JP2003254840A - センサ付軸受装置及びセンサ付軸受装置の温度検知方法 - Google Patents
センサ付軸受装置及びセンサ付軸受装置の温度検知方法Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
- F16C19/525—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to temperature and heat, e.g. insulation
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
- F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
- F16C19/383—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
- F16C19/385—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
- F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 転動装置の振動等の状態を正確に外部に知ら
せることができる検出器及びセンサ付転動装置を提供す
る。 【解決手段】 静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転
動体が複数設けられた転がり軸受３と、温度センサ３０
とを備えたセンサ付軸受装置であって、予め求められ
た、転がり軸受３の実際の温度と温度センサ３０による
検出温度との関係に基づき、温度センサ３０からリアル
タイムで求められる検出温度から、その時点の転がり軸
受３の実際の温度を推定する制御手段３５を備えてい
る。
せることができる検出器及びセンサ付転動装置を提供す
る。 【解決手段】 静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転
動体が複数設けられた転がり軸受３と、温度センサ３０
とを備えたセンサ付軸受装置であって、予め求められ
た、転がり軸受３の実際の温度と温度センサ３０による
検出温度との関係に基づき、温度センサ３０からリアル
タイムで求められる検出温度から、その時点の転がり軸
受３の実際の温度を推定する制御手段３５を備えてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、センサ付軸受装置
に関し、鉄道車両或いは自動車の車輪の回転軸や、圧延
機等の各種産業機械装置の回転軸を、車体或いは支持台
等の固定部分に回転自在に支持すると共に、運転状態で
の軸受の温度等を検出するのに、好適に用いられる。
に関し、鉄道車両或いは自動車の車輪の回転軸や、圧延
機等の各種産業機械装置の回転軸を、車体或いは支持台
等の固定部分に回転自在に支持すると共に、運転状態で
の軸受の温度等を検出するのに、好適に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】例えば鉄道車両の車輪を設けた車軸を、
この鉄道車両に固定した軸受箱（ハウジング）に対し回
転自在に支持するために、転がり軸受が用いられてい
る。転がり軸受部分で異常が発生してこの転がり軸受が
焼き付くのを防止するために、転がり軸受に温度センサ
が組み込まれ、温度センサによる検出温度から異常発生
を検知することが行われている。
この鉄道車両に固定した軸受箱（ハウジング）に対し回
転自在に支持するために、転がり軸受が用いられてい
る。転がり軸受部分で異常が発生してこの転がり軸受が
焼き付くのを防止するために、転がり軸受に温度センサ
が組み込まれ、温度センサによる検出温度から異常発生
を検知することが行われている。
【０００３】図５に、従来の鉄道車両用の温度センサ付
回転支持装置の一例を示す。図示しない車輪を支持固定
した状態で、使用時に回転する回転部材である車軸１
は、使用時にも回転しない静止部材である軸受箱２の内
径側に、転がり軸受である複列円すいころ軸受３によ
り、回転自在に支持されている。この複列円すいころ軸
受３は、互いに同心に配置された静止側軌道輪である外
輪４及び回転側軌道輪である一対の内輪５，５と、複列
に配置された転動体である円すいころ６，６とを備えて
いる。外輪４は、全体が円筒状に形成され、内周面に、
静止側軌道である複列の外輪軌道７，７を有している。
外輪軌道７，７は、それぞれが円すい内面状で、外輪４
の軸方向端部に向かうほど内径が大きくなる方向に傾斜
している。
回転支持装置の一例を示す。図示しない車輪を支持固定
した状態で、使用時に回転する回転部材である車軸１
は、使用時にも回転しない静止部材である軸受箱２の内
径側に、転がり軸受である複列円すいころ軸受３によ
り、回転自在に支持されている。この複列円すいころ軸
受３は、互いに同心に配置された静止側軌道輪である外
輪４及び回転側軌道輪である一対の内輪５，５と、複列
に配置された転動体である円すいころ６，６とを備えて
いる。外輪４は、全体が円筒状に形成され、内周面に、
静止側軌道である複列の外輪軌道７，７を有している。
外輪軌道７，７は、それぞれが円すい内面状で、外輪４
の軸方向端部に向かうほど内径が大きくなる方向に傾斜
している。
【０００４】一対の内輪５，５は、それぞれ略短円筒状
に形成され、それぞれの外周面に、回転側軌道である円
すい外面状の内輪軌道８を有している。これら内輪５，
５は、小径側の端面同士を間座９を介して互いに突き合
わせた状態で、外輪４の内径側に外輪４と同心に配置さ
れている。円すいころ６は、上記各外輪軌道７，７と内
輪軌道８，８との間に、それぞれ複数個ずつ配置され、
保持器１０，１０により転動自在に保持されている。
に形成され、それぞれの外周面に、回転側軌道である円
すい外面状の内輪軌道８を有している。これら内輪５，
５は、小径側の端面同士を間座９を介して互いに突き合
わせた状態で、外輪４の内径側に外輪４と同心に配置さ
れている。円すいころ６は、上記各外輪軌道７，７と内
輪軌道８，８との間に、それぞれ複数個ずつ配置され、
保持器１０，１０により転動自在に保持されている。
【０００５】外輪４は、軸受箱２に内嵌保持されてい
る。各内輪５，５は、間座９と共に、車軸１の外端（図
５の左端）寄り部分に外嵌されている。車軸１の外端部
で軸方向外側の内輪５よりも突出した部分には、油切り
と称される環状部材１１が外嵌されている。また、内側
の内輪５の内端面は、別の環状部材１１ａを介して、車
軸１の中間部に形成された段差面１２に突き当てられて
いる。したがって、一対の内輪５，５が、図５の状態よ
りも車軸１の中央寄り（図５の右寄り）に変位すること
はない。そして、車軸１の外端部に外嵌した有底円筒状
の押さえブラケット１３により、環状部材１１を外側の
内輪５の外端面に向けて押し付けている。押さえブラケ
ット１３は、車軸１の外端面に複数本のボルト１４，１
４により固定され、各ボルト１４の締め付け力に基づ
き、外側の内輪５を軸方向内方に押圧している。
る。各内輪５，５は、間座９と共に、車軸１の外端（図
５の左端）寄り部分に外嵌されている。車軸１の外端部
で軸方向外側の内輪５よりも突出した部分には、油切り
と称される環状部材１１が外嵌されている。また、内側
の内輪５の内端面は、別の環状部材１１ａを介して、車
軸１の中間部に形成された段差面１２に突き当てられて
いる。したがって、一対の内輪５，５が、図５の状態よ
りも車軸１の中央寄り（図５の右寄り）に変位すること
はない。そして、車軸１の外端部に外嵌した有底円筒状
の押さえブラケット１３により、環状部材１１を外側の
内輪５の外端面に向けて押し付けている。押さえブラケ
ット１３は、車軸１の外端面に複数本のボルト１４，１
４により固定され、各ボルト１４の締め付け力に基づ
き、外側の内輪５を軸方向内方に押圧している。
【０００６】外輪４の両端部には、軟鋼板等の金属板を
断面クランク形で全体を略円筒状に形成したシールケー
ス１５，１５の基端部を内嵌固定している。これらシー
ルケース１５，１５の内周面と各環状部材１１，１１ａ
の外周面との間に、それぞれシールリング１６，１６を
設けることにより、複数個の円すいころ６，６を設置し
た空間１７の両端開口部を塞いでいる。この構成によ
り、空間１７の内外を遮断して、空間１７内に封入した
潤滑用のグリースが外部に漏洩するのを防止すると共
に、外部から空間１７内に雨水や塵埃等の異物が進入す
るのを防いでいる。
断面クランク形で全体を略円筒状に形成したシールケー
ス１５，１５の基端部を内嵌固定している。これらシー
ルケース１５，１５の内周面と各環状部材１１，１１ａ
の外周面との間に、それぞれシールリング１６，１６を
設けることにより、複数個の円すいころ６，６を設置し
た空間１７の両端開口部を塞いでいる。この構成によ
り、空間１７の内外を遮断して、空間１７内に封入した
潤滑用のグリースが外部に漏洩するのを防止すると共
に、外部から空間１７内に雨水や塵埃等の異物が進入す
るのを防いでいる。
【０００７】軸受箱２の外端開口は、軸受箱２の一端部
に固定したカバー１８により塞いでいる。カバー１８
は、合成樹脂若しくは金属材料により全体を有底円筒状
に形成され、円筒部１９と、円筒部１９の一端（図５の
左端）の開口を塞ぐ底板部２０と、円筒部１９の他端
（図５の右端）寄り部分の外周面に設けられた外向フラ
ンジ状の取付部２１とを備えている。カバー１８は、円
筒部１９の他端部を軸受箱２の一端部に内嵌されると共
に、取付部２１を軸受箱２の一端面に突き当てられた状
態で、取付部２１を軸受箱２の一端面にボルトで固定さ
れることにより、軸受箱２の外端開口を塞いでいる。
に固定したカバー１８により塞いでいる。カバー１８
は、合成樹脂若しくは金属材料により全体を有底円筒状
に形成され、円筒部１９と、円筒部１９の一端（図５の
左端）の開口を塞ぐ底板部２０と、円筒部１９の他端
（図５の右端）寄り部分の外周面に設けられた外向フラ
ンジ状の取付部２１とを備えている。カバー１８は、円
筒部１９の他端部を軸受箱２の一端部に内嵌されると共
に、取付部２１を軸受箱２の一端面に突き当てられた状
態で、取付部２１を軸受箱２の一端面にボルトで固定さ
れることにより、軸受箱２の外端開口を塞いでいる。
【０００８】カバー１８には、温度センサ２４が設けら
れている。温度センサ２４は、カバー１８の内面と外面
とを貫通する取付孔２２ａに挿着されている。複列円す
いころ軸受３の回転抵抗が、各列円すいころ６，６の過
度のスキュー、或いは空間１７内に封入したグリースの
劣化等、何らかの原因で異常に上昇し、複列円すいころ
軸受３の温度が上昇すると、温度センサ２４がこの温度
上昇を検出する。温度センサ２４による検出温度が所定
値（アラーム閾値）を超えたことが検知されると、図示
しない制御手段が、運転席に設置した警告灯を点灯させ
る等の警報を発する。このような警報が出された場合、
運転手は緊急停止等の措置をとる。
れている。温度センサ２４は、カバー１８の内面と外面
とを貫通する取付孔２２ａに挿着されている。複列円す
いころ軸受３の回転抵抗が、各列円すいころ６，６の過
度のスキュー、或いは空間１７内に封入したグリースの
劣化等、何らかの原因で異常に上昇し、複列円すいころ
軸受３の温度が上昇すると、温度センサ２４がこの温度
上昇を検出する。温度センサ２４による検出温度が所定
値（アラーム閾値）を超えたことが検知されると、図示
しない制御手段が、運転席に設置した警告灯を点灯させ
る等の警報を発する。このような警報が出された場合、
運転手は緊急停止等の措置をとる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】軸受３の温度として、
温度センサ２４によって検出される値は、実際の軸受温
度からずれていることがある。特に、鉄道車両や自動車
などの場合、走行中と停止中とで、或いは加速中と減速
中とで、温度センサ付近に当たる風の強さが変わるた
め、温度センサ２４によって検出される値が実際の軸受
温度からずれやすい。また、走行速度の違いにより、セ
ンサ検出温度と実際の軸受温度との開き（差）も異なっ
てくる。
温度センサ２４によって検出される値は、実際の軸受温
度からずれていることがある。特に、鉄道車両や自動車
などの場合、走行中と停止中とで、或いは加速中と減速
中とで、温度センサ付近に当たる風の強さが変わるた
め、温度センサ２４によって検出される値が実際の軸受
温度からずれやすい。また、走行速度の違いにより、セ
ンサ検出温度と実際の軸受温度との開き（差）も異なっ
てくる。
【００１０】そこで、経験的或いは直感的に、センサ検
出温度からその時点の実際の軸受温度を推定し、アラー
ム閾値を設定しているが、このように推定された軸受温
度やアラーム閾値は適切でないことがある。アラーム閾
値が低すぎる場合、電気的ノイズによる誤作動によっ
て、車両や設備が誤って緊急停止しやすくなるなどの問
題が起こる。アラーム閾値が高すぎる場合、軸受の焼き
付きによる事故を引き起こす可能性が高くなる。特に、
鉄道車両や自動車などのように、走行中と停止中とで温
度センサ付近に当たる風の強さが変わる場合、実際の軸
受温度を正しく推定したり、適切なアラーム閾値を設定
したりすることが困難であった。
出温度からその時点の実際の軸受温度を推定し、アラー
ム閾値を設定しているが、このように推定された軸受温
度やアラーム閾値は適切でないことがある。アラーム閾
値が低すぎる場合、電気的ノイズによる誤作動によっ
て、車両や設備が誤って緊急停止しやすくなるなどの問
題が起こる。アラーム閾値が高すぎる場合、軸受の焼き
付きによる事故を引き起こす可能性が高くなる。特に、
鉄道車両や自動車などのように、走行中と停止中とで温
度センサ付近に当たる風の強さが変わる場合、実際の軸
受温度を正しく推定したり、適切なアラーム閾値を設定
したりすることが困難であった。
【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、センサ検出温度から実際の軸受温度を
正確に得て、異常発生を早期かつ確実に検知できるセン
サ付軸受装置及びセンサ付軸受装置の温度検知方法を提
供することにある。
で、その目的は、センサ検出温度から実際の軸受温度を
正確に得て、異常発生を早期かつ確実に検知できるセン
サ付軸受装置及びセンサ付軸受装置の温度検知方法を提
供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記構
成により達成される。 （１） 静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が
複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセ
ンサ付軸受装置であって、予め求められた、前記転がり
軸受の実際の温度と前記温度センサによる検出温度との
関係に基づき、前記温度センサからリアルタイムで求め
られる検出温度から、その時点の前記転がり軸受の実際
の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とす
るセンサ付軸受装置。 （２） 前記制御手段は、予め求められた、前記転がり
軸受の実際の温度から雰囲気温度を差し引いた値と前記
温度センサによる検出温度から雰囲気温度を差し引いた
値との関係に基づき、前記温度センサからリアルタイム
で求められる検出温度から雰囲気温度を差し引いた値を
用いて、その時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定
する前記（１）に記載のセンサ付軸受装置。 （３） 前記制御手段は、予め求められた、前記転がり
軸受の実際の温度から始動時の温度を差し引いた値と前
記温度センサによる検出温度から始動時の温度を差し引
いた値との関係に基づき、前記温度センサからリアルタ
イムで求められる検出温度から始動時の温度を差し引い
た値を用いて、その時点の前記転がり軸受の実際の温度
を推定する前記（１）に記載のセンサ付軸受装置。 （４） 前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回
転する部材の回転状態を検出する回転センサを更に備
え、前記制御手段は、前記回転側軌道輪又は該回転側軌
道輪と共に回転する部材の回転状態の違いに応じて、異
なる計算式、異なるデータテーブル又は異なるデータ補
正を用いてその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推
定する前記（１）〜（３）のいずれかに記載のセンサ付
軸受装置。 （５） 前記制御手段は、前記回転側軌道輪又は該回転
側軌道輪と共に回転する部材を回転駆動するモータに供
給される電流値の違いに応じて、異なる計算式、異なる
データテーブル又は異なるデータ補正を用いてその時点
の前記転がり軸受の実際の温度を推定する前記（１）〜
（３）のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。 （６） 前記制御手段は、前記回転側軌道輪又は該回転
側軌道輪と共に回転する部材の回転が停止してからの経
過時間が所定時間を超えるか否かで、異なる計算式、異
なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてその
時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する前記
（１）〜（５）のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。 （７） 前記転がり軸受に作用する振動を検出する振動
センサを更に備え、前記制御手段は、前記転がり軸受に
作用する振動状態の違いに応じて、異なる計算式、異な
るデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてその時
点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する前記（１）
〜（６）のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。 （８） 前記制御手段は、その時点の雰囲気温度や、前
記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材
の回転状態や前記転がり軸受に作用する振動状態の違い
に応じて、その時点における適正なアラーム閾値を設定
し、推定された前記転がり軸受の温度が前記アラーム閾
値を超えたらアラームを発する前記（１）〜（７）のい
ずれかに記載のセンサ付軸受装置。 （９） 前記温度センサが、前記静止側軌道輪又は該静
止側軌道輪に固定された静止部材に設けられ、前記回転
側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材の表面
の温度を検出する前記（１）〜（８）のいずれかに記載
のセンサ付軸受装置。 （１０） 静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体
が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えた
センサ付軸受装置の温度を検知する方法であって、前記
転がり軸受の実際の温度と前記温度センサによる検出温
度との関係を予め求めておき、前記温度センサからリア
ルタイムで求められる検出温度から、前記関係に基づい
てその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定するこ
とを特徴とするセンサ付軸受装置の温度検知方法。
成により達成される。 （１） 静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が
複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセ
ンサ付軸受装置であって、予め求められた、前記転がり
軸受の実際の温度と前記温度センサによる検出温度との
関係に基づき、前記温度センサからリアルタイムで求め
られる検出温度から、その時点の前記転がり軸受の実際
の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とす
るセンサ付軸受装置。 （２） 前記制御手段は、予め求められた、前記転がり
軸受の実際の温度から雰囲気温度を差し引いた値と前記
温度センサによる検出温度から雰囲気温度を差し引いた
値との関係に基づき、前記温度センサからリアルタイム
で求められる検出温度から雰囲気温度を差し引いた値を
用いて、その時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定
する前記（１）に記載のセンサ付軸受装置。 （３） 前記制御手段は、予め求められた、前記転がり
軸受の実際の温度から始動時の温度を差し引いた値と前
記温度センサによる検出温度から始動時の温度を差し引
いた値との関係に基づき、前記温度センサからリアルタ
イムで求められる検出温度から始動時の温度を差し引い
た値を用いて、その時点の前記転がり軸受の実際の温度
を推定する前記（１）に記載のセンサ付軸受装置。 （４） 前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回
転する部材の回転状態を検出する回転センサを更に備
え、前記制御手段は、前記回転側軌道輪又は該回転側軌
道輪と共に回転する部材の回転状態の違いに応じて、異
なる計算式、異なるデータテーブル又は異なるデータ補
正を用いてその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推
定する前記（１）〜（３）のいずれかに記載のセンサ付
軸受装置。 （５） 前記制御手段は、前記回転側軌道輪又は該回転
側軌道輪と共に回転する部材を回転駆動するモータに供
給される電流値の違いに応じて、異なる計算式、異なる
データテーブル又は異なるデータ補正を用いてその時点
の前記転がり軸受の実際の温度を推定する前記（１）〜
（３）のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。 （６） 前記制御手段は、前記回転側軌道輪又は該回転
側軌道輪と共に回転する部材の回転が停止してからの経
過時間が所定時間を超えるか否かで、異なる計算式、異
なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてその
時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する前記
（１）〜（５）のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。 （７） 前記転がり軸受に作用する振動を検出する振動
センサを更に備え、前記制御手段は、前記転がり軸受に
作用する振動状態の違いに応じて、異なる計算式、異な
るデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてその時
点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する前記（１）
〜（６）のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。 （８） 前記制御手段は、その時点の雰囲気温度や、前
記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材
の回転状態や前記転がり軸受に作用する振動状態の違い
に応じて、その時点における適正なアラーム閾値を設定
し、推定された前記転がり軸受の温度が前記アラーム閾
値を超えたらアラームを発する前記（１）〜（７）のい
ずれかに記載のセンサ付軸受装置。 （９） 前記温度センサが、前記静止側軌道輪又は該静
止側軌道輪に固定された静止部材に設けられ、前記回転
側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材の表面
の温度を検出する前記（１）〜（８）のいずれかに記載
のセンサ付軸受装置。 （１０） 静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体
が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えた
センサ付軸受装置の温度を検知する方法であって、前記
転がり軸受の実際の温度と前記温度センサによる検出温
度との関係を予め求めておき、前記温度センサからリア
ルタイムで求められる検出温度から、前記関係に基づい
てその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定するこ
とを特徴とするセンサ付軸受装置の温度検知方法。
【００１３】本発明によれば、予め求められた、転がり
軸受の実際の温度と温度センサによる検出温度との関係
に基づいて、温度センサからリアルタイムで求められる
検出温度から、その時点の転がり軸受の実際の温度を適
正に推定できる。また、予め求められた、センサ検出温
度と実際の軸受温度との関係を用いることや、センサ検
出温度から周囲雰囲気温度を差し引いた値（以下「セン
サ検出温度上昇値」という。）と、実際の軸受温度から
雰囲気温度を差し引いた値（以下「軸受温度上昇値」と
いう。）との関係を用いることで、センサ検出温度から
軸受温度を適正に推定することが可能となる。また、ア
ラーム閾値も適正に設定でき、軸受異常を早期にかつ確
実に検知することが可能となる。また、車両等の走行・
停止や走行速度を検出するセンサや、振動センサを併用
したり、停止からの経過時間も考慮したりすることで、
実際の軸受温度をより正確に推定することができる。
軸受の実際の温度と温度センサによる検出温度との関係
に基づいて、温度センサからリアルタイムで求められる
検出温度から、その時点の転がり軸受の実際の温度を適
正に推定できる。また、予め求められた、センサ検出温
度と実際の軸受温度との関係を用いることや、センサ検
出温度から周囲雰囲気温度を差し引いた値（以下「セン
サ検出温度上昇値」という。）と、実際の軸受温度から
雰囲気温度を差し引いた値（以下「軸受温度上昇値」と
いう。）との関係を用いることで、センサ検出温度から
軸受温度を適正に推定することが可能となる。また、ア
ラーム閾値も適正に設定でき、軸受異常を早期にかつ確
実に検知することが可能となる。また、車両等の走行・
停止や走行速度を検出するセンサや、振動センサを併用
したり、停止からの経過時間も考慮したりすることで、
実際の軸受温度をより正確に推定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳しく説明する。なお、既に説明した部材等に
ついては、図中に同一符号又は相当符号を付すことによ
り、説明を簡略化或いは省略する。図１に、本発明の第
１実施形態のセンサ付軸受装置（鉄道車両用温度センサ
付回転支持装置）を示す。本実施形態では、温度センサ
３０が、軸受３の軸方向中心から所定距離Ｌ軸方向に離
れた位置で、カバー１８の円筒部１９に設けられてい
る。温度センサ３０は、センサケース３１内に収容され
て、センサユニットが構成されている。センサケース３
１は、円筒部１９に設けられた取付孔２２ａに挿着さ
れ、温度センサ３０は、円筒部１９の内面より径方向内
方に突出した位置に配置されている。
基づいて詳しく説明する。なお、既に説明した部材等に
ついては、図中に同一符号又は相当符号を付すことによ
り、説明を簡略化或いは省略する。図１に、本発明の第
１実施形態のセンサ付軸受装置（鉄道車両用温度センサ
付回転支持装置）を示す。本実施形態では、温度センサ
３０が、軸受３の軸方向中心から所定距離Ｌ軸方向に離
れた位置で、カバー１８の円筒部１９に設けられてい
る。温度センサ３０は、センサケース３１内に収容され
て、センサユニットが構成されている。センサケース３
１は、円筒部１９に設けられた取付孔２２ａに挿着さ
れ、温度センサ３０は、円筒部１９の内面より径方向内
方に突出した位置に配置されている。
【００１５】温度センサ３０による検出温度は、コンピ
ュータ等によって構成される制御手段３５に、有線又は
無線で伝送される。制御手段３５は、温度センサ３０の
検出信号を処理し、異常の有無等の判定を行う。制御手
段３５は、温度センサ３０から離れた位置にあってもよ
いし、センサケース３１内に配置されてもよい。制御手
段３５の機能の一部を担う部品が、センサケース３１内
に配置されてもよい。
ュータ等によって構成される制御手段３５に、有線又は
無線で伝送される。制御手段３５は、温度センサ３０の
検出信号を処理し、異常の有無等の判定を行う。制御手
段３５は、温度センサ３０から離れた位置にあってもよ
いし、センサケース３１内に配置されてもよい。制御手
段３５の機能の一部を担う部品が、センサケース３１内
に配置されてもよい。
【００１６】車両が走行し始めると、車軸１の回転と共
に内輪５，５等が回転して、軸受３内に摩擦が発生し、
その摩擦熱に応じて軸受温度が上昇する。この熱は、外
周側にはハウジング２を通じて、内周側には車軸１を通
じて、放熱される。軸受３に生じた熱は、温度センサ３
０に到達するまでの間に徐々に放熱され、センサケース
３１においても放熱される。また、車両速度の増加に伴
って、この軸受装置の付近に当たる風量も増加するた
め、さらに放熱される。例えば、車両加速時及び定速走
行時で、軸受発熱量の７０％が、温度センサ３０に到達
するまでの間に放熱される。
に内輪５，５等が回転して、軸受３内に摩擦が発生し、
その摩擦熱に応じて軸受温度が上昇する。この熱は、外
周側にはハウジング２を通じて、内周側には車軸１を通
じて、放熱される。軸受３に生じた熱は、温度センサ３
０に到達するまでの間に徐々に放熱され、センサケース
３１においても放熱される。また、車両速度の増加に伴
って、この軸受装置の付近に当たる風量も増加するた
め、さらに放熱される。例えば、車両加速時及び定速走
行時で、軸受発熱量の７０％が、温度センサ３０に到達
するまでの間に放熱される。
【００１７】車両が停止すると、軸受３の温度は下降し
始めるが、軸受装置に当たる風量がほぼゼロになること
により、放熱量が減少する。その結果、軸受３及びハウ
ジング２に蓄えられていた熱量が温度センサ３０に少し
ずつ伝達され、温度センサ３０による検出温度が徐々に
上昇する。
始めるが、軸受装置に当たる風量がほぼゼロになること
により、放熱量が減少する。その結果、軸受３及びハウ
ジング２に蓄えられていた熱量が温度センサ３０に少し
ずつ伝達され、温度センサ３０による検出温度が徐々に
上昇する。
【００１８】図２に、実際の車両を模した試験装置での
結果を示す。図２のグラフの横軸は、軸受温度上昇値
（軸受の実温度から雰囲気温度を差し引いた値）を示
し、縦軸は、センサ検出温度上昇値（センサ検出温度か
ら雰囲気温度を差し引いた値）を示す。回帰曲線である
温度曲線Ａ（以降、走行時温度曲線Ａと称す）は、車両
加速時及び定速走行時相当における軸受温度上昇値とセ
ンサ検出温度上昇値との関係を示す。温度曲線Ｂ（以
降、停止時温度曲線Ｂと称す）は、車両停止後所定時間
（運転条件等によって異なる）が経過するまでの間にお
ける軸受温度上昇値とセンサ検出温度上昇値との関係を
示し、温度曲線Ｃ（以降、停止後温度曲線Ｃと称す）
は、車両停止後所定時間が経過した後の軸受温度上昇値
とセンサ検出温度上昇値との関係を示す。図２から、走
行時温度曲線Ａと停止後温度曲線Ｃとは右上がりのほぼ
直線になっており、走行時と停止後は、軸受温度上昇値
とセンサ検出温度上昇値とが線形正比例の関係にあるこ
とがわかる。
結果を示す。図２のグラフの横軸は、軸受温度上昇値
（軸受の実温度から雰囲気温度を差し引いた値）を示
し、縦軸は、センサ検出温度上昇値（センサ検出温度か
ら雰囲気温度を差し引いた値）を示す。回帰曲線である
温度曲線Ａ（以降、走行時温度曲線Ａと称す）は、車両
加速時及び定速走行時相当における軸受温度上昇値とセ
ンサ検出温度上昇値との関係を示す。温度曲線Ｂ（以
降、停止時温度曲線Ｂと称す）は、車両停止後所定時間
（運転条件等によって異なる）が経過するまでの間にお
ける軸受温度上昇値とセンサ検出温度上昇値との関係を
示し、温度曲線Ｃ（以降、停止後温度曲線Ｃと称す）
は、車両停止後所定時間が経過した後の軸受温度上昇値
とセンサ検出温度上昇値との関係を示す。図２から、走
行時温度曲線Ａと停止後温度曲線Ｃとは右上がりのほぼ
直線になっており、走行時と停止後は、軸受温度上昇値
とセンサ検出温度上昇値とが線形正比例の関係にあるこ
とがわかる。
【００１９】車両加速時及び定速走行時は、車両走行速
度に応じて、走行時温度曲線Ａを辿る。車両停止時に
は、停止前に軸受３及びハウジング２に蓄えられていた
熱量及び放熱量に応じた停止時温度曲線Ｂを辿り、その
後、停止後温度曲線Ｃを辿りながら温度が下降する。こ
こで、停止時温度曲線Ｂと停止後温度曲線Ｃとについて
説明する。停止時温度曲線Ｂは、車両が停止したにもか
かわらず、軸受３及び途中の熱伝達経路で蓄えられてい
た熱が温度センサ３０に伝わってくるために、このよう
な左上がりの軌跡を描く。すなわち、車両が停止したこ
とによって温度センサ３０周辺に風が当たらなくなり、
放熱量が減少しているにもかかわらず蓄えられていた熱
が温度センサ３０に伝わってくるため、センサ検出温度
が上昇する。しかし、ある程度時間が経過すると、蓄え
られていた熱も冷まされ、その後は停止後温度曲線Ｃを
辿ってセンサ検出温度も低下していく。なお、車両が低
速で走行している場合は、図２の走行時温度曲線Ａと停
止後温度曲線Ｃとの間に、走行時温度曲線と停止後温度
曲線とがプロットされることになる。
度に応じて、走行時温度曲線Ａを辿る。車両停止時に
は、停止前に軸受３及びハウジング２に蓄えられていた
熱量及び放熱量に応じた停止時温度曲線Ｂを辿り、その
後、停止後温度曲線Ｃを辿りながら温度が下降する。こ
こで、停止時温度曲線Ｂと停止後温度曲線Ｃとについて
説明する。停止時温度曲線Ｂは、車両が停止したにもか
かわらず、軸受３及び途中の熱伝達経路で蓄えられてい
た熱が温度センサ３０に伝わってくるために、このよう
な左上がりの軌跡を描く。すなわち、車両が停止したこ
とによって温度センサ３０周辺に風が当たらなくなり、
放熱量が減少しているにもかかわらず蓄えられていた熱
が温度センサ３０に伝わってくるため、センサ検出温度
が上昇する。しかし、ある程度時間が経過すると、蓄え
られていた熱も冷まされ、その後は停止後温度曲線Ｃを
辿ってセンサ検出温度も低下していく。なお、車両が低
速で走行している場合は、図２の走行時温度曲線Ａと停
止後温度曲線Ｃとの間に、走行時温度曲線と停止後温度
曲線とがプロットされることになる。
【００２０】予め、走行時温度曲線Ａを求めておけば、
車両加速中及び定速走行中に温度センサ３０からリアル
タイムで得られるセンサ検出温度から、その時点におけ
る実際の軸受温度を推定することができる。例えば、走
行時温度曲線Ａを示すような計算式やデータテーブルや
データ補正値を、ＲＯＭ等の記憶手段に予め格納してお
き、車両加速中及び定速走行中に、その計算式やデータ
テーブルやデータ補正値を読み出すことで、その時点に
おける実際の軸受温度を推定することができる。より具
体的には、図１に符号３８で示すように、軸受装置まわ
りの雰囲気温度を検出する手段（温度センサ）を、セン
サユニット付近又はセンサユニットから離れた位置に設
けて、雰囲気温度を常時検出する。そして、センサケー
ス３１内の温度センサ３０より得られるセンサ検出温度
から雰囲気温度を差し引いた値を求め、その値から、図
２で示したような関係を表す計算式やデータテーブルを
参照して、実際の軸受温度を推定する。
車両加速中及び定速走行中に温度センサ３０からリアル
タイムで得られるセンサ検出温度から、その時点におけ
る実際の軸受温度を推定することができる。例えば、走
行時温度曲線Ａを示すような計算式やデータテーブルや
データ補正値を、ＲＯＭ等の記憶手段に予め格納してお
き、車両加速中及び定速走行中に、その計算式やデータ
テーブルやデータ補正値を読み出すことで、その時点に
おける実際の軸受温度を推定することができる。より具
体的には、図１に符号３８で示すように、軸受装置まわ
りの雰囲気温度を検出する手段（温度センサ）を、セン
サユニット付近又はセンサユニットから離れた位置に設
けて、雰囲気温度を常時検出する。そして、センサケー
ス３１内の温度センサ３０より得られるセンサ検出温度
から雰囲気温度を差し引いた値を求め、その値から、図
２で示したような関係を表す計算式やデータテーブルを
参照して、実際の軸受温度を推定する。
【００２１】さらに、軸受３の運転温度の上限を決定す
れば、おのずとセンサ検出温度のアラーム閾値を決める
ことができる。しかし、加減速を繰り返す鉄道車両など
の用途では、上述の理由から停止時にはセンサ検出温度
が上昇して、走行時温度曲線Ａから求めたアラーム閾値
を超えてしまうことがある。そこで、車両走行時とは別
に、車両停止時のアラーム閾値も設定しておき、これら
２つのアラーム閾値を使い分けることで、不要なアラー
ム発生を回避できる。
れば、おのずとセンサ検出温度のアラーム閾値を決める
ことができる。しかし、加減速を繰り返す鉄道車両など
の用途では、上述の理由から停止時にはセンサ検出温度
が上昇して、走行時温度曲線Ａから求めたアラーム閾値
を超えてしまうことがある。そこで、車両走行時とは別
に、車両停止時のアラーム閾値も設定しておき、これら
２つのアラーム閾値を使い分けることで、不要なアラー
ム発生を回避できる。
【００２２】なお、上述した走行時温度曲線Ａ及び停止
時温度曲線Ｃは、設備又は装置の種類や軸受３の形式、
センサユニットの取付位置などの違いによって異なるも
のである。各種軸受装置について、予め試験運転を行
い、これらの曲線を得ておくことで、本発明が適用でき
ることは言うまでもない。
時温度曲線Ｃは、設備又は装置の種類や軸受３の形式、
センサユニットの取付位置などの違いによって異なるも
のである。各種軸受装置について、予め試験運転を行
い、これらの曲線を得ておくことで、本発明が適用でき
ることは言うまでもない。
【００２３】また、温度上昇を計算するときの参照温度
を、周囲雰囲気温度ではなく、始動時のセンサ検出温度
とすることで、雰囲気温度の検出を不要にすることも可
能である。すなわち、センサユニットの温度センサ３０
により、車軸１が回転を開始する前或いは直後の、始動
時検出温度を得ておき、回転開始後に温度センサ３０か
らリアルタイムで得られる検出温度から前記始動時検出
温度を差し引くように構成することができる。こうすれ
ば、別途の雰囲気温度検出手段３８が不要となる。ま
た、季節の違い等による周囲雰囲気温度の影響をキャン
セルすることができる。すなわち、夏と冬の温度差（３
０℃）や、その日ごとの温度差をキャンセルできる。例
えば車両が、夜中から朝にかけて走行する場合、その間
の温度差は少ないので、周囲温度の代わりに前述の始動
時検出温度を用いても、誤差が少ない。
を、周囲雰囲気温度ではなく、始動時のセンサ検出温度
とすることで、雰囲気温度の検出を不要にすることも可
能である。すなわち、センサユニットの温度センサ３０
により、車軸１が回転を開始する前或いは直後の、始動
時検出温度を得ておき、回転開始後に温度センサ３０か
らリアルタイムで得られる検出温度から前記始動時検出
温度を差し引くように構成することができる。こうすれ
ば、別途の雰囲気温度検出手段３８が不要となる。ま
た、季節の違い等による周囲雰囲気温度の影響をキャン
セルすることができる。すなわち、夏と冬の温度差（３
０℃）や、その日ごとの温度差をキャンセルできる。例
えば車両が、夜中から朝にかけて走行する場合、その間
の温度差は少ないので、周囲温度の代わりに前述の始動
時検出温度を用いても、誤差が少ない。
【００２４】図３に、本発明の第２実施形態のセンサ付
軸受装置（鉄道車両用温度センサ付回転支持装置）を示
す。本実施形態では、油切りと称される環状部材１１の
外周面に、外向フランジ状の鍔部４０が全周にわたって
設けられている。鍔部４０の外周縁部に、凹部と凸部と
を円周方向に関して交互に且つ等間隔で形成して、この
外周縁部の磁気特性を円周方向に関して交互に且つ等間
隔で変化させて、鍔部４０にエンコーダとしての機能を
持たせている。
軸受装置（鉄道車両用温度センサ付回転支持装置）を示
す。本実施形態では、油切りと称される環状部材１１の
外周面に、外向フランジ状の鍔部４０が全周にわたって
設けられている。鍔部４０の外周縁部に、凹部と凸部と
を円周方向に関して交互に且つ等間隔で形成して、この
外周縁部の磁気特性を円周方向に関して交互に且つ等間
隔で変化させて、鍔部４０にエンコーダとしての機能を
持たせている。
【００２５】取付孔２２ａ内に挿着されたセンサユニッ
トのセンサケース３１内には、温度センサ３０と、回転
速度センサ３２とが収容されている。回転速度センサ３
２としては、磁気抵抗素子、ホール素子、永久磁石と磁
気コイルとの組み合わせ等、磁束の密度或いは方向の変
化に対応して出力を変化させるものを使用できる。回転
速度センサ３２は、センサケース３１の先端部に収容保
持され、鍔部４０に近接対向されている。温度センサ３
０は、車軸１及び内輪５と一体的に回転する部材である
環状部材１１の外周面の表面温度を、非接触で検出す
る。温度センサ３０及び回転速度センサ３２は、モール
ド樹脂によってセンサケース３１内にモールド固定され
てもよいし、ねじ等の機械的固定具により固定されても
よい。なお、温度センサ３０は、第１実施形態で示した
ような、ハウジング２の温度を測定する温度センサでも
よい。
トのセンサケース３１内には、温度センサ３０と、回転
速度センサ３２とが収容されている。回転速度センサ３
２としては、磁気抵抗素子、ホール素子、永久磁石と磁
気コイルとの組み合わせ等、磁束の密度或いは方向の変
化に対応して出力を変化させるものを使用できる。回転
速度センサ３２は、センサケース３１の先端部に収容保
持され、鍔部４０に近接対向されている。温度センサ３
０は、車軸１及び内輪５と一体的に回転する部材である
環状部材１１の外周面の表面温度を、非接触で検出す
る。温度センサ３０及び回転速度センサ３２は、モール
ド樹脂によってセンサケース３１内にモールド固定され
てもよいし、ねじ等の機械的固定具により固定されても
よい。なお、温度センサ３０は、第１実施形態で示した
ような、ハウジング２の温度を測定する温度センサでも
よい。
【００２６】温度センサ３０及び回転速度センサ３２の
出力信号は、１本のケーブル４１を介して図示しない制
御手段へ伝送されるが、これに限定はされず、無線で制
御手段へ伝送されてもよい。ケーブル４１内に収められ
た、温度センサ３０の出力信号を取り出すための信号線
と、回転速度センサ３２の出力信号を取り出すための信
号線とは、個別にシールドするのが好ましい。回転速度
センサ３２から出力されるパルス状の信号を送る信号線
と、温度センサ３０から出力されるアナログ信号を送る
信号線とを一緒に束ねると、アナログ信号にノイズがの
り易いが、上記のように個別にシールドすることで、ア
ナログ信号にノイズがのるのを防ぐことができる。ケー
ブル４１内で、個々のセンサ３０，３２の出力信号を取
り出すための信号線とグランド線とをツイストしておく
ことや、そのツイストペアをシールドすることは、さら
に好ましい。
出力信号は、１本のケーブル４１を介して図示しない制
御手段へ伝送されるが、これに限定はされず、無線で制
御手段へ伝送されてもよい。ケーブル４１内に収められ
た、温度センサ３０の出力信号を取り出すための信号線
と、回転速度センサ３２の出力信号を取り出すための信
号線とは、個別にシールドするのが好ましい。回転速度
センサ３２から出力されるパルス状の信号を送る信号線
と、温度センサ３０から出力されるアナログ信号を送る
信号線とを一緒に束ねると、アナログ信号にノイズがの
り易いが、上記のように個別にシールドすることで、ア
ナログ信号にノイズがのるのを防ぐことができる。ケー
ブル４１内で、個々のセンサ３０，３２の出力信号を取
り出すための信号線とグランド線とをツイストしておく
ことや、そのツイストペアをシールドすることは、さら
に好ましい。
【００２７】また、センサケース３１内に、振動センサ
（加速度センサ）３３を収容しておくことはさらに好ま
しい。振動センサ３３により、軸受３に剥離等の異常が
発生した際に、その剥離の状態を速やかに検出すること
ができる。転がり軸受の異常監視と回転速度の監視との
双方を目的とする場合は、本例のように、温度センサ３
０、回転速度センサ３２、振動センサ３３の、３種類の
センサを組み合わせることが好ましい。しかしこれに限
定はされず、温度センサ３０と回転速度センサ３２、或
いは温度センサ３０と振動センサ３３など、２種類のセ
ンサを組み合わせてもよい。さらに、センサケース３１
内に、基準電圧発生回路を備えてもよい。基準電圧発生
回路は、温度センサ３０や振動センサ３３に供給する基
準電圧を発生するためのもので、例えば、定電圧レギュ
レータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、基準電圧ＩＣ、定電圧
ダイオード等が使用可能である。
（加速度センサ）３３を収容しておくことはさらに好ま
しい。振動センサ３３により、軸受３に剥離等の異常が
発生した際に、その剥離の状態を速やかに検出すること
ができる。転がり軸受の異常監視と回転速度の監視との
双方を目的とする場合は、本例のように、温度センサ３
０、回転速度センサ３２、振動センサ３３の、３種類の
センサを組み合わせることが好ましい。しかしこれに限
定はされず、温度センサ３０と回転速度センサ３２、或
いは温度センサ３０と振動センサ３３など、２種類のセ
ンサを組み合わせてもよい。さらに、センサケース３１
内に、基準電圧発生回路を備えてもよい。基準電圧発生
回路は、温度センサ３０や振動センサ３３に供給する基
準電圧を発生するためのもので、例えば、定電圧レギュ
レータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、基準電圧ＩＣ、定電圧
ダイオード等が使用可能である。
【００２８】例えば、温度センサ３０及び回転速度セン
サ３２と、コンパレータ（比較手段）及びアラーム閾値
設定回路（アラーム閾値設定手段）とを組み合わせるこ
とにより、運転速度が低速から高速まで頻繁に変化する
転がり軸受の異常検出を高い信頼性で行える。図４に示
す判定回路は、回転速度センサ３２より得られる車軸１
の回転速度と、温度センサ３０より得られる軸受３の温
度とから、軸受３の異常の有無を判定するものである。
回転速度センサ３２の検出信号は、回転速度検出回路に
て処理されて速度信号とされる。その速度信号に基づ
き、閾値設定回路４４はアラーム閾値を決定する。この
閾値と、温度センサ３０から送られてくる温度信号とを
コンパレータ４５により比較し、この比較結果を表す信
号を軸受異常判定回路４６により判定して、軸受３の異
常の有無を判定する。そして、異常がある場合には、ブ
ザー、警告灯等の警報器４７に信号を送って警報器４７
を作動させ、運転者や作業者に異常発生を知らせる。こ
のような構成の判定回路により、車軸の回転速度の変化
に従って、異常検出用の温度のアラーム閾値をリアルタ
イムで変更できるので、高速回転時だけでなく、低速回
転時に発生する軸受の異常も検出できる。また、速度信
号の代わりに、回転駆動用モータに供給する電流値を用
いても同様の効果を得ることができる。
サ３２と、コンパレータ（比較手段）及びアラーム閾値
設定回路（アラーム閾値設定手段）とを組み合わせるこ
とにより、運転速度が低速から高速まで頻繁に変化する
転がり軸受の異常検出を高い信頼性で行える。図４に示
す判定回路は、回転速度センサ３２より得られる車軸１
の回転速度と、温度センサ３０より得られる軸受３の温
度とから、軸受３の異常の有無を判定するものである。
回転速度センサ３２の検出信号は、回転速度検出回路に
て処理されて速度信号とされる。その速度信号に基づ
き、閾値設定回路４４はアラーム閾値を決定する。この
閾値と、温度センサ３０から送られてくる温度信号とを
コンパレータ４５により比較し、この比較結果を表す信
号を軸受異常判定回路４６により判定して、軸受３の異
常の有無を判定する。そして、異常がある場合には、ブ
ザー、警告灯等の警報器４７に信号を送って警報器４７
を作動させ、運転者や作業者に異常発生を知らせる。こ
のような構成の判定回路により、車軸の回転速度の変化
に従って、異常検出用の温度のアラーム閾値をリアルタ
イムで変更できるので、高速回転時だけでなく、低速回
転時に発生する軸受の異常も検出できる。また、速度信
号の代わりに、回転駆動用モータに供給する電流値を用
いても同様の効果を得ることができる。
【００２９】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能であ
る。例えば、実施形態では、軸受温度上昇値とセンサ検
出温度上昇値との関係に基づいて軸受温度を推定してい
るが、実際の軸受温度と温度センサによる検出温度との
関係に基づいて推定してもよい。例えば、センサ検出信
号を、ローパスフィルタやオペアンプを介して、センサ
ユニットの外部に伝送するようにしてもよい。また、軸
受装置における転がり軸受は複列円すいころ軸受に限ら
ず、玉軸受、円筒ころ軸受、球面ころ軸受など、単列・
複列を問わず適用できることは言うまでもない。
されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能であ
る。例えば、実施形態では、軸受温度上昇値とセンサ検
出温度上昇値との関係に基づいて軸受温度を推定してい
るが、実際の軸受温度と温度センサによる検出温度との
関係に基づいて推定してもよい。例えば、センサ検出信
号を、ローパスフィルタやオペアンプを介して、センサ
ユニットの外部に伝送するようにしてもよい。また、軸
受装置における転がり軸受は複列円すいころ軸受に限ら
ず、玉軸受、円筒ころ軸受、球面ころ軸受など、単列・
複列を問わず適用できることは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センサ検出温度から実際の軸受温度を正確に得て、異常
発生を早期かつ確実に検知できるセンサ付軸受装置及び
センサ付軸受装置の温度検知方法を提供できる。
センサ検出温度から実際の軸受温度を正確に得て、異常
発生を早期かつ確実に検知できるセンサ付軸受装置及び
センサ付軸受装置の温度検知方法を提供できる。
【図１】第１実施形態の縦断面図である。
【図２】予め求められた、実際の軸受温度とセンサ検出
温度との関係を表すグラフである。
温度との関係を表すグラフである。
【図３】第２実施形態の縦断面図である。
【図４】判定回路の構成例を示す回路図である。
【図５】従来のセンサ付軸受装置の断面図である。
１ 車軸
２ 軸受箱（ハウジング）
３ 複列円すいころ軸受（転がり軸受）
４ 外輪
５ 内輪
６ 円すいころ（転動体）
１１，１１ａ 環状部材
２２ａ 取付孔
３０ 温度センサ
３１ センサケース
３５ 制御手段
─────────────────────────────────────────────────────
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
(72)発明者 滝澤 岳史
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） 3J101 AA01 AA62 BA77 FA22 FA23
FA26 FA41 GA02 GA03 GA36
Claims (10)
- 【請求項１】 静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転
動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備
えたセンサ付軸受装置であって、 予め求められた、前記転がり軸受の実際の温度と前記温
度センサによる検出温度との関係に基づき、前記温度セ
ンサからリアルタイムで求められる検出温度から、その
時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段
を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、予め求められた、前記
転がり軸受の実際の温度から雰囲気温度を差し引いた値
と前記温度センサによる検出温度から雰囲気温度を差し
引いた値との関係に基づき、前記温度センサからリアル
タイムで求められる検出温度から雰囲気温度を差し引い
た値を用いて、その時点の前記転がり軸受の実際の温度
を推定する請求項１に記載のセンサ付軸受装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、予め求められた、前記
転がり軸受の実際の温度から始動時の温度を差し引いた
値と前記温度センサによる検出温度から始動時の温度を
差し引いた値との関係に基づき、前記温度センサからリ
アルタイムで求められる検出温度から始動時の温度を差
し引いた値を用いて、その時点の前記転がり軸受の実際
の温度を推定する請求項１に記載のセンサ付軸受装置。 - 【請求項４】 前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と
共に回転する部材の回転状態を検出する回転センサを更
に備え、前記制御手段は、前記回転側軌道輪又は該回転
側軌道輪と共に回転する部材の回転状態の違いに応じ
て、異なる計算式、異なるデータテーブル又は異なるデ
ータ補正を用いてその時点の前記転がり軸受の実際の温
度を推定する請求項１〜３のいずれかに記載のセンサ付
軸受装置。 - 【請求項５】 前記制御手段は、前記回転側軌道輪又は
該回転側軌道輪と共に回転する部材を回転駆動するモー
タに供給される電流値の違いに応じて、異なる計算式、
異なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてそ
の時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する請求項
１〜３のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。 - 【請求項６】 前記制御手段は、前記回転側軌道輪又は
該回転側軌道輪と共に回転する部材の回転が停止してか
らの経過時間が所定時間を超えるか否かで、異なる計算
式、異なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用い
てその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する請
求項１〜５のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。 - 【請求項７】 前記転がり軸受に作用する振動を検出す
る振動センサを更に備え、前記制御手段は、前記転がり
軸受に作用する振動状態の違いに応じて、異なる計算
式、異なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用い
てその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する請
求項１〜６のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。 - 【請求項８】 前記制御手段は、その時点の雰囲気温度
や、前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転す
る部材の回転状態や前記転がり軸受に作用する振動状態
の違いに応じて、その時点における適正なアラーム閾値
を設定し、推定された前記転がり軸受の温度が前記アラ
ーム閾値を超えたらアラームを発する請求項１〜７のい
ずれかに記載のセンサ付軸受装置。 - 【請求項９】 前記温度センサが、前記静止側軌道輪又
は該静止側軌道輪に固定された静止部材に設けられ、前
記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材
の表面の温度を検出する請求項１〜８のいずれかに記載
のセンサ付軸受装置。 - 【請求項１０】 静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に
転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを
備えたセンサ付軸受装置の温度を検知する方法であっ
て、 前記転がり軸受の実際の温度と前記温度センサによる検
出温度との関係を予め求めておき、前記温度センサから
リアルタイムで求められる検出温度から、前記関係に基
づいてその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定す
ることを特徴とするセンサ付軸受装置の温度検知方法。
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|---|---|---|---|
| JP2002054208A JP4269562B2 (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | センサ付軸受装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003254840A true JP2003254840A (ja) | 2003-09-10 |
| JP4269562B2 JP4269562B2 (ja) | 2009-05-27 |
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| JP (1) | JP4269562B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008026046A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Ntn Corp | 潤滑剤劣化検出装置および検出装置付き軸受 |
| GB2472619A (en) * | 2009-08-12 | 2011-02-16 | Romax Technology Ltd | A bearing cartridge for a rotatable shaft of a wind turbine |
| CN109131412A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-04 | 中车南京浦镇车辆有限公司 | 一种基于自诊断技术的大轴重城轨转向架 |
| JP2019045435A (ja) * | 2017-09-07 | 2019-03-22 | ファナック株式会社 | 温度推定装置および温度推定方法 |
| RU215867U1 (ru) * | 2022-10-07 | 2022-12-30 | Публичное акционерное общество "Челябинский кузнечно-прессовый завод" | Радиально-упорный подшипник кассетного типа для железнодорожной буксы |
-
2002
- 2002-02-28 JP JP2002054208A patent/JP4269562B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US10514320B2 (en) | 2017-09-07 | 2019-12-24 | Fanuc Corporation | Temperature estimation device and temperature estimation method |
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