JP2013151975A - Rfid機能付軸受および軸受シール - Google Patents
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Abstract
【課題】 コンパクト化を図ることができるうえ手間やコストの低減を図れ、また、良好な通信を行うことができるRFID機能付軸受および軸受シールを提供する。
【解決手段】 このRFID機能付軸受は、非接触状態で情報通信が可能なRFID(無線周波数認識;Radio Frequency Identification)機能を有する軸受である。RFID機能付軸受は、ICチップ16およびこのICチップ16に接続されたアンテナ17を含むインレット14と、磁性シート15とを、重なり状態で、軸受空間を密封する軸受シール5内に埋め込んで設けた。
【選択図】 図1
【解決手段】 このRFID機能付軸受は、非接触状態で情報通信が可能なRFID(無線周波数認識;Radio Frequency Identification)機能を有する軸受である。RFID機能付軸受は、ICチップ16およびこのICチップ16に接続されたアンテナ17を含むインレット14と、磁性シート15とを、重なり状態で、軸受空間を密封する軸受シール5内に埋め込んで設けた。
【選択図】 図1
Description
この発明は、RFID機能付軸受および軸受シールに関し、RFID用インレットを、軸受内外輪または軸受シールに、コンパクトに内蔵する技術に関する。
図11に示すように、軸受ゴムシールの芯金50にICタグ固定用の孔50aを設け、この孔50aにICタグ51を嵌め込んで加硫成型する技術が提案されている(特許文献1)。
また、図12に示すように、軸受シールの芯金52をアンテナとするICタグ53を、前記軸受シールに取り付けた技術が提案されている(特許文献2)。
また、図12に示すように、軸受シールの芯金52をアンテナとするICタグ53を、前記軸受シールに取り付けた技術が提案されている(特許文献2)。
図11の技術では、主にICチップおよびアンテナから成るRFID用インレットを内蔵したタグ形状(ICタグ)を、軸受ゴムシールに内蔵する。このため、ICタグ付軸受の幅寸法が大きくなり、軸受ゴムシールの表面から大きく出っ張る。またタグ形状であるため、インレット等をタグケースに内蔵する手間やコストを要する。
図12の技術では、ICタグ用アンテナを、軸受シールの芯金に兼用させるため、電磁結合や電磁誘導方式の場合、通信ができない。一般的に、ICタグに対する情報の書き込みおよび読み取りを行うリーダライタから送信された磁界が、芯金の金属表面を透過すると、内部で渦電流が発生する。この渦電流が、リーダライタから送信された磁界とは、逆向きの磁界を発生させるため、正常な通信の妨げとなる。また、電波方式の場合でも、芯金の寸法や形状により、良好な通信が得られない場合がある。
この発明の目的は、コンパクト化を図ることができるうえ手間やコストの低減を図れ、また、良好な通信を行うことができるRFID機能付軸受および軸受シールを提供することである。
この発明における第1の発明のRFID機能付軸受は、非接触状態で情報通信が可能なRFID機能を有する軸受であって、ICチップおよびこのICチップに接続されたアンテナを含むインレットと、磁性シートとを、重なり状態で、軸受空間を密封する軸受シール内または軌道輪に埋め込んで設けたことを特徴とする。
前記RFIDとは、無線周波数認識;Radio Frequency Identification を意味する。
前記磁性シートは、金属表面への電磁誘導を防止するものである。
前記RFIDとは、無線周波数認識;Radio Frequency Identification を意味する。
前記磁性シートは、金属表面への電磁誘導を防止するものである。
この構成によると、インレットと磁性シートとを、重なり状態で軸受シール内または軌道輪に埋め込んで設けたため、例えば、ICタグを軸受シールに内蔵したもの等より、RFID機能付軸受全体のコンパクト化を図ることができる。インレット等をタグケースに内蔵するのではなく、インレットと磁性シートとを、直接、軸受シール内または軌道輪に埋め込むため、例えば、インレット等をタグケースに内蔵する手間やコストの低減を図ることができる。また磁性シートを介在させることで、ICチップに対する情報の書き込みおよび読み取りを行う際、軸受シールや軌道輪の金属表面に電磁誘導が発生することを、未然に防止することができる。これにより、インレットと前記リーダライタとの間で良好な通信を行うことが可能となる。
前記アンテナは、平面状に巻回したコイル、または、フェライトコアに巻回した電線であっても良い。アンテナとして平面状に巻回したコイルを適用した場合、アンテナの薄型化を図れ、フェライトコアに巻回した電線を適用したものや、従来のタグ形状よりも、軸受全体のコンパクト化をより図ることができる。例えば、前記インレットと磁性シートとを軌道輪に埋め込んで設ける構成において、アンテナとしてフェライトコアに巻回した電線を適用した場合、従来のタグ形状等よりも、軌道輪に設ける凹部を小さくすることができる。これにより、軸受強度への影響を小さくすることができる。
前記インレットと磁性シートとを軸受シール内に埋め込んで設け、前記軸受シールは、芯金にゴムを加硫接着したものであり、ICチップとアンテナと磁性シートとを、ゴムと同時に加硫接着したものであっても良い。前記「同時」とは「共に」と同義である。
前記磁性シートにおける軸受空間側の内側面を、軸受シール内の芯金に接触または近接して配置し、前記磁性シートの外側面にインレットを配置したものであっても良い。
これらの場合、インレットを軸受シールに固定する工程と、芯金にゴムを加硫接着する工程とを同時に行うことができるため、工数の低減を図れ、これにより製造コストの低減を図れる。
前記磁性シートにおける軸受空間側の内側面を、軸受シール内の芯金に接触または近接して配置し、前記磁性シートの外側面にインレットを配置したものであっても良い。
これらの場合、インレットを軸受シールに固定する工程と、芯金にゴムを加硫接着する工程とを同時に行うことができるため、工数の低減を図れ、これにより製造コストの低減を図れる。
前記インレットと磁性シートとを軌道輪に埋め込んで設け、前記軌道輪の端面または周面に凹部を設け、この凹部にインレットと磁性シートとを設けたものとしても良い。
前記磁性シートの一側面を、前記軌道輪における凹部の底部に配置し、前記磁性シートの他側面にインレットを配置したものとしても良い。
前記軌道輪の凹部にインレットと磁性シートとを挿入して設け、前記凹部の開口部を、弾性材料または熱硬化性樹脂により封止したものであっても良い。
これらの場合、インレットおよび磁性シートを、直接、軌道輪に埋め込むため、例えば、インレット等をタグケースに内蔵したものを軌道輪に埋め込むよりも、凹部寸法を小さくすることができる。これにより、軸受強度への影響を小さくすることができる。
前記磁性シートの一側面を、前記軌道輪における凹部の底部に配置し、前記磁性シートの他側面にインレットを配置したものとしても良い。
前記軌道輪の凹部にインレットと磁性シートとを挿入して設け、前記凹部の開口部を、弾性材料または熱硬化性樹脂により封止したものであっても良い。
これらの場合、インレットおよび磁性シートを、直接、軌道輪に埋め込むため、例えば、インレット等をタグケースに内蔵したものを軌道輪に埋め込むよりも、凹部寸法を小さくすることができる。これにより、軸受強度への影響を小さくすることができる。
前記ICチップとアンテナとが同一の薄板状部材に実装して成り、この薄板状部材における実装面とは反対側の面に、磁性シートを貼り付けたものとしても良い。ICチップやアンテナが小さい場合、これらを薄板状部材に実装することで、組立時におけるハンドリング性を向上させ、取り扱いが良くなる。
前記ICチップには、軸受の製造または検査に関する情報、および、軸受が装置に組み込まれた後に実施する、装置の点検情報または運転情報を記録するメモリが設けられているものであっても良い。この場合、軸受を装置に組み込んだ状態で、各種情報をメモリから容易に読み出すことができる。
この発明における第2の発明のRFID機能付軸受は、非接触状態で情報通信が可能なRFID機能を有する軸受であって、ICチップと、このICチップに接続されフェライトコアに電線を巻回したアンテナとを、軌道輪に埋め込んで設けたことを特徴とする。
この構成によると、例えば、インレット等をタグケースに内蔵したものを軌道輪に埋め込むよりも、凹部寸法を小さくすることができる。これにより、軸受強度への影響を小さくすることができる。
この構成によると、例えば、インレット等をタグケースに内蔵したものを軌道輪に埋め込むよりも、凹部寸法を小さくすることができる。これにより、軸受強度への影響を小さくすることができる。
この発明における軸受シールは、軸受に取付けられ軸受の軌道輪間の軸受空間を密封する軸受シールであって、この軸受シールは、芯金と、この芯金を覆う弾性体とを有し、ICチップおよびこのICチップに接続されたアンテナを含むインレットと、磁性シートとを、重なり状態で前記弾性体内に埋め込んだことを特徴とする。この構成によると、例えば、ICタグを軸受シールに内蔵したもの等より、シールのコンパクト化を図ることができる。インレット等をタグケースに内蔵するのではなく、インレットと磁性シートとを、直接、軸受シールの弾性体内に埋め込むため、例えば、インレット等をタグケースに内蔵する手間やコストの低減を図ることができる。また磁性シートを介在させることで、ICチップに対する情報の書き込みおよび読み取りを行う際、芯金の金属表面に電磁誘導が発生することを、未然に防止することができる。これにより、インレットとリーダライタとの間で良好な通信を行うことが可能となる。
この発明のRFID機能付軸受は、非接触状態で情報通信が可能なRFID機能を有する軸受であって、ICチップおよびこのICチップに接続されたアンテナを含むインレットと、磁性シートとを、重なり状態で、軸受空間を密封する軸受シール内または軌道輪に埋め込んで設けたため、コンパクト化を図ることができるうえ手間やコストの低減を図れ、また、良好な通信を行うことができる。
この発明の軸受シールは、軸受に取付けられ軸受の軌道輪間の軸受空間を密封する軸受シールであって、ICチップおよびこのICチップに接続されたアンテナを含むインレットと、磁性シートとを、重なり状態で前記軸受シール内に埋め込んだため、コンパクト化を図ることができるうえ手間やコストの低減を図れ、また、良好な通信を行うことができる。
この発明の軸受シールは、軸受に取付けられ軸受の軌道輪間の軸受空間を密封する軸受シールであって、ICチップおよびこのICチップに接続されたアンテナを含むインレットと、磁性シートとを、重なり状態で前記軸受シール内に埋め込んだため、コンパクト化を図ることができるうえ手間やコストの低減を図れ、また、良好な通信を行うことができる。
この発明の第1の実施形態に係るRFID機能付軸受を図1ないし図5と共に説明する。以下の説明は、軸受シールおよびその製造方法の説明をも含む。
この実施形態に係るRFID機能付軸受は、図1(A)に示すように、転がり軸受に装着する軸受シール5内に、後述のインレットおよび磁性シートをインサート成型した例を示す。このRFID機能付軸受は、軌道輪である内輪1および外輪2と、これら内外輪1,2の軌道面1a,2a間に介在させた複数の転動体3と、これら転動体3を円周方向一定間隔おきに保持する保持器4と、内外輪1,2間の環状の軸受空間の両端をそれぞれ密封する軸受シール5,5とを有する。転動体3は玉からなり、この軸受は深溝玉軸受とされている。但し、深溝玉軸受に限定されるものではなく、アンギュラ玉軸受等を適用することも可能である。
この実施形態に係るRFID機能付軸受は、図1(A)に示すように、転がり軸受に装着する軸受シール5内に、後述のインレットおよび磁性シートをインサート成型した例を示す。このRFID機能付軸受は、軌道輪である内輪1および外輪2と、これら内外輪1,2の軌道面1a,2a間に介在させた複数の転動体3と、これら転動体3を円周方向一定間隔おきに保持する保持器4と、内外輪1,2間の環状の軸受空間の両端をそれぞれ密封する軸受シール5,5とを有する。転動体3は玉からなり、この軸受は深溝玉軸受とされている。但し、深溝玉軸受に限定されるものではなく、アンギュラ玉軸受等を適用することも可能である。
軸受シール5,5は、この例では同一構成のシールからなり、軸受両側に対称に設けられるため、一方の軸受シール5のみ詳細に説明し、他方の軸受シール5については詳細な説明を省略する。この軸受シール5は、接触タイプのシールが適用され、図1(A)のA部を拡大する図1(B)に示すように、芯金6と、この芯金6を覆うゴムまたは合成樹脂からなる弾性体7とを有する。この例の軸受シール5として、芯金6に、例えば、ニトリルゴム(略称;NBR)などのゴムを加硫接着したゴムシールが適用される。
外輪2の内周面における両端部には、軸受シール5を固定する外輪シール溝2bが形成されている。この外輪シール溝2bに、軸受シール5の外周縁部が嵌合して取付けられている。内輪1の外周面における両端部には、軸受シール5の内周部に対応する位置にて、内輪シール溝8が形成されている。内輪シール溝8は、軸受内から軸方向外側に向けて順次、内傾斜面8a、溝底面(図示せず)、および外傾斜面8bを有し、これら内傾斜面8a、前記溝底面、および外傾斜面8bにより断面略V字形状に形成されている。内傾斜面8aは、内輪外径面1cおよび前記溝底面に繋がり、外径側から内径側に向かうに従って、軸方向外側に傾斜する断面形状に形成されている。前記内傾斜面8aに、後述のシールリップ部がアキシアル方向に接触する。外傾斜面8bは、前記溝底面に繋がり、内径側から外径側に向かうに従って、軸方向外側に傾斜する断面形状に形成されている。
軸受シール5の芯金6は、外径側から順次、円筒部6aと、立板部6bと、傾斜部6cとを有する。立板部6bが内外輪1,2の端面よりも軸方向内側で同端面と略平行に配置される。この立板部6bの基端に円筒部6aが繋がり、これら立板部6bと円筒部6aとで断面L字形状を成す。円筒部6aと、この円筒部6aの外周面に設けられる弾性体7の一部とでなる軸受シール5の外周縁部が、外輪シール溝2bに嵌合固定される。立板部6bの先端には、内径側に向かうに従って軸方向内側に傾斜する傾斜部6cが繋がっている。
芯金6における、立板部6bの外表面は薄肉形状の覆い部9で覆われ、傾斜部6cの内外表面は覆い部10で覆われる。この覆い部10の内径側先端に、繋ぎ部11を介してシールリップ部12,13が二股に設けられる。これら覆い部10、繋ぎ部11、およびシールリップ部12,13は、それぞれ弾性体7の一部を成す。
シールリップ部12,13における一方のシールリップ部12は、内径側に向かうに従って軸方向内側に傾斜して、このシールリップ部12が内傾斜面8aに対しアキシアル接触する。他方のシールリップ部13は、内径側に向かうに従って軸方向外側に傾斜し、この先端部分が内輪肩径1dに対し隙間を介して対向する。
シールリップ部12,13における一方のシールリップ部12は、内径側に向かうに従って軸方向内側に傾斜して、このシールリップ部12が内傾斜面8aに対しアキシアル接触する。他方のシールリップ部13は、内径側に向かうに従って軸方向外側に傾斜し、この先端部分が内輪肩径1dに対し隙間を介して対向する。
インレットおよび磁性シートについて説明する。
図2はこのRFID機能付軸受の一側面図であり、同図B部にてインレット等を破断して示す。軸受シール5内における円周方向の一箇所に、インレット14と磁性シート15とが設けられている。これらインレット14と磁性シート15とは、図1(B)に示すように、重なり状態で覆い部9内に埋め込まれている。磁性シート15における軸受空間側の内側面を、軸受シール5内の芯金6に近い位置、具体的には、立板部6bの外表面に接触または近接して配置し、磁性シート15の外側面にインレット14を配置している。磁性シート15としては、一般的に、フェライトが用いられて薄いシート状に形成される。この磁性シート15は、金属表面への電磁誘導を防止するものであり、通信周波数において、高透磁率と低磁気損失とを実現し、高い通信特性(Q値)を持つものを使用する。金属表面この例では芯金表面に磁界が吸収されると、正常な通信ができなくなるためである。
図2はこのRFID機能付軸受の一側面図であり、同図B部にてインレット等を破断して示す。軸受シール5内における円周方向の一箇所に、インレット14と磁性シート15とが設けられている。これらインレット14と磁性シート15とは、図1(B)に示すように、重なり状態で覆い部9内に埋め込まれている。磁性シート15における軸受空間側の内側面を、軸受シール5内の芯金6に近い位置、具体的には、立板部6bの外表面に接触または近接して配置し、磁性シート15の外側面にインレット14を配置している。磁性シート15としては、一般的に、フェライトが用いられて薄いシート状に形成される。この磁性シート15は、金属表面への電磁誘導を防止するものであり、通信周波数において、高透磁率と低磁気損失とを実現し、高い通信特性(Q値)を持つものを使用する。金属表面この例では芯金表面に磁界が吸収されると、正常な通信ができなくなるためである。
図3は図2のB部の拡大図である。図3に示すように、インレット14は、ICチップ16と、このICチップ16に接続されたアンテナ17とを含む。ICチップ16として、例えば、I-CODE-SLI,Mifare,Tag-it,FRAM(登録商標),My-dなどを適用可能であるが、これらに限定されるものではない。前記アンテナ17は、例えば、エナメル線などを平面状で且つ渦巻状に巻回したコイルである。このアンテナ17はコイルアンテナと称される。なお基板に導電材料をエッチングしたコイルアンテナを適用しても良い。コイルアンテナの中央空間に、ICチップ16が配置されている。コイルアンテナの一端17aおよび他端17bがそれぞれICチップ16に電気的に接続されている。
図4は、この軸受におけるインレット等の回路構成例を示すブロック図である。インレット14におけるICチップ16は、中央処理装置(CPU)18と、メモリ19と、無線周波数回路20と、変調回路21と、復調回路22と、電源回路23とを有する。電源回路23は、アンテナ17に電気的に接続され、このアンテナ17から電源を得る。電源回路23は、中央処理装置18の駆動に用いられる。メモリ19は情報の記録に電源が不要なものが用いられる。このメモリ19には、例えば、軸受の製造または検査に関する情報、および、軸受が図示外の装置に組み込まれた後に実施する、装置の点検情報または運転情報を記録する。
アンテナ17から受信した無線周波数は、無線周波数回路20を介して復調回路22に供給され、この復調回路22にて復調される。中央処理装置18は、その復調した種々の情報をメモリ19に記録させる。中央処理装置18は、メモリ19から情報を読み出し、変調回路21は、その読み出した情報を変調してアンテナ17から後述のリーダライタ24に送信可能に構成されている。
アンテナ17から受信した無線周波数は、無線周波数回路20を介して復調回路22に供給され、この復調回路22にて復調される。中央処理装置18は、その復調した種々の情報をメモリ19に記録させる。中央処理装置18は、メモリ19から情報を読み出し、変調回路21は、その読み出した情報を変調してアンテナ17から後述のリーダライタ24に送信可能に構成されている。
リーダライタ24は、インレット14におけるICチップ16に対して非接触で情報(信号)の伝達および電力の供給が可能なものである。リーダライタ24は、CPU25と、メモリ26と、送受信回路27と、電源回路28とを有し、アンテナ29および送受信回路27を介してCPU25とICチップ16との信号の送受信が行われる。この送受信を行う通信周波数は、例えば13.56MHz(電磁誘導および電磁結合)が採用されているが、必ずしもこの周波数に限定されるものではない。その他の通信周波数として、2.45GHz(マイクロ波通信),860〜960MHz(UHF通信)なども採用可能である。但し、これらの場合、アンテナ17の形状が本実施の前記コイルアンテナとは異なる。すなわち電磁誘導及び電磁結合の場合、コイルアンテナを採用し、その他のマイクロ波通信やUHF通信の場合、ダイポールアンテナ(直線状のアンテナ)を採用する。
リーダライタ24は、さらに管理ホスト機30となるコンピュータに対して、通信経路31を介して接続する通信手段32を有している。通信経路31は、ケーブルまたは無線通信回線であっても、またローカルエリアネットワークや、インターネット、その他の広域ネットワークであっても良い。管理ホスト機30には、例えば、装置に複数の軸受が組み込まれている場合に、装置の各軸受の製造または検査に関する情報、装置の点検情報、運転情報等が出力されて管理可能に構成されている。
リーダライタ24を、点検または検査しようとする所望の軸受に近づけて、インレット14のICチップ16の電源回路23に電力を供給すると共に、リーダライタ24の入出力操作に応じて、メモリ19からの情報の読み出しまたはメモリ19への情報の書き込みを行う。この場合、軸受を装置に組み込んだ状態で、各種情報をメモリ19から容易に読み出すことができ、また各種情報をメモリ19に容易に書き込むことができる。
リーダライタ24を、点検または検査しようとする所望の軸受に近づけて、インレット14のICチップ16の電源回路23に電力を供給すると共に、リーダライタ24の入出力操作に応じて、メモリ19からの情報の読み出しまたはメモリ19への情報の書き込みを行う。この場合、軸受を装置に組み込んだ状態で、各種情報をメモリ19から容易に読み出すことができ、また各種情報をメモリ19に容易に書き込むことができる。
図5は、前記軸受シール5のシール成形型33の断面図である。シール成形型33は、組合わされる2個の金型33aおよび金型33bを有する。これらのうち金型33aは、シール部材5の内面側部分を成形する環状のキャビティ部分を有する。金型33bは、シール部材5の外面側部分を成形する環状のキャビティ部分を有する。これら2個の金型33aおよび金型33bを互いに組合わせた状態で、シール部材5を成形するキャビティ34が形成される。キャビティ34の例えば外周面部分に隣接して、弾性体7の材料を前記キャビティ34に注入するゲート35が設けられている。
シール成形型33のキャビティ34に、芯金6、磁性シート15、およびインレット14を重なり状態で配置する。次に、弾性体7の材料をゲート35からキャビティ34に流し込み、インレット14と磁性シート15とを、弾性体7と同時に加硫接着する。これにより、ICチップ16およびアンテナ17を含むインレット14と磁性シート15とが、重なり状態で軸受シール5内に埋め込まれる。その後、金型33aと金型33bを開き、シール成形型33から軸受シール5を取り出す。
シール成形型33のキャビティ34に、芯金6、磁性シート15、およびインレット14を重なり状態で配置する。次に、弾性体7の材料をゲート35からキャビティ34に流し込み、インレット14と磁性シート15とを、弾性体7と同時に加硫接着する。これにより、ICチップ16およびアンテナ17を含むインレット14と磁性シート15とが、重なり状態で軸受シール5内に埋め込まれる。その後、金型33aと金型33bを開き、シール成形型33から軸受シール5を取り出す。
作用効果について説明する。
この構成によると、インレット14と磁性シート15とを重なり状態で軸受シール5内に埋め込んだため、例えば、ICタグを軸受シールに内蔵したもの等より、軸受全体のコンパクト化を図ることができる。インレット等をタグケースに内蔵するのではなく、インレット14と磁性シート15とを、直接、軸受シール5内に埋め込むため、例えば、インレット等をタグケースに内蔵する手間やコストの低減を図ることができる。また磁性シート15を介在させることで、ICチップ16に対する情報の書き込みおよび読み取りを行う際、軸受シール5や内外輪1,2の金属表面に電磁誘導が発生することを、未然に防止することができる。これにより、インレット14とリーダライタ24との間で良好な通信を行うことが可能となる。
この構成によると、インレット14と磁性シート15とを重なり状態で軸受シール5内に埋め込んだため、例えば、ICタグを軸受シールに内蔵したもの等より、軸受全体のコンパクト化を図ることができる。インレット等をタグケースに内蔵するのではなく、インレット14と磁性シート15とを、直接、軸受シール5内に埋め込むため、例えば、インレット等をタグケースに内蔵する手間やコストの低減を図ることができる。また磁性シート15を介在させることで、ICチップ16に対する情報の書き込みおよび読み取りを行う際、軸受シール5や内外輪1,2の金属表面に電磁誘導が発生することを、未然に防止することができる。これにより、インレット14とリーダライタ24との間で良好な通信を行うことが可能となる。
アンテナ17として平面状に巻回したコイルを適用したため、アンテナ17の薄型化を図れ、フェライトコアに巻回した電線を適用したものや、従来のタグ形状よりも、軸受全体のコンパクト化をより図ることができる。
磁性シート15における軸受空間側の内側面を、軸受シール5内の芯金6に近い位置に配置し、磁性シート15の外側面にインレット14を配置したため、インレット14を軸受シール5に固定する工程と、芯金6にゴムを加硫接着する工程とを同時に行うことができる。このため、工数の低減を図れ、製造コストの低減を図れる。
磁性シート15における軸受空間側の内側面を、軸受シール5内の芯金6に近い位置に配置し、磁性シート15の外側面にインレット14を配置したため、インレット14を軸受シール5に固定する工程と、芯金6にゴムを加硫接着する工程とを同時に行うことができる。このため、工数の低減を図れ、製造コストの低減を図れる。
他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
図6に示すように、インレット14と磁性シート15とを、外輪2に埋め込んで設けても良い。なお図6の軸受シール5は、外輪2への組込前の自然状態を示す(図9も同じ)。軸受シール5を外輪2に組込後、軸受シール5のシールリップ部12が、内傾斜面8aに接触する(図1(B)参照)。この例では、外輪2の端面および外周面にそれぞれ有底円筒孔状の凹部36を設け、各凹部にインレットと磁性シートとを挿入して設けている。図7は図6のC部の拡大図である。図7に示すように、外輪2の端面における凹部36の底部36aに、磁性シート15の一側面を配置し、前記磁性シート15の他側面にインレット14を配置し、さらに前記凹部36の開口部を、ゴムなどの弾性材料または樹脂により封止することで、インレット等を固定している。弾性材料または樹脂による層は、モールド層37とも称される。前記ゴムは、例えば、一液性のシリコーンやフッ素などを充填し硬化させている。前記樹脂は、例えば、熱硬化性や室温硬化性のウレタンやエポキシなどを充填し硬化させている。但し、これらの材料に限定されるものではない。なお外輪2にインレット等を埋め込む構成に代えて、または外輪2にインレット等を埋め込むと共に、内輪1の端面に凹部36を設け、この凹部36にインレット14および磁性シート15を設けても良い。
図6,図7の構成によると、インレット14および磁性シート15を、ケース等に収めることなく、直接、軌道輪に埋め込むため、インレット等をケース等に内蔵する手間やコストの低減を図ることができる。また磁性シート15を介在させることで、ICチップ16に対する情報の書き込みおよび読み取りを行う際、軌道輪の金属表面に電磁誘導が発生することを、未然に防止することができる。これにより、インレット14とリーダライタとの間で良好な通信を行うことが可能となる。
また、インレット14および磁性シート15を、直接、軌道輪に埋め込むため、例えば、インレット等をタグケースに内蔵したものを軌道輪に埋め込むよりも、凹部寸法を小さくすることができる。これにより、軸受強度への影響を小さくすることができる。
また、インレット14および磁性シート15を、直接、軌道輪に埋め込むため、例えば、インレット等をタグケースに内蔵したものを軌道輪に埋め込むよりも、凹部寸法を小さくすることができる。これにより、軸受強度への影響を小さくすることができる。
図8に示すように、ICチップ16とアンテナ17とが同一の薄板状部材38に実装して成り、この薄板状部材38におけるICチップ16等の実装面とは反対側の面に、磁性シート15を貼り付けても良い。また凹部36の底部36aに磁性シート15が配置され、凹部36の開口部がモールド層37で封止されている。ICチップ16やアンテナ17が小さい場合、これらを同一の薄板状部材38に実装することで、組立時におけるハンドリング性を向上させ、取り扱いが良くなる。
図9および図10に示すように、外輪2の凹部36に、ICチップ16と、このICチップ16に接続されフェライトコア39に電線40を巻回したアンテナ17Aとを挿入し、凹部36のうち巻回された電線40の外周側の環状空間を、モールド層37で充填した構成としても良い。図10は図9のD部の拡大図である。フェライトコア39は円筒形に形成され、凹部36の軸心と同心に配置される。またフェライトコア39の一端部にICチップ16が配置され、このICチップ16が凹部36の底部36aに配置されている。
この構成によると、リーダライタから発する磁界が、フェライトコア39に集中するため、金属から発する逆向きの磁界の影響が小さくなる。また、ICチップ16と、フェライトコア39に電線40を巻回したアンテナ17Aとを、直接、軌道輪に埋め込むため、例えば、インレット等をタグケースに内蔵したものを軌道輪に埋め込むよりも、凹部寸法を小さくすることができる。これにより、軸受強度への影響を小さくすることができる。
なお、図9および図10の構成において、凹部36の底部36aに、磁性シート15を設けても良い。この場合、磁性シート15により、妨害となる磁界をより確実に防ぐことができる。
なお、図9および図10の構成において、凹部36の底部36aに、磁性シート15を設けても良い。この場合、磁性シート15により、妨害となる磁界をより確実に防ぐことができる。
その他、軸受の樹脂保持器の端面に凹部を設けて、この凹部に、ICチップおよびアンテナを挿入し、その後、熱硬化性や室温硬化性のウレタンや、エポキシなどを充填し硬化させたモールド層を設けても良い。このようなモールド層に代えて、またはモールド層と共に、超音波溶着やホットメルトなどにより、前記凹部の開口部を封止しても良い。
1…内輪
2…外輪
5…軸受シール
6…芯金
14…インレット
15…磁性シート
16…ICチップ
17…アンテナ
19…メモリ
36…凹部
38…薄板状部材
2…外輪
5…軸受シール
6…芯金
14…インレット
15…磁性シート
16…ICチップ
17…アンテナ
19…メモリ
36…凹部
38…薄板状部材
Claims (8)
- 非接触状態で情報通信が可能なRFID機能を有する軸受であって、
ICチップおよびこのICチップに接続されたアンテナを含むインレットと、磁性シートとを、重なり状態で、軸受空間を密封する軸受シール内または軌道輪に埋め込んで設けたことを特徴とするRFID機能付軸受。 - 請求項1において、前記アンテナは、平面状に巻回したコイル、または、フェライトコアに巻回した電線であるRFID機能付軸受。
- 請求項1または請求項2において、前記インレットと磁性シートとを軸受シール内に埋め込んで設け、前記軸受シールは、芯金にゴムを加硫接着したものであり、ICチップとアンテナと磁性シートとを、ゴムと同時に加硫接着し、前記磁性シートにおける軸受空間側の内側面を、軸受シール内の芯金に接触または近接して配置し、前記磁性シートの外側面にインレットを配置したRFID機能付軸受。
- 請求項1または請求項2において、前記インレットと磁性シートとを軌道輪に埋め込んで設け、前記軌道輪の端面または周面に凹部を設け、この凹部にインレットと磁性シートとを設け、前記磁性シートの一側面を、前記軌道輪における凹部の底部に配置し、前記磁性シートの他側面にインレットを配置したRFID機能付軸受。
- 請求項4において、前記軌道輪の凹部にインレットと磁性シートとを挿入して設け、前記凹部の開口部を、弾性材料または熱硬化性樹脂により封止したRFID機能付軸受。
- 請求項1または請求項2において、前記ICチップとアンテナとが同一の薄板状部材に実装して成り、この薄板状部材における実装面とは反対側の面に、磁性シートを貼り付けたRFID機能付軸受。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、前記ICチップには、軸受の製造または検査に関する情報、および、軸受が装置に組み込まれた後に実施する、装置の点検情報または運転情報を記録するメモリが設けられているRFID機能付軸受。
- 軸受に取付けられ軸受の軌道輪間の軸受空間を密封する軸受シールであって、この軸受シールは、芯金と、この芯金を覆う弾性体とを有し、
ICチップおよびこのICチップに接続されたアンテナを含むインレットと、磁性シートとを、重なり状態で前記弾性体内に埋め込んだことを特徴とする軸受シール。
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