JP2006022837A - Bearing device with sensor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing device with a sensor which materializes highly precise detection by precisely holding an air gap between a sensor and a tooth part for speed detection over the entire periphery. <P>SOLUTION: In an bearing device 10 with a sensor, an inner ring 17b is integrally formed with a slinger 22 and an encoder 23. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、センサ付軸受装置に関し、特に、機械装置や、鉄道車両、自動車、搬送車等の移動体に組み込まれる軸受装置の運転状態の検知や予防保全に用いられるセンサ付軸受装置に関する。   The present invention relates to a sensor-equipped bearing device, and more particularly, to a sensor-equipped bearing device used for detection of an operating state of a bearing device incorporated in a moving body such as a mechanical device or a railway vehicle, an automobile, a transport vehicle, or preventive maintenance.

従来、鉄道車両等の車軸軸受では、車輪の空転検知や、軸受の異常検知(焼付き検知のための軸受温度検知、軸受破損検知のための振動検知)がセンサを用いて行なわれている。センサ付軸受装置の一例としては、軸受箱の前蓋にセンサを取り付けたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an axle bearing of a railway vehicle or the like, a wheel idling detection or a bearing abnormality detection (a bearing temperature detection for seizing detection or a vibration detection for bearing breakage detection) is performed using a sensor. As an example of a sensor-equipped bearing device, one in which a sensor is attached to a front lid of a bearing box is known (for example, see Patent Document 1).

図4に示すように、特許文献1に開示されたセンサ付軸受装置100は、車両の重量を支え、車軸101の回転を支持するグリース密封型の複列円すいころ軸受102を備えており、車軸101はこの複列円すいころ軸受102を介して軸受箱103に対して回転自在に支持されている。また、車軸101の端部には端面押え104が固定されており、端面押え104の外径に速度検出用の複数の歯部105が円周方向に等間隔に形成されている。また、軸受箱103に固定された前蓋106には、センサ107が組み付けられている。   As shown in FIG. 4, the sensor-equipped bearing device 100 disclosed in Patent Document 1 includes a grease-sealed double-row tapered roller bearing 102 that supports the weight of the vehicle and supports the rotation of the axle 101. 101 is rotatably supported with respect to the bearing housing 103 via the double row tapered roller bearing 102. An end face retainer 104 is fixed to the end portion of the axle 101, and a plurality of speed detecting tooth portions 105 are formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer diameter of the end face retainer 104. A sensor 107 is assembled to the front lid 106 fixed to the bearing box 103.

センサ107は、速度検出用の歯部105に対して所定の隙間を保持して対向配置されている。センサ107は、速度検出用素子を有し、速度検出用の歯部105の回転に伴うパルス信号をカウントして回転を検知する。また、センサ107は、内蔵された、温度検出用素子、振動検出用素子によって、温度、振動を検出する。なお、108は、前蓋106に取り付けられた端面蓋である。
特開2003−90335号公報
The sensor 107 is disposed to face the tooth portion 105 for speed detection while maintaining a predetermined gap. The sensor 107 includes a speed detection element, and counts a pulse signal associated with the rotation of the speed detection tooth portion 105 to detect the rotation. The sensor 107 detects temperature and vibration using a built-in temperature detection element and vibration detection element. Reference numeral 108 denotes an end face lid attached to the front lid 106.
JP 2003-90335 A

ところで、図4に示したセンサ付軸受装置100では、端面押え104及び速度検出用の歯部105は車軸101の軸端に配置されており、また、センサ107も前蓋106に取り付けられるため、軸受周りの軸方向長さが長くなるとともに、また軸受装置全体が重くなり、ばね下重量が増加してしまうという問題があった。また、センサ107と速度検出用の歯部105とのエアーギャップが部品の嵌め合い公差により初期調整が必要になり、その際前蓋106が邪魔になる問題があった。   By the way, in the bearing device with sensor 100 shown in FIG. 4, the end surface retainer 104 and the speed detecting tooth portion 105 are arranged at the shaft end of the axle 101, and the sensor 107 is also attached to the front lid 106. As the axial length around the bearing becomes longer, the entire bearing device becomes heavier and the unsprung weight increases. In addition, the air gap between the sensor 107 and the speed detection tooth portion 105 needs to be initially adjusted due to the fitting tolerance of the components, and there is a problem that the front lid 106 becomes obstructive at that time.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、センサと速度検出用の歯部とのエアーギャップを全周に亘って精度良く保持して、精度のよい検出を行うことが可能なセンサ付軸受装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to accurately detect the air gap between the sensor and the tooth portion for speed detection over the entire circumference. Another object is to provide a sensor-equipped bearing device.

本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
(1) 回転輪、静止輪、及び該回転輪と該静止輪との間に転動自在に配置された転動体とを有する転がり軸受と、
前記回転輪と共に回転可能なエンコーダと、
該エンコーダと径方向において対向する位置で、前記静止輪或いは前記静止輪と固定される部材に取り付けられるセンサと、
を備え、
前記回転輪と前記エンコーダは一体構造であることを特徴とするセンサ付軸受装置。
(2) 前記静止輪に固定されたシールケースと、
前記回転輪と共に回転可能で、前記シールケースと対向してシール手段を構成するスリンガと、
をさらに備え、
前記回転輪と前記スリンガ及び前記エンコーダは一体構造であることを特徴とする(1)に記載のセンサ付軸受装置。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) a rolling bearing having a rotating wheel, a stationary wheel, and a rolling element that is rotatably disposed between the rotating wheel and the stationary wheel;
An encoder rotatable with the rotating wheel;
A sensor attached to the stationary wheel or a member fixed to the stationary wheel at a position facing the encoder in the radial direction;
With
The bearing device with a sensor, wherein the rotating wheel and the encoder have an integral structure.
(2) a seal case fixed to the stationary ring;
A slinger that is rotatable together with the rotating wheel and constitutes a sealing means facing the seal case;
Further comprising
The bearing device with a sensor according to (1), wherein the rotating wheel, the slinger, and the encoder have an integral structure.

本発明のセンサ付軸受装置によれば、回転輪とエンコーダが一体構造であるように構成したので、センサと速度検出用の歯部とのエアーギャップを全周に亘って精度良く保持して、精度のよい検出を行うことができる。   According to the sensor-equipped bearing device of the present invention, since the rotating wheel and the encoder are configured as an integral structure, the air gap between the sensor and the tooth for speed detection is accurately maintained over the entire circumference, Accurate detection can be performed.

以下、本発明の各実施形態に係るセンサ付軸受装置を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a bearing device with a sensor concerning each embodiment of the present invention is explained in detail based on a drawing.

(第1実施形態)
図1及び図2は、本発明に係る第1実施形態のセンサ付軸受装置を示す縦断面図である。図1及び図2に示すように、第1実施形態のセンサ付軸受装置10は、鉄道車両用センサ付軸受装置であり、車軸11が、図示しない車輪を支持固定した状態で、軸受箱12の内径側で、本発明の転がり軸受であるグリース密封型の複列円すいころ軸受13により、回転自在に支持されている。
(First embodiment)
1 and 2 are longitudinal sectional views showing a sensor-equipped bearing device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG.1 and FIG.2, the bearing apparatus 10 with a sensor of 1st Embodiment is a bearing apparatus with a sensor for railcars, and the axle shaft 11 supports and fixes the wheel which is not shown in figure. On the inner diameter side, it is rotatably supported by a grease-sealed double-row tapered roller bearing 13 which is a rolling bearing of the present invention.

複列円すいころ軸受13には、種々部材の重量等によるラジアル荷重と任意のアキシアル荷重とが負荷される。複列円すいころ軸受13は、軸受箱12に内嵌され、円錐面状に傾斜した一対の外輪軌道面14を内周面に有する単一の外輪15と、車軸11に外嵌され、円錐面状に傾斜した内輪軌道面16a,16bを外周面に有する一対の内輪17a,17bを有する。   The double row tapered roller bearing 13 is loaded with a radial load due to the weight of various members and an arbitrary axial load. The double-row tapered roller bearing 13 is fitted in the bearing housing 12 and is fitted on the axle 11 with a single outer ring 15 having a pair of outer ring raceway surfaces 14 inclined in the shape of a conical surface on the inner circumferential surface. A pair of inner rings 17a and 17b having inner ring raceway surfaces 16a and 16b inclined in the shape of the outer peripheral surface.

また、複列円すいころ軸受13は、外輪15の外輪軌道面14と内輪17a,17bの内輪軌道面16a,16bとの間に複列で複数配置された円すいころ18と、円すいころ18を転動自在に保持する環状の保持器19とを有する。複列円すいころ軸受13の内部には、グリース等の潤滑剤が封入されている。   The double row tapered roller bearing 13 rolls the tapered rollers 18 and the tapered rollers 18 arranged in a plurality of rows between the outer ring raceway surface 14 of the outer ring 15 and the inner ring raceway surfaces 16a and 16b of the inner rings 17a and 17b. And an annular retainer 19 that is movably retained. Inside the double-row tapered roller bearing 13, a lubricant such as grease is sealed.

一対の内輪17a,17b間には、内輪間座20が組み付けられている。一方の内輪17aの内輪間座20と反対側の軸方向端部には、他の内輪間座21が設けられている。また、他方の内輪17bは、スリンガ22とエンコーダ23とが一体構造となった単一の内輪ユニット24からなる。この内輪ユニット24は、内輪17bの内周面において所定の締め代を持って車軸11と嵌合し、スリンガ22とエンコーダ23の内周面において所定の隙間を持って車軸11と嵌合している。内輪ユニット24の内輪間座20と反対側の軸方向端部には、前蓋25の端部が当接しており、前蓋25をボルト26によって車軸11と締結することで、内輪ユニット24は軸方向に位置決めされる。   An inner ring spacer 20 is assembled between the pair of inner rings 17a and 17b. Another inner ring spacer 21 is provided at the axial end of the inner ring 17 a opposite to the inner ring spacer 20. The other inner ring 17b includes a single inner ring unit 24 in which the slinger 22 and the encoder 23 are integrated. The inner ring unit 24 is fitted to the axle 11 with a predetermined tightening margin on the inner circumferential surface of the inner ring 17b, and is fitted to the axle 11 with a predetermined gap on the inner circumferential surfaces of the slinger 22 and the encoder 23. Yes. The end of the front lid 25 is in contact with the axial end of the inner ring unit 24 opposite to the inner ring spacer 20, and the inner ring unit 24 is secured by fastening the front lid 25 to the axle 11 with bolts 26. Positioned in the axial direction.

外輪15の両端部には、一対のシールケース27,28が組み付けられている。シールケース27,28は、軟鉄をプレス加工することにより薄肉に成形されており、外輪15側から外径が段階的に小さくなるようにして円筒形状に形成されている。シールケース27と内輪間座21との間には、オイルシール29が配置されると共に、シールケース27の先端部27aとこの先端部27aを囲むように内輪間座21に設けられた凹部21aとでラビリンスシール30を構成する。一方、シールケース28とスリンガ22との間には、径方向内方に延びるシールケース28のフランジ部28aから複列円錐ころ軸受13側に向かってほぼ90度に折曲げされた先端部28bと、この先端部28bを囲むようにスリンガ22に設けられた凹部22aとでシール手段であるラビリンスシール31を構成する。これにより、複列円錐ころ軸受13内部に封入した潤滑剤が外部に漏洩するのを防止すると共に、複列円すいころ軸受13内部へ異物が侵入するのを防止している。   A pair of seal cases 27 and 28 are assembled to both ends of the outer ring 15. The seal cases 27 and 28 are formed thin by pressing soft iron, and are formed in a cylindrical shape so that the outer diameter gradually decreases from the outer ring 15 side. An oil seal 29 is disposed between the seal case 27 and the inner ring spacer 21, and a front end portion 27a of the seal case 27 and a recess 21a provided in the inner ring spacer 21 so as to surround the front end portion 27a. The labyrinth seal 30 is comprised by this. On the other hand, between the seal case 28 and the slinger 22, a tip end portion 28 b bent at approximately 90 degrees from the flange portion 28 a of the seal case 28 extending radially inward toward the double row tapered roller bearing 13 side, and The labyrinth seal 31 as a sealing means is constituted by the concave portion 22a provided in the slinger 22 so as to surround the distal end portion 28b. Thereby, the lubricant enclosed in the double row tapered roller bearing 13 is prevented from leaking to the outside, and foreign matter is prevented from entering the double row tapered roller bearing 13.

エンコーダ23は、その外周面に速度検出用の複数の歯部32が円周方向に等間隔に備えられた歯車からなり、磁気特性は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化している。なお、エンコーダ23は、上記歯車に限定されず、磁石を外周面にS極とN極を交互に且つ等間隔に貼り付けたものでもよい。   The encoder 23 includes a gear having a plurality of speed detection teeth 32 provided at equal intervals in the circumferential direction on its outer peripheral surface, and the magnetic characteristics change alternately and at equal intervals in the circumferential direction. . The encoder 23 is not limited to the above gear, and a magnet may be attached to the outer peripheral surface alternately with S poles and N poles at equal intervals.

図1に示すように、シールケース28には、フランジ部28aの円周方向に離れた位置に、一対のボルト33,33が車軸11の軸方向外方に向けて突出して固定されている。 この一対のボルト33、33には、センサ筐体34の側部に形成された一対のフランジ部35,35のネジ孔を挿通した後、緩み止めナット36,36がねじ込まれている。また、シールケース28には、フランジ部28aから外輪15側に向かう円筒部28cに、ボルト37が径方向外方に突出して固定されている。このボルト37には、センサ筐体34のフランジ部34bに挿通されてから、緩み止めナット38がねじ込まれている。これにより、センサ筐体34はシールケース28に固定される。センサ筐体34は、底部にセンサ孔34aが形成されると共に、カバー39により密閉されている。   As shown in FIG. 1, a pair of bolts 33, 33 are fixed to the seal case 28 so as to protrude outward in the axial direction of the axle 11 at positions separated in the circumferential direction of the flange portion 28 a. The pair of bolts 33, 33 are screwed with locking nuts 36, 36 after passing through screw holes of a pair of flange portions 35, 35 formed on the side of the sensor housing 34. In addition, a bolt 37 is fixed to the seal case 28 so as to protrude radially outward from a cylindrical portion 28c from the flange portion 28a toward the outer ring 15 side. A locking nut 38 is screwed into the bolt 37 after being inserted into the flange portion 34 b of the sensor housing 34. Thereby, the sensor housing 34 is fixed to the seal case 28. The sensor housing 34 is formed with a sensor hole 34 a at the bottom and is sealed with a cover 39.

緩み止めナット36,36,38は、雌ねじ部の端部に、弾性を有するフリクションリングを組み込んだUナットである(Uナットは(株)富士精密の登録商標。)。緩み止めナット36,36,38は、ボルト33,33,37に対して十分にねじ込まれた状態で、フリクションリングがボルト33,33,37の雄ねじを押圧することにより、自由回転を阻止して緩みを防止することができる。   The locking nuts 36, 36, and 38 are U nuts in which a friction ring having elasticity is incorporated at the end of the female screw portion (U nut is a registered trademark of Fuji Seimitsu Co., Ltd.). The loosening prevention nuts 36, 36, and 38 prevent free rotation when the friction ring presses the male threads of the bolts 33, 33, and 37 while being sufficiently screwed into the bolts 33, 33, and 37. Looseness can be prevented.

センサ筐体34は、A2017,A2024,A5056,A6061,A7075等のアルミニウム合金にアルマイト処理が施されたアルミニウム合金製のものからなる。アルミニウム合金製のセンサ筐体34は、プラスチック製のものに比べて機械的強度に優れており、鉄製のものに比べて軽量であるために、センサ筐体34が取り付けられるシールケース28に負担をかけることがない。また、アルミニウム合金製のセンサ筐体34は、プラスチック製のものに比べて、熱伝導率が良好なので、軸受温度の測定を精度良く行うことができる。また、センサ筐体34は、アルミニウム合金にアルマイト処理等の表面処理が施されているために、アルミニウムの防食性をさらに高めることができる。なお、表面処理はアルマイト処理以外の通常のメッキ処理等でも良いが、アルマイト処理等の陽極酸化処理を用いた表面処理の方が被膜特性において優れている。   The sensor housing 34 is made of an aluminum alloy obtained by subjecting an aluminum alloy such as A2017, A2024, A5056, A6061, and A7075 to an alumite treatment. The sensor casing 34 made of aluminum alloy is superior in mechanical strength to that made of plastic, and is lighter than that made of iron, and therefore places a burden on the seal case 28 to which the sensor casing 34 is attached. I don't spend it. In addition, since the aluminum alloy sensor housing 34 has a better thermal conductivity than a plastic housing, the bearing temperature can be accurately measured. Moreover, since the sensor housing | casing 34 surface-treats, such as an alumite process, to the aluminum alloy, it can further improve the corrosion resistance of aluminum. The surface treatment may be a normal plating treatment other than the alumite treatment, but the surface treatment using an anodic oxidation treatment such as alumite treatment is superior in film properties.

センサ筐体34とフランジ部28aとの間の隙間には、シリコン樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂40が充填されている。即ち、鉄製のシールケース27とアルミニウム合金製のセンサ筐体34間の取付け面の隙間部分に樹脂40が充填されることで、取付け部の隙間部分に水分が浸入せずに、アルミニウムと鉄の基準電位の差に基づくアルミニウム合金の溶出が生じない。その結果、センサ41の耐久性を高めることができる。   A gap between the sensor housing 34 and the flange portion 28a is filled with a resin 40 such as silicon resin or epoxy resin. That is, the resin 40 is filled in the gap portion of the mounting surface between the iron seal case 27 and the aluminum alloy sensor housing 34, so that moisture does not enter the gap portion of the mounting portion, and the aluminum and iron Elution of the aluminum alloy based on the difference in reference potential does not occur. As a result, the durability of the sensor 41 can be increased.

センサ41は、センサ筐体34内に配置された基板42上に固定される、速度検出素子43、温度検出素子44、加速度検出素子(振動検出素子)45を有しており、車両用軸受装置10の運転状況を高精度で検出する。   The sensor 41 includes a speed detection element 43, a temperature detection element 44, and an acceleration detection element (vibration detection element) 45 fixed on a substrate 42 disposed in the sensor housing 34. 10 driving conditions are detected with high accuracy.

速度検出素子43は、エンコーダ23の外周面に形成された歯部32と非接触で対向するように、センサ筐体34のセンサ孔34a内に配置されており、車軸11に固定されたエンコーダ23の回転を検出することで、車軸11の回転を計測して、例えばパルス状の電気信号を発生する。発生した電気信号は、入出力信号ケーブル46を通じて制御回路(不図示)に送られて監視される。なお、回転方向を測定する場合は、1個のセンサ筐体34内に速度信号パルスが約90度位相になる位置に速度検出素子43を2個配置するとよい。また、速度検出素子43を1個有したセンサ筐体を2個取り付けても同様の効果を得ることができる。この際、前記の構成と同じように、速度信号のパルスが約90度位相になるように2個のセンサ筐体を配置するのがよい。   The speed detection element 43 is disposed in the sensor hole 34 a of the sensor housing 34 so as to face the tooth portion 32 formed on the outer peripheral surface of the encoder 23 in a non-contact manner, and is fixed to the axle 11. Is detected, and the rotation of the axle 11 is measured to generate, for example, a pulsed electric signal. The generated electric signal is sent to a control circuit (not shown) through the input / output signal cable 46 and monitored. When measuring the rotation direction, two speed detection elements 43 may be arranged in a position where the speed signal pulse is about 90 degrees in one sensor housing 34. The same effect can be obtained even if two sensor housings each having one speed detecting element 43 are attached. At this time, it is preferable to arrange the two sensor housings so that the pulse of the speed signal is about 90 degrees in phase as in the above-described configuration.

また、大部分の使用目的が回転速度の測定だけでよく、一部の軸受のみ回転方向を測定する必要がある場合は、速度検出素子43を1個有するセンサ筐体のみを製作しておき、回転方向の測定が必要な軸受にのみセンサ筐体を2個取り付けることで回転速度と回転方向の測定が可能である。そうすれば、製作するセンサの種類を増やす必要がなく、低コスト化を実現できる。また、温度或いは振動検出が不要な場合は、基板42から温度検出素子44或いは振動検出素子45を取り外しての使用も可能であり、一種類の筐体でのバリエーションが可能である。   In addition, if the purpose of use is only to measure the rotational speed, and it is necessary to measure the rotational direction of only some of the bearings, only a sensor housing having one speed detecting element 43 is manufactured, It is possible to measure the rotational speed and direction by attaching two sensor housings only to the bearings that require measurement in the rotational direction. By doing so, it is not necessary to increase the types of sensors to be manufactured, and cost reduction can be realized. When temperature or vibration detection is not required, the temperature detection element 44 or the vibration detection element 45 can be removed from the substrate 42, and variations with a single type of housing are possible.

温度検出素子44は、センサ筐体34の円すいころ軸受13に近い、シールケース28側に配されており、シールケース28を介して伝達される円すいころ軸受13内部の雰囲気温度を常時測定して制御回路に与えることで、潤滑剤切れ等による焼付きの発生を防止する。このとき、シール手段として、非接触のシールであるラビリンスシールを用いているため、発熱がなく、円すいころ軸受13の発熱を精度良く測定することができる。また、センサ筐体34をアルミニウム合金で構成すると共に、温度検出素子44を他の検出素子よりシールケース側に配しているので、シールケース28の温度をより正確に測定できる。また、センサ筐体34と、フランジ部28aとの間に熱伝導性の良いシリコン樹脂等を充填すると、さらに精度良く温度を測定できる。   The temperature detecting element 44 is disposed on the seal case 28 side of the sensor housing 34 close to the tapered roller bearing 13, and constantly measures the atmospheric temperature inside the tapered roller bearing 13 transmitted through the seal case 28. By giving it to the control circuit, occurrence of seizure due to running out of the lubricant is prevented. At this time, since the labyrinth seal which is a non-contact seal is used as the sealing means, there is no heat generation, and the heat generation of the tapered roller bearing 13 can be accurately measured. In addition, since the sensor housing 34 is made of an aluminum alloy and the temperature detection element 44 is arranged on the seal case side with respect to other detection elements, the temperature of the seal case 28 can be measured more accurately. In addition, if silicon resin or the like having good thermal conductivity is filled between the sensor housing 34 and the flange portion 28a, the temperature can be measured with higher accuracy.

振動検出素子45は、軸方向の振動を検出するセンサであり、円すいころ18、外輪15、内輪17a,17bに与えられた振動成分を電気信号に変換して制御回路に送る。振動検出素子45は、軸方向の振動のみを測定しているので、円すいころ軸受13の剥離や傷等の異常振動を精度良く測定できるとともに、車軸11の偏摩耗も精度良く測定することができる。また、取付け位置(位相)は円周上の任意の場所に設定することができる。   The vibration detection element 45 is a sensor that detects vibration in the axial direction, and converts the vibration component applied to the tapered roller 18, the outer ring 15, and the inner rings 17 a and 17 b into an electric signal and sends it to the control circuit. Since the vibration detection element 45 measures only the vibration in the axial direction, it can accurately measure abnormal vibration such as peeling or scratching of the tapered roller bearing 13 and can also measure uneven wear of the axle 11 with high accuracy. . Further, the attachment position (phase) can be set at any place on the circumference.

上記のように構成されたセンサ付軸受装置10によれば、内輪17bとエンコーダ23とが一体構造であるように構成したので、エンコーダ23の歯部32の車軸11に対する同軸度の精度が向上し、振れ回りが抑制される。従って、センサ41と速度検出用の歯部32とのエアーギャップが全周に亘って精度良く保持され、精度のよい検出を行うことができる。その結果、回転数の検出は勿論、角速度の検出も精度よく行え、車輪11の瞬間的な滑りも検出することができる。また、部品点数が削減できるためメンテナンスコストを低減することができる。   According to the sensor-equipped bearing device 10 configured as described above, since the inner ring 17b and the encoder 23 are configured as an integral structure, the accuracy of the coaxiality of the tooth portion 32 of the encoder 23 with respect to the axle 11 is improved. Swaying is suppressed. Accordingly, the air gap between the sensor 41 and the tooth portion 32 for speed detection is accurately maintained over the entire circumference, and accurate detection can be performed. As a result, not only the rotation speed but also the angular velocity can be detected with high accuracy, and the instantaneous slip of the wheel 11 can also be detected. Further, since the number of parts can be reduced, the maintenance cost can be reduced.

また、内輪17bとエンコーダ23と共に、スリンガ22も一体構造としたので、部品点数がより削減される。さらに、スリンガ22は車軸11と所定の隙間を持って嵌合したので、この内輪ユニット24を車軸11に圧入する際の圧入長さが短くなり、圧入力が軽減し、軸受組込み時の効率が上がる。また、従来はスリンガと内輪が別体であったため、両者の端面間の微小滑りによりフレッチングが発生し、その摩耗粉が軸受内に侵入し潤滑に悪影響を与えることがあったが、内輪17bとスリンガ22とエンコーダ23とを一体構造とすることによりこのような問題も回避できる。   In addition, since the slinger 22 is integrated with the inner ring 17b and the encoder 23, the number of parts is further reduced. Further, since the slinger 22 is fitted to the axle 11 with a predetermined gap, the press-fitting length when the inner ring unit 24 is press-fitted into the axle 11 is shortened, the pressure input is reduced, and the efficiency when the bearing is incorporated is improved. Go up. In addition, since the slinger and the inner ring are separate from each other in the past, fretting occurs due to a minute slip between both end faces, and the wear powder may enter the bearing and adversely affect the lubrication. Such a problem can be avoided by integrating the slinger 22 and the encoder 23 into an integral structure.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態のセンサ付軸受装置について図3を参照して説明する。図3は本発明に係る第2実施形態のセンサ付軸受装置の縦断面図である。なお、第1実施形態と同一または同等部分については、同一の符号を付し、説明を省略或いは簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, the sensor-equipped bearing device of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the sensor-equipped bearing device according to the second embodiment of the present invention. Note that the same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

図3に示すように、第2実施形態のセンサ付軸受装置50は、第1実施形態と同様に、内輪17bとスリンガ22とエンコーダ51が一体構造として構成されている。ただし、速度検出用の歯部52は、別体のリング状に形成されており、内輪17bとスリンガ22と一体に構成された内輪ユニット53の筒状部54に圧入されてエンコーダ51を構成している。   As shown in FIG. 3, in the sensor-equipped bearing device 50 according to the second embodiment, the inner ring 17 b, the slinger 22, and the encoder 51 are configured as an integral structure as in the first embodiment. However, the speed detection tooth portion 52 is formed in a separate ring shape, and is press-fitted into the cylindrical portion 54 of the inner ring unit 53 integrally formed with the inner ring 17 b and the slinger 22 to constitute the encoder 51. ing.

従って、第2実施形態のセンサ付軸受装置50によれば、速度検出用の歯部52を別体としたので、内輪ユニット53を簡潔に構成することができ、全体としてコストダウンを図ることができる。その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。   Therefore, according to the sensor-equipped bearing device 50 of the second embodiment, since the speed detection tooth portion 52 is a separate body, the inner ring unit 53 can be simply configured, and the overall cost can be reduced. it can. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、転がり軸受は、複列円すいころ軸受に限らず、その他、複列深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、等の各種転がり軸受を適用しても良い。
また、センサに内蔵される検出素子は少なくとも速度検出素子を含んでいればよく、軸受装置の運転状況を高い精度で監視する上で、温度検出素子、加速度検出素子の少なくとも一つをさらに含んでいることが望ましい。
さらに、本実施形態では、センサの取り付け位置を車軸の下方としたが、軸箱及び軸箱周辺との干渉がなければ、車軸周りのいずれの位置に配置されてもよい。
また、本実施形態では、センサを取り付けるための、静止輪と固定される部材としてシールケースを用いたが、センサは軸受箱に取り付けるようにしてもよく、或いは、静止輪に取付けられる構成であってもよい。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
For example, the rolling bearing is not limited to a double row tapered roller bearing, and various rolling bearings such as a double row deep groove ball bearing, an angular ball bearing, and a cylindrical roller bearing may be applied.
In addition, the detection element incorporated in the sensor only needs to include at least a speed detection element, and further includes at least one of a temperature detection element and an acceleration detection element in order to monitor the operation status of the bearing device with high accuracy. It is desirable.
Furthermore, in the present embodiment, the sensor mounting position is set below the axle, but may be disposed at any position around the axle as long as there is no interference with the axle box and the periphery of the axle box.
In this embodiment, a seal case is used as a member fixed to the stationary ring for mounting the sensor. However, the sensor may be mounted on the bearing box or may be mounted on the stationary ring. May be.

本発明に係る第1実施形態のセンサ付軸受装置を示す正面図である。It is a front view which shows the bearing apparatus with a sensor of 1st Embodiment which concerns on this invention. 図1に示したセンサ付軸受装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the bearing apparatus with a sensor shown in FIG. 本発明に係る第2実施形態のセンサ付軸受装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the bearing apparatus with a sensor of 2nd Embodiment which concerns on this invention. 従来のセンサ付軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the conventional bearing apparatus with a sensor.

符号の説明Explanation of symbols

10,50 センサ付軸受装置
11 車軸
12 軸受箱
13 円すいころ軸受(転がり軸受)
15 外輪(静止輪)
17a,17b 内輪(回転輪)
18 転動体
22 スリンガ
23,51 エンコーダ
24,53 内輪ユニット
27,28 シールケース
29 オイルシール
31 ラビリンスシール(シール手段)
32,52 速度検出用の歯部
34 センサ筐体
41 センサ
43 速度検出素子
44 温度検出素子
45 加速度検出素子
10, 50 Bearing device with sensor 11 Axle 12 Bearing box 13 Tapered roller bearing (rolling bearing)
15 Outer ring (stationary ring)
17a, 17b Inner ring (rotating wheel)
18 Rolling elements 22 Slinger 23, 51 Encoder 24, 53 Inner ring unit 27, 28 Seal case 29 Oil seal 31 Labyrinth seal (seal means)
32, 52 Teeth for speed detection 34 Sensor housing 41 Sensor 43 Speed detection element 44 Temperature detection element 45 Acceleration detection element

Claims (2)

回転輪と静止輪と、該回転輪及び該静止輪との間に転動自在に配置された転動体とを有する転がり軸受と、
前記回転輪と共に回転可能なエンコーダと、
該エンコーダと径方向において対向する位置で、前記静止輪或いは前記静止輪と固定される部材に取り付けられるセンサと、
を備え、
前記回転輪と前記エンコーダは一体構造であることを特徴とするセンサ付軸受装置。
A rolling bearing having a rotating wheel, a stationary wheel, and a rolling element that is rotatably disposed between the rotating wheel and the stationary wheel;
An encoder rotatable with the rotating wheel;
A sensor attached to the stationary wheel or a member fixed to the stationary wheel at a position facing the encoder in the radial direction;
With
The bearing device with a sensor, wherein the rotating wheel and the encoder have an integral structure.
前記静止輪に固定されたシールケースと、
前記回転輪と共に回転可能で、前記シールケースと対向してシール手段を構成するスリンガと、
をさらに備え、
前記回転輪と前記スリンガ及び前記エンコーダは一体構造であることを特徴とする請求項1に記載のセンサ付軸受装置。
A seal case fixed to the stationary ring;
A slinger that is rotatable together with the rotating wheel and that constitutes a sealing means facing the seal case;
Further comprising
The sensor-equipped bearing device according to claim 1, wherein the rotating wheel, the slinger, and the encoder have an integral structure.
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