JP2003075266A - 軸受用温度センサ及び車軸用軸受の異常検出方法 - Google Patents
軸受用温度センサ及び車軸用軸受の異常検出方法Info
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- JP2003075266A JP2003075266A JP2001217160A JP2001217160A JP2003075266A JP 2003075266 A JP2003075266 A JP 2003075266A JP 2001217160 A JP2001217160 A JP 2001217160A JP 2001217160 A JP2001217160 A JP 2001217160A JP 2003075266 A JP2003075266 A JP 2003075266A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構成の複雑化やコストの上昇等を招くことな
く軸受の温度を検出することのできる軸受用温度センサ
を提供する。 【解決手段】 温度センサとしてのサーミスタ１４に固
定抵抗１５を並列に接続し、温度センサの出力電圧特性
を直線的な特性に改善する。
く軸受の温度を検出することのできる軸受用温度センサ
を提供する。 【解決手段】 温度センサとしてのサーミスタ１４に固
定抵抗１５を並列に接続し、温度センサの出力電圧特性
を直線的な特性に改善する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や鉄道車両
等の車軸を支持する軸受の温度を検出する軸受用温度セ
ンサの改良に関する。また、本発明は自動車や鉄道車両
等の車軸を支持する車軸用軸受の異常を検出する方法に
関する。
等の車軸を支持する軸受の温度を検出する軸受用温度セ
ンサの改良に関する。また、本発明は自動車や鉄道車両
等の車軸を支持する車軸用軸受の異常を検出する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車や鉄道車両等の車軸を支
持する軸受としては、ころ軸受等の転がり軸受が使用さ
れており、このような車軸用軸受に焼付き等の異常が生
じると車軸の損傷等を招くことがある。そこで、従来で
は車軸用軸受やその近傍に温度センサを組み込み、車軸
用軸受の温度を測定して焼付き等の異常を検出するよう
にしている。
持する軸受としては、ころ軸受等の転がり軸受が使用さ
れており、このような車軸用軸受に焼付き等の異常が生
じると車軸の損傷等を招くことがある。そこで、従来で
は車軸用軸受やその近傍に温度センサを組み込み、車軸
用軸受の温度を測定して焼付き等の異常を検出するよう
にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、車軸用軸受に組み込まれる温度センサ
として、例えば負の温度係数を有するＮＴＣサーミスタ
が使用されている。ＮＴＣサーミスタは負の温度特性
（温度の上昇に従い抵抗値が減少する特性）を持ち、図
１４に示すように温度に対して抵抗値が対数的に減少す
る。このため、図１３に示すような回路で出力電圧Ｖt
に変換する場合には、出力電圧Ｖtは図１５のようにな
り、温度に対して出力電圧Ｖtは直線的（リニア）に変
化しない。このため、出力電圧を温度に変換する場合に
は、出力電圧ＶtをＡ／Ｄ変換し、この値をマイクロコ
ンピュータによりソフトウェアで温度に変換したり、あ
るいは出力電圧Ｖtをリニアライズ回路によりリニアな
特性に変える必要があり、構成の複雑化やコスト高を招
いていた。
た従来技術では、車軸用軸受に組み込まれる温度センサ
として、例えば負の温度係数を有するＮＴＣサーミスタ
が使用されている。ＮＴＣサーミスタは負の温度特性
（温度の上昇に従い抵抗値が減少する特性）を持ち、図
１４に示すように温度に対して抵抗値が対数的に減少す
る。このため、図１３に示すような回路で出力電圧Ｖt
に変換する場合には、出力電圧Ｖtは図１５のようにな
り、温度に対して出力電圧Ｖtは直線的（リニア）に変
化しない。このため、出力電圧を温度に変換する場合に
は、出力電圧ＶtをＡ／Ｄ変換し、この値をマイクロコ
ンピュータによりソフトウェアで温度に変換したり、あ
るいは出力電圧Ｖtをリニアライズ回路によりリニアな
特性に変える必要があり、構成の複雑化やコスト高を招
いていた。
【０００４】本発明は上記の問題点に着目してなされた
もので、サーミスタを使用し温度変化を電圧に変換させ
る回路において、構成の複雑化やコスト高を招くことな
く、出力電圧のリニアリティを改善することを目的とす
る。また、本発明の第２の目的は車軸用軸受に組み込ま
れた温度センサがサーミスタであっても車軸用軸受の異
常を高精度に検出することのできる車軸用軸受の異常検
出方法を提供することにある。
もので、サーミスタを使用し温度変化を電圧に変換させ
る回路において、構成の複雑化やコスト高を招くことな
く、出力電圧のリニアリティを改善することを目的とす
る。また、本発明の第２の目的は車軸用軸受に組み込ま
れた温度センサがサーミスタであっても車軸用軸受の異
常を高精度に検出することのできる車軸用軸受の異常検
出方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る軸受用温度センサは、転がり軸受ある
いはその近傍に組み込まれたサーミスタの出力から前記
転がり軸受の温度を測定する軸受用温度センサにおい
て、前記サーミスタに、１つ又は複数の固定抵抗を並列
に接続したことを特徴とする。
に、本発明に係る軸受用温度センサは、転がり軸受ある
いはその近傍に組み込まれたサーミスタの出力から前記
転がり軸受の温度を測定する軸受用温度センサにおい
て、前記サーミスタに、１つ又は複数の固定抵抗を並列
に接続したことを特徴とする。
【０００６】このような構成であると、温度センサの出
力電圧が軸受温度に応じてほぼ直線的に変化するので、
構成の複雑化やコストの上昇等を招くことなく軸受の温
度を検出することができる。また、軸受の異常を検出す
る場合、温度センサの出力電圧を温度上昇に伴い低下す
る特性とすることにより、電源不良などにより電源電圧
が低下した場合には温度が上昇したと判断されるため、
安全サイドに判定されフェイルセーフすることができ
る。また、温度センサに断線がある場合の出力電圧が正
常時と異なることを利用して断線検出を行うことも可能
である。
力電圧が軸受温度に応じてほぼ直線的に変化するので、
構成の複雑化やコストの上昇等を招くことなく軸受の温
度を検出することができる。また、軸受の異常を検出す
る場合、温度センサの出力電圧を温度上昇に伴い低下す
る特性とすることにより、電源不良などにより電源電圧
が低下した場合には温度が上昇したと判断されるため、
安全サイドに判定されフェイルセーフすることができ
る。また、温度センサに断線がある場合の出力電圧が正
常時と異なることを利用して断線検出を行うことも可能
である。
【０００７】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明に係る車軸用軸受の異常検出方法は、車軸用軸受
の異常を該軸受に組み込まれた温度センサにより検出す
る際に、１つ又は複数の固定抵抗を前記温度センサに並
列に接続して前記車軸用軸受の異常を検出することを特
徴とする。本発明に係る車軸用軸受の異常検出方法によ
ると、温度センサに並列に接続された固定抵抗により温
度センサの出力電圧特性が曲線的な特性から直線的な特
性に改善される。したがって、車軸用軸受に組み込まれ
た温度センサがサーミスタであっても車軸用軸受の異常
を高精度に検出することができる。
本発明に係る車軸用軸受の異常検出方法は、車軸用軸受
の異常を該軸受に組み込まれた温度センサにより検出す
る際に、１つ又は複数の固定抵抗を前記温度センサに並
列に接続して前記車軸用軸受の異常を検出することを特
徴とする。本発明に係る車軸用軸受の異常検出方法によ
ると、温度センサに並列に接続された固定抵抗により温
度センサの出力電圧特性が曲線的な特性から直線的な特
性に改善される。したがって、車軸用軸受に組み込まれ
た温度センサがサーミスタであっても車軸用軸受の異常
を高精度に検出することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本発明の第１の実施形態を図１に
示す。同図において、符号１０は車軸用軸受の異常を検
出する軸受用異常検出装置を示し、この軸受用異常検出
装置１０は、車軸用軸受またはその近傍に組み込まれる
温度センサ１１と、この温度センサ１１の出力を出力電
圧ＶTに変換する温度検出回路１２と、この温度検出回
路１２と温度センサ１１とを接続する複数の電線３０，
３１からなるセンサケーブル１３とを備えて構成されて
いる。
に基づいて説明する。本発明の第１の実施形態を図１に
示す。同図において、符号１０は車軸用軸受の異常を検
出する軸受用異常検出装置を示し、この軸受用異常検出
装置１０は、車軸用軸受またはその近傍に組み込まれる
温度センサ１１と、この温度センサ１１の出力を出力電
圧ＶTに変換する温度検出回路１２と、この温度検出回
路１２と温度センサ１１とを接続する複数の電線３０，
３１からなるセンサケーブル１３とを備えて構成されて
いる。
【０００９】温度センサ１１は負の温度係数を有するＮ
ＴＣサーミスタ１４から構成されており、このＮＴＣサ
ーミスタ１４には、温度により抵抗値が変化しない抵抗
１５が並列に接続されている。温度検出回路１２は温度
センサ１１の出力を電圧に変換するための抵抗１６を有
しており、この抵抗１６の電気抵抗値をＲ16（Ω）、サ
ーミスタ１４の電気抵抗値をＲt（Ω）、固定抵抗１５
の電気抵抗値をＲ15（Ω）とすると、温度センサ１１の
出力は、下式で示される電圧信号ＶTとして温度検出回
路１２から取り出されるようになっている。なお、下式
において、ＲTはサーミスタ１４と抵抗１５との合成抵
抗値（Ω）、ＶSは温度センサ１１に供給される電源電
圧（Ｖ）である。
ＴＣサーミスタ１４から構成されており、このＮＴＣサ
ーミスタ１４には、温度により抵抗値が変化しない抵抗
１５が並列に接続されている。温度検出回路１２は温度
センサ１１の出力を電圧に変換するための抵抗１６を有
しており、この抵抗１６の電気抵抗値をＲ16（Ω）、サ
ーミスタ１４の電気抵抗値をＲt（Ω）、固定抵抗１５
の電気抵抗値をＲ15（Ω）とすると、温度センサ１１の
出力は、下式で示される電圧信号ＶTとして温度検出回
路１２から取り出されるようになっている。なお、下式
において、ＲTはサーミスタ１４と抵抗１５との合成抵
抗値（Ω）、ＶSは温度センサ１１に供給される電源電
圧（Ｖ）である。
【００１０】
【数１】
【００１１】ＮＴＣサーミスタ１４の抵抗値Ｒtと温度
Ｔとの関係を図２に示す。同図に示されるように、ＮＴ
Ｃサーミスタ１４の抵抗値Ｒtは温度Ｔに対して対数的
に減少する。次に、固定抵抗１５を温度センサとしての
ＮＴＣサーミスタ１４に並列に接続した場合における合
成抵抗ＲTと軸受温度Ｔとの関係を図３に示す。これに
より合成抵抗の温度特性はサーミスタのみの場合よりも
ややリニアになっていることがわかる。
Ｔとの関係を図２に示す。同図に示されるように、ＮＴ
Ｃサーミスタ１４の抵抗値Ｒtは温度Ｔに対して対数的
に減少する。次に、固定抵抗１５を温度センサとしての
ＮＴＣサーミスタ１４に並列に接続した場合における合
成抵抗ＲTと軸受温度Ｔとの関係を図３に示す。これに
より合成抵抗の温度特性はサーミスタのみの場合よりも
ややリニアになっていることがわかる。
【００１２】次に、出力電圧ＶT−温度特性を示すと図
４のようになる。図４に示されるように、温度センサ１
１の出力電圧−温度特性がほぼ直線状となり改善されて
いるので、構成の複雑化やコストの上昇等を招くことな
く軸受の温度を検出することができる。なお、固定抵抗
１５をＮＴＣサーミスタに並列に接続した場合、その出
力電圧特性を−４０℃〜３００℃などの広い温度範囲に
おいて直線化することは難しいので、その用途に必要な
温度範囲において直線化すればよい。軸受温度の異常を
検出する場合は０℃〜２００℃の温度範囲において直線
化すればよい。また、センサケーブル３０あるいは３１
が断線したときには、温度センサ１１の出力電圧ＶTが
０Ｖとなるので、センサケーブル１３の断線を検出する
こともできる。
４のようになる。図４に示されるように、温度センサ１
１の出力電圧−温度特性がほぼ直線状となり改善されて
いるので、構成の複雑化やコストの上昇等を招くことな
く軸受の温度を検出することができる。なお、固定抵抗
１５をＮＴＣサーミスタに並列に接続した場合、その出
力電圧特性を−４０℃〜３００℃などの広い温度範囲に
おいて直線化することは難しいので、その用途に必要な
温度範囲において直線化すればよい。軸受温度の異常を
検出する場合は０℃〜２００℃の温度範囲において直線
化すればよい。また、センサケーブル３０あるいは３１
が断線したときには、温度センサ１１の出力電圧ＶTが
０Ｖとなるので、センサケーブル１３の断線を検出する
こともできる。
【００１３】次に、本発明に係る軸受用温度センサの第
２の実施形態を図５に示す。同図に示される第２の実施
形態が上述した第１の実施形態と異なる点はサーミスタ
１４を含む回路をグランド側に、出力電圧を取り出すた
めの抵抗１６を電源側に設けた点である。その他の構成
は第１実施形態と同様の構成である。したがって、本発
明の第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様
に、温度センサ１１の出力電圧ＶTの温度特性がほぼ直
線となり改善されているので、構成の複雑化やコストの
上昇等を招くことなく軸受の温度を検出することができ
る。ただし、この第２の実施形態においては温度の上昇
に伴いＮＴＣサーミスタの抵抗値が減少するため、出力
電圧ＶTが低下する負の温度特性を持っている。したが
って、サーミスタ１４に供給される電源電圧ＶSが低下
すると、第１の実施形態と逆に、温度センサ１１の出力
電圧ＶTが低下し、実際より温度Ｔが高く判断される。
つまり、温度センサ１１が負の出力電圧特性を持ってい
るので、電源電圧ＶSが低下するなどのセンサの異常が
発生した場合に軸受温度が上昇するのと同様の現象とな
る。その結果、焼付き等の異常を温度センサ１１で検出
する場合にセンサの異常によって軸受の異常温度を見逃
すことがなくなり、フェイルセーフ機能を持たせること
ができる。
２の実施形態を図５に示す。同図に示される第２の実施
形態が上述した第１の実施形態と異なる点はサーミスタ
１４を含む回路をグランド側に、出力電圧を取り出すた
めの抵抗１６を電源側に設けた点である。その他の構成
は第１実施形態と同様の構成である。したがって、本発
明の第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様
に、温度センサ１１の出力電圧ＶTの温度特性がほぼ直
線となり改善されているので、構成の複雑化やコストの
上昇等を招くことなく軸受の温度を検出することができ
る。ただし、この第２の実施形態においては温度の上昇
に伴いＮＴＣサーミスタの抵抗値が減少するため、出力
電圧ＶTが低下する負の温度特性を持っている。したが
って、サーミスタ１４に供給される電源電圧ＶSが低下
すると、第１の実施形態と逆に、温度センサ１１の出力
電圧ＶTが低下し、実際より温度Ｔが高く判断される。
つまり、温度センサ１１が負の出力電圧特性を持ってい
るので、電源電圧ＶSが低下するなどのセンサの異常が
発生した場合に軸受温度が上昇するのと同様の現象とな
る。その結果、焼付き等の異常を温度センサ１１で検出
する場合にセンサの異常によって軸受の異常温度を見逃
すことがなくなり、フェイルセーフ機能を持たせること
ができる。
【００１４】次に、本発明に係る軸受用温度センサの第
３の実施形態を図６に示す。同図に示される第３の実施
形態が上述した第１の実施形態と異なる点は、温度セン
サ１１の出力を検出するための抵抗１６を温度センサ１
１内に設けた点であり、その他の構成は第１の実施形態
と同様の構成である。したがって、本発明の第３の実施
形態では、第１の実施形態と同様に、温度センサ１１の
出力電圧ＶTが温度Ｔに応じてほぼ直線的に変化するの
で、構成の複雑化やコストの上昇等を招くことなく軸受
の温度を検出することができる。
３の実施形態を図６に示す。同図に示される第３の実施
形態が上述した第１の実施形態と異なる点は、温度セン
サ１１の出力を検出するための抵抗１６を温度センサ１
１内に設けた点であり、その他の構成は第１の実施形態
と同様の構成である。したがって、本発明の第３の実施
形態では、第１の実施形態と同様に、温度センサ１１の
出力電圧ＶTが温度Ｔに応じてほぼ直線的に変化するの
で、構成の複雑化やコストの上昇等を招くことなく軸受
の温度を検出することができる。
【００１５】ただし、この場合には電線３０が断線した
場合には出力電圧ＶTが０Ｖ、電線３２が断線した場合
は出力電圧ＶTが電源電圧と等しくなり、電線検出が可
能であるが、電線３１が断線した場合には出力電圧ＶT
が定まらず、断線検出はできない（サーミスタが正常で
ある場合には、出力電圧ＶTが０Ｖあるいは電源電圧と
等しくなることはない。） 次に、本発明に係る軸受用温度センサの第４の実施形態
を図７に示す。同図に示される第４の実施形態が上述し
た第２の実施形態と異なる点は温度センサ１１の出力を
検出するための抵抗１６を温度センサ１１内に設けた点
であり、その他の構成は第２の実施形態と同様の構成で
ある。したがって、本発明の第４の実施形態では、第２
の実施形態と同様に、温度センサ１１の出力電圧ＶTが
温度Ｔに応じてほぼ直線的に変化するので、構成の複雑
化やコストの上昇等を招くことなく軸受の温度を検出す
ることができる。
場合には出力電圧ＶTが０Ｖ、電線３２が断線した場合
は出力電圧ＶTが電源電圧と等しくなり、電線検出が可
能であるが、電線３１が断線した場合には出力電圧ＶT
が定まらず、断線検出はできない（サーミスタが正常で
ある場合には、出力電圧ＶTが０Ｖあるいは電源電圧と
等しくなることはない。） 次に、本発明に係る軸受用温度センサの第４の実施形態
を図７に示す。同図に示される第４の実施形態が上述し
た第２の実施形態と異なる点は温度センサ１１の出力を
検出するための抵抗１６を温度センサ１１内に設けた点
であり、その他の構成は第２の実施形態と同様の構成で
ある。したがって、本発明の第４の実施形態では、第２
の実施形態と同様に、温度センサ１１の出力電圧ＶTが
温度Ｔに応じてほぼ直線的に変化するので、構成の複雑
化やコストの上昇等を招くことなく軸受の温度を検出す
ることができる。
【００１６】また、この第４の実施形態においては温度
の上昇に伴い、ＮＴＣサーミスタの抵抗値が減少するた
め、出力電圧ＶTが低下する負の温度特性を持ってい
る。したがって、第２の実施形態と同様に電源電圧ＶS
が低下すると温度センサ１１の出力電圧ＶTが低下し、
実際より温度Ｔが高く判断される。したがって、軸受の
焼付き等の異常を温度センサ１１で検出する場合にフェ
イルセーフ機能を持たせることができる。
の上昇に伴い、ＮＴＣサーミスタの抵抗値が減少するた
め、出力電圧ＶTが低下する負の温度特性を持ってい
る。したがって、第２の実施形態と同様に電源電圧ＶS
が低下すると温度センサ１１の出力電圧ＶTが低下し、
実際より温度Ｔが高く判断される。したがって、軸受の
焼付き等の異常を温度センサ１１で検出する場合にフェ
イルセーフ機能を持たせることができる。
【００１７】また、この場合には電線３０が断線した場
合には出力電圧ＶTが０Ｖ、電線３２が断線した場合に
は出力電圧ＶTが電源電圧と等しくなり、断線検出が可
能であるが、電線３１が断線した場合には出力電圧ＶT
が定まらず断線検出はできない。次に、本発明に係る軸
受用温度センサの第５の実施形態を図８に示す。同図に
示される第５の実施形態が上述した第４の実施形態と異
なる点は抵抗１５を電圧変換回路１２内に設けた点であ
り、その他の構成は第４の実施形態と同様の構成であ
る。したがって、本発明の第５の実施形態では、第４の
実施形態と同様に、温度センサ１１の出力電圧ＶTが温
度Ｔに応じてほぼ直線的に変化するので、構成の複雑化
やコストの上昇等を招くことなく軸受の温度を検出する
ことができる。また、この第５の実施形態も第４の実施
形態と回路構成が一緒であるため、温度センサ１１の出
力電圧ＶTは温度の上昇に伴い低下する負の温度特性を
持っている。したがって、第２の実施形態と同様にフェ
イルセーフ機能を持たせることができる。
合には出力電圧ＶTが０Ｖ、電線３２が断線した場合に
は出力電圧ＶTが電源電圧と等しくなり、断線検出が可
能であるが、電線３１が断線した場合には出力電圧ＶT
が定まらず断線検出はできない。次に、本発明に係る軸
受用温度センサの第５の実施形態を図８に示す。同図に
示される第５の実施形態が上述した第４の実施形態と異
なる点は抵抗１５を電圧変換回路１２内に設けた点であ
り、その他の構成は第４の実施形態と同様の構成であ
る。したがって、本発明の第５の実施形態では、第４の
実施形態と同様に、温度センサ１１の出力電圧ＶTが温
度Ｔに応じてほぼ直線的に変化するので、構成の複雑化
やコストの上昇等を招くことなく軸受の温度を検出する
ことができる。また、この第５の実施形態も第４の実施
形態と回路構成が一緒であるため、温度センサ１１の出
力電圧ＶTは温度の上昇に伴い低下する負の温度特性を
持っている。したがって、第２の実施形態と同様にフェ
イルセーフ機能を持たせることができる。
【００１８】電線３０または電線３１の断線で出力電圧
ＶTが０Ｖ、電線３２の断線で出力電圧ＶTはＲ15・Ｖs
（Ｒ15＋Ｒ16）となり、これらは正常な場合の出力電圧
と異なるため、断線検出が可能である。図９は本発明の
第６の実施形態に係る温度センサの回路図であり、この
第６の実施形態に係る温度センサが第５の実施形態と異
なる点は、電源電圧Ｖｓ（ＤＣ１２Ｖ）をレギュレータ
（又はＤＣ−ＤＣ変換回路）５０でＤＣ５Ｖに変換して
からサーミスタ１４に供給するために、レギュレータ
（又はＤＣ−ＤＣ変換回路）５０をセンサ内に設けた点
である。レギュレータ５０を使用すると、電源電圧Ｖｓ
が変動してもレギュレータ５０の出力電圧は変動しな
い。そのため、電源電圧Ｖｓの変動による温度センサの
出力の変動を防止することができる。なお、他の実施形
態においてもレギュレータ５０を使用することにより、
同様の効果を得ることができる。また、レギュレータの
代わりに、ＤＣ−ＤＣ変換器あるいは基準電圧ＩＣを使
用しても良い。
ＶTが０Ｖ、電線３２の断線で出力電圧ＶTはＲ15・Ｖs
（Ｒ15＋Ｒ16）となり、これらは正常な場合の出力電圧
と異なるため、断線検出が可能である。図９は本発明の
第６の実施形態に係る温度センサの回路図であり、この
第６の実施形態に係る温度センサが第５の実施形態と異
なる点は、電源電圧Ｖｓ（ＤＣ１２Ｖ）をレギュレータ
（又はＤＣ−ＤＣ変換回路）５０でＤＣ５Ｖに変換して
からサーミスタ１４に供給するために、レギュレータ
（又はＤＣ−ＤＣ変換回路）５０をセンサ内に設けた点
である。レギュレータ５０を使用すると、電源電圧Ｖｓ
が変動してもレギュレータ５０の出力電圧は変動しな
い。そのため、電源電圧Ｖｓの変動による温度センサの
出力の変動を防止することができる。なお、他の実施形
態においてもレギュレータ５０を使用することにより、
同様の効果を得ることができる。また、レギュレータの
代わりに、ＤＣ−ＤＣ変換器あるいは基準電圧ＩＣを使
用しても良い。
【００１９】次に、本発明に係る軸受用温度センサの第
７の実施形態を図１０に示す。同図に示される第７の実
施形態が上述した第１の実施形態と異なる点はサーミス
タ１４に対して並列に接続される抵抗を抵抗１５，１
７，１８から構成される抵抗とした点であり、その他の
構成は第５の実施形態と同様の構成である。この場合、
第１の実施形態よりも出力電圧の直線性を向上させるこ
とができる。したがって、本発明の第７の実施形態も、
第１の実施形態と同様に、温度センサ１１の出力電圧Ｖ
Tが軸受温度Ｔに応じてほぼ直線的に変化するので、構
成の複雑化やコストの上昇等を招くことなく軸受の温度
を検出することができる。また、その他の効果について
も第１の実施形態と同様である。
７の実施形態を図１０に示す。同図に示される第７の実
施形態が上述した第１の実施形態と異なる点はサーミス
タ１４に対して並列に接続される抵抗を抵抗１５，１
７，１８から構成される抵抗とした点であり、その他の
構成は第５の実施形態と同様の構成である。この場合、
第１の実施形態よりも出力電圧の直線性を向上させるこ
とができる。したがって、本発明の第７の実施形態も、
第１の実施形態と同様に、温度センサ１１の出力電圧Ｖ
Tが軸受温度Ｔに応じてほぼ直線的に変化するので、構
成の複雑化やコストの上昇等を招くことなく軸受の温度
を検出することができる。また、その他の効果について
も第１の実施形態と同様である。
【００２０】次に、本発明に係る軸受用温度センサの第
８の実施形態を図１１に示す。同図に示される第８の実
施形態が上述した第２の実施形態と異なる点はサーミス
タ１４に対して並列に接続される抵抗を抵抗１５，１
９，２０から構成される抵抗とした点であり、その他の
構成は第２の実施形態と同様の構成である。この場合、
第２の実施形態よりも出力電圧の直線性を向上させるこ
とができる。また、この場合も温度センサ１１の出力電
圧ＶTは負の温度特性を持っているため、同様にフェイ
ルセーフ機能を持たせることができる。したがって、本
発明の第８の実施形態も、第２の実施形態と同様に、温
度センサ１１から電圧変換回路１４に出力される電圧Ｖ
Tが温度Ｔに応じてほぼ直線的に変化するので、構成の
複雑化やコストの上昇等を招くことなく軸受の温度を検
出することができる。また、その他の効果についても第
２の実施形態と同様である。
８の実施形態を図１１に示す。同図に示される第８の実
施形態が上述した第２の実施形態と異なる点はサーミス
タ１４に対して並列に接続される抵抗を抵抗１５，１
９，２０から構成される抵抗とした点であり、その他の
構成は第２の実施形態と同様の構成である。この場合、
第２の実施形態よりも出力電圧の直線性を向上させるこ
とができる。また、この場合も温度センサ１１の出力電
圧ＶTは負の温度特性を持っているため、同様にフェイ
ルセーフ機能を持たせることができる。したがって、本
発明の第８の実施形態も、第２の実施形態と同様に、温
度センサ１１から電圧変換回路１４に出力される電圧Ｖ
Tが温度Ｔに応じてほぼ直線的に変化するので、構成の
複雑化やコストの上昇等を招くことなく軸受の温度を検
出することができる。また、その他の効果についても第
２の実施形態と同様である。
【００２１】次に、本発明に係る車軸用軸受の異常検出
方法について図１２を参照して説明する。図１２は車軸
用軸受の異常を検出するシステムの概略構成を示す図で
あり、図中４０は車軸、４１は軸受、４２は軸受のハウ
ジングである軸箱、４３は軸箱４２の蓋を示す。軸箱４
２の蓋４３の軸受４１に近い部分には温度センサ１１が
設けられており、温度検出素子であるサーミスタ１４と
抵抗１５が組み込まれている。温度検出回路１２は温度
センサ１１より離れた、たとえば車両の台車側に設けら
れている。
方法について図１２を参照して説明する。図１２は車軸
用軸受の異常を検出するシステムの概略構成を示す図で
あり、図中４０は車軸、４１は軸受、４２は軸受のハウ
ジングである軸箱、４３は軸箱４２の蓋を示す。軸箱４
２の蓋４３の軸受４１に近い部分には温度センサ１１が
設けられており、温度検出素子であるサーミスタ１４と
抵抗１５が組み込まれている。温度検出回路１２は温度
センサ１１より離れた、たとえば車両の台車側に設けら
れている。
【００２２】このような構成において、軸受４１に焼付
き等の異常が発生しているか否かを検出する場合には、
サーミスタ１４に抵抗１５を並列に接続し、軸受４１の
温度Ｔを温度検出回路１２で検出する。このように、車
軸用軸受４１の異常を該軸受に組み込まれた温度センサ
により検出する際に、温度センサとしてのサーミスタ１
４に固定抵抗１５を並列に接続すると、温度センサの出
力電圧ＶTが軸受温度Ｔに対してリニアに変化するの
で、車軸用軸受４１に組み込まれる温度センサがサーミ
スタであっても車軸用軸受４１の異常を高精度に検出す
ることができる。
き等の異常が発生しているか否かを検出する場合には、
サーミスタ１４に抵抗１５を並列に接続し、軸受４１の
温度Ｔを温度検出回路１２で検出する。このように、車
軸用軸受４１の異常を該軸受に組み込まれた温度センサ
により検出する際に、温度センサとしてのサーミスタ１
４に固定抵抗１５を並列に接続すると、温度センサの出
力電圧ＶTが軸受温度Ｔに対してリニアに変化するの
で、車軸用軸受４１に組み込まれる温度センサがサーミ
スタであっても車軸用軸受４１の異常を高精度に検出す
ることができる。
【００２３】なお、上述した実施形態では車軸用軸受に
組み込まれるサーミスタとして負の温度係数を有するＮ
ＴＣサーミスタを用いたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば車軸用軸受に組み込まれるサーミ
スタとして、正の温度係数を有するＰＴＣサーミスタや
シリコンをベースにしたサーミスタ（以下、「シリコン
サーミスタ」という）であるシリコン温度センサを使用
しても良い。また、負の温度係数を持ち特定の温度に達
すると急激な抵抗変化を示すＣＴＲサーミスタなどを用
いても良い。
組み込まれるサーミスタとして負の温度係数を有するＮ
ＴＣサーミスタを用いたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば車軸用軸受に組み込まれるサーミ
スタとして、正の温度係数を有するＰＴＣサーミスタや
シリコンをベースにしたサーミスタ（以下、「シリコン
サーミスタ」という）であるシリコン温度センサを使用
しても良い。また、負の温度係数を持ち特定の温度に達
すると急激な抵抗変化を示すＣＴＲサーミスタなどを用
いても良い。
【００２４】この場合、正の温度係数を有するＰＴＣサ
ーミスタやシリコンサーミスタを使用すると、図１に示
した回路構成のままでサーミスタの合成抵抗のリニアリ
ティーを改善しながらフェイルセーフの考え方を付加す
ることができる。例えば、図１６に示すような温度−抵
抗値特性を有するシリコンサーミスタを図１に示した回
路のサーミスタとして用いると、図１７に示すように、
温度の上昇と共に出力電圧が低下する出力特性を得るこ
とができ、リニアリティーの改善とフェイルセーフの両
方の機能を持たせることができる。
ーミスタやシリコンサーミスタを使用すると、図１に示
した回路構成のままでサーミスタの合成抵抗のリニアリ
ティーを改善しながらフェイルセーフの考え方を付加す
ることができる。例えば、図１６に示すような温度−抵
抗値特性を有するシリコンサーミスタを図１に示した回
路のサーミスタとして用いると、図１７に示すように、
温度の上昇と共に出力電圧が低下する出力特性を得るこ
とができ、リニアリティーの改善とフェイルセーフの両
方の機能を持たせることができる。
【００２５】なお、電線３０または３１が断線した場合
には出力電圧ＶTは０Ｖとなり、軸受温度が高温になっ
た場合の出力電圧の変化方向と同じになり、フェイルセ
ーフの機能を有する。温度測定精度に高い精度が要求さ
れず、シリコンサーミスタの温度−抵抗値特性が図１６
に示すような特性のままでよい場合は、図１に示す固定
抵抗１５はなくても良い。この場合、出力電圧Ｖｔの直
線性は、図１に示す回路に比べて少し悪くなるが、電線
の断線に対するフェイルセーフの機能は有する。
には出力電圧ＶTは０Ｖとなり、軸受温度が高温になっ
た場合の出力電圧の変化方向と同じになり、フェイルセ
ーフの機能を有する。温度測定精度に高い精度が要求さ
れず、シリコンサーミスタの温度−抵抗値特性が図１６
に示すような特性のままでよい場合は、図１に示す固定
抵抗１５はなくても良い。この場合、出力電圧Ｖｔの直
線性は、図１に示す回路に比べて少し悪くなるが、電線
の断線に対するフェイルセーフの機能は有する。
【００２６】なお、温度センサとともに、回転速度セン
サ、振動センサと組み合わせて使用しても良い。
サ、振動センサと組み合わせて使用しても良い。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る軸受
用温度センサは、サーミスタに固定抵抗を並列に接続し
たことにより、サーミスタの温度−抵抗値特性がほぼ直
線的な特性に改善されるので、構成の複雑化やコストの
上昇等を招くことなく軸受の温度を検出することができ
る。
用温度センサは、サーミスタに固定抵抗を並列に接続し
たことにより、サーミスタの温度−抵抗値特性がほぼ直
線的な特性に改善されるので、構成の複雑化やコストの
上昇等を招くことなく軸受の温度を検出することができ
る。
【００２８】また、本発明に係る車軸用軸受の異常検知
方法によれば、車軸用軸受に組み込まれる温度センサが
サーミスタであっても車軸用軸受の異常を高精度に検出
することができる。
方法によれば、車軸用軸受に組み込まれる温度センサが
サーミスタであっても車軸用軸受の異常を高精度に検出
することができる。
【図１】本発明に係る軸受用温度センサの第１の実施形
態を示す回路図である。
態を示す回路図である。
【図２】温度に対するＮＴＣサーミスタの抵抗値特性を
示す線図である。
示す線図である。
【図３】図１に示されるＮＴＣサーミスタと抵抗との合
成抵抗値と温度との関係を示す線図である。
成抵抗値と温度との関係を示す線図である。
【図４】図１に示される温度センサの出力電圧と温度と
の関係を示す線図である。
の関係を示す線図である。
【図５】本発明に係る軸受用温度センサの第２の実施形
態を示す回路図である。
態を示す回路図である。
【図６】本発明に係る軸受用温度センサの第３の実施形
態を示す回路図である。
態を示す回路図である。
【図７】本発明に係る軸受用温度センサの第４の実施形
態を示す回路図である。
態を示す回路図である。
【図８】本発明に係る軸受用温度センサの第５の実施形
態を示す回路図である。
態を示す回路図である。
【図９】本発明に係る軸受用温度センサの第６の実施形
態を示す回路図である。
態を示す回路図である。
【図１０】本発明に係る軸受用温度センサの第７の実施
形態を示す回路図である。
形態を示す回路図である。
【図１１】本発明に係る軸受用温度センサの第８の実施
形態を示す回路図である。
形態を示す回路図である。
【図１２】本発明に係る車軸用軸受の異常検出方法を説
明するための図である。
明するための図である。
【図１３】従来の軸受用温度センサを示す回路図であ
る。
る。
【図１４】温度に対するＮＴＣサーミスタの抵抗値特性
を示す線図である。
を示す線図である。
【図１５】図１３に示される温度センサの出力電圧と軸
受温度との関係を示す線図である。
受温度との関係を示す線図である。
【図１６】シリコンサーミスタの温度−抵抗値特性を示
す線図である。
す線図である。
【図１７】図１に示す回路のサーミスタとしてシリコン
サーミスタを使用した場合の温度センサの出力電圧特性
を示す線図である。
サーミスタを使用した場合の温度センサの出力電圧特性
を示す線図である。
１１ 温度センサ
１２ 温度検出回路
１３ センサケーブル
１４ ＮＴＣサーミスタ
１５ 抵抗
１６ 抵抗
４０ 車軸
４１ 車軸用軸受
４２ 軸箱
４３ 蓋
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 坂谷 郁紀
神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号
日本精工株式会社内
Ｆターム(参考） 2F056 RA06 RA10
3J101 AA16 AA25 AA32 AA43 AA54
AA62 BA77 FA22 GA02
Claims (4)
- 【請求項１】 転がり軸受あるいはその近傍に組み込ま
れたサーミスタの出力から前記転がり軸受の温度を測定
する軸受用温度センサにおいて、 前記サーミスタに、１つ又は複数の固定抵抗を並列に接
続したことを特徴とする軸受用温度センサ。 - 【請求項２】 前記サーミスタは、負の温度係数を有す
るＮＴＣサーミスタであることを特徴とする請求項１記
載の軸受用温度センサ。 - 【請求項３】 前記転がり軸受が車軸用軸受である請求
項１又は２記載の軸受用温度センサ。 - 【請求項４】 車軸用軸受の異常を該軸受に組み込まれ
た温度センサにより検出する際に、１つ又は複数の固定
抵抗を前記温度センサに並列に接続して前記車軸用軸受
の異常を検出することを特徴とする車軸用軸受の異常検
出方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001217160A JP2003075266A (ja) | 2001-06-18 | 2001-07-17 | 軸受用温度センサ及び車軸用軸受の異常検出方法 |
| DE60139757T DE60139757D1 (de) | 2000-12-01 | 2001-11-30 | Wälzlagervorrichtung mit Sensor |
| US09/996,593 US6695483B2 (en) | 2000-12-01 | 2001-11-30 | Sensor and rolling bearing apparatus with sensor |
| EP01128644A EP1211500B1 (en) | 2000-12-01 | 2001-11-30 | Rolling bearing apparatus with sensor |
| US10/643,905 US7014368B2 (en) | 2000-12-01 | 2003-08-20 | Sensor and rolling bearing apparatus with sensor |
| US11/330,148 US20060110086A1 (en) | 2000-12-01 | 2006-01-12 | Sensor and rollling bearing apparatus with sensor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001183578 | 2001-06-18 | ||
| JP2001-183578 | 2001-06-18 | ||
| JP2001217160A JP2003075266A (ja) | 2001-06-18 | 2001-07-17 | 軸受用温度センサ及び車軸用軸受の異常検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003075266A true JP2003075266A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=26617110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001217160A Pending JP2003075266A (ja) | 2000-12-01 | 2001-07-17 | 軸受用温度センサ及び車軸用軸受の異常検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003075266A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011253471A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-15 | Rohm Co Ltd | 基準電圧生成回路、電源装置、液晶表示装置 |
| WO2012032917A1 (ja) | 2010-09-08 | 2012-03-15 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 気体流量測定装置 |
-
2001
- 2001-07-17 JP JP2001217160A patent/JP2003075266A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011253471A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-15 | Rohm Co Ltd | 基準電圧生成回路、電源装置、液晶表示装置 |
| WO2012032917A1 (ja) | 2010-09-08 | 2012-03-15 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 気体流量測定装置 |
| US8844348B2 (en) | 2010-09-08 | 2014-09-30 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Gas flow rate measurement device |
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