WO2023182091A1 - 軸受装置 - Google Patents

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WO2023182091A1
WO2023182091A1 PCT/JP2023/010030 JP2023010030W WO2023182091A1 WO 2023182091 A1 WO2023182091 A1 WO 2023182091A1 JP 2023010030 W JP2023010030 W JP 2023010030W WO 2023182091 A1 WO2023182091 A1 WO 2023182091A1
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WO
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bearing
ring
circuit board
magnetic
holding member
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PCT/JP2023/010030
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孝誌 小池
靖之 福島
晃平 松林
智昭 牧野
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Ntn株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38—Ball cages
    • F16C33/41—Ball cages comb-shaped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link

Definitions

  • the present disclosure relates to a bearing device.
  • a bearing device that combines a bearing and a generator and is used as a power source for sensors, wireless communications, etc.
  • Patent Document 1 JP 2017-72170A discloses a bearing device with a wireless sensor that wirelessly transmits information from a sensor.
  • the bearing device disclosed in Patent Document 1 has a structure in which a multipolar ring magnet is fixed to one end of a cage that holds rolling elements, and a coil is arranged on the seal side facing the multipolar ring magnet.
  • electric power is generated by relative rotation between a multipolar ring magnet and a coil arranged in the axial direction.
  • the cage has a large amount of play in the axial direction of the bearing due to use.
  • the gap between the multipolar ring magnet and the coil in the axial direction tends to fluctuate due to rattling of the retainer during use.
  • the gap becomes large the amount of power generation decreases, which is expected to affect the driving of electronic components such as sensors.
  • the gap becomes smaller it is assumed that the multipolar ring magnet comes into contact with electronic components such as sensors.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and its purpose is to provide a bearing device that can function normally while reducing the size of the bearing device.
  • the bearing device of the present disclosure includes a standard bearing whose main dimensions, including an outer ring, an inner ring, and rolling elements, are specified in a specific standard.
  • a bearing device includes a magnetic ring fixed to either an outer ring or an inner ring, a stator arranged to face the magnetic ring and the standard bearing in the radial direction and fixed to the other of the outer ring or the inner ring, and a circuit.
  • the magnetic ring and stator constitute a generator that generates alternating current power.
  • the circuit board includes at least one sensor that detects the condition of the standard bearing, a wireless communication circuit that wirelessly transmits the output of the at least one sensor to the outside, and a wireless communication circuit that transmits the AC power generated by the generator to the at least one sensor and the wireless communication circuit.
  • a power supply circuit that converts the power into DC power that can be used in the communication circuit.
  • a magnetic ring, a stator, and a circuit board are arranged in an annular space formed by a recess at the end of the outer ring and a recess at the end of the inner ring.
  • the magnetic ring, the stator, and the circuit board are arranged in the annular space so as not to overlap each other in the axial direction of the bearing. This allows each component to be placed within the annular space, thereby reducing the size of the bearing.
  • the magnetic ring is fixed to the inner ring
  • the stator is fixed to the outer ring at an opposing position.
  • the inner ring and the outer ring have small fluctuations in the axial direction of the bearing, and the magnetic ring and stator constitute a generator, which allows the bearing device to function normally while keeping its dimensions down.
  • FIG. 1 is a perspective view of the entire bearing device of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view on a plane including the rotation axis of the bearing. It is a figure for explaining a cage.
  • FIG. 3 is a diagram of the bearing device viewed from the sensor unit side.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the sensor unit.
  • FIG. 3 is a perspective view of the sensor unit after assembly.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a sensor unit and a magnetic ring in Embodiment 2;
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a sensor unit according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view of the sensor unit of Embodiment 2 after assembly.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a sensor unit and a magnetic ring in Embodiment 3;
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a sensor unit according to a third embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view of the sensor unit of Embodiment 3 after assembly.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a sensor unit and a magnetic ring in Embodiment 4;
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a sensor unit according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view of the sensor unit of Embodiment 4 after assembly.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a bearing device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view of the entire bearing device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view on a plane including the rotation axis of the bearing. It is a figure for explaining a cage.
  • FIG. 3 is a diagram of the bearing device viewed from the sensor unit side.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a sensor unit in Embodiment 6.
  • FIG. 7 is a perspective view of the sensor unit after assembly in Embodiment 6;
  • FIG. 7 is a perspective view of a sensor unit in Embodiment 7.
  • FIG. 7 is a perspective view of a sensor unit in Embodiment 8.
  • FIG. 1 is a perspective view of the entire bearing device 1 according to the first embodiment.
  • the bearing device 1 includes a bearing 2, a sensor unit 6, and a magnetic ring 7.
  • the bearing 2 includes an outer ring 3 and an inner ring 4.
  • the outer ring 3 is a stationary ring
  • the inner ring 4 is a rotating ring.
  • the bearing 2 will be explained using a deep groove ball bearing as an example, the type of the bearing 2 is not limited to the deep groove ball bearing.
  • the bearing 2 is a standard bearing whose main dimensions (inner diameter, outer diameter, width, etc.) are specified in a specific standard.
  • a standard bearing is, for example, a bearing with dimensions specified in ISO standards and JIS standards.
  • the bearing 2 is a radial bearing, and the main dimensions of the bearing 2 are those specified in ISO15 or JISB1512-1. Below, the bearing 2 is also referred to as a standard bearing 2.
  • the sensor unit 6 includes a stator 5 and a lid 14. Details of the structure of the stator 5 will be described later.
  • the lid 14 is a non-metallic resin member and protects the inside of the sensor unit 6.
  • the magnetic ring 7 is a magnetic member in which north poles and south poles are alternately magnetized in the circumferential direction.
  • the stator 5 is fixed to the outer ring 3 and the magnetic ring 7 is fixed to the inner ring 4.
  • the stator 5 and the magnetic ring 7 constitute a generator G. Although the generator G is a claw pole type generator, it may be a generator having another structure.
  • the one-dot chain line in FIG. 1 is the rotation axis O of the bearing 2.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the bearing 2 in a plane including the rotation axis O.
  • the bearing 2 includes an outer ring 3, an inner ring 4, rolling elements 8, a retainer 9, and a seal 10.
  • the bearing 2 may be selected from standard bearing model sizes that allow the distance W between the end surface 11 of the bearing 2 and the rolling elements 8 to accommodate the sensor unit 6 and the magnetic ring 7.
  • the end face 11 is also the end face of the outer ring 3.
  • a stepped first notch 3a serving as a recess at the end of the outer ring 3 is formed on the inner peripheral surface of one end of the outer ring 3.
  • a stepped second notch 4a serving as a recess at the end of the inner ring 4 is formed on the outer peripheral surface of one end of the inner ring 4 so as to face the first notch 3a.
  • an annular recess 50 is cut out toward the rolling elements 8 by the first notch 3a and the second notch 4a.
  • An annular space is formed.
  • the sensor unit 6 includes a holding member 12, a circuit board 13, a stator 5, and a lid 14.
  • the holding member 12 is a magnetic material having a partition wall 12a that separates the holding member 12 into a first region 12b and a second region 12c in the radial direction of the bearing 2 (also referred to as the radial direction).
  • the circuit board 13 is fixed to the inner bottom surface 12d of the first region 12b, and the stator 5 is arranged in the second region 12c.
  • the lid 14 protects the circuit board 13 fixed to the inner bottom surface 12d.
  • the circuit board 13 may be sealed using a resin sealing material instead of the lid 14.
  • the outer diameter surface of the holding member 12 on the first region 12b side is fitted into the first notch 3a formed in the outer ring 3 and fixed.
  • the holding member 12 is press-fitted or bonded so as not to protrude from the end surface 11 of the outer ring 3.
  • the holding member 12 may be fixed using a combination of press-fitting and adhesion, or may be fixed by a method other than these.
  • the stator 5 includes two magnetic members 21 and 22, a bobbin 23, and a coil 24. A portion of the holding member 12 including the second region 12c is used as the magnetic member 21 of the stator 5.
  • the magnetic ring 7 includes a core metal 7a and a multipolar magnet 7b.
  • the multipolar magnet 7b is made by, for example, vulcanizing and adhering a magnetic material made by kneading magnetic powder and rubber to the core bar 7a, and then alternately magnetizing the N pole and the S pole in the circumferential direction of the bearing 2. It is something.
  • the core metal 7a of the magnetic ring 7 has a flange portion 7c to increase rigidity.
  • the magnetic ring 7 is fixed to the outer diameter surface 4b of the inner ring 4 by press fitting or the like.
  • the flange portion 7c fits into a second notch portion 4a formed in the inner ring 4.
  • the magnetic ring 7 is arranged so as not to protrude from the end surface 20 of the inner ring 4.
  • the magnetic ring 7, stator 5, and circuit board 13 are arranged so as not to overlap each other in the axial direction of the bearing 2. Thereby, each component can be arranged inside the annular recess 50, so the dimensions of the bearing 2 can be suppressed.
  • the magnetic ring 7 is fixed to the inner ring 4, and the stator 5 is fixed to the outer ring 3 at an opposing position. Since the inner ring 4 and the outer ring 3 have smaller fluctuations in the axial direction of the bearing 2 than the retainer 9, the generator G can ensure a stable amount of power generation and function normally while suppressing the dimensions of the bearing device. I can do it.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the cage 9.
  • Recesses 93 are formed in the cage 9 at a predetermined pitch along the circumferential direction of an axial end surface 91 of the annular cage main body.
  • a pair of claws 94, 94 are formed to protrude from circumferentially opposing open ends of the recess 93.
  • the recess 93 and the pair of claws 94 form a pocket 95 in which the rolling element 8 shown in FIG. 2 is accommodated.
  • the shape of the cage 9 is such that one end surface 91 side is open and the other end surface 92 is connected.
  • the retainer 9 is a resin member, and is arranged on the open side so that the sensor unit 6 and the magnetic ring 7 do not protrude from the end surfaces 11 and 20.
  • FIG. 4 is a diagram of the bearing device 1 viewed from the sensor unit 6 side.
  • a part of the lid 14 is omitted so that the inside of the sensor unit 6 can be seen.
  • One or more sensors for monitoring the state of the bearing 2 are mounted on the circuit board 13.
  • an acceleration sensor 15 and a temperature sensor 16 are mounted on the circuit board 13.
  • the temperature sensor 16 is inserted through a hole (not shown) provided in the inner bottom surface 12d of the holding member 12, and is inserted into the circuit board 13 so as to be brought close to (or in contact with) the end surface of the first notch 3a of the outer ring 3. It may be mounted on the back side. Thereby, the temperature sensor 16 approaches the outer ring 3 and can accurately measure the temperature of the bearing 2.
  • a power supply circuit 17 and a wireless communication circuit 18 are further mounted on the circuit board 13.
  • the power supply circuit 17 rectifies the AC power generated by the generator G and converts it into DC power.
  • Acceleration sensor 15, temperature sensor 16, and wireless communication circuit 18 use DC power converted by power supply circuit 17.
  • Terminals 25 are arranged on the circuit board 13.
  • the wireless communication circuit 18 includes an antenna section 18a.
  • the wireless communication circuit 18 wirelessly transmits the outputs of the acceleration sensor 15 and the temperature sensor 16, which monitor the state of the bearing 2, to the outside using the antenna section 18a.
  • the circuit board 13 is fixed to the holding member 12 with a plurality of screws 19. Note that the circuit board 13 may be adhesively fixed to the holding member 12.
  • the circuit board 13 on which the wireless communication circuit 18 is mounted is placed facing the lid 14 made of resin. As a result, the wireless communication circuit 18 has a structure that is not sealed with a conductive material such as metal. Therefore, wireless communication is possible using the antenna section 18a within the wireless communication circuit 18.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the sensor unit 6.
  • FIG. 6 is a perspective view of the sensor unit 6 after assembly.
  • Sensor unit 6 includes a holding member 12, a circuit board 13, and a stator 5.
  • the circuit board 13 is fixed to the inner bottom surface 12d of the first region 12b of the holding member 12.
  • the stator 5 is arranged in the second region 12c of the holding member 12.
  • Stator 5 includes two magnetic members 21 and 22, a bobbin 23, and a coil 24. A part of the holding member 12 including the partition wall 12a in the second region 12c is used as the magnetic member 21 of the stator 5.
  • the cross section of the magnetic members 21 and 22 is U-shaped.
  • a plurality of claw portions 21 a are formed on the inner peripheral portion of the magnetic member 21 .
  • a plurality of claw portions 22 a are formed on the inner peripheral portion of the magnetic member 22 .
  • a coil 24 having a plurality of turns of magnet wire is arranged in a groove provided in the circumferential direction of the bobbin 23, a coil 24 having a plurality of turns of magnet wire is arranged. Note that the bobbin 23 may be omitted.
  • the method for assembling the stator 5 will be described below. First, with the bobbin 23 wound with the coil 24 inserted into the inside of the magnetic member 22, the plurality of claws 21a of the magnetic member 21 and the plurality of claws 22a of the magnetic member 22 are spaced apart in the circumferential direction. Open them and assemble them so that they are arranged alternately. Next, the outer peripheral surface 22b of the magnetic member 22 is fixed so as to fit into the inner peripheral surface of the partition wall 12a of the magnetic member 21.
  • a claw pole generator G is constituted by the plurality of claws 21a of the magnetic member 21 and the plurality of claws 22a of the magnetic member 22 in the stator 5 and the magnetic ring 7.
  • the total number of the plurality of claw portions 21a and 22a is equal to the number of poles (the total number of N poles and S poles) of the multipolar magnet 7b.
  • the magnetic flux emitted from the N pole of the multipolar magnet 7b enters the magnetic member 21 (or the magnetic member 22) from the plurality of claws 21a (or the plurality of claws 22a), which are magnetic poles, and flows into the coil 24. , and returns to the S pole of the multipolar magnet 7b via a plurality of adjacent claw portions 22a (or a plurality of claw portions 21a).
  • the positions of the N and S poles of the multipolar magnet 7b are swapped due to the rotation of the inner ring 4, the direction of the magnetic flux is reversed.
  • the alternating magnetic field generated in this manner generates alternating current power at both ends of the coil 24.
  • Each end (not shown) of the winding start and winding end of the coil 24 pulled out from the stator 5 is connected to a terminal 25 provided on the circuit board 13.
  • AC power output from the generator G due to rotation of the inner ring 4 is converted into DC power by the power supply circuit 17.
  • the sensor unit 6 of the bearing device 1 is divided into two regions in the radial direction of the holding member 12 by the partition wall 12a into a first region 12b and a second region 12c.
  • the circuit board 13 is arranged in the first region 12b, and the stator 5 of the claw-pole generator G is arranged in the second region 12c.
  • the magnetic ring 7 is arranged on the inner diameter side facing the stator 5.
  • the bearing device 1 has a structure in which the circuit board 13, the stator 5, and the magnetic ring 7 are arranged in order so as not to overlap each other in the axial direction of the bearing 2. Furthermore, the bearing device 1 has a shape in which the sensor unit 6 does not protrude from the end face 11 of the bearing 2, and the magnetic ring 7 does not protrude from the end face 20 of the inner ring 4. Thereby, in the bearing device 1, the sensor unit 6 can be made thin in the axial direction.
  • the bearing device 1 has a stator 5 and a magnetic ring 7 arranged in the radial direction, and constitutes a claw-pole generator G. Therefore, the stator 5 and the magnetic ring 7 are fixed to parts that are less likely to wobble due to the use of the bearing device 1, so that the generator G can ensure a stable amount of power generation.
  • the holding member 12 is divided into two regions, a first region 12b and a second region 12c, by a partition wall 12a.
  • a portion of the holding member 12 including the first region 12b is used to hold the circuit board 13, and a portion of the holding member 12 including the second region 12c is also used as the magnetic member 21. Therefore, in the bearing device 1, the number of parts can be reduced, and the stator 5 can be firmly fixed to the holding member 12.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the sensor unit 6A and the magnetic ring 7 in the second embodiment.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the sensor unit 6A of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view of the sensor unit 6A of the second embodiment after assembly. Below, description of the same configuration as the sensor unit 6 of Embodiment 1 will be omitted.
  • the sensor unit 6A includes a holding member 12A, a circuit board 13, a stator 5A, and a lid 14.
  • the partition wall 12a of the first embodiment is removed.
  • the shape of the holding member 12A is annular and has a U-shaped cross section including an outer circumferential portion 12Ab, an inner circumferential portion 12Aa, and a bottom portion 12Ad connecting the outer circumferential portion 12Ab and the inner circumferential portion 12Aa.
  • the stator 5A is fixed to the side surface of the inner peripheral portion 12Aa by press fitting.
  • the stator 5A may be fixed with adhesive, or may be fixed using a combination of press-fitting and adhesive.
  • the circuit board 13 is fixed to the bottom portion 12Ad of the holding member 12A.
  • the stator 5A includes a magnetic member 26, a bobbin 23, and a coil 24.
  • the magnetic member 26 includes a magnetic member 26-1 and a magnetic member 26-2.
  • the magnetic members 26-1 and 26-2 have a U-shaped cross section.
  • a plurality of claw portions 26a are formed on the inner peripheral portion of the magnetic member 26-1.
  • a plurality of claw portions 26b are formed on the inner peripheral portion of the magnetic member 26-2.
  • the plurality of claw parts 26a and the plurality of claw parts 26b are arranged alternately with gaps in the circumferential direction.
  • a plurality of concave portions 26c and convex portions 26d are formed on the outer periphery of the magnetic member 26-1 and the magnetic member 26-2. By fitting the concave portion 26c and the convex portion 26d, the plurality of claw portions 26a and the plurality of claw portions 26b can be easily aligned.
  • the holding member 12A, the magnetic member 26-1, and the magnetic member 26-2 have a U-shaped cross section and a simple shape, press working is easy and manufacturing costs can be reduced.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the sensor unit 6B and the magnetic ring 7 in the third embodiment.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the sensor unit 6B of the third embodiment.
  • FIG. 12 is a perspective view of the sensor unit 6B of the third embodiment after assembly. Below, description of the same configuration as the sensor unit 6 of Embodiment 1 will be omitted.
  • the sensor unit 6B includes a holding member 12B, a circuit board 13, a stator 5B, and a lid 14.
  • the holding member 12B of the sensor unit 6B has the function of fixing the circuit board 13 and the function of the magnetic member 27 of the stator 5B.
  • the holding member 12B (magnetic member 27) has an annular shape, and a U-shaped cross section including an outer circumferential portion 27a, an inner circumferential portion 27b, and a bottom portion 27c connecting the outer circumferential portion 27a and the inner circumferential portion 27b.
  • the inner peripheral portion 27b is formed by a plurality of claw portions 27d.
  • a plurality of recesses 27e spaced apart in the circumferential direction of the bearing 2 are formed in the bottom portion 27c.
  • the stator 5B includes a magnetic member 28.
  • the shape of the magnetic member 28 is annular, and has a U-shaped cross section including an outer circumferential portion 28a, an inner circumferential portion 28b, and a bottom portion 28c connecting the outer circumferential portion 28a and the inner circumferential portion 28b.
  • the inner peripheral portion 28b is formed by a plurality of claw portions 28d opposing the plurality of claw portions 27d of the magnetic member 27.
  • a plurality of convex portions 28e spaced apart in the circumferential direction of the bearing 2 are formed at the axial end of the bearing 2 in the outer peripheral portion 28a.
  • the method for assembling the stator 5B will be described below.
  • the protrusion 28e of the magnetic member 28 and the recess 27e of the magnetic member 27 are fitted.
  • the plurality of recesses 27e and the plurality of protrusions 28e By fitting the plurality of recesses 27e and the plurality of protrusions 28e, the plurality of claws 27d of the magnetic member 27 and the plurality of claws 28d of the magnetic member 28 alternate with gaps in the circumferential direction.
  • the plurality of concave portions 27e and the plurality of convex portions 28e facilitate positioning of the plurality of claw portions 27d and the plurality of claw portions 28d.
  • the end surface of the magnetic member 28 excluding the convex portion 28e contacts the bottom portion 27c of the magnetic member 27.
  • the concave portion 27e of the magnetic member 27 and the convex portion 28e of the magnetic member 28 are fixed by press fitting.
  • the concave portion 27e and the convex portion 28e may be fixed by adhesion or welding using a laser.
  • the concave portion 27e and the convex portion 28e may be fixed by a combination of press fitting, adhesion, and welding.
  • the holding member 12B also serves the function of the magnetic member 27, the number of parts can be reduced. Since the magnetic member 27 and the magnetic member 28 have a U-shaped cross section and are simple in shape, press processing becomes easy and manufacturing costs can be reduced.
  • the recess 27e and the projection 28e may be omitted.
  • the bottom 27c of the magnetic member 27 and the outer periphery of the magnetic member 28 are aligned.
  • the contact surface of the portion 28a with the end portion may be fixed by laser welding or the like.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the sensor unit 6C and magnetic ring 7 in the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of a sensor unit 6C according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a perspective view of the sensor unit 6C of the fourth embodiment after assembly. Below, description of the same configuration as the sensor unit 6 of Embodiment 1 will be omitted.
  • the sensor unit 6C includes a circuit board 13 and a stator 5C.
  • the holding member itself that holds the stator 5C is formed of a magnetic member 29 extending in the radial direction of the bearing 2.
  • the magnetic member 29 includes a magnetic member 29-1 and a magnetic member 29-2.
  • the shape of the magnetic member 29-1 is annular and has a cross section having an outer circumferential portion 29-1b, an inner circumferential portion 29-1a, and a bottom portion 29-1d connecting the outer circumferential portion 29-1b and the inner circumferential portion 29-1a. is U-shaped.
  • the inner peripheral portion 29-1a is formed by a plurality of claw portions 29a.
  • the shape of the magnetic member 29-2 is annular and has a cross section having an outer circumferential portion 29-2b, an inner circumferential portion 29-2a, and a bottom portion 29-2d connecting the outer circumferential portion 29-2b and the inner circumferential portion 29-2a. is U-shaped.
  • the inner peripheral portion 29-2a is formed by a plurality of claw portions 29b.
  • the plurality of claw parts 29a and the plurality of claw parts 29b are arranged alternately with gaps in the circumferential direction.
  • a plurality of convex portions 29c and concave portions 29d are formed on the outer peripheral portions 29-1b and 29-2b of the magnetic member 29-1 and the magnetic member 29-2. By fitting the convex portion 29c and the concave portion 29d, the plurality of claw portions 29a and the plurality of claw portions 29b can be easily aligned.
  • the magnetic member 29 is arranged at one end of the bearing 2.
  • the bobbin 23 around which the coil 24 is wound is arranged on the inner circumferential side where the plurality of claws 29a and the plurality of claws 29b are located.
  • the circuit board 13 is arranged on the outer circumferential side of the coil 24 and the bearing 2 opposite to the radial direction.
  • the circuit board 13 is fixed, for example, to the bottom portion 29-1d of the magnetic member 29-1 with a screw (not shown).
  • a hole 29e is formed at a position (bottom 29-2d) on the side surface of the magnetic member 29-2 that faces the position where the antenna section 18a of the wireless communication circuit 18 is arranged.
  • the hole 29e is closed by a resin member 30 which is a non-conductive member.
  • the sensor unit 6C can transmit radio waves for wireless communication to the outside from the hole 29e, and prevent foreign matter from entering the internal space of the magnetic member 29 from the outside. 24, the circuit board 13 and the like can be protected.
  • a resin sealing material may be injected through the hole 29e to cover the circuit board 13 and the like with the resin material.
  • a plurality of holes are provided in the circumferential direction of the bottom 29-2d of the magnetic member 29-2, and the resin sealant is injected through each hole to prevent air bubbles from remaining in the internal space of the magnetic member 29. Just do it like this.
  • the circuit board 13 is mounted in the internal space formed by the magnetic member 29-1 and the magnetic member 29-2. Thereby, the circuit board 13 can be protected by the magnetic member 29.
  • the holding member itself is formed of the magnetic member 29-1, and the magnetic member 29-2 also serves as a lid, so that the number of parts can be reduced.
  • the bearing device 1 of the present disclosure includes a bearing 2 including an outer ring 3, an inner ring 4, and rolling elements 8, a magnetic ring 7 fixed to either the outer ring 3 or the inner ring 4, and a radial direction between the magnetic ring 7 and the bearing 2.
  • the stator 5 includes a stator 5 which is arranged to face the outer ring 3 or the inner ring 4 and is fixed to the other of the outer ring 3 or the inner ring 4, and a circuit board 13.
  • the magnetic ring 7 and the stator 5 constitute a generator G that generates AC power.
  • the circuit board 13 includes at least one sensor (for example, acceleration sensor 15, temperature sensor 16) that detects the state of the bearing 2, a wireless communication circuit 18 that wirelessly transmits the output of the at least one sensor to the outside, and a generator. a power supply circuit 17 that converts AC power generated by the G into DC power usable by at least one sensor and a wireless communication circuit 18.
  • the magnetic ring 7, the stator 5, and the circuit board 13 are arranged so as not to overlap each other in the axial direction of the bearing 2.
  • the magnetic ring 7, stator 5, and circuit board 13 are arranged in the annular space so as not to overlap each other in the axial direction of the bearing 2. Thereby, each component can be arranged within the annular space, so the dimensions of the bearing 2 can be suppressed.
  • the magnetic ring 7 is fixed to the inner ring 4, and the stator 5 is fixed to the outer ring 3 at an opposing position. Since the inner ring 4 and the outer ring 3 have small fluctuations in the axial direction of the bearing 2, the generator G can ensure a stable amount of power generation and can function normally while suppressing the dimensions of the bearing device.
  • the annular space includes a first notch 3a formed in the inner circumferential surface of one end of the outer ring 3, and an outer circumferential surface of the one end of the inner ring 4 opposite to the first notch 3a. and a second notch 4a formed in the second notch 4a.
  • the dimensions of the bearing 2 can be suppressed because each component can be placed in the annular space formed by the first notch 3a and the second notch 4a.
  • a holding member 12 that holds the circuit board 13 and the stator 5 is fixed to one of the first notch 3a or the second notch 4a, and the holding member 12 that holds the circuit board 13 and the stator 5 is A magnetic ring 7 is fixed to the other side of the notch 4a.
  • the holding member 12 that holds the circuit board 13 and the stator 5 is fixed to the first notch 3a, and the magnetic ring 7 is fixed to the second notch 4a. . Therefore, the stator 5 and the magnetic ring 7 are fixed to parts that are less likely to wobble due to the use of the bearing device 1, so that the generator G can ensure a stable amount of power generation.
  • the holding member 12 is a magnetic material having a partition wall 12a that separates the holding member 12 into a first region 12b and a second region 12c in the radial direction of the bearing 2. A portion of the holding member 12 including either the first region 12b or the second region 12c is used as the stator 5.
  • the holding member 12 is divided into two regions, a first region 12b and a second region 12c, by the partition wall 12a.
  • a portion of the holding member 12 including the first region 12b is used to hold the circuit board 13, and a portion of the holding member 12 including the second region 12c is also used as the magnetic member 21. Therefore, in the bearing device 1, the number of parts can be reduced, and the stator 5 can be firmly fixed to the holding member 12.
  • the holding member 12A has an annular shape and a U-shaped cross section including an outer circumferential portion 12Ab, an inner circumferential portion 12Aa, and a bottom portion 12Ad connecting the outer circumferential portion 12Ab and the inner circumferential portion 12Aa.
  • the stator 5 is fixed to either the outer peripheral part 12Ab or the inner peripheral part 12Aa, and the circuit board 13 is fixed to the bottom part 12Ad.
  • the holding member 12A has a U-shaped cross section and a simple shape, so press working is easy and manufacturing costs can be reduced.
  • the stator 5B includes a coil 24, a magnetic member 27 in which a plurality of claws 27d are formed, and a magnetic member 28 in which a plurality of claws 28d are formed.
  • the coil 24 is housed in an internal space formed by combining the magnetic member 27 and the magnetic member 28.
  • the holding member 12B is a magnetic member 27.
  • the shape of the magnetic member 27 is annular, and has a U-shaped cross section including an outer circumferential portion 27a, an inner circumferential portion 27b, and a bottom portion 27c connecting the outer circumferential portion 27a and the inner circumferential portion 27b.
  • the inner peripheral portion 27b is formed by a plurality of claw portions 27d.
  • a plurality of recesses 27e spaced apart in the circumferential direction of the bearing 2 are formed in the bottom portion 27c.
  • the shape of the magnetic member 28 is annular, and has a U-shaped cross section including an outer circumferential portion 28a, an inner circumferential portion 28b, and a bottom portion 28c connecting the outer circumferential portion 28a and the inner circumferential portion 28b.
  • the inner peripheral portion 28b is formed by a plurality of claw portions 28d facing the plurality of claw portions 27d.
  • a plurality of convex portions 28e spaced apart in the circumferential direction of the bearing 2 are formed at the axial end of the bearing 2 in the outer peripheral portion 28a.
  • the holding member 12B also serves the function of the magnetic member 27, so the number of parts can be reduced. Since the magnetic member 27 and the magnetic member 28 have a U-shaped cross section and are simple in shape, press processing becomes easy and manufacturing costs can be reduced. By fitting the concave portion 27e and the convex portion 28e, it is possible to align the coaxes of the two magnetic members 27 and 28 without using a jig, and to easily align the plurality of claw portions 27d and 28d. can.
  • the stator 5C includes a coil 24, a magnetic member 29-1 in which a plurality of claws 29a are formed, and a magnetic member 29-2 in which a plurality of claws 29b are formed.
  • the coil 24 is housed in an internal space formed by combining the magnetic member 29-1 and the magnetic member 29-2.
  • the holding members are a magnetic member 29-1 and a magnetic member 29-2.
  • the shape of the magnetic member 29-1 is annular and has a cross section having an outer circumferential portion 29-1b, an inner circumferential portion 29-1a, and a bottom portion 29-1d connecting the outer circumferential portion 29-1b and the inner circumferential portion 29-1a. is U-shaped.
  • the outer peripheral part 29-1b or the inner peripheral part 29-1a is formed by a plurality of claw parts 29a.
  • the shape of the magnetic member 29-2 is annular and has a cross section having an outer circumferential portion 29-2b, an inner circumferential portion 29-2a, and a bottom portion 29-2d connecting the outer circumferential portion 29-2b and the inner circumferential portion 29-2a. is U-shaped.
  • the outer peripheral part 29-2b or the inner peripheral part 29-2a is formed by a plurality of claw parts 29b.
  • the magnetic member 29 is arranged at one end of the bearing 2.
  • the plurality of claw parts 29a and the plurality of claw parts 29b are arranged alternately with gaps in the circumferential direction of the bearing 2.
  • the coil 24 is arranged on the side where the plurality of claw parts 29a and the plurality of claw parts 29b are located.
  • the circuit board 13 is arranged on the opposite side of the coil 24 and the bearing in the radial direction.
  • Wireless communication circuit 18 includes an antenna section 18a.
  • a hole 29e is formed at a position on the side surface of the magnetic member 29-2 that faces the position where the antenna portion 18a is arranged.
  • the holding member itself is formed of the magnetic member 29-1, and the magnetic member 29-2 also serves as a lid, so the number of parts can be reduced. Further, radio waves for wireless communication can be transmitted to the outside from the hole 29e, and the coil 24, circuit board 13, etc. located inside can be prevented from entering the internal space of the magnetic member 29 from the outside. can be protected.
  • the bearing device 1 of the present disclosure includes a standard bearing 2 in which the main dimensions of the bearing including an outer ring 3, an inner ring 4, and rolling elements 8 are specified in a specific standard.
  • the bearing device 1 includes a magnetic ring 7 fixed to either an outer ring 3 or an inner ring 4, and a magnetic ring 7 and a standard bearing 2 arranged to face each other in the radial direction.
  • the stator 5 is fixed to the stator 5, and the circuit board 13 is provided.
  • the magnetic ring 7 and the stator 5 constitute a generator G that generates AC power.
  • the circuit board 13 includes at least one sensor (for example, acceleration sensor 15, temperature sensor 16) that detects the state of the standard bearing 2, a wireless communication circuit 18 that wirelessly transmits the output of the at least one sensor to the outside, and a power generation circuit. a power supply circuit 17 that converts AC power generated by machine G into DC power usable by at least one sensor and wireless communication circuit 18; A magnetic ring 7 , a stator 5 , and a circuit board 13 are arranged in an annular space formed by an end of the outer ring 3 and an end of the inner ring 4 .
  • the dimensions of the standard bearing 2 can be suppressed because each component can be placed within the annular space.
  • the magnetic ring 7 is fixed to the inner ring 4
  • the stator 5 is fixed to the outer ring 3 at an opposing position. Since the inner ring 4 and the outer ring 3 have small fluctuations in the axial direction of the bearing 2, the generator G can ensure a stable amount of power generation and can function normally while suppressing the dimensions of the bearing device.
  • the magnetic ring 7, stator 5, and circuit board 13 are arranged in the annular space so as not to overlap each other in the axial direction of the standard bearing 2.
  • the shape of the circuit board 13 is an arcuate shape.
  • At least one sensor, the wireless communication circuit 18, and the power supply circuit 17 are arranged on the circumference of the circuit board 13 so as not to overlap each other in the axial direction.
  • a plurality of electronic components can be arranged on the circumference of the circuit board 13 without increasing the thickness of the standard bearing 2 in the axial direction, and the dimensions of the standard bearing 2 can be suppressed. I can do it.
  • the specific standard is ISO or JIS.
  • the standard bearing 2 is a radial bearing.
  • the main dimensions of the radial bearing are those specified in ISO15 or JISB1512-1.
  • bearing devices and sensor units according to embodiments 5 to 8 will be described below.
  • a bearing device is used in which a sensor is provided adjacent to the bearing.
  • the bearing device may have a configuration capable of wirelessly transmitting the data detected by the sensor for the purpose of transmitting the data detected by the sensor with high convenience.
  • a multipolar ring magnet is provided on one end surface in the axial direction of a retainer constituting a bearing, an annular seal that closes between an inner ring and an outer ring is installed, and a multipolar ring magnet of the annular seal is installed.
  • a power generation coil and a wireless processing circuit are installed on the side facing the pole ring magnet.
  • the annular seal is made of metal, the radio waves emitted from the wireless processing circuit will be blocked and cannot be transmitted to the outside of the bearing. This is because the power generation coil and the wireless processing circuit are installed so as to face inward in the axial direction (towards the rolling elements).
  • radio waves can be transmitted to the outside of the bearing by making the annular seal made of a non-metal such as resin, or by providing sufficient slits or the like for the radio waves to pass through the annular seal.
  • the annular seal is made of resin, the rigidity of the annular seal is reduced. Therefore, the operation of the bearing device while the bearing device is vibrating may be inhibited.
  • An object of the present disclosure is to provide a bearing device that can stably wirelessly transmit radio waves to the outside of the bearing.
  • a bearing device includes a bearing and a holding member.
  • the bearing includes an outer ring, an inner ring, rolling elements, and a cage that holds a plurality of the rolling elements at intervals in the circumferential direction.
  • the cage has a shape in which one end surface side in the axial direction is open and the other end surface side is connected.
  • the holding member is arranged at a position closer to one end surface of the retainer than the rolling elements.
  • the holding member is fixed to either the outer ring or the inner ring.
  • the holding member is made of metal.
  • the holding member includes a side plate portion that has a width in the radial direction and extends in the circumferential direction. At least a portion of a power source capable of generating electric power and a circuit board are fixed to the holding member.
  • the circuit board is fixed in the axial direction to the surface of the side plate portion on the side that does not face the rolling elements.
  • FIG. 16 is a sectional view of a bearing device 1A according to the fifth embodiment. This corresponds to, for example, a cross-sectional view on a plane including the rotation axis O in FIG. 17 of Embodiment 6, which will be described later. Further, the positions of the respective members fixed to the holding member 12 in FIG. 16 do not necessarily match the actual positions.
  • a bearing device 1A of the present embodiment includes a bearing 2 and a sensor unit 6D.
  • the bearing 2 is a standard bearing whose axial dimensions are specified in a specific standard.
  • a standard bearing is, for example, a bearing with dimensions specified in ISO standards and JIS standards.
  • the bearing 2 is a radial bearing, and the dimension from one end of the bearing 2 in the axial direction to the other end is a dimension specified in ISO15 or JISB1512-1. Below, the bearing 2 is also referred to as a standard bearing 2.
  • the bearing 2 includes an outer ring 3, an inner ring 4, rolling elements 8, a cage 9, and a seal 10.
  • the outer ring 3 is a stationary ring
  • the inner ring 4 is a rotating ring.
  • the bearing 2 will be explained using a deep groove ball bearing as an example, the type of the bearing 2 is not limited to the deep groove ball bearing.
  • the bearing 2 may be selected from standard bearing model sizes that allow the distance W between the end surface 11 of the bearing 2 and the rolling element 8 to accommodate the sensor unit 6D.
  • the end face 11 is also the end face of the outer ring 3.
  • a plurality of rolling elements 8 are arranged at intervals in the circumferential direction of the bearing 2 (depth direction in FIG. 16).
  • a cage 9 holds the plurality of rolling elements 8.
  • the cage 9 is a resin member.
  • the cage 9 is open at one end surface side (the right side in FIG. 16) in the axial direction, which is the left-right direction in FIG. 16.
  • the cage 9 has a shape in which the other end surface side in the axial direction (the left side in FIG. 16) is connected. Therefore, in FIG. 16, the cage 9 is arranged only in the region to the left of the center of the rolling element 8, and the cage 9 is not arranged in the region to the right of the center of the rolling element 8.
  • the sensor unit 6D includes a holding member 12, a circuit board 13, and a lid 14.
  • the holding member 12 is a magnetic material and is made of metal.
  • the holding member 12 is arranged at a position of the cage 9 closer to one end surface than the rolling elements 8 (on the right side in FIG. 16). That is, the holding member 12 is arranged in the axial direction on the side where the cage 9 is opened and the cage 9 is not disposed.
  • the holding member 12 is placed at the position where the retainer 9 should originally be placed.
  • the holding member 12 includes a side plate portion 12C.
  • the side plate portion 12C has a width that extends from the outer ring 3 to the inner ring 4 in the radial direction of the bearing 2 (vertical direction in FIG. 16).
  • the side plate portion 12C extends along the circumferential direction, that is, in an annular shape. That is, the side plate portion 12C extends continuously in the circumferential direction (one round).
  • the holding member 12 is formed by a side plate portion 12C, and an outer diameter surface and an inner diameter surface in the radial direction.
  • the side plate portion 12C is disposed at a position of the holding member 12 closest to the rolling element 8 in the axial direction (inside the bearing 2) so as to be adjacent to the rolling element 8.
  • the side plate portion 12C has a back surface 12g on the side facing the rolling element 8, and a front surface 12f on the side opposite to the back surface 12g (that is, the side not facing the rolling element 8).
  • the back surface 12g faces the inside of the bearing 2
  • the front surface 12f faces the outside of the bearing 2.
  • a power source PWR capable of generating electric power and a circuit board 13 are fixed to the holding member 12.
  • the power supply PWR in FIG. 16 may be, for example, the power supply in any of the following embodiments 6 to 8, or may be any other type of power supply.
  • the power supply PWR in FIG. 16 is a general term for power supplies regardless of their type.
  • the circuit board 13 is fixed to the surface 12f of the side plate portion 12C of the holding member 12.
  • One or more sensors SSR for monitoring and detecting the state of the bearing 2 are mounted on the circuit board 13.
  • the sensor SSR in FIG. 16 may be, for example, the sensor shown in any of the sixth to eighth embodiments below, or may be any other type of sensor. In other words, the sensor SSR in FIG. 16 is a general term for any type of sensor.
  • a wireless communication circuit 18 is further mounted on the circuit board 13.
  • the lid 14 is a nonmetallic (resin) sealing member that covers the circuit board 13.
  • the lid 14 protects the circuit board 13 fixed to the holding member 12 and protects the inside of the sensor unit 6D.
  • the circuit board 13 may be sealed using a resin sealing material instead of the lid 14.
  • the lid 14 also protects members other than the circuit board 13 fixed to the surface 12f of the side plate portion 12C (for example, the wireless communication circuit 18, the sensor SSR, etc.).
  • the radially outer outer diameter surface of the holding member 12 is fitted into the first notch 3a formed in the outer ring 3 and fixed.
  • the holding member 12 may be fixed to the inner ring 4.
  • the holding member 12 is press-fitted or bonded so as not to protrude outward from the end surface 11 of the outer ring 3 in the axial direction.
  • the holding member 12 may be fixed using a combination of press-fitting and adhesion, or may be fixed by a method other than these.
  • the circuit board 13 and power supply PWR fixed to the holding member 12 are also axially separated from the end face 11 of the outer ring 3. It is placed so that it does not protrude outside the direction.
  • the holding member 12, the circuit board 13, and the power source PWR are preferably arranged so as not to protrude outward from the end surface 20 of the inner ring 4 in the axial direction.
  • a bearing device 1A includes a bearing 2 and a holding member 12.
  • the bearing 2 includes an outer ring 3, an inner ring 4, a rolling element 8, and a cage 9 that holds a plurality of the rolling elements 8 at intervals in the circumferential direction.
  • the cage 9 has a shape in which one end surface side in the axial direction is open and the other end surface side is connected.
  • the holding member 12 is arranged at a position closer to one end surface of the retainer 9 than the rolling elements 8 are.
  • the holding member 12 is fixed to either the outer ring 3 or the inner ring 4.
  • the holding member 12 is made of metal.
  • the holding member 12 includes a side plate portion 12C having a width in the radial direction and extending in the circumferential direction.
  • At least a portion of a power source PWR capable of generating electric power and a circuit board 13 are fixed to the holding member 12 .
  • the circuit board 13 is fixed to the surface (surface 12f) of the side plate portion 12C on the side that does not face the rolling elements 8 in the axial direction.
  • one end surface of the cage 9 in the axial direction is open, so there is space in the open part (the part where the cage 9 is originally placed) to arrange the circuit board 13, power supply PWR, etc. provided.
  • a space for arranging the circuit board 13 and the power supply PWR can be effectively provided inside the bearing 2.
  • a sensor SSR for detecting the operating state of the bearing 2 can be arranged in the space. Thereby, the sensor SSR can be placed very close to the bearing 2, so that abnormalities in the bearing 2 can be detected with high accuracy by the sensor SSR.
  • the holding member 12 Since the holding member 12 is made of metal, the holding member 12 can hold the circuit board 13 and the sensor SSR installed therein with high rigidity. Therefore, even if the holding member 12 is directly fixed to the vibrating bearing 2, malfunction of the sensor SSR can be suppressed. Therefore, the bearing device 1A can stably monitor the state of the bearing 2 using the sensor SSR and wirelessly transmit data detected by the sensor SSR even in a usage environment where vibrations are applied.
  • the circuit board 13 Since the circuit board 13 is fixed to the surface 12f, the circuit board 13 is fixed on the holding member 12 so as to face the outside of the bearing 2. Therefore, even if the holding member 12 is made of metal, the radio waves emitted from the wireless communication circuit 18 mounted on the circuit board 13 are blocked, and problems such as not being able to transmit them to the outside of the bearing 2 can be suppressed. In other words, wireless transmission of radio waves to the outside of the bearing 2 can be performed stably.
  • the circuit board 13 is preferably provided with at least one sensor SSR that detects the state of the bearing 2 and a wireless communication circuit 18 that wirelessly transmits the output of the sensor SSR to the outside. . This allows stable wireless transmission of radio waves to the outside of the bearing 2, as described above.
  • the holding member 12, the circuit board 13, and the power source PWR may be arranged so as not to protrude outward from the end surface 11 of the outer ring 3 in the axial direction.
  • the sensor unit 6D can be made thin in the axial direction.
  • FIG. 17 is a perspective view of the entire bearing device according to the sixth embodiment. Referring to FIG. 17, bearing device 1B includes bearing 2, sensor unit 6E, and magnetic ring 7.
  • the sensor unit 6E includes a holding member 12, a circuit board 13, a lid 14, and a stator 5.
  • a circuit board 13 is fixed to a radially outer region of the side plate portion 12C of the holding member 12, and the stator 5 is arranged so as to include the entire holding member 12.
  • the lid 14 is a non-metallic resin member and protects the inside of the sensor unit 6E.
  • the lid 14 of this embodiment may be arranged so as to cover an area other than the stator 5 as shown in FIG. 18.
  • the lid 14 may be arranged to cover the stator 5 as well. In any case, the lid 14 covers the circuit board 13.
  • the stator 5 includes two magnetic members 21 and 22, a bobbin 23, and a coil 24. A portion of the holding member 12 is used as the magnetic member 21 of the stator 5.
  • the magnetic ring 7 is a magnetic member in which north poles and south poles are alternately magnetized in the circumferential direction.
  • the stator 5 is fixed to the outer ring 3 and the magnetic ring 7 is fixed to the inner ring 4.
  • the stator 5 and the magnetic ring 7 constitute a generator G.
  • the generator G is a claw pole type generator, it may be a generator having another structure.
  • the dashed line in FIG. 17 is the rotation axis O of the bearing 2.
  • FIG. 18 is a sectional view in a plane including the rotation axis of the bearing.
  • a stepped first notch 3a is formed on the inner circumferential surface of one end of the outer ring 3, similar to the fifth embodiment.
  • a stepped second notch 4a is formed on the outer peripheral surface of one end of the inner ring 4 so as to face the first notch 3a.
  • an annular recess 50 is cut out toward the rolling elements 8 by the first notch 3a and the second notch 4a from the outer ring 3 to the inner ring 4. It is formed.
  • the magnetic ring 7 includes a core metal 7a and a multipolar magnet 7b.
  • the multipolar magnet 7b is made by, for example, vulcanizing and adhering a magnetic material made by kneading magnetic powder and rubber to the core bar 7a, and then alternately magnetizing the N pole and the S pole in the circumferential direction of the bearing 2. It is something.
  • the core metal 7a of the magnetic ring 7 has a flange portion 7c to increase rigidity.
  • the magnetic ring 7 is fixed to the outer diameter surface 4b of the inner ring 4 by press fitting or the like.
  • the flange portion 7c fits into a second notch portion 4a formed in the inner ring 4.
  • the magnetic ring 7 is arranged so as not to protrude from the end surface 20 of the inner ring 4.
  • the magnetic ring 7, stator 5, and circuit board 13 are arranged so as not to overlap each other in the radial direction of the bearing 2. Thereby, each component can be arranged inside the annular recess 50, so that the thickness of the bearing 2 in the axial direction can be suppressed.
  • the magnetic ring 7 is fixed to the inner ring 4
  • the stator 5 is fixed to the outer ring 3 at an opposing position. Since the inner ring 4 and the outer ring 3 have smaller fluctuations in the axial direction of the bearing 2 than the retainer 9, the generator G can ensure a stable amount of power generation.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the cage 9.
  • recesses 93 are formed in cage 9 at predetermined pitches along the circumferential direction of an axial end surface 91 of an annular cage main body.
  • a pair of claws 94, 94 are formed to protrude from circumferentially opposing open ends of the recess 93.
  • the recess 93 and the pair of claws 94 form a pocket 95 in which the rolling element 8 shown in FIG. 18 is accommodated.
  • the shape of the cage 9 is such that one end surface 91 side is open and the other end surface 92 is connected.
  • the retainer 9 is a resin member, and is arranged on the open side so that the sensor unit 6E and the magnetic ring 7 do not protrude from the end surfaces 11 and 20.
  • FIG. 20 is a diagram of the bearing device 1B viewed from the sensor unit 6E side.
  • a part of the lid 14 is omitted so that the inside of the sensor unit 6E can be seen.
  • one or more sensors for monitoring the state of bearing 2 are mounted on circuit board 13.
  • an acceleration sensor 15 and a temperature sensor 16 are mounted on the circuit board 13.
  • an AE sensor 26 (acoustic emission) may also be mounted on the circuit board 13.
  • the AE sensor 26 may be mounted on the side plate portion 12C of the holding member 12. That is, the AE sensor 26 may be mounted, for example, in a portion of the holding member 12 immediately below the terminal 25 in FIG. 20 where the side plate portion 12C is exposed.
  • the temperature sensor 16 is inserted through a hole (not shown) provided in the side plate portion 12C of the holding member 12, and is inserted into the circuit board 13 so as to be brought close to (or in contact with) the end surface of the first notch portion 3a of the outer ring 3. It may be mounted on the back side. Thereby, the temperature sensor 16 approaches the outer ring 3 and can accurately measure the temperature of the bearing 2.
  • a power supply circuit 17 and a wireless communication circuit 18 are further mounted on the circuit board 13.
  • the power supply circuit 17 rectifies the AC power generated by the generator G and converts it into DC power.
  • the power supply circuit 17 is completely different from the power supply PWR (see FIG. 16), that is, the generator G (electromagnetic induction generator) in this embodiment.
  • Acceleration sensor 15, temperature sensor 16, and wireless communication circuit 18 use DC power converted by power supply circuit 17.
  • Terminals 25 are arranged on the circuit board 13.
  • the wireless communication circuit 18 includes an antenna section 18a.
  • the wireless communication circuit 18 wirelessly transmits the outputs of the acceleration sensor 15 and the temperature sensor 16, which monitor the state of the bearing 2, to the outside using the antenna section 18a.
  • the circuit board 13 is fixed to the holding member 12 with a plurality of screws 19. Note that the circuit board 13 may be adhesively fixed to the holding member 12.
  • the circuit board 13 on which the wireless communication circuit 18 is mounted is placed facing the lid 14 made of resin. As a result, the wireless communication circuit 18 has a structure that is not sealed with a conductive material such as metal. Therefore, wireless communication is possible using the antenna section 18a within the wireless communication circuit 18.
  • FIG. 21 is an exploded perspective view of the sensor unit 6E in the sixth embodiment.
  • FIG. 22 is a perspective view of the sensor unit 6E in the sixth embodiment after being assembled.
  • circuit board 13 is fixed to surface 12f of side plate portion 12C of holding member 12 on the side that does not face rolling element 8.
  • the circuit board 13 is arranged in a relatively outer region of the surface 12f in the radial direction.
  • Stator 5 includes a stator 5A and a stator 5B.
  • the stator 5A corresponds to the holding member 12 and corresponds to the magnetic member 21.
  • the stator 5B corresponds to the magnetic member 22.
  • the stator 5A, the holding member 12, and the magnetic member 21 are the same, and the stator 5B and the magnetic member 22 are the same.
  • the cross section of the magnetic members 21 and 22 is U-shaped. However, while the magnetic member 21 occupies the entire holding member 12, the magnetic member 22 is arranged in a radially inner region of the holding member 12. A radially inner region of the U-shaped cross section of the magnetic member 21 faces the U-shaped cross section of the magnetic member 22 .
  • a coil 24 including a bobbin 23 is mounted between the magnetic members 21 and 22 facing each other so as to be surrounded by the magnetic members 21 and 22.
  • a plurality of claw portions 21 a are formed on the inner peripheral portion of the magnetic member 21 .
  • a plurality of claw portions 22 a are formed on the inner peripheral portion of the magnetic member 22 .
  • a coil 24 having a plurality of turns of magnet wire is arranged in a groove provided in the circumferential direction of the bobbin 23, a coil 24 having a plurality of turns of magnet wire is arranged.
  • the bobbin 23 may be omitted.
  • the sensor unit 6E of the fifth embodiment described above which corresponds to the perspective view of FIG. 22, does not have the stator 5, the plurality of claws 21a, and the claws 22a, but is otherwise basically the same as FIG. This will be the mode.
  • the method for assembling the stator 5 will be described below.
  • the plurality of claws 21a of the magnetic member 21 and the plurality of claws 22a of the magnetic member 22 are spaced apart in the circumferential direction. Open them and assemble them so that they are arranged alternately.
  • the outer circumferential surface 22b of the magnetic member 22 is fixed so that its end portion contacts the surface 12f of the side plate portion 12C of the magnetic member 21.
  • the openings of the magnetic member 21 and the magnetic member 22 face each other, and the bobbin 23 and the coil 24 are housed in the openings.
  • a claw pole generator G is constituted by the plurality of claws 21a of the magnetic member 21 and the plurality of claws 22a of the magnetic member 22 in the stator 5 and the magnetic ring 7.
  • the total number of the plurality of claw portions 21a and 22a is equal to the number of poles (the total number of N poles and S poles) of the multipolar magnet 7b.
  • the magnetic flux emitted from the N pole of the multipolar magnet 7b enters the magnetic member 21 (or magnetic member 22) from the plurality of claws 21a (or the plurality of claws 22a), which are magnetic poles, and flows around the coil 24. and returns to the S pole of the multipolar magnet 7b via a plurality of adjacent claw portions 22a (or a plurality of claw portions 21a).
  • the positions of the N and S poles of the multipolar magnet 7b are swapped due to the rotation of the inner ring 4, the direction of the magnetic flux is reversed.
  • the alternating magnetic field generated in this manner generates alternating current power at both ends of the coil 24.
  • Each end (not shown) of the winding start and winding end of the coil 24 pulled out from the stator 5 is connected to a terminal 25 provided on the circuit board 13.
  • AC power output from the generator G due to rotation of the inner ring 4 is converted into DC power by the power supply circuit 17.
  • the sensor unit 6E of the bearing device 1B may be divided into two regions in the radial direction of the holding member 12 by a partition wall (not shown).
  • the circuit board 13 is arranged in the outer region in the radial direction, and the stator 5 of the claw-pole generator G is arranged in the inner region, as in the above case.
  • the magnetic ring 7 is arranged on the inner diameter side facing the stator 5.
  • the bearing device 1B of this embodiment has the following features in addition to the configuration of the fifth embodiment.
  • the power supply PWR (see FIG. 16) is attached to a magnetic ring 7 fixed to the other of the outer ring 3 and the inner ring 4, which is different from the other, and to a holding member 12 so as to face the magnetic ring 7 and the bearing 2 in the radial direction.
  • This is an electromagnetic induction generator (generator G) having a coil 24 that is
  • a plurality of permanent magnets may be fixed to the magnetic ring 7 as the multipolar magnet 7b, or a magnetic body having a plurality of magnetic poles may be fixed thereto.
  • the bearing device 1B has a stator 5 and a magnetic ring 7 arranged in the radial direction, and constitutes a claw-pole generator G. Therefore, the stator 5 and the magnetic ring 7 can ensure a stable amount of power generation by the generator G. Since the electric power generated here can be used by the wireless communication circuit 18, stable wireless transmission of radio waves to the outside of the bearing 2 is possible.
  • the generator G as a power source is an electromagnetic induction generator, which includes a magnetic ring 7 and a stator 5.
  • Stator 5 is fixed to holding member 12 .
  • the holding member 12 is the stator 5A that is a part of the stator 5, and the bobbin 23 and coil 24 that constitute the stator 5 are fixed to the holding member 12.
  • the magnetic ring 7 faces the stator 5 and is fixed to the inner ring 4, which is a rotating ring. In other words, the magnetic ring 7 is not fixed to the holding member 12. Therefore, only the members of the generator G excluding the magnetic ring 7 are fixed to the holding member 12.
  • At least one sensor SSR in the bearing device 1B of this embodiment includes at least one of the group consisting of the acceleration sensor 15, the temperature sensor 16, and the AE sensor 26. Thereby, the bearing device 1B can detect at least one of rotational acceleration, temperature, and vibration (AE wave) of the bearing 2.
  • FIG. 23 is a perspective view of a sensor unit 6F in Embodiment 7.
  • a storage battery 31 is used as the power source PWR provided in the bearing device 1A of the fifth embodiment.
  • the storage battery 31 is fixed to the surface 12f of the side plate portion 12C of the holding member 12. That is, it is preferable that the storage battery 31 has, for example, an arcuate planar shape so as to match the shape of the surface 12f.
  • the storage battery 31 may be one in which a plurality of power storage elements are mounted on a substrate.
  • the storage battery 31 corresponds to the electromagnetic induction generator G in the sixth embodiment. However, while the generator G generates AC power, the storage battery 31 generates DC power. Therefore, the power supply circuit 17 in this embodiment does not have the function of rectifying AC power into DC power as in the sixth embodiment.
  • the power supply circuit 17 of this embodiment controls the voltage value to a target value by boosting and lowering the voltage.
  • FIG. 24 is a perspective view of a sensor unit 6G in Embodiment 8.
  • the power supply PWR provided in the bearing device 1A of the fifth embodiment includes a power receiving circuit 32 and a power transmitting circuit 33 that sends a signal to the power receiving circuit 32 in a non-contact manner.
  • a power supply device 34 having the following is used.
  • the power receiving circuit 32 is fixed to the surface 12f of the side plate portion 12C of the holding member 12. That is, it is preferable that the power receiving circuit 32 (its substrate) has, for example, an arcuate planar shape so as to match the shape of the surface 12f.
  • the power supply device 34 corresponds to the storage battery 31 in the seventh embodiment, and has the same function as the storage battery 31.
  • the bearing device of the present disclosure includes a bearing including an outer ring, an inner ring, a rolling element, and a cage that holds a plurality of the rolling elements at intervals in the circumferential direction, and a holding member.
  • the cage has a shape in which one end surface side in the axial direction is open and the other end surface side is connected, and the holding member is arranged at a position of the cage closer to the one end surface side than the rolling elements.
  • the holding member is fixed to either the outer ring or the inner ring, the holding member is made of metal, and the holding member has a side plate portion having a width in the radial direction and extending along the circumferential direction.
  • At least a part of a power source capable of generating electric power and a circuit board are fixed to the holding member, and the circuit board is fixed to the holding member on the side of the side plate portion that does not face the rolling element in the axial direction. is fixed to the surface.
  • the circuit board includes at least one sensor that detects the state of the bearing and a wireless communication circuit that wirelessly transmits the output of the sensor to the outside.
  • the at least one sensor includes at least one of the group consisting of an acceleration sensor, a temperature sensor, and an AE sensor.
  • the power source includes a magnetic ring fixed to one of the outer ring and the inner ring, which is different from the other, and a coil attached to the holding member so as to face the magnetic ring and the bearing in a radial direction.
  • It is an electromagnetic induction generator having
  • the power source is a storage battery.
  • the power source is a power supply device having a power receiving circuit and a power transmitting circuit that sends a signal to the power receiving circuit in a non-contact manner.
  • the power receiving circuit is mounted on the holding member.
  • the holding member, the circuit board, and the power source are arranged so as not to protrude outward in the axial direction from the end surface of the outer ring.

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Abstract

軸受装置（１）は、外輪（３）、内輪（４）および転動体（８）を含む標準軸受（２）を備える。軸受装置（１）は、内輪（４）に固定される磁気リング（７）と、磁気リング（７）と標準軸受（２）の径方向に対向するように配置され、外輪（３）に固定されるステータ（５）と、回路基板（１３）と、を備える。磁気リング（７）とステータ（５）とは、交流電力を生成する発電機（Ｇ）を構成する。回路基板（１３）は、標準軸受（２）の状態を検出する少なくとも１つのセンサと、ワイヤレス通信回路（１８）と、発電機（Ｇ）で生成される交流電力を直流電力に変換する電源回路（１７）と、を含む外輪（３）の端部と内輪（４）の端部とで形成された環状空間内には、磁気リング（７）、ステータ（５）、および回路基板（１３）が配置される。

Description

軸受装置
　本開示は、軸受装置に関する。
　軸受と発電機とを組み合わせ、センサ、無線通信などの電源として使用する軸受装置が知られている。
　特開２０１７－７２１７０号公報（特許文献１）には、センサからの情報を無線送信するワイヤレスセンサ付き軸受装置が開示されている。特許文献１に開示された軸受装置は、転動体を保持する保持器の一方端に多極リング磁石が固定され、多極リング磁石と対向するシール側にコイルが配置される構造である。特許文献１に開示された軸受装置では、アキシャル方向に配置される多極リング磁石とコイルとの相対回転によって電力を発生させる。
特開２０１７－７２１７０号公報
　ここで、保持器は、使用に伴う軸受の軸方向のガタつきが大きい。このため、特許文献１の軸受装置は、使用に伴う保持器のガタつきによりアキシャル方向における多極リング磁石とコイルとの隙間が変動しやすい。特許文献１の軸受装置は、隙間が大きくなった場合に、発電量が低下することによってセンサ等の電子部品の駆動に影響することが想定される。特許文献１の軸受装置は、逆に隙間が小さくなった場合に、多極リング磁石とセンサ等の電子部品と接触することが想定される。
　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、軸受装置の寸法を抑えつつも正常に機能することのできる軸受装置を提供することである。
　本開示の軸受装置は、外輪、内輪および転動体を含む軸受の主要寸法が特定の規格に記載の標準軸受を備える。軸受装置は、外輪または内輪のいずれか一方に固定される磁気リングと、磁気リングと標準軸受の径方向に対向するように配置され、外輪または内輪のいずれか他方に固定されるステータと、回路基板と、を備える。磁気リングとステータとは、交流電力を生成する発電機を構成する。回路基板は、標準軸受の状態を検出する少なくとも１つのセンサと、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、発電機で生成される交流電力を少なくとも１つのセンサおよびワイヤレス通信回路で使用可能な直流電力に変換する電源回路と、を含む。外輪の端部の凹部と内輪の端部の凹部とで形成された環状空間内には、磁気リング、ステータ、および回路基板が配置される。
　本開示の軸受装置によれば、環状空間内には、磁気リング、ステータ、および回路基板が軸受の軸方向に互いに重ならないように配置される。これにより、環状空間内に各部品を配置できるため軸受の寸法を抑えることができる。さらに、本開示の軸受装置は、例えば、磁気リングが内輪に固定され、対向する位置の外輪にステータが固定される。内輪および外輪は、軸受の軸方向への変動が小さく、磁気リングとステータとが発電機を構成することによって、軸受装置の寸法を抑えつつも正常に機能することができる。
実施の形態１の軸受装置全体の斜視図である。 軸受の回転軸を含む平面における断面図である。 保持器を説明するための図である。 軸受装置をセンサユニット側から見た図である。 センサユニットの分解斜視図である。 センサユニットの組立て後の斜視図である。 実施の形態２におけるセンサユニットと磁気リングとを抽出した断面図である。 実施の形態２のセンサユニットの分解斜視図である。 実施の形態２のセンサユニットの組立て後の斜視図である。 実施の形態３におけるセンサユニットと磁気リングとを抽出した断面図である。 実施の形態３のセンサユニットの分解斜視図である。 実施の形態３のセンサユニットの組立て後の斜視図である。 実施の形態４におけるセンサユニットと磁気リングとを抽出した断面図である。 実施の形態４のセンサユニットの分解斜視図である。 実施の形態４のセンサユニットの組立て後の斜視図である。 実施の形態５の軸受装置の断面図である。 実施の形態６の軸受装置全体の斜視図である。 軸受の回転軸を含む平面における断面図である。 保持器を説明するための図である。 軸受装置をセンサユニット側から見た図である。 実施の形態６におけるセンサユニットの分解斜視図である。 実施の形態６におけるセンサユニットの組立て後の斜視図である。 実施の形態７におけるセンサユニットの斜視図である。 実施の形態８におけるセンサユニットの斜視図である。
　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。
　［実施の形態１］
　図１は、実施の形態１の軸受装置１全体の斜視図である。軸受装置１は、軸受２と、センサユニット６と、磁気リング７とを備える。軸受２は、外輪３と、内輪４とを含む。軸受２は、例えば、外輪３が静止輪となり、内輪４が回転輪となる。軸受２は、深溝玉軸受を一例として説明するが、軸受２の種類は深溝玉軸受に限定されない。
　ここで、軸受２は、軸受の主要寸法（内径、外径、幅など）が特定の規格に記載の標準軸受である。標準軸受とは、例えば、ＩＳＯ規格・ＪＩＳ規格に記載がある寸法の軸受である。軸受２は、ラジアル軸受であり、軸受２の主要寸法は、ＩＳＯ１５またはＪＩＳＢ１５１２－１に規定される寸法である。以下では、軸受２のことを標準軸受２とも称する。
　センサユニット６は、ステータ５と、蓋１４とを含む。ステータ５の構造の詳細は後述する。蓋１４は、非金属の樹脂製部材であり、センサユニット６の内部を保護する。磁気リング７は、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に着磁した磁性体部材である。ステータ５は、外輪３に固定され、磁気リング７は、内輪４に固定される。ステータ５と磁気リング７とによって発電機Ｇが構成される。発電機Ｇは、クローポール型の発電機であるが、他の構造の発電機であってもよい。図１の一点鎖線は、軸受２の回転軸Ｏである。
　図２は、軸受２の回転軸Ｏを含む平面における断面図である。軸受２は、外輪３と、内輪４と、転動体８と、保持器９と、シール１０とを含む。軸受２は、軸受２の端面１１と転動体８との距離Ｗがセンサユニット６および磁気リング７を収納可能な標準軸受の型番のサイズから選択すればよい。端面１１は、外輪３の端面でもある。
　外輪３の一方端の内周面には、外輪３の端部の凹部としての段付きの第１の切欠き部３ａが形成される。内輪４の一方端の外周面には、第１の切欠き部３ａと対向するように内輪４の端部の凹部としての段付きの第２の切欠き部４ａが形成される。軸受２の軸方向（アキシャル方向とも称する）において、外輪３から内輪４に亘り、第１の切欠き部３ａおよび第２の切欠き部４ａにより転動体８へ向けて切欠いた環状の凹部５０による環状空間が形成される。
　センサユニット６は、保持部材１２と、回路基板１３と、ステータ５と、蓋１４とを含む。保持部材１２は、軸受２の径方向（ラジアル方向とも称する）に第１の領域１２ｂと第２の領域１２ｃとに保持部材１２を隔てる隔壁１２ａを有する磁性体材料である。第１の領域１２ｂの内底面１２ｄには回路基板１３が固定され、第２の領域１２ｃにはステータ５が配置される。蓋１４は、内底面１２ｄに固定される回路基板１３を保護する。蓋１４の代わりに樹脂封止材を用いて回路基板１３を封止してもよい。
　保持部材１２の第１の領域１２ｂ側の外径面は、外輪３に形成された第１の切欠き部３ａに嵌合して固定される。保持部材１２は、外輪３の端面１１からはみ出さないように、圧入または接着される。なお、保持部材１２は、圧入と接着とを併用して固定されてもよいし、これら以外の方法で固定されてもよい。保持部材１２を第１の切欠き部３ａに固定した際、転動体８と保持部材１２との間には一定の隙間が確保される。これにより、転動体８と保持部材１２とは、アキシャル方向の変位が生じた場合も隙間により転動体８と保持部材１２とが接触しないようにすることができる。
　ステータ５は、２つの磁性体部材２１，２２と、ボビン２３と、コイル２４とを含む。第２の領域１２ｃを含む保持部材１２の部分が、ステータ５の磁性体部材２１として用いられる。
　磁気リング７は、芯金７ａと、多極磁石７ｂとを含む。多極磁石７ｂは、例えば、磁性粉とゴムとを混錬した磁性体材料を芯金７ａに加硫接着してから、Ｎ極とＳ極とを軸受２の周方向に交互に着磁したものである。磁気リング７の芯金７ａは、剛性を高めるためにフランジ部７ｃを有している。磁気リング７は、内輪４の外径面４ｂに圧入等により固定される。フランジ部７ｃは、内輪４に形成される第２の切欠き部４ａに収まる。磁気リング７は、内輪４の端面２０からはみ出さないように配置される。
　環状の凹部５０の内部には、磁気リング７、ステータ５、および回路基板１３が軸受２の軸方向に互いに重ならないように配置される。これにより、環状の凹部５０の内部に各部品を配置できるため軸受２の寸法を抑えることができる。さらに、軸受装置１は、例えば、磁気リング７が内輪４に固定され、対向する位置の外輪３にステータ５が固定される。内輪４および外輪３は、軸受２の軸方向への変動が保持器９と比較し小さいため、発電機Ｇによって安定した発電量を確保し、軸受装置の寸法を抑えつつも正常に機能することができる。
　図３は、保持器９を説明するための図である。保持器９には、環状の保持器本体の軸方向の端面９１の周方向に沿って所定ピッチで凹部９３が形成される。凹部９３の周方向に対向する開口端から突出するように一対の爪部９４，９４が形成される。凹部９３と一対の爪部９４，９４とによって図２に示す転動体８が収納されるポケット９５が形成される。このように、保持器９の形状は、一方の端面９１側が開放され、他方の端面９２が連結された形状である。保持器９は、樹脂製部材であり、開放側にセンサユニット６と磁気リング７とが端面１１および端面２０からはみ出さないように配置される。
　図４は、軸受装置１をセンサユニット６側から見た図である。図４では、センサユニット６の内部が分かるように蓋１４の一部を省略して図示している。回路基板１３には、軸受２の状態を監視するセンサが１つ以上実装されている。例えば、回路基板１３には、加速度センサ１５と温度センサ１６とが実装される。なお、温度センサ１６は、保持部材１２の内底面１２ｄに設けた図示しない孔から挿入され、外輪３の第１の切欠き部３ａの端面に近接（または接触）させるように、回路基板１３の裏面に実装してもよい。これにより、温度センサ１６が外輪３に近づき、軸受２の温度を正確に測定することができる。
　回路基板１３には、さらに、電源回路１７と、ワイヤレス通信回路１８とが実装されている。電源回路１７は、発電機Ｇで生成される交流電力を整流して直流電力に変換する。加速度センサ１５、温度センサ１６、およびワイヤレス通信回路１８では、電源回路１７によって変換された直流電力が使用される。回路基板１３には、端子２５が配置されている。
　ワイヤレス通信回路１８は、アンテナ部１８ａを含む。ワイヤレス通信回路１８は、軸受２の状態を監視する加速度センサ１５および温度センサ１６の出力をアンテナ部１８ａを用いて無線で外部に送信する。回路基板１３は、複数のねじ１９により保持部材１２に固定されている。なお、回路基板１３は、保持部材１２に対し接着固定されてもよい。ワイヤレス通信回路１８を実装した回路基板１３は、樹脂製の蓋１４と対向して配置される。これにより、ワイヤレス通信回路１８は、金属などの導電性材料で密閉されない構造となる。このため、ワイヤレス通信回路１８内のアンテナ部１８ａを用いて無線通信が可能となる。
　図５は、センサユニット６の分解斜視図である。図６は、センサユニット６の組立て後の斜視図である。センサユニット６は、保持部材１２と、回路基板１３と、ステータ５とを含む。回路基板１３は、保持部材１２の第１の領域１２ｂの内底面１２ｄに固定される。ステータ５は、保持部材１２の第２の領域１２ｃに配置される。ステータ５は、２つの磁性体部材２１，２２と、ボビン２３と、コイル２４とを含む。第２の領域１２ｃの隔壁１２ａを含む保持部材１２の一部が、ステータ５の磁性体部材２１として用いられる。
　磁性体部材２１，２２の断面は、Ｕ字状である。磁性体部材２１の内周部には、複数の爪部２１ａが形成される。磁性体部材２２の内周部には、複数の爪部２２ａが形成される。ボビン２３の円周方向に設けられた溝には、マグネットワイヤを複数回巻いたコイル２４が配置される。なお、ボビン２３は、省略してもよい。
　ステータ５の組立方法について以下に述べる。まず、コイル２４を巻いたボビン２３を磁性体部材２２の内部に挿入した状態で、磁性体部材２１の複数の爪部２１ａと磁性体部材２２の複数の爪部２２ａとが周方向に隙間を開けて交互に配置されるように組立てる。次いで、磁性体部材２２の外周面２２ｂを磁性体部材２１の隔壁１２ａの内周面に嵌合するように固定する。
　磁性体部材２１の複数の爪部２１ａおよび磁性体部材２２の複数の爪部２２ａは、図２に示す磁気リング７の多極磁石７ｂとの隙間が確保された状態で、対向して配置される。ステータ５における磁性体部材２１の複数の爪部２１ａおよび磁性体部材２２の複数の爪部２２ａと磁気リング７とによってクローポール型の発電機Ｇが構成される。複数の爪部２１ａ，２２ａを合わせた数は、多極磁石７ｂの極数（Ｎ極とＳ極を合わせた数）と等しい。
　多極磁石７ｂのＮ極から出た磁束は、例えば、磁極である複数の爪部２１ａ（または複数の爪部２２ａ）から磁性体部材２１（まはた磁性体部材２２）に入り、コイル２４の周りを回って隣接する複数の爪部２２ａ（または複数の爪部２１ａ）を経由し多極磁石７ｂのＳ極に戻る。内輪４の回転によって多極磁石７ｂ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２４の両端に交流電力が発生する。
　ステータ５から引き出されたコイル２４の巻き始めおよび巻き終わりの図示しない各端部は、回路基板１３に設けられた端子２５に接続される。内輪４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１７によって直流電力に変換される。
　軸受装置１のセンサユニット６は、隔壁１２ａにより保持部材１２の径方向に、第１の領域１２ｂと第２の領域１２ｃに領域が２分割される。第１の領域１２ｂには回路基板１３が配置され、第２の領域１２ｃにはクローポール型の発電機Ｇにおけるステータ５が配置される。磁気リング７は、ステータ５と対向する内径側に配置される。
　このように、軸受装置１は、回路基板１３とステータ５と磁気リング７とが軸受２の軸方向に互いに重ならないように順に配置される構造である。さらに、軸受装置１は、軸受２の端面１１からセンサユニット６がはみ出さない形状であるとともに、内輪４の端面２０から磁気リング７がはみ出さない形状である。これにより、軸受装置１では、アキシャル方向においてセンサユニット６を薄く製作することができる。
　軸受装置１は、ラジアル方向にステータ５と磁気リング７とが配置されクローポール型の発電機Ｇを構成する。このため、ステータ５および磁気リング７は、軸受装置１の使用によるガタつきが少ない部品に固定されるため、発電機Ｇによって安定した発電量を確保することができる。
　ここで、保持部材１２は、隔壁１２ａにより第１の領域１２ｂと第２の領域１２ｃとの２つの領域に分割される。第１の領域１２ｂを含む保持部材１２の部分は、回路基板１３を保持するために用いられ、第２の領域１２ｃを含む保持部材１２の部分は、磁性体部材２１として兼用される。このため、軸受装置１は、部品点数を削減することができるとともに、保持部材１２にステータ５を強固に固定することができる。
　［実施の形態２］
　実施の形態２においては、実施の形態１のセンサユニット６と異なる構造のセンサユニット６Ａについて説明する。図７は、実施の形態２におけるセンサユニット６Ａと磁気リング７とを抽出した断面図である。図８は、実施の形態２のセンサユニット６Ａの分解斜視図である。図９は、実施の形態２のセンサユニット６Ａの組立て後の斜視図である。以下では、実施の形態１のセンサユニット６と同様の構成については説明を省略する。
　センサユニット６Ａは、保持部材１２Ａと、回路基板１３と、ステータ５Ａと、蓋１４とを含む。保持部材１２Ａは、実施形態１の隔壁１２ａが削除されている。保持部材１２Ａの形状は、環状であるとともに、外周部１２Ａｂと内周部１２Ａａと外周部１２Ａｂおよび内周部１２Ａａを繋ぐ底部１２Ａｄとを有する断面がＵ字状である。内周部１２Ａａの側面には、ステータ５Ａが圧入により固定される。ステータ５Ａは、接着で固定されてもよく、または圧入および接着を併用して固定されるようにしてもよい。保持部材１２Ａの底部１２Ａｄには、回路基板１３が固定される。
　ステータ５Ａは、磁性体部材２６と、ボビン２３と、コイル２４とを含む。磁性体部材２６は、磁性体部材２６－１と磁性体部材２６－２とを含む。磁性体部材２６－１，２６－２の断面は、Ｕ字状である。磁性体部材２６－１の内周部には、複数の爪部２６ａが形成される。磁性体部材２６－２の内周部には、複数の爪部２６ｂが形成される。複数の爪部２６ａと複数の爪部２６ｂとは、周方向に隙間を開けて交互に配置される。
　磁性体部材２６－１および磁性体部材２６－２の外周部には、凹部２６ｃと凸部２６ｄとが複数形成されている。凹部２６ｃと凸部２６ｄとを嵌合させることにより、複数の爪部２６ａと複数の爪部２６ｂとの位置合わせが容易になる。
　保持部材１２Ａ、磁性体部材２６－１、および磁性体部材２６－２は、断面がＵ字状であり形状が簡単であるため、プレス加工が容易となり、製作コストを低減することができる。
　［実施の形態３］
　実施の形態３においては、実施の形態１のセンサユニット６と異なる構造のセンサユニット６Ｂについて説明する。図１０は、実施の形態３におけるセンサユニット６Ｂと磁気リング７とを抽出した断面図である。図１１は、実施の形態３のセンサユニット６Ｂの分解斜視図である。図１２は、実施の形態３のセンサユニット６Ｂの組立て後の斜視図である。以下では、実施の形態１のセンサユニット６と同様の構成については説明を省略する。
　センサユニット６Ｂは、保持部材１２Ｂと、回路基板１３と、ステータ５Ｂと、蓋１４とを含む。センサユニット６Ｂの保持部材１２Ｂは、回路基板１３を固定する機能と、ステータ５Ｂの磁性体部材２７としての機能を有する。保持部材１２Ｂ（磁性体部材２７）の形状は、環状であるとともに、外周部２７ａと内周部２７ｂと外周部２７ａおよび内周部２７ｂを繋ぐ底部２７ｃとを有する断面がＵ字状である。内周部２７ｂは、複数の爪部２７ｄによって形成される。底部２７ｃには、軸受２の周方向に離間する複数の凹部２７ｅが形成される。
　ステータ５Ｂは、磁性体部材２８を含む。磁性体部材２８の形状は、環状であるとともに、外周部２８ａと内周部２８ｂと外周部２８ａおよび内周部２８ｂを繋ぐ底部２８ｃとを有する断面がＵ字状である。内周部２８ｂは、磁性体部材２７の複数の爪部２７ｄと対向する複数の爪部２８ｄによって形成される。外周部２８ａにおける軸受２の軸方向の端部には、軸受２の周方向に離間する複数の凸部２８ｅが形成される。
　ステータ５Ｂの組立方法について以下に述べる。コイル２４を巻いたボビン２３を磁性体部材２８の内部に挿入した状態で、磁性体部材２８の凸部２８ｅと磁性体部材２７の凹部２７ｅを嵌合させる。複数の凹部２７ｅと複数の凸部２８ｅとが嵌合することによって、磁性体部材２７の複数の爪部２７ｄと、磁性体部材２８の複数の爪部２８ｄとが周方向に隙間を開けて交互に配置される。複数の凹部２７ｅと複数の凸部２８ｅとによって、複数の爪部２７ｄと、複数の爪部２８ｄとの位置合わせが容易となる。磁性体部材２８の凸部２８ｅを除く端面は、磁性体部材２７の底部２７ｃに当接する。
　磁性体部材２７の凹部２７ｅと磁性体部材２８の凸部２８ｅとは、圧入により固定される。しかし、凹部２７ｅと凸部２８ｅとは、接着、レーザを用いた溶接によって固定されるようにしてもよい。または、圧入、接着、溶接を組み合わせて凹部２７ｅと凸部２８ｅとを固定してもよい。凹部２７ｅと凸部２８ｅとを嵌合させることにより、治具を用いることなく２つの磁性体部材２７，２８の同軸を合わせるとともに、複数の爪部２７ｄ，２８ｄの位置合わせを容易に行うことができる。なお、凹部２７ｅと凸部２８ｅとは、それぞれ３個以上形成されるのが好ましい。
　保持部材１２Ｂは、磁性体部材２７の機能を兼用するため、部品点数を削減できる。磁性体部材２７および磁性体部材２８は、断面がＵ字状であり形状が簡単であるため、プレス加工が容易となり、製作コストを低減することができる。
　なお、凹部２７ｅと凸部２８ｅとは省略してもよい。この場合、図示しない治具を用いて磁性体部材２７，２８の同軸と、複数の爪部２７ｄ，２８ｄの位置合わせを行った状態において、磁性体部材２７の底部２７ｃと磁性体部材２８の外周部２８ａの端部との当接面をレーザ溶接等により固定してもよい。
　［実施の形態４］
　実施の形態４においては、実施の形態１のセンサユニット６と異なる構造のセンサユニット６Ｃについて説明する。図１３は、実施の形態４におけるセンサユニット６Ｃと磁気リング７とを抽出した断面図である。図１４は、実施の形態４のセンサユニット６Ｃの分解斜視図である。図１５は、実施の形態４のセンサユニット６Ｃの組立て後の斜視図である。以下では、実施の形態１のセンサユニット６と同様の構成については説明を省略する。
　センサユニット６Ｃは、回路基板１３と、ステータ５Ｃとを含む。センサユニット６Ｃは、ステータ５Ｃを保持する保持部材自体が軸受２の径方向に延伸された磁性体部材２９により形成される。磁性体部材２９は、磁性体部材２９－１と磁性体部材２９－２とを含む。磁性体部材２９－１の形状は、環状であるとともに、外周部２９－１ｂと内周部２９－１ａと外周部２９－１ｂおよび内周部２９－１ａを繋ぐ底部２９－１ｄとを有する断面がＵ字状である。内周部２９－１ａは、複数の爪部２９ａによって形成される。
　磁性体部材２９－２の形状は、環状であるとともに、外周部２９－２ｂと内周部２９－２ａと外周部２９－２ｂおよび内周部２９－２ａを繋ぐ底部２９－２ｄとを有する断面がＵ字状である。内周部２９－２ａは、複数の爪部２９ｂによって形成される。複数の爪部２９ａと複数の爪部２９ｂとは、周方向に隙間を開けて交互に配置される。
　磁性体部材２９－１および磁性体部材２９－２の外周部２９－１ｂ，２９－２ｂには、凸部２９ｃと凹部２９ｄとが複数形成されている。凸部２９ｃと凹部２９ｄとを嵌合させることにより、複数の爪部２９ａと複数の爪部２９ｂとの位置合わせが容易になる。磁性体部材２９は、軸受２の一方端に配置される。
　コイル２４を巻いたボビン２３は、複数の爪部２９ａおよび複数の爪部２９ｂが位置する内周側に配置される。回路基板１３は、コイル２４と軸受２の径方向と反対の外周側に配置される。回路基板１３は、例えば、磁性体部材２９－１の底部２９－１ｄに図示しないねじで固定される。ワイヤレス通信回路１８のアンテナ部１８ａが配置される位置と対向する磁性体部材２９－２の側面の位置（底部２９－２ｄ）には、孔部２９ｅが形成される。
　孔部２９ｅは、非導電性部材である樹脂部材３０により閉塞される。これにより、センサユニット６Ｃは、孔部２９ｅからワイヤレス通信の電波を外部に発信することができるとともに、外部から磁性体部材２９の内部空間に異物が入ることを防止することによって内部に位置するコイル２４、回路基板１３等を保護することができる。なお、孔部２９ｅから樹脂封止材を注入して回路基板１３等を樹脂材料によって覆うようにしてもよい。この場合、磁性体部材２９－２の底部２９－２ｄの周方向に複数の孔部を設け、それぞれの孔部から樹脂封止材を注入し、磁性体部材２９の内部空間に気泡が残らないようにすればよい。
　センサユニット６Ｃは、磁性体部材２９－１と磁性体部材２９－２とにより形成される内部空間に回路基板１３が実装される。これにより、磁性体部材２９により回路基板１３を保護することができる。センサユニット６Ｃは、保持部材自体が磁性体部材２９－１により形成されるとともに、磁性体部材２９－２が蓋を兼ねるため、部品点数を削減できる。
　（変形例）
　前述の実施の形態においては、外輪３を固定輪、内輪４を回転輪とした例で説明したが、外輪３を回転輪、内輪４を固定輪としてもよい。この場合、外輪３に磁気リング７、内輪４にセンサユニット６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃが固定された構造とすればよい。
　（まとめ）
　本開示の軸受装置１は、外輪３、内輪４および転動体８を含む軸受２と、外輪３または内輪４のいずれか一方に固定される磁気リング７と、磁気リング７と軸受２の径方向に対向するように配置され、外輪３または内輪４のいずれか他方に固定されるステータ５と、回路基板１３と、を備える。磁気リング７とステータ５とは、交流電力を生成する発電機Ｇを構成する。回路基板１３は、軸受２の状態を検出する少なくとも１つのセンサ（例えば、加速度センサ１５，温度センサ１６）と、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１８と、発電機Ｇで生成される交流電力を少なくとも１つのセンサおよびワイヤレス通信回路１８で使用可能な直流電力に変換する電源回路１７と、を含む。外輪３の端部と内輪４の端部とで形成された環状空間内には、磁気リング７、ステータ５、および回路基板１３が軸受２の軸方向に互いに重ならないように配置される。
　このような構成を備えることによって、環状空間内には、磁気リング７、ステータ５、および回路基板１３が軸受２の軸方向に互いに重ならないように配置される。これにより、環状空間内に各部品を配置できるため軸受２の寸法を抑えることができる。さらに、軸受装置１は、例えば、磁気リング７が内輪４に固定され、対向する位置の外輪３にステータ５が固定される。内輪４および外輪３は、軸受２の軸方向への変動が小さいため、発電機Ｇによって安定した発電量を確保し、軸受装置の寸法を抑えつつも正常に機能することができる。
　好ましくは、環状空間は、外輪３の一方端の内周面に形成される第１の切欠き部３ａと、第１の切欠き部３ａに対向するように、内輪４の一方端の外周面に形成される第２の切欠き部４ａと、によって形成される。
　このような構成を備えることによって、第１の切欠き部３ａと第２の切欠き部４ａとによって形成される環状空間に各部品を配置できるため軸受２の寸法を抑えることができる。
　好ましくは、第１の切欠き部３ａまたは第２の切欠き部４ａの一方には、回路基板１３およびステータ５を保持する保持部材１２が固定され、第１の切欠き部３ａまたは第２の切欠き部４ａの他方には、磁気リング７が固定される。
　このような構成を備えることによって、例えば、第１の切欠き部３ａに回路基板１３およびステータ５を保持する保持部材１２が固定され、第２の切欠き部４ａに磁気リング７が固定される。このため、ステータ５および磁気リング７は、軸受装置１の使用によるガタつきが少ない部品に固定されるため、発電機Ｇによって安定した発電量を確保することができる。
　好ましくは、保持部材１２は、軸受２の径方向に第１の領域１２ｂと第２の領域１２ｃとに保持部材１２を隔てる隔壁１２ａを有する磁性体材料である。第１の領域１２ｂまたは第２の領域１２ｃのいずれか一方を含む保持部材１２の部分は、ステータ５として用いられる。
　このような構成を備えることによって、例えば、保持部材１２は、隔壁１２ａにより第１の領域１２ｂと第２の領域１２ｃとの２つの領域に分割される。第１の領域１２ｂを含む保持部材１２の部分は、回路基板１３を保持するために用いられ、第２の領域１２ｃを含む保持部材１２の部分は、磁性体部材２１として兼用される。このため、軸受装置１は、部品点数を削減することができるとともに、保持部材１２にステータ５を強固に固定することができる。
　好ましくは、保持部材１２Ａの形状は、環状であるとともに、外周部１２Ａｂと内周部１２Ａａと外周部１２Ａｂおよび内周部１２Ａａを繋ぐ底部１２Ａｄとを有する断面がＵ字状である。ステータ５は、外周部１２Ａｂまたは内周部１２Ａａのいずれか一方に固定され、回路基板１３は、底部１２Ａｄに固定される。
　このような構成を備えることによって、保持部材１２Ａは、断面がＵ字状であり形状が簡単であるため、プレス加工が容易となり、製作コストを低減することができる。
　好ましくは、ステータ５Ｂは、コイル２４と、複数の爪部２７ｄが形成された磁性体部材２７および複数の爪部２８ｄが形成された磁性体部材２８とを含む。コイル２４は、磁性体部材２７と磁性体部材２８とを組合せることによって形成される内部空間に収納される。保持部材１２Ｂは、磁性体部材２７である。磁性体部材２７の形状は、環状であるとともに、外周部２７ａと内周部２７ｂと外周部２７ａおよび内周部２７ｂを繋ぐ底部２７ｃとを有する断面がＵ字状である。内周部２７ｂは、複数の爪部２７ｄによって形成される。底部２７ｃには、軸受２の周方向に離間する複数の凹部２７ｅが形成される。磁性体部材２８の形状は、環状であるとともに、外周部２８ａと内周部２８ｂと外周部２８ａおよび内周部２８ｂを繋ぐ底部２８ｃとを有する断面がＵ字状である。内周部２８ｂは、複数の爪部２７ｄと対向する複数の爪部２８ｄによって形成される。外周部２８ａにおける軸受２の軸方向の端部には、軸受２の周方向に離間する複数の凸部２８ｅが形成される。複数の凹部２７ｅと複数の凸部２８ｅとが嵌合することによって、複数の爪部２７ｄおよび複数の爪部２８ｄが、軸受２の周方向に隙間を空けて交互に配置される。
　このような構成を備えることによって、保持部材１２Ｂは、磁性体部材２７の機能を兼用するため、部品点数を削減できる。磁性体部材２７および磁性体部材２８は、断面がＵ字状であり形状が簡単であるため、プレス加工が容易となり、製作コストを低減することができる。凹部２７ｅと凸部２８ｅとを嵌合させることにより、治具を用いることなく２つの磁性体部材２７，２８の同軸を合わせるとともに、複数の爪部２７ｄ，２８ｄの位置合わせを容易に行うことができる。
　好ましくは、ステータ５Ｃは、コイル２４と、複数の爪部２９ａが形成された磁性体部材２９－１および複数の爪部２９ｂが形成された磁性体部材２９－２とを含む。コイル２４は、磁性体部材２９－１と磁性体部材２９－２とを組合せることによって形成される内部空間に収納される。保持部材は、磁性体部材２９－１および磁性体部材２９－２である。磁性体部材２９－１の形状は、環状であるとともに、外周部２９－１ｂと内周部２９－１ａと外周部２９－１ｂおよび内周部２９－１ａを繋ぐ底部２９－１ｄとを有する断面がＵ字状である。外周部２９－１ｂまたは内周部２９－１ａは、複数の爪部２９ａによって形成される。磁性体部材２９－２の形状は、環状であるとともに、外周部２９－２ｂと内周部２９－２ａと外周部２９－２ｂおよび内周部２９－２ａを繋ぐ底部２９－２ｄとを有する断面がＵ字状である。外周部２９－２ｂまたは内周部２９－２ａは、複数の爪部２９ｂによって形成される。磁性体部材２９は、軸受２の一方端に配置される。複数の爪部２９ａおよび複数の爪部２９ｂは、軸受２の周方向に隙間を空けて交互に配置される。コイル２４は、複数の爪部２９ａおよび複数の爪部２９ｂが位置する側に配置される。回路基板１３は、コイル２４と軸受の径方向の反対側に配置される。ワイヤレス通信回路１８は、アンテナ部１８ａを含む。アンテナ部１８ａが配置される位置と対向する磁性体部材２９－２の側面の位置には、孔部２９ｅが形成される。
　このような構成を備えることによって、保持部材自体が磁性体部材２９－１により形成されるとともに、磁性体部材２９－２が蓋を兼ねるため、部品点数を削減できる。さらに、孔部２９ｅからワイヤレス通信の電波を外部に発信することができるとともに、外部から磁性体部材２９の内部空間に異物が入ることを防止することによって内部に位置するコイル２４、回路基板１３等を保護することができる。
　本開示の軸受装置１は、外輪３、内輪４および転動体８を含む軸受の主要寸法が特定の規格に記載の標準軸受２を備える。軸受装置１は、外輪３または内輪４のいずれか一方に固定される磁気リング７と、磁気リング７と標準軸受２の径方向に対向するように配置され、外輪３または内輪４のいずれか他方に固定されるステータ５と、回路基板１３と、を備える。磁気リング７とステータ５とは、交流電力を生成する発電機Ｇを構成する。回路基板１３は、標準軸受２の状態を検出する少なくとも１つのセンサ（例えば、加速度センサ１５，温度センサ１６）と、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１８と、発電機Ｇで生成される交流電力を少なくとも１つのセンサおよびワイヤレス通信回路１８で使用可能な直流電力に変換する電源回路１７と、を含む。外輪３の端部と内輪４の端部とで形成された環状空間内には、磁気リング７、ステータ５、および回路基板１３が配置される。
　このような構成を備えることによって、環状空間内に各部品を配置できるため標準軸受２の寸法を抑えることができる。さらに、軸受装置１は、例えば、磁気リング７が内輪４に固定され、対向する位置の外輪３にステータ５が固定される。内輪４および外輪３は、軸受２の軸方向への変動が小さいため、発電機Ｇによって安定した発電量を確保し、軸受装置の寸法を抑えつつも正常に機能することができる。
　好ましくは、環状空間内には、磁気リング７、ステータ５、および回路基板１３が標準軸受２の軸方向に互いに重ならないように配置される。
　このような構成を備えることによって、環状空間内に各部品を配置できるため標準軸受２の寸法を抑えることができる。
　好ましくは、回路基板１３の形状は、円弧状である。少なくとも１つのセンサとワイヤレス通信回路１８と電源回路１７とは、回路基板１３の円周上に、軸方向で互いに重ならないように配置される。
　このような構成を備えることによって、標準軸受２の軸方向への厚みを増加させることなく複数の電子部品を回路基板１３の円周上に配置することができ、標準軸受２の寸法を抑えることができる。
　好ましくは、特定の規格は、ＩＳＯまたはＪＩＳである。
　このような構成を備えることによって、ＩＳＯまたはＪＩＳの規格にある寸法の標準軸受に適用することができる。
　好ましくは、標準軸受２は、ラジアル軸受である。ラジアル軸受の主要寸法は、ＩＳＯ１５またはＪＩＳＢ１５１２－１に規定される寸法である。
　このような構成を備えることによって、ＩＳＯ１５またはＪＩＳＢ１５１２－１に規定される寸法の標準軸受に適用することができる。
　以下に、実施の形態５～８に係る軸受装置およびセンサユニットについて説明する。装置保全のために転がり軸受の状態を監視する目的で、軸受に隣接する位置にセンサを設けた軸受装置が用いられる。当該軸受装置は、センサで検出されたデータを利便性高く送信する目的で、上記データを無線送信可能な構成を有する場合がある。
　上記軸受装置の一例が、たとえば特開２０１７－７２１７０号公報に開示されている。特開２０１７－７２１７０号公報では、軸受を構成する保持器の、軸方向の一方の端面に多極リング磁石が設けられ、内輪と外輪との間を塞ぐ環状シールが設置され、環状シールの多極リング磁石と対向する側の面に発電用のコイルおよび無線処理回路が設置される。
　特開２０１７－７２１７０号公報の軸受装置は、仮に環状シールが金属製であれば、無線処理回路から発信される電波が遮断され、軸受の外部に送信できない。発電用のコイルおよび無線処理回路が軸方向の内側（転動体側）を向くように設置されるためである。一方、環状シールを樹脂などの非金属製とするか、あるいは電波が通過するためのスリット等を十分に環状シールに設けることにより、軸受の外部への電波の送信ができる。しかしこの場合、環状シールが樹脂製であるために環状シールの剛性が低下する。このため、軸受装置が振動している状態での軸受装置の作動が阻害される恐れがある。
　本開示は上記の課題に鑑みなされたものである。本開示の目的は、軸受の外部への電波の無線送信が安定に可能な軸受装置を提供することである。
　本開示に従った軸受装置は、軸受と、保持部材とを備える。軸受は、外輪、内輪、転動体および上記転動体を周方向に間隔をあけて複数保持する保持器を含む。保持器は、軸方向の一方の端面側が開放され、他方の端面側が連結された形状である。保持部材は、保持器の、転動体よりも一方の端面側の位置に配置される。保持部材は、外輪および内輪のいずれか一方に固定される。保持部材は金属製である。保持部材は、径方向に幅を有し周方向に沿って延びる側板部を含む。保持部材には、電力を生成可能な電源の少なくとも一部と、回路基板とが固定される。回路基板は、軸方向について、側板部の、転動体と対向しない側の面に固定される。
　本開示によれば、軸受の外部への電波の無線送信が安定に可能な軸受装置を提供できる。
　［実施の形態５］
　＜軸受装置の構成＞
　図１６は、実施の形態５の軸受装置１Ａの断面図である。これは、たとえば後述する実施の形態６の図１７における回転軸Ｏを含む平面における断面図に相当する。また図１６中にて保持部材１２に固定される各部材の位置は実際の位置と必ずしも整合しない。図１６を参照して、本実施の形態の軸受装置１Ａは、軸受２と、センサユニット６Ｄとを備える。ここで、軸受２は、軸方向の寸法が特定の規格に記載の標準軸受である。標準軸受とは、例えば、ＩＳＯ規格・ＪＩＳ規格に記載がある寸法の軸受である。軸受２は、ラジアル軸受であり、軸受２の軸方向の一方の端部から他方の端部までの寸法は、ＩＳＯ１５またはＪＩＳＢ１５１２－１に規定される寸法である。以下では、軸受２のことを標準軸受２とも称する。
　軸受２は、外輪３と、内輪４と、転動体８と、保持器９と、シール１０とを含む。軸受２は、例えば、外輪３が静止輪となり、内輪４が回転輪となる。軸受２は、深溝玉軸受を一例として説明するが、軸受２の種類は深溝玉軸受に限定されない。軸受２は、軸受２の端面１１と転動体８との距離Ｗがセンサユニット６Ｄを収納可能な標準軸受の型番のサイズから選択すればよい。端面１１は、外輪３の端面でもある。
　転動体８は、軸受２の周方向（図１６の奥行方向）に間隔をあけて複数配置される。それら複数の転動体８を保持するのが保持器９である。保持器９は樹脂製部材である。保持器９は、軸方向である図１６の左右方向の一方の端面側（図１６の右側）が開放されている。保持器９は、軸方向の他方の端面側（図１６の左側）が連結された形状である。このため図１６では、概ね転動体８の中心よりも左側の領域のみに保持器９が配置され、転動体８の中心よりも右側の領域には保持器９が配置されない。
　センサユニット６Ｄは、保持部材１２と、回路基板１３と、蓋１４とを含む。保持部材１２は、磁性体材料であり、金属製である。保持部材１２は、保持器９の、転動体８よりも一方の端面側（図１６の右側）の位置に配置される。すなわち保持部材１２は、軸方向について保持器９が開放され保持器９が配置されない側に配置される。保持部材１２は、本来保持器９が配置されるべき位置に配置される。
　保持部材１２は、側板部１２Ｃを含む。側板部１２Ｃは、軸受２の径方向（図１６の上下方向）に、外輪３から内輪４に至るだけの幅を有する。側板部１２Ｃは、周方向に沿って、すなわち円環状を描くように延びている。すなわち側板部１２Ｃは周方向に（１周分）連続するように延びている。保持部材１２は、側板部１２Ｃと、径方向についての外径面、内径面とにより形成される。
　側板部１２Ｃは保持部材１２のうち軸方向の最も転動体８に近い位置（軸受２内における内側）に、転動体８に隣接するように配置される。側板部１２Ｃは転動体８と対向する側の裏面１２ｇと、裏面１２ｇと反対側（すなわち転動体８と対向しない側）の表面１２ｆとを有する。言い換えれば裏面１２ｇは軸受２の内側を向き、表面１２ｆは軸受２の外側を向く。
　保持部材１２には、電力を生成可能な電源ＰＷＲの少なくとも一部と、回路基板１３とが固定される。なお図１６の電源ＰＷＲは、たとえば以降の各実施の形態６～８のいずれかにおける電源であってもよいし、それ以外の種類の電源であってもよい。つまり図１６の電源ＰＷＲは種類を問わない、電源の総称である。回路基板１３は、保持部材１２の側板部１２Ｃの表面１２ｆに固定される。
　回路基板１３には、軸受２の状態を監視し検出するセンサＳＳＲが１つ以上実装されている。なお図１６のセンサＳＳＲは、たとえば以降の各実施の形態６～８のいずれかに示すセンサであってもよいし、それ以外の種類のセンサであってもよい。つまり図１６のセンサＳＳＲは種類を問わない、センサの総称である。回路基板１３には、さらに、ワイヤレス通信回路１８が実装されている。
　蓋１４は、回路基板１３を覆う非金属（樹脂製）の封止部材である。蓋１４は、保持部材１２に固定される回路基板１３を保護し、センサユニット６Ｄの内部を保護する。蓋１４の代わりに樹脂封止材を用いて回路基板１３を封止してもよい。また蓋１４は、回路基板１３以外の側板部１２Ｃの表面１２ｆに固定された部材（たとえばワイヤレス通信回路１８、センサＳＳＲなど）を併せて保護する。
　保持部材１２の径方向外側の外径面は、外輪３に形成された第１の切欠き部３ａに嵌合して固定される。なお特に内輪４が静止輪である場合には、保持部材１２は内輪４に固定されてもよい。保持部材１２は、外輪３の端面１１から軸方向の外側にはみ出さないように、圧入または接着される。なお、保持部材１２は、圧入と接着とを併用して固定されてもよいし、これら以外の方法で固定されてもよい。保持部材１２を第１の切欠き部３ａに固定した際、転動体８と保持部材１２との間には一定の隙間が確保される。これにより、転動体８と保持部材１２とは、アキシャル方向の変位が生じた場合も隙間により転動体８と保持部材１２とが接触しないようにすることができる。
　保持部材１２が外輪３の端面１１から軸方向の外側にはみ出さないように配置されることにより、保持部材１２に固定された回路基板１３および電源ＰＷＲも同様に、外輪３の端面１１から軸方向の外側にはみ出さないように配置される。なお保持部材１２、回路基板１３および電源ＰＷＲは、内輪４の端面２０から軸方向の外側にはみ出さないように配置されることが好ましい。
　＜作用効果＞
　本開示に係る軸受装置１Ａは、軸受２と、保持部材１２とを備える。軸受２は、外輪３、内輪４、転動体８および上記転動体８を周方向に間隔をあけて複数保持する保持器９を含む。保持器９は、軸方向の一方の端面側が開放され、他方の端面側が連結された形状である。保持部材１２は、保持器９の、転動体８よりも一方の端面側の位置に配置される。保持部材１２は、外輪３および内輪４のいずれか一方に固定される。保持部材１２は金属製である。保持部材１２は、径方向に幅を有し周方向に沿って延びる側板部１２Ｃを含む。保持部材１２には、電力を生成可能な電源ＰＷＲの少なくとも一部と、回路基板１３とが固定される。回路基板１３は、軸方向について、側板部１２Ｃの、転動体８と対向しない側の面（表面１２ｆ）に固定される。
　上記軸受装置１Ａでは保持器９の軸方向の一方の端面が開放されるため、開放された部分（本来保持器９が配置される部分）に、回路基板１３および電源ＰＷＲなどを配置するスペースが設けられる。つまり回路基板１３および電源ＰＷＲを配置するための空間を軸受２の内部に有効に設けられる。また上記スペースに、軸受２の運転状態を検出するセンサＳＳＲを配置することができる。これにより、センサＳＳＲを軸受２に非常に近い位置に配置できるため、センサＳＳＲによる確度の高い軸受２の異常の検出ができる。
　保持部材１２が金属製であるため、保持部材１２は、高い剛性を有するように回路基板１３およびそこに設置されるセンサＳＳＲを保持できる。したがって振動する軸受２に保持部材１２が直接固定されても、センサＳＳＲの誤作動を抑制できる。このため軸受装置１Ａは、振動が印加する使用環境であっても、センサＳＳＲによる軸受２の状態の監視、およびセンサＳＳＲで検出されたデータの無線送信を安定に行なえる。
　回路基板１３が表面１２ｆに固定されることから、回路基板１３は軸受２の外側を向くように保持部材１２上に固定される。このため、たとえ保持部材１２が金属製であっても、回路基板１３に実装されたワイヤレス通信回路１８などから発信される電波が遮断され、軸受２の外部に送信できないなどの不具合を抑制できる。つまり軸受２の外部への電波の無線送信が安定に行なえる。
　以上より本開示に従えば、剛性を確保しつつ、軸受２の外部への電波の無線送信が安定に行なえる、コンパクトなサイズの軸受装置１Ａを提供できる。
　上記軸受装置１Ａにおいて、回路基板１３には、軸受２の状態を検出する少なくとも１つのセンサＳＳＲと、上記センサＳＳＲの出力を無線で外部に送信するワイヤレス通信回路１８とが実装されることが好ましい。これにより上記のように、軸受２の外部への電波の無線送信が安定に行なえる。
　上記軸受装置１Ａにおいて、保持部材１２、回路基板１３および電源ＰＷＲは、外輪３の端面１１から軸方向の外側にはみ出さないように配置されてもよい。これにより、軸受装置１Ａでは、アキシャル方向においてセンサユニット６Ｄを薄く製作することができる。
　（実施の形態６）
　＜軸受装置の構成＞
　以降の各実施の形態における軸受装置の説明において、既出の実施の形態の軸受装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、特に構成および機能に差異がなければその説明を繰り返さない。実施の形態６では、実施の形態５の軸受装置１Ａに備えられる電源ＰＷＲとして、電磁誘導式発電機が用いられる。図１７は、実施の形態６の軸受装置全体の斜視図である。図１７を参照して、軸受装置１Ｂは、軸受２と、センサユニット６Ｅと、磁気リング７とを備える。
　センサユニット６Ｅは、保持部材１２と、回路基板１３と、蓋１４と、ステータ５とを含む。保持部材１２の側板部１２Ｃのうち、径方向の外側の領域には回路基板１３が固定され、保持部材１２の全体を含むようにステータ５が配置される。
　蓋１４は、非金属の樹脂製部材であり、センサユニット６Ｅの内部を保護する。本実施の形態の蓋１４は、図１８のようにステータ５以外の領域を覆うように配置されてもよい。あるいは蓋１４は、ステータ５を含めて覆うように配置されてもよい。いずれにせよ蓋１４は回路基板１３を覆う。
　ステータ５は、２つの磁性体部材２１，２２と、ボビン２３と、コイル２４とを含む。保持部材１２の部分が、ステータ５の磁性体部材２１として用いられる。
　磁気リング７は、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に着磁した磁性体部材である。ステータ５は、外輪３に固定され、磁気リング７は、内輪４に固定される。ステータ５と磁気リング７とによって発電機Ｇが構成される。発電機Ｇは、クローポール型の発電機であるが、他の構造の発電機であってもよい。図１７の一点鎖線は、軸受２の回転軸Ｏである。
　図１８は、軸受の回転軸を含む平面における断面図である。図１８を参照して、外輪３の一方端の内周面には、実施の形態５と同様に段付きの第１の切欠き部３ａが形成される。さらに内輪４の一方端の外周面には、第１の切欠き部３ａと対向するように段付きの第２の切欠き部４ａが形成される。軸受２の軸方向（アキシャル方向とも称する）において、外輪３から内輪４に亘り、第１の切欠き部３ａおよび第２の切欠き部４ａにより転動体８へ向けて切欠いた環状の凹部５０が形成される。
　磁気リング７は、芯金７ａと、多極磁石７ｂとを含む。多極磁石７ｂは、例えば、磁性粉とゴムとを混錬した磁性体材料を芯金７ａに加硫接着してから、Ｎ極とＳ極とを軸受２の周方向に交互に着磁したものである。磁気リング７の芯金７ａは、剛性を高めるためにフランジ部７ｃを有している。磁気リング７は、内輪４の外径面４ｂに圧入等により固定される。フランジ部７ｃは、内輪４に形成される第２の切欠き部４ａに収まる。磁気リング７は、内輪４の端面２０からはみ出さないように配置される。
　環状の凹部５０の内部には、磁気リング７、ステータ５、および回路基板１３が軸受２の径方向に互いに重ならないように配置される。これにより、環状の凹部５０の内部に各部品を配置できるため軸受２の軸方向の厚みを抑えることができる。さらに、軸受装置１Ｂは、例えば、磁気リング７が内輪４に固定され、対向する位置の外輪３にステータ５が固定される。内輪４および外輪３は、軸受２の軸方向への変動が保持器９と比較し小さいため、発電機Ｇによって安定した発電量を確保することができる。
　図１９は、保持器９を説明するための図である。図１９を参照して、保持器９には、環状の保持器本体の軸方向の端面９１の周方向に沿って所定ピッチで凹部９３が形成される。凹部９３の周方向に対向する開口端から突出するように一対の爪部９４，９４が形成される。凹部９３と一対の爪部９４，９４とによって図１８に示す転動体８が収納されるポケット９５が形成される。このように、保持器９の形状は、一方の端面９１側が開放され、他方の端面９２が連結された形状である。保持器９は、樹脂製部材であり、開放側にセンサユニット６Ｅと磁気リング７とが端面１１および端面２０からはみ出さないように配置される。
　図２０は、軸受装置１Ｂをセンサユニット６Ｅ側から見た図である。図２０では、センサユニット６Ｅの内部が分かるように蓋１４の一部を省略して図示している。図２０を参照して、回路基板１３には、軸受２の状態を監視するセンサが１つ以上実装されている。例えば、回路基板１３には、加速度センサ１５と温度センサ１６とが実装される。また回路基板１３には、ＡＥセンサ２６（Acoustic　Emission）も実装されてもよい。ＡＥセンサ２６は保持部材１２の側板部１２Ｃに実装してもよい。つまりＡＥセンサ２６は、たとえば図２０における端子２５のすぐ下の保持部材１２の側板部１２Ｃが露出する部分に実装されてもよい。なお、温度センサ１６は、保持部材１２の側板部１２Ｃに設けた図示しない孔から挿入され、外輪３の第１の切欠き部３ａの端面に近接（または接触）させるように、回路基板１３の裏面に実装してもよい。これにより、温度センサ１６が外輪３に近づき、軸受２の温度を正確に測定することができる。
　回路基板１３には、さらに、電源回路１７と、ワイヤレス通信回路１８とが実装されている。電源回路１７は、発電機Ｇで生成される交流電力を整流して直流電力に変換する。つまり電源回路１７は、電源ＰＷＲ（図１６参照）すなわち本実施の形態における発電機Ｇ（電磁誘導式発電機）とはまったく別である。加速度センサ１５、温度センサ１６、およびワイヤレス通信回路１８では、電源回路１７によって変換された直流電力が使用される。回路基板１３には、端子２５が配置されている。
　ワイヤレス通信回路１８は、アンテナ部１８ａを含む。ワイヤレス通信回路１８は、軸受２の状態を監視する加速度センサ１５および温度センサ１６の出力をアンテナ部１８ａを用いて無線で外部に送信する。回路基板１３は、複数のねじ１９により保持部材１２に固定されている。なお、回路基板１３は、保持部材１２に対し接着固定されてもよい。ワイヤレス通信回路１８を実装した回路基板１３は、樹脂製の蓋１４と対向して配置される。これにより、ワイヤレス通信回路１８は、金属などの導電性材料で密閉されない構造となる。このため、ワイヤレス通信回路１８内のアンテナ部１８ａを用いて無線通信が可能となる。
　図２１は、実施の形態６におけるセンサユニット６Ｅの分解斜視図である。図２２は、実施の形態６におけるセンサユニット６Ｅの組立て後の斜視図である。図２１および図２２を参照して、回路基板１３は、保持部材１２の側板部１２Ｃの、転動体８と対向しない側の表面１２ｆに固定される。回路基板１３は、表面１２ｆのうち径方向の比較的外側の領域に配置される。ステータ５は、ステータ５Ａと、ステータ５Ｂとを含む。ステータ５Ａは保持部材１２に相当し、磁性体部材２１に相当する。ステータ５Ｂは磁性体部材２２に相当する。言い換えれば、ステータ５Ａと保持部材１２と磁性体部材２１とは同一であり、ステータ５Ｂと磁性体部材２２とは同一である。
　磁性体部材２１，２２の断面はＵ字状である。ただし磁性体部材２１が保持部材１２の全体を占めるのに対し、磁性体部材２２は保持部材１２の径方向内側の領域に配置される。磁性体部材２１のＵ字状の断面のうち径方向の内側の領域が、磁性体部材２２のＵ字状の断面と互いに対向する。互いに対向する磁性体部材２１，２２の間に、磁性体部材２１，２２に囲まれるように、ボビン２３を含むコイル２４が装着される。磁性体部材２１の内周部には、複数の爪部２１ａが形成される。磁性体部材２２の内周部には、複数の爪部２２ａが形成される。ボビン２３の円周方向に設けられた溝には、マグネットワイヤを複数回巻いたコイル２４が配置される。ボビン２３は省略してもよい。
　なお先述の実施の形態５における図２２のセンサユニット６Ｅの斜視図に相当するものは、ステータ５、複数の爪部２１ａおよび爪部２２ａを有さないが、その他は基本的に図２２と同様の態様となる。
　ステータ５の組立方法について以下に述べる。まず、コイル２４を巻いたボビン２３を磁性体部材２２の内部に挿入した状態で、磁性体部材２１の複数の爪部２１ａと磁性体部材２２の複数の爪部２２ａとが周方向に隙間を開けて交互に配置されるように組立てる。次いで、磁性体部材２２の外周面２２ｂを、その端部が磁性体部材２１の側板部１２Ｃの表面１２ｆに接触するように固定する。このとき磁性体部材２１と磁性体部材２２との開口部が互いに対向し、その開口部内にボビン２３およびコイル２４が収納される態様となる。
　磁性体部材２１の複数の爪部２１ａおよび磁性体部材２２の複数の爪部２２ａは、図１８に示す磁気リング７の多極磁石７ｂとの隙間が確保された状態で、対向して配置される。ステータ５における磁性体部材２１の複数の爪部２１ａおよび磁性体部材２２の複数の爪部２２ａと磁気リング７とによってクローポール型の発電機Ｇが構成される。複数の爪部２１ａ，２２ａを合わせた数は、多極磁石７ｂの極数（Ｎ極とＳ極を合わせた数）と等しい。
　多極磁石７ｂのＮ極から出た磁束は、例えば、磁極である複数の爪部２１ａ（または複数の爪部２２ａ）から磁性体部材２１（または磁性体部材２２）に入り、コイル２４の周りを回って隣接する複数の爪部２２ａ（または複数の爪部２１ａ）を経由し多極磁石７ｂのＳ極に戻る。内輪４の回転によって多極磁石７ｂ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２４の両端に交流電力が発生する。
　ステータ５から引き出されたコイル２４の巻き始めおよび巻き終わりの図示しない各端部は、回路基板１３に設けられた端子２５に接続される。内輪４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１７によって直流電力に変換される。
　軸受装置１Ｂのセンサユニット６Ｅは、隔壁（図示しない）により保持部材１２の径方向について、領域が２分割されてもよい。この場合も上記と同様、径方向の外側の領域には回路基板１３が配置され、内側の領域にはクローポール型の発電機Ｇにおけるステータ５が配置される。磁気リング７は、ステータ５と対向する内径側に配置される。
　＜作用効果＞
　本実施の形態の軸受装置１Ｂにおいて、実施の形態５の構成に加え、次の特徴を有する。電源ＰＷＲ（図１６参照）は、外輪３および内輪４のいずれか一方とは異なる他方に固定される磁気リング７と、磁気リング７と軸受２の径方向に対向するように保持部材１２に装着されるコイル２４とを有する電磁誘導式発電機（発電機Ｇ）である。磁気リング７には、多極磁石７ｂとして、複数の永久磁石が固定されてもよいし、複数の磁極を有する磁性体が固定されてもよい。
　軸受装置１Ｂは、ラジアル方向にステータ５と磁気リング７とが配置されクローポール型の発電機Ｇを構成する。このため、ステータ５および磁気リング７は、発電機Ｇによって安定した発電量を確保することができる。ここで発電された電力はワイヤレス通信回路１８で使用可能となるため、軸受２の外部への電波の無線送信が安定に可能となる。
　なお本実施の形態に係る軸受装置１Ｂは、保持部材１２には、電力を生成可能な電源の一部のみが固定される。電源としての発電機Ｇとは電磁誘導式発電機であるが、これは磁気リング７とステータ５とを含む。ステータ５は保持部材１２に固定される。保持部材１２がステータ５の一部であるステータ５Ａであり、ステータ５を構成するボビン２３，コイル２４が保持部材１２に固定されるためである。一方、磁気リング７はステータ５と対向し、回転輪である内輪４側に固定される。つまり磁気リング７は保持部材１２には固定されない。したがって発電機Ｇのうち磁気リング７を除く部材のみが保持部材１２に固定される。
　本実施の形態の軸受装置１Ｂにおける少なくとも１つのセンサＳＳＲ（図１６参照）は、加速度センサ１５、温度センサ１６およびＡＥセンサ２６からなる群のうち少なくとも１つを含む。これにより軸受装置１Ｂは、軸受２の回転の加速度、温度および振動（ＡＥ波）のうち少なくともいずれかを検出できる。
　（実施の形態７）
　図２３は、実施の形態７におけるセンサユニット６Ｆの斜視図である。図２３を参照して、実施の形態７では、実施の形態５の軸受装置１Ａに備えられる電源ＰＷＲとして、蓄電池３１が用いられる。蓄電池３１が保持部材１２の側板部１２Ｃの表面１２ｆに固定される。すなわち蓄電池３１は表面１２ｆの形状に整合するように、たとえば円弧状の平面形状を有することが好ましい。蓄電池３１は、基板上に複数の蓄電素子を実装したものでもよい。蓄電池３１が実施の形態６における電磁誘導式の発電機Ｇに相当する。ただし発電機Ｇは交流電力を生成するのに対し、蓄電池３１は直流電力を生成する。このため本実施の形態での電源回路１７は、実施の形態６のような交流電力を直流電力に整流する機能を有さない。本実施の形態の電源回路１７は、昇圧降圧により電圧値を目的値となるよう制御する。
　（実施の形態８）
　図２４は、実施の形態８におけるセンサユニット６Ｇの斜視図である。図２４を参照して、実施の形態８では、実施の形態５の軸受装置１Ａに備えられる電源ＰＷＲとして、受電用回路３２と、受電用回路３２に非接触で信号を送る送電用回路３３とを有する給電装置３４が用いられる。受電用回路３２が保持部材１２の側板部１２Ｃの表面１２ｆに固定される。すなわち受電用回路３２（の基板）は表面１２ｆの形状に整合するように、たとえば円弧状の平面形状を有することが好ましい。給電装置３４が実施の形態７における蓄電池３１に相当し、蓄電池３１と同様の機能を奏する。
　以上に述べた各実施の形態（に含まれる各例）に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。
　（まとめ）
　本開示の軸受装置は、外輪、内輪、転動体および上記転動体を周方向に間隔をあけて複数保持する保持器を含む軸受と、保持部材とを備える。上記保持器は、軸方向の一方の端面側が開放され、他方の端面側が連結された形状であり、上記保持部材は、上記保持器の、上記転動体よりも上記一方の端面側の位置に配置され、上記保持部材は、上記外輪および上記内輪のいずれか一方に固定され、上記保持部材は金属製であり、上記保持部材は、径方向に幅を有し上記周方向に沿って延びる側板部を含み、上記保持部材には、電力を生成可能な電源の少なくとも一部と、回路基板とが固定され、上記回路基板は、上記軸方向について、上記側板部の、上記転動体と対向しない側の面に固定される。
　好ましくは、上記回路基板には、上記軸受の状態を検出する少なくとも１つのセンサと、上記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が実装される。
　好ましくは、上記少なくとも１つのセンサは、加速度センサ、温度センサおよびＡＥセンサからなる群のうち少なくとも１つを含む。
　好ましくは、上記電源は、上記外輪および上記内輪のいずれか一方とは異なる他方に固定される磁気リングと、上記磁気リングと上記軸受の径方向に対向するように上記保持部材に装着されるコイルとを有する電磁誘導式発電機である。
　好ましくは、上記電源は蓄電池である。
　好ましくは、上記電源は、受電用回路と、上記受電用回路に非接触で信号を送る送電用回路とを有する給電装置である。上記受電用回路が上記保持部材に実装される。
　好ましくは、上記保持部材、上記回路基板および上記電源は、上記外輪の端面から上記軸方向の外側にはみ出さないように配置される。
　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請求の範囲によって示され、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。
　１，１Ａ，１Ｂ　軸受装置、２　軸受、標準軸受、３　外輪、３ａ　第１の切欠き部、４　内輪、４ａ　第２の切欠き部、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ　ステータ、６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆ，６Ｇ　センサユニット、７　磁気リング、７ａ　芯金、７ｂ　多極磁石、８　転動体、９　保持器、１０　シール、１２，１２Ａ，１２Ｂ　保持部材、１２Ａａ，２７ｂ，２８ｂ，２９－１ａ　内周部、１２Ａｂ，２７ａ，２８ａ，２９－１ｂ　外周部、１２Ａｄ，２７ｃ，２８ｃ，２９－１ｄ　底部、１２ａ　隔壁、１２ｂ　第１の領域、１２ｃ　第２の領域、１３　回路基板、１４　蓋、１５　加速度センサ、１６　温度センサ、１７　電源回路、１８　ワイヤレス通信回路、１８ａ　アンテナ部、２１，２２，２６，２７，２８，２９　磁性体部材、２１ａ，２２ａ，２６ａ，２６ｂ，２７ｄ，２８ｄ，２９ａ，２９ｂ　複数の爪部、２３　ボビン、２４　コイル、２６ｃ，２７ｅ，２９ｄ　凹部、２６ｄ，２８ｅ，２９ｃ　凸部、２９ｅ　孔部、３０　樹脂部材、５０　環状の凹部、Ｇ　発電機、Ｏ　回転軸。

Claims (7)

  1. 　外輪、内輪および転動体を含む軸受の主要寸法が特定の規格に記載の標準軸受を備える軸受装置であって、
    　前記外輪または前記内輪のいずれか一方に固定される磁気リングと、
    　前記磁気リングと前記標準軸受の径方向に対向するように配置され、前記外輪または前記内輪のいずれか他方に固定されるステータと、
    　回路基板と、を備え、
    　前記磁気リングと前記ステータとは、交流電力を生成する発電機を構成し、
    　前記回路基板は、前記標準軸受の状態を検出する少なくとも１つのセンサと、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、前記発電機で生成される交流電力を前記少なくとも１つのセンサおよび前記ワイヤレス通信回路で使用可能な直流電力に変換する電源回路と、を含み、
    　前記外輪の端部と前記内輪の端部とで形成された環状空間内には、前記磁気リング、前記ステータ、および前記回路基板が配置される、軸受装置。
  2. 　前記環状空間内には、前記磁気リング、前記ステータ、および前記回路基板が前記標準軸受の軸方向に互いに重ならないように配置される、請求項１に記載の軸受装置。
  3. 　前記回路基板の形状は、円弧状であり、
    　前記少なくとも１つのセンサと前記ワイヤレス通信回路と前記電源回路とは、前記回路基板の円周上に、軸方向で互いに重ならないように配置される、請求項１または請求項２に記載の軸受装置。
  4. 　前記特定の規格は、ＩＳＯまたはＪＩＳである、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の軸受装置。
  5. 　前記標準軸受は、ラジアル軸受であり、
    　前記ラジアル軸受の主要寸法は、ＩＳＯ１５またはＪＩＳＢ１５１２－１に規定される寸法である、請求項４項に記載の軸受装置。
  6. 　外輪、内輪および転動体を含む軸受と、
    　前記外輪または前記内輪のいずれか一方に固定される磁気リングと、
    　前記磁気リングと前記軸受の径方向に対向するように配置され、前記外輪または前記内輪のいずれか他方に固定されるステータと、
    　回路基板と、を備え、
    　前記磁気リングと前記ステータとは、交流電力を生成する発電機を構成し、
    　前記回路基板は、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、前記発電機で生成される交流電力を前記少なくとも１つのセンサおよび前記ワイヤレス通信回路で使用可能な直流電力に変換する電源回路と、を含み、
    　前記外輪の端部と前記内輪の端部とで形成された環状空間内には、前記磁気リング、前記ステータ、および前記回路基板が前記軸受の軸方向に互いに重ならないように配置される、軸受装置。
  7. 　外輪、内輪、転動体および前記転動体を周方向に間隔をあけて複数保持する保持器を含む軸受と、
    　保持部材とを備え、
    　前記保持器は、軸方向の一方の端面側が開放され、他方の端面側が連結された形状であり、
    　前記保持部材は、前記保持器の、前記転動体よりも前記一方の端面側の位置に配置され、
    　前記保持部材は、前記外輪および前記内輪のいずれか一方に固定され、
    　前記保持部材は金属製であり、
    　前記保持部材は、径方向に幅を有し前記周方向に沿って延びる側板部を含み、
    　前記保持部材には、電力を生成可能な電源の少なくとも一部と、回路基板とが固定され、
    　前記回路基板は、前記軸方向について、前記側板部の、前記転動体と対向しない側の面に固定される、軸受装置。
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