CN103502668B

CN103502668B - 带ic标签的滚动轴承

Info

Publication number: CN103502668B
Application number: CN201280014228.5A
Authority: CN
Inventors: 伊藤浩义
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2032-03-07
Also published as: CN103502668A; WO2012128035A1; EP2690299B1; JP2012197855A; EP2690299A4; US20140003751A1; EP2690299A1

Abstract

一种带IC标签的滚动轴承装置，其在将IC标签安装于轴承装置时，形成为IC标签主体、天线难以受到振动、外力的状态，特别是在对轴承装置施加预压来安装的情况下，也不会使IC标签主体发生变形，并且即使在与润滑油接触的环境下使用并需要维持预压的情况下，也能够可靠地发挥长期稳定的信息发送以及接收功能。在圆锥滚子轴承（5）的内圈（2）以及外圈（1）的外侧端面的金属面分别形成有孔（6、7），在该孔（6、7）内经由橡胶状弹性材料构成的缓冲体（9）安装非接触通信型的IC标签（8），其中，圆锥滚子轴承（5）在外圈（1）与内圈（2）之间夹设有由被保持器（3）保持为能够旋转、且由圆锥滚子构成的滚动体（4）。即使外圈（1）、内圈（2）在作为预压施加面等的表面被施加外力、并且承受振动、冲击的情况下，由该外力引起的变形、冲击、振动也能够被由橡胶状弹性材料构成的缓冲体吸收。

Description

带IC标签的滚动轴承

技术领域

本发明涉及工程机械、工业机械等所使用的滚动轴承，而且是涉及安装有能够通过非接触通信进行信息的通信的IC标签的带IC标签的滚动轴承。

背景技术

通常，公知有能够通过非接触通信来进行信息的通信的使用了的RFID（射频识别技术：RadioFrequencyIdentification）技术的标签。

如图10所示，非接触型的IC标签8能够通过存储器13与处理电路14进行信息的写入与读取，并且能够通过从与处理电路14连接的线圈状的天线12发送或者接收的电磁波、微波而向电以及数据的读写器15等传递信息。

公知有如下技术：将这种IC标签安装于滚动轴承等机械装置或者部件的表面，预先存储部件的识别信息、制造时间、生产批号、过去的维护信息等那样的履历、应用、所在地其他各种信息，在维护等时读出，并且更新并利用记录。

滚动轴承即使外观相同，材料的种类、或者对材料的热处理条件、内部间隙的大小、封入润滑油的种类等规格或者制造条件不同的情况也很多，因此识别信息的利用价值很高，尤其不仅在保管时等使用前而且在使用中以及使用后等的维护时等，也需要掌握现状与维护管理的信息。

另外，公知有如下状态：考虑到电磁波会被滚动轴承等的金属表面吸收的情况而以避免电磁波、微波干扰的方式预先在金属面形成孔，在该孔嵌入IC标签的主体部，使前端的天线部尽可能接近孔的开口部，在孔的开口部上，为了保护而覆盖比较硬质的热固化性树脂来密封（专利文献1）。

专利文献1:日本特开2006-53603号公报（第0008段、0030段）

但是，在如上述那样安装IC标签时，存在如下问题点：若将IC标签的主体直接嵌入形成于金属面的孔来安装，则由于载荷等而对金属制的孔作用压力、冲击，使金属发生变形，该变形、振动、冲击传递至IC标签，从而导致电路、天线损坏而进行误作动。

另外，存在以下问题点：将IC标签的天线部接近孔的开口部来配置，利用热固化性树脂从其上方进行密封，也能够阻止物体从外部侵入，但是外力、振动经由硬质的树脂层传递至IC标签的主体、天线部，因此容易产生电路的断线、损伤，无法使IC标签可靠地发挥长期稳定的信息发送以及接收功能。

特别是，在滚动轴承中，存在为了提高旋转轴的振摆精度、减少振动、噪声而施加预压来安装滚动轴承的情况，在该情况下存在如下问题点：密封的树脂被加压而成为振动、冲击易于通过IC标签的主体、天线部从外部传递的状态，因振动、冲击等外力，电路、天线的线圈易于产生变形、损伤，从而电磁波、微波的发送、接收功能受损。

发明内容

因此，本发明的课题在于解决上述问题点并提供一种带IC标签的滚动轴承，在将IC标签安装于滚动轴承时，形成为IC标签主体、天线部难以受到振动、外力的状态，尤其在对滚动轴承施加预压来安装的情况下，也不会使IC标签主体、天线部产生变形，优选即使在与其他滚动轴承特有的润滑油接触的高温环境下被使用，也具有耐油性、耐热性，能够可靠地发挥长期稳定的信息发送以及接收功能。

为了解决上述课题，本发明的带IC标签的滚动轴承经由由橡胶状弹性材料构成的缓冲体将非接触通信型的IC标签保持在形成于滚动轴承的外圈、内圈、或者外内两圈的孔内。

对于如上述那样构成的本发明的带IC标签的滚动轴承而言，IC标签经由由橡胶状弹性材料构成的缓冲体被保持在外圈、内圈的表面形成的孔，因此即使在对外圈、内圈的表面施加外力而受到压力、或者从外部受到振动、冲击的情况下，由该外力引起的变形、冲击、振动也能够被由橡胶状弹性材料构成的缓冲体吸收。

因此，由外力引起的变形、冲击、振动不会直接传递至IC标签，而是被衰减地传递、或者不传递，因此带IC标签的滚动轴承具备长期稳定的信息发送功能以及接收功能。

另外，在上述孔内的开口部侧以覆盖IC标签的方式设有由橡胶状弹性材料构成的缓冲体的带IC标签的滚动轴承中，来自孔的开口部侧的压力、变形、振动等被覆盖IC标签的由橡胶状弹性材料构成的缓冲体吸收。

在形成有上述孔的外圈、内圈、或者外内两圈的表面是用于将滚动轴承固定于被安装物的预压施加面的情况下，虽然来自为了固定滚动轴承所需要的轴承按压部件等的预压从孔的开口部周边传递至孔的壁面，但是此时，IC标签经由由橡胶状弹性材料构成的缓冲体保持于上述孔，从而变形、振动等能够被由橡胶状弹性材料构成的缓冲体吸收。

此外，本发明所述的预压施加面是指直接承受预压的面、以及与其形成相同面的周围的整个面，即是指包括由于用于固定轴承的预压而可能会产生变形的整个面。

另外，形成缓冲体的橡胶状弹性材料为氟橡胶、硅酮橡胶、氟硅橡胶、丁腈橡胶、或者氢化丁腈橡胶，除起到上述作用之外，还能提供耐油性以及耐热性也很优异的带IC标签的滚动轴承。

另外，在上述孔具有粗糙面或者螺纹面的带IC标签的滚动轴承中，通过上述粗糙面的固定效果、摩擦系数的提高来提高IC标签周围的缓冲体与孔的侧壁的一体性，因此能够充分防止IC标签从孔脱落。

另外，在孔为具有螺纹面的情况下，能够将IC标签旋入固定于孔，从而能够防止IC标签从孔脱落，并且使组装变容易，另外，通过增减旋入量，能够调整IC标签的天线部分相对于金属面的位置（深度），因此IC标签的灵敏度调整也变容易。

在上述孔的底部形成有用于存储粘合剂的凹部的带IC标签的滚动轴承中，通过存储于凹部的粘合剂，能够将IC标签以较高的粘合强度固定于孔。

在上述IC标签在外侧具有缓冲体卡止用的凹凸部的带IC标签的滚动轴承中，通过IC标签与缓冲体的接触面积的增加、以及凹凸的物理上的卡止作用，能够将IC标签与缓冲体一体化，从而能够更加可靠地防止IC标签从孔脱落。

为了充分获得上述作用及效果，优选上述卡止用凹凸部为平纹滚花或者斜纹滚花，另外，优选上述卡止用凹凸部是一个以上凸缘，并且，还优选上述卡止用凹凸部是一个以上周槽。

上述IC标签只要是在外周面具有粘合层且通过粘合来安装缓冲体的部件，就能够通过粘合力防止IC标签从孔脱落。

另外，对于上述IC标签通过硫化或者粘合而与已成形的由橡胶状弹性材料构成的缓冲体一体化的带IC标签的滚动轴承而言，将缓冲体与IC标签一体化，从而提高了IC标签的安装、维护的作业效率。

另外，对于通过将IC标签插入孔内并且将橡胶状弹性材料填充于上述孔从而经由缓冲体将IC标签保持在上述孔内的带IC标签的滚动轴承而言，不用考虑IC标签的形状，仅通过填充具有流动性的橡胶状弹性材料就能够可靠地将IC标签与缓冲体一体化，因此能够使用各种型式的IC标签。

在将上述IC标签以通过压缩后的缓冲体的反弹力与孔卡合的方式安装的带IC标签的滚动轴承中，缓冲体的反弹力施加于孔与卡合面，因此能够更加可靠地发挥上述摩擦力、物理上的卡止作用，从而防止IC标签从孔脱落。

本发明的带IC标签的滚动轴承经由由橡胶状弹性材料构成的缓冲体将IC标签安装于在外圈、内圈的金属面形成的孔，所以具有由外圈、内圈的金属面受到的压力引起的变形、振动被由橡胶状弹性材料构成的缓冲体吸收，从而IC标签主体、天线难以受到振动、外力的优点。

另外，具有能够成为如下带IC标签的滚动轴承的优点，即：在滚动轴承施加预压从而安装于被安装物的情况下，不会由于所需的预压而使IC标签主体产生变形，从而能够可靠地发挥长期稳定的信息发送以及接收功能。

具有能够成为如下带IC标签的滚动轴承的优点，即：通过使缓冲体采用规定种类的橡胶状弹性材料，从而即使在与润滑油接触的环境、被加热的环境下，也能够发挥耐油性以及耐热性，从而可靠地发挥长期稳定的信息发送以及接收功能。

附图说明

图1是表示实施方式的带IC标签的滚动轴承的使用状态的主要部分放大剖视图。

图2是表示第一实施方式的IC标签的安装于孔的安装状态的主要部分放大剖视图。

图3是沿图2的III-III线的剖视图。

图4是表示第二实施方式的IC标签的安装于孔的安装状态的主要部分放大剖视图。

图5是表示第三实施方式的IC标签的安装于孔的安装状态的主要部分放大剖视图。

图6是表示第四实施方式的IC标签的安装于孔的安装状态的主要部分放大剖视图。

图7是表示第五实施方式的IC标签的安装于孔的安装状态的主要部分放大剖视图。

图8是表示第一实施方式的IC标签的安装于孔的安装方法的说明图。

图9是表示第一实施方式的IC标签的安装于孔的其他安装方法的说明图。

图10是安装于孔的IC标签的发送、接收状态的说明图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

如图1～3所示，第一实施方式示出了将两个圆锥滚子轴承5作为一组而使它们背靠背地配置而成的轴承装置中的带IC标签的滚动轴承，其中，上述圆锥滚子轴承5在外圈1与内圈2之间夹设有由被保持器3保持为能够旋转的圆锥滚子等构成的滚动体4。

在各个圆锥滚子轴承5的内圈2以及外圈1的外侧端面的金属面，分别形成有孔（有底孔）6、7，经由由橡胶状弹性材料构成的缓冲体9将非接触通信型的IC标签8安装于该孔6、7内。

这样的滚动轴承是至少外圈1与内圈2由轴承钢等构成的金属制的轴承，将内圈2的外侧端面作为预压施加面而压接于减速机等被安装物中的轴承按压部件10，并且通过来自图中箭头方向的预压使内圈2以非旋转状态静止。另外，使外圈1的端面1a与旋转的外壳11对置并以夹压状态保持于外壳11，外壳11与外圈1一体旋转。另外，在未施加有预压的外圈1的端面1b也形成有孔7，与上述相同，在孔7的内部保持有IC标签8。

如图2所示，在滚动轴承的IC标签8的孔6的开口部侧，将由橡胶状弹性材料构成的缓冲体9以覆盖IC标签8的方式设为盖状从而形成为密封状态。

这样的缓冲体9所使用的橡胶状弹性材料在用润滑油将滚动轴承润滑以及以加热状态下使用的情况下，例如优选使用耐油性优异的氟橡胶（FKM）、硅酮橡胶（VQM）、氟硅橡胶、丁腈橡胶（NBR）、或者氢化丁腈橡胶（HNBR）等。

作为除此之外能够使用的公知的橡胶状弹性材料，也可以是公知的橡胶或者弹性树脂中的任一种，例如能够例举EVA树脂（乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂）、丁基橡胶、聚硫橡胶等。并且，还可以使用热塑性弹性体，也可以使用苯乙烯-丁二烯类、聚酯类、聚乙烯类、聚氨乙烯类等热塑性弹性体。

这样的橡胶状弹性材料所优选的弹性率例如为23℃下的1MPa～10MPa左右，优选为1MPa～5MPa左右，优选充分发挥本发明中的适当缓冲性。

在将非接触型的IC标签8安装于孔6、7中时，为了良好地进行发送、接收，优选将线圈状的天线12（参照图10）的部分朝向孔6（7）的开口部6a侧，并且将存储器13与处理电路14的部分配置为与底面6b侧接近。

IC标签8的传送方式不被限定，例如可以使用能够通过电磁波、微波、光等公知的传送方式向电以及数据的读写器15等传递的IC标签。

如图2、图3所示，虽然示出了IC标签8为作为缓冲体卡止用的凹凸部而在外周面形成有平纹滚花的外形的圆柱状，但是IC标签8不限定外形、凹凸部形状，只要能够通过IC标签8与缓冲体9的接触面积的增加等、或者通过凹凸形状的物理上的卡止作用而与缓冲体9充分一体化即可。

凹凸部不仅可以是上述平纹滚花，也可以是斜纹滚花（未图示），平纹滚花使IC标签8难以沿旋转方向滑动，斜纹滚花使IC标签8难以相对于旋转方向与轴向双方滑动。

另外，如图4所示的第二实施方式那样，凹凸部也可以是在IC标签8的主要部位形成的凸缘16，另外，如图5所示的第三实施方式那样，凹凸部也可以是周槽17，与上述相同，这两种方式均能够将IC标签8与缓冲体9充分一体化，从而可靠地防止从孔6脱落。

上述凸缘16、周槽17不仅可以如图所示那样形成于IC标签8的一端、中间左右，也可以沿IC标签8的轴向空开间隔地形成有多个，在这些情况下，能够进一步提高防脱功能。

如图6所示的第四实施方式那样，孔6也可以为在其底部形成有存储粘合剂的凹部18，通过存储于凹部的粘合剂19，IC标签8能够以更高的粘合强度相对于孔6固定。

虽然示出了图示的凹部18为圆锥形状（研钵型），但是其形状及大小只要是以比IC标签8的端面小的面积开口的公知的凹型形状即可，不特别进行限定。

另外，孔6的形状不特别限定，优选具有能够装入IC标签的大小，特别优选能够收纳IC标签全长且形成为将在开口部侧覆盖IC标签的缓冲体9设为充分缓冲所需要的厚度的层状所需要的深度。作为上述层状的缓冲体9所需要的厚度，可以例举1mm～3mm左右。

例如，如图7所示的第五实施方式那样，孔20也可以为在周壁形成有螺纹面20a。在将螺纹面20a形成于孔20的周壁的带IC标签的滚动轴承中，将IC标签8与缓冲体9以一体的方式旋入固定，因此安装容易，通过旋入量的增减对IC标签8的灵敏度进行的调整也很容易。

如图8、9所示，例如能够例举以下方法作为将第一实施方式的IC标签8经由缓冲体9安装于孔6的方法。

即，如图8所示，将IC标签8插入孔6的底面6b的大致中央，并且以覆盖与孔壁的间隙以及IC标签8的方式填充具有流动性的橡胶状弹性材料。而且，通过加热等来促进硫化（交联），从而使橡胶状弹性材料固化，并且通过进行所谓的复合成形而使缓冲体9与IC标签8一体化，并且相对于孔6也固定。

虽然示出了在图示的IC标签8的外侧形成有平纹滚花，但是可以根据需要采用上述各种凹凸形状、用于提高粘合性、卡合力的面粗糙化、螺纹面。此外，面粗糙化处理能够以发挥固定效果的方式，通过成形面的粗糙度调整、对该面进行加压成形、抛丸、蚀刻等公知的粗糙化处理来进行。

另外，如图9所示，IC标签8也可以通过粘合与由预先成形的橡胶状弹性材料构成的缓冲体9一体化，将其插入孔6并以防脱的方式通过粘合等将其固定。粘合也可以是通过硫化进行的粘合或者通过涂覆粘合剂而进行的粘合。

作为防止带IC标签的缓冲体9从孔6脱落的方法，也可以通过压缩后的缓冲体9的反弹力与孔6卡合的方式进行安装。

此外，在通过缓冲体9的反弹力而与孔6卡合的情况下，为了得到稳定品质的带IC标签的滚动轴承，优选采用将缓冲体9的直径预先成形为规定尺寸的方法，上述规定尺寸为以规定比率大于孔6的直径。

这样构成的带IC标签的滚动轴承在进行维护时等，不需要从被安装物完全卸下滚动轴承，在至少为了施加预压而按压滚动轴承的轴承按压部件10是由吸收或者反射电磁波等的材料形成的金属制的情况下，通过拆掉该部件等，能够通过读写器等从缓冲体上读取存储于IC标签的信息，并且只要根据需要改写信息，就能够实现现状的掌握与维护管理。

对于这种带IC标签的滚动轴承而言，即使在外圈1、内圈2在预压施加面等表面被施加外力，并且在受到振动、冲击的情况下，由该外力引起的变形、冲击、振动也能够被由橡胶状弹性材料构成的缓冲体9吸收。

此时，由外力引起的变形、冲击、振动不会直接传递至IC标签8而被衰减地传递、或者不传递，因此带IC标签的滚动轴承具备长期稳定的信息发送功能以及接收功能。

附图标记的说明

1…外圈；1a…端面；2…内圈；3…保持器；4…滚动体；5…圆锥滚子轴承；6、7、20…孔；6a…开口部；6b…底面；8…IC标签；9…缓冲体；10…轴承按压部件；11…外壳；12…天线；13…存储器；14…处理电路；15…读写器；16…凸缘；17…周槽；18…凹部；19…粘合剂。

Claims

1.一种带IC标签的滚动轴承，其特征在于，

经由由橡胶状弹性材料构成、且弹性率在23℃下为1MPa～5MPa的缓冲体将非接触通信型的IC标签保持在形成于滚动轴承的外圈、内圈、或者外内两圈的表面的孔内，

所述IC标签通过硫化或者粘合而与已成形的由橡胶状弹性材料构成的缓冲体一体化。

2.根据权利要求1所述的带IC标签的滚动轴承，其特征在于，

在所述孔的开口部侧以覆盖IC标签的方式设有由橡胶状弹性材料构成的缓冲体。

3.根据权利要求1或2所述的带IC标签的滚动轴承，其特征在于，

所述橡胶状弹性材料为氟橡胶、硅酮橡胶、氟硅橡胶、丁腈橡胶、或者氢化丁腈橡胶。

4.根据权利要求1或2所述的带IC标签的滚动轴承，其特征在于，

形成有所述孔的外圈、内圈、或者外内两圈的表面是用于将滚动轴承固定于被安装物的预压施加面。

5.根据权利要求1或2所述的带IC标签的滚动轴承，其特征在于，

所述孔是具有粗糙面或者螺纹面的孔。

6.根据权利要求1或2所述的带IC标签的滚动轴承，其特征在于，

所述孔是在底部形成有存储粘合剂的凹部的孔。

7.根据权利要求1或2所述的带IC标签的滚动轴承，其特征在于，

所述IC标签在外侧具有缓冲体卡止用的凹凸部。

8.根据权利要求7所述的带IC标签的滚动轴承，其特征在于，

所述凹凸部具有平纹滚花或者斜纹滚花。

9.根据权利要求7所述的带IC标签的滚动轴承，其特征在于，

所述凹凸部具有一个以上凸缘或者周槽。

10.根据权利要求1或2所述的带IC标签的滚动轴承，其特征在于，

通过将所述IC标签插入于孔内并且将橡胶状弹性材料填充于所述孔而经由缓冲体将所述IC标签保持在所述孔内。

11.根据权利要求1或2所述的带IC标签的滚动轴承，其特征在于，

所述IC标签被保持为通过被压缩的缓冲体的反弹力与孔卡合。