(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体と、この転動体が転動する軌道面を有する回転輪および固定輪と、
転がり軸受の内部と外部との温度差に応じて起電力を発生する熱起電素子からなる温度差検出素子と、
上記温度差検出素子に接続され、かつ上記起電力を上記温度差を表す信号として無線送信する回路とを備え、
転がり軸受の内部をシールするためのシール部を有し、
このシール部に、上記温度差検出素子を配置し、
上記温度差検出素子は、上記シール部の軸方向外方に位置すると共に上記転がり軸受の内部と外部との温度差を増大させる凹凸状の冷却フィンを有することを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受において、
上記シール部は、芯金とこの芯金の外側面を被覆するシールリップを備えていると共に上記固定輪の溝に固定され、上記シールリップは上記回転輪に摺接され、
上記温度差検出素子の内側面が上記芯金の外側面に固定され、上記温度差検出素子の径方向両端面が断熱部材を介して上記シールリップに装着されていることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、温度センサを備えた転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、転がり軸受としては、温度センサを備え、自身の温度を検出することで、潤滑不足等に起因する温度上昇を検出できるようにしたものがある。
【０００３】
ところで、この温度センサを内蔵した転がり軸受では、この温度センサに電源電力を供給する必要があるので、電力供給用ハーネスが必須であった。このため、センサのための回路が複雑化していた。また、センサの無線化の障害になっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、温度センサへの電力供給用ハーネスを不要とすることができ、センサに関連する回路を簡単にでき、センサの無線化を図れる転がり軸受を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の転がり軸受は、転動体と、この転動体が転動する軌道面を有する回転輪および固定輪と、
転がり軸受の内部と外部との温度差に応じて起電力を発生する熱起電素子からなる温度差検出素子と、
上記温度差検出素子に接続され、かつ上記起電力を上記温度差を表す信号として無線送信する回路とを備え、
転がり軸受の内部をシールするためのシール部を有し、
このシール部に、上記温度差検出素子を配置し、
上記温度差検出素子は、上記シール部の軸方向外方に位置すると共に上記転がり軸受の内部と外部との温度差を増大させる凹凸状の冷却フィンを有することを特徴としている。
【０００６】
この請求項１の発明によれば、温度差検出素子が熱起電素子からなり、この熱起電素子は、転がり軸受の内部と外部との温度差に応じて起電力を発生し、この発生した起電力が上記温度差を表す信号となる。したがって、この発明によれば、温度センサとしての温度差検出素子に対する電源が不要であるから、温度センサへの電力供給用ハーネスを不要とすることができ、センサに関連する回路を簡単にでき、上記信号を無線送信する回路を設けることで、センサの無線化を図れる。
【０００７】
また、この請求項１の発明によれば、上記シール部に温度差検出素子を配置したことで、上記温度差検出素子でもってシール部の外側の温度と内側の温度との温度差を感知し易くなり、温度差検出精度の向上を図れる。
【０００８】
また、一参考例の転がり軸受では、上記固定輪の軌道面の反対側の周面に凹部が形成され、この凹部に上記温度差検出素子を配置し、上記温度差検出素子の外側面は、上記凹部の開口側で露出している。
【０００９】
この請求項２の発明によれば、固定輪の軌道面の反対側の周面に形成された凹部に温度差検出素子を配置したから、この温度差検出素子は、上記軌道面からの熱が伝達される上記凹部の底の温度と、この凹部の開口側の外部の温度との温度差に応じて起電力を発生する。
【００１０】
この発明によれば、上記凹部に上記温度差検出素子を配置したことで、この凹部が存在しない周面に温度差検出素子を配置する場合に比べて、温度差検出素子を発熱源である軌道面よりに近づけることができ、軸受内部温度をより正確に、かつ時間差なく検出でき、かつ、凹部の開口側では温度差検出素子が空冷されることとなる。したがって、温度差検出素子が検出する温度差をより大きくすることができ、出力電圧を大きくして、検知感度の向上を図れる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１２】
図１に、この発明の転がり軸受の実施形態の断面を示す。この転がり軸受は、回転輪である内輪１と固定輪である外輪２と、内輪１の軌道面１Ａと外輪２の軌道面２Ａとの間に周方向に所定間隔を隔てて複数個だけ配置された転動体としての玉３を有している。
【００１３】
この内輪１と外輪２との間の軸方向の両端にシール部５,６が配置されている。上記シール部５と６との間には、潤滑剤として例えばグリースが封入されている。
【００１４】
シール部５の基部５Ａは外輪２の内周面の軸方向の一端の溝７に固定され、先端リップ５Ｂは内輪１の外周面の軸方向の一端の凹部８に対して所定の微小隙間を隔てている。また、シール部６は、基部６Ａが外輪２の内周面の軸方向の他端の溝１０に固定され、先端リップ６Ｂは内輪１の外周面の軸方向の他端の凹部１１に対して所定の微小隙間を隔てている。
【００１５】
このシール部６のシールリップ９の径方向の略中央には、開口１３が形成され、この開口１３に熱起電素子としてのペルチェ素子からなる温度差検出素子１２が嵌め込まれて固定されている。この温度差検出素子１２は、内側面１２Ａが玉３に対向し、外側面１２Ｂは冷却フィンになっている。そして、この温度差検出素子１２には信号線(図示せず)が接続され、温度差検出素子１２が内側面１２Ａと外側面１２Ｂで感知した軸受内部と外部の温度差に応じて発生した起電力が上記信号線に出力される。
【００１６】
この転がり軸受では、温度差検出素子１２が熱起電素子であるペルチェ素子からなり、この温度差検出素子１２は、内側面１２Ａと外側面１２Ｂとの温度差によって起電力を発生し、この発生した起電力が上記温度差を表す信号となる。この起電力は、図４に例示するように、上記温度差に略比例した値となる。
【００１７】
したがって、この実施形態によれば、熱起電素子であるペルチェ素子を温度差検出素子１２としたことで、温度差検出素子１２に対する電源が不要であるから、温度差検出素子１２への電力供給用ハーネスを不要とすることができ、温度センサに関連する回路を簡単にでき、上記信号を無線送信する回路を設けることで、温度センサの無線化を図れる。
【００１８】
また、この実施形態によれば、上記シール部６に温度差検出素子１２を配置したことで、シール部６の外側の温度と内側の温度との温度差、特に潤滑剤の温度を感知し易くなり、温度差検出精度の向上を図れる。また、温度差検出素子１２の外側面１２Ｂが凹凸状の冷却フィンになっているから、高温となる軸受内部と比較的低温となる軸受外部との温度差を増大させることができ、温度差を検出し易くなる。
【００１９】
なお、上記実施形態では、温度差検出素子１２を１つだけ備えたが、図２に示すように、シール部６のシールリップ９の周方向に所定の間隔を隔てて複数個の開口１３を形成し、各開口１３にそれぞれ温度差検出素子１２を嵌め込み固定してもよい。この場合、上記複数の温度差検出素子１２のペルチェ素子を直列に接続すれば、出力信号となる起電力を大きくできるから、温度差検知感度を向上できる。
【００２０】
また、上記実施形態では、シール部６に温度差検出素子１２を固定したが、シール部６に温度差検出素子１２を固定せずに、図３に示すように、外輪２の外周面２Ｂに凹部１５を形成し、この凹部１５の底面１５Ａに温度差検出素子１２の内側面１２Ａを固定した場合は参考例となる。この場合、外輪２の軌道面２Ａの反対側の周面２Ｂに形成された凹部１５に温度差検出素子１２を配置したから、この温度差検出素子１２は、上記軌道面２Ａからの熱が伝達される上記凹部１５の底１５Ａの温度と、この凹部１５の開口側の外部の温度との温度差に応じて起電力を発生する。また、凹部１５に温度差検出素子１２を配置したことで、この凹部１５が無い外周面２Ｂに温度差検出素子１２を配置した場合に比べて、温度差検出素子１２の内側面１２Ａを発熱源である軌道面２Ａよりに近づけることができ、軸受内部、特に軌道面２Ａの温度をより正確かつ時間差なく検出でき、かつ、凹部１５の開口側では温度差検出素子１２の外側面１２Ｂが空冷されることとなる。したがって、温度差検出素子が検出する温度差をより大きくすることができ、出力電圧を大きくして、検知感度の向上を図れる。
【００２１】
また、上記実施形態では、シール部５,６を備えたが、シール部に替えて密封板としてもよい。また、上記実施形態では、内輪１を回転輪とし、外輪２を固定輪としたが、内輪１を固定輪とし外輪２を回転輪としてもよい。この場合には、温度差検出素子１２を内輪１に固定すればよい。また、上記実施形態では、熱起電素子としてペルチェ素子を用いたが、軸受の内部と外部との温度差に応じて起電力を発生する素子であれば、温度差検出素子として採用できる。
さらにまた、図１に示したシール部５,６に替えて、図５に示す芯金３１Ａ,３２Ａとシールリップ３１Ｂ,３２Ｂからなるシール部３１,３２を備え、このシール部３２に温度差検出素子１２を装着してもよい。図５に示すように、シール部３１の基部は外輪２の溝７に固定され、シールリップ３１Ｂは内輪４１の外周面に摺接している。また、シール部３２の基部は外輪２の溝１０に固定され、シールリップ３２Ｂは内輪４の外周面に摺接している。この温度差検出素子１２の内側面１２Ａは、芯金３２Ａの外側面に固定され、かつ、径方向の両端面１２Ｃ,１２Ｄは断熱部材３３,３５を介してシールリップ３２Ｂに装着されている。この構造によれば、内側面１２Ａと外側面１２Ｂとの温度差をより大きくできる。
【００２２】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の転がり軸受によれば、温度差検出素子が熱起電素子からなり、この熱起電素子は、転がり軸受の内部と外部との温度差に応じて起電力を発生し、この発生した起電力が上記温度差を表す信号となる。したがって、この発明によれば、温度センサとしての温度差検出素子に対する電源が不要であるから、温度センサへの電力供給用ハーネスを不要とすることができ、センサに関連する回路を簡単にでき、センサの無線化を図れる。
【００２３】
また、請求項１の発明によれば、シール部に温度差検出素子を配置したことで、上記温度差検出素子でもってシール部の外側の温度と内側の温度との温度差を感知し易くなり、温度差検出精度の向上を図れる。
【００２４】
また、一参考例によれば、固定輪の軌道面の反対側の周面に形成された凹部に温度差検出素子を配置したから、この温度差検出素子は、上記軌道面からの熱が伝達される上記凹部の底の温度と、この凹部の開口側の外部の温度との温度差に応じて起電力を発生する。この発明によれば、上記凹部に上記温度差検出素子を配置したことで、この凹部が存在しない場合に比べて、温度差検出素子を発熱源である軌道面よりに近づけることができ、軸受内部温度をより正確かつ時間差なく検出でき、かつ、凹部の開口側では温度差検出素子が空冷されることとなる。したがって、温度差検出素子が検出する温度差をより大きくすることができ、出力電圧を大きくして、検知感度の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の転がり軸受の実施形態の断面図である。
【図２】  上記実施形態の変形例を部分的に示す側面図である。
【図３】  一参考例を示す側面図である。
【図４】  熱起電素子としてのペルチェ素子の特性を示す図である。
【図５】  上記実施形態のさらにもう１つの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…内輪、１Ａ…軌道面、２…外輪、２Ａ…軌道面、３…玉、
５,６…シール部、７…溝、８…凹部、９…シールリップ、
１０…溝、１１…凹部、１２…温度差検出素子、１２Ａ…内側面、
１２Ｂ…外側面、１３…開口。
【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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