JP2003120701A - Rolling bearing unit with sensor - Google Patents
Rolling bearing unit with sensorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、センサー付き転
がり軸受ユニット、さらに詳しくは、センサーを含むセ
ンサー装置が転がり軸受の固定輪側または回転輪側に一
体的に取り付けられたユニットに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling bearing unit with a sensor, and more particularly to a unit in which a sensor device including a sensor is integrally attached to a fixed ring side or a rotating ring side of a rolling bearing.
【０００２】センサー付き転がり軸受ユニットは、たと
えば、鉄道車両や自動車において、車軸あるいは車軸に
回転を伝達する回転軸を支持するとともに、軸の回転速
度などを検出するために用いられる。A rolling bearing unit with a sensor is used, for example, in a railcar or an automobile to support an axle or a rotary shaft that transmits rotation to the axle and detect the rotational speed of the shaft.
【０００３】[0003]
【従来の技術】軸の回転速度を検出するには、センサー
装置およびパルサーリングのうちいずれか一方が固定側
に、他方が回転側に取り付けられる。回転速度検出用に
使用される従来の転がり軸受ユニットでは、外輪または
内輪に検出リングが取り付けられているものは知られて
いるが、センサーは外付けとされることが多く、また、
内蔵化は設計上容易ではなかった。2. Description of the Related Art In order to detect the rotational speed of a shaft, one of a sensor device and a pulser ring is attached to a fixed side and the other is attached to a rotational side. In the conventional rolling bearing unit used for detecting the rotational speed, it is known that a detection ring is attached to the outer ring or the inner ring, but the sensor is often attached externally.
Built-in was not easy in design.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】センサーの内蔵化が容
易ではない理由は、コネクタ、ワイヤ等の配線の取付ス
ペース確保が困難なためである。そこで、センサー装置
を無線式とし、コネクタ、ワイヤ等の接続部分をなくす
ことによりセンサを内蔵することが考えられるが、この
場合、電源を供給する電池の交換性が悪く、また、交換
を考えた構造をなすため、強度、耐久性の悪化を招くと
いう問題があり、内蔵化が実現されないでいる。The reason why it is not easy to incorporate a sensor is that it is difficult to secure a mounting space for wiring such as a connector and a wire. Therefore, it is conceivable that the sensor device is made wireless and the sensor is built in by eliminating the connecting parts such as the connector and the wire. Since the structure is used, there is a problem that the strength and durability are deteriorated, and the incorporation is not realized.
【０００５】この発明の目的は、上記の問題を解決し、
電池の交換を不要とすることにより、センサーを内蔵化
したセンサー付き転がり軸受ユニットを提供することに
ある。The object of the present invention is to solve the above problems,
It is an object to provide a rolling bearing unit with a sensor having a built-in sensor by eliminating the need for battery replacement.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段および発明の効果】この発
明によるセンサー付き転がり軸受ユニットは、外輪、内
輪およびこれらの間に配置された複数の転動体を有する
転がり軸受と、センサー、センサーが検出した情報を無
線送信する送信部および送信部に電源を供給する電池を
有するセンサー装置とを備えており、電池が、非接触式
電磁結合による電源供給方式によって充電可能な２次電
池であることを特徴とするものである。A rolling bearing unit with a sensor according to the present invention detects a rolling bearing having an outer ring, an inner ring and a plurality of rolling elements arranged between them, and a sensor and a sensor. And a sensor device having a battery that supplies power to the transmitter, the battery being a secondary battery that can be charged by a power supply method by non-contact electromagnetic coupling. It is what
【０００７】外輪が固定輪で、内輪が回転輪であっても
よく、内輪が固定輪で、外輪が回転輪であってもよい。The outer ring may be a fixed ring and the inner ring may be a rotating wheel, or the inner ring may be a fixed ring and the outer ring may be a rotating wheel.
【０００８】センサーとしては、温度センサー、歪みゲ
ージなどの荷重センサー、ホール素子センサー、磁気抵
抗（ＭＲ）素子センサーなどが使用される。As the sensor, a temperature sensor, a load sensor such as a strain gauge, a Hall element sensor, a magnetic resistance (MR) element sensor, or the like is used.
【０００９】支持部材は、例えば、一端部が内輪または
外輪にはめ止められた円筒部および円筒部の他端部に設
けられたフランジ部を有し、円筒部の他端部とフランジ
部とによってセンサー装置を支持するものとされる。The support member has, for example, a cylindrical portion whose one end is fixed to the inner ring or the outer ring and a flange portion provided on the other end portion of the cylindrical portion. It is supposed to support the sensor device.
【００１０】この発明のセンサー付き転がり軸受ユニッ
トによれば、電池が、非接触式電磁結合による電源供給
方式によって充電可能な２次電池であるので、この２次
電池を外部から充電することによって、電池を交換しな
くても、センサー装置に常に電力を供給することができ
る。According to the rolling bearing unit with a sensor of the present invention, since the battery is a secondary battery which can be charged by a power supply system by non-contact type electromagnetic coupling, by charging the secondary battery from the outside, It is possible to constantly supply power to the sensor device without changing the battery.
【００１１】この発明のセンサー付き転がり軸受ユニッ
トにおいては、外輪および内輪のいずれか一方に固定さ
れた環状の非磁性体製支持部材に、センサー、送信部お
よび電池が周方向に配置されて固定されていることが好
ましい。In the rolling bearing unit with a sensor according to the present invention, the sensor, the transmitter and the battery are circumferentially arranged and fixed to the annular non-magnetic support member fixed to either the outer ring or the inner ring. Preferably.
【００１２】センサー装置を構成するセンサー、送信部
および電池を環状に配置することにより、センサー装置
の取付けスペースを少なくすることができる。したがっ
て、軸受ユニットへのセンサー装置の内蔵化が容易とな
り、また、ワイヤの配回しのための設計上の制約がな
く、ワイヤ断線の危険性もなくなる。そして、支持部材
を非磁性体とすることにより、非接触式電磁結合を妨げ
ないようにすることができる。By arranging the sensor, the transmitter and the battery constituting the sensor device in a ring shape, the mounting space for the sensor device can be reduced. Therefore, it becomes easy to embed the sensor device in the bearing unit, and there is no design restriction for arranging the wires, and there is no risk of wire breakage. By using a non-magnetic material for the support member, non-contact type electromagnetic coupling can be prevented.
【００１３】外輪および内輪のうちセンサー装置が設け
られていない方に、センサー装置に対向するパルサーリ
ングが固定されていることがある。A pulsar ring facing the sensor device may be fixed to one of the outer ring and the inner ring which is not provided with the sensor device.
【００１４】この場合のセンサーは、ホール素子センサ
ー、磁気抵抗素子センサー、電磁誘導型センサーなどの
回転速度検出用のものが使用される。In this case, the sensor used is a Hall element sensor, a magnetoresistive element sensor, an electromagnetic induction type sensor or the like for detecting the rotational speed.
【００１５】パルサーリングは、例えば、内向きまたは
外向きフランジ部付きの円筒状支持部材と、フランジ部
の側面に設けられた着磁体とよりなりものとされ、電磁
誘導型のセンサーを用いる場合には、スリットや打抜き
窓を周方向に形成した磁性板でもよい。The pulsar ring is composed of, for example, a cylindrical support member with an inward or outward flange portion and a magnetized body provided on the side surface of the flange portion. When using an electromagnetic induction type sensor, May be a magnetic plate having slits or punched windows formed in the circumferential direction.
【００１６】パルサーリングが着磁体を有する場合に
は、センサー装置に、相対回転するパルサーリングによ
って生成される電磁誘導電流が流されるコイルが設けら
れ、このコイルからの電力供給によって２次電池が充電
されることがある。When the pulser ring has a magnetized body, the sensor device is provided with a coil through which an electromagnetic induction current generated by the relative rotating pulser ring is supplied, and the secondary battery is charged by the power supply from this coil. It may be done.
【００１７】このようにすると、内輪および外輪の相対
回転に伴って、２次電池が充電されるので、充電装置を
簡素化することができる。With this configuration, the secondary battery is charged with the relative rotation of the inner ring and the outer ring, so that the charging device can be simplified.
【００１８】内輪にパルサーリングが、外輪にセンサー
装置が設けられる場合に、パルサーリングが軸方向内側
に配されて、センサー装置がパルサーリングの軸方向外
側から対向させられてもよく、また、パルサーリングが
軸方向外側に配されて、センサー装置がパルサーリング
の軸方向内側から対向させられてもよい。また、内輪に
センサー装置が、外輪にパルサーリングが設けられる場
合についても、パルサーリングが軸方向内側に配され
て、センサー装置がパルサーリングの軸方向外側から対
向させられてもよく、パルサーリングが軸方向外側に配
されて、センサー装置がパルサーリングの軸方向内側か
ら対向させられてもよい。When the pulsar ring is provided on the inner ring and the sensor device is provided on the outer ring, the pulsar ring may be disposed on the inner side in the axial direction so that the sensor device is opposed to the pulsar ring from the outer side in the axial direction. The ring may be arranged on the outer side in the axial direction, and the sensor device may be opposed to the pulsar ring from the inner side in the axial direction. Also, in the case where the sensor device is provided on the inner ring and the pulsar ring is provided on the outer ring, the pulsar ring may be arranged on the inner side in the axial direction and the sensor device may be opposed from the outer side in the axial direction of the pulsar ring. The sensor device may be disposed on the outer side in the axial direction, and the sensor device may face the inner side of the pulsar ring in the axial direction.
【００１９】内輪の端面と外輪の端面とがほぼ面一とさ
れていることがあり、また、内輪が、外輪端部より軸方
向に突出した突出部を有していることがある。The end surface of the inner ring and the end surface of the outer ring may be substantially flush with each other, and the inner ring may have a protruding portion axially protruding from the end portion of the outer ring.
【００２０】内輪が、外輪端部より軸方向に突出した突
出部を有しているものでは、外輪に懸架装置を取り付け
て外輪固定とするとともに、内輪の一端部に車輪を取り
付けて内輪回転とし、内輪の他端部の突出部を等速ジョ
イントの外輪となるハウジング部とすることができる。
これにより、独立懸架式サスペンションに支持された駆
動輪でかつ等速ジョイントを有するもののセンサー付き
転がり軸受ユニットとしての使用が可能となる。In the case where the inner ring has a protruding portion that projects in the axial direction from the outer ring end, a suspension device is attached to the outer ring to fix the outer ring, and a wheel is attached to one end of the inner ring to rotate the inner ring. The protruding portion at the other end of the inner ring can be used as the housing part that serves as the outer ring of the constant velocity joint.
As a result, the drive wheel supported by the independent suspension type and having a constant velocity joint can be used as a rolling bearing unit with a sensor.
【００２１】内輪が外輪端部より軸方向に突出した突出
部を有しているセンサー付き転がり軸受ユニットでは、
パルサーリングが、内輪の突出部外径にはめ止められた
円筒状支持部およびこれの外周面に設けられた検出部よ
りなり、センサー装置は、外輪端部に設けられて径方向
外側からパルサーリングの検出部に対向させられている
ことがある。In a rolling bearing unit with a sensor in which the inner ring has a protruding portion axially protruding from the end portion of the outer ring,
The pulsar ring is composed of a cylindrical support portion fixed to the outer diameter of the protruding portion of the inner ring and a detection portion provided on the outer peripheral surface of the cylindrical support portion. May be opposed to the detection unit of.
【００２２】内輪が外輪端部より軸方向に突出した突出
部を有しているセンサー付き転がり軸受ユニットでは、
また、外輪端部の内径にはめ止められた円筒状支持部お
よび支持部の内向きフランジの外側面に設けられた検出
部よりなり、センサー装置は、内輪の突出部に設けられ
て軸方向外側からパルサーリングの検出部に対向させら
れていることがある。In a rolling bearing unit with a sensor, the inner ring has a protrusion protruding axially from the end of the outer ring,
In addition, the sensor device includes a cylindrical support portion fixed to the inner diameter of the outer ring end and a detection portion provided on the outer surface of the inward flange of the support portion. May be opposed to the detection part of the pulser ring.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２４】図１は、この発明のセンサー付き転がり軸
受ユニットが適用される転がり軸受（ハブユニット）の
一例を示している。以下の説明において、左右は図１に
ついていうものとする。FIG. 1 shows an example of a rolling bearing (hub unit) to which the rolling bearing unit with a sensor of the present invention is applied. In the following description, the left and right refer to FIG.
【００２５】図１に示す転がり軸受(1)は、外輪が回転
輪、内輪が固定輪とされている一例を示すもので、フラ
ンジ部(4a)を有する外輪(4)、内輪(5)、これらの間に配
置された複数の転動体である玉(6)、保持器(7)およびシ
ール(8)を備えており、外輪(4)のフランジ部(4a)には、
車輪を取り付けるための複数のボルト(9)が固定されて
いる。外輪(4)の右端面および内輪(5)の右端面は、面一
とされている。The rolling bearing (1) shown in FIG. 1 shows an example in which the outer ring is a rotating ring and the inner ring is a fixed ring. The outer ring (4) having a flange portion (4a), the inner ring (5), It is provided with balls (6), which are a plurality of rolling elements arranged between them, a cage (7) and a seal (8), and the flange portion (4a) of the outer ring (4),
The bolts (9) for mounting the wheels are fixed. The right end surface of the outer ring (4) and the right end surface of the inner ring (5) are flush with each other.
【００２６】図２および図３に示すこの発明によるセン
サー付き転がり軸受ユニットの第１実施形態は、図１に
示した外輪回転の転がり軸受に適用されるもので、転が
り軸受(1)、ならびにそれに設けられたセンサー装置(2)
および被検出部であるパルサーリング(3)を備えてお
り、外輪(4)にセンサー装置(2)が、内輪(5)にパルサー
リング(3)が設けられている。The first embodiment of the rolling bearing unit with a sensor according to the present invention shown in FIGS. 2 and 3 is applied to the rolling bearing for outer ring rotation shown in FIG. 1, and the rolling bearing (1) and Provided sensor device (2)
And a pulser ring (3) as a detected part, the outer ring (4) is provided with the sensor device (2), and the inner ring (5) is provided with the pulsar ring (3).
【００２７】センサー装置(2)は、外輪(4)に固定された
支持部材(11)、電源である２次電池(12)、ホール素子セ
ンサーや磁気抵抗（ＭＲ）素子センサーなどの回転速度
検出用センサー(13)、処理回路(14)、送信部(15)および
受電部(18)を備えている。The sensor device (2) is a support member (11) fixed to the outer ring (4), a secondary battery (12) as a power source, and a rotation speed detection device such as a Hall element sensor or a magnetic resistance (MR) element sensor. The sensor (13), the processing circuit (14), the transmitter (15) and the power receiver (18).
【００２８】支持部材(11)は、非磁性体製であり、短円
筒状の外周壁(11a)および内周壁(11b)、ならびにこれら
の右端部同士を連結するフランジ(11c)よりなり、全体
として環状をなし、その中空部分の断面は略コ字状をな
す。外周壁(11a)の自由端部（左端部）は内周壁(11b)よ
り左側にのびており、この外周壁(11a)の自由端部が外
輪(4)の右端部の外径に密にはめ止められ、内周壁(11b)
の自由端部が内輪(5)の内径寄りの右端面に近接してい
る。The support member (11) is made of a non-magnetic material, and is composed of a short cylindrical outer peripheral wall (11a) and an inner peripheral wall (11b), and a flange (11c) connecting these right end portions to each other. As an annular shape, the hollow portion has a substantially U-shaped cross section. The free end (left end) of the outer peripheral wall (11a) extends to the left of the inner peripheral wall (11b), and the free end of this outer peripheral wall (11a) is tightly fitted to the outer diameter of the right end of the outer ring (4). Stopped, inner wall (11b)
The free end of is close to the right end surface of the inner ring (5) near the inner diameter.
【００２９】パルサーリング(3)は、円筒部(16a)および
その右端部に設けられた外向きフランジ部(16b)よりな
る支持部材(16)と、支持部材(16)のフランジ部(16b)の
外側面に設けられた検出部としての着磁体(17)とよりな
る。支持部材(16)は、フランジ部(16b)の外側面（右
面）が内輪(5)の右端面とほぼ面一になるように、その
円筒部(16a)が内輪(5)の外径に密にはめ止められてい
る。着磁体(17)には、多数の磁極（Ｎ極およびＳ極）が
等間隔をおいて交互に形成されている。センサー装置
(2)は、パルサーリング(3)の軸方向外側からこれに対向
させられている。The pulsar ring (3) has a support member (16) composed of a cylindrical portion (16a) and an outwardly facing flange portion (16b) provided at its right end, and a flange portion (16b) of the support member (16). And a magnetized body (17) as a detector provided on the outer surface of the. The support member (16) has a cylindrical portion (16a) having an outer diameter of the inner ring (5) such that the outer surface (right surface) of the flange portion (16b) is substantially flush with the right end surface of the inner ring (5). It is locked tightly. A large number of magnetic poles (N poles and S poles) are alternately formed at equal intervals on the magnetized body (17). Sensor device
(2) faces the pulsar ring (3) from the outside in the axial direction.
【００３０】２次電池(12)、センサー(13)、処理回路(1
4)、送信部(15)および受電部(18)は、図３に示すよう
に、支持部材(11)のフランジ(11c)に沿って環状に配置
されて固定されている。センサー(13)は、パルサーリン
グ(3)の着磁体(17)にちょうど対向するよう径方向内寄
りに配置され、センサー(13)を囲むように処理回路(14)
が設けられ、処理回路(14)の一側に電池(12)および受電
部(18)が、他側に送信部(15)が配置されている。２次電
池(12)、センサー(13)、処理回路(14)、送信部(15)およ
び受電部(18)の配置は、環状でありさえすればよく、図
３の配置に限られるものではない。Secondary battery (12), sensor (13), processing circuit (1
4), the transmitting part (15) and the power receiving part (18) are arranged and fixed in an annular shape along the flange (11c) of the support member (11) as shown in FIG. The sensor (13) is arranged radially inward so as to face the magnetized body (17) of the pulsar ring (3), and the processing circuit (14) surrounds the sensor (13).
The processing circuit (14) is provided with the battery (12) and the power receiving unit (18) on one side and the transmitting unit (15) on the other side. The secondary battery (12), the sensor (13), the processing circuit (14), the transmitting unit (15) and the power receiving unit (18) may be arranged in an annular shape, and is not limited to the arrangement shown in FIG. Absent.
【００３１】この発明によるセンサー付き転がり軸受ユ
ニットでは、図４に示すように、センサー装置(2)の２
次電池(12)は、外部の充電装置(10)によって充電される
ようになされている。充電装置(10)は、電源部(101)お
よび送電部(102)を有している。そして、この送電部(10
2)とセンサー装置(2)の受電部(18)とが、非接触式電磁
結合によって結合されており、この結果、外部から供給
された電力が受電部(18)を介して２次電池(12)に供給さ
れる。外部の充電装置(10)側には、電源部(101)から電
力供給を受けている受信部(103)が設けられており、セ
ンサー装置(2)からの信号を受信するようになってい
る。In the rolling bearing unit with a sensor according to the present invention, as shown in FIG.
The secondary battery (12) is adapted to be charged by an external charging device (10). The charging device (10) has a power supply section (101) and a power transmission section (102). Then, this power transmission unit (10
2) and the power receiving section (18) of the sensor device (2) are coupled by non-contact electromagnetic coupling, and as a result, the power supplied from the outside is transferred to the secondary battery (18) via the power receiving section (18). 12). The external charging device (10) side is provided with a receiving unit (103) that receives power from the power supply unit (101), and receives a signal from the sensor device (2). .
【００３２】センサー装置(2)の受電部(18)および充電
装置(10)の送電部(102)は、図５に示すように、それぞ
れコイル(18a)(102a)およびヨーク(18b)(102b)を有して
おり、互いに対向するように配置される。この場合に、
充電装置(10)の送電部(102)のコイル(102a)を全周に設
けることにより、回転中常に充電可能なタイプとしても
よく、また、送電部(102)のコイル(102a)を周上１カ所
に設けることにより、回転中充電装置(10)の送電部(10
2)とセンサー装置(2)の受電部(18)とが対向したときに
だけ充電可能なタイプとしてもよい。As shown in FIG. 5, the power receiving portion (18) of the sensor device (2) and the power transmitting portion (102) of the charging device (10) respectively include coils (18a) (102a) and yokes (18b) (102b). ) And are arranged so as to face each other. In this case,
The coil (102a) of the power transmission unit (102) of the charging device (10) may be provided around the entire circumference so that the charging unit can be constantly charged during rotation. By installing it in one place, the power transmission section (10
It may be a type that can be charged only when the power receiving unit (18) of the sensor device (2) and the power receiving unit (2) face each other.
【００３３】センサー装置(2)の受電部(18)は、また、
図６に示すように、パルサーリング(3)と対向させられ
たコイル(19)およびヨーク(20)によって構成されていて
もよい。このようにすると、相対回転するパルサーリン
グ(3)によって生成される電磁誘導電流がコイル(19)に
流され、このコイル(19)からの電力供給によってセンサ
ー装置(2)の２次電池(12)が充電される。したがって、
充電装置(10)の送電部(102)が軸受ユニット側に内蔵さ
れたのと同じことになり、充電装置(10)を簡素化するこ
とができる。The power receiving section (18) of the sensor device (2) is also
As shown in FIG. 6, it may be constituted by a coil (19) and a yoke (20) opposed to the pulser ring (3). By doing so, the electromagnetic induction current generated by the relatively rotating pulser ring (3) is passed through the coil (19), and the secondary battery (12) of the sensor device (2) is supplied by the power supply from the coil (19). ) Is charged. Therefore,
This means that the power transmission section (102) of the charging device (10) is built in the bearing unit side, and the charging device (10) can be simplified.
【００３４】前述したセンサー装置(2)の２次電池(1
2)、センサー(13)、処理回路(14)、送信部(15)および受
電部(18)については、以下の各実施形態においても同様
であるので、その図示および説明は省略する。The secondary battery (1
2), the sensor (13), the processing circuit (14), the transmitting unit (15), and the power receiving unit (18) are the same in each of the following embodiments, and therefore their illustration and description are omitted.
【００３５】図７に示すこの発明によるセンサー付き転
がり軸受ユニットの第２実施形態は、図１に示した外輪
回転の転がり軸受に適用されるもので、転がり軸受
(1)、ならびにそれに設けられたセンサー装置(2)および
被検出部であるパルサーリング(3)を備えており、外輪
(4)にパルサーリング(3)が、内輪(5)にセンサー装置(2)
が設けられている。A second embodiment of the rolling bearing unit with a sensor according to the present invention shown in FIG. 7 is applied to the outer ring rotating rolling bearing shown in FIG.
(1), and the sensor device (2) provided on it and the pulser ring (3) that is the detected part
Pulsar ring (3) on (4) and sensor device (2) on inner ring (5)
Is provided.
【００３６】センサー装置(2)の支持部材(21)は、非磁
性体製で、短円筒状の外周壁(21a)および内周壁(21b)、
ならびにこれらの右端部同士を連結するフランジ(21c)
よりなり、全体として環状をなし、その中空部分の断面
は略コ字状をなす。内周壁(21b)の自由端部（左端部）
は外周壁(21a)より左側にのびており、この内周壁(21b)
の自由端部が内輪(5)の右端部の外径に密にはめ止めら
れ、外周壁(21a)の自由端部が外輪(4)の外径寄りの右端
面に近接している。The support member (21) of the sensor device (2) is made of a non-magnetic material and has a short cylindrical outer peripheral wall (21a) and inner peripheral wall (21b).
And a flange (21c) connecting these right ends
The hollow portion has a substantially U-shaped cross section. Free end of the inner wall (21b) (left end)
Extends to the left of the outer peripheral wall (21a), and this inner peripheral wall (21b)
The free end of the outer ring (21a) is closely fitted to the outer diameter of the right end of the inner ring (5), and the free end of the outer peripheral wall (21a) is close to the right end surface of the outer ring (4) near the outer diameter.
【００３７】パルサーリング(3)は、円筒部(26a)および
その右端部に設けられた内向きフランジ部(26b)よりな
る支持部材(26)と、支持部材(26)のフランジ部(26b)の
外側面に設けられた検出部としての着磁体(27)とよりな
る。支持部材(26)は、フランジ部(26b)の内側面（左
面）が外輪(4)の右端面に当接するように、その円筒部
(26a)が外輪(4)の外径に密にはめ止められている。着磁
体(27)には、多数の磁極（Ｎ極およびＳ極）が等間隔を
おいて交互に形成されている。センサー装置(2)は、パ
ルサーリング(3)の軸方向外側からこれに対向させられ
ている。The pulsar ring (3) includes a support member (26) composed of a cylindrical portion (26a) and an inward flange portion (26b) provided at the right end thereof, and a flange portion (26b) of the support member (26). And a magnetized body (27) as a detection unit provided on the outer surface of the. The support member (26) has a cylindrical portion such that the inner surface (left surface) of the flange portion (26b) contacts the right end surface of the outer ring (4).
(26a) is tightly fitted to the outer diameter of the outer ring (4). A large number of magnetic poles (N poles and S poles) are alternately formed at equal intervals on the magnetized body (27). The sensor device (2) is opposed to the pulsar ring (3) from the outside in the axial direction.
【００３８】図８に示すこの発明によるセンサー付き転
がり軸受ユニットの第３実施形態は、図１に示した外輪
回転の転がり軸受に適用されるもので、転がり軸受
(1)、ならびにそれに設けられたセンサー装置(2)および
被検出部であるパルサーリング(3)を備えており、外輪
(4)にパルサーリング(3)が、内輪(5)にセンサー装置(2)
が設けられている。A third embodiment of the sensor-equipped rolling bearing unit according to the present invention shown in FIG. 8 is applied to the outer ring rotating rolling bearing shown in FIG.
(1), and the sensor device (2) provided on it and the pulser ring (3) that is the detected part
Pulsar ring (3) on (4) and sensor device (2) on inner ring (5)
Is provided.
【００３９】センサー装置(2)の支持部材(31)は、非磁
性体製で、短円筒状の外周壁(31a)および内周壁(31b)、
ならびに外周壁(31a)の右端部と内周壁(31b)の左端部を
連結するフランジ(31c)よりなり、全体として環状をな
す。フランジ(31c)は、外周壁(31a)の右端部から径方向
外方にのばされた後に折り返されて内周壁(31b)の左端
部に至るように形成されている。この結果、内周壁(31
b)は、内輪(5)の内径と外径との中間に位置させられ、
内輪(5)の内径部分にある突出部との干渉を避け得るよ
うになされている。そして、外周壁(31a)が内輪(5)の右
端部の外径に密にはめ止められ、フランジ(31c)が内輪
(5)の右端面に接している。センサー装置(2)は、フラン
ジ(31c)と内周壁(31b)とによって形成された断面Ｌ字状
の部分に納められている。The support member (31) of the sensor device (2) is made of a non-magnetic material and has a short cylindrical outer peripheral wall (31a) and inner peripheral wall (31b).
In addition, the outer peripheral wall (31a) has a flange (31c) connecting the right end of the outer peripheral wall (31a) and the left end of the inner peripheral wall (31b), and has an annular shape as a whole. The flange (31c) is formed so as to extend radially outward from the right end of the outer peripheral wall (31a) and then be folded back to reach the left end of the inner peripheral wall (31b). As a result, the inner wall (31
b) is located midway between the inner and outer diameters of the inner ring (5),
The inner ring (5) is designed so as to avoid interference with the protrusion on the inner diameter portion. Then, the outer peripheral wall (31a) is tightly fitted to the outer diameter of the right end portion of the inner ring (5), and the flange (31c) is
It touches the right end face of (5). The sensor device (2) is housed in a portion having an L-shaped cross section formed by the flange (31c) and the inner peripheral wall (31b).
【００４０】パルサーリング(3)は、円筒部(36a)および
その右端部に設けられた内向きフランジ部(36b)よりな
る支持部材(36)と、支持部材(36)のフランジ部(36b)の
内側面に設けられた検出部としての着磁体(37)とよりな
る。支持部材(36)は、着磁体(37)がセンサー装置(2)に
軸方向外側から対向するように、その円筒部(36a)の左
端部が外輪(4)の内径に密にはめ止められている。支持
部材(36)の円筒部(36a)の中間部分には、外輪(4)の右端
面に当接している外向き突出部(36c)が設けられてい
る。着磁体(37)には、多数の磁極（Ｎ極およびＳ極）が
等間隔をおいて交互に形成されている。The pulsar ring (3) includes a support member (36) including a cylindrical portion (36a) and an inward flange portion (36b) provided at the right end thereof, and a flange portion (36b) of the support member (36). And a magnetized body (37) as a detection portion provided on the inner surface of the. The support member (36) is tightly fitted to the inner diameter of the outer ring (4) at the left end of its cylindrical portion (36a) so that the magnetized body (37) faces the sensor device (2) from the outside in the axial direction. ing. An outwardly projecting portion (36c) that is in contact with the right end surface of the outer ring (4) is provided in the middle portion of the cylindrical portion (36a) of the support member (36). A large number of magnetic poles (N poles and S poles) are alternately formed at equal intervals on the magnetized body (37).
【００４１】図９に示すこの発明によるセンサー付き転
がり軸受ユニットの第４実施形態は、図１に示した外輪
回転の転がり軸受に適用されるもので、転がり軸受
(1)、ならびにそれに設けられたセンサー装置(2)および
被検出部であるパルサーリング(3)を備えており、外輪
(4)にセンサー装置(2)が、内輪(5)にパルサーリング(3)
が設けられている。A fourth embodiment of the rolling bearing unit with a sensor according to the present invention shown in FIG. 9 is applied to the outer ring rolling rolling bearing shown in FIG.
(1), and the sensor device (2) provided on it and the pulser ring (3) that is the detected part
Sensor device (2) on (4) and pulsar ring (3) on inner ring (5)
Is provided.
【００４２】センサー装置(2)の支持部材(41)は、円筒
部(41a)およびその右端部に設けられた内向きフランジ
部(41b)よりなり、全体として断面がＬ字状の環状をな
す。円筒部(41a)の中間部分には、外輪(4)の右端面に当
接している外向き突出部(41c)が設けられており、円筒
部(41a)の外向き突出部(41c)よりも左側の部分が外輪
(4)の内径に密にはめ止められている。The support member (41) of the sensor device (2) is composed of a cylindrical portion (41a) and an inward flange portion (41b) provided at the right end portion thereof, and has an L-shaped annular cross section as a whole. . The middle portion of the cylindrical portion (41a) is provided with an outwardly projecting portion (41c) that is in contact with the right end surface of the outer ring (4), and is provided from the outwardly projecting portion (41c) of the cylindrical portion (41a). The left side is the outer ring
It is fixed tightly on the inner diameter of (4).
【００４３】パルサーリング(3)は、円筒部(46a)および
その右端部に設けられた外向きフランジ部(46b)よりな
る支持部材(46)と、支持部材(46)のフランジ部(46b)の
外側面に設けられた検出部としての着磁体(47)とよりな
る。支持部材(46)は、フランジ部(46b)の外側面（右
面）が内輪(5)の右端面とほぼ面一になるように、その
円筒部(46a)が内輪(5)の外径に密にはめ止められてい
る。着磁体(47)には、多数の磁極（Ｎ極およびＳ極）が
等間隔をおいて交互に形成されている。センサー装置
(2)は、パルサーリング(3)の軸方向外側からこれに対向
させられている。The pulsar ring (3) has a support member (46) consisting of a cylindrical portion (46a) and an outward flange portion (46b) provided at the right end thereof, and a flange portion (46b) of the support member (46). And a magnetized body (47) as a detection portion provided on the outer surface of the. The support member (46) has a cylindrical portion (46a) having an outer diameter of the inner ring (5) such that an outer surface (right surface) of the flange portion (46b) is substantially flush with a right end surface of the inner ring (5). It is locked tightly. A large number of magnetic poles (N poles and S poles) are alternately formed at equal intervals on the magnetized body (47). Sensor device
(2) faces the pulsar ring (3) from the outside in the axial direction.
【００４４】なお、上記第１から第４までの実施形態に
おいては、外輪(4)が回転輪で、内輪(5)が固定輪として
説明したが、第１から第４までの各実施形態のセンサー
付き転がり軸受ユニットは、外輪が固定輪で、内輪が回
転輪である転がり軸受にも同様に適用できる。例えば、
図１に示した転がり軸受において、外輪(4)の車輪取付
用のフランジ部(4a)を懸架装置支持用のフランジ部に変
更したものは、外輪が固定輪で、内輪が回転輪である転
がり軸受の一例となる。In the first to fourth embodiments, the outer ring (4) is the rotating ring and the inner ring (5) is the fixed ring. However, in each of the first to fourth embodiments. The rolling bearing unit with a sensor can be similarly applied to a rolling bearing in which the outer ring is a fixed ring and the inner ring is a rotating ring. For example,
In the rolling bearing shown in Fig. 1, the outer ring (4) with the wheel mounting flange (4a) changed to a suspension system supporting flange has a fixed outer ring and a rotating inner ring. It is an example of a bearing.
【００４５】図１０は、この発明のセンサー付き転がり
軸受ユニットが適用される転がり軸受（ハブユニット）
の他の例を示している。FIG. 10 shows a rolling bearing (hub unit) to which the rolling bearing unit with a sensor of the present invention is applied.
Another example of is shown.
【００４６】図１０に示す転がり軸受(51)は、内輪(52)
が、第１の部分(53)と、これの左部の外径にはめ止めら
れた第２の部分(54)とよりなる。そして、第２の部分(5
4)に、車輪取付用のフランジ部(54a)が設けられ、第１
の部分(53)の右部は、等速ジョイントの外輪となるハウ
ジング部(53a)とされており、第１の部分(53)と第２の
部分(54)とが一体となって回転する内輪回転とされてい
る。第２の部分(54)の右端部とこれに連なる第１の部分
(53)の中央部とに、内輪軌道(52a)が形成されている。
外輪(55)は、懸架装置に取り付けられるフランジ部(55
a)を有しており、懸架装置に支持されて回転しない固定
輪とされている。外輪(55)の内周面に外輪軌道(55b)が
形成され、両軌道(52a)(55b)間に複数の転動体である玉
(56)および保持器(57)が配置されている。The rolling bearing (51) shown in FIG. 10 has an inner ring (52).
However, it is composed of a first portion (53) and a second portion (54) fixed to the outer diameter of the left portion thereof. And the second part (5
4), the flange portion (54a) for mounting the wheel is provided,
The right part of the part (53) is a housing part (53a) which is an outer ring of the constant velocity joint, and the first part (53) and the second part (54) rotate integrally. It is supposed to rotate the inner ring. The right end of the second part (54) and the first part connected to it
An inner ring raceway (52a) is formed in the center of (53).
The outer ring (55) is a flange (55
It has a) and is a fixed wheel that is supported by the suspension system and does not rotate. An outer ring raceway (55b) is formed on the inner peripheral surface of the outer ring (55), and there are multiple rolling elements between both raceways (52a) (55b).
(56) and the cage (57) are arranged.
【００４７】この転がり軸受(51)では、外輪(55)の右端
面と内輪(52)の右端面とが面一でなく、第１の部分(53)
のハウジング部(53a)が、外輪(55)の右端部より軸方向
に突出した突出部となっている。In this rolling bearing (51), the right end surface of the outer ring (55) and the right end surface of the inner ring (52) are not flush with each other, and the first portion (53)
The housing portion (53a) of the outer ring (55) is a protruding portion axially protruding from the right end portion of the outer ring (55).
【００４８】図１１に示すこの発明によるセンサー付き
転がり軸受ユニットの第５実施形態は、図１０に示した
内輪回転の転がり軸受に適用されるもので、転がり軸受
(51)、ならびにそれに設けられたセンサー装置(2)およ
び被検出部であるパルサーリング(3)を備えており、外
輪(55)にセンサー装置(2)が、内輪(52)にパルサーリン
グ(3)が設けられている。A fifth embodiment of the sensor-equipped rolling bearing unit according to the present invention shown in FIG. 11 is applied to the inner ring rotating rolling bearing shown in FIG.
(51), and the sensor device (2) provided for it and the pulsar ring (3) that is the detected part, and the sensor device (2) for the outer ring (55) and the pulsar ring (for the inner ring (52). 3) is provided.
【００４９】センサー装置(2)の支持部材(61)は、非磁
性体製で、円筒部(61a)およびその右端部に設けられた
内向きフランジ部(61b)よりなり、全体として断面がＬ
字状の環状をなす。円筒部(61a)は、その左部が外輪(5
5)の右端部の外径に密にはめ止められている。The support member (61) of the sensor device (2) is made of a non-magnetic material and comprises a cylindrical portion (61a) and an inward flange portion (61b) provided at the right end portion thereof, and has a cross section of L as a whole.
Form a letter-shaped ring. The cylindrical part (61a) has an outer ring (5
It is tightly fitted to the outer diameter of the right end of 5).
【００５０】パルサーリング(3)は、径方向内側からセ
ンサー装置(2)に対向するように、内輪(52)の第２の部
分(53)に固定されている。パルサーリング(3)は、円筒
状支持部材(66)と、支持部材(66)の外周面に設けられた
検出部としての着磁体(67)とよりなる。着磁体(67)に
は、多数の磁極（Ｎ極およびＳ極）が等間隔をおいて交
互に形成されている。内輪(52)の第２の部分(53)には、
支持部材(66)が内輪(52)の外径に密にはめ止められるよ
うに、平坦な円周部が形成されている。The pulsar ring (3) is fixed to the second portion (53) of the inner ring (52) so as to face the sensor device (2) from the inside in the radial direction. The pulsar ring (3) is composed of a cylindrical support member (66) and a magnetized body (67) as a detection unit provided on the outer peripheral surface of the support member (66). A large number of magnetic poles (N poles and S poles) are alternately formed at equal intervals on the magnetized body (67). In the second part (53) of the inner ring (52),
A flat circumferential portion is formed so that the support member (66) can be tightly fitted to the outer diameter of the inner ring (52).
【００５１】図１２に示すこの発明によるセンサー付き
転がり軸受ユニットの第６実施形態は、図１０に示した
内輪回転の転がり軸受に適用されるもので、転がり軸受
(1)、ならびにそれに設けられたセンサー装置(2)および
被検出部であるパルサーリング(3)を備えており、外輪
(55)にパルサーリング(3)が、内輪(52)にセンサー装置
(2)が設けられている。A sixth embodiment of the rolling bearing unit with a sensor according to the present invention shown in FIG. 12 is applied to the inner ring rotating rolling bearing shown in FIG.
(1), and the sensor device (2) provided on it and the pulser ring (3) that is the detected part
Pulsar ring (3) on (55) and sensor device on inner ring (52)
(2) is provided.
【００５２】センサー装置(2)の支持部材(71)は、非磁
性体製で、円筒部(71a)およびその左端部に設けられた
内向きフランジ部(71b)よりなり、全体として断面がＬ
字状の環状をなす。円筒部(71a)は、その右部が内輪(5
2)の突出部(53a)の外径に密にはめ止められている。セ
ンサー装置(2)は、円筒部(71a)の左部および内向きフラ
ンジ部(71b)によって支持されている。内向きフランジ
部(71b)は、小さくなされており、センサー装置(2)のセ
ンサー(13)は、軸方向内側に臨まされている。The support member (71) of the sensor device (2) is made of a non-magnetic material and is composed of a cylindrical portion (71a) and an inward flange portion (71b) provided at the left end portion thereof, and has a cross section of L as a whole.
Form a letter-shaped ring. The cylindrical part (71a) has an inner ring (5
It is tightly fitted to the outer diameter of the protruding portion (53a) of 2). The sensor device (2) is supported by the left part of the cylindrical part (71a) and the inward flange part (71b). The inward flange portion (71b) is made small, and the sensor (13) of the sensor device (2) faces the inner side in the axial direction.
【００５３】パルサーリング(3)は、円筒部(76a)および
その右端部に設けられた内向きフランジ部(76b)よりな
る支持部材(76)と、支持部材(76)のフランジ部(76b)の
外側面に設けられた検出部としての着磁体(77)とよりな
る。支持部材(76)は、内向きフランジ部(76b)の外側面
（右面）が外輪(55)の右端面に面一になるように、その
円筒部(76a)が外輪(55)の内径に密にはめ止められてい
る。着磁体(77)には、多数の磁極（Ｎ極およびＳ極）が
等間隔をおいて交互に形成されている。The pulsar ring (3) includes a support member (76) including a cylindrical portion (76a) and an inward flange portion (76b) provided at the right end thereof, and a flange portion (76b) of the support member (76). And a magnetized body (77) as a detection portion provided on the outer surface of the. The support member (76) has a cylindrical portion (76a) that is flush with the inner diameter of the outer ring (55) such that the outer surface (right surface) of the inward flange portion (76b) is flush with the right end surface of the outer ring (55). It is locked tightly. A large number of magnetic poles (N poles and S poles) are alternately formed at equal intervals on the magnetized body (77).
【図１】図１は、この発明のセンサー付き転がり軸受ユ
ニットが適用される転がり軸受の一例を示す縦断面図で
ある。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an example of a rolling bearing to which a rolling bearing unit with a sensor according to the present invention is applied.
【図２】図２は、この発明のセンサー付き転がり軸受ユ
ニット第１実施形態を示す上半部の縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view of an upper half portion showing a rolling bearing unit with a sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図３】図３は、第１実施形態のユニットのセンサー装
置の配置の形態を示す横断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an arrangement form of a sensor device of the unit of the first embodiment.
【図４】図４は、この発明のセンサー付き転がり軸受ユ
ニットのセンサー装置および充電装置を示すブロック図
である。FIG. 4 is a block diagram showing a sensor device and a charging device of the rolling bearing unit with a sensor according to the present invention.
【図５】図５は、この発明のセンサー付き転がり軸受ユ
ニット第２実施形態を示す上半部の縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view of an upper half portion showing a rolling bearing unit with a sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図６】図６は、この発明のセンサー付き転がり軸受ユ
ニット第３実施形態を示す上半部の縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an upper half portion showing a rolling bearing unit with a sensor according to a third embodiment of the present invention.
【図７】図７は、この発明のセンサー付き転がり軸受ユ
ニット第４実施形態を示す上半部の縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view of an upper half part showing a rolling bearing unit with a sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図８】図８は、この発明のセンサー付き転がり軸受ユ
ニット第５実施形態を示す上半部の縦断面図である。FIG. 8 is a vertical sectional view of an upper half portion showing a rolling bearing unit with a sensor according to a fifth embodiment of the present invention.
【図９】図９は、この発明のセンサー付き転がり軸受ユ
ニット第６実施形態を示す上半部の縦断面図である。FIG. 9 is a longitudinal sectional view of an upper half portion showing a rolling bearing unit with a sensor according to a sixth embodiment of the present invention.
【図１０】図１０は、この発明のセンサー付き転がり軸
受ユニットが適用される転がり軸受の他の例を示す縦断
面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing another example of a rolling bearing to which the rolling bearing unit with a sensor of the present invention is applied.
【図１１】図１１は、この発明のセンサー付き転がり軸
受ユニット第７実施形態を示す上半部の縦断面図であ
る。FIG. 11 is a longitudinal sectional view of an upper half part showing a rolling bearing unit with a sensor according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１２】図１２は、この発明のセンサー付き転がり軸
受ユニット第８実施形態を示す上半部の縦断面図であ
る。FIG. 12 is a vertical sectional view of an upper half portion showing a rolling bearing unit with a sensor according to an eighth embodiment of the present invention.
(1)(51) 転がり軸受 (2) センサー装置 (3) パルサーリング (4)(55) 外輪 (5)(52) 内輪 (10) 充電装置 (19a) センサー装置内蔵コイル (11)(21)(31)(41)(61)(71) センサー支持部材 (12) ２次電池 (13) センサー（感知部） (15) 送信部 (16)(26)(36)(46)(66)(76) 環状支持部材 (17)(27)(37)(47)(67)(77) 着磁体 (1) (51) Rolling bearing (2) Sensor device (3) Pulsar ring (4) (55) Outer ring (5) (52) Inner ring (10) Charging device (19a) Sensor device built-in coil (11) (21) (31) (41) (61) (71) Sensor support member (12) Secondary battery (13) Sensor (Sensor) (15) Transmitter (16) (26) (36) (46) (66) (76) Annular support member (17) (27) (37) (47) (67) (77) Magnetized body
Claims (4)
た複数の転動体を有する転がり軸受と、センサー、セン
サーが検出した情報を無線送信する送信部および送信部
に電源を供給する電池を有するセンサー装置とを備えて
おり、電池が、非接触式電磁結合による電源供給方式に
よって充電可能な２次電池であることを特徴とするセン
サー付き転がり軸受ユニット。1. A rolling bearing having an outer ring, an inner ring, and a plurality of rolling elements arranged between them, a sensor, a transmitter for wirelessly transmitting information detected by the sensor, and a battery for supplying power to the transmitter. A rolling bearing unit with a sensor, comprising a sensor device, wherein the battery is a secondary battery that can be charged by a power supply system by non-contact electromagnetic coupling.
れた環状の非磁性体製支持部材に、センサー、送信部お
よび電池が周方向に配置されて固定されている請求項１
のセンサー付き転がり軸受ユニット。2. The sensor, the transmitter and the battery are circumferentially arranged and fixed to an annular non-magnetic support member fixed to either the outer ring or the inner ring.
Rolling bearing unit with sensor.
けられていない方に、センサー装置に対向するパルサー
リングが固定されている請求項１のセンサー付き転がり
軸受ユニット。3. The rolling bearing unit with a sensor according to claim 1, wherein a pulsar ring facing the sensor device is fixed to one of the outer ring and the inner ring where the sensor device is not provided.
これに設けられた着磁体よりなり、センサー装置に、相
対回転するパルサーリングによって生成される電磁誘導
電流が流されるコイルが設けられ、このコイルからの電
力供給によって２次電池が充電される請求項３のセンサ
ー付き転がり軸受ユニット。4. The pulsar ring is composed of an annular support member and a magnetized body provided on the annular support member, and the sensor device is provided with a coil through which an electromagnetic induction current generated by the relatively rotating pulsar ring is passed. The rolling bearing unit with a sensor according to claim 3, wherein the secondary battery is charged by the electric power supply.
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