特開 2023-147978 軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023147978

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 41/00 20060101AFI20231005BHJP

   F16C 33/76 20060101ALI20231005BHJP

   G08C 17/00 20060101ALI20231005BHJP

   G08C 17/02 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

F16C41/00

F16C33/76 Z

G08C17/00 B

G08C17/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022055791

(22)【出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小池 孝誌

(72)【発明者】

【氏名】福島 靖之

【テーマコード（参考）】

2F073

3J216

3J217

【Ｆターム（参考）】

2F073AA02

2F073AA35

2F073AA40

2F073AB02

2F073AB11

2F073BB02

2F073BC02

2F073CC01

2F073EE11

2F073FF01

2F073GG01

2F073GG04

2F073GG05

3J216AA02

3J216AA12

3J216AB01

3J216AB31

3J216BA30

3J216CA02

3J216CA05

3J216CB03

3J216CB07

3J216CB18

3J216EA03

3J216EA05

3J216FA09

3J217JA02

3J217JA15

3J217JA16

3J217JA24

3J217JA32

3J217JA37

3J217JA38

3J217JA39

3J217JA43

3J217JA47

3J217JB14

3J217JB25

3J217JB34

3J217JB55

(57)【要約】

【課題】発電量が多い発電機を有する軸受装置を提供する。
【解決手段】軸受装置は、内輪、外輪及び転動体を有する転がり軸受と、外輪に対する内輪の相対的な回転に伴って発電を行う発電機とを備えている。内輪は、内輪外径面を有している。外輪は、外輪内径面を有している。外輪は、外輪内径面が内輪外径面と対向するように内輪の径方向における外側に配置されている。転動体は、内輪外径面と外輪内径面との間に配置されている。発電機は、磁気リングと、ステータとを有している。磁気リングは、Ｎ極及びＳ極が周方向において交互に着磁されている多極磁石を有し、かつ内輪及び外輪の一方に取り付けられている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内輪、外輪及び転動体を有する転がり軸受と、
前記外輪に対する前記内輪の相対的な回転に伴って発電を行う発電機とを備え、
前記内輪は、内輪外径面を有し、
前記外輪は、外輪内径面を有し、
前記外輪は、前記外輪内径面が前記内輪外径面と対向するように前記内輪の径方向における外側に配置されており、
前記転動体は、前記内輪外径面と前記外輪内径面との間に配置されており、
前記発電機は、磁気リングと、ステータとを有し、
前記磁気リングは、Ｎ極及びＳ極が周方向において交互に着磁されている多極磁石を有し、かつ前記内輪及び前記外輪の一方に取り付けられており、
前記ステータは、外環と、複数のピンと、コイルとを有し、
前記外環は、前記周方向に延在している環状部を有し、かつ前記内輪及び前記外輪の他方に取り付けられており、
前記環状部は、軸方向において前記磁気リングと間隔を空けて対向している対向面を有し、
前記複数のピンは、前記周方向において間隔を空けて並ぶように前記環状部に取り付けられており、
前記複数のピンの各々は、前記対向面から前記磁気リングに向かって前記軸方向に突出しており、
前記外環及び前記複数のピンは、磁性材料により形成されており、
前記コイルは、前記複数のピンの各々の回りに巻回されている、軸受装置。

【請求項2】

センサと、
前記センサの出力を無線送信するワイヤレス通信回路と、
前記発電機の出力を整流して前記センサ及び前記ワイヤレス通信回路に供給される電力を生成する電源回路と、
回路基板とをさらに備え、
前記センサ、前記ワイヤレス通信回路及び前記電源回路は、前記回路基板に実装されており、
前記回路基板は、前記複数のピンを避けて前記対向面上に配置されている、請求項１に記載の軸受装置。

【請求項3】

前記環状部には、複数の孔が形成されており、
前記複数のピンの各々は、前記複数の孔の各々に嵌合されることにより、前記環状部に取り付けられている、請求項１又は請求項２に記載の軸受装置。

【請求項4】

前記複数のピンの各々の先端と前記対向面との間の前記軸方向における距離は、前記多極磁石と前記複数のピンの各々の先端との間の前記軸方向における距離の１０倍以上である、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の軸受装置。

【請求項5】

前記回路基板には、前記センサ、前記ワイヤレス通信回路及び前記電源回路を構成している複数の電気部品が搭載されており、
前記複数のピンの各々の先端は、前記軸方向において、前記複数の電気部品のいずれよりも前記対向面から離れた位置にある、請求項２に記載の軸受装置。

【請求項6】

前記磁気リング及び前記外環は、それぞれ、前記内輪及び前記外輪に取り付けられており、
前記内輪は、前記軸方向における前記内輪の端面である第１端面と、内輪内径面とを有し、
前記第１端面の前記内輪内径面側の端部には、前記周方向に延在している環状であり、かつ前記外環から露出している第１露出領域が存在しており、
前記外輪は、前記軸方向における前記外輪の端面である第２端面と、外輪外径面とを有し、
前記第２端面の前記外輪外径面側の端部には、前記周方向に延在している環状であり、かつ前記外環から露出している第２露出領域が存在している、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の軸受装置。

【請求項7】

前記磁気リング及び前記外環は、それぞれ、前記内輪及び前記外輪に取り付けられており、
前記磁気リングと前記外環又は前記内輪との間には、前記周方向に連続している隙間がある、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の軸受装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸受装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０２０－１４８６７６号公報（特許文献１）には、センサ付き軸受（軸受装置）が記載されている。特許文献１に記載の軸受装置は、転がり軸受と、エンコーダマグネットと、カバーと、コイル基板とを有している。転がり軸受は、内輪と、外輪と、転動体とを有している。

【0003】

内輪の中心軸の方向を軸方向とし、当該中心軸を通り、かつ当該中心軸に直交する方向を径方向とし、当該中心軸を中心とする円周に沿う方向を周方向とする。

【0004】

内輪は、内輪外径面とを有している。内輪外径面は、周方向に延在している。外輪は、外輪内径面を有している。外輪内径面は、周方向に延在している。外輪は、径方向において外輪内径面が内輪外径面と間隔を空けて対向するように内輪の外側に配置されている。転動体は、内輪外径面と外輪内径面との間に配置されている。内輪は回転輪であり、外輪は静止輪である。すなわち、内輪は、外輪に対して相対的に回転する。

【0005】

エンコーダマグネットは、基材と、磁気トラックとを有している。基材は、周方向に延在している環状である。磁気トラックは、基材の主面上に配置されている。磁気トラックには、Ｎ極及びＳ極が周方向において交互に着磁されている。カバーは、周方向に延在している環状である。カバーは、軸方向において磁気トラックと間隔を空けて対向するように外輪に取り付けられている。

【0006】

コイル基板は、カバーの内部に配置されている。コイル基板は、周方向に延在している部分円弧状である。コイル基板には、ヨークと、コイルパターンとが形成されている。ヨークは、周方向において間隔を空けて並んでいる。コイルパターンは、ヨークの周囲を蛇行しながら通過するように、周方向に延在している。コイル基板は、軸方向において磁気トラックと間隔を空けて対向するようにカバーに取り付けられている。

【0007】

特許文献１に記載の軸受装置では、内輪の外輪に対する相対的な回転に伴う磁気トラックからの磁束の変化でコイルパターンに誘導起電力が発生することにより、発電が行われることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０２０－１４８６７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１に記載の軸受装置では、コイル基板のコイルパターンをコイルとしており、複数層に形成したコイルパターンを並列又は直列に接続しているが、コイルパターンを積層できる層数には限りがあるため、発電量（発電電圧）に改善の余地がある。

【0010】

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、発電量が多い発電機を有する軸受装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の軸受装置は、内輪、外輪及び転動体を有する転がり軸受と、外輪に対する内輪の相対的な回転に伴って発電を行う発電機とを備えている。内輪は、内輪外径面を有している。外輪は、外輪内径面を有している。外輪は、外輪内径面が内輪外径面と対向するように内輪の径方向における外側に配置されている。転動体は、内輪外径面と外輪内径面との間に配置されている。発電機は、磁気リングと、ステータとを有している。磁気リングは、Ｎ極及びＳ極が周方向において交互に着磁されている多極磁石を有し、かつ内輪及び外輪の一方に取り付けられている。ステータは、外環と、複数のピンと、コイルとを有している。外環は、周方向に延在している環状部を有し、かつ内輪及び外輪の他方に取り付けられている。環状部は、軸方向において磁気リングと間隔を空けて対向している対向面を有している。複数のピンは、周方向において間隔を空けて並ぶように環状部に取り付けられている。複数のピンの各々は、対向面から磁気リングに向かって軸方向に突出している。外環及び複数のピンは、磁性材料により形成されている。コイルは、複数のピンの各々の回りに巻回されている。

【0012】

上記の軸受装置は、センサと、センサの出力を無線送信するワイヤレス通信回路と、発電機の出力を整流してセンサ及びワイヤレス通信回路に供給される電力を生成する電源回路と、回路基板とをさらに備えていてもよい。センサ、ワイヤレス通信回路及び電源回路は、回路基板に実装されていてもよい。回路基板は、複数のピンを避けて対向面上に配置されていてもよい。

【0013】

上記の軸受装置では、環状部に、複数の孔が形成されていてもよい。複数のピンの各々は、複数の孔の各々に嵌合されることにより、環状部に取り付けられていてもよい。

【0014】

上記の軸受装置では、ピンの先端と対向面との間の軸方向における距離が、多極磁石とピンの先端との間の軸方向における距離の１０倍以上であってもよい。上記の軸受装置では、回路基板に、センサ、ワイヤレス通信回路及び電源回路を構成している複数の電気部品が搭載されていてもよい。複数のピンの各々の先端は、軸方向において、複数の電気部品のいずれよりも対向面から離れた位置にあってもよい。

【0015】

上記の軸受装置では、磁気リング及び外環が、それぞれ内輪及び外輪に取り付けられていてもよい。内輪は、軸方向における内輪の端面である第１端面と、内輪内径面とを有していてもよい。第１端面の内輪内径面側の端部には、周方向に延在している環状であり、かつ外環から露出している第１露出領域が存在していてもよい。外輪は、軸方向における外輪の端面である第２端面と、外輪外径面とを有していてもよい。第２端面の外輪外径面側の端部には、周方向に延在している環状であり、かつ外環から露出している第２露出領域が存在していてもよい。

【0016】

上記の軸受装置では、磁気リング及び外環が、それぞれ内輪及び外輪に取り付けられていてもよい。磁気リングと外環との間には、周方向に連続している隙間があってもよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明の軸受装置によると、発電機の発電量を増加させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】軸受装置１００の斜視図である。

【図2】軸受装置１００の正面図である。

【図3】軸受装置１００の断面図である。

【図4】軸受装置１００の分解斜視図である。

【図5】軸受装置１００における磁気リング３０及びステータ４０を直線状に展開した模式的な断面図である。

【図6】転がり軸受１０及び磁気リング３０の図示を省略した軸受装置１００の斜視図である。

【図7】軸受装置１００の使用例を示す断面図である。

【図8】変形例に係る軸受装置１００における磁気リング３０及びステータ４０を直線状に展開した模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。実施形態に係る軸受装置を、軸受装置１００とする。

【0020】

（軸受装置１００の構成）
以下に、軸受装置１００の構成を説明する。

【0021】

図１は、軸受装置１００の斜視図である。図２は、軸受装置１００の正面図である。図３は、軸受装置１００の断面図である。図３には、中心軸Ａを含む断面が示されている。図４は、軸受装置１００の分解斜視図である。図１、図２、図３及び図４に示されるように、軸受装置１００は、転がり軸受１０と、発電機２０とを有している。発電機２０は、磁気リング３０と、ステータ４０とを有している。軸受装置１００は、回路基板５０をさらに有していてもよい。

【0022】

転がり軸受１０は、内輪１１と、外輪１２と、複数の転動体１３と、保持器１４と、シール１５とを有している。転がり軸受１０は、例えば、深溝玉軸受である。但し、転がり軸受１０は、これに限られるものではない。

【0023】

内輪１１の中心軸を、中心軸Ａとする。中心軸Ａの方向を、軸方向とする。中心軸Ａを通り、かつ中心軸Ａに直交する方向を、径方向とする。中心軸Ａを中心とする円周に沿う方向を、周方向とする。内輪１１は、端面１１ａと、端面１１ｂ（第１端面）と、内径面１１ｃ（内輪内径面）と、外径面１１ｄ（内輪外径面）とを有している。

【0024】

端面１１ａ及び端面１１ｂは、軸方向における内輪１１の端面である。端面１１ａは、軸方向における一方側（図１中の左側）にある。端面１１ｂは、軸方向における端面１１ａの反対面である。すなわち、端面１１ｂは、軸方向における他方側（図１中の右側）にある。

【0025】

内径面１１ｃは、周方向に延在している。内径面１１ｃは、中心軸Ａ側を向いている。内径面１１ｃの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ、端面１１ａ及び端面１１ｂに連なっている。外径面１１ｄは、周方向に延在している。外径面１１ｄは、中心軸Ａとは反対側を向いている。すなわち、外径面１１ｄは、径方向における内径面１１ｃの反対面である。外径面１１ｄの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ、端面１１ａ及び端面１１ｂに連なっている。

【0026】

外径面１１ｄは、軌道面１１ｄａを有している。軌道面１１ｄａは、転動体１３に接触する外径面１１ｄの部分である。軌道面１１ｄａは、周方向に延在している。軌道面１１ｄａは、軸方向における外径面１１ｄの中央にある。周方向に直交する断面視において、軌道面１１ｄａは、部分円弧状である。

【0027】

外径面１１ｄは、溝１１ｄｂを有している。溝１１ｄｂは、外径面１１ｄの端面１１ｂ側の端部にある。溝１１ｄｂは、周方向に沿って延在している。

【0028】

外輪１２は、端面１２ａと、端面１２ｂ（第２端面）と、内径面１２ｃ（外輪内径面）と、外径面１２ｄ（外輪外径面）とを有している。端面１２ａ及び端面１２ｂは、軸方向における外輪１２の端面である。端面１２ａは、軸方向における一方側にある。端面１２ｂは、軸方向における端面１２ａの反対面である。すなわち、端面１２ｂは、軸方向における他方側にある。

【0029】

内径面１２ｃは、周方向に延在している。内径面１２ｃは、中心軸Ａ側を向いている。内径面１２ｃの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ、端面１２ａ及び端面１２ｂに連なっている。外輪１２は、内径面１２ｃが外径面１１ｄと間隔を空けて対向するように、内輪１１の外側に配置されている。外径面１２ｄは、周方向に延在している。外径面１２ｄは、中心軸Ａとは反対側を向いている。すなわち、外径面１２ｄは、径方向における内径面１２ｃの反対面である。外径面１２ｄの軸方向における一方端及び他方端は、それぞれ、端面１２ａ及び端面１２ｂに連なっている。

【0030】

内径面１２ｃは、軌道面１２ｃａを有している。軌道面１２ｃａは、転動体１３に接触する内径面１２ｃの部分である。軌道面１２ｃａは、周方向に延在している。軌道面１２ｃａは、軸方向における内径面１２ｃの中央にある。周方向に直交する断面視において、軌道面１２ｃａは、部分円弧状である。

【0031】

内径面１２ｃは、溝１２ｃｂと溝１２ｃｃとを有している。溝１２ｃｂは、内径面１２ｃの端面１２ａ側の端部にある。溝１２ｃｂは、周方向に延在している。溝１２ｃｂは、軸方向において、軌道面１２ｃａと端面１２ａとの間にある。溝１２ｃｃは、内径面１２ｃの端面１２ｂ側の端部にある。溝１２ｃｃは、周方向に延在している。

【0032】

転動体１３は、球状である。転動体１３は、外径面１１ｄと内径面１２ｃとの間に配置されている。より具体的には、転動体１３は、軌道面１１ｄａと軌道面１２ｃａとの間に配置されている。複数の転動体１３は、周方向において、間隔を空けて並んでいる。保持器１４は、外径面１１ｄと内径面１２ｃとの間に配置されている。保持器１４は、隣り合う２つの転動体１３の間の間隔が一定範囲内になるように、複数の転動体１３を保持している。転動体１３を保持している保持器１４の部分は、軸方向における他方側において連結されており、軸方向における一方側において開口されている。

【0033】

シール１５は、周方向に延在している環状である。シール１５の外周縁は、溝１２ｃｂに挿入されている。シール１５の内周縁は、外径面１１ｄに形成されているシール溝１１ｄｃに接触している。シール１５の内周縁は、シール溝１１ｄｃと間隔を空けて対向していてもよい。外径面１１ｄと内径面１２ｃとの間の空間を軸受空間という。軸受空間の軸方向における一方側は、シール１５により閉塞されている。軸受空間には、潤滑剤が封入されている。

【0034】

磁気リング３０は、芯金３１と、多極磁石３２とを有している。芯金３１は、筒状部３１ａと、環状部３１ｂとを有している。筒状部３１ａは、軸方向に延在している筒状である。筒状部３１ａは、内径面において、溝１１ｄｂに嵌合されている。これにより、芯金３１（磁気リング３０）は、内輪１１に取り付けられている。環状部３１ｂは、周方向に延在している環状である。環状部３１ｂは、筒状部３１ａの軸方向における一方側の端から、径方向外側に張り出している。

【0035】

多極磁石３２は、軸方向における他方側を向いている環状部３１ｂの面上に配置されている。多極磁石３２は、例えば、磁性粉を混錬したゴムにより形成されている。多極磁石３２は、環状部３１ｂに加硫接着されている。多極磁石３２には、周方向において、Ｎ極及びＳ極が交互に着磁されている。

【0036】

ステータ４０は、外環４１と、複数のピン４２と、ボビン４３と、コイル４４とを有している。外環４１は、磁性材料により形成されている。外環４１は、例えば、珪素鋼、炭素鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼等により形成されている。

【0037】

外環４１は、環状部４１ａと、筒状部４１ｂと、筒状部４１ｃとを有している。環状部４１ａは、周方向に延在している環状である。筒状部４１ｂは、環状部４１ａの径方向内側の端から軸方向における一方側に延在している筒状である。筒状部４１ｂは、例えば、軸方向において磁気リング３０と対向している。筒状部４１ｂと磁気リング３０との間には、隙間があることが好ましい。この隙間は、周方向に連続している。筒状部４１ｂは、端面１１ｂと対向していてもよい。この場合、筒状部４１ｂと端面１１ｂとの間には、周方向に連続している隙間が存在している。これらの隙間は、例えば１ｍｍ以下である。筒状部４１ｃは、環状部４１ａの径方向外側の端から軸方向における一方側に延在している筒状である。筒状部４１ｃは、外径面において、溝１２ｃｃに嵌合されている。これにより、外環４１（ステータ４０）は、外輪１２に取り付けられている。

【0038】

環状部４１ａは、第１面４１ａａ（対向面）と、第２面４１ａｂとを有している。第１面４１ａａ及び第２面４１ａｂは、軸方向における環状部４１ａの端面である。第１面４１ａａは、軸方向における一方側を向いている。第１面４１ａａは、磁気リング３０（多極磁石３２）と軸方向において間隔を空けて対向している。第２面４１ａｂは、軸方向における他方側を向いている。すなわち、第２面４１ａｂは、軸方向における第１面４１ａａの反対面である。

【0039】

環状部４１ａには、複数の孔４１ａｃが形成されている。孔４１ａｃは、環状部４１ａを厚さ方向（すなわち、軸方向）に沿って貫通している。複数の孔４１ａｃは、周方向において間隔を空けて並んでいる。なお、孔４１ａｃは、後述するピン４２を嵌合することが可能であれば、環状部４１ａを貫通していなくてもよい。

【0040】

外環４１の外径（筒状部４１ｃの外径）は、外輪１２の外径よりも小さいことが好ましい。また、外環４１の内径（筒状部４１ｂの内径）は、内輪１１の内径よりも大きいことが好ましい。そのため、端面１１ｂの内径面１１ｃ側の端部には周方向に延在している環状であり、かつ外環４１から露出している領域（第１露出領域）が存在しており、端面１２ｂの外径面１２ｄ側の端部には周方向に延在している環状であり、かつ外環４１から露出している領域（第２露出領域）が存在している。

【0041】

ピン４２は、磁性材料により形成されている。ピン４２は、例えば、珪素鋼、炭素鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼等により形成されている。ピン４２は、外環４１と同一材料により形成されていてもよく、外環４１と異なる材料により形成されていてもよい。ピン４２は、例えば円柱状である。ピン４２は、角柱状であってもよい。隣り合う２つのピン４２の間のピッチは、例えば、多極磁石３２の隣り合う２つの磁極の間のピッチに等しい。

【0042】

ピン４２は、周方向において間隔を空けて並ぶように環状部４１ａに取り付けられている。ピン４２は、好ましくは、孔４１ａｃに嵌合されることにより環状部４１ａに取り付けられている。ピン４２の環状部４１ａへの取り付けは、圧入、接着、レーザ溶接又はそれらの併用により行われてもよい。ピン４２は、第１面４１ａａから磁気リング３０（多極磁石３２）に向かって軸方向に突出している。ピン４２の先端は、軸方向において、磁気リング３０（多極磁石３２）と離間している。

【0043】

ピン４２には、ボビン４３が通されている。ボビン４３の外周溝には、コイル４４が巻回されている。コイル４４は、ボビン４３を用いることなくピン４２に直接巻回されていてもよい。コイル４４は、ピン４２の回りを複数回周回していることが好ましい。１つのピン４２に対するコイル４４の巻回方向は、当該１つのピン４２と周方向において隣り合う他のピン４２に対するコイル４４の巻回方向と逆になっている。複数のピン４２の各々に巻回されているコイル４４は、直列又は並列に接続されている。

【0044】

ピン４２の先端と第１面４１ａａとの間の軸方向における距離を、第１距離とする。ピン４２の先端と多極磁石３２との間の軸方向における距離を、第２距離とする。第１距離は、第２距離の１０倍以上であることが好ましい。

【0045】

図５は、軸受装置１００における磁気リング３０及びステータ４０を直線状に展開した模式的な断面図である。図５に示されるように、多極磁石３２のＮ極から出た磁束（図５中において矢印を参照）は、１つのピン４２から外環４１（環状部４１ａ）に入り、当該１つのピン４２と周方向において隣り合う他のピン４２を通って多極磁石３２のＳ極に戻る。磁気リング３０が回転することで多極磁石３２のＮ極及びＳ極の位置が入れ替わることにより、磁束の向きが逆になる。このようにして発生する交番磁界により、コイル４４の両端の間には、交流電圧が発生する。

【0046】

図１、図２、図３及び図４に示されるように、回路基板５０は、第１面４１ａａ上に配置されている。回路基板５０は、複数のピン４２を避けて配置されている。このことを別の観点から言えば、回路基板５０は、軸方向に沿って見た際に、複数のピン４２と重ならない位置にある。回路基板５０と第１面４１ａａとの間には、絶縁シート（図示せず）が配置されていてもよい。回路基板５０は、例えば、ねじ、接着剤等を用いて環状部４１ａに取り付けられている。

【0047】

図６は、転がり軸受１０及び磁気リング３０の図示を省略した軸受装置１００の斜視図である。図６に示されるように、回路基板５０は、端子５０ａと、端子５０ｂとを有している。端子５０ａ及び端子５０ｂには、それぞれ、コイル４４の一方端及び他方端が接続されている。回路基板５０には、電源回路５１と、センサ５２と、ワイヤレス通信回路５３とが実装されている。

【0048】

電源回路５１は、回路基板５０に形成されている配線（図示せず）により端子５０ａ及び端子５０ｂに接続されている。発電機２０（コイル４４）の出力（交流）は、電源回路５１において整流されて直流電力となる。電源回路５１は、回路基板５０に形成されている配線（図示せず）によりセンサ５２及びワイヤレス通信回路５３に接続されている。これにより、上記の直流電力がセンサ５２及びワイヤレス通信回路５３に供給され、センサ５２及びワイヤレス通信回路５３が駆動される。

【0049】

センサ５２は、転がり軸受１０の状態を監視する。センサ５２の数は、例えば複数である。図５に示される例では、センサ５２は、加速度センサ５２ａ及び温度センサ５２ｂである。センサ５２（加速度センサ５２ａ、温度センサ５２ｂ）は、回路基板５０に形成されている配線（図示せず）により、ワイヤレス通信回路５３に接続されている。これにより、センサ５２（加速度センサ５２ａ、温度センサ５２ｂ）の出力が、ワイヤレス通信回路５３に送信される。ワイヤレス通信回路５３は、センサ５２からの出力をアンテナ（図示せず）から無線送信する。

【0050】

ピン４２の先端は、電源回路５１、センサ５２及びワイヤレス通信回路５３を構成している電気部品のいずれよりも第１面４１ａａから離れた位置にある。このことを別の観点から言えば、ピン４２の高さは、電源回路５１、センサ５２及びワイヤレス通信回路５３を構成している電気部品の最大高さよりも大きい。

【0051】

図示されていないが、回路基板５０の表面を保護するため、当該表面に樹脂材料等が塗布されていてもよい。また、図示されていないが、回路基板５０の表面を保護するため、外環４１の内部空間に樹脂材料製の封止材が充填されていてもよい。なお、この封止材の充填高さは、筒状部４１ｂの高さまでとされる。

【0052】

図７は、軸受装置１００の使用例を示す断面図である。図７には、中心軸Ａを含む断面が示されている。図７に示されるように、軸１１０は、端部１１０ａを有している。端部１１０ａは、軸方向における他方側（図７中の右側）にある軸１１０の端部である。端部１１０ａの外径は、端部１１０ａに連なっている軸１１０の部分の外径よりも小さくなっている。すなわち、軸１１０の外径面には、端部１１０ａと端部１１０ａに連なっている軸１１０の部分との間に段差が形成されている。

【0053】

内径面１１ｃは、端面１１ａがこの段差に接触するように、端部１１０ａの外径面に嵌合されている。端部１１０ａには、ナット１１１と間座１１２とが取り付けられている。ナット１１１は、端部１１０ａに螺合されている。間座１１２は、ナット１１１と内輪１１との間に配置されており、端面１１ｂの第１露出領域に接触している。これにより、内輪１１は、軸１１０に取り付けられている。

【0054】

ハウジング１２０は、端部１２０ａを有している。端部１２０ａは、軸方向における他方側にあるハウジング１２０の端部である。端部１２０ａの内径は、端部１２０ａに連なっているハウジング１２０の部分の内径よりも大きくなっている。すなわち、ハウジング１２０の内径面には、端部１２０ａと端部１２０ａに連なっているハウジング１２０の部分との間に段差が形成されている。

【0055】

外径面１２ｄは、端面１２ａがこの段差に接触するように端部１２０ａの内径面に嵌合されている。ハウジング１２０の軸方向における他方側の端部には、蓋１２１が取り付けられている。蓋１２１は、端面１２ｂの第２露出領域に接触している。これにより、外輪１２は、ハウジング１２０に取り付けられている。

【0056】

（軸受装置１００の効果）
以下に、軸受装置１００の効果を説明する。

【0057】

軸受装置１００では、外環４１が、ステータ４０を転がり軸受１０に取り付けるのみならず、ステータ４０のヨークの一部としても機能している。そのため、軸受装置１００では、ステータ４０を固定するための部品が別途不要になり、部品点数の削減及び小型化が可能となる。

【0058】

軸受装置１００では、ピン４２が孔４１ａｃに嵌合わされることにより環状部４１ａに取り付けられているため、ピン４２を取り付けるための位置決めが容易になる。また、ピン４２を取り付けるための治具が不要となるため、ピン４２を取り付ける作業の効率も改善されることになる。

【0059】

軸受装置１００では、第１距離が第２距離の１０倍以上であるため、多極磁石３２からの磁束が第１面４１ａａに漏洩しにくくなる。そのため、軸受装置１００によると、漏れ磁束が低減され、発電機２０の発電電圧を高めることが可能となる。その結果、内輪１１の回転速度が低い低速回転領域でも安定して回路基板５０（電源回路５１、センサ５２、ワイヤレス通信回路５３）を駆動させることができる。

【0060】

軸受装置１００では、ピン４２の先端が電源回路５１、センサ５２及びワイヤレス通信回路５３を構成している電気部品のいずれよりも第１面４１ａａから離れた位置にあるため、磁気リング３０と当該電気部品との接触が回避されている。

【0061】

軸受装置１００では、端面１１ｂの第１露出領域を用いてナット１１１及び間座１１２により内輪１１を軸１１０に取り付けることができるとともに端面１２ｂの第２露出領域を用いて蓋１２１により外輪１２をハウジング１２０に取り付けることができるため、軸１１０及びハウジング１２０の構造を変更することなく軸受装置１００を利用できる。また、軸受装置１００は、上記のようにして軸１１０及びハウジング１２０に取り付けられるため、軸方向における取り付けがコンパクトに行われる。

【0062】

軸受装置１００では、筒状部４１ｂと磁気リング３０との間（又は筒状部４１ｂと端面１１ｂとの間）に隙間があるため、ワイヤレス通信回路５３のアンテナからの電波を、当該隙間から外部に放出することが可能である。

【0063】

（変形例１）
図８は、変形例に係る軸受装置１００における磁気リング３０及びステータ４０を直線状に展開した模式的な断面図である。図８に示されるように、隣り合う２つのピン４２の間のピッチは、多極磁石３２の隣り合う２つの磁極の間のピッチよりも大きくてもよい。これにより、多極磁石３２に着磁されている磁極の数が多くなった際に対応可能である。

【0064】

（変形例２）
環状部４１ａには、孔４１ａｄ（図示せず）が形成されていてもよい。孔４１ａｄは、ワイヤレス通信回路５３のアンテナと対向する位置にある。これにより、孔４１ａｄからワイヤレス通信回路５３のアンテナからの電波を外部に放出することが可能である。孔４１ａｄは、非金属材料（例えば、樹脂材料）により閉栓されていてもよい。

【0065】

筒状部４１ｂと磁気リング３０との間（又は筒状部４１ｂと端面１１ｂとの間）の隙間は、ラビリンスシール構造となり、発電機２０の内部への異物侵入を抑制可能である。図示されていないが、発電機２０の内部への異物侵入を抑制するため、筒状部４１ｂと磁気リング３０との間（又は筒状部４１ｂと端面１１ｂとの間）の隙間は、ゴム材料等によりシールされてもよい。

【0066】

以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上記の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。

【符号の説明】

【0067】

１０ 転がり軸受、１１ 内輪、１１ａ，１１ｂ 端面、１１ｃ 内径面、１１ｄ 外径面、１１ｄａ 軌道面、１１ｄｂ 溝、１１ｄｃ シール溝、１２ 外輪、１２ａ，１２ｂ 端面、１２ｃ 内径面、１２ｃａ 軌道面、１２ｃｂ，１２ｃｃ 溝、１２ｄ 外径面、１３ 転動体、１４ 保持器、１５ シール、２０ 発電機、３０ 磁気リング、３１ 芯金、３１ａ 筒状部、３１ｂ 環状部、３２ 多極磁石、４０ ステータ、４１ 外環、４１ａ 環状部、４１ａａ 第１面、４１ａｂ 第２面、４１ａｃ，４１ａｄ 孔、４１ｂ，４１ｃ 筒状部、４２ ピン、４３ ボビン、４４ コイル、５０ 回路基板、５０ａ，５０ｂ 端子、５１ 電源回路、５２ センサ、５２ａ 加速度センサ、５２ｂ 温度センサ、５３ ワイヤレス通信回路、１００ 軸受装置、１１０ 軸、１１０ａ 端部、１１１ ナット、１１２ 間座、１２０ ハウジング、１２０ａ 端部、１２１ 蓋、Ａ 中心軸。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】