JP2008223843A - Rotatably supporting device with generating set - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転軸を固定の部分に対して回転自在に支持する為の、回転支持装置の改良に関し、回転支持部で発生する熱エネルギを利用して発電を行なえる構造の実現を図るものである。 The present invention relates to an improvement of a rotation support device for rotatably supporting a rotating shaft with respect to a fixed portion, and to realize a structure capable of generating power using heat energy generated in the rotation support portion. It is.
従来から、自動車のエンジンや工場の炉等から排出される高温ガス中に含まれる熱エネルギを有効に利用する為に、熱エネルギを電力に変換して取り出す熱電発電装置が考えられている。
例えば、特許文献1に記載された構造は、自動車の排気系に熱電素子を配置し、この熱電素子の一方の端子を排ガスにより加熱し、他方の端子を空冷、又は水冷により冷却する。そして、この温度差に応じてゼーベック効果により電力を発生させて、排ガスの有する熱エネルギ(排熱エネルギー)を電気エネルギとして回収する。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to effectively use thermal energy contained in high-temperature gas discharged from an automobile engine, a factory furnace, or the like, a thermoelectric power generation device that converts thermal energy into electric power and takes it out has been considered.
For example, in the structure described in Patent Document 1, a thermoelectric element is arranged in an exhaust system of an automobile, one terminal of the thermoelectric element is heated by exhaust gas, and the other terminal is cooled by air cooling or water cooling. And according to this temperature difference, electric power is generated by the Seebeck effect, and the thermal energy (exhaust heat energy) of the exhaust gas is recovered as electric energy.
又、特許文献2には、自動車の車輪を懸架装置に回転自在に支持する為の、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに、上記ゼーベック効果による排熱発電装置を組み込んだ構造が記載されている。
又、上記特許文献2に記載された構造とは異なるが、図7に示す様な熱電モジュール1の構造が従来から広く知られている。この熱電モジュール1は、対向して配置した1対の基板2a、2bと、これら両基板2a、2bの対向面にそれぞれ接続された複数の導電性の接続部材3、3と、両端部に温度差を与える事で、高温側から低温側方向に起電力を発生する複数のp型熱電半導体4、4と、同じく低温側から高温側方向に起電力を発生する複数のn型熱電半導体5、5とを備えている。又、上記各p型熱電半導体4、4とこれら各n型熱電半導体5、5とを交互に並設した状態で、これら各p型熱電半導体4、4及び各n型熱電半導体5、5の同方向端部同士を上記接続部材3、3で、並設方向に沿って交互に、電気的に直列に接続している。
この様な構造の熱電モジュール1は、上記1対の基板2a、2bのうちの、一方の基板2a(図7の上側)を高温に、他方の基板2bを低温にする事で、上記各p型、n型熱電半導体4、5の端部同士の間に温度差を与える。すると、この温度差に基づくゼーベック効果により、これら各p型、n型熱電半導体4、5は所定の方向に起電力を発生し電流を流す。但し、大型機械の回転支持装置部分で発生する熱エネルギを効率良く回収して発電する装置に関しては、従来は知られていなかった。
Although different from the structure described in
In the thermoelectric module 1 having such a structure, the one
本発明は、上述の様な事情に鑑み、産業機械等の大型機械の運転時に回転支持部で発生する熱を有効利用して発電でき、しかも軽量に構成できる発電装置付回転支持装置を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention realizes a rotation support device with a power generation device that can generate power by effectively using heat generated in a rotation support portion during operation of a large machine such as an industrial machine and can be configured to be lightweight. Invented accordingly.
本発明の発電装置付回転支持装置は、転がり軸受用ハウジングと、回転軸をこの転がり軸受用ハウジングの内側に回転自在に支持する転がり軸受と、発電装置とを備える。
このうちの転がり軸受用ハウジングは、筒状部と、上記回転軸をこの転がり軸受用ハウジングの外に突出させる為の開口部とを備える。
又、上記転がり軸受は、内周面に外輪軌道を有し、上記転がり軸受用ハウジングの筒状部に内嵌固定した外輪と、外周面に内輪軌道を有し、上記回転軸に外嵌固定した内輪と、上記外輪軌道とこの内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備える。 又、上記発電装置は、間座と、両端部同士の間に温度差を与える事で所定の方向に起電力を発生する、熱電モジュールとを備える。
The rotation support device with a power generator of the present invention includes a rolling bearing housing, a rolling bearing that rotatably supports a rotating shaft inside the rolling bearing housing, and a power generator.
Of these, the rolling bearing housing includes a cylindrical portion and an opening for projecting the rotating shaft out of the rolling bearing housing.
The rolling bearing has an outer ring raceway on the inner peripheral surface, and has an outer ring fitted and fixed to the cylindrical portion of the rolling bearing housing, and an inner ring raceway on the outer peripheral surface, and is fixed to the rotary shaft. And a plurality of rolling elements provided between the outer ring raceway and the inner ring raceway so as to roll freely. The power generator includes a spacer and a thermoelectric module that generates an electromotive force in a predetermined direction by giving a temperature difference between both ends.
特に、本発明の発電装置付回転支持装置に於いては、上記間座は、円筒状で、その外周面に係合溝を円周方向に亙り設け、少なくともこの係合溝の内面を絶縁材で覆っている。この様な間座は、上記転がり軸受用ハウジングの筒状部に内嵌固定すると共に、上記転がり軸受の外輪の軸方向一端面とこの軸方向一端面と対向する上記転がり軸受用ハウジングの内側面との間に挟持している。
又、上記熱電モジュールは、熱電素子と、この熱電素子の両端部に電気的に接続している接続部材とから成り、この熱電モジュールの軸方向両端面が、上記間座の係合溝の内側面のうちの互いに対向する面に、それぞれ直接又は上記接続部材を介して当接している。そして、運転時に発生する、上記熱電モジュールの軸方向両端面同士の温度差に基づくゼーベック効果により熱エネルギを電気エネルギに変換し、上記熱電モジュールの両端部に接続したリード線により、この電気エネルギを取り出す。
In particular, in the rotation support device with a power generator of the present invention, the spacer is cylindrical, and an engagement groove is provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface thereof, and at least the inner surface of the engagement groove is an insulating material. Covered with. Such a spacer is fitted and fixed to the cylindrical portion of the rolling bearing housing, and the axial end face of the outer ring of the rolling bearing and the inner face of the rolling bearing housing facing the axial end face. Between them.
The thermoelectric module includes a thermoelectric element and a connecting member electrically connected to both ends of the thermoelectric element, and both end surfaces in the axial direction of the thermoelectric module are within the engagement grooves of the spacer. The side surfaces of the side surfaces are in contact with each other directly or via the connecting member. Then, thermal energy is converted into electrical energy by the Seebeck effect based on the temperature difference between the axial end surfaces of the thermoelectric module that occurs during operation, and the electrical energy is converted by lead wires connected to both ends of the thermoelectric module. Take out.
この様な本発明を実施する場合に、好ましくは、請求項2に記載した様に、熱電モジュールを、それぞれ複数ずつの第一熱電素子と、第二熱電素子と、接続部材とから構成する。このうちの各第一熱電素子は、円周方向に関して所定の間隔で並設され両端部間に温度差を与える事で、第一の方向に起電力を発生する。又、上記各第二熱電素子は、円周方向に隣り合う上記各第一熱電素子同士の間に配置されて、上記第一の方向と反対方向である第二の方向に起電力を発生する。更に、上記各接続部材は、上記第一、第二各熱電素子の同方向端部同士を、これら各第一、第二各熱電素子を、円周方向に隣り合う何れか1対の熱電素子の一端部を除き交互に電気的に直列に接続する。そして、1対のリード線の一端を、この接続部材で接続されていない、上記何れか1対の熱電素子の一端に、それぞれ電気的に接続する。
又、この様な請求項2に記載した発明を実施する場合に、具体的には、請求項3に記載した様に、第一熱電素子をp型熱電半導体とし、第二熱電素子をn型熱電半導体とし、接続部材を金属板とする。
When implementing the present invention as described above, preferably, as described in
When the invention described in
又、本発明の対象となる発電装置付回転支持装置が、回転軸の端部を支持する構造の所謂軸端形の場合には、請求項4に記載した様に、上記転がり軸受用ハウジングの一方の開口部に、この開口部を塞ぐ蓋体を設け、この蓋体に、上記転がり軸受用ハウジング内に大気を取り込む為の空気取入口を設ける。
又、転がり軸受用ハウジングの外部に電力供給する場合には、請求項5に記載した様に、転がり軸受用ハウジングの一部に、1対のリード線をこの転がり軸受用ハウジングの外部に出す為の通孔を設ける。
Further, in the case of the so-called shaft end type having a structure for supporting the end portion of the rotating shaft, the rotation support device with a power generation device, which is the subject of the present invention, as described in
When power is supplied to the outside of the rolling bearing housing, as described in
上述の様に構成する本発明の発電装置付回転支持装置の作用は、次の通りである。先ず、転がり軸受の外輪の温度は、運転時に於ける転がり接触部及び滑り接触部での発熱により上昇する。これに伴ない、間座の軸方向両端面のうち、上記外輪と当接する側の端面の温度が上昇し、熱電モジュールの軸方向両端面のうち、上記外輪側の端面の温度も上昇する。
一方で、常に外気に曝されて冷却される転がり軸受用ハウジングの温度は、上記外輪程は上昇しない為、上記間座の軸方向両端面のうち、上記転がり軸受用ハウジングの内側面と当接する側の端面の温度上昇は抑えられる。又、上記熱電モジュールの軸方向両端面のうち、上記転がり軸受用ハウジングの内側面側の端面の温度も抑えられる。
そして、上述の様に生じる、熱電モジュールの軸方向両端面同士の間の温度差に基づくゼーベック効果により、上記熱電モジュールが発電する。この様に本発明では、上記回転支持装置が発生する熱を有効に利用して、発電を行なう事ができる。この為、例えば、この発電した電力を上記発電装置付回転支持装置に付属の電子機器等に供給すれば、外部からこの電子機器等に電力を供給する為のケーブル等を設ける必要がなくなる。
The operation of the rotation support device with a power generator of the present invention configured as described above is as follows. First, the temperature of the outer ring of the rolling bearing rises due to heat generation at the rolling contact portion and the sliding contact portion during operation. Along with this, the temperature of the end face on the side in contact with the outer ring of both end faces in the axial direction of the spacer rises, and the temperature of the end face on the outer ring side of both end faces in the axial direction of the thermoelectric module also rises.
On the other hand, the temperature of the rolling bearing housing that is constantly cooled by being exposed to the outside air does not rise as the outer ring increases, so that it contacts the inner side surface of the rolling bearing housing among the axial end faces of the spacer. The temperature rise on the side end face is suppressed. Moreover, the temperature of the end surface of the inner surface side of the rolling bearing housing among the both end surfaces in the axial direction of the thermoelectric module is also suppressed.
And the said thermoelectric module generates electric power by the Seebeck effect based on the temperature difference between the axial direction both end surfaces of the thermoelectric module which arises as mentioned above. As described above, in the present invention, power generation can be performed by effectively using the heat generated by the rotation support device. For this reason, for example, if the generated power is supplied to an electronic device attached to the rotation support device with the power generator, it is not necessary to provide a cable or the like for supplying power to the electronic device from the outside.
[実施の形態の第1例]
図1〜3は、請求項1〜3、5に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例の発電装置付回転支持装置は、転がり軸受用ハウジング6と、回転軸7をこの転がり軸受用ハウジング6の内側に回転自在に支持する転がり軸受8と、発電装置9とを備える。このうちの転がり軸受用ハウジング6は、一体又は複数の部材で構成している筒状部10と、上記回転軸7をこの転がり軸受用ハウジング6の外に突出させる為の1対の開口部11a、11bとを備えている。
[First example of embodiment]
1 to 3 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 to 5. The rotation support device with a power generation device of this example includes a rolling bearing housing 6, a rolling bearing 8 that rotatably supports a rotating
又、上記転がり軸受8は、内周面に外輪軌道12を有し、上記転がり軸受用ハウジング6の筒状部10に内嵌固定した外輪13と、外周面に複列の内輪軌道14a、14bを有し、上記回転軸7に外嵌固定した内輪15と、上記外輪軌道13とこれら両内輪軌道14a、14bとの間に転動自在に設けられた複数個の、それぞれが特許請求の範囲の転動体である球面ころ16、16とを備えている。
The rolling bearing 8 has an
又、上記発電装置9は、間座17と、軸方向両端面同士の間に温度差を与える事で所定の方向に起電力を発生する、熱電モジュール1aとを備えている。このうちの間座17は、銅又は銅系合金、アルミニウム又はアルミニウム系合金等の伝熱性の良好な金属により円筒状に造られて、その外周面に係合溝18を円周方向に亙り設けている。又、上記熱電モジュール1aの構成部材同士、更にはこの熱電モジュール1aと上記転がり軸受用ハウジング6等の周囲とが、上記間座を介して電気的に導通(短絡)しない様に、少なくとも上記係合溝18の内面を、図示しない絶縁材で覆っている。この様な間座17は、上記転がり軸受用ハウジング6の筒状部10に内嵌固定すると共に、上記転がり軸受8の外輪の軸方向一端面19(図1の左端面)とこの端面と対向する上記転がり軸受用ハウジングの内側面20との間に挟持している。
又、上記熱電モジュール1aは、それぞれ複数本ずつの、p型熱電半導体4a、4aとn型熱電半導体5a、5aとを備える。このうちの各p型熱電半導体4a、4aは、円周方向に関して所定の間隔で並設されており、軸方向両端部間に温度差を与える事で、図2〜3の矢印αで示す方向(高温側から低温側方向)に起電力を発生する。この様な各p型熱電半導体4a、4aは、ビスマス、鉛、シリコン、コバルト、亜鉛等から成る。又、上記各n型熱電半導体5a、5aは円周方向に隣り合う上記各p型熱電半導体4a、4aの間に配置されており、図2〜3の矢印βで示す方向(低温側から高温側方向)に起電力を発生する。この様な各n型熱電半導体5a、5aは、テルル化合物、テルル合金、ゲルマニウム合金、アンチモン化合物等から成る。又、これらp型、n型各熱電半導体4a、5aの同方向端部同士を、円周方向に隣り合う何れか1対のp型、n型熱電半導体4a、5a(図3の中央部参照)の一端部を除き、それぞれが接続部材である、複数の金属板21、21により、交互に、電気的に直列に接続している。これら各金属板21、21は、上記間座17と同様に、伝熱性及び導電性の良好な、アルミニウムや銅若しくはこれらの合金により造っている。更に、1対のリード線22、22の一端を、それぞれ、上記金属板21により接続されていない、上記1対のp型、n型熱電半導体4a、5aの一端に、それぞれ電気的に接続している。
Moreover, the said electric power generating apparatus 9 is provided with the
The
この様な本例の発電装置付回転支持装置は、次の様に作用する。先ず、上記転がり軸受8の外輪13の温度は、運転時の転がり接触部の発熱により上昇する。これに伴ない、上記間座17の軸方向両端面のうち、上記外輪の軸方向一端面19と当接する端面(図1の右端面)の温度が上昇し、上記熱電モジュール1aの軸方向両端面のうち、上記外輪側の端面(図1の右端面)の温度も上昇する。
一方で、常に外気に曝されて冷却される上記転がり軸受用ハウジング6の温度は、上記外輪13程は上昇しない為、上記間座17の軸方向両端面のうち、前記転がり軸受用ハウジングの内側面20と当接する端面(図1の左端面)の温度上昇は抑えられる。又、上記熱電モジュール1aの軸方向両端面のうち、上記転がり軸受用ハウジングの内側面20側の端面(図1の左端面)の温度上昇も抑えられる。
この結果生じる、上記熱電モジュール1aの軸方向両端部同士の間の温度差に基づくゼーベック効果により、上記熱電モジュール1aを構成する熱電素子である、前記各p型熱電半導体4a、4aは、前記矢印αで示す方向に起電力を発生する。一方、前記各n型熱電半導体5a、5aは前期矢印βで示す方向に起電力を発生する。これら各p型、n型熱電半導体4a、5aは、上記金属板21、21により電気的に直列に接続されている為、上記熱電モジュール1aの所定の方向に直流電流が流れる。
Such a rotation support device with a power generator of this example operates as follows. First, the temperature of the
On the other hand, the temperature of the rolling bearing housing 6 that is constantly cooled by being exposed to the outside air does not rise as much as the
As a result, the p-type
この様に本例の構造は、回転支持装置が発生する排熱を有効に利用して、発電を行なう事ができる。又、発電した電力は、上記1対のリード線22、22により上記転がり軸受用ハウジング6の内部、又は外部に設けた電子機器等に供給する事ができる。例えば、上記転がり軸受用ハウジング6の内部に備えた、回転速度検出用センサ等に電力供給する場合、これらセンサに外部からの電力供給用のハーネスを設ける必要がない。この為、前記回転軸7の回転速度検出の為の構造を単純化できる。
As described above, the structure of this example can generate power by effectively using the exhaust heat generated by the rotation support device. The generated electric power can be supplied to the electronic device or the like provided inside or outside the rolling bearing housing 6 by the pair of
尚、上記転がり軸受用ハウジング6の外部に電力供給する場合は、上記両リード線22、22を、前記開口部11aを通じて上記軸受用ハウジング6外に取り出す。但し、回転軸7の外周面との接触を防止する等の為、この転がり軸受用ハウジング6の一部に必要に応じた数のリード線用通孔33(図5参照)を設ける事もできる。そして、この通孔33に上記両リード線22、22を挿通して、上記電力を外部に取り出す。
又、これら両リード線22、22を上記熱電モジュール1aに接続する事が、空間的に困難である様な場合、又は、上記1対のリード線22、22が周囲の部材と干渉してしまう様な場合には、上記間座17の耐久性等を考慮した上で、この間座17に切り欠き34、34(図2〜3参照)を設ける事もできる。
又、上記間座17に設けている係合溝は、外周面の一部、又は、全周に亙り設ける場合のどちらの構造としても良い。熱電モジュールの発電量は、各熱電素子(本例ではp型熱電半導体4a、n型熱電半導体5a)の起電力の合計になる為、発電量を増やしたい場合は、係合溝を長めに設けて、熱電素子の数を増やす事で対応できる。
又、発電した電力をキャパシタや二次電池等を設けて一時的に貯蔵する様にしておけば、回転支持装置が停止していて発電が行なわれていない様な状態でも、電子機器等に電力を供給する事ができる。
When supplying electric power to the outside of the rolling bearing housing 6, the
Further, when it is spatially difficult to connect both the
Further, the engagement groove provided in the
In addition, if the generated power is temporarily stored with a capacitor, secondary battery, etc., even if the rotation support device is stopped and power generation is not being performed, Can be supplied.
[実施の形態の第2例]
図4〜6は、総ての請求項に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の回転支持装置の場合、転がり軸受用ハウジング6aの形状は、回転軸7の端部を支持する為の、所謂軸端形である。この転がり軸受用ハウジング6aは、筒状部10と、この筒状部10の両端に設けられた1対の開口部11a、11bと、蓋体23とを備える。
このうちの筒状部10には、1対のリード線22、22を上記転がり軸受用ハウジング6aの外部に通す為のリード線用通孔33(図5参照)を設けている。又、中間部に、内周面を円筒面とした保持部24を設けている。又、内周面の一端部(図4の右端部)に、この保持部24の内周面よりも径方向内側に突出する、内向鍔部26を設けている。又、内周面の他端部(図4の左端部)に、上記保持部24より内径が大きい段付部25を設けている。又、この保持部24の段付部25側の端面(図4の左端面)の円周方向複数個所にねじ孔29、29を、それぞれ軸方向に設けている。
[Second Example of Embodiment]
4 to 6 show a second example of an embodiment of the invention corresponding to all claims. In the case of the rotation support device of this example, the shape of the
Of these, the
又、上記両蓋体23は、蓋部27と、インロー部28と、外部から上記転がり軸受用ハウジング6aに大気を取り入れる為の複数の空気取入口32、32とを備えている。
このうち蓋部27は、円板状で、径方向外端部の円周方向複数個所に通孔30、30を、それぞれ軸方向に設けており、上記筒状部10の段付部25に内嵌固定している。
又、上記インロー部28は円筒状であり、外径が上記蓋部27の外径よりも小さい。このインロー部28は、その軸方向一端面(図4の左端面)をこの蓋部27に突き当てた如く、この蓋体27と連続され、この蓋体27の片面で上記インロー部28よりも外径部分を段部31としている。この様なインロー部28は、軸方向他端面を間座17の軸方向一端面(図4の左端面)に当接する様に、上記筒状部10の保持部24に内嵌固定している。
又、上記空気取入口32、32は、上記蓋部27の径方向外端寄り部分及び上記インロー部28を軸方向に貫通している。本例では、図5〜6に示す様に、上記空気取入口32、32を部分円弧状とし、円周方向に間欠的に設けている。
この様な上記蓋体23は、上記通孔30、30に挿通した図示しないねじを上記筒状部10の保持部24に設けているねじ孔29、29に螺合し更に締め付ける事で上記1対の開口部11a、11bのうちの、一方(図4の左側)の開口部11aを塞ぐ様に固定している。
The
Of these, the
The
The air intakes 32, 32 penetrate the portion near the radially outer end of the
Such a
この様な本例の構造によれば、上記間座17の軸方向一端面(図4の左端面)を、上記空気取入口32、32から上記転がり軸受用ハウジング6a内に侵入する大気によって効率良く冷やす事ができる。一方で、上記間座17の軸方向他端面(図4の右端面)は、転がり軸受8の外輪13からの伝熱で高温になる。この為、上記間座17の軸方向両端面同士の間の温度差が大きくなる。これに伴ない、上記間座17に設けている係合溝18の内側面のうちの互いに対向する面にそれぞれ上記金属板21を介して当接している、上記熱電モジュール1aの軸方向両端面同士の間の温度差も大きくなる。この為、より多くの起電力を、上記熱電モジュール1aで発生させる事ができる。
According to such a structure of this example, one end surface in the axial direction of the spacer 17 (the left end surface in FIG. 4) is made efficient by the atmosphere that enters the
尚、上記空気取入口32、32の大きさは、上記転がり軸受用ハウジング6aの耐久性等を考慮して設計的に調整できる。又、上記空気取入口32、32を省略する代りに、或は、この空気取入口32、32を設けると共に、上記蓋体23の外面に放熱フィンを設けて、この蓋体23の温度上昇を抑える事もできる。
又、上記空気取入口32、32も放熱フィンも設けない構造とする場合でも、上記間座17の軸方向一端面(図4の左端面)は、常に外気に曝されて冷却される上記蓋体23のインロー部28の軸方向他端面(図4の右端面)に当接している為、温度上昇を抑える事はできる。但し、上記空気取入口32、32、或は放熱フィンを設けた場合よりも効果は小さい。
又、転がり軸受用ハウジング6aの筒状部10に設けた、1対のリード線22、22を上記転がり軸受用ハウジング6aの外部に通す為のリード線用通孔33は、上記熱電モジュール1aを構成する各熱電素子の円周方向の両端部同士が離れている様な構造の場合には、各リード線毎に互いに独立した通孔を設けても良い。又、上記蓋体23の一部にこの通孔を設けても良い。
又、上記蓋体23の径方向中間部に上記回転軸7を上記転がり軸受用ハウジング6aの外部に突出する為の開口部を設ければ、上記回転軸7の中間部を支持する、所謂貫通形の転がり軸受用ハウジングに本例の構造を採用する事もできる。
その他の部分の構成及び作用に就いては、上述した実施の形態の第1例と同様であるから、重複する説明は省略する。
The size of the air intakes 32, 32 can be adjusted in design in consideration of the durability of the
Further, even when the air intakes 32, 32 and the heat radiating fins are not provided, one end surface in the axial direction of the spacer 17 (the left end surface in FIG. 4) is always exposed to the outside air and cooled. Since it is in contact with the other axial end surface (the right end surface in FIG. 4) of the
Further, a lead wire through-
Further, if an opening for projecting the
Since the configuration and operation of the other parts are the same as those in the first example of the above-described embodiment, redundant description is omitted.
1、1a 熱電モジュール
2a、2b 基板
3 接続部材
4、4a p型熱電半導体
5、5a n型熱電半導体
6、6a 転がり軸受用ハウジング
7 回転軸
8 転がり軸受
9 発電装置
10 筒状部
11a、11b 開口部
12 外輪軌道
13 外輪
14a、14b 内輪軌道
15 内輪
16 球面ころ
17 間座
18 係合溝
19 外輪の軸方向端面
20 軸受用ハウジングの内側面
21 金属板
22 リード線
23 蓋体
24 保持部
25 段付部
26 内向鍔部
27 蓋部
28 インロー部
29 ねじ孔
30 通孔
31 段部
32 空気取入口
33 リード線用通孔
34 切り欠き
DESCRIPTION OF
Claims (5)
このうちの転がり軸受用ハウジングは、筒状部と、上記回転軸をこの転がり軸受用ハウジングの外に突出させる為の開口部とを備えたものであり、
上記転がり軸受は、内周面に外輪軌道を有し、上記転がり軸受用ハウジングの筒状部に内嵌固定した外輪と、外周面に内輪軌道を有し、上記回転軸に外嵌固定した内輪と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えたものであり、
上記発電装置は、間座と、両端部同士の間に温度差を与える事で所定の方向に起電力を発生する、熱電モジュールとを備えたもので、
このうちの間座は、円筒状で、その外周面に係合溝を円周方向に亙り設け、少なくともこの係合溝の内面を絶縁材で覆い、上記転がり軸受用ハウジングの筒状部に内嵌固定すると共に、上記転がり軸受の外輪の軸方向一端面とこの軸方向一端面と対向する上記転がり軸受用ハウジングの内側面との間に挟持しており、
上記熱電モジュールは、熱電素子と、この熱電素子の両端部に電気的に接続している接続部材とから成り、この熱電モジュールの軸方向両端面が、上記間座の係合溝の内側面のうちの互いに対向する面に、それぞれ直接又は上記接続部材を介して当接しており、運転時に発生する上記熱電モジュールの軸方向両端面同士の温度差に基づくゼーベック効果により熱エネルギを電気エネルギに変換し、上記熱電モジュールの両端部に接続したリード線によりこの電気エネルギを取り出す、発電装置付回転支持装置。 A rolling bearing housing; a rolling bearing that rotatably supports a rotating shaft inside the rolling bearing housing; and a power generation device.
Of these, the rolling bearing housing includes a cylindrical portion and an opening for projecting the rotating shaft out of the rolling bearing housing.
The rolling bearing includes an outer ring having an outer ring raceway on an inner peripheral surface thereof, and an inner ring having an inner ring raceway disposed on an outer peripheral surface of the outer ring that is fitted and fixed to the cylindrical portion of the housing for the rolling bearing. And a plurality of rolling elements provided between the inner ring raceway and the outer ring raceway so as to roll freely.
The power generator includes a spacer and a thermoelectric module that generates an electromotive force in a predetermined direction by giving a temperature difference between both ends.
Of these, the spacer has a cylindrical shape, and an engaging groove is provided in a circumferential direction on the outer peripheral surface thereof, and at least the inner surface of the engaging groove is covered with an insulating material, and the cylindrical portion of the rolling bearing housing is internally provided. While being fitted and fixed, it is sandwiched between one axial end surface of the outer ring of the rolling bearing and the inner side surface of the rolling bearing housing facing the one axial end surface,
The thermoelectric module includes a thermoelectric element and a connecting member electrically connected to both ends of the thermoelectric element, and both end surfaces in the axial direction of the thermoelectric module are formed on inner surfaces of the engagement grooves of the spacer. Heat energy is converted into electrical energy by the Seebeck effect based on the temperature difference between the two axial end faces of the thermoelectric module that is in direct contact with each other or through the connecting member. A rotation support device with a power generator that takes out the electrical energy by lead wires connected to both ends of the thermoelectric module.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012063695A1 (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-18 | Ntn株式会社 | Rolling bearing unit |
WO2013050418A1 (en) * | 2011-10-06 | 2013-04-11 | Aktiebolaget Skf | Thermo-electric power harvesting bearing configuration |
TWI567315B (en) * | 2013-07-23 | 2017-01-21 | 國立中正大學 | A ball screw that uses a thermoelectric cooler for heat dissipation |
WO2019049575A1 (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-14 | 日本電気株式会社 | Bearing with measurement function |
CN111379790A (en) * | 2020-05-12 | 2020-07-07 | 高邮市高袁机械制造有限公司 | Combined bearing seat |
-
2007
- 2007-03-12 JP JP2007061342A patent/JP2008223843A/en active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012063695A1 (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-18 | Ntn株式会社 | Rolling bearing unit |
JP2012102803A (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Ntn Corp | Rolling bearing unit |
WO2013050418A1 (en) * | 2011-10-06 | 2013-04-11 | Aktiebolaget Skf | Thermo-electric power harvesting bearing configuration |
CN103987978A (en) * | 2011-10-06 | 2014-08-13 | Skf公司 | Thermo-electric power harvesting bearing configuration |
CN103987979A (en) * | 2011-10-06 | 2014-08-13 | Skf公司 | Thermo-electric power harvesting bearing configuration |
US9343646B2 (en) | 2011-10-06 | 2016-05-17 | Aktiebolaget Skf | Thermo-electric power harvesting bearing configuration |
TWI567315B (en) * | 2013-07-23 | 2017-01-21 | 國立中正大學 | A ball screw that uses a thermoelectric cooler for heat dissipation |
WO2019049575A1 (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-14 | 日本電気株式会社 | Bearing with measurement function |
JP2019049318A (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-28 | 日本電気株式会社 | Bearing with measurement function |
US11105376B2 (en) | 2017-09-11 | 2021-08-31 | Nec Corporation | Bearing with measurement function |
CN111379790A (en) * | 2020-05-12 | 2020-07-07 | 高邮市高袁机械制造有限公司 | Combined bearing seat |
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