内輪３と第２の
軌道輪である外輪４を備えている。玉２は、保持器５で
周方向Ｑに等間隔で配置されている（図２）。内輪３の
外周面３ａの中央部には、玉２が転接する内輪軌道３ｂ
が凹設されている。また、外輪４の内周面４ａの中央部
には、玉２が転接する外輪軌道４ｂが凹設されている。
そして、外輪４がハウジングＡに固定され、内輪３が回
転する軸Ｓを支持する。

【００１７】内輪３の外周面３ａの幅方向（軸Ｓの軸線
に沿う方向Ｐ）の端部３ｃの一方に全周にわたって形成
された第１の溝６には、第１のシールド７が嵌合してい
る。第１のシールド７は、内輪３の周方向Ｑ及び半径方
向に延びる環状に形成されている。また、外輪４の内周
面４ａの幅方向両端部４ｃに形成された第２の溝８に
は、第２のシールド９がそれぞれ嵌合している。第２の
シールド９は、軸Ｓの軸線に沿う方向Ｐに第１のシール
ド７と重なり合うように、外輪４の周方向Ｑ及び半径方
向に延びる環状に形成されている。

【００１８】第１のシールド７の軸Ｓの軸線に対して垂
直な外側面（玉２に面する面と反対の面）７ａには、こ
の外側面７ａに沿う方向に伸びる環状の磁石１０が取付
けられている。磁石１０は、内輪３の周方向Ｑに沿って
Ｎ極１０ｎとＳ極１０ｓとが交互に等間隔で磁化されて
いる。なお、磁石１０は、周方向Ｑに沿ってＮ極とＳ極
を交互に着磁した永久磁石であれば、例えばフェライト
粉末を混入したゴム磁石やプラスティック磁石を環状に
成形したものや、希土類磁石、あるいはフェライト磁石
などいずれでもよい。また、第１のシールド７には、磁
性体を用いて磁石１０と磁気回路を形成し、磁力線をさ
えぎるようにすると、センサ付軸受装置１への磁気的な
影響を少なくすることができるのでよい。

【００１９】磁石１０に対峙する第２のシールドの内側
面９ａには、導体１１が磁石１０から軸Ｓの軸線に沿う
方向Ｐに一定の距離を隔てて取付けられている。この導
体１１は、磁石１０の磁極の間隔と同じ間隔で半径方向
へ矩形状に蛇行しながら磁石１０に沿う周方向Ｑへ環状
に延びている。

【００２０】導体１１が取付けられた第２のシールド９
に対応する側の外輪４の外周縁部４ｃの一部には、凹部
１２が設けられている。軸Ｓの軸線に垂直な凹部１２の
平坦面１２ａには、センサ１３が取付けられている。な
お、センサ１３は、例えばフレキシブル基板上に実装
し、凹部１２の円筒面１２ｂに沿わせて取付けてもよ
い。また、凹部１２を樹脂などでモールドしてもよい。

【００２１】図３に示すようにセンサ１３は、振動や温
度などを検出する検出部１４と、電波Ｒを出力する送信
部１５と、検出部１４で検出された情報に基いて送信部
１５を制御する制御部１６を備えている。また、制御部
１６は、導体１１の両端部１１ａ、およびセンサ１３と
ともに凹部１２に収容された二次電池１７が接続されて
おり、電源回路（図示せず）を備えている。

【００２２】なお、振動を検出する検出部の具体的な例
には、圧電素子やストレインゲージなどからなる加速度
センサを備えた振動センサなどがある。また、温度を検
出する検出部の具体的な例には、サーミスタ、測温抵抗
体、熱電対などを備えた温度センサや、回路とともに集
積化したＩＣ温度センサなどがある。

【００２３】次に、以上のように構成されたセンサ付軸
受装置１の動作について説明する。外輪４がハウジング
Ａに固定され、内輪３が軸Ｓとともに回転することで、
内輪３と外輪４が相対的に回転すると、図４に示すよう
に内輪３とともに磁石１０が導体１１に対して回転す
る。導線１１は、磁石１０の磁極と同じ間隔で矩形状に
蛇行しており、矩形状に折返した部分１１ｂのそれぞれ
を巻き方向が交互に逆転した半周分のコイルとみなすこ
とができる。したがって、磁石１０が回転すると、磁石
１０の周りに形成されている磁場Ｈが磁石１０とともに
移動し、導体１１が蛇行する面を横切る磁場Ｈの向きが
導体１１に対して交番的に変化することとなる。

【００２４】そのため、導体１１の内部には、それぞれ
の矩形状に折返した部分１１ｂが囲う内側を通過する磁
場Ｈを打ち消す方向、具体的には、図４に示す瞬間では
矢印Ｗ方向に電流が流れるように起電力が発生する。磁
場Ｈは、導体１１に対して交番的に変化するので、導体
１１に発生する起電力も交番的に変化する。したがっ
て、導体１１の両端部１１ａの間には交流の起電力が発
生する。すなわち、磁石１０と導体１１は、相対的に回
転することで起電力を生じる発電機１８である。

【００２５】このとき、磁石１０と導体１１は、環状に
設けられて相対的に回転するので、それぞれの真円度、
相対的距離、磁極の間隔及び蛇行の間隔などに多少寸法
的なばらつきがあっても、両端部１１ａの間に生じる起
電力の変動が少なく、安定した電力を発生することがで
きる。

【００２６】なお、導体１１は、半径方向に蛇行してい
ることで、磁石１０と相対的に回転することで起電力を
生じるが、本実施形態のように磁極の間隔と同じ間隔で
蛇行することで、導体１１内に生じる起電力の位相をそ
ろえることができるので、より安定した出力を得ること
ができる。また、本実施形態のように導体１１が矩形状
に折返して蛇行することで、磁石１０が形成する磁場Ｈ
をより広い面積で横切るので、より大きな起電力を得る
ことができる。

【００２７】なお、導体１１は、プリント基板やフレキ
シブル基板にエッチングで形成してもよい。また、一層
だけでなく、多層に重ね合わせてもよい。そして、磁石
の磁極が変わる間隔と同じ間隔毎の矩形状に折返して蛇
行しながら第２のシールドに沿って導線を複数回巻いた
コイル、あるいは、導線を磁石１０の磁極が変わる間隔
と同じ間隔毎で巻き方向を逆転させたソレノイドを磁石
１０の外面に沿って周方向Ｑに並べて配置したコイルと
すると、発生する起電力が大きくなる。さらに、各矩形
状に導線を折返した内側、あるいは、ソレノイドの中心
に鉄心などの強磁性体を配置するとさらに大きい起電力
を得ることができる。

【００２８】このとき、導体１１が取付けられた第２の
シールド９は、磁石１０が相対的に回転すると、磁石１
０の磁極毎に方向が反転する磁場が環状に形成された第
２のシールドを連続的に通過することで、内部に渦電流
が発生して発熱する場合があるので、非磁性体であるプ
ラスティックや樹脂などで形成することが好ましい。

【００２９】また、磁石１０が導体１１に対して相対的
に回転することで導体１１の両端部１１ａの間に発生し
た交流の起電力の周波数は、回転数に比例する。そこ
で、この起電力の周波数を制御部１６で検出し、その周
波数の出力変動を基に軸受の回転数を求めることで、軸
Ｓの回転数を検出することができる。

【００３０】このとき、磁石１０と導体１１は、環状に
設けられて相対的に回転するので、それぞれの真円度、
相対的距離、磁極の間隔及び蛇行の間隔などに多少寸法
的なばらつきがあっても、導体１１の両端部１１ａの間
に生じる起電力の変動が少ない。したがって、この起電
力を基に計測される回転速度の検出精度の変動も少な
い。

【００３１】発生した交流の起電力は、制御部１６に備
える整流回路で整流し、センサ１３の電力として利用す
る。そして、センサ１３の検出部１４で検出された振動
や温度の情報は、導体１１に発生した起電力の周波数情
報とともに制御部１６で信号処理、または比較判断処理
などを行った後、送信部１５から電波Ｒで送信する。し
たがって、この電波Ｒをセンサ付軸受装置１と離隔した
場所に別途設けた受信装置で受信することで、センサ付
軸受装置１の運転状態の情報を得ることができる。ま
た、無線で検出情報を出力するので、センサ付軸受装置
１が取付けられた軸Ｓ及びその周辺の分解組立の度に、
配線を着脱する煩わしさがない。

【００３２】また、センサ１３とともに凹部１２に収容
された二次電池１７は、磁石１０と導体１１が相対的に
回転することで発電された電力を制御部１６の電源回路
に制御されて充電する。そして、センサ付軸受装置１の
回転速度が低下し、センサ１３が消費する電力に対して
磁石１０と導体１１が相対的に回転することで発電する
電力が不足する場合に、二次電池１７から放電すること
で電力の不足分を補う。したがって、センサ付軸受装置
１は、磁石１０と導体１１の相対的な回転によって十分
な電力が得られない場合でも、確実に検出情報を得るこ
とができる。

【００３３】また、第２のシールド９を挟んで第１のシ
ールド７と反対側の位置に、磁性体で形成された第３の
シールド（図示せず）をバックヨークとして設けると、
回転速度が遅く、起電力が小さい場合などにおいても、
外部からの磁場の影響を軽減することができるので、よ
り正確に回転速度を検出することができる。なお、この
場合、第３のシールドは、第３のシールドの内部に渦電
流が発生して発熱することを防止するために、磁石１０
が支持されている内輪とともに回転するように設けるこ
とが好ましい。

【００３４】次に、本発明の第２の実施形態のセンサ付
軸受装置２１について、図５及び図６を参照して説明す
る。なお、第１の実施形態と同じ構成については同一の
符号を付してその説明を省略する。

【００３５】図５に示すセンサ付軸受装置２１の磁石１
０は、センサ付軸受装置２１の周方向Ｑに沿う環状に形
成されており、外周面１０ａで第１のシールド７に支持
されている。また、図６に示すように導体２２は、磁石
１０の磁極の間隔と同じ間隔で、内輪３の回転軸を中心
とする円筒面に沿って矩形状に蛇行しながら、センサ付
軸受装置２１の周方向Ｑに、具体的には、磁石１０の内
周面１０ｂと一定の隙間を隔てて環状に延びている。な
お、第２の実施形態において、導体２３は、磁石２２の
内径側に配置されているが、外径側であってもよい。

【００３６】図５のように単列深溝玉軸受形のセンサ付
軸受装置２１においては、精度のよい同心度で磁石２２
と導体２３を組立てることができるので、磁石２２と導
体２３を半径方向に配置した円筒面対向にすると、磁石
２２と導体２３が相対的に回転することで得られる起電
力の出力は、変動が少なくなる。

【００３７】なお、スラスト玉軸受形のセンサ付軸受装
置においては、第１の実施形態で示したような回転軸に
沿う方向に磁石１０と導体１１を配置した回転面対向の
ほうが、起電力の出力の変動が少なくなる。

【００３８】なお、第１及び第２の実施形態において、
センサ付軸受装置１、２１の磁石１０，２２が取付けら
れた第１のシールド７を軸Ｓとともに回転する内輪３に
嵌合し、導体１１，２３が取付けられた第２のシールド
９をハウジングＡに固定される外輪４に嵌合したが、電
力を必要とするセンサ１３が、内輪３に取付けられる場
合は、磁石１０，２２を外輪４に固定されるように設
け、導体１１，２３を内輪３とともに回転するように設
ければよい。

【００３９】このように、センサ付軸受装置１は、セン
サ１３が取付けられている軌道輪に導体１１，２３を固
定し、この導体１１，２３と相対的に回転するように磁
石１０，２２を配置することで、導体１１の両端部１１
ａの間に起電力を発生してセンサ１３に電力を供給する
とともに、センサ１３の検出情報を電波Ｒで出力する。
すなわち、センサを動作させるための電源ケーブルや、
センサが検出した検出情報を送信するための通信ケーブ
ルなど、センサ付軸受装置１から外部に接続される配線
がないので、センサ付軸受装置１及びその周辺の分解組
立において配線の着脱による煩わしさがない。したがっ
て、センサ付軸受装置１周りの分解組立作業の工程、及
び配線の取替えなどに掛かる費用などを軽減することが
できる。

【００４０】なお、第１及び第２の実施形態で示したセ
ンサ付軸受装置１，２１を工作機械の主軸などのスピン
ドルに適用すると、機械を組替える際に電源を接続しな
おす必要のない回転速度センサを備えたスピンドルユニ
ットとなる。

【００４１】また、第１及び第２の実施形態のセンサ付
軸受装置１，２１は、センサ１３がセンサ付軸受装置
１，１２の両側面間及び外周と内周で囲まれる範囲から
突出していないので、取付けのための特別な加工をしな
くても既存の軸受と容易に交換することができる。

【００４２】また、第１及び第２の実施形態のセンサ付
軸受装置１，２１が発生する交流起電力の周波数は、こ
のセンサ付軸受装置１，２１を取付けた軸の回転速度に
比例するとともに、交流起電力の振幅も回転速度に比例
する。したがって、このセンサ付軸受装置１，２１を回
転速度制御を行う電動機に組込むことにより、回転速度
検出のために電動機とともに別途設置していた周波数発
電機（ＦＧ）やタコジェネレータを省くことが可能とな
り、電動機の低コスト化や小型化を図ることができる。

【００４３】このセンサ付軸受装置１，２１は、磁石１
０と導体１１とが全周にわたり配置されているので、各
位相毎に発生する交流起電力が平均化される。したがっ
て、磁極１０の着磁ピッチ（Ｎ極とＳ極が着磁する間
隔）や着磁強度、導体１１のピッチ（導体が蛇行する間
隔）斑、磁石１０と導体１１の芯ずれなど、交流起電力
の誤差要因が存在しても軸受の回転速度に対する交流起
電力の周波数誤差が非常に小さい。

【００４４】そこで、このセンサ付軸受装置１，２１を
例えば電動機などの回転する軸に設け、このセンサ付軸
受装置１，２１に発生する交流起電力の周波数と、水晶
振動子などにより作られる基準周波数とをＰＬＬ（Phas
e Locked loop）回路に入力し、その位相差に基いて電
動機の回転速度制御を行うことにより、回転速度の斑が
非常に小さく、かつ低コストで小型の電動機を構成する
ことが可能である。

【００４５】なお、センサ付軸受装置に例えば防塵・防
水用のシールを備える場合、このシールの外側に発電機
としての第１及び第２のシールド、あるいは、第１から
第３のシールドを配置してもよい。また、センサ付軸受
装置が取付けられた軸の０回転近傍を検出する場合、別
途、ホール素子（ＩＣ）やＭＲ素子などのアクティブ型
の回転センサを併設しておくとよい。回転数を計測しな
い場合においても、それぞれ環状に設けた磁石と導体と
で構成される発電機は、発生した交流起電力の周波数や
振幅が安定しているので、安定した質のよい電力を供給
する電源として利用してもよい。

【００４６】各実施形態で示したセンサ１３の取付け位
置は、外輪４の一部に設けた凹部１２のみに限定され
ず、内輪３の一部に凹部を設けてそこにセンサを収容し
てもよいし、外輪または内輪の側面に取付けてもよい。

【００４７】上述のように、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の変形が実施可能である。

【００４８】

【発明の効果】転動体を介して相対的に回転する一対の
軌道輪を有する軸受に、この軸受の第１の軌道輪に支持
されて軸受の周方向にそってＮ極とＳ極が交互に配置さ
れた環状の磁石と、この軸受の第２の軌道輪に支持され
て磁石と相対的に回転することで起電力を発生する環状
の導体とを具備する発電機と、この発電記によって発生
した起電力の出力変動を基に第１の軌道輪と第２の軌道
輪の相対的な回転速度を検出するセンサを備えた本発明
のセンサ付軸受装置によれば、磁石と導体が、発電機と
して機能するとともに、この軸受の回転速度を検出する
センサとして機能する。したがって、センサを動作させ
るための外部からの電力の供給を必要としないととも
に、軸受の回転速度を検出するとこができる。

【００４９】また、磁石が軸受の周方向に沿ってＮ極と
Ｓ極が交互に、より好ましくは等間隔で着磁した環状に
形成され、導体がこの磁石の磁力線を横切る方向、具体
的には、軸受の半径方向、または軸受の回転軸を中心と
する円筒面を軸受の軸方向に蛇行しながら磁石に沿って
延びる環状に形成された発電機は、磁石と導体が環状に
形成されているので、磁石と導体が相対的に回転すれ
ば、互いの回転位置に関係なく常に起電力を生じる。そ
のため、磁石と導体の真円度、同心度、相対的距離、磁
極の間隔及び蛇行の間隔などに寸法的なばらつきがあっ
ても、導体の両端間に生じる起電力の変動が少ない。す
なわち、磁石と導体の相対的な回転によって生じる起電
力の出力が安定するとともに、この起電力を基に計測さ
れる回転速度を精度よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のセンサ付軸受装置を
示す断面図。

【図２】図１中のＦ２−Ｆ２に沿ってセンサ付軸受装置
の一部を切りかいてその断面を示す側面図。

【図３】図１のセンサ付軸受装置のブロック図。

【図４】図１のセンサ付軸受装置の磁石と導体の一部を
示す斜視図。

【図５】本発明の第２の実施形態のセンサ付軸受装置を
示す断面図。

【図６】図５のセンサ付軸受装置の磁石と導体の一部を
示す斜視図。

【符号の説明】

１，２１…センサ付軸受装置２…玉（転動体）３…内輪（第１の軌道輪）４…外輪（第２の軌道輪）７…第１のシールド９…第２のシールド１０…磁石１１…導体１３…センサ１７…二次電池１８…発電機Ｈ…磁場Ｐ…軸方向Ｑ…周方向Ｒ…電波（無線）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J016 AA01 AA02 BB02 BB05 BB12 BB17 CA02 5H611 AA01 BB06 PP05 QQ05 QQ06 RR01 TT01 UA05 UA07 5H621 AA03 GA16 GB01 GB14 HH01 JK14 JK19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転動体を介して相対的に回転する一対の軌
道輪を有する軸受の一方の軌道輪に取付けた環状の磁石
と他方の軌道輪に取付けた環状の導体とが、相対的に回
転することで電力を生じる発電機を備え、この発電機の
電力の出力を基に前記軸受の回転速度をセンサで検出す
るようにしたことを特徴とするセンサ付軸受装置。
【請求項２】転動体を介して相対的に回転する一対の軌
道輪を有する軸受と、この軸受の第１の軌道輪に支持されて前記軸受の周方向
に沿ってＮ極とＳ極が交互に配置された環状の磁石、及
び前記軸受の第２の軌道輪に支持されて前記磁石と相対
的に回転することで起電力を発生する環状の導体を有す
る発電機と、この発電機によって発生した起電力の出力を基に前記第
１の軌道輪と前記第２の軌道輪の相対的な回転速度を検
出するセンサとを具備したことを特徴とするセンサ付軸
受装置。
【請求項３】前記磁石は、周方向に沿って等間隔で前記
Ｎ極と前記Ｓ極が交互に着磁され、環状に形成されたこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ
付軸受装置。
【請求項４】前記導体は、蛇行しながら前記磁石に沿っ
て延びる環状に形成されたことを特徴とする請求項１か
ら請求項３のうちのいずれか１項に記載のセンサ付軸受
装置。
【請求項５】前記導体は、前記軸受の半径方向に蛇行し
ながら前記磁石に沿って延びることを特徴とする請求項
１から請求項４の内のいずれか１項に記載のセンサ付軸
受装置。
【請求項６】前記導体は、前記軸受の回転軸線を中心と
する円筒面を前記軸受の軸方向に蛇行しながら前記磁石
に沿って延びることを特徴とする請求項１から請求項４
の内のいずれか１項に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項７】前記導体が、前記磁石の磁極の間隔と同じ
間隔で蛇行していることを特徴とする請求項１から請求
項６の内のいずれか１項に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項８】前記導体は、矩形状に蛇行することを特徴
とする請求項１から請求項７の内のいずれか１項に記載
のセンサ付軸受装置。
【請求項９】前記磁石を前記第１の軌道輪に設けた第１
のシールドに取付け、前記導体を前記第２の軌道輪に設
けた第２のシールドに取付けることを特徴とする請求項
１から請求項８の内のいずれか１項に記載のセンサ付軸
受装置。
【請求項１０】前記第１のシールドが磁性体で、前記第
２のシールドが非磁性体であることを特徴とする請求項
９に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項１１】前記第２のシールドを挟んで前記第１の
シールドと反対側の位置に磁性体で形成された第３のシ
ールドを設けたことを特徴とする請求項９または請求項
１０に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項１２】前記センサは、振動と温度のうちの少な
くとも一方を検出する検出部を備えることを特徴とする
請求項１から請求項１１の内のいずれか１項に記載のセ
ンサ付軸受装置。
【請求項１３】前記センサが、無線で検出信号を送信す
る送信部を備えることを特徴とする請求項１から請求項
１１の内のいずれか１項に記載のセンサ付軸受装置。
【請求項１４】前記磁石と前記導体とが相対的に回転す
ることで発生した起電力を充放電する二次電池を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項１２の内のいずれ
か１項に記載のセンサ付軸受装置。