(57)【要約】  【課題】  軸受が内輪及び外輪に組外されたときでも、適切な情報管理が容易な転がり軸受装置及びその部品管理方法を提供する。  【解決手段】  円すいころ軸受２を備えた転がり軸受装置１において、内輪３と外輪４とのそれぞれにＩＣチップ７を取り付けて、各ＩＣチップ７の記憶部に当該軸受装置１の軸受構成部品に関する所定の製造情報を保持させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪及び外輪と、これらの内外輪間に転動自在に設けられた転動体とを有する軸受を備えた転がり軸受装置であって、
互いに組付・組外し可能な軸受構成部品のうち、少なくとも前記内外輪のそれぞれに、情報を送受信可能なＩＣチップを取り付けたことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記ＩＣチップには、そのチップが取り付けられた軸受構成部品に関する所定の製造情報と、当該軸受構成部品以外の他の軸受構成部品に関する所定の製造情報とを記憶した記憶部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記ＩＣチップは、前記転動体が転動する前記内外輪の各軌道面以外の表面側に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記ＩＣチップは、そのチップが取り付けられた軸受構成部品と他の軸受構成部品との組付作業を阻害しない箇所に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項５】
内輪及び外輪と、これらの内外輪間に転動自在に設けられた転動体とを有する軸受を備えた転がり軸受装置の部品管理方法であって、
互いに組付・組外し可能な軸受構成部品のうち、少なくとも前記内外輪のそれぞれに、ＩＣチップを取り付け、各ＩＣチップに設けられた記憶部に軸受構成部品に関する所定の製造情報を記憶させることを特徴とする転がり軸受装置の部品管理方法。
【請求項６】
前記軸受に対してメンテナンス作業が行われたときに、そのメンテナンス作業の内容を含む所定のメンテナンス情報を、複数の前記ＩＣチップのうち、いずれかのＩＣチップの記憶部に記憶させることを特徴とする請求項５に記載の転がり軸受装置の部品管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体等の被支持部品を支持する転がり軸受装置及びその部品管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受装置は、建設機械等の産業機械のみならず、一般ユーザが使用する家電製品や自動車等の多岐多様な装置の基幹部分に組み込まれ、その装置内の回転体等の被支持部品を支持している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、転がり軸受装置には、内輪及び外輪からなる軌道輪やこれらの軌道輪間に転動自在に配置される複数の転動体などの互いに組付・組外し可能な軸受構成部品が数多く含まれている。
ところが、上記のような従来軸受装置では、その重要な役割に比べて当該装置に関する情報管理が不十分なものであった。
【０００４】
具体的にいえば、従来の転がり軸受装置では、一般的に、試作品を含む最初の製造品に関しては、その装置に含まれた内外輪等の軸受構成部品毎に、その代表値として設計値や実測値等の製造諸元値等が軸受メーカ側で管理されている。しかしながら、上記試作品等が納入メーカ（ユーザ）での受け入れ検査などに合格した後、大量生産された製造品では、通常、軸受メーカ名と製造ロット番号が刻印されているだけであり、ユーザ側でも製品に組み込んだ軸受装置のメーカ名や品番などの僅かな情報をペーパ管理しているだけであった。しかも、上記製造ロット番号等の刻印情報は、全ての軸受構成部品を組み付けた後の装置完成品に対して与えられたものであり、刻印作業による軸受性能の低下等の理由により、全ての各軸受構成部品に施されてはいなかった。このため、この従来装置では、例えばユーザが上記製品のメンテナンス作業を実施して内輪と外輪とを組外した場合に、これらの内外輪を適切に組み付けることができずに、軸受性能の低下を招いたり、組付作業に多大な時間及び手間を要したりすることがあった。より具体的にいえば、ユーザ側では、その製品内に複数の軸受装置が含まれている場合、一般に全ての軸受装置を分解して、メンテナンス作業を一斉に行うことによってメンテナンスコストの削減を図っている。ところが、このようなメンテナンス作業が行われると、内輪に組み付けられていた外輪とは異なる、同じ品番の他の外輪が当該内輪に組み付けられたり、新品の外輪と中古品の内輪とが組み付けられたりして、軸受性能の低下などを生じることがあった。特に、軸受のすきまが重要であるため内外輪の組付精度をミクロン単位でマッチングさせることが要求される、航空機用や工作機械主軸用などの高精度軸受を含んだ従来装置では、内外輪の組付精度だけでなく、当該内外輪のそれぞれに取り付けられる相手部品との組付精度もシビアな精度が要求されることから、ユーザ側単独で適切なメンテナンス作業を行うことは実際上不可能であった。
【０００５】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、軸受が内輪及び外輪に組外されたときでも、適切な情報管理が容易な転がり軸受装置及びその部品管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の転がり軸受装置は、内輪及び外輪と、これらの内外輪間に転動自在に設けられた転動体とを有する軸受を備えた転がり軸受装置であって、
互いに組付・組外し可能な軸受構成部品のうち、少なくとも前記内外輪のそれぞれに、情報を送受信するＩＣチップを取り付けたことを特徴とするものである。
上記のように構成された転がり軸受装置では、少なくとも内輪及び外輪のそれぞれに取り付けた上記ＩＣチップからの情報を用いることにより、軸受が内輪及び外輪に組外されたときでも、適切な情報管理を容易に行うことができる。
【０００７】
また、上記転がり軸受装置において、前記ＩＣチップには、そのチップが取り付けられた軸受構成部品に関する所定の製造情報と、当該軸受構成部品以外の他の軸受構成部品に関する所定の製造情報とを記憶した記憶部が設けられていることが好ましい。
この場合、複数の軸受構成部品に取り付けられた複数のＩＣチップのうち、一つのＩＣチップの記憶部から上記軸受に含まれた全ての軸受構成部品に関する所定の製造情報を得ることができ、全ての軸受構成部品についての製造情報の読み出し作業を簡単に行うことができる。
【０００８】
また、上記転がり軸受装置において、前記ＩＣチップは、前記転動体が転動する前記内外輪の各軌道面以外の表面側に取り付けられていることが好ましい。
この場合、ＩＣチップが対応する軌道面と接触するのを防いだ状態で当該チップを取り付けることができ、チップ取付作業を簡単化することができるとともに、軌道面との接触に起因するチップ故障の発生を防ぐことができる。
【０００９】
また、上記転がり軸受装置において、前記ＩＣチップは、そのチップが取り付けられた軸受構成部品と他の軸受構成部品との組付作業を阻害しない箇所に取り付けられてもよい。
この場合、上記軸受構成部品と他の軸受構成部品とが組外されて再度組み付けられるときでも、ＩＣチップを取り外すことなくこれら部品の組付作業を円滑に行うことができる。
【００１０】
また、本発明の転がり軸受装置の部品管理方法は、内輪及び外輪と、これらの内外輪間に転動自在に設けられた転動体とを有する軸受を備えた転がり軸受装置の部品管理方法であって、
互いに組付・組外し可能な軸受構成部品のうち、少なくとも前記内外輪のそれぞれに、ＩＣチップを取り付け、各ＩＣチップに設けられた記憶部に軸受構成部品に関する所定の製造情報を記憶させることを特徴とするものである。
【００１１】
上記のように構成された転がり軸受装置の部品管理方法では、軸受の数多くの構成部品のうち、主な軸受構成部品である内輪及び外輪のそれぞれにＩＣチップを取り付けて、それらの各チップの記憶部に当該軸受構成部品に関する所定の製造情報を記憶させている。これにより、ユーザ側単独にて内外輪を組外して、そのメンテナンス作業が行われるときでも、当該内外輪の組付作業等に必要な情報をいずれかのＩＣチップの記憶部に保持されている上記製造情報から抽出して容易に取得することができ、適切な軸受メンテナンス作業を実施させることが可能となる。しかも、内外輪は、転動体等の他の軸受構成部品に比べてＩＣチップを取付可能なスペースが大きいことから、軸受及びＩＣチップの各動作に悪影響を及ぼさないチップの取付箇所を容易に確保することができ、チップ取付作業を簡単化することができるとともに、チップ故障等の発生を防ぐことができる。
【００１２】
また、上記転がり軸受装置の部品管理方法において、前記軸受に対してメンテナンス作業が行われたときに、そのメンテナンス作業の内容を含む所定のメンテナンス情報を、複数の前記ＩＣチップのうち、いずれかのＩＣチップの記憶部に記憶させることが好ましい。
この場合、メンテナンス作業が行われる毎に、その作業内容を含む所定のメンテナンス情報がいずれかのＩＣチップの記憶部に記憶されるので、当該メンテナンス作業に伴う軸受構成部品の変更等の情報を逐次保持して管理させることができ、次回のメンテナンス作業を行う場合に役立たせることができる。また、メンテナンス作業を実施するまでの軸受の使用条件や実働時間等の使用履歴を上記メンテナンス情報に含めることにより、当該使用履歴の管理も行わせることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、軸受の少なくとも内外輪のそれぞれに取り付けたＩＣチップに当該軸受の構成部品に関する上記製造情報を管理させているので、軸受メーカだけでなくその軸受を製品に組み込んだユーザにおいて、内輪と外輪とを組外したときでも、各軸受構成部品固有の製造情報を即座に知ること可能となる。このように、少なくとも内外輪のそれぞれにＩＣチップを設けることにより、軸受が内輪及び外輪に組外されたときでも、適切な情報管理が容易な転がり軸受装置及びその部品管理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の転がり軸受装置及びその部品管理方法を示す好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明では、車両のディファレンシャル装置に組み込まれる円すいころ軸受を備えた転がり軸受装置に本発明を適用した場合を例示して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の要部構成を示す断面図である。図において、本実施形態の転がり軸受装置１は、上記ディファレンシャル装置の図示しないピニオン軸に一体的に取り付けられた内輪３と、同装置のディファレンシャルケース（図示せず）に固定された外輪４とを有する円すいころ軸受２を具備している。
内輪３には、その外周側に円すい状の軌道面３ａが設けられている。一方、外輪４では、その内周側に円すい状の軌道面４ａが形成されており、内外輪間に転動自在に設けられた転動体としての複数の円すいころ５が保持器６によって保持された状態で軌道面３ａと軌道面４ａとの間に配置されている。また、円すいころ５と軌道面３ａ、４ａの各転がり接触部には、上記ディファレンシャルケース内の潤滑油が適宜供給されて、グリース潤滑が行われるようになっている。
【００１６】
また、上記内外輪３、４では、円すいころ５の大端面側に情報を送受信可能なＩＣチップ７がそれぞれ取り付けられている。詳細にいえば、内輪３では、その外周面と上記大端面側の軸方向端面とに開口した凹部３ｂが設けられており、この凹部３ｂの内部に内輪用のＩＣチップ７が固着されている。同様に、外輪４では、その外周面と上記大端面側の軸方向端面とに開口した凹部４ｂが設けられており、この凹部４ｂの内部に外輪用のＩＣチップ７が固着されている。
また、これら内輪用及び外輪用の各ＩＣチップ７は、円すいころ５が組み付けられた内輪３への外輪４の圧入作業等の円すいころ軸受２の組立作業、さらには、上記ピニオン軸等の内外輪３、４の各相手部品との取付作業などの作業を阻害しない箇所に取り付けられている。
【００１７】
また、各ＩＣチップ７は、円すいころ軸受２に関する固有の軸受情報の保持・管理を行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグを構成したものであり、各チップ７が管理する軸受情報には、内外輪３、４等の軸受構成部品毎の所定の製造情報と、メンテナンス作業などが実施されたときに適宜追加される、所定のメンテナンス情報とがある（詳細は後述）。また、これらの情報は、各ＩＣチップ７と例えば無線通信が可能なリーダ・ライタ装置（図示せず）との間で、そのデータの入出力が行われるようになっている。
【００１８】
具体的には、各ＩＣチップ７は、図２も参照して、半導体チップを用いて構成されたＩＣ部８と、鉄心及びこれに巻回されたアンテナコイルを有し、無線電波の送受信を行うＲＦアンテナ９とを備えたものであり、これらのＩＣ部８及びアンテナ９を基板上に取り付けたワンチップの形態に構成されている。また、各ＩＣチップ７は、上記基板が金属又は合成樹脂の保護ケースに収納された状態で、対応する凹部３ｂ、４ｂに取り付けられている。また、各チップ７には、その縦及び横寸法が０．３〜０．４ｍｍ程度の大きさの極めて軽量小型に構成されたものが使用されており、そのケースを接着剤などによって上記凹部３ｂ、４ｂの各表面に固定することで各チップ７は凹部外部に出ることなく内外輪３、４に取り付けられている。このように凹部内部に各チップ７を配置することにより、転がり軸受装置１の上記ピニオン軸等の相手部品への取付作業時などで各チップ７が相手部品との接触などによって取り付けられた軌道輪３、４から外れたり、故障を生じたりするのを確実に防止することができる。
【００１９】
上記ＩＣ部８には、ＣＰＵ等の演算手段を含んで形成された制御部８ａと、不揮発性のメモリに構成されるとともに、制御部８ａからの指示に従ってデータの書き込み及び読み出しを行う記憶部８ｂと、上記ＲＦアンテナ９に接続されてこのアンテナ９と協働して上記記憶部８ｂと外部との間で情報を入出力する入出力部を構成するとともに、制御部８ａにより制御される送受信部８ｃとが設けられている。
また、ＩＣ部８は、上記アンテナコイルに接続されてこのコイルとともに共振回路を構成するキャパシタを有する電源部８ｄを具備している。この電源部８ｄでは、上記ＲＦアンテナ９が所定（共振）周波数の電波を受信したときにキャパシタが充電されるとともに、その充電した電力を当該チップ８の各部に供給するようになっており、ＩＣチップ７がバッテリレスの情報管理ツールとして機能するように構成されている。
【００２０】
上記制御部８ａは、送受信部８ｃに含まれた変調回路及び復調回路の駆動制御を行うよう構成されているとともに、記憶部８ｂ内の記憶領域を管理するようになっている。
詳細にいえば、この制御部８ａは、上記リーダ・ライタ装置からの送信波をＲＦアンテナ９が受信すると、上記復調回路を動作することにより、その送信波に含まれた情報を送受信部８ｃから取得する。この情報には、転がり軸受装置１（円すいころ軸受２）を識別するための識別コードが含まれており、制御部８ａは今回受信した送信波が当該軸受２宛に送られたものか否かの判断を行う。そして、制御部８ａが当該軸受２宛の送信波であると判断すると、制御部８ａはその送信波に含まれた指令がデータの書き込み指令及び読み出し指令のいずれの指令かどうかについて判断する。
【００２１】
続いて、今回受信した指令が書き込み指令の場合には、制御部８ａはその指令とともに送られてきた送信情報を、その送信情報の内容等に応じて記憶部８ｂの所定領域に記憶させる。
また、今回受信した指令が読み出し指令の場合には、制御部８ａはその指令にて指定された情報を記憶部８ｂの記憶領域から読み出すとともに、送受信部８ｃの変調回路を動作することにより、上記識別コードを含めた読み出し情報を上記リーダ・ライタ装置宛の発信波に変調させて、ＲＦアンテナ９を介して送信させる。なお、この説明以外に、例えばＩＣチップ７毎に識別コードを付与して、チップ単位にデータのやりとりを行う構成でもよい。
【００２２】
上記記憶部８ｂには、上記軸受構成部品毎の製造情報が例えば転がり軸受装置１の工場出荷前に格納されている。この製造情報には、円すいころ軸受２の各軸受構成部品の製造履歴に関する固定的な製造基本情報と、一つの軸受構成部品における他の軸受構成部品との組付標準に関する固定的な組付情報とが含まれている。
上記製造基本情報には、内外輪３、４や円すいころ５等の各軸受構成部品についての各素材、製造番号、製造年月日、製造箇所（工場ライン、製造装置名等）、品番等のデータが含まれている。また、この製造基本情報には、例えば内輪３の内径やその軌道面３ａの傾斜角度や径寸法、鍔部や逃げの角度等の内輪各部における、設計値、実測値、寸法精度や形状精度等の許容公差等のデータが含まれている。
【００２３】
一方、上記組付情報は、円すいころ軸受２の完成品における、複数の軸受構成部品どうしの組付状態に関する固定的なデータであり、内外輪３、４等の全ての軸受構成部品が円すいころ軸受２として組み立てられた後、これらの内外輪３、４にそれぞれ取り付けられたＩＣチップ７の各記憶部８ｂに格納されるようになっている。具体的には、この組付情報には、軸受完成時での軸受幅（組立幅）やラジアルすきまなどの設計値、実測値、許容公差等のデータがある。また、この組付情報には、スラスト又はラジアル予圧、又は許容荷重、許容温度等の使用条件等のデータが含まれる。さらに、転がり軸受装置１の納入先であるユーザからの要求などに応じて、円すいころ５と軌道面３ａ、４ａの各転がり接触部に供給される上記ディファレンシャルケース内の潤滑油の成分等を示すデータ、あるいは内外輪３、４の上記ピニオン軸等の各相手部品とのはめあい方法を示すデータや相手部品の設計図に関連付けられた組付位置を示すデータが組付情報として記憶部８ｂに適宜格納されるようになっている。
【００２４】
また、記憶部８ｂには、転がり軸受装置１の軸受性能を維持するために、軸受使用に伴う疲労や消耗あるいは摩耗等の経年変化（劣化）などを是正するメンテナンス作業が行われた後に、上記メンテナンス情報が適宜記憶されるようになっている。このメンテナンス情報には、実施されたメンテナンス作業の内容や実施日時などを示すデータがある。また、メンテナンス作業を行うまでの転がり軸受装置１の使用条件や動作時間等の使用履歴を示すデータがメンテナンス情報として記憶部８ｂに適宜記憶できるようになっている。
【００２５】
以上のように、内外輪３、４に取り付けられた各ＩＣチップ７の記憶部８ｂには、転がり軸受装置１の全ての軸受構成部品に関する所定の製造情報が記憶されているので、軸受メーカだけでなくその軸受装置１を製品に組み込んだユーザにおいて、内外輪３、４を互いに組外したときでも、内外輪３、４いずれかのチップ記憶部８ｂから上記全ての軸受構成部品に関する所定の製造情報を即座に取得することができる。これにより、例えばユーザ単独で転がり軸受装置１のメンテナンス作業を実施して、内外輪３、４が組外された場合でも、ユーザが取得した製造情報を用いることにより、軸受メーカに問い合わせすることなく、内外輪３、４を適切に組み付けたり、転がり軸受装置１をディファレンシャル装置内に正確に組み込んだりすることが可能となる。この結果、転がり軸受装置１等の性能低下を防ぎつつ、多大な時間及び手間を要することなく適切なメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００２６】
また、本実施形態では、ＩＣチップ７が内外輪３、４に取り付けられているので、たとえ転がり軸受装置１がディファレンシャル装置から取り外されて他の機械に使用される場合でも、内外輪３、４と一緒にＩＣチップ７を移動させることが可能となる。従って、上記記憶部８ｂが記憶している軸受情報を当該軸受装置１とともに移すことができ、その軸受情報を常に有効に活用することができる。また、このように転がり軸受装置１と一緒に軸受情報を移すことができることから、軸受情報を用紙（例えば、検査成績書）に記録し管理する場合と異なり、軸受情報の所在不明や消失を防ぐことができ、さらには軸受情報の保管箇所を別に確保する必要もない。
【００２７】
また、本実施形態では、ＩＣチップ７の記憶部８ｂには、メンテナンス作業が行われる毎に、その作業内容を含む所定のメンテナンス情報が記憶されるので、メンテナンス作業に伴う軸受構成部品の変更等の情報を逐次保持して管理させることができ、次回のメンテナンス作業を行う場合に利用することができる。また、メンテナンス情報には上記使用履歴のデータも含めることができるので、転がり軸受装置１の使用履歴も管理することが可能となる。
【００２８】
尚、上記の説明では、単列の円すいころ軸受を備えた転がり軸受装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、転動体の種類や設置数などの軸受形式やＩＣチップに管理させる軸受情報等は上記のものに何等限定されるものではない。具体的には、玉を備えた玉軸受に適用するとともに、その内外輪の軌道面の曲率半径等の玉軸受固有の設計値等を製造情報としてＩＣチップに管理させてもよい。また、軸受に使用可能なグリース等の潤滑油やポリマー潤滑剤等の組成等のデータ、さらには内外輪間の環状開口部をシールするシール部材についてのデータ等を含めてもよい。また、例えば前記シール部材が合成樹脂にて構成されている場合には、そのシール部材におけるリサイクル部品、つまり再使用（再合成）された合成樹脂の使用量（使用比率）やその樹脂名等の使用内容のデータを管理させてもよい。さらに、転がり軸受装置の性能や素材によっては、この装置には安全保障貿易管理対象物資などの輸出規制品や環境負荷物資が含まれていることを示すデータを記憶させてもよい。
【００２９】
また、上記の説明では、内輪及び外輪の各大端面側に凹部を設け、その内部にＩＣチップを取り付けた場合について説明したが、本発明は複数の軸受構成部品のそれぞれにＩＣチップを取り付けるものであればよく、ＩＣチップの設置数や設置箇所等は上記のものに何等限定されない。具体的には、凹部などの取付部を形成することなく、上記保持器にＩＣチップを直接的に固着する構成でもよい。また、例えば円すいころ軸受では、内輪サブＡｓｓｙ．や外輪サブＡｓｓｙ．と呼ばれる半完成品単位で保管されたり、扱われたりすることがある。つまり、例えば内輪サブＡｓｓｙ．は保持器が組み付けられた円すいころと内輪とを組み付けた状態のアッセンブリ（組立体）であり、この組立体毎の保管等が行われたりすることがある。このような軸受での取扱単位毎にＩＣチップを設置する構成でもよい。但し、上記のように、内外輪の各軌道面以外の表面側で、さらには軸受組立作業等を阻害しない大端面側に凹部を設け、その凹部内にＩＣチップを取り付ける場合の方が、軸受及びＩＣチップに異常動作や故障を防ぐことができる点で好ましい。しかも、内外輪は、転動体等の他の軸受構成部品に比べてＩＣチップを取付可能なスペースが大きいことから、軸受及びチップの各動作に悪影響を及ぼさないチップの取付箇所を容易に確保することができ、チップ取付作業を簡単に行える点でも好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の要部構成を示す断面図である。
【図２】図１に示したＩＣチップの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    転がり軸受装置
２    円すいころ軸受
３    内輪
３ａ  軌道面
４    外輪
４ａ  軌道面
５    円すいころ
６    保持器
７    ＩＣチップ
８ｂ  記憶部
【図１】
2006153088.tif 000003
【図２】
2006153088.tif 000004