JP2003113850A - 転がり軸受 - Google Patents

転がり軸受

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサのための電力供給用ハーネスを外部に
接続する必要がなく、ワイヤレス化を図れる転がり軸受
を提供する。 【解決手段】 この転がり軸受では、シール部７のゴム
シール１４の周方向の所定位置に形成された開口１６に
熱起電素子としてのペルチェ素子１５が嵌合,固定され
ている。このペルチェ素子１５の内側面１５Ａは芯金１
３に固定されており、外側面１５Ｂは軸方向外側を向い
ている。このペルチェ素子１５は、内側面１５Ａと外側
面１５Ｂとの温度差に応じて起電力を発生し、その起電
力を出力線１８に出力する。この出力線１８は、コンデ
ンサ２０に接続され、このコンデンサ２０は電気配線２
９で振動センサ２１に接続されている。

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、たとえば、振
動,音,温度等を検出するセンサを有する転がり軸受に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、軸受の温度や軸受から発生する振
動などを検出するセンサを備え、このセンサが出力する
信号でもって、軸受の異常等を検知できるようにした転
がり軸受がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このセンサ
のための電力供給用ハーネスを外部に接続する必要があ
ることから、ワイヤレス化の障害となっていた。
【０００４】そこで、この発明の目的は、センサのため
の電力供給用ハーネスを外部に接続する必要がなく、ワ
イヤレス化を図れる転がり軸受を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の転がり軸受は、転動体と、この転
動体が転動する軌道面を有する回転輪および固定輪と、
センサとを備え、転がり軸受の内部と外部との温度差に
応じて起電力を発生し、上記センサに電力を供給する熱
起電素子を備えたことを特徴としている。
【０００６】この請求項１の発明の転がり軸受では、転
がり軸受の内部と外部との温度差に応じて起電力を発生
する熱起電素子が、センサに電力を供給する発電機構と
なるから、センサのための電力供給用ハーネスを外部に
接続する必要がなく、センサが出力する信号を無線送信
する回路を設けることで、ワイヤレス化を図れる。
【０００７】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の転がり軸受において、上記熱起電素子が温度センサを
兼ねていて、上記熱起電素子が出力する起電力を上記温
度差を表す信号としたことを特徴としている。
【０００８】この請求項２の発明の転がり軸受では、上
記熱起電素子が出力する起電力を上記温度差を表す信号
としたから、上記熱起電素子が温度センサを兼ねること
ができる。
【０００９】また、請求項３の発明は、請求項１または
２に記載の転がり軸受において、上記センサが出力する
信号を無線送信する送信回路を有し、上記熱起電素子は
上記送信回路に電力を供給することを特徴としている。
【００１０】この請求項３の発明の転がり軸受では、上
記センサが出力する信号は、上記熱起電素子によって電
力が供給される送信回路から無線送信されるから、ワイ
ヤレス化を促進できる。
【００１１】また、請求項４の発明の転がり軸受は、転
動体と、この転動体が転動する軌道面を有する回転輪お
よび固定輪と、センサとを備え、転がり軸受の内部と外
部との温度差に応じて発生する起電力を温度差を表す信
号とするとともに、上記温度差を表す信号を無線送信す
る送信回路に電力を供給する熱起電素子を備えたことを
特徴としている。
【００１２】この請求項４の転がり軸受では、上記熱起
電素子が、温度差を表す信号を出力する温度センサとし
ての役割と、上記送信回路に電力を供給する電力源とし
ての役割とを兼ねることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
【００１４】図１に、この発明の転がり軸受の実施形態
の断面を示す。この実施形態の転がり軸受は、回転輪と
しての内輪１と、固定輪としての外輪２と、内輪１の軌
道面１Ａと外輪２の軌道面２Ａとの間に周方向に所定間
隔を隔てて複数配列された玉３と、この玉３を保持する
保持器５とを備えている。
【００１５】上記内輪１と外輪２との間には、軸方向の
両端にシール部６,７が配置されている。このシール部
６は、芯金１１とゴムシール１２からなり、その基部６
Ａは、外輪２の内周面の軸方向の一端に形成された環状
溝８に固定され、先端部６Ｂは内輪１の外周面に摺接し
ている。また、シール部７は、芯金１３とゴムシール１
４からなり、その基部７Ａは、外輪２の内周面の軸方向
の他端に形成された環状溝１０に固定され、先端部７Ｂ
は内輪１の外周面に摺接している。シール部６と７の間
には、潤滑剤として例えばグリースが封入されている。
【００１６】また、シール部７は、ゴムシール１４の周
方向の所定位置に形成されたゴムシール１４の開口１６
に楔形状の断熱部材２８,２９が嵌合されている。熱起
電素子としてのペルチェ素子１５は、この断熱部材２８
と２９に挟まれ、あるいは囲まれた状態で、その内側面
１５Ａが芯金１３に、例えば接着により固定されてい
る。
【００１７】このペルチェ素子１５の外側面１５Ｂは軸
方向外側を向いている。このペルチェ素子１５は、内側
面１５Ａと外側面１５Ｂとの温度差に応じて起電力を発
生し、その起電力を出力線１８に出力する。この出力線
１８は、コンデンサ２０に接続され、このコンデンサ２
０は電気配線３０で振動センサ２１に接続されている。
【００１８】このコンデンサ２０と振動センサ２１は、
取り付け板２２の径方向部２３の内側面２３Ａに固定さ
れている。この内側面２３Ａは上記玉３に向いている。
また、この取り付け板２２の軸方向部２４は、外輪２の
軸方向の端面２Ｃに固定されている。また、この取り付
け板２２の径方向部２３の外側面２３Ｂには、カバー部
２５が固定され、このカバー部２５の底部２５Ａは内輪
１の軸方向の端面１Ｃに対して所定の隙間を隔ててお
り、軸方向に延在している。
【００１９】図３に示すように、このカバー部２５は、
上記コンデンサ２０および振動センサ２１を周方向の両
側から覆う覆い部２５Ｃ,２５Ｄを有している。
【００２０】また、上記出力線１８は、信号線１９に接
続されており、ペルチェ素子１５から信号線１９に出力
された電圧は温度信号として外部に取り出される。
【００２１】なお、この信号線１９を、図１に一点鎖線
で示す信号無線送信部２６に接続して、上記温度信号を
無線送信するようにすれば、外部に接続される電力供給
用ハーネスだけでなく、信号線もなくすることができ、
ワイヤレス化を実現できる。
【００２２】この実施形態の転がり軸受によれば、熱起
電素子としてのペルチェ素子１５が、その内側面１５Ａ
の温度と外側面１５Ｂの温度との温度差に応じて、起電
力を発生する。この温度差と起電力との関係の一例を、
図２に示す。この実施形態によれば、シール部７にペル
チェ素子１５を配置したことで、シール部７の外側の温
度と内側の温度(特に、潤滑剤の温度)を感知し易くな
り、発電効率の向上を図れるとともに温度差検出精度の
向上を図れる。
【００２３】この実施形態では、このペルチェ素子１５
が、出力線１８からコンデンサ２０に電力を供給し、こ
のコンデンサ２０から振動センサ２１に電力を供給する
から、振動センサ２１のための電力供給用ハーネスを外
部に接続する必要がなく、ワイヤレス化を図れる。な
お、この振動センサ２１は、外輪２から取り付け板２２
を経由して伝達される振動を検出して、この振動を表す
信号を出力する。この信号は、図示しない信号線から外
部へ伝送される。もしくは、上記信号は上記信号無線送
信部２６から無線信号として外部へ伝送される。
【００２４】また、この実施形態では、上記ペルチェ素
子１５が温度センサを兼ねていて、上記ペルチェ素子１
５が出力する起電力を上記温度差を表す信号として、信
号線１９から外部に伝送する。したがって、上記ペルチ
ェ素子１５が温度センサを兼ねることができる。
【００２５】また、上述したように、信号無線送信部２
６を取り付け板２２に固定し、この信号送信部２６に信
号線１９を接続して、この信号無線送信部２６から上記
温度差を表す信号を外部に無線送信するようにすれば、
ワイヤレス化を実現できる。
【００２６】また、図３に示すように、上記実施形態で
は、シール部７の開口１６を周方向に複数個形成して、
この複数個の開口１６に複数個のペルチェ素子１５を配
置して配線９でもって直列接続している。これにより、
出力電圧を増加させることができる。なお、この実施形
態では、カバー部２５が１つのペルチェ素子１５を覆う
ようにしたが、このカバー部２５を周方向の全周に渡っ
て延長させ、すべてのペルチェ素子を覆うようにしても
よい。もっとも、図３に示すように、カバー部２５で図
１に示した１つのペルチェ素子１５だけを覆い、他のペ
ルチェ素子１５の外側面１５Ｂは、外気に露出して触れ
させた方が空冷効果により冷えるから、外側面１５Ｂと
内側面１５Ａとの温度差を増すことができ、感度の向上
を図れる。
【００２７】また、この実施形態では、シール部７にペ
ルチェ素子１５を嵌め込んで一体化したが、固定輪とし
ての外輪２の外周面２Ｂにペルチェ素子１５を固定して
もよい。この場合、外周面２Ｂにペルチェ素子１５の内
側面１５Ａを固定する。また、図１に破線で示すよう
に、外輪２の外周面２Ｂに凹部２７を形成し、この凹部
２７にペルチェ素子１５を配置して、この凹部２７の底
面２７Ａに、ペルチェ素子１５の内側面１５Ａを固定し
てもよい。この場合、ペルチェ素子１５の内側面１５Ａ
を軌道面２Ａに接近させることができ、外側面１５Ｂを
空冷できるから、軌道面２Ａの温度を感知し易くなると
ともに、検出する温度差を増大でき、出力電圧を大きく
できるから、出力電力の増大と温度差検知感度の向上を
図れる。
【００２８】また、上記実施形態では、内輪１を回転輪
とし、外輪２を固定輪としたが、内輪１を固定輪とし外
輪２を回転輪としてもよい。この場合には、ペルチェ素
子１５を内輪１に固定すればよい。また、上記実施形態
では、熱起電素子としてペルチェ素子を用いたが、軸受
の内部と外部の温度差に応じて起電力を発生する素子で
あれば、この発明の熱起電素子として採用できる。ま
た、上記実施形態では、振動センサ２１を備えたが、熱
起電素子から電力を供給するセンサとしては、内輪と外
輪の相対回転を検出する回転センサや、軸受から発生す
る超音波を検出する超音波センサや温度センサであって
もよい。
【００２９】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の転がり軸受は、センサに電力を供給する発電機構と
なるから、センサのための電力供給用ハーネスを外部に
接続する必要がなく、センサが出力する信号を無線送信
する回路を設けることで、ワイヤレス化を図れる。
【００３０】また、請求項２の発明の転がり軸受では、
上記熱起電素子が出力する起電力を上記温度差を表す信
号としたから、上記熱起電素子が温度センサを兼ねるこ
とができる。
【００３１】また、請求項３の発明の転がり軸受では、
上記センサが出力する信号は、上記熱起電素子によって
電力が供給される送信回路から無線送信されるから、ワ
イヤレス化を促進できる。
【００３２】また、請求項４の発明の転がり軸受では、
上記熱起電素子が、温度差を表す信号を出力する温度セ
ンサとしての役割と、上記送信回路に電力を供給する電
力源としての役割とを兼ねることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の転がり軸受の実施形態の断面図で
ある。
【図２】 上記実施形態が備えるペルチェ素子の特性の
一例を示す図である。
【図３】 上記実施形態を軸方向に見た様子を示す部分
側面図です。
【符号の説明】
１…内輪、１Ａ…軌道面、２…外輪、２Ａ…軌道面、３
…玉、５…保持器、６,７…シール部、１５…ベルチェ
素子、１６…開口、１８…出力線、１９…信号線、２０
…コンデンサ、２１…振動センサ、２２…取り付け板、
２５…カバー部、２６…信号無線送信部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 転動体と、この転動体が転動する軌道面
    を有する回転輪および固定輪と、センサとを備え、 転がり軸受の内部と外部との温度差に応じて起電力を発
    生し、上記センサに電力を供給する熱起電素子を備えた
    ことを特徴とする転がり軸受。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の転がり軸受において、 上記熱起電素子が温度センサを兼ねていて、上記熱起電
    素子が出力する起電力を上記温度差を表す信号としたこ
    とを特徴とする転がり軸受。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の転がり軸受に
    おいて、 上記センサが出力する信号を無線送信する送信回路を有
    し、上記熱起電素子は上記送信回路に電力を供給するこ
    とを特徴とする転がり軸受。
  4. 【請求項４】 転動体と、この転動体が転動する軌道面
    を有する回転輪および固定輪と、センサとを備え、 転がり軸受の内部と外部との温度差に応じて発生する起
    電力を温度差を表す信号とするとともに、上記温度差を
    表す信号を無線送信する送信回路に電力を供給する熱起
    電素子を備えたことを特徴とする転がり軸受。
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