JP2023047504A - Bearing device and maintenance method of bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、軸受装置、および軸受装置の保守方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a bearing device and a method for maintaining the bearing device.
軸受に発電機、センサ、および無線通信機能を実装した軸受装置(ワイヤレスセンサ付き軸受)において、センサを交換する際に、軸受ごと交換する必要がないセンサ取付構造が知られている。 2. Description of the Related Art In a bearing device (bearing with wireless sensor) in which a generator, a sensor, and a wireless communication function are mounted on a bearing, there is known a sensor mounting structure that eliminates the need to replace the entire bearing when replacing the sensor.
特開2017-48846号公報(特許文献1)に開示されている取付構造は、内輪、外輪、および転動体を備えた転がり軸受に、軸受周りの状態量を検出するためのセンサを取付ける構造である。特許文献1では、内輪および外輪の少なくとも一方の外周面または内周面の軸受軸線方向端部に軸受軸線と同軸の軸受側ネジ部として軸受内輪側雌ネジ部、軸受外輪側雄ネジ部を形成する。特許文献1では、さらに、それらの軸受側ネジ部に螺合するセンサ側ネジ部としてトーンリング側雄ネジ部、カバー側雌ネジ部を形成し、軸受側ネジ部およびセンサ側ネジ部を螺合して転がり軸受にセンサを取付ける。特許文献1には、センサを交換する場合、軸受側ネジ部とセンサ側ネジ部との螺合を解除して行うことが開示されている。 The mounting structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-48846 (Patent Document 1) is a structure in which a sensor for detecting state quantities around the bearing is mounted on a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, and rolling elements. be. In Patent Document 1, a bearing inner ring side female threaded portion and a bearing outer ring side male threaded portion are formed as bearing side threaded portions coaxial with the bearing axis on the outer peripheral surface of at least one of the inner ring and the outer ring or on the end portion of the inner peripheral surface in the axial direction of the bearing. do. In Patent Document 1, a tone-ring-side male screw portion and a cover-side female screw portion are formed as sensor-side screw portions to be screwed to the bearing-side screw portions, and the bearing-side screw portion and the sensor-side screw portion are screwed together. and install the sensor on the rolling bearing. Patent Literature 1 discloses that when a sensor is replaced, the threaded portion on the bearing side and the threaded portion on the sensor side are disengaged from each other.
特許文献1に開示されている取付構造を用いれば、センサを交換する場合に、ネジの螺合を解除すればよく、軸受ごと交換する必要はない。特許文献1の取付構造によれば、軸受の損傷により軸受の交換が必要になった場合でも、センサ、トーンリング、カバーを軸受から取外してこれらの部品を再利用することができる。 If the mounting structure disclosed in Patent Document 1 is used, when the sensor is to be replaced, it is only necessary to unscrew the screw, and it is not necessary to replace the entire bearing. According to the mounting structure of Patent Document 1, even if the bearing needs to be replaced due to damage, the sensor, tone ring, and cover can be removed from the bearing and these parts can be reused.
しかしながら、特許文献1の取付構造では、軸受の外輪、内輪、およびセンサを実装するカバーにねじ切り加工が必要になる。また、特許文献1の取付構造では、回転によりネジ締結が緩まないように回転方向が制限される場合があり、使用用途が限定される。 However, in the mounting structure of Patent Literature 1, thread cutting is required for the outer ring, inner ring, and sensor mounting cover of the bearing. In addition, in the mounting structure of Patent Document 1, the direction of rotation may be restricted so that the screw fastening is not loosened due to rotation, and the usage is limited.
本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、軸受装置への加工を最小限に留めつつ、軸受が損傷して交換が必要になった場合に、容易に他の部品を再利用することが可能な軸受装置および軸受装置の保守方法を提供することである。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to minimize the work on the bearing device and easily replace the bearing when it is damaged and needs to be replaced. Another object of the present invention is to provide a bearing device and a maintenance method for the bearing device, in which other parts can be reused.
本開示の第1の態様は、静止輪、回転輪および転動体を含む少なくとも1つの軸受を備える軸受装置に関する。軸受装置は、静止輪および回転輪のうちのいずれか一方に固定される固定部材と、静止輪および回転輪のうちのいずれか他方に、固定部材に対向するように固定されるロータと、固定部材に実装され、軸受の状態に関する情報を外部に送信する回路基板と、を備える。固定部材またはロータの少なくとも一方に、治具が係合する係合部が形成されている。 A first aspect of the present disclosure relates to a bearing device comprising at least one bearing including a stationary ring, a rotating ring and rolling elements. The bearing device comprises: a fixed member fixed to one of the stationary ring and the rotating ring; a rotor fixed to the other of the stationary ring and the rotating ring so as to face the fixed member; a circuit board that is mounted on the member and transmits information about the condition of the bearing to the outside. At least one of the fixed member and the rotor is formed with an engaging portion with which the jig is engaged.
本開示の第2の態様は、固定部材の係合部に治具を引っかけて軸受から取り外した固定部材を他の軸受に固定する、軸受装置の保守方法に関する。 A second aspect of the present disclosure relates to a maintenance method for a bearing device, in which a jig is hooked to an engaging portion of a fixing member to fix the fixing member removed from the bearing to another bearing.
本開示の第3の態様は、ロータの係合部に治具を引っかけて軸受から取り外した磁気リングを他の軸受に固定する、軸受装置の保守方法に関する。 A third aspect of the present disclosure relates to a maintenance method for a bearing device, in which a magnetic ring removed from a bearing is fixed to another bearing by hooking a jig on the engaging portion of the rotor.
本開示によれば、軸受装置への加工を最小限に留めつつ、軸受が損傷して交換が必要になった場合に、容易に他の部品を再利用することが可能な軸受装置および軸受装置の保守方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present disclosure, a bearing device and a bearing device that can easily reuse other parts when the bearing is damaged and needs to be replaced while minimizing the processing of the bearing device maintenance method can be provided.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本開示の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されている。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiments described below, when referring to the number, amount, etc., the scope of the present disclosure is not necessarily limited to the number, amount, etc., unless otherwise specified. The same reference numbers are given to the same parts and equivalent parts, and redundant description may not be repeated. It is planned from the beginning to use the configurations in the embodiments in combination as appropriate.
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1の軸受装置1の断面図であり、図2は、実施の形態1の係合部21周辺の拡大図である。図1に示す軸受装置1として、ワイヤレスセンサ付き軸受を例示する。軸受装置1は、軸受Bと、外環7と、磁気リング8と、ステータ9と、回路基板10とを備える。軸受Bは、外輪(静止輪)2と、内輪(回転)3と、転動体4と、保持器5と、シール6とを含む。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a bearing device 1 according to Embodiment 1, and FIG. 2 is an enlarged view around an
外環7は、円筒状に形成され、外輪2の内径部に圧入により固定される。外環7の円筒部7aの外径面には、係合部21が形成される。外環7の円筒部7aの外径は、外輪2の外径と同じ大きさである。なお、外環7の円筒部7aの外径は、外輪2の外径よりもわずかに小さく形成してもよい。外環7の内径面には、断熱部11が固定される。
The
断熱部11には、隔壁11aが設けられる。断熱部11には、軸受B側と反軸受側とに2つの空間が形成される。軸受B側の端面11bは、外環7の垂直部7bに当接する。ロータとして機能する磁気リング8は、内輪3の外径面に固定される。ステータ9は、断熱部11の隔壁11aの反軸受側の空間に、磁気リング8と対向するように固定される。ステータ9は、断熱部11を介して外環7に固定されている。なお、軸受装置1では、端面11bを設けずに、軸受B側に空間を設けてもよい。具体的に、軸受装置1では、隔壁11aと兼用した断面L字形状とした断熱部11を外環7に固定し、深さを調節することで軸受B側に空間を設ければよい。
A
回路基板10は、軸受Bの外輪2の端面に隣接する外環7の端面(垂直面)に、ねじまたは接着剤等で固定される。回路基板10は、断熱部11の隔壁11aと外環7の垂直部7bとにより挟まれた軸受B側空間に配置される。ステータ9の外側端面には、蓋12が配置される。蓋12は、外環7の内径面に圧入または接着固定される。蓋12は、放熱部12aおよび断熱層12bを有する二層構造に構成される。放熱部12aは、ステータ9と当接する内径側に配置され、熱伝導率が高い金属材料(たとえばアルミニウム、銅、鉄材など)で形成される。断熱層12bは、外径側に配置され、熱伝導率が低い断熱材料(たとえば樹脂などの絶縁材料)で形成されている。なお、蓋12は、全体を樹脂などの絶縁部材(非導電性部材)で製作されてもよい。
The
磁気リング8とステータ9とで発電機Gが構成される。発電機Gは、クローポール発電機である。軸受Bは、たとえば、転動体4を玉とした深溝玉軸受であり、ここでは内輪3を回転輪とし、外輪2を静止輪とした内輪回転タイプを一例として説明する。
A generator G is composed of the
ロータとして機能する磁気リング8は、芯金8aと多極磁石8bとを含み、内輪(回転輪)3に固定される。多極磁石8bは、たとえば磁性粉とゴムとを混練した磁性材料を芯金8aに加硫接着してから、N極とS極とを周方向に交互に着磁したものである。
A
ステータ9は、2つの同じ形状の磁性体リング部材13(13-1,13-2)と、ボビン14と、コイル15とを含む。ボビン14には、コイル15の巻線が周方向に複数回巻かれている。ここではボビン14を使用する例を示すが、ボビン14を使用しない空芯コイルを使用してステータ9を構成してもよい。
The
回路基板10には、発電機Gで生成される交流電力を整流して直流に変える電源回路16と、軸受Bの状態を監視するセンサ17と、センサ17の出力を無線で外部に送信するワイヤレス通信回路20とが実装される。センサ17は、温度センサ18と、加速度センサ19とを含む。温度センサ18は、軸受Bに近い位置に配置できるよう、回路基板10の裏面に実装される。温度センサ18は、外環7の垂直部7bに設けた凹部7c(溝または孔)に挿入される。回路基板10は、複数のセンサが取付けられた高価な部材である。
The
コイル15の巻き始めと巻き終わりの図示しない各端部は、蓋12の側面に設けた溝12cと断熱部11の外周に設けた溝11cとを経由して回路基板10に接続される。なお、図1では、コイル15の各端部の引き回しは省略する。内輪3が回転することによって発電機Gから出力される交流電力は、電源回路16で直流に変換される。回路基板10の表面には、樹脂等の保護膜が塗布されてもよい。
The winding start and winding end portions (not shown) of the
ワイヤレス通信回路20を実装した回路基板10は、断熱部11と対向して配置される。断熱部11として熱伝導率が低い樹脂などの絶縁体(非導電性材料)を使用し、蓋12の外周面に形成される断熱層12bに絶縁体材料を使用することで、外環7とステータ9との間には、円筒状の絶縁体が形成される。これにより、ワイヤレス通信回路20は、金属などの導電性材料で密閉されない構造となるので、アンテナ部20aを用いて無線通信が可能となる。なお、ワイヤレス通信回路20を別基板(図示なし)として形成し、蓋12とステータ9との間に配置してもよい。この場合、蓋12において、ワイヤレス通信回路20のアンテナ部20aと対向する部分の材料は、絶縁部材にするのが好ましい。
The
発電機Gのステータ9は、断熱部11により外環7などの金属部材とは熱的に絶縁される。内輪3に固定された磁気リング8が回転して発電する際に発生するステータ9の鉄損等による発熱は、直接、軸受B側に熱伝導しない。このため、軸受Bの回転に伴う発熱のみを温度センサ18で検出することができる。
The
軸受Bにおいて磁気リング8が固定される側には、シール6が配置されていない。しかしながら、磁気リング8とステータ9を覆う蓋12が設けられ、部品間隙間が狭くなっているため、ラビリンスシール(非接触シール)構造となり、異物等の侵入を防止することができる。
The
蓋12は、熱伝導率が高い放熱部12aと、その外周に熱伝導率が低い断熱層12bとを有する2層構造に形成されている。蓋12には、ステータ9を冷却するための放熱部12aの体積および表面積を大きくするために、磁気リング8の芯金8aの内径側に回り込む折り返し部12dが設けられている。折り返し部12dにより、蓋12のシール性が向上する。
The
ステータ9の端面は、放熱部12aと当接しているため、ステータ9によって生じた熱を放熱部12aで効率的に外部に放熱することができる。断熱層12bは、放熱部12aの温度が、外環7に直接伝わらないようにするので、ステータ9によって生じた熱が軸受Bに影響しないようにすることができる。放熱部12aと断熱層12bとにより、軸受Bへの伝熱を抑制しながら、ステータ9を効果的に冷却することができる。放熱部12aの外側面に図示しない溝を形成して表面積を増やすことによって、放熱性をさらに向上させることができる。
Since the end surface of the
図2に示すように、外環7の円筒部7aの外径面には、外輪2から外環7を外すための外し部として機能する係合部21が形成される。係合部21には、回転軸に対して略垂直な面を有する段差部21aが設けられている。たとえば、マイナスドライバ等の図示しない治具により係合部21の段差部21aを軸受B側とは反対方向に押す、あるいは叩くことにより外輪2から外環7を外すことができる。このように、発電機Gのステータ9とセンサ17を含む回路基板10とを内蔵した外環7は、センサユニット22として外輪2から取り外しことができる。
As shown in FIG. 2 , an engaging
軸受装置1の軸受Bは、転走面に剥離などの損傷が発生して交換が必要になる場合がある。センサユニット22は、接着固定されておらず、治具により段差部21aを押圧するか衝撃を加えることにより容易に外輪2から取り外すことができる。取り外したセンサユニット22は、新たな軸受Bに装着することで再利用することができる。このように、軸受装置1は、軸受装置1への加工を最小限に留めつつ、軸受Bが損傷して交換が必要になった場合に、容易に他の部品を再利用することができる。外環7を含むセンサユニット22の再利用により、交換費用を削減することができる。
The bearing B of the bearing device 1 may need to be replaced due to damage such as peeling on the rolling surface. The
実施の形態1は、外環7の係合部21に治具を引っかけて軸受Bから取り外した外環7を他の軸受Bに固定する、軸受装置1の保守方法に関する。このような保守方法によって、軸受装置1への加工を最小限に留めつつ、軸受Bが損傷して交換が必要になった場合に、容易に外環7を含むセンサユニット22を再利用することができる。
Embodiment 1 relates to a maintenance method for the bearing device 1, in which the
図3は、発電機Gの概略構成を示す図である。発電機Gは、クローポール型発電機である。磁気ロータは、リング状の多極磁石8bにより構成される。ステータ9は、コイル15とそれを取り囲む磁気ヨークにより構成される。磁気ヨークは、磁性体リング部材13(13-1,13-2)によって構成される。多極磁石8bのN極から出た磁束は、磁極である爪13bから磁気ヨークに入り、コイルの周りを回って隣接する爪13bより多極磁石8bのS極に入る。磁気ロータの回転角度によって多極磁石8bのN極とS極との位置が入れ替わると磁束の向きが逆になる。このようにして発生する交番磁界により、コイル15の両端に交流電圧が発生する。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the generator G. As shown in FIG. Generator G is a claw pole generator. The magnetic rotor is composed of a ring-shaped
図4および図5を用いて、ステータ9の構造を説明する。図4は、同じ形状の磁性体リング部材13を2つ対向配置した状態を示す図である。実際には、2つの磁性体リング部材13-1,13-2で挟まれる空間にはコイル15を巻いたボビン14が収納されるが、説明を容易にするために、ここではコイル15を巻いたボビン14は省略されている。図5は、2つの磁性体リング部材13を嵌合した状態を示す図である。
The structure of the
磁性体リング部材13(13-1,13-2)の内周端には、軸に向けて開口する溝13aと爪13bとが交互に櫛歯状に形成される。磁性体リング部材13(13-1,13-2)の端面13fには、凹部13cと凸部13dが形成される。磁性体リング部材13では、同一形状の2つの磁性体リング部材13-1と磁性体リング部材13-2とを対向させ、爪13bが交互に配置するようにしたときに、一方の磁性体リング部材13-1の凹部13cに対して他方の磁性体リング部材13-2の凸部13dが配置されるように設計されることで凹部13cと凸部13dとが係合する。
At the inner peripheral end of the magnetic ring member 13 (13-1, 13-2),
各磁性体リング部材13に設けられた爪13bが交互に配置されるように、各磁性体リング部材13の端面13fに設けた凹部13cと凸部13dとが嵌合される。このようにすれば、各磁性体リング部材13の爪13bと爪13bとの隙間が均一になるように配置することが容易になる。また、凹部13cと凸部13dとが周方向に複数配置されているため、磁性体リング部材13同士が周方向にずれることなく、位置を固定することができる。
The
なお、磁気リング8のN極とS極との着磁極数および磁極ピッチは等しい。また、磁性体リング部材13の側面に設けた穴13eは、コイル15の端部を外部に引き出すために使用される。
The N pole and S pole of the
図1に示す軸受装置1は、軸受Bに近い位置に回路基板10が固定されている。このため、軸受装置1は、回路基板10に実装した加速度センサ19により、軸受Bが原因で発生する振動による加速度を、当該振動が減衰する前に測定することができる。そして、測定した加速度に基づく異常診断において、減衰の少ない信号を用いて診断ができるため、軸受Bの異常を正確に診断することが可能となる。
A
軸受装置1は、ステータ9と外環7とが断熱部11により熱的に絶縁されている。このため、軸受装置1は、ステータ9で発生する熱の影響を受けず、回路基板10に実装した温度センサ18により、軸受Bの温度上昇を正確に監視することができる。軸受装置1には、ステータ9の外側端面と当接する部分に熱伝導率に優れ放熱性が良好な放熱部12aを有する蓋12が設けられているため、ステータ9で生じた熱を外部に効果的に放出することができる。軸受装置1の蓋12には、放熱部12aの外周に熱伝導率が低く断熱性に優れる絶縁体からなる断熱層12bが設けられているため、放熱部12aの温度が外環7に直接伝わらないようにし、ステータ9で生じた熱が軸受Bに影響しないようにすることができる。
In the bearing device 1 , the
センサ出力をワイヤレスで通信する場合、ワイヤレス通信回路20を実装した回路基板10において、少なくともアンテナ部20aは、軸方向にステータ9と重ならない位置で断熱部11と対向させるのが好ましい。断熱部11、断熱層12bに樹脂などの絶縁体(非導電性材料)を用いることにより、外環7とステータ9との間にリング状の絶縁体の層が形成される。絶縁体の層として電波を通すものを用いることにより、ワイヤレス通信回路20は、金属などの導電性材料で密閉されない構造となり、無線通信が可能になる。
When the sensor output is wirelessly communicated, it is preferable that at least the
軸受装置1では、発電機Gとしてクローポール発電機を例として説明したが、これ以外の発電機を用いても構わない。軸受装置1は、軸受Bの外輪2を回転部材に固定し回転輪とし、内輪3を静止部材に固定し静止輪としてもよい。
In the bearing device 1, the claw-pole generator was described as an example of the generator G, but other generators may be used. In the bearing device 1, the
軸受装置1において、ステータ9と対向する磁気リング8の表面を断熱コーティングすることによって、ステータ9からの放射熱による温度上昇を抑え、内輪3に熱が伝達されることを抑制してもよい。
In the bearing device 1 , a heat insulating coating may be applied to the surface of the
図6は、取り外したセンサユニット22を新しい磁気リング付軸受23に装着する様子を示す図である。新品の軸受Bの内輪3に新品の磁気リング8を固定した磁気リング付軸受23を準備する。使用済み軸受装置1から取り外したセンサユニット22を新しい磁気リング付軸受23の外輪2に圧入固定して再利用する。これにより、軸受装置1の新規製作費用を低減できる。
FIG. 6 is a diagram showing how the removed
実施の形態1の軸受装置1は、センサユニット22が外輪2に圧入固定される構造である。これにより、軸受Bにねじ切り加工などの機械加工は不要となり、コンパクトな構成にすることができる。実施の形態1の軸受装置1は、係合部21の段差部21aに軸受B側とは反対方向に外力を加えることにより容易にセンサユニット22を外すことができる。これにより、センサユニット22を再利用することができる。
The bearing device 1 of Embodiment 1 has a structure in which the
実施の形態1の軸受装置1では、センサユニット22を軸受Bから外す際に使用する係合部21の形状として段差部21aを設けた場合を説明した。係合部21は、外環7の円筒部7aに角形状の孔が形成されるものでもよい。孔の形状は、角形状に限定されない。
In the bearing device 1 of Embodiment 1, the case where the stepped
[実施の形態2]
図7は、実施の形態2の軸受装置1Aの断面図であり、図8は、実施の形態2の係合部8a1周辺の拡大図である。実施の形態2の軸受装置1Aは、磁気リング8に係合部8a1が設けられ、磁気リング8を再利用することができる。以下では、軸受装置1Aにおいて、図1の軸受装置1と同じ構成については、同じ符号を付して詳細な説明は繰り返さない。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a cross-sectional view of a
軸受装置1Aでは、芯金8aの垂直部8a2に複数の係合部8a1が形成される。係合部8a1の形状は、円形穴、あるいは長穴(または扇形)などの孔である。軸受装置1Aでは、たとえば周方向の4カ所に係合部8a1が形成される。
In the
軸受装置1Aから磁気リング8を取り外す際は、図示しない冶具を係合部8a1の孔に挿入し、たとえば、芯金8aの端部8a3または垂直部8a2に冶具を引っかけて磁気リング8を引き抜く。これにより、磁気リング8を内輪3から外し、外した磁気リング8を再利用することができる。なお、外した磁気リング8を新しい軸受Bの内輪3に固定する際は、図示しない冶具を用いて圧入深さを管理すればよい。
When removing the
磁気リング8の芯金8aは、金属薄板のプレス成型品である。芯金8aは、薄い板厚であるため磁気リング8を外す際に変形しないように注意すべきである。なお、内輪3から磁気リング8を外す際、芯金8aが変形しないように芯金8aの板厚を厚くしてもよい。
A
実施の形態2は、磁気リング8の係合部8a1に治具を引っかけて軸受Bから取り外した磁気リング8を他の軸受Bに固定する、軸受装置1Aの保守方法に関する。このような保守方法によって、軸受装置1Aへの加工を最小限に留めつつ、軸受Bが損傷して交換が必要になった場合に、容易に磁気リング8を再利用することができる。
[実施の形態3]
図9は、実施の形態3の軸受装置1Bの断面図であり、図10は、実施の形態3の中間部材24周辺の拡大図である。実施の形態3の軸受装置1Bは、磁気リング8が中間部材24を介して内輪3に固定される。以下では、軸受装置1Bにおいて、図1の軸受装置1と同じ構成については、同じ符号を付して詳細な説明は繰り返さない。
[Embodiment 3]
FIG. 9 is a cross-sectional view of a
軸受装置1Bの磁気リング8は、予め中間部材24の外径面に固定される。磁気リング8を固定した中間部材24は、内輪3の外径面に圧入等により固定される。中間部材24は、磁気リング8の芯金8aの板厚よりも厚く、断面L字状のリング部材である。中間部材24は、軸方向に伸びる円筒部24aと径方向に伸びるフランジ部24bとを有する。軸受装置1Bの磁気リング8は、フランジ部24bを内輪3の端面に当接するまで圧入することにより、専用の圧入冶具を用いなくとも軸方向の規定位置に配置可能である。
The
中間部材24のフランジ部24bには、内輪3の端面と当接する側に係合部24cが形成される。係合部24cは、全周に渡り加工された凹部である。軸受装置1Bから磁気リング8を取り外す際は、たとえばマイナスドライバのような図示しない冶具を係合部24cに挿入して内輪3から中間部材24を取り外すようにすればよい。これにより、磁気リング8の変形を抑制でき、中間部材24が固定された磁気リング8を再利用することが容易になる。軸受装置1Bの磁気リング8を再利用する際、専用の圧入冶具は不要であり、再組立て作業をより容易にすることができる。なお、係合部24cは、全周に加工する代わりに、周上の複数カ所に凹部を設ける構成でもよい。
An engaging
[実施の形態4]
図11は、実施の形態4の軸受装置1Cの断面図であり、図12は、実施の形態4のピン26周辺の拡大図である。実施の形態4の軸受装置1Cは、外輪2にピン26が固定されている。以下では、軸受装置1Cにおいて、図1の軸受装置1、図9の軸受装置1Bと同じ構成については、同じ符号を付して詳細な説明は繰り返さない。
[Embodiment 4]
FIG. 11 is a cross-sectional view of a bearing device 1C according to the fourth embodiment, and FIG. 12 is an enlarged view of the periphery of the
図11に示す軸受装置1Cの軸受BAの外輪2(静止輪)端面には、複数(2つ以上)の穴部25が設けられている。それぞれの穴部25には、ピン26が圧入、接着、あるいは圧入および接着等により固定される。
A plurality of (two or more) holes 25 are provided in the end surface of the outer ring 2 (stationary ring) of the bearing BA of the bearing device 1C shown in FIG. A
外環7Aは、外輪2の端面と当接する垂直部7A1と、外輪2の外径面と同軸に配置される円筒部7A2とを有する。円筒部7A2の内径側には、図1と同様にステータ9と、センサ17を含む回路基板10とが実装され、センサユニット22Aが構成される。磁気リング8は、図9と同様に、中間部材24を介して内輪3に固定される。
The
外環7Aの垂直部7A1には、複数(2つ以上)の孔部27が形成されている。孔部27とピン26と嵌合させて固定することにより、センサユニット22Aを軸受BAの端面に固定(配置)させることができる。外環7Aの円筒部7A2には、図1と同様に係合部21が形成される。係合部21は、回転軸に対して略垂直な段差部21aを有する。
A plurality of (two or more) holes 27 are formed in the vertical portion 7A1 of the
軸受装置1Cでは、軸受BAの外輪2に固定されるピン26とセンサユニット22Aの孔部27とを圧入固定(締りばめ)する。これにより、軸受BAとセンサユニット22Aとを容易に一体化させ、同軸合わせをすることができる。センサユニット22Aを軸受BAから分離したい場合、図1と同様に図示しない冶具、たとえばマイナスドライバで係合部21の段差部21aを軸受BAとは反対側に叩けばよい。
In the bearing device 1C, the
軸受装置1Cは、軸受BAとセンサユニット22Aとの間で孔部27における接合部分(圧入部分)が少ないため、外輪2からセンサユニット22A(外環7A)を容易に外すことができる。取り外したセンサユニット22Aは、新たな軸受BAに装着することで再利用することができる。軸受装置1Cは、図9と同様に中間部材24が固定された磁気リング8を再利用することができる。これにより、軸受装置1Cは、センサユニット22Aと磁気リング8との交換費用を削減することができる。
Since the bearing device 1C has a small joint portion (press-fit portion) in the
(まとめ)
本開示は、静止輪である外輪2、回転輪である内輪3および転動体4を含む少なくとも1つの軸受Bを備える軸受装置1に関する。軸受装置1は、外輪2および内輪3のうちのいずれか一方に固定される固定部材としての外環7と、外輪2および内輪3のうちのいずれか他方に、外環7に対向するように固定されるロータとしての磁気リング8と、外環7に実装され、軸受Bの状態に関する情報を外部に送信する回路基板10と、を備える。外環7または磁気リング8の少なくとも一方に、治具が係合する係合部21、8a1が形成されている。
(summary)
The present disclosure relates to a bearing device 1 comprising at least one bearing B including a stationary
このような構成を備えることによって、軸受装置1への加工を最小限に留めつつ、軸受Bが損傷して交換が必要になった場合に、容易に他の部品を再利用することができる。 By providing such a configuration, it is possible to minimize the processing of the bearing device 1 and easily reuse other parts when the bearing B is damaged and needs to be replaced.
好ましくは、外環7は、回路基板10を保持する。係合部21は、軸受Bの回転軸に略垂直な面を有する段差部21aであり、段差部21aは、軸受の一方端に対向する位置に形成されている。
Preferably,
このような構成を備えることによって、軸受装置1の外環7に段差部21aを形成する簡単な加工により、軸受Bが損傷して交換が必要になった場合に、容易に外環7を再利用することができる。
With such a configuration, when the bearing B is damaged and needs to be replaced, the
好ましくは、磁気リング8は、芯金8aと、多極磁石8bとを含み、係合部8a1は、芯金8aに形成されている。
Preferably, the
このような構成を備えることによって、軸受装置1Aの芯金8aに係合部8a1を形成する簡単な加工により、軸受Bが損傷して交換が必要になった場合に、容易に磁気リング8を再利用することができる。
With such a configuration, the
好ましくは、磁気リング8は、内輪3に固定するための中間部材24を含み、係合部24cは、中間部材24に形成されている。
Preferably, the
このような構成を備えることによって、軸受装置1Bの中間部材24に係合部24cを形成する簡単な加工により、軸受Bが損傷して交換が必要になった場合に、容易に磁気リング8を再利用することができる。
By providing such a structure, the
好ましくは、外輪2の一方端には、軸方向に延びる複数のピン26が固定され、外環7Aは、複数のピン26に対向する位置に複数の孔部27が形成され、複数のピン26と複数の孔部27とを嵌合することにより、軸受BAと外環7Aとを固定する。
Preferably, a plurality of
このような構成を備えることによって、軸受装置1Cの外輪2にピン26を固定し、外環7Aに孔部27を形成する簡単な加工により、軸受BAが損傷して交換が必要になった場合に、容易に外環7Aを再利用することができる。
By providing such a configuration, it is possible to fix the
好ましくは、回路基板10を挟んで軸受Bと反対側にステータ9が配置され、磁気リング8とステータ9とはクローポール型発電機を構成する。
Preferably, the
このような構成を備えることによって、磁気リング8を再利用することのできるクローポール型発電機とすることができる。
By providing such a configuration, a claw-pole generator in which the
好ましくは、回路基板10は、発電機Gの出力を受けて電源電圧を発生させる電源回路16と、軸受Bの状態を検出する少なくとも1つのセンサ17と、電源電圧が供給され、少なくとも1つのセンサ17の出力を無線で外部に送信するワイヤレス通信回路20と、を含む。
Preferably, the
このような構成を備えることによって、軸受Bの状態を外部に送信することができる。 By providing such a configuration, the state of the bearing B can be transmitted to the outside.
本開示は、外環7の係合部21に治具を引っかけて軸受Bから取り外した外環7を他の軸受Bに固定する、軸受装置1の保守方法である。
The present disclosure is a maintenance method for the bearing device 1 in which the
このような構成を備えることによって、軸受装置1への加工を最小限に留めつつ、軸受Bが損傷して交換が必要になった場合に、容易に外環7を再利用することができる。
With such a configuration, the
本開示は、磁気リング8の係合部8a1に治具を引っかけて軸受Bから取り外した磁気リング8を他の軸受Bに固定する、軸受装置1Aの保守方法である。
The present disclosure is a maintenance method for the
このような構成を備えることによって、軸受装置1Aへの加工を最小限に留めつつ、軸受Bが損傷して交換が必要になった場合に、容易に磁気リング8を再利用することができる。
With such a configuration, the
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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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。 The embodiments disclosed this time should be considered as examples and not restrictive in all respects. The scope of the present disclosure is indicated by the scope of claims rather than the description of the above-described embodiments, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
1,1A,1B,1C 軸受装置、2 外輪、3 内輪、4 転動体、5 保持器、6 シール、7,7A 外環(固定部材)、7A2,7a,24a 円筒部、8 磁気リング(ロータ)、8a1,21,24c 係合部、8a 芯金、8b 多極磁石、9 ステータ、10 回路基板、11 断熱部、11a 隔壁、12 蓋、12a 放熱部、12b 断熱層、12d 折り返し部、13 磁性体リング部材、14 ボビン、15 コイル、16 電源回路、17 センサ、18 温度センサ、19 加速度センサ、20 ワイヤレス通信回路、20a アンテナ部、21a 段差部、22,22A センサユニット、23 磁気リング付軸受、24 中間部材、24b フランジ部、25 穴部、26 ピン、27 孔部、B,BA 軸受、G 発電機。
1, 1A, 1B, 1C bearing device, 2 outer ring, 3 inner ring, 4 rolling element, 5 retainer, 6 seal, 7, 7A outer ring (fixing member),
Claims (9)
前記静止輪および前記回転輪のうちのいずれか一方に固定される固定部材と、
前記静止輪および前記回転輪のうちのいずれか他方に、前記固定部材に対向するように固定されるロータと、
前記固定部材に実装され、前記軸受の状態に関する情報を外部に送信する回路基板と、を備え、
前記固定部材または前記ロータの少なくとも一方に、治具が係合する係合部が形成されている、軸受装置。 A bearing device comprising at least one bearing including a stationary ring, a rotating ring and rolling elements,
a fixing member fixed to one of the stationary ring and the rotating ring;
a rotor fixed to the other of the stationary ring and the rotating ring so as to face the fixed member;
a circuit board that is mounted on the fixed member and transmits information about the state of the bearing to the outside,
A bearing device, wherein at least one of the fixed member and the rotor is formed with an engaging portion with which a jig is engaged.
前記係合部は、前記軸受の回転軸に略垂直な面を有する段差部であり、
前記段差部は、前記軸受の一方端に対向する位置に形成されている、請求項1に記載の軸受装置。 The fixing member is an outer ring that holds the circuit board,
the engaging portion is a stepped portion having a surface substantially perpendicular to the rotation axis of the bearing;
2. The bearing device according to claim 1, wherein said stepped portion is formed at a position facing one end of said bearing.
前記係合部は、前記芯金に形成されている、請求項1に記載の軸受装置。 The rotor includes a metal core and multipolar magnets,
2. The bearing device according to claim 1, wherein said engaging portion is formed on said cored bar.
前記係合部は、前記中間部材に形成されている、請求項1に記載の軸受装置。 the rotor includes an intermediate member for fixing to the rotating wheel;
2. The bearing device according to claim 1, wherein said engaging portion is formed in said intermediate member.
前記外環は、前記複数のピンに対向する位置に複数の孔部が形成され、
前記複数のピンと前記複数の孔部とを嵌合することにより、前記軸受と前記外環とを固定する、請求項2に記載の軸受装置。 A plurality of axially extending pins are fixed to one end of the stationary ring,
The outer ring has a plurality of holes formed at positions facing the plurality of pins,
3. The bearing device according to claim 2, wherein said bearing and said outer ring are fixed by fitting said plurality of pins into said plurality of holes.
前記回路基板を挟んで軸受と反対側にステータが配置され、
前記磁気リングと前記ステータとはクローポール型発電機を構成する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の軸受装置。 the rotor is a magnetic ring,
A stator is arranged on the side opposite to the bearing across the circuit board,
6. A bearing arrangement according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic ring and the stator constitute a claw pole generator.
前記発電機の出力を受けて電源電圧を発生させる電源回路と、
前記軸受の状態を検出する少なくとも1つのセンサと、
前記電源電圧が供給され、前記少なくとも1つのセンサの出力を無線で外部に送信するワイヤレス通信回路と、を含む、請求項6に記載の軸受装置。 The circuit board is
a power supply circuit that receives the output of the generator and generates a power supply voltage;
at least one sensor for detecting the condition of the bearing;
7. The bearing device according to claim 6, further comprising a wireless communication circuit to which said power supply voltage is supplied and which wirelessly transmits the output of said at least one sensor to the outside.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021156452A JP2023047504A (en) | 2021-09-27 | 2021-09-27 | Bearing device and maintenance method of bearing device |
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