特許 7304754 軸受装置

(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】2023-06-29

(45)【発行日】2023-07-07

(54)【発明の名称】軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 41/00 20060101AFI20230630BHJP

   F16C 33/78 20060101ALI20230630BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20230630BHJP

【ＦＩ】

F16C41/00

F16C33/78 Z

F16C19/06

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2019125426

(22)【出願日】2019-07-04

(65)【公開番号】P2021011898

(43)【公開日】2021-02-04

【審査請求日】2022-06-27

(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】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】澁谷 勇介

【審査官】糟谷 瑛

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２７４４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平３－１２３１１３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ １９／００－１９／５６

Ｆ１６Ｃ ３３／３０－３３／６６

Ｆ１６Ｃ ４１／００－４１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に配置される転動体とを有する転がり軸受と、
第１端と、前記第１端の反対側の端である第２端とを有するワイヤとを備え、
前記内輪及び前記外輪の一方は、回転輪になっており、
前記内輪及び前記外輪の他方は、固定輪になっており、
前記ワイヤは、前記第１端及び前記第２端において前記固定輪に対する位置が固定されているとともに、前記第１端及び前記第２端を支点として前記固定輪に対して相対的に揺動可能になっており、
前記ワイヤは、変形に伴って起電力を発生させるように構成されている、軸受装置。

【請求項2】

前記固定輪に取り付けられ、前記内輪と前記外輪との間にある第１空間を閉塞する環状のシール部材と、前記シール部材に取り付けられ、前記シール部材との間で環状の第２空間を画する蓋部材とをさらに備え、
前記ワイヤは、前記第２空間内に配置され、
前記第１端及び前記第２端は、前記蓋部材に取り付けられている、請求項１に記載の軸受装置。

【請求項3】

前記第２空間は、前記第１空間内に位置している、請求項２に記載の軸受装置。

【請求項4】

前記ワイヤは、周方向に沿って前記第２空間内を実質的に１周するように配置されている、請求項２又は請求項３に記載の軸受装置。

【請求項5】

前記ワイヤは、周方向に沿って前記第２空間内を２周以上するように配置されている、請求項２又は請求項３に記載の軸受装置。

【請求項6】

前記蓋部材は、前記シール部材に対向している底壁と、前記底壁と前記シール部材とを接続する内周壁及び外周壁とを有する、請求項２～請求項５のいずれか１項に記載の軸受装置。

【請求項7】

前記底壁は、前記シール部材に向かって突出し、前記内周壁と前記外周壁との間に配置される支持部を含み、
前記ワイヤは、前記支持部と前記内周壁との間に配置されている、請求項６に記載の軸受装置。

【請求項8】

前記底壁と前記シール部材との間の距離は、前記内周壁と前記外周壁との間の距離よりも小さい、請求項６に記載の軸受装置。

【請求項9】

前記底壁と前記シール部材との間の距離は、前記内周壁と前記外周壁との間の距離よりも大きい、請求項６に記載の軸受装置。

【請求項10】

処理部と、
前記処理部に給電する電源部と、
前記処理部に接続されたアンテナとをさらに備え、
前記処理部、前記電源部及び前記アンテナは、前記シール部材に取り付けられ、
前記処理部は、前記ワイヤから前記起電力が入力され、前記アンテナを介して前記起電力に関するデータを送信可能に構成されている、請求項２～請求項９のいずれか１項に記載の軸受装置。

【請求項11】

前記電源部は、前記起電力により充電される二次電池又はコンデンサを含む、請求項１０に記載の軸受装置。

【請求項12】

前記処理部は、前記起電力に基づいて前記転がり軸受の振動に関する異常判定を行い、前記アンテナを介して前記異常判定の結果を送信可能に構成されている、請求項１０又は請求項１１に記載の軸受装置。

【請求項13】

前記固定輪は、前記外輪であり、
前記外輪は、軸方向において端面を含み、
前記端面には、環状に溝が形成されており、
前記溝内には、前記ワイヤが配置されており、
前記第１端及び前記第２端は、前記外輪に取り付けられている、請求項１に記載の軸受装置。

【請求項14】

前記固定輪は、前記外輪であり、
前記外輪の外周面には、環状に溝が形成されており、
前記溝内には、前記ワイヤが配置されており、
前記第１端及び前記第２端は、前記外輪に取り付けられている、請求項１に記載の軸受装置。

【請求項15】

前記ワイヤは、芯線と、前記芯線の外周面を覆う圧電層と、前記圧電層の外周面を覆うシールド層と、前記シールド層の外周面を覆う絶縁層とを有する、請求項１～請求項１４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。より特定的には、本発明は、転がり軸受に加わる振動を検知可能な軸受装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１（実開平３－１２３１１３号公報）には、異常検出センサ付き転がり軸受が記載されている。特許文献１に記載の異常検出センサ付き転がり軸受は、転がり軸受と、振動センサとを有している。

【0003】

転がり軸受は、玉軸受である。転がり軸受は、外輪と、内輪と、玉と、保持器とを有している。外輪は、第１内周面と、第１外周面とを有している。内輪は、第２内周面と、第２外周面とを有している。内輪は、第２外周面が第１内周面に対向するように配置されている。玉は、内輪と外輪との間に配置されている。保持器は、玉を保持している。

【0004】

第１外周面には、内周面側に向かって窪む溝が周方向に沿って環状に形成されている。溝には、振動センサが埋設されている。振動センサは、圧電性を有するピエゾゴム部材である。外輪が振動により歪みを受けると、ピエゾゴム部材も変形し、ピエゾゴム部材に起電力が発生する。ピエゾゴム部材に発生した起電力は、アンプにより増幅され、信号処理装置に入力される。信号処理装置は、アンプにより増幅された起電力に対する所定の演算を行うことにより、外輪に異常な振動が加わっていないかを判定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】実開平３－１２３１１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の異常検出センサ付き転がり軸受においては、振動による外輪の歪みが微少であるため、ピエゾゴム部材に加わる歪みも微少であり、振動の検知感度に改善の余地がある。

【0007】

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、振動の検知感度を向上させることが可能な軸受装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る軸受装置は、転がり軸受と、ワイヤとを備える。転がり軸受は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に配置される転動体と有する。ワイヤは、第１端と、第１端の反対側の端である第２端とを有する。内輪及び外輪の一方は、回転輪になっており、内輪及び外輪の他方は、固定輪になっている。ワイヤは、第１端及び第２端において固定輪に対する位置が固定されているとともに、第１端及び第２端を支点として固定輪に対して相対的に揺動可能になっている。ワイヤは、変形に伴って起電力を発生させるように構成されている。

【0009】

上記の軸受装置は、固定輪に取り付けられ、内輪と外輪との間にある第１空間を閉塞する環状のシール部材と、シール部材に取り付けられ、シール部材との間で環状の第２空間を画する蓋部材とをさらに備えていてもよい。ワイヤは、第２空間内に配置されていてもよい。第１端及び第２端は、蓋部材に取り付けられていてもよい。上記の軸受装置において、第２空間は、第１空間内に位置していてもよい。

【0010】

上記の軸受装置において、ワイヤは、周方向に沿って第２空間内を実質的に１周するように配置されていてもよい。上記の軸受装置において、ワイヤは、周方向に沿って第２空間内を２周以上するように配置されていてもよい。

【0011】

上記の軸受装置において、蓋部材は、シール部材に対向している底壁と、底壁とシール部材とを接続する内周壁及び外周壁とを有していてもよい。

【0012】

上記の軸受装置において、底壁は、シール部材に向かって突出し、内周壁と外周壁との間に配置される支持部を含んでいてもよい。ワイヤは、支持部と内周壁との間に配置されていてもよい。

【0013】

上記の軸受装置において、底壁とシール部材との間の距離は、内周壁と外周壁との間の距離より小さくてもよい。

【0014】

上記の軸受装置において、底壁とシール部材との間の距離は、内周壁と外周壁との間の距離より大きくてもよい。

【0015】

上記の軸受装置は、処理部と、処理部に給電する電源部と、処理部に接続されたアンテナとをさらに備えていてもよい。処理部、電源部及びアンテナは、シール部材に取り付けられていてもよい。処理部は、ワイヤから起電力が入力され、アンテナを介して起電力に関するデータを送信可能に構成されていてもよい。

【0016】

上記の軸受装置において、電源部は、起電力により充電される二次電池又はコンデンサを含んでいてもよい。上記の軸受装置において、処理部は、起電力に基づいて転がり軸受の振動に関する異常判定を行い、アンテナを介して異常判定の結果を送信可能に構成されていてもよい。

【0017】

上記の軸受装置において、固定輪は、外輪であってもよい。外輪は、軸方向において端面を含んでいてもよい。端面には、環状に溝が形成されていてもよい。溝内には、ワイヤが配置されていてもよい。第１端及び第２端は、外輪に取り付けられていてもよい。

【0018】

上記の軸受装置において、固定輪は、外輪であってもよい。外輪の外周面には、環状に溝が形成されていてもよい。溝内には、ワイヤが配置されていてもよい。第１端及び第２端は、外輪に取り付けられていてもよい。

【0019】

上記の軸受装置において、ワイヤは、芯線と、芯線の外周面を覆う圧電層と、圧電層の外周面を覆うシールド層と、シールド層の外周面を覆う絶縁層とを有していてもよい。

【発明の効果】

【0020】

本発明の一態様に係る軸受装置によると、振動の検知感度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】軸受装置１００の軸方向に平行な断面図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩにおける断面図である。

【図3】ワイヤ５０の斜視図である。

【図4】軸受装置２００の軸方向に平行な断面図である。

【図5】図４のＶ－Ｖにおける断面図である。

【図6】軸受装置３００の軸方向に平行な断面図である。

【図7】図６のＶＩＩ－ＶＩＩにおける断面図である。

【図8】軸受装置４００の軸方向に平行な断面図である。

【図9】図８のＩＸ－ＩＸにおける断面図である。

【図10】軸受装置５００の軸方向に平行な断面図である。

【図11】図１０のＸＩ－ＸＩにおける断面図である。

【図12】軸受装置６００の軸方向に平行な断面図である。

【図13】図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩにおける断面図である。

【図14】軸受装置７００の軸方向に平行な断面図である。

【図15】図１４のＸＶ－ＸＶにおける断面図である。

【図16】軸受装置８００の軸方向に平行な断面図である。

【図17】軸受装置８００のブロック図である。

【図18】軸受装置８００Ａのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、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。

【0023】

（第１実施形態）
以下に、第１実施形態に係る軸受装置（以下「軸受装置１００」とする）の構成を説明する。

【0024】

図１は、軸受装置１００の軸方向に平行な断面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩにおける断面図である。図１及び２に示されるように、軸受装置１００は、転がり軸受１０と、シール部材２０と、シール部材３０と、蓋部材４０と、ワイヤ５０と、ケーブル６０とを有している。

【0025】

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。転がり軸受１０は、内輪１と、外輪２と、転動体３と、保持器４とを有している。内輪１は、転がり軸受１０の回転輪であり、外輪２は、転がり軸受１０の静止輪である。

【0026】

内輪１は、環状の形状を有している。内輪１は、上面１ａと、底面１ｂと、内周面１ｃと、外周面１ｄとを有している。上面１ａ及び底面１ｂは、内輪１の軸方向における端面を構成している。なお、以下において、「軸方向」とは内輪１の回転中心軸Ａに沿う方向をいう。底面１ｂは、上面１ａの反対面である。内周面１ｃは、上面１ａ及び底面１ｂに連なっており、外周面１ｄは、上面１ａ及び底面１ｂに連なっている。

【0027】

外輪２は、環状の形状を有している。外輪２は、上面２ａと、底面２ｂと、内周面２ｃと、外周面２ｄとを有している。上面２ａ及び底面２ｂは、軸方向における端面を構成している。底面２ｂは、上面２ａの反対面である。内周面２ｃは、上面２ａ及び底面２ｂに連なっており、外周面２ｄは、上面２ａ及び底面２ｂに連なっている。外輪２は、内周面２ｃが外周面１ｄに対向するように、内輪１の外側に配置されている。

【0028】

転動体３は、球形状を有している。転動体３は、内輪１と外輪２との間に配置されている。より具体的には、転動体３は、外周面１ｄ及び内周面２ｃに接している。転動体３の数は、複数である。保持器４は、環状の形状を有している。保持器４は、内輪１と外輪２との間に配置されている。保持器４は、周方向における転動体３の間隔が一定範囲内になるように、転動体３を保持している。なお、以下において、「周方向」とは、内輪１の回転中心軸Ａを通る円周に沿う方向をいう。

【0029】

シール部材２０は、環状の形状を有している。シール部材２０は、第１面２０ａと、第２面２０ｂとを有している。第２面２０ｂは、第１面２０ａの反対面である。シール部材２０は、第１面２０ａが転がり軸受１０の内部を向くように（すなわち、第１面２０ａが転動体３及び保持器４と対向するように）外輪２に取り付けられている。シール部材２０には、孔２０ｃが形成されている。孔２０ｃは、シール部材２０を厚さ方向に（第１面２０ａから第２面２０ｂに向かう方向に）貫通している。

【0030】

シール部材２０は、例えば、芯金２１と、ゴム２２とにより形成されている。より具体的には、シール部材２０は、芯金２１の周囲にゴム２２を加硫成形することにより形成されている。

【0031】

シール部材３０は、環状の形状を有している。シール部材３０は、第１面３０ａと、第２面３０ｂとを有している。第２面３０ｂは、第１面３０ａの反対面である。シール部材３０は、第１面３０ａが転がり軸受１０の内部を向くように（すなわち、第１面３０ａが転動体３及び保持器４と対向するように）外輪２に取り付けられている。シール部材３０は、例えば、芯金３１と、ゴム３２とにより形成されている。より具体的には、シール部材３０は、芯金３１の周囲にゴム３２を加硫成形することにより形成されている。

【0032】

内輪１と外輪２との間にある空間を、第１空間ＳＰ１とする。第１空間ＳＰ１は、シール部材２０及びシール部材３０により、閉塞されている。図示されていないが、第１空間ＳＰ１には、グリース等の潤滑剤が封入される。

【0033】

蓋部材４０は、シール部材２０との間で環状の第２空間ＳＰ２を画するように、シール部材２０に取り付けられている。より具体的には、蓋部材４０は、底壁４１と、内周壁４２と、外周壁４３とを有している。第２空間ＳＰ２は、第１空間ＳＰ１の内部に位置している。

【0034】

底壁４１は、軸方向において、シール部材２０と間隔を空けて対向している。内周壁４２及び外周壁４３は、底壁４１とシール部材２０とを接続するように軸方向に沿って延在している。内周壁４２及び外周壁４３は、径方向において互いに対向している。なお、以下において、「径方向」とは、内輪１の回転中心軸Ａを通り、かつ軸方向に直交する方向をいう。内周壁４２は、径方向において、外周壁４３よりも内輪１の回転中心軸Ａに近い位置に配置されている。

【0035】

底壁４１とシール部材２０との間の距離を、第１距離ＤＩＳ１とする。内周壁４２と外周壁４３との間の距離を、第２距離ＤＩＳ２とする。第１距離ＤＩＳ１は、第２距離ＤＩＳ２よりも小さくなっている。第１距離ＤＩＳ１は、ワイヤ５０の直径よりも大きい。

【0036】

図３は、ワイヤ５０の斜視図である。図３に示されるように、ワイヤ５０は、例えばピエゾ電線である。すなわち、ワイヤ５０は、芯線５１と、圧電層５２と、シールド層５３と、絶縁層５４とを有している。

【0037】

芯線５１は、導電性の材料（例えば、金属材料）により形成されている。芯線５１は、ワイヤ５０の長手方向に直交する断面視において、例えば円形形状を有している。圧電層５２は、圧電性（応力が加わることにより電荷が発生する性質）の材料により形成されている。圧電層５２は、芯線５１の外周面を覆っている。シールド層５３は、導電性の材料により形成されている。シールド層５３は、圧電層５２の外周面を覆っている。絶縁層５４は、絶縁性の材料（例えば、フッ素樹脂）により形成されている。絶縁層５４は、シールド層５３の外周面を覆っている。

【0038】

ワイヤ５０は、圧電層５２の圧電性に起因して、変形を受けた際に、芯線５１とシールド層５３との間に起電力が発生する。但し、ワイヤ５０は、ピエゾ電線に限られない。ワイヤ５０は、ワイヤ状の形状を有しており、変形を受けることにより起電力を発生させるものであればよい。

【0039】

図１及び２に示されるように、ワイヤ５０は、第２空間ＳＰ２内に配置されている。ワイヤ５０は、転がり軸受１０に振動が加わっていない状態において、外周壁４３に接触している。図２に示されるように、ワイヤ５０は、長手方向において、第１端５０ａと、第２端５０ｂとを有している。第２端５０ｂは、第１端５０ａの反対側の端である。第１端５０ａ及び第２端５０ｂは、蓋部材４０に接着等により固定される。より具体的には、第１端５０ａ及び第２端５０ｂは、底壁４１に取り付けられている。これにより、第１端５０ａ及び第２端５０ｂにおいて、ワイヤ５０は、外輪２に対する位置が固定されている。

【0040】

ワイヤ５０は、第１端５０ａ及び第２端５０ｂ以外の部分において、蓋部材４０に取り付けられていない。そのため、ワイヤ５０は、第１端５０ａ及び第２端５０ｂを支点として、外輪２に対して揺動可能になっている。但し、ワイヤ５０の軸方向における変位は、ワイヤ５０が転動体３及び保持器４に接触しないように底壁４１により規制されている。

【0041】

ワイヤ５０は、周方向に沿って第２空間ＳＰ２内を実質的に一周するように配置されている。ここで、「ワイヤ５０が周方向に沿って第２空間ＳＰ２内を実質的に１周する」とは、内輪１の回転中心軸Ａと第１端５０ａとを結んだ仮想直線（仮想直線Ｌ１）と内輪１の回転中心軸Ａと第２端５０ｂとを結んだ仮想直線（仮想直線Ｌ２）とがなす角度θが、鋭角になっていることをいう。角度θは、１０°以下であることが好ましい。

【0042】

ケーブル６０は、孔２０ｃに挿通されている。ケーブル６０は、ワイヤ５０に電気的に接続されている。これにより、ワイヤ５０は、転がり軸受１０の外部に電気的に接続されていることになる。

【0043】

以下に、軸受装置１００の効果を説明する。
軸受装置１００において、ワイヤ５０は、第１端５０ａ及び第２端５０ｂにおいて外輪２に対する位置が固定されているとともに、第１端５０ａ及び第２端５０ｂを支点として外輪２に対して相対的に揺動可能になっている。その結果、軸受装置１００においては、ワイヤ５０が外輪２に対して埋設又は貼付されている場合と比較して、転がり軸受１０に振動が加わった際のワイヤ５０の変形量が大きくなる。ワイヤ５０において発生する起電力は、ワイヤ５０の変形量が大きくなるにしたがって大きくなるため、軸受装置１００によると、振動の検知感度が向上する。

【0044】

軸受装置１００においては、ワイヤ５０が第２空間ＳＰ２内に配置されているため、第２空間ＳＰ２内へのグリース等の潤滑剤の侵入が蓋部材４０により抑制されている。その結果、ワイヤ５０の変形がグリース等の潤滑剤により妨げられにくく、ワイヤ５０から安定して起電力を発生させやすい。

【0045】

軸受装置１００においては、第１距離ＤＩＳ１が第２距離ＤＩＳ２よりも小さいため、ワイヤ５０の軸方向における変位が、ワイヤ５０の径方向における変位よりも制限されている。したがって、軸受装置１００においては、主として径方向における振動を検知することができる。

【0046】

（第２実施形態）
以下に、第２実施形態に係る軸受装置（以下「軸受装置２００」とする）の構成を説明する。ここでは、軸受装置１００の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0047】

図４は、軸受装置２００の軸方向に平行な断面図である。図５は、図４のＶ－Ｖにおける断面図である。図４及び５に示されるように、軸受装置２００は、転がり軸受１０と、シール部材２０と、シール部材３０と、蓋部材４０と、ワイヤ５０と、ケーブル６０とを有している。この点に関して、軸受装置２００の構成は、軸受装置１００の構成と共通している。しかしながら、軸受装置２００の構成は、蓋部材４０の構造及びワイヤ５０の配置に関し、軸受装置１００の構成と異なっている。

【0048】

軸受装置２００において、蓋部材４０は、支持部４４を有している。支持部４４は、底壁４１からシール部材２０に向かって突出している。支持部４４は、径方向において、内周壁４２と外周壁４３との間に配置されている。蓋部材４０は、周方向に沿って、支持部４４を複数有していてもよい。

【0049】

軸受装置２００において、ワイヤ５０は、径方向において、内周壁４２と支持部４４との間に配置されている。ワイヤ５０は、支持部４４に取り付けられていてもよく、支持部４４に取り付けられていなくてもよい。

【0050】

以下に、軸受装置２００の効果を説明する。ここでは、軸受装置１００の効果と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0051】

軸受装置２００においては、ワイヤ５０が内周壁４２に接触していないため、軸受装置１００と比較して、より自由に揺動・変形することができる（ワイヤ５０の変形量が大きくなる）。ワイヤ５０の変形量が大きくなるほど、ワイヤ５０において発生する起電力が大きくなる。そのため、軸受装置２００によると、振動の検知感度がさらに向上する。

【0052】

（第３実施形態）
以下に、第３実施形態に係る軸受装置（以下「軸受装置３００」とする）の構成を説明する。ここでは、軸受装置１００の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0053】

図６は、軸受装置３００の軸方向に平行な断面図である。図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩにおける断面図である。図６及び７に示されるように、軸受装置３００は、転がり軸受１０と、シール部材２０と、シール部材３０と、蓋部材４０と、ワイヤ５０と、ケーブル６０とを有している。この点に関して、軸受装置３００の構成は、軸受装置１００の構成と共通している。しかしながら、軸受装置３００の構成は、ワイヤ５０の構造に関し、軸受装置１００の構成と異なっている。

【0054】

軸受装置３００において、ワイヤ５０は、周方向に沿って第２空間ＳＰ２内を２周以上するように配置されている。すなわち、ワイヤ５０は、周方向に沿って第２空間ＳＰ２内を２周以上することができる長さを有している。好ましくは、内輪１の回転中心軸Ａに沿う方向から見て、ワイヤ５０の面積を底壁４１の面積で除した値は、例えば０．８未満である。

【0055】

以下に、軸受装置３００の効果を説明する。ここでは、軸受装置１００の効果と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0056】

軸受装置３００においては、ワイヤ５０が周方向に沿って第２空間ＳＰ２内を２周以上するように配置されているため、ワイヤ５０の長さが、軸受装置１００と比較して長くなっている。ワイヤ５０が長くなるほど変形に伴う起電力が大きくなるため、軸受装置３００によると、振動の検知感度をさらに向上させることができる。

【0057】

（第４実施形態）
以下に、第４実施形態に係る軸受装置（以下「軸受装置４００」とする）の構成を説明する。ここでは、軸受装置１００の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0058】

図８は、軸受装置４００の軸方向に平行な断面図である。図９は、図８のＩＸ－ＩＸにおける断面図である。図８及び９に示されるように、軸受装置４００は、転がり軸受１０と、シール部材２０と、シール部材３０と、蓋部材４０と、ワイヤ５０と、ケーブル６０とを有している。この点に関して、軸受装置４００の構成は、軸受装置１００の構成と共通している。

【0059】

しかしながら、軸受装置４００の構成は、蓋部材４０の構造に関し、軸受装置１００の構成と異なっている。より具体的には、軸受装置４００において、第１距離ＤＩＳ１は、第２距離ＤＩＳ２よりも大きくなっている（第２距離ＤＩＳ２は、第１距離ＤＩＳ１よりも小さくなっている）。第２距離ＤＩＳ２は、ワイヤ５０の直径よりも大きい。

【0060】

以下に、軸受装置４００の効果を説明する。ここでは、軸受装置１００の効果と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0061】

軸受装置４００においては、第２距離ＤＩＳ２が第１距離ＤＩＳ１よりも小さいため、ワイヤ５０の径方向における変位が、ワイヤ５０の軸方向における変位よりも制限されている。したがって、軸受装置４００においては、主として軸方向における振動を検知することができる。

【0062】

（第５実施形態）
以下に、第５実施形態に係る軸受装置（以下「軸受装置５００」とする）の構成を説明する。ここでは、軸受装置１００の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0063】

図１０は、軸受装置５００の軸方向に平行な断面図である。図１１は、図１０のＸＩ－ＸＩにおける断面図である。図１０及び１１に示されるように、軸受装置５００は、転がり軸受１０と、シール部材２０と、シール部材３０と、蓋部材４０と、ワイヤ５０と、ケーブル６０とを有している。この点に関して、軸受装置５００の構成は、軸受装置１００の構成と共通している。

【0064】

しかしながら、軸受装置５００の構成は、錘７０をさらに有している点に関し、軸受装置１００の構成と異なっている。

【0065】

錘７０は、第２空間ＳＰ２内に配置されている。錘７０は、ワイヤ５０に取り付けられている。錘７０は、内輪１の回転中心軸Ａに関して第１端５０ａと点対称になる位置にあるワイヤ５０に取り付けられていることが好ましい。図示されていないが、錘７０と蓋部材４０との接触により音が発生することを抑制するため、錘７０の表面は、ゴム等の弾性部材により覆われていてもよい。

【0066】

以下に、軸受装置５００の効果を説明する。ここでは、軸受装置１００の効果と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0067】

軸受装置５００においては、ワイヤ５０に錘７０が取り付けられているため、転がり軸受１０に加わる振動が小さくても、錘７０の重量により、錘７０が取り付けられていない場合と比較して、大きく揺動・変形する。したがって、軸受装置５００においては、振動の検知感度をさらに向上させることができる。

【0068】

（第６実施形態）
以下に、第６実施形態に係る軸受装置（以下「軸受装置６００」とする）の構成を説明する。ここでは、軸受装置１００の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0069】

図１２は、軸受装置６００の軸方向に平行な断面図である。図１３は、図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩにおける断面図である。図１２及び１３に示されるように、軸受装置６００は、転がり軸受１０と、シール部材２０と、シール部材３０と、ワイヤ５０と、ケーブル６０とを有している。この点に関して、軸受装置６００の構成は、軸受装置１００の構成と共通している。

【0070】

しかしながら、軸受装置６００の構成は、蓋部材４０を有していないこと、転がり軸受１０の構造及びワイヤ５０の配置に関し、軸受装置１００の構成と異なっている。

【0071】

軸受装置６００において、上面２ａには、溝２ａａが形成されている。溝２ａａは、周方向に沿って環状に形成されている。第１端５０ａ及び第２端５０ｂは、外輪２（より具体的には、溝２ａａ）に取り付けられている。ワイヤ５０は、溝２ａａ内に配置されている。ワイヤ５０は、溝２ａａから出てしまわないように、第１端５０ａ及び第２端５０ｂ以外の部分において、溝２ａａに取り付けられていてもよい。ワイヤ５０は、第１端５０ａ及び第２端５０ｂを支点として、溝２ａａ内において、外輪２に対して揺動可能になっている。なお、ワイヤ５０が第１端５０ａ及び第２端５０ｂ以外の部分においても溝２ａａに取り付けられている場合、その部分も上記の揺動の支点になる。

【0072】

以下に、軸受装置６００の効果を説明する。ここでは、軸受装置１００の効果と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0073】

軸受装置６００においても、第１端５０ａ及び第２端５０ｂを支点として外輪２に対して相対的に揺動可能になっているため、転がり軸受１０に振動が加わった際のワイヤ５０の変形量が大きくなり、振動の検知感度が向上する。

【0074】

（第７実施形態）
以下に、第７実施形態に係る軸受装置（以下「軸受装置７００」とする）の構成を説明する。ここでは、軸受装置１００の構成と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0075】

図１４は、軸受装置７００の軸方向に平行な断面図である。図１５は、図１４のＸＶ－ＸＶにおける断面図である。図１４及び１５に示されるように、軸受装置７００は、転がり軸受１０と、シール部材２０と、シール部材３０と、ワイヤ５０と、ケーブル６０とを有している。この点に関して、軸受装置７００の構成は、軸受装置１００の構成と共通している。

【0076】

しかしながら、軸受装置７００の構成は、蓋部材４０を有していないこと、転がり軸受１０の構造及びワイヤ５０の配置に関し、軸受装置１００の構成と異なっている。

【0077】

軸受装置７００において、外周面２ｄには、溝２ｄａが形成されている。溝２ｄａは、周方向に沿って環状に形成されている。第１端５０ａ及び第２端５０ｂは、外輪２（より具体的には、溝２ｄａ）に取り付けられている。ワイヤ５０は、溝２ｄａ内に配置されている。ワイヤ５０は、溝２ｄａから出てしまわないように、第１端５０ａ及び第２端５０ｂ以外の部分において、溝２ｄａに取り付けられていてもよい。ワイヤ５０は、第１端５０ａ及び第２端５０ｂを支点として、溝２ｄａ内において、外輪２に対して揺動可能になっている。なお、ワイヤ５０が第１端５０ａ及び第２端５０ｂ以外の部分においても溝２ｄａに取り付けられている場合、その部分も上記の揺動の支点になる。

【0078】

溝２ｄａの幅を、幅Ｗとする。溝２ｄａの深さを、深さＤとする。幅Ｗは、軸方向において測定され、深さＤは径方向に沿って測定される。幅Ｗ及び深さＤは、ワイヤ５０の直径よりも大きい。軸方向における振動を主として検知使用とする場合、ワイヤ５０を外輪２にゆるめに巻き付け、ワイヤ５０が径方向に大きく変形しないようにすることが好ましい。

【0079】

以下に、軸受装置７００の効果を説明する。ここでは、軸受装置１００の効果と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0080】

軸受装置７００においても、第１端５０ａ及び第２端５０ｂを支点として外輪２に対して相対的に揺動可能になっているため、転がり軸受１０に振動が加わった際のワイヤ５０の変形量が大きくなり、振動の検知感度が向上する。

【0081】

（第８実施形態）
以下に、第８実施形態に係る軸受装置（以下「軸受装置８００」とする）を説明する。ここでは、軸受装置１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0082】

図１６は、軸受装置８００の軸方向に平行な断面図である。図１６に示されるように、軸受装置８００は、転がり軸受１０と、シール部材２０と、シール部材３０と、蓋部材４０と、ワイヤ５０と、ケーブル６０とを有している。この点に関して、軸受装置８００の構成は、軸受装置１００の構成と共通している。

【0083】

図１７は、軸受装置８００のブロック図である。図１６及び１７に示されるように、軸受装置８００は、処理部８１と、電源部８２と、アンテナ８３とを有している。この点に関して、軸受装置８００の構成は、軸受装置１００の構成と異なっている。

【0084】

処理部８１、電源部８２及びアンテナ８３は、シール部材２０に取り付けられている。より具体的には、処理部８１、電源部８２及びアンテナ８３は、第２面２０ｂに取り付けられている。処理部８１は、ケーブル６０を介してワイヤ５０に接続されている。電源部８２は、処理部８１に給電を行う。アンテナ８３は、処理部８１に接続されている。

【0085】

処理部８１は、ケーブル６０を介してワイヤ５０から入力された起電力が入力されるように構成されている（以下においては、ワイヤ５０から入力される起電力を、振動信号という）。また、処理部８１は、アンテナ８３を介して振動信号を送信することができるように構成されている。

【0086】

より具体的には、処理部８１は、入力部８１ａと、通信部８１ｂとを有している。入力部８１ａは、振動信号をデジタル信号に変換する。通信部８１ｂは、デジタル化された振動信号に対して、ベースバンド信号処理、変調処理等を行うとともに、アンテナ８３から送信する。

【0087】

入力部８１ａは、デジタル化された振動信号に対して適宜の信号処理を行ってもよい。この信号処理は、例えば、所定の閾値と振動信号とを比較することにより、転がり軸受１０の振動に関する異常判定を行う処理である。通信部８１ｂは、振動信号ではなく、入力部８１ａにおける異常判定結果のみをアンテナ８３を介して送信してもよい。この場合、送信されるデータ量が減少することにより、消費電力が削減される。

【0088】

処理部８１は、例えばマイクロコントローラにより構成されている。入力部８１ａは、例えばＡＤＣ（Analog to Digital Converter）回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）回路等により構成されており、通信部８１ｂはトランスミッタ回路、アンプ回路等により構成されている。

【0089】

電源部８２は、例えば電池、光発電装置により構成されている。電源部８２は、ワイヤ５０において発生した起電力により充電可能に構成されている二次電池又はコンデンサであってもよい。この場合には、外部電源なしに転がり軸受１０の振動検知が可能になる。処理部８１は、電源部８２に送信可能な電力が蓄積された段階で振動信号（又は異常判定結果）を送信するように構成されていてもよい。

【0090】

＜変形例＞
以下に、軸受装置８００（以下「軸受装置８００Ａ」とする）の変形例を説明する。ここでは、軸受装置８００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さない。

【0091】

図１８は、軸受装置８００Ａのブロック図である。図１８に示されるように、軸受装置８００Ａにおいては、電源部８２に代えて、処理部８１が蓄電部８１ｃを有している。蓄電部８１ｃは、ワイヤ５０において発生した起電力により充電されるように構成されている。処理部８１は、蓄電部８１ｃに送信可能な電力が蓄積された段階で振動信号（又は異常判定結果）を送信するように構成されていてもよい。

【0092】

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、上述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。

【産業上の利用可能性】

【0093】

上記の実施形態は、転がり軸受の振動検知が可能な軸受装置に特に有利に適用される。

【符号の説明】

【0094】

１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，８００Ａ 軸受装置、１ 内輪、１ａ 上面、１ｂ 底面、１ｃ 内周面、１ｄ 外周面、２ 外輪、２ａ 上面、２ａａ 溝、２ｂ 底面、２ｃ 内周面、２ｄ 外周面、２ｄａ 溝、３ 転動体、４ 保持器、２０ シール部材、２０ａ 第１面、２０ｂ 第２面、２０ｃ 孔、２１ 芯金、２２ ゴム、３０ シール部材、３０ａ 第１面、３０ｂ 第２面、３１ 芯金、３２ ゴム、４０ 蓋部材、４１ 底壁、４２ 内周壁、４３ 外周壁、４４ 支持部、５０ ワイヤ、５０ａ 第１端、５０ｂ 第２端、５１ 芯線、５２ 圧電層、５３ シールド層、５４ 絶縁層、６０ ケーブル、７０ 錘、８１ 処理部、８１ａ 入力部、８１ｂ 通信部、８１ｃ 蓄電部、８２ 電源部、８３ アンテナ、Ａ 中心軸、Ｄ 深さ、ＤＩＳ１ 第１距離、ＤＩＳ２ 第２距離、Ｌ１，Ｌ２ 仮想直線、ＳＰ１ 第１空間、ＳＰ２ 第２空間、Ｗ 幅。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】