WO2008029528A1

WO2008029528A1 - Dispositif de roulement et son procédé de fabrication

Info

Publication number: WO2008029528A1
Application number: PCT/JP2007/055212
Authority: WO
Inventors: Keisuke Yokoyama; Kunihiko Sasao
Original assignee: Nsk Ltd.
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2008-03-13
Also published as: US8246252B2; US20100002974A1

Description

明細書

軸受装置及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、温度センサを備える軸受装置及びその製造方法に関し、特に、自動車の電装部品、エンジン補機であるオルタネータゃ中間プーリ、カーエアコン用電磁クラッチ、水ポンプ、ハブユニット、ガスヒートポンプ用電磁クラッチ、コンプレッサ、リニァガイド装置、ボールねじ等に用いられると好適な軸受装置及びその製造方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、回転部品を支持する軸受装置は、一度組み込まれると定期的な検査が行われないケースが多ぐかかる場合、温度異常に起因する不具合が発生したときに初めて内部を検査することが多力つた。また鉄道車両や風車等の軸受の場合は、一定期間使用した後に、軸受装置やその他の部分について分解し検査が行われる。したがつて、温度異常に起因する不具合を事前に予測することが難し力つた。これに対し、温度センサを軸受装置に取り付けて温度変化を測定することで、致命的な不具合が発生する前に軸受の異常を発見しょうとする試みがある（下記特許文献 1参照)。特許文献 1 :特開 2002— 130263号公報

発明の開示

[0003] 特許文献 1に記載の技術によれば、温度センサとして積層サーミスタを用いており、それからの配線は、内輪に設けられた溝を介して外部へと引き出されている。しかるに、内輪に形成した溝を介して配線を引き出す場合、内輪の表面に沿って這わせる必要があり、配線の長さが長くなるという問題がある。又、薄形の温度センサであれば、軸受内部の奥に配置することも可能である力そこからどのようにして配線を引き出すかが問題となっている。

[0004] また、上述したように、従来の方法であると温度異常に起因する不具合が生じるまで異常を検知することが難しぐまた、特許文献 1のように、積層サーミスタを温度センサに用いると、複雑な形状に加工することが困難であり、取付位置が限定され、また、サーミスタ本体はセラミック力なるため強い衝撃に対して割れが発生するおそれがあり、更には、製造工程が多くなり、コストがかかり一般用の軸受まで応用することが難しかった。

[0005] 本発明は、力かる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、温度センサで所望の位置の温度を測定でき且つ配線の取り回し性に優れた軸受装置を提供することを目的とする。

[0006] 本発明は、更に、温度センサの取付位置に制約がなく耐久性がありかつ温度異常の検知性を向上できる軸受装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

[0007] 本発明の第 1の軸受装置は、外輪と、内輪と、両輪間に配置された転動体とを有する転がり軸受と、前記転がり軸受の内部の温度を測定する温度センサとを有する軸受装置において、前記温度センサからの配線は、前記軸受装置の構成部品に形成された貫通孔を通して外部に延在して、ることを特徴とする。

[0008] 第 1の軸受装置によれば、前記温度センサからの配線が、前記軸受装置の構成部品に形成された貫通孔を通して外部に延在しているので、温度を高精度に測定するのに最適な内部の場所に前記温度センサを配置した場合でも、いずれかの構成部品に貫通孔を形成することで、前記温度センサより前記貫通孔を介して任意の場所への配線を引き出すことが可能となる。

[0009] 本発明の第 2の軸受装置は、軸受と温度センサとを備える軸受装置において、前記温度センサは、耐熱性榭脂からなるフィルム状の基板と、前記基板に形成された膜状の温度センサ部と、前記温度センサ部を覆うように設けられた耐熱性榭脂からなるフィルム状のカバーと、前記温度センサ部の一部が前記カバーの表面に露出する配線取付部と、を有し、軸受部分に接するように取り付けられたことを特徴とする。

[0010] 本発明の第 3の軸受装置は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置された転動体と、を有する転がり軸受と、温度センサと、を備える軸受装置において、前記温度センサは、耐熱性榭脂からなるフィルム状の基板と、前記基板に形成された膜状の温度センサ部と、前記温度センサ部を覆うように設けられた耐熱性榭脂からなるフィルム状のカバーと、前記温度センサ部の一部が前記カバーの表面に露出する配線取付部と、を有し、前記基板または前記カバーが軸受部分に接するように取り付けられることを特徴とする。

[0011] 第 2及び第 3の軸受装置によれば、温度センサは、フィルム状の基板に形成した膜状の温度センサ部とフィルム状のカバーの表面に露出する配線取付部とから構成され、従来のチップ型積層サーミスタよりも薄く可撓性があり、かつ、小型に構成可能であるので、温度センサの取付位置に制約がなくなる。従って、温度センサを軸受のいかなる部分にも組み込み可能であるため、温度検知のレスポンスがよぐ温度異常の検知性が向上した温度センサを備える軸受装置を実現できる。また、膜状の温度センサ部をカバーで覆うので、温度センサの劣化のおそれが少なぐまた、温度センサ全体が可撓性のある構造なので、割れのおそれもない。このため、耐久性のある温度センサ付き軸受を実現できる。

[0012] 上記第 3の軸受装置において前記温度センサは、固定側の軌道輪の転走面に形成した凹部に取り付けられることが好ましい。また、前記温度センサは、固定側の軌道輪の転走面の近傍に取り付けられることが好ましい。

また、固定側の軌道輪に取り付けられたシールを備え、前記シールに前記温度センサが取り付けられるようにしてもよい。この場合、前記シールが芯金部と弾性部とを備え、前記芯金部または前記弾性部に前記温度センサが取り付けられてもよ、。

[0013] また、前記配線取付部に電気接続された配線を通して外部に導出する配線導出部を固定側の軌道輪に備えることが好ましい。この配線導出部としては、例えば、固定側の軌道輪の内面から側面に形成した貫通孔、固定側の軌道輪に形成した貫通孔、固定側の軌道輪外面に形成した溝、固定側の軌道輪内面に形成した溝、シールに形成した貫通孔、シールに形成した溝等であってよ!、。

[0014] 上記第 2または第 3の軸受装置において、前記基板及び前記カバーはポリイミド榭脂からなることが好ましぐ耐熱性を充分に得ることができる。

本発明の軸受と温度センサとを備える軸受装置を製造する方法は、耐熱性榭脂からなるフィルムに多数の膜状の温度センサ部を半導体製造プロセスにより形成し、前記フィルムを耐熱性榭脂からなる別のフィルムで覆ヽ、前記別のフィルムにお!/、て前記各温度センサ部の一部に対応する部分を半導体製造プロセスにより除去することで前記温度センサ部の一部が前記カバーの表面に露出する配線取付部を形成し、前記フィルム及び前記別のフィルムを前記温度センサ部毎にカットし、前記温度センサを得てから、前記軸受部分に取り付けることを特徴とする。

[0015] 軸受装置の製造方法によれば、フィルム上の多数の温度センサ部と、その上を覆う別のフィルムに露出する配線取付部と、を半導体製造プロセスによりそれぞれ形成してから、フィルム及び別のフィルムを温度センサ部毎にカットして温度センサを多数得ることができるので、従来のチップ型積層サーミスタよりも薄く可撓性があり、かつ、小型の温度センサを容易に量産できる。このため、温度センサを備える軸受装置の製造コストを低減でき、温度センサを備える軸受装置を安価に提供できる。

[0016] 上記軸受装置の製造方法にお!、て、前記配線取付部を形成してから、前記配線取付部に電気配線を取り付け、その後、上記カットを行うことが好ましい。また、別のフィルムは接着性であることが好まし、。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]第 1の実施の形態に力かる軸受装置の軸線方向断面図である。

[図 2]図 1の温度センサ TSのセンサパターン Pを示す拡大図である。

[図 3]実施例 1において図 1の軸受装置を動作させたときの温度上昇をシミュレーションした結果を示す図である。

[図 4]第 2の実施の形態の温度センサ付き軸受の要部を示す要部断面図である。

[図 5A]図 4の温度センサのフィルム基板の上に形成した温度センサ部を示す平面図である。

[図 5B]図 4のフィルム基板の上に設けたフィルムカバーを示す平面図である。

[図 6]図 5Bの配線取付部に電気配線を電気接続した温度センサを図 5Bの VI-VI線に沿って切断してみた図である。

[図 7]図 4の温度センサの配置位置を変えた温度センサ付き軸受の要部を示す要部断面図である。

[図 8]図 4の温度センサの配置位置を更に変えた温度センサ付き軸受の要部を示す要部断面図である。

[図 9]図 4,図 7の配線導出部の位置を変えた変形例を説明するための要部断面図である。 [図 10]実施例 2において図 5A、図 5B、図 6の温度センサを製造するための工程 (a) 乃至 (i)を説明するための概略図である。

[図 11]実施例 2において温度センサを量産する構成を説明するための比較的広めのフィルムの平面図である。

[図 12]実施例 2で測定した時間による温度 (抵抗値)変化を示すグラフである。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[0019] 〈第 1の実施の形態〉

図 1は、第 1の実施の形態に用いる転がり軸受の軸線方向断面図である。軸受装置 (転がり軸受ともいう） 10は、外輪 11と、内輪 12と、両輪 11, 12間に配置された転動体としての玉 13と、玉 13を周方向に等間隔に保持する保持器 14と、両輪 11, 12間を密封する円盤状のシール 15, 15とを有する。玉 13は、窒化珪素や炭化珪素等のセラミック製とすることちできる。

[0020] 外輪 11は、その内周において、軌道面 11aと、両端近傍に形成された取り付け溝 1 lb、 l ibを有する。内輪 12は、その外周において、軌道面 12aと、両端近傍に形成されたシール溝 12b、 12bを有する。

[0021] シール 15は、略ドーナツ板状の金属板材 (SPCCや SECC等)からなり鈎部以外の主部と鈎部とを備えた芯金 15aと、芯金 15aの内径側に一体的に加硫成形された合成ゴム（二トリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等）製のリップ部 15bと、芯金 15aの外径側に一体的に加硫成形された合成ゴム製の取り付け部 15cと、を有する。シール 15は、取り付け部 15cを弾性変形させながら、外方力取り付け溝 11 bに係合させることで、外輪 11に取り付けられる。かかる状態で、リップ部 15bの先端はシール溝 12bに接触している。なお、軸受装置 10のシールは、接触ゴムシールに限らず、非接触ゴムシール、非接触鋼板など限定されない。外輪 11の軌道面 11aの中央には、温度センサ TSが玉 13に非接触の状態で形成されている。図 1において、温度センサ TSの厚さは誇張して示されて、る。

[0022] 温度センサ TSの製造方法にっ、て説明する。まず、温度センサを配置した、部材の表面 (ここでは外輪 11の軌道面 11aに形成された浅い周溝又はくぼみ 11c)に、 1 μ m厚の DLC (ダイヤモンドライクカーボン)などの耐高温絶縁性薄膜 Mを形成する。その上に、インクジェット方式により銀被膜で微細なセンサパターン Pを形成する。その後、センサパターン Pを焼成することで温度センサ TSを、接着剤等を用いることなく外輪 11上に配置することができる。実装場所によっては、温度センサの配線をも同様にノターニングしてもょ、。

[0023] センサパターン Pは、例えば銀の超微粒子が独立状態で分散している分散液を、微細ノズルよりインクとして耐高温絶縁性薄膜 M上に吐出することによって形成される。吐出されたインクは、焼成または低真空ガス中に放置することで蒸発することから、強い銀被膜を得ることができる。銀に限らず、金や銅、アルミなどの微粒子を用いることで、導電性薄膜を形成できる。尚、インクジェット方式による薄膜の形成については、例えば特開 2003— 209341号公報に詳細に記載されているので、以下説明しない。又、センサパターン Pは、インクジェット方式以外の方法で形成されても良い。

[0024] 図 2は、図 1の温度センサ TSのセンサパターン Pを示す拡大図である。外部に接続される配線は、曲がりくねったパターン線 TSaの両端にある端子部 TSb、 TSbに接続される。パターン Pは、全体の幅が 200 μ mで、線幅が 30 μ m程度の微細な形状である。センサパターン Pを形成した部位が熱膨張により変形した場合、パターン線 TS aの長さが変化し、その抵抗値が変化するため、外部力流した電流の変化を検出することで、温度を精度良く測定できる。

[0025] 図 1において、温度センサ TSを外輪 11の軌道面 11a内の位置 Aに配置する場合、外輪 11を半径方向に貫通する孔 1 Idを形成し、温度センサ TSに接続した配線 Rを孔 l idを通して半径方向外部へと導き出すようにできる。尚、例えば外輪 11が不図示の円筒部内に配置されるような場合、配線 Rを軸受 10の半径方向に引き出せないことがある。かかる場合、外輪 11の外周に軸線方向の溝 l ieを形成し、温度センサ T Sに接続した配線 Qを孔 l idと溝 l ieとを介して軸線方向外部に引き出すこともできる。或いは、外輪 11の側面から穿孔することにより、内部で孔 l idに交差する軸線方向の孔 1 Ifを形成し、温度センサ TSに接続した配線 Pを孔 11 dと孔 1 Ifとを介して、外輪 11の側面力軸線方向外部に引き出すこともできる。

[0026] 本実施の形態によれば、温度センサ TSからの配線力外輪 11に形成された貫通する孔 l id等を通して外部に延在しているので、温度を測定するのに最適な内部の場所に温度センサ TSを配置することで高精度な測定を行うことができ、更に外輪 11 に孔 1 Id等を形成することで、温度センサ TSより孔 1 Id等を介して軸受の側面など任意の場所への配線の弓 Iき出しが可能となる。

[0027] 本実施の形態の変形例として、温度センサ TSを、外輪 11の軌道面 11a以外の内周面における位置 Bに配置することもできる。かかる場合、取り付け溝 l ibの底に、更に軸線方向に向力ゝぅ溝 1 lgを形成し、温度センサ TSに接続した配線 Sを溝 1 lgを介して軸線方向外部に引き出すこともできる。又、本実施の形態の別な変形例として、温度センサ TSを、シール 15の芯金 15aの内側面における位置 Cに配置することもできる。かかる場合、シール 15を軸線方向に貫通する孔 15dを形成し、温度センサ TS に接続した配線 Tを孔 15dを介して軸線方向外部に引き出すこともできる。

[0028] 〈実施例 1〉

次に、本発明を実施例 1により更に具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。

[0029] 本発明者らは、上記方法により作製された温度センサ TSを、実施例 1として図 1のように外輪 11の軌道面 11a (位置 A)に取り付けると共に、比較例 1として図 1の破線のように外輪 11の外周面 (位置 Α' )に取り付けて、軸受装置を動作させたときの温度上昇をシミュレーションした。その結果を図 3に示す。なお、シミュレーションに用いた仕様は、以下の通りである。

軸受：日本精ェ (株)製の 6203 (呼び番号)単列深溝玉軸受

回転数： 10, OOOmin— ¹

回転時間： 1時間

[0030] 図 3から明らかなように、比較例 1のように温度センサ TSを軸受装置 10の外部に配置した場合と比較して、実施例のように温度センサ TSを軸受装置 10の内部に配置すると、軸受装置の温度変化をレスポンス良く測定できることがわかる。本実施の形態の温度センサ TSは、軸受 10の構成部品である外輪 11の表面に形成された絶縁性薄膜 M上に、インクジェット方式によりパターユングされた導電性薄膜 Pを有するので、力かる導電性薄膜 Pにより精度良く且つレスポンス良く軸受の温度を測定できる。従って、レスポンスの良い温度測定を通じて、異常な温度上昇が予兆として現れる軸受装置に生じる不具合を精度良く予測することが可能となる。なお、上述の温度センサに限らず、例えば積層サーミスタ等種々のセンサを用いてもよい。

[0031] 〈第 2の実施の形態〉

図 4は第 2の実施の形態の温度センサ付き軸受の要部を示す要部断面図である。図 4に示すように、軸受装置 (温度センサ付き軸受、軸受ともいう） 20は、外周面に転走面 21aを有する内輪 21と、内周面に転走面 22aを有する外輪 22と、外輪 22と内輪 21との間に配置された転動体である複数の玉 24と、複数の玉 24を均等位置に保持するための保持器 23と、軸受温度を検知するための温度センサ 100と、を備える。

[0032] 軸受 20は、内輪回転の場合のシールの付いた転がり軸受であり、両側にシール 30 , 33を備える。シール 30は、外周に鈎部を有するリング状の芯金 31と、その外側に合成ゴムを一体に加硫成形してなる弾性体 32と、から構成され、その機能上から、芯金 31の鈎部以外とその外側の弾性体 32とからなる円環状の主部 34と、芯金 31の鈎部とその外側の弾性体とからなり外輪 22内周面の止め溝 25に係止される加締部 35 と、芯金 31の内周側の弾性体力もなり内輪 5の外周面の受け溝 26に接触されるリツプ部 36と、に分けられる。

[0033] シール 30は、リップ部 36を内輪 21の外周面の受け溝 26に接触させた状態で、カロ締部 35を弾性変形させながら外輪 22の内周面の止め溝 25に押し込むことによって、軸受 20の外輪 22と内輪 21との間に配設される。シール 33もシール 30と同じ構造であり、同様に外輪 22と内輪 21との間に配設される。このようなシール 30, 33の一般的な材料は、芯金としては SPCCや SECCなどの鋼板が使用され、リップ等を形成する弾性体としては-トリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムが使用される。なお、シール 30, 33は、図 4のような接触ゴムシールに限らず、非接触ゴムシール、非接触鋼板などであってもよい。

[0034] 固定側の外輪 22には、転走面 22aに温度センサ 100のための凹部 27を設け、外輪 22の内周面の凹部 27から外輪 22の側面へと貫通する貫通孔 Pを配線導出部として設けている。

[0035] 温度センサ 100は、固定側の外輪 22の転走面 22aに設けた凹部 27に取り付けられるとともに、温度センサ 100から延びる一対の電気配線 110が貫通孔 Pを通して外輪 22の側面力も外部へと導出される。なお、温度センサ 100は凹部 27に嵌め込みや耐熱性接着剤で取り付けることができる。

[0036] 上述の温度センサ 100について図 5A,図 5B,図 6を参照して説明する。図 5Aは温度センサのフィルム基板の上に形成した温度センサ部を示す平面図であり、図 5B はフィルム基板の上に設けたフィルムカバーを示す平面図である。図 6は、図 5Bの配線取付部に電気配線を電気接続した温度センサを図 5Bの VI-VI線に沿って切断してみた図である。

[0037] 図 5A,図 5B,図 6のように、温度センサ 100は、耐熱性及び可撓性を有するポリイミド榭脂（PI)からなるフィルム基板 120と、フィルム基板 120上に形成された白金等力もなる膜状の温度センサ部 130と、温度センサ部 130が形成されたフィルム基板 1 20を覆うように配置された同種のポリイミド榭脂からなるフィルムカバー 140と、を備え、全体として平面が矩形状で小型の厚さが薄くかつ可撓性のある小型の構成となつている。

[0038] 膜状の温度センサ部 130は、図 5Aのように、全体の幅 aでかつ幅 bの帯状部力も構成され、幅 bの帯状部は全体の帯状長さを長く確保するために複数箇所で折り返されて、る。膜状の温度センサ部 130の図の左右端下側に位置する幅 bの帯状部の両端に、一対の配線取付部 150, 150が幅 bよりも広幅に設けられている。

[0039] フィルム基板 120を覆うフィルムカバー 140には、図 5Aの一対の配線取付部 150, 150に対応する位置に、図 6のように孔 160が形成されることで、図 5Bのように一対の配線取付部 150, 150がフィルムカバー 140の表面に露出している。一対の配線取付部 150, 150に、一対の電気配線 110が電気接続される。

[0040] なお、一対の電気配線 110は温度測定装置に接続され、温度変化により変化する温度センサ部 130の抵抗値に基づ、て温度測定が行われる。

[0041] 上述のように、温度センサ 100は、フィルム基板 120に形成した膜状の温度センサ部 130とフィルムカバー 140の表面に露出する配線取付部 150と力も構成されるため、従来のチップ型積層サーミスタよりも薄く可撓性があり、かつ、小型であるので、温度センサ 100の取付位置に制約がなくなる。従って、温度センサ 100を軸受のい力なる部分にも組み込み可能であり、図 4の温度センサ付き軸受 20では、軸受内部の外輪 22の転走面 22aに形成した凹部 27に組み込むことで、温度検知のレスポンスが良好となり、温度異常の検知性を向上できる。

[0042] また、膜状の温度センサ部 130をフィルムカバー 140で覆うので、温度センサ 100 の劣化のおそれが少なぐまた、温度センサ 100全体が可撓性のある構造なので、割れのおそれもない。このため、耐久性のある温度センサ付き軸受を実現できる。

[0043] 次に、図 4の温度センサの配置位置を変えた温度センサ付き軸受ニ例について図 7,図 8を参照して説明する。図 7は図 4の温度センサの配置位置を変えた温度センサ付き軸受の要部を示す要部断面図である。図 8は図 4の温度センサの配置位置を更に変えた温度センサ付き軸受の要部を示す要部断面図である。

[0044] 図 7,図 8に示す温度センサ付き軸受 20A, 20Bは図 1の温度センサ付き軸受 20と基本構成が同一であるので、同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。

[0045] 図 7に示すように、温度センサ付き軸受 20Aは、温度センサ 100を固定側の外輪 2 2の内周面 22bであって転走面 22aの近傍に取り付けたものである。外輪 22の内周面 22bから外輪 22の側面へと貫通する貫通孔 Sを配線導出部として設けている。

[0046] 温度センサ 100は、外輪 22の転走面 22aの近傍に取り付けられるとともに、温度センサ 100から延びる一対の電気配線 110が貫通孔 Sを通して外輪 22の側面力も外部へと導出される。

[0047] 図 7の温度センサ付き軸受 20Aによれば、図 4の温度センサ付き軸受 20と同様の作用効果を奏し、温度検知のレスポンスが良好となり、温度異常の検知性を向上でき

、また、耐久性のある温度センサ付き軸受を実現できる。

[0048] 図 8に示す温度センサ付き軸受 20Bは、温度センサ 100をシール 33の芯金 31の内面 31aに取り付けたものである。シール 33には、芯金 31と弾性体 32を貫通する貫通孔 Tを配線導出部として設けて、る。

[0049] 温度センサ 100は、シール 33の芯金 31の内面 31aに取り付けられるとともに、温度センサ 100から延びる一対の電気配線 110がシール 33の貫通孔 Sを通してシール 3

3の主部 34へと導出される。

[0050] 図 8の温度センサ付き軸受 20Bによれば、図 4の温度センサ付き軸受 20と同様の作用効果を奏し、温度検知のレスポンスが良好となり、温度異常の検知性を向上でき、また、耐久性のある温度センサ付き軸受を実現できる。

[0051] 次に、図 4,図 7の配線導出部の位置を変えた変形例について図 9を参照して説明する。図 9は、図 4,図 7の配線導出部の位置を変えた変形例を説明するための要部断面図である。

[0052] 図 9に示す配線導出部としての貫通孔 Rは、図 4の外輪 22の転走面 22aに形成された凹部 27から図の上方に延びて外輪 22の外周面 22cへと貫通するものである。図 4のように凹部 27に温度センサ 100を取り付けた場合、一対の電気配線 11を貫通孔 Rを通して外輪 22の外周面 22cへと導出できる。

[0053] また、図 9のように、貫通孔 Rに連結するように配線導出部として溝 Qを外輪 22の外周面 22cに外輪 22の側面まで延びるように形成してもよい。貫通孔 Rから導出された電気配線 11を溝 Qを通して外輪 22の側面へと導出できる。

[0054] また、図 9の配線導出部としての貫通孔 Uは、図 4の外輪 22の転走面 22aの近傍の内周面 22bから図の上方に延びて外輪 22の外周面 22cへと貫通するものである。図 7のように外輪 22の転走面 22aの近傍の内周面 22bに温度センサ 100を取り付けた場合、一対の電気配線 11を貫通孔 Uを通して外輪 22の外周面 22cへと導出できる。

[0055] 以上のように、図 4〜図 8の温度センサ付き軸受 20, 20A, 20Bによれば、温度センサ 100が薄く小型で可撓性を有し、温度センサ 100の取り付け位置が限定されないので、軸受のいかなる部分にも組み込むことが可能であり、所望の軸受内部位置に取り付けることができる。このため、温度検知のレスポンスが速ぐ軸受において温度異常に起因する不具合が生じることを事前に予測できる予測可能性が向上する。

[0056] また、温度センサは、割れが生じなく劣化が少なくて耐久性に優れるため、温度センサ自体の寿命が長くなり、更に、半導体製造工程を利用することにより一括形成でき容易に量産可能であり、小形で量産性に優れて製造コストを低減できるため、温度センサ付き軸受を低コストで提供可能となる。

[0057] 〈実施例 2〉

次に、本発明を実施例 2により更に具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。 [0058] 図 5A,図 5B,図 6と同様の温度センサを次の半導体製造工程と同様の工程により製造した。図 10 (a)乃至図 10 (i)を参照して説明する。図 10 (a)乃至図 10 (i)は、本実施例において図 5A,図 5B,図 6の温度センサを製造するための工程 (a)乃至 (i) を説明するための概略図である。

[0059] 図 10 (a)のように、フィルム PI (東レ ·デュポン (株）製カプトン）力なるフィルム基板

120上に厚さ約 2 μ mのフォトレジスト（東京応化（株）製 OFPR800LB) 41をスピンコートにより塗布し、 90°Cで 2分間プレベータ処理を行った (a)。

[0060] 図 10 (b)のように、その後、図 5Aのような温度センサ部 130のパターユングを行つたマスク 42を用いて方向 sから露光（ユニオン光学 (株）製 EMA-400)した（b)。

[0061] 次に、図 10 (c)のように、現像液 (東京応化 (株)製 MND3)を用いて現像し、最後に超純水で 60秒間リンスした。これ〖こより、フォトレジスト 41にマスク 42のパターンに対応したパターンを形成した (c)。

[0062] 図 10 (d)のように、その後、スパッタリング法にて厚さ約 250nmの白金膜 43を形成してから（d)、図 10 (e)のように、アセトンによりリフトオフ法を用いてフィルム基板 12 上の残留フォトレジストを除去した（e)。図 10 (e)の白金膜 43が図 5Aの温度センサ部 130を構成する。

[0063] 次に、図 10 (f)のように、接着剤フィルム (デュポン (株)製パイララックス）を用いて同種の PIフィルム 140でフィルム基板 120に接着してカバーし、このフィルムカバー 1 40にフォトレジスト 44をスピンコートし、プレベータした（f)。

[0064] 次に、図 10 (g)のように、図 6の孔 160に対応したパター-ングを行ったマスク 45を用いて方向 nから露光した (g)。次に、図 10 (g)のように、現像し、リンスを行うことにより、フォトレジスト 44にマスク 45のパターンに対応したパターンを形成した（h)。

[0065] 次に、図 10 (i)のように、 PIフィルム 140をエッチング剤（東レエンジニアリング (株）製 TPE3000)を用いてエッチングし、その後、アセトンにて残留フォトレジストを除去した（i)。これにより、フィルムカバー 140に図 6の孔 160を形成し、図 5Bのように、温度センサ部 130の配線取付部 150がフィルムカバー 140に露出する。

[0066] その後、図 6のように、配線取付部 150に電気配線 110を取り付けてから、個別の温度センサにカットした。 [0067] 例えば、図 11のように、比較的広めの PIフィルム Fに、上述の図 10 (a)乃至図 10 (i )のような半導体製造工程を経て多数の温度センサ 100を形成してから、縦横の切断線 m, nに沿ってカットすることで、多数の温度センサ 100を簡単に量産することができ、製造コストを低減できる。

[0068] 上述のようにして製造された温度センサ 100は、図 5Aの温度センサ部 130の全体幅& : 200 ！!1、帯状部の幅!) 。；^ !!!、温度センサ100の幅：250 111、長さ Y: 25 0 m、図 6の厚さ Z: 75 μ mの寸法であつたが、この寸法は一例であり、必要に応じて変えることができる。

[0069] 上述のようにして製造された温度センサ 100を実施例 2として図 4の軸受 20と同様の位置 A (凹部 27)に接着で取り付けた。比較例 2として同様に温度センサ 100を図 4の破線で示すように軸受 20の外輪 22の外周面 22cの位置 A，に接着で取り付け、位置 A, A'の温度をそれぞれ測定した。

[0070] 測定条件は以下の通りである。

軸受：日本精ェ (株)製の 6203 (呼び番号)単列深溝玉軸受

回転数： 10, OOOrpm

回転時間： 1時間

[0071] 上記のように測定した時間による温度 (抵抗値)変化を図 12に示す。図 12から分かるように、図 4の軸受の外輪 22の転走面 22aに組み込んだ実施例 2の位置 Aの温度センサの方が、比較例 2の軸受の外面の位置 A'で測定した場合に比べて非常にレスポンスが速く正確な温度を迅速に得ることができる。

[0072] 以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明した力本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなぐ適宜変更 ·改良が可能であることはもちろんである。例えば、図 1,図 4,図 7,図 8では、転がり軸受の内輪を回転側としたが、外輪を回転側としてもよぐこの場合は、固定側の内輪に温度センサを同様に取り付け、配線導出部を設けることで同様の作用効果を得ることができる。

[0073] また、図 1,図 4,図 7,図 8の軸受は単列深溝玉軸受であった力本発明はこれに限定されず、他の種類の転がり軸受であってもよぐ更に、軸受一般に適用できることは勿論である。また、上述の各温度センサは異種金属薄膜からなる熱電対タイプ力も構成してちょい。

産業上の利用分野

以上のように、本発明に力かる軸受装置は、温度センサで軸受の所望の位置の温度を測定できかつ配線の取り回し性に優れており、また、温度センサの取付位置に制約がなく耐久性がありかつ温度異常の検知性を向上できるものとして有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 外輪と、内輪と、両輪間に配置された転動体とを有する転がり軸受と、前記転がり軸受の内部の温度を測定する温度センサとを有する軸受装置において、前記温度センサからの配線は、前記軸受装置の構成部品に形成された貫通孔を通して外部に延在して、ることを特徴とする軸受装置。

[2] 前記貫通孔は前記外輪または前記内輪に形成されている請求の範囲第 1項に記載の軸受装置。

[3] 前記軸受装置はシールを含み、前記貫通孔は前記シールに形成されている請求の範囲第 1項または第 2項に記載の軸受装置。

[4] 前記温度センサは前記外輪または前記内輪の軌道面、前記軌道面の近傍部、または前記シールに配置されている請求の範囲第 1項乃至第 3項のいずれかに記載の軸受装置。

[5] 軸受と温度センサとを備える軸受装置において、前記温度センサは、耐熱性榭脂からなるフィルム状の基板と、前記基板に形成された膜状の温度センサ部と、前記温度センサ部を覆うように設けられた耐熱性榭脂からなるフィルム状のカバーと、前記温度センサ部の一部が前記カバーの表面に露出する配線取付部と、を有し、軸受部分に接するように取り付けられたことを特徴とする軸受装置。

[6] 外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置された転動体と、を有する転がり軸受と、温度センサと、を備える軸受装置において、前記温度センサは、耐熱性榭脂からなるフィルム状の基板と、前記基板に形成された膜状の温度センサ部と、前記温度センサ部を覆うように設けられた耐熱性榭脂からなるフィルム状のカバーと、前記温度センサ部の一部が前記カバーの表面に露出する配線取付部と、を有し、軸受部分に接するように取り付けられたことを特徴とする軸受装置。

[7] 前記温度センサは、固定側の軌道輪に形成した凹部に取り付けられた請求の範囲第 6項に記載の軸受装置。

[8] 前記温度センサは、固定側の軌道輪の近傍に取り付けられた請求の範囲第 6項または第 7項の、ずれかに記載の軸受装置。

[9] 前記転がり軸受が固定側の軌道輪に取り付けられたシールを備え、前記シールに前記温度センサが取り付けられた請求の範囲第 6項乃至第 8項のいずれかに記載の軸受装置。

[10] 前記シールが芯金部と弾性部とを備え、前記芯金部または前記弾性部に前記温度センサが取り付けられた請求の範囲第 9項に記載の軸受装置。

[11] 前記配線取付部に電気接続された電気配線を通して外部に導出する配線導出部を固定側の軌道輪に備える請求の範囲第 6項乃至第 10項のいずれかに記載の軸受装置。

[12] 前記基板及び前記カバーはポリイミド榭脂からなる請求の範囲第 5項乃至第 11項の！、ずれかに記載の軸受装置。

[13] 軸受と温度センサとを備える軸受装置を製造する方法にお!ヽて、耐熱性榭脂からなるフィルムに多数の膜状の温度センサ部を半導体製造プロセスにより形成し、前記フィルムを耐熱性榭脂からなる別のフィルムで覆ヽ、前記別のフィルムにお、て前記各温度センサ部の一部に対応する部分を半導体製造プロセスにより除去することで前記温度センサ部の一部が前記カバーの表面に露出する配線取付部を形成し、前記フィルム及び前記別のフィルムを前記温度センサ部毎にカットし、前記温度センサを得てから、前記軸受部分に取り付けることを特徴とする軸受装置の製造方法。