特許 7074500 軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-16

(45)【発行日】2022-05-24

(54)【発明の名称】軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 41/00 20060101AFI20220517BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20220517BHJP

   F16C 19/52 20060101ALI20220517BHJP

   F16C 33/78 20060101ALI20220517BHJP

【ＦＩ】

F16C41/00

F16C19/06

F16C19/52

F16C33/78 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018030698

(22)【出願日】2018-02-23

(65)【公開番号】P2019143765

(43)【公開日】2019-08-29

【審査請求日】2021-01-26

(73)【特許権者】

【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】特許業務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

(72)【発明者】

【氏名】澁谷 勇介

【審査官】稲村 正義

(56)【参考文献】

【文献】中国実用新案第２０３９６８０１０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－０８４８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９５４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２４８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１９０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０６９４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７７６１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ １９／００，３３／００，４１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸受であって、
内周側に軌道面を有する外輪と、
前記外輪の前記軌道面に接触する複数の転動体と、
前記複数の転動体に接触する内輪と、
前記複数の転動体を保持する保持器と、
前記外輪と前記内輪との間に設けられたシール部材と、
前記シール部材に設置され、前記軸受の状態情報を検出するセンサと、
前記センサが検出した前記状態情報を外部に送信する送信部と、
前記外輪と前記内輪とにより挟まれた軸受空間に面するように配置され、前記センサおよび前記送信部に給電する電力を発電する発電部とを備え、
前記発電部は、応力を起電力に変換する素子を含み、
前記素子は、前記シール部材において前記軸受空間に面する内周面上に設置されている、軸受。

【請求項2】

前記保持器は、前記シール部材に設置された前記素子に面する表面に形成された突起部を含む、請求項１に記載の軸受。

【請求項3】

前記突起部は、前記軸受の使用時に前記素子を押圧するように構成されている、請求項２に記載の軸受。

【請求項4】

軸受であって、
内周側に軌道面を有する外輪と、
前記外輪の前記軌道面に接触する複数の転動体と、
前記複数の転動体に接触する内輪と、
前記複数の転動体を保持する保持器と、
前記外輪と前記内輪との間に設けられたシール部材と、
前記シール部材に設置され、前記軸受の状態情報を検出するセンサと、
前記センサが検出した前記状態情報を外部に送信する送信部と、
前記外輪と前記内輪とにより挟まれた軸受空間に面するように配置され、前記センサおよび前記送信部に給電する電力を発電する発電部とを備え、
前記発電部は、応力を起電力に変換する素子を含み、
前記素子は、前記外輪および前記内輪のうち回転する部材と接続されていない一方において前記軸受空間に面する表面上に配置されている、軸受。

【請求項5】

前記素子は圧電フィルムである、請求項１～４のいずれか１項に記載の軸受。

【請求項6】

前記素子は帯電フィルムである、請求項１～４のいずれか１項に記載の軸受。

【請求項7】

前記発電部と前記センサおよび前記送信部とに接続され、前記発電部で発電された前記電力を一時的に蓄積するとともに、前記センサおよび前記送信部に供給するように構成されている、蓄電部を備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、軸受に関し、より特定的には発電機能を内蔵したセンサ付の軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、発電機能を内蔵したセンサ付の軸受が知られている（たとえば、特開２０１７－１８７０６１号公報参照）。特開２０１７－１８７０６１号公報には、ワイヤレスセンサ付軸受が開示されている。当該ワイヤレスセンサ付軸受では、環状体からなる保持器のポケット同士の間に１つずつ磁石が固定されている。当該磁石は、環状体の周方向で各磁石のＮ極とＳ局とが隣り合うように固定される。また、第１シールにおける上記磁石との対向面にコイルと回路部とアンテナとが設置される。内輪、外輪、第１シールのいずれかにセンサが設置される。上記ワイヤレスセンサ付軸受では、磁石による電磁誘導でコイルに生じた電流を用いてセンサからの出力を外部に送信する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１８７０６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特開２０１７－１８７０６１号公報に開示された軸受では、保持器に磁石を配置し、第１シールにコイルを配置するといった複雑な構造を有するため、当該軸受の製造工程が複雑化し、製造コストが増大する可能性がある。

【0005】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、簡単な構成であって発電機能を内蔵したセンサ付の軸受を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に従った軸受は、外輪と、複数の転動体と、内輪と、保持器と、シール部材と、センサと、送信部と、発電部とを備える。外輪は内周側に軌道面を有する。複数の転動体は、外輪の軌道面に接触する。内輪は、複数の転動体に接触する。保持器は、複数の転動体を保持する。シール部材は、外輪と内輪との間に設けられる。センサは、シール部材に設置され、軸受の状態情報を検出する。送信部は、センサが検出した状態情報を外部に送信する。発電部は、外輪と内輪とにより挟まれた軸受空間に面するように配置され、センサおよび送信部に給電する電力を発電する。発電部は、応力を起電力に変換する素子を含む。

【発明の効果】

【0007】

上記によれば、簡単な構成であって発電機能を内蔵したセンサ付の軸受が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態１に係る軸受の部分断面模式図である。

【図2】図１に示した軸受の拡大断面模式図である。

【図3】図１に示した軸受を構成する素子を説明するための断面模式図である。

【図4】図１に示した軸受の変形例の構成を説明するためのブロック図である。

【図5】本発明の実施の形態２に係る軸受の拡大断面模式図である。

【図6】図５に示した軸受の保持器を説明するための模式図である。

【図7】本発明の実施の形態３に係る軸受の拡大断面模式図である。

【図8】本発明の実施の形態４に係る軸受の拡大断面模式図である。

【図9】図８に示した軸受を構成する素子を説明するための断面模式図である。

【図10】本発明の実施の形態５に係る軸受の拡大断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

【0010】

（実施の形態１）
＜軸受の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る軸受の部分断面模式図である。図２は、図１に示した軸受の拡大断面模式図である。図３は、図１に示した軸受を構成する素子を説明するための断面模式図である。

【0011】

図１～図３に示す軸受１は、センサ付軸受であって、外輪２と、複数の転動体４と、内輪３と、保持器５と、シール部材６、７と、センサ８と、送信部９と、発電部１０と、アンテナ１１とを主に備える。ここでは、軸受１として、転動体４を玉とした深溝玉軸受を用いた場合を例として説明する。また、内輪３を回転輪とし、外輪２を固定輪とした内輪回転タイプの軸受１であると仮定して説明する。

【0012】

外輪２は内周側に軌道面を有する。複数の転動体４は、外輪２の軌道面に接触する。内輪３は、複数の転動体４に接触する。保持器５は、複数の転動体４を保持する。シール部材６、７は、第１のシール部材６と第２のシール部材７とを含む。シール部材６、７は外輪２と内輪３との間に設けられる。シール部材６、７は外輪２と内輪３とにより囲まれ、複数の転動体４が位置する軸受空間を密封する。軸受空間内にはグリース等の潤滑剤が封入されている。なお、シール部材６、７の構成は、図１に示すような外輪２と内輪３との双方に接触する構成に限られず、他の任意の構成を採用できる。たとえば、シール部材６、７の構成として、固定輪である外輪２に接続される一方、回転輪である内輪３との間に隙間が形成されているような構成を採用してもよい。たとえば、シール部材６、７として非接触タイプのシール部材を用いることができる。センサ８は、シール部材７に設置され、軸受１の状態情報を検出する。センサ８としては一種類に限らず、複数種類のセンサ８をシール部材７に設置してもよい。送信部９は、センサ８が検出した状態情報を外部に送信する。発電部１０は、自己発電可能な電源であり、軸受空間に面するように配置され、センサ８および送信部９に給電する電力を発電する。発電部１０は、応力を起電力に変換する素子１２を含む。

【0013】

すなわち、上記軸受１において、シール部材７には、一種類以上のセンサ８と、センサ８で検出した軸受の状態情報を外部に送信する送信部９と、自己発電が可能な発電部１０とが一体に設けられている。たとえば、センサ８は、温度センサや振動センサである。センサ８として複数のセンサを実装してもよい。センサ８と送信部９とはたとえば基板１７上に実装される。

【0014】

送信部９は、センサ８の検出した軸受の状態情報を外部に送信するワイヤレス送信機である。送信部９は、無線で軸受１の設置部から離れた外部の情報理処理装置（図示せず）に軸受１の状態情報を送信する。送信部９にはアンテナ１１が接続されており、送信部９は当該アンテナ１１を介して状態情報を外部に送信する。

【0015】

基板１７上に実装されたセンサ８および送信部９は、当該基板１７とともに収納部１８の内部に配置される。収納部１８はシール部材７の内周面に接続される。すなわち、センサ８と送信部９とを実装した基板１７および素子１２を含む発電部１０は、収納部１８に組み込まれ、シール部材７の側面に固定される。

【0016】

シール部材７には、内周面から外周面に貫通する貫通穴が形成されている。当該貫通穴の内部にアンテナ１１が配置されている。アンテナ１１は送信部９に接続されている。また、センサ８および送信部９の保持器５に対向する側に、発電部１０が配置されている。発電部１０はシール部材７に接続されている。発電部１０は素子１２と保護フィルム１４と弾性部材１５とを主に含む。

【0017】

発電部１０に含まれる素子１２としては、たとえば圧電フィルムを用いる。図３に素子１２としての圧電フィルムの一例となる構造を示す。素子１２を構成する圧電フィルムとしては、たとえば圧電機能を有するポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電ポリマーフィルム（ピエゾフィルム）を用いる。素子１２の構造として、圧電フィルムの両面にアルミ電極１２ａを蒸着してそれらを電極とした構造を採用してもよい。

【0018】

素子１２はシール部材７において保持器５と対向する側に配置される。素子１２をグリースの付着から保護するため、素子１２において保持器５に面する第１の表面上に保護フィルム１４を設けてもよい。また、素子１２において第１の表面と反対側の第２の表面上に弾性部材１５を配置してもよい。このような弾性部材１５を配置することにより、圧電フィルムである素子１２はシール部材７内で変形可能となっている。たとえば、リング状に形成した圧電フィルム（ピエゾフィルム）である素子１２は、軸方向からの押圧で変形可能な状態でシール部材７に配置される。

【0019】

軸受１の回転輪（たとえば内輪３）を回転させると、保持器５も回転して軸受１内部のグリース等の潤滑剤が撹拌される。軸受１の内部においてグリースが移動した際に圧電フィルムを含む素子１２に変形が与えられ、素子１２において起電力が発生する。当該素子１２において発生した電力を電源として処理する。たとえば、素子１２において発生した電流を全波整流し、コンデンサ等に充電する。このようにして得られた電力をシール部材７に埋め込まれたセンサ８や無線用の送信部９の電力に使用する。

【0020】

なお、素子１２において発電した電力を二次電池や電気二重層コンデンサなどの蓄電要素に蓄電して使用してもよい。図４は、図１に示した軸受の変形例の構成を説明するためのブロック図である。図４は、軸受におけるセンサ８、送信部９、発電部１０の制御に関係する構成の関係を示している。図４に示す軸受は、基本的には図１～図３に示した軸受１と同様の構成を備えるが、整流部２１、蓄電部２２および制御部３０を備える点が図１～図３に示した軸受１と異なっている。図４に示すように、発電部１０は整流部２１を介して蓄電部２２に接続されている。整流部２１は発電部１０において発生した電流を整流する。蓄電部２２には整流部２１において整流された電流が充電される。制御部３０は蓄電部２２とセンサ８および送信部９とに接続される。制御部３０は蓄電部２２からセンサ８および送信部９への電力の供給を制御する。なお、整流部２１、蓄電部２２、制御部３０は軸受の内部の任意の位置に設置できる。たとえば、整流部２１、蓄電部２２、制御部３０を基板１７上に実装してもよい。このような構成とすることで、センサ８や送信部９へ供給される電力が安定するとともに、センサ８や送信部９の稼働時間を制限することで消費電力の大きいセンサや送信機などの機器を使用することができる。

【0021】

＜作用効果＞
本開示に従った軸受１は、外輪２と、複数の転動体４と、内輪３と、保持器５と、シール部材６、７と、センサ８と、送信部９と、発電部１０とを備える。センサ８は、シール部材７に設置され、軸受１の状態情報を検出する。送信部９は、センサ８が検出した状態情報を外部に送信する。発電部１０は、外輪２と内輪３とにより挟まれた軸受空間に面するように配置され、センサ８および送信部９に給電する電力を発電する。発電部１０は、応力を起電力に変換する素子１２を含む。

【0022】

ここで、軸受１の使用時には保持器５がシール部材６、７に対して回転することで、軸受空間に配置されたグリースなどの潤滑剤が撹拌される。このとき、当該潤滑剤の撹拌により発電部１０の素子１２に対して応力が加えられる。素子１２では当該応力を起電力に変換し、電気を発生させる。この電気をセンサ８および送信部９に供給することで、軸受１の温度などの状態情報をセンサ８で計測し、送信部９により外部に送信できる。上記の軸受１では、発電部１０において磁石とコイルとを用いた電磁誘導による発電のように複数の部品を用いた発電方式とは異なり、素子１２に応力を作用させることで直接電力を得ることができるので、上記のような電磁誘導による発電方式を採用した場合より軸受１の構造を簡略化できる。

【0023】

また、従来のように保持器のポケット間に位置する柱部に磁石を挿入するための貫通穴を形成する必要が無いため、当該貫通穴の形成に起因する保持器の強度の低下を防止できる。また、軸受内部に磁石を配置する場合には、当該磁石による磁力が軸受性能に影響を及ぼす可能性もあるが、本実施形態に係る軸受１ではこのような磁力による軸受性能への影響を避けることができる。さらに、軸受内部に磁石を配置する場合、当該磁石の磁力により鉄粉などが軸受内部に集積され、軸受の破損や寿命低下の要因となる可能性もあるが、本実施形態に係る軸受１ではこのような破損や寿命低下を避けることができる。

【0024】

また、軸受設計時には、転動体の数やサイズを最大限に大きくすることで、軸受の荷重条件や寿命条件などの要求性能を満たしつつ、軸受のコンパクト化を図る。しかし、従来のように保持器のポケット間に磁石を配置すると、軸受のサイズを一定にする場合には、当該磁石の設置場所を確保するため転動体の数を減らす、あるいは転動体のサイズを小さくするといった対応が必要になる。そのため、同一の要求性能を満足する軸受を得るため、従来のように磁石を保持器に配置する場合には軸受のサイズを大きくする必要があった。このように軸受のサイズが大きくなることは、軸受の製造コストが増大する、あるいは当該軸受を適用する機械装置の設計の自由度が低下するといった問題の原因となる。一方、上述した本実施形態に係る軸受では発電部１０がコンパクトであり、当該発電部１０を配置することに起因して軸受のサイズを大きくする必要は無く、上記のような問題の発生を避けることができる。

【0025】

上記軸受１において、素子１２は圧電フィルムである。この場合、起電力を発生させる素子１２として圧電フィルムという１つのシート状の部材を用いるので、従来のような磁石とコイルといった複数の部材を用いて発電する場合より軸受１の構成を確実に簡略化できる。

【0026】

上記軸受１において、素子１２は、シール部材７において軸受空間に面する内周面上に設置されている。この場合、軸受空間内部におけるグリースなどの潤滑剤の流動による応力を素子１２に対して直接的に作用させることができる。このため、軸受１の使用時に素子１２において効率的に発電できる。

【0027】

上記軸受１は蓄電部２２を備える。蓄電部２２は、発電部１０とセンサ８および送信部９とに接続され、発電部１０で発電された電力を一時的に蓄積するとともに、センサ８および送信部９に供給するように構成されている。この場合、発電部１０において発電された電力を一旦蓄電部２２に溜めておき、センサ８および送信部９に対して必要に応じて当該蓄電部２２から電力を供給することができる。この結果、センサ８および送信部９への安定した電力供給が可能になり、これらの機器の動作を安定させることができる。

【0028】

異なる観点から言えば、上述した軸受１では、軸受１の非回転部であるシール部材６、７や外輪２の内径面（図１０参照）、あるいは内輪３の外径面などに、発電部１０を構成する素子１２としてフィルム状の素子を配置する。フィルム状の素子としては、変形により起電力を発生する圧電フィルム、あるいは摩擦により起電力を発生する帯電フィルムを用いてもよい。このようなフィルム状の素子１２を発電部１０に用いることで、当該素子１２を軸受の回転に伴って撹拌された潤滑剤による応力で変形させて発電できる。このため、発電部１０のサイズを小さくできる。また、電磁誘導を利用した発電部などに比べて発電部１０の構造を簡略化できる。この結果、発電部１０を軸受１の内部の狭い空間に配置することができる。なお、素子１２としては上述した圧電フィルムや帯電フィルム以外であっても、応力を起電力に変換する任意の素子を用いることができる。また、素子１２の形状についても、シール部材７の側面に沿った円環状の形状としてもよいが、他の形状としてもよい。たとえば、軸受１の回転軸方向から見て、シール部材７の側面に沿って間隔を隔てて複数の素子１２を配置してもよい。この場合の素子１２の上記回転軸方向から見たときの平面形状は、四角形状、扇形状、丸型状など任意の形状としてもよい。

【0029】

フィルム状の素子の具体例としては、たとえば圧電機能を有するフィルムである圧電ポリマーフィルムが挙げられる。具体的には、高分子強誘電材料をフィルム状としたものであるポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）等の圧電ポリマーフィルム（ピエゾフィルム）を用いることができる。圧電ポリマーフィルム（圧電フィルムとも呼ぶ）は、変形させると無機材料と比べ大きな発電量が得られる。

【0030】

素子１２の配置としては、たとえばシール部材７の側面にリング状に当該素子１２を配置する。素子１２としての圧電フィルムは変形可能な状態で配置される。また、圧電フィルムの両面にアルミニウム膜を蒸着し、当該アルミニウム膜を電極として用いる。圧電フィルムは微小な変位（たとえば数μｍ程度の変位）でも起電力が発生するものを用いるとよい。

【0031】

上記のような構成の軸受１では、回転輪（たとえば内輪３）が回転した際には、保持器５も回転して軸受１内部の潤滑剤が撹拌される。当該潤滑剤が移動した際に素子１２としての圧電フィルムに変形を与えて起電力が発生する。このようにして得られた電力をシール部材７に埋め込んだセンサ８や無線送信機である送信部９の回路電力に使用できる。この場合、素子１２とシール部材７との間に弾性部材１５を配置して変形量が大きくなるようにしてあってもよい。また、素子１２がグリース等の潤滑剤に直接接触しないように保護フィルム１４を実装してあってもよい。

【0032】

また、上記軸受１では、シール部材７に圧電フィルムなどの起電力発生シートである素子１２を固定する構造となっている。そのため、軸受１の内部諸元を従来の標準的な軸受から大きく変えることなく、発電部１０を軸受１内部に配置することができる。この結果、標準的な軸受と同じサイズで自己発電しながらワイヤレスでセンサ信号を送信するセンサ付き軸受を構成することができる。

【0033】

（実施の形態２）
＜軸受の構成＞
図５は、本発明の実施の形態２に係る軸受の拡大断面模式図である。図６は、図５に示した軸受の保持器を説明するための模式図である。図５および図６に示す軸受は、基本的には図１～図３に示した軸受１と同様の構成を備えるが、保持器５の構成が図１～図３に示した軸受１と異なっている。すなわち、図５および図６に示した軸受の保持器５には、発電部１０に面する表面である端面５ｂに突起部５ｃが形成されている。具体的には、保持器５において転動体４を保持する複数のポケットが形成され、当該複数のポケットの間の領域が柱部５ａとなっている。柱部５ａにおいて発電部１０に面する端面５ｂに突起部５ｃが形成されている。

【0034】

内輪３の径方向に沿った突起部５ｃの断面形状は任意の形状とすることができるが、たとえば図５に示すように四角形状としてもよい。また、内輪３の径方向に垂直な方向に沿った突起部５ｃの断面形状も任意の形状とすることができるが、たとえば図６に示すように半円状であってもよい。また、保持器５に形成される突起部５ｃの数は、１つでもよいが２以上の複数でもよい。

【0035】

また、図５に示すように素子１２のシール部材７側には弾性部材１５が配置されているが、当該弾性部材１５に変えて素子１２とセンサ８および送信部９との間に空隙を設けてもよい。

【0036】

＜作用効果＞
上記軸受１において、保持器５は、シール部材７に設置された素子１２に面する表面に形成された突起部５ｃを含む。この場合、軸受１の使用時に保持器５が素子１２に対して相対的に運動する際、突起部５ｃが存在することで保持器５と素子１２の表面との距離を局所的に小さくできる。この結果、軸受１の使用時において軸受空間内の潤滑剤が素子１２に加える応力を、突起部５ｃが無い場合より大きくすることができる。異なる観点から言えば、内輪３の回転に伴う保持器５の回転によりグリースなどの潤滑剤が軸受空間内で撹拌される際の、素子１２の変形量を大きくできる。また、突起部５ｃによる素子１２の押圧位置が変化することで、素子１２において連続的なパルス電圧を安定的に発生させることができる。このため、素子１２での発電量を大きくできるとともに、素子１２において安定的に発電できる。

【0037】

また、素子１２のシール部材７側に弾性部材１５または空隙を配置することで、素子１２の変形量を大きくしてもよい。この場合も、素子１２での発電量を大きくできる。

【0038】

（実施の形態３）
＜軸受の構成＞
図７は、本発明の実施の形態３に係る軸受の拡大断面模式図である。図７に示す軸受は、基本的には図５および図６に示した軸受と同様の構成を備えるが、保持器５の構成が図５および図６に示した軸受と異なっている。すなわち、図７に示した軸受の保持器５には、柱部５ａにおいて発電部１０に面する表面に突起部５ｄが形成されている。当該突起部５ｄは、発電部１０に直接接触可能な大きさを有する。具体的には、柱部５ａの表面からの突起部５ｄの高さは、当該柱部５ａの表面から発電部１０までの距離より大きくなっている。図７に示した軸受は、グリース等の潤滑剤が軸受の内部に封入された構成とは異なる構成を有する軸受であってもよい。たとえば、図７に示した発電部１０と突起部５ｄとを、グリースが内部に封入されず潤滑油により潤滑された軸受に適用してもよい。

【0039】

突起部５ｄの形状は任意の形状とすることができるが、たとえば図７に示す円柱状としてもよい。突起部５ｄの先端面５ｅは任意の形状としてもよいが、曲面状とすることが好ましい。たとえば先端面５ｅは球面であってもよい。また、保持器５に形成される突起部５ｄの数は、１つでもよいが２以上の複数でもよい。

【0040】

＜作用効果＞
上記軸受１において、突起部５ｄは、軸受１の使用時に素子１２を押圧するように構成されている。この場合、軸受１の使用時に突起部５ｄが直接素子１２を押圧するため、素子１２に対して確実に応力を作用させることができる。このため、素子１２において発電量を大きくするとともに安定的に発電できる。より具体的には、軸受１の使用時に、素子１２を突起部５ｄにより連続的に押圧できるので、素子１２で連続的なパルス電圧を発生させることができる。

【0041】

（実施の形態４）
＜軸受の構成＞
図８は、本発明の実施の形態４に係る軸受の拡大断面模式図である。図９は、図８に示した軸受を構成する素子を説明するための断面模式図である。図８および図９に示す軸受は、基本的には図１～図３に示した軸受１と同様の構成を備えるが、発電部１０を構成する素子１６が圧電フィルムではなく、摩擦により起電力を発生させる帯電フィルムである点が、図１～図３に示した軸受１と異なっている。

【0042】

図９に素子１６としての帯電フィルムの構造例を示す。帯電フィルムである素子１６は、異なる材料からなる２つの材料膜１６ａ、１６ｂを積層した構造を有する。つまり、素子１６を構成する帯電フィルムとは、摩擦帯電を利用して起電力を発生させるフィルムであって、二つの異なる材料を接触させた構成を有する。当該２つの異なる材料は、加えられる応力に応じて接触面積や近接距離が変化するように構成されている。２つの異なる材料の組合せとしては、帯電列上で離れた材料の組合せとすることが好ましい。たとえば、一方の材料を四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）とし、他方の材料をポリウレタン（ＰＵ）としてもよい。当該帯電フィルムに圧力を印加したり、当該帯電フィルムを変形させることで、２つの材料間に摩擦帯電による電位差が生じる。したがって、素子１６として上記帯電フィルムを用いれば、軸受空間内の潤滑剤の撹拌により当該素子１６（帯電フィルム）が変形し、素子１６を構成する２つの材料膜１６ａ、１６ｂ間の接触面積や近接距離が変化し、摩擦帯電による電位差が発生する。当該電位差に起因する電流を各材料膜１６ａ、１６ｂに設置した電極などにより素子１６から取り出すことで、発電部１０により発電できる。

【0043】

＜作用効果＞
上記軸受１において、素子１６は帯電フィルムである。この場合、圧電フィルムを素子１２として用いる場合と同様に単純な構成の発電部１０を実現できる。

【0044】

（実施の形態５）
＜軸受の構成＞
図１０は、本発明の実施の形態５に係る軸受の拡大断面模式図である。図１０に示す軸受１は、基本的には図１～図３に示した軸受１と同様の構成を備えるが、発電部１０の配置が図１～図３に示した軸受１と異なっている。すなわち、図１０に示した軸受１では、発電部１０が外輪２の内径面に設置されている。図１０では２つの発電部１０が外輪２の軌道面を中心軸方向において挟むように外輪２の内径面上に配置されている。また異なる観点から言えば、発電部１０は外輪２の内径面において保持器５の外周面に面する位置に配置されている。発電部１０は、図１～図２に示した素子１２を含んでいてもよいし、図８および図９に示した素子１６を含んでいてもよい。発電部１０は外輪２の内径面において軌道面から見て一方の側のみに配置されていてもよい。たとえば、発電部１０が外輪２の内径面において軌道面よりシール部材７側の領域にのみ配置されてもよい。

【0045】

なお、上記の構成は内輪３が回転する場合を想定したものであり、外輪２が回転する場合には内輪３の外径面上に発電部１０を配置してもよい。また、発電部１０をシール部材６の保持器５に面する側面上に配置してもよい。センサ８および送信部９をシール部材６に設置してもよい。発電部１０を２つのシール部材６、７の両方に設置してもよい。

【0046】

＜作用効果＞
上記軸受において、素子１２、１６は、外輪２および内輪３のうち回転する部材と接続されていない一方において軸受空間に面する表面上に配置されている。この場合も、図１や図８等に示した軸受１と同様の効果を得ることができる。

【0047】

上述した実施の形態では、軸受内部にグリースなどの潤滑剤が封入された軸受を例として説明しているが、各実施の形態に係る構成は任意の形式の軸受に適用可能である。たとえば、外部から潤滑油が軸受内部に供給されるような構成の軸受であっても、軸受の使用時に当該潤滑油により発電部１０の素子１２、１６に応力が加えらるような軸受について、上述した各実施の形態に係る構成を適用してもよい。

【0048】

以上のように本発明の実施の形態について説明を行ったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の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および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。

【符号の説明】

【0049】

１ 軸受、２ 外輪、３ 内輪、４ 転動体、５ 保持器、５ａ 柱部、５ｂ 端面、５ｃ，５ｄ 突起部、５ｅ 先端面、６，７ シール部材、８ センサ、９ 送信部、１０ 発電部、１１ アンテナ、１２，１６ 素子、１２ａ アルミ電極、１４ 保護フィルム、１５ 弾性部材、１６ａ，１６ｂ 材料膜、１７ 基板、１８ 収納部、２１ 整流部、２２ 蓄電部、３０ 制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】