(57)【要約】【課題】軸受１の点検時、これを分解することなく、転がり軸受１の内部状態に関する項目等について、データ登録装置９０に対するデータの書き込みや読み込みをリーダライタを用いて行える回転センサ付軸受において、転がり軸受１を交換する際、旧軸受１のデータ登録装置９０を新軸受１でも活用可能とする。【解決手段】磁気センサ８０及びデータ登録装置９０がセンサ収納室部３１内に固定されたセンサケース３０を、一方の軌道輪１０に対して軸回り方向に滑り自在に装着されたセンサ支持基体４０の凹部４８に合わせる案内構造と、ばね１００等を利用した固定補助とにより、軌道輪１０に対して再使用可能かつ着脱可能に設けることにより、軸受１の交換履歴を登録したデータ登録装置９０、磁気センサ８０等が固定された旧軸受１のセンサケース３０を、丸ごと新軸受１に再使用することができるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外輪（１０、２０）を有する転がり軸受（１）と、
磁気センサ（８０）がセンサ収納室部（３１）内に固定され、かつ前記内外輪（１０、２０）のうち、一方の軌道輪（１０）に装着されるセンサケース（３０、１３０、１５０）と、
前記内外輪（１０、２０）のうち、他方の軌道輪（２０）と一体に回転させられるエンコーダ（５０）と、
リーダライタ（Ｒ）を用いてデータ書き込み及び読み取りが可能なデータ登録装置（９０）とを備えた回転センサ付軸受において、
前記データ登録装置（９０）が、前記センサ収納室部（３１）内に固定されており、
前記センサケース（３０、１３０、１５０）が、再使用可能に前記転がり軸受（１）から取り外せるように設けられていることを特徴とする回転センサ付軸受。
【請求項２】
前記データ登録装置（９０）に登録する項目として、前記転がり軸受（１）の交換履歴を含んでいる請求項１に記載の回転センサ付軸受。
【請求項３】
前記データ登録装置（９０）がＩＣタグからなる請求項１又は２に記載の回転センサ付軸受。
【請求項４】
前記磁気センサ（８０）と前記データ登録装置（９０）とが同一の基板面に実装されており、当該データ登録装置（９０）のアンテナ（９１）が、基板（８２）のうち、前記磁気センサ（８０）の半田付け部（８３ａ）と反対側の部分に配置され、当該データ登録装置（９０）を構成する他の素子（９２〜９５）が、当該半田付け部（８３ａ）と当該アンテナ（９１）との間に配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載の回転センサ付軸受。
【請求項５】
前記磁気センサ（８０）が、前記データ登録装置（９０）を構成する素子（９１〜９５）よりも高い端子部（８３）を有している請求項４に記載の回転センサ付軸受。
【請求項６】
前記データ登録装置（９０）と、前記磁気センサ（８０）の検出信号を利用する外部機器（８）とが有線で接続され、前記リーダライタ（８ｂ）の情報処理及び送受信処理が前記外部機器（８）で実行される請求項１から５のいずれか１項に記載の回転センサ付軸受。
【請求項７】
前記エンコーダ（５０）がパルサーリングからなり、前記エンコーダ（５０）にバイアス磁界を印加する永久磁石（８１）が、前記センサ収納室部（３１）内に固定されている請求項６に記載の回転センサ付軸受。
【請求項８】
前記転がり軸受（１）が、車両（２）の車輪軸受装置（３）に含まれており、前記外部機器（８）が、当該車両（２）のエンジンコントロールユニット（８）からなる請求項６又は７に記載の回転センサ付軸受。
【請求項９】
前記車両（２）の運転室（９）に付属の操作入力部（９ａ）を用いた前記リーダライタ（８ｂ）への操作入力、及び当該運転室（９）に付属の運転室モニタ（９ｂ）を用いた当該リーダライタ（８ｂ）の出力が可能になっている請求項８に記載の回転センサ付軸受。
【請求項１０】
前記車両（２）が建設機械からなり、前記転がり軸受（１）が、減速機（６）と共に組み込まれる円錐ころ軸受からなる請求項９に記載の回転センサ付軸受。
【請求項１１】
前記データ登録装置（９０）に登録する項目として、前記転がり軸受（１）の出荷履歴、前回点検時の軌道面の状態評価、及び運転時間の中の少なくとも１項目を含んでいる請求項１から１０のいずれか１項に記載の回転センサ付軸受。
【請求項１２】
前記センサケース（３０、１３０、１５０）が、前記一方の軌道輪（１０）に対して軸回り方向に回転自在に装着されている請求項１から１１のいずれか１項に記載の回転センサ付軸受。
【請求項１３】
前記一方の軌道輪（１０）の軌道側周面（１１）に支持されるセンサ支持基体（４０、１４０、１６０）を備え、
前記軌道側周面（１１）が、軸回り方向に亘る周溝部（１２）を有し、
前記センサ支持基体（４０、１４０、１６０）が、前記軌道側周面（１１）を径方向に挟む２個の分割片（４１、４１’、１１０）を連結して環状体に組み立てるようになっており、
前記分割片（４１、４１’、１１０）が、前記周溝部（１２）に入り込む突部（４２）と前記軌道側周面（１１）に嵌る滑り面部（４３）とを有し、
前記２個の分割片（４１、４１’、１１０）が、互いに同形の成形部品からなり、
前記センサ支持基体（４０、１４０、１６０）が、前記突部（４２）の前記周溝部（１２）に対する軸方向の引っ掛かりと、前記軌道側周面（１１）及び前記滑り面部（４３）の径方向の嵌り合いとにより、当該軌道側周面（１１）に対して軸回り方向に滑り自在に装着されるようになっており、
前記センサケース（３０、１３０、１５０）が、前記センサ支持基体（４０、１４０、１６０）を介して前記一方の軌道輪に装着される請求項１２に記載の回転センサ付軸受。
【請求項１４】
前記分割片（４１、４１’、１１０）ごとに前記センサケース（３０、１３０、１５０）が装着可能になっている請求項１３に記載の回転センサ付軸受。
【請求項１５】
前記センサ支持基体（４０、１４０、１６０）が、一方向から合わせる前記センサケース（３０、１３０、１５０）を前記磁気センサ（８０）の検出位置に対応した組み合わせ位置へ案内するようになっており、
前記センサケース（３０、１３０、１５０）が、前記センサ支持基体（４０、１４０、１６０）及び当該センサケース（３０、１３０、１５０）間に介在するばね（１００、１２０）又はねじ部材（１７０）で前記合わせ方向と反対方向の変位を防止する固定補助によって当該センサ支持基体（４０、１４０、１６０）に装着される請求項１３又は１４に記載の回転センサ付軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受と、磁気式回転センサとを備えた回転センサ付軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転センサ付軸受は、モータ軸、自動車等の回転部材と、これに対して静止するハウジング等の静止部材間に組み込んで使用される。磁気センサがセンサ収納室部内に固定されたセンサケースは、内外輪のうち、一方の軌道輪に装着される。一方の軌道輪は、静止部材に嵌着される方とする。磁気センサとギャップを形成するエンコーダは、回転部材に取り付ける他方の軌道輪と一体に回転させられる。エンコーダは、他方の軌道輪すなわち回転部材の回転運動を磁気センサで検出するバイアス磁界の変化に変換する。磁気センサと組み込み先の外部機器との間で電線を介して入出力の送受信が行われる。磁気センサの検出信号は、外部機器による回転部材の回転速度制御、回転方向制御、回転角度制御等に利用される。例えば、車両では、車輪軸受装置に回転センサ付軸受を含め、その回転センサの検出信号がＡＢＳ制御やトラクションコントロールなどに使用されている。
【０００３】
転がり軸受の寿命は、確率的に評価された定格寿命に基いて予測されている。転がり軸受の交換は、一般に、軸受の重要度、交換作業の容易性等を考慮し、破損した時点、定格寿命に対する所定割合の運転時間に達した時点、又は、軸受内部の状態等を点検結果を所定の基準に照らして交換を要すると判断された時点で実施されている。いずれにせよ、重要部の軸受については、一定期間運転する毎に軸受内部の状態等を点検することが好ましい。この定期点検が実施されている軸受として、例えば、建設車両に減速機と共に組み込まれた車輪軸受装置が挙げられる（特許文献１）。
【０００４】
近年、ＲＦＩＤ技術を用いたＩＣタグに代表されるように、リーダライタを用いてデータ書き込み及び読み取りが可能なデータ登録装置を軸受部品に取り付け、軸受等の管理に利用することが提案されている（特許文献２）。
【０００５】
回転センサ付軸受においても、ＩＣタグを転がり軸受に備え付け、そのＩＣタグのメモリに軸受の識別情報、初期予圧設定量、センサの感度情報といった運転管理に関する項目のデータを記憶したものがある。ＩＣタグは、シールのゴム部に埋め込んだり、磁気センサ部に設けられている。定期点検時、軸受を車軸及び静止部材間から取り外したり、分解したりすることなく、リーダライタを用いてＩＣタグに登録されているデータを読み込み、点検に必要な情報を容易に得ることができ、管理台帳を確認する手間がない。また、点検後、リーダライタを用いてＩＣタグに所定の項目のデータ書き込みを行い、通期の管理に活用することができる（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０４０１６号公報
【特許文献２】特開２００６−５３６７０号公報
【特許文献３】特開２００６−３８１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３においては、軸受交換の際、軌道輪に取り付けたＩＣタグをどのように取り扱うかが考慮されていない。シールのゴム部にＩＣタグを埋め込んだ例のように、交換時、用済みの旧軸受ごとＩＣタグを廃棄すると、継続使用が可能なデータ登録装置をも無駄に廃棄することになる。
【０００８】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、回転センサ付軸受を交換する際、旧軸受のデータ登録装置を新軸受でも活用可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を達成するため、この発明は、内外輪を有する転がり軸受と、磁気センサがセンサ収納室部内に固定され、かつ前記内外輪のうち、一方の軌道輪に装着されるセンサケースと、前記内外輪のうち、他方の軌道輪と一体に回転させられるエンコーダと、リーダライタを用いてデータ書き込み及び読み取りが可能なデータ登録装置とを備えた回転センサ付軸受において、前記データ登録装置が、前記センサ収納室部内に固定されており、前記センサケースが、再使用可能に前記転がり軸受から取り外せるように設けられている構成を採用した。
【００１０】
データ登録装置や磁気センサを構成する素子は、通常、軌道輪や転動体といった軸受の負荷部よりも十分な長寿命を有している。データ登録装置をセンサ収納室部内に固定することにより、軸受交換の際、センサケース丸ごと新軸受への再使用を行えるように、磁気センサ共々に保護することができる。その上で、センサケースを再使用可能に転がり軸受から取り外せるようにしたので、用済みの転がり軸受から新軸受にセンサケース丸ごと再使用することができる。したがって、旧軸受のデータ登録装置を新軸受でも活用することができる。
【００１１】
軸受交換を行う際のデータ更新について検討すると、軸受交換後に確定する情報や、新軸受に固有の情報に関する項目は、再使用したデータ記録装置に新規データとして入力することになる。センサケース丸ごと再使用すれば、登録済みのデータを引き継いだり、その場で履歴を把握して更新したりすることができるので、新軸受への再使用後のデータ書き込み負担を軽減することができる。
【００１２】
例えば、前記データ登録装置に登録する項目として前記転がり軸受の交換履歴を含めることができる。
【００１３】
ここで、「転がり軸受の交換履歴」とは、交換回数、過去の交換年月日等の中の１つ以上の情報を採用することができる。いずれにせよ、交換履歴は、交換時期を跨ぐ時系列情報である。軸受交換の際、センサケース丸ごとの再使用により、登録済みの過去の交換年月日を新軸受側に全て引き継ぐことができ、過去の交換回数を直ぐに読み込んで今回の回数を加算した値を書き込むことができる。
【００１４】
前記データ登録装置と前記リーダライタ間の送受信は、軸受を分解することなくリーダライタを用いたデータ読み書きを行うことができる限り、有線式又は無線式のいずれでもよい。
【００１５】
例えば、前記データ登録装置をＩＣタグから構成すれば、一個の集積回路（ＩＣ）を基板に実装するだけで当該装置を構築することができる。
【００１６】
前記磁気センサと前記データ登録装置とを同一の基板に実装すると、前記センサケースのセンサ収納室部内へ固定する基板数を増やす手間がない。
【００１７】
前記データ登録装置を無線式にする場合、当該装置のアンテナを、前記基板のうち、前記磁気センサの半田付け部と反対側の部分に配置し、当該装置を構成する他の素子を、当該半田付け部と当該アンテナとの間に配置することが好ましい。
【００１８】
前記データ登録装置と前記磁気センサとを同一の基板面に実装すれば、当該装置等の裏側の基板部へ電線を接続することで基板をコンパクトにしたり、基板の樹脂封止層の厚みを確保したりすることが容易になる。磁気センサは、バイアス磁界の磁束密度のピーク近くに配置される。その磁気センサの基板面への半田付け部と、データ登録装置のアンテナの配置とを基板の両側に分け、この離間部分をデータ登録装置を構成する他の素子の配置に利用することにより、アンテナをピークから遠ざけて無線通信時のノイズ低減を図ると共に基板のコンパクト化を図ることができる。
【００１９】
特に、前記磁気センサが前記データ登録装置を構成する素子よりも高い端子部を有していると、前記同一の基板面に実装するデータ登録装置と磁気センサとの干渉を避け、コンパクトな基板への片面実装が容易になる。
【００２０】
なお、バイアス磁界が無線送受信を阻害する条件下の場合、バイアス磁界を印加する永久磁石を前記他方の軌道輪側に取り付け、前記センサケースを前記一方の軌道輪から分離してデータ読み書きを実施するようにしたり、永久磁石を着脱可能に設け、データ読み書きを実施する際に永久磁石をセンサケースから遠ざけたり、有線式で送受信を行うようにしたりすればよい。
【００２１】
例えば、前記データ登録装置と、前記磁気センサの検出信号を利用する外部機器とを有線で接続し、前記リーダライタの情報処理及び送受信処理を、前記外部機器で実行することが好ましい。
【００２２】
有線式なので、バイアス磁界に阻害されることなく、データ登録装置とリーダライタ間の送受信を実施することができる。外部機器に備わる情報処理機能、送受信機能等の諸機能を利用してリーダライタを組み込み先に構築することができる。上述のように、回転センサ付軸受は、組み込み先で、前記磁気センサと前記外部機器とを電線で接続するものなので、この電線と同じ取り回しで前記データ登録装置の有線接続用の配線を追加することができる。
【００２３】
前記エンコーダは、前記一方の軌道輪側に固定された永久磁石のバイアス磁界に変化を与えるパルサーリング、又は前記他方の軌道輪側に固定され、Ｎ極とＳ極が軸回り方向に交互に並ぶ永久磁石（バイアス磁界印加の機能を兼ねたもの）のいずれでもよい。
【００２４】
前記の有線式で前記エンコーダをパルサーリングとする場合、前記センサケースの前記センサ収納室部内に、エンコーダにバイアス磁界を印加する永久磁石を固定すればよい。
【００２５】
有線式の前記データ登録装置なので、バイアス磁界の影響を心配することなく、センサケースのセンサ収納室部内に、永久磁石を固定することができる。こうすると、軸受交換の際、センサケース丸ごとの再使用により、永久磁石も無駄に廃棄しなくて済む。
【００２６】
前記転がり軸受を車両の車輪軸受装置に含める場合、前記外部機器を、当該車両のエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）から構成することができる。
【００２７】
車両の車輪軸受装置に含める転がり軸受で回転センサ付軸受を構成する場合、外部機器は、エンジン出力の制御を行う前記ＥＣＵとされ、ＥＣＵによるＡＢＳ制御や、トルクコントロール制御に利用されている。ＥＣＵの情報処理能力は、リーダライタに要する情報処理を追加するのに十分なレベルに達し、ＥＣＵに対する入出力用のコネクタも車両に備わっているので、ＥＣＵを利用してリーダライタを構築することができる。
【００２８】
より具体的には、前記車両の運転室に付属の操作入力部を用いた前記リーダライタへの操作入力、及び当該運転室に付属の運転室モニタを用いた前記リーダライタの出力が可能になっているとよい。
【００２９】
近年、車両運転室の情報システム化が進み、ＥＣＵに対して設定、命令等のデータ入力を行うための操作入力部や、これら実行結果や運転状況を表示するための運転室モニタが付属するようになっている。これらＥＣＵにリンクした操作入力部及び運転室モニタを利用すれば、前記リーダライタの情報処理及び送受信処理だけでなく、操作入力、読み取ったデータの出力処理も車両側装置で行うことができる。
【００３０】
前記運転室を具備した前記車両として、建設機械を挙げることができる。その建設機械に組み込む前記車輪軸受装置の前記転がり軸受として、減速機と共に組み込まれる円錐ころ軸受を挙げることができる。
【００３１】
前記データ登録装置に登録する項目として、前記転がり軸受の出荷履歴、点検時の軌道面評価、及び運転時間の中の少なくとも１項目を含めることができる。
【００３２】
ここで、「転がり軸受の出荷履歴」として、例えば、新軸受の製造番号、製造ロット番号、製造工場、製造ライン、及び製造年月日等の中の１つ以上を採用することができる。また、「点検時の軌道面評価」として、所定の評価分類の中で前回の点検時に該当した分類を示す記号、前回の点検結果を記述したテキスト等の中の１つ以上を採用することができる。また、「運転時間」として、当該軸受の使用開始後に外部機器が回転検出を行った総時間、当該軸受の交換時からの総経過時間等の中の１つ以上を採用することができる。
【００３３】
前記センサケースを、前記一方の軌道輪に対して軸回り方向に回転自在に装着することが好ましい。
【００３４】
回転センサ付軸受は、前記磁気センサと前記外部機器間で入出力を行うため、これらの間を電線で接続した状態で使用される。また、この発明においては、前記データ登録装置と外部機器間を有線で接続する電線が追加されることもある。回転センサ付軸受の組込み先によっては、回転部材のアンバランスが大きく、軸受運転中、一方の軌道輪がクリープを起こす場合がある。クリープが発生すると断線の恐れがある場合、予め、軸受外部材を利用してセンサケースのみを回り止めすることが可能である。そうすると、クリープが発生したとき、一方の軌道輪に対して軸回り方向に回転自在に装着されたセンサケースは、軸受外部材による規制で回転できず、クリープの回転量に応じて当該軌道輪に対して軸回り方向の滑りを生じる。したがって、外部機器側と接続されている電線が軸回り方向に引っ張られず、クリープで断線する心配はない。クリープで軸受を交換することになっても、センサケースに付いている電線を引き続き使用することができる。
【００３５】
前記センサケースを前記一方の軌道輪に装着する具体的手段として、例えば、前記一方の軌道輪の軌道側周面に支持されるセンサ支持基体を備え、前記軌道側周面が、軸回り方向に亘る周溝部を有し、前記センサ支持基体が、前記軌道側周面を径方向に挟む２個の分割片を連結して環状体に組み立てるようになっており、前記分割片が、前記周溝部に入り込む突部と前記軌道側周面に嵌る滑り面部とを有し、前記センサ支持基体が、前記突部の前記周溝部に対する軸方向の引っ掛かりと、前記軌道側周面及び前記滑り面部の径方向の嵌り合いとにより、当該軌道側周面に対して軸回り方向に滑り自在に装着されるようになっており、前記センサケースが、前記センサ支持基体を介して前記一方の軌道輪に装着される構造を採用することができる。
【００３６】
２個の分割片の突部を周溝部の内側へ径方向から入れ、両分割片を連結すると、センサ支持基体の滑り面部と一方の軌道輪の軌道側周面とが嵌り合うので、当該軌道側周面に支持されたセンサ支持基体が転がり軸受に対して径方向に位置決めされる。これにより、突部と周溝部とが軸方向に引っ掛かり可能な状態に保たれるので、センサ支持基体が軸方向にも位置決めされるようになる。したがって、当該連結により、センサ支持基体は、一方の軌道輪に軸回り方向に滑り自在に装着される。センサケースは、センサ支持基体を介して一方の軌道輪に装着されるので、一方の軌道輪に対して軸回り方向に回転自在に装着される。２個の分割片で軌道側周面を挟み、突部を周溝部に入れ込むので、無端環状に形成されたセンサ支持基体の突部を軸方向から周溝部の溝縁越しに周溝部へ押し込む装着構造と比して、センサ支持基体の装着が容易である。
【００３７】
前記２個の分割片を互いに同形の成形部品から構成すれば、同一形状の金型のみで分割片を量産することができる。
【００３８】
特に、同形の分割片２個を用いる場合、分割片ごとにセンサケースを装着することができるようにしておけば、複数のセンサケースをセンサ支持基体に装着することができる。複数のセンサケースを装着しておけば、片方のセンサケースの磁気センサやデータ登録装置が故障したとしても、残りのセンサケースで使用を継続することができる。
【００３９】
前記センサケースを前記一方の軌道輪に再使用可能に装着する手段として、例えば、前記センサ支持基体が、一方向から合わせる前記センサケースを前記磁気センサの検出位置に対応した組み合わせ位置へ案内するようになっており、前記センサケースが、前記センサ支持基体及び当該センサケース間に介在するばね又はねじ部材で前記合わせ方向と反対方向の変位を防止する固定補助によって当該センサ支持基体に装着される構造を採用することができる。
【００４０】
センサケースをセンサ支持基体に一方向から合わせる構造なので、その合わせ方向と反対方向の相対変位を防止すれば、センサケースをセンサ支持基体に装着することができる。その防止手段として、接着ではなく、ばね又はねじ部材を利用した固定補助を採用すると、ばね操作又はねじ部材の回転操作だけで固定補助を解除することができる。案内構造及びばね力又はねじ部材の締結力による固定補助だけでセンサケースが装着されているので、センサ支持基体から抜き取ったセンサケースの表面には、接着剥離後のような荒れが残らない。したがって、軸受交換の際、旧軸受のセンサ支持基体から分離したセンサケースを新軸受に再使用したり、定期点検時にデータ読み書き等のために分離したセンサケースをセンサ支持基体に再装着したりするとき、分離したセンサケースをそのまま再使用することができる。
【発明の効果】
【００４１】
上述のように、この発明に係る回転センサ付軸受は、上記構成の採用により、軸受交換の際、センサケースでデータ登録装置及び磁気センサ共々に保護し、そのセンサケースを再使用可能に転がり軸受から取り外せるので、回転センサ付軸受を交換する際、旧軸受のデータ登録装置を新軸受でも活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は第１実施形態の（ｂ）に描いたＩ−Ｉ線の断面図、（ｂ）は第１実施形態の一部を切り欠いて描いた部分拡大正面図、（ｃ）は（ｂ）のＩＩ−ＩＩ線の断面図
【図２】第１実施形態を軸受中心軸及びセンサケースの筒軸線を含む平面で切断した断面図
【図３】第１実施形態を含んだ車輪軸受装置を車軸中心線を含む平面で切断した断面図
【図４】図３の車輪軸受装置を備えた車両の正面図
【図５】第１実施形態のセンサケースの分解斜視図
【図６】（ａ）は第１実施形態のセンサ支持基体の分解斜視図、（ｂ）は第１実施形態の係止爪部の部分拡大正面図
【図７】係止爪部の変更例を示す部分拡大正面図
【図８】第１実施形態のセンサケース内の基板と車両側の回路構成を示すブロック図
【図９】第２実施形態のセンサ支持基体の連結手段を示す部分拡大正面図
【図１０】（ａ）は第３実施形態の図１（ａ）と同じ切断面の断面図、（ｂ）は第３実施形態の一部を切り欠いて描いた部分拡大正面図
【図１１】第３実施形態のセンサケースの分解斜視図
【図１２】第４実施形態の一部を切り欠いて描いた部分拡大正面図
【発明を実施するための形態】
【００４３】
この発明の第１実施形態に係る回転センサ付軸受を添付図面に基づいて説明する。図１、図２に示すように、この回転センサ付軸受は、内外輪１０、２０を有する転がり軸受１と、センサケース３０とセンサ支持基体４０とが組み合わされた磁気センサユニットと、エンコーダ５０と、外部機器との接続に用いる電線６０と、軸受外部に装着される軸受外部材７０とを備えている。センサ支持基体４０は、内外輪１０、２０のうち、一方の軌道輪１０の軌道側周面１１に支持される。センサケース３０は、磁気センサ８０及びデータ登録装置９０がセンサ収納室部３１内に固定された状態でセンサ支持基体４０に装着される。
【００４４】
一方の軌道輪１０は、組込み先の静止部材（図示省略）にすきま嵌めで装着される。他方の軌道輪２０は、組込み先の回転部材（図示省略）の内周に装着される。固定部材と回転部材との間に組み込まれた転がり軸受１と、回転部材とは、所定の同軸度をもっている。軸回り方向は、軸受中心軸回りの方向といえる。この発明において、「軸方向」とは、転がり軸受の軸受中心軸に沿った方向をいい、「径方向」とは、当該軸受中心軸に直交する方向をいう。
【００４５】
図３、図４に示すように、転がり軸受１は、車両２の車輪軸受装置３に含まれている。車輪軸受装置３は、ホイール４を車体側に回転自在に支持する装置である。図示例の車輪軸受装置３は、ホイール４の回転中心となる車軸５と、転がり軸受１とからなり、車体側に固定される車軸５に対して転がり軸受１で回転自在に支持するようになっている。車両２は、油圧式の走行装置を備えた建設機械からなる。図示例は、４０ｔを越えるダンプ車両である。転がり軸受１は、減速機６と共にホイール４の内側に組み込まれる円錐ころ軸受からなる。軌道輪１０は車軸５に嵌合され、軌道輪２０はホイール４に嵌合されている。ホイール４は、前記回転部材に相当する。車軸５は、前記静止部材に相当する。減速機６として、走行モータ７の出力シャフト７ａの回転によって回転する太陽ギヤ６ａと、太陽ギヤ６ａの回転に応じてホイール４を回転させる遊星ギヤ６ｂと、遊星ギヤ６ｂを保持するキャリア６ｃとを含み、出力シャフト７ａの回転を減速してホイール４を回転させる遊星減速機構が採用されている。
【００４６】
転がり軸受１として分離形の円錐ころ軸受への適用例を示したが、低負荷で回転精度を優先すべき場合、玉軸受、例えば非分離形の深溝玉軸受を採用することもできる。
【００４７】
図１に示す磁気センサ８０及びエンコーダ５０は、他方の軌道輪２０の回転をバイアス磁界（磁束）の変化に変換し、その磁束の変化を検出信号に変換する磁気式回転センサの構成部品である。この発明において、「回転センサ」とは、回転角度、回転速度、回転方向の少なくとも１種の検出信号を電気信号として出力できるものをいう。
【００４８】
エンコーダ５０は、他方の軌道輪２０の回転をバイアス磁界の変化に変換する部材からなる。磁気センサ８０は、バイアス磁界の変化を検出信号に変換する回路からなる。磁気センサ８０として、ホール素子、磁気抵抗素子等の周知のものを適宜に採用することができる。エンコーダ５０として、磁性材料で形成されたパルサーリングが採用されている。磁性材料として、低炭素鋼を採用することができる。パルサーリングは、軸回り方向に規則的に（例えば、一定ピッチ）形成された径方向の貫通孔又は凹凸部から構成することができる。パルサーリングは、例えば、他方の軌道輪に固定する別体の環状部品として、又は他方の軌道輪の表面に直接に形成することができる。
【００４９】
図示例のエンコーダ５０は、環状部品に貫通孔を形成したものとされ、軌道輪２０と一体に回転させられるように、軌道輪２０の軌道側周面に圧入嵌合で装着されている。軌道輪１０に磁気センサユニットが装着され、軌道輪２０にエンコーダ５０が装着された状態にすると、磁気センサ８０がエンコーダ５０と径方向に規定値のギャップをもって対向する検出位置に配置される。磁気センサ８０のパッケージに内蔵された永久磁石８１が、エンコーダ５０にバイアス磁界を印加する。軌道輪２０の軸回りの回転により、エンコーダ５０の貫通孔、柱部がバイアス磁界を通過することに伴う回転検出信号が磁気センサ８０から出力される。
【００５０】
なお、バイアス磁界を印加する永久磁石は、軌道輪１０、２０のいずれ側に配置してもよい。また、エンコーダとして、軸回り方向にＮ極とＳ極が交互に並ぶ磁石を採用し、センサケース３０から永久磁石８１を無くすこともできる。この種のエンコーダとして、例えば、軌道側周面に嵌着する芯金に加硫接着されたゴム磁石、他方の軌道輪に直接に圧入嵌合で装着するゴム磁石が挙げられる。
【００５１】
図１、図５に示すように、前記センサ支持基体４０は、一方向から合わせるセンサケース３０を前記の検出位置に対応した組み合わせ位置へ案内するようになっている。前記一方向は、軸方向に軸受外部から内部側へ向う軸方向に設定されている（以下、「合わせ方向」と呼ぶ）。なお、この発明において、「軸受外部」とは、軸受運転中に内外輪１０、２０によって径方向に挟まれた領域の外部をいう。
【００５２】
センサ支持基体４０は、軌道輪１０の軌道側周面１１に対して軸回り方向に滑り自在に装着される環状体からなる。センサケース３０は、センサ支持基体４０及びセンサケース３０間に介在するばね１００で前記合わせ方向と反対方向の変位を防止する固定補助によってセンサ支持基体４０に装着され、ばね１００を操作して固定補助を解除することができるようになっている。
【００５３】
より具体的には、図１、図６に示すように、センサ支持基体４０は、軌道側周面１１を径方向に挟む２個の分割片４１を連結して環状体に組み立てるようになっている。軌道側周面１１は、その軸方向一端部に軸回り方向に亘って形成された周溝部１２を有する。分割片４１は、周溝部１２に入り込む突部４２と、軌道側周面１１に嵌る滑り面部４３と、軸回り方向の一端部に形成された係止爪部４４と、軸回り方向の他端部に形成された爪受け部４５とを有している。周溝部１２と突部４２とが径方向に対向する位置に２個の分割片４１を配置し、分割片４１を動かして、軌道側周面１１を径方向に挟むように両分割片４１、４１を組み合わせる作業を行うと、その間に生じる各分割片４１の係止爪部４４の弾性変形で互いの係止爪部４４と爪受け部４５とが掛り合い、また、突部４２が周溝部１２の内側に入り込む。この掛り合いにより両分割片４１、４１が連結されてセンサ支持基体４０が環状体になる。同時に、前記センサ支持基体４０は、突部４２の周溝部１２に対する軸方向の引っ掛かりと、軌道側周面１１及び滑り面部４３の径方向の嵌り合いとにより軌道輪１０に装着された状態になる。
【００５４】
係止爪部４４、爪受け部４５が互いに相手側の分割片４１の爪受け部４５、係止爪部４４と掛かり合う連結構造なので、同形の分割片４１を２個用いてセンサ支持基体４０を構成することができる。分割片４１は、射出成形されている。２個の分割片４１が互いに同形の成形部品からなるので、同一の金型で分割片４１を量産することができる。
【００５５】
図２に示すように、軸受外部材７０は、センサ支持基体４０と軸回り方向に噛み合う係止部７１を有している。係止部７１は、側面に開放され、軸方向に凹入した穴部になっている。分割片４１は、係止部７１への挿入部４６を側面に有している。軸受外部材７０は、軌道輪１０の装着相手である静止部材（図示省略）に装着されるので、軌道輪１０に対しても静止する部材となっている。組込み先のハウジング、ハウジングカバー、間座といった軸受組込み用の静止部品が軸受外部材７０を兼ねると、部品数の増大を防止することができる。軌道輪１０の嵌着後、軸受外部材７０を軸方向から接近させることにより、係止部７１の内側に挿入部４６を入れ込むと、挿入部４６と係止部７１とが軸回り方向に噛み合った状態になる。その入れ込み位置で軸受外部材７０が軌道輪１０に対して静止するため、前記の噛み合いが維持され、軸受運転中、センサ支持基体４０のみが軌道輪１０に対して回り止めされる。したがって、軸受運転中に軌道輪１０のクリープが発生したとき、センサ支持基体４０は、軸受外部材７０による規制で回転できず、クリープの回転量に応じて軌道側周面１１との間に軸回り方向の滑りを生じる。
【００５６】
なお、第１実施形態のように、センサ支持基体４０と軸受外部材７０とを互いの側面の軸方向の凹凸構造で噛合うようにするだけでなく、センサ支持基体４０の内周面や外周面と、軸受外部材の周面とを径方向の凹凸構造で噛合うようにすることもできる。
【００５７】
センサ支持基体４０が樹脂製なので、軌道輪１０の表面と凝着する心配はなく、軌道側周面１１に対する滑り性をもたせることができる。センサ支持基体４０が温度クリープで変形することを防ぐため、例えば、ポリアミドイミド樹脂の射出成形で分割片４１を形成することができる。分割片４１は、軌道側周面１１に対する軸回り方向の滑り回転が可能な低摩擦性である限り、アルミニウム合金、鉄系合金等の適宜の材料で形成することができる。
【００５８】
図６の例では、係止爪部４４が弾性変形する方向を径方向としたが、図７に変更例を示すように、分割片４１’には、係止爪部４４’が軸方向に弾性変形するように形成することもできる。図６の分割片４１の全体形状から明らかなように、挿入部４６を側面に形成する場合、径方向の弾性変形を採用すれば、軸方向に二分割の金型で分割片４１を成形しても、軸方向に抜ける形状の係止爪部４４、爪受け部４５にすることができる。図７の例では、爪受け部４５’にアンダーカットが生じるので、図６の例の方がよい。
【００５９】
図１、図２に示すように、前記センサケース３０は、磁気センサ８０の位置を筒壁面で定めるセンサ収納室部３１を有している。磁気センサ８０は、センサ支持基体４０よりも径方向に軌道輪２０側へ寄った位置に配置されている。センサケース３０及びセンサ支持基体４０は、軌道輪１０の幅内に収まるので、センサ支持基体４０でセンサケース３０を中空に支持する必要がなく、センサ支持基体４０を径方向にコンパクトにすることができる。センサ支持基体４０を径方向に薄くしても、磁気センサ８０をセンサ支持基体４０よりも径方向に軌道輪２０側へ寄った位置に配置することにより、磁気センサ８０とエンコーダ５０間のギャップを詰めている。エンコーダ側からギャップを詰めることも可能であるが、エンコーダを全周に亘って一方の軌道輪側へ大型化することになる。
【００６０】
センサ収納室部３１は、径方向に軌道輪１０側へ開放している筒口を閉塞することによって形成されている。センサ収納室部３１は、径方向の筒軸線をもち、その内壁面で基板８２を支持することにより、基板８２の位置を定めている。基板８２の同一の基板面のみに、全ての電子部品が実装されている。全電子部品は、磁気センサ８０と、データ登録装置９０と、保護用電子部品（図示省略のチップ）とからなる。データ登録装置９０は、基板８２に１装置だけ実装されている。これにより、基板８２の面積を抑え、基板８２の周縁を受けるセンサ収納室部３１の内壁面の拡大を防止している。
【００６１】
電線６０は、外部電力供給線６１、信号出力線６２、通信線６３を同じ取り回しにするため、各線６１〜６３を外装でまとめたケーブルとして構成されている。電線６０の一端部を構成する各線６１〜６３の一端部は、基板８２のうち、磁気センサ８０及びデータ登録装置９０の裏側に接続されている。このようにデータ登録装置９０等の裏側を利用した方が、各線６１〜６３の半田付け部を磁気センサ８０及びデータ登録装置９０の脇に配置するよりも、基板８２のコンパクト化を図り、ひいては、センサ収納室部３１のコンパクト化を図ることができる。なお、各線６１〜６３を個別に電線として接続することもできる。
【００６２】
図８に示すように、電線６０の他端部を構成する各線６１〜６３の他端部は、前記車両のエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）８側に接続される。外部電力供給線６１は、基板８２に磁気センサ８０の電源となる電力を供給するためのものである。信号出力線６２は、磁気センサ８０の検出信号をＥＣＵ８に送信するためのものである。ＥＣＵ８は、前記外部機器に相当する。信号出力線６２でＥＣＵ８に送信された磁気センサ８０の検出信号に基き、ＥＣＵ８が、ＡＢＳ制御やトルクコントロール制御を行う制御部８ａに制御命令を送る。通信線６３は、データ登録装置９０とＥＣＵ８とを有線で接続し、これらの間で送受信を行うためのものである。
【００６３】
データ登録装置９０は、基板８２に実装されたアンテナ９１と、電源回路９２と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）９３と、不揮発性メモリ９４と、送受信回路９５とからなるＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグとして機能する。データ登録装置９０は、アンテナ９１とリーダライタＲのアンテナコイルを磁束結合させて、エネルギー・信号を伝達する電磁誘導方式のパッシブタグとして機能することができる。リーダライタＲとアンテナ９１間の通信環境が許せば、電磁波誘導方式に代えて、アンテナとリーダライタのアンテナで電波をやりとりし、エネルギー・信号を伝達する電波方式のものを採用することもできる。
【００６４】
アンテナ９１は、コイルからなる。電源回路９２は、リーダライタＲからの電波を整流して直流に直す整流回路になっている。その直流を電源としてデータ登録装置９０が動作するようになっている。 通常、リーダライタＲからの電波は、プリアンブルに続きコマンドｂｉｔ列で変調されており、この後にさらに無変調のキャリアが続いている。 このプリアンブル部分で、データ登録装置９０の初期動作に必要なエネルギーが蓄えられる。 そして、ＣＰＵ９３は、コマンドｂｉｔ列の復調と解釈とを行い、データ登録装置９０に登録すべきデータの不揮発性メモリ９４への書き込み処理や、不揮発性メモリ９４に記憶されたデータの読み込み処理を行い、無変調キャリアの部分で反射波に返答を乗せて情報をリーダライタＲに返す。送受信回路９５は、ＣＰＵ９３の入出力信号と、アンテナ９１で送受信する電波との変換を行う。データ登録装置９０及びリーダライタＲがデータを送信する際の変調方式は限定されず、振幅変調、周波数変調等が用いられる。 
【００６５】
不揮発性メモリ９４は、データ登録装置９０に登録する項目の各データを記憶する。その項目として、図３に示した転がり軸受１の交換履歴、転がり軸受１の出荷履歴、前回点検時の軌道面の状態評価、及び転がり軸受１の運転時間を含めることができる。転がり軸受１の交換履歴として、交換回数を採用することができる。転がり軸受１の出荷履歴として、転がり軸受に固有の製造番号を採用することができる。軌道面の状態評価として、転がり軸受１を分解した際、変色、傷付き等の観察結果の評価分類記号を採用することができる。その他の項目として、転がり軸受１を分解して点検した後に登録すべき軸受内部情報に関する項目、例えば、測定した転がり軸受１の予圧量、軌道輪嵌め合い面のクリープの状態、また、軸受内部の潤滑条件に関する項目、例えば、潤滑油の交換時期、また、転がり軸受１の製造工場出荷段階で登録されているべき項目、例えば、出荷年月日や製造年月日や製造ロット番号、これら以外にも特許文献２、３で開示されているような適宜の項目を含めることができる。
【００６６】
また、図８に示すように、データ登録装置９０は、ＥＣＵ８に設けられたリーダライタ８ｂが用いられた場合、外部電力供給線６１から基板８２に供給される電力により動作し、リーダライタ８ｂに返信するようになっている。リーダライタ８ｂは、ＥＣＵ８にプログラムを組み込むことにより実現されている。ＥＣＵ８を構成する情報処理装置、送受信回路等は、前記のプログラムに従って、リーダライタＲに相当する情報処理、送受信処理、出力処理等の各種情報処理を実行する。図４に示す運転室９の内部には、図８に示すように、ＥＣＵ８に対して命令やデータ入力を行うための操作入力部９ａや、これら制御の実行結果や運転状況を表示するための運転室モニタ９ｂが付属している。一般に、操作入力部９ａは、入力キー、運転室モニタ９ｂを利用したタッチパネル等になっており、様々な項目を柔軟にＥＣＵ８へ入力することができるように構成されている。このため、前記のプログラムによって、リーダライタ８ｂへの操作入力も操作入力部９ａで行い、運転室モニタ９ｂにリーダライタ８ｂが出力する機能が追加されている。
【００６７】
このように、ＥＣＵ８をリーダライタＲに代替する情報処理等に利用し、運転室９に付属の操作入力部９ａ、運転室モニタ９ｂを用いてリーダライタＲの入出力部に代替するリーダライタ８ｂの入出力を行うことが可能なので、車両２の運転室９でデータ登録装置９０との間でデータ読み取りやデータ書き込みを行うことができる。したがって、定期点検時、運転室９から、又はリーダライタＲを用いて、図３に示す転がり軸受１を分解することなく、転がり軸受１に関する前回までの点検項目をいつでも確認することができる。
【００６８】
また、図８に示すように、リーダライタ８ｂを車両側の装置利用のみで構築することができるので、リーダライタＲ、データ登録装置９０のパッシブタグ機能を無くすことができる。逆に、データ登録装置９０をパッシブタグ機能のみとし、リーダライタＲのみを用いるものに変更し、基板８２からデータ登録装置９０への電力供給を止め、通信線６３を無くすことにより、基板８２、電線６０を簡素化することもできる。
【００６９】
仮に、バイアス磁界等のノイズや電波遮断物の存在によりデータ登録装置９０をパッシブタグにできずとも、リーダライタ８ｂを用いたデータ登録装置９０へのアクセスを実現することができる。
【００７０】
図１（ａ）、（ｃ）に示すように、前記アンテナ９１の全体は、基板８２のうち、磁気センサ８０の半田付け部８３ａと反対側の部分に配置されている。磁気センサ８０の半田付け部８３ａは、磁気センサ８０の端子部８３のうち、基板８２に挿入された部分からなる。データ登録装置９０を構成する他の素子９２〜９５は、半田付け部８３ａとアンテナ９１との間に配置されている。磁気センサ８０の端子部８３がデータ登録装置９０を構成する素子９１〜９５よりも高くなっているので、磁気センサ８０と、これら素子９１〜９５との干渉が生じていない。
【００７１】
バイアス磁界は、図２に示すエンコーダ５０と永久磁石８１の位置関係から明らかなように、エンコーダ５０に径方向から印加される。したがって、バイアス磁界のピークは、永久磁石８１の軸方向幅の中央近傍で径方向に生じている。磁気センサ８０から軸方向又は軸回り方向に距離を取ると、バイアス磁界の磁束密度が小さくなった領域にアンテナ９１を配置することになる。その磁束密度は、磁気センサ８０から基板８２に沿って数ミリも離れると顕著に低下している。図１（ｃ）に示すように、磁気センサ８０の半田付け部８３ａと反対側の基板部分にアンテナ９１が配置され、これらの間を利用して他の素子（９２〜９５）が配置されているので、前記数ミリの距離を確保してアンテナ９１を用いる無線通信時のノイズ低減を図ると共に、基板８２のコンパクト化を図ることができる。
【００７２】
電波を整流する電源回路９２、アンテナ９１と共に送受信に寄与する送受信回路９５は、アンテナ９１に近い側に配置されている。これらと比して耐ノイズ性に優れたＣＰＵ９３、不揮発性メモリ９４は、半田付け部８３ａに近い側、つまりバイアス磁界のピークに近い側に配置されている。
【００７３】
図３に示すように転がり軸受１をホイール４と車軸５間に組み込んだ状態では、図８に示すリーダライタＲを、図２に示すセンサケース３０に軸方向から接近させることになる。図８に示すリーダライタＲとアンテナ９１との距離を接近させる程、センサ収納室部３１内での電波強度を高めることができる。無線通信の条件を良くするため、アンテナ９１は、図１（ｃ）、図２に示すように、基板８２の軸受外部側に配置されている。
【００７４】
図８に示すデータ登録装置９０をパッシブタグ機能のみとする場合、ＩＣタグを基板８２に実装するだけで済ますこともできる。ＩＣタグは、アンテナ９１、電源回路９２、ＣＰＵ９３、不揮発性メモリ９４、送受信回路９５が１パッケージ内に構築された１チップの集積回路からなる。このため、ＩＣタグを採用すれば、図１（ｃ）に示すように電源回路９２等を個々に実装するよりも、アンテナ９１と磁気センサ８０の半田付け部８３ａとの間に電源回路９２等を配置することが容易になる。
【００７５】
図１、図２に示すように、磁気センサ８０等が実装され、電線６０の一端部（各線６１〜６３の一端部）が接続された基板８２をセンサ収納室部３１の内側に組み込み、筒口を樹脂封止で塞ぐことにより、閉塞部分３２が形成される。その結果、電線６０の残部が閉塞部分３２からセンサ収納室部３１の外部に出ている状態になる。この樹脂封止により、基板８２のセンサ収納室部３１の内壁面に対する固定が完了する。この固定により、磁気センサ８０、データ登録装置９０のセンサ収納室部３１内への固定も完了することになる。
【００７６】
前記樹脂封止は、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂で行うことができる。大きな温度変化や、大きな振動又は衝撃を受ける場合には、シリコーンゴムで樹脂封止することが好ましい。基板８２が片面実装なので、センサ収納室部３１の外部と基板８２の基板面までの間の樹脂封止部分で形成された閉塞部分３２を全体的に厚くすることができる。センサ収納室部３１の閉塞部分３２は、センサ支持基体４０で径方向から覆われるので、センサ支持基体４０で防護される。このため、閉塞部分３２をシリコーンゴム、ウレタン等の柔軟な材料で形成したり、センサケース３０を繰り返し再使用したりすることに適している。
【００７７】
図１、図５に示すように、センサケース３０は、軸回り方向の部分領域でセンサ支持基体４０に合わさるように設けられている。センサケース３０は、閉塞部分３２の軸回り方向両側に位置した壁面部３３から径方向に軌道輪１０側へ突き出た脚部３４を一対で有している。一対の脚部３４、３４は、それぞれ壁面部３３から筒軸線方向に沿って突き出た部分において、筒軸線方向に直角な弦方向に互いに相反する向きで突き出た形状になっている。電線６０は、両側の脚部３４、３４間で軸方向に向くように設けられている。
【００７８】
センサ支持基体４０は、センサケース３０の合わせに伴ってセンサ収納室部３１の閉塞部分３２に径方向に臨む範囲に形成された電線保持溝部４７と、両側の壁面部３３、３３、及び両側の脚部３４、３４を合わせ方向から内側に挿入可能な凹部４８とを有している。前記合わせに伴って、脚部３４、３４は、凹部４８の内側に挿入され、凹部４８の内側と筒軸線方向に挟まれるので、センサケース３０の径方向位置を定める部分となる。また、壁面部３３、３３が、凹部４８の内側に挿入され、軸回り方向に挟まれるので、センサ収納室部３１の軸回り方向位置を定める部分となる。また、電線保持溝部４７の両溝側壁が、合わせに伴って両側の脚部３４、３４間に軸方向に次第に入り込むので、両側の脚部３４、３４間における前記弦方向の間隔を保つ部分となる。脚部３４、３４が凹部４８の軸受内部側の閉塞壁に軸方向に突き当たると、センサケース３０は、センサ支持基体４０に対して、磁気センサ８０の検出位置に対応した組み合わせ位置になる。このように、センサ支持基体４０は、凹部４８と電線保持溝部４７とを合わせ方向の滑り接触面として、合わせるセンサケース３０を組み合わせ位置へ案内するようになっている。センサケース３０をセンサ支持基体４０に合せる方向は、径方向、軸方向等、使用先に想定するハウジング、蓋等の軸受組み込み構造に応じて適宜に定めることができる。
【００７９】
ここで、前記の組み合わせ位置で、電線保持溝部４７の溝側壁がセンサ収納室部３１の閉塞部分３２を径方向に受ける部分となっている。センサ収納室部３１が軌道輪１０側に押されても、電線保持溝部４７の抵抗でセンサ収納室部３１の軌道輪１０側への位置ずれが防止される。なお、図１に示すように、凹部４８の軸受内部側の閉塞壁が同時にセンサ収納室部３１の筒口縁を受けることにより、径方向に受けた際、閉塞部分３２に負担が集中しないようになっている。
【００８０】
また、電線６０は、前記合わせに伴ってセンサ支持基体４０の凹部４８との接触によって軸方向に自然と曲げられ、脚部３４、３４によって電線６０の前記弦方向の振れ幅が規制される。このため、センサケース３０の合わせ作業で、自然と、電線６０を電線保持溝部４７の内側に導入することができる。
【００８１】
図１（ｂ）に示すように、電線保持溝部４７が脚部３４、３４間の弦方向間隔を保つので、両側の脚部３４、３４の接近によるセンサ収納室部３１のずれ動き、特に軌道輪２０側へのずり上がりを防止することができる。
【００８２】
また、センサ収納室部３１の閉塞部分３２、壁面部３３、３３を凹部４８が軸回り方向に挟むので、磁気センサ８０の位置を定めるセンサ収納室部３１の内壁面の変形を防止し、センサ収納室部３１をしっかりと軸回り方向に位置決めすることもできる。
【００８３】
図１、図５に示すように、前記ばね１００は、互いに独立した第１の鉤部１０１と第２の鉤部１０２とを有している。ばね１００は、一枚の金属板で形成された板ばねからなる。鉤部１０１は、平板部１０３に軸方向に沿ったスリットを平行に形成し、スリットで分離された両端の片部を同側に曲げることで形成されている。鉤部１０２は、スリットに挟まれた片部を同側に曲げ、さらにその先端部を平板部１０３側に曲げることで形成されている。センサケース３０は、第１の鉤部１０１、１０１を押し込んでばね１００をセンサケース３０に据え付ける溝部３５を有している。溝部３５は、脚部３４の弦方向に突き出た部分の一部として形成されている。溝部３５は、軸方向に沿い、軸受内部側で閉塞され、軸受外部側から軸方向に挿入するばね１００の平板部１０３を溝底面、両溝側壁及び閉塞端で受けてばね１００の位置を定め、その溝底面と溝蓋面間に第１の鉤部１０１、１０１を圧入することができ、その両側の溝蓋面間に第２の鉤部１０２を挿入することができるようになっている。この圧入により、第１の鉤部１０１、１０１が溝部３５の溝蓋面に掛ることでばね１００がセンサケース３０に対して定位置に装着される。図１（ｂ）、図５に示す溝部３５に据え付けられたばね１００の第２の鉤部１０２は、図１（ａ）中に二点鎖線で描くように、自然状態で、図１（ｂ）、図５に示す溝部３５のスリット間から筒軸線方向に突出している。
【００８４】
前記合わせに伴って、脚部３４が凹部４８の内側に挿入される際に第２の鉤部１０２が凹部４８と接触し、平板部１０３側に撓まされて弾性反発力を蓄積する。第１の鉤部１０１、１０１の圧入があるので、第２の鉤部１０２が撓んでもばね１００がずれ動くことはない。前記組み合わせ位置では、第２の鉤部１０２が、図１（ａ）中に実線で描くように、蓄積した弾性反発力で溝蓋面を押し、平板部１０３と非接触の状態で凹部４８に掛っている。この掛りにより、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ばね１００がセンサケース３０とセンサ支持基体４０間に介在させられた状態となり、前記の固定補助が得られる。第２の鉤部１０２も凹部４８の内側に入り込んでいるので、両鉤部１０１、１０２に何かが不意に当たることを凹部４８で防止することができる。すなわち、ばね１００がセンサ収納室部３１の閉塞部分３２から突き出た脚部３４に作用しているため、センサ収納室部３１の変形を避けることができる。
【００８５】
前記の固定補助によりセンサケース３０がセンサ支持基体４０に装着された状態では、凹部４８の内側に第２の鉤部１０２が通った空所が残る。第２の鉤部１０２が平板部１０３と非接触の状態にあるので、軸受外部側から凹部４８内側の空所を通じて第２の鉤部１０２の先端部を棒材等で軸方向に突く操作により、さらに鉤部１０２を平板部１０３側に撓ませ、第２の鉤部１０２を凹部４８から離すことができる。このばね操作により、固定補助を解除し、この状態でセンサケース３０を凹部４８の内側から軸方向に抜き取ることができる。
【００８６】
センサケース３０は、樹脂の金型成形によって形成されている。センサケース３０を形成する材料として、スーパーエンジニアリングプラスチック、繊維強化ポリマー等の機械的強度に優れたものを採用し、センサケース３０の繰り返しの再使用に備えることが好ましい。例えば、センサケース３０は、ガラス繊維によって強化され、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を主体とし、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）を混合させたポリマー材で形成するとよい。
【００８７】
第１実施形態は、上述のようなものであり、軌道輪１０のクリープが懸念される使用先では、図２に示すように軸受外部材７０を使用することでセンサ支持基体４０のみを回り止めすることができる。軸受運転中に軌道輪１０のクリープが発生したとき、センサ支持基体４０は、軸受外部材７０による規制で回転できず、クリープの回転量に応じて軌道側周面１１との間に軸回り方向の滑りを生じる。したがって、外部機器側と接続されている電線６０が軸回り方向に引っ張られず、クリープで断線する心配はない。クリープで軸受を交換することになっても、センサケース３０に付いている電線６０を引き続き利用することができる。
【００８８】
さらに、内外輪１０、２０の軌道面の点検時や、軌道輪１０のクリープ発生時や、転がり軸受１が運転寿命到達時などにおいて、転がり軸受１を分解又は交換する際、図１、図２に示す装着状態のセンサケース３０をセンサ支持基体４０から取り外し、これにより、軌道輪１０と分離することができる。具体的には、内輪１０の内径と外輪２０の外径で決まる軸受内外径間において凹部４８、第２の鉤部１０２が軸方向に軸受外部側へ向かって露出しているので、内外輪１０、２０が車軸（図示省略）とホイール（図示省略）間に組み込まれた状態で前記のばね操作を行ってセンサケース３０を抜き取り、再使用すべきセンサケース３０を先に転がり軸受１から取り外して避難させ、それから軸受外しを行うことができる。
【００８９】
センサケース３０が前記の案内構造及びばね１００の固定補助だけで、センサ支持基体４０を介して軌道輪１０に装着されているので、軌道輪１０から分離したセンサケース３０の表面には、接着剥離後のような荒れが残らない。したがって、分離したセンサケース３０を、そのまま再使用することができる。このセンサケース３０の再使用は、転がり軸受１を分解点検した場合において、継続使用可能なセンサ支持基体４０に、又は新品に交換するセンサ支持基体４０に装着すること、転がり軸受１を新品の転がり軸受に交換する場合において、新軸受に備わるセンサ支持基体４０に装着することのいずれにおいても実施することができる。なお、転がり軸受１の非分解点検時にセンサケース３０を外す必要がないことは勿論である。
【００９０】
転がり軸受１の点検時、図８に示すリーダライタＲをセンサ収納室部３１に接近させるか、図４に示す運転室９から図８に示す操作入力部９ａを用いてリーダライタ８ｂの操作を行うことにより、データ登録装置９０から登録済みの前回点検時の軸受内部情報を読み込み、図３に示す転がり軸受１の交換の要否を判断することができる。また、今回の点検時に転がり軸受１を分解した場合、図８に示すリーダライタＲ、８ｂを用いて、上述の軸受内部情報等を新にデータ登録装置９０に書き込むことができる。或いは、図３に示す転がり軸受１を交換した場合、その交換履歴を図８に示すデータ登録装置９０に書き込むことができる。
【００９１】
データ登録装置９０や磁気センサ８０を構成する素子は、通常、転がり軸受１の負荷部よりも十分な長寿命を有している。図３に示す転がり軸受１を交換する際、用済みの転がり軸受１から新軸受に、図１に示すセンサケース３０を丸ごと再使用することができるので、旧軸受１のセンサケース３０内の素子や部品（磁気センサ８０、データ登録装置９０、永久磁石８１等）を新軸受１でも活用することができる。また、当該再使用により、登録済みの過去の交換履歴を新軸受１側に全て引き継ぐことができ、今回の交換履歴を、図８に示すリーダライタＲ、８ｂの操作で追加するだけでよい。
【００９２】
また、図６（ａ）に描かれた各分割片４１の電線保持溝部４７付近の大きさから明らかなように、第１実施形態は、分割片４１ごとに、図１（ａ）、（ｂ）のようにセンサケース３０を装着することができる。２個のセンサケース３０を装着するため、片方のセンサケース３０の磁気センサ８０等が故障していても残りのセンサケースで使用を継続することができる。
【００９３】
第２実施形態を図９に基いて説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に述べ、同一に考えられる構成の説明を省略する。図示のように、第２実施形態は、２個の分割片１１０、１１０のうち、一方の分割片１１０の軸回り方向の一端部１１１と、他方の分割片１１０の他端部１１２とで一連のねじ孔部が形成されるようにし、このねじ孔部にねじ込むねじ部材１１３で２個の分割片を締結することによって連結されるようにした点で相違する。第２実施形態は、第１実施形態のような係止爪部と比して、ねじ部材１１３を緩め、センサ支持基体を軸受から外すことが容易なため、軸受交換時に、継続使用可能な状態のセンサ支持基体をセンサケースと共に再利用するのに適している。
【００９４】
第３実施形態を図１０、図１１に基いて説明する。以下、第１実施形態及び第２実施形態との相違点を中心に述べる。図示のように、第３実施形態は、ばね１２０がセンサケース１３０の脚部１３１に掛り、センサ支持基体１４０にばね１２０が装着される点で相違するものである。
【００９５】
より具体的には、センサ支持基体１４０は、ばね１２０を内側に据え付けるばね受け凹部４９を有している。ばね受け凹部４９は、凹部４８に軸方向溝部を追加することで形成されている。ばね受け凹部４９は、凹部４８のうち、脚部１３１を前記筒軸線方向に挟む壁面から同方向に凹んでいる。ばね１２０は、ばね受け凹部４９に拘束される嵌め込み部１２１と、嵌め込み部１２１から中空に突き出た自由部１２２とを有している。嵌め込み部１２１をばね受け凹部４９に軸方向に突き当たるまで圧入すると、ばね受け凹部４９に鉤状に沿って着座した状態に安定する。このように据え付けられたばね１２０の自由部１２２は、図１０（ａ）中に二点鎖線で描くように、ばね受け凹部４９及び嵌め込み部１２１から筒軸線方向に離れた状態にある。
【００９６】
センサケース１３０は、前記据え付けられたばね１２０の嵌め込み部１２１及び自由部１２２間の隙間へ前記合わせに伴って進入する先入れ部１３２、及び先入れ部１３２に続いて進入する係合部１３３を有している。先入れ部１３２、係合部１３３は脚部１３１に形成されている。係合部１３３は、先入れ部１３２から筒軸線方向に凹んでいる。自由部１２２は、前記合わせに伴って先入れ部１３２との接触で弾性反発力を蓄積することによって、図１０（ａ）中に実線で描くように、係合部１３３に掛り、自由部１２２が係合部１３３を合わせ方向に押す状態になる。この掛りにより、ばね１２０がセンサケース１３０とセンサ支持基体１４０間に介在させられ、固定補助が得られる。ばね受け凹部４９の内側で自由部１２２が係合部１３３に掛るので、自由部１２２に何かが不意に当たることをばね受け凹部４９で防止することができる。なお、脚部１３１の係合部１３３と反対側の壁面には、嵌め込み部１２１に通すための軸方向溝部１３５が形成されている。
【００９７】
自由部１２２の先端部分は、ばね受け部４９から筒軸線方向に離れ、かつ係合部１３３から筒軸線方向に突き出るように曲げられている。ばね受け凹部４９の内側には自由部１２２が通った空所が残るため、ばね受け凹部４９の内側を通じて自由部１２２の先端部分を棒材等で軸方向に突くことにより、係合部１３３から浮く側へ自由部１２２を撓ませることができる。このばね操作で自由部１２２を係合部１３３から離すことにより、固定補助を解除することができる。
【００９８】
第３実施形態は、センサケース１３０にばね１２０を装着しないため、第１実施形態のように筒軸線方向にアンダーカットになる溝部をもたず、同方向に二分割の金型で成形することができる。
【００９９】
第４実施形態を図１２に基いて説明する。図示のように、第４実施形態は、前記ばねによる固定補助に代えて、センサケース１５０をセンサ支持基体１６０にねじ部材１７０で締結することにより固定補助を行い、ねじ部材１７０を回して抜き取る操作により固定補助を解除することができるようにした点で相違する。ねじ部材１７０は、脚部１５１に形成された孔部１５２の内側に通され、凹部４８に形成されたねじ孔部１６１にねじ込まれる。脚部１５１と凹部４８とが筒軸線方向に締結されるので、第４実施形態でもねじ部材１７０が脚部１５１に作用する。建設機械の車輪軸受装置に組み込むような軸受外径が大きな円錐ころ軸受なので、ねじ部材１７０を径方向にねじ込む作業スペースを軸受内部に確保することができる。
【０１００】
この発明の技術的範囲は、上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載に基く技術的思想の範囲内での全ての変更を含むものである。例えば、センサケースを外輪に装着し、エンコーダを内輪と一体回転するように装着することもできる。センサ支持基体として、一方の軌道輪の軌道側周面に支持された状態で軸受外部へ中空に突き出る部分にセンサケースを合わせるものを採用することもできる。磁気センサとエンコーダの対向方向を軸方向にすることもできる。特願２００７−９１９２６、特願２００７−７３９５１に開示されているように、センサケース又はセンサ支持基体を、外輪の軌道側周面に装着する有端環状体とし、これを縮径させて突部を周溝部の内側に入れ込み、その周方向両端間に装着した間隔保持体で弾性回復させた後の縮径を制限することにより、突部を周溝部の内側に保つようにした装着構造を採用することも可能である。有端環状体の縮径防止は、止め輪を有端環状体の内周側に装着することでも可能である。突部や滑り面部に表面処理、潤滑剤の供給、摺動部材の別付け等を行うことにより、断線対策に要する滑り回転性を向上させることもできる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  転がり軸受
２  車両
３  車輪軸受装置
４  ホイール
５  車軸
６  減速機
７  走行モータ
７ａ  出力シャフト
８  エンジンコントロールユニット（外部機器）
８ｂ、Ｒ  リーダライタ
９  運転室
９ａ  操作入力部
９ｂ  運転室モニタ
１０  内輪（一方の軌道輪）
１１  軌道側周面
１２  周溝部
２０  外輪（他方の軌道輪）
３０、１３０、１５０  センサケース
３１  センサ収納室部
３２  閉塞部分
３３  壁面部
３４、１３１、１５１  脚部
３５  溝部
４０、１４０、１６０  センサ支持基体
４１、４１’、１１０  分割片
４２  突部
４３  滑り面部
４４、４４’  係止爪部
４５、４５’  爪受け部
４６  挿入部
４７  電線保持溝部
４８  凹部
４９  ばね受け凹部
５０  エンコーダ
６０  電線
６１  外部電力供給線
６２  信号出力線
６３  通信線
７０  軸受外部材
７１  係止部
８０  磁気センサ
８１  永久磁石
８２  基板
８３  端子部
８３ａ  半田付け部
９０  データ登録装置
９１  アンテナ
９２  電源回路
９３  中央演算装置（ＣＰＵ）
９４  不揮発性メモリ
９５  送受信回路
１００、１２０  ばね
１０１  第１の鉤部
１０２  第２の鉤部
１１１  一端部
１１２  他端部
１１３  ねじ部材
１２１  嵌め込み部
１２２  自由部
１３２  先入れ部
１３３  係合部
１５２  孔部
１６１  ねじ孔部
１７０  ねじ部材
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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