JP2021185318A - Rolling bearing device - Google Patents

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貴仁 稗田
Takahito Hieda
直樹 谷
Naoki Tani
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Abstract

To provide a rolling bearing device with a sensor which can satisfy both requirements of assembling performance and durability.SOLUTION: A rolling bearing device comprises: a rolling bearing having an outer ring having an outer ring raceway at an internal peripheral face, an inner ring having an inner ring raceway at an external peripheral face, and a plurality of rolling bodies interposed between the outer ring raceway and the inner ring raceway; and a sensor for detecting a state of the rolling bearing. At least one peripheral face of the external peripheral face of the outer ring or the internal peripheral face of the inner ring is provided with a groove for accommodating the sensor so as not to protrude from the peripheral face. The groove has a bottom face and a pair of sidewall regions which face each other in a prescribed direction including at least one of an axial direction and a peripheral direction of the rolling bearing. The sensor is fixed to a pair of the sidewall regions by welding with a clearance between the bottom face and the rolling bearing in a radial direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、転がり軸受装置に関する。 The present invention relates to a rolling bearing device.

転がり軸受に歪みセンサを取り付けて、転がり軸受の状態検知を行う技術が知られている。例えば、特許文献1及び特許文献2には、外輪の外周面に設けられる溝部に歪みセンサが配置されるセンサ付軸受が開示されている。また、特許文献3には、外方部材に取り付けられるセンサ取付部材と、当該センサ取付部材に貼り付けられる歪みセンサとを有するセンサユニットと、を備えるセンサ付車輪用軸受が開示されている。特許文献3において、歪みセンサは、センサ取付部材に接着により固定される例と、センサ取付部材の表面に印刷と焼成により形成される例とが開示されている(段落0050、図10等)。 A technique of attaching a strain sensor to a rolling bearing to detect the state of the rolling bearing is known. For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a bearing with a sensor in which a strain sensor is arranged in a groove provided on an outer peripheral surface of an outer ring. Further, Patent Document 3 discloses a bearing for a wheel with a sensor including a sensor mounting member attached to the outer member and a sensor unit having a strain sensor attached to the sensor mounting member. Patent Document 3 discloses an example in which the strain sensor is fixed to the sensor mounting member by adhesion and an example in which the strain sensor is formed by printing and firing on the surface of the sensor mounting member (paragraph 0050, FIG. 10, etc.).

特開2017−44312号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-44312 特開2007−32705号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-32705 特開2007−239848号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-239848

接触式のセンサが装着された転がり軸受には、センサ非装着の転がり軸受と同様の組付け性や耐久性が要求される。組付け性とは、ハウジングや回転軸への転がり軸受の組付けの容易性を意味する。組付け性を高くするためには、例えば転がり軸受の周面(外輪の外周面、又は内輪の内周面)に溝部を設け、当該溝部の中へ、当該溝部から突出しないようにセンサを装着することが考えられる。 Rolling bearings equipped with a contact-type sensor are required to have the same assembling property and durability as rolling bearings without a sensor. Assembling means the ease of assembling the rolling bearing to the housing or the rotating shaft. In order to improve the assembling property, for example, a groove is provided on the peripheral surface of the rolling bearing (the outer peripheral surface of the outer ring or the inner peripheral surface of the inner ring), and a sensor is mounted in the groove so as not to protrude from the groove. It is conceivable to do.

図10は本発明に係る課題を説明する断面図である。図10に係る転がり軸受9には、接触式のセンサ94が装着されている。転がり軸受9は、それぞれ金属製の外輪91と、内輪92と、複数の転動体93とを有する。外輪91は環状の部材であり、外輪91の内周面91aには外輪軌道91a1が形成され、外輪91の外周面91bにはセンサ94が収容される溝部91cが形成されている。また、外輪91の外周面91b側には、二点鎖線により示すハウジング98が取り付けられる。 FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a problem according to the present invention. A contact type sensor 94 is mounted on the rolling bearing 9 according to FIG. 10. The rolling bearing 9 has an outer ring 91 made of metal, an inner ring 92, and a plurality of rolling elements 93, respectively. The outer ring 91 is an annular member, and an outer ring track 91a1 is formed on the inner peripheral surface 91a of the outer ring 91, and a groove portion 91c in which the sensor 94 is housed is formed on the outer peripheral surface 91b of the outer ring 91. Further, a housing 98 indicated by a two-dot chain line is attached to the outer peripheral surface 91b side of the outer ring 91.

内輪92は環状の部材であり、内輪92の内周面92a側には図示省略する回転軸が取り付けられ、内輪92の外周面92bには内輪軌道92b1が形成されている。複数の転動体93は、外輪軌道91a1と、内輪軌道92b1との間の空間において、図示省略する保持器により周方向にそれぞれ距離を空けて収容されている。 The inner ring 92 is an annular member, and a rotation shaft (not shown) is attached to the inner peripheral surface 92a side of the inner ring 92, and an inner ring track 92b1 is formed on the outer peripheral surface 92b of the inner ring 92. The plurality of rolling elements 93 are housed in the space between the outer ring track 91a1 and the inner ring track 92b1 at a distance in the circumferential direction by a cage (not shown).

センサ94は、例えば歪みを検出するセンサである。センサ94は、金属の薄板により構成されている中間部材95と、歪みを検出する歪みゲージ96と、歪みゲージ96の検出信号を外部に取り出す配線97とを有する。中間部材95は、溶接により溝部91cの底面に接合されている。中間部材95は、弾性を有し、溝部91cの底面における歪みに応じて弾性変形することで、転がり軸受9側の歪みを歪みゲージ96へ伝達する「歪伝達部材」として機能する。 The sensor 94 is, for example, a sensor that detects distortion. The sensor 94 has an intermediate member 95 made of a thin metal plate, a strain gauge 96 for detecting strain, and a wiring 97 for taking out a detection signal of the strain gauge 96 to the outside. The intermediate member 95 is joined to the bottom surface of the groove portion 91c by welding. The intermediate member 95 has elasticity and elastically deforms according to the strain on the bottom surface of the groove portion 91c, thereby functioning as a "strain transmission member" that transmits the strain on the rolling bearing 9 side to the strain gauge 96.

ここで、溝部91cの深さは、センサ94の高さよりも深く設定される。このため、センサ94は外周面91bよりも径方向外方へ突出することなく、溝部91c内に完全に収容されている。これにより、外輪91の外周面91bをハウジング98に取り付ける際、ハウジング98にセンサ94が干渉することを防止でき、センサ非装着の転がり軸受と同様の組付け性を確保することができる。 Here, the depth of the groove 91c is set deeper than the height of the sensor 94. Therefore, the sensor 94 is completely housed in the groove portion 91c without protruding outward in the radial direction from the outer peripheral surface 91b. As a result, when the outer peripheral surface 91b of the outer ring 91 is attached to the housing 98, it is possible to prevent the sensor 94 from interfering with the housing 98, and it is possible to secure the same assembling property as the rolling bearing without the sensor.

また、センサ94は溶接により溝部91cの底面に接合されている。特に、中間部材95及び外輪91は互いに金属製であるため、溶接により金属部材同士を直接接合することで、例えば樹脂等の接着剤を用いて接合する場合と比べ、センサ94を転がり軸受9へ強固に接合することができる。 Further, the sensor 94 is joined to the bottom surface of the groove portion 91c by welding. In particular, since the intermediate member 95 and the outer ring 91 are made of metal, the sensor 94 is attached to the rolling bearing 9 by directly joining the metal members by welding, as compared with the case of joining using an adhesive such as resin, for example. Can be firmly joined.

一方で、溶接により接合する場合、外輪91の一部を加熱により溶融させる必要があり、外輪91のうち溶融した部分及びその周辺を含む領域R9は、外輪91の焼入れ温度以上に熱されてしまう。この結果、領域R9の強度は、溶接前よりも低下する。 On the other hand, when joining by welding, it is necessary to melt a part of the outer ring 91 by heating, and the region R9 including the melted part of the outer ring 91 and its periphery is heated to a temperature higher than the quenching temperature of the outer ring 91. .. As a result, the strength of the region R9 is lower than that before welding.

特に、溝部91cは転がり軸受9の軸方向(図10のX方向)中央に位置し、溝部91cの径方向内方には外輪軌道91a1が位置している。このため、領域R9が形成される位置から外輪軌道91a1までの径方向の距離D9が短いと、転がり軸受9に大きな荷重が負荷された際に溝部91cの底面から外輪軌道91a1までの間に破断が生じるおそれがある。 In particular, the groove portion 91c is located at the center of the rolling bearing 9 in the axial direction (X direction in FIG. 10), and the outer ring track 91a1 is located inward in the radial direction of the groove portion 91c. Therefore, if the radial distance D9 from the position where the region R9 is formed to the outer ring track 91a1 is short, the rolling bearing 9 breaks between the bottom surface of the groove 91c and the outer ring track 91a1 when a large load is applied. May occur.

このため、転がり軸受9の耐久性をより高くするために、距離D9をより長くする必要がある。しかしながら、距離D9を長くするために溝部91cの深さをより浅くすると、センサ94が外周面91bから径方向外方へ突出し、組付け性が低下する。このように、センサ94を装着した転がり軸受9において、組付け性と、耐久性の両方の要求に応えることができなかった。 Therefore, in order to increase the durability of the rolling bearing 9, it is necessary to make the distance D9 longer. However, if the depth of the groove 91c is made shallower in order to lengthen the distance D9, the sensor 94 protrudes radially outward from the outer peripheral surface 91b, and the assembling property is deteriorated. As described above, the rolling bearing 9 equipped with the sensor 94 could not meet the requirements for both assembling property and durability.

そこで、本発明は、組付け性と、耐久性の両方の要求に応えることができるセンサ付きの転がり軸受装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rolling bearing device with a sensor that can meet the requirements of both assembling property and durability.

(1)本発明に係る転がり軸受装置は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道及び前記内輪軌道の間に介在する複数の転動体と、を有する転がり軸受と、前記転がり軸受の状態を検出するセンサと、を備え、前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面のうち少なくとも一方の周面には、前記センサを前記周面から突出しないように収容する溝部が形成され、前記溝部は、底面と、前記転がり軸受の軸方向及び周方向の少なくとも一方を含む所定方向に対向する一対の側壁領域と、を有し、前記センサは、前記底面と前記転がり軸受の径方向に隙間を空けて、一対の前記側壁領域にそれぞれ溶接により固定されている、転がり軸受装置である。 (1) The rolling bearing device according to the present invention includes an outer ring having an outer ring track on the inner peripheral surface, an inner ring having an inner ring track on the outer peripheral surface, and a plurality of rolling elements interposed between the outer ring track and the inner ring track. A rolling bearing having a A groove is formed to accommodate the rolling bearing so as not to protrude, and the groove has a bottom surface and a pair of side wall regions facing in a predetermined direction including at least one of the axial direction and the circumferential direction of the rolling bearing, and the sensor is a sensor. , A rolling bearing device, each of which is fixed to a pair of side wall regions by welding with a gap between the bottom surface and the rolling bearing in the radial direction.

本発明に係るセンサは、周面から突出しないように溝部に収容されているため、センサとハウジングとの干渉を防止でき、センサ未装着の転がり軸受と同程度の組付け性を確保することができる。また、センサは側壁領域に溶接により固定されているため、溶接される位置を底面よりも周面側にすることができる。これにより、底面にセンサを溶接により固定する場合よりも、溶接により強度が弱くなりうる領域と外輪軌道との距離を長くすることができる。この結果、センサの溶接によって転がり軸受の耐久性が低下することを抑制することができる。以上により、本発明に係る転がり軸受装置によれば、センサが設けられていない転がり軸受と同程度の組付け性及び耐久性を確保することができ、組付け性と、耐久性の両方の要求に応えることができる。 Since the sensor according to the present invention is housed in the groove so as not to protrude from the peripheral surface, it is possible to prevent interference between the sensor and the housing, and to ensure the same level of assembling property as a rolling bearing without a sensor. can. Further, since the sensor is fixed to the side wall region by welding, the welding position can be set to the peripheral surface side with respect to the bottom surface. This makes it possible to increase the distance between the outer ring track and the region where the strength can be weakened by welding, as compared with the case where the sensor is fixed to the bottom surface by welding. As a result, it is possible to prevent the durability of the rolling bearing from being lowered due to welding of the sensor. As described above, according to the rolling bearing device according to the present invention, it is possible to secure the same level of assembling property and durability as a rolling bearing without a sensor, and both assembling property and durability are required. Can respond to.

(2)好ましくは、前記センサは、歪みを検出する歪みゲージと、前記転がり軸受の歪みを前記歪みゲージへ伝達する中間部材と、を有し、前記中間部材は、一対の前記側壁領域にそれぞれ溶接により固定され、前記歪みゲージは、前記中間部材の前記底面側に固定されている。 (2) Preferably, the sensor has a strain gauge for detecting strain and an intermediate member for transmitting the strain of the rolling bearing to the strain gauge, and the intermediate member is provided in each of the pair of side wall regions. It is fixed by welding, and the strain gauge is fixed to the bottom surface side of the intermediate member.

このように構成することで、歪みゲージを側壁領域に直接接合することが困難な場合であっても、歪みゲージ及び側壁領域の双方と容易に接合することができる中間部材をバッファとして用いることで、歪みゲージを側壁領域に間接的に接合することができる。また、側壁領域に溶接される中間部材をできる限り周面側に配置し、その前記底面側に歪みゲージを固定することにより、溶接される領域と外輪軌道との距離をより長く確保することができる。これにより、転がり軸受装置の耐久性の低下をより抑制することができる。 With this configuration, even if it is difficult to directly join the strain gauge to the side wall region, an intermediate member that can be easily joined to both the strain gauge and the side wall region is used as a buffer. , The strain gauge can be indirectly joined to the sidewall region. Further, by arranging the intermediate member to be welded to the side wall region on the peripheral surface side as much as possible and fixing the strain gauge on the bottom surface side thereof, it is possible to secure a longer distance between the welded region and the outer ring track. can. As a result, it is possible to further suppress a decrease in the durability of the rolling bearing device.

(3)好ましくは、前記センサは、前記歪みゲージを前記中間部材の前記底面側に固定する固定部を有し、前記固定部は、前記歪みゲージの中央部と、前記中間部材の前記底面側との間が非固定の状態で、前記歪みゲージのうち前記中央部を挟んで位置する少なくとも2箇所を、前記中間部材の前記底面側に固定している。 (3) Preferably, the sensor has a fixing portion for fixing the strain gauge to the bottom surface side of the intermediate member, and the fixing portion has a central portion of the strain gauge and the bottom surface side of the intermediate member. At least two points of the strain gauge located across the central portion of the strain gauge are fixed to the bottom surface side of the intermediate member in a non-fixed state.

このように構成することで、歪みゲージと中間部材とを全面的に固定する場合と比べて、固定部に発生する応力を低減することができる。これにより、固定部の耐久性をより高くすることができる。また、中間部材が歪むと、歪みゲージの中央部は、中央部を挟んで位置する固定部により引っ張られる。これにより、歪みゲージは中間部材をより正確に追従して変形することができ、歪みゲージにおいて歪みを感度良く検出することができる。 With this configuration, the stress generated in the fixed portion can be reduced as compared with the case where the strain gauge and the intermediate member are completely fixed. This makes it possible to increase the durability of the fixed portion. Further, when the intermediate member is distorted, the central portion of the strain gauge is pulled by the fixing portion located across the central portion. As a result, the strain gauge can follow and deform the intermediate member more accurately, and the strain gauge can detect the strain with high sensitivity.

(4)好ましくは、前記センサの検出信号を前記転がり軸受の外部へ取り出す配線をさらに備え、前記配線は、前記センサの前記底面側に固定されている。 (4) Preferably, a wiring for taking out the detection signal of the sensor to the outside of the rolling bearing is further provided, and the wiring is fixed to the bottom surface side of the sensor.

このように構成することで、センサと底面との隙間に配線を収容することができるため、センサが溶接される位置を外輪軌道からより遠ざけつつ、溝部内により多くの要素を収容することができる。 With this configuration, the wiring can be accommodated in the gap between the sensor and the bottom surface, so that more elements can be accommodated in the groove while the position where the sensor is welded is further away from the outer ring track. ..

(5)好ましくは、前記センサの検出信号を前記転がり軸受の外部へ取り出す配線をさらに備え、前記配線は、前記歪みゲージの前記周面側に、前記周面から突出しないように固定されている。 (5) Preferably, the wiring for taking out the detection signal of the sensor to the outside of the rolling bearing is further provided, and the wiring is fixed to the peripheral surface side of the strain gauge so as not to protrude from the peripheral surface. ..

このように構成することで、センサ及び配線の径方向の厚みをより薄くすることができる。これにより、センサ及び配線を収容するために必要な溝部の深さを浅くすることができ、転がり軸受の耐久性の低下をより確実に抑制することができる。 With such a configuration, the thickness of the sensor and the wiring in the radial direction can be further reduced. As a result, the depth of the groove required for accommodating the sensor and the wiring can be made shallow, and the deterioration of the durability of the rolling bearing can be suppressed more reliably.

(6)好ましくは、前記底面は、前記転動体が前記外輪軌道に接する第1点と前記転動体が前記内輪軌道に接する第2点とを通る仮想直線と交差し、一対の前記側壁領域は、前記底面と前記仮想直線とが交差する仮想交点を前記所定方向に挟んで位置する。 (6) Preferably, the bottom surface intersects a virtual straight line passing through a first point where the rolling element is in contact with the outer ring track and a second point where the rolling element is in contact with the inner ring track, and the pair of side wall regions is formed. , A virtual intersection where the bottom surface and the virtual straight line intersect is sandwiched in the predetermined direction.

ここで、外輪のうち仮想交点を含む部分の歪みは、外輪の他の部分の歪みよりも大きくなる傾向がある。このため、上記(6)の構成によれば、側壁領域に固定されているセンサをより大きく伸張又は収縮させることができる。この結果、センサにおいてより大きな歪みを発生させることができ、センサにおいて歪みをより感度良く検知することができる。 Here, the distortion of the portion of the outer ring including the virtual intersection tends to be larger than the distortion of the other portion of the outer ring. Therefore, according to the configuration of (6) above, the sensor fixed to the side wall region can be expanded or contracted more greatly. As a result, the sensor can generate a larger distortion, and the sensor can detect the distortion more sensitively.

(7)好ましくは、前記側壁領域は、前記径方向の外方を含む方向に面する段面を含み、前記センサは、前記段面に溶接により固定されている。このように構成することで、センサを段面に静置することができる。これにより、例えば径方向外方から溶接用のレーザ等を照射する際に狙いが定めやすくなることで、より容易にセンサを側壁領域に固定することができる。 (7) Preferably, the side wall region includes a stepped surface facing the radial direction including the outer side, and the sensor is fixed to the stepped surface by welding. With this configuration, the sensor can be placed still on the step surface. This makes it easier to aim, for example, when irradiating a laser for welding from the outside in the radial direction, so that the sensor can be more easily fixed to the side wall region.

(8)好ましくは、前記側壁領域は、前記所定方向に面する側面を含み、前記センサは、前記側面に溶接により固定されている。このように構成することで、側壁領域のうち、溶接により焼入れ温度以上に熱される領域を、外輪軌道からより遠ざけることができる。これにより、転がり軸受の耐久性の低下をより確実に抑制することができる。 (8) Preferably, the side wall region includes a side surface facing the predetermined direction, and the sensor is fixed to the side surface by welding. With this configuration, the region of the side wall region that is heated above the quenching temperature by welding can be further separated from the outer ring track. As a result, it is possible to more reliably suppress the deterioration of the durability of the rolling bearing.

本発明によれば、組付け性と、耐久性の両方の要求に応えることができるセンサ付きの転がり軸受装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rolling bearing device with a sensor that can meet the requirements of both assembling property and durability.

実施形態に係る転がり軸受装置の側面図である。It is a side view of the rolling bearing apparatus which concerns on embodiment. 図1の矢印IIの切断線により転がり軸受装置を切断したZX平面における断面を部分的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view partially showing a cross section in a ZX plane in which a rolling bearing device is cut by the cutting line of arrow II in FIG. 1. 図1の矢印IIIから見た転がり軸受装置を部分的に示す平面図である。It is a top view which partially shows the rolling bearing apparatus seen from the arrow III of FIG. 第1変形例に係る検出部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the detection part which concerns on the 1st modification. 第2変形例に係る検出部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the detection part which concerns on the 2nd modification. 第3変形例に係る検出部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the detection part which concerns on the 3rd modification. 第4変形例に係る検出部の説明図である。It is explanatory drawing of the detection part which concerns on 4th modification. 第4変形例に係る検出部の説明図である。It is explanatory drawing of the detection part which concerns on 4th modification. 第4変形例に係る検出部の説明図である。It is explanatory drawing of the detection part which concerns on 4th modification. 本発明に係る課題を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the subject which concerns on this invention.

<実施形態>
以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受装置を、図面を参照して説明する。各図面には、転がり軸受装置の位置関係を明確にするために、XYZ直交座標系を適宜示す。
<Embodiment>
Hereinafter, the rolling bearing device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, an XYZ Cartesian coordinate system is appropriately shown in order to clarify the positional relationship of the rolling bearing device.

<転がり軸受装置の構成>
図1は、実施形態に係る転がり軸受装置1の側面図である。転がり軸受装置1は、転がり軸受2と、検出部3とを備える。転がり軸受2は、外輪21と、内輪22と、複数の転動体23と、転動体23を保持する保持器(図示省略)を有する。
<Structure of rolling bearing device>
FIG. 1 is a side view of the rolling bearing device 1 according to the embodiment. The rolling bearing device 1 includes a rolling bearing 2 and a detection unit 3. The rolling bearing 2 has an outer ring 21, an inner ring 22, a plurality of rolling elements 23, and a cage (not shown) for holding the rolling elements 23.

本開示において、転がり軸受2の中心線C1(以下、「軸受中心線C1」と称する)に沿った方向が、転がり軸受2の軸方向であり、単に「軸方向」と称する。軸方向には、軸受中心線C1に平行な方向(図1中のX方向)も含まれる。図1の紙面側を軸方向の一方側と定義し、図1の奥行き側を軸方向の他方側と定義する。軸受中心線C1に直交する方向が、転がり軸受2の径方向であり、単に「径方向」と称する。軸受中心線C1を中心として転がり軸受2(第1実施形態では内輪22)が回転する方向が、転がり軸受2の周方向であり、単に「周方向」と称する。 In the present disclosure, the direction along the center line C1 of the rolling bearing 2 (hereinafter referred to as "bearing center line C1") is the axial direction of the rolling bearing 2, and is simply referred to as "axial direction". The axial direction also includes a direction parallel to the bearing center line C1 (X direction in FIG. 1). The paper side of FIG. 1 is defined as one side in the axial direction, and the depth side of FIG. 1 is defined as the other side in the axial direction. The direction orthogonal to the bearing center line C1 is the radial direction of the rolling bearing 2, and is simply referred to as the "diameter direction". The direction in which the rolling bearing 2 (inner ring 22 in the first embodiment) rotates about the bearing center line C1 is the circumferential direction of the rolling bearing 2, and is simply referred to as the "circumferential direction".

図2(a)は、図1の矢印IIの切断線により転がり軸受装置1を切断したZX平面における断面を部分的に示す断面図である。図2(b)は、図2(a)のうち後述の溝部24の部分のみを示す拡大図である。図3は、図1の矢印IIIから見た転がり軸受装置1を部分的に示す平面図である。図2及び図3において、X方向が軸方向に対応し、Y方向が周方向に対応し、Z方向が径方向に対応する。 FIG. 2A is a cross-sectional view partially showing a cross section in a ZX plane in which the rolling bearing device 1 is cut by the cutting line of arrow II in FIG. FIG. 2B is an enlarged view showing only a portion of the groove portion 24 described later in FIG. 2A. FIG. 3 is a plan view partially showing the rolling bearing device 1 as seen from the arrow III of FIG. In FIGS. 2 and 3, the X direction corresponds to the axial direction, the Y direction corresponds to the circumferential direction, and the Z direction corresponds to the radial direction.

図2(a)を参照する。外輪21は、環状の固定輪であり、内周面21aと外周面21bとを有する。外輪21の内周面21aには、径方向外方に凹む外輪軌道21a1が形成されている。外輪21の外周面21b側は二点鎖線により示すハウジング7に固定される。また、外輪21の外周面21bには、外輪軌道21a1側に凹む溝部24が形成されている。溝部24内には、検出部3が取り付けられている。 See FIG. 2 (a). The outer ring 21 is an annular fixed ring and has an inner peripheral surface 21a and an outer peripheral surface 21b. An outer ring track 21a1 recessed outward in the radial direction is formed on the inner peripheral surface 21a of the outer ring 21. The outer peripheral surface 21b side of the outer ring 21 is fixed to the housing 7 indicated by the alternate long and short dash line. Further, a groove portion 24 recessed on the outer ring track 21a1 side is formed on the outer peripheral surface 21b of the outer ring 21. A detection unit 3 is mounted in the groove portion 24.

検出部3の最も径方向外側に位置する部分(後述の中間部材41)は、外周面21bよりも径方向内方に位置しているため、検出部3は溝部24から外周面21bよりも径方向外方へ突出しない。これにより、転がり軸受2を、ハウジング7に装着する際、検出部3がハウジング7と干渉することを防止することができる。この結果、転がり軸受2の組付け性を、検出部3が設けられていない転がり軸受と同程度に確保することができる。 Since the portion of the detection unit 3 located on the outermost side in the radial direction (intermediate member 41 described later) is located inward in the radial direction from the outer peripheral surface 21b, the detection unit 3 has a diameter from the groove portion 24 to the outer peripheral surface 21b. Does not protrude outward in the direction. This makes it possible to prevent the detection unit 3 from interfering with the housing 7 when the rolling bearing 2 is mounted on the housing 7. As a result, the assembling property of the rolling bearing 2 can be ensured to the same level as that of the rolling bearing in which the detection unit 3 is not provided.

内輪22は、環状の回転輪であり、内周面22aと外周面22bとを有する。内輪22の内周面22a側は回転軸(図示省略)に固定される。内輪22の外周面22bには、径方向内方に凹む内輪軌道22b1が形成されている。 The inner ring 22 is an annular rotating ring and has an inner peripheral surface 22a and an outer peripheral surface 22b. The inner peripheral surface 22a side of the inner ring 22 is fixed to a rotation shaft (not shown). An inner ring track 22b1 recessed inward in the radial direction is formed on the outer peripheral surface 22b of the inner ring 22.

複数の転動体23は、外輪21の外輪軌道21a1と、内輪22の内輪軌道22b1とそれぞれ点接触している状態で、外輪軌道21a1及び内輪軌道22b1上を転動する。すなわち、外輪軌道21a1及び内輪軌道22b1は、複数の転動体23が転がる走路となる。 The plurality of rolling elements 23 roll on the outer ring orbit 21a1 and the inner ring orbit 22b1 in a state where the outer ring orbit 21a1 of the outer ring 21 and the inner ring orbit 22b1 of the inner ring 22 are in point contact with each other. That is, the outer ring track 21a1 and the inner ring track 22b1 are runways on which a plurality of rolling elements 23 roll.

なお、内輪22の形状は環状に限られず、例えば中実構造を有する内軸(例えば、ハブ軸)であってもよい。また、外輪21が回転輪であり、内輪22が固定輪であってもよい。複数の転動体23は、本実施形態では玉である。なお、複数の転動体23は、「ころ」であってもよい。本実施形態の転がり軸受2は、単列式であるが、複列式であってもよい。 The shape of the inner ring 22 is not limited to an annular shape, and may be, for example, an inner shaft having a solid structure (for example, a hub shaft). Further, the outer ring 21 may be a rotating wheel and the inner ring 22 may be a fixed ring. The plurality of rolling elements 23 are balls in this embodiment. The plurality of rolling elements 23 may be "rollers". The rolling bearing 2 of the present embodiment is a single row type, but may be a double row type.

また、本実施形態に係る溝部24は、外輪21の外周面21bに形成されているが、内輪22の内周面22aに形成されていてもよい。この場合、検出部3は、内輪22側の溝部24内に取り付けられる。外輪21の外周面21b又は内輪22の内周面22aのうち、溝部24が形成されている面を、単に「周面」と適宜称する。 Further, although the groove portion 24 according to the present embodiment is formed on the outer peripheral surface 21b of the outer ring 21, it may be formed on the inner peripheral surface 22a of the inner ring 22. In this case, the detection unit 3 is mounted in the groove portion 24 on the inner ring 22 side. Of the outer peripheral surface 21b of the outer ring 21 or the inner peripheral surface 22a of the inner ring 22, the surface on which the groove portion 24 is formed is simply referred to as a “peripheral surface” as appropriate.

ある時点において、1つの転動体23が外輪軌道21a1に接する点を「第1点P1」と称する。また、当該時点において、当該転動体23が内輪軌道22b1に接する点を「第2点P2」と称する。第1点P1と、第2点P2とを通る仮想的な直線を「仮想直線VL1」と称する。仮想直線VL1は、転動体23の中心C2を通る。 The point where one rolling element 23 touches the outer ring track 21a1 at a certain point in time is referred to as a "first point P1". Further, the point where the rolling element 23 touches the inner ring track 22b1 at that time point is referred to as a "second point P2". A virtual straight line passing through the first point P1 and the second point P2 is referred to as a "virtual straight line VL1". The virtual straight line VL1 passes through the center C2 of the rolling element 23.

図2(b)を参照する。図2(b)において、検出部3及びハッチングは図示省略している。溝部24は、底面25と、一対の側壁領域26とを有する。底面25は、溝部24のうち、最も外輪軌道21a1側に位置する面である。底面25は、仮想直線VL1と直交する。底面25と、仮想直線VL1との交点を「仮想交点P3」と称する。一対の側壁領域26は、底面25よりも外周面21b(周面)側にそれぞれ位置し、転がり軸受2の軸方向に対向する一対の領域である。また、一対の側壁領域26は、仮想交点P3を軸方向に挟んで位置している。 See FIG. 2 (b). In FIG. 2B, the detection unit 3 and the hatching are not shown. The groove portion 24 has a bottom surface 25 and a pair of side wall regions 26. The bottom surface 25 is a surface of the groove 24 located closest to the outer ring track 21a1. The bottom surface 25 is orthogonal to the virtual straight line VL1. The intersection of the bottom surface 25 and the virtual straight line VL1 is referred to as a "virtual intersection P3". The pair of side wall regions 26 are located on the outer peripheral surface 21b (peripheral surface) side of the bottom surface 25, respectively, and are a pair of regions facing the rolling bearing 2 in the axial direction. Further, the pair of side wall regions 26 are located so as to sandwich the virtual intersection P3 in the axial direction.

なお、一対の側壁領域26が対向する方向は、軸方向に限られない。例えば、一対の側壁領域26は、転がり軸受2の周方向に対向してもよいし、転がり軸受2の軸方向又は周方向に対してそれぞれ傾いた方向(軸方向成分及び周方向成分の両方を含む方向)に対向してもよい。すなわち、一対の側壁領域26は、転がり軸受2の軸方向及び周方向の少なくとも一方を含む所定方向に対向している。 The direction in which the pair of side wall regions 26 face each other is not limited to the axial direction. For example, the pair of side wall regions 26 may face the circumferential direction of the rolling bearing 2, or may have directions inclined with respect to the axial direction or the circumferential direction of the rolling bearing 2, respectively (both the axial component and the circumferential component). It may face in the direction including). That is, the pair of side wall regions 26 face each other in a predetermined direction including at least one of the axial direction and the circumferential direction of the rolling bearing 2.

一対の側壁領域26は、それぞれ第1側面261、段面262及び第2側面263を有する。一対の第1側面261及び一対の第2側面263は、それぞれ軸方向(所定方向)に面する側面である。換言すれば、一対の第1側面261及び一対の第2側面263の法線が延びる方向は、軸方向と一致する。第1側面261は、径方向内方において底面25と接続している。すなわち、第1側面261は、底面25の軸方向両端から径方向外方に延びる側面である。一対の第1側面261は、仮想交点P3を中心に、軸方向に幅W1を空けて対向している。 The pair of side wall regions 26 have a first side surface 261 and a step surface 262 and a second side surface 263, respectively. The pair of first side surfaces 261 and the pair of second side surfaces 263 are side surfaces facing in the axial direction (predetermined direction), respectively. In other words, the direction in which the normals of the pair of first side surfaces 261 and the pair of second side surfaces 263 extend coincides with the axial direction. The first side surface 261 is connected to the bottom surface 25 inward in the radial direction. That is, the first side surface 261 is a side surface extending radially outward from both ends in the axial direction of the bottom surface 25. The pair of first side surfaces 261 face each other with a width W1 in the axial direction about the virtual intersection P3.

第2側面263は、径方向外方において外周面21bと接続している。すなわち、第2側面263は、外周面21bの軸方向内側から径方向内方に延びる側面である。一対の第2側面263は、仮想交点P3を中心に、軸方向に幅W1よりも大きい幅W2を空けて対向している。 The second side surface 263 is connected to the outer peripheral surface 21b on the outer side in the radial direction. That is, the second side surface 263 is a side surface extending inward in the radial direction from the inner side in the axial direction of the outer peripheral surface 21b. The pair of second side surfaces 263 face each other with a width W2 larger than the width W1 in the axial direction around the virtual intersection P3.

一対の段面262は、それぞれ径方向外方に面する段面である。段面262の軸方向内側は、第1側面261と接続している。また、段面262の軸方向外側は、第2側面263と接続している。換言すれば、一対の第2側面263及び一対の段面262により、第1溝部(一段目の溝)が形成され、一対の第1側面261及び底面25により、第1溝部よりも深い第2溝部(二段目の溝)が形成されている。 Each of the pair of stepped surfaces 262 is a stepped surface facing outward in the radial direction. The inside of the step surface 262 in the axial direction is connected to the first side surface 261. Further, the outer side of the step surface 262 in the axial direction is connected to the second side surface 263. In other words, the pair of second side surfaces 263 and the pair of stepped surfaces 262 form the first groove portion (first step groove), and the pair of first side surface 261 and the bottom surface 25 form the second groove portion deeper than the first groove portion. A groove (second-stage groove) is formed.

なお、段面262は、径方向外方を含む方向に面していればよい。例えば、段面262は、径方向外方及び軸方向内側の両成分を含む方向に面していてもよい。しかしながら、段面262に後述の中間部材41をより正確に静置するために、段面262は径方向外方にのみ面していることが好ましい。 The step surface 262 may face in a direction including the radial outer direction. For example, the step surface 262 may face in a direction including both radial outer and axial inner components. However, in order to allow the intermediate member 41 described later to rest more accurately on the step surface 262, it is preferable that the step surface 262 faces only outward in the radial direction.

本実施形態に係る溝部24は、図1に示すように、外輪21の外周面21bの全周にわたって形成されている。このように構成することで、転がり軸受2の形状が周方向に均一になるため、転がり軸受2の回転時にハウジング等へ掛かる荷重の偏りを低減することができる。なお、溝部24は、外周面21bの全周にわたって形成されず、例えば検出部3が設けられる位置にのみ形成されていてもよい。 As shown in FIG. 1, the groove portion 24 according to the present embodiment is formed over the entire circumference of the outer peripheral surface 21b of the outer ring 21. With this configuration, the shape of the rolling bearing 2 becomes uniform in the circumferential direction, so that it is possible to reduce the bias of the load applied to the housing or the like when the rolling bearing 2 rotates. The groove portion 24 may not be formed over the entire circumference of the outer peripheral surface 21b, but may be formed only at a position where, for example, the detection portion 3 is provided.

図2(a)を参照する。検出部3は、センサ40と、配線61とを有する。センサ40は、転がり軸受2の状態を検出するセンサ(すなわち、当該状態を電気信号に変換する素子)であり、本実施形態では転がり軸受2の歪みを検出する。なお、センサ40は、転がり軸受2の温度を検出するセンサ(例えば、熱電対)であってもよい。センサ40は、底面25と転がり軸受2の径方向に隙間を空けている状態で、一対の側壁領域26にそれぞれ溶接により固定されている。 See FIG. 2 (a). The detection unit 3 has a sensor 40 and a wiring 61. The sensor 40 is a sensor that detects the state of the rolling bearing 2 (that is, an element that converts the state into an electric signal), and in the present embodiment, detects the distortion of the rolling bearing 2. The sensor 40 may be a sensor (for example, a thermocouple) that detects the temperature of the rolling bearing 2. The sensor 40 is fixed to the pair of side wall regions 26 by welding with a gap between the bottom surface 25 and the rolling bearing 2 in the radial direction.

センサ40は、中間部材41と、歪みゲージ42と、固定部43とを有する。中間部材41は、センサ40のうち最も外周面21b側に位置する。歪みゲージ42は、センサ40のうち最も底面25側において、底面25と隙間を空けて位置する。当該隙間には、配線61が位置する。固定部43は、径方向において、中間部材41と歪みゲージ42との間に位置する。 The sensor 40 has an intermediate member 41, a strain gauge 42, and a fixing portion 43. The intermediate member 41 is located on the outermost peripheral surface 21b side of the sensor 40. The strain gauge 42 is located on the bottom surface 25 side of the sensor 40 with a gap from the bottom surface 25. The wiring 61 is located in the gap. The fixing portion 43 is located between the intermediate member 41 and the strain gauge 42 in the radial direction.

中間部材41は、径方向に薄く、軸方向及び周方向に四角形状(例えば、長方形状)を有するプレート状の金属(例えば、銅)である。中間部材41は、軸方向及び周方向に弾性を有し、転がり軸受2の歪みに応じて弾性変形することで、転がり軸受2の歪みを歪みゲージ42へ伝達する。中間部材41は、一対の側壁領域26にそれぞれ溶接により固定されている。より具体的には、中間部材41は、一対の段面262にそれぞれ溶接により固定されている。 The intermediate member 41 is a plate-shaped metal (for example, copper) that is thin in the radial direction and has a rectangular shape (for example, a rectangular shape) in the axial direction and the circumferential direction. The intermediate member 41 has elasticity in the axial direction and the circumferential direction, and elastically deforms according to the strain of the rolling bearing 2, thereby transmitting the strain of the rolling bearing 2 to the strain gauge 42. The intermediate member 41 is fixed to the pair of side wall regions 26 by welding. More specifically, the intermediate member 41 is fixed to the pair of stepped surfaces 262 by welding.

中間部材41の軸方向の幅は、幅W1よりも大きく、幅W2よりも小さい。中間部材41を段面262へ固定する際には、中間部材41を一対の段面262とそれぞれ径方向に対向させ、当該対向している部分へ径方向外方からレーザを照射する。これにより、中間部材41及び段面262が溶融して溶接ビード51が形成され、中間部材41が一対の段面262へ固定される。図3に示すように、本実施形態に係る溶接ビード51は、中間部材41の周方向に延びて形成されている。なお、溶接ビード51はXY平面視した際に、中間部材41の四隅にそれぞれ形成されるようにしてもよい。 The axial width of the intermediate member 41 is larger than the width W1 and smaller than the width W2. When fixing the intermediate member 41 to the step surface 262, the intermediate member 41 is made to face each of the pair of step surfaces 262 in the radial direction, and the facing portion is irradiated with a laser from the outside in the radial direction. As a result, the intermediate member 41 and the step surface 262 are melted to form the weld bead 51, and the intermediate member 41 is fixed to the pair of step surfaces 262. As shown in FIG. 3, the weld bead 51 according to the present embodiment is formed so as to extend in the circumferential direction of the intermediate member 41. The weld bead 51 may be formed at each of the four corners of the intermediate member 41 when viewed in an XY plan view.

なお、溶接ビード51には中間部材41と段面262以外に、溶接ビード51の母材となる金属材料が含まれていてもよい。例えば、溶接ビード51の母材となる金属材料を中間部材41と段面262との間に位置させている状態で、レーザの照射を行い、中間部材41、段面262及び母材を溶融させて溶接ビード51を形成するようにしてもよい。 In addition to the intermediate member 41 and the stepped surface 262, the weld bead 51 may contain a metal material that is a base material of the weld bead 51. For example, in a state where the metal material to be the base material of the weld bead 51 is positioned between the intermediate member 41 and the step surface 262, laser irradiation is performed to melt the intermediate member 41, the step surface 262 and the base material. The weld bead 51 may be formed.

歪みゲージ42は、例えば半導体(シリコン)を母材とし、歪み(変位量)を抵抗値の変化等に変換することで、歪みを電気信号として検出する素子である。歪みゲージ42は、軸方向及び周方向の少なくとも一方の方向への変位を検出する。歪みゲージ42は、歪みを検出する検出領域と、検出領域において得られた検出信号を出力するための端子領域と、を含む。歪みゲージ42の中央部42aには、検出領域が内蔵されている。また、歪みゲージ42は、中間部材41の底面25側(すなわち、径方向内方)に、固定部43により固定されている。 The strain gauge 42 is an element that detects strain as an electric signal by, for example, using a semiconductor (silicon) as a base material and converting strain (displacement amount) into a change in resistance value or the like. The strain gauge 42 detects displacement in at least one of the axial and circumferential directions. The strain gauge 42 includes a detection region for detecting strain and a terminal region for outputting the detection signal obtained in the detection region. A detection region is built in the central portion 42a of the strain gauge 42. Further, the strain gauge 42 is fixed to the bottom surface 25 side (that is, radially inward) of the intermediate member 41 by the fixing portion 43.

固定部43は、歪みゲージ42の中央部42aと、中間部材41の底面25側との間が非固定の状態で、歪みゲージ42のうち中央部42aを挟んで位置する少なくとも2箇所を中間部材41の底面25側に固定している。本実施形態に係る固定部43は、図3に示すように、歪みゲージ42の四隅を中間部材41の底面25側に固定している。固定部43は、金属材料(例えば、金)から構成され、例えば拡散接合により形成される。 The fixed portion 43 is in a state where the central portion 42a of the strain gauge 42 and the bottom surface 25 side of the intermediate member 41 are not fixed, and at least two positions of the strain gauge 42 located across the central portion 42a are intermediate members. It is fixed to the bottom surface 25 side of 41. As shown in FIG. 3, the fixing portion 43 according to the present embodiment fixes the four corners of the strain gauge 42 to the bottom surface 25 side of the intermediate member 41. The fixing portion 43 is made of a metal material (for example, gold) and is formed by, for example, diffusion bonding.

ここで、「非固定の状態」とは、中央部42aが固定部43により直接中間部材41に固定されていない状態を意味する。図2(a)に示すように、中央部42aと中間部材41とが径方向に隙間を空けている状態は、非固定の状態である。なお、中央部42aを避けた位置において歪みゲージ42を中間部材41に固定していれば、中央部42aは中間部材41に接していてもよい。この場合、外輪21が軸方向及び周方向の少なくとも一方に歪むと、中間部材41は、中央部42aの径方向外方の面に摺接しながら伸張又は収縮する。このような状態も、中央部42aは中間部材41に対して「非固定の状態」であると称する。すなわち、「非固定の状態」には、中央部42aと中間部材41とが隙間を空けて離れている状態と、隙間を有さないものの中央部42aと中間部材41とが接合されていない状態とを含む。 Here, the "non-fixed state" means a state in which the central portion 42a is not directly fixed to the intermediate member 41 by the fixing portion 43. As shown in FIG. 2A, the state in which the central portion 42a and the intermediate member 41 have a radial gap is a non-fixed state. If the strain gauge 42 is fixed to the intermediate member 41 at a position avoiding the central portion 42a, the central portion 42a may be in contact with the intermediate member 41. In this case, when the outer ring 21 is distorted in at least one of the axial direction and the circumferential direction, the intermediate member 41 expands or contracts while sliding in contact with the radial outer surface of the central portion 42a. Such a state is also referred to as a "non-fixed state" with respect to the intermediate member 41. That is, in the "non-fixed state", the central portion 42a and the intermediate member 41 are separated from each other with a gap, and the central portion 42a and the intermediate member 41 are not joined even though there is no gap. And include.

図3のようにXY平面視したとき、仮想交点P3は、中央部42aの内側に位置する。また、仮想交点P3は、4個の固定部43により形成される四角形の対角線の交点上に位置する。 When viewed in an XY plane as shown in FIG. 3, the virtual intersection P3 is located inside the central portion 42a. Further, the virtual intersection P3 is located on the intersection of the diagonal lines of the quadrangle formed by the four fixed portions 43.

図2(a)を参照する。配線61は、センサ40(具体的には、歪みゲージ42)の検出信号を転がり軸受2の外部へ取り出す配線である。配線61は、例えば複数のケーブルを帯状に束ねたフラットケーブルである。配線61は、センサ40の底面25側(具体的には、歪みゲージ42の底面25側)の面に固定されている。 See FIG. 2 (a). The wiring 61 is a wiring that takes out the detection signal of the sensor 40 (specifically, the strain gauge 42) to the outside of the rolling bearing 2. The wiring 61 is, for example, a flat cable in which a plurality of cables are bundled in a band shape. The wiring 61 is fixed to the surface of the bottom surface 25 side of the sensor 40 (specifically, the bottom surface 25 side of the strain gauge 42).

図3を参照する。配線61の一端61aは、歪みゲージ42の端子領域と電気的に接続する。また、配線61の一端61aを含む端部分は、歪みゲージ42の底面25側に固定されている。配線61の一端61aとは反対側の他端61bは、溝部24のうち外周面21bの軸方向中央部から軸方向他方側にわたって設けられている部分を介して、転がり軸受2の軸方向他方側の端と接続する。センサ40の検出信号は、一端61aから取り出され、他端61bを経由して、転がり軸受2の外部(例えば、ハウジング7)へ出力される。 See FIG. One end 61a of the wiring 61 is electrically connected to the terminal region of the strain gauge 42. Further, the end portion of the wiring 61 including one end 61a is fixed to the bottom surface 25 side of the strain gauge 42. The other end 61b on the side opposite to one end 61a of the wiring 61 is the other side in the axial direction of the rolling bearing 2 via a portion of the groove portion 24 provided from the central portion in the axial direction to the other side in the axial direction of the outer peripheral surface 21b. Connect with the end of. The detection signal of the sensor 40 is taken out from one end 61a and output to the outside of the rolling bearing 2 (for example, the housing 7) via the other end 61b.

以上のように、本実施形態に係る転がり軸受装置1は、内周面21aに外輪軌道21a1を有する外輪21と、外周面22bに内輪軌道22b1を有する内輪22と、外輪軌道21a1及び内輪軌道22b1の間に介在する複数の転動体23と、を有する転がり軸受2と、転がり軸受2の状態を検出するセンサ40と、を備え、外輪21の外周面21b又は内輪22の内周面22aのうち少なくとも一方の周面には、センサ40を前記周面から突出しないように収容する溝部24が形成され、溝部24は、底面25と、転がり軸受2の軸方向及び周方向の少なくとも一方を含む所定方向に対向する一対の側壁領域26と、を有し、センサ40は、底面25と転がり軸受2の径方向に隙間を空けて、一対の側壁領域26にそれぞれ溶接により固定されている。 As described above, in the rolling bearing device 1 according to the present embodiment, the outer ring 21 having the outer ring raceway 21a1 on the inner peripheral surface 21a, the inner ring 22 having the inner ring raceway 22b1 on the outer peripheral surface 22b, and the outer ring raceway 21a1 and the inner ring raceway 22b1. A rolling bearing 2 having a plurality of rolling elements 23 interposed between the two, and a sensor 40 for detecting the state of the rolling bearing 2 are provided, and the outer peripheral surface 21b of the outer ring 21 or the inner peripheral surface 22a of the inner ring 22 is provided. A groove 24 for accommodating the sensor 40 so as not to protrude from the peripheral surface is formed on at least one peripheral surface, and the groove portion 24 includes a bottom surface 25 and at least one of the axial direction and the circumferential direction of the rolling bearing 2. It has a pair of side wall regions 26 facing in the direction, and the sensor 40 is fixed to each of the pair of side wall regions 26 by welding with a radial gap between the bottom surface 25 and the rolling bearing 2.

<転がり軸受装置の作用効果>
本実施形態に係る転がり軸受装置1において、検出部3は、溝部24内に完全に収容され、外周面21bよりも径方向外方へ突出しない。このような構成により、転がり軸受装置1は、検出部3とハウジング7の干渉を防止でき、検出部3が設けられていない転がり軸受と同程度の組付け性を確保することができる。
<Action and effect of rolling bearing device>
In the rolling bearing device 1 according to the present embodiment, the detection unit 3 is completely housed in the groove portion 24 and does not project radially outward from the outer peripheral surface 21b. With such a configuration, the rolling bearing device 1 can prevent the detection unit 3 and the housing 7 from interfering with each other, and can secure the same degree of assembling property as the rolling bearing in which the detection unit 3 is not provided.

また、本実施形態に係るセンサ40は溶接により溝部24の側壁領域26に固定されている。このような構成により、センサ40が溶接される位置を底面25よりも外周面21b側にすることができる。ここで、側壁領域26の一部は、溶接する際に加熱により溶融される。このため、側壁領域26のうち溶融した部分及びその周辺を含む領域R1は、焼入れ温度以上に熱される。この結果、領域R1の強度は、溶接前よりも低下する場合がある。 Further, the sensor 40 according to the present embodiment is fixed to the side wall region 26 of the groove portion 24 by welding. With such a configuration, the position where the sensor 40 is welded can be located closer to the outer peripheral surface 21b than the bottom surface 25. Here, a part of the side wall region 26 is melted by heating at the time of welding. Therefore, the region R1 including the melted portion and its surroundings in the side wall region 26 is heated to the quenching temperature or higher. As a result, the strength of the region R1 may be lower than that before welding.

しかしながら、本実施形態において、側壁領域26は底面25よりも外輪21の外周面21b側に位置している。このため、領域R1が形成される位置から外輪軌道21a1までの径方向の距離D1は、底面25から外輪軌道21a1までの径方向の距離よりも長くなる。すなわち、本実施形態に係る転がり軸受装置1によれば、底面25にセンサ40を溶接により固定する場合よりも、溶接により強度が弱くなりうる領域R1と外輪軌道21a1との距離を長くすることができる。この結果、センサ40の溶接によって転がり軸受2の耐久性が低下することを抑制することができる。 However, in the present embodiment, the side wall region 26 is located closer to the outer peripheral surface 21b of the outer ring 21 than the bottom surface 25. Therefore, the radial distance D1 from the position where the region R1 is formed to the outer ring track 21a1 is longer than the radial distance from the bottom surface 25 to the outer ring track 21a1. That is, according to the rolling bearing device 1 according to the present embodiment, the distance between the region R1 where the strength can be weakened by welding and the outer ring track 21a1 can be made longer than when the sensor 40 is fixed to the bottom surface 25 by welding. can. As a result, it is possible to prevent the durability of the rolling bearing 2 from being lowered due to welding of the sensor 40.

以上により、本実施形態に係る転がり軸受装置1によれば、検出部3が設けられていない転がり軸受と同程度の組付け性及び耐久性を確保することができ、組付け性と、耐久性の両方の要求に応えることができる。 As described above, according to the rolling bearing device 1 according to the present embodiment, it is possible to secure the same level of assembling property and durability as the rolling bearing not provided with the detection unit 3, and the assembling property and durability can be ensured. It is possible to meet both demands.

また、本実施形態に係るセンサ40は、歪みを検出する歪みゲージ42と、転がり軸受2の歪みを歪みゲージ42へ伝達する中間部材41と、を有し、中間部材41は、一対の側壁領域26にそれぞれ溶接により固定され、歪みゲージ42は、中間部材41の底面25側に固定されている。 Further, the sensor 40 according to the present embodiment has a strain gauge 42 for detecting strain and an intermediate member 41 for transmitting the strain of the rolling bearing 2 to the strain gauge 42, and the intermediate member 41 has a pair of side wall regions. Each of them is fixed to 26 by welding, and the strain gauge 42 is fixed to the bottom surface 25 side of the intermediate member 41.

このように構成することで、歪みゲージ42を側壁領域26に直接接合することが困難な場合であっても、歪みゲージ42及び側壁領域26の双方と容易に接合することができる中間部材41をバッファとして用いることで、歪みゲージ42を側壁領域26に間接的に接合することができる。また、側壁領域26に溶接される中間部材41をできる限り外周面21b側に配置し、その底面25側に歪みゲージ42を固定することにより、領域R1と外輪軌道21a1との距離D1をより長く確保することができる。これにより、転がり軸受装置1の耐久性の低下をより抑制することができる。 With this configuration, even if it is difficult to directly join the strain gauge 42 to the side wall region 26, the intermediate member 41 that can be easily joined to both the strain gauge 42 and the side wall region 26 is provided. By using it as a buffer, the strain gauge 42 can be indirectly joined to the side wall region 26. Further, by arranging the intermediate member 41 welded to the side wall region 26 on the outer peripheral surface 21b side as much as possible and fixing the strain gauge 42 on the bottom surface 25 side thereof, the distance D1 between the region R1 and the outer ring track 21a1 is made longer. Can be secured. As a result, it is possible to further suppress a decrease in the durability of the rolling bearing device 1.

ここで、転がり軸受2に回転軸から荷重が掛かると、内輪22及び外輪21が軸方向及び周方向の少なくとも一方へ部分的に伸張する(すなわち、歪む)。ここで、「荷重」は、径方向に作用する荷重(ラジアル荷重)及び軸方向に作用する荷重(スラスト荷重又はアキシアル荷重)の少なくとも一方を含む。 Here, when a load is applied to the rolling bearing 2 from the rotating shaft, the inner ring 22 and the outer ring 21 partially extend (that is, distort) in at least one of the axial direction and the circumferential direction. Here, the "load" includes at least one of a load acting in the radial direction (radial load) and a load acting in the axial direction (thrust load or axial load).

本実施形態に係る一対の側壁領域26は、軸方向に対向している。また、中間部材41と一対の側壁領域26とを固定している一対の溶接ビード51は、互いに軸方向に間を空けて平行に位置している。このため、外輪21の軸方向に歪みが生じると、一対の側壁領域26が軸方向に離れる(又は近づく)ため、中間部材41もより大きく弾性変形する。この結果、歪みゲージ42は、軸方向の歪みを優先的に検出することができる。また、歪みゲージ42の歪みの検出方向を軸方向に揃えることで、歪みゲージ42においてより感度良く歪みを検出することができる。 The pair of side wall regions 26 according to the present embodiment face each other in the axial direction. Further, the pair of weld beads 51 fixing the intermediate member 41 and the pair of side wall regions 26 are positioned in parallel with each other with a gap in the axial direction. Therefore, when the outer ring 21 is distorted in the axial direction, the pair of side wall regions 26 are separated (or approached) in the axial direction, so that the intermediate member 41 is also elastically deformed more greatly. As a result, the strain gauge 42 can preferentially detect the strain in the axial direction. Further, by aligning the strain detection direction of the strain gauge 42 in the axial direction, the strain gauge 42 can detect the strain with higher sensitivity.

なお、一対の側壁領域26を周方向に対向させ、一対の溶接ビード51も互いに周方向に間を空けて平行に位置させる場合、歪みゲージ42は周方向の歪みを優先的に検出することができる。このように、一対の側壁領域26を対向させる方向や、溶接ビード51の形成方向により、歪みを優先的に検出することができる方向を選択することができる。 When the pair of side wall regions 26 are opposed to each other in the circumferential direction and the pair of weld beads 51 are also positioned in parallel with each other in the circumferential direction, the strain gauge 42 may preferentially detect the strain in the circumferential direction. can. In this way, it is possible to select a direction in which strain can be preferentially detected depending on the direction in which the pair of side wall regions 26 face each other and the direction in which the weld bead 51 is formed.

また、本実施形態に係るセンサ40は、歪みゲージ42を中間部材41の底面25側に固定する固定部43を有し、固定部43は、歪みゲージ42の中央部42aと、中間部材41の底面25側との間が非固定の状態で、歪みゲージ42のうち中央部42aを挟んで位置する少なくとも2箇所を、中間部材41の底面25側に固定している。 Further, the sensor 40 according to the present embodiment has a fixing portion 43 for fixing the strain gauge 42 to the bottom surface 25 side of the intermediate member 41, and the fixing portion 43 includes the central portion 42a of the strain gauge 42 and the intermediate member 41. At least two positions of the strain gauge 42 sandwiching the central portion 42a are fixed to the bottom surface 25 side of the intermediate member 41 in a non-fixed state between the bottom surface 25 side and the bottom surface 25 side.

歪みゲージ42の中央部42aは、中間部材41のうち歪みがより強く生じる部分(例えば、中間部材41のうち仮想直線VL1が通る部分)に対向させると、歪みをより感度よく検出することができる。固定部43は、当該部分を避けた位置で、歪みゲージ42の中央部42aが中間部材41と対向するように、歪みゲージ42と中間部材41とを固定する。このため、歪みゲージ42と中間部材41とを全面的に固定する場合と比べて、固定部43に発生する応力を低減することができる。これにより、固定部43の耐久性をより高くすることができる。 When the central portion 42a of the strain gauge 42 faces the portion of the intermediate member 41 where the strain is more strongly generated (for example, the portion of the intermediate member 41 through which the virtual straight line VL1 passes), the strain can be detected more sensitively. .. The fixing portion 43 fixes the strain gauge 42 and the intermediate member 41 so that the central portion 42a of the strain gauge 42 faces the intermediate member 41 at a position avoiding the portion. Therefore, the stress generated in the fixing portion 43 can be reduced as compared with the case where the strain gauge 42 and the intermediate member 41 are completely fixed. Thereby, the durability of the fixing portion 43 can be further increased.

また、固定部43は、歪みゲージ42のうち中央部42aを挟んで位置する少なくとも2箇所を固定しているため、中間部材41が歪むと、歪みゲージ42の中央部42aは、中央部42aを挟んで位置する固定部43により引っ張られる。これにより、歪みゲージ42は中間部材41をより正確に追従して変形することができ、歪みゲージ42において歪みを感度良く検出することができる。 Further, since the fixing portion 43 fixes at least two positions of the strain gauge 42 sandwiching the central portion 42a, when the intermediate member 41 is distorted, the central portion 42a of the strain gauge 42 sets the central portion 42a. It is pulled by the fixing portion 43 located sandwiched between them. As a result, the strain gauge 42 can follow and deform the intermediate member 41 more accurately, and the strain gauge 42 can detect the strain with high sensitivity.

また、本実施形態に係る検出部3は、センサ40の検出信号を転がり軸受2の外部へ取り出す配線61をさらに備える。配線61は、センサ40の底面25側に固定されている。このように構成することで、センサ40と底面25との隙間に配線61を収容することができるため、センサ40が溶接される位置を外輪軌道21a1からより遠ざけつつ、溝部24内により多くの要素を収容することができる。 Further, the detection unit 3 according to the present embodiment further includes a wiring 61 that takes out the detection signal of the sensor 40 to the outside of the rolling bearing 2. The wiring 61 is fixed to the bottom surface 25 side of the sensor 40. With this configuration, the wiring 61 can be accommodated in the gap between the sensor 40 and the bottom surface 25, so that the position where the sensor 40 is welded is further away from the outer ring track 21a1 and more elements are contained in the groove portion 24. Can be accommodated.

ここで、転がり軸受2において、回転軸からの荷重に起因する歪みは、仮想直線VL1上を中心に軸方向両端側へ伸張し、又は軸方向両端側から仮想直線VL1へ向かう方向へ収縮するように生じる傾向がある。すなわち、外輪21のうち仮想交点P3を含む部分の歪みは、外輪21の他の部分の歪みよりも大きくなる傾向がある。 Here, in the rolling bearing 2, the strain caused by the load from the rotating shaft extends toward both ends in the axial direction around the virtual straight line VL1 or contracts in the direction toward the virtual straight line VL1 from both ends in the axial direction. Tends to occur in. That is, the distortion of the portion of the outer ring 21 including the virtual intersection P3 tends to be larger than the distortion of the other portion of the outer ring 21.

本実施形態に係る一対の側壁領域26は、底面25と仮想直線VL1とが交差する仮想交点P3を軸方向(所定方向)に挟んで位置するため、側壁領域26に固定されているセンサ40をより大きく伸張又は収縮させることができる。この結果、センサ40においてより大きな歪みを発生させることができ、センサ40において歪みをより感度良く検知することができる。 Since the pair of side wall regions 26 according to the present embodiment are located so as to sandwich the virtual intersection P3 where the bottom surface 25 and the virtual straight line VL1 intersect in the axial direction (predetermined direction), the sensor 40 fixed to the side wall region 26 is used. It can be expanded or contracted more greatly. As a result, the sensor 40 can generate a larger distortion, and the sensor 40 can detect the distortion more sensitively.

また、本実施形態に係る側壁領域26は、径方向外方を含む方向に面する段面262を含み、センサ40は、段面262に溶接により固定されている。このように構成することで、センサ40を段面262に静置することができる。これにより、例えば径方向外方から溶接用のレーザ等を照射する際に狙いが定めやすくなることで、より容易にセンサ40を側壁領域26に固定することができる。また、センサ40を段面262に静置することで、センサ40の径方向の取り付け位置を決めることができ、底面25よりも外周面21b側により確実にセンサ40を取り付けることができる。さらに、段面262を設けることで、センサ40と側壁領域26とが対向する面積を大きくすることができ、溶接ビード51を大きくすることができる。これにより、より強固にセンサ40を側壁領域26へ取り付けることができる。 Further, the side wall region 26 according to the present embodiment includes a stepped surface 262 facing in a direction including the radial outer direction, and the sensor 40 is fixed to the stepped surface 262 by welding. With this configuration, the sensor 40 can be stationary on the step surface 262. This makes it easier to aim, for example, when irradiating a laser for welding from the outside in the radial direction, so that the sensor 40 can be more easily fixed to the side wall region 26. Further, by allowing the sensor 40 to stand still on the step surface 262, the mounting position of the sensor 40 in the radial direction can be determined, and the sensor 40 can be mounted more reliably on the outer peripheral surface 21b side than the bottom surface 25. Further, by providing the stepped surface 262, the area where the sensor 40 and the side wall region 26 face each other can be increased, and the weld bead 51 can be increased. As a result, the sensor 40 can be more firmly attached to the side wall region 26.

<変形例>
以上、本発明の実施形態に係る転がり軸受装置1を説明した。しかしながら、本発明の実施に関してはこれに限られず、種々の変形を行うことができる。以下、本発明の実施形態に係る変形例について、説明する。なお、以下の説明において、実施形態から変更のない部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
<Modification example>
The rolling bearing device 1 according to the embodiment of the present invention has been described above. However, the implementation of the present invention is not limited to this, and various modifications can be made. Hereinafter, a modified example according to the embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same reference numerals will be given to the parts that are not changed from the embodiments, and the description thereof will be omitted.

<第1変形例>
実施形態に係るセンサ40は、歪みを転がり軸受2から歪みゲージ42へ伝達する中間部材41を有する。しかしながら、センサ40は中間部材41を有さなくてもよい。この場合、歪みゲージをそのまま直接、側壁領域26へ溶接により固定してもよい。
<First modification>
The sensor 40 according to the embodiment has an intermediate member 41 that transmits strain from the rolling bearing 2 to the strain gauge 42. However, the sensor 40 does not have to have the intermediate member 41. In this case, the strain gauge may be directly fixed to the side wall region 26 by welding as it is.

図4は、第1変形例に係る検出部3aを示す断面図である。図4は、図2(a)と同様のXZ平面における断面を示している。検出部3aは、センサ40aと、配線62とを有する。センサ40aは、歪みゲージを含む。センサ40aの軸方向の両端部分は、溶接により溶接ビード51を形成することで、それぞれ段面262に固定されている。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing the detection unit 3a according to the first modification. FIG. 4 shows a cross section in the same XZ plane as in FIG. 2 (a). The detection unit 3a has a sensor 40a and a wiring 62. The sensor 40a includes a strain gauge. Both ends of the sensor 40a in the axial direction are fixed to the stepped surface 262 by forming a weld bead 51 by welding.

配線62は、フラットケーブル63と、フラットケーブル63をセンサ40aの底面25側の面に固定する配線固定部64とを有する。配線固定部64は、センサ40aのうち仮想直線VL1と交差する位置P4と、フラットケーブル63のうち仮想直線VL1と交差する位置P5との間が非固定の状態で、フラットケーブル63をセンサ40aに固定している。配線固定部64は、金属材料(例えば、金)から構成され、例えば拡散接合により形成される。 The wiring 62 includes a flat cable 63 and a wiring fixing portion 64 for fixing the flat cable 63 to the surface of the sensor 40a on the bottom surface 25 side. The wiring fixing portion 64 connects the flat cable 63 to the sensor 40a in a non-fixed state between the position P4 of the sensor 40a that intersects the virtual straight line VL1 and the position P5 of the flat cable 63 that intersects the virtual straight line VL1. It is fixed. The wiring fixing portion 64 is made of a metal material (for example, gold) and is formed by, for example, diffusion bonding.

センサ40aは、仮想直線VL1上の位置P4においてより大きく歪む傾向がある。本変形例に係る配線固定部64は、当該位置P4を避けた位置にフラットケーブル63を固定しているため、フラットケーブル63を全面的にセンサ40aに固定する場合と比べて、配線固定部64に発生する応力を小さくすることができ、配線固定部64の耐久性をより高くすることができる。 The sensor 40a tends to be more distorted at position P4 on the virtual straight line VL1. Since the wiring fixing portion 64 according to this modification fixes the flat cable 63 at a position avoiding the position P4, the wiring fixing portion 64 is compared with the case where the flat cable 63 is entirely fixed to the sensor 40a. The stress generated in the wiring can be reduced, and the durability of the wiring fixing portion 64 can be further increased.

本実施形態に係るセンサ40aは、中間部材41を有さないため、上記の実施形態に係るセンサ40と比べて、主に径方向の厚みを薄くすることができる。これにより、センサ40を収容するために必要な溝部24の深さを浅くすることができる。この結果、溝部24を形成することによる外輪21の厚みの低減を抑制することができ、転がり軸受2の強度の低下を抑制することができる。 Since the sensor 40a according to the present embodiment does not have the intermediate member 41, the thickness in the radial direction can be mainly reduced as compared with the sensor 40 according to the above embodiment. Thereby, the depth of the groove portion 24 required for accommodating the sensor 40 can be made shallow. As a result, it is possible to suppress a decrease in the thickness of the outer ring 21 due to the formation of the groove portion 24, and it is possible to suppress a decrease in the strength of the rolling bearing 2.

<第2変形例>
実施形態に係る側壁領域26は段面262を有し、センサ40は段面262に固定されている。しかしながら、側壁領域26は段面262を有さなくてもよい。この場合、センサ40は後述の側面27に固定されている。
<Second modification>
The side wall region 26 according to the embodiment has a step surface 262, and the sensor 40 is fixed to the step surface 262. However, the side wall region 26 does not have to have a step surface 262. In this case, the sensor 40 is fixed to the side surface 27 described later.

図5は、第2変形例に係る検出部3bを示す断面図である。図5は、図2(a)と同様のXZ平面における断面を示している。本変形例に係る一対の側壁領域26は、それぞれ側面27を有する。一対の側面27は、それぞれ軸方向に面しており、互いに向かい合っている。側面27は、径方向内方において底面25と接続し、径方向外方において外周面21bと接続している。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing the detection unit 3b according to the second modification. FIG. 5 shows a cross section in the same XZ plane as in FIG. 2 (a). Each of the pair of side wall regions 26 according to this modification has a side surface 27. The pair of side surfaces 27 face each other in the axial direction and face each other. The side surface 27 is connected to the bottom surface 25 in the radial direction and is connected to the outer peripheral surface 21b in the radial direction.

検出部3bは、センサ40と、配線61とを有する。センサ40は、中間部材41と、歪みゲージ42と、固定部43とを有し、それぞれ上記の実施形態と同様の構成を有する。中間部材41は、一対の側面27にそれぞれ溶接により固定されている。中間部材41を側面27へ固定する際には、中間部材41の軸方向両端側にそれぞれ位置する端面411を、一対の側面27とそれぞれ軸方向に対向させ、当該対向している部分へ径方向外方からレーザを照射する。これにより、中間部材41及び側面27が溶融して溶接ビード52が形成され、中間部材41が一対の側面27へ固定される。 The detection unit 3b has a sensor 40 and a wiring 61. The sensor 40 has an intermediate member 41, a strain gauge 42, and a fixing portion 43, each of which has the same configuration as that of the above embodiment. The intermediate member 41 is fixed to the pair of side surfaces 27 by welding. When fixing the intermediate member 41 to the side surface 27, the end faces 411 located on both ends in the axial direction of the intermediate member 41 face each other in the axial direction with the pair of side surfaces 27 in the radial direction. Irradiate the laser from the outside. As a result, the intermediate member 41 and the side surface 27 are melted to form the weld bead 52, and the intermediate member 41 is fixed to the pair of side surfaces 27.

なお、溶接ビード52には中間部材41と側面27以外に、溶接ビード52の母材となる金属材料が含まれていてもよい。例えば、溶接ビード52の母材となる金属材料を端面411と側面27との間に位置させている状態で、レーザの照射を行い、中間部材41、側面27及び母材を溶融させて溶接ビード52を形成するようにしてもよい。 In addition to the intermediate member 41 and the side surface 27, the weld bead 52 may contain a metal material that is a base material of the weld bead 52. For example, in a state where the metal material to be the base material of the welding bead 52 is positioned between the end face 411 and the side surface 27, laser irradiation is performed to melt the intermediate member 41, the side surface 27 and the base material, and the welding bead. 52 may be formed.

センサ40を側面27に溶接により固定することで、側壁領域26のうち溶接により焼入れ温度以上に熱される領域R2を外輪軌道21a1からより遠ざけることができる。特に、領域R2は側面27の軸方向外側に形成される。外輪21の軸方向両外側の径方向の厚みは、外輪軌道21a1が形成されていない分、軸方向内側(例えば、仮想直線VL1が通る位置)の径方向の厚みよりも厚い傾向がある。本変形例では、領域R2をより径方向に厚い軸方向外側に位置させることで、外輪21の耐久性の低下をより確実に抑制することができる。 By fixing the sensor 40 to the side surface 27 by welding, the region R2 of the side wall region 26, which is heated to the quenching temperature or higher by welding, can be further separated from the outer ring track 21a1. In particular, the region R2 is formed on the lateral side of the side surface 27 in the axial direction. The radial thickness on both outer sides of the outer ring 21 tends to be thicker than the radial thickness on the inner side in the axial direction (for example, the position where the virtual straight line VL1 passes) because the outer ring track 21a1 is not formed. In this modification, by locating the region R2 on the outer side in the axial direction, which is thicker in the radial direction, it is possible to more reliably suppress the deterioration of the durability of the outer ring 21.

<第3変形例>
図6は、第3変形例に係る検出部3cを示す断面図である。図6は、図2(a)と同様のXZ平面における断面を示している。検出部3cは、センサ40と、配線61とを有する。本変形例に係る検出部3cは、上記の実施形態に係る検出部3と比べ、溶接ビードが形成される位置が相違し、その他の点は共通する。
<Third modification example>
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the detection unit 3c according to the third modification. FIG. 6 shows a cross section in the same XZ plane as in FIG. 2 (a). The detection unit 3c has a sensor 40 and a wiring 61. The detection unit 3c according to the present modification is different from the detection unit 3 according to the above embodiment in the position where the weld bead is formed, and is common in other points.

実施形態に係る溶接ビード51は、段面262と中間部材41とに径方向に挟まれるように形成されている。しかしながら、溶接ビードが形成される位置は、これに限られない。第3変形例に係る溶接ビード53は、中間部材41の軸方向両端側にそれぞれ位置する端面411を含む領域と段面262とが溶融することで形成されている。なお、上記の実施形態と同様に、溶接ビード53には、中間部材41及び段面262を構成する金属以外に、母材となる金属材料が含まれていてもよい。 The weld bead 51 according to the embodiment is formed so as to be sandwiched in the radial direction between the step surface 262 and the intermediate member 41. However, the position where the weld bead is formed is not limited to this. The weld bead 53 according to the third modification is formed by melting a region including end faces 411 located on both ends in the axial direction of the intermediate member 41 and a step surface 262. As in the above embodiment, the weld bead 53 may contain a metal material as a base material in addition to the metal constituting the intermediate member 41 and the stepped surface 262.

本変形例では、径方向において、中間部材41は直接、段面262と接触している。このため、本変形例に係る検出部3cでは、上記の実施形態の溶接ビード51分の径方向の厚みを削減することができ、検出部3cをよりコンパクト化することができる。この結果、検出部3cを収容するために必要な溝部24の深さを浅くすることができ、転がり軸受2の耐久性の低下をより一層抑制することができる。 In this modification, the intermediate member 41 is in direct contact with the step surface 262 in the radial direction. Therefore, in the detection unit 3c according to the present modification, the thickness in the radial direction of the weld bead 51 minutes of the above embodiment can be reduced, and the detection unit 3c can be made more compact. As a result, the depth of the groove portion 24 required for accommodating the detection portion 3c can be made shallow, and the deterioration of the durability of the rolling bearing 2 can be further suppressed.

さらに、本変形例では、側壁領域26のうち溶接により側壁領域26を構成する金属の焼入れ温度以上に熱される領域R3は、中間部材41の軸方向外側に形成されるため、領域R3を外輪軌道21a1からより遠ざけることができる。これにより、外輪21の耐久性の低下をより確実に抑制することができる。 Further, in this modification, the region R3 of the side wall region 26, which is heated to a temperature equal to or higher than the quenching temperature of the metal constituting the side wall region 26 by welding, is formed on the outer side in the axial direction of the intermediate member 41. It can be further away from 21a1. As a result, it is possible to more reliably suppress the decrease in durability of the outer ring 21.

<第4変形例>
図7から図9は、第4変形例に係る検出部3dの説明図である。図7は、図2(a)と同様のXZ平面における検出部3dの断面図である。図8は、図3と同様のXY平面における検出部3dの平面図である。図9は、図8の矢印IXで示す切断線により切断したYZ平面における検出部3dの断面図である。
<Fourth modification>
7 to 9 are explanatory views of the detection unit 3d according to the fourth modification. FIG. 7 is a cross-sectional view of the detection unit 3d in the same XZ plane as in FIG. 2A. FIG. 8 is a plan view of the detection unit 3d in the same XY plane as in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of the detection unit 3d in the YZ plane cut by the cutting line indicated by the arrow IX of FIG.

図7を参照する。検出部3dは、センサ40bと、配線65とを有する。センサ40bは、中間部材41と、歪みゲージ420と、固定部43とを有する。本変形例に係る検出部3dは、上記の実施形態に係る検出部3と比べ、歪みゲージ420及び配線65の配置が相違し、その他の点は共通する。また、本変形例において、溝部24は、図8に示すように外周面21bのうち検出部3dが取り付けられる位置及びその周辺にのみ設けられている。なお、溝部24は、上記の実施形態と同様に外周面21bの全周にわたって設けられていてもよい。 See FIG. 7. The detection unit 3d has a sensor 40b and a wiring 65. The sensor 40b has an intermediate member 41, a strain gauge 420, and a fixing portion 43. The detection unit 3d according to this modification is different from the detection unit 3 according to the above embodiment in the arrangement of the strain gauge 420 and the wiring 65, and is common in other points. Further, in this modification, the groove portion 24 is provided only at the position where the detection portion 3d is attached and around the outer peripheral surface 21b as shown in FIG. The groove portion 24 may be provided over the entire circumference of the outer peripheral surface 21b as in the above embodiment.

図9を参照する。歪みゲージ420の一部領域は、上記の実施形態と同様に、中間部材41と径方向において対向している(以下、当該領域を「第1領域」と称する。)。一方で、歪みゲージ420の他の一部領域は、径方向において中間部材41と対向していない(以下、当該領域を「第2領域」と称する。)。第2領域は、周方向(所定方向と交差する方向)において、中間部材41よりも突出している領域である。 See FIG. A part of the strain gauge 420 faces the intermediate member 41 in the radial direction as in the above embodiment (hereinafter, the region is referred to as a “first region”). On the other hand, the other partial region of the strain gauge 420 does not face the intermediate member 41 in the radial direction (hereinafter, the region is referred to as a "second region"). The second region is a region that protrudes from the intermediate member 41 in the circumferential direction (direction intersecting the predetermined direction).

歪みゲージ420は、歪みを検出する検出領域420aと、検出領域420aにおいて検出した検出信号を外部へ取り出すための端子領域420bとを有する。検出領域420aは、歪みゲージ420のうち第1領域内に設けられている。端子領域420bは、歪みゲージ420のうち第2領域内に設けられている。 The strain gauge 420 has a detection region 420a for detecting strain and a terminal region 420b for extracting a detection signal detected in the detection region 420a to the outside. The detection region 420a is provided in the first region of the strain gauge 420. The terminal region 420b is provided in the second region of the strain gauge 420.

固定部43は、検出領域420aと中間部材41とが非固定の状態で、歪みゲージ420のうち検出領域420aを挟んで位置する少なくとも2箇所(本変形例では、4箇所)を、中間部材41の底面25側に固定している。 The fixing portion 43 has at least two locations (four locations in this modification) of the strain gauge 420 located across the detection region 420a in a state where the detection region 420a and the intermediate member 41 are not fixed, and the intermediate member 41 is provided. It is fixed to the bottom surface 25 side of.

配線65は、歪みゲージ420の検出信号を外部へ取り出すための配線であり、例えばフラットケーブルである。配線65の一端65aは、歪みゲージ420のうち端子領域420bの外周面21b側(すなわち、底面25とは反対側)に固定されている。端子領域420bは、径方向において中間部材41と対向していないため、配線65の一端65aを端子領域420bの外周面21b側に固定する場合であっても、中間部材41と配線65とは干渉しない。なお、配線65の径方向の厚みが中間部材41と歪みゲージ420との径方向の隙間よりも薄い場合、配線65の一端65aは、歪みゲージ420のうち第1領域の外周面21b側に固定されていてもよい。 The wiring 65 is a wiring for taking out the detection signal of the strain gauge 420 to the outside, and is, for example, a flat cable. One end 65a of the wiring 65 is fixed to the outer peripheral surface 21b side (that is, the side opposite to the bottom surface 25) of the terminal region 420b in the strain gauge 420. Since the terminal region 420b does not face the intermediate member 41 in the radial direction, the intermediate member 41 and the wiring 65 interfere with each other even when one end 65a of the wiring 65 is fixed to the outer peripheral surface 21b side of the terminal region 420b. do not do. When the radial thickness of the wiring 65 is thinner than the radial gap between the intermediate member 41 and the strain gauge 420, one end 65a of the wiring 65 is fixed to the outer peripheral surface 21b side of the first region of the strain gauge 420. It may have been done.

以上のように、本変形例に係るセンサ40bは、歪みを検出する歪みゲージ420と、転がり軸受の歪みを歪みゲージ420へ伝達する中間部材41と、を有し、中間部材41は、底面25と転がり軸受の径方向に隙間を空けて、一対の側壁領域26にそれぞれ溶接により固定され、歪みゲージ420は、中間部材41の底面25側に固定されている。このように構成することで、中間部材41が溶接される位置を底面25よりも外周面21b側にすることができる。 As described above, the sensor 40b according to the present modification has a strain gauge 420 for detecting strain and an intermediate member 41 for transmitting the strain of the rolling bearing to the strain gauge 420, and the intermediate member 41 has a bottom surface 25. The strain gauge 420 is fixed to the bottom surface 25 side of the intermediate member 41 by welding to each of the pair of side wall regions 26 with a gap in the radial direction of the rolling bearing. With this configuration, the position where the intermediate member 41 is welded can be set closer to the outer peripheral surface 21b than the bottom surface 25.

また、本変形例では、センサ40bの検出信号を転がり軸受の外部へ取り出す配線65をさらに備え、配線65は、歪みゲージ420の外周面21b(周面)側に固定されている。このように構成することで、センサ40b及び配線65の径方向の厚みをより薄くすることができる。これにより、検出部3dを収容するために必要な溝部24の深さを浅くすることができ、外輪21の耐久性の低下をより確実に抑制することができる。 Further, in this modification, a wiring 65 for taking out the detection signal of the sensor 40b to the outside of the rolling bearing is further provided, and the wiring 65 is fixed to the outer peripheral surface 21b (peripheral surface) side of the strain gauge 420. With this configuration, the thickness of the sensor 40b and the wiring 65 in the radial direction can be further reduced. As a result, the depth of the groove portion 24 required for accommodating the detection portion 3d can be made shallow, and the deterioration of the durability of the outer ring 21 can be more reliably suppressed.

さらに、本変形例に係る配線65は、歪みゲージ420のうち中間部材41と径方向に対向しない領域に固定されているため、検出部3dの径方向の厚みをより薄くしつつ、配線65と中間部材41との干渉を防止することができる。これにより、検出部3dをよりコンパクト化することができる。 Further, since the wiring 65 according to this modification is fixed to the region of the strain gauge 420 that does not face the intermediate member 41 in the radial direction, the wiring 65 and the wiring 65 are made thinner in the radial direction of the detection unit 3d. Interference with the intermediate member 41 can be prevented. As a result, the detection unit 3d can be made more compact.

<その他>
なお、図1に示すように、本実施形態において転がり軸受装置1は1個の検出部3のみを備えるが、本発明の実施に関してはこれに限られず、複数の検出部3が設けられてもよい。
<Others>
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the rolling bearing device 1 includes only one detection unit 3, but the present invention is not limited to this, and even if a plurality of detection units 3 are provided. good.

上記の実施形態及び変形例においては、転がり軸受2がラジアルコンタクトの玉軸受である場合について説明した。しかしながら、転がり軸受2は、アキシアルコンタクトの玉軸受、アンギュラコンタクトのラジアル玉軸受、又はアンギュラコンタクトのスラスト玉軸受であってもよい。いずれの転がり軸受であっても、仮想交点P3は上記の実施形態(ラジアルコンタクトの玉軸受)と同様の方法で決定する。 In the above-described embodiment and modification, the case where the rolling bearing 2 is a ball bearing of radial contact has been described. However, the rolling bearing 2 may be an axial contact ball bearing, an angular contact radial ball bearing, or an angular contact thrust ball bearing. In any rolling bearing, the virtual intersection P3 is determined by the same method as in the above embodiment (radial contact ball bearing).

以上のとおり開示した実施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。つまり、本発明の転がり軸受装置は、図示する形態に限られず、本発明の範囲内において他の形態であってもよい。 The embodiments disclosed as described above are exemplary in all respects and are not restrictive. That is, the rolling bearing device of the present invention is not limited to the illustrated form, and may be another form within the scope of the present invention.

1:軸受装置、 2:軸受、 21:外輪、 21a:内周面、 21a1:外輪軌道、
21b:外周面、 22:内輪、 22a:内周面、 22b:外周面、
22b1:内輪軌道、 23:転動体、 24:溝部、 25:底面、
26:側壁領域、 261:第1側面、 262:段面、 263:第2側面、
27:側面、 3:検出部、 3a:検出部、 3b:検出部、 3c:検出部、
3d:検出部、 40:センサ、 40a:センサ、 40b:センサ、
41:中間部材、 411:端面、 42:歪みゲージ、 42a:中央部、
420:歪みゲージ、 420a:検出領域、 420b:端子領域、
43:固定部、 51:溶接ビード、 52:溶接ビード、 53:溶接ビード、
61:配線、 61a:一端、 61b:他端、 62:配線、
63:フラットケーブル、 64:配線固定部、 65:配線、 65a:一端、
7:ハウジング、 9:軸受、 91:外輪、 91a:内周面、
91a1:外輪軌道、 91b:外周面、 91c:溝部、 92:内輪、
93:転動体、 94:センサ、 92b:外周面、 92b1:内輪軌道、
95:中間部材、 96:歪みゲージ、 97:配線、 98:ハウジング、
C1:中心線、 P1:第1点、 P2:第2点、 VL1:仮想直線、
P3:仮想交点、 W1:幅、 W2:幅、 P4:位置、 P5:位置、
R1:領域、 R2:領域、 R3:領域、 R9:領域、 D1:距離、
D9:距離
1: Bearing device, 2: Bearing, 21: Outer ring, 21a: Inner peripheral surface, 21a1: Outer ring track,
21b: outer peripheral surface, 22: inner ring, 22a: inner peripheral surface, 22b: outer peripheral surface,
22b1: Inner ring track, 23: Rolling element, 24: Groove, 25: Bottom,
26: Side wall area, 261: 1st side surface, 262: Step surface, 263: 2nd side surface,
27: Side surface, 3: Detection unit, 3a: Detection unit, 3b: Detection unit, 3c: Detection unit,
3d: detector, 40: sensor, 40a: sensor, 40b: sensor,
41: Intermediate member, 411: End face, 42: Strain gauge, 42a: Central part,
420: Strain gauge, 420a: Detection area, 420b: Terminal area,
43: Fixed part, 51: Welded bead, 52: Welded bead, 53: Welded bead,
61: Wiring, 61a: One end, 61b: The other end, 62: Wiring,
63: Flat cable, 64: Wiring fixing part, 65: Wiring, 65a: One end,
7: Housing, 9: Bearing, 91: Outer ring, 91a: Inner peripheral surface,
91a1: Outer ring track, 91b: Outer peripheral surface, 91c: Groove, 92: Inner ring,
93: Rolling element, 94: Sensor, 92b: Outer peripheral surface, 92b1: Inner ring track,
95: Intermediate member, 96: Strain gauge, 97: Wiring, 98: Housing,
C1: Center line, P1: 1st point, P2: 2nd point, VL1: Virtual straight line,
P3: Virtual intersection, W1: Width, W2: Width, P4: Position, P5: Position,
R1: region, R2: region, R3: region, R9: region, D1: distance,
D9: Distance

Claims (8)

内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道及び前記内輪軌道の間に介在する複数の転動体と、を有する転がり軸受と、
前記転がり軸受の状態を検出するセンサと、
を備え、
前記外輪の外周面又は前記内輪の内周面のうち少なくとも一方の周面には、前記センサを前記周面から突出しないように収容する溝部が形成され、
前記溝部は、底面と、前記転がり軸受の軸方向及び周方向の少なくとも一方を含む所定方向に対向する一対の側壁領域と、を有し、
前記センサは、前記底面と前記転がり軸受の径方向に隙間を空けて、一対の前記側壁領域にそれぞれ溶接により固定されている、
転がり軸受装置。
A rolling bearing having an outer ring having an outer ring track on the inner peripheral surface, an inner ring having an inner ring track on the outer peripheral surface, and a plurality of rolling elements interposed between the outer ring track and the inner ring track.
A sensor that detects the state of the rolling bearing and
Equipped with
A groove for accommodating the sensor so as not to protrude from the peripheral surface is formed on at least one peripheral surface of the outer peripheral surface of the outer ring or the inner peripheral surface of the inner ring.
The groove has a bottom surface and a pair of side wall regions facing in a predetermined direction including at least one of the axial direction and the circumferential direction of the rolling bearing.
The sensor is fixed to the pair of side wall regions by welding with a gap between the bottom surface and the rolling bearing in the radial direction.
Rolling bearing device.
前記センサは、歪みを検出する歪みゲージと、前記転がり軸受の歪みを前記歪みゲージへ伝達する中間部材と、を有し、
前記中間部材は、一対の前記側壁領域にそれぞれ溶接により固定され、
前記歪みゲージは、前記中間部材の前記底面側に固定されている、
請求項1に記載の転がり軸受装置。
The sensor has a strain gauge for detecting strain and an intermediate member for transmitting the strain of the rolling bearing to the strain gauge.
The intermediate member is fixed to the pair of side wall regions by welding, respectively.
The strain gauge is fixed to the bottom surface side of the intermediate member.
The rolling bearing device according to claim 1.
前記センサは、前記歪みゲージを前記中間部材の前記底面側に固定する固定部を有し、
前記固定部は、前記歪みゲージの中央部と、前記中間部材の前記底面側との間が非固定の状態で、前記歪みゲージのうち前記中央部を挟んで位置する少なくとも2箇所を、前記中間部材の前記底面側に固定している、
請求項2に記載の転がり軸受装置。
The sensor has a fixing portion for fixing the strain gauge to the bottom surface side of the intermediate member.
The fixed portion is in a state where the central portion of the strain gauge and the bottom surface side of the intermediate member are not fixed, and at least two locations of the strain gauge located across the central portion are located in the middle. Fixed to the bottom side of the member,
The rolling bearing device according to claim 2.
前記センサの検出信号を前記転がり軸受の外部へ取り出す配線をさらに備え、
前記配線は、前記センサの前記底面側に固定されている、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の転がり軸受装置。
Further provided with wiring for taking out the detection signal of the sensor to the outside of the rolling bearing.
The wiring is fixed to the bottom surface side of the sensor.
The rolling bearing device according to any one of claims 1 to 3.
前記センサの検出信号を前記転がり軸受の外部へ取り出す配線をさらに備え、
前記配線は、前記歪みゲージの前記周面側に、前記周面から突出しないように固定されている、
請求項2又は請求項3に記載の転がり軸受装置。
Further provided with wiring for taking out the detection signal of the sensor to the outside of the rolling bearing.
The wiring is fixed to the peripheral surface side of the strain gauge so as not to protrude from the peripheral surface.
The rolling bearing device according to claim 2 or 3.
前記底面は、前記転動体が前記外輪軌道に接する第1点と前記転動体が前記内輪軌道に接する第2点とを通る仮想直線と交差し、
一対の前記側壁領域は、前記底面と前記仮想直線とが交差する仮想交点を前記所定方向に挟んで位置する、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の転がり軸受装置。
The bottom surface intersects a virtual straight line passing through a first point where the rolling element contacts the outer ring track and a second point where the rolling element contacts the inner ring track.
The pair of side wall regions are located so as to sandwich a virtual intersection where the bottom surface and the virtual straight line intersect in the predetermined direction.
The rolling bearing device according to any one of claims 1 to 5.
前記側壁領域は、前記径方向の外方を含む方向に面する段面を含み、
前記センサは、前記段面に溶接により固定されている、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の転がり軸受装置。
The side wall region includes a stepped surface facing in a direction including the radial outer side.
The sensor is fixed to the step surface by welding.
The rolling bearing device according to any one of claims 1 to 6.
前記側壁領域は、前記所定方向に面する側面を含み、
前記センサは、前記側面に溶接により固定されている、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の転がり軸受装置。
The side wall region includes the side surface facing in the predetermined direction.
The sensor is fixed to the side surface by welding.
The rolling bearing device according to any one of claims 1 to 6.
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