(57)【要約】【課題】軸受装置や機械装置等の温度を精度よく検出することができる温度センサ及び温度センサ付軸受装置を提供する。【解決手段】軸受装置の温度を測定する温度センサ１４を備えた温度センサ付軸受装置１０であって、温度センサ１４の少なくとも一部は、温度センサ１４が取り付けられる部材１２内に埋設されている。【選択図】図２
2006058226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受装置の温度を測定する温度センサを備えた温度センサ付軸受装置であって、
前記温度センサの少なくとも一部は、前記温度センサが取り付けられる部材内に埋設されていることを特徴とする温度センサ付軸受装置。
【請求項２】
前記温度センサはセンサ筐体に取り付けられたプリント基板上に固定される温度検出素子を有し、少なくとも該温度検出素子は、前記部材内に埋没されていることを特徴とする請求項１に記載の温度センサ付軸受装置。
【請求項３】
ハウジング内に装着される軸受と、該軸受の温度を測定する温度センサとを備えた温度センサ付軸受装置であって、
前記ハウジングには座ぐり部が設けられ、前記温度センサの少なくとも一部は該座ぐり部に埋設されていることを特徴とする温度センサ付軸受装置。
【請求項４】
前記軸受は鉄道車両用車軸軸受であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の温度センサ付軸受装置。
【請求項５】
前記軸受は自動車用車軸軸受であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の温度センサ付軸受装置。
【請求項６】
センサ筐体内に温度検出素子を備えた温度センサであって、
前記センサ筐体の側面部は断熱されていることを特徴とする温度センサ。
【請求項７】
前記センサ筐体の側面部には断熱材が塗布されていることを特徴とする請求項６に記載の温度センサ。
【請求項８】
前記センサ筐体の側面部には断熱材が貼り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の温度センサ。
【請求項９】
前記センサ筐体の底面部は、前記センサ筐体が取り付けられる部材に密着されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度センサ及び温度センサ付軸受装置に関するものであり、特に、軸受装置や機械装置等の温度を測定して、軸受の焼付きや機械装置の異常を検出する温度センサ及び温度センサ付軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両や自動車等の車軸を支持する軸受装置や機械設備等では、温度センサを用いて軸受装置や機械設備等の温度を測定して、軸受の焼付きや機械装置の異常を検出することが知られている。これら軸受装置や機械設備の温度を検出する温度センサを備えた温度センサ付軸受装置が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
例えば、図４に示された従来の温度センサ付軸受装置１００では、図示しない車輪を固定した車軸１０１を軸箱１０２に対して回転可能に支持するための軸受１０３が、車軸１０１と軸箱１０２との間に配置されている。そして、温度センサ１０４が軸箱１０２の外表面に設置され、温度センサ１０４内部に内蔵された図示しない温度検出素子によって温度を測定し、軸受１０３の温度を推定していた。
【特許文献１】特表２００２−５４２９７３号公報
【特許文献２】特開２００２−１３０２６３号公報
【特許文献３】特開２００３−３０７２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図４に示された従来の温度センサ付軸受装置１００では、温度センサ１０４は軸箱１０２の外表面と底面のみで接触している。このため、温度センサ１０４の側面部からの放熱により、温度検出素子の温度は、軸箱１０２の外表面と差が大きくなり、その結果、軸受１０３の温度との差も大きくなって、軸受１０３の温度を精度よく測定することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受装置や機械装置等の温度を精度よく検出することができる温度センサ及び温度センサ付軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  軸受装置の温度を測定する温度センサを備えた温度センサ付軸受装置であって、
前記温度センサの少なくとも一部は、前記温度センサが取り付けられる部材内に埋設されていることを特徴とする温度センサ付軸受装置。
（２）  前記温度センサはセンサ筐体に取り付けられたプリント基板上に固定される温度検出素子を有し、少なくとも該温度検出素子は、前記部材内に埋没されていることを特徴とする（１）に記載の温度センサ付軸受装置。
（３）  ハウジング内に装着される軸受と、該軸受の温度を測定する温度センサとを備えた温度センサ付軸受装置であって、
前記ハウジングには座ぐり部が設けられ、前記温度センサの少なくとも一部は該座ぐり部に埋設されていることを特徴とする温度センサ付軸受装置。
（４）  前記軸受は鉄道車両用車軸軸受であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の温度センサ付軸受装置。
（５）  前記軸受は自動車用車軸軸受であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の温度センサ付軸受装置。
（６）  センサ筐体内に温度検出素子を備えた温度センサであって、
前記センサ筐体の側面部は断熱されていることを特徴とする温度センサ。
（７）  前記センサ筐体の側面部には断熱材が塗布されていることを特徴とする（６）に記載の温度センサ。
（８）  前記センサ筐体の側面部には断熱材が貼り付けられていることを特徴とする（６）に記載の温度センサ。
（９）  前記センサ筐体の底面部は、前記センサ筐体が取り付けられる部材に密着されていることを特徴とする（６）〜（８）のいずれかに記載の温度センサ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の温度センサ付軸受装置によれば、温度センサの少なくとも一部は、温度センサが取り付けられる部材内に埋設されているので、該部材から温度センサへの熱伝導性を向上させ、温度センサの温度を該部材の温度に近付け、軸受装置の温度を精度良く検出することができる。特に、鉄道車両や自動車用の車軸軸受のハウジング等、温度センサが走行中に風で冷却されるものにおいては、温度センサの底部および底部の周囲の冷却が抑制され、温度検出誤差の発生を防止することができる。
【０００８】
また、本発明の温度センサによれば、センサ筐体の側面部は断熱されているので、センサ筐体の側面部からの放熱が防止され、温度センサ内部に内蔵されている温度検出素子の温度をセンサ筐体が取り付けられる部材の表面の温度に近付け、軸受装置や機械装置等の温度を精度良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施形態に係る温度センサ及び温度センサ付軸受装置について図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である温度センサ付軸受装置を説明するための正面図であり、図２（ａ）は、図１の要部拡大部分断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の温度センサのII方向から見た上面図である。
【００１１】
図１に示されるように、第１実施形態の温度センサ付軸受装置１０は、鉄道車両用軸受装置であり、図示しない車輪を固定した車軸１１を、ハウジングである軸箱１２に対して回転可能に支持するための軸受１３が、車軸１１と軸箱１２との間に配置されている。
【００１２】
軸受１３には、種々の部材の重量等によるラジアル荷重と任意のアキシアル荷重とが負荷される。なお、軸受１３は、複列円すいころ軸受、複列の深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受等、公知の各種転がり軸受を使用することができ、転がり軸受の具体構成は図示省略する。
【００１３】
軸受１３の負荷圏側に位置する、即ち、車軸１１の中心Oを通過する水平面Ｐより上方に位置する軸箱１２の側部表面には、座ぐり部１２ａが加工されており、この座ぐり部１２ａには温度センサ１４の少なくとも一部が埋設されている。
【００１４】
図２に示すように、温度センサ１４は、アルミニウム合金等の軸箱１２と同一材料からなるセンサ筐体１５、センサ筐体１５の開口部を密閉するカバー部材１６、センサ筐体１５の底部側に取り付けられたプリント基板１７、プリント基板１７上に固定された温度検出素子１８、及び、温度検出素子１８から出力された測定信号を外部に伝送するため、センサ筐体１５に形成されたケーブル取り出し部１５ａから外部へ引き出される信号ケーブル１９を備える。なお、軸箱１２の材質は、アルミニウム合金に限定されるものでなく、鉄製であっても良い。また、センサ筐体１５の材質もアルミニウム合金に限定されず、ステンレス鋼等であっても良い。しかしながら、アルミニウム合金製のセンサ筐体の方が、熱伝導性が良いので好ましい。
【００１５】
軸箱１２に形成された座ぐり部１２ａの深さは、センサ筐体１５内に内蔵された温度検出素子１８が軸箱１２内に埋没される、即ち、座ぐり部１２ａの開口面Ｓよりも軸箱１２側に位置するように設定されている。そして、センサ筐体１５は、軸箱１２に形成された座ぐり部１２ａ内に底部１５ｂ及び底部１５ｂの周囲を埋設させた状態で、カバー部材１６と共に２本のボルト２０，２０によって軸箱１２に固定される。
【００１６】
また、座ぐり部１２ａとセンサ筐体１５の周囲との間の隙間には、熱伝導性の良いシリコン樹脂、シリコンペーストや熱伝導性の良いエポキシ樹脂等の樹脂２１が充填されている。
【００１７】
従って、本実施形態の温度センサ付軸受装置１０によれば、温度センサ１４の少なくとも一部が軸箱１２内に埋設されているので、軸箱１２からの温度センサ１４への熱伝導性を向上させ、温度センサ１４の温度を軸箱１２の温度に近付けられる。これにより、プリント基板１７上の温度検出素子１８の温度が軸箱１２及び軸受１３の温度に近づき、軸受１３の温度を精度良く検出することができる。特に、鉄道車両の走行中にセンサ筐体１５に風があたっても、センサ筐体１５の底部１５ｂ及び底部１５ｂの周囲が軸箱１２に埋設されているので、センサ筐体１５の底部１５ｂおよび底部１５ｂの周囲の冷却が抑制され、温度検出誤差の発生を防止することができる。
【００１８】
また、温度検出素子１８が軸箱１２内に埋没されているので、温度検出素子１８の温度が軸箱１２の温度にほぼ等しくなり、軸受１３の温度をより精度良く検出することができる。なお、軸箱１２のスペースに余裕がある場合には、センサ筐体１５全体を軸箱１２に埋設することで、さらに軸受１３の温度が精度良く検出することができる。
【００１９】
また、座ぐり部１２ａとセンサ筐体１５の周囲との間の隙間はできるだけ小さいほうが望ましいが、座ぐり部１２ａとセンサ筐体１５の周囲に隙間を有する場合には、本実施形態のように、この隙間に熱伝導性の良いシリコン樹脂等、熱伝導性の良い樹脂２１を充填することで、熱伝導性を向上することができる。
【００２０】
(第２実施形態)
次に、本発明の第２実施形態における温度センサ及び温度センサ付軸受装置について図３を参照して説明する。なお、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。
【００２１】
本実施形態の温度センサ付軸受装置３０では、温度センサ３１は、第１実施形態と同様、センサ筐体１５、カバー部材１６、プリント基板１７、温度検出素子１８、及び、信号ケーブル１９、及び、ボルト２０，２０を備える。本実施形態のセンサ筐体１５では、底部１５ａが軸箱１２の側部表面に密着して配置されており、側面部１５ｃが断熱材３２によって全周に亘って覆われている。断熱材３２は、例えば、ゴム、発泡スチロール、或いは樹脂等からなり、センサ筐体１５の側面部１５ｃに貼り付けられる。なお、樹脂等の断熱材３２は、センサ筐体１５の側面部１５ｃにインサート成形等で射出成形されてもよい。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００２２】
従って、本実施形態の温度センサ３１によれば、センサ筐体１５内に温度検出素子１８を備え、センサ筐体１５の側面部１５ｃは断熱されているので、センサ筐体１５の側面部１５ｃからの放熱が防止され、温度センサ３１内部に内蔵されている温度検出素子１８の温度を軸箱１２の表面の温度に近付け、軸受１３の温度を精度良く検出することができる。
【００２３】
なお、本実施形態の変形例として、センサ筐体１５の側面部１５ｂに断熱材３２を吹き付けてコーティングすることで、側面部１５ｂを断熱するようにしてもよい。この場合、塗布される断熱材３２としては、発泡ウレタン、ガラスエポキシ等のプラスチックや熱伝導性の悪いセラミックスが使用される。
【００２４】
また、軸箱１２とセンサ筐体１５の底面部１５ｂとの間の密着部には、伝熱性シリコン樹脂やシリコンペースト等を塗布すると熱伝導性を向上することができるので好ましい。
さらに、放熱条件を合わせるため、断熱しないセンサ筐体の上面部、即ち、カバー部材１６は軸箱１２の材質や表面処理に合わせるのが好ましい。
【００２５】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
本実施形態では、温度センサ付軸受装置として、鉄道車両用軸受装置を例示したが、自動車用軸受装置にも適用可能である。
また、本発明の温度センサは、プリント基板上に振動検出素子等を搭載するマルチセンサとすることが好ましい。
さらに、本発明は、第１及び第２実施形態の各温度センサ付軸受装置の構成を組み合わせて適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態である温度センサ付軸受装置を示す正面図である。
【図２】（ａ）は、図１の要部拡大部分断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の温度センサをII方向から見た上面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第２実施形態である温度センサ付軸受装置を示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）の温度センサをIII方向から見た上面図である。
【図４】従来の温度センサ付軸受装置を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０，３０  温度センサ付軸受装置
１１  車軸
１２  軸箱（ハウジング）
１３  軸受
１４，３１  温度センサ
１５  センサ筐体
１７  プリント基板
１８  温度検出素子
１９  信号ケーブル
２１  樹脂
３２  断熱材
【図１】
2006058226.tif 000003
【図２】
2006058226.tif 000004
【図３】
2006058226.tif 000005
【図４】
2006058226.tif 000006