(57)【要約】【課題】  軸受に発生する振動などの回転状況を正確に測定する。【解決手段】  内輪２と外輪３との間に保持器５により回転自在に保持された複数の転動体４を収容し、外輪３に対する内輪２の回転状況を検知するセンサ１５を外輪３に直接的に取り付ける。つまり、外径上部にハウジング１３が設けられた外輪３の外径下部に径方向へ突出する凸部１４を設け、その凸部１４の端面にセンサ１５を取り付ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に保持器により回転自在に保持された複数の転動体を収容し、外輪に対する内輪の回転状況を検知するセンサを前記外輪に直接的に取り付けたことを特徴とするセンサ付き軸受。
【請求項２】
前記センサは、外径上部にハウジングが設けられた外輪の外径下部に配されている請求項１に記載のセンサ付き軸受。
【請求項３】
前記外輪の外径の一部に径方向へ突出する凸部を設け、その凸部の端面にセンサを取り付けた請求項１又は２に記載のセンサ付き軸受。
【請求項４】
前記センサは、振動センサ、回転センサあるいは温度センサのうちから選択される少なくともいずれか一つである請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ付き軸受。
【請求項５】
前記転動体は、複列円筒ころあるいは複列円すいころのいずれかである請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ付き軸受。
【請求項６】
鉄道車両の車軸を回転自在に支承する請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサ付き軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセンサ付き軸受に関し、例えば鉄道車両の車軸を回転自在に支承する転がり軸受であって、その回転状況を検知するセンサを具備したセンサ付き軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば貨車などの鉄道車両の車軸を回転自在に支承する転がり軸受は、鉄道車両車軸用として設計・製作されたものであって、複列円筒ころ軸受や複列円すいころ軸受を用いるのが一般的である。ここで、前述した貨車などの鉄道車両では、高速運行の目的から、各車両ごとにＡＢＳ（アンチロック・ブレーキシステム）装置を搭載することが安全走行上要求されている。
【０００３】
このＡＢＳ装置の搭載を可能にするため、鉄道車両の運転時において軸受の回転状況を検知するセンサを取り付けた構造のセンサ付き軸受がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この種のセンサ付き軸受は、図１１に示すように内輪３１と外輪３２との間に保持器３３により回転自在に保持された複数の円すいころ３４を収容し、外輪３２の内径端部にオイルシールケース３５を嵌着した構造を具備し、外輪３２に対する内輪３１の回転状況を検知するセンサ３６をオイルシールケース３５に取り付けている。
【特許文献１】特開平１０−２２４９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した特許文献１に開示されたセンサ付き軸受では、センサ３６を取り付けたオイルシールケース３５が外輪３２の内径に圧入されているだけであるため、そのオイルシールケース３５のセンサ３６が取り付けられた先端側部位の剛性が低くなっている。
【０００６】
このように部品の構成上、センサ３６はオイルシールケース３５の先端側部位に取り付けられるため、そのセンサ３６が振動センサの場合、軸受に発生する正確な振動を測定することが非常に困難となる。また、センサ３６が温度センサの場合も、オイルシールケース３５の温度を測定することになり、軸受部品の正確な温度を測定することも困難となる。
【０００７】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、軸受に発生する振動などの回転状況を正確に測定し得るセンサ付き軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明に係るセンサ付き軸受は、内輪と外輪との間に保持器により回転自在に保持された複数の転動体を収容し、外輪に対する内輪の回転状況を検知するセンサを前記外輪に直接的に取り付けたことを特徴とする。ここで、「外輪に対する内輪の回転状況」とは、内輪の回転数および回転方向、軸受の振動、軸受内部の温度を意味する。従って、その回転状況を検知するセンサとしては、回転センサ、振動センサあるいは温度センサが適用可能である。また、前述の軸受の構成要素の一つである転動体としては、複列円筒ころあるいは複列円すいころが適用可能である。
【０００９】
本発明に係るセンサ付き軸受では、外輪に対する内輪の回転状況を検知するセンサを外輪に直接的に取り付けたことにより、剛性の高い外輪にセンサが強固に取り付けられていることから、軸受に発生する振動などの回転状況をセンサにより正確に測定することが実現容易となる。
【００１０】
本発明は、鉄道車両の車軸を回転自在に支承する軸受に適用可能であり、このように鉄道車両車軸用として使用した場合、軸受の車両への取り付け構造上、外輪の外径上部にハウジングが設けられる。このように外輪の外径上部にハウジングが設けられた構造では、センサを外輪の外径下部に配した構造が望ましい。このような構造とすれば、ハウジングに干渉することなく、センサを外輪に直接的に取り付けることが可能となる。
【００１１】
なお、センサを外輪に取り付けるに際しては、外輪の外径の一部に径方向へ突出する凸部を設け、その凸部の端面にセンサを取り付けた構造が可能である。このような構造とすれば、外輪の外径に形成された凸部がハウジングに接することで回り止めとなって、センサの引き回し線の断線を防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、外輪に対する内輪の回転状況を検知するセンサを外輪に直接的に取り付けたことにより、剛性の高い外輪にセンサが強固に取り付けられていることから、軸受に発生する振動などの回転状況をセンサにより正確に測定することが実現容易となる。その結果、製品の品質および信頼性が大幅に向上し、鉄道車両車軸用として使用した場合、安全面で優れたセンサ付き軸受を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜図１０は、本発明のセンサ付き軸受を貨車などの鉄道車両の車軸軸受として適用した実施形態を説明するためのもので、図１〜図６は、外輪の外径下部にセンサを取り付けた実施形態で、図７〜図１０は、外輪の外径上部にセンサを取り付けた実施形態を示す。なお、図７〜図１０の実施形態では、ハウジングを図示省略している。
【００１４】
図１〜図３に示す実施形態におけるセンサ付き軸受は、間座１を介して軸方向に隣接した一対の内輪２と、その内輪２の外側に配された外輪３と、内輪２の軌道面と外輪３の軌道面との間に転動自在に介在する複列の転動体４（図では円すいころ）と、各列の転動体４を円周方向で等間隔に保持する保持器５とを主要な構成要素としている。この軸受は、鉄道車両の車軸軸受としての用途を持つことから、その鉄道車両に取り付けるためのハウジング１３を外輪３の外径上部に装着している。
【００１５】
前述した外輪３の両端部内周面に、オイルシール６を内部に保持したオイルシールケース７を嵌合し、そのオイルシール６と摺接する油切り部材８をそれぞれの内輪２の両外側に配置し、軸端部に前蓋９を配置すると共にその前蓋９と反対側に後蓋１０を配置した状態で、ボルト１１により前蓋９を車軸１２に締結することにより、軸受を車軸１２に固定している。
【００１６】
この実施形態では、外輪３の外径の下部に径方向へ突出する凸部１４を設け、その凸部１４の端面に回転センサ１５を取り付けている。この実施形態の場合、回転センサ１５は、二本のねじ１６により外輪３の凸部１４に固定されている。この回転センサ１５としては、反射型光電スイッチ等を使用することが可能であり、その投受光部と対向するように前蓋９の外周端面にエンコーダ１７を配設している。
【００１７】
以上の構成のようにして外輪３に取り付けられた回転センサ１５により、静止側部材である外輪３に対する回転側部材である内輪２（車軸１２）の回転数を測定することが可能となる。この場合、剛性の高い外輪３に回転センサ１５が強固に取り付けられているので、その回転センサ１５により軸受の回転数を正確に測定することができる。また、この回転センサ１５の取り付け箇所を、ハウジング１３が取り付けられていない外輪３の外径下部としていることから、回転センサ１５の取り付けに際してハウジング１３が障害となることはない。
【００１８】
なお、この実施形態は、回転センサ１５を二本のねじ１６により外輪３の凸部１４に固定した構造であるが、他の固定構造として、図４〜図６に示すような固定構造であってもよい。図４〜図６に示す構造では、外輪３の凸部１４および回転センサ１５のフランジ部に軸方向に沿う二つの貫通孔１８，１９を設け、その貫通孔１８，１９に、先端にねじ部を有するＵ字状部材２０の両端を挿通させ、それぞれの端部をナット２１で締め付けることにより、回転センサ１５を外輪３の凸部１４に固定している。
【００１９】
以上で述べた実施形態では、回転センサ１５を外輪３の下部に取り付けた軸受について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図７および図８に示すように回転センサ１５を外輪３の上部に取り付けることも可能である。その回転センサ１５の取り付け構造としては、図１〜図３の実施形態と同様、外輪３の外径上部に径方向へ突出する凸部１４を設け、その凸部１４の端面に回転センサ１５を二本のねじ１６により固定している。
【００２０】
この実施形態では、図示しないハウジングを外輪３の外径上部に取り付けることにより、外輪３の外径の上部に形成され、回転センサ１５が取り付けられた凸部１４がハウジングに接することで回り止めとなって、回転センサ１５の引き回し線の断線を防止することができる。
【００２１】
さらに、回転センサ１５の他の取り付け構造としては、図４〜図６の実施形態と同様、図１０に示すように外輪３の凸部１４および回転センサ１５のフランジ部に貫通孔１８，１９を設け、その貫通孔１８，１９にＵ字状部材２０の両端を挿通させ、それぞれの端部をナット２１で締め付けることにより、回転センサ１５を外輪３の凸部１４に固定するようにしてもよい。
【００２２】
なお、この実施形態では、回転状況を検知するセンサとして、回転センサ１５を取り付けた場合について説明したが、回転センサ１５以外に、軸受の振動を検知する振動センサや軸受内部の温度を検知する温度センサを取り付けることも可能である。これらセンサは、前述したように外輪３に直接的に強固に取り付けられるので、振動センサの場合、軸受に発生した振動を正確に測定でき、また、温度センサの場合、構成部品の温度を正確に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るセンサ付き軸受の実施形態で、外輪の下部に回転センサを設けた複列円すいころ軸受を示す断面図である。
【図２】図１の下面図である。
【図３】図１の左側面図である。
【図４】本発明の他の実施形態で、回転センサを他の取り付け構造で外輪に固定した軸受を示す断面図である。
【図５】図４の下面図である。
【図６】図４の左側面図である。
【図７】本発明の他の実施形態で、外輪の上部に回転センサを設けた複列円すいころ軸受を示す要部断面図である。
【図８】図７の前蓋を省略した状態を示す左側面図である。
【図９】本発明の他の実施形態で、回転センサを他の取り付け構造で外輪に固定した軸受を示す要部断面図である。
【図１０】図９の上面図である。
【図１１】センサ付き軸受の従来例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
２  内輪
３  外輪
４  転動体
５  保持器
１３  ハウジング
１４  凸部
１５  センサ（回転センサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005331025.tif 000008
【図７】
2005331025.tif 000009
【図８】
2005331025.tif 000010
【図９】
2005331025.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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