JP2003239953A - センサ付転動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成によりセンサを外側軌道輪や内側
軌道輪に確実に固定できるようにする。 【解決手段】 センサ２１を固定輪である外側軌道輪１
１の内周面に形成された凹陥部２２に収容される電極部
２１ａと、この電極部２１ａから外側軌道輪１１の外径
側に延設された棒状ネジ部２１ｂと、この棒状ネジ部２
１ｂを締め付けるナット２１ｃとから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受、ボー
ルねじ、リニアガイド等の転動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】玉軸受やころ軸受等の転がり軸受は、一
般に、外側軌道輪と内側軌道輪との間に複数個の転動体
を配して構成されており、例えば回転輪（この場合は内
側軌道輪）の回転速度を検出する場合には、図８に示す
ように、固定輪である外側軌道輪１１の外周面若しくは
内周面に凹陥部１５を設け、この凹陥部１５内に接着固
定されたセンサ１６で回転輪の回転速度を検出している
場合が多い。なお、図中１２は内側軌道輪、１３は転動
体、１４は保持器、１７は外側軌道輪１１とセンサ１６
とを電気的に絶縁する絶縁皮膜を示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなセンサを備えた転がり軸受では、センサ１６の取付
け作業が狭い場所での作業であると、センサ１６の接着
固定が不確実なものとなり易く、センサ１６が接着不良
によって外側軌道輪１１から脱落することがあった。ま
た、軸受の内部に埋め込んだセンサにより潤滑油膜の状
態と回転速度を同時に検出できるような軸受が存在して
いなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、内方部材と外方部材との間に
複数の転動体を配して構成される転動装置において、前
記内方部材及び／または前記外方部材に、前記転動体間
の潤滑状態を検出すると共に前記転動体の公転速度を検
出するセンサを前記転動体に対向させて設けたことを特
徴とする。

【０００５】請求項２の発明は、請求項１記載のセンサ
付転動装置において、前記センサが電気容量センサであ
ることを特徴とする。請求項３の発明は、請求項１記載
のセンサ付転動装置において、前記センサが渦電流セン
サであることを特徴とする。請求項４の発明は、請求項
１乃至３のいずれか１項に記載のセンサ付転動装置にお
いて、前記センサがセラミックスからなる絶縁体により
前記内方部材及び／または前記外方部材と絶縁されてい
ることを特徴とする。

【０００６】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れか１項に記載のセンサ付転動装置において、前記セン
サが前記内方部材及び／または前記外方部材にネジによ
り取り付けられていることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に、本発明の第１の実施形態
に係る転がり軸受を示す。同図において、符号２０は本
発明の第１の実施形態に係る転がり軸受を示し、この転
がり軸受２０の外側軌道輪１１と内側軌道輪１２との間
には、複数個の転動体１３が一列に配設されている。こ
れらの転動体１３は円柱状に形成されており、固定輪で
ある外側軌道輪１１の内周面には、転動体１３を軌道輪
１１，１２の円周方向に導く転動体軌道溝１１ａが形成
されている。

【０００８】転がり軸受２０は、例えば潤滑油膜の状態
と転動体１３の公転速度を検出する電気容量センサ２１
を備えている。このセンサ２１は平板状に形成された電
極部２１ａを有しており、外側軌道輪１１の内周面に
は、上記電極部２１ａを収容するための凹陥部２２が形
成されている。また、センサ２１は凹陥部２２に収容さ
れた電極部２１ａの背面から外側軌道輪１１の外径方向
に延出する棒状ネジ部２１ｂを有しており、外側軌道輪
１１には、上記棒状ネジ部２１ｂを外側軌道輪１１の内
径側から外径側に導くためのネジ部挿通孔２３が形成さ
れている。

【０００９】さらに、センサ２１は棒状ネジ部２１ｂを
締め付けるナット２１ｃを有しており、外側軌道輪１１
の外周面には、上記ナット２１ｃを収容するための凹陥
部２４が形成されている。また、センサ２１はリード線
２１ｄを有しており、外側軌道輪１１には、上記リード
線２１ｄを転がり軸受２０の外部に引き出すためのリー
ド線引出し孔２５が形成されている。なお、図中２６は
外側軌道輪１１とセンサ２１とを電気的に絶縁するセラ
ミックス製の絶縁体を示している。

【００１０】このように構成される転がり軸受２０で
は、センサ２１の棒状ネジ部２１ｂをネジ部挿通孔２３
に外側軌道輪１１の内径側から挿入し、ネジ部挿通孔２
３から突出する棒状ネジ部２１ｂの先端部をナット２１
ｃで締め付けると、センサ２１の電極部２１ａが凹陥部
２２内に固定された状態となる。これにより、接着剤を
使用することなくセンサ２１を外側軌道輪１１に確実に
固定することができ、センサ２１が外側軌道輪１１から
脱落するようなことがないので、信頼性の向上を図るこ
とができる。

【００１１】また、外側軌道輪１１に対してセンサ２１
を容易に取り外すことができ、これによりセンサ２１の
メンテナンス性を高めることができる。さらに、センサ
２１の電極部２１ｃが外側軌道輪１１の外周面に形成さ
れた凹陥部２４に収容されるため、転動体１３の転がり
運動に影響を及ぼすことなく潤滑油膜の状態と転動体１
３の公転速度をセンサ２１により同時に検出でき、セン
サ２１から出力される信号により焼付き等の発生を的確
に検知することができる。また、センサ２１のナット２
１ｃが外側軌道輪１１の外周面から突出するようなこと
もないので、外側軌道輪１１をハウジングの内面に容易
に固定することができる。また、外側軌道輪１１とセン
サ２１とを電気的に絶縁する絶縁体２６をセラミックス
製としたことにより、電気絶縁性だけでなく剛性も確保
でき、しかも絶縁体２６を樹脂製としたものに比べて熱
膨張率も金属に近いので、温度変化があったときも有利
である。

【００１２】上述した第１の実施形態では外側軌道輪１
１にリード線引出し孔２５を設け、このリード線引出し
孔２５からセンサ２１のリード線２１ｄを軸受の外部に
引き出すようにしたが、図２に示す第２の実施形態のよ
うに、外側軌道輪１１にリード線引出し溝２７を設け、
このリード線引出し溝２７からセンサ２１のリード線２
１ｄを軸受の外部に引き出すようにしてもよい。

【００１３】次に、図３を参照して本発明の第３の実施
形態について説明する。図３において、符号３０は本発
明の第３の実施形態に係る転がり軸受を示し、この転が
り軸受３０の外側軌道輪１１と内側軌道輪１２との間に
は、複数個の転動体１３が一列に配設されている。これ
らの転動体１３は円柱状に形成されており、固定輪であ
る外側軌道輪１１の内周面には、転動体１３を軌道輪１
１，１２の円周方向に導く転動体軌道溝１１ａが形成さ
れている。

【００１４】転がり軸受３０は円環状に形成された渦電
流センサ３１と、このセンサ３１を外側軌道輪１１の内
周面に形成された凹陥部２２内に固定するセンサ固定用
ボルト３２とを備えており、センサ３１の内周面には、
上記センサ固定用ボルト３２と螺合するネジ部が形成さ
れている。外側軌道輪１１の外周面にはセンサ固定用ボ
ルト３２の頭部３２ａを収容する凹陥部３３が設けられ
ており、この凹陥部３３の底面には、センサ固定用ボル
ト３２を外側軌道輪１１の外径側から内径側に導くため
のボルト通し孔３４が穿設されている。

【００１５】また、転がり軸受３０はセンサ３１と外側
軌道輪１１とを電気的に絶縁する絶縁体２６を備えてお
り、この絶縁体２６はセラミックスから形成されてい
る。なお、センサ３１はリード線３１ａを有しており、
外側軌道輪１１には、上記リード線３１ａを転がり軸受
２０の外部に引き出すためのリード線引出し孔２５が形
成されている。

【００１６】このように構成される転がり軸受３０で
は、センサ３１の内周面に形成されたネジ部にセンサ固
定用ボルト３２を螺入すると、センサ３１が凹陥部２２
内に固定された状態となる。これにより、接着剤を使用
することなくセンサ２１を外側軌道輪１１に確実に固定
することができ、センサ２１が外側軌道輪１１から脱落
するようなことがないので、信頼性の向上を図ることが
できる。

【００１７】また、センサ３１が外側軌道輪１１の外周
面に形成された凹陥部２２に収容されるため、転動体１
３の転がり運動に影響を及ぼすことなく内側軌道輪１２
の回転速度や潤滑油膜の状態を直接検出でき、センサ３
１から出力される信号により焼付き等の発生を的確に検
知することができる。また、センサ固定用ボルト３２の
頭部３２ａが外側軌道輪１１の外周面から突出するよう
なこともないので、外側軌道輪１１をハウジングの内面
に容易に固定することができる。さらに、外側軌道輪１
１とセンサ３１とを電気的に絶縁する絶縁体２６をセラ
ミックス製としたことにより、電気絶縁性だけでなく剛
性も確保でき、しかも絶縁体２６を樹脂製としたものに
比べて熱膨張率も金属に近いので、温度変化があったと
きも有利である。

【００１８】次に、図４を参照して本発明の第４の実施
形態について説明する。図４において、符号３５は本発
明の第４の実施形態に係る転がり軸受を示し、この転が
り軸受３５の外側軌道輪１１と内側軌道輪１２との間に
は、複数個の転動体１３が一列に配設されている。これ
らの転動体１３は円柱状に形成されており、固定輪であ
る外側軌道輪１１の内周面には、転動体１３を軌道輪１
１，１２の円周方向に導く転動体軌道溝１１ａが形成さ
れている。

【００１９】転がり軸受３５は、例えば回転輪である内
側軌道輪１２の回転速度等を検出する電気容量センサ２
１を備えている。このセンサ２１は平板状に形成された
電極部２１ａを有しており、外側軌道輪１１の内周面に
は、上記電極部２１ａを収容するための凹陥部２２が形
成されている。また、センサ２１は凹陥部２２に収容さ
れた電極部２１ａの背面から外側軌道輪１１の外径方向
に延出する棒状ネジ部２１ｂを有しており、外側軌道輪
１１には、上記棒状ネジ部２１ｂを外側軌道輪１１の内
径側から外径側に導くためのネジ部挿通孔２３が形成さ
れている。

【００２０】さらに、センサ２１は棒状ネジ部２１ｂを
締め付けるナット２１ｃを有しており、外側軌道輪１１
の外周面には、上記ナット２１ｃを収容するための凹陥
部２４が形成されている。また、センサ２１はリード線
２１ｄを有しており、外側軌道輪１１には、上記リード
線２１ｄを転がり軸受２０の外部に引き出すためのリー
ド線引出し孔２５が形成されている。なお、図中２６は
外側軌道輪１１とセンサ２１とを電気的に絶縁するセラ
ミックス製の絶縁体を示している。

【００２１】このように構成される転がり軸受３５で
は、センサ２１の棒状ネジ部２１ｂをネジ部挿通孔２３
に外側軌道輪１１の内径側から挿入し、ネジ部挿通孔２
３から突出する棒状ネジ部２１ｂをナット２１ｃで締め
付けると、センサ２１の電極部２１ａが凹陥部２２内に
固定された状態となる。これにより、接着剤を使用する
ことなくセンサ２１を外側軌道輪１１に確実に固定する
ことができ、センサ２１が外側軌道輪１１から脱落する
ようなことがないので、信頼性の向上を図ることができ
る。

【００２２】また、外側軌道輪１１に対してセンサ２１
を容易に取り外すことができ、これによりセンサ２１の
メンテナンス性を高めることができる。さらに、センサ
２１の電極部２１ｃが外側軌道輪１１の外周面に形成さ
れた凹陥部２４に収容されるため、転動体１３の転がり
運動に影響を及ぼすことなく潤滑油膜の状態と転動体１
３の公転速度をセンサ２１により同時に検出でき、セン
サ２１から出力される信号により焼付き等の発生を的確
に検知することができる。また、センサ２１のナット２
１ｃが外側軌道輪１１の外周面から突出するようなこと
もないので、外側軌道輪１１をハウジングの内面に容易
に固定することができる。また、外側軌道輪１１とセン
サ２１とを電気的に絶縁する絶縁体２６をセラミックス
製としたことにより、電気絶縁性だけでなく剛性も確保
でき、しかも絶縁体２６を樹脂製としたものに比べて熱
膨張率も金属に近いので、温度変化があったときも有利
である。

【００２３】上述した第４の実施形態では外側軌道輪１
１にリード線引出し孔２５を設け、このリード線引出し
孔２５からセンサ２１のリード線２１ｄを軸受の外部に
引き出すようにしたが、図５に示す第５の実施形態のよ
うに、外側軌道輪１１が固定されるハウジング３７の所
定位置にリード線引出し孔３８を設け、このリード線引
出し孔３８からセンサ２１のリード線２１ｄを軸受の外
部に引き出すようにしてもよい。なお、図５において３
９は転がり軸受によって支持される軸を示している。

【００２４】次に、図６を参照して本発明の第６の実施
形態について説明する。図６において、符号４０は本発
明の第６の実施形態に係る転がり軸受を示し、この転が
り軸受４０の外側軌道輪１１と内側軌道輪１２との間に
は、複数個の転動体１３が一列に配設されている。これ
らの転動体１３は円柱状に形成されており、回転輪であ
る外側軌道輪１１の内周面には、転動体１３を軌道輪１
１，１２の円周方向に導く転動体軌道溝１１ａが形成さ
れている。

【００２５】転がり軸受４０は、例えば回転輪である外
側軌道輪１１の回転速度等を検出する電気容量センサ２
１を備えている。このセンサ２１は平板状に形成された
電極部２１ａを有しており、固定輪である内側軌道輪１
２の外周面には、上記電極部２１ａを収容するための凹
陥部２２が形成されている。また、センサ２１は凹陥部
２２に収容された電極部２１ａの背面から内側軌道輪１
２の内径方向に延出する棒状ネジ部２１ｂを有してお
り、内側軌道輪１２には、上記棒状ネジ部２１ｂを内側
軌道輪１２の外径側から内径側に導くためのネジ部挿通
孔２３が形成されている。

【００２６】さらに、センサ２１は棒状ネジ部２１ｂを
締め付けるナット２１ｃを有しており、内側軌道輪１２
の内周面には、上記ナット２１ｃを収容するための凹陥
部２４が形成されている。また、センサ２１はリード線
２１ｄを有しており、内側軌道輪１２には、上記リード
線２１ｄを転がり軸受２０の外部に引き出すためのリー
ド線引出し孔２５が形成されている。なお、図中２６は
内側軌道輪１２とセンサ２１とを電気的に絶縁するセラ
ミックス製の絶縁体を示している。

【００２７】このように構成される転がり軸受４０で
は、センサ２１の棒状ネジ部２１ｂをネジ部挿通孔２３
に内側軌道輪１２の内径側から挿入し、ネジ部挿通孔２
３から突出する棒状ネジ部２１ｂをナット２１ｃで締め
付けると、センサ２１の電極部２１ａが凹陥部２２内に
固定された状態となる。これにより、接着剤を使用する
ことなくセンサ２１を内側軌道輪１２に確実に固定する
ことができ、センサ２１が内側軌道輪１２から脱落する
ようなことがないので、信頼性の向上を図ることができ
る。

【００２８】また、内側軌道輪１２に対してセンサ２１
を容易に取り外すことができ、これによりセンサ２１の
メンテナンス性を高めることができる。さらに、センサ
２１の電極部２１ａが内側軌道輪１２の外周面に形成さ
れた凹陥部２２に収容されるため、転動体１３の転がり
運動に影響を及ぼすことなく潤滑油膜の状態と転動体１
３の公転速度をセンサ２１により同時に検出でき、セン
サ２１から出力される信号により焼付き等の発生を的確
に検知することができる。また、センサ２１のナット２
１ｃが内側軌道輪１２の内周面から突出するようなこと
もないので、内側軌道輪１２の内周面に固定軸を容易に
嵌め込むことができる。さらに、内側軌道輪１２とセン
サ２１とを電気的に絶縁する絶縁体２６をセラミックス
製としたことにより、電気絶縁性だけでなく剛性も確保
でき、しかも絶縁体２６を樹脂製としたものに比べて熱
膨張率も金属に近いので、温度変化があったときも有利
である。

【００２９】次に、図７を参照して本発明の第７の実施
形態について説明する。図７において、符号４１は本発
明の第７の実施形態に係る転がり軸受を示し、この転が
り軸受４１の外側軌道輪１１と内側軌道輪１２との間に
は、複数個の転動体１３が一列に配設されている。これ
らの転動体１３は円柱状に形成されており、固定輪であ
る外側軌道輪１１の内周面には、転動体１３を軌道輪１
１，１２の円周方向に導く転動体軌道溝１１ａが形成さ
れている。

【００３０】転がり軸受４１は、例えば回転輪である外
側軌道輪１１の回転速度等を検出する渦電流センサ４２
を備えている。このセンサ４２は平板状に形成された電
極部４２ａを有しており、固定輪である外側軌道輪１１
の内周面には、上記電極部４２ａを収容するための凹陥
部２２が形成されている。また、センサ４２は電極部４
２ａの背面に固着された平板状のセンサ取付け部４２ｂ
と、このセンサ取付け部４２ｂの背面中央に一端を結合
された棒状ネジ部４２ｃとを有しており、外側軌道輪１
１には、上記棒状ネジ部４２ｃを外側軌道輪１１の内径
側から外径側に導くためのネジ部挿通孔２３が形成され
ている。

【００３１】さらに、センサ４２は棒状ネジ部４２ｃを
締め付けるナット４２ｄを有しており、外側軌道輪１１
の外周面には、上記ナット４２ｄを収容するための凹陥
部２４が形成されている。また、センサ４２はリード線
４２ｅを有しており、外側軌道輪１１には、上記リード
線４２ｅを転がり軸受４１の外部に引き出すためのリー
ド線引出し孔２５が形成されている。なお、図中２６は
外側軌道輪１１とセンサ４２とを電気的に絶縁するセラ
ミックス製の絶縁体を示している。

【００３２】このように構成される転がり軸受４１で
は、センサ４２の棒状ネジ部４２ｃをネジ部挿通孔２３
に外側軌道輪１１の内径側から挿入し、ネジ部挿通孔２
３から突出する棒状ネジ部４２ｃをナット４２ｄで締め
付けると、センサ４２の電極部４２ａが凹陥部２２内に
固定された状態となる。これにより、接着剤を使用する
ことなくセンサ２１を外側軌道輪１１に確実に固定する
ことができ、センサ２１が外側軌道輪１１から脱落する
ようなことがないので、信頼性の向上を図ることができ
る。

【００３３】また、センサ４２の電極部４２ａが外側軌
道輪１１の内周面に形成された凹陥部２２に収容される
ため、転動体１３の転がり運動に影響を及ぼすことなく
内側軌道輪１２の回転速度や潤滑油膜の状態で直接検出
でき、センサ４２から出力された信号により焼付き等の
発生を的確に検知することができる。また、センサ４２
のナット４２ｄが外側軌道輪１１の外周面から突出する
ようなこともないので、外側軌道輪１１をハウジングの
内周面に容易に嵌め込むことができる。さらに、外側軌
道輪１１とセンサ４２とを電気的に絶縁する絶縁体２６
をセラミックス製としたことにより、電気絶縁性だけで
なく剛性も確保でき、しかも絶縁体２６を樹脂製とした
ものに比べて熱膨張率も金属に近いので、温度変化があ
ったときも有利である。

【００３４】なお、上述した各実施形態では本発明を転
がり軸受に適用した場合を例示したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、直動案内軸受装置やボールね
じ等にも本発明を適用することができる。この場合、直
動案内軸受装置の案内レールやボールねじのねじ軸は本
発明に係る転動装置の内方部材に相当し、直動案内軸受
装置のスライダやボールねじのナットは本発明に係る転
動装置の外方部材に相当する。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内方部材及び／または外方部材に設けたセンサにより潤
滑油膜の状態と転動体の公転速度を同時に検出すること
ができる。また、接着剤を使用することなくセンサを内
方部材及び／または外方部材に確実に固定することがで
き、センサが内方部材や外方部材から脱落するようなこ
とがないので、信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るセンサ付転がり
軸受を示す図である。

【図２】本発明の第２の実施形態に係るセンサ付転がり
軸受を示す図である。

【図３】本発明の第３の実施形態に係るセンサ付転がり
軸受を示す図である。

【図４】本発明の第４の実施形態に係るセンサ付転がり
軸受を示す図である。

【図５】本発明の第５の実施形態に係るセンサ付転がり
軸受を示す図である。

【図６】本発明の第６の実施形態に係るセンサ付転がり
軸受を示す図である。

【図７】本発明の第７の実施形態に係るセンサ付転がり
軸受を示す図である。

【図８】従来のセンサ付転がり軸受を示す図である。

【符号の説明】

１１ 外側軌道輪１２ 内側軌道輪１３ 転動体
２１ 電気容量センサ２１ａ 電極部２１ｂ 棒状ネ
ジ部２１ｃ ナット２１ｄ リード線２２ 凹陥部２
３ ネジ部挿通孔２４ 凹陥部２５ リード線引
出し孔２６ 絶縁体２７ リード線引出し溝３１
渦電流センサ３２ センサ固定ボルト３３ 凹陥
部４２ 渦電流センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 万朶 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J101 AA01 BA51 BA54 FA21 FA22 FA23 FA31 FA48

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内方部材と外方部材との間に複数の転動
   体を配して構成される転動装置において、前記内方部材
   及び／または前記外方部材に、前記転動体間の潤滑状態
   を検出すると共に前記転動体の公転速度を検出するセン
   サを前記転動体に対向させて設けたことを特徴とするセ
   ンサ付転動装置。
2. 【請求項２】 前記センサは、電気容量センサであるこ
   とを特徴とする請求項１記載のセンサ付転動装置。
3. 【請求項３】 前記センサは、渦電流センサであること
   を特徴とする請求項１記載のセンサ付転動装置。
4. 【請求項４】 前記センサは、セラミックスからなる絶
   縁体により前記内方部材及び／または前記外方部材と電
   気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１乃至３
   のいずれか１項に記載のセンサ付転動装置。
5. 【請求項５】 前記センサは、前記内方部材及び／また
   は前記外方部材にネジにより取り付けられていることを
   特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のセン
   サ付転動装置。