特許 7591053 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】2024-11-19

(45)【発行日】2024-11-27

(54)【発明の名称】軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 41/00 20060101AFI20241120BHJP

   F16C 7/02 20060101ALI20241120BHJP

   H02K 35/02 20060101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

F16C41/00

F16C7/02

H02K35/02

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022530746

(86)(22)【出願日】2020-11-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-30

(86)【国際出願番号】 AT2020060419

(87)【国際公開番号】W WO2021102496

(87)【国際公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-07-22

(31)【優先権主張番号】A51026/2019

(32)【優先日】2019-11-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AT

(73)【特許権者】

【識別番号】315015564

【氏名又は名称】ミバ・グライトラーガー・オーストリア・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(72)【発明者】

【氏名】グンター ハーガー

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン シャルマイナー

(72)【発明者】

【氏名】フィリップ ベルクマン

【審査官】畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３１１３０３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｃ ４１／００

Ｆ１６Ｃ ７／０２

Ｈ０２Ｋ ３５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの滑り軸受要素（２）と、少なくとも１つの電気エネルギー消費機器（４）と、電気エネルギーを自給するための少なくとも１つのエネルギー発生装置とを含む軸受装置（１）であって、
前記軸受装置（１）は、第１の構成部品（５）と、前記軸受装置（１）の軸方向（６）で前記第１の構成部品（５）と並んで配置された第２の構成部品（７）とを有し、前記第１の構成部品（５）と前記第２の構成部品（７）とは互いに繰り返して相対移動するように配置され、
前記エネルギー発生装置は、ループ状に配置された少なくとも１つの電気導体（８）と、少なくとも１つの永久磁石（９）と、ループ状に配置された第２の電気導体（８）と、第２の永久磁石（９）と、を有し、
前記少なくとも１つの電気導体（８）は前記第１の構成部品（５）に配置され、前記少なくとも１つの永久磁石（９）は前記第２の構成部品（７）に配置され、それによりループ状に配置された前記少なくとも１つの電気導体（８）と前記少なくとも１つの永久磁石（９）は、前記第１の構成部品（５）及び前記第２の構成部品（７）の互いに繰り返す相対移動によって繰り返し対向位置に配置されることができる軸受装置（１）において、
前記第２の永久磁石（９）は前記第１の構成部品（５）に配置され、前記第２の電気導体（８）は前記第２の構成部品（７）に配置され、
それにより、前記少なくとも１つの電気導体（８）及び前記少なくとも１つの永久磁石（９）、並びに前記第２の電気導体（８）及び前記第２の永久磁石（９）は、前記第１の構成部品（５）及び前記第２の構成部品（７）の互いに繰り返す相対移動によって繰り返し対向位置に配置されることができ、
前記第１の構成部品（５）はクランク駆動機構のコネクティングロッドであり、前記第２の構成部品（７）は前記クランク駆動機構の第２のコネクティングロッドであり、又は
前記第１の構成部品（５）はクランク駆動機構のコネクティングロッドであり、前記第２の構成部品（７）は前記クランク駆動機構のクランクウェブであり、
前記クランク駆動機構の別の構成部品（１１）は前記軸方向（６）で前記コネクティングロッドから離れる方向に向いた前記クランクウェブの前面に配置され、ループ状に配置された第３の電気導体（８）は前記別の構成部品（１１）上に配置され、
前記少なくとも１つの永久磁石（９）は前記軸方向（６）で前記第２の構成部品（７）を貫通する貫通孔に配置されている、
ことを特徴とする軸受装置（１）。

【請求項2】

電気エネルギー消費機器（４）は、データ伝送装置と接続された少なくとも１つのセンサ（１２）を有し、前記データ伝送装置は無線で受信器にデータを伝送することを特徴とする、請求項１に記載の軸受装置（１）。

【請求項3】

センサ（１２）は、前記滑り軸受要素（２）の半径方向最内層に埋設されていることを特徴とする、請求項２に記載の軸受装置（１）。

【請求項4】

データ伝送装置は、コネクティングロッドのコネクティングロッドシャンク上又は少なくとも部分的にコネクティングロッドシャンク内に配置されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の軸受装置（１）。

【請求項5】

遠隔測定装置（１３）が前記第１の構成部品（５）上又は少なくとも部分的に前記第１の構成部品（５）内に配置されていることを特徴とする、請求項１～４の何れか一項に記載の軸受装置（１）。

【請求項6】

少なくとも１つの滑り軸受要素（２）を含む軸受装置（１）内に配置された電気エネルギー消費機器（４）に電気エネルギーを供給する方法であって、
電気エネルギーは前記軸受装置（１）の少なくとも１つの電気エネルギー発生装置内で電気エネルギーの自給のために発生され、
前記軸受装置（１）は、第１の構成部品（５）と、前記軸受装置（１）の軸方向（６）で前記第１の構成部品（５）と並んで配置された第２の構成部品（７）とを更に有し、前記第１の構成部品（５）と前記第２の構成部品（７）とは互いに繰り返して相対移動するように配置され、
エネルギーを発生するために、前記電気エネルギー発生装置は、ループ状に配置された少なくとも１つの電気導体（８）と、少なくとも１つの永久磁石（９）と、ループ状に配置された第２の電気導体（８）と、第２の永久磁石（９）と、を有し、
前記少なくとも１つの電気導体（８）は前記第１の構成部品（５）に配置され、前記少なくとも１つの永久磁石（９）は前記第２の構成部品（７）に配置され、ループ状に配置された前記少なくとも１つの電気導体（８）と前記少なくとも１つの永久磁石（９）は、前記第１の構成部品（５）と前記第２の構成部品（７）の互いに繰り返す相対移動によって繰り返し対向位置に配置された、方法において、
前記第２の永久磁石（９）は前記第１の構成部品（５）に配置され、前記第２の電気導体（８）は前記第２の構成部品（７）に配置され、
それにより前記少なくとも１つの電気導体（８）及び前記少なくとも１つの永久磁石（９）、並びに前記第２の電気導体（８）及び前記第２の永久磁石（９）は、前記第１の構成部品（５）と前記第２の構成部品（７）の互いに繰り返す相対移動によって繰り返し対向位置に配置され、又は、
クランク駆動機構のコネクティングロッドは前記第１の構成部品（５）として使用され、前記クランク駆動機構のクランクウェブは前記第２の構成部品（７）として使用され、
前記クランク駆動機構の別の構成部品（１１）は前記軸方向（６）で前記コネクティングロッドから離れる方向に向いた前記クランクウェブの前面に配置され、ループ状に配置された第３の電気導体（８）は前記別の構成部品（１１）上に配置され、
前記少なくとも１つの永久磁石（９）は前記軸方向（６）で前記第２の構成部品（７）を貫通する貫通孔に配置されている、
ことを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、少なくとも１つの滑り軸受要素と、少なくとも１つの電気エネルギー消費機器と、電気エネルギーを自給するための少なくとも１つのエネルギー発生装置とを含む軸受装置であって、軸受装置は互いに繰り返して相対移動するように配置された第１の構成部品と、軸受装置の軸方向で第１の構成部品と並んで配置された第２の構成部品とを更に有するものに関する。

【0002】

本発明はさらに、少なくとも１つの滑り軸受要素を含む軸受装置内に配置された電気エネルギー消費機器に電気エネルギーを供給する方法であって、電気エネルギーは軸受装置の少なくとも１つのエネルギー発生装置内で電気エネルギーの自給のために発生され、軸受装置は互いに繰り返して相対移動する第１の構成部品と、軸受装置の軸方向で第１の構成部品と並んで配置された第２の構成部品とを更に有する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

近年、センサを用いた滑り軸受の監視の重要性が高まっている。例えば軸受レセプタクルの温度上昇に基づく滑り軸受パラメータの間接的測定に加えて、潤滑隙間内又は潤滑隙間のすぐ近傍にセンサを配置することも、開発においてますます重要な位置を占めている。この場合に問題となるのは、センサの環境条件だけでなく、回転構成部品の存在など滑り軸受に特有の機械的特徴である。例として特許文献１を参照すると、支持体内に固定された軸受シェルを有する滑り軸受を監視するための装置が知られており、軸受シェル領域に配置された温度依存測定信号に対する少なくとも１つの測定センサと、測定信号に対する評価回路を備えている。測定センサは、軸受シェルの周方向に作用する圧縮力、又は軸受シェルと支持体との間の半径方向圧縮力に対する圧力センサとして構成されている。

【0004】

これに関連して、センサのエネルギー供給の問題が生じる。エネルギーの発生を直接滑り軸受において行うことは、既に先行技術から知られている。例えば特許文献２には、滑り軸受と、その製造方法が記載されている。滑り軸受は、金属基体と、金属基体上の電気絶縁層と、電気絶縁層上の電気構成要素とを含むことができる。滑り軸受は、電気構成要素を監視するように構成された監視モジュールと作動的に接続できる。軸受シェルは、機械的エネルギー、例えば軸受シェル内の機械的振動からエネルギーを局所的に発生するためのマイクロジェネレータを有することができる。

【0005】

特許文献３からも、ヘリコプターの自己潤滑式ローターピッチ制御軸受の形態の、実質的に同一の条件下で動作する実質的に同一の複数の構成要素を含むシステムが知られており、これらの構成要素の各々は所定の時間における構成要素の同一の動作パラメータを測定するための少なくとも１つのセンサを備えている。さらにこのシステムは、センサの信号を受信して処理し、センサ信号に基づいて保守データを生成するように構成された監視ユニットを含んでいる。構成要素は、他の構成要素に対して相対的な構成要素の運動からエネルギーを発生するためのエネルギー獲得手段を備えることができる。これによりセンサの連続的な自律的動作が可能になる。

【0006】

特許文献４には、少なくとも１つのセンサを使用して軸受の残存寿命に影響を与える１以上の要因に関するデータを取得するステップと、軸受を一意に識別する識別データを取得するステップと、産業用無線プロトコルを使用して少なくとも１つのセンサとの間でデータを送受信するステップと、軸受の残存寿命に影響を与える１以上の要因に関するデータ及び識別データを記録データとしてデータベースに記録するステップとを含む、転がり軸受を監視する方法が記載されており、少なくとも１つのセンサは、使用時に軸受又は軸受の運動によって発生される電気によって駆動されるように構成されている。

【0007】

特許文献５から、軸受、特に転がり軸受又は滑り軸受内のデータを、軸受の外側又は軸受の外部に配置された受信装置に伝送する装置が知られており、この装置は、軸受の内部に配置され信号を検出して音に変換する信号変換器と、軸受の軸受構成部品、特に軸受の軌道輪を含み、音が軸受構成部品の本体内で固体伝搬音として伝達される。

【0008】

特許文献６には、内燃機関の内部の所定の装置に、外部との接続を行わずに電力を供給する手段が記載されている。発電装置は、内燃機関のコネクティングロッド内に設けられた三相発電機と、この三相発電機に回転力を付与する偏心ローターとを有する。偏心ローターは回転力発生装置に作用し、回転力発生装置がコネクティングロッドを動かして力を発生させる。検出器は、温度測定センサと送信器を含み、コネクティングロッドの小端部側の所定位置に設けられている。エネルギー発生装置はエネルギーを供給し、大端部の側面の所定位置に設けられている。一実施形態によれば、エネルギー発生装置は、圧電素子のスタックであることができる。

【0009】

特許文献７から、外部の物理的状態、例えば軸受内の過度の振動を監視するための自己駆動型無線変換器が知られている。変換器は外部の物理的状態を感知し、ＲＦ送信回路に供給するために使用される特性信号を生成するために、エネルギー変換源、例えば圧電センサを含む。軸受の不具合を故障する前に検出するために、外部の物理的状態又はこの状態の変化（例えば軸受の振動の増加）を示す信号を送信するために送信器が設けられている。この自己駆動型無線変換器は、圧電センサからの電圧を受け取るための電圧蓄積装置と、電圧蓄積装置における電圧レベルを検出するための電圧検出器とを含む。電圧検出器が所定のレベルにある電圧レベルを検出したら、発振送信回路が電圧検出器の短いヒステリシス期間作動する。

【0010】

特許文献８から、内燃機関のためのエンジン制御システムが知られており、このシステムは、少なくとも１つのエネルギー変換器と少なくとも１つのエネルギーモジュールとを備えたエネルギー獲得モジュール、内燃機関の物理的又は化学的測定値を検出するための少なくとも１つのセンサ、検出された測定値を処理するためのマイクロコントローラ、及びマイクロコントローラによって処理された測定値を無線受信機に無線伝送するための無線モジュールを有しており、マイクロコントローラはセンサ及び無線モジュールに通信接続されており、電気エネルギーを伝送するためのエネルギーモジュールは、少なくともマイクロコントローラ及び無線モジュールと接続されている。さらに、このシステムはエンジン制御装置を有し、このエンジン制御装置は、無線受信機と通信接続されており、無線受信機から入る測定値を評価して制御信号に加工し、内燃機関に伝送するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】オーストリア国特許発明第４０８９００（Ｂ）号明細書

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２０８８４９（Ａ１）号明細書

【文献】欧州特許出願公開第２９６３４０９（Ａ１）号明細書

【文献】国際公開第２０１３／１６００５３（Ａ１）号

【文献】独国特許出願公開第１０２００７０５２４２６（Ａ１）号明細書

【文献】特開２００９－２５４１６３号公報

【文献】欧州特許出願公開第１０２２７０２（Ａ２）号明細書

【文献】欧州特許出願公開第３２１１２０２（Ａ１）号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の課題は、軸受装置における電気エネルギー消費機器へのエネルギー供給を改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記の課題は、冒頭に記載した軸受装置において、エネルギー発生装置は、少なくとも１つのループ状に配置された電気導体と、少なくとも１つの永久磁石とを有し、電気導体は第１の構成部品に配置され、永久磁石は第２の構成部品に配置され、ループ状に配置された電気導体と永久磁石とが、両構成部品の互いに繰り返す相対移動によって繰り返し対向位置に配置され、又は電気導体及び永久磁石が第１の構成部品に配置され、第２の電気導体及び第２の永久磁石が第２の構成部品に配置され、ループ状に配置された複数の電気導体及び複数の永久磁石が、両構成部品の互いに繰り返す相対移動によって繰り返し対向位置に配置されることによって解決される。

【0014】

さらに、上記の課題は、冒頭に記載した方法において、エネルギーを発生するために、エネルギー発生装置は、少なくとも１つのループ状に配置された電気導体と、少なくとも１つの永久磁石とから構成され、電気導体は第１の構成部品に配置され、永久磁石は第２の構成部品に配置され、ループ状に配置された電気導体と永久磁石とが、両構成部品の互いに繰り返す相対移動によって繰り返し対向位置に配置され、又は電気導体及び永久磁石が第１の構成部品に配置され、第２の電気導体及び第２の永久磁石が第２の構成部品に配置され、ループ状に配置された複数の電気導体及び複数の永久磁石が、両構成部品の互いに繰り返す相対移動によって繰り返し対向位置に配置されることによって解決される。

【0015】

この場合に有利なのは、エネルギー発生装置は、軸受装置における問題領域、例えば高温の軸受領域から比較的離れて配置することができ、したがってまた高い動作安定性を有することができる点である。さらに、エネルギー発生装置の性能が（著しく）損なわれることなく、電気導体をその幾何学的配置に関して軸受装置の条件により容易に適合させることができる。さらに有利なのは、エネルギー発生装置は、一方では既存の軸受装置に容易に後付けすることができ、他方では別のループ状に配置された電気導体を配置することによって容易に拡張できる点である。

【0016】

本発明の好適な実施形態によれば、電気エネルギー消費機器は、データの受信器に、特に無線でデータを伝送するためのデータ伝送装置と接続された少なくとも１つのセンサを有するようにすることができ、それにより重要な軸受パラメータをより容易に監視することができる。

【0017】

本発明の別の実施形態によれば、第１の構成部品はクランク駆動機構のコネクティングロッドであり、第２の構成部品はクランク駆動機構のクランクウェブであるようにすることができる。この場合の利点は、可動部に大きな変更を加えることなく、クランクシャフトの領域における動作パラメータ又は摩耗値を監視することが可能であり、又はもともと存在するバランスウェイトを適合させるだけで設計変更なしに追加質量が可能であることである。

【0018】

本発明の別の実施形態によれば、エネルギー生産の効率を高めるために、ループ状に配置された電気導体は、クランク駆動機構の第１の死点に配置されているようにすることができる。

【0019】

本発明の実施形態によれば、少なくとも１つの別の電気エネルギー消費機器に供給するために、軸方向でコネクティングロッドから離れる方向に向いたクランクウェブの前面にクランク駆動機構の別の構成部品が配置されており、及びこの別の構成部品上に別のループ状に配置された電気導体が配置されているようにすることができる。これにより１つの永久磁石のみで少なくとも２個の電気導体を操作でき、エネルギー発生装置の設計の手間を簡素化することができる。

【0020】

上述の理由により、本発明の実施形態によれば、別のループ状に配置された電気導体は、クランク駆動機構の第２の死点に配置されている。

【0021】

本発明の別の実施形態によれば、第１の構成部品がクランク駆動機構のコネクティングロッドであり、第２の構成部品がクランク駆動機構の第２のコネクティングロッドであるようにすることができ、それにより同様に上記の効果を達成することができる。

【0022】

別の実施形態によれば、別の構成部品がクランク駆動機構の歯車又は主軸受レセプタクルであるようにすることもできる。歯車上に配置することにより、歯車も動作パラメータに関して容易に監視することができる。他方で、主軸受レセプタクル上に配置することにより、クランク駆動機構の別の構成部品を監視することが可能になる。

【0023】

本発明の別の実施形態によれば、センサは、滑り軸受要素の半径方向最内層に埋設することができ、そうすることによってセンサが潤滑隙間から大きく離れたときに生じ得る妨害効果をほぼ回避することができるので、測定値検出を改善することができる。

【0024】

本発明の別の実施形態によれば、データ伝送装置が、コネクティングロッドのコネクティングロッドシャンク上又は少なくとも部分的にコネクティングロッドシャンク内に配置されているようにすることができ、その結果、コネクティングロッド穴はそれによって影響を受けることなくセンサの配置のために利用可能であり、したがってセンサの位置を比較的自由に選択できる。

【0025】

本発明の別の実施形態によれば、第１の構成部品は遊星歯車伝動装置の遊星キャリアであり、第２の構成部品は遊星歯車伝動装置の遊星歯車であるようにすることができる。それにより遊星歯車伝動装置内の軸受も設計に大きな手間をかけることなく監視することができる。

【0026】

本発明の実施形態によれば、センサが遊星歯車の遊星歯車軸のボア内に、したがって相応に保護されて配置されているようにすることができる。

【0027】

本発明のこの実施形態において別の変形例によれば、センサの位置決めを再びデータ伝送装置によって制限しないために、データ伝送装置を遊星キャリア上又は少なくとも部分的に遊星キャリア内に配置することができる。

【0028】

滑り軸受要素の動作パラメータを決定するための構成のコンパクトさを改善するために、本発明の実施形態によれば、第１の構成部品上又は少なくとも部分的に第１の構成部品内に、遠隔測定装置が配置されているようにすることができる。

【0029】

本発明をより良く理解するために、以下の図面に基づいて詳細に説明する。

【0030】

図は、それぞれ簡略化された模式的表現で示されている。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】図１は第１の位置にある軸受装置の第１の実施形態の側面図である。

【図2】図２は第２の位置にある軸受装置の第１の実施形態の側面図である。

【図3】図３は軸受装置の第２の実施形態の側面図である。

【図4】図４は図３による軸受装置の第２の実施形態の図である。

【図5】図５は軸受装置の別の実施形態の部分の図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

最初に確認しておくと、記載された異なる実施形態において同じ構成部品には同じ参照符号若しくは同じ構成部品名称を付す。この場合、説明全体に含まれている開示内容は同じ参照符号若しくは同じ構成部品名称を有する同じ構成部品に準用できるものとする。説明の中で選択された位置を表す言葉、例えば上、下、横なども直接説明及び表示された図を基準としており、これらの位置を表す言葉は位置が変化した場合には新しい位置に準用されるものとする。

【0033】

図１及び図２は、軸受装置１の第１の実施形態の様々な位置における部分の側面図である。

【0034】

第１の実施形態は、特にクランク駆動機構に関し、軸受装置１がそこに配置され、又は軸受装置１がその一部である。この点で本発明は、例えばクランク駆動機構がその一部であるか又は歯車伝送装置であるスライダクランク伝動装置にも関し、これについては以下に説明する。したがって軸受装置１は、特に伝動装置の一部である。

【0035】

軸受装置１は、少なくとも１つの滑り軸受要素２を含む。いわゆるハーフシェルの形態を持つ２個の滑り軸受要素２が使用されてもよい。しかしながら、滑り軸受要素２を滑り軸受ブッシュとして構成することも可能である。さらに、滑り軸受要素２を備えた滑り軸受はこれ以外の分割を有することもでき、滑り軸受内に滑り軸受要素２を例えば３個又は４個又はそれ以上組み込むこともできる。例えば風力発電設備で使用される非常に大型の滑り軸受では、滑り軸受要素２は滑り軸受パッドとして構成することもでき、滑り軸受に４個の滑り軸受要素２よりもかなり多い、例えば最大４０個の滑り軸受要素２が存在することができる。

【0036】

少なくとも１つの滑り軸受要素２は、例えば圧入によって軸受レセプタクル３内に配置されている。

【0037】

しかしながら、軸受レセプタクル３を直接被覆して、軸受レセプタクル３が滑り軸受装置１内で支持される構成部品、例えばシャフト４に対する摺動面を形成することも可能である。滑り軸受要素２と軸受レセプタクル３は互いに一体的に形成され、滑り軸受要素２は軸受レセプタクル３と一体的な構成部品をなす。

【0038】

軸受装置１のこれらの実施形態において、シャフト若しくは一般的に支持される構成部品の表面が相手摺動面を形成する。しかしながら、少なくとも１つの滑り軸受要素２の逆の構成、即ち支持された構成部品と一緒に回転するように構成することも可能である。この場合は、相手摺動面は軸受レセプタクル３の表面によって形成され、軸受装置１を組み立てた状態で滑り軸受は軸受レセプタクル３に受容されるが、これと一緒に回転しないように接続されている。

【0039】

少なくとも１つの滑り軸受要素２と軸受レセプタクル３は軸受装置１の一部であり、軸受装置１はこれら２個の構成部品に加えて、少なくとも１つの電気エネルギー消費機器４、電気エネルギーを自給するための少なくとも１つのエネルギー発生装置、軸受装置１の第１の構成部品５と、軸受装置１の軸方向６で第１の構成部品５と並んで配置された第２の構成部品７とを有する。第１の構成部品５は、第２の構成部品７に対して相対移動可能に配置されており、その相対移動は繰り返し行われる。

【0040】

図１及び図２に示す軸受装置の実施形態において、第１の構成部品５はクランク駆動機構のコネクティングロッドであり、第２の構成部品７はクランク駆動機構のクランクウェブである。しかし一般的に軸受装置は別様に構成することも可能であり、第１の構成部品５と第２の構成部品７を別様に形成することもできる。

【0041】

エネルギー発生装置は、少なくとも１つのループ状に配置された電気導体８と、少なくとも１つの永久磁石９を有し、又はこれらからなる。電気導体８は第１の構成部品５に配置され、永久磁石９は第２の構成部品７に配置されていて、ループ状に配置された電気導体８と永久磁石９は、両構成部品５、７の互いに繰り返す相対移動により繰り返し対向位置に配置されることができる。

【0042】

原理的に軸受装置１は、複数のエネルギー発生装置を有することもできる。例えばクランク駆動機構の２個以上の又は各コネクティングロッドがループ状の電気導体８を備えることができ、特に各コネクティングロッドが電気エネルギー消費機器４を備えている場合はこのような構成とすることができる。

【0043】

ループ状に配置された電気導体８は、コアに複数の巻線が形成されたコイル、例えば円筒コイル又は環状コイルであってよく、このようなコイルはそれ自体公知である。しかし電気導体は、特に複数のループを有するプリント導体ループとして形成されることが好ましい。それにより電気エネルギーは、永久磁石９が電気導体８の傍らを通過することにより電磁誘導によって発生する。

【0044】

電気導体８は特に銅からなるが、他の金属又は金属合金、例えば銀からなることも可能である。

【0045】

ループ状に形成された電気導体８は、第１の構成部品５、特にコネクティングロッド上に配置でき、又は少なくとも部分的に第１の構成部品の凹部、例えばコネクティングロッドの孔部に配置することができる。

【0046】

永久磁石９は、例えばＮｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石として設計することができる。しかし、永久磁石の性質を持つ他の材料も使用可能である。

【0047】

少なくとも１つの永久磁石９は、第２の構成部品７、特にクランクウェブ（カウンターウェイト又はフライホイールマスとも呼ばれる）上に配置でき、又は少なくとも部分的に第２の構成部品７の凹部、例えばクランクウェブの孔部に配置することができる。

【0048】

本発明の別の実施形態によれば、図１及び図２に見られるように、少なくとも１つの永久磁石９が、軸方向６で第２の構成部品７を貫通する貫通孔に配置されることが可能である。これにより、軸方向６で第１の構成部品５、特にコネクティングロッドから離れる方向に向いた第２の構成部品７、特にクランクウェブの前面１０に、軸受装置１の別の構成部品１１、特にクランク駆動機構の構成部品１１が配置されていること、及びこの別の構成部品１１に、別のループ状に配置された電気導体８が配置されていることが可能である。このようにして、第２の構成部品７上に１個以上の永久磁石９を配置するだけで、ループ状に配置された電気導体８を有する複数の位置を繰り返して通過することが可能となり、少ない構成部品で２個のエネルギー発生装置を提供することができる。

【0049】

別の構成部品１１は、例えば歯車、例えばクランク駆動機構のバランスシャフト用の歯車であることができる。しかし、クランク駆動機構が配置されたハウジングのキャップであってもよく、発生した電気エネルギーはハウジング上又はハウジング内の電線を介して別の／離れた場所に転送することもでき、したがって消費機器４はループ状に配置された電気導体８の近傍に配置されない。これは好ましくはコネクティングロッド上の消費機器４に電力を供給する際に見られる。さらに、別の構成部品１１はクランク駆動機構の主軸受レセプタクルであってもよい。

【0050】

ループ状に配置された電気導体８は、原則として第１の構成部品若しくは別の構成部品５、１１の任意の適当な箇所に配置することができる。しかしながら、クランク駆動機構として構成された軸受装置１の好適な実施形態によれば、ループ状に配置された電気導体８は、図１及び図２に示すようにクランク駆動機構の第１の死点、即ち上死点若しくは下死点に配置され、図１は上死点を示し、図２は下死点を示している。

【0051】

「死点」という用語は、クランクシャフトに関連して十分に知られている。これについて注記すると、上死点とはコネクティングロッドに配置されたピストンとクランクシャフトとの距離が最大になる位置のことである。これに従い下死点とは、ピストンとクランクシャフトとの距離が最小になる位置のことである。換言すれば、これらの死点はピストンが軸方向移動を行わない位置である。さて、本発明の意味で、ループ状に配置された電気導体８がクランク駆動機構の死点に配置されていると言う場合、これはループ状に配置された電気導体８が上死点位置又は下死点位置で永久磁石９と対向するように配置されていることを意味する。

【0052】

「構成部品に」という表現に関して注記すると、これにより構成部品「上」だけでなく、少なくとも部分的に構成部品「内」、例えば構成部品の凹部内も含まれている。

【0053】

ループ状に配置された電気導体８は、好ましくはクランクシャフトハウジングカバー又はクランクケースに固定して配置されている。別のループ状に配置された電気導体８は、好ましくはコネクティングロッドシャンク又はコネクティングロッドのカバーでコネクティングロッドに固定されている。

【0054】

軸受装置１の別の実施形態によれば、電気エネルギー消費機器４は、少なくとも１つのセンサ１２を含むことができる。もちろん、軸受装置１内に複数のセンサ１２を配置することもできる。

【0055】

センサ１２は、例えば温度センサ、圧力センサなどであってよい。少なくとも１つのセンサ１２を用いて、軸受装置１のパラメータを動作中に検出することができる。これらのパラメータに基づき、例えば少なくとも１つの滑り軸受要素２の状態について推定することができる。なぜなら、例えば異常な温度上昇の場合、滑り軸受要素２の摺動面の摩耗若しくは滑り軸受要素２の故障を推定できるからである。したがって、センサ１２で軸受装置１の動作にとって本質的なパラメータを検出できる。

【0056】

検出されたパラメータ、即ち関連データの処理は、軸受装置１自体ではなく、少なくとも１つの滑り軸受要素２から距離をおいて配置されたデータ処理要素において行われることが好ましい。この少なくとも１つのデータ処理要素にデータを伝送するために、別の実施形態の変形によれば、軸受装置１は電気エネルギー消費機器４としてデータ伝送装置を備えた遠隔測定装置１３を有することができる。データ伝送装置は、少なくとも１つのセンサ１２からデータを受け取り、これを少なくとも１つのデータ処理要素にデータ受信器として、特に無線で転送する。無線データ通信には、既知のプロトコルを使用することができる。無線データ通信は、例えばブルートゥース（登録商標）やＷＬＡＮなどを介して行うことができる。

【0057】

このような滑り軸受要素内のデータ検出及び外部への無線伝送のシステムは、滑り軸受に関連する先行技術から既に知られているので、繰り返しを避けるために詳細については当該先行技術を参照されたい。

【0058】

遠隔測定装置１３は、第１の構成部品５に又は少なくとも部分的に第１の構成部品５内に、例えばクランク駆動機構のコネクティングロッドのコネクティングロッドシャンクに配置できる。

【0059】

少なくとも１つのセンサ１２は、例えばピエゾ能動素子若しくはピエゾ電気素子であることができる。さらに、少なくとも１つのセンサ１２は最大１００ＭＰａ（１０，０００ｂａｒ）の圧力で加圧可能に設計できる。

【0060】

センサ１２は、導線によって滑り軸受の潤滑隙間１４と接続することができる。代替的に又は追加的に、軸受装置１の別の実施形態によれば、センサ１２が、例えば滑り軸受要素２の摺動層の一部として潤滑隙間１４に配置されているようにすることができる。それによってまた、軸受装置１の前述の実施形態におけるように、センサ１２は潤滑隙間１４において潤滑圧力で加圧可能である。

【0061】

軸受装置１の別の実施形態によれば、センサ１２が滑り軸受要素２の半径方向最内層に埋設されているようにすることができる。即ち、滑り軸受要素２は、いわゆる多層滑り軸受として構成でき、少なくとも１つのすべり層と１つの支持層とを有することができる。これらの層の間に、別の層、例えば軸受金属層及び／又は結合層及び／又は拡散バリア層などを配置することができる。摺動層は、動作時にシャフト４が摺動する層として知られている。摺動層は、例えばセラミック材料又は滑りラッカーで構成することができる。代替的に、センサ１２は摺動層の下方の層内に配置されていて、電気絶縁層、例えばＡｌ₂Ｏ₃からなるセラミック層によって摺動層から分離されているようにすることもできる。この場合、摺動層は公知の金属材料、例えばスズ系合金からなることもできる。

【0062】

前述したように、直接被覆の場合、支持層は直接被覆されたそれぞれの構成部品によって形成されていることに留意されたい。

【0063】

滑り軸受要素２内又は滑り軸受要素２上の異なる位置に複数のセンサ１２を配置することもでき、軸受装置１における異なる負荷のかかる場所の動作パラメータを検出することができる。

【0064】

１個以上のセンサ１２により、クランク駆動機構のコネクティングロッドの大端部孔及び／又は小端部孔の動作パラメータを検出できる。

【0065】

上記の遠隔測定装置１３は、例えばデータ伝送装置、マイクロプロセッサ３０、アナログ・デジタル変換器３１などを構成部品として有することができる。場合によっては、ループ状に配置された電気導体８も遠隔測定装置１３の構成部品であることができる。

【0066】

図３及び図４には、軸受装置１の別の、場合によってはそれ自体で独立した実施形態が縦断面図で示されており、先の図１及び図２と同じ構成部品には同じ参照符号若しくは構成部品名称が使用される。不必要な繰り返しを避けるため、図１及び図２の先の説明における構成部品の詳細な説明の参照を求め、若しくはこれに準拠する。

【0067】

図３及び図４に示された軸受装置１の実施形態では、第１の構成部品５は遊星歯車伝動装置の遊星キャリアであり、第２の構成部品７は遊星歯車伝動装置の遊星歯車である。電気エネルギー消費機器４は、ループ状に配置された電気導体８と同様に第１の構成部品５上に配置されている。電気エネルギー消費機器４は、例えば前述の遠隔測定装置１３及び／又はセンサ１２であってもよい。一実施形態によれば、センサ１２は、遊星歯車伝動装置の遊星歯車軸のボア内に配置することができる。

【0068】

電気エネルギー消費機器４とループ状に配置された電気導体８とが、直接相並んで及び／又は軸方向６で相前後して配置されていることも可能である。

【0069】

永久磁石９は、遊星歯車として構成された第２の構成部品７の凹部に配置されている。遊星歯車の回転運動により、構成部品である永久磁石９とループ状に配置された電気導体８が繰り返し対向位置に配置される。

【0070】

上述した軸受装置１の実施形態におけるように、ここでも複数のループ状に配置された電気導体８を、特に遊星歯車伝動装置の遊星歯車当たり１個配置することができる。

【0071】

さらに、ループ状に配置された電気導体８当たり複数の、例えば２個（図３に示す）、又は３個、又は４個の永久磁石９が配置されていることも可能である。これら複数の永久磁石９は、好ましくは遊星歯車の周方向に均一に分布して配置されている。

【0072】

遊星歯車伝動装置自体は単段又は多段、例えば２段で設計されてよい。

【0073】

軸受装置１のすべての実施形態において、ループ状に配置された電気導体８と永久磁石９との間には、両構成部品間の相互接触という意味での直接接触がないか又は生じないことに留意されたい。

【0074】

本発明により、少なくとも１つの滑り軸受要素２を含む軸受装置１内に配置された電気エネルギー消費機器４に、軸受装置１の少なくとも１つのエネルギー発生装置で電気エネルギーの自給のために発生される電気エネルギーを供給することが可能であり、さらに軸受装置１は互いに繰り返して相対移動する第１の構成部品５と、軸受装置１の軸方向６で第１の構成部品５に隣接して配置された第２の構成部品７とを有する。エネルギーを発生するために、エネルギー発生装置は少なくとも１つのループ状に配置された電気導体８と少なくとも１つの永久磁石９とを備えており、電気導体８は第１の構成部品５に配置され、永久磁石９は第２の構成部品７に配置されて、ループ状に配置された電気導体８と永久磁石９は両構成部品５、７の互いに繰り返す相対移動により繰り返し対向位置に配置される。

【0075】

図５には、軸受装置１の別の、場合によってはそれ自体で独立した実施形態の部分が示されており、同一の構成部品には先の図１－図４と同じ参照符号又は構成部品名称が使用される。不必要な繰返しを避けるために、図１～図４の先の説明における構成部品に関する詳細な説明の参照を求め、若しくはこれに準拠する。

【0076】

図５は、クランク駆動機構の２個のコネクティングロッドを示す。この軸受装置１の実施形態では、第１の構成部品５も第２の構成部品７も、それぞれクランク駆動機構のコネクティングロッドによって形成されている。この場合、第１の構成部品５も第２の構成部品７も、それぞれ少なくとも１つのループ状に配置された電気導体８と、それぞれ少なくとも１つの永久磁石９を有しており、これらは特にそれぞれ１つの電気エネルギー消費機器４に供給する。電気導体８は、永久磁石９と並んで配置することができる。ここで「並んで」とは側方だけでなく（斜めに）上方又は（斜め）下方も意味する。図５による軸受装置１の実施形態では、それらは軸方向６（図５で面に対して垂直方向）で相前後しないように配置されている。第１の構成部品５上の電気導体８と永久磁石９の配置順序は、図５から明らかなように、第２の構成部品上の電気導体８と永久磁石９の配置順序と鏡像になっている。これにより第１の構成部品５の電気導体８が第２の構成部品７の永久磁石９と対向する位置に到達するのは、第２の構成部品７の電気導体８も第１の構成部品５の永久磁石９と対向する位置を占めるときである。

【0077】

この実施形態では、両構成部品５、７の互いに繰り返す相対移動は、クランクシャフトの回転運動に基づいて両コネクティングロッドの相対位置が変化することによって行われる。この場合、両コネクティングロッドが（前面から見て）互いに囲む角度が変化する。

【0078】

図５による軸受装置１の実施形態において、第１の構成部品５のループ状に配置された電気導体８が、軸方向６で第１の構成部品５の永久磁石９の後方に配置されることも可能である。この場合、少なくとも別の構成部品１１、例えば図１及び図２に示す別の構成部品１１が存在しており、例えば第１の構成部品５のループ状に配置された電気導体８は、第２のコネクティングロッドの永久磁石９と協働し、永久磁石９は別の構成部品１１のループ状に配置された電気導体８（又はその逆）と協働する。

【0079】

実施例は、軸受装置１の可能な実施形態を示し若しくは説明するものであり、個々の実施形態を互いに組み合わせることも可能である。

【0080】

最後に、形式的に述べると、軸受装置１の構造をよりよく理解するために、その要素は必ずしも縮尺通りに示されていないことに留意されたい。
なお、本発明の態様（構成）として以下に示すものがある。
[態様１]
少なくとも１つの滑り軸受要素（２）と、少なくとも１つの電気エネルギー消費機器（４）と、電気エネルギーを充分に供給するための少なくとも１つのエネルギー発生装置とを含む軸受装置（１）であって、
前記軸受装置（１）は、第１の構成部品（５）と、前記軸受装置（１）の軸方向（６）で前記第１の構成部品（５）と並んで配置された第２の構成部品（７）とを有し、前記第１の構成部品（５）と前記第２の構成部品（７）とは互いに繰り返して相対移動するように配置された軸受装置（１）において、
前記エネルギー発生装置は、ループ状に配置された少なくとも１つの電気導体（８）と、少なくとも１つの永久磁石（９）とを有し、
前記電気導体（８）は前記第１の構成部品（５）に配置され、前記永久磁石（９）は前記第２の構成部品（７）に配置され、ループ状に配置された前記電気導体（８）と前記永久磁石（９）は、前記第１の構成部品（５）及び前記第２の構成部品（７）の互いに繰り返す相対移動によって繰り返し対向位置に配置され、又は、
前記電気導体（８）及び前記永久磁石（９）は前記第１の構成部品（５）に配置され、第２の電気導体（８）及び第２の永久磁石（９）は前記第２の構成部品（７）に配置され、ループ状に配置された複数の前記電気導体（８）及び複数の前記永久磁石（９）は、前記第１の構成部品（５）及び前記第２の構成部品（７）の互いに繰り返す相対移動によって繰り返し対向位置に配置される、ことを特徴とする軸受装置（１）。
[態様２]
電気エネルギー消費機器（４）は、特に無線で、データの受信器にデータを伝送するためのデータ伝送装置と接続された少なくとも１つのセンサ（１２）を有することを特徴とする、態様１に記載の軸受装置（１）。
[態様３]
前記第１の構成部品（５）はクランク駆動機構のコネクティングロッドであり、前記第２の構成部品（７）はクランク駆動機構のクランクウェブであることを特徴とする、態様１又は２に記載の軸受装置（１）。
[態様４]
ループ状に配置された前記電気導体（８）は前記クランク駆動機構の第１の死点に配置されていることを特徴とする、態様３に記載の軸受装置（１）。
[態様５]
前記クランク駆動機構の別の構成部品（１１）は前記軸方向（６）で前記コネクティングロッドから離れる方向に向いた前記クランクウェブの前面に配置され、ループ状に配置された別の電気導体（８）は前記別の構成部品（１１）上に配置されていることを特徴とする、態様３又は４記載の軸受装置（１）。
[態様６]
ループ状に配置された前記別の電気導体（８）は前記クランク駆動機構の第２の死点に配置されていることを特徴とする、態様５に記載の軸受装置（１）。
[態様７]
前記第１の構成部品（５）はクランク駆動機構のコネクティングロッドであり、前記第２の構成部品（７）は前記クランク駆動機構の第２のコネクティングロッドであることを特徴とする、態様１又は２に記載の軸受装置（１）。
[態様８]
前記別の構成部品（１１）は前記クランク駆動機構の歯車又は主軸受レセプタクルであることを特徴とする、態様５又は６に記載の軸受装置（１）。
[態様９]
センサ（１２）は、前記滑り軸受要素（２）の半径方向最内層に埋設されていることを特徴とする、態様２～７の何れか一項に記載の軸受装置（１）。
[態様１０]
データ伝送装置は、コネクティングロッドのコネクティングロッドシャンク上又は少なくとも部分的に前記コネクティングロッドシャンク内に配置されていることを特徴とする、態様２～８の何れか一項に記載の軸受装置（１）。
[態様１１]
前記第１の構成部品（５）は遊星歯車伝動装置の遊星キャリアであり、前記第２の構成部品（７）は前記遊星歯車伝動装置の遊星歯車であることを特徴とする、態様１又は２に記載の軸受装置（１）。
[態様１２]
センサ（１２）は遊星歯車伝動装置の遊星歯車軸のボア内に配置されていることを特徴とする、態様１０に記載の軸受装置（１）。
[態様１３]
データ伝送装置は遊星キャリア上又は少なくとも部分的に遊星キャリア内に配置されていることを特徴とする、態様１０又は１１に記載の軸受装置（１）。
[態様１４]
遠隔測定装置（１３）が前記第１の構成部品（５）上又は少なくとも部分的に前記第１の構成部品（５）内に配置されていることを特徴とする、態様１～１３の何れか一項に記載の軸受装置（１）。
[態様１５]
少なくとも１つの滑り軸受要素（２）を含む軸受装置（１）内に配置された電気エネルギー消費機器（４）に電気エネルギーを供給する方法であって、
電気エネルギーは前記軸受装置（１）の少なくとも１つの電気エネルギー発生装置内で電気エネルギーの自給のために発生され、
前記軸受装置（１）は、互いに繰り返して相対移動する第１の構成部品（５）と、前記軸受装置（１）の軸方向（６）で前記第１の構成部品（５）と並んで配置された第２の構成部品（７）とを更に有する方法において、
エネルギーを発生するために、前記エネルギー発生装置は、ループ状に配置された少なくとも１つの電気導体（８）と、少なくとも１つの永久磁石（９）とを有し、
前記電気導体（８）は前記第１の構成部品（５）に配置され、前記永久磁石（９）は前記第２の構成部品（７）に配置され、ループ状に配置された前記電気導体（８）と前記永久磁石（９）は、前記第１の構成部品（５）と前記第２の構成部品（７）の互いに繰り返す相対移動によって繰り返し対向位置に配置され、又は、
前記電気導体（８）及び前記永久磁石（９）は前記第１の構成部品（５）に配置され、第２の電気導体（８）及び第２の永久磁石（９）は前記第２の構成部品（７）に配置され、ループ状に配置された複数の前記電気導体（８）及び複数の前記永久磁石（９）は、前記第１の構成部品（５）と前記第２の構成部品（７）の互いに繰り返す相対移動によって繰り返し対向位置に配置されることを特徴とする方法。

【符号の説明】

【0081】

１ 軸受装置
２ 滑り軸受要素
３ 軸受レセプタクル
４ 消費機器
５ 構成部品
６ 軸方向
７ 構成部品
８ 電気導体
９ 永久磁石
１０ 前面
１１ 構成部品
１２ センサ
１３ 遠隔測定装置
１４ 潤滑隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】