(57)【要約】  特に鉄道車両の車軸ハウジングにおける軸受アセンブリは、軸受（１７）の内部（２８）を少なくとも部分的に塞ぐ環状且つ金属製の固定ディフレクタ（３０）を有する。固定ディフレクタ（３０）は、少なくとも一つのディフレクタ窓（４６）と、ディフレクタ窓（４６）を気密的に塞ぐ非磁気隔壁（４８）とを有する。非磁気隔壁（４８）の厚み（Ｅ１）は、固定ディフレクタ（３０）の厚み（Ｅ２）よりも小さい。測定モジュール（５５，６２）は、軸受外部（４０）においてディフレクタ窓（４６）に対向するように配置される。測定モジュール（５５，６２）は、車軸ハウジングのケーシング（１２）に取着された計装ホルダ（５４，１５４Ａ，１５４Ｂ）に組込まれ、軸受（１７）とケーシング（１２）との間に配置される。
2011514952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１２）と；
前記ケーシング（１２）内に配置される軸受（１７）と；
前記軸受（１７）と前記ケーシング（１２）の間に配置されるように前記ケーシング（１２）に固定される計装ホルダ（５４，１５４Ａ，１５４Ｂ）と
を有する軸受アセンブリであって、
前記軸受（１７）は、
共軸状の複数の環状転動路（２２，２４）を有する外リング（１８）と内ピース（２０）であって、前記環状転動路（２２，２４）には、回転軸線（１００）を中心としての前記外リング（１８）と前記内ピース（２０）の相対回転を可能にする複数の転動体（２６）が配置されることと；
前記軸受（１７）の軸受内部（２８）を少なくとも部分的に塞ぐように前記外リング（１８）と前記内ピース（２０）の間に位置する環状且つ金属製の固定ディフレクタ（３０）であって、前記固定ディフレクタ（３０）は、前記軸受内部（２８）に対向するディフレクタ内面（４２）と、ディフレクタ外面（４４）とを有し、前記固定ディフレクタ（３０）は、前記ディフレクタ外面（４４）と前記ディフレクタ内面（４２）の間に開口部を画定する少なくとも一つのディフレクタ窓（４６）を有することと；
前記ディフレクタ窓（４６）を気密的に塞ぐとともに、前記固定ディフレクタ（３０）に対して前記軸線内部（２８）寄りに配置される非磁気隔壁（４８，１４８）であって、前記非磁気隔壁（４８，１４８）は、前記ディフレクタ内面（４２）に取着される隔壁外面（５０，１５２）と、前記軸線内部（２８）に向かう隔壁内面（５２，１５０）とを有し、前記隔壁外面（５０，１５２）と前記隔壁内面（５２，１５０）の間において測定される前記非磁気隔壁（４８，１４８）の厚み（Ｅ１）は、前記ディフレクタ窓（４６）の周縁の高さにおいて測定される前記ディフレクタ外面（４４）と前記ディフレクタ内面（４２）の間の距離（Ｅ２）よりも小さいことと
を有し、
前記計装ホルダ（５４，１５４Ａ，１５４Ｂ）は、
ホルダ本体（５７）と；
前記隔壁外面（５０）に対向する状態で前記ホルダ本体（５７）に固定されるように前記ディフレクタ窓（４６）内に配置された少なくとも一つの磁気センサ（５５，６２，６６）と
を有し、
前記ケーシング（１２）と前記ホルダ本体（５７）は、前記回転軸線（１００）を中心とする、前記ケーシング（１２）に対する前記計装ホルダ（５４，１５４Ａ，１５４Ｂ）の角度位置決め手段（８３）を有し、
前記ケーシング（１２）と前記軸受（１７）は、前記回転軸線（１００）を中心とする、前記ケーシング（１２）に対する前記固定ディフレクタ（３０）の角度位置決め手段（１４５，２４５）を有することを特徴とする、軸受アセンブリ。
【請求項２】
前記軸受アセンブリは更に、前記軸受内部（２８）内に配置される環状の多極磁気エンコーダ（５３）を有し、
前記ディフレクタ窓（４６）は、前記多極磁気エンコーダ（５３）に対向するように配置される、
請求項１記載の軸受アセンブリ。
【請求項３】
前記多極磁気エンコーダ（５３）は、補助ディフレクタ（３４）に固定され、
前記補助ディフレクタ（３４）と前記固定ディフレクタ（３０）は、共に通路（３８）を画定する、
請求項２記載の軸受アセンブリ。
【請求項４】
前記固定ディフレクタ（３０）と前記補助ディフレクタ（３４）のうちの一方は、前記外リング（１８）に固定され、他方は前記内ピース（２０）に固定される、
請求項３記載の軸受アセンブリ。
【請求項５】
前記多極磁気エンコーダ（５３）は、互いに隣接する２つの極の間の極長さを画定するとともに等間隔に配置された複数対の極を有し、
前記ディフレクタ窓（４６）の周縁は、前記極長さよりも大きいように、前記回転軸線（１００）に直交する平面内で測定される寸法を有する、
請求項２〜４何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項６】
前記固定ディフレクタ（３０）は、周縁によって画定されるとともに前記ディフレクタ外面（４４）と前記ディフレクタ内面（４２）との間に第２開口部を画定する少なくとも一つの第２ディフレクタ窓（４６）を有し、
前記軸受（１７）は更に、前記第２ディフレクタ窓（４６）を気密的に塞ぐように、前記固定ディフレクタ（３０）に対して前記軸受内部（２８）寄りに配置される第２非磁気隔壁（１４８）を有し、
前記第２非磁気隔壁（１４８）は、前記第２ディフレクタ窓（４６）の周縁の高さにおいて前記ディフレクタ内面（４２）に取着された第２隔壁外面（１５２）と、前記軸受内部（２８）に対向する第２隔壁内面（１５０）とを有し、
前記第２隔壁外面（１５２）と前記第２隔壁内面（１５０）の間において測定される前記第２非磁気隔壁の厚み（Ｅ１）は、前記第２ディフレクタ窓（４６）の周縁の高さにおいて測定される前記ディフレクタ外面（４４）と前記ディフレクタ内面（４２）の間の距離（Ｅ２）よりも小さい、
請求項２〜５何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項７】
前記第１非磁気隔壁（１４８）と前記第２非磁気隔壁（１４８）は、互いに別個の部材である、
請求項６記載の軸受アセンブリ。
【請求項８】
前記第１非磁気隔壁（１４８）と前記第２非磁気隔壁（１４８）は、前記ディフレクタ内面（４２）を被覆する同一のリングの、複数の部分を構成する、
請求項６記載の軸受アセンブリ。
【請求項９】
前記軸受アセンブリは更に、前記ケーシング（１２）に固定されるように前記軸受（１７）と前記ケーシング（１２）の間に配置される少なくとも一つの第２計装ホルダ（１５４Ｂ）を有し、
前記第２計装ホルダ（１５４Ｂ）は、
第２ホルダ本体と；
前記第２隔壁外面（１５２）に対向した状態で、前記第２ホルダ本体に固定されるとともに前記第２ディフレクタ窓（４６）に配置される少なくとも一つの固定磁気センサ（５５，６２，６６）と
を有し、
前記ケーシング（１２）と前記第２ホルダ本体は、前記回転軸線（１００）を中心とする、前記ケーシング（１２）に対する前記第２計装ホルダの角度位置決め手段を有する、
請求項６〜８何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項１０】
前記非磁気隔壁（４８）は、絶縁材料より成る、
請求項１〜９何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項１１】
前記固定ディフレクタ（３０）は、シートメタルをプレスすることによって形成される、
請求項１〜１０何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項１２】
前記計装ホルダ（５４，１５４Ａ，１５４Ｂ）は、前記ケーシング（１２）のリッド（１６，３５４）に固定される、
請求項１〜１１何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項１３】
前記外リング（１８）は、少なくとも一つの外転動路（２２）を有し、
前記内ピース（２０）は、内転動路（２４）を有する、
請求項１〜１２何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項１４】
前記計装ホルダ（５４，１５４Ａ，１５４Ｂ）は、前記軸受（１７）に非接触である、
請求項１〜１３何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項１５】
前記軸受アセンブリは更に、複数の測定モジュール（５２，６２）を有し、
前記ホルダ本体は、前記測定モジュール（５５，６２）のそれぞれを収容するための複数の収容部（６０）を有し、
前記測定モジュール（５５，６２）のうちの一つは、前記磁気センサ（５５，６２，６６）を有する、
請求項１〜１４何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項１６】
前記収容部の一つには、収容ケース（６８）が嵌挿され、
前記測定モジュール（５５，６２）のうちの少なくとも一つは、プリント回路（６４）を有し、
前記プリント回路（６４）は、前記収容ケース（６８）の内部に配置される電子センサ（６６）を有する、
請求項１５記載の軸受アセンブリ。
【請求項１７】
前記収容ケース（６８）は、前記軸受アセンブリのアースまたは地面に電気的接続される、非磁性の導電材料によって形成される、
請求項１６記載の軸受アセンブリ。
【請求項１８】
前記収容ケース（６８）は更に、前記プリント回路（６４）を固定するための弾性挟持部材（７４）を有するように弾性剛性材料から成るインサート（７２）を備える、
請求項１６または１７記載の軸受アセンブリ。
【請求項１９】
複数の前記測定モジュール（５５，６２）は、温度測定モジュールを有する、
請求項１５〜１８何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項２０】
複数の前記測定モジュール（５５，６２）は、それぞれ磁気センサ（５５，６２，６６）を有する少なくとも２つの測定モジュール（５５，６２）を含む、
請求項１５〜１９何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項２１】
複数の前記測定モジュール（５５，６２）は、前記ホルダ本体に配置された給電／信号処理共通モジュール（８２）に電気的接続される、
請求項１５〜２０何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項２２】
前記軸受アセンブリは更に、前記計装ホルダによって支持される半剛性の接続ケーブル（８４）を有し、
前記接続ケーブル（８４）は、前記ケーシング（１２）の開口部を横切って延びる接続インタフェース（８６）を有する、
請求項１５〜２１何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項２３】
前記接続ケーブル（８４）は、前記回転軸線（１００）に平行に延びる、
請求項２２記載の軸受アセンブリ。
【請求項２４】
前記接続インタフェース（８６）は、前記接続ケーブル（８４）に対して径方向に突出し、且つ前記ケーシング（１２）の径方向隔壁を横切って延びる、
請求項２３記載の軸受アセンブリ。
【請求項２５】
前記ホルダ本体の形状は、環状である、
請求項１〜２４何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項２６】
前記軸受アセンブリは、鉄道車両の車軸ハウジングを構成する、
請求項１〜２５何れか一項記載の軸受アセンブリ。
【請求項２７】
請求項１〜２６何れか一項記載の軸受アセンブリの組立方法であって、前記組立方法は、
前記ケーシング（１２）の本体であるケーシング本体（１４）内において、前記軸受（１７）を組立てる軸受組立ステップと；
前記ケーシング本体（１４）に対して前記軸受（１７）を、角度位置決めする位置決めステップと；
前記ケーシング（１２）のリッド（１６，３５４）において、前記計装ホルダ（５４，１５４Ａ，１５４Ｂ）を組立てるホルダ組立ステップと；
前記軸受（１７）を収容する状態の前記ケーシング本体（１４）に、前記リッド（１６）を組付けるリッド組付ステップと
を有する、
請求項１〜２６何れか一項記載の軸受アセンブリの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受とりわけ鉄道車両の車軸ハウジングの軸受などの大型の軸受の計装に関する。計装によって、軸受の機能を示す一定のパラメータの測定手段が供与される。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の鉄道車両の車軸ハウジングは、軸受の外リングに連動（固定）する固定ディフレクタと、軸受の内リングに連動する回転可能な補助ディフレクタとによって保護された円錐形状の軸受を有する。固定ディフレクタと補助ディフレクタは、軸受内部と、車軸ハウジングのケーシングによって画定される軸受外部との間における荷重逃がし路を構成する通路を、固定ディフレクタと補助ディフレクタの間に形成する。軸受の回転速度を測定する測定モジュールが、車軸ハウジングに組込まれる。測定モジュールは、補助ディフレクタに連動するエンコーダリングと、エンコーダリングに対向するとともにエンコーダリングに対してエアギャップ距離をもって配置された、軸受内部の固定ディフレクタに固定されたセンサとを有する。センサの接続部材は、センサを、車軸ハウジングのケーシングを横切って延びる電気接続インタフェースに接続すべく、固定ディフレクタを横切って延びる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】フランス特許第２，６６９，５９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような型の組立においては、少ないエアギャップを許容する場合、固定ディフレクタにおける気密性に関する問題が生じる。また組立は、軸受周縁への複数のセンサの組立には不適であり、個々のセンサに、軸受ハウジングのケーシングを横切って延びるアウトプット接続部材を配備する必要がある。組立は、測定の冗長性を確保するための複数の速度測定モジュールの組立にはとりわけ不適なようである。結果的に、車軸ハウジングのケーシング内に軸受を装着しケーシングを閉じる前に、軸受上にセンサモジュールを配備することが必要になる。このような一連の組立は、ケーブルの長さが短いことから、特にケーシングを横切って延ばさなければならない接続部材の組立段階において、必ずしも容易ではない。
【０００５】
しかも、この型の組立では、電磁攪乱の問題等が生じる。実際のところ、鉄道車両の車軸ハウジングの軸受には、固定ディフレクタが導電体である場合、固定ディフレクタにフーコー電流を生じさせる高強度と高周波数の電流が流れる虞がある。
【０００６】
本発明の目的は、前記技術の現状における問題点を解消することにあり、特に固定ディフレクタにおけるセンサ接続部材の延設時に生じる気密性の問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の第１態様は、ケーシングと；前記ケーシング内に配置された軸受とを有する軸受アセンブリを提供する。前記軸受は、
共軸状の複数の環状転動路を有するリングとピースであって、前記環状転動路の間には、回転軸線を中心とする前記ピースと前記リングの相対回転を可能にする複数の転動体が配置されることと；
前記リングと前記ピースの間に位置する前記軸受の内部を少なくとも部分的に塞ぐ環状
且つ金属製の固定ディフレクタであって、前記固定ディフレクタは、前記軸受内部に対向するディフレクタ内面とディフレクタ外面を有し、前記固定ディフレクタは、前記ディフレクタ外面と前記ディフレクタ内面の間に開口部を画定する少なくとも一つの窓を有することと；
前記開口部を気密的に塞ぐとともに、前記内部に対向する側に配置され前記固定ディフレクタの内面に取着された外面と、前記内部に対向する内面とを有する非磁気隔壁であって、前記非磁気隔壁は、窓の周縁の高さにおいて測定される前記固定ディフレクタの外面と内面の間の距離よりも小さい、前記隔壁の外面と内面の間において測定される厚みを有することとを有する。
【０００８】
軸受アセンブリは更に、ケーシングに固定されるとともに前記軸受と前記ケーシングの間に配置された計装ホルダを有する。前記計装ホルダは、本体と、前記非磁気隔壁の外面に対向した状態で、前記本体に固定されるとともに前記窓内に配置された少なくとも一つの磁気センサとを有し、前記ケーシングと前記計装ホルダの本体は、前記回転軸線を中心する前記ケーシングに対しての計装ホルダの角度位置決めの手段を有し、前記ケーシングと前記軸受とは、前記回転軸線を中心とする前記ケーシングに対しての前記固定ディフレクタの角度位置決めの手段を有する。
【０００９】
上記の非磁気隔壁を設けたことによって、固定ディフレクタによって画定される軸受内部ではなく、軸受外部に磁気センサを配置することができ、それによって完全な気密性を確保できる。非磁気隔壁の厚みが小さいことと、ディフレクタ内面における非磁気隔壁の配備位置とによって、非磁気隔壁の両側において、エンコーダとセンサの間に最小のエアギャップを設けることができる。ディフレクタ窓を設けたことによって、更に、基本的に非磁気隔壁の厚みによって規定されるエアギャップの寸法を、固定ディフレクタの厚みとは独立にすることができる。ここで固定ディフレクタの厚みは、固定ディフレクタの剛性を確保できる程度である必要があり、軸受の径に従い増大させなければならない。従って、提供される上記の構造によって、互いに異なる径をもちながら、非磁気隔壁の厚みが一定であり、それによって一定のエアギャップと共通の磁気センサを有する軸受群を提供することができる。
【００１０】
上記のような計装ホルダのホルダ本体を採用することによって、磁気センサの組立と軸受の組立を、互いに独立とすることができる。従って、必要であれば、軸受とケーシングの最終組立を行なう作業場とは別の作業場において、ケーシング内に計装ホルダを予め組立ててもよい。組立は、軸受とケーシングとの間の角度位置決めの手段によって容易に行なうことができ、これによってディフレクタ窓を、角度をつけて配置することができる。またケーシングをディフレクタ窓に対向するように位置決めし得るべく、ホルダ本体とケーシングの間に、角度付け指標手段を設けてもよい。
【００１１】
軸受の内部には、環状の多極磁気エンコーダを更に設け、ディフレクタ窓を、エンコーダに対向するように配置することが好ましい。環状エンコーダは補助ディフレクタに固定され、補助ディフレクタは、固定ディフレクタと共に通路を形成する。固定ディフレクタと補助ディフレクタは、一方が外リングに、他方が内ピースに固定されてもよい。このように配置することによって、軸受の種々の要素の組立と組付が容易になる。
【００１２】
一つの実施形態においては、エンコーダは、２つの互いに隣接する極同士の間に極長さを規定するとともに等間隔に配置された複数対の極を有する。ディフレクタ窓の周縁は、前記極長さよりも大きいように、回転軸線に直交する平面内で測定される寸法を有する。前記寸法は、１〜４極長さのオーダーであることが好ましく、上限値は、基本的に固定ディフレクタの機械的剛性に関連している。
【００１３】
固定ディフレクタは、周縁によって画定されるとともにディフレクタ外面とディフレクタ内面の間に第２開口部を画定する少なくとも一つの第２窓を有してもよい。軸受は、第２窓を気密的に塞ぐ第２非磁気隔壁を更に有してもよい。第２非磁気隔壁は、固定ディフレクタに対して軸受内部寄りに配置される。第２非磁気隔壁は、第２開口部の周縁の高さにおいてディフレクタ内面に取着される第２隔壁外面と、軸受内部に対向する第２隔壁内面とを有する。第２隔壁外面と第２隔壁内面の間において測定される第２非磁気隔壁の厚みは、第２窓の周縁の高さにおいて測定されるディフレクタ外面とディフレクタ内面の間の距離よりも小さい。
【００１４】
上記の第２窓を設けることによって、たとえば測定の冗長性を確保するために、第２磁気センサを配備することが可能になる。
第１隔壁と第２隔壁は別個であってもよく、または固定ディフレクタのディフレクタ内面を被覆する同一のリングの複数の部分を、構成させてもよい。
【００１５】
特に固定ディフレクタが導電体である場合に、センサ近傍のフーコー電流を制限するために、隔壁を電気的絶縁材料で形成することが好ましい。
固定ディフレクタは、たとえば亜鉛メッキ軟鋼等のシートメタルをプレスすることによって形成されてもよい。
【００１６】
外リングは、少なくとも一つの外転動路を有し、内ピースは、少なくとも一つの内転動路を有する。外リングによって、特に円錐形状のローラを有する軸受の外リングを設けることができる。内ピースは、内リングまたはシャフトであってもよい。
【００１７】
磁気センサを、非磁気隔壁の外面上に直接組付けてもよい。
また軸受と固定ディフレクタとは独立の計装ホルダに、一つまたは複数の磁気センサを装備することが好ましい。従って、軸受の収容ケーシングに対する固定ディフレクタの角度を付けての位置決めの手段を有することが有利である。
【００１８】
軸受アセンブリは、複数の測定モジュールを有してもよく、計装ホルダのホルダ本体は、前記測定モジュールのそれぞれを収容するための複数の収容部を有し、前記測定モジュールの一つは磁気センサを有する。従って、計装ホルダのホルダ本体は、軸受の速度または位置を感知する磁気センサ以外に、一つまたは複数の温度センサ、一つまたは複数の加速度計、及び／または浸漬された軸受の場合にはオイル深さの測定器を含み得る、軸受の測定手段の集合体を収容する。
【００１９】
ケーシングを設けることによって、振動センサの位置決めにおいて、軸受の固定ディフレクタに対して寄生振動のモードを制限できるという利点が供与される。ケーシングは、固定ディフレクタよりもはるかに大きい剛性を有する大型のピースであるとともに、軸受の予防的メンテナンスのためにモニタされる振動スペクトルよりも明らかに高い第１固有振動数を示すからである。
【００２０】
有利なことに、測定モジュールの少なくとも一つにおいて、収容部の一つに嵌挿される収容ケース内に配置されるとともに、電子センサ要素を有するプリント回路を設けてもよい。それによって、組立は特に容易になり、計装ホルダの寸法に関係なく、測定モジュールの標準化に適したものになる。収容ケースは、ファラデーケージを形成すべく、軸受アセンブリのアースまたは地面に電気的接続された非磁気導電材料によって構成されることが好ましい。同様に、測定モジュールも、収容ケース内に配置されるとともにプリント回路の弾性固定挟持部材を有する弾性合成材料製インサートを有してもよい。この場合も、組立の容易さが著しい。
【００２１】
複数の測定モジュールは、少なくとも一つの磁気センサをそれぞれ有する少なくとも２つの測定モジュールを有し、この場合の目的は、測定の冗長性を確保することにある。
有利なことに、計装ホルダ内に配置された給電／信号適合化共通モジュールに、測定モジュールを電気的接続してもよい。
【００２２】
また計装ホルダに支持されるとともに、ケーシングの開口部を横切って延びる接続インタフェースを有した半剛性を有する接続ケーブルを設けてもよい。組立を容易にするために、接続インタフェースをケーシングの径方向に延びる壁を横切って延びるべく接続ケーブルに対して径方向に突出させた状態で、または回転軸線に対して直交するケーシングの壁を横切って延びるべく軸方向に突出させた状態で、接続ケーブルが回転軸線に平行に延びることが好ましい。
【００２３】
有利なことに、計装ホルダのホルダ本体を、軸受に共軸の環状リングによって構成してもよく、そのことによって、多数のセンサを配備することが許容される。
前述の軸受アセンブリは、特に鉄道車両の車軸ケースなどの大型の軸受に適用される。
【００２４】
同様に、特に前述のような軸受アセンブリのための計装ホルダを目的とする本発明の別の態様では、ホルダは、
収容ケースへのホルダ固定手段と、ホルダ本体の周縁に配置された複数の収容部とを有する非磁気材料から成るホルダ本体と；
収容部内に配置される複数の測定モジュールと；
測定モジュールの給電及び／または信号処理共通モジュールと；
共通モジュールを電気接続インタフェースに接続する半剛性接続ケーブルとを有する。
【００２５】
接続ケーブルは、半剛性、すなわち可撓性を有することが好ましいが、変形に対する抵抗性を有し自重で変形することはない。
一つの実施形態において、ホルダ本体は環状であり、リングを形成する。有利なことに、接続インタフェースを接続ケーブルに対して、たとえば径方向に突出させた状態で、接続ケーブルをリングの軸線に平行に配置することができる。またはホルダ本体は円弧状に延びてもよい。
【００２６】
有利なことに、測定モジュールに電気的シールドが設けられている場合は、計装ホルダのホルダ本体をポリアミドまたは絶縁材料、特に合成材料によって形成し得る。またホルダ本体は、アルミニウムによって形成してもよく、これによって測定モジュールの電気的シールドが構成される。
【００２７】
計装ホルダは更に、複数の測定モジュールを有してもよく、計装ホルダのホルダ本体は測定モジュールのそれぞれを収容すべく複数の収容部を有し、測定モジュールの一つは磁気センサを有する。測定モジュールの少なくとも一つは、収容部の一つに嵌挿される収容ケース内に配置された電子センサ要素を有するプリント回路を有し得る。収容ケースは、軸受アセンブリのアースまたは地面に電気的接続された非磁気導電材料によって形成されてもよい。収容ケースは、プリント回路の弾性固定挟持部材を有する弾性合成材料製のインサートを更に有してもよい。複数の測定モジュールは、温度測定モジュール及び／または複数の加速度計を更に含み得る。一つの変形例では、複数の測定モジュールは、それぞれ磁気センサを有する少なくとも２つの測定モジュールを含む。
【００２８】
更に、本発明は、ケーシングのリッドにおけるホルダの組立ステップと、続いて行なわれる、軸受を収容するケーシング本体におけるケーシングのリッドの組立ステップとを有する、前述の軸受アセンブリの組立方法にも関する。前記方法は、ケーシング本体に対する軸受の角度を付けての位置決めステップを含み、ケーシング本体内における軸受の組立
ステップを更に有してもよく、これによって、ディフレクタ窓内における磁気センサの良好な位置決めを許容する。
【００２９】
本発明のその他の特徴と長所は、添付図面を参照し、以下の記載を読むことによって明らかになる。
明確な理解を促すべく、同一のまたは類似する要素には、全ての図面において、同一の参照符号を付す。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】本発明の軸受アセンブリを軸線方向に沿って示す断面図。
【図１Ｂ】図１Ａの拡大断面図。
【図２Ａ】第１変形例における図１の軸受アセンブリの固定ディフレクタを示す図。
【図２Ｂ】図２Ａの固定ディフレクタを示す図。
【図２Ｃ】図２Ａの固定ディフレクタを示す図。
【図２Ｄ】図２Ａの固定ディフレクタを示す図。
【図３Ａ】第２変形例における図１の軸受アセンブリの固定ディフレクタを示す図。
【図３Ｂ】図３Ａの固定ディフレクタを示す図。
【図３Ｃ】図３Ａの固定ディフレクタを示す図。
【図４Ａ】図１のアセンブリの計装ホルダを示す斜視図。
【図４Ｂ】図４Ａの計装ホルダを示す斜視図。
【図５Ａ】図４Ａの計装ホルダに嵌挿された、測定モジュールを示す断面図。
【図５Ｂ】図５Ａの測定モジュールを示す断面図。
【図６Ａ】複数の計装ホルダを有する第３変形例を示す図。
【図６Ｂ】図６Ａの計装ホルダを示す図。
【図７】図６Ａの計装ホルダの拡大分解図。
【図８】図７に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ平面に沿った断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１Ａと図１Ｂに示すように、たとえばボギー車の車軸などの鉄道車両車軸シャフトとしての車軸シャフト１０の端部は、ボギー車（図示略）の一次サスペンションを介して、ボギー車（図示略）のシャーシが載置された車軸ハウジング内に配置される。車軸ハウジングは、ケーシング本体１４とリッド１６とから成るケーシング１２を形成する。車軸シャフト１０は、ハウジング本体としてのケーシング本体１４に連動（固定）する固定プレートすなわち外リング１８と、車軸シャフト１０に連動する回転可能なコーンすなわち内リングとしての内ピース２０とを有した円錐形状の軸受１７内において、幾何学的軸線である回転軸線１００を中心に旋回する。２つのリングつまり外リング１８と内ピース２０は、複数の円錐形ローラ２６のための、円錐台形状の外転動路２２と内転動路２４をそれぞれ画定する。ケーシング本体１４に対する、外リング１８の角度位置決めは、ケーシング本体１４の対応する溝を貫通する指標１９に従って行なわれる。
【００３２】
軸受１７の２つのリングである外リング１８と内ピース２０は、固定リングとしての外リング１８の穴３２内に嵌合された固定ディフレクタ３０と、回転可能な補助ディフレクタとしての回転ディフレクタ３４とによって、回転軸線１００に沿って塞がれた軸受内部２８を、外リング１８と内ピース２０の間に画定する。回転ディフレクタ３４は、図示しないビスによって車軸シャフト１０の端部に固定された回転プレート３６によって、内ピース２０に対して支持される。固定ディフレクタ３０の周縁は、車軸ハウジング内において軸受１７の内部すなわち軸受内部２８と、軸受１７の外部すなわち軸受外部４０との間に、特にリッド１６と軸受１７との間に、荷重逃がし路３８を構成する通路を形成すべく
、回転ディフレクタ３４と回転プレート３６の間に延びている。
【００３３】
図２Ａ〜図３Ｃに示す固定ディフレクタ３０は、プレスされたシートメタルによって形成され得るとともに、軸受内部２８に対向するディフレクタ内面４２と、軸受外部４０に対向するディフレクタ外面４４とを有する。固定ディフレクタ３０は、外リング１８の対応する凸部と協働することによって、外リング１８内での固定ディフレクタ３０の角度位置決めを可能にする切欠４５を有する。固定ディフレクタ３０には、固定ディフレクタ３０の周縁に等間隔をもって配置された六つのディフレクタ窓４６が形成される。それぞれのディフレクタ窓４６は、固定ディフレクタ３０のディフレクタ外面４４とディフレクタ内面４２との間に開口部を構成している。
【００３４】
図２Ａ〜図２Ｄに示す第１変形例において、ディフレクタ窓４６は、固定ディフレクタ３０のディフレクタ内面４２に取着された隔壁外面５０と、軸受内部２８に対向する隔壁内面５２とを有する非磁気隔壁４８によって塞がれている。非磁気隔壁４８は、それ自体、ディフレクタ内面４２（固定ディフレクタ３０の充実面）に対向するように配置されるべき複数の隔壁窓４９を有する。隔壁窓４９の機能については後述するが、これら隔壁窓４９は、固定ディフレクタ３０と、環状の非磁気隔壁４８とによって実現されるアセンブリの気密性を阻害することはない。
【００３５】
非磁気隔壁４８は、ディフレクタ窓４６を気密的に塞ぐべく、固定ディフレクタ３０のディフレクタ内面４２、特に複数のディフレクタ窓４６の周縁に接着され得る。隔壁内面５２と隔壁外面５０との間で測定される、非磁気隔壁４８の厚みＥ１は、たとえば０．０２ｍｍ〜３ｍｍであり、固定ディフレクタ３０の内面と外面の間において確認される、窓周縁部の厚みＥ２よりも小さくなければならない。
【００３６】
図３Ａ〜図３Ｃに示す第２変形例では、第１変形例と同一の固定ディフレクタ３０は、ディフレクタ窓４６のそれぞれを個々に塞ぐ複数の互いに独立した第２非磁気隔壁１４８を有する。第２非磁気隔壁１４８は、それぞれ第２隔壁内面１５０と、固定ディフレクタ３０のディフレクタ内面４２に取着と接着された周縁を有する第２隔壁外面１５２とを有する。複数の空間である第２隔壁窓１４９が、複数の第２非磁気隔壁１４８同士の間に画定される。
【００３７】
環状の多極磁気エンコーダ５３が、回転可能リングである内ピース２０の軸方向端部に嵌合されたワッシャ５６を介して、内ピース２０に固定される。多極磁気エンコーダ５３は、交互に配置された複数の磁極の列を有し、これらの磁極は、たとえば極長さＬｐを定義するように、等間隔をもって配置され得る。この型の多極磁気エンコーダ５３は、前記技術の現状において周知されており、シャフトと軸受１７の回転速度と回転角度の測定のために、一般的に使用される。必要であれば、同型の多極磁気エンコーダ５３の一例が、この点において本明細書において援用する特許文献１に記載される。多極磁気エンコーダ５３は、ディフレクタ窓４６の少なくとも一つに対向するとともにディフレクタ窓４６の近傍に配置されるように設けられている。
【００３８】
第１変形例の範囲内において、隔壁窓４９の機能は、多極磁気エンコーダ５３と非磁気隔壁４８とが近接しているにもかかわらず、軸受１７内に存在する潤滑剤の流動を制限し得る、径方向嵌合部材を画定することである。隔壁窓４９と同様の機能は、隔壁の実施における第２変形例の空間である第２隔壁窓１４９によってもたらされる。
【００３９】
ディフレクタ窓４６の少なくとも一つの外部であって、非磁気隔壁４８の隔壁外面５０に直接的に対向するように隔壁外面５０の近傍の位置に、磁気測定モジュールとしての測定モジュール５５が配置される。測定モジュール５５は、図４Ａと図４Ｂに示す計装リン
グ５４に組込まれる。計装リングは、ケーシング本体１４のリッド１６の補助円筒枠５８に嵌挿された円筒枠５７を有する。計装リング５４の角度位置決めと固定は、計装リング５４の本体に設けられた複数の穿孔であるビス孔８３に挿入された固定ビス（図示略）と、リッド１６に形成された対応する複数のネジ穴（図示略）とを介して行なわれる。計装リング５４は、測定モジュール５５と、必要であれば、たとえば磁気センサまたは温度センサを含む別のセンサモジュール（たとえば測定モジュール６２）とを収容すべく、複数の円筒状穿孔の軸線に平行な平面上に部分的に開口する円筒状穿孔によって構成される複数の収容部６０を有する。
【００４０】
図５Ａと図５Ｂは、測定モジュールとりわけ測定モジュール５５の構造を示す。測定モジュール５５は、特定用途向け集積回路つまりＡＳＩＣ６６が設けられたプリント回路６４を有する。ＡＳＩＣ６６は、一列または二列に配置された複数の感応要素を有することが好ましく、全体で一つの磁気センサを構成する。プリント回路６４は、端部において塞がれている合成材料製のインサート７２を有した、基本的に円弧形状を有する円筒状の非磁性金属シェルによって構成される収容ケース６８に、少なくとも部分的に挿入される。インサート７２は、収容ケース６８の内部において凸状の部分を占めるとともに、収容ケース６８の平面状隔壁７６に向かって突出する弾性タング７４を有する。従って、それぞれ要素を定位置に固定する樹脂７８を注入しながら、プリント回路６４上で変形する弾性タング７４の作用によって、ＡＳＩＣ６６を収容ケース６８の平面状隔壁７６に接触させて取着した状態に保持しつつ、平面状隔壁７６に平行に収容ケース６８のスリット７０内を摺動させることによって、プリント回路６４を嵌挿し得る。次に、プリント回路６４を有する収容ケース６８によって構成されるセンサモジュールとしての測定モジュール５５を、リングに設けられた収容部６０内において摺動させ得る。
【００４１】
プリント回路６４は、リング内に収容された給電／信号処理共通モジュール８２に、電気ケーブル８０によって接続される。測定モジュール５５の遮蔽は、電気ケーブル８０のシールド８１によって、シェルつまり収容ケース６８を給電モジュールのアースに接続することによって成される。給電／信号処理共通モジュール８２は測定モジュール５５，６２に共通であり、これら測定モジュールの給電を確保する一方で、測定信号の車軸ハウジングの外部への転送を許容するためのインピーダンスの適合化を可能にする。このような転送は、接続インタフェースプラグ８６（ｆｉｃｈｅ  ｄ‘ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｄｅ  ｃｏｎｎｅｘｉｏｎ）を有する接続ケーブル８４によって行なわれる。特に図１Ａに示すように、接続インタフェースプラグ８６は、気密性横断部材８８の高さにおいて径方向に、リッド１６を横切って延びている。接続ケーブル８４は、接続ケーブル８４をリングの軸線と軸受１７の回転軸線１００に対して全体的に平行に延びるように配置させるための、半剛性カバーを有する。
【００４２】
非磁気隔壁４８の厚みＥ１が小さいことと、非磁気隔壁４８と多極磁気エンコーダ５３の間の距離が短いこととから、ＡＳＩＣ６６と多極磁気エンコーダ５３の間のエアギャップは小さくなるように抑制されており、そのことによって、非磁気隔壁４８と、遮蔽された非磁気シェルとしての収容ケース６８とを通しての、ＡＳＩＣ６６による多極磁気エンコーダ５３の磁気データの質の高い読取が許容される。読取を最適にするために、図１Ａと図１Ｂの平面に直交して測定される窓長さＬｆは、極長さＬｐと同じオーダーの大きさであることが好ましく、１極長さ〜４極長さになる。
【００４３】
車軸ハウジングの組立は、以下の方法で行なう。まず、センサモジュールとしての測定モジュール５５，６２を有した計装リング５４を、ビス孔８３を横切って延びるビスを介して、ケーシング１２のリッド１６内に挿入、位置決めし、固定する。この段階では、接続インタフェースプラグ８６を気密性横断部材８８に嵌挿することは容易である。同時に、軸受１７が指標１９によってケーシング本体１４に対して定位置に配置された状態で、
且つ固定ディフレクタ３０を軸受１７の固定リングとしての外リング１８に対して角度位置決めした状態で、通常の方法によって、切欠４５を介してケース本体つまりケーシング本体１４内に軸受１７を装着する。これら２つの動作が完了すれば、あとは、軸受１７の回転軸線と計装リング５４の軸線とを互いに適合させるように、リッド１６をケーシング本体１４上に位置決めしつつ、ケーシング１２を閉じるだけでよい。
【００４４】
いうまでもなく、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、特にたとえばボール軸受または円筒ローラなどの任意の型の軸受１７に適用することができる。軸受１７は、固定された外リングと、回転可能な内リングまたはシャフトとなり得る内ピースとを有し得る。
【００４５】
また本発明は、たとえばボギー車またはクレーンのピボット軸受などの特に大型のスラスト軸受に適用することもできる。
適用例に従い、磁気センサを、絶対回転速度または相対回転速度または回転角度の測定に最適に用いることができる。また磁気センサを用いて、軸受１７の一部分の別の部分に対する、特に軸方向の移動量についての任意の型の測定を行なうことができる。
【００４６】
ディフレクタ窓４６の配向は、前述の実施形態にあるように径方向であってもよいが、軸方向であってもよい。ディフレクタ窓４６の数と固定ディフレクタ３０周縁でのディフレクタ窓４６の配置は、利用され得るセンサの数に応じて選択され得る。またそれぞれディフレクタ窓４６に対して、互いに独立の非磁気隔壁４８を設けてもよい。一つの変形例においては、多極磁気エンコーダ５３は、回転ディフレクタ３４に直接的に固定され得る。
【００４７】
更に、特に測定モジュール５５，６２の数が減った場合に、計装ホルダは環状以外の形状を有してもよい。
ディフレクタ窓４６の角度指標付けは、任意の適する方法によって行なうことができる。特にケーシング本体１４に設けられた、たとえば溝等の凹部と直接協働する、たとえば径方向に延びる延出部等の形態をもつ固定ディフレクタ３０の指標凸部を設けることが有利である。
【００４８】
図６Ａと図６Ｂに、鉄道車両の車軸ハウジングのケーシング１２の内部に固定された、２つの計装ホルダ１５４Ａ，１５４Ｂを有する変形例を示す。それぞれ計装ホルダ１５４Ａ，１５４Ｂの角度位置決めと固定は、計装ホルダ１５４Ａ，１５４Ｂのホルダ本体に設けられた複数の滑らかなビス孔８３と、リッド１６に形成された対応する複数のネジ穴に嵌挿された複数の固定ビス（図示略）とを介して実施される。リッド１６は、図６Ｂに示すように、対応する指標凸部２４５と非磁気隔壁４８によって塞がれる複数のディフレクタ窓４６とを有し、指標として作用するとともに固定ディフレクタ３０の位置決めを許容する位置決め溝１４５を有する。
【００４９】
図７は、円弧形状を有する一つの計装ホルダ１５４Ａを示す。計装ホルダ１５４Ａは、２つの測定モジュール５５，６２を収容するための、この場合はアルミニウムから成る非磁気材料製の収容ケースを形成するベース２５４を有し、ベース２５４は、第２リッド３５４によって塞がれている。
【００５０】
測定モジュール５５，６２の少なくとも一方は、必要に応じて、更に温度測定、及び／または加速度計８００を用いて加速度測定を行なうことができる。測定モジュール５５，６２は、それぞれプリント回路６４を有し、第１実施形態に関連して記載されるＡＳＩＣ６６と同型の、少なくとも一つのＡＳＩＣ６６を支持している。測定モジュール５５，６２は、計装ホルダ１５４Ａのホルダ本体内に形成される複数の収容部６０内に設けられた
複数の摺動溝１７０内を摺動する収容ケースを形成する。図７から明らかなように、ベース２５４は、ＡＳＩＣ６６がディフレクタ窓４６に対向した状態で軸受（図示略）に向かって軸方向に突出するように、収容部６０の深さを増すことを許容する凸部２６０を有する。
【００５１】
それぞれ測定モジュール５５，６２は、第２リッド３５４の下方に位置する給電／信号処理共通モジュール８２に、複数の接続ピン１８０を介して接続される。加速度計８００は、給電／信号処理共通モジュール８２上に直接的に配置されることが好ましい。給電／信号処理共通モジュール８２によって、測定モジュール５５，６２への給電が行なわれる一方、車軸ハウジング外部への測定信号の転送を許容するインピーダンスの適合化も行なわれる。このような転送は、接続インタフェースプラグ８６を有する接続ケーブル８４によって実施される。図６Ａに示すように、接続インタフェースプラグ８６のプラグケーブルは、気密性横断部材８８の高さにおいて、径方向にリッド１６を横切って延びる。接続ケーブル８４は、リッド１６の内部に設けられた一つまたは複数の支持溝１８４内に嵌合されたカバーを有する。
【００５２】
本変形例では、２つの計装ホルダ１５４Ａと１５４Ｂを示した。しかし、単一の計装ホルダ１５４Ａまたは２つ以上の計装ホルダを有する変形例を実施することも可能である。
温度測定が所望される場合、一つまたは複数の熱センサを組込んだ一つまたは複数の測定モジュール５５，６２を、軸受１７の最大荷重領域に配置することが有利である。鉄道車両の車軸における適用例では、軸受１７の最大荷重領域は、軸受１７の回転軸線１００を含む鉛直平面の両側において、＋／−３０度の角度範囲内に画定される。
【図１Ａ】
2011514952.tif 000003
【図１Ｂ】
2011514952.tif 000004
【図２Ａ】
2011514952.tif 000005
【図２Ｂ】
2011514952.tif 000006
【図２Ｃ】
2011514952.tif 000007
【図２Ｄ】
2011514952.tif 000008
【図３Ａ】
2011514952.tif 000009
【図３Ｂ】
2011514952.tif 000010
【図３Ｃ】
2011514952.tif 000011
【図４Ａ】
2011514952.tif 000012
【図４Ｂ】
2011514952.tif 000013
【図５Ａ】
2011514952.tif 000014
【図５Ｂ】
2011514952.tif 000015
【図６Ａ】
2011514952.tif 000016
【図６Ｂ】
2011514952.tif 000017
【図７】
2011514952.tif 000018
【図８】
2011514952.tif 000019
【国際調査報告】
2011514952.tif 000020
2011514952.tif 000021
2011514952.tif 000022
2011514952.tif 000023
2011514952.tif 000024
2011514952.tif 000025