(57)【要約】【課題】センサを軸受端部に配置してセンサを軸受内に配置することに伴う問題を解消するとともに、信頼性の低下やコスト増の問題が生じないセンサ付き転がり軸受装置を提供する。【解決手段】固定部材１１の一端面にセンサ取付面１１ａが形成され、センサ取付面１１ａに少なくとも１つのセンサ２３，２４，２５が取り付けられている。センサ装置２は、ボルト挿通孔２７を有するセンサ支持部材２１およびこれに支持されたセンサ２３，２４，２５を有しており、軸方向にのびるめねじ部２８が固定部材１１の端部に設けられ、センサ支持部材２１を貫通したボルト２６が固定部材１１にねじ込まれることによって、センサ支持部材２１が固定部材１１に取り付けられている。【選択図】    図３
2004190745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材、回転部材、両部材間に介装された複数の転動体およびセンサ装置を備えているセンサ付き転がり軸受装置において、固定部材の端面にセンサ取付面が形成され、センサ取付面に少なくとも１つのセンサが取り付けられていることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項２】
センサが温度センサである請求項１のセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項３】
センサが回転センサであり、被検出部が、固定部材の端部に設けられた密封部材の摺動部分を受けている回転側部材に一体に設けられている請求項１のセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項４】
センサ装置は、ボルト挿通孔を有するセンサ支持部材およびこれに支持されたセンサを有しており、軸方向にのびるめねじ部が固定部材の端部に設けられ、センサ支持部材を貫通したボルトが固定部材にねじ込まれることによって、センサ支持部材が固定部材に取り付けられている請求項１から３までのセンサ付き転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば鉄道車両用の軸受装置として使用されるセンサ付き転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道車両用センサ付き転がり軸受装置として、固定部材としての外輪、回転部材としての内輪、両輪間に介装された複数の転動体、両輪間の空間を密閉する密封部材および回転部材の回転を検知するセンサを備えており、２分割された内輪の間に、被検出部であるパルサリングが介在され、外輪の軸方向中央部に設けられたセンサ取付孔にセンサが収められているものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２２８１６４号公報（図１など）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のセンサ付き転がり軸受装置では、パルサリングおよびセンサ装置を軸受端面でなく軸受内に配置することから、点検等を行いにくい上にトラブルの要因となる恐れがあるという問題があり、また、パルサリングが両輪間に封入されたグリスを撹拌することが発熱の原因となるという問題や、組立時にセンサとパルサリングとの位置合わせを取りにくいこと、センサを挿入する際に異物が軸受内に混入する恐れがあること等の問題があった。
【０００５】
そこで、外輪、回転軸が嵌合固定された内輪、両輪間に介装された複数の転動体、外輪の端部に固定された密封部材および内輪の回転を検知する回転センサを備えているセンサ付き転がり軸受装置において、パルサリングを内輪の端部に配置するとともに、センサを密封部材に固定することが考えられる。しかしながら、この場合、センサを固定するための台座を密封部材に溶接する必要があるため、溶接に伴うコスト増や半径方向の位置決め精度の低下の問題があり、また、密封部材は、消耗品として扱われるために、軸受の分解時に密封部材がセンサごと交換されることになり、不経済であるという問題もあった。
【０００６】
上記問題を解消するためには、軸受を支持している軸箱にセンサを固定することが考えられるが、このようにすると、センサが温度センサの場合には、温度測定対象である軸受から離れた位置での温度測定となるので、温度測定の信頼性が小さくなるという問題があり、また、センサが振動センサの場合には、振動測定対象である軸受から離れた位置での振動測定となるので、振動測定の信頼性が小さくなるという問題があり、センサが回転センサの場合には、軸受装置構成部品の製作誤差が加算されるために組立時にセンサのギャップを調整することが必要となり、このセンサ取付け作業が面倒であるという問題が生じる。
【０００７】
この発明の目的は、センサを軸受端部に配置するとともに、溶接作業を不要とすることにより、センサを軸受内に配置することに伴う問題を解消し、しかも、信頼性の低下やコスト増の問題が生じないセンサ付き転がり軸受装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によるセンサ付き転がり軸受装置は、固定部材、回転部材、両部材間に介装された複数の転動体およびセンサ装置を備えているセンサ付き転がり軸受装置において、固定部材の端面にセンサ取付面が形成され、センサ取付面に少なくとも１つのセンサが取り付けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明のセンサ付き転がり軸受装置によると、センサが固定部材の端面に取り付けられるので、センサを軸受内に配置することに伴う問題を解消することができ、しかも、センサを密封部材に取り付けることに伴う溶接が不要となり、軸受の分解時に密封部材がセンサ装置ごと交換されることによる不経済も解消することができ、軸箱にセンサを設けたことに伴う信頼性の低下やギャップ調整の手間の増加等の問題も解消することができる。
【００１０】
センサとしては、回転センサ、温度センサ、振動センサなどのうちから１種類または複数種類の１または複数個のセンサが適宜選択される。
【００１１】
センサの取付けは、例えば、センサ装置をボルト挿通孔を有するセンサ支持部材およびこれに支持されたセンサによって構成するとともに、軸方向にのびるめねじ部を固定部材端部に設け、センサ支持部材を貫通したボルトを固定部材にねじ込むことによってセンサ支持部材を固定部材に取り付けることにより容易に行うことができる。この際、センサ支持部材および固定部材のいずれか一方に位置決めピン等の位置決め機構が、同他方に位置決めピン等が挿入される位置決め孔等の位置決め機構がそれぞれ設けられていることがより好ましい。このようにすると、センサ装置の着脱が極めて容易でかつ精度よく位置決めを行うことができる。
【００１２】
センサが温度センサである場合には、温度測定対象である軸受の固定部材にセンサが配置されることから、温度センサを軸箱に配置する場合に比べて、軸受の温度がセンサに伝わりやすく、軸受温度を精度よく検知することができる。
【００１３】
センサが回転センサである場合には、パルサリング等の被検出部が、固定部材の端部に設けられた密封部材の摺動部分を受けている回転側部材（具体的には、油切り）に一体に設けられていることがある。このようにすると、被検出部を別途作成して嵌め合わせる作業が不要となり、部品数を低減しかつ組立工数も削減することができる。被検出部は、別体として、回転側部材（油切りまたは前ぶたなど）に、固定してももちろんよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、センサ付き転がり軸受装置を示している。以下の説明において、前とは図１の左、後とは図１の右をいうものとする。
【００１６】
図１に示すように、センサ付き転がり軸受装置は、鉄道車両用として使用されるもので、軸受（１）およびそれに設けられたセンサ装置（２）を備えている。
【００１７】
軸受（１）は、固定部材としての外輪（１１）、回転部材としての内輪（１２）、これらの間に配置された複列の転動体である複数の円錐ころ（１３）および保持器（１４）を備えている。軸受（１）は軸箱（図示略）に支持され、軸受（１）の内輪（１２）に回転軸（４）が嵌合固定されている。回転軸（４）は、段付き状に形成されており、内輪（１２）の内径に等しい外径を有し前端部分が内輪（１２）よりも前方にある中間部（４ａ）と、中間部（４ａ）の前端に連なってこれより若干小径のねじ部（４ｂ）と、ねじ部（４ｂ）に連なる小径の前端部（４ｃ）とを有している。
【００１８】
外輪（１１）前端面には、センサ取付面（１１ａ）が形成されおり、この面（１１ａ）にセンサ装置（２）が取り付けられている。外輪（１１）前端部には、さらに、密封部材（５）が固定されている。内輪（１２）前端部には、密封部材（５）の摺動部分を受けている（リップ部と摺動する）油切り（６）が設けられている。回転軸（４）の前端部（４ｃ）には、環状の抑えリング（８）が嵌められており、この抑えリング（８）と油切り（６）との間に、前ぶた（７）が配置されている。また、抑えリング（８）に設けられたキーが回転軸（４）に設けられたキー溝にはめ込まれている。
【００１９】
密封部材（５）は、外輪（１１）に固定されている剛性リング（１５）と、組合せシール（１６）とからなる。剛性リング（１５）は、後端部が最大径、前端部が最小径の段付き状に形成されており、後端部が外輪（１１）内径の肩部に嵌め入れられて固定されている。
【００２０】
油切り（６）は、密封部材（５）の摺動部分（ゴムリップ部）を受けている円筒部（６ａ）と、円筒部（６ａ）の後端に設けられた内向きフランジ部（６ｂ）と、円筒部（６ａ）の前端に設けられた外向きフランジ部（６ｃ）とからなり、内向きフランジ部（６ｂ）の内径が回転軸（４）に嵌め入れられて固定されている。油切り（６）の外向きフランジ部（６ｃ）は、被検出部としてのパルサリングとされており、その外周部には、磁気発生部としての歯（２０）が等ピッチで形成されている。外向きフランジ部（６ｃ）には、密封部材（５）の剛性リング（１５）の前端部が非接触で入り込められる環状のスリットが形成されている。
【００２１】
前ぶた（７）は、回転軸（４）のねじ部（４ｂ）に対応するねじ部を有し回転軸（４）のねじ部（４ｂ）に固定された円筒部（７ａ）と、円筒部（７ａ）前端に連なるフランジ部（７ｂ）とからなる。
【００２２】
抑えリング（８）は、回転軸（４）の前端部（４ｃ）に嵌められた円筒部（８ａ）と、円筒部（８ａ）の後端に設けられて前ぶた（７）を油切り（６）に圧接させているフランジ部（８ｂ）とからなる。
【００２３】
センサ装置（２）は、図３に拡大して示すように、軸方向に長い方形板状の支持部（２１ａ）およびこれに直交する方向に長い方形板状の取付部（２１ｂ）からなるＴ字状センサ支持部材（２１）と、センサ支持部材（２１）の支持部（２１ａ）に支持された１対の回転センサ（２３）、１つの温度センサ（２４）および１つの振動センサ（２５）とを備えている。
【００２４】
センサ支持部材（２１）の取付部（２１ｂ）の両端部には、軸方向のボルト挿通孔（２７）が形成されており、これに対応して、固定部材（１１）の前端部の２箇所には、軸方向にのびるめねじ部（２８）が形成されている。そして、センサ支持部材（２１）の２つのボルト挿通孔（２７）にそれぞれ挿通されたボルト（２６）が固定部材（１１）の各めねじ部（２８）にねじ合わされることにより、センサ支持部材（２１）が固定部材（１１）の前端部に脱着可能に取り付けられている。センサ支持部材（２１）の取付部（２１ｂ）の後面の中央部（２つのボルト挿通孔（２７）の中間）には、後方に突出した位置決めピン（２９）が設けられており、固定部材（１１）の前端部には、位置決めピン（２９）が挿入されている軸方向にのびる位置決め孔（３０）が設けられている。なお、位置決めピン（２９）の数は、この実施形態では１つとされているが、２以上としてももちろんよい。また、位置決めピン（２９）および位置決め孔（３０）に代えて、他の適宜な位置決め機構を設けてもよい。
【００２５】
回転センサ（２３）は、パルサリングとされている油切り（６）の外向きフランジ部（６ｃ）の歯（２０）を径方向外側から臨む位置に周方向に所定間隔をおいて配置されており、これらの２つの回転センサ（２３）を使用することによって、回転速度だけでなく回転方向の検知も可能とされている。また、温度センサ（２４）は、センサ支持部材（２１）の外輪（１１）にほぼ接する部分に配置されており、温度センサ（２４）を軸箱に配置する場合に比べて、温度測定対象である軸受（１）に近いために軸受（１）の温度がセンサ（２４）に伝わりやすく、軸受温度を精度よく検知することができる。同様に、振動センサ（２５）は、外輪（１１）の振動を検知することができ、軸受（１）の振動を精度よく検知することができる。なお、回転センサ（２３）としては、磁気検知式だけでなく、光学式検知等他の形式のセンサを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明によるセンサ付き転がり軸受装置の１実施形態の前半部を示す縦断面図である。
【図２】図２は、同正面図である。
【図３】図３は、この発明によるセンサ付き転がり軸受装置の要部を拡大して示す図で、（ａ）は、センサ支持部材を取り付けるボルトの中央を通る線に沿う断面図、（ｂ）は、センサ支持部材の中央を通る線に沿う断面図である。
【符号の説明】
（１）        軸受
（２）        センサ装置
（５）        密封部材
（６）        油切り
（１１）      外輪（固定部材）
（１１ａ）      取付面
（１２）      内輪（回転部材）
（１３）      円錐ころ（転動体）
（２０）      パルサリングの歯（被検出部）
（２１）      センサ支持部材
（２３）      回転センサ
（２４）      温度センサ
（２６）      ボルト
（２７）      ボルト挿通孔
（２８）      めねじ部
【図１】
2004190745.tif 000003
【図２】
2004190745.tif 000004
【図３】
2004190745.tif 000005