JP2003247812A - 油膜厚さ測定装置付き軸受 - Google Patents
油膜厚さ測定装置付き軸受Info
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
Abstract
(57)【要約】
【課題】 油膜厚さの絶対値を測定することが可能な油
膜厚さ測定装置付き軸受を提供する。 【解決手段】 油膜厚さ測定装置１５における４本の共
用光ファイバ５の先端部のセンサ部を、軸受本体１７の
軸方向の４箇所に形成されたセンサ取付部１８ａ〜１８
ｄに接続する。軸受本体１７のすべり面には、蛍光剤入
りの潤滑油を供給する。レーザ光発生器２から発せられ
たレーザ光Ａは、４本に分岐され、各センサ部からすべ
り面の油膜に対して照射される。油膜中の蛍光剤にて発
せられた蛍光Ｂは、それぞれ復路用光ファイバ４を通し
て光電子増倍管７に導かれ、検知される。光電子増倍管
７にて検知される蛍光強度は油膜厚さに比例するため、
油膜厚さの絶対値を測定することが可能となる。この場
合、４箇所の油膜厚さの測定が可能である。
膜厚さ測定装置付き軸受を提供する。 【解決手段】 油膜厚さ測定装置１５における４本の共
用光ファイバ５の先端部のセンサ部を、軸受本体１７の
軸方向の４箇所に形成されたセンサ取付部１８ａ〜１８
ｄに接続する。軸受本体１７のすべり面には、蛍光剤入
りの潤滑油を供給する。レーザ光発生器２から発せられ
たレーザ光Ａは、４本に分岐され、各センサ部からすべ
り面の油膜に対して照射される。油膜中の蛍光剤にて発
せられた蛍光Ｂは、それぞれ復路用光ファイバ４を通し
て光電子増倍管７に導かれ、検知される。光電子増倍管
７にて検知される蛍光強度は油膜厚さに比例するため、
油膜厚さの絶対値を測定することが可能となる。この場
合、４箇所の油膜厚さの測定が可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、すべり面に形成さ
れる油膜の厚さを測定する油膜厚さ測定装置を備えた油
膜厚さ測定装置付き軸受に関する。
れる油膜の厚さを測定する油膜厚さ測定装置を備えた油
膜厚さ測定装置付き軸受に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】従来、例えば軸受のす
べり面に形成される油膜の厚さを測定する方法として
は、静電容量式や渦電流式等がある。しかしながら、こ
れらの方法では、変位の測定精度は高いが、０点（原
点）がドリフトしてしまうという欠点があり、油膜厚さ
の絶対値を測定するものではなかった。
べり面に形成される油膜の厚さを測定する方法として
は、静電容量式や渦電流式等がある。しかしながら、こ
れらの方法では、変位の測定精度は高いが、０点（原
点）がドリフトしてしまうという欠点があり、油膜厚さ
の絶対値を測定するものではなかった。
【０００３】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、油膜厚さの絶対値を測定することが
可能な油膜厚さ測定装置付き軸受を提供することにあ
る。
あり、その目的は、油膜厚さの絶対値を測定することが
可能な油膜厚さ測定装置付き軸受を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、油膜を介して軸を受ける軸受
本体と、この軸受本体のすべり面に形成される前記油膜
の厚さを測定するための油膜厚さ測定装置とを備えたも
のであって、潤滑油に所定波長の蛍光を発する蛍光剤を
混入させるとともに、前記軸受本体にセンサ取付部を設
け、前記油膜厚さ測定装置は、前記蛍光の波長とは異な
る波長のレーザ光を発するレーザ光発生手段と、一端部
が前記センサ取付部に接続され、前記レーザ光発生手段
から発せられたレーザ光を前記軸受本体の前記すべり面
における油膜に対して照射する往路用光ファイバと、一
端部が前記センサ取付部に接続され、前記レーザ光の照
射に基づき前記油膜中の蛍光剤にて発せられた蛍光を受
け入れて外部へ導く復路用光ファイバと、前記復路用光
ファイバを通った蛍光の強度を検知する蛍光強度検知手
段とを具備し、前記蛍光強度検知手段の検知結果に基づ
き前記すべり面における油膜の厚さを測定する構成であ
ることを特徴とする。
めに、請求項１の発明は、油膜を介して軸を受ける軸受
本体と、この軸受本体のすべり面に形成される前記油膜
の厚さを測定するための油膜厚さ測定装置とを備えたも
のであって、潤滑油に所定波長の蛍光を発する蛍光剤を
混入させるとともに、前記軸受本体にセンサ取付部を設
け、前記油膜厚さ測定装置は、前記蛍光の波長とは異な
る波長のレーザ光を発するレーザ光発生手段と、一端部
が前記センサ取付部に接続され、前記レーザ光発生手段
から発せられたレーザ光を前記軸受本体の前記すべり面
における油膜に対して照射する往路用光ファイバと、一
端部が前記センサ取付部に接続され、前記レーザ光の照
射に基づき前記油膜中の蛍光剤にて発せられた蛍光を受
け入れて外部へ導く復路用光ファイバと、前記復路用光
ファイバを通った蛍光の強度を検知する蛍光強度検知手
段とを具備し、前記蛍光強度検知手段の検知結果に基づ
き前記すべり面における油膜の厚さを測定する構成であ
ることを特徴とする。
【０００５】上記した構成において、すべり面に形成さ
れる油膜の厚さを測定する場合、油膜厚さ測定装置のレ
ーザ光発生手段からレーザ光が発せられる。すると、そ
のレーザ光は、往路用光ファイバを通して軸受本体のす
べり面における油膜に対して照射され、その照射に基づ
き、油膜中の蛍光剤にて蛍光が発せられるようになる。
蛍光剤にて発せられた蛍光は、復路用光ファイバを通し
て蛍光強度検知手段に導かれ、この蛍光強度検知手段に
より、復路用光ファイバを通った蛍光の強度が検知され
る。
れる油膜の厚さを測定する場合、油膜厚さ測定装置のレ
ーザ光発生手段からレーザ光が発せられる。すると、そ
のレーザ光は、往路用光ファイバを通して軸受本体のす
べり面における油膜に対して照射され、その照射に基づ
き、油膜中の蛍光剤にて蛍光が発せられるようになる。
蛍光剤にて発せられた蛍光は、復路用光ファイバを通し
て蛍光強度検知手段に導かれ、この蛍光強度検知手段に
より、復路用光ファイバを通った蛍光の強度が検知され
る。
【０００６】このとき、油膜の厚さと油膜中の蛍光剤の
量とが比例し、蛍光剤から発せられる蛍光強度もそれに
比例することになる。従って、その蛍光強度を検知する
蛍光強度検知手段の検知結果に基づいて油膜の厚さの絶
対値を測定することが可能となる。このような構成の軸
受によれば、この結果を、軸受の保守・点検等に利用す
ることができる。
量とが比例し、蛍光剤から発せられる蛍光強度もそれに
比例することになる。従って、その蛍光強度を検知する
蛍光強度検知手段の検知結果に基づいて油膜の厚さの絶
対値を測定することが可能となる。このような構成の軸
受によれば、この結果を、軸受の保守・点検等に利用す
ることができる。
【０００７】また、上記したものによれば、センサ部分
に光ファイバを用いているので、センサ取付部の取付ス
ペースが小さくてすみ、また、取り付け位置の自由度が
高い。さらには、光による伝達であるため、電気ノイズ
に影響されない利点もある。
に光ファイバを用いているので、センサ取付部の取付ス
ペースが小さくてすみ、また、取り付け位置の自由度が
高い。さらには、光による伝達であるため、電気ノイズ
に影響されない利点もある。
【０００８】請求項２の発明は、往路用光ファイバと復
路用光ファイバは、センサ取付部付近で１本の光ファイ
バにより共用化していることを特徴とする。これによれ
ば、センサ取付部には１本の光ファイバを接続すればよ
いため、そのセンサ取付部を一層小さくすることが可能
となる。
路用光ファイバは、センサ取付部付近で１本の光ファイ
バにより共用化していることを特徴とする。これによれ
ば、センサ取付部には１本の光ファイバを接続すればよ
いため、そのセンサ取付部を一層小さくすることが可能
となる。
【０００９】請求項３の発明は、上記請求項２の発明に
おいて、蛍光強度検知手段の入り口側に、蛍光に対応す
る波長以外の光の通過を遮断する光学フィルタを備えた
ことを特徴とする。これによれば、光学フィルタによ
り、蛍光に対応する波長以外の光の通過がカットされる
ので、蛍光強度検知手段には蛍光剤にて発せられた蛍光
のみが入射するようになり、蛍光強度を良好に検知する
ことができ、ひいては油膜厚さを極力正確に測定するこ
とが可能となる。
おいて、蛍光強度検知手段の入り口側に、蛍光に対応す
る波長以外の光の通過を遮断する光学フィルタを備えた
ことを特徴とする。これによれば、光学フィルタによ
り、蛍光に対応する波長以外の光の通過がカットされる
ので、蛍光強度検知手段には蛍光剤にて発せられた蛍光
のみが入射するようになり、蛍光強度を良好に検知する
ことができ、ひいては油膜厚さを極力正確に測定するこ
とが可能となる。
【００１０】請求項４の発明は、軸受本体はセンサ取付
部を複数箇所に有していて、油膜厚さ測定装置は、前記
センサ取付部に接続される往路用光ファイバと復路用光
ファイバを複数組有していることを特徴とする。これに
よれば、軸受本体の複数箇所の油膜厚さを測定すること
が可能となる。
部を複数箇所に有していて、油膜厚さ測定装置は、前記
センサ取付部に接続される往路用光ファイバと復路用光
ファイバを複数組有していることを特徴とする。これに
よれば、軸受本体の複数箇所の油膜厚さを測定すること
が可能となる。
【００１１】請求項５の発明は、上記請求項４の発明に
おいて、センサ取付部は、軸受本体の軸方向の複数箇所
に設けられていることを特徴とする。これによれば、軸
受本体と軸との傾き状態を検出することが可能となる。
おいて、センサ取付部は、軸受本体の軸方向の複数箇所
に設けられていることを特徴とする。これによれば、軸
受本体と軸との傾き状態を検出することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図面を参照して説明する。まず、油膜厚さ測定装置の測
定原理について、図５を参照して説明する。図５（ａ）
において、油膜厚さ測定装置１は、レーザ光発生手段を
構成するレーザ光発生器２と、往路用光ファイバ３と、
復路用光ファイバ４と、往路用光ファイバと復路用光フ
ァイバとを共用化した共用光ファイバ５と、これら往路
用光ファイバ３と復路用光ファイバ４と共用光ファイバ
５とをＹ字状に接続した光ファイバカプラ６と、蛍光強
度検知手段を構成する光電子増倍管７と、この光電子増
倍管７の入り口側に設けられた光学フィルタ８とから構
成されている。
図面を参照して説明する。まず、油膜厚さ測定装置の測
定原理について、図５を参照して説明する。図５（ａ）
において、油膜厚さ測定装置１は、レーザ光発生手段を
構成するレーザ光発生器２と、往路用光ファイバ３と、
復路用光ファイバ４と、往路用光ファイバと復路用光フ
ァイバとを共用化した共用光ファイバ５と、これら往路
用光ファイバ３と復路用光ファイバ４と共用光ファイバ
５とをＹ字状に接続した光ファイバカプラ６と、蛍光強
度検知手段を構成する光電子増倍管７と、この光電子増
倍管７の入り口側に設けられた光学フィルタ８とから構
成されている。
【００１３】上記レーザ光発生器２は、この場合Ｈｅ−
Ｃｄレーザ発生器であり、波長が４４２ｎｍのレーザ光
を発する。光学フィルタ８は、後述する蛍光の波長であ
る５００ｎｍに対して±１０ｎｍの光のみを通過させ、
それ以外の光の通過を遮断する５００ｎｍのバンドパス
フィルタである。光電子増倍管７は、この光学フィルタ
８を通過した光の強度を検知する。上記各光ファイバ
３，４，５は、コアの直径が５０μｍのものである。こ
れらのうち共用光ファイバ５の先端部をセンサ部５ａと
している。
Ｃｄレーザ発生器であり、波長が４４２ｎｍのレーザ光
を発する。光学フィルタ８は、後述する蛍光の波長であ
る５００ｎｍに対して±１０ｎｍの光のみを通過させ、
それ以外の光の通過を遮断する５００ｎｍのバンドパス
フィルタである。光電子増倍管７は、この光学フィルタ
８を通過した光の強度を検知する。上記各光ファイバ
３，４，５は、コアの直径が５０μｍのものである。こ
れらのうち共用光ファイバ５の先端部をセンサ部５ａと
している。
【００１４】一方、測定対象となる潤滑油には、予め蛍
光剤を混入させておく。蛍光剤としては、例えばクマリ
ン５４０（商品名）を用いる。この蛍光剤は、最大蛍光
波長５００ｎｍの蛍光を発する。潤滑油中の蛍光剤の濃
度は、５×１０−４ｍｏｌ／ｌとする。この蛍光剤入り
の潤滑油を２枚の金属板９，９間に挟み、これら金属板
９，９間に油膜１０を形成する。２枚の金属板９のうち
図中上側の金属板９には、厚さ方向に貫通する貫通孔か
らなるセンサ取付部１１(図５(ｂ)参照)が形成されてい
て、このセンサ取付部１１に、上記共用光ファイバ５の
センサ部５ａを挿入接続している。
光剤を混入させておく。蛍光剤としては、例えばクマリ
ン５４０（商品名）を用いる。この蛍光剤は、最大蛍光
波長５００ｎｍの蛍光を発する。潤滑油中の蛍光剤の濃
度は、５×１０−４ｍｏｌ／ｌとする。この蛍光剤入り
の潤滑油を２枚の金属板９，９間に挟み、これら金属板
９，９間に油膜１０を形成する。２枚の金属板９のうち
図中上側の金属板９には、厚さ方向に貫通する貫通孔か
らなるセンサ取付部１１(図５(ｂ)参照)が形成されてい
て、このセンサ取付部１１に、上記共用光ファイバ５の
センサ部５ａを挿入接続している。
【００１５】上記構成において、油膜１０の厚さを測定
する場合には、レーザ光発生器２から波長が４４２ｎｍ
のレーザ光Ａを発する。すると、そのレーザ光Ａは、矢
印で示すように、往路用光ファイバ３、光ファイバカプ
ラ６、及び共用光ファイバ５を通り、センサ部５ａから
油膜１０に対して照射される(図５(ｂ)参照)。そのレー
ザ光Ａの照射に基づき、油膜１０中の蛍光剤にて蛍光Ｂ
が発せられるようになる。その蛍光Ｂは、矢印で示すよ
うに、共用光ファイバ５、光ファイバカプラ６、復路用
光ファイバ４、及び光学フィルタ８を通して光電子増倍
管７に導かれる。
する場合には、レーザ光発生器２から波長が４４２ｎｍ
のレーザ光Ａを発する。すると、そのレーザ光Ａは、矢
印で示すように、往路用光ファイバ３、光ファイバカプ
ラ６、及び共用光ファイバ５を通り、センサ部５ａから
油膜１０に対して照射される(図５(ｂ)参照)。そのレー
ザ光Ａの照射に基づき、油膜１０中の蛍光剤にて蛍光Ｂ
が発せられるようになる。その蛍光Ｂは、矢印で示すよ
うに、共用光ファイバ５、光ファイバカプラ６、復路用
光ファイバ４、及び光学フィルタ８を通して光電子増倍
管７に導かれる。
【００１６】このとき、レーザ光Ａのうち、図５（ａ）
の経路に示すように、測定面（油膜１０の表面）で反
射したものと、経路で示すように、光ファイバカプラ
６で反射したものも、不必要な光として光電子増倍管７
側へ向かうようになる。しかしながら、光電子増倍管７
の入り口側には、５００ｎｍのバンドパスフィルタから
なる光学フィルタ８が設けられているため、蛍光Ｂの波
長５００ｎｍに対して±１０ｎｍの光のみが光学フィル
タ８を通過して光電子増倍管７に導かれ、その波長から
外れた光であるレーザ光Ａは当該光学フィルタ８を通過
することが遮断される。この結果、光電子増倍管７によ
り、光学フィルタ８を通過した蛍光Ｂのみの強度が検知
される。
の経路に示すように、測定面（油膜１０の表面）で反
射したものと、経路で示すように、光ファイバカプラ
６で反射したものも、不必要な光として光電子増倍管７
側へ向かうようになる。しかしながら、光電子増倍管７
の入り口側には、５００ｎｍのバンドパスフィルタから
なる光学フィルタ８が設けられているため、蛍光Ｂの波
長５００ｎｍに対して±１０ｎｍの光のみが光学フィル
タ８を通過して光電子増倍管７に導かれ、その波長から
外れた光であるレーザ光Ａは当該光学フィルタ８を通過
することが遮断される。この結果、光電子増倍管７によ
り、光学フィルタ８を通過した蛍光Ｂのみの強度が検知
される。
【００１７】ここで、上記油膜１０の厚さと油膜１０中
の蛍光剤の量とが比例し、蛍光剤から発せられる蛍光Ｂ
の強度もそれに比例することになる。従って、光電子増
倍管７により、油膜１０厚さに応じた蛍光Ｂ強度のみを
計測することで、油膜１０の厚さの絶対値を測定するこ
とが可能となる。
の蛍光剤の量とが比例し、蛍光剤から発せられる蛍光Ｂ
の強度もそれに比例することになる。従って、光電子増
倍管７により、油膜１０厚さに応じた蛍光Ｂ強度のみを
計測することで、油膜１０の厚さの絶対値を測定するこ
とが可能となる。
【００１８】次に、検定方法について、図６及び図７を
参照して説明する。図６に示すように、２枚の金属板
９，９間に０μｍ〜１００μｍの各油膜厚さを作り出
し、そのとき光電子増倍管７から出力される電圧値を検
定値として用いた。各油膜厚さは、シックネスシート１
２やめっきを用いて作成した。図７に検定結果を示す。
従って、この図７のデータを用いることで、光電子増倍
管７の出力から油膜厚さの絶対値を測定することが可能
となる。
参照して説明する。図６に示すように、２枚の金属板
９，９間に０μｍ〜１００μｍの各油膜厚さを作り出
し、そのとき光電子増倍管７から出力される電圧値を検
定値として用いた。各油膜厚さは、シックネスシート１
２やめっきを用いて作成した。図７に検定結果を示す。
従って、この図７のデータを用いることで、光電子増倍
管７の出力から油膜厚さの絶対値を測定することが可能
となる。
【００１９】さて、図１には、本発明の油膜厚さ測定装
置１５を備えた軸受１６が示されており、以下これにつ
いて説明する。なお、油膜厚さ測定装置１５において、
上記油膜厚さ測定装置１と同一の部分には同一の符号を
付して説明は省略する。
置１５を備えた軸受１６が示されており、以下これにつ
いて説明する。なお、油膜厚さ測定装置１５において、
上記油膜厚さ測定装置１と同一の部分には同一の符号を
付して説明は省略する。
【００２０】油膜厚さ測定装置１５において、レーザ光
発生器２に接続された１本の往路用光ファイバ３を、３
個の光ファイバカプラ６を用いて４本の往路用光ファイ
バ３に分岐させ、これら４本の往路用光ファイバ３に、
それぞれ光ファイバカプラ６を介して共用光ファイバ５
を接続している。共用光ファイバ５が接続された４個の
各光ファイバカプラ６には、復路用光ファイバ４が接続
されていて、これら各復路用光ファイバ４に、光学フィ
ルタ８を介して光電子増倍管７が接続されている。
発生器２に接続された１本の往路用光ファイバ３を、３
個の光ファイバカプラ６を用いて４本の往路用光ファイ
バ３に分岐させ、これら４本の往路用光ファイバ３に、
それぞれ光ファイバカプラ６を介して共用光ファイバ５
を接続している。共用光ファイバ５が接続された４個の
各光ファイバカプラ６には、復路用光ファイバ４が接続
されていて、これら各復路用光ファイバ４に、光学フィ
ルタ８を介して光電子増倍管７が接続されている。
【００２１】一方、軸受１６は、半円筒状をなす半割軸
受にて構成されている。この軸受１６の軸受本体１７に
は、軸方向(軸受本体１７の幅方向)の４箇所にセンサ取
付部１８ａ〜１８ｄが形成されていて、これら各センサ
取付部１８ａ〜１８ｄに、上記共用光ファイバ５のセン
サ部が挿入接続されている。この場合、４箇所のセンサ
取付部１８ａ〜１８ｄのうち、１８ａと１８ｄは軸方向
の左端部及び右端部に配置され、１８ｃは軸方向中央部
に配置され、残りの１８ｂは左端部と中央部との間に配
置されている。
受にて構成されている。この軸受１６の軸受本体１７に
は、軸方向(軸受本体１７の幅方向)の４箇所にセンサ取
付部１８ａ〜１８ｄが形成されていて、これら各センサ
取付部１８ａ〜１８ｄに、上記共用光ファイバ５のセン
サ部が挿入接続されている。この場合、４箇所のセンサ
取付部１８ａ〜１８ｄのうち、１８ａと１８ｄは軸方向
の左端部及び右端部に配置され、１８ｃは軸方向中央部
に配置され、残りの１８ｂは左端部と中央部との間に配
置されている。
【００２２】上記構成において、１箇所のレーザ光発生
器２から発せられたレーザ光Ａは、４本の往路用光ファ
イバ３に分岐された後、４本の共用光ファイバ５の各セ
ンサ部５ａから油膜に照射されるようになる。また、油
膜中の蛍光剤にて発せられた蛍光Ｂは、各共用光ファイ
バ５及び復路用光ファイバ４を通り、各光電子増倍管７
に導かれ、これら各光電子増倍管７により、各測定点
（各センサ取付部１８ａ〜１８ｄ）における油膜の厚さ
を測定することが可能である。
器２から発せられたレーザ光Ａは、４本の往路用光ファ
イバ３に分岐された後、４本の共用光ファイバ５の各セ
ンサ部５ａから油膜に照射されるようになる。また、油
膜中の蛍光剤にて発せられた蛍光Ｂは、各共用光ファイ
バ５及び復路用光ファイバ４を通り、各光電子増倍管７
に導かれ、これら各光電子増倍管７により、各測定点
（各センサ取付部１８ａ〜１８ｄ）における油膜の厚さ
を測定することが可能である。
【００２３】図２（ａ）には、上記軸受１６を、試験装
置２０に適用した例が示されている。軸受１６は、半割
軸受を２個突き合わせて円筒状に構成され、コンロッド
２１の内周部に配置されている。この軸受１６に軸２２
が挿通されていて、軸２２は、軸方向両側において玉軸
受２３により回転自在に支持されている。コンロッド２
１の下方には荷重位置調整用のピストン２４が配置され
ていて、油圧による荷重Ｆが、ピストン２４及びコンロ
ッド２１を介して軸受１６に与えられる構成となってい
る。そして、軸受１６における軸受本体１７のすべり面
となる内周面と軸２２との間には上記蛍光剤入りの潤滑
油が供給され、軸２２は、その潤滑油の油膜を介して軸
受本体１７に受けられる。軸受本体１７におけるセンサ
取付部１８ａ〜１８ｄは、図中最下部に配置されてい
て、軸方向両端部のセンサ取付部１８ａ，１８ｄと、軸
方向中央部のセンサ取付部１８ｃとの３箇所で油膜厚さ
を測定する構成としている。
置２０に適用した例が示されている。軸受１６は、半割
軸受を２個突き合わせて円筒状に構成され、コンロッド
２１の内周部に配置されている。この軸受１６に軸２２
が挿通されていて、軸２２は、軸方向両側において玉軸
受２３により回転自在に支持されている。コンロッド２
１の下方には荷重位置調整用のピストン２４が配置され
ていて、油圧による荷重Ｆが、ピストン２４及びコンロ
ッド２１を介して軸受１６に与えられる構成となってい
る。そして、軸受１６における軸受本体１７のすべり面
となる内周面と軸２２との間には上記蛍光剤入りの潤滑
油が供給され、軸２２は、その潤滑油の油膜を介して軸
受本体１７に受けられる。軸受本体１７におけるセンサ
取付部１８ａ〜１８ｄは、図中最下部に配置されてい
て、軸方向両端部のセンサ取付部１８ａ，１８ｄと、軸
方向中央部のセンサ取付部１８ｃとの３箇所で油膜厚さ
を測定する構成としている。
【００２４】図２，３，４に試験結果を示している。こ
の試験において、軸受本体１７に加える荷重Ｆは２５０
Ｎと５００Ｎとした。図２は、軸２２に対して軸受本体
１７がほぼ平行の場合であり、この場合には、（ｂ）に
示すように、油膜の厚さは、左右両端部と中央部とでほ
ぼ同じとなっていることがわかる。図３は、軸２２に対
して軸受本体１７が右下がりに傾斜した場合であり、こ
の場合には、（ｂ）に示すように、油膜の厚さは、右側
の端部から左側の端部へ向かうに従って薄くなっている
ことがわかる。図４は、軸２２に対して軸受本体１７が
左下がりに傾斜した場合であり、この場合には、（ｂ）
に示すように、油膜の厚さは、左側の端部から右側の端
部へ向かうに従って薄くなっていることがわかる。
の試験において、軸受本体１７に加える荷重Ｆは２５０
Ｎと５００Ｎとした。図２は、軸２２に対して軸受本体
１７がほぼ平行の場合であり、この場合には、（ｂ）に
示すように、油膜の厚さは、左右両端部と中央部とでほ
ぼ同じとなっていることがわかる。図３は、軸２２に対
して軸受本体１７が右下がりに傾斜した場合であり、こ
の場合には、（ｂ）に示すように、油膜の厚さは、右側
の端部から左側の端部へ向かうに従って薄くなっている
ことがわかる。図４は、軸２２に対して軸受本体１７が
左下がりに傾斜した場合であり、この場合には、（ｂ）
に示すように、油膜の厚さは、左側の端部から右側の端
部へ向かうに従って薄くなっていることがわかる。
【００２５】上記した実施例によれば、次のような効果
を得ることができる。軸受１６が備えた油膜厚さ測定装
置１５は、軸受本体１７のすべり面に形成される油膜の
厚さの絶対値を測定することができ、この結果を軸受１
６の保守・点検等に利用することができるようになる。
を得ることができる。軸受１６が備えた油膜厚さ測定装
置１５は、軸受本体１７のすべり面に形成される油膜の
厚さの絶対値を測定することができ、この結果を軸受１
６の保守・点検等に利用することができるようになる。
【００２６】油膜厚さ測定装置１５は、センサ部分に光
ファイバを用いているので、軸受本体１７におけるセン
サ取付部１８ａ〜１８ｄの取付スペースが小さくてす
み、また、取り付け位置の自由度が高い。さらには、光
による伝達であるため、電気ノイズに影響されない利点
もある。
ファイバを用いているので、軸受本体１７におけるセン
サ取付部１８ａ〜１８ｄの取付スペースが小さくてす
み、また、取り付け位置の自由度が高い。さらには、光
による伝達であるため、電気ノイズに影響されない利点
もある。
【００２７】往路用光ファイバ３と復路用光ファイバ４
は、各センサ取付部１８ａ〜１８ｄ付近において、それ
ぞれ１本の共用光ファイバ５により共用化しているの
で、各センサ取付部１８ａ〜１８ｄにはそれぞれ１本の
共用光ファイバ５を接続すればよく、各センサ取付部１
８ａ〜１８ｄとしては、２本の光ファイバを接続する場
合に比べて小さくすることができる。
は、各センサ取付部１８ａ〜１８ｄ付近において、それ
ぞれ１本の共用光ファイバ５により共用化しているの
で、各センサ取付部１８ａ〜１８ｄにはそれぞれ１本の
共用光ファイバ５を接続すればよく、各センサ取付部１
８ａ〜１８ｄとしては、２本の光ファイバを接続する場
合に比べて小さくすることができる。
【００２８】各光電子増倍管７の入り口側には蛍光Ｂに
対応する波長以外の光の通過を遮断する光学フィルタ８
を設けているので、光電子増倍管７には油膜中の蛍光剤
にて発せられた蛍光Ｂのみが入射するようになり、蛍光
強度を良好に検知することができ、ひいては油膜厚さを
極力正確に測定することが可能となる。
対応する波長以外の光の通過を遮断する光学フィルタ８
を設けているので、光電子増倍管７には油膜中の蛍光剤
にて発せられた蛍光Ｂのみが入射するようになり、蛍光
強度を良好に検知することができ、ひいては油膜厚さを
極力正確に測定することが可能となる。
【００２９】軸受本体１７の軸方向の複数箇所にセンサ
取付部１８ａ〜１８ｄを設け、これら各センサ取付部１
８ａ〜１８ｄにおいて油膜厚さの測定が可能な構成であ
るから、軸受本体１７と軸２２との傾き状態を検出する
ことが可能となり、その結果を軸受１６の保守・点検に
利用することが可能となる。
取付部１８ａ〜１８ｄを設け、これら各センサ取付部１
８ａ〜１８ｄにおいて油膜厚さの測定が可能な構成であ
るから、軸受本体１７と軸２２との傾き状態を検出する
ことが可能となり、その結果を軸受１６の保守・点検に
利用することが可能となる。
【００３０】１台のレーザ光発生器２から発せられるレ
ーザ光を複数本に分岐させ、複数箇所の油膜厚さを同時
に測定することができる構成としているので、複数箇所
の測定が可能なものでありながら、構成をコンパクト化
できる。
ーザ光を複数本に分岐させ、複数箇所の油膜厚さを同時
に測定することができる構成としているので、複数箇所
の測定が可能なものでありながら、構成をコンパクト化
できる。
【００３１】本発明は、上記した実施例にのみ限定され
るものではなく、次のように変形または拡張できる。セ
ンサ取付部１８ａ〜１８ｄは、軸受本体１７の軸方向に
設けることに代えて、軸受本体１７の円周方向に設ける
構成としてもよい。センサ取付部は、軸受本体１７に１
箇所のみでもよい。
るものではなく、次のように変形または拡張できる。セ
ンサ取付部１８ａ〜１８ｄは、軸受本体１７の軸方向に
設けることに代えて、軸受本体１７の円周方向に設ける
構成としてもよい。センサ取付部は、軸受本体１７に１
箇所のみでもよい。
【図１】本発明の一実施例を示す全体の構成図
【図２】軸に対して軸受本体がほぼ平行な状態での使用
例を示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は油膜厚さの
測定結果を示す図
例を示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は油膜厚さの
測定結果を示す図
【図３】軸に対して軸受本体が右下がりに傾斜した状態
での使用例を示す図２相当図
での使用例を示す図２相当図
【図４】軸に対して軸受本体が左下がりに傾斜した状態
での使用例を示す図２相当図
での使用例を示す図２相当図
【図５】油膜厚さ測定装置の測定原理を示すもので、
（ａ）は全体の構成図、（ｂ）は（ａ）におけるＳ部分
の拡大断面図
（ａ）は全体の構成図、（ｂ）は（ａ）におけるＳ部分
の拡大断面図
【図６】検定方法を説明するための断面図
【図７】検定結果を示すもので、油膜厚さと光電子増倍
管の電圧出力との関係を示す図
管の電圧出力との関係を示す図
図面中、１は油膜厚さ測定装置、２はレーザ光発生器
（レーザ光発生手段）、３は往路用光ファイバ、４は復
路用光ファイバ、５は共用光ファイバ（往路用光ファイ
バ、復路用光ファイバ）、６は光ファイバカプラ、７は
光電子増倍管(蛍光強度検知手段)、８は光学フィルタ、
１０は油膜、１１はセンサ取付部、１２はシックネスシ
ート、１５は油膜厚さ測定装置、１６は軸受、１７は軸
受本体、１８ａ〜１８ｄはセンサ取付部、２０は試験装
置、２２は軸を示す。
（レーザ光発生手段）、３は往路用光ファイバ、４は復
路用光ファイバ、５は共用光ファイバ（往路用光ファイ
バ、復路用光ファイバ）、６は光ファイバカプラ、７は
光電子増倍管(蛍光強度検知手段)、８は光学フィルタ、
１０は油膜、１１はセンサ取付部、１２はシックネスシ
ート、１５は油膜厚さ測定装置、１６は軸受、１７は軸
受本体、１８ａ〜１８ｄはセンサ取付部、２０は試験装
置、２２は軸を示す。
フロントページの続き
(72)発明者 岡本 裕
名古屋市北区猿投町２番地 大同メタル工
業株式会社内
(72)発明者 柴山 隆之
名古屋市北区猿投町２番地 大同メタル工
業株式会社内
Ｆターム(参考） 2F065 AA30 BB06 BB30 EE11 FF41
FF46 GG05 GG22 JJ01 JJ17
LL02 LL22
2G043 AA03 BA15 CA03 DA01 EA01
FA05 GA01 GB01 HA05 JA02
KA02 KA05 KA09 LA02
3J011 EA04
Claims (5)
- 【請求項１】 油膜を介して軸を受ける軸受本体と、こ
の軸受本体のすべり面に形成される前記油膜の厚さを測
定するための油膜厚さ測定装置とを備えたものであっ
て、 潤滑油に所定波長の蛍光を発する蛍光剤を混入させると
ともに、前記軸受本体にセンサ取付部を設け、 前記油膜厚さ測定装置は、 前記蛍光の波長とは異なる波長のレーザ光を発するレー
ザ光発生手段と、 一端部が前記センサ取付部に接続され、前記レーザ光発
生手段から発せられたレーザ光を前記軸受本体の前記す
べり面における油膜に対して照射する往路用光ファイバ
と、 一端部が前記センサ取付部に接続され、前記レーザ光の
照射に基づき前記油膜中の蛍光剤にて発せられた蛍光を
受け入れて外部へ導く復路用光ファイバと、 前記復路用光ファイバを通った蛍光の強度を検知する蛍
光強度検知手段とを具備し、 前記蛍光強度検知手段の検知結果に基づき前記すべり面
における油膜の厚さを測定する構成であることを特徴と
する油膜厚さ測定装置付き軸受。 - 【請求項２】 往路用光ファイバと復路用光ファイバ
は、センサ取付部付近で１本の光ファイバにより共用化
していることを特徴とする請求項１記載の油膜厚さ測定
装置付き軸受。 - 【請求項３】 蛍光強度検知手段の入り口側に、蛍光に
対応する波長以外の光の通過を遮断する光学フィルタを
備えたことを特徴とする請求項２記載の油膜厚さ測定装
置付き軸受。 - 【請求項４】 軸受本体はセンサ取付部を複数箇所に有
していて、油膜厚さ測定装置は、前記センサ取付部に接
続される往路用光ファイバと復路用光ファイバを複数組
有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の油膜厚さ測定装置付き軸受。 - 【請求項５】 センサ取付部は、軸受本体の軸方向の複
数箇所に設けられていることを特徴とする請求項４記載
の油膜厚さ測定装置付き軸受。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002051465A JP4033334B2 (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 油膜厚さ測定装置付き軸受 |
| US10/342,609 US7126677B2 (en) | 2002-02-27 | 2003-01-15 | Bearing with oil film thickness measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002051465A JP4033334B2 (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 油膜厚さ測定装置付き軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003247812A true JP2003247812A (ja) | 2003-09-05 |
| JP4033334B2 JP4033334B2 (ja) | 2008-01-16 |
Family
ID=27750854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002051465A Expired - Fee Related JP4033334B2 (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 油膜厚さ測定装置付き軸受 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7126677B2 (ja) |
| JP (1) | JP4033334B2 (ja) |
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| JP2008121170A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | シュープレス装置及びその加圧脱水方法 |
| JP2019045234A (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | 株式会社ジェイテクト | 測定方法 |
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| US11429165B1 (en) | 2021-02-05 | 2022-08-30 | Dell Products L.P. | System and method for detecting oily residue in two-phase immersion cooling systems |
| US11435410B1 (en) | 2021-02-24 | 2022-09-06 | Dell Products L.P. | System and method for detecting metal migration in two-phase immersion cooling systems |
| US11965846B2 (en) | 2021-04-23 | 2024-04-23 | Dell Products L.P. | System and method for detecting contamination in two-phase immersion cooling systems based on temperature |
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| CN102980523B (zh) * | 2012-11-30 | 2015-06-24 | 清华大学 | 测量球面与球面接触下润滑液膜厚度的实验装置 |
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| CN109612653A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-12 | 人本集团有限公司 | 一种轴承动态漏油检测装置 |
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| US4956558A (en) * | 1989-03-16 | 1990-09-11 | Battelle Memorial Institute | System for measuring film thickness |
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-
2002
- 2002-02-27 JP JP2002051465A patent/JP4033334B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-15 US US10/342,609 patent/US7126677B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030160973A1 (en) | 2003-08-28 |
| JP4033334B2 (ja) | 2008-01-16 |
| US7126677B2 (en) | 2006-10-24 |
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