(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受の外輪および内輪のいずれか一方に、ＡＥセンサーおよび磁気センサーが設けられ、同他方に、凹凸を有する磁性体製パルサーリングが設けられているセンサー付き転がり軸受ユニットであって、ＡＥセンサーに一体に設けられた磁石部が外輪または内輪に吸着されるとともに、磁気センサーが磁石部に近接して配置されることにより、ＡＥセンサーを軸受に保持させる磁石部が磁気センサーのバイアス磁石を兼ねるようになされていることを特徴とするセンサー付き転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、センサー付き転がり軸受ユニット、さらに詳しくは、軸の回転速度を検出するための磁気センサーだけでなく、軸受の異常を診断するＡＥセンサーも有しているセンサー装置が転がり軸受に一体的に取り付けられたセンサー付き転がり軸受ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
軸の回転速度を検出するには、磁気センサーを含むセンサー装置およびパルサーリングのうちいずれか一方が固定側に、他方が回転側に取り付けられたセンサー付き転がり軸受ユニットが使用されている。
【０００３】
また、軸受の異常診断（内部破壊の検知）のために、ＡＥ（アコースティック・エミッション）センサーを含むセンサー装置が固定側または回転側に取り付けられたセンサー付き転がり軸受ユニットも使用されている。ＡＥ診断においては、各部位の診断用として軸受の回転数を用いるが、この回転数は、軸の回転速度検出用とは別個に求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のセンサー付き転がり軸受ユニットでは、ＡＥセンサーおよび磁気センサーの両方を１つの転がり軸受ユニットに設ける場合、ユニットが大きくなってしまうという問題があった。
【０００５】
この発明の目的は、上記の問題を解決し、ＡＥセンサーおよび磁気センサーの両方を１つのユニットに設けるとともに、その小型化および低コスト化を実現したセンサー付き転がり軸受ユニットを提供することにある。
【０００６】
【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ー付き転がり軸受ユニットは、軸受の外輪および内輪のいずれか一方にＡＥセンサーおよび磁気センサーが設けられ、同他方に凹凸を有する磁性体製パルサーリングが設けられているセンサー付き転がり軸受ユニットであって、ＡＥセンサーに、これを軸受の外輪および内輪のいずれか一方に保持させる磁石部が設けられるとともに、磁気センサーがこの磁石部に近接して配置されて、ＡＥセンサーの磁石部が、磁気センサーのバイアス磁石を兼ねるようになされていることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明のセンサー付き転がり軸受ユニットによれば、磁気センサーによる磁束密度変化の検出に必要な磁石とＡＥセンサー取付けに必要な磁石とが兼用されることにより、ＡＥセンサーおよび磁気センサーの両方を有するセンサー付き転がり軸受ユニットの小型化および低コスト化が可能となる。また、軸の回転速度検出のために求められる回転数ををＡＥ診断においても用いることができ、この点でも、センサー付き転がり軸受ユニットの小型化および低コスト化が可能となる。
【０００８】
上記センサー付き転がり軸受ユニットにおいて、ＡＥセンサーからの出力と磁気センサーからの出力とが変調されて出力されることが好ましい。
【０００９】
このようにすると、送信部および受信部が両センサーに共通な１つのもので対応でき、センサー付き転がり軸受ユニットのより一層の小型化が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、この発明のセンサー付き転がり軸受ユニットの実施形態を示している。
【００１２】
図１に示すように、センサー付き転がり軸受ユニットは、転がり軸受(1)、ならびにそれに設けられたセンサー装置(2)および被検出部であるパルサーリング(3)を備えている。
【００１３】
軸受(1)は、固定輪である外輪(4)、回転輪である内輪(5)およびこれらの間に配置された複数の転動体である玉(6)を備えている。図示は省略したが、外輪(4)はハウジングなどに固定され、内輪(5)には回転軸などが固定される。センサー装置(2)は外輪(4)に、パルサーリング(3)は内輪(5)に設けられている。
【００１４】
センサー装置(2)は、支持部材(11)、ＡＥセンサー(12)、磁気センサー(13)、信号出力ケーブル(14)、処理回路（図示略）などを備えている。
【００１５】
パルサーリング(3)は、円筒状で、その外周に凹凸を有しており、内輪(5)の端部外径に密にはめ止められている。
【００１６】
外輪(4)および内輪(5)は、磁性体製であり、ＡＥセンサー(12)は、これに一体に設けられた磁石部(12a)が外輪(4)の端面に吸着されることによって、外輪(4)に固定されている。ＡＥセンサー(12)は、軸受(1)を経由して回転軸などからのＡＥを受けることができ、これにより、回転軸などの異常を検出することができる。
【００１７】
支持部材(11)は、合成樹脂製であり、外輪(4)の内径よりも内方に突出した部分を有しており、この内方突出部分に、パルサーリング(3)に対向するように磁気センサー(13)が取り付けられている。これにより、磁気センサー(13)は、ＡＥセンサー(12)の磁石部(12a)とパルサーリング(3)との中間に位置させられている。したがって、ＡＥセンサー(12)の磁石部(12a)は、磁気センサー(13)のバイアス磁石の作用を有しており、ＡＥセンサー(12)の磁石部(12a)によって生成された磁束が回転するパルサーリング(3)の外周面の凹凸によって変化させられ、これを磁気センサー(13)で検知することができる。
【００１８】
上記のセンサー付き転がり軸受ユニットによると、ＡＥセンサー(12)は、軸受(1)の異常診断信号を出力し、磁気センサー(13)は、ＡＥセンサー(12)の磁石部(12a)によって生成されかつパルサーリング(3)によって変化させられた磁束密度を検知し、これを回転速度検出用信号として出力する。
【００１９】
図２に示すように、ＡＥセンサー(12)および磁気センサー(13)の信号は、変調部(21)において、重畳させられ、さらに、増幅器(22)で増幅されて出力される。この重畳された出力信号を図３に示す。図３において、正弦波は、磁気センサー(13)からの回転信号で、これに乗っているランダム振動は、軸受(1)の傷等に起因するＡＥセンサー(12)の信号である。なお、ＡＥセンサー(12)および磁気センサー(13)の信号を重畳させることは、必ずしも必要ではなく、各センサー(12)(13)の出力を別個に出力してももちろんよい。
【００２０】
なお、上記においては、外輪(4)が固定輪である場合について説明したが、内輪が固定輪である場合には、センサー装置(2)を内輪に、パルサーリング(3)を外輪に設けることにより、上記のものと同じ機能を有するセンサー付き転がり軸受ユニットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明のセンサー付き転がり軸受ユニットの実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、この発明のセンサー付き転がり軸受ユニットの信号処理部を示すブロック図である。
【図３】図３は、この発明のセンサー付き転がり軸受ユニットから出力される信号の波形の一例を示す図である。
【符号の説明】
(1)   転がり軸受
(2)   センサー装置
(3)   パルサーリング
(4)   外輪
(5)   内輪
(12)  ＡＥセンサー
(12a) 磁石部（バイアス磁石）
(13)  磁気センサー
【図１】
0004178805.tif 000002
【図２】
0004178805.tif 000003
【図３】
0004178805.tif 000004