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JP4066145B2 - Rolling bearing with sensor - Google Patents

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JP4066145B2
JP4066145B2 JP2002081107A JP2002081107A JP4066145B2 JP 4066145 B2 JP4066145 B2 JP 4066145B2 JP 2002081107 A JP2002081107 A JP 2002081107A JP 2002081107 A JP2002081107 A JP 2002081107A JP 4066145 B2 JP4066145 B2 JP 4066145B2
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sensor
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vibration
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NSK Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動や温度を検出するためのセンサを備えたセンサ付き転がり軸受に関し、特に産業機械に使われる軸受の異常検知に好適に用いられる。
【0002】
【従来の技術】
従来、回転速度や振動・温度を検出するセンサ付き転がり軸受として、例えば特許第2618795号公報や特表第2001−50097号公報に開示されたものがある。
【0003】
前記特許第2618795号公報には、軸受の端面外側に、速度センサと温度センサとを円周上の位相を変えて配置した軸受が開示されている。
前記特表第2001−500597号公報には、速度・振動・温度センサを一体としたセンサモジュールが取り付けられた軸受が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では振動や温度を検出するためのセンサが、固定用の樹脂等を介して軸受に固定されているため、信号検出の応答性の観点から見た場合、必ずしも優れているとは言えなかった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、軸受の振動・温度等の変化を優れた応答性で検知できるセンサ付き転がり軸受を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記構成により達成される。
(1) 内輪、外輪及び前記内外輪間に介在された転動体を備え、予圧又はアキシアル荷重が負荷されて接触角が生じた状態で使用される転がり軸受と、該転がり軸受の前記内外輪のうち静止輪の軸方向端部に取り付けられるセンサユニットと、を備えるセンサ付転がり軸受であって、
前記センサユニットは、前記外輪の外径面とほぼ面一に軸方向に延びる平面部、及び該平面部先端から径方向内方に延びる垂直部とを有して断面L字状に形成された金属板と、該金属板の前記平面部の内周側で、かつ前記垂直部の軸方向内側に一体に設けられ、前記静止輪の軸方向端面に対向配置されるとともに、該対向部位にセンサ収容凹部が設けられた合成樹脂製の保持ブロックと、
該保持ブロックの前記収容凹部に保持される振動センサ及び温度センサの少なくともいずれかのセンサと、を備え、
前記収容凹部に保持された前記センサを前記静止輪の軸方向端面に密着させた状態で、前記金属板又は前記保持ブロックが前記静止輪の軸方向端部に取り付けられることを特徴とするセンサ付き転がり軸受。
(2) 前記保持ブロック内に基板を配置して、該基板に前記センサの出力線が接続するとともに、該出力線を前記基板から外部に導出した(1)に記載のセンサ付き転がり軸受。
(3) 前記振動センサは、前記転がり軸受の軸方向の振動を検出可能である(1)又は(2)に記載のセンサ付き転がり軸受。
(4) 前記振動センサ、前記温度センサ及びその他のセンサが、周方向にずれて配置される(1)〜(3)のいずれかに記載のセンサ付き転がり軸受。
(5) 前記内外輪のうち回転輪側に、被検出部材が設けられ、前記被検出部材の回転速度を検出する回転速度センサが前記静止輪側に設けられている(1)〜(4)のいずれかに記載のセンサ付き転がり軸受。
【0006】
上記構成のセンサ付き転がり軸受によれば、センサユニットの保持ブロックの収納凹部に保持された振動センサ及び温度センサの双方又はいずれか一方が静止輪の軸方向端面に密着した状態で金属板又は保持ブロックが静止輪の軸方向端部に取り付けられているのでそれらセンサによる振動や温度の検出感度が良好になる。特に、別部材を介在させることなく保持ブロックの収納凹部に保持された振動センサを静止輪の軸方向端面に直接密着させることで、応答性が優れたものになり、異常振動を早期に検出できる。また、保持ブロックの収納凹部に保持された温度センサを静止輪の軸方向端面に直接密着させることで、軸受温度が速やかに温度センサに伝達されるようになり、早期に軸受温度上昇を検知することができる。
また、静止輪の軸方向端面に、センサユニットの保持ブロックの収納凹部に保持された振センサを密着させているので、センサの取付けを容易に行える。また、小型の軸受で内外輪間の径方向隙間(軸受空間)が狭い場合にも対応できる。振動センサ、温度センサ及びその他のセンサが、周方向にずれて静止輪の軸方向端面に密着していることが好ましく、こうすれば、より小型の軸受にも対応できるようになる。
【0007】
軸受損傷の多くは、軌道面のはくりや潤滑剤不足による焼付きである。軌道面のはくりは、静止輪又は回転輪に単独で生じる場合と、それら両方に生じる場合とがある。回転輪にはくりが生じた場合は、はくりに伴う軸受の振動は軸心に対して対称に表れる。一方、図4に示すように、静止輪(ここでは外輪)にはくりが生じた場合は、はくりに伴う軸受の振動は、転動体の中心とはくりが生じた箇所とを結んだ方向で最大になる。図4は、軸受に予圧やアキシアル荷重が負荷されて、接触角θが生じている状態を想定している。転動体の中心とはくりが生じた箇所とを結んだ方向の振動をVとすると、Va=Vsinθの振動が軸方向に現れることになる。振動センサによってこの軸方向の振動Vaを検出することで、静止輪の軌道面のはくりに伴う異常振動を感度良く検知できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1に、本発明の第1実施形態のセンサ付き転がり軸受10を示す。図1(A)は断面図、図1(B)は図1(A)におけるB矢視図である。
図1(A)に示すように、センサ付き転がり軸受10は、外輪11と内輪12との間に複数の玉(転動体)13が介在されている。複数の玉13は、保持器13aによって周方向に間隔をあけて転動自在に保持されている。
ここでは、外輪11が静止輪となり、内輪12が回転輪となる。
【0009】
玉13の軸方向一方側(図では左側)には、シール部材14が設けられている。シール部材14は、基端部(外周部)が外輪11に設けられたシール溝に固定され、先端部(内周部)は内輪12に接しておらず、このシール部材14は非接触式のものである。シール部材14は、玉13、外輪11及び内輪12の間に封入されるグリース等の潤滑剤の漏洩を防止する。そのため、封入する潤滑剤の量を必要以上に多くする必要がない。また、シール部材14によって、軸受内部に塵埃等の異物が入り込むのを防止する。
図示しないが、先端部が内輪12に接する接触式のシール部材が用いられてもよい。
【0010】
玉13の軸方向他方側(図では右側)には、センサユニット15が設けられている。センサユニット15は、外輪11外径面とほぼ面一に軸方向に延びた平面部16aと平面部16a先端から径方向内方に延びた垂直部16bとを有して断面L字状に形成された金属板16を備えている。垂直部16bは、内輪12外径面と同等な径方向位置まで内方に延びており、この金属板16は、電磁波等を遮断するノイズシールドとしても機能する。金属板16の、平面部16aの内周側かつ垂直部16bの軸方向内側(玉13側)に、センサを保持するための環状の保持ブロック17が配されている。保持ブロック17は、合成樹脂等により成形される。保持ブロック17の一部が、外輪11内径面の段部に嵌合しており、これによりセンサユニット15が外輪11に固定されている。
保持ブロック17の、外輪の端面11aに対向する面には、周方向に間隔をあけて複数のセンサ収容凹部が設けられている。センサ収容凹部内に、振動センサ18や温度センサ19(図1(B)参照)が保持され、振動センサ18及び温度センサ19は外輪端面11aに密着固定されている。
【0011】
振動センサ18は、外輪に対して与えられる振動成分を電気信号に変換して検出回路に伝送することにより、軸受やその付帯機器等の異常振動等の検出を行う。振動センサ18として、例えば圧電式加速度センサ等を用いることができる。この振動センサ18は、軸方向の振動を検出する。図示しないが、この振動センサ18とは別に、径方向の振動を検出する振動センサを設けることもできる。
温度センサ19は、潤滑剤切れ等による焼付きが生じたか否かを監視するために、玉13、外輪11、内輪12付近における雰囲気温度データを常時検出して検出回路に伝送する。温度センサ19として、例えば熱伝対やサーミスタ等を用いることができる。
【0012】
保持ブロック17の内周面には、回転速度センサ20が設けられている。回転速度センサ20は、内輪12外径面の凹んだ段部に固定された磁石保持部材21に保持された多極磁石22の外周側に、非接触で対向配置されている。多極磁石22の軸方向外側(反玉13側)には、金属板16の垂直部16bが非接触で近接配置されている。
【0013】
多極磁石22は円環状に形成されている。多極磁石22の外径面には、S極、N極が周方向に交互に複数着磁されている。外周側に磁力を常時発生している多極磁石22が内輪12と一体に回転することにより、多極磁石22が発生する磁力が内輪12の回転速度に応じて回転速度センサ20に与えられて、内輪12の回転速度が検出される。すなわち回転速度センサ20は、多極磁石22が発生する磁力によりパルス状の電気信号を発生して制御回路に伝送する。これにより、内輪12の回転速度や回転方向、位相等が検知される。回転速度センサ20として、例えばホール素子やMR素子等を用いることができる。
ホール素子は、通電状態で磁気を検出した場合、検出した磁気の極性に対応してレベル変化する検出信号を発生するものである。また、MR素子は、磁界強度に対応して抵抗値が変化するものであり、抵抗値の変化により電気的な検出信号を得ることができる。
【0014】
図1(B)に示すように、本実施形態では、振動センサ18と回転速度センサ20とは同様な周方向位置に配されており、それらとは周方向にずれた位置(位相をずらした位置)に温度センサ19が配されている。径方向に延びる一仮想線上に、径方向外側に振動センサ18が配され、径方向内側に回転速度センサ20が配されている。
図1(A)に示すように、各センサ18,19,20から延びた配線23a,23b,23cは、金属板16に設けられた孔を通して外部に取り出されている。
【0015】
上記構成のセンサ付き転がり軸受10によれば、センサユニット15の保持ブロック17の収納凹部に保持された振動センサ18及び温度センサ19が静止輪である外輪11の端面11aに密着した状態で保持ブロック17が外輪11に嵌合固定されており、それらセンサ18,19によって振動や温度を、優れた応答性かつ高感度で検出できる。それらセンサ18,19によって、異常振動や軸受温度上昇を早期に検知することができる。
【0016】
図2に、本発明の第2実施形態のセンサ付き転がり軸受30を示す。なお、以下に説明する実施形態において、既に説明した部材等と同様な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。
本実施形態では、玉13の軸方向一方側(図では左側)にシール部材14が設けられ、玉13の軸方向他方側(図では右側)にセンサユニット35が設けられている。外輪31の外径面のセンサユニット35が設けられる側に凹んだ段部31bが設けられている。その段部31bに、金属板36の平面部36aが外嵌されている。
【0017】
金属板36の平面部36aの内周側かつ垂直部36bの軸方向内側に、保持ブロック37が配されている。保持ブロック37の、外輪の端面31aに対向する面には、周方向に間隔をあけて複数のセンサ収容凹部が設けられている。センサ収容凹部内に、振動センサ18や温度センサ(図示略)が保持され、振動センサ18及び温度センサは外輪端面31aに密着固定されている。
【0018】
本実施形態では、保持ブロック37の、外輪31内径面より径方向内方に突出した箇所における軸方向内側(玉13側)の面に、回転速度センサ40が設けられている。回転速度センサ40として、例えば磁気感応センサ等が用いられる。
内輪32のシール溝に、径方向外方に向かって延びる環状の磁石保持部材41が固定されている。磁石保持部材41は、潤滑剤の漏洩や軸受空間への異物の進入を防止するシール部材としても機能している。磁石保持部材41の軸方向外側(反玉13側)の面に、全周にわたって多極磁石42が設けられている。ここでは、多極磁石42としてゴム磁石が用いられている。磁石保持部材41及び多極磁石42は、内外輪の端面より軸方向内側に配されている。多極磁石42と回転速度センサ40とは、軸方向に微小隙間をあけて対向している。
【0019】
ゴム磁石42は、磁石保持部材41に接着等により固定される。
回転速度センサ40の、多極磁石42に対向する面は、外輪端面31aと面一になっている。保持ブロック37の軸方向寸法は小さくされており、振動センサ18の軸方向寸法と同等になっている。
【0020】
以上のようなセンサ付き転がり軸受30によれば、センサユニット35の軸方向寸法(幅寸法)を小さくでき、軸受の小型化を達成できる。
【0021】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、図3に示すように、振動センサ18、温度センサ19、回転速度センサ20が、すべて周方向にずれて配置されてもよい。
また、図示した実施形態では何れもセンサからの出力線を別個にセンサユニットの外に取り出しているが、保持ブロック17,37内に基板を設け、この基板にセンサからの出力線を接続し、基板から出力線を一括してセンサユニットの外へ取り出してもよい。
例えば、転動体として、ころや円錐ころが用いられてもよい。また、本発明は複列軸受にも適用できる。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、軸受の振動・温度等の変化を優れた応答性で検知できるセンサ付き転がり軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の要部拡大図である。
【図2】第2実施形態の断面図である。
【図3】第3実施形態の断面図である。
【図4】静止輪にはくりが生じた状況を説明する図である。
【符号の説明】
10,30 センサ付き転がり軸受
11,31 外輪
11a,31a 外輪端面
12,32 内輪
13 玉(転動体)
15,35 センサユニット
17,37 保持ブロック
18 振動センサ
19 温度センサ
20 回転速度センサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sensor-equipped rolling bearing provided with a sensor for detecting vibration and temperature, and is particularly suitable for detecting an abnormality of a bearing used in an industrial machine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a rolling bearing with a sensor for detecting rotational speed, vibration and temperature, there are those disclosed in, for example, Japanese Patent No. 2618795 and Japanese Translation of PCT Application No. 2001-50097.
[0003]
Japanese Patent No. 2618795 discloses a bearing in which a speed sensor and a temperature sensor are arranged outside the end face of the bearing while changing the phase on the circumference.
Japanese Patent Application Publication No. 2001-5000597 discloses a bearing to which a sensor module integrated with a speed / vibration / temperature sensor is attached.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional example, the sensor for detecting vibration and temperature is fixed to the bearing via a fixing resin or the like, so that it is not always excellent from the viewpoint of responsiveness of signal detection. I could not say.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a sensor-equipped rolling bearing capable of detecting changes in vibration, temperature, and the like of the bearing with excellent responsiveness.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) A rolling bearing provided with an inner ring, an outer ring, and a rolling element interposed between the inner and outer rings and used in a state where a contact angle is generated by applying a preload or an axial load, and the inner and outer rings of the rolling bearing A sensor-equipped rolling bearing comprising a sensor unit attached to an axial end of a stationary wheel,
The sensor unit has a flat surface portion extending in the axial direction substantially flush with the outer diameter surface of the outer ring, and a vertical portion extending radially inward from the front end of the flat surface portion, and is formed in an L-shaped cross section. A metal plate is integrally provided on the inner peripheral side of the flat portion of the metal plate and on the inner side in the axial direction of the vertical portion. The metal plate is opposed to the axial end surface of the stationary wheel, and a sensor is provided at the opposite portion. A holding block made of synthetic resin provided with a housing recess;
A vibration sensor and / or a temperature sensor held in the receiving recess of the holding block,
With the sensor, the metal plate or the holding block is attached to the axial end of the stationary wheel in a state where the sensor held in the housing recess is in close contact with the axial end surface of the stationary wheel. Rolling bearing.
(2) The sensor-equipped rolling bearing according to (1), wherein a substrate is disposed in the holding block, and the output line of the sensor is connected to the substrate, and the output line is led out from the substrate.
(3) The vibration sensor is a rolling bearing with a sensor according to (1) or (2), which is capable of detecting vibration in an axial direction of the rolling bearing.
(4) The sensor-equipped rolling bearing according to any one of (1) to (3), in which the vibration sensor, the temperature sensor, and other sensors are arranged so as to be shifted in the circumferential direction.
(5) A detected member is provided on the rotating wheel side of the inner and outer rings, and a rotational speed sensor for detecting the rotational speed of the detected member is provided on the stationary wheel side (1) to (4). A rolling bearing with a sensor according to any one of the above.
[0006]
According to the rolling bearing with a sensor having the above-described configuration, the metal plate or the holding member is held in a state where one or both of the vibration sensor and the temperature sensor held in the storage recess of the holding block of the sensor unit are in close contact with the axial end surface of the stationary wheel. since the block is attached to the axial end portion of the stationary ring, the detection sensitivity of the vibration and temperature by the sensors is improved. In particular, by directly contacting the vibration sensor held in the holding recess of the holding block without interposing another member to the axial end surface of the stationary wheel, the response is excellent and abnormal vibration can be detected early. . In addition, by directly contacting the temperature sensor held in the holding recess of the holding block to the axial end surface of the stationary wheel, the bearing temperature can be quickly transmitted to the temperature sensor, and the bearing temperature rise can be detected early. be able to.
In addition, since the vibration sensor held in the housing recess of the holding block of the sensor unit is in close contact with the axial end surface of the stationary wheel, the sensor can be easily attached. Further, it is possible to cope with a small bearing having a narrow radial gap (bearing space) between the inner and outer rings. The vibration sensor, temperature sensor, and other sensors are preferably displaced in the circumferential direction and are in close contact with the axial end surface of the stationary ring, so that even smaller bearings can be accommodated.
[0007]
Most of the bearing damage is seizure due to flaking of the raceway surface or lack of lubricant. The flaking of the raceway surface may occur on the stationary wheel or the rotating wheel alone or on both of them. When the rotating wheel is broken, the vibration of the bearing accompanying the peeling appears symmetrically with respect to the axis. On the other hand, as shown in FIG. 4, when the stationary ring (here, the outer ring) is peeled off, the vibration of the bearing accompanying the peeling is a direction connecting the center of the rolling element and the place where the peeling occurs. It becomes the maximum in. FIG. 4 assumes a state in which a preload or an axial load is applied to the bearing and a contact angle θ is generated. Assuming that the vibration in the direction connecting the center of the rolling element and the portion where the peeling occurs is V, the vibration of Va = Vsin θ appears in the axial direction. By detecting this axial vibration Va with a vibration sensor, it is possible to detect with high sensitivity the abnormal vibration associated with the flaking of the raceway surface of the stationary wheel.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a rolling bearing 10 with a sensor according to a first embodiment of the present invention. 1A is a cross-sectional view, and FIG. 1B is a view taken in the direction of arrow B in FIG.
As shown in FIG. 1A, the sensor-equipped rolling bearing 10 has a plurality of balls (rolling elements) 13 interposed between an outer ring 11 and an inner ring 12. The plurality of balls 13 are held by a cage 13a so as to roll freely at intervals in the circumferential direction.
Here, the outer ring 11 is a stationary wheel and the inner ring 12 is a rotating wheel.
[0009]
A seal member 14 is provided on one side (left side in the figure) of the ball 13 in the axial direction. The seal member 14 has a base end portion (outer peripheral portion) fixed to a seal groove provided in the outer ring 11, and a distal end portion (inner peripheral portion) is not in contact with the inner ring 12, and the seal member 14 is a non-contact type Is. The seal member 14 prevents leakage of a lubricant such as grease sealed between the balls 13, the outer ring 11 and the inner ring 12. Therefore, it is not necessary to increase the amount of lubricant to be enclosed more than necessary. Further, the seal member 14 prevents foreign matters such as dust from entering the bearing.
Although not shown, a contact-type seal member whose tip is in contact with the inner ring 12 may be used.
[0010]
A sensor unit 15 is provided on the other axial side of the ball 13 (right side in the figure). The sensor unit 15 has a flat portion 16a extending in the axial direction substantially flush with the outer diameter surface of the outer ring 11, and a vertical portion 16b extending radially inward from the tip of the flat portion 16a, and is formed in an L-shaped cross section. The metal plate 16 is provided. The vertical portion 16b extends inward to a radial position equivalent to the outer diameter surface of the inner ring 12, and the metal plate 16 also functions as a noise shield that blocks electromagnetic waves and the like. An annular holding block 17 for holding the sensor is disposed on the inner peripheral side of the flat surface portion 16a and the axially inner side (the ball 13 side) of the vertical portion 16b of the metal plate 16. The holding block 17 is formed of a synthetic resin or the like. A part of the holding block 17 is fitted to a step portion on the inner diameter surface of the outer ring 11, whereby the sensor unit 15 is fixed to the outer ring 11.
A plurality of sensor receiving recesses are provided on the surface of the holding block 17 facing the end surface 11a of the outer ring at intervals in the circumferential direction. A vibration sensor 18 and a temperature sensor 19 (see FIG. 1B) are held in the sensor housing recess, and the vibration sensor 18 and the temperature sensor 19 are fixed in close contact with the outer ring end surface 11a.
[0011]
The vibration sensor 18 detects abnormal vibration or the like of the bearing or its associated devices by converting a vibration component applied to the outer ring into an electric signal and transmitting it to a detection circuit. As the vibration sensor 18, for example, a piezoelectric acceleration sensor or the like can be used. The vibration sensor 18 detects axial vibration. Although not shown, a vibration sensor for detecting radial vibration can be provided separately from the vibration sensor 18.
The temperature sensor 19 constantly detects ambient temperature data in the vicinity of the ball 13, the outer ring 11, and the inner ring 12 and transmits it to a detection circuit in order to monitor whether seizure due to running out of the lubricant or the like has occurred. As the temperature sensor 19, for example, a thermocouple or a thermistor can be used.
[0012]
A rotation speed sensor 20 is provided on the inner peripheral surface of the holding block 17. The rotational speed sensor 20 is disposed in a non-contact manner on the outer peripheral side of the multipolar magnet 22 held by the magnet holding member 21 fixed to the stepped portion of the outer diameter surface of the inner ring 12. On the outer side in the axial direction of the multipolar magnet 22 (on the opposite side of the ball 13), the vertical portion 16b of the metal plate 16 is disposed in close proximity without contact.
[0013]
The multipolar magnet 22 is formed in an annular shape. On the outer diameter surface of the multipolar magnet 22, a plurality of S poles and N poles are alternately magnetized in the circumferential direction. When the multipolar magnet 22 that constantly generates magnetic force on the outer peripheral side rotates integrally with the inner ring 12, the magnetic force generated by the multipolar magnet 22 is applied to the rotational speed sensor 20 according to the rotational speed of the inner ring 12. The rotational speed of the inner ring 12 is detected. That is, the rotational speed sensor 20 generates a pulsed electric signal by the magnetic force generated by the multipolar magnet 22 and transmits it to the control circuit. Thereby, the rotation speed, rotation direction, phase, and the like of the inner ring 12 are detected. As the rotation speed sensor 20, for example, a Hall element or an MR element can be used.
The Hall element generates a detection signal whose level changes corresponding to the detected polarity of the magnetism when magnetism is detected in the energized state. The MR element has a resistance value that changes in accordance with the magnetic field strength, and an electrical detection signal can be obtained by the change in the resistance value.
[0014]
As shown in FIG. 1 (B), in this embodiment, the vibration sensor 18 and the rotational speed sensor 20 are arranged at the same circumferential position, and are shifted in the circumferential direction (the phase is shifted). The temperature sensor 19 is arranged at the position). On one imaginary line extending in the radial direction, the vibration sensor 18 is disposed on the radially outer side, and the rotational speed sensor 20 is disposed on the radially inner side.
As shown in FIG. 1A, the wirings 23 a, 23 b, 23 c extending from the sensors 18, 19, 20 are taken out through holes provided in the metal plate 16.
[0015]
According to the sensor-equipped rolling bearing 10 having the above configuration, the holding block is in a state where the vibration sensor 18 and the temperature sensor 19 held in the housing recess of the holding block 17 of the sensor unit 15 are in close contact with the end surface 11a of the outer ring 11 which is a stationary ring. 17 is fitted and fixed to the outer ring 11, and vibrations and temperature can be detected by these sensors 18 and 19 with excellent responsiveness and high sensitivity. These sensors 18 and 19 can detect abnormal vibration and an increase in bearing temperature at an early stage.
[0016]
In FIG. 2, the rolling bearing 30 with a sensor of 2nd Embodiment of this invention is shown. In the embodiments described below, members and the like having the same configurations and functions as those already described are denoted by the same or corresponding reference numerals in the drawings, and description thereof is simplified or omitted.
In the present embodiment, a seal member 14 is provided on one side (left side in the figure) of the ball 13, and a sensor unit 35 is provided on the other side (right side in the figure) of the ball 13. A stepped portion 31b is provided on the outer diameter surface of the outer ring 31 on the side where the sensor unit 35 is provided. The flat portion 36a of the metal plate 36 is fitted on the step portion 31b.
[0017]
A holding block 37 is disposed on the inner peripheral side of the flat portion 36a of the metal plate 36 and on the inner side in the axial direction of the vertical portion 36b. A plurality of sensor receiving recesses are provided on the surface of the holding block 37 that faces the end surface 31a of the outer ring with a spacing in the circumferential direction. A vibration sensor 18 and a temperature sensor (not shown) are held in the sensor housing recess, and the vibration sensor 18 and the temperature sensor are closely fixed to the outer ring end surface 31a.
[0018]
In the present embodiment, the rotational speed sensor 40 is provided on the axially inner surface (the ball 13 side) of the holding block 37 at a position protruding radially inward from the inner surface of the outer ring 31. As the rotation speed sensor 40, for example, a magnetic sensitive sensor or the like is used.
An annular magnet holding member 41 extending outward in the radial direction is fixed to the seal groove of the inner ring 32. The magnet holding member 41 also functions as a seal member that prevents leakage of lubricant and entry of foreign matter into the bearing space. A multipolar magnet 42 is provided on the entire surface of the magnet holding member 41 on the outer side in the axial direction (on the side opposite to the ball 13). Here, a rubber magnet is used as the multipolar magnet 42. The magnet holding member 41 and the multipolar magnet 42 are arranged on the inner side in the axial direction from the end faces of the inner and outer rings. The multipolar magnet 42 and the rotation speed sensor 40 are opposed to each other with a minute gap in the axial direction.
[0019]
The rubber magnet 42 is fixed to the magnet holding member 41 by adhesion or the like.
The surface of the rotational speed sensor 40 facing the multipolar magnet 42 is flush with the outer ring end surface 31a. The axial dimension of the holding block 37 is reduced and is equal to the axial dimension of the vibration sensor 18.
[0020]
According to the rolling bearing 30 with a sensor as described above, the axial dimension (width dimension) of the sensor unit 35 can be reduced, and downsizing of the bearing can be achieved.
[0021]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and appropriate modifications and improvements can be made.
For example, as shown in FIG. 3, the vibration sensor 18, the temperature sensor 19, and the rotation speed sensor 20 may all be arranged shifted in the circumferential direction.
In the illustrated embodiment, the output line from the sensor is taken out of the sensor unit separately, but a substrate is provided in the holding blocks 17 and 37, and the output line from the sensor is connected to the substrate. The output lines may be taken out of the sensor unit all at once from the substrate.
For example, rollers or tapered rollers may be used as the rolling elements. The present invention can also be applied to double row bearings.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a rolling bearing with a sensor capable of detecting changes in vibration, temperature, etc. of the bearing with excellent responsiveness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged view of a main part of a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a second embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a third embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining a situation where the stationary wheel is cut.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 30 Rolling bearing with sensor 11, 31 Outer ring 11a, 31a Outer ring end face 12, 32 Inner ring 13 Ball (rolling element)
15, 35 Sensor unit 17, 37 Holding block 18 Vibration sensor 19 Temperature sensor 20 Rotation speed sensor

Claims (5)

内輪、外輪及び前記内外輪間に介在された転動体を備え、予圧又はアキシアル荷重が負荷されて接触角が生じた状態で使用される転がり軸受と、該転がり軸受の前記内外輪のうち静止輪の軸方向端部に取り付けられるセンサユニットと、を備えるセンサ付転がり軸受であって、
前記センサユニットは、前記外輪の外径面とほぼ面一に軸方向に延びる平面部、及び該平面部先端から径方向内方に延びる垂直部とを有して断面L字状に形成された金属板と、該金属板の前記平面部の内周側で、かつ前記垂直部の軸方向内側に一体に設けられ、前記静止輪の軸方向端面に対向配置されるとともに、該対向部位にセンサ収容凹部が設けられた合成樹脂製の保持ブロックと、
該保持ブロックの前記収容凹部に保持される振動センサ及び温度センサの少なくともいずれかのセンサと、を備え、
前記収容凹部に保持された前記センサを前記静止輪の軸方向端面に密着させた状態で、前記金属板又は前記保持ブロックが前記静止輪の軸方向端部に取り付けられることを特徴とするセンサ付き転がり軸受。
A rolling bearing provided with a rolling element interposed between an inner ring, an outer ring, and the inner and outer rings, and used in a state where a contact angle is generated by applying a preload or an axial load, and a stationary ring among the inner and outer rings of the rolling bearing A sensor-equipped rolling bearing with a sensor unit attached to the axial end of
The sensor unit has a flat surface portion extending in the axial direction substantially flush with the outer diameter surface of the outer ring, and a vertical portion extending radially inward from the front end of the flat surface portion, and is formed in an L-shaped cross section. A metal plate is integrally provided on the inner peripheral side of the flat portion of the metal plate and on the inner side in the axial direction of the vertical portion. The metal plate is opposed to the axial end surface of the stationary wheel, and a sensor is provided at the opposite portion. A holding block made of synthetic resin provided with a housing recess;
A vibration sensor and / or a temperature sensor held in the receiving recess of the holding block,
With the sensor, the metal plate or the holding block is attached to the axial end of the stationary wheel in a state where the sensor held in the housing recess is in close contact with the axial end surface of the stationary wheel. Rolling bearing.
前記保持ブロック内に基板を配置して、該基板に前記センサの出力線が接続するとともに、該出力線を前記基板から外部に導出した請求項1に記載のセンサ付き転がり軸受。  The rolling bearing with a sensor according to claim 1, wherein a substrate is disposed in the holding block, an output line of the sensor is connected to the substrate, and the output line is led out from the substrate. 前記振動センサは、前記転がり軸受の軸方向の振動を検出可能である請求項1又は2に記載のセンサ付き転がり軸受。  The rolling bearing with a sensor according to claim 1 or 2, wherein the vibration sensor is capable of detecting vibration in an axial direction of the rolling bearing. 前記振動センサ、前記温度センサ及びその他のセンサが、周方向にずれて配置される請求項1〜3のいずれかに記載のセンサ付き転がり軸受。  The rolling bearing with a sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the vibration sensor, the temperature sensor, and other sensors are arranged so as to be shifted in a circumferential direction. 前記内外輪のうち回転輪側に、被検出部材が設けられ、前記被検出部材の回転速度を検出する回転速度センサが前記静止輪側に設けられている請求項1〜4のいずれかに記載のセンサ付き転がり軸受。  The to-be-detected member is provided in the rotating wheel side among the said inner and outer rings, and the rotational speed sensor which detects the rotational speed of the said to-be-detected member is provided in the said stationary wheel side. Roller bearing with sensor.
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