JP2021167620A - 軸受装置、車両および車両システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両の車輪を支持する軸受の過剰な発熱を未然に防ぐことが可能な軸受装置、当該軸受装置を備える車両、および当該軸受装置を備える車両システムを提供する。【解決手段】軸受装置は、軸受ユニット部材と、少なくとも１つのセンサユニット２とを備える。軸受ユニット部材は、複数のころ７および固定された複数の内輪６が並ぶように配置される。軸受ユニット部材は、少なくとも１つの回転可能な外輪５と、複数の内輪６と、複数のころ７とを含む。複数のころ７のそれぞれは端面１４を有する。複数の内輪６のそれぞれは端面１４に接触可能な鍔部６ｂを有する。少なくとも１つのセンサユニット２は、複数の内輪６のうち少なくとも１つの内輪６に設置される。軸受ユニット部材は、自動車の車両に設置されるように用いられる。【選択図】図３

Description

本開示は、軸受装置、車両および車両システムに関するものである。

車両、特にトラックなどの大型車両の車輪を回転支持する軸受（車軸軸受）は、温度などの異常が発生した場合に、問題なく車両を停止させ軸受を早期に交換する要求がある。

そこで車輪を回転支持する用途の車軸軸受には、その温度を測定するための温度センサが設置される。このような温度センサは、たとえば特開２００３−９０３３５号公報（特許文献１）に鉄道車両用が開示され、特開２００９−２１６２３０号公報（特許文献２）に自動車用が開示されている。なお大型トラックの軸受としては、単列の円錐ころ軸受が２個並んだ構造を有する軸受ユニット部材、または円錐ころ軸受の２列分の外輪が単一の外方部材として一体化された構造を有する軸受ユニット部材が用いられる。

鉄道車両は、決められた走行距離ごとに定期点検がなされ、車軸軸受の状況がチェックされる。また鉄道車両は、決められた走行距離ごとに車軸軸受が交換される。このように軸受の寿命が来る前に予め余裕を見て軸受が交換される。この交換の頻度を下げることを目的に、特開２００３−９０３３５号公報においては軸受の余寿命測定の手段として軸受の温度を測定する温度センサが設けられているものと推察できる。

一方、トラックなどの自動車用は、車検などの定期点検時およびドライバーが走行状態に違和感を持った時に販売店に持ち込まれ、車軸軸受の状況がチェックされる。これにより不具合が判明し軸受が交換される。ドライバーにより走行状態に違和感が持たれる前に故障がわかるようにすることを目的に、特開２００９−２１６２３０号公報においては軸受の余寿命測定の手段として軸受の温度を測定する温度センサが設けられているものと推察できる。

特開２００３−９０３３５号公報 特開２００９−２１６２３０号公報

自動車、たとえばトラックなど大型自動車の軸受においては、円錐ころ軸受を構成する円錐ころの大端面と、内輪のたとえば大鍔部とが接触する部分にて、発熱が最も起こりやすい。このため当該接触する部分の温度を温度センサで精確に測定することが求められる。しかしながら、特開２００３−９０３３５号公報に開示の軸受装置は、温度センサが内輪から大きく離れ、外輪からも離れた領域に設置されている。温度センサが内輪から離れているため、内輪のたとえば大鍔部、またはこれに隣接する領域の温度を精密に測定することは困難である。なお特開２００３−９０３３５号公報に開示の軸受装置は、大型車両の車輪用である旨の明記がないが、自動車用である旨は明記されており、大型車両の車輪用としても適用可能である。

また特開２００９−２１６２３０号公報の軸受装置は、自動車等の車輪用であるが、温度センサとして機能する部材はシート状に形成された示温材である。示温材の色の変化により軸受の昇温の程度が確認できる。しかし示温材の色の変化を目視で確認する必要がある。このため車両の走行中に軸受の温度が上昇したとしても、それと同時に示温材の色の変化を検出することは困難である。したがって軸受の過剰な発熱を未然に防ぐことは困難である。

本開示は上記の課題に鑑みなされたものである。その目的は、車両の車輪を支持する軸受の過剰な発熱を未然に防ぐことが可能な軸受装置、当該軸受装置を備える車両、および当該軸受装置を備える車両システムを提供することである。

本開示に係る軸受装置は、軸受ユニット部材と、少なくとも１つのセンサユニットとを備える。軸受ユニット部材は、複数のころおよび固定された複数の内輪が並ぶように配置される。軸受ユニット部材は、少なくとも１つの回転可能な外輪と、複数の内輪と、複数のころとを含む。外輪は内周に外側軌道面が形成される。複数の内輪は外側軌道面に対向する内側軌道面が外周に形成される。複数のころは外側軌道面と内側軌道面との間に転動自在に収容される。複数のころのそれぞれは端面を有する。複数の内輪のそれぞれは端面に接触可能な鍔部を有する。少なくとも１つのセンサユニットは、複数の内輪のうち少なくとも１つの内輪に設置される。軸受ユニット部材は、自動車の車両に設置されるように用いられる。

本開示によれば、センサユニットが内輪の温度を精密に測定可能である。このため、車両の車輪を支持する軸受の過剰な発熱を未然に防ぐことができる。

本実施の形態の軸受装置が使用される用途を示す概略図である。 実施の形態１の軸受装置の構成を示す概略断面図である。 図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 実施の形態１の円錐ころ軸受のうち、図３が示す領域を含むように図３よりも広い領域について示す概略拡大断面図である。 実施の形態１の軸受装置１０５の駆動時における図３に示す内輪の温度分布を示す概略断面図である。 実施の形態２の軸受装置の構成を示す概略断面図である。 実施の形態３の第１例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 実施の形態３の第２例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 実施の形態３の第３例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 実施の形態４の第１例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 実施の形態４の第２例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 実施の形態５の第１例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 実施の形態５の第２例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 実施の形態６の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。 実施の形態７の軸受装置の構成を示す概略断面図である。 実施の形態８の軸受装置の構成を示す概略断面図である。 実施の形態８の第１例の円錐ころ軸受のうち、図１６中の点線で囲まれた領域Ｂの概略拡大断面図である。 実施の形態８の第２例の円錐ころ軸受のうち、図１６中の点線で囲まれた領域Ｂの概略拡大断面図である。 実施の形態８の第３例の円錐ころ軸受のうち、図１６中の点線で囲まれた領域Ｂの概略拡大断面図である。 実施の形態８の第４例の円錐ころ軸受のうち、図１６中の点線で囲まれた領域Ｂの概略拡大断面図である。 実施の形態１〜８における軸受装置に備えられる異常診断処理部、および異常診断処理部に対する信号の入出力を含む制御系としての車両システムを示すブロック図である。 軌道面に剥離が生じてそこを発熱源とする異常発熱が生じた場合の、時間の経過と発熱源の温度との関係を示すグラフである。

以下、本実施の形態について図に基づいて説明する。

（実施の形態１）
まず図１を用いて、本実施の形態の軸受装置が使用される用途について説明する。図１は、本実施の形態の軸受装置が使用される用途を示す概略図である。図１を参照して、実施の形態１の軸受装置１０５は、自動車、特に大型トラックなどの大型自動車の車両１００に備えられる、いわゆる車輪用の支持構造である。車両１００は図中矢印Ｍが示す方向に走行し、図の上側が車体の前側である。車両１００はフレーム１０１を備え、その内部にエンジンなどを搭載する。車両１００は車体１０２を備えている。車体１０２の下側には複数の車輪として、前輪１０３および後輪１０４が備えられる。

トラックなどの大型自動車の車両１００においては、以下の２種類の駆動方式が存在する。２種類の駆動方式のうちの１つ目である第１の駆動方式は、前輪１０３はいわゆる従動輪であり、後輪１０４のうち前側の第１後輪１０４Ａおよび後ろ側の第２後輪１０４Ｂはいわゆる駆動輪である。つまり従動輪である前輪１０３は自発的に回転することはなく、たとえば車両１００に設置された他の車輪の回転に併せて回転する。駆動輪である後輪１０４の第１後輪１０４Ａおよび第２後輪１０４Ｂは、自ら回転可能である。この場合、従動輪である左側の前輪１０３と右側の前輪１０３とは、固定軸３１により固定されている。固定軸３１は回転しない。これに対し、駆動輪である左側の第１後輪１０４Ａと右側の第１後輪１０４Ａとは、アクスルシャフト１１により固定されている。アクスルシャフト１１は回転可能であるためこれに固定された第１後輪１０４Ａは自ら回転できる。同様に、左側の第２後輪１０４Ｂと右側の第２後輪１０４Ｂとは、アクスルシャフト１１により固定されている。

２種類の駆動方式のうちの２つ目である第２の駆動方式は、前輪１０３および第２後輪１０４Ｂは従動輪であり、第１後輪１０４Ａが駆動輪である。この場合、上記第１の駆動方式と比較して、左側の第２後輪１０４Ｂと右側の第２後輪１０４Ｂとが固定軸３１により固定されている点が異なっている。

アクスルシャフト１１および固定軸３１の延びる図１の左右方向に交差する断面での径方向外側に、軸受装置１０５を構成する後述の各部材が設置される。以下、車両１００に設置される軸受装置１０５の構成について説明する。

図２は、実施の形態１の軸受装置の構成を示す概略断面図である。なお図２以降の各図においての上下左右方向は図１の上下左右方向と同一であり、図２は図１中の点線で囲まれた領域ＢＳに対応する。図２を参照して、本実施の形態の軸受装置１０５は、たとえば駆動輪としての第２後輪１０４Ｂに設置されている。本実施の形態の軸受装置１０５は、２つの円錐ころ軸受１Ａと、１つのセンサユニット２とを備えている。２つの転がり軸受としての円錐ころ軸受１Ａは、図２の左右方向に２つ並ぶように配置されることにより、単一の軸受ユニット部材１Ｃとして構成される。つまり軸受ユニット部材１Ｃにおいて、２つの円錐ころ軸受１Ａのそれぞれは、１つの外輪５と、１つの内輪６と、複数のころとしての円錐ころ７とを含んでいる。このため単一の軸受ユニット部材１Ｃにおいては、２つの外輪５と、２つの内輪６と、２つの複数の円錐ころ７が保持器８により周方向に間隔をあけて配置される構成とからなる２つの円錐ころ軸受１Ａが、いわゆる複列として左右方向に並ぶように含まれる。なお単一の軸受ユニット部材１Ｃは、円錐ころ軸受１Ａが３つ以上、複列として図２の左右方向に並ぶように配置された構成であってもよい。

２つの外輪５のそれぞれは、内周に外側軌道面５ａが形成されている。つまり軸受ユニット部材１Ｃの２つの外輪５のそれぞれには、内周に外側軌道面５ａが複列として左右方向に並ぶように形成されている。外側軌道面５ａはテーパ状に延びている。つまり外側軌道面５ａは図２の左右方向に対して傾斜する方向に延びている。このテーパ状は、軸受ユニット部材１Ｃ内における左右方向の外側が内側よりもアクスルシャフト１１からの距離が大きくなるように傾斜していることが好ましい。このようにすれば、外側軌道面５ａでの力の作用点が広くなり、外側軌道面５ａが受けることができる荷重が大きくなるため、軸受ユニット部材１Ｃの寿命が長くなる。

２つの内輪６のそれぞれは、外周に内側軌道面６ａが形成されている。つまり軸受ユニット部材１Ｃの２つの内輪６のそれぞれには、外周に内側軌道面６ａが複列として左右方向に並ぶように形成されている。これらの内側軌道面６ａは外側軌道面５ａに対向している。内側軌道面６ａはテーパ状に延びている。つまり内側軌道面６ａは図２の左右方向に対して傾斜する方向に延びている。このテーパ状は、軸受ユニット部材１Ｃ内における左右方向の外側が内側よりもアクスルシャフト１１からの距離が大きくなるように傾斜していることが好ましい。なお内側軌道面６ａの図２の左右方向に対する傾斜角は、外側軌道面５ａの図２の左右方向に対する傾斜角より小さくてもよい。

内輪６は後述するアクスルエンド１３の外周に嵌合するように固定されている。アクスルエンド１３は回転しないため、内輪６も回転せず軸受装置１０５内にて動かず固定されている。

複数の円錐ころ７は、２つの外輪５のそれぞれの外側軌道面５ａと、２つの内輪６のそれぞれの内側軌道面６ａとの間に、転動自在に収容されている。各円錐ころ軸受１Ａに含まれる複数の円錐ころ７は、保持器８により１つの円錐ころ軸受１Ａを構成するひとまとまりとなるように保持されている。円錐ころ７は、保持器８により、転動自在に保持されている。

図３は、図２中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。図３を参照して、複数の円錐ころ７のそれぞれは、端面としての大端面１４を有している。大端面１４とは、円錐ころ７のうち軸受ユニット部材１Ｃ内の、図２の左右方向の最も外側に配置される、最も径が大きい面である。逆に言えば、図２の２つ並ぶ円錐ころ軸受１Ａのそれぞれの円錐ころ７の最も径が小さい面同士は互いに対向するように配置される。つまり図２の軸受ユニット部材１Ｃは、いわゆる背面合わせタイプの複列の円錐ころ軸受１Ａからなる。複数の内輪６のそれぞれは、複数の円錐ころ７のそれぞれの大端面１４に接触可能な鍔部としての大鍔部６ｂを有している。

センサユニット２は、複数の内輪６のうち少なくとも１つの内輪６に設置されている。特にセンサユニット２は、当該少なくとも１つの内輪６の大鍔部６ｂに接するように設置されている。なおここで大鍔部６ｂとは、たとえば図３の大端面１４より右側の内輪６の領域のほぼ全体を意味するものとする。すなわち軸受ユニット部材１Ｃの全体内における各円錐ころ７の大端面１４が接触可能な内輪６の面よりも外側（右側または左側）にある内輪６の領域のほぼ全体が大鍔部６ｂに相当する。その大鍔部６ｂのうち任意の一部の領域に少なくとも一部が接触するように、センサユニット２が設置されている。図３では一例として、センサユニット２は大鍔部６ｂのうちたとえば図３の最も右側の端面に接するように取り付けられている。なお本実施の形態のセンサユニット２は、その全体が本体すなわち温度を検出する部材である温度センサ（後述する実施の形態３の温度センサ２１と同じ）として機能する部分である。

図４は、実施の形態１の円錐ころ軸受のうち、図３が示す領域を含むように図３よりも広い領域について示す概略拡大断面図である。図４を参照して、図４に示す領域が左右方向について非対称である場合には、本実施の形態のセンサユニット２は、２つの内輪６のうち、内径がより大きい内輪６の大鍔部６ｂに接するように設置されることが好ましい。つまり図４の２つの円錐ころ軸受１Ａのそれぞれの内径が異なり、右側の円錐ころ軸受１Ａの内径Ｒ１が左側の円錐ころ軸受１Ａの内径Ｒ２より大きい場合を考える。ただし図４ではそのように図示されていない。この場合、図４の右側の円錐ころ軸受１Ａの内輪６の大鍔部６ｂに接するように、センサユニット２が設置される。

さらに言い換えれば、図４に示す領域が左右方向について非対称である場合には、本実施の形態のセンサユニット２は、２つの内輪６のうち、内径角部に形成された円弧部の径がより大きい内輪６の大鍔部６ｂに接するように設置されることが好ましい。つまり図４の２つの円錐ころ軸受１Ａのそれぞれの内輪６の内径角部の円弧部の径が異なり、右側の円錐ころ軸受１Ａの円弧部の径Ｒ３が左側の円錐ころ軸受１Ａの円弧部の径Ｒ４より大きい場合を考える。この場合、図４の右側の円錐ころ軸受１Ａの内輪６の大鍔部６ｂに接するように、センサユニット２が設置される。

さらに、図４に示す領域が左右方向について対称であるか非対称であるかにかかわらず以下のようにいえる。上記のように図２は図１の点線で囲まれた領域ＢＳである。このため図２での左側は車体１０２全体内の外側であり、図２での右側は車体１０２全体内の内側である。このように車体１０２内における外側である図２の左側を以降ではアウター側と呼ぶこととする。また車体１０２内における内側である図２の右側を以降ではインナー側（またはインボード側）と呼ぶこととする。このとき図２〜図４に示すように、軸受ユニット部材１Ｃが車両１００に設置された際の、複数の内輪６のうち最もインナー側の内輪６の大鍔部６ｂに接するようにセンサユニット２が設置されることが好ましい。

本実施の形態でのセンサユニット２、すなわち温度センサは、サーミスタ、測温抵抗体、熱電対および温度センサＩＣのいずれかであることが好ましい。つまり本実施の形態のセンサユニット２は、接触式の温度検出器であることが好ましい。

軸受装置１０５は、軸受ユニット部材１Ｃ、センサユニット２のほかに、異常診断処理部３５をさらに備えてもよい。異常診断処理部３５は、車体１０２、特に後述する車体１０２のたとえばＥＣＵ（Electronic Control Unit）に直接設置されてもよい。その場合の異常診断処理部３５を軸受装置１０５の構成要素と考えてもよいし考えなくてもよい。異常診断処理部３５は、軸受装置１０５に含まれ、車体１０２（車体１０２のＥＣＵ）とは無関係の箇所に配置されてもよい。異常診断処理部３５は、センサユニット２が計測する温度が異常値であるか否かを測定する。

その他、本実施の形態の軸受装置１０５は、以下の各構成を有する。軸受装置１０５においては、軸受ユニット部材１Ｃの各円錐ころ軸受１Ａの内部には、潤滑グリースが供給されている。また外輪５と内輪６との間に形成される環状の空間の開口部には、シール９，１０が装着される。シール９，１０は、各円錐ころ軸受１Ａの内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩を抑制している。シール９，１０は、外部から雨水またはダストなどの異物が軸受ユニット部材１Ｃの内部に侵入することを抑制している。またシール９，１０は、差動装置用のオイルが意図せぬ領域に流入することを防止する。

軸受ユニット部材１Ｃには図２の左右方向に延在するアクスルエンド１３およびアクスルシャフト１１が挿入されている。アクスルシャフト１１の径はその全体において同一とは限らず、領域において径が異なっていてもよい。アクスルシャフト１１の径が領域ごとに異なることにより、アクスルシャフト１１全体の形状が変化する。このため上記の図４において、右側の内輪６の内径Ｒ１が左側の内輪６の内径Ｒ２よりも大きくなることが想定できる。内輪６の内側には、アクスルエンド１３を介して、図示されないナックルのアクスルシャフト１１が挿入されている。アクスルエンド１３はナット３４で内輪６に締め付け固定されている。

再度図２を参照して、車両１００には車輪取付ハブ４が配置されている。車輪取付ハブ４には車輪隣接部材４０が取り付けられている。車輪取付ハブ４および車輪隣接部材４０はいずれも環状であり、車輪取付ハブ４の環状の径方向の内側には外輪５が嵌合するように固定されている。車輪隣接部材４０は車輪取付ハブ４の環状の径方向の外側に接合されている。車輪隣接部材４０の環状の径方向の外側には、図１の第２後輪１０４Ｂなどの車輪が取り付けられている。これによりたとえば図１の左側の第２後輪１０４Ｂと右側の第２後輪１０４Ｂとがアクスルシャフト１１により固定された図１の上記第１の駆動方式が得られる。

アクスルシャフト１１の図２の左側の端部は、ボルト１２を介して、車輪取付ハブ４および車輪隣接部材４０に固定される。したがって外輪５、車輪取付ハブ４、車輪隣接部材４０および車輪は、アクスルシャフト１１の周りを、アクスルシャフト１１と同じ角速度で回転する。これにより車両１００が走行する。

なお図２には車輪は示されていない。図２に示されていない車輪はいわゆる駆動輪である。そのような駆動輪としての車輪が、外輪５に回転可能に支持されている。これにより駆動輪用として軸受装置１０５を適用することができる。

２つの内輪６の内周には、固定部材としてのアクスルエンド１３が固定されている。アクスルエンド１３は内輪６と同様に環状の部材であり、その内側にアクスルシャフト１１が挿入されている。つまりアクスルエンド１３は、内輪６とアクスルシャフト１１との間に介在している。アクスルシャフト１１の外周と、アクスルエンド１３の内周との間には隙間が存在している。つまりアクスルシャフト１１とアクスルエンド１３とは互いに接触していない。このため、アクスルシャフト１１が回転可能なのに対し、内輪６およびこれに固定されたアクスルエンド１３は回転せず固定されている。

軸受装置１０５は、車両１００に備えられる際には、車輪取付ハブ４の内周部に外輪５が圧入されるように取り付けられる。車輪取付ハブ４は、外輪５が圧入される領域における車両１００のインナー側の端部に、外輪５のインナー側への移動を抑止するための係止部が設けられている。車輪取付ハブ４の内周面に形成された段差および係止部に外輪５が当接することで、外輪５が位置決めされている。係止部は、図３の上下方向について、これが接する外輪５の端面の図３上下方向の寸法の半分以上の寸法を有することが好ましい。これにより係止部の外輪５の強度向上の効果が高められる。外輪５のアウター側には止め輪３３が装着されている。

次に、本実施の形態の背景技術について追加説明したうえで、本実施の形態の作用効果について説明する。

鉄道車両はレール上を走行する。つまり鉄道車両は、決められた路面状況およびコースを決められた速度で走行する。このため鉄道車両の車軸用の軸受に加わる荷重および負荷は、想定した範囲を超えることは少ない。

一方、自動車は、鉄道車両と異なり、たとえば走行する路面は舗装道路から未舗装道路まで様々である。たとえば未舗装道路では、石または凹凸路面などにより、自動車およびその軸受は、衝撃荷重を受ける。また自動車は様々なドライバーが運転する。このため自動車は、同じ路面状況および曲がり角であってもドライバーによって速度および加減速操作が異なる。つまり自動車は鉄道車両に比べて軸受に加わる負荷の想定が困難である。とはいえ自動車は車両重量および積載重量を考慮しても総重量が２５００ｋｇ以下である。車輪用の軸受すなわち車軸軸受の故障モードは、潤滑不足等の軌道面の剥離すなわちいわゆるフレーキングが一般的に多い。

一方、本実施の形態の軸受装置は、トラックなどの大型の自動車用である。車載重量が１００００ｋｇを超える大型トラックの車軸軸受の多くは、単列のテーパーローラ軸受（円錐ころ軸受）を２個使ったタイプである。路面状況および運転状況は、大型トラックであっても小型の自動車と同様である。しかし大型トラックの積載重量は小型の自動車より桁違いに大きい。さらに後進国などでは上限値を超える重量の貨物等が積載される場合がある。

また大型トラックは出発前に運送会社にて車軸軸受の事前点検がなされるが、大型トラックは１日の走行距離が車両によって大きく異なり、１０００ｋｍ程度走行する場合もある。大陸国においては１日の走行距離が上記の数倍にも達する場合がある。出発前のチェックにおいて車軸軸受の不良が判明した場合、または決められた走行距離に達した場合には軸受が交換される。このような大型トラックは、軸受の過剰な発熱が生じやすい。そこで大型トラックの軸受に特有の過剰な発熱による故障モードについても点検される。

最近の車軸軸受は、２列の軸受の外輪が一体とされつつある。このようになれば、単列の場合は容易に行なえる車軸軸受の分解調査が困難となる。これにより軸受の損傷状態が把握できないことから、安全を見て、より早期に軸受交換がなされる傾向となる。これにより無駄に頻繁に軸受が交換され、コストが高騰する可能性がある。

最近ではいわゆるＣＡＳＥ（Connected, Autonomous, Share & Service, Electric）の進展により、トラックの隊列走行の開発が進められている。隊列走行では、先頭の１台のトラック以外は無人運転となる。このため隊列走行では、車輪用の軸受の損傷状況を運転手が発見することがさらに困難になる。

そこで軸受の過剰発熱モードの発生メカニズムが鋭意研究された。その結果、上記のように、発熱が生じる可能性が最も高いのは、たとえば円錐ころ軸受の円錐ころの大端面と内輪の大鍔部との接触する部分であることが判明した。

このことを踏まえ、本実施の形態の軸受装置１０５は、以下の構成を有する。当該軸受装置１０５は、車輪支持構造として設けられる。軸受装置１０５は、軸受ユニット部材１Ｃと、少なくとも１つであり本実施の形態では１つのセンサユニット２とを備える。軸受ユニット部材１Ｃは、複数のころ７および、固定された複数、本実施の形態ではたとえば２つの内輪６が並ぶように配置されている。軸受ユニット部材１Ｃは、少なくとも１つであり本実施の形態ではたとえば２つの回転可能な外輪５と、複数の内輪６と、複数のころ７とを含む。外輪５は内周に外側軌道面５ａが形成されている。複数の内輪６は外側軌道面５ａに対向する内側軌道面６ａが外周に形成されている。複数のころ７は外輪５の外側軌道面５ａと複数の内輪６のそれぞれの内側軌道面６ａとの間に転動自在に収容されている。複数のころ７のそれぞれは端面１４を有する。複数の内輪６のそれぞれは端面１４に接触可能な鍔部６ｂを有する。少なくとも１つのセンサユニット２は、複数の内輪６のうち少なくとも１つの内輪６に設置される。軸受ユニット部材１Ｃは、自動車の車両１００に設置されるように用いられる。

複数の内輪６およびころ７が並ぶように配置される軸受ユニット部材１Ｃはいわゆる複列であり、自動車の車両１００の車輪用である。ころ７の端面１４と内輪６との接触部において、発熱の可能性が最も高い。ころ７のスキューによるかじり、内輪６のたとえば端面１４の過大な面圧および軸受ユニット部材１Ｃ内の潤滑グリースなどが原因となって上記部分に発熱が生じる。その発熱により潤滑グリースの酸化劣化が進行し潤滑性能が低下することで、より発熱しやすくなる。するとさらに潤滑グリースに含まれる油の成分が引火点以上になる場合もある。以上のように最も発熱しやすいと考えられる内輪６にセンサユニット２が設けられることで、車両１００の過剰発熱モードを早期に発見できる。発熱しやすい領域により近い領域の温度が測定できるためである。

上記少なくとも１つのセンサユニット２は、少なくとも１つの内輪６の鍔部６ｂに接するように設置されることが好ましい。ころ７の端面１４と内輪６の鍔部６ｂとの接触部において、発熱の可能性が最も高い。最も発熱しやすいと考えられる端面１４に近い鍔部６ｂに接するようにセンサユニット２が設けられることで、車両１００の故障モードを早期に発見できる。発熱しやすい領域により近い領域の温度が測定できるためである。

軸受装置１０５において、車両１００すなわち上記の自動車は大型自動車であることが好ましい。軸受ユニット部材１Ｃは、大型自動車の車両１００に設置されるように用いられる。これにより、車両１００の軸受の過剰な発熱を未然に防ぐ効果が高められる。さらに、軸受の過剰な発熱を未然に防ぎつつ、まだ交換の必要がない時点で不要に軸受を交換することによる無駄なコストの発生を抑制できる。測定すべき鍔部６ｂの温度を検知することにより、軸受ユニット部材１Ｃの円錐ころ軸受１Ａなどを交換すべきタイミングを正確に検知できるためである。

なお図１においては大型の車両１００の前輪１０３の固定軸３１および後輪１０４のアクスルシャフト１１（または固定軸３１）の双方に軸受装置１０５が設けられている。しかし軸受装置１０５は、特に後輪１０４のアクスルシャフト１１（または固定軸３１）に設けられることが好ましい。言い換えれば、車輪支持構造は、車両１００の後輪１０４（第１後輪１０４Ａ、第２後輪１０４Ｂ）を回転支持することが好ましい。つまり後輪１０４のみに軸受装置１０５が設けられてもよい。鋭意研究の結果、過剰な発熱は、特に大型車両の旋回時に後方の車軸軸受において発生しやすいことが判明した。後輪１０４に軸受装置１０５を設置することで、特に過剰発熱が起こりやすい後輪１０４の温度を検出し、過剰な発熱を未然に防ぐ効果が高められる。この観点から、上記においては特に第２後輪１０４Ｂに軸受装置１０５を設けることを前提に説明している。

上記軸受装置１０５において、軸受ユニット部材１Ｃは外輪５を複数含む複数の転がり軸受１Ａとして構成されてもよい。言い換えれば、本実施の形態の軸受装置１０５は、以下の構成を有する。軸受装置１０５は、トラックなどの大型の車両１００の車輪支持構造である。軸受装置１０５は、複数並んだテーパころ軸受（軸受）としてのたとえば円錐ころ軸受１Ａと、センサユニット２とを備えている。複数であるたとえば２つの円錐ころ軸受１Ａは、アクスルシャフト１１または固定軸３１としての車軸と、ハウジングとしての車輪取付ハブ４との間に配置される。複数並んだテーパころ軸受は、内周に外側テーパ転走面としての外側軌道面５ａが形成された、複数の回転可能な外輪５と、外側軌道面５ａに対向する内側テーパ転走面としての内側軌道面６ａが外周に形成された複数の固定された内輪６と、複数の外輪５のそれぞれの外側軌道面５ａと複数の内輪６のそれぞれの内側軌道面６ａとの間に転動自在に収容された複数のテーパ状のころ７とを含む。複数の内輪６のそれぞれは、内側軌道面６ａの大径側に鍔部としてのたとえば大鍔部６ｂを有する。センサユニット２は、複数の内輪６のうち少なくとも１つの内輪６の、ころ７と接触する大鍔部６ｂの温度を測定する。

本実施の形態の軸受ユニット部材１Ｃ（たとえば複数の円錐ころ軸受１Ａ）は外輪５を２つ含み、単列の転がり軸受１Ａが２つ並んだ構成である。このような軸受ユニット部材１Ｃは定期点検の時の分解調査を省くことができる。

上記軸受装置１０５において、複数のころは複数の円錐ころ７であり、複数の内輪６のそれぞれは、複数の円錐ころ７のそれぞれの端面としての大端面１４に接触可能な鍔部としての大鍔部６ｂを有してもよい。大型トラックなどの車両１００用の軸受装置１０５における軸受には、特に複数の円錐ころ７を含むいわゆる円錐ころ軸受１Ａが用いられる。円錐ころ軸受１Ａは過積載および加速度に耐えやすいためである。また円錐ころ７の大端面１４は円錐ころ７のなかでも最も径が大きい面であり、大端面１４が大鍔部６ｂに接する面の面積がたとえば円筒ころの端面よりも大きくなる。このため円錐ころ軸受は円筒ころ軸受よりも大きなアキシャル荷重を受け、大鍔部６ｂでの発熱量が大きい。したがって円錐ころ７の大端面１４が内輪６の大鍔部６ｂに接しながら外輪５が回転することによる発熱が特に顕著となる。このため円錐ころ軸受１Ａを有する軸受装置１０５とし、最も発熱しやすいと考えられる大端面１４に近い大鍔部６ｂに接するようにセンサユニット２が設けられる。これにより、大型の車両１００の過剰発熱モードをいっそう早期に発見できる。発熱しやすい領域により近い領域の温度が測定できるためである。

図５は、実施の形態１の軸受装置１０５の駆動時における図３に示す内輪の温度分布を示す概略断面図である。図５の内輪６は、高温の領域ほどハッチングが密に施されている。図５を参照して、内輪６のうち特に大鍔部６ｂの温度が高くなっていることがわかる。

過大な負荷および円錐ころ軸受１Ａの予圧により、円錐ころ７と内輪６との間、その中でも特に大端面１４と大鍔部６ｂとの間における接触面圧が上昇する。さらに潤滑グリースの潤滑不良等による摩擦力の上昇も起こる。これらにより大端面１４と大鍔部６ｂとの接触部で温度が上昇する。さらに回転中の円錐ころ７の大端面１４と、固定された内輪６の大鍔部６ｂとは、すべりを伴って接触する。このため回転中の大端面１４と大鍔部６ｂとの接触部は、転がり摩擦だけではなく滑り摩擦も生じる。したがって大端面１４と大鍔部６ｂとの接触部はいっそう発熱源となりやすい。図５に示すように、発熱源からの距離および周辺部材との温度差によって温度の上昇傾向は異なる。また仮に発熱源から遠い位置にセンサユニット２を配置すれば、発熱源からセンサユニット２に熱が伝わるのに要する時間が長くなり遅れが生じる。そのうえ図５のようにそもそも計測される温度が発熱源より低くなる。円錐ころ７の回転および円錐ころ軸受１Ａの周方向への走行による強制対流により円錐ころ軸受１Ａおよびその周辺部材が冷却されるためである。つまり発熱源から遠い位置に配置されたセンサユニット２は、発熱源付近での発熱を正確かつ迅速に検出することが困難となる。

このため正確に素早く発熱源の温度を計測する観点からは、できるだけ発熱源から近い距離で計測されることが好ましい。すなわち大鍔部６ｂにセンサユニット２が接するように設置され、温度測定されることが好ましい。これにより図５のように大鍔部６ｂで発生した高い熱が速やかにセンサユニット２に伝導され、円錐ころ軸受１Ａの温度上昇を正確に素早く検出できる。

上記軸受装置１０５において、複数の内輪６のうち、内径が最も大きいＲ１である内輪６の鍔部６ｂに接するように少なくとも１つのセンサユニット２が設置されてもよい。上記軸受装置１０５において、複数の内輪６のうち、内径角部に形成された円弧部の径が最も大きいＲ３である内輪６の鍔部６ｂに接するように少なくとも１つのセンサユニット２が設置されてもよい。上記軸受装置１０５において、軸受ユニット部材１Ｃが車両１００に設置された際に、複数の内輪６のうち車両１００の最も内側であるインナー側（インボード側）に配置される内輪６の鍔部６ｂに接するように、少なくとも１つのセンサユニット２が設置されてもよい。

これらは、車両１００に設置された軸受装置１０５において、たとえば図１の左右方向の中央にいっそう近い内側であるインナー側にセンサユニット２が設置されることが好ましいことを示している。鋭意研究の結果、過剰な発熱は、特に大型車両のインナー側において発生しやすいことが判明した。このため軸受装置１０５の複数の内輪６のうち特に車両の（最も）インナー側に配置された内輪６の大鍔部６ｂに接するようにセンサユニット２が設置されることが好ましい。このようにすれば、軸受装置１０５の複数の内輪６のうち特に車両の（最も）インナー側に配置された内輪６の大鍔部６ｂの（大端面１４と接触する部分の）温度が測定できる。

異常診断処理部３５は車体１０２のインナー側すなわち図２でのセンサユニット２の右側に設置されることが多い。このためそのような場合には特に、軸受ユニット部材１Ｃから見て異常診断処理部３５が配置される側であるインナー側にセンサユニット２が配置されることがより好ましい。このことは特にセンサユニット２と異常診断処理部３５との間を繋ぐ配線またはコネクタにより両者間の信号の入出力がなされる場合に有効である。

ただし上記と逆に、アウター側の内輪６の大鍔部６ｂに接するようにセンサユニット２が設置されてもよい。センサユニット２と異常診断処理部３５との間の信号の入出力がたとえば無線信号である場合には、軸受ユニット部材１Ｃから見て異常診断処理部３５が配置される側と反対側であるアウター側にセンサユニット２が配置されても、動作上特に問題はない。

（実施の形態２）
図６は、実施の形態２の軸受装置の構成を示す概略断面図である。図６を参照して、実施の形態２の軸受装置１０５は、基本的に図２の実施の形態１の軸受装置１０５と同様の構成を有している。このため以下において図２と同様の構成要素には同一の符号を付し、特に変更点がなければその説明を繰り返さない。このことは以降の各実施の形態においても、特に断らない限り基本的に同様である。

図６の軸受装置１０５は、１つの円錐ころ軸受１Ｂと、１つのセンサユニット２とを備えている。円錐ころ軸受１Ｂは軸受装置１０５における１つの転がり軸受ユニットであり、外輪５を１つのみ含んでいる。１つの円錐ころ軸受１Ｂにより、単一の軸受ユニット部材１Ｃが構成される。１つの円錐ころ軸受１Ｂは、１つの外輪５と、２つの内輪６と、複数のころとしての円錐ころ７とを含んでいる。つまり単一の軸受ユニット部材１Ｃには、１つの外輪５と、２つの内輪６と、２つの複数の円錐ころ７が保持器８により周方向に間隔をあけて配置される構成とからなる１つの円錐ころ軸受１Ｂが含まれる。２つの内輪６および２つの複数の円錐ころ７は、いわゆる複列として左右方向に並ぶように含まれる。なお単一の軸受ユニット部材１Ｃは、内輪６および複数の円錐ころ７が３つ以上、複列として図６の左右方向に並ぶように配置された構成であってもよい。

軸受ユニット部材１Ｃとしての円錐ころ軸受１Ｂに含まれる単一の外輪５は、２つの外側軌道面５ａを有する外方部材として配置される。一方、円錐ころ軸受１Ｂに含まれる２つの内輪６は、２つの内方部材として配置される。１つの外輪５は、図６にて２つ並ぶ内輪６の双方に対向するように、図６の２つ並ぶ内輪６の左右方向の寸法と同程度の左右方向の寸法を有している。

当該１つの外輪５には、その内周に２つの外側軌道面５ａが形成されている。つまり軸受ユニット部材１Ｃの１つの外輪５には、内周に２つの外側軌道面５ａが、複列として左右方向に並ぶように形成されている。また２つの内輪６のそれぞれには内側軌道面６ａが、外周に形成されている。２つの内輪６のそれぞれの内側軌道面６ａは、外輪５の２つの外側軌道面５ａのそれぞれに対向するように形成されている。複数の円錐ころ７は、１つの外輪５の２つの外側軌道面５ａと、２つの内輪６のそれぞれの内側軌道面６ａとの間に、転動自在に収容されている。

以上より、本実施の形態の軸受ユニット部材１Ｃは、実施の形態１の軸受ユニット部材１Ｃを構成する２つの円錐ころ軸受１Ａのそれぞれの外輪５が一体化し単一の外方部材としての外輪５となった点においてのみ異なっている。本実施の形態の軸受ユニット部材１Ｃは、上記以外の他の点はすべて実施の形態１の軸受ユニット部材１Ｃと同様である。したがって図６中の点線で囲まれた領域Ａの構成は、図３と同様である。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。本実施の形態は、実施の形態１と同様の作用効果のほかに、以下の作用効果を奏する。

本実施の形態の軸受装置１０５は、軸受ユニット部材１Ｃと、少なくとも１つであり本実施の形態では１つのセンサユニット２とを備える。軸受ユニット部材１Ｃは、複数のころである円錐ころ７および、固定された複数、本実施の形態ではたとえば２つの内輪６が並ぶように配置されている。軸受ユニット部材１Ｃは、少なくとも１つであり本実施の形態では１つの回転可能な外輪５と、複数の内輪６と、複数のころ７とを含む。外輪５は内周に外側軌道面５ａが形成されている。複数の内輪６は外側軌道面５ａに対向する内側軌道面６ａが外周に形成されている。複数のころ７は外輪５の外側軌道面５ａと複数の内輪６のそれぞれの内側軌道面６ａとの間に転動自在に収容されている。複数のころ７のそれぞれは端面１４を有する。複数の内輪６のそれぞれは端面１４に接触可能な鍔部６ｂを有する。少なくとも１つのセンサユニット２は、複数の内輪６のうち少なくとも１つの内輪６の鍔部６ｂに接するように設置される。上記軸受装置１０５において、軸受ユニット部材１Ｃは、外輪５を１つのみ含む転がり軸受ユニットとしてのたとえば円錐ころ軸受１Ｂとして構成される。単一の外輪５は複数たとえば２つの外側軌道面５ａを有する外方部材である。複数たとえば２つの内輪６は複数たとえば２つの内方部材である。このような構成であってもよい。

言い換えれば、本実施の形態の軸受装置１０５は、以下の構成を有する。軸受装置１０５は、トラックなどの大型の車両１００の車輪支持構造である。軸受装置１０５は、車輪用テーパ軸受ユニットとしての軸受ユニット部材１Ｃと、センサユニット２とを備えている。軸受ユニット部材１Ｃ（円錐ころ軸受１Ｂ）は、アクスルシャフト１１または固定軸３１としての車軸と、ハウジングとしての車輪取付ハブ４との間に配置される。軸受ユニット部材１Ｃはテーパころ軸受を含む。テーパころ軸受は、複数の外輪が一体とされた態様を有し、内周に外側テーパ転走面としての外側軌道面５ａが複数列を含む外方部材としての外輪５と、外側軌道面５ａに対向する内側テーパ転走面としての内側軌道面６ａが外周に形成された複数の固定された内輪６（内方部材）と、外輪５の外側軌道面５ａと複数の内輪６のそれぞれの内側軌道面６ａとの間に転動自在に収容された複数のテーパ状のころ７とを含む。複数の内輪６のそれぞれは、内側軌道面６ａの大径側に鍔部としてのたとえば大鍔部６ｂを有する。センサユニット２は、複数の内輪６のうち少なくとも１つの内輪６の、ころ７と接触する大鍔部６ｂの温度を測定する。

このような軸受装置１０５は、トラックメーカによる円錐ころ軸受１Ｂの予圧の管理ができる。また軸受装置１０５の組立性すなわち車軸であるアクスルシャフト１１（アクスルエンド１３）への装着性を向上できる。特に大型の車両１００用の円錐ころ軸受１Ｂを備える軸受装置１０５において上記の有効な効果が得られる。

（実施の形態３）
図７は、実施の形態３の第１例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。これ以降の各実施の形態はいずれも実施の形態１の円錐ころ軸受１Ａを２つ有する構成、および実施の形態２の円錐ころ軸受１Ｂ（一体化された１つの外方部材としての外輪５、および内方部材としての２つの内輪６を有する）を有する構成の双方に適用可能である。

図７を参照して、本実施の形態の第１例の軸受装置１０５においては、１つのセンサユニット２が、温度センサ２１と、環状部材２２とを有している。温度センサ２１は、それ自身がセンサユニット２の本体すなわち温度を検出する部材として機能する部分である。温度センサ２１は実施の形態１，２においてはセンサユニット２の全体を占めるのに対し、本実施の形態においてはセンサユニット２の一部を占める。環状部材２２は、温度センサ２１の少なくとも一部を覆っている。環状部材２２は、図７での温度センサ２１の上側すなわち円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの環状の外側の端部領域を露出するように、それ以外の領域を環状に覆っている。また環状部材２２は、図７での温度センサ２１の下側の端部領域も覆っている。センサユニット２は、アクスルエンド１３が図の内輪６よりも右側にて上方に回り込んだ部分（係止部）と、内輪６の大鍔部６ｂとの間に挟まれるように配置されている。これによりセンサユニット２は、大鍔部６ｂのうちたとえば図３の最も右側（インナー側）の端面に接するように取り付けられている。

本実施の形態では、環状部材２２もセンサユニット２の一部である。図７のセンサユニット２は、温度センサ２１とその周囲の環状部材２２とが一体化されている。このため本実施の形態のように、温度センサ２１に限らず環状部材２２が大鍔部６ｂに接するようにセンサユニット２が設置されてもよい。

環状部材２２は、円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの外輪５、内輪６などと同一の材料であるたとえば高炭素クロム軸受鋼からなってもよいが、上記材料以外の材料が用いられてもよい。ただし環状部材２２は大きな荷重を受ける部分に配置されるため、剛性が比較的高い軸受鋼の部材が選択されることが好ましい。

次に図７の構成の作用効果について説明する。図７の軸受装置１０５においては、少なくとも１つのセンサユニット２は、温度センサ２１と、温度センサ２１を覆う環状部材２２とを含む。環状部材２２が鍔部６ｂに接するように少なくとも１つのセンサユニット２が設置される。

このようにセンサユニット２が温度センサ２１と環状部材２２とを含むことで、実施の形態１，２のようにセンサユニット２が本実施の形態の温度センサ２１の部分のみからなる場合に比べて、センサユニット２の円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂへの取り付け作業が容易になる。環状部材２２の存在によりセンサユニット２全体のサイズが大きくなり、取り扱いが容易になるためである。このため軸受装置１０５の組立工程の工数を削減できる。またサイズが大きくなる分だけ、センサユニット２を設置したい位置に確実に固定できる。さらに図７のセンサユニット２は、円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの点検時にセンサユニット２に繋がれそこから延びる配線１８を断線することなく、円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの交換ができる。このため当該交換作業の作業性が向上される。

次に本実施の形態の変形例について説明する。図８は、実施の形態３の第２例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。図８を参照して、本実施の形態の第２例においては、図７の第１例の構成に対して、内輪６の大鍔部６ｂのインナー側端面に、弾性部材１５を介して図７と同様のセンサユニット２が設置されている点において異なっている。弾性部材１５は、熱伝導性の高い樹脂材料およびゴム材料のいずれかからなる。このように、本実施の形態において「センサユニット２が内輪６の大鍔部６ｂに接する」とは、大鍔部６ｂに直接にセンサユニット２が接する場合に限らず、大鍔部６ｂの表面との間に弾性部材１５のような極薄の材料を挟むようにセンサユニット２が隣接する場合を含めることとする。

このようにすれば、弾性部材１５が接着剤のように作用することにより、確実にセンサユニット２を内輪６の大鍔部６ｂに接する態様とできる。アクスルエンド１３と大鍔部６ｂとの間に圧入されることでセンサユニット２が設置される場合に、この手法は有効である。

図９は、実施の形態３の第３例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。図９を参照して、本実施の形態の第３例においては、図８の第２例の構成に対して、センサユニット２とアクスルエンド１３との間の領域の少なくとも一部に、センサユニット２の回転を防ぐためのキー１６が設置されている点において異なっている。図９に示すように、たとえばセンサユニット２の環状部材２２の図９下側（円錐ころ軸受の内側）の表面と、その図９真下のアクスルエンド１３の部分との間に、当該環状部材２２とアクスルエンド１３との双方に接触するようにキー１６が設置されることが好ましい。図９においてキー１６は、環状部材２２とアクスルエンド１３とに挟まれるように設置されている。なお図７のように弾性部材１５を有さない構成に対して図９のキー１６が設置されてもよい。

内輪６はアクスルエンド１３との接触面において滑りが生じ、回転することがある。その場合、センサユニット２も内輪６と同様に回転する可能性がある。センサユニット２が回転すれば、センサユニット２に接続される配線１８が断線するおそれがある。そこで図９のようにキー１６を設けることにより、内輪６の回転に起因するセンサユニット２の回転を抑制し、配線１８の断線を抑制できる。

さらにその他、図示されないが、本実施の形態においては、大鍔部６ｂのインナー側端面とセンサユニット２との接する面、すなわち図８での弾性部材１５が配置される位置に、たとえば図８の弾性部材１５の代わりに熱伝導性の高い潤滑剤の薄い層が設けられてもよい。つまり内輪６の大鍔部６ｂのインナー側端面に、上記の熱伝導性の高い潤滑剤の薄い層を介して図７と同様のセンサユニット２が設置されてもよい。このことによっても、内輪６の大鍔部６ｂとアクスルエンド１３との接触面において滑りが生じることによる内輪６の回転を抑制できる。その結果、センサユニット２の回転も抑制でき、センサユニット２に接続される配線１８の断線が抑制できる。

（実施の形態４）
図１０は、実施の形態４の第１例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。図１０を参照して、本実施の形態の第１例の軸受装置１０５においては、１つのセンサユニット２が、温度センサ２１と、環状部材２２とを有している。環状部材２２は、温度センサ２１の図１０の左側および右側すなわち環状の円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの軸が延びる方向の両端部を環状部材２２から露出するように、それ以外の領域を覆っている。軸受装置１０５においては、内輪６の大鍔部６ｂの一部に、大鍔部６ｂが切り取られている。この大鍔部６ｂが部分的に切り取られ除去された空間の領域はセンサ内蔵部６ｃとして、センサユニット２を収納可能な領域となっている。なおセンサユニット２は、たとえば温度センサ２１が図１０の断面図において上下方向すなわち円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの径方向に延び、その上側および下側の両端部を環状部材２２から露出するように、それ以外の領域を覆う環状部材２２が配置されてもよい。センサ内蔵部６ｃは図１０に示すように、大鍔部６ｂのうち図１０の右側すなわちインナー側の端面を切除するように形成されてもよい。

アクスルエンド１３は、図の内輪６よりも右側にて上方に回り込んだ部分である係止部のうち最も左側の、内輪６に隣接する領域において部分的に切除された切欠き部１７を有している。センサ内蔵部６ｃに収納されたセンサユニット２の温度センサ２１から延びる配線１８は、切欠き部１７を通って軸受ユニット部材１Ｃの外側の領域に取り出されている。

次に図１０の構成の作用効果について説明する。図１０の軸受装置１０５においては、上記のようにセンサ内蔵部６ｃを設け、そこにセンサユニット２が収納される。つまりセンサユニット２は、本来センサ内蔵部６ｃが設けられなければ大鍔部６ｂが配置されている位置に配置される。このためセンサユニット２を、最も高温である大鍔部６ｂと大端面１４との接触部に近い位置に設置できる。このためいっそう正確にかつ速やかに、最も高温の部分の温度を計測できる。

次に本実施の形態の変形例について説明する。図１１は、実施の形態４の第２例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。図１１を参照して、本実施の形態の第２例においては、図１０の第１例の構成に対して、内輪６の大鍔部６ｂのうちセンサ内蔵部６ｃを形成する端面の一部に、弾性部材１５が設けられている。これにより、大鍔部６ｂとセンサ内蔵部６ｃ内のセンサユニット２とは、弾性部材１５を介するように設置されている。以上の点において図１１は図１０と構成上異なっている。この構成による作用効果は、図８の弾性部材１５を有する構成による作用効果と同様である。センサユニット２が圧入によりセンサ内蔵部６ｃに収納される場合に、この手法は有効である。

その他、図示されないが、たとえば図１０の第１例の構成または図１１の第２例の構成に対して、たとえば図９と同様に、センサユニット２とアクスルエンド１３との間の領域の少なくとも一部に、センサユニット２の回転を防ぐためのキー１６が設置されてもよい。すなわちこの場合、センサ内蔵部６ｃ内にキー１６が収納される。このためキー１６を配置する領域の分だけ、円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂまたはアクスルエンド１３の寸法を大きくする必要がなくなる。このため材料費が高騰することはなく、製造コストを削減できる。また本実施の形態においても、キー１６は内輪６とアクスルエンド１３との接触面における滑りによる回転を抑制する機能を有する。

さらにその他、図示されないが、本実施の形態においては、たとえば図１１での弾性部材１５が配置される位置に、たとえば図１１の弾性部材１５の代わりに熱伝導性の高い潤滑剤の薄い層が設けられてもよい。

（実施の形態５）
図１２は、実施の形態５の第１例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。図１２を参照して、本実施の形態の第１例の軸受装置１０５においては、１つのセンサユニット２が、温度センサ２１と、環状部材２２とを有している。環状部材２２は、温度センサ２１の図１０の左側および右側すなわち環状の円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの軸が延びる方向の両端部を環状部材２２から露出するように、それ以外の領域を筒状に覆っている。環状部材２２は図１２における温度センサ２１の右側の端部より更に右側の領域まで延びている。このため環状部材２２は部分的に、温度センサ２１が配置されない空間部分を囲むように配置されている。この空間部分には、温度センサ２１に接続されそこから延びる配線１８が、環状部材２２の外側すなわち右側にまで達するように延びている。

本実施の形態においては実施の形態３，４に比べて環状部材２２は図１２の上下方向の寸法としての厚みが薄く、上下方向については温度センサ２１の割合が比較的高い（たとえば半分を超える割合である）。このような構成のセンサユニット２は、温度センサ２１の図１２の左側の端部である環状部材２２からの露出部が、実施の形態１のセンサユニット２と同様に、大鍔部６ｂのインナー側端面に接触している。したがって図１２では実施の形態４のような大鍔部６ｂのセンサ内蔵部６ｃは形成されておらず、温度センサ２１と環状部材２２とを有するセンサユニット２が、実施の形態１と同様に大鍔部６ｂの端面に接するように外付けされている。またセンサユニット２は、アクスルエンド１３が図１２の内輪６よりも右側にて上方に回り込む係止部の最上部すなわちアクスルエンド１３の最も外側の面上に、環状部材２２の表面が接触するように載置されている。

以上より、図１２のセンサユニット２は、実施の形態３，４のように温度センサ２１と環状部材２２とを有しながら、実施の形態３，４のセンサユニット２のようにアクスルエンド１３および内輪６の間に挟まれることなく、アクスルエンド１３の露出した表面、および内輪６の露出した表面に接続されるように配置される。図１２のように、内輪６の露出した表面に温度センサ２１が接触することが好ましい。

次に図１２の構成の作用効果について説明する。図１２の軸受装置１０５においては、薄い環状部材２２が温度センサ２１を囲むように配置されている。薄い環状部材２２が、アクスルエンド１３の図１２の内輪よりも右側にて上方に回り込む領域の最上部の面上、すなわちアクスルエンド１３の外径を形成する表面上に、取り付けられる。また温度センサ２１が内輪６の大鍔部６ｂの表面上に接触するように設置される。このように図１２では露出した表面上にセンサユニット２が設置される。

たとえば実施の形態３，４においては、センサユニット２は少なくとも一部の領域にて、アクスルエンド１３と内輪６とに挟まれるように配置される。このため内輪６またはアクスルエンド１３の寸法が異なる軸受装置１０５にセンサユニット２を設置する場合には、その都度センサユニット２の寸法を変更するよう再設計が必要となる。寸法が定められた領域内にフィットするようにセンサユニット２が配置されるためである。これに対して本実施の形態では、センサユニット２はそのような挟まれた空間内に配置されるわけではない。このため内輪６またはアクスルエンド１３の寸法が異なる軸受装置１０５にセンサユニット２を設置する場合においても、その都度センサユニット２の寸法を変更するよう再設計する必要はない。このためたとえば既存の車両１００にセンサユニット２を取り付ける場合においても円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの形状または寸法を変更する必要なく軸受装置１０５を設置することができる。このため再設計のコストまたは工数が生じないため、製造コストを削減できる。

次に本実施の形態の変形例について説明する。図１３は、実施の形態５の第２例の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。図１３を参照して、本実施の形態の第２例においては、図１２の第１例の構成に対して、環状部材２２が温度センサ２１の右側の端部より更に図１３の右側に延びる領域にて環状部材２２が囲む空間部分に、弾性部材１５が挿入されている。したがって環状部材２２は、温度センサ２１と弾性部材１５とを囲んでいる。弾性部材１５は温度センサ２１の大鍔部６ｂと反対側である図１３の右側に配置される。弾性部材１５はバネまたはゴムなどである。

このようにすれば、弾性部材１５の有する弾性力がセンサユニット２（温度センサ２１）を大鍔部６ｂ側へ押しつけることができる。これにより、センサユニット２の温度センサ２１と、内輪６の大鍔部６ｂの端面とを確実に接触させることができる。

（実施の形態６）
図１４は、実施の形態６の円錐ころ軸受のうち、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａの概略拡大断面図である。図１４を参照して、本実施の形態の軸受装置１０５は、実施の形態１と同様に、センサユニット２はそれ自身の全体が本体すなわち温度を検出する部材である上記の温度センサ２１として機能する部分となっている。ただし本実施の形態においてもセンサユニット２がたとえば図１２および図１３と同様に温度センサ２１とそれを囲む薄い環状部材２２とからなってもよい。

図１４においては、アクスルエンド１３が図１４の内輪６よりも右側の領域において上方に回り込む領域である係止部に、これを図１４の左端から右端まで貫通するように貫通孔２３が形成されている。この貫通孔２３内にセンサユニット２が挿入されている。センサユニット２は貫通孔２３の最も内輪６側すなわち図１４の左側に、内輪６の大鍔部６ｂと接するように配置されている。これにより上記の各実施の形態と同様に、大鍔部６ｂと大端面１４との接触部の、センサユニット２による正確かつ速やかな温度測定ができる。

なお図示されないが、貫通孔２３内におけるセンサユニット２と貫通孔２３との接触部には、熱伝導率が比較的低い材料の薄い層が配置されることが好ましい。このようにすれば、センサユニット２に伝わった大鍔部６ｂと大端面１４との接触部の熱が、アクスルエンド１３に伝わることが抑制される。これにより、大鍔部６ｂと大端面１４との接触部の、センサユニット２によるいっそう正確かつ速やかな温度測定ができる。

さらに本実施の形態によれば、図１４のように、センサユニット２に接続されそこから延びる配線１８は、少なくとも一部が貫通孔２３内に収納されている。このため実施の形態３，４，５に比べていっそう、配線１８の断線を抑制する効果が高められる。

（実施の形態７）
上記の実施の形態１〜６はすべて、アクスルシャフト１１および外輪５が回転し、アクスルエンド１３およびその外周に嵌合された内輪６は回転せず固定されている。軸受装置１０５に取り付けられた車輪であるたとえば第２後輪１０４Ｂは、駆動により自ら回転可能な駆動輪である。これに対し、本実施の形態においては、車両１００の車輪であるたとえば第２後輪１０４Ｂは従動輪であり、自ら回転せず、車両１００に含まれる駆動輪の回転に伴い回転可能である。このような従動輪としての車輪が、外輪５に回転可能に支持されている。これにより従動輪用として軸受装置１０５を適用することができる。

図１５は、実施の形態７の軸受装置の構成を示す概略断面図である。図１５を参照して、本実施の形態の軸受装置１０５は、アクスルシャフト１１の代わりに固定軸３１が、たとえば図１の左側の第２後輪１０４Ｂと右側の第２後輪１０４Ｂとを固定している。固定軸３１の延びる図１５の左右方向に交差する断面での径方向外側に、軸受装置１０５を構成する各部材が設置される。固定軸３１はその延びる図１５の左右方向の軸周りに回転しないよう、軸受装置１０５内にて固定される。図１５では円錐ころ軸受１Ａが用いられているが、円錐ころ軸受１Ｂが用いられてもよい。

軸受ユニット部材１Ｃには図１５の左右方向に延在する固定軸３１が挿入されている。固定軸３１は図２の左右方向に延在する。ただし固定軸３１の径はその全体において同一とは限らず、領域において径が異なっていてもよい。固定軸３１の径が領域ごとに異なることにより、固定軸３１全体の形状が変化する。このため上記の図４において、右側の内輪６の内径Ｒ１が左側の内輪６の内径Ｒ２よりも大きくなることが想定できる。内輪６の内側には、図示されないナックルの固定軸３１が挿入されている。固定軸３１はナット３２で軸受ユニット部材１Ｃに締め付け固定される。

車輪隣接部材４０の環状の径方向の外側には、図１の第２後輪１０４Ｂなどの車輪が取り付けられている。これによりたとえば図１の左側の第２後輪１０４Ｂと右側の第２後輪１０４Ｂとが固定軸３１により固定された図１の上記第２の駆動方式が得られる。

したがって外輪５、車輪取付ハブ４、車輪隣接部材４０および車輪は、固定軸３１周りに回転することで車両１００を走行させる。なお図２には車輪は示されていない。図２に示されていない車輪はいわゆる従動輪である。そのような従動輪としての車輪が、外輪５に回転可能に支持されている。これにより内輪６を固定輪とする構成が、実施の形態１〜６のように車輪が駆動輪である場合に比べて簡素な構成により容易に得られる。

以上により、本実施の形態においても実施の形態１〜６と同様に、外輪５が回転可能であり、内輪６は回転せず固定されている。

（実施の形態８）
上記の実施の形態１〜７はすべて、軸受装置１０５には１つのセンサユニット２のみが備えられる。これに対し、本実施の形態においては、軸受装置１０５にはセンサユニット２として、２つのセンサユニット２Ａ，２Ｂが設置されている。なお次の図１６では駆動輪の例が示されるが、本実施の形態は従動輪に適用されてもよい。また図１６では円錐ころ軸受１Ｂが用いられているが、円錐ころ軸受１Ａが用いられてもよい。

図１６は、実施の形態８の軸受装置の構成を示す概略断面図である。図１６を参照して、本実施の形態の軸受装置１０５は、２つの内輪６のそれぞれの周方向に沿って、互いに間隔をあけて２つのセンサユニット２Ａ，２Ｂが設けられる。これら２つのセンサユニット２Ａ，２Ｂは、たとえば２つの内輪６の環状（円環状）の中心に対する周方向において、当該中心に対し互いに対向する２つの位置のそれぞれに設置されることが好ましい。これを言い換えれば、センサユニット２Ａとセンサユニット２Ｂとが、内輪６の中心に関して互いに線対称または点対称の位置関係となるように配置されることが好ましい。さらにこれを言い換えれば、内輪６の中心とセンサユニット２Ａとを結ぶ直線と、内輪６の中心とセンサユニット２Ｂとを結ぶ直線との角度が約１８０°の位置関係となるように、センサユニット２Ａとセンサユニット２Ｂとが配置されることが好ましい。ただし上記角度は厳密に１８０°である必要はなく、たとえば１００°以上の任意の角度であってもよい。あるいは当該角度は１２０°以上であっても、１５０°以上であってもよい。

なおセンサユニット２Ａ，２Ｂは、実施の形態１などのセンサユニット２と同様に、少なくとも１つの内輪６、特にたとえば車両１００への設置時の最もインナー側の内輪６の大鍔部６ｂに接するように設置される。

本実施の形態の軸受装置１０５は、車両１００に設置される際には、たとえばセンサユニット２Ａが高さ方向の位置が最も低い位置に配置され、センサユニット２Ｂが高さ方向の位置が最も高い位置に配置されることが好ましい。以降においては高さ方向の位置が最も低い位置を路面側と呼び、高さ方向の位置が最も高い位置を反路面側と呼ぶこととする。なお図１６では必ずしもセンサユニット２Ａおよびセンサユニット２Ｂの一方が路面側、他方が反路面側に配置された態様を示していない。これは図１６は車両１００の水平方向に拡がる断面の態様を示しており、図１６には路面側と反路面側との双方が現れていないためである。このため図１６においては軸受装置１０５に２つのセンサユニット２Ａ，２Ｂが配置されることを模式的に示しているにすぎない。

なお本実施の形態の軸受装置１０５においては、センサユニットが３つ以上設置されてもよい。それら３つ以上のセンサユニットは、内輪６の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置されていればよい。したがってそれら３つ以上のセンサユニットは、必ずしも内輪６の周方向に沿って互いに等間隔となるように配置されなくてもよい。なお軸受装置１０５に３つ以上のセンサユニットが設けられる場合においても、センサユニットが２つのみ設置される場合と同様に、それらのうちの２つであるたとえば図１６のセンサユニット２Ａ，２Ｂは、一方が路面側に、他方が反路面側に配置されることが好ましい。一例としてセンサユニット２Ａ，２Ｂと他のセンサユニットとの合計３つのセンサユニットを有する場合を考える。この場合、センサユニット２Ａ，２Ｂが互いに路面側、反路面側の位置関係に設置され、他のセンサユニットが周方向についてセンサユニット２Ａとセンサユニット２Ｂとの中間の位置に設置されてもよい。言い換えればこの場合、他のセンサユニットは内輪６の中心に対して、センサユニット２Ａ，２Ｂのそれぞれと約４５°の位置に設置される。複数のセンサユニットのそれぞれはこのような配置構成であってもよい。

図１７は、実施の形態８の第１例の円錐ころ軸受のうち、図１６中の点線で囲まれた領域Ｂの概略拡大断面図である。なお図１６中の点線で囲まれた領域Ｂは、図２または図６中の点線で囲まれた領域Ａと同じである。図１８は、実施の形態８の第２例の円錐ころ軸受のうち、図１６中の点線で囲まれた領域Ｂの概略拡大断面図である。図１９は、実施の形態８の第３例の円錐ころ軸受のうち、図１６中の点線で囲まれた領域Ｂの概略拡大断面図である。図２０は、実施の形態８の第４例の円錐ころ軸受のうち、図１６中の点線で囲まれた領域Ｂの概略拡大断面図である。図１７、図１８、図１９および図２０を参照して、これらは図３、図７、図１０、図１２のそれぞれと同じ構成であり、センサユニット２が複数のセンサユニットの１つであるセンサユニット２Ａに置き換わっている点においてのみ異なっている。このように、本実施の形態のセンサユニットを複数備える構成は、上記の実施の形態１〜７のそれぞれの各例に適用可能である。したがって本実施の形態のセンサユニット２Ａ，２Ｂは、実施の形態１のセンサユニット２と同様にその全体が本体すなわち温度を検出する部材である上記の温度センサ２１として機能する部分であってもよい。あるいは本実施の形態のセンサユニット２Ａ，２Ｂは、実施の形態３のセンサユニット２と同様に温度センサ２１と環状部材２２とを有してもよい。

次に、本実施の形態の背景技術について追加説明したうえで、本実施の形態の作用効果について説明する。

たとえば、大型車両の車輪用の円錐ころ軸受の、外側軌道面または内側軌道面（軌道面）のどこかに剥離等の異常がある場合を考える。この場合、当該円錐ころ軸受を備える軸受装置において、円錐ころの転動面と、軌道面との間の摩擦が増大し発熱する。当該発熱が起こる発熱源からの距離に応じて、たとえば内輪の周方向に沿った温度分布が生じる。しかし、軸受装置が１つのセンサユニットのみを備える場合には、たとえ軸受に異常が生じていても、回転速度などの車両の走行条件によっては、それが異常に基づく発熱であるか否かについての判断が困難である。またたとえ軸受に異常が生じていても、低回転数または低荷重条件の時には発熱量が少なく、発熱源の温度上昇が小さくなる。このため早期に軸受が異常状態であると判断することが困難である。

そこで本実施の形態の軸受装置１０５は、少なくとも１つのセンサユニット２が、複数すなわちたとえば２つの内輪６の周方向に沿って互いに間隔をあけて、複数すなわち２つ以上設置される。センサユニットが２つ以上であることが好ましい理由は、軌道面の剥離等に基づく異常な発熱は、温度分布が内輪６の周方向に沿ったものとして生じるためである。このため複数のセンサユニット２を内輪６の周方向に互いに間隔をあけて設置することで、発熱源の異常発熱時の周方向に沿う温度分布の有無を検出できる。したがって円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの異常状態を速やかに検出できる。また温度分布の有無の検出により、たとえ発熱源からの発熱量が小さくても、早期に円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの異常状態を検出できる。

上記軸受装置１０５において、３つ以上のセンサユニットが内輪６の周方向に沿って互いに間隔をあけて配置されることがより好ましい。このようにセンサユニットの数が増え、それらが適宜配置されることにより、それらのセンサユニットのそれぞれの出力を監視すれば、荷重の方向および円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの損傷の位置によらず、異常に起因する発熱の周方向の温度分布をさらに精確に検出できる。

上記軸受装置１０５において、複数のセンサユニットのうち少なくとも２つは、複数の内輪６の中心に対する周方向において、中心に関し互いに対向する２つの位置のそれぞれに設置されることが好ましい。このように少なくとも２つのセンサユニットのそれぞれは、中心と当該センサユニットを結ぶ直線同士がたとえば１８０°の角度を有するように線対称または点対称の関係となることが好ましい。このようにすれば、当該２つのセンサユニット間の周方向の距離を最大とすることができる。このため異常発熱による周方向の温度分布がより検出しやすくなる。

なお軸受装置１０５が車両１００に設置される際には、上記のように中心に関し互いに対向する２つの位置のそれぞれに設置される２つのセンサユニット２Ａ，２Ｂは、その一方が路面側に、他方が反路面側に配置されるように設置されることが好ましい。

車両１００が加減速走行をしている状態を除いては、円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂに加わる負荷は主に車両の自重および積み荷による重力である。円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂはこれらの負荷を鉛直方向で受ける。このため車両に取り付けられた円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの最上部（反路面側）と最下部（路面側）との間で、円錐ころ７と内輪６との接触部における面圧の差が最も大きくなる。したがって車両に取り付けられた円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの最上部（反路面側）と最下部（路面側）との間で、異常発熱による発熱量の差が最も大きくなると予想される。したがって上記のようにたとえばセンサユニット２Ａを路面側に、センサユニット２Ｂをたとえば反路面側に設けることで、最上部と最下部との間の発熱量の差を顕著に検出できる。この発熱量の差を監視することにより、速やかに異常を検出できる。

（実施の形態９）
図２１は、実施の形態１〜８における軸受装置に備えられる異常診断処理部、および異常診断処理部に対する信号の入出力を含む制御系としての車両システムを示すブロック図である。すなわち図２１は、実施の形態１〜８における軸受装置を備える車両システムを示す。図２１を参照して、車両システム２００において、上記の実施の形態１〜８における異常診断処理部３５は、閾値記憶部３６を含んでいる。閾値記憶部３６はマイコンの一種であり、閾値を記憶している。閾値は、円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂが不具合により過剰に発熱している異常な状態と、円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂに不具合が起こっておらず過剰な発熱が起こっていない正常な状態との境界としての値である。

実施の形態１〜８において、つまり軸受装置１０５内のセンサユニット２が１つであっても２つ以上であっても、異常診断処理部３５は、少なくとも１つのセンサユニット２の出力値である温度情報と、異常診断処理部３５にあらかじめ設定された閾値とを比較することにより、少なくとも１つのセンサユニット２が測定する温度が異常であるか否かを診断する。これにより、円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの状態が正常であるか異常であるかを確認できる。

また、特に実施の形態８のセンサユニットを複数備える例においては、異常診断処理部３５は、複数のセンサユニット２Ａ，２Ｂのそれぞれの出力値である温度情報の最大値、平均値、標準偏差、最大値と最小値との差、平均値と最大値または最小値との差、および平均値と最大値または最小値との比の少なくともいずれかを演算する。これらのうちいずれを演算するかについては、軸受装置１０５の使用条件等に応じて適宜変更する。この演算値と、異常診断処理部３５にあらかじめ設定された閾値とを比較することにより、複数のセンサユニット２Ａ，２Ｂが測定する温度が異常であるか否かを診断する。これにより、円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの状態が正常であるか異常であるかを確認できる。

閾値記憶部３６が記憶する閾値は、たとえば軸受ユニット部材１Ｃに封入される潤滑剤（潤滑グリースを含む）の基油の引火点に応じて決定される。あるいは閾値としては、上記の潤滑剤の基油の引火点のほか、以下の走行条件としての各パラメータが用いられてもよい。つまり閾値としては、図２１に示すように、軸受装置１０５が設置される車両１００のステアリング角度、車両１００の車輪の回転角度、車両１００のアクセル開度、車体１０２の傾斜角、車体１０２の積載荷重、および車両１００が走行する環境温度のいずれかが用いられてもよい。

なおセンサユニット２（温度センサ２１）が出力する温度情報（出力値）は、センサユニット２の計測した温度Ｔｃ、またはその微分値ｄＴｃ／ｄｔである。

異常診断処理部３５は、センサユニット２からの出力を処理し、出力である温度情報が異常であることを検出した場合に異常診断情報を軸受装置１０５の外部に発信する。具体的には、軸受装置１０５は、異常診断処理部３５が検出した異常信号を車両に伝達可能な伝達手段３８をさらに備えている。伝達手段３８は信号伝達用のマイコンなどである。伝達手段３８が検出した異常信号は、車両、特に車両に搭載されたマイコン（ＥＣＵ）としてのコントローラ３７に伝達される。ここで異常信号とは、センサユニット２から出力された温度情報が異常であることを示す信号である。伝達手段３８からコントローラ３７に異常が伝達されることで、コントローラ３７はたとえば車両１００を自動停止させるなど、車両１００に問題が生じない状態を確保するための動作を早期に行なうことができる。

軸受装置１０５は、異常診断処理部３５が異常を判断した際に車両１００の運転者に当該異常を通知する通知手段３９をさらに備える。軸受装置１０５に含まれる通知手段３９は、たとえば一般公知のカーナビゲーションシステムの画面を表示するためのマイコンなどである。また車両システム２００に含まれる通知手段３９は、たとえばカーナビゲーションシステムの画面などである。これにより、たとえば車両１００の運転者は早期に過剰な発熱が起こっていることを知ることができる。

なお図２１においては、図１〜図２０と同様に、異常診断処理部３５は軸受装置１０５に備えられるものとして図示される。また異常診断処理部３５は車体１０２のＥＣＵとは別の部材として図示されている。しかし実施の形態１でも述べたように、異常診断処理部３５は車体１０２のＥＣＵに直接設置され、軸受装置１０５に含まれない構成であってもよい。また図２１においては異常診断処理部３５は軸受装置１０５に含まれるものの、センサユニット２とは別部材であるように示され、図１などの各図でもそのように示されている。しかしそもそも（閾値記憶部３６を含む）異常診断処理部３５は、センサユニット２に含まれていてもよい。さらに、たとえば車両のＥＣＵに、異常診断処理部３５が含まれたセンサユニット２が直接的に含まれる構成であってもよい。

少なくとも図１〜図２０のように異常診断処理部３５がセンサユニット２とは別体であり、車両１００のＥＣＵがセンサユニット２、異常診断処理部３５などとは別体である限り、上記の本実施の形態の各特徴を有する。ただし図１〜図２０、図２１は模式図に過ぎず、必ずしも実際の製品における各部材の配置態様を示さない。このため、たとえば車両のＥＣＵに、異常診断処理部３５が含まれたセンサユニット２が直接的に含まれる構成においても上記本実施の形態の各特徴を有する場合もある。

以下に本実施の形態の作用効果について説明する。本実施の形態の軸受装置１０５においては、センサユニット２（２Ａ，２Ｂ）の出力値または当該出力値からの標準偏差などの演算値と、あらかじめ設定された閾値との比較により、軸受ユニット部材１Ｃに含まれる円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの状態が正常であるか異常であるかを確認できる。

上記軸受装置１０５において、閾値は、軸受ユニット部材１Ｃに封入される潤滑剤であるたとえば潤滑グリースの基油の引火点に応じて決定されてもよい。

たとえば、閾値を軸受ユニット部材１Ｃに封入された潤滑グリースに含まれる基油の引火点の温度よりも低く設定しておくことが好ましい。このようにすれば、センサユニット２の出力値などが当該閾値を超えたときに、実際の引火点に到達する温度との差がある状態で、余裕をもって異常を認識したり、異常な温度に上昇しつつあることの通報を受けることができる。このため過剰な発熱を未然に防ぐことができる。

また本実施の形態の車両システム２００、すなわち車軸軸受測温システムは、以下の構成を有する。当該車軸軸受測温システムは、軸受装置１０５と、異常診断処理部３５としての判断部と、通知手段３９とを備える。軸受装置１０５は、トラックなどの大型の車両１００の車輪支持構造である。軸受装置１０５は、複数並んだテーパころ軸受（軸受）としてのたとえば円錐ころ軸受１Ａと、センサユニット２とを備えている。複数であるたとえば２つの円錐ころ軸受１Ａは、アクスルシャフト１１または固定軸３１としての車軸と、ハウジングとしての車輪取付ハブ４との間に配置される。複数並んだテーパころ軸受は、内周に外側テーパ転走面としての外側軌道面５ａが形成された、複数の回転可能な外輪５と、外側軌道面５ａに対向する内側テーパ転走面としての内側軌道面６ａが外周に形成された複数の固定された内輪６と、複数の外輪５のそれぞれの外側軌道面５ａと複数の内輪６のそれぞれの内側軌道面６ａとの間に転動自在に収容された複数のテーパ状のころ７とを含む。センサユニット２は、複数の内輪６のうち少なくとも１つの内輪６の温度を測定する。判断部は、センサユニットで測定した温度が、複数のテーパころ軸受内に封入される潤滑剤の基油の引火点に応じて決定された閾値を超えたときに異常と判断する。通知手段３９は、判断部が異常を判断した際に車両の運転者に異常を通知する。

言い換えれば、本実施の形態の車両システム２００、すなわち車軸軸受測温システムは、以下の構成を有する。当該車軸軸受測温システムは、軸受装置１０５と、異常診断処理部３５としての判断部と、通知手段３９とを備える。軸受装置１０５は、トラックなどの大型の車両１００の車輪支持構造である。軸受装置１０５は、車輪用テーパ軸受ユニットとしての軸受ユニット部材１Ｃと、センサユニット２とを備えている。軸受ユニット部材１Ｃ（円錐ころ軸受１Ｂ）は、アクスルシャフト１１または固定軸３１としての車軸と、ハウジングとしての車輪取付ハブ４との間に配置される。軸受ユニット部材１Ｃはテーパころ軸受を含む。テーパころ軸受は、複数の外輪が一体とされた態様を有し、内周に外側テーパ転走面としての外側軌道面５ａが複数列を含む外方部材としての外輪５と、外側軌道面５ａに対向する内側テーパ転走面としての内側軌道面６ａが外周に形成された複数の固定された内輪６と、外輪５の外側軌道面５ａと複数の内輪６のそれぞれの内側軌道面６ａとの間に転動自在に収容された複数のテーパ状のころ７とを含む。センサユニット２は、複数の内輪６のうち少なくとも１つの内輪６の温度を測定する。判断部は、センサユニット２で測定した温度が、軸受ユニット部材１Ｃ内に封入される潤滑剤の基油の引火点に応じて決定された閾値を超えたときに異常と判断する。通知手段３９は、判断部が異常を判断した際に車両の運転者に異常を通知する。

これにより、たとえば車両１００の運転者は早期に過剰な発熱が起こっていることを知ることができる。

上記の車軸軸受測温システムにおいては、センサユニット２で測定された内輪６の温度Ｔｃが閾値を超えた場合、その時間微分値ｄＴｃ／ｄｔがゼロ以下になるまで、車両１００の駆動出力を低減する指令を、車両１００のたとえばそこに搭載されたマイコン（ＥＣＵ）としてのコントローラ３７に伝達することが好ましい。伝達手段３８からコントローラ３７に異常が伝達されることで、コントローラ３７はたとえば車両１００を自動停止させるなど、車両１００に問題が生じない状態を確保するための動作を早期に行なうことができる。

図２２は、軌道面に剥離が生じてそこを発熱源とする異常発熱が生じた場合の、時間の経過と発熱源の温度との関係を示すグラフである。図２２の横軸は経過時間ｔを示しており、図２２の縦軸は発熱源の温度Ｔｃを示している。図２２を参照して、車両１００が走行すれば、円錐ころ７の大端面１４と内輪６の大鍔部６ｂとの間に摩擦熱が発生し、温度が上昇する。そのまま車両１００が走行を続けた場合、この温度上昇は、当初は時間の経過に対して比較的緩やかに上昇する。しかし当該発熱源の温度の上昇速度、すなわち図２２のグラフの傾きは、時間の経過とともにわずかに増加する。そして大鍔部６ｂの内側軌道面６ａが剥離すれば、その剥離箇所が大端面１４と擦れあうことにより、その剥離箇所を発熱源として温度が急激に上昇し、たちまち潤滑剤の基油の引火点に達する。このため潤滑グリースは急激に温度上昇し、過剰な発熱の原因となり得る。したがってこの引火点を基準に閾値を決めることにより、上記のように、過剰に発熱するよりも早いタイミングで適切な対応ができるよう、異常を認識できるシステムとすることは有効である。

なお、閾値としての潤滑剤の引火点以外のパラメータを適用する場合、以下の作用効果を奏する。たとえば閾値として車輪の回転速度を適用する場合、回転速度の上昇に伴って円錐ころ７には遠心力が発生する。円錐ころ７は外輪５および大鍔部６ｂとの間で接触面圧および滑り速度が上昇し発熱が生じる。このため正常運転時の円錐ころ７の温度は回転速度に応じて異なる。このため、回転速度に応じて閾値を設定することにより、早期に軸受ユニット部材１Ｃの円錐ころ軸受１Ａ，１Ｂの異常発熱を検出できる。

また、たとえば閾値として車両１００のステアリング角度および車両１００の回転速度の条件を併せて考慮した場合には、以下のことがいえる。車両１００の旋回時には、路面と車輪との間に、車両１００の横滑りまたは横揺れなどによる応力が生じる。これにより軸受ユニット部材１Ｃはモーメント荷重を受ける。このとき、車両１００の旋回方向によって、路面側ま他は反路面側の大鍔部６ｂの接触面圧が上昇し発熱する。車輪に加わる上記の応力は、車両１００の遠心力によって決まる。車両１００の遠心力は車両１００の質量と旋回角速度と旋回半径とによって決まる。このため軸受装置１０５が設置されるべき車両１００のステアリング角度、または車輪の回転速度の条件に応じて閾値を設定することは有効である。これにより、複雑な走行状態においても早期に車両用軸受の異常発熱を検出できる。

以上においては軸受ユニット部材１Ｃとして円錐ころ軸受を用いて説明した。しかしこれに限らず、軸受ユニット部材１Ｃの複数の転がり軸受としては複列の円筒ころ軸受が用いられてもよい。あるいは軸受ユニット部材１Ｃの転がり軸受ユニットとしては円筒ころ軸受が用いられてもよい。つまり円錐ころ７の代わりに円筒ころが用いられてもよい。この場合、外側軌道面５ａおよび内側軌道面６ａはテーパ状ではなく各図の左右方向に沿って延びる。

以上に述べた各実施の形態（に含まれる各例）に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１Ａ，１Ｂ 円錐ころ軸受、１Ｃ 軸受ユニット部材、２，２Ａ，２Ｂ センサユニット、４ 車輪取付ハブ、５ 外輪、５ａ 外輪軌道面、６ 内輪、６ａ 内側軌道面、６ｂ 大鍔部、６ｃ センサ内蔵部、７ 円錐ころ、８ 保持器、９，１０ シール、１１ アクスルシャフト、１２ ボルト、１３ アクスルエンド、１４ 大端面、１５ 弾性部材、１６ キー、１７ 切欠き部、１８ 配線、２１ 温度センサ、２２ 環状部材、２３ 貫通孔、３１ 固定軸、３２，３４ ナット、３３ 止め輪、３５ 異常診断処理部、３６ 閾値記憶部、３７ コントローラ、３８ 伝送手段、３９ 通知手段、４０ 車輪隣接部材、１００ 車両、１０１ フレーム、１０２ 車体、１０３ 前輪、１０４ 後輪、１０４Ａ 第１後輪、１０４Ｂ 第２後輪、１０５ 軸受装置，２００ 車両システム。

Claims (22)

1. 複数のころおよび固定された複数の内輪が並ぶように配置された軸受ユニット部材と、
   少なくとも１つのセンサユニットとを備え、
   前記軸受ユニット部材は、
   内周に外側軌道面が形成された、少なくとも１つの回転可能な外輪と、
   前記外側軌道面に対向する内側軌道面が外周に形成された前記複数の内輪と、
   前記外輪の前記外側軌道面と前記複数の内輪のそれぞれの前記内側軌道面との間に転動自在に収容された前記複数のころとを含み、
   前記複数のころのそれぞれは端面を有し、
   前記複数の内輪のそれぞれは前記端面に接触可能な鍔部を有し、
   前記少なくとも１つのセンサユニットは、前記複数の内輪のうち少なくとも１つの前記内輪に設置され、
   前記軸受ユニット部材は、自動車の車両に設置されるように用いられる、車輪支持構造としての軸受装置。
2. 前記自動車は大型自動車である、請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記少なくとも１つのセンサユニットは、前記少なくとも１つの前記内輪の前記鍔部に接するように設置される、請求項１または２に記載の軸受装置。
4. 前記軸受ユニット部材は前記外輪を複数含む複数の転がり軸受として構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸受装置。
5. 前記軸受ユニット部材は前記外輪を１つのみ含む転がり軸受ユニットとして構成され、
   単一の前記外輪は複数の前記外側軌道面を有する外方部材であり、
   前記複数の内輪は複数の内方部材である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の軸受装置。
6. 前記複数のころは複数の円錐ころであり、
   前記複数の内輪のそれぞれは、前記複数の円錐ころのそれぞれの前記端面としての大端面に接触可能な前記鍔部としての大鍔部を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の軸受装置。
7. 前記複数の内輪のうち、内径が最も大きい前記内輪の前記鍔部に接するように前記少なくとも１つのセンサユニットが設置される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の軸受装置。
8. 前記複数の内輪のうち、内径角部に形成された円弧部の径が最も大きい前記内輪の前記鍔部に接するように前記少なくとも１つのセンサユニットが設置される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の軸受装置。
9. 前記少なくとも１つの外輪に従動輪が回転可能に支持される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の軸受装置。
10. 前記少なくとも１つの外輪に駆動輪が回転可能に支持され、
    前記複数の内輪の内周に固定部材が固定されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の軸受装置。
11. 前記少なくとも１つのセンサユニットは、温度センサと、前記温度センサを覆う環状部材とを含み、
    前記環状部材が前記鍔部に接するように前記少なくとも１つのセンサユニットが設置される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の軸受装置。
12. 前記少なくとも１つのセンサユニットは、前記複数の内輪の周方向に沿って互いに間隔をあけて複数設置される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の軸受装置。
13. 前記複数のセンサユニットのうち少なくとも２つは、前記複数の内輪の中心に対する周方向において、前記中心に関し互いに対向する２つの位置のそれぞれに設置される、請求項１２に記載の軸受装置。
14. 異常診断処理部をさらに備え、
    前記異常診断処理部は、前記複数のセンサユニットのそれぞれの出力の最大値、平均値、標準偏差、最大値と最小値との差、平均値と最大値または最小値との差、および平均値と最大値または最小値との比の少なくともいずれかと、前記異常診断処理部にあらかじめ設定された閾値とを比較することにより、前記複数のセンサユニットが測定する温度が異常であるか否かを診断する、請求項１２または１３に記載の軸受装置。
15. 異常診断処理部をさらに備え、
    前記異常診断処理部は、前記少なくとも１つのセンサユニットの出力値と、前記異常診断処理部にあらかじめ設定された閾値とを比較することにより、前記少なくとも１つのセンサユニットが測定する温度が異常であるか否かを診断する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の軸受装置。
16. 前記閾値は、前記軸受ユニット部材に封入される潤滑剤の基油の引火点に応じて決定される、請求項１４または１５に記載の軸受装置。
17. 前記異常診断処理部が検出した異常信号を前記車両に伝達可能な伝達手段をさらに備える、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の軸受装置。
18. 前記異常診断処理部が異常を判断した際に前記車両の運転者に前記異常を通知する通知手段をさらに備える、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の軸受装置。
19. 前記車両の後輪に設けられた、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の軸受装置。
20. 前記軸受ユニット部材が前記車両に設置された際に、前記複数の内輪のうち前記車両の最も内側に配置される前記内輪の前記鍔部に接するように、前記少なくとも１つのセンサユニットが設置される、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の軸受装置。
21. 請求項１〜２０のいずれか１項に記載の軸受装置を備える車両。
22. 請求項１〜２０のいずれか１項に記載の軸受装置を備える車両システム。

Images