(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１円筒部材と、
第１円筒部材の外周面に接触する転動体と、
第１円筒部材の外側に配置され、その内周面に転動体が接触し、第１円筒部材を相対回転可能に支持する第２円筒部材と、
第１円筒部材に取付けられる第１電磁誘導モジュールと、
第１円筒部材と第１電磁誘導モジュールとの間に配置され、第１円筒部材と第１電磁誘導モジュールとを電気絶縁する第１電気絶縁体と、
第２円筒部材に取付けられ、第１電磁誘導モジュールに対向する位置に配置される第２電磁誘導モジュールと、
第２円筒部材と第２電磁誘導モジュールとの間に配置され、第２円筒部材と第２電磁誘導モジュールとを電気絶縁する第２電気絶縁体と、を有しており、
第１円筒部材の内周面には、第１円筒側部材が取付けられる第１取付部が形成されており、第２円筒部材の外周面には第２円筒側部材が取付けられる第２取付部が形成されており、
第１取付部に第１円筒側部材を取付けると共に第２取付部に第２円筒側部材を取付けると、第１円筒側部材と第２円筒側部材は、第１円筒部材と転動体と第２円筒部材を介して相対回転可能となり、
第１円筒部材の外周面には、転動体が接触する第１支持部と、第１電磁誘導モジュールが取付けられる第１電磁誘導モジュール取付部が形成されており、
第２円筒部材の内周面には、転動体に接触して第１円筒部材を相対回転可能に支持する第２支持部と、第２電磁誘導モジュールが取付けられる第２電磁誘導モジュール取付部が形成されており、
第１支持部と第１電磁誘導モジュール取付部とは、第１円筒部材の軸方向に並んで配置されており、
第２支持部と第２電磁誘導モジュール取付部とは、第２円筒部材の軸方向に並んで配置されており、
第１円筒部材のうちその外周面に第１支持部が形成された位置では、その内周面に第１円筒側部材が取付けられる第１取付部が形成されており、
第１円筒部材のうちその外周面に第１電磁誘導モジュール取付部が形成された位置では、その内周面の位置が第１取付部の位置より外側にシフトしている、軸受装置。
【請求項２】
第２電磁誘導モジュール取付部が形成された位置における第２円筒部材の外周面は、第２支持部が形成された位置における第２円筒部材の外周面より内側にシフトしている、請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
第１円筒部材の内周面と第２円筒部材の外周面の少なくとも一方に放熱フィンが設けられている、請求項１又は２に記載の軸受装置。
【請求項４】
第１円筒部材と第１電気絶縁体との間に配置される第１電磁遮蔽体と、第２円筒部材と第２電気絶縁体との間に配置される第２電磁遮蔽体をさらに有し、
第１電気絶縁体は、第１電磁誘導モジュールと第１電磁遮蔽体との間に配置され、第２電気絶縁体は、第２電磁誘導モジュールと第２電磁遮蔽体との間に配置されており、
さらに、
第１円筒部材と第２円筒部材はそれぞれ、電磁遮蔽材料によって形成されており、
第１円筒部材と第２円筒部材の間には、第１円筒部材及び第２円筒部材によってその周囲が囲まれる収容空間が形成されており、
第１電磁誘導モジュールと第１電磁遮蔽体と第１電気絶縁体並びに第２電磁誘導モジュールと第２電磁遮蔽体と第２電気絶縁体が、前記収容空間に収容されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の軸受装置。
【請求項５】
第１円筒部材と第２円筒部材の間には、前記収容空間と軸受装置の外部とを連通する隙間が形成されており、
第１電磁遮蔽体は、第１電磁誘導モジュールのうち第２電磁誘導モジュールと対向する面を除いた全ての面を覆っており、
第２電磁遮蔽体は、第２電磁誘導モジュールのうち第１電磁誘導モジュールと対向する面を除いた全ての面を覆っており、
前記隙間の少なくとも一部が、第１電磁誘導モジュールの第２電磁誘導モジュールと対向する面と直交し、かつ、第２電磁誘導モジュールの第１電磁誘導モジュールと対向する面と直交する、請求項４に記載の軸受装置。
【請求項６】
第１円筒部材と第２円筒部材の一方には、センサ及び電子回路が取付けられており、
そのセンサと電子回路は、他方の円筒部材側の電磁誘導モジュールから一方の円筒部材側の電磁誘導モジュールに伝達される電力によって動作し、
電子回路には、センサからの信号と他方の円筒部材側の電磁誘導モジュールから一方の円筒部材側の電磁誘導モジュールに伝達される信号が入力し、
電子回路から出力される信号とセンサから出力される信号は、一方の円筒部材側の電磁誘導モジュールから他方の円筒部材側の電磁誘導モジュールに伝達される、請求項１〜５のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項７】
第１電磁誘導モジュールは、電力を伝達するための第１電力用コイルと、信号を伝達するための第１信号用コイルと、第１電力用コイルと第１信号用コイルが券回される１つの第１コアを有しており、
第２電磁誘導モジュールは、第１電力用コイルと対向し、電力を伝達するための第２電力用コイルと、第１信号用コイルと対向し、信号を伝達するための第２信号用コイルと、第２電力用コイルと第２信号用コイルが券回される１つの第２コアを有している、請求項１〜６のいずれか一項に記載の軸受装置。
【請求項８】
第１電磁誘導モジュールは、電力を伝達するための第１電力用コイルと、信号を伝達するための第１信号用コイルと、第１電力用コイルが券回される第１電力用コアと、第１信号用コイルが券回される第１信号用コアを有しており、第１電力用コアと第１信号用コアは第１円筒部材の半径方向に並んで配置されており、
第２電磁誘導モジュールは、第１電力用コイルと対向し、電力を伝達するための第２電力用コイルと、第１信号用コイルと対向し、信号を伝達するための第２信号用コイルと、第２電力用コイルが券回される第２電力用コアと、第２信号用コイルが券回される第２信号用コアを有しており、第２電力用コアと第２信号用コアは第２円筒部材の半径方向に並んで配置されており、
第１電力用コアの第２電力用コアとの対向面と、第１信号用コアの第２信号用コアとの対向面とが、第１円筒部材の軸方向にシフトしており、
第２電力用コアの第１電力用コアとの対向面と、第２信号用コアの第１信号用コアとの対向面とが、第２円筒部材の軸方向にシフトしている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の軸受装置。
【請求項９】
第１電力用コイルに接続される第１電力用配線と、第１信号用コイルに接続される第１信号用配線と、第２電力用コイルに接続される第２電力用配線と、第２信号用コイルに接続される第２信号用配線をさらに有しており、
第１円筒部材は、第１円筒部材と第２円筒部材の間の空間を閉じる方向に伸びる端面を有しており、第１電力用配線と第１信号用配線とが、第１円筒部材の端面より引出されている、請求項７又は８に記載の軸受装置。
【請求項１０】
風を受けることで回転する第１部材と、
回転部材に対して回転可能に取付けられる第２部材と、
第２部材に対して回転可能に取付けられる第３部材と、を有しており、
第１部材と第２部材の連結部と第２部材と第３部材の連結部の少なくとも一方に、請求項１〜９のいずれか一項に記載の軸受装置が用いられている、風力発電装置。
【請求項１１】
第１回転軸と、
第１回転軸の回転が伝達される第２回転軸と、
第１回転軸と第２回転軸の間に配置されているクロススパイダーと、を有しており、
クロススパイダーの第１軸部の少なくとも一端が、請求項１〜９のいずれか一項に記載の第１軸受装置を介して第１回転軸に回転可能に取付けられており、
第１軸受装置の第１円筒部材と第２円筒部材の一方は第１軸部の一端に取付けられており、第１軸受装置の第１円筒部材と第２円筒部材の他方は第１回転軸に取付けられている、ユニバーサルジョイント装置。
【請求項１２】
クロススパイダーの第２軸部の少なくとも一端が、請求項１〜９のいずれか一項に記載の第２軸受装置を介して第２回転軸に回転可能に取付けられており、
第２軸受装置の第１円筒部材と第２円筒部材の一方は第２軸部の一端に取付けられており、第２軸受装置の第１円筒部材と第２円筒部材の他方は第２回転軸に取付けられており、
第１軸受装置の第１軸部に取付けられている側の電磁誘導モジュールと、第２軸受装置の第２軸部に取付けられている側の電磁誘導モジュールとが配線により電気的に接続されている、請求項１１に記載のユニバーサルジョイント装置。
【請求項１３】
支持部材と、
回転軸と、
回転軸に取付けられた車輪と、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の軸受装置と、を有しており、
軸受装置の第１円筒部材と第２円筒部材の一方が支持部材に取付けられると共に他方が回転軸に取付けられており、回転軸が軸受装置を介して支持部材に回転可能に支持されている、車軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、軸受装置に関する。詳しくは、回転側と支持側との間で、無接触で電力及び／又は信号の伝達が可能となっている軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、従来技術に係る軸受装置が開示されている。この軸受装置は、回転軸が取付けられる内方部材と、その内方部材を回転可能に支持する外方部材を備えている。内方部材には回転側電磁誘導モジュールが取付けられ、外方部材には固定側電磁誘導モジュールが取付けられている。回転側電磁誘導モジュールと固定側電磁誘導モジュールは対向して配置され、これら電磁誘導モジュールの電磁誘導によって信号の伝達が可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４９００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、この種の軸受装置では、回転側電磁誘導モジュールと固定側電磁誘導モジュールとの電磁誘導によって、回転側から固定側及び／又は固定側から回転側へ電力や信号を伝達する。このため、電磁波ノイズによって電磁誘導モジュールに電流が流れると、その電磁誘導モジュールに接続される機器が誤動作をしたり、破損したりする等の原因となる。また、電力や信号を伝達する際には、電磁誘導モジュールから発生する磁界による電磁波ノイズによって、外部機器が誤動作をしたり、破損したりする等の原因となる。
【０００５】
本願は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電磁波ノイズによる影響を抑制して、電磁波ノイズによる機器の誤動作や破損を防止することができる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】
本明細書に開示する軸受装置は、第１円筒部材と、第１円筒部材の外周面に接触する転動体と、第１円筒部材の外側に配置され、その内周面に転動体が接触し、第１円筒部材を相対回転可能に支持する第２円筒部材と、第１円筒部材に取付けられる第１電磁誘導モジュールと、第１円筒部材と第１電磁誘導モジュールとの間に配置され、第１円筒部材と第１電磁誘導モジュールとを電気絶縁する第１電気絶縁体と、第２円筒部材に取付けられ、第１電磁誘導モジュールに対向する位置に配置される第２電磁誘導モジュールと、第２円筒部材と第２電磁誘導モジュールとの間に配置され、第２円筒部材と第２電磁誘導モジュールとを電気絶縁する第２電気絶縁体と、を有している。
【０００７】
この軸受装置では、第１円筒部材と第１電磁誘導モジュールとの間に第１電気絶縁体が配置され、第２円筒部材と第２電磁誘導モジュールとの間に第２電気絶縁体が配置されている。このため、電磁波ノイズによって第１円筒部材や第２円筒部材に電流等が発生しても、第１電磁誘導モジュールや第２電磁誘導モジュールに電流が流れることが抑制される。その結果、意図しない電力の伝達や誤った信号の伝達を抑制することができ、電磁誘導モジュールに接続される機器の誤動作や破壊を防止することができる。また、電磁誘導モジュール間で電力や信号を伝達する際には、電磁誘導モジュールから発生する磁界による電磁波ノイズによって、第１円筒部材や第２円筒部材に電流等が発生することを抑制することができる。その結果、第１円筒部材や第２円筒部材に接続される機器の誤動作や破壊を防止することができる。例えば、第１円筒部材や第２円筒部材が接地される場合は、その接地線に接続される機器の誤動作や破壊を防止することができる。
【０００８】
上記の軸受装置では、第１円筒部材の内周面に第１部材が取付けられる第１取付部が形成され、第２円筒部材の外周面には第２部材が取付けられる第２取付部が形成され、第１部材と第２部材は軸受装置を介して相対回転可能とされていてもよい。この場合に、第１円筒部材の外周面には、第１電磁誘導モジュールが取付けられる第１電磁誘導モジュール取付部が形成されており、第２円筒部材の内周面には、転動体に接触して第１円筒部材を相対回転可能に支持する第２支持部と、第２電磁誘導モジュールが取付けられる第２電磁誘導モジュール取付部が形成されていてもよい。また、第１取付部と第１電磁誘導モジュール取付部は第１円筒部材の軸方向に並んで配置されると共に、第２支持部と第２電磁誘導モジュール取付部は第２円筒部材の軸方向に並んで配置されていてもよい。そして、第１取付部が形成された位置では、第１円筒部材の外周面に転動体が接触する第１支持部が形成されており、第１電磁誘導モジュール取付部が形成された位置では、第１円筒部材の内周面が第１取付部より外側にシフトしていることが好ましい。このような構成によると、第１電磁誘導モジュールが取付けられる位置では、第１円筒部材と第１部材との間に隙間が形成され、第１部材が取付けられる位置（すなわち、第１取付部）で、第１円筒部材と転動体とが接触する。このため、円筒部材と転動体との片当りが防止され、円筒部材と転動体との不均一接触が回避される。また、転動体と円筒部材との接触点から、第１部材や第２部材から円筒部材に作用する外力の作用点までの距離が短くなる。このため、円筒部材に作用するモーメントを小さくでき、これら円筒部材の変形等を防止することができる。その結果、円筒部材が変形することによる円筒部材同士の接触や、過負荷や、性能低下や、破損といった不具合を防止することができる。なお、第２電磁誘導モジュール取付部が形成された位置における第２円筒部材の外周面は、第２支持部が形成された位置における第２円筒部材の外周面より内側にシフトしていてもよい。また、第１円筒部材の内周面と第２円筒部材の害周面の少なくとも一部には放熱フィンを設けることができる。放熱フィンを設けることで、軸受部分の放熱性が向上し、潤滑剤の固化等の不具合の発生を効果的に抑制することができる。
【０００９】
また、上記の軸受装置では、第１円筒部材と第１電気絶縁体との間に配置される第1電磁遮蔽体と、第２円筒部材と第２電気絶縁体との間に配置される第２電磁遮蔽体をさらに有し、第１電気絶縁体は、第１電磁誘導モジュールと第１電磁遮蔽体との間に配置され、第２電気絶縁体は、第２電磁誘導モジュールと第２電磁遮蔽体との間に配置されていてもよい。さらに、第1円筒部材と第２円筒部材はそれぞれ、電磁遮蔽材料によって形成されていてもよい。この場合、第1円筒部材と第２円筒部材の間には、第１円筒部材及び第２円筒部材によってその周囲が囲まれる収容空間が形成されていてもよい。そして、第１電磁誘導モジュールと第１電磁遮蔽体と第１電気絶縁体並びに第２電磁誘導モジュールと第２電磁遮蔽体と第２電気絶縁体が、この収容空間に収容されていることが好ましい。このような構成によると、第１円筒部材と第２円筒部材による電磁遮蔽と、第１電磁遮蔽体と第２電磁遮蔽体による電磁遮蔽の２つの電磁遮蔽が行われるため、電磁波ノイズによって悪影響が生じることをより抑制することができる。
【００１０】
上記の構成を採用する場合は、第１円筒部材と第２円筒部材の間には、収容空間と軸受装置の外部とを連通する隙間が形成されていている。第１電磁遮蔽体は、第１電磁誘導モジュールのうち第２電磁誘導モジュールと対向する面を除いた全ての面を覆い、第２電磁遮蔽体は、第２電磁誘導モジュールのうち第１電磁誘導モジュールと対向する面を除いた全ての面を覆っていてもよい。そして、上記の隙間の少なくとも一部が、第1電磁誘導モジュールの第２電磁誘導モジュールと対向する面と直交し、かつ、第２電磁誘導モジュールの第１電磁誘導モジュールと対向する面と直交することが好ましい。このような構成によると、電磁波ノイズの直進性により、隙間から進入した電磁波ノイズが電磁誘導モジュールの対向面に進入し難くなる。これによって、電磁波ノイズによって悪影響が生じることをより抑制することができる。
【００１１】
上記の軸受装置では、第１円筒部材には第１部材が取付けられるようになっており、第２円筒部材には第２部材が取付けられるようになっており、第１部材と第２部材は、軸受装置を介して相対回転可能としてもよい。一方の円筒部材には、センサ及び電子回路が取付けられていてもよい。センサと電子回路は、他方の円筒部材側の電磁誘導モジュールから一方の円筒部材側の電磁誘導モジュールに伝達される電力によって動作し、電子回路には、センサからの信号と他方の円筒部材側の電磁誘導モジュールから一方の円筒部材側の電磁誘導モジュールに伝達される信号が入力し、電子回路から出力される信号とセンサから出力される信号は、一方の円筒部材側の電磁誘導モジュールから他方の円筒部材側の電磁誘導モジュールに伝達されることが好ましい。このような構成によると、第１部材又は第１部材が取付けられた円筒部材の異常等がセンサによって検出され、その異常を第２部材が取付けられた円筒部材側に伝達することができる。なお、センサは、第１部材や円筒部材の異常だけでなく、第１部材等の正常状態の検出や、熱や振動の検出を行なってもよい。このような検出を行うことで、軸受装置の変化をいち早く検知し、トラブルの発生を未然に防止することができ、また、メンテナンス時期の判断にも役立てることができる。
【００１２】
また、上記の軸受装置では、第１電磁誘導モジュールは、電力を伝達するための第１電力用コイルと、信号を伝達するための第１信号用コイルと、第１電力用コイルと第１信号用コイルが券回される１つの第１コアを有することができる。また、第２電磁誘導モジュールは、第１電力用コイルと対向し、電力を伝達するための第２電力用コイルと、第１信号用コイルと対向し、信号を伝達するための第２信号用コイルと、第２電力用コイルと第２信号用コイルが券回される１つの第２コアを有することができる。このような構成によると、電力伝達用と信号伝達用の２つのコイルを回転側と固定側のそれぞれに配置するため、一対のコイルで電力と信号を伝達する場合と比較して複雑な処理が不要となり、電力伝達と信号伝達を簡易に行うことができる。また、１つのコアに電力用コイルと信号用コイルの両者を券回するため、小さなスペースに電磁誘導モジュールを配置することできる。
【００１３】
また、上記の軸受装置では、第１円筒部材には第１部材が取付けられるようになっており、第２円筒部材には第２部材が取付けられるようになっており、第１部材と第２部材は、軸受装置を介して相対回転可能となっていてもよい。この場合に、第１電磁誘導モジュールは、電力を伝達するための第１電力用コイルと、信号を伝達するための第１信号用コイルと、第１電力用コイルが券回される第１電力用コアと、第１信号用コイルが券回される第１信号用コアを有しており、第１電力用コアと第１信号用コアは第１円筒部材の半径方向に並んで配置されていてもよい。また、第２電磁誘導モジュールは、第１電力用コイルと対向し、電力を伝達するための第２電力用コイルと、第１信号用コイルと対向し、信号を伝達するための第２信号用コイルと、第２電力用コイルが券回される第２電力用コアと、第２信号用コイルが券回される第２信号用コアを有しており、第２電力用コアと第２信号用コアは第２円筒部材の半径方向に並んで配置されていてもよい。この場合に、第１電力用コアの第２電力用コアとの対向面と、第１信号用コアの第２信号用コアとの対向面とが、第１円筒部材の軸方向にシフトしており、第２電力用コアの第１電力用コアとの対向面と、第２信号用コアの第１信号用コアとの対向面とが、第２円筒部材の軸方向にシフトしていることが好ましい。このような構成によると、電力用電磁誘導モジュールによる電磁誘導と、信号用電磁誘導モジュールによる電磁誘導により発生する漏れ磁束が相互に影響し合うことを抑制することができる。
【００１４】
また、電力用コイルと信号用コイルの２つのコイルを有する軸受装置では、第１電力用コイルに接続される第１電力用配線と、第１信号用コイルに接続される第１信号用配線と、第２電力用コイルに接続される第２電力用配線と、第２信号用コイルに接続される第２信号用配線をさらに有することができる。そして、第１円筒部材は、第１円筒部材と第２円筒部材の間の空間を閉じる方向に伸びる端面を有しており、第１電力用配線と第１信号用配線とが、第１円筒部材の端面より引出されていることが好ましい。このような構成によると、第１円筒部材の内周面等に配線を引き回すための機械加工を行う必要を無くすことができる。その結果、第１円筒部材の強度低下を防止でき、加工工数の削減を図ることができる。
【００１５】
なお、上記の軸受装置は、風力発電装置に用いることができる。すなわち、本明細書に開示する風力発電装置は、風を受けることで回転する第１部材と、回転部材に対して回転可能に取付けられる第２部材と、第２部材に対して回転可能に取付けられる第３部材と、を有しており、第１部材と第２部材の連結部と第２部材と第３部材の連結部の少なくとも一方に、上述した軸受装置のいずれか一つが用いられている。この風力発電装置では、第１部材と回転部材との間の電力及び／又は信号の伝達を無接触で、かつ、安定して行うことができる。
【００１６】
また、上記の軸受装置は、ユニバーサルジョイント装置に用いることができる。すなわち、本明細書に開示するユニバーサルジョイント装置は、第１回転軸と、第１回転軸の回転が伝達される第２回転軸と、第１回転軸と第２回転軸の間に配置されているクロススパイダーと、を有している。クロススパイダーの第１軸部の少なくとも一端が、上述した軸受装置のいずれかである第１軸受装置を介して第１回転軸に回転可能に取付けられており、第１軸受装置の第１円筒部材と第２円筒部材の一方は第１軸部の一端に取付けられており、第１軸受装置の第１円筒部材と第２円筒部材の他方は第１回転軸に取付けられている。このユニバーサルジョイント装置では、第１回転軸とクロススパイダーとの間の電力及び／又は信号の伝達を無接触で、かつ、安定して行うことができる。また、クロススパイダーにセンサを取付けた場合は、センサからの信号を第１軸部側でモニタリングすることができ、ユニバーサルジョイントの異常診断等を行うことができる。
【００１７】
また、上記のユニバーサルジョイント装置では、クロススパイダーの第２軸部の少なくとも一端が、上述した軸受装置のいずれかである第２軸受装置を介して第２回転軸に回転可能に取付けられており、第２軸受装置の第１円筒部材と第２円筒部材の一方は第２軸部の一端に取付けられており、第２軸受装置の第１円筒部材と第２円筒部材の他方は第２回転軸に取付けられており、第１軸受装置の第１軸部に取付けられている側の電磁誘導モジュールと、第２軸受装置の第２軸部に取付けられている側の電磁誘導モジュールとが配線により電気的に接続されていてもよい。このような構成によると、第１回転軸と第２回転軸との間の電力及び／又は信号の伝達を無接触で、かつ、安定して行うことができる。
【００１８】
また、上記の軸受装置は、車軸装置に用いることができる。すなわち、本明細書に開示する車軸装置は、支持部材と、回転軸と、回転軸に取付けられた車輪と、上述した軸受装置のいずれか一つを有しており、軸受装置の第１円筒部材と第２円筒部材の一方が支持部材に取付けられると共に他方が回転軸に取付けられており、回転軸が軸受装置を介して支持部材に回転可能に支持されている。この車軸装置によると、支持部材と回転部材との間の電力及び／又は信号の伝達を無接触で、かつ、安定して行うことができる。また、車輪にセンサを取付けた場合は、車輪の異常を事前に判断でき、車輪の誤動作や破損の防止、早期問題解決による長寿命化等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係る軸受装置の断面図を示す。
【図２】実施例２に係る軸受装置の断面図を示す。
【図３】実施例３に係る軸受装置の断面図を示す。
【図４】実施例４に係る軸受装置の断面図を示す。
【図５】実施例５に係る軸受装置の断面図を示す。
【図６】実施例６に係る軸受装置の断面図を示す。
【図７】実施例７に係る軸受装置の断面図を示す。
【図８】実施例８に係る軸受装置の断面図を示す。
【図９】実施例９に係る軸受装置の断面図を示す。
【図１０】実施例１０に係る軸受装置の断面図を示す。
【図１１】実施例１〜１０に係る軸受装置のいずれかを備えたユニバーサルジョイント装置を模式的に示す図である。
【図１２】実施例１〜１０に係る軸受装置のいずれかを備えた風力発電装置を模式的に示す図である。
【図１３】車輪を支持する軸受装置に、実施例１〜１０に係る軸受装置のいずれかを用いた例を示す図である。
【実施例１】
【００２０】
図１に示すように、実施例１の軸受装置１０は、第１円筒部材１３と、第１円筒部材１３の外側に配置される第２円筒部材２３を有している。第１円筒部材１３には図示しない回転軸が取付けられ、第２円筒部材２３には図示しない支持体が取付けられる。これにより、回転軸が支持体に対して回転可能に支持される。
【００２１】
第１円筒部材１３は、円筒状の円筒部１２と、円筒部１２の一端に固定されたシール部材１４を有している。円筒部１２は、電磁遮蔽材料（例えば、鋼材やステンレス等）によって形成されている。円筒部１２の内周面１２ｃには、図示しない回転軸が圧入等によって固定される。円筒部１２の外周面には、転動体３２が当接する第１支持部１２ａと、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）が取付けられる第１取付部１２ｂが形成されている。第１支持部１２ａと第１取付部１２ｂは、回転軸の軸線Ｃの伸びる方向（以下、軸線方向という）に並んで配置されている。第１支持部１２ａは、第１取付部１２ｂよりも回転軸の半径方向外側（以下、単に半径方向外側という）に突出している。このため、第１支持部１２ａの軸線方向の両側（すなわち、第１取付部１２ｂ側とその反対側）には段差が形成されている。
【００２２】
シール部材１４は、リング状の板材であり、電磁遮蔽材料（例えば、ステンレス等）によって形成されている。シール部材１４は、円筒部１２の一端（即ち、第１取付部１２ｂ側の端部）に固定されている。シール部材１４は、円筒部１２の外周面から半径方向外側に向かって突出している。シール部材１４は、第２円筒部材２２に近接する位置まで伸び、シール部材１４と第２円筒部材２２との間には隙間３６ｂが形成されている。隙間３６ｂは、シール部材１４の外周面から軸線方向に伸び、次いで半径方向に屈曲している。
【００２３】
第１円筒部材１３（詳細には、シール部材１４及び円筒部１２）には、第１電気絶縁体１６を介して第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）が取付けられている。第１電気絶縁体１６は、絶縁材料（例えば、エポキシ樹脂、テフロン（登録商標）等）によって形成されている。第１電気絶縁体１６の内周面が円筒部１２の第１取付部１２ｂに固定され、第１電気絶縁体１６の一端面がシール部材１４に固定されている。これにより、円筒部１２と第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）との間、及び、シール部材１４と第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）との間に、第１電気絶縁体１６の分だけ距離が設けられている。なお、電気絶縁体１６の外周面と第２円筒部材２２の間には空間が形成されている。
【００２４】
第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）は、第１円筒部材１３の外周に沿って配置されている。第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）は、リング状のポットコア１８と、ポットコア１８に券回されたコイル２０ａを有している。ポットコア１８は、透磁性材料（例えば、フェライト）によって形成されている。ポットコア１８は、第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）と対向する面を除いて第１電気絶縁体１６によって覆われている。コイル２０ａは、ポットコア１８の内部に配置されている。コイル２０ａは、第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）と対向する面を除いてポットコア１８によって覆われている。ポットコア１８と第１電気絶縁体１６の第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）と対向する面は、同一平面上に位置し、回転軸の軸線Ｃに対して直交している。コイル２０ａには、引き出し配線２０ｂの一端が接続されている。引き出し配線２０ｂは、シール部材１４を貫通して外部に引出されている。
【００２５】
第２円筒部材２３は、円筒状の円筒部２２と、円筒部２２に固定されたシール部材２４ａ，２４ｂを有している。円筒部２２は、電磁遮蔽材料（例えば、鋼材やステンレス等）によって形成されている。円筒部２２の内周面は、第１円筒部材１３の外周面１２ａ，１２ｂに対向している。円筒部２２の内周面には、転動体３２が当接する第２支持部２２ａと、第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）が取付けられる第２取付部２２ｂが形成されている。第２支持部２２ａと第２取付部２２ｂは、軸線方向に並んで配置されている。第２支持部２２ａと第２取付部２２ｂは同一平面上に位置しており、円筒部２２の内周面には段差が形成されていない。また、円筒部２２の外周面２２ｃにも、段差が形成されていない。円筒部２２の外周面２２ｃには、図示しない支持体が固定される。
【００２６】
シール部材２４ａは、リング状の板材であり、電磁遮蔽材料（例えば、ステンレス等）によって形成されている。シール部材２４ａは、円筒部２２の一端（即ち、第２支持部２２ａ側の端部）に固定されている。シール部材２４ａは、円筒部２２の内周面から半径方向内側に向かって突出している。シール部材２４ａは、第１円筒部材１３と近接する位置まで伸び、シール部材２４ａと第１円筒部材１３の間には隙間３６ａが形成されている。隙間３６ａは、シール部材２４ａの外周面から軸線方向に伸び、次いで半径方向に屈曲している。
【００２７】
シール部材２４ｂは、リング状の板材であり、電磁遮蔽材料材料（例えば、ステンレス等）によって形成されている。シール部材２４ｂは、第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）と転動体３２との間の位置で円筒部２２に固定されている。シール部材２４ｂは、円筒部２２の内周面から回転軸の半径方向内側（以下、単に半径方向内側という）に向かって突出している。シール部材２４ｂは、第１円筒部材１３と近接する位置まで伸び、シール部材２４ｂと第１円筒部材１３との間には隙間３６ｃが形成されている。隙間３６ｃは、空間３５側から空間３４側に向かって軸線方向に伸び、次いで半径方向に屈曲している。
【００２８】
第２円筒部材２３（具体的には、シール部材２４ｂ及び円筒部２２）には、第２電気絶縁体２６を介して第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）が取付けられている。第２電気絶縁体２６は、絶縁材料（例えば、エポキシ樹脂、テフロン（登録商標）等）によって形成されている。第２電気絶縁体２６の外周面が円筒部２２の第２取付部２２ｂに固定され、第２電気絶縁体１６の一端面がシール部材２４ｂに固定されている。これにより、円筒部２２と第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）との間、及び、シール部材２４ｂと第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）との間に、第２電気絶縁体２６の分だけ距離が設けられている。なお、電気絶縁体２６の内周面と第１円筒部材１３の間には空間が形成されている。
【００２９】
第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）は、第２円筒部材２３の内周面に沿って配置されると共に、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）に対向して配置されている。第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）と第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）との間には、わずかな隙間が形成されている。第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）は、ポットコア２８と、ポットコア２８に券回されたコイル３０ａを有している。ポットコア２８は、透磁性材料（例えば、フェライト）によって形成されている。ポットコア２８は、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）と対向する面を除いて第２電気絶縁体２６によって覆われている。コイル３０ａは、ポットコア２８の内部に配置されている。コイル３０ａは、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）と対向する面を除いてポットコア１８によって覆われている。ポットコア２８と第２電気絶縁体２６の第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）と対向する面は、同一平面上に位置し、回転軸の軸線Ｃに対して直交している。コイル３０ａには、引き出し配線３０ｂの一端が接続されている。引き出し配線３０ｂは、第２円筒部材２３を貫通して外部に引出されている。
【００３０】
上述した軸受装置１０では、第１円筒部材１３の円筒部１２と第２円筒部材２３の円筒部２２の間にシール部材１４，２４ａを配置することで、その周囲が第１円筒部材１３と第２円筒部材２３によって囲まれた収容空間（３４，３５）が形成される。収容空間（３４，３５）は、シール部材２４ｂによって２つの空間に区切られている。一方の空間３４には、転動体３２が配置されており、他方の空間３５には、電気絶縁体１６，２６と電磁誘導モジュール（１８，２０ａ），（２８，３０ａ）が配置されている。第１円筒部材１３と第２円筒部材２３との間をシール部材１４，２４ａ，２４ｂによって塞ぐことで、空間３４内に充填された潤滑剤（例えば、グリス等）を封止することができる。また、空間３４，３５内に異物が進入することを防止でき、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）及び第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）を保護することができる。
【００３１】
上述した軸受装置１０において、第１円筒部材１３側と第２円筒部材２３側との間で電力又は信号の伝達を行うには、引き出し配線２０ｂの一端に第１電力又は信号伝送用回路を接続し、引き出し配線３０ｂの一端に第２電力又は信号伝送用回路を接続する。第１円筒部材１３側から第２円筒部材２３側に電力又は信号を伝達する場合は、第１電力又は信号伝送用回路は、第２円筒部材２３側に伝達したい電力又は信号を電磁誘導可能な状態とし、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）のコイル２０ａに供給する。これによって、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）のコイル２０ａに電流が流れ、その電磁誘導によって第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）のコイル３０ａに電流が流れる。第２電力又は信号伝送用回路は、第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）のコイル３０ａに流れた電流（信号）を電力又は信号に変換する。これとは逆に、第２円筒部材２３側から第１円筒部材１３側に電力又は信号の伝達する場合は、上記とは逆の手順で行えばよい。なお、第１円筒部材１３側と第２円筒部材２３側との間で電力及び信号を同時に伝達することもできる。この場合は、送信側に電力と信号を合成する回路を設け、受信側に受信した信号から電力と信号を分離する回路を設ければよい。
【００３２】
上述した説明から明らかなように、上述した軸受装置１０においては、第１円筒部材１３及び第２円筒部材２３は、転動体３２が当接する部分と、電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）又は（２８，３０ａ）が取付けられる部分とが、回転軸の軸線方向に並んで配置され、第１円筒部材１３及び第２円筒部材２３の軸線方向の長さが長くされている。このため、第１円筒部材１３及び第２円筒部材２３の表面積が増大して、放熱性が向上されている。その結果、転動体３２と第１円筒部材１３との間に生じる摩擦熱や、転動体３２と第２円筒部材２３との間に生じる摩擦熱を、効率的に外部に放熱することができる。これによって、第１円筒部材１３と第２円筒部材２３の間に封止した潤滑剤の固化や、第１円筒部材１３や第２円筒部材２３の熱変形等を抑制することができる。
【００３３】
また、上述した軸受装置１０では、第１円筒部材１３に第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）が取付けられ、第２円筒部材２３に第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）が取付けられている。ここで、第１円筒部材１３及び第２円筒部材２３の加工精度は高く、また、これらの部材１３，２３のラジアル方向及びスラスト方向の回転精度も高い。このため、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）と第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）との位置関係も精度よく管理することができる。その結果、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）と第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）の間で安定した電磁誘導を行うことができ、安定した電力又は信号の伝達を行うことができる。例えば、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）と第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）のギャップが大きくなると抵抗成分が大きくなり、伝達できる電力量が小さくなったり、伝達される信号波形が正確に伝達できなくなったりする。しかしながら、上述した軸受装置１０では、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）と第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）のギャップが一定となるため、安定した電力又は信号の伝達を行うことができる。
【００３４】
また、上述した軸受装置１０では、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）と第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）が、第１円筒部材１３と第２円筒部材２３とによって囲まれた空間内に配置されている。これらの部材１２，１４，２２，２４ａは電磁遮蔽材料によって形成されているため、外部で発生した電磁波ノイズが電磁誘導モジュール（１８，２０ａ），（２８，３０ａ）に影響することが抑制され、また、電磁誘導モジュール（１８，２０ａ），（２８，３０ａ）で発生した電磁波ノイズが外部機器に作用することが防止される。その結果、軸受装置１０に接続される機器や外部機器の誤動作や損傷等を防止することができる。
【００３５】
さらに、上記の軸受装置１０では、第１円筒部材１３に第１電気絶縁体１６を介して第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）が取付けられ、第２円筒部材２３に第２電気絶縁体２６を介して第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）が取付けられている。このため、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）及び第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）と第１円筒部材１３及び第２円筒部材２３との距離を適切な長さに保つことができる。このため、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）と第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）からの磁束の漏れが少なくなり、両者のエネルギー効率を高めることができる。これによって、安定した信号又は電力の伝達が可能となる。さらに磁束の漏れが少なくなるため、第１円筒部材１３及び第２円筒部材２３への電磁波ノイズを軽減することができ、その結果、軸受装置１０に接続される機器や外部機器の誤動作や損傷を防止することができる。
【００３６】
また、第１円筒部材１３や第２円筒部材２３に電磁波ノイズが作用して電流が発生しても、第１電気絶縁体１６及び第２電気絶縁体２６によって、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）や第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）に電流が流れることを抑制することができる。その結果、電磁波ノイズによって電力や信号の誤った伝達が生じることが防止され、機器の誤動作や破損を防止することができる。
【００３７】
また、第１電気絶縁体１６及び第２電気絶縁体２６は誘電体であるため、ポットコア１８と第１電気絶縁体１６と第１円筒部材１３によってキャパシタが構成され、ポットコア２８と第２電気絶縁体２６と第２円筒部材２３によってキャパシタが構成される。これらキャパシタの静電容量が大きければ、ポットコア１８，２８と円筒部材１３，２３との間のインピーダンスが小さくなり、ポットコア１８，２８と円筒部材１３，２３の間で電流が流れ易くなる。しかしながら、実施例１の軸受装置１０では、電気絶縁体１６，２６の厚みを適切にしてポットコア１８，２８と円筒部材１３，２３の間の距離を適切にし、キャパシタの静電容量をコントロールしている。このため、ポットコア１８，２８と円筒部材１３，２３の間で電流が流れることを抑制し、そのエネルギー損失を小さくしている。これによって、エネルギー効率を高めることができる。
【００３８】
さらに、ポットコア１８，２８と円筒部材１３，２３の間に、熱伝導率の小さな電気絶縁体１６，２６が配置されるため、ポットコア１８，２８と円筒部材１３，２３との間で熱が伝達され難くなる。このため、電磁誘導の損失によって発生する熱が円筒部材１３，２３側に伝達されることを抑制すると同時に、円筒部材１３，２３で発生する摩擦熱がポットコア１８，２８側に伝達されること抑制することができる。
【００３９】
さらに、上記の軸受装置１０では、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）のポットコア１８と第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）のポットコア２８とが対向配置されるため、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）と第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）のポットコア１８，２８内に閉じた磁界が形成され易くなる。このため、漏れ磁束の量が小さくなり、信号又は電力の伝達効率を高めることができる。
【００４０】
なお、上述した実施例１の軸受装置１０は、その外径寸法等は従来公知の軸受装置と同様に設計することができる。この場合には、従来の軸受装置を実施例１の軸受装置１０に交換するだけで、回転側から支持体側に信号及び電力の伝達を行う機能を付与することができる。
【実施例２】
【００４１】
図２に示すように、実施例２の軸受装置４０は、電力を伝達する電磁誘導モジュールと、信号を伝達する電磁誘導モジュールを別々に設けた点で実施例１の軸受装置１０と相違し、その他の点は実施例１の軸受装置１０と同一の構成を有している。このため、実施例１の軸受装置１０と同一構成の部分については、実施例１の軸受装置１０と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４２】
実施例２の軸受装置４０では、第１円筒部材１３に、電気絶縁体４３を介して第１電力用電磁誘導モジュール４４と第１信号用電磁誘導モジュール４６が取付けられている。第１電力用電磁誘導モジュール４４と第１信号用電磁誘導モジュール４６は、回転軸の半径方向に並んで配置されている。一方、第２円筒部材２３には、電気絶縁体４７を介して第２電力用電磁誘導モジュール４８と第２信号用電磁誘導モジュール５０が取付けられている。第２電力用電磁誘導モジュール４８と第２信号用電磁誘導モジュール５０は、回転軸の半径方向に並んで配置されている。また、第２電力用電磁誘導モジュール４８は、第１電力用電磁誘導モジュール４４と対向し、第２信号用電磁誘導モジュール５０は、第１信号用電磁誘導モジュール４６と対向している。各電磁誘導モジュール４４，４６，４８，５０は、ポットコア４４ａ，４６ａ，４８ａ，５０ａと、ポットコア４４ａ，４６ａ，４８ａ，５０ａに巻回されたコイル４４ｂ，４６ｂ，４８ｂ，５０ｂによって構成されている。第１電力用電磁誘導モジュール４４と第２電力用電磁誘導モジュール４８によって電力の伝達が行われ、第１信号用電磁誘導モジュール４６と第２信号用電磁誘導モジュール５０によって信号の伝達が行われる。したがって、実施例２の軸受装置４０では、信号と電力の伝達を行うことができる。
【００４３】
また、第１電力用電磁誘導モジュール４４の引き出し配線４４ｃと第１信号用電磁誘導モジュール４６の引き出し配線４６ｃは、シール部材１４を貫通して外部に引き出されている。このため、第１円筒部材１３の円筒部１２に配線用の空間を設ける必要がなく、また、第１円筒部材１３に固定される回転軸に配線を引き回す空間を設ける必要もない。その結果、第１円筒部材１３や回転軸に配線のための機械加工を施す必要がなく、これらの強度が低下することもない。なお、第２電力用電磁誘導モジュール４８の引き出し配線４８ｃと第２信号用電磁誘導モジュール５０の引き出し配線５０ｃは、第２円筒部材２３の円筒部２２を貫通して外部に引き出されている。
【実施例３】
【００４４】
図３に示すように、実施例３の軸受装置６０は、実施例２の軸受装置４０と略同一の構成を有しており、各電磁誘導モジュール４４，４６，４８，５０を配置する位置のみが相違する。このため、実施例２の軸受装置４０と同一構成の部分については、実施例２の軸受装置４０と同一の符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。
【００４５】
実施例３の軸受装置６０では、第１電力用電磁誘導モジュール４４と第２電力用電磁誘導モジュール４８の間に形成される空隙６６と、第１信号用電磁誘導モジュール４６と第２信号用電磁誘導モジュール５０の間に形成される空隙６８は、回転軸の軸線方向にシフトしている。すなわち、空隙６６と空隙６８が、回転軸の軸線方向にずれている。このため、電力用の電磁誘導モジュール４４，４８による電磁誘導と、信号用の電磁誘導モジュール４６，５０による電磁誘導により発生する漏れ磁束が相互に干渉することを抑制することができる。
【実施例４】
【００４６】
図４に示すように、実施例４の軸受装置７０は、実施例２の軸受装置４０と異なり、転動体３２を挟んで一方に電力用の電磁誘導モジュール４４，４８が配置され、他方に信号用の電磁誘導モジュール４６，５０が配置されている点で相違する。このため、実施例２の軸受装置４０と同一構成の部分については、実施例２の軸受装置４０と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
実施例４の軸受装置７０では、第１電力用電磁誘導モジュール４４と第２電力用電磁誘導モジュール４８が第１円筒部材１３の一端側（図４の上端側）に設けられ、第１信号用電磁誘導モジュール４６と第２信号用電磁誘導モジュール５０が第１円筒部材１３の他端側（図４の下端側）に設けられている。そして、シール部材７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，１４は電磁遮蔽材料（例えば、ステンレス等）により形成される。このため、電力用の電磁誘導モジュール４４，４８は、円筒部１２，２２及びシール部材１４，７６ｃによって取囲まれて電磁遮蔽が行われる。一方、信号用の電磁誘導モジュール４６，５０は、円筒部１２，２２及びシール部材７６ａ，７６ｂによって取囲まれて電磁遮蔽が行われる。従って、電力用の電磁誘導モジュール４４，４８による電磁誘導と、信号用の電磁誘導モジュール４６，５０による電磁誘導により発生する漏れ磁束が相互に干渉することを抑制することができる。
【実施例５】
【００４８】
図５に示すように、実施例５の軸受装置９０は、実施例１の軸受装置１０と略同一の構成を有しており、電磁誘導モジュール９４，９８の構成のみが相違する。このため、実施例１の軸受装置１０と同一構成の部分については、実施例１の軸受装置１０と同一の符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
実施例５の軸受装置９０では、電磁誘導モジュール９４は、第１円筒部材１３に取付けられている。電磁誘導モジュール９４は、ポットコア９４ａと、ポットコア９４ａに巻回された信号用コイル９４ｃと、ポットコア９４ａに巻回された電力用コイル９４ｂを有している。一方、電磁誘導モジュール９８は、第２円筒部材２３に取付けられており、ポットコア９８ａと、ポットコア９８ａに巻回された信号用コイル９８ｃと、ポットコア９８ａに巻回された電力用コイル９８ｂを有している。ポットコア９４ａ，９８ａと信号用コイル９４ｃ，９８ｃによって信号の伝達が行われ、ポットコア９４ａ，９８ａと電力用コイル９４ｂ，９８ｂによって電力の伝達が行われる。
【００５０】
この軸受装置９０では、１つのポットコア９４ａ又は９８ａに２つのコイル（９４ｂ，９４ｃ）又は（９８ｂ，９８ｃ）が巻回されるため、その分だけ電磁誘導モジュール９４，９８の省スペース化が図られる。これによって、軸受装置９０を小型化することができる。
【実施例６】
【００５１】
図６に示すように、実施例６の軸受装置１１０は、実施例１の軸受装置１０と略同一の構成を有しており、電磁誘導モジュール（１８，２０ａ），（２８，３０ａ）と円筒部材１３，２３の間に電磁遮蔽体１１４，１２０が配置されている点でのみ相違する。このため、実施例１の軸受装置１０と同一構成の部分については、実施例１の軸受装置１０と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
実施例６の軸受装置１１０では、円筒部材１３，２３に固定部材１１２，１１８を介して電磁遮蔽体１１４，１２０が取付けられる。電磁遮蔽体１１４，１２０には、電気絶縁体１１６，１２２を介して電磁誘導モジュール（１８，２０ａ），（２８，３０ａ）が取付けられている。電磁遮蔽体１１４，１２０は、電磁遮蔽材料（例えば、アルミニウム等）によって形成されている。電磁遮蔽体１１４は、電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）のうち電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）と対向する面を除いた全ての面を覆っている。また、電磁遮蔽体１２０は、電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）のうち電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）と対向する面を除いた全ての面を覆っている。
【００５３】
この軸受装置１１０では、電磁誘導モジュール（１８，２０ａ），（２８，３０ａ）が電磁遮蔽体１１４，１２０で囲まれ、さらに、第１円筒部材１３と第２円筒部材２３とシール部材１４，２４ａによって囲まれている。すなわち、電磁誘導モジュール（１８，２０ａ），（２８，３０ａ）は、二重の電磁遮蔽が行われている。このため、電磁波ノイズによる意図しない電力の伝達や誤った信号の伝達を効果的に抑制することができる。また、一方の電磁遮蔽に何らかの原因で不具合が発生しても、他方の電磁遮蔽によって電磁波ノイズの影響を低減することができる。このため、電力伝達又は信号伝達の信頼性を向上することができる。
【００５４】
特に、上記の軸受装置１１０では、シール部材１４と第２円筒部材２３の隙間３６ｂと、シール部材２４ａと第１円筒部材１３の隙間３６ａとが、軸線方向に伸びる部分を有しているのに対して、第１電磁誘導モジュール（１８，２０ａ）と第２電磁誘導モジュール（２８，３０ａ）との間の隙間は、軸線方向に垂直に伸びている。すなわち、両者は直交している。電磁波は直進性を有するため、両者が直交することで、相互に影響を及ぼすことを抑制することができる。すなわち、外部で発生した電磁波ノイズが電磁誘導モジュール（１８，２０ａ），（２８，３０ａ）に影響することが抑制され、また、電磁誘導モジュール（１８，２０ａ），（２８，３０ａ）で発生した電磁波ノイズが外部機器に作用することが防止される。その結果、外部機器の誤動作や損傷等を好適に防止することができる。
【実施例７】
【００５５】
図７に示すように、実施例７の軸受装置１３０は、実施例２の軸受装置４０と略同一の構成を有しており、電磁誘導モジュール４４，４６，４８，５０と円筒部材１３，２３との間に電磁遮蔽体１３２，１３８が配置されている点でのみ相違する。このため、実施例２の軸受装置４０と同一構成の部分については、実施例２の軸受装置４０と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５６】
実施例７の軸受装置１３０では、円筒部材１３，２３に電磁遮蔽体１３２，１３８が取付けられている。電磁遮蔽体１３２，１３８は、電磁遮蔽材料（例えば、アルミニウム等）によって形成されている。電磁遮蔽体１３２には、電気絶縁体１３４，１３６を介して電磁誘導モジュール４６，４４が取付けられている。電磁遮蔽体１３２は、電磁誘導モジュール４６，４４のうち電磁誘導モジュール５０，４８と対向する面を除いた全ての面を覆っている。電磁遮蔽体１３２には、電磁誘導モジュール４６，４４の中間の位置から電磁遮蔽体１３８側に向かって突出する隔壁部１３４ａが形成されている。一方、電磁遮蔽体１３８には、電気絶縁体１４０，１４２を介して電磁誘導モジュール５０，４８が取付けられている。電磁遮蔽体１３８は、電磁誘導モジュール５０，４８のうち電磁誘導モジュール４６，４４と対向する面を除いた全ての面を覆っている。電磁遮蔽体１３８には、電磁誘導モジュール５０，４８の中間の位置に凹部１３８ａが形成されている。電磁遮蔽体１３８の凹部１３８ａ内には、電磁遮蔽体１３４の隔壁部１３４ａが位置している。
【００５７】
この軸受装置１３０では、電磁誘導モジュール４４，４８と電磁誘導モジュール４６，５０の間に隔壁部１３４ａが位置している。このため、電磁誘導モジュール４４，４８から漏れる磁束が電磁誘導モジュール４６，５０に影響を与えることを防止することができ、電磁誘導モジュール４６，５０から漏れる磁束が電磁誘導モジュール４４，４８に影響を与えることを防止することができる。
【実施例８】
【００５８】
図８に示すように、実施例８の軸受装置１５０は、実施例７の軸受装置１３０と略同一の構成を有しており、円筒部材１５３の内周面と円筒部材１５５の外周面のそれぞれに段差が形成されている点でのみ相違する。このため、実施例７の軸受装置１３０と同一構成の部分については、実施例７の軸受装置１３０と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５９】
実施例８の軸受装置１５０では、第１円筒部材１５３の内周面に、図示しない回転軸が取付けられる支持部１５２ａと、支持部１５２ａに取付けられた回転軸に対して無接触となる無接触部１５２ｂが形成されている。無接触部１５２ｂは、支持部１５２ａに対して、半径方向外側にシフトしており、かつ、軸線方向に連続して形成されている。支持部１５２ａが設けられた位置において、第１円筒部材１５３の外周面に転動体３２が接触している。また、無接触部１５２ｂが設けられた位置において、第１円筒部材１５３の外周面に電磁誘導モジュール４４，４６が取付けられている。
【００６０】
また、第２円筒部材１５５の外周面には、図示しない支持体が取付けられる第１外周面１５４ａと、第１外周面１５４ａと軸線方向に並設された第２外周面１５４ｂが形成されている。第２外周面１５４ｂは、第１外周面１５４ａに対して、半径方向内側にシフトしている。第１外周面１５４ａが設けられた位置において、第２円筒部材１５５の内周面に転動体３２が接触している。また、第２外周面１５４ｂが設けられた位置において、第２円筒部材１５５の内周面に電磁誘導モジュール４８，５０が取付けられている。
【００６１】
上記の軸受装置１５０では、回転軸と第１円筒部材１５３とが接触する支持部１５２ａが設けられた位置において、第１円筒部材１５３と転動体３２とが接触する。また、支持体と第２円筒部材１５５とが接触する第１外周面１５４ａが設けられた位置において、第２円筒部材１５５と転動体３２とが接触する。すなわち、第１円筒部材１５３は、転動体３２と接触する部位から離れた無接触部１５２ｂでは回転軸と接触せず、第２円筒部材１５５は、転動体３２と接触する部位から離れた第２外周面５４ｂでは支持体と接触しない。このため、第１円筒部材１５３と第２円筒部材１５５に過大なモーメントが作用することを防止でき、これらの部材１５３，１５５の損傷等を防止することができる。
【００６２】
また、円筒部材１５３，１５５の電磁誘導モジュール４４，４６，４８，５０が取付けられる部位の変形が防止されるため、電磁誘導モジュール４４，４６，４８，５０の位置関係が一定に保たれる。これによって、電磁誘導モジュール４４，４６，４８，５０による電力の伝達及び信号の伝達を安定して行うことができる。また、電磁誘導モジュール４４，４６，４８，５０自体に外力が作用することを防止し、電磁誘導モジュール４４，４６，４８，５０の破損を防止することができる。
【００６３】
さらに、無接触部１５２ｂを設けることで、第１円筒部材１５３の内周面と回転軸の間に隙間が形成され、かつ、第２外周面１５４ｂを設けることで、第２円筒部材１５５の外周面と支持体の間に隙間が形成される。このため、第１円筒部材１５３及び第２円筒部材１５５の放熱性を向上することができる。これによって、熱による潤滑剤の固化や各部材の変形等を防止することができる。
【実施例９】
【００６４】
図９に示すように、実施例９の軸受装置１６０は、実施例８の軸受装置１５０と略同一の構成を有しており、円筒部材１５３の内周面と円筒部材１５５の外周面のそれぞれに放熱フィン１５２ｃ，１５４ｃが形成されている点でのみ相違する。このため、実施例８の軸受装置１５０と同一構成の部分については、実施例８の軸受装置１５０と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６５】
図９に示すように、第１円筒部材１５３の無接触部１５２ｂには放熱フィン１５２ｃが設けられている。また、第２円筒部材１５５の第２外周面１５４ｂにも放熱フィン１６４ｃが設けられている。これによって、円筒部材１５３，１５５の放熱性が向上し、軸受装置１６０が高温となることによる不具合の発生を防止することができる。
【実施例１０】
【００６６】
図１０に示すように、実施例１０の軸受装置１７０は、実施例９の軸受装置１６０に対して、センサ１７２が設けられた点でのみ相違する。このため、実施例９の軸受装置１６０と同一構成の部分については、実施例９の軸受装置１６０と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６７】
図１０に示すように、第１円筒部材１５３にはセンサ１７２が取付けられる。センサ１７２は、第１円筒部材１５３の状態や、第１円筒部材１５３に取付けられる回転軸の状態等、第１円筒部材１５３に接する部材の状態を検出するセンサである。センサ１７２には、例えば、サーモカップル、サーミスタ、歪ゲージ、加速度センサ等を用いることができる。例えば、センサ１７２にサーモカップルを用いた場合、回転軸又は第１円筒部材１５３の熱状態を検出することができる。
【００６８】
センサ１７２は、引き出し配線４４ｃ，４６ｃが接続されている。センサ１７２は、電磁誘導モジュール５０，４６の電磁誘導によって第２円筒部材１５５側から第１円筒部材１５３側に伝達された電力により作動する。そして、センサ１７２から出力される信号は、電磁誘導モジュール４４，４８の電磁誘導によって第１円筒部材１５３側から第２円筒部材１５５側に伝達される。このため、第２円筒部材１５５側に設けられた外部機器は、略リアルタイムで回転軸及び／又は第１円筒部材１５３の状態をモニタリングすることができる。その結果、軸受装置１７０に発生した異常を検出することができ、軸受装置１７０の破損またはこれに接続される機器の破損を防止することができる。
【００６９】
以上、実施例１〜１０の軸受装置について説明したが、これらの軸受装置は種々の用途に用いることができる。例えば、図１１に示すように、第１回転軸２４２の回転を第２回転軸２５２に伝達するユニバーサルジョイントに用いることができる。例えば、実施例１〜１０の軸受装置は、第１回転軸２４２と第２回転軸２５２の間に配置されているクロススパイダー２４６の軸先端部を支持する軸受装置に用いることができる。すなわち、クロススパイダー２４６は、その両端が第１回転軸２４２に回転可能に支持される第１軸部２５０と、その両端が第２回転軸２５２に回転可能に支持される第２軸部２４８を有しており、第１軸部２５０と第２軸部２４８とは交差している。第１軸部２５０の少なくとも一端と第１回転軸２４２の間には、実施例１〜１０のいずれかの軸受装置（図示省略）が配置される。また、第２軸部２４８の少なくとも一端と第２回転軸２５２の間には、実施例１〜１０のいずれかの軸受装置（図示省略）が配置される。第１軸部２５０に配置された軸受装置では、第１円筒部材が第１軸部２５０の一端に取付けられ、第２円筒部材が第１回転軸に取付けられる。第２軸部２４８に配置された軸受装置では、第１円筒部材が第２軸部２４８の一端に取付けられ、第２円筒部材が第２回転軸２５２に取付けられる。そして、第１軸部２５０に取付けられている電磁誘導モジュールと、第２軸部２４８に取付けられている電磁誘導モジュールとを配線により接続する。これによって、電磁誘導によって第１回転軸２４２側から第１軸部２５０側（即ち、クロススパイダー２４６）に伝えられた電力及び／又は信号は、配線を介して第２軸部２４８側に伝達される。また、第２軸部２４８側に伝達された電力及び／又は信号は、電磁誘導によって第２回転軸２５２側に伝達される。これによって、第１回転軸２４２側から第２回転軸２５２側に電力又は信号が伝達される。
【００７０】
なお、クロススパイダーにセンサを設置し、そのセンサに軸受装置によって第１回転軸側又は第２回転軸側から電力を供給してもよい。その場合に、センサからの出力信号は、軸受装置を介して第１回転軸側又は第２回転軸側に伝達する。これによって、第１回転軸側又は第２回転軸側でユニバーサルジョイントの状態を略リアルタイムで監視することができる。その結果、ユニバーサルジョイントに異常が生じた時は適切な対応を採ることができ、ユニバーサルジョイントの破損等を未然に防止することができる。
【００７１】
また、実施例１〜１０の軸受装置は、図１２に示すような風力発電装置１８０に好適に用いることができる。風力発電装置１８０は、風を受けることで回転するブレード１８２と、ブレード１８２が固定された回転部材２１０を備えている。回転部材２１０の回転は、歯車機構（１８８，２０８，１９４，２０２）を介して駆動軸１９６に伝達される。駆動軸１９６が回転することで、発電機１９８が駆動される。回転部材２１０には、取付けロッド２０４の一端が相対回転可能に取付けられている。取付けロッド２０４の他端は、タワー１９２に回転可能に取付けられている。かかる構成において、回転部材２１０と取付けロッド２０４の間に配する軸受装置２０６及び／又は取付けロッド２０４とタワー１９２の間に配置する軸受装置１９０に、実施例１〜１０のいずれかの軸受装置を用いることができる。軸受装置１９０，２０６に電力及び信号を伝達することができる軸受装置を用いることで、タワー１９２側と回転部材２１０側の制御基板１８４との間で電力及び信号の伝達を行うことができる。なお、風力発電装置の詳細な構成については、例えば、特許３６７９８０１号に開示された構成を採用することができる。
【００７２】
さらには、図１３に示す車軸装置に、実施例１〜１０の軸受装置を用いることができる。すなわち、車軸装置２２０は、車軸２２６と、軸受装置２２２と、車軸２２６を軸受装置２２２を介して回転可能に支持する支持部材２３４を有している。この軸受装置２２２に、実施例１〜１０のいずれかの軸受装置を用いることができる。車軸２２６の先端には車輪２３０が取付けられている。車輪２３０には、車輪２３０の状態を検出するセンサ２２８が取付けられている。センサ２２８には、例えば、サーモカップル、サーミスタ、歪ゲージ、加速度センサ、エンコーダ等を用いることができる。軸受装置２２２に電力及び信号を伝達することができる実施例の軸受装置を用いることで、支持部材２３４側から車輪２３０に取付けられたセンサ２２８に電力を供給することができ、また、センサ２２８からの信号を支持部材２３４側に伝達することができる。
【００７３】
なお、上述した適用例に限られず、一般的な機械（例えば、工作機械の回転部やロボットの間接部）の軸受装置として、実施例１〜１０の軸受装置を用いることができる。実施例１〜１０の軸受装置を用いることで、回転側から固定側及び／又は固定側から回転側への電力又は信号の伝達を行うことができる。
【００７４】
以上、本発明のいくつかの実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上述した各実施例では、内側の円筒部材に回転軸（回転側）が取付けられ、外側の円筒部材に支持体（固定側）が取付けられていた。しかしながら、本願に開示する軸受装置は、内側の円筒部材に支持体（固定側）が取付けられ、外側の円筒部材に回転軸（回転側）が取付けられていてもよい。
【００７５】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００７６】
１０：軸受装置
１３：第１円筒部材
１４，２４ａ，２４ｂ：シール部材
１６，２６：電気絶縁体
１８，２８：ポットコア
２０ａ，３０ａ：コイル
２３：第２円筒部材
【図１】
0005747319.tif 000002
【図２】
0005747319.tif 000003
【図３】
0005747319.tif 000004
【図４】
0005747319.tif 000005
【図５】
0005747319.tif 000006
【図６】
0005747319.tif 000007
【図７】
0005747319.tif 000008
【図８】
0005747319.tif 000009
【図９】
0005747319.tif 000010
【図１０】
0005747319.tif 000011
【図１１】
0005747319.tif 000012
【図１２】
0005747319.tif 000013
【図１３】
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