JP2006194221A - Anti-friction bearing fitment - Google Patents

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浩一 奥上
Yasumitsu Ishikawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an anti-friction bearing fitment which realizes space saving and plans to reduce a built-in man power of detecting mechanism. <P>SOLUTION: In the anti-friction bearing fitment, used for a compressor fitment of fuel cell, comprising a pair of anti-friction bearing fitments 4 which bear a rotary shaft 3 to which parts of compressor or the like are fixed, the anti-friction bearing 4 comprises an outer ring of spiral wound gasket 12 in which an outside rolling face 12a is formed in inner periphery, an inner ring of spiral wound gasket 13 in which an inside rolling face 13a is formed in outer periphery, and a plurality of ball 15 accommodated between both rolling faces through retainer 14 in such a manner of freely rolling, and a sensor holder 23, formed in one end of the outer ring of spiral wound gasket 12 in a circle with sheet steel, is attached, furthermore, a detector 26 consisting of synthetic resin is integrally molded to this sensor holder 23, then a sensor 27 is embedded in this detector 26, and a rotating speed of the compressor is made to be detected by attaching a rotary element 22 consisting of a magnetic encoder facing this sensor 27 to the inner ring of spiral wound gasket 13 simultaneously. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、インペラ式コンプレッサ等の部品が固定された回転軸を支承する転がり軸受装置に関し、特に、燃料電池用のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置に関するものである。   The present invention relates to a rolling bearing device that supports a rotating shaft to which components such as an impeller compressor are fixed, and more particularly to a rolling bearing device used in a compressor device for a fuel cell.

燃料電池は、外部から供給された水素と酸素とを化学反応させて電気エネルギーを取り出す発電装置で、この燃料電池に用いられる電解質によって、例えば、自動車用の燃料電池に一般的に適用される固体高分子型をはじめ、リン酸電解質型、溶融炭酸塩型、固体酸化物型等の種類に分類されている。いずれの形式の燃料電池にあっても、電解質または電解質膜の両面をカソード(酸素極)とアノード(燃料極)の両電極で挟持させ、カソード側には酸化剤ガスとして空気中の酸素を供給すると共に、アノード側には燃料ガスとして水素を供給するようにしたものを単セルとし、セパレータを介した各セルを積層させてスタックとするようにしている。   A fuel cell is a power generation device that takes out electric energy by chemically reacting hydrogen and oxygen supplied from the outside, and is a solid that is generally applied to, for example, a fuel cell for an automobile by an electrolyte used in the fuel cell. It is classified into a polymer type, a phosphate electrolyte type, a molten carbonate type, and a solid oxide type. Regardless of the type of fuel cell, both sides of the electrolyte or electrolyte membrane are sandwiched between both cathode (oxygen electrode) and anode (fuel electrode) electrodes, and oxygen in the air is supplied as the oxidant gas to the cathode side. At the same time, a unit cell in which hydrogen is supplied as fuel gas to the anode side is formed as a single cell, and each cell through separators is stacked to form a stack.

このような燃料電池のカソード側へ空気を圧送して供給するために、排ガスタービンによりコンプレッサを駆動させるようにしたターボチャージャ方式やモータでコンプレッサを駆動させるようにしたモータ駆動方式がある。また、燃料電池に酸素および水素を供給する際、例えば、固体高分子型等では、燃料として直接水素を使用する直接水素型においても、水蒸気を加えて反応させる必要がある。さらに、例えば、燃料にガソリン等を使用する改質燃料型においては、非常に高温の水蒸気が必要となる。このように水蒸気を必要とするため、エネルギー効率を上げる目的で一般的に水蒸気を圧送するコンプレッサが使用されている。   There are a turbocharger system in which the compressor is driven by an exhaust gas turbine and a motor drive system in which the compressor is driven by a motor in order to supply air by pumping to the cathode side of such a fuel cell. Further, when supplying oxygen and hydrogen to the fuel cell, for example, in the case of a solid polymer type or the like, it is necessary to react by adding water vapor even in a direct hydrogen type that uses hydrogen directly as a fuel. Furthermore, for example, in a reformed fuel type using gasoline or the like as the fuel, very high temperature steam is required. Since water vapor is required in this way, a compressor that pumps water vapor is generally used for the purpose of increasing energy efficiency.

図4は、燃料電池として直接水素を使用する直接水素型におけるシステムの全体構成を示している。燃料電池スタック51は、固体高分子電解質膜を間に挟んで、燃料極52と酸化剤極53とを相互に対向配置させ、さらに、セパレータで挟持し、複数積層して構成されている。また、加湿器54は、燃料ガスおよび酸化剤ガスが、それぞれ半透膜を介して純水と隣接し、水分子が半透膜を通過することにより燃料ガスおよび酸化剤ガスに対して加湿を行っている。   FIG. 4 shows the overall configuration of a direct hydrogen type system that uses direct hydrogen as a fuel cell. The fuel cell stack 51 has a structure in which a fuel electrode 52 and an oxidant electrode 53 are arranged to face each other with a solid polymer electrolyte membrane interposed therebetween, and are further sandwiched by separators, and a plurality of layers are stacked. Further, the humidifier 54 humidifies the fuel gas and the oxidant gas when the fuel gas and the oxidant gas are adjacent to the pure water through the semipermeable membrane and the water molecules pass through the semipermeable membrane. Is going.

水素タンク55には水素が貯えられており、この水素は燃料調圧弁56により調圧された後、エゼクタ圧送機57、供給側水分離器58および加湿器54を通り、燃料電池スタック51に対し燃料極52の燃料入口52aから供給される。燃料極52の燃料出口52bから排出される水素と水蒸気との混合ガスは、排出側水分離器59、流路遮断弁60を通り、エゼクタ圧送機57で原燃料ガスと混合される。この混合ガスは、供給側水分離器58および加湿器54を経て燃料電池スタック51の燃料極52に循環される。   Hydrogen is stored in the hydrogen tank 55, and this hydrogen is regulated by the fuel pressure regulating valve 56, and then passes through the ejector pressure feeder 57, the supply side water separator 58, and the humidifier 54, and to the fuel cell stack 51. It is supplied from the fuel inlet 52 a of the fuel electrode 52. The mixed gas of hydrogen and water vapor discharged from the fuel outlet 52 b of the fuel electrode 52 passes through the discharge-side water separator 59 and the flow path shutoff valve 60 and is mixed with the raw fuel gas by the ejector pump 57. This mixed gas is circulated to the fuel electrode 52 of the fuel cell stack 51 through the supply side water separator 58 and the humidifier 54.

また、排出側水分離器59と流路遮断弁60との間の配管61には、パージ分岐部62にて水素パージされるパージ配管63が分岐接続され、パージ配管63にはパージガス遮断弁64およびパージガス触媒65がそれぞれ設けられている。   Further, a purge pipe 63 that is purged with hydrogen at the purge branching part 62 is branchedly connected to the pipe 61 between the discharge side water separator 59 and the flow path cutoff valve 60, and the purge gas cutoff valve 64 is connected to the purge pipe 63. And a purge gas catalyst 65 are provided.

酸化剤としての空気は、圧送機66によって加湿器54を経て燃料電池スタック51の酸化剤極53に、酸化剤入口53aから供給される。酸化剤極53の酸化剤出口53bから排出される排気は水蒸気と液水を含み、水分離器67によって液水分が分離される。水分離器67には、水素パージ時の空気供給用の空気パージ配管68およびパージガス遮断弁69が設けられており、水素パージ時にはパージガス触媒65に空気が供給されて外部に排出される。また、空気パージ配管68には、空気排出管70が分岐接続され、空気排出管70には空気調圧弁71が設けられている。   The air as the oxidant is supplied from the oxidant inlet 53a to the oxidant electrode 53 of the fuel cell stack 51 through the humidifier 54 by the pressure feeder 66. Exhaust gas discharged from the oxidant outlet 53 b of the oxidant electrode 53 contains water vapor and liquid water, and liquid water is separated by the water separator 67. The water separator 67 is provided with an air purge pipe 68 and a purge gas shut-off valve 69 for supplying air at the time of hydrogen purge. Air is supplied to the purge gas catalyst 65 and discharged outside during the hydrogen purge. An air exhaust pipe 70 is branched and connected to the air purge pipe 68, and an air pressure regulating valve 71 is provided in the air exhaust pipe 70.

さらに、燃料電池スタック51の発電状態は、図示しないセンサで検知され、この検知信号を受けて発電状態に応じて、水素圧力および空気圧力を燃料調圧弁56および空気調圧弁71で調整するようフィードバック制御されると共に、空気流量を圧送機66の回転数により調整するようフィードバック制御される構成となっている。   Further, the power generation state of the fuel cell stack 51 is detected by a sensor (not shown), and feedback is received so that the hydrogen pressure and the air pressure are adjusted by the fuel pressure regulating valve 56 and the air pressure regulating valve 71 according to the power generation state in response to this detection signal. In addition to being controlled, feedback control is performed so that the air flow rate is adjusted by the rotational speed of the pressure feeder 66.

また、このような燃料電池システムでは、蒸気となった燃料、燃料ガス、高温の燃料あるいは圧縮空気を各機器間に送り込む必要があり、圧送ポンプやターボチャージャ等の各種の圧送機が使用され、これらの圧送機には多くの場合軸受が組み込まれている。   Further, in such a fuel cell system, it is necessary to send vaporized fuel, fuel gas, high-temperature fuel or compressed air between the devices, and various pressure feeders such as a pressure feed pump and a turbocharger are used. These pumps often incorporate a bearing.

例えば、図5はこのような圧送機に使用されている転がり軸受装置の一例を示す断面図であるが、この転がり軸受装置80は、ハウジング81と、このハウジング81に嵌挿された回転軸82と、ハウジング81に対して回転軸82を回転自在に支承する一対の転がり軸受83、83とを備えている。   For example, FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a rolling bearing device used in such a pressure feeder. The rolling bearing device 80 includes a housing 81 and a rotary shaft 82 fitted in the housing 81. And a pair of rolling bearings 83 and 83 that rotatably support the rotary shaft 82 with respect to the housing 81.

回転軸82の一端部は一方の転がり軸受83から突出し、その先端側にインペラ84が取り付けられている。このインペラ84の背面と転がり軸受83との間にはシール部が設けられている。このシール部は、回転軸82に外挿されたブッシュ85と、このブッシュ85の外周面に形成された溝に装着されたシーリング部材86と、バックプレート87と転がり軸受83との間に配設されたバッフル88とを備えている。ここで、シーリング部材86はブッシュ85の外周面とバックプレート87の内周面との隙間を密封している。また、ブッシュ85の端部は転がり軸受83の内輪84の側面に当接されている。   One end portion of the rotary shaft 82 protrudes from one rolling bearing 83, and an impeller 84 is attached to the tip end side thereof. A seal portion is provided between the back surface of the impeller 84 and the rolling bearing 83. The seal portion is disposed between a bush 85 externally attached to the rotary shaft 82, a sealing member 86 mounted in a groove formed on the outer peripheral surface of the bush 85, and the back plate 87 and the rolling bearing 83. Baffle 88. Here, the sealing member 86 seals a gap between the outer peripheral surface of the bush 85 and the inner peripheral surface of the back plate 87. The end of the bush 85 is in contact with the side surface of the inner ring 84 of the rolling bearing 83.

この転がり軸受装置80は、回転軸82の高速回転に伴ってインペラ84が回転し、水蒸気吸込み口89から吸い込まれた水蒸気がインペラ84によって加圧され、インペラハウジング90とバックプレート87とで形成される加圧ボリュート91を通って水蒸気吐出し口92から圧送される。
特開2004−47473号公報
In this rolling bearing device 80, the impeller 84 rotates as the rotary shaft 82 rotates at high speed, and the water vapor sucked from the water vapor suction port 89 is pressurized by the impeller 84, and is formed by the impeller housing 90 and the back plate 87. The water is discharged from the water vapor outlet 92 through the pressure volute 91.
JP 2004-47473 A

こうした従来の燃料電池システムにおいて、燃料電池スタック51の発電状態はセンサで検知され、この検知信号を受けて発電状態に応じて、水素圧力および空気圧力を燃料調圧弁56および空気調圧弁71で調整するようフィードバック制御されると共に、空気流量を圧送機66の回転数により調整するようフィードバック制御される構成となっているが、圧送機(コンプレッサ)66の回転数の検出や発電時の異常発熱の検出、あるいは燃料の混合比の検出・調整をするための検出・調整機構を別途配設する必要がある。また、これらの検出機構を駆動するための電源設備も必要となり、システム自体が煩雑となるばかりでなく、組込工数とその調整のための工数が嵩み、省スペース化と共に低コスト化への阻害要因となっていた。   In such a conventional fuel cell system, the power generation state of the fuel cell stack 51 is detected by a sensor, and the hydrogen pressure and the air pressure are adjusted by the fuel pressure regulating valve 56 and the air pressure regulating valve 71 according to the power generation state in response to this detection signal. Although the feedback control is performed so that the air flow rate is adjusted by the rotation speed of the pressure feeder 66, the rotation speed of the pressure feeder (compressor) 66 is detected and abnormal heat is generated during power generation. It is necessary to separately provide a detection / adjustment mechanism for detection or detection / adjustment of the fuel mixture ratio. In addition, power supply equipment for driving these detection mechanisms is required, which not only complicates the system itself, but also increases the number of assembling steps and adjustment steps, thereby saving space and reducing costs. It was an impediment.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、省スペース化を実現し、検出機構の組込工数の削減を図った転がり軸受装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a rolling bearing device that realizes space saving and reduces the number of assembling steps of a detection mechanism.

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1記載の発明は、燃料電池のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置であって、円筒状のハウジングと、このハウジングに嵌挿され、前記コンプレッサ装置の部品が固定された回転軸と、この回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支承する転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、前記転がり軸受が、内周に外側転走面が形成された外輪と、外周に前記外側転走面に対向する内側転走面が形成された内輪と、両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の転動体と、前記外輪の一端部に設けられたセンサと、このセンサに対向し、前記内輪に装着された回転素子とを備え、前記コンプレッサ装置の運転状態を前記センサにより検出するようにした。   In order to achieve the object, the invention according to claim 1 of the present invention is a rolling bearing device used in a compressor device of a fuel cell, and is a cylindrical housing, and is fitted into the housing, and the compressor device is In a rolling bearing device comprising: a rotating shaft to which the components are fixed; and a rolling bearing that is interposed between the rotating shaft and the housing and rotatably supports the rotating shaft with respect to the housing. The rolling bearing includes an outer ring having an outer rolling surface formed on the inner periphery, an inner ring having an inner rolling surface opposed to the outer rolling surface on the outer periphery, and a cage between both rolling surfaces. A plurality of rolling elements accommodated in a freely rolling manner, a sensor provided at one end of the outer ring, and a rotating element mounted on the inner ring opposite to the sensor, the operating state of the compressor device being Sen It was to be detected by.

このように、燃料電池のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置であって、円筒状のハウジングと、このハウジングに嵌挿され、コンプレッサ装置の部品が固定された回転軸と、この回転軸とハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して回転軸を回転自在に支承する転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、転がり軸受が、内周に外側転走面が形成された外輪と、外周に内側転走面が形成された内輪と、両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の転動体と、外輪の一端部に設けられたセンサと、このセンサに対向し、内輪に装着された回転素子とを備え、コンプレッサ装置の運転状態をセンサにより検出するようにしたので、省スペース化を実現し、検出機構の組込工数の削減を図った転がり軸受装置を提供することができる。   Thus, a rolling bearing device used in a compressor device of a fuel cell, which is a cylindrical housing, a rotary shaft that is fitted into the housing and to which components of the compressor device are fixed, the rotary shaft and the housing, In a rolling bearing device having a rolling bearing that is interposed between the rolling bearing and rotatably supports the rotating shaft with respect to the housing, the rolling bearing has an outer ring having an outer rolling surface formed on the inner circumference, and an outer circumference. An inner ring formed with an inner rolling surface, a plurality of rolling elements accommodated between the rolling surfaces via a cage, a sensor provided at one end of the outer ring, and a sensor Rolling bearing device that has a rotating element mounted on the inner ring and that detects the operating state of the compressor device by means of a sensor, thus saving space and reducing the number of assembly steps for the detection mechanism It is possible to provide.

また、請求項2に記載の発明は、前記外輪の一端部に鋼板をプレス加工により円環状に形成されたセンサホルダが装着され、このセンサホルダに合成樹脂からなる検出部が一体モールドされ、この検出部に前記センサが包埋されているので、電源回路や配線周り、取り巻きを簡素化でき、信頼性を向上させることができる。   According to a second aspect of the present invention, a sensor holder formed in an annular shape by pressing a steel plate is attached to one end portion of the outer ring, and a detection portion made of synthetic resin is integrally molded on the sensor holder. Since the sensor is embedded in the detection unit, it is possible to simplify the power supply circuit, the periphery of the wiring, and the surroundings, thereby improving the reliability.

また、請求項3に記載の発明のように、前記回転素子が、エラストマに磁性体粉が混入されて周方向に交互に磁極N、Sが着磁された磁気エンコーダからなり、前記内輪の外径面に嵌合された芯金に一体接合されているので、検出機構を別体設置することなくコンプレッサの回転数を検出することができ、この検出信号に基きコンプレッサの空気流量等を調整してフィードバック制御ができる。   According to a third aspect of the invention, the rotating element comprises a magnetic encoder in which magnetic powder is mixed in an elastomer and magnetic poles N and S are alternately magnetized in the circumferential direction, and the outer ring is arranged outside the inner ring. Since it is integrally joined to the core metal fitted to the diameter surface, the rotation speed of the compressor can be detected without installing a separate detection mechanism, and the air flow rate of the compressor is adjusted based on this detection signal. Feedback control.

また、請求項4に記載の発明のように、前記外輪の他端部に前記内輪に摺接するシールが装着されると共に、前記センサと前記転動体との間にシールが配設されていれば、外部から水蒸気等の異物が軸受内部に侵入するのを防止できると共に、転動体側からグリースが漏洩することによるセンサの誤作動を防止できる。   Further, as in the invention described in claim 4, if a seal that is in sliding contact with the inner ring is attached to the other end of the outer ring, and a seal is disposed between the sensor and the rolling element. Further, it is possible to prevent foreign matters such as water vapor from entering the inside of the bearing from the outside, and it is possible to prevent malfunction of the sensor due to grease leaking from the rolling element side.

また、請求項5に記載の発明のように、前記センサとして、前記転がり軸受の雰囲気温度を検出する温度センサが含まれていれば、高温によるグリース寿命の低下等を防止して転がり軸受の耐久性を向上させることができると共に、燃料電池の発電時における異常発熱を検出することができ、燃料電池用のコンプレッサ装置に要求される複数の要因の管理を行うことができる。   Further, if the sensor includes a temperature sensor for detecting the ambient temperature of the rolling bearing as in the invention described in claim 5, it is possible to prevent a decrease in grease life due to a high temperature and the durability of the rolling bearing. In addition to improving the performance of the fuel cell, abnormal heat generation during power generation of the fuel cell can be detected, and a plurality of factors required for the compressor device for the fuel cell can be managed.

本発明に係る転がり軸受装置は、燃料電池のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置であって、円筒状のハウジングと、このハウジングに嵌挿され、前記コンプレッサ装置の部品が固定された回転軸と、この回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支承する転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、前記転がり軸受が、内周に外側転走面が形成された外輪と、外周に前記外側転走面に対向する内側転走面が形成された内輪と、両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の転動体と、前記外輪の一端部に設けられたセンサと、このセンサに対向し、前記内輪に装着された回転素子とを備え、前記コンプレッサ装置の運転状態を前記センサにより検出するようにしたので、省スペース化を実現し、検出機構の組込工数の削減を図った転がり軸受装置を提供することができる。   A rolling bearing device according to the present invention is a rolling bearing device used in a compressor device for a fuel cell, and includes a cylindrical housing, a rotary shaft that is fitted in the housing, and to which the components of the compressor device are fixed, In a rolling bearing device including a rolling bearing interposed between the rotating shaft and the housing and rotatably supporting the rotating shaft with respect to the housing, the rolling bearing has an outer rolling on the inner periphery. An outer ring having a surface formed therein, an inner ring having an inner ring surface facing the outer rolling surface on the outer periphery, and a plurality of rolling elements accommodated between the both rolling surfaces via a cage. A moving body, a sensor provided at one end portion of the outer ring, and a rotating element mounted on the inner ring facing the sensor and detecting the operation state of the compressor device by the sensor In, it is possible to achieve space saving, provides a rolling bearing device which aimed to reduce the built-steps of the detection mechanism.

燃料電池のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置であって、円筒状のハウジングと、このハウジングに嵌挿され、前記コンプレッサ装置の部品が固定された回転軸と、この回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支承する転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、前記転がり軸受が、内周に外側転走面が形成された外輪と、外周に前記外側転走面に対向する内側転走面が形成された内輪と、両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の転動体とを備え、前記外輪の一端部に鋼板をプレス加工により円環状に形成されたセンサホルダが装着され、このセンサホルダに合成樹脂からなる検出部が一体モールドされ、この検出部にセンサが包埋されていると共に、このセンサに対向する磁気エンコーダからなる回転素子を前記内輪に装着して前記コンプレッサの回転速度を前記センサにより検出するようにした。   A rolling bearing device used in a compressor device of a fuel cell, which is a cylindrical housing, a rotary shaft that is fitted in the housing and to which the components of the compressor device are fixed, and between the rotary shaft and the housing A rolling bearing device including a rolling bearing that rotatably supports the rotating shaft with respect to the housing, wherein the rolling bearing includes an outer ring having an outer rolling surface formed on an inner circumference, and an outer circumference. An inner ring formed with an inner rolling surface facing the outer rolling surface, and a plurality of rolling elements accommodated between the rolling surfaces via a cage so as to freely roll, and one end of the outer ring. A sensor holder that is formed into an annular shape by pressing a steel plate is attached to the part, and a detection part made of synthetic resin is integrally molded in the sensor holder, and the sensor is embedded in the detection part. The rotational speed of the compressor and configured to detect by the sensor rotation element consisting of a magnetic encoder that faces the sensor attached to the inner ring.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る転がり軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図2は、図1の軸受部を示す要部拡大図である。なお、同一部品、同一部位には同じ符号を付し、重複した説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a rolling bearing device according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing a bearing portion of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and the same site | part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

この転がり軸受装置1は、ハウジング2と、このハウジング2に嵌挿された回転軸3と、ハウジング2に対して回転軸3を回転自在に支承する一対の転がり軸受4、5とを備えている。   The rolling bearing device 1 includes a housing 2, a rotating shaft 3 fitted into the housing 2, and a pair of rolling bearings 4 and 5 that rotatably support the rotating shaft 3 with respect to the housing 2. .

回転軸3の一端部は一方の転がり軸受5から突出し、その先端側に固定ナット6を介してインペラ7が取り付けられている。ハウジング2の内周には小径部2aが形成され、回転軸3の肩部3aと僅かな径方向すきまを介して対峙し、所謂ラビリンスシール8が構成されている。このラビリンスシール8によってインペラ7の背面7aと転がり軸受5とが閉塞されている。また、ハウジング2には蓋部材19が取り付けられている。この蓋部材19の内周には回転軸3に摺接する軸シール19aが装着され、ハウジング2の開口部が閉塞されている。   One end of the rotating shaft 3 protrudes from one rolling bearing 5, and an impeller 7 is attached to the tip end side via a fixing nut 6. A small-diameter portion 2 a is formed on the inner periphery of the housing 2, and faces the shoulder portion 3 a of the rotating shaft 3 through a slight radial clearance to form a so-called labyrinth seal 8. The labyrinth seal 8 closes the back surface 7 a of the impeller 7 and the rolling bearing 5. A lid member 19 is attached to the housing 2. A shaft seal 19a slidably contacting the rotary shaft 3 is attached to the inner periphery of the lid member 19, and the opening of the housing 2 is closed.

この転がり軸受装置1は、回転軸3の高速回転に伴ってインペラ7が回転し、水蒸気吸込み口9から吸い込まれた水蒸気がインペラ7によって加圧され、インペラハウジング10とハウジング2とで形成される加圧ボリュート11を通って圧送される。   In this rolling bearing device 1, the impeller 7 rotates as the rotary shaft 3 rotates at high speed, and the water vapor sucked from the water vapor suction port 9 is pressurized by the impeller 7, and is formed by the impeller housing 10 and the housing 2. It is pumped through the pressure volute 11.

ここで、一対の転がり軸受4、5は深溝玉軸受からなり、図2に拡大して示すように、内周に外側転走面12aが形成された外輪12、12’と、外周に内側転走面13aが形成された内輪13、13’と、両転走面12a、13a間に保持器14、14を介して転動自在に収容された転動体(ボール)15、15とを備えている。そして、転がり軸受4の外輪12の一端部には内輪接触型のシール16が装着され、他端部には後述する回転速度検出装置21が装着され、このシール16と回転速度検出装置21とで軸受内部に封入された潤滑グリースが外部に漏洩するのを防止すると共に、外部から水蒸気等の異物が軸受内部に侵入するのを防止している。一方、転がり軸受5の外輪12’の両端部にはシール16、16が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースが外部に漏洩するのを防止すると共に、外部から水蒸気等の異物が軸受内部に侵入するのを防止している。   Here, the pair of rolling bearings 4 and 5 are deep groove ball bearings, and as shown in an enlarged view in FIG. 2, outer rings 12 and 12 ′ having an outer rolling surface 12a formed on the inner periphery and inner rolling on the outer periphery. Inner rings 13 and 13 'formed with a running surface 13a, and rolling elements (balls) 15 and 15 accommodated between the rolling surfaces 12a and 13a via the cages 14 and 14 so as to roll freely. Yes. An inner ring contact type seal 16 is attached to one end portion of the outer ring 12 of the rolling bearing 4, and a rotational speed detection device 21, which will be described later, is attached to the other end portion. The lubricating grease sealed inside the bearing is prevented from leaking to the outside, and foreign matter such as water vapor is prevented from entering the bearing from the outside. On the other hand, seals 16 and 16 are attached to both ends of the outer ring 12 ′ of the rolling bearing 5 to prevent the lubricating grease sealed inside the bearing from leaking to the outside, and foreign matters such as water vapor from the outside are inside the bearing. To prevent intrusion.

また、外輪12、12’間および内輪13、13’間には間座17、18が装着され、一対の転がり軸受4、5が位置決めされている。すなわち、外輪12、12’は、間座17とハウジング2および蓋部材19により挟持された状態で軸方向に位置決め固定されると共に、内輪13、13’は、間座18と回転軸3の肩部3aおよび固定ナット20により挟持された状態で位置決め固定されている。なお、一対の転がり軸受4、5をアンギュラ玉軸受とし、間座17、18により転がり軸受4、5に予圧を付与するようにしても良い。これにより、回転軸3の振れを抑制することができ、転がり軸受装置1の剛性を向上させることができる。   Further, spacers 17 and 18 are mounted between the outer rings 12 and 12 'and between the inner rings 13 and 13', and the pair of rolling bearings 4 and 5 are positioned. That is, the outer rings 12 and 12 ′ are positioned and fixed in the axial direction while being sandwiched between the spacer 17, the housing 2 and the lid member 19, and the inner rings 13 and 13 ′ are fixed to the shoulder 18 and the shoulder of the rotary shaft 3. It is positioned and fixed while being sandwiched between the portion 3a and the fixing nut 20. The pair of rolling bearings 4 and 5 may be angular ball bearings, and preload may be applied to the rolling bearings 4 and 5 by the spacers 17 and 18. Thereby, the shake of the rotating shaft 3 can be suppressed and the rigidity of the rolling bearing device 1 can be improved.

本実施形態におけるシール16は、耐熱性、耐薬品性に優れたポリアクリルゴム、フッ素ゴム、あるいはエチレン・プロピレンゴム(EPDM)で形成されている。中でも、エチレン・プロピレンゴムは、エチレンとプロピレンおよび架橋用のジエンモノマーとの三元共重合体で、非共役ジエンモノマーである第3成分を共重合することで硫黄架橋(加硫)が可能となり、低コストでポリアクリルゴム相当の耐薬品性を有している。これにより、長期間の運転において、有機ガスによるシール16の劣化や摩耗を防止し、軸受内部に水蒸気等が侵入するのを防止することができると共に、グリースが軸受外部に漏洩するのを一層防止することができる。   The seal 16 in the present embodiment is formed of polyacryl rubber, fluorine rubber, or ethylene / propylene rubber (EPDM) having excellent heat resistance and chemical resistance. Among them, ethylene / propylene rubber is a terpolymer of ethylene, propylene, and a diene monomer for crosslinking, and enables sulfur crosslinking (vulcanization) by copolymerizing a third component that is a non-conjugated diene monomer. It is low-cost and has chemical resistance equivalent to polyacrylic rubber. This prevents deterioration and wear of the seal 16 due to organic gas during long-term operation, prevents water vapor from entering the bearing, and further prevents grease from leaking outside the bearing. can do.

図3は、本実施形態に係る転がり軸受4を示し、(a)は縦断面図、(b)は(a)の側面図である。この転がり軸受4は、外輪12の一端部に回転速度検出装置21が装着されている。この回転速度検出装置21は、回転輪となる内輪13の外径面に装着された回転素子22と、固定輪となる外輪12の内径面に嵌合されたセンサホルダ23とを備えている。   FIG. 3 shows the rolling bearing 4 according to the present embodiment, where (a) is a longitudinal sectional view and (b) is a side view of (a). The rolling bearing 4 is provided with a rotational speed detector 21 at one end of the outer ring 12. The rotational speed detection device 21 includes a rotating element 22 mounted on the outer diameter surface of the inner ring 13 serving as a rotating wheel, and a sensor holder 23 fitted to the inner diameter surface of the outer ring 12 serving as a fixed wheel.

回転素子22は、内輪13に嵌合された円筒状の芯金22aの外径面に一体接合され、この芯金22aを介して内輪13の外径面に装着されている。この回転素子22は、ゴム等のエラストマに磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極N、Sが着磁された磁気エンコーダからなる。なお、回転素子22はこれに限らず、強磁性体薄膜等で多極に着磁されたものでも良い。   The rotating element 22 is integrally joined to the outer diameter surface of a cylindrical cored bar 22a fitted to the inner ring 13, and is attached to the outer diameter surface of the inner ring 13 via the cored bar 22a. The rotating element 22 is composed of a magnetic encoder in which magnetic powder is mixed in an elastomer such as rubber and the magnetic poles N and S are alternately magnetized in the circumferential direction. The rotating element 22 is not limited to this, and may be a multi-pole magnetized with a ferromagnetic thin film or the like.

一方、センサホルダ23は、耐食性を有するステンレス鋼板等をプレス加工にて形成されたカバー24、25と、このカバー24、25内に保持された検出部26とを備えている。特に、カバー24、25は、後述するセンサ27の感知性能に悪影響を及ぼさないように、非磁性体の鋼鈑、例えば、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)で形成されるのが好ましい。また、カバー24の周方向一箇所には爪状の係止片24aが径方向内方に折曲形成され、カバー25に形成された凹所25aに嵌め合わされているために、検出部26が軸方向に移動して抜けたり、周方向に位置ずれするのを防止することができる。   On the other hand, the sensor holder 23 includes covers 24 and 25 formed by pressing a corrosion-resistant stainless steel plate and the like, and a detection unit 26 held in the covers 24 and 25. In particular, the covers 24 and 25 are formed of a non-magnetic steel plate, for example, an austenitic stainless steel plate (JIS standard SUS304 or the like) so as not to adversely affect the sensing performance of the sensor 27 described later. Is preferred. Further, a claw-like locking piece 24a is bent radially inward at one place in the circumferential direction of the cover 24 and is fitted in a recess 25a formed in the cover 25. It can be prevented from moving out in the axial direction and being displaced in the circumferential direction.

検出部26は合成樹脂を射出成形により形成され、センサ27と電子回路基板等からなる電子回路部品28が包埋されている。すなわち、センサ27と電子回路部品28およびこれらに接続されているハーネス29が一体モールドされている。このセンサ27は、前記回転素子22に所定の径方向隙間(エアギャップ)を介して対峙され、ホール素子、磁気抵抗素子(MR素子)等、磁束の流れ方向に応じて特性を変化させる磁気検出素子で構成されている。また、電子回路部品28は、磁気検出素子の出力波形を整える波形成形回路が組み込まれたICを備えている。   The detection unit 26 is formed by injection molding synthetic resin, and an electronic circuit component 28 including a sensor 27 and an electronic circuit board is embedded. That is, the sensor 27, the electronic circuit component 28, and the harness 29 connected thereto are integrally molded. This sensor 27 is opposed to the rotating element 22 via a predetermined radial gap (air gap), and magnetic detection such as a Hall element, a magnetoresistive element (MR element), etc., whose characteristics change according to the flow direction of the magnetic flux. It is composed of elements. In addition, the electronic circuit component 28 includes an IC in which a waveform shaping circuit for adjusting the output waveform of the magnetic detection element is incorporated.

ここで、検出部26は、耐薬品性、耐熱性に優れたビスフェノールA型エポキシ樹脂等の合成樹脂からなり、硬化剤として無水メチルナジック酸(MNA)を使用している。なお、前記合成樹脂以外にも、フェノール樹脂やビスマレイミド系ポリイミド樹脂等の熱硬化性ポリイミド樹脂、あるいは、光硬化性樹脂を例示することができる。また、硬化剤としては、イソホロンジアミン(IPD)、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)、BFモノフェニルアミン、その他イミダゾール類を例示することができる。   Here, the detection unit 26 is made of a synthetic resin such as a bisphenol A type epoxy resin excellent in chemical resistance and heat resistance, and uses methyl nadic acid anhydride (MNA) as a curing agent. In addition to the above synthetic resins, thermosetting polyimide resins such as phenol resins and bismaleimide polyimide resins, or photocurable resins can be exemplified. Examples of the curing agent include isophoronediamine (IPD), diaminodiphenylmethane (DDM), diaminodiphenylsulfone (DDS), BF monophenylamine, and other imidazoles.

センサ27によって、内輪13に装着された回転素子22の回転による磁気変化が検出され、その出力波形(パルス信号)が出力されて転がり軸受4の回転速度、すなわち、回転軸3の回転速度が計測されるようになっている。この回転速度検出装置21により、コンプレッサ(図示せず)の回転数を検出し、空気流量等を調整するようにフィードバック制御ができる。また、回転速度検出装置21が回転軸3を支承する転がり軸受4に内蔵されているので、省スペース化を実現し、検出機構の組込工数の削減を図った転がり軸受装置を提供することができる。   The sensor 27 detects a magnetic change due to the rotation of the rotating element 22 attached to the inner ring 13 and outputs an output waveform (pulse signal) to measure the rotational speed of the rolling bearing 4, that is, the rotational speed of the rotating shaft 3. It has come to be. This rotational speed detection device 21 can detect the rotational speed of a compressor (not shown) and perform feedback control so as to adjust the air flow rate and the like. Further, since the rotational speed detecting device 21 is built in the rolling bearing 4 that supports the rotating shaft 3, a rolling bearing device that realizes space saving and reduces the number of steps for assembling the detecting mechanism is provided. it can.

ここでは、転がり軸受4に回転軸3の回転数を検出する回転速度検出装置21が内蔵されたものを例示したが、燃料電池用のコンプレッサ装置に要求される検出機構、すなわち、フィードバック制御に必要な検出機構、例えば、発電時の異常発熱等により変化する転動体15、外輪12、内輪13付近における雰囲気温度データを常時検出して制御回路に送信することにより、高温によるグリース寿命の低下が起こらないように監視・制御することができる。また、燃料の混合比率の検出等を行う各種センサを転がり軸受に内蔵することができる。したがって、検出機構の組込・調整のための工数が削減できるだけでなく、燃料電池によって発電された電力を各種センサに給電することができると共に、電源回路や配線周り、取り巻きを簡素化でき、信頼性を向上させることができる。   Here, the example in which the rolling bearing 4 includes the rotation speed detection device 21 that detects the rotation speed of the rotating shaft 3 is illustrated, but it is necessary for the detection mechanism required for the fuel cell compressor device, that is, feedback control. By detecting the ambient temperature data in the vicinity of the rolling element 15, outer ring 12, and inner ring 13 that change due to an abnormal detection mechanism, such as abnormal heat generation during power generation, and transmitting it to the control circuit, the grease life is reduced due to high temperatures. Can be monitored and controlled. Various sensors for detecting the mixing ratio of the fuel can be incorporated in the rolling bearing. Therefore, not only can the man-hours for incorporating and adjusting the detection mechanism be reduced, but also the power generated by the fuel cell can be supplied to various sensors, and the power supply circuit, wiring and surroundings can be simplified, Can be improved.

符号30はカバー24の内径面に嵌合されたシールド板で、鋼板をプレス加工によって断面が略L字状に、全体として円環状に形成されている。このシールド板30によって、軸受内部に封入されたグリースが回転速度検出装置21内に漏洩してセンサ27の誤作動を防止すると共に、外部から水蒸気等の異物が軸受内部に侵入するのを防止している。なお、シール構造は非接触型の前記シールド板30に限らず、内輪13の芯金22aに摺接するシールリップを有する接触型のシールであっても良い。   Reference numeral 30 denotes a shield plate fitted to the inner diameter surface of the cover 24. The steel plate is formed into an annular shape as a whole in a substantially L-shaped section by pressing. The shield plate 30 prevents grease sealed inside the bearing from leaking into the rotational speed detection device 21 to prevent the sensor 27 from malfunctioning, and prevents foreign matter such as water vapor from entering the bearing from the outside. ing. The seal structure is not limited to the non-contact type shield plate 30, but may be a contact type seal having a seal lip that is in sliding contact with the core metal 22 a of the inner ring 13.

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。   The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.

本発明に係る転がり軸受装置は、燃料電池用のコンプレッサ装置に用いられ、コンプレッサ等の部品が固定された回転軸を支承する転がり軸受装置に適用することができる。   The rolling bearing device according to the present invention is used in a compressor device for a fuel cell, and can be applied to a rolling bearing device that supports a rotating shaft to which components such as a compressor are fixed.

本発明に係る転がり軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing one embodiment of a rolling bearing device concerning the present invention. 図1の軸受部を示す要部拡大図である。It is a principal part enlarged view which shows the bearing part of FIG. (a)は、本発明に係る転がり軸受の実施形態を示す縦断面図である。 (b)は、(a)の側面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view which shows embodiment of the rolling bearing which concerns on this invention. (B) is a side view of (a). 従来の燃料電池システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the conventional fuel cell system. 従来の転がり軸受装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the conventional rolling bearing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受装置
2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハウジング
2a・・・・・・・・・・・・・・・・・・小径部
3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転軸
3a・・・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
4、5・・・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受
6、20・・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
7・・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラ
7a・・・・・・・・・・・・・・・・・・背面
8・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラビリンスシール
9・・・・・・・・・・・・・・・・・・・水蒸気吸込み口
10・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラハウジング
11・・・・・・・・・・・・・・・・・・加圧ボリュート
12、12’・・・・・・・・・・・・・・外輪
12a・・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
13、13’・・・・・・・・・・・・・・内輪
13a・・・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
14・・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
15・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
16・・・・・・・・・・・・・・・・・・シール
17、18・・・・・・・・・・・・・・・間座
19・・・・・・・・・・・・・・・・・・蓋部材
19a・・・・・・・・・・・・・・・・・軸シール
21・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転速度検出装置
22・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転素子
22a・・・・・・・・・・・・・・・・・芯金
23・・・・・・・・・・・・・・・・・・センサホルダ
24、25・・・・・・・・・・・・・・・カバー
24a・・・・・・・・・・・・・・・・・係止片
25a・・・・・・・・・・・・・・・・・凹所
26・・・・・・・・・・・・・・・・・・検出部
27・・・・・・・・・・・・・・・・・・センサ
28・・・・・・・・・・・・・・・・・・電子回路部品
29・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハーネス
30・・・・・・・・・・・・・・・・・・シールド板
51・・・・・・・・・・・・・・・・・・燃料電池スタック
52・・・・・・・・・・・・・・・・・・燃料極
52a・・・・・・・・・・・・・・・・・燃料入口
52b・・・・・・・・・・・・・・・・・燃料出口
53・・・・・・・・・・・・・・・・・・酸化剤極
53a・・・・・・・・・・・・・・・・・酸化剤入口
53b・・・・・・・・・・・・・・・・・酸化剤出口
54・・・・・・・・・・・・・・・・・・加湿器
55・・・・・・・・・・・・・・・・・・水素タンク
56・・・・・・・・・・・・・・・・・・燃料調圧弁
57・・・・・・・・・・・・・・・・・・エゼクタ圧送機
58・・・・・・・・・・・・・・・・・・供給側水分離器
59・・・・・・・・・・・・・・・・・・排出側水分離器
60・・・・・・・・・・・・・・・・・・流路遮断弁
61・・・・・・・・・・・・・・・・・・配管
62・・・・・・・・・・・・・・・・・・パージ分岐部
63・・・・・・・・・・・・・・・・・・パージ配管
64、69・・・・・・・・・・・・・・・パージガス遮断弁
65・・・・・・・・・・・・・・・・・・パージガス触媒
66・・・・・・・・・・・・・・・・・・圧送機
67・・・・・・・・・・・・・・・・・・水分離器
68・・・・・・・・・・・・・・・・・・空気パージ配管
70・・・・・・・・・・・・・・・・・・空気排出管
71・・・・・・・・・・・・・・・・・・空気調圧弁
80・・・・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受装置
81・・・・・・・・・・・・・・・・・・ハウジング
82・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転軸
83・・・・・・・・・・・・・・・・・・転がり軸受
84・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラ
85・・・・・・・・・・・・・・・・・・ブッシュ
86・・・・・・・・・・・・・・・・・・シーリング部材
87・・・・・・・・・・・・・・・・・・バックプレート
88・・・・・・・・・・・・・・・・・・バッフル
89・・・・・・・・・・・・・・・・・・水蒸気吸込み口
90・・・・・・・・・・・・・・・・・・インペラハウジング
91・・・・・・・・・・・・・・・・・・加圧ボリュート
92・・・・・・・・・・・・・・・・・・水蒸気吐出し口
1 ... Rolling bearing device 2 ... Housing 2a ... ·········· Small diameter part 3 ·····································・ ・ ・ ・ ・ ・ Shoulders 4, 5, ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Rolling bearings 6, 20, ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Fixed Nut 7 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Impeller 7a ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Back 8 ..... Labyrinth seal 9 ..... Water vapor inlet 10 ...・ ・ ・ ・ ・ ・ Impeller housing 11 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Pressure volute 12, 12 ′ ... outer ring 12a ... outer rolling surface 13, 13 '...・ ・ ・ ・ Inner ring 13a ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Inner rolling surface 14 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Retainer 15 ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Rolling element 16 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Seal 17, 18 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Spacer 19 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Lid member 19a ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Shaft seal 21... Rotation speed detector 22 ... Rotation element 22a・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Core 23 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Sensor holder 24, 25 ・ ・ ・ ・······················ Cover 24a・ Recess 26 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Detector 27 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Sensor 28 ... Electronic circuit components 29 ... Harness 30 ... ...... Shield plate 51 ... ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Fuel cell stack 52 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Fuel electrode 52a ... Fuel inlet 52b ... Fuel outlet 53 ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Oxidant electrode 53a ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Oxidant inlet 53b ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Oxidant outlet 54 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Humidifier 55 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Hydrogen tank 56 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Fuel pressure regulating valve 57 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・Ejector pump 58 ... Supply side water separator 59 ... Discharge side water separation 60 ... Flow-off valve 61 ... Piping 62 ... ... Purge branch 63 ... Purge piping 64, 69 ... ... Purge gas shutoff valve 65 ... Purge gas catalyst 66 ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Pressure feeder 67 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Water separator 68 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・Air purge pipe 70 ... Air exhaust pipe 71 ... Air pressure regulating valve 80 ... Rolling bearing device 81 ... Housing 82 ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Rotating shaft 83 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Rolling bearing 84 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ Impeller 85 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Bushing 86 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Sealing member 87 ・..... Back plate 88 ...・ ・ ・ ・ ・ ・ Baffle 89 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Water vapor inlet 90 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Impeller housing 91 ···················· Pressurized volute 92 ···················

Claims (5)

燃料電池のコンプレッサ装置に用いられる転がり軸受装置であって、
円筒状のハウジングと、このハウジングに嵌挿され、前記コンプレッサ装置の部品が固定された回転軸と、
この回転軸と前記ハウジングとの間に介装され、このハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支承する転がり軸受とを備えた転がり軸受装置において、
前記転がり軸受が、内周に外側転走面が形成された外輪と、外周に前記外側転走面に対向する内側転走面が形成された内輪と、両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の転動体と、前記外輪の一端部に設けられたセンサと、このセンサに対向し、前記内輪に装着された回転素子とを備え、前記コンプレッサ装置の運転状態を前記センサにより検出するようにしたことを特徴とする転がり軸受装置。
A rolling bearing device used in a compressor device of a fuel cell,
A cylindrical housing, and a rotary shaft that is fitted into the housing and to which the components of the compressor device are fixed;
In a rolling bearing device comprising a rolling bearing interposed between the rotating shaft and the housing and rotatably supporting the rotating shaft with respect to the housing,
The rolling bearing includes an outer ring having an outer rolling surface formed on the inner periphery, an inner ring having an inner rolling surface opposed to the outer rolling surface on the outer periphery, and a cage between both rolling surfaces. A plurality of rolling elements accommodated so as to be freely rollable, a sensor provided at one end of the outer ring, and a rotating element that faces the sensor and is mounted on the inner ring. Is detected by the sensor.
前記外輪の一端部に鋼板をプレス加工により円環状に形成されたセンサホルダが装着され、このセンサホルダに合成樹脂からなる検出部が一体モールドされ、この検出部に前記センサが包埋されている請求項1に記載の転がり軸受装置。   A sensor holder formed in an annular shape by pressing a steel plate is attached to one end of the outer ring, and a detection unit made of synthetic resin is integrally molded in the sensor holder, and the sensor is embedded in the detection unit. The rolling bearing device according to claim 1. 前記回転素子が、エラストマに磁性体粉が混入されて周方向に交互に磁極N、Sが着磁された磁気エンコーダからなり、前記内輪の外径面に嵌合された芯金に一体接合されている請求項1または2に記載の転がり軸受装置。   The rotating element is composed of a magnetic encoder in which magnetic powder is mixed in an elastomer and magnetic poles N and S are alternately magnetized in the circumferential direction, and is integrally joined to a core metal fitted to the outer diameter surface of the inner ring. The rolling bearing device according to claim 1 or 2. 前記外輪の他端部に前記内輪に摺接するシールが装着されると共に、前記センサと前記転動体との間にシールが配設されている請求項1乃至3いずれかに記載の転がり軸受装置。   The rolling bearing device according to any one of claims 1 to 3, wherein a seal that slides on the inner ring is attached to the other end of the outer ring, and a seal is disposed between the sensor and the rolling element. 前記センサとして、前記転がり軸受の雰囲気温度を検出する温度センサが含まれている請求項1乃至4いずれかに記載の転がり軸受装置。   The rolling bearing device according to claim 1, wherein the sensor includes a temperature sensor that detects an ambient temperature of the rolling bearing.
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