JP4019680B2 - Rolling bearing - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、温度センサを備えた転がり軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、転がり軸受としては、温度センサを備え、自身の温度を検出することで、潤滑不足等に起因する温度上昇を検出できるようにしたものがある。
【0003】
ところで、この温度センサを内蔵した転がり軸受では、この温度センサに電源電力を供給する必要があるので、電力供給用ハーネスが必須であった。このため、センサのための回路が複雑化していた。また、センサの無線化の障害になっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、温度センサへの電力供給用ハーネスを不要とすることができ、センサに関連する回路を簡単にでき、センサの無線化を図れる転がり軸受を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明の転がり軸受は、転動体と、この転動体が転動する軌道面を有する回転輪および固定輪と、
転がり軸受の内部と外部との温度差に応じて起電力を発生する熱起電素子からなる温度差検出素子と、
上記温度差検出素子に接続され、かつ上記起電力を上記温度差を表す信号として無線送信する回路とを備え、
転がり軸受の内部をシールするためのシール部を有し、
このシール部に、上記温度差検出素子を配置し、
上記温度差検出素子は、上記シール部の軸方向外方に位置すると共に上記転がり軸受の内部と外部との温度差を増大させる凹凸状の冷却フィンを有することを特徴としている。
【0006】
この請求項1の発明によれば、温度差検出素子が熱起電素子からなり、この熱起電素子は、転がり軸受の内部と外部との温度差に応じて起電力を発生し、この発生した起電力が上記温度差を表す信号となる。したがって、この発明によれば、温度センサとしての温度差検出素子に対する電源が不要であるから、温度センサへの電力供給用ハーネスを不要とすることができ、センサに関連する回路を簡単にでき、上記信号を無線送信する回路を設けることで、センサの無線化を図れる。
【0007】
また、この請求項1の発明によれば、上記シール部に温度差検出素子を配置したことで、上記温度差検出素子でもってシール部の外側の温度と内側の温度との温度差を感知し易くなり、温度差検出精度の向上を図れる。
【0008】
また、一参考例の転がり軸受では、上記固定輪の軌道面の反対側の周面に凹部が形成され、この凹部に上記温度差検出素子を配置し、上記温度差検出素子の外側面は、上記凹部の開口側で露出している。
【0009】
この請求項2の発明によれば、固定輪の軌道面の反対側の周面に形成された凹部に温度差検出素子を配置したから、この温度差検出素子は、上記軌道面からの熱が伝達される上記凹部の底の温度と、この凹部の開口側の外部の温度との温度差に応じて起電力を発生する。
【0010】
この発明によれば、上記凹部に上記温度差検出素子を配置したことで、この凹部が存在しない周面に温度差検出素子を配置する場合に比べて、温度差検出素子を発熱源である軌道面よりに近づけることができ、軸受内部温度をより正確に、かつ時間差なく検出でき、かつ、凹部の開口側では温度差検出素子が空冷されることとなる。したがって、温度差検出素子が検出する温度差をより大きくすることができ、出力電圧を大きくして、検知感度の向上を図れる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0012】
図1に、この発明の転がり軸受の実施形態の断面を示す。この転がり軸受は、回転輪である内輪1と固定輪である外輪2と、内輪1の軌道面1Aと外輪2の軌道面2Aとの間に周方向に所定間隔を隔てて複数個だけ配置された転動体としての玉3を有している。
【0013】
この内輪1と外輪2との間の軸方向の両端にシール部5,6が配置されている。上記シール部5と6との間には、潤滑剤として例えばグリースが封入されている。
【0014】
シール部5の基部5Aは外輪2の内周面の軸方向の一端の溝7に固定され、先端リップ5Bは内輪1の外周面の軸方向の一端の凹部8に対して所定の微小隙間を隔てている。また、シール部6は、基部6Aが外輪2の内周面の軸方向の他端の溝10に固定され、先端リップ6Bは内輪1の外周面の軸方向の他端の凹部11に対して所定の微小隙間を隔てている。
【0015】
このシール部6のシールリップ9の径方向の略中央には、開口13が形成され、この開口13に熱起電素子としてのペルチェ素子からなる温度差検出素子12が嵌め込まれて固定されている。この温度差検出素子12は、内側面12Aが玉3に対向し、外側面12Bは冷却フィンになっている。そして、この温度差検出素子12には信号線(図示せず)が接続され、温度差検出素子12が内側面12Aと外側面12Bで感知した軸受内部と外部の温度差に応じて発生した起電力が上記信号線に出力される。
【0016】
この転がり軸受では、温度差検出素子12が熱起電素子であるペルチェ素子からなり、この温度差検出素子12は、内側面12Aと外側面12Bとの温度差によって起電力を発生し、この発生した起電力が上記温度差を表す信号となる。この起電力は、図4に例示するように、上記温度差に略比例した値となる。
【0017】
したがって、この実施形態によれば、熱起電素子であるペルチェ素子を温度差検出素子12としたことで、温度差検出素子12に対する電源が不要であるから、温度差検出素子12への電力供給用ハーネスを不要とすることができ、温度センサに関連する回路を簡単にでき、上記信号を無線送信する回路を設けることで、温度センサの無線化を図れる。
【0018】
また、この実施形態によれば、上記シール部6に温度差検出素子12を配置したことで、シール部6の外側の温度と内側の温度との温度差、特に潤滑剤の温度を感知し易くなり、温度差検出精度の向上を図れる。また、温度差検出素子12の外側面12Bが凹凸状の冷却フィンになっているから、高温となる軸受内部と比較的低温となる軸受外部との温度差を増大させることができ、温度差を検出し易くなる。
【0019】
なお、上記実施形態では、温度差検出素子12を1つだけ備えたが、図2に示すように、シール部6のシールリップ9の周方向に所定の間隔を隔てて複数個の開口13を形成し、各開口13にそれぞれ温度差検出素子12を嵌め込み固定してもよい。この場合、上記複数の温度差検出素子12のペルチェ素子を直列に接続すれば、出力信号となる起電力を大きくできるから、温度差検知感度を向上できる。
【0020】
また、上記実施形態では、シール部6に温度差検出素子12を固定したが、シール部6に温度差検出素子12を固定せずに、図3に示すように、外輪2の外周面2Bに凹部15を形成し、この凹部15の底面15Aに温度差検出素子12の内側面12Aを固定した場合は参考例となる。この場合、外輪2の軌道面2Aの反対側の周面2Bに形成された凹部15に温度差検出素子12を配置したから、この温度差検出素子12は、上記軌道面2Aからの熱が伝達される上記凹部15の底15Aの温度と、この凹部15の開口側の外部の温度との温度差に応じて起電力を発生する。また、凹部15に温度差検出素子12を配置したことで、この凹部15が無い外周面2Bに温度差検出素子12を配置した場合に比べて、温度差検出素子12の内側面12Aを発熱源である軌道面2Aよりに近づけることができ、軸受内部、特に軌道面2Aの温度をより正確かつ時間差なく検出でき、かつ、凹部15の開口側では温度差検出素子12の外側面12Bが空冷されることとなる。したがって、温度差検出素子が検出する温度差をより大きくすることができ、出力電圧を大きくして、検知感度の向上を図れる。
【0021】
また、上記実施形態では、シール部5,6を備えたが、シール部に替えて密封板としてもよい。また、上記実施形態では、内輪1を回転輪とし、外輪2を固定輪としたが、内輪1を固定輪とし外輪2を回転輪としてもよい。この場合には、温度差検出素子12を内輪1に固定すればよい。また、上記実施形態では、熱起電素子としてペルチェ素子を用いたが、軸受の内部と外部との温度差に応じて起電力を発生する素子であれば、温度差検出素子として採用できる。
さらにまた、図1に示したシール部5,6に替えて、図5に示す芯金31A,32Aとシールリップ31B,32Bからなるシール部31,32を備え、このシール部32に温度差検出素子12を装着してもよい。図5に示すように、シール部31の基部は外輪2の溝7に固定され、シールリップ31Bは内輪41の外周面に摺接している。また、シール部32の基部は外輪2の溝10に固定され、シールリップ32Bは内輪4の外周面に摺接している。この温度差検出素子12の内側面12Aは、芯金32Aの外側面に固定され、かつ、径方向の両端面12C,12Dは断熱部材33,35を介してシールリップ32Bに装着されている。この構造によれば、内側面12Aと外側面12Bとの温度差をより大きくできる。
【0022】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項1の発明の転がり軸受によれば、温度差検出素子が熱起電素子からなり、この熱起電素子は、転がり軸受の内部と外部との温度差に応じて起電力を発生し、この発生した起電力が上記温度差を表す信号となる。したがって、この発明によれば、温度センサとしての温度差検出素子に対する電源が不要であるから、温度センサへの電力供給用ハーネスを不要とすることができ、センサに関連する回路を簡単にでき、センサの無線化を図れる。
【0023】
また、請求項1の発明によれば、シール部に温度差検出素子を配置したことで、上記温度差検出素子でもってシール部の外側の温度と内側の温度との温度差を感知し易くなり、温度差検出精度の向上を図れる。
【0024】
また、一参考例によれば、固定輪の軌道面の反対側の周面に形成された凹部に温度差検出素子を配置したから、この温度差検出素子は、上記軌道面からの熱が伝達される上記凹部の底の温度と、この凹部の開口側の外部の温度との温度差に応じて起電力を発生する。この発明によれば、上記凹部に上記温度差検出素子を配置したことで、この凹部が存在しない場合に比べて、温度差検出素子を発熱源である軌道面よりに近づけることができ、軸受内部温度をより正確かつ時間差なく検出でき、かつ、凹部の開口側では温度差検出素子が空冷されることとなる。したがって、温度差検出素子が検出する温度差をより大きくすることができ、出力電圧を大きくして、検知感度の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の転がり軸受の実施形態の断面図である。
【図2】 上記実施形態の変形例を部分的に示す側面図である。
【図3】 一参考例を示す側面図である。
【図4】 熱起電素子としてのペルチェ素子の特性を示す図である。
【図5】 上記実施形態のさらにもう1つの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
1…内輪、1A…軌道面、2…外輪、2A…軌道面、3…玉、
5,6…シール部、7…溝、8…凹部、9…シールリップ、
10…溝、11…凹部、12…温度差検出素子、12A…内側面、
12B…外側面、13…開口。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling bearing provided with a temperature sensor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, some rolling bearings include a temperature sensor that can detect a temperature rise caused by insufficient lubrication or the like by detecting its own temperature.
[0003]
By the way, in the rolling bearing incorporating this temperature sensor, it is necessary to supply power to this temperature sensor, so a power supply harness is essential. This complicates the circuit for the sensor. In addition, it was an obstacle to wireless sensor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rolling bearing that can eliminate the need for a power supply harness to a temperature sensor, simplify a circuit related to the sensor, and enable the wireless sensor.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a rolling bearing of the invention of
A temperature difference detection element composed of a thermoelectromotive element that generates an electromotive force according to a temperature difference between the inside and the outside of the rolling bearing;
E Bei a circuit for wirelessly transmitting coupled to said temperature difference detection device, and the electromotive force as a signal representing the temperature difference,
Having a seal for sealing the inside of the rolling bearing;
The temperature difference detecting element is disposed on the seal portion,
The temperature difference detecting element has an uneven cooling fin that is located outside the seal portion in the axial direction and increases a temperature difference between the inside and the outside of the rolling bearing .
[0006]
According to the first aspect of the present invention, the temperature difference detecting element comprises a thermoelectric element, and the thermoelectric element generates an electromotive force according to the temperature difference between the inside and the outside of the rolling bearing, and this generation The generated electromotive force becomes a signal representing the temperature difference. Therefore, according to the present invention, since a power source for the temperature difference detection element as a temperature sensor is unnecessary, a power supply harness to the temperature sensor can be eliminated, and a circuit related to the sensor can be simplified. By providing a circuit that wirelessly transmits the signal, the sensor can be wireless.
[0007]
According to the first aspect of the present invention, since the temperature difference detecting element is arranged in the seal portion, the temperature difference between the outside temperature and the inside temperature of the seal portion is sensed by the temperature difference detecting element. This makes it easier to improve the temperature difference detection accuracy.
[0008]
Further, in the rolling bearing of one reference example , a concave portion is formed on the peripheral surface opposite to the raceway surface of the fixed ring, the temperature difference detecting element is disposed in the concave portion, and the outer surface of the temperature difference detecting element is that it is exposed at the opening side of the recess.
[0009]
According to the second aspect of the present invention, since the temperature difference detecting element is disposed in the concave portion formed on the circumferential surface opposite to the raceway surface of the fixed ring, the temperature difference detecting element receives heat from the raceway surface. An electromotive force is generated according to a temperature difference between the transmitted temperature of the bottom of the recess and the temperature outside the opening of the recess.
[0010]
According to this invention, since the temperature difference detecting element is arranged in the recess, the temperature difference detecting element is used as a heat source as compared with the case where the temperature difference detecting element is arranged on the peripheral surface where the recess does not exist. The temperature inside the bearing can be detected more accurately and without time difference, and the temperature difference detecting element is air-cooled on the opening side of the recess. Therefore, the temperature difference detected by the temperature difference detecting element can be further increased, the output voltage can be increased, and the detection sensitivity can be improved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
[0012]
In FIG. 1, the cross section of embodiment of the rolling bearing of this invention is shown. A plurality of the rolling bearings are arranged at a predetermined interval in the circumferential direction between the
[0013]
[0014]
The
[0015]
An
[0016]
In this rolling bearing, the temperature
[0017]
Therefore, according to this embodiment, since the temperature
[0018]
Further, according to this embodiment, the temperature
[0019]
In the above embodiment, only one temperature
[0020]
Moreover, in the said embodiment, although the temperature
[0021]
Moreover, in the said embodiment, although the
Furthermore, in place of the
[0022]
【The invention's effect】
As is clear from the above, according to the rolling bearing of the invention of
[0023]
According to the first aspect of the present invention, since the temperature difference detecting element is arranged in the seal portion, the temperature difference between the outside temperature and the inside temperature of the seal portion can be easily detected by the temperature difference detecting element. The temperature difference detection accuracy can be improved.
[0024]
In addition, according to one reference example , the temperature difference detecting element is disposed in the concave portion formed on the circumferential surface opposite to the raceway surface of the fixed ring, so that the heat from the raceway surface is transmitted to the temperature difference detecting element. An electromotive force is generated according to a temperature difference between the temperature of the bottom of the recessed portion and the temperature outside the opening of the recessed portion. According to the present invention, since the temperature difference detecting element is disposed in the recess, the temperature difference detecting element can be brought closer to the raceway surface that is a heat source than when the recess is not present. The temperature can be detected more accurately and without time difference, and the temperature difference detection element is air-cooled on the opening side of the recess. Therefore, the temperature difference detected by the temperature difference detecting element can be further increased, the output voltage can be increased, and the detection sensitivity can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a rolling bearing according to the present invention.
FIG. 2 is a side view partially showing a modification of the embodiment.
FIG. 3 is a side view showing a reference example .
FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of a Peltier element as a thermoelectric element.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing still another modification of the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
5, 6 ... Seal part, 7 ... Groove, 8 ... Recess, 9 ... Seal lip,
DESCRIPTION OF
12B ... outer surface, 13 ... opening.
Claims (2)
転がり軸受の内部と外部との温度差に応じて起電力を発生する熱起電素子からなる温度差検出素子と、
上記温度差検出素子に接続され、かつ上記起電力を上記温度差を表す信号として無線送信する回路とを備え、
転がり軸受の内部をシールするためのシール部を有し、
このシール部に、上記温度差検出素子を配置し、
上記温度差検出素子は、上記シール部の軸方向外方に位置すると共に上記転がり軸受の内部と外部との温度差を増大させる凹凸状の冷却フィンを有することを特徴とする転がり軸受。A rolling element, a rotating wheel and a fixed wheel having a raceway surface on which the rolling element rolls, and
A temperature difference detection element composed of a thermoelectromotive element that generates an electromotive force according to a temperature difference between the inside and the outside of the rolling bearing;
E Bei a circuit for wirelessly transmitting coupled to said temperature difference detection device, and the electromotive force as a signal representing the temperature difference,
Having a seal for sealing the inside of the rolling bearing;
The temperature difference detecting element is disposed on the seal portion,
The rolling bearing according to claim 1, wherein the temperature difference detecting element has an uneven cooling fin that is located outside the seal portion in the axial direction and increases a temperature difference between the inside and the outside of the rolling bearing.
上記シール部は、芯金とこの芯金の外側面を被覆するシールリップを備えていると共に上記固定輪の溝に固定され、上記シールリップは上記回転輪に摺接され、
上記温度差検出素子の内側面が上記芯金の外側面に固定され、上記温度差検出素子の径方向両端面が断熱部材を介して上記シールリップに装着されていることを特徴とする転がり軸受。The rolling bearing according to claim 1 ,
The seal portion includes a metal core and a seal lip that covers an outer surface of the metal core, and is fixed to the groove of the fixed ring, and the seal lip is slidably contacted with the rotating wheel,
A rolling bearing characterized in that an inner side surface of the temperature difference detecting element is fixed to an outer side surface of the core metal, and both end surfaces in the radial direction of the temperature difference detecting element are attached to the seal lip via a heat insulating member. .
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