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公開番号2025047140
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2023155447
出願日2023-09-21
発明の名称軸受装置
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F16C 41/00 20060101AFI20250326BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】転がり軸受の軌道輪の温度変化を早く正確に検出することが可能な軸受装置とする。
【解決手段】センサユニット2は、回路基板8を保持するホルダ9を有する。回路基板8の基板23の一面に温度センサ10が基板23の一面に表面実装されている。基板23の他面のうち、温度センサ10と基板厚さ方向に対向する部位を少なくとも含む裏面部23aがホルダ9と接触している。基板23は、裏面部23aから基板23の厚さ方向に貫く貫通金属部28aと、裏面部23aに配置された裏側の金属箔部28bと、基板23の一面に位置しかつ裏面部23aと基板厚さ方向に対向する表面部23bに配置された表側の金属箔部28cとのうちの少なくとも一つを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第一の軌道輪と、第二の軌道輪と、前記第一の軌道輪と前記第二の軌道輪との間に配置された複数の転動体とを有する転がり軸受と、
回路基板と、前記回路基板を保持するホルダとを有するセンサユニットと、を備え、
前記回路基板が、基板と、前記基板に実装された温度センサとを有し、
前記基板が前記ホルダに取り付けられており、
前記ホルダが前記第一の軌道輪に取り付けられている軸受装置において、
前記温度センサが、前記基板の一面に表面実装された電子部品からなり、
前記基板の前記一面とは反対側の他面のうち、前記温度センサと前記基板の厚さ方向に対向する部位を少なくとも含む裏面部が、前記ホルダと接触しており、
前記基板が、前記裏面部から前記基板の一面まで前記基板の厚さ方向に貫く貫通金属部と、前記裏面部に配置された裏側の金属箔部と、前記基板の一面に位置しかつ前記裏面部と前記基板の厚さ方向に対向する表面部に配置された表側の金属箔部とのうちの少なくとも一つを有することを特徴とする軸受装置。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記ホルダが、径方向に延びる環状側部と、前記環状側部から軸方向に突き出た嵌合部とを有し、
前記第一の軌道輪が、軌道面部と、前記嵌合部と嵌め合う周面部と、前記環状側部の転動体側の側面を軸方向に受ける段部とを含む内周又は外周を有し、
前記基板が、前記環状側部の反転動体側の側面上に配置されており、
前記基板の前記裏面部が、前記環状側部の反転動体側の側面に接触している請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記基板の前記裏面部が、前記第一の軌道輪の前記段部と軸方向に対向する位置に配置されている請求項２に記載の軸受装置。
【請求項４】
前記軌道面部と前記段部と前記基板の前記裏面部と前記温度センサとが軸方向に対向する位置に配置されている請求項３に記載の軸受装置。
【請求項５】
前記貫通金属部が、前記温度センサと軸方向に対向する位置に設けられている請求項１から４のいずれか１項に記載の軸受装置。
【請求項６】
前記裏側の金属箔部と前記表側の金属箔部とのうちの少なくとも一つが、前記温度センサと前記基板の厚さ方向に対向する位置から前記温度センサと前記基板の厚さ方向に非対向の位置に延びている請求項１から４のいずれか１つに記載の軸受装置。
【請求項７】
前記貫通金属部が中空状になっており、前記裏側の金属箔部と前記表側の金属箔部がそれぞれ前記貫通金属部から拡張している請求項１から４のいずれか１つに記載の軸受装置。
【請求項８】
前記貫通金属部が、前記基板の貫通孔を閉塞する中実部からなる請求項１から４のいずれか１つに記載の軸受装置。
【請求項９】
前記基板が、前記貫通金属部と前記裏側の金属箔部とのうちの少なくとも一つを含む熱伝導路部を有し、
前記熱伝導路部が電気的に非導通部であり、
前記ホルダが金属板によって形成されている請求項１から４のいずれか１つに記載の軸受装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受とセンサユニットとを備える軸受装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受の状態を検出するためのセンサ等を基板に実装して回路基板に構成し、その回路基板をホルダに保持させてセンサユニットに組み立て、そのセンサユニットを軌道輪に固定した軸受装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１の軸受装置では、断面Ｌ字形のホルダが軌道輪に取り付けられている。ホルダは、径方向に延びる環状側部と、環状側部の軌道輪側から軸方向に突き出た嵌合部とを有する。ホルダは、発電機のステータにおけるヨークを兼ねている。ホルダの嵌合部が軌道輪の周面部に嵌め合わされると共に、その嵌合部の突出端面が軌道輪の段部に軸方向に突き合わされる。回路基板は、温度センサ等の複数のセンサを含む制御基板になっている。この回路基板は、環状側部の転動体側の側面上に固定されている。軌道輪の周面部と段部は、軌道輪の内周に含まれており、内周の軌道面部と、軌道輪の幅を規定する一端に位置する端面との間に形成されている。センサユニットは、軌道輪から軸方向に食み出ないように配置されている。転がり軸受の回転に伴い転がり軸受が発熱する。この発熱は、軌道面部と転動体との接触部で起こる。その発熱に基づく温度変化を温度センサで検出すると、軸受の状態を示す情報として活用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００３－３０７４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の軸受装置では、軌道面部と転動体との接触部での発熱が軌道輪からホルダを経て回路基板の基板の片面に熱伝導し、更に基板を熱伝導して温度センサに達することになる。その基板の内部や両面には絶縁基材やレジストが多く存在し、ホルダから温度センサに至るまでの熱伝導性がホルダと軌道輪間の熱伝導性に劣るため、軌道面部で生じた前述の発熱を検出するのに遅れが大きくなり、また、正確な温度測定が難しくなる懸念がある。
【０００６】
上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、転がり軸受の軌道輪の温度変化を早く正確に検出することが可能な軸受装置とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、この発明は、第一の軌道輪と、第二の軌道輪と、前記第一の軌道輪と前記第二の軌道輪との間に配置された複数の転動体とを有する転がり軸受と、回路基板と、前記回路基板を保持するホルダとを有するセンサユニットと、を備え、前記回路基板が、基板と、前記基板に実装された温度センサとを有し、前記基板が前記ホルダに取り付けられており、前記ホルダが前記第一の軌道輪に取り付けられている軸受装置において、前記温度センサが、前記基板の一面に表面実装された電子部品からなり、前記基板の前記一面とは反対側の他面のうち、前記温度センサと前記基板の厚さ方向に対向する部位を少なくとも含む裏面部が、前記ホルダと接触しており、前記基板が、前記裏面部から前記基板の一面まで前記基板の厚さ方向に貫く貫通金属部と、前記裏面部に配置された裏側の金属箔部と、前記基板の一面に位置しかつ前記裏面部と前記基板の厚さ方向に対向する表面部に配置された表側の金属箔部とのうちの少なくとも一つを有することを特徴とする軸受装置、という構成１を採用した。
【０００８】
上記構成１のように、基板の一面に温度センサを表面実装すると、これとは反対側である基板の他面のうち、温度センサと基板の厚さ方向に対向する部位を少なくとも含む裏面部を平坦に設け、この裏面部をホルダに接触させることが可能になる。基板の一面に位置しかつ前述の裏面部と基板の厚さ方向に対向する表面部上に温度センサが位置する。したがって、基板の裏面部と表面部間の熱伝導、ホルダと基板の裏面部間の熱伝導、基板の表面部と温度センサ間の熱伝導のうちの少なくとも一つを良好にすれば、ホルダから温度センサに至るまでの熱伝導性を向上させることができ、これにより、第一の軌道輪の軌道面部と転動体との接触部で発生した熱を第一の軌道輪からホルダ、基板を経る熱伝導により温度センサまで早く到達させることができため、軌道輪の温度変化を早く正確に検出することができる。具体的には、基板の裏面部から基板の一面まで基板の厚さ方向に貫く貫通金属部を採用すると、基板の裏面部から熱伝導率のよい貫通金属部を通って基板の表面部に至る熱伝導経路が設けられるため、基板の裏面部と表面部間の熱伝導が良好になる。また、基板の裏面部に配置された裏側の金属箔部を採用すると、ホルダと基板の裏面部間の熱伝導が良好になる。また、基板の前述の表面部に配置された表側の金属箔部を採用すると、基板の表面部と温度センサ間の熱伝導が良好になる。
【０００９】
なお、前記貫通金属部と前記裏側の金属箔部とが連続している態様を採用すると、基板の裏面部から貫通金属部に至る熱伝導性を良くすることができる。また、前記貫通金属部と前記表側の金属箔部とが連続している態様を採用すると、貫通金属部から基板の表面部に至る熱伝導性を良くすることができる。また、前記貫通金属部と前記裏側の金属箔部とが連続しており、前記貫通金属部と前記表側の金属箔部とが連続している態様を採用すると、基板の裏面部から貫通金属部を経て基板の表面部に至る熱伝導性を良くすることができる。
【００１０】
上記構成１において、前記ホルダが、径方向に延びる環状側部と、前記環状側部から軸方向に突き出た嵌合部とを有し、前記第一の軌道輪が、軌道面部と、前記嵌合部と嵌め合う周面部と、前記環状側部の転動体側の側面を軸方向に受ける段部とを含む内周又は外周を有し、前記基板が、前記環状側部の反転動体側の側面上に配置されており、前記基板の前記裏面部が、前記環状側部の反転動体側の側面に接触している、という構成２を採用することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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