JP5333082B2 - センサ付き外輪およびセンサ付き円錐ころ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、センサと、外輪とを備えるセンサ付き外輪に関する。また、本発明は、センサと、円錐ころとを備えるセンサ付き円錐ころ軸受に関する。

従来、円錐ころ軸受としては、特開平１１−４８８０５号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この円錐ころ軸受は、ディファレンシャルギヤ装置のピニオン軸をディファレンシャル装置のハウジングに対して回転自在に支持している。

上記円錐ころ軸受は、外輪、内輪および複数の円錐ころを備える。上記外輪の外周面は、上記ハウジングの内周面に内嵌されて固定されている一方、上記内輪の内周面は、上記ピニオン軸の外周面に外嵌されて固定されている。上記複数の円錐ころは、外輪の円錐軌道面と、内輪の円錐軌道面との間に、保持器によって保持された状態で、互いに周方向に間隔をおいて配置されている。上記円錐ころ軸受の外輪は、中実である。

しかしながら、上記従来の円錐ころ軸受は、外輪が、中実であるため、軽量化することができず、車両に使用した場合、運転コストが高くなり、材料コストが高くなるという問題がある。

また、上記円錐ころ軸受の外輪は、中実であるため、旋削量が大きく、旋削時間が長くなって、製造コストが高くなるという問題がある。

また、上記円錐ころ軸受は、予圧等を測定するための歪みセンサを設置しにくく、かつ、歪みセンサを設置すると、配置スペースが大きくなりがちであるという問題がある。

特開平１１−４８８０５号公報（第１図）

そこで、本発明の課題は、軽量化を達成できて、運転コスト、材料コストおよび製造コストを低減でき、かつ、配置スペースが小さいセンサ付き外輪およびセンサ付き円錐ころ軸受を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のセンサ付き外輪は、
一体の金属板からなる外輪と、
歪みセンサと
を備え、
上記金属板は、
内周に円錐軌道面を有する円錐筒部と、
上記円錐筒部の小径側の端部から上記円錐筒部の略径方向に延在する径方向延在部と、
上記径方向延在部の上記径方向の外方の端部に一端が連結されると共に、上記円錐筒部の略軸方向に延在する円筒部と、
上記円筒部の他端から上記円錐筒部の外周面の軸方向の中央部まで延在して上記中央部をバックアップする中央バックアップ部と、
上記円錐筒部の大径側の端部から径方向の外方側に屈曲すると共に、径方向の外方の端面の外径が、上記円筒部の外周面の外径と略同一である大径側屈曲部と
を有し、
上記歪みセンサは、上記円錐筒部の外周面に固定されていることを特徴としている。

尚、上記一体の金属板には、例えば、金属製の平板が、含まれるのは勿論のこと、継ぎ目の無い円筒状の金属板や、電縫管等の継ぎ目の有る円筒状の金属板が含まれる。また、上記一体の金属板には、瓦状の金属板等の湾曲した金属製の板材が、含まれる。

また、上記中央部とは、円錐筒部の軸方向の両端以外の部分を示す。尚、中央バックアップ部がバックアップする円錐筒部の部分は、上記円錐軌道面の撓みの防止の観点から、視覚を判断基準として、上記円錐筒部の軸方向の略中心付近であることが好ましい。

また、上記歪みセンサには、変位を測定する全てのセンサが含まれるものとする。変位を測定することによって、間接的に歪みを測定できるからである。

本発明によれば、外輪が金属の塊より格段に軽い一体の金属板からなるから、従来の中実の外輪と比較して、質量が格段に小さくなる。したがって、本発明の外輪を、車両に使用した場合、中実の外輪と比較して、運転コストが低くなり、材料コストが低くなる。また、本発明によれば、外輪が一体の金属板からなるから、旋削等を不要あるいは旋削量を少なくできて、製造コストが小さくなる。

また、本発明によれば、外輪が一体の金属板からなって、ワンピースで外輪としての機能を果たしているから、外輪を複数の部品で形成する場合と異なり、各部品の調整が一切必要なくて、容易に組み付けでき、また、容易に取り扱うことができる。

また、本発明によれば、円錐軌道面を有しているのが、軸方向に連続して存在する円錐筒部であって、円錐軌道面が軸方向に連続して存在しているから、円錐ころの転動面の軸方向の略全域を、円錐筒部で支えることができる。したがって、円錐ころが、円錐軌道面上を安定かつ円滑に転動することができる。

また、本発明によれば、円錐筒部の小径側の端部から円錐筒部の略径方向に延在する径方向延在部が存在するから、この径方向延在部を、ハウジング等の外輪取付部材の軸方向の端面に当接させることができる。したがって、上記軸方向の端面から抗力を受けることができるから、アキシアル荷重を負荷することができる。

また、本発明によれば、径方向延在部の径方向の外方の端部に連結されて、円錐筒部の略軸方向に延在する円筒部を有するから、この円筒部を上記外輪取付部材の内周面に内嵌して固定することができる。また、同様に、円錐筒部の大径側の端部から径方向の外方側に屈曲して、径方向の外方の端面の外径が、円筒部の外周面の外径と略同一である大径側屈曲部を有するから、この大径側屈曲部をハウジング等の外輪取付部材の内周面に内嵌して固定することができる。したがって、円筒部と大径側屈曲部との軸方向に離間して位置する２箇所を、上記外輪取付部材の内周面に固定することができるから、外輪を安定かつ確実に上記外輪取付部材に固定することができる。

また、本発明によれば、円筒部の他端から円錐筒部の外周面の軸方向の中央部まで延在して上記中央部をバックアップする中央バックアップ部を有するから、この中央バックアップ部によって、円錐筒部の円錐軌道面の変形を防止できる。

また、本発明によれば、上記中央バックアップ部によって、外輪の径方向の強度を大きくでき、また、上記径方向延在部および上記大径側屈曲部によっても、径方向の剛性を大きくできる。したがって、上記中央バックアップ部と、径方向延在部と、大径側屈曲部との互いに軸方向に離間して存在する３箇所で、径方向の剛性を大きくできて、外輪の径方向の強度が、問題がないものになる。

また、本発明によれば、歪みセンサが、円錐筒部の外周面に固定されているから、このセンサ付き外輪を有するセンサ付き円錐ころ軸受の組み付け時の予圧や、運転時の予圧を、上記歪みセンサの測定値に基づいて正確に測定できる。したがって、組み付け時に、精密に所望の予圧を設定でき、また、運転時に、上記歪センサの測定値に基づいて、予圧を適宜、適切に調整できる。

また、本発明によれば、上記歪みセンサが、上記円錐筒部の外周面に固定され、上記歪みセンサが、円錐筒部と、径方向延在部と、円筒部と、中央バックアップ部とで囲まれる室内に配置されるか、または、歪みセンサを、円錐筒部と、中央バックアップ部と、大径側屈曲部とで画定される凹部内に配置できる。したがって、歪みセンサが、外輪を外輪取付部材に取り付けた状態で、密封室となる室内に取り付けられることになるから、外輪への歪みセンサの搭載の前後で、センサ付き外輪の配置スペースが変化することがない。したがって、この発明のセンサ付き外輪を用いると、配置スペースが小さいセンサ付き円錐ころ軸受を実現することができる。

また、一実施形態では、
上記歪みセンサは、上記中央バックアップ部と、上記大径側屈曲部との間に位置している。

上記実施形態によれば、歪みセンサが、円錐筒部と、中央バックアップ部と、大径側屈曲部とで画定される凹部内に配置されることになるから、時間に対する歪みセンサの固定の自由度を大きくすることができて、歪みセンサの取り付け容易性を大きくすることができる。上記歪みセンサを、円錐筒部と、径方向延在部と、円筒部と、中央バックアップ部とで囲まれる室内に配置する構成では、上記歪みセンサが、上記外輪の上記室の完成前に、金属板に固定されなければならない一方、上記歪みセンサを外輪の上記凹部内に配置する構成では、歪みセンサの外輪への設置の時間的な制限が存在することがないからである。

また、本発明のセンサ付き円錐ころ軸受は、
本発明のセンサ付き外輪と、
外周に円錐軌道面を有する内側軌道部材と、
上記外輪の上記円錐筒部の上記円錐軌道面と、上記内側軌道部材の上記円錐軌道面との間に配置された円錐ころと
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、本発明のセンサ付き外輪を備えるから、軽量化を達成できて、運転コスト、材料コストおよび製造コストを低減でき、かつ、配置スペースを小さくすることができる。

また、一実施形態では、
上記中央バックアップ部は、上記円錐軌道面の略法線方向に延在している。

尚、上記略法線方向における略は、人の視覚において判断するものとする。

上記実施形態によれば、中央バックアップ部が、円錐軌道面の略法線方向に延在しているから、円錐軌道面の変形防止効果を、強化することができる。

また、一実施形態では、
上記一体の金属板は、プレス成形されている。

上記実施形態によれば、一体の金属板が、プレス成形されているから、外輪の製造コストを低減でき、量産性を向上させることができる。

また、一実施形態では、
上記大径側屈曲部が、上記中央バックアップ部と略平行に延在している。

上記実施形態によれば、大径側屈曲部が、中央バックアップ部と略平行に延在しているから、径方向の強度を更に大きくすることができる。

本発明のセンサ付き外輪によれば、従来のセンサ付き外輪と比較して質量が格段に小さくなる。

また、本発明のセンサ付き外輪によれば、径方向延在部を、ハウジング等の外輪取付部材の軸方向の端面に当接させることができるから、その端面から抗力を受けることができて、アキシアル荷重を負荷することができる。

また、本発明のセンサ付き外輪によれば、円筒部を外輪取付部材の内周面に内嵌して固定することができる。また、同様に、大径側屈曲部を外輪取付部材の内周面に内嵌して固定することができる。したがって、軸方向に離間して位置する円筒部と大径側屈曲部との２箇所を、外輪取付部材の内周面に固定することができるから、外輪を安定かつ確実に外輪取付部材に固定することができる。

また、本発明のセンサ付き外輪によれば、中央バックアップ部を有するから、この中央バックアップ部によって、円錐筒部の円錐軌道面の変形を防止できる。

また、本発明のセンサ付き外輪によれば、中央バックアップ部と、径方向延在部と、大径側屈曲部との互いに軸方向に離間して存在する３箇所で、径方向の剛性を大きくできて、外輪の径方向の強度が、問題がないものになる。

また、本発明のセンサ付き外輪によれば、このセンサ付き外輪を有するセンサ付き円錐ころ軸受の組み付け時の予圧や、運転時の予圧を、上記歪みセンサの測定値に基づいて正確に測定できる。したがって、組み付け時に、精密に所望の予圧を設定でき、また、運転時に、上記歪センサの測定値に基づいて、予圧を適宜、適切に調整できる。

また、本発明のセンサ付き外輪によれば、歪みセンサが、外輪を外輪取付部材に取り付けた状態で、密封室となる室内に取り付けられることになるから、外輪への歪みセンサの搭載の前後で、センサ付き外輪の配置スペースが変化することがない。したがって、この発明のセンサ付き外輪を用いることにより、配置スペースが小さいセンサ付き円錐ころ軸受を実現することができる。

本発明の第１実施形態のセンサ付き円錐ころ軸受の軸方向の断面図である。 上記センサ付き円錐ころ軸受の歪みゲージを示す模式図である。 上記歪みゲージの一部を示す平面図である。 本発明の第２実施形態のセンサ付き円錐ころ軸受装置の軸方向の断面図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態のセンサ付き円錐ころ軸受の軸方向の模式断面図である。

このセンサ付き円錐ころ軸受は、内輪軌道部材としての内輪１と、センサ付き外輪４０と、複数の円錐ころ３とを備え、センサ付き外輪４０は、外輪２と、歪みセンサとしての歪みゲージ７とを有する。

上記内輪１は、軸部材５の外周面に外嵌されて固定されている。上記内輪１は、円錐軌道面２１、大鍔部２２および小鍔部２３を有している。上記大鍔部２２は、円錐軌道面２１の大径側に位置する一方、小鍔部２３は、円錐軌道面２１の小径側に位置している。上記軸部材５は、径方向に広がる段部２６を有している。上記内輪１の円錐軌道面２１の大径側の端面２５は、上記段部２６に当接している。

上記外輪２は、一体ものの板金をプレス成形してなっている。ここで、板金の材料としては、ＳＵＪ２等の塑性加工できる軸受鋼、塑性加工できる軸受鋼に浸炭窒化処理等の硬化処理を施した鋼材、普通鋼ＳＰＣＣ等の塑性加工できる金属、Ｓ５５Ｃなどの炭素鋼、ＳＣＭ４１５などのクロムモリブデン鋼、Ｎ２２ＣＢ,Ｎ３５ＣＢ（日新製綱規格）のようなプレス性を考慮した材料等がある。

上記外輪２は、円錐筒部３１と、径方向延在部３２と、円筒部３３と、中央バックアップ部３４と、大径側屈曲部３５とを有する。

上記円錐筒部３１は、内周に円錐軌道面３８を有している。上記径方向延在部３２は、円錐筒部３１の小径側の端部から円錐筒部３１の略径方向に延在している。上記円筒部３３は、径方向延在部３２の径方向の外方の端部に一端が連結されている。上記円筒部３３は、円錐筒部３１の略軸方向に延在している。上記円筒部３３は、円筒外周面４１を有している。

上記中央バックアップ部３４は、円筒部３３の他端から円錐筒部３１の外周面の軸方向の中央付近（この中央付近は、人の視覚において判断）まで延在して、円錐筒部の中央付近の外周面に接触している。上記中央バックアップ部３４は、このようにして、円錐筒部３１の中央付近の外周面をバックアップしている。上記中央バックアップ部３４は、軸方向の断面において、外輪２の円錐軌道面３８の略法線方向（ここにおける略は、人の視覚において判断）に延在している。上記中央バックアップ部３４、円錐筒部３１、径方向延在部３２および円筒部３３は、密封室４９を画定している。

上記大径側屈曲部３５は、円錐筒部３１の大径側の端部につながっている。上記大径側屈曲部３５は、円錐筒部３１の大径側の端部から径方向の外方側に屈曲して、中央バックアップ部３４に略平行に延在している。上記大径側屈曲部３５の径方向の外方の端面は、円筒外周面４２になっている。上記大径側屈曲部３５の円筒外周面４２の外径は、円筒部３３の円筒外周面４１の外径と略同一になっている。

上記外輪２は、ハウジング９の内周面に内嵌されて固定されている。詳しくは、上記円筒部３３の円筒外周面４１と、大径側屈曲部３５の円筒外周面４２とは、ハウジング９の内周面に内嵌されて固定されている。

上記径方向延在部３２の軸方向の大径側屈曲部３５とは反対側の端面４６は、ハウジング９の径方向に延在する段部４７に当接している。上記内輪１の円錐軌道面２１の軸方向の外方の端面２５を、軸部材５の段部２６に当接すると共に、上記径方向延在部３２の上記端面４６を、ハウジング９の段部４７に当接している。このようにして、ハウジング９と、軸部材５で、円錐ころ軸受を軸方向に挟み付けて、円錐ころ軸受に、所定の軸方向の予圧を生成するようにしている。また、図１に示すように、上記複数の円錐ころ３は、内輪１の円錐軌道面２１と、外輪２の円錐筒部３１の円錐軌道面３８との間に、保持器５０によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記外輪２は、例えば、次のようにして製造するようになっている。

先ず、金属製の平板に、プレス打ち抜き加工により貫通穴を空ける。次に、貫通穴を有する平板をプレス加工により、塑性変形して、円錐筒部を形成する。続いて、プレス加工により、上記円錐筒部の小径側を、塑性変形して、径方向延在部を形成する。続いて、プレス加工により、径方向延在部の径方向の外方側を塑性変形して、軸方向に延在する円筒部を形成する。続いて、プレス加工して、円筒部の径方向延在部側とは反対側を塑性変形して、円筒部の径方向延在部側とは反対側から円錐筒部の軸方向の中央付近まで延在する中央バックアップ部を形成する。続いて、プレス加工によって、円錐筒部の大径側を屈曲させて、大径側屈曲部を形成する。最後に、大径側屈曲部の径方向の端面を、研磨等して、円筒外周面にする。このようにして、外輪を形成する。尚、平板の金属材料によっては、外輪の形状の生成後、浸炭、浸炭窒化、ずぶ焼入れ、高周波焼入れ、焼戻し、および、これらの組み合わせ等の熱処理や、ショットピーニング等の硬化処理を行うことが好ましい。

また、他の方法として、外輪２は、次のようにして、形成することもできる。

先ず、金属製の円板状の平板に、プレス打ち抜き加工により貫通穴を空けて、径方向延在部を形成する。続いて、プレス加工により、径方向延在部の径方向の内方側を塑性変形して、径方向延在部の径方向の内方側に、径方向延在部から離れるにしたがって、内径が大きくなる円錐筒部を形成する。その後、プレス加工により、径方向延在部の径方向の外方側を塑性変形して、径方向延在部の径方向の外方側に、軸方向に延在する円筒部を形成する。その後、プレス加工して、円筒部の径方向延在部側とは反対側を塑性変形して、円筒部の径方向延在部側とは反対側に、この反対側から円錐筒部の軸方向の中央付近まで延在する中央バックアップ部を形成する。続いて、プレス加工によって、円錐筒部の大径側を屈曲させて、大径側屈曲部を形成する。最後に、大径側屈曲部の径方向の端面を、研磨等して、円筒外周面にする。このようにして、外輪を形成する。

上記歪みゲージ７は、外輪２の円錐筒部３１の外周面８８に固定されている。上記歪みゲージ７は、中央バックアップ部３４の大径側屈曲部３５に位置している。上記歪みゲージ７は、外輪２をハウジング９に固定した状態で、ハウジング９に間隔をおいて位置している。上記歪みゲージ７は、外輪２をハウジング９に固定した状態で、ハウジング９、中央バックアップ部３４、円錐筒部３１および大径側屈曲部３５で画定される密封室９０内に配置されている。言い換えれば、上記歪みゲージ７は、中央バックアップ部３４、円錐筒部３１および大径側屈曲部３５で画定される外輪２の凹部９１内に配置されている。

図２は、歪みゲージ７の一部の周辺の模式拡大図である。尚、図２において、矢印Ａは、歪みゲージ７の長手方向を示している。

上記歪みゲージ７は、樹脂部８１と、金属線部８２とを有する。上記樹脂部８１は、ポリイミド等の樹脂材からなり、直方体状の形状を有している。また、上記金属線部８２は、銅線等の金属線からなり、その金属線は、樹脂部８１上を蛇行するように形成されている。上記金属線部８２の蛇行の進行方向は、歪みゲージ７の長手方向に一致している。

上記歪みゲージ７は、歪みゲージ７の長手方向Ａが、外輪２の円錐筒部３１の外周面８８（図１参照）の周方向と垂直な方向に一致するように、上記外周面８８に固定されている。

図３は、上記歪みゲージ７の一部を示す平面図である。

図３において、斜線のハッチングで示す部分は、樹脂部８１であり、斜線のハッチングで示す部分の間に存在するハッチングがない蛇行している部分は、金属線部８２である。

図２および図３に示す歪みゲージ７は、被測定物である円錐筒部３１が変形する度合と同一の度合で変形するようになっている。また、歪みゲージ７の金属線部８２は、伸びにより断面積が減るとともに長さが長くなり、その結果抵抗値が増えるようになっている。上記金属線部の抵抗値を測定することで、円錐筒部３１の歪みを測定して、センサ付き円錐ころ軸受の予圧を測定するようになっている。また、詳述しないが、上記歪みゲージ７からの信号を、ハウジング９に形成された貫通穴（図示せず）に挿通された絶縁体で覆われた配線を介して取り出すようにしている。

上記構成において、第１実施形態のセンサ付き円錐ころ軸受は、組立時や運転時に、歪みゲージ７からの信号に基づいて測定した予圧が、所望の予圧と異なる場合には、ねじ（図示しない）の締め込み量を適宜調整することによって、ハウジング９の段部４７と、軸部材５の段部２６との距離を適宜調整して、予圧を所望の予圧に設定するようになっている。

上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、外輪２が金属の塊より格段に軽い一体の金属板からなるから、従来の中実の外輪と比較して、質量が格段に小さくなる。具体的には、上記第１実施形態の外輪２は、その外輪２と略同一の円錐軌道面を有する従来の中実の円錐ころ軸受の外輪の４０％程度（４０％程度に限らないのは言うまでもない）の質量しかなくて、従来の中実の外輪と比較して質量が急激に小さくなる。したがって、上記第１実施形態の外輪２を、車両に使用した場合、従来の中実の外輪と比較して、運転コストが低くなり、材料コストが低くなる。また、上記第１実施形態の外輪２によれば、外輪２が一体の金属板からなるから、旋削等を不要あるいは旋削量を少なくできて、製造コストが小さくなる。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、外輪２が一体の板金からなって、ワンピースで外輪としての機能を果たしているから、外輪を複数の部品で形成する場合と異なり、各部品の調整が一切必要なくて、容易に組み付けでき、容易に取り扱うことができる。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、円錐軌道面３８を有しているのが、軸方向に連続して存在する円錐筒部３１であって、円錐軌道面３８が軸方向に連続して存在しているから、円錐ころ３の転動面の軸方向の略全域を、円錐筒部３１で支えることができる。したがって、円錐ころ３が、円錐軌道面３８上を安定かつ円滑に転動することができる。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、円錐筒部３１の小径側の端部から円錐筒部３１の略径方向に延在する径方向延在部３２が存在するから、この径方向延在部３２を、ハウジング９の軸方向の段部４７に当接させることができる。したがって、上記ハウジング９の段部４７から抗力を受けることができるから、アキシアル荷重を負荷することができる。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、径方向延在部３２の径方向の外方の端部に連結されて、円錐筒部３１の略軸方向に延在する円筒部３３を有するから、この円筒部３３をハウジング９の内周面に内嵌して固定することができる。また、同様に、円錐筒部３１の大径側の端部から径方向の外方側に屈曲して延在する大径側屈曲部３５の外周面をハウジング９の内周面に内嵌して固定することができる。したがって、円筒部３３と大径側屈曲部３５との軸方向に離間して位置する２箇所を、ハウジング９の内周面に固定することができるから、外輪２を安定かつ確実にハウジング９に固定することができる。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、円筒部３３の他端から円錐筒部３１の外周面の軸方向の中央付近まで延在して上記中央付近をバックアップする中央バックアップ部３４を有するから、この中央バックアップ部３４によって、円錐筒部３１の円錐軌道面３８の変形を防止できる。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、上記中央バックアップ部３４によって、外輪２の径方向の強度を大きくでき、また、径方向延在部３２および大径側屈曲部３５によっても、径方向の剛性を大きくできる。したがって、上記中央バックアップ部３４と、径方向延在部３２と、大径側屈曲部３５との互いに軸方向に離間して存在する３箇所で、径方向の剛性を大きくできて、外輪２の径方向の強度が、問題がないものになる。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、歪みゲージ７が、円錐筒部３１の外周面８８に固定されているから、このセンサ付き外輪４０を有するセンサ付き円錐ころ軸受の組み付け時の予圧や、運転時の予圧を、歪みゲージ７の測定値に基づいて正確に測定できる。したがって、組み付け時に、精密に所望の予圧を設定でき、また、運転時に、上記歪みゲージ７の測定値に基づいて、予圧を適宜、適切に調整できる。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、上記歪みゲージ７が、円錐筒部３１と、中央バックアップ部３４と、大径側屈曲部３５とで画定される凹部９１内に配置されて、歪みゲージ７が、外輪２をハウジング９に取り付けた状態で、密封室となる室９０内に取り付けられているから、外輪２への歪みゲージ７の搭載の前後で、外輪２の配置スペースが変化することがない。したがって、この発明のセンサ付き外輪４０を用いると、配置スペースが小さいセンサ付き円錐ころ軸受を実現することができる。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、歪みゲージ７が、外輪２の室４９内に配置されることがなくて、外輪２の凹部９１内に配置されることになるから、時間に対する歪みゲージ７の固定の自由度を大きくすることができて、歪みゲージ７の取り付け容易性を大きくすることができる。というのは、歪みゲージを外輪の室内に配置する構成では、歪みゲージが、外輪の室の完成前に、金属板に固定されなければならない一方、第１実施形態のように、歪みゲージ７を外輪２の凹部９１内に配置する構成では、歪みゲージ７の外輪２への設置の時間的な制限が存在することがないからである。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、中央バックアップ部３４が、円錐軌道面３８の略法線方向に延在しているから、円錐軌道面３８の変形防止効果を、強化することができる。更に述べると、第１実施形態では、中央バックアップ部３４が、荷重負荷点である円錐筒部３１の中央付近に接触しているから、円錐軌道面３８の撓みを効率的に防止することができる。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、外輪２が、一体の金属板をプレス成形してなっているから、製造コストを低減でき、量産性を向上させることができる。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０によれば、上記大径側屈曲部３５が、中央バックアップ部３４と略平行に延在しているから、径方向の強度を更に大きくすることができる。

また、上記第１実施形態のセンサ付き円錐ころ軸受によれば、従来と比較して外輪２が軽量であるから、従来と比較して、センサ付き円錐ころ軸受の質量が格段に小さくなる。

尚、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０では、外輪２を、金属製の一体の板をプレス成形して形成したが、この発明では、外輪を、金属製の一体の板を、転造加工、鍛造加工等の他の塑性加工を用いて形成しても良い。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０では、平板状の金属板から外輪２を形成したが、この発明では、継ぎ目のない筒状の金属体を塑性変形して、外輪を形成しても良く、また、電縫管等の継ぎ目のある筒状の金属体を、塑性変形して、外輪を形成しても良い。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０では、中央バックアップ部３４が、外輪２の円錐軌道面３８の略法線方向に延在していたが、この発明では、中央バックアップ部は、外輪の円錐軌道面の法線方向に延在していなくても良い。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０では、大径側屈曲部３５が、中央バックアップ部と略平行に延在していた。しかしながら、この発明では、外輪の大径側屈曲部が、中央バックアップ部と平行に延在していなくても良い。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０では、歪みゲージ７が、円錐筒部３１の外周面であって、中央バックアップ部３４の大径屈曲部３５側に位置していたが、この発明では、歪みセンサは、円錐筒部の外周面であって、中央バックアップ部の径方向延在部側に位置しても良い。

また、上記第１実施形態のセンサ付き外輪４０では、歪みゲージ７は、金属抵抗線の抵抗を利用するものであったが、この発明では、歪みセンサは、金属抵抗体の抵抗の代わりにシリコン半導体の抵抗を利用するものであっても良い。また、この発明では、歪みセンサは、光や温度や超音波等を用いて変位を測定するセンサであっても良い。この発明の歪みセンサは、円錐筒部の変位を測定できるセンサであれば、如何なるセンサであっても良い。

尚、円錐軌道面の表面粗さの程度の表面粗さを有する金属板を原材として使用すると、その金属板をプレス加工して外輪を生成した場合に、製品としての外輪の円錐軌道面の軌道精度が得られることが確認されている。したがって、円錐軌道面の研磨等が、必要がないことが確認されている。したがって、本発明の外輪では、製造工数を格段に低減することができる。

図４は、本発明の第２実施形態のセンサ付き円錐ころ軸受装置の軸方向の断面図である。

このセンサ付き円錐ころ軸受装置（以下、単に軸受装置という）は、第１実施形態のセンサ付き転がり軸受と同一のセンサ付き転がり軸受１００と、予圧調整ピストン機構１０１とを備える。

この軸受装置は、図示しないマイクロコンピュータを有し、このマイクロコンピュータで、歪みゲージ７からの信号に基づいて、センサ付き円錐ころ軸受１００の予圧を算出するようになっている。上記マイクロコンピュータは、算出した予圧値が、組み付け時または運転時の所望の予圧と異なる予圧である場合に、予圧調整ピストン機構１０１の図示しない油供給部に、油を供給あるいは油を排出することを表す信号を出力するようになっている。このようにして、予圧調整ピストン機構１０１のピストン内の油が充填される室１０７の容積を調整して、ピストンの押圧部１０５の軸方向の位置を適宜調整するようになっている。そして、この押圧部１０５の軸方向の位置の調整に基づいて、押圧部１０５に軸方向に当接している外輪２の径方向延在部３２の軸方向の位置を適宜調整することにより、センサ付き円錐ころ軸受１００の予圧を所望な予圧に調整している。

上記第２実施形態の軸受装置によれば、センサ付き円錐ころ軸受１００の荷重負荷能力を常時自動的に優れたものにすることができる。また、センサ付き円錐ころ軸受１００に過度の荷重が作用して、センサ付き円錐ころ軸受１００が破損することを防止することができる。

１ 内輪
２ 外輪
３ 円錐ころ
７ 歪みゲージ
２１ 内輪の円錐軌道面
３１ 円錐筒部
３２ 径方向延在部
３３ 円筒部
３４ 中央バックアップ部
３５ 大径側屈曲部
３８ 外輪の円錐軌道面
４０ センサ付き外輪
１００ センサ付き円錐ころ軸受

Claims (3)

1. 一体の金属板からなる外輪と、
   歪みセンサと
   を備え、
   上記金属板は、
   内周に円錐軌道面を有する円錐筒部と、
   上記円錐筒部の小径側の端部から上記円錐筒部の略径方向に延在する径方向延在部と、
   上記径方向延在部の上記径方向の外方の端部に一端が連結されると共に、上記円錐筒部の略軸方向に延在する円筒部と、
   上記円筒部の他端から上記円錐筒部の外周面の軸方向の中央部まで延在して上記中央部をバックアップする中央バックアップ部と、
   上記円錐筒部の大径側の端部から径方向の外方側に屈曲すると共に、径方向の外方の端面の外径が、上記円筒部の外周面の外径と略同一である大径側屈曲部と
   を有し、
   上記歪みセンサは、上記円錐筒部の外周面に固定されていることを特徴とするセンサ付き外輪。
2. 請求項１に記載のセンサ付き外輪において、
   上記歪みセンサは、上記中央バックアップ部と、上記大径側屈曲部との間に位置していることを特徴とするセンサ付き外輪。
3. 請求項１または２に記載のセンサ付き外輪と、
   外周に円錐軌道面を有する内側軌道部材と、
   上記外輪の上記円錐筒部の上記円錐軌道面と、上記内側軌道部材の上記円錐軌道面との間に配置された円錐ころと
   を備えることを特徴とするセンサ付き円錐ころ軸受。

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