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JP2004093254A - Sensor device - Google Patents

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Publication number
JP2004093254A
JP2004093254A JP2002252875A JP2002252875A JP2004093254A JP 2004093254 A JP2004093254 A JP 2004093254A JP 2002252875 A JP2002252875 A JP 2002252875A JP 2002252875 A JP2002252875 A JP 2002252875A JP 2004093254 A JP2004093254 A JP 2004093254A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
circuit board
printed circuit
fixed
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002252875A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Takizawa
滝澤 岳史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2002252875A priority Critical patent/JP2004093254A/en
Publication of JP2004093254A publication Critical patent/JP2004093254A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor device having a simple structure and excellent installability. <P>SOLUTION: This sensor device has a sensor housing, a rotation detection element for detecting the rotational frequency of a rolling device, other detection elements for detecting the state of the rolling device other than the rotational frequency, and a printed circuit board fixed in the sensor housing. The detection element and the other detection elements are fixed on the printed circuit board. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置、直動装置等の転動装置の運転状態を検知するセンサ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
転動装置における軸受の剥離等の異常を検出し、運転状態を監視することが知られている。この運転状態の監視には、回転検出素子、温度検出素子、振動検出素子等の複数のセンサが用いられ、転動装置の様々な情報を検出する。これらの複数の温度検出素子を、一つのセンサハウジング内部に収納し、転動装置上に配置した先行技術としては、以下に掲げるものがある。
【0003】
【特許文献1】
特表2001−500597号公報 (第12〜13頁、第6図)
【0004】
図6は、特表2001−500597号公報の第6図に対応する図である。図6によれば、センサモジュールBは、中空のシャンク104の内部に、速度センサ110、温度センサ112及び加速度センサ114を含む。これら3つのセンサ110,112及び114は全て、モジュールBのシャンク104の内部に埋め込み用樹脂によって正しい向きに保持されている。
【0005】
シャンク104は、センサ110,112及び114を内部に埋め込んだ状態で射出成型されるか、又はセンサ110,112及び114を受容するための凹部が機械加工されて形成されている。図6から明らかなように、センサ110,112及び114は、それぞれ別々にセンサハウジングであるシャンク104内部に固定されている。各センサの出力は、各センサに取り付けられたリード線116を介して、外部に出力される。
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特表2001―500597号公報によれば、上記したように3つのセンサを別々に取り付け固定する必要があるため、組み付け性が悪い。また、出力信号を伝達するリード線は、各センサにそれぞれ接続されているため、リード線を配置するスペースを設け、センサハウジング内で配線を引き回す必要がある。
【0007】
本発明は、上記課題を考慮し、簡易な構造で組み付け性の良好なセンサ装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1記載のセンサ装置は、センサハウジングと、転動装置の回転数を検出する回転検出素子と、前記回転数以外の前記転動装置の状態を検出するその他の検出素子と、センサハウジング内に固定されたプリント基板と、を有し、前記回転検出素子及び前記その他の検出素子は、前記プリント基板に固定されていることを特徴とするセンサ装置。
【0009】
上記センサ装置によれば、転動装置の回転数を検出する回転検出素子及び転動装置の状態を検出するその他の検出素子がプリント基板に固定されている。従って、プリント基板をセンサハウジング内に収納するだけで、各種センサがセンサハウジング内に組み付けられ、組み付け性が向上する。
【0010】
請求項2記載のセンサ装置は、前記プリント基板は、部品を実装する部品実装面を有し、前記回転検出素子は、前記部品実装面と直角に固定されている。従って、狭い取り付けスペースしかない場合であってもプリント基板を長くすることにより、部品実装面の面積を広く取ることが可能となる。
【0011】
請求項3記載の前記回転検出素子は、前記プリント基板上に固定された永久磁石に固定されている。従って、プリント基板に永久磁石と回転検出素子を別々に設けるためのスペースを用意する必要がなく、部品実装面の面積を広く取ることが可能となる。
【0012】
ここで、前記その他の検出素子は、前記転動装置の温度を測定する温度検出素子または前記転動装置の振動を検出する振動検出素子である。温度検出素子及び振動検出素子の両方がプリント基板上に実装されていてもよい。
【0013】
前記転動装置は、転がり軸受装置である。また、前記転動装置は、直動装置である。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0015】
図1は、本発明に係る実施形態のセンサ装置が取り付けられた転動装置の断面図である。図1において、センサ装置20は、転動装置1上に取り付けられている。
【0016】
転動装置1は、図示せぬモータ等により回転する主軸2と、転がり軸受10,10を介して主軸2を回転可能に保持するハウジング3とを有する。
【0017】
各転がり軸受10は、主軸2に外嵌する内輪12、ハウジング3に内嵌する外輪13、及び、内輪12の外周面上に形成された内輪軌道12bと外輪13の内周面上に形成された外輪軌道13bとの間に配置された転動体としての複数の玉14を有する。玉14は、図示せぬ保持器により転動自在に保持されている。
【0018】
外輪13の内周側両端近傍には、それぞれシール15が径方向内側に向かって配置されている。シール15は、内輪12、外輪13、玉14及び保持器により形成される軸受内部空間に充填されるオイル、グリース等の潤滑油の外部への漏れ、及び外部から軸受内部空間への異物の侵入を防いでいる。
【0019】
ハウジング3には、センサ装置20が取り付けられている。センサ装置20は、センサハウジング21と、各種センサを備え、基板ホルダ38(図2参照)に固定されたプリント基板30とを有する。
【0020】
センサハウジング21は、フランジ部21aと、フランジ部21aから突出して形成された円筒形状の凸部21bを有する。センサ装置20の内部には、円筒状の内表面21cによって形成される中空部が形成されている。センサ装置20の凸部21bは、ハウジング3の外表面3a上から径方向に形成された貫通孔3bを貫通しており、凸部21bの先端部は、主軸2と対向している。センサ装置20は、フランジ部21aにてねじ等の固定部材によりハウジング3の外表面3a上に固定されている。
【0021】
図2は、センサ装置20の概略構造を示す図である。センサ装置20の内部に形成された中空部内には、プリント基板30を保持した基板ホルダ38が内挿されている。基板ホルダ38は、図示せぬ固定手段によりセンサ装置20の内表面21c上に密接に位置決め固定されている。基板ホルダ38の形状は、センサ装置20の中空部の形状と対応して構成されており、基板ホルダ38の内挿時、いつでも同じ位置に基板ホルダ38が固定されるように構成されている。
【0022】
図3は、プリント基板30を示す図である。プリント基板30は、ほぼ長方形状の板状部材である。プリント基板30には、4つの固定孔30bが形成されており、固定孔30bを介してねじ30aにより基板ホルダ38に固定されている。プリント基板30は、部品実装面である表面に配線パターンが形成され、配線パターンに従って種々の電子部品等が配置されている。また、プリント基板30の部品実装面上には、振動センサ31、温度センサ32、そして回転センサ33が配置されている。
【0023】
また、プリント基板30には、プリント基板30に電力を供給したり、プリント基板30から検出信号を外部に送出したりする複数のリード線36が接続されている。複数のリード線36は、ケーブル25と圧着端子やはんだ付け等により接続されている。ケーブル25は、リード線と接続しないで、直接プリント基板30と接続してもよい。また、ケーブル25は、ケーブルグランドsrによって固定、密封されている。ケーブル25の他端は、外部に配置された図示せぬ電源、測定装置等に接続されている。ケーブル25は、センサ装置20に電力を供給し、またセンサ装置20から出力信号を測定装置に送出する。複数のリード線36又はケーブル25のリード部は、プリント基板30に接続される手前でケーブルホルダ37及び基板ホルダ38に挟まれて位置決めされ、一束にまとめて固定されている。
【0024】
振動センサ31は、転動装置1の振動方向に応じて電圧や電荷等を出力するセンサである。振動センサ31は、変位、速度、加速度検出素子等から構成されている。振動検出素子として加速度センサを用いる場合、両端支持のバイモルフ型加速度センサや、片もち構造の加速度センサ、リング上の圧電素子型加速度センサ等を用いることが可能である。また、複数の振動検出素子をセンサユニット内部に配置するようにしてもよい。振動センサ31の出力は、プリント基板30上に形成された信号処理回路配線パターン、リード線36、ケーブル25を介して外部に設けられた測定装置に送られる。
【0025】
温度センサ32は、転動装置1の温度を測定する温度検出素子である。温度センサ32は、所定の温度測定範囲を有しており、転動装置1の温度に対応する電流又は電圧等を出力する素子である。温度検出素子としては、サーミスタ、温度IC、白金等からなる測温抵抗、熱電対等を使用可能である。温度センサ32の出力は、プリント基板30上に形成された信号処理回路配線パターン、リード線36、ケーブル25を介して外部に設けられた測定装置に送られる。
【0026】
回転センサ33は、センサ装置20の凸部21bの先端部近傍に位置するようにプリント基板30の端部近傍に設けられている。回転センサ33は、回転検出素子33aと永久磁石33bとから構成される。永久磁石33bは、ほぼ直方体形状の磁石であり、プリント基板30上に固定されている。回転検出素子33aは、永久磁石33bの一側面上に配置され、永久磁石33bを介してプリント基板30上に固定されている。回転検出素子33aは、プリント基板30の為す平面とほぼ直角となるように永久磁石33b上に配置され、主軸2と対向している。
【0027】
回転検出素子33aと対向する主軸2上には、周方向に一定間隔で並べられた複数の凸部1bが歯として形成されている。プリント基板30上の永久磁石33bは、そのN極またはS極が主軸2の複数の凸部1bの方向に向けられている。永久磁石33bが形成する磁場の強度は、主軸2の形状の変化に伴う距離の変化により変化する。主軸2が回転すると、主軸2との間の距離が変化し、この変化に伴い、磁場の強度が変化する。
【0028】
回転検出素子33aは、この磁場の強度の時間変化を検出する磁場検出素子であり、ホール素子、ホールIC、MR素子、GMR素子等の回転センサを使用することが可能である。回転検出素子33aは、この磁場の強度の時間変化を検出し、リード線33cを介して検出信号としてプリント基板30の配線パターンに出力する。
【0029】
検出信号は、プリント基板30上に形成された配線パターン、リード線36、ケーブル25を介して外部に設けられた測定装置に送られる。ここで、プリント基板30上に増幅回路やローパスフィルタ等を設け、回転センサ33の出力を増幅し、不要な周波数成分をカットした後に測定装置に出力するようにしてもよい。
【0030】
ここで、回転センサ33は、永久磁石33bを有する構成としたが、これに限られない。例えば、軸2上に磁力を発するS・N着磁領域が周期的に形成されている場合には、永久磁石を設けず、S・N着磁領域に対向して配置された回転検出素子33aによりS・N着磁領域が形成する磁場の時間変化を測定する構成とすればよい。
【0031】
ここで、回転検出素子33aは、ハウジング21の内部にプリント基板30が配置される以前に、治具等を用いてプリント基板30に位置決めされる。回転検出素子33aは、接着剤等により永久磁石33b上に固定され、永久磁石33bも同様に接着剤等によりプリント基板30上に固定される。その後、回転検出素子33aのリード先33cがリードフォーミングされ、そしてプリント基板30上にはんだ付けにて接続固定される。永久磁石33bを設けない場合には、回転検出素子33aをプリント基板30に直接固定してもよい。また、固定を簡便にするために、金属や非金属等で永久磁石33bに代わる治具を使用してもよい。
【0032】
転動装置1の主軸の運転が開始されると、各センサ31,32,33は、転動装置1の運転状態を検出し、外部の測定装置に出力する。測定装置は、各センサ31,32,33から出力された振動データ,温度データ,回転数データを所定の解析手法で解析する。例えば、振動データ,温度データ,回転数データの何れか一つが所定のしきい値よりを超えた異常値を示している場合には、測定装置は、警報を発し、転動装置1を停止するよう制御する。
【0033】
本実施形態によれば、振動センサ31、温度センサ32、そして回転センサ33は、全てプリント基板30上に固定されている。プリント基板30は、各センサ31,32,33を所定の配線パターンで接続した状態で、基板ホルダ38に固定される。この基板ホルダ38は、センサ装置20内部の中空部に挿入され、内表面21c上に位置決めされて固定される。従って、基板ホルダ38を挿入することにより各センサ30,31,32を一度で位置決め固定できるため、センサ装置20の組み付け性が向上する。
【0034】
また、各センサ30,31,32の配線は、プリント基板30に各センサを取り付けた時点で終了しているため、各センサからのリード線をセンサ内部内で引き回す必要性がない。従って、各センサを個々に取り付け配線を行う、または予め配線された各センサを取り付ける場合と比較して、組み付け性がよく、組立が容易となる。
【0035】
特に、回転センサ33の位置決めについては、個々に取り付ける場合、軸方向の調整が必要となるが、本実施形態によれば、プリント基板30を基板ホルダ38とともに組み付けるだけで位置決めが為されるので、組み付け時間が大幅に短縮される。
【0036】
また、回転センサ33(回転検出素子33a)は、プリント基板30の先端にプリント基板30に対してほぼ直角に配置されている。そのため、プリント基板30の長手方向(センサハウジング21の軸方向)に十分なスペースを確保することが可能となり、取り付けスペースが狭い場合であっても、プリント基板30を長くすることによりプリント基板30の実装面積を大きくすることが可能となる。
【0037】
なお、本実施形態で示したセンサ装置は、玉軸受を用いた転動装置似て起用したが、これに限られず、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、各種の複列軸受を用いた転動装置に適用してもよい。
【0038】
また、本実施形態で示したセンサ装置は、転動装置に限らず、図4に示すようにボールねじ80に適用することもできる。ボールねじ80では、ナット81にセンサ装置20を配置することにより、ねじ軸82との係合部における剥離や傷等の初期的な異常及び、急激な温度上昇等の末期的な異常を検知することができる。なお、センサ装置20は、ナット81に限らず、ねじ軸82をサポートしている固定側のサポートユニット83や単純支持側のサポートユニット84に取付けても良い。ねじ軸82はロックナット85により固定側のサポートユニット83に軸方向に固定されており、カップリング86を介して結合された駆動ユニット87によって回転する。
【0039】
また更に、ボールねじに限らず、図5に示すリニアガイド90やその他の直動部品における可動部やレールにセンサ装置20を取り付けることによって、剥離や傷等の初期的な異常及び、急激な温度上昇等の末期的な異常を検知することもできる。
【0040】
【発明の効果】
本発明によれば、簡易な構造で組み付け性の良好なセンサ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施形態のセンサ装置が取り付けられた転動装置の断面図である。
【図2】センサ装置の概略構造を示す図である。
【図3】プリント基板を示す図である。
【図4】ボールねじ80にセンサ装置を適用した図である。
【図5】リニアガイドを示す図である。
【図6】従来のセンサ装置を示す図である。
【符号の説明】
1   転動装置
2   主軸
3   ハウジング
10  転がり軸受
20  センサ装置
21  センサハウジング
30  プリント基板
31  振動センサ
32  温度センサ
33  回転センサ
33a 回転検出素子
33b 永久磁石
38  基板ホルダ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sensor device for detecting an operating state of a rolling device such as a rolling bearing device and a linear motion device.
[0002]
[Prior art]
It is known to detect an abnormality such as separation of a bearing in a rolling device and monitor an operation state. A plurality of sensors such as a rotation detection element, a temperature detection element, and a vibration detection element are used to monitor the operation state, and detect various information of the rolling device. Prior arts in which these plurality of temperature detecting elements are housed inside one sensor housing and arranged on a rolling device include the following.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-500977 (pages 12 to 13, FIG. 6)
[0004]
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 6 of JP-T-2001-500977. According to FIG. 6, the sensor module B includes a speed sensor 110, a temperature sensor 112, and an acceleration sensor 114 inside the hollow shank 104. All three sensors 110, 112, and 114 are held in the correct orientation by the embedding resin inside the shank 104 of the module B.
[0005]
The shank 104 is injection-molded with the sensors 110, 112 and 114 embedded therein, or formed by machining a recess for receiving the sensors 110, 112 and 114. As is clear from FIG. 6, the sensors 110, 112 and 114 are separately fixed inside the shank 104 which is a sensor housing. The output of each sensor is output to the outside via a lead wire 116 attached to each sensor.
[Problems to be solved by the invention]
[0006]
However, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-500977, it is necessary to separately mount and fix the three sensors as described above, so that the assemblability is poor. Further, since the lead wires for transmitting the output signal are connected to the respective sensors, it is necessary to provide a space for arranging the lead wires and to route the wires in the sensor housing.
[0007]
The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to provide a sensor device with a simple structure and good assemblability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a sensor device according to claim 1 of the present invention includes a sensor housing, a rotation detecting element for detecting a rotation speed of a rolling device, and detecting a state of the rolling device other than the rotation speed. And a printed circuit board fixed in a sensor housing, wherein the rotation detection element and the other detection element are fixed to the printed circuit board.
[0009]
According to the above sensor device, the rotation detecting element for detecting the number of rotations of the rolling device and other detecting elements for detecting the state of the rolling device are fixed to the printed circuit board. Therefore, just by housing the printed circuit board in the sensor housing, various sensors are assembled in the sensor housing, and the assemblability is improved.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the sensor device, the printed board has a component mounting surface on which components are mounted, and the rotation detecting element is fixed at a right angle to the component mounting surface. Therefore, even when there is only a narrow mounting space, it is possible to increase the area of the component mounting surface by lengthening the printed circuit board.
[0011]
The rotation detecting element according to claim 3 is fixed to a permanent magnet fixed on the printed circuit board. Therefore, it is not necessary to prepare a space for separately providing the permanent magnet and the rotation detecting element on the printed circuit board, and it is possible to increase the area of the component mounting surface.
[0012]
Here, the other detecting element is a temperature detecting element for measuring the temperature of the rolling device or a vibration detecting element for detecting vibration of the rolling device. Both the temperature detecting element and the vibration detecting element may be mounted on a printed circuit board.
[0013]
The rolling device is a rolling bearing device. Further, the rolling device is a linear motion device.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a sectional view of a rolling device to which a sensor device according to an embodiment of the present invention is attached. In FIG. 1, the sensor device 20 is mounted on the rolling device 1.
[0016]
The rolling device 1 includes a main shaft 2 that is rotated by a motor (not shown) or the like, and a housing 3 that rotatably holds the main shaft 2 via rolling bearings 10 and 10.
[0017]
Each rolling bearing 10 is formed on an inner ring 12 fitted on the main shaft 2, an outer ring 13 fitted on the housing 3, and an inner ring raceway 12 b formed on an outer peripheral surface of the inner ring 12 and an inner peripheral surface of the outer ring 13. And a plurality of balls 14 as rolling elements disposed between the outer raceway 13b and the outer raceway 13b. The ball 14 is rotatably held by a retainer (not shown).
[0018]
In the vicinity of both ends on the inner peripheral side of the outer ring 13, seals 15 are arranged radially inward. The seal 15 leaks lubricating oil, such as oil and grease, filled in the bearing inner space formed by the inner ring 12, the outer ring 13, the balls 14, and the retainer, and foreign substances from the outside to the bearing internal space. Is preventing.
[0019]
The sensor device 20 is attached to the housing 3. The sensor device 20 includes a sensor housing 21 and a printed board 30 having various sensors and fixed to a board holder 38 (see FIG. 2).
[0020]
The sensor housing 21 has a flange portion 21a and a cylindrical convex portion 21b formed to protrude from the flange portion 21a. Inside the sensor device 20, a hollow portion formed by a cylindrical inner surface 21c is formed. The protrusion 21 b of the sensor device 20 passes through a through hole 3 b formed in a radial direction from the outer surface 3 a of the housing 3, and the tip of the protrusion 21 b faces the main shaft 2. The sensor device 20 is fixed on the outer surface 3a of the housing 3 by a fixing member such as a screw at a flange portion 21a.
[0021]
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic structure of the sensor device 20. A substrate holder 38 holding the printed circuit board 30 is inserted into a hollow portion formed inside the sensor device 20. The substrate holder 38 is closely positioned and fixed on the inner surface 21c of the sensor device 20 by fixing means (not shown). The shape of the substrate holder 38 is configured so as to correspond to the shape of the hollow portion of the sensor device 20, and is configured such that the substrate holder 38 is always fixed at the same position when the substrate holder 38 is inserted.
[0022]
FIG. 3 is a diagram illustrating the printed circuit board 30. The printed circuit board 30 is a substantially rectangular plate-shaped member. The printed circuit board 30 is formed with four fixing holes 30b, and is fixed to the substrate holder 38 by screws 30a via the fixing holes 30b. The printed circuit board 30 has a wiring pattern formed on the surface that is the component mounting surface, and various electronic components and the like are arranged according to the wiring pattern. On the component mounting surface of the printed circuit board 30, a vibration sensor 31, a temperature sensor 32, and a rotation sensor 33 are arranged.
[0023]
Further, a plurality of lead wires 36 for supplying power to the printed circuit board 30 and transmitting a detection signal from the printed circuit board 30 to the outside are connected to the printed circuit board 30. The plurality of lead wires 36 are connected to the cable 25 by crimp terminals, soldering, or the like. The cable 25 may be directly connected to the printed circuit board 30 without being connected to a lead wire. The cable 25 is fixed and sealed by a cable gland sr. The other end of the cable 25 is connected to a power source (not shown), a measuring device, and the like, which are arranged outside. The cable 25 supplies power to the sensor device 20 and sends an output signal from the sensor device 20 to the measuring device. The lead portions of the plurality of lead wires 36 or the cables 25 are sandwiched and positioned between the cable holder 37 and the board holder 38 before being connected to the printed circuit board 30, and are fixed together in a bundle.
[0024]
The vibration sensor 31 is a sensor that outputs a voltage, a charge, or the like according to the vibration direction of the rolling device 1. The vibration sensor 31 includes a displacement, speed, acceleration detection element, and the like. When an acceleration sensor is used as the vibration detecting element, a bimorph-type acceleration sensor supported at both ends, an acceleration sensor having a single-stick structure, a piezoelectric element-type acceleration sensor on a ring, or the like can be used. Further, a plurality of vibration detection elements may be arranged inside the sensor unit. The output of the vibration sensor 31 is sent to a measuring device provided outside via a signal processing circuit wiring pattern formed on the printed circuit board 30, the lead wires 36, and the cable 25.
[0025]
The temperature sensor 32 is a temperature detecting element that measures the temperature of the rolling device 1. The temperature sensor 32 has a predetermined temperature measurement range, and is an element that outputs a current or a voltage corresponding to the temperature of the rolling device 1. As the temperature detecting element, a thermistor, a temperature IC, a temperature measuring resistor made of platinum or the like, a thermocouple, or the like can be used. The output of the temperature sensor 32 is sent to a measuring device provided outside via a signal processing circuit wiring pattern formed on the printed circuit board 30, a lead wire 36, and a cable 25.
[0026]
The rotation sensor 33 is provided near the end of the printed circuit board 30 so as to be located near the tip of the protrusion 21 b of the sensor device 20. The rotation sensor 33 includes a rotation detection element 33a and a permanent magnet 33b. The permanent magnet 33b is a substantially rectangular parallelepiped magnet and is fixed on the printed circuit board 30. The rotation detecting element 33a is arranged on one side surface of the permanent magnet 33b, and is fixed on the printed circuit board 30 via the permanent magnet 33b. The rotation detecting element 33 a is disposed on the permanent magnet 33 b so as to be substantially perpendicular to the plane formed by the printed circuit board 30, and faces the main shaft 2.
[0027]
On the main shaft 2 facing the rotation detecting element 33a, a plurality of protrusions 1b arranged at regular intervals in the circumferential direction are formed as teeth. The permanent magnet 33 b on the printed circuit board 30 has its north pole or south pole directed toward the plurality of convex portions 1 b of the main shaft 2. The intensity of the magnetic field formed by the permanent magnet 33b changes according to a change in the distance accompanying a change in the shape of the main shaft 2. When the main shaft 2 rotates, the distance between the main shaft 2 and the main shaft 2 changes, and with this change, the strength of the magnetic field changes.
[0028]
The rotation detecting element 33a is a magnetic field detecting element that detects a temporal change in the intensity of the magnetic field, and can use a rotation sensor such as a Hall element, a Hall IC, an MR element, and a GMR element. The rotation detecting element 33a detects the temporal change in the intensity of the magnetic field and outputs the detection signal to the wiring pattern of the printed circuit board 30 via the lead wire 33c.
[0029]
The detection signal is sent to a measuring device provided outside via a wiring pattern formed on the printed circuit board 30, the lead wires 36, and the cable 25. Here, an amplifier circuit, a low-pass filter, or the like may be provided on the printed circuit board 30 to amplify the output of the rotation sensor 33, cut out unnecessary frequency components, and then output to the measuring device.
[0030]
Here, the rotation sensor 33 has a configuration including the permanent magnet 33b, but is not limited thereto. For example, when an SN magnetized region for generating a magnetic force is formed periodically on the shaft 2, a permanent magnet is not provided, and the rotation detecting element 33a disposed opposite the SN magnetized region is provided. May be used to measure the time change of the magnetic field formed by the SN magnetization region.
[0031]
Here, the rotation detecting element 33a is positioned on the printed board 30 using a jig or the like before the printed board 30 is arranged inside the housing 21. The rotation detecting element 33a is fixed on the permanent magnet 33b with an adhesive or the like, and the permanent magnet 33b is similarly fixed on the printed circuit board 30 with an adhesive or the like. Thereafter, the lead 33c of the rotation detecting element 33a is lead-formed, and is connected and fixed on the printed circuit board 30 by soldering. When the permanent magnet 33b is not provided, the rotation detecting element 33a may be directly fixed to the printed circuit board 30. Further, in order to simplify the fixing, a jig instead of the permanent magnet 33b made of metal or nonmetal may be used.
[0032]
When the operation of the main shaft of the rolling device 1 is started, each of the sensors 31, 32, and 33 detects the operating state of the rolling device 1 and outputs it to an external measuring device. The measuring device analyzes the vibration data, temperature data, and rotation speed data output from the sensors 31, 32, and 33 by a predetermined analysis method. For example, when any one of vibration data, temperature data, and rotation speed data indicates an abnormal value exceeding a predetermined threshold value, the measuring device issues an alarm and stops the rolling device 1. Control.
[0033]
According to the present embodiment, the vibration sensor 31, the temperature sensor 32, and the rotation sensor 33 are all fixed on the printed circuit board 30. The printed board 30 is fixed to the board holder 38 in a state where the sensors 31, 32, and 33 are connected by a predetermined wiring pattern. The substrate holder 38 is inserted into a hollow portion inside the sensor device 20, and is positioned and fixed on the inner surface 21c. Accordingly, since the sensors 30, 31, and 32 can be positioned and fixed at one time by inserting the substrate holder 38, the assemblability of the sensor device 20 is improved.
[0034]
In addition, since the wiring of each sensor 30, 31, 32 has been completed when each sensor is attached to the printed circuit board 30, there is no need to route leads from each sensor inside the sensor. Therefore, assemblability is better and assembling becomes easier as compared with the case where each sensor is individually attached and wired or each sensor wired in advance is attached.
[0035]
In particular, regarding the positioning of the rotation sensor 33, in the case where the rotation sensor 33 is individually mounted, adjustment in the axial direction is required. Assembly time is greatly reduced.
[0036]
Further, the rotation sensor 33 (the rotation detection element 33a) is disposed at a front end of the printed circuit board 30 at a substantially right angle to the printed circuit board 30. Therefore, it is possible to secure a sufficient space in the longitudinal direction of the printed circuit board 30 (axial direction of the sensor housing 21). Even when the mounting space is narrow, the printed circuit board 30 can be made longer by extending the printed circuit board 30. The mounting area can be increased.
[0037]
The sensor device shown in the present embodiment was used similarly to a rolling device using a ball bearing, but is not limited to this, and a cylindrical roller bearing, a tapered roller bearing, and a rolling device using various double row bearings. May be applied.
[0038]
Further, the sensor device shown in the present embodiment is not limited to a rolling device, but can be applied to a ball screw 80 as shown in FIG. In the ball screw 80, by disposing the sensor device 20 on the nut 81, an initial abnormality such as peeling or a scratch at an engagement portion with the screw shaft 82 and a terminal abnormality such as a rapid temperature rise are detected. be able to. The sensor device 20 is not limited to the nut 81, and may be attached to a fixed-side support unit 83 or a simply-supported support unit 84 that supports the screw shaft 82. The screw shaft 82 is axially fixed to a fixed-side support unit 83 by a lock nut 85, and is rotated by a drive unit 87 coupled via a coupling 86.
[0039]
Further, by attaching the sensor device 20 not only to the ball screw but also to a movable portion or a rail of the linear guide 90 or other linear motion component shown in FIG. Terminal abnormalities such as a rise can also be detected.
[0040]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the sensor apparatus with a favorable structure with a simple structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a rolling device to which a sensor device according to an embodiment of the present invention is attached.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic structure of a sensor device.
FIG. 3 is a diagram illustrating a printed circuit board.
FIG. 4 is a diagram in which a sensor device is applied to a ball screw 80.
FIG. 5 is a view showing a linear guide.
FIG. 6 is a diagram showing a conventional sensor device.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 rolling device 2 main shaft 3 housing 10 rolling bearing 20 sensor device 21 sensor housing 30 printed circuit board 31 vibration sensor 32 temperature sensor 33 rotation sensor 33a rotation detection element 33b permanent magnet 38 substrate holder

Claims (6)

センサハウジングと、
転動装置の回転数を検出する回転検出素子と、
前記回転数以外の前記転動装置の状態を検出するその他の検出素子と、
センサハウジング内に固定されたプリント基板と、を有し、
前記回転検出素子及び前記その他の検出素子は、前記プリント基板に固定されていることを特徴とするセンサ装置。
A sensor housing,
A rotation detecting element for detecting the number of rotations of the rolling device;
Other detection elements for detecting the state of the rolling device other than the rotation speed,
A printed circuit board fixed in the sensor housing,
The sensor device, wherein the rotation detection element and the other detection elements are fixed to the printed circuit board.
前記プリント基板は、部品を実装する部品実装面を有し、前記回転検出素子は、前記部品実装面と直角に固定されていることを特徴とする請求項1記載のセンサ装置。The sensor device according to claim 1, wherein the printed board has a component mounting surface on which components are mounted, and the rotation detecting element is fixed at a right angle to the component mounting surface. 前記回転検出素子は、前記プリント基板上に固定された永久磁石に固定されていることを特徴とする請求項1記載のセンサ装置。The sensor device according to claim 1, wherein the rotation detecting element is fixed to a permanent magnet fixed on the printed circuit board. 前記その他の検出素子は、前記転動装置の温度を測定する温度検出素子または前記転動装置の振動を検出する振動検出素子であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか記載のセンサ装置。The sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the other detection element is a temperature detection element that measures a temperature of the rolling device or a vibration detection element that detects vibration of the rolling device. apparatus. 前記転動装置は、転がり軸受装置であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか記載のセンサ装置。The sensor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the rolling device is a rolling bearing device. 前記転動装置は、直動装置であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか記載のセンサ装置。The sensor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the rolling device is a linear motion device.
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