特許ウォッチ

公開番号2025049810
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023158258
出願日2023-09-22
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
主分類F16C 41/00 20060101AFI20250327BHJP(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】自動調心軸受にセンサユニットと発電機を取り付けた軸受装置において、発電機が安定して十分な電力をセンサユニットに供給できるようにする。
【解決手段】自動調心軸受10に取り付けられるクローポール型の発電機30を構成するステータ32のクローポール35a、36cと磁気リング31の互いの対向面を、それぞれ自動調心軸受10の調心中心を中心とする球面に形成し、自動調心軸受10の外輪11に対して内輪12が調心しても、ステータ32のクローポール35a、36cと磁気リング31の間の距離が変わらず一定に保持されるようにした。これにより、発電機10は、ステータ32と磁気リング31とが接触するおそれがなく、また発電効率を低下させることなく、十分な電力をセンサユニット20に供給することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内周に球面軌道（１１ａ）を有する外輪（１１）と、外周に複列の軌道溝（１２ａ）を有する内輪（１２）と、前記外輪（１１）の球面軌道（１１ａ）と前記内輪（１２）の各軌道溝（１２ａ）の間に転動自在に配された複列の転動体（１３）とを有する自動調心軸受（１０）と、
前記外輪（１１）と前記内輪（１２）のうちの固定側の軌道輪に固定されるセンサユニット（２０）と、
前記センサユニット（２０）に電力を供給する発電機（３０）とを備え、
前記発電機（３０）は、前記外輪（１１）と前記内輪（１２）のうちの回転側の軌道輪と一体回転可能に配置される磁気リング（３１）と、前記磁気リング（３１）と径方向にエアギャップをおいて対向し前記固定側の軌道輪に固定される環状のステータ（３２）とからなる軸受装置において、
前記ステータ（３２）と前記磁気リング（３１）の互いの対向面が、それぞれ前記自動調心軸受（１０）の調心中心を中心とする球面に形成されていることを特徴とする軸受装置。
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
前記発電機（３０）のステータ（３２）は、コイル（３４）が巻き付けられたボビン（３３）を内蔵しており、前記ボビン（３３）の内周面が前記ステータ（３２）の前記磁気リング（３１）との対向面に沿う球面に形成されている請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記内輪（１２）が回転側の軌道輪であり、前記内輪（１２）の軸方向両側の肩部（１２ｂ、１２ｃ）のうち、一方の肩部（１２ｂ）の外径が他方の肩部（１２ｃ）の外径よりも小さく形成され、その一方の肩部（１２ｂ）の内周部から軸方向外側へ環状に突出する延長部（１２ｄ）の外周に前記磁気リング（３１）が取り付けられている請求項１または２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、自動調心ころ軸受や自動調心玉軸受にセンサユニットと発電機を取り付けた軸受装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受にその状態を検出するためのセンサユニットと、そのセンサユニットに電力を供給するための発電機を取り付けた軸受装置が知られている。
【０００３】
このような軸受装置では、加速度センサや温度センサ等のセンサと、そのセンサの検出データを外部に送信する無線送信手段を基板に実装したセンサユニットを、転がり軸受の外輪と内輪のうちの固定側の軌道輪（以下、「固定輪」とも称する。）に固定するとともに、発電機を構成する磁気リングを外輪と内輪のうちの回転側の軌道輪（以下、「回転輪」とも称する。）に、ステータを固定輪にそれぞれ固定したものが多い。
【０００４】
例えば、特許文献１には、図７に示すように、固定輪となる外輪５１と回転輪となる内輪５２の間に転動体としての玉５３を配した深溝玉軸受５０の軸方向一端側で、外輪５１の外周部から軸方向外側へ環状に突出する延長部５１ａを設け、その延長部５１ａの内周側にセンサユニット６０と発電機７０を設けた軸受装置が開示されている。
【０００５】
この軸受装置では、外輪５１の延長部５１ａの内周に発電機７０のステータ７１を構成する断面Ｌ字状の環状のヨーク部材７２を固定し、そのヨーク部材７２の軸方向内側面にセンサや無線送信手段等を備えた基板（図示省略）を取り付けて、その基板とヨーク部材７２の一部とでセンサユニット６０を構成している。また、内輪５２の一端側に磁気リング（トーンリング）７３を固定するとともに、ヨーク部材７２に磁気リング７３と径方向でエアギャップ（微小隙間）をおいて対向するようにポールピース７４を設けてステータ７１とし、そのステータ７１と磁気リング７３とで発電機７０を構成している。ポールピース７４は、ヨーク部材７２の軸方向内側面に永久磁石７５と磁気リング７３に対向する磁性体７６を固定し、その磁性体７６の外周にコイル７７を巻き付けたものである。そして、磁気リング７３の回転に伴ってポールピース７４に生じた電力がセンサユニット６０に供給されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
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】
【０００７】
上記特許文献１のように深溝玉軸受にセンサユニットと発電機を取り付けた軸受装置や、その深溝玉軸受を円筒ころ軸受に置き換えた軸受装置では、使用中に発電機のステータと磁気リングの位置関係はほぼ同じ状態に保たれる。
【０００８】
ところが、自動調心ころ軸受や自動調心玉軸受（以下、あわせて「自動調心軸受」と称する。）に上記と同様にセンサユニットと発電機を取り付けた軸受装置では、その自動調心軸受の固定輪と回転輪が調心動作によって相対的に傾くことにより、固定輪に固定されたステータと回転輪に固定された磁気リングの間の距離が変化して十分な電力が得られなくなるおそれがあり、ステータと磁気リングとが接触して破損してしまうことも懸念される。
【０００９】
そこで、この発明は、自動調心軸受にセンサユニットと発電機を取り付けた軸受装置において、発電機が安定して十分な電力をセンサユニットに供給できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明は、内周に球面軌道を有する外輪と、外周に複列の軌道溝を有する内輪と、前記外輪の球面軌道と前記内輪の各軌道溝の間に転動自在に配された複列の転動体とを有する自動調心軸受と、前記外輪と前記内輪のうちの固定側の軌道輪に固定されるセンサユニットと、前記センサユニットに電力を供給する発電機とを備え、前記発電機は、前記外輪と前記内輪のうちの回転側の軌道輪と一体回転可能に配置される磁気リングと、前記磁気リングと径方向にエアギャップをおいて対向し前記固定側の軌道輪に固定される環状のステータとからなる軸受装置において、前記ステータと前記磁気リングの互いの対向面が、それぞれ前記自動調心軸受の調心中心を中心とする球面に形成されている構成を採用した（構成１）。ここで「径方向」とは、外輪の球面軌道を形成する半径方向を意味する。また、「調心中心」とは、外輪内周の球面の中心である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許