JP2003269447A

JP2003269447A - センサ付軸受装置及びセンサ付軸受装置の異常検知方法

Info

Publication number: JP2003269447A
Application number: JP2002072701A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Endo; 茂遠藤; Osamu Fujii; 修藤井; Koichi Morita; 耕一森田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】センサ検出温度に基づいて、異常発生を確実
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
異常検知方法を提供する。【解決手段】転がり軸受３と、温度センサ３０とを有
するセンサ付軸受装置であって、温度センサ３０から発
生する温度情報を所定時間毎に得て、前記温度情報の変
化率が所定の閾値を超える場合に、異常が発生したと判
定する制御手段３５を備えていることを特徴とするセン
サ付軸受装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、温度センサが検出する温度から軸受の焼き付き
や剥離などの異常を検知するものである。特に、外気温
や風雨などの気象条件や運転条件によって、軸受や温度
センサ部の温度が影響を受ける鉄道車両や自動車などの
車軸軸受や機械設備等の軸受の異常判定に有効である。

【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。

【０００３】図８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。

【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。

【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
８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８の状態よ
りも車軸１の中央寄り（図８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。

【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８の
左端）の開口を塞ぐ底板部２０と、円筒部１９の他端
（図８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が剥離を起こしたり、空間１７内に封入し
たグリースの劣化やもれ等、何らかの原因で複列円すい
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温度センサ付近に当た
る風の強さが変わったり、温度センサ付近が外気にさら
され冷却されたりするため、温度センサ２４によって検
出される値が実際の軸受温度と異なることがある。軸受
に焼き付きや剥離などによる異常な温度上昇が発生して
も、低い外気温や風雪などの気象条件の影響により、温
度センサの検出温度がアラーム閾値に達せず、軸受の異
常を検知できないことがある。

【００１０】しかしながら、軸受の異常を確実に検知で
きるようにアラーム閾値を下げると、夏期など外気温が
高い場合に、軸受が正常な温度範囲にあっても、軸受の
異常と誤って判定してしまうおそれがある。このよう
に、季節の違いや気候の急変によっては、アラーム閾値
が不適当になるという問題があった。

【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、センサ検出温度に基づいて、異常発生
を確実に検知できるセンサ付軸受装置及びセンサ付軸受
装置の異常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）転がり軸受と、温度センサとを有するセンサ付
軸受装置であって、前記温度センサから発生する温度情
報を所定時間毎に得て、前記温度情報の変化率に基づ
き、前記転がり軸受の発熱量の推移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）転がり軸受と、温度センサとを有するセンサ付
軸受装置であって、前記温度センサから発生する温度情
報を所定時間毎に得て、前記温度情報の変化率が所定の
閾値を超える場合に、異常が発生したと判定する制御手
段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。（３）前記制御手段は、所定時間毎に得られる温度情
報のうちの先に検出された温度情報を第一の記憶手段に
格納し、所定時間後に検出された温度情報を第二の記憶
手段に格納し、先の温度情報及び後の温度情報に基づき
変化率を算出した後、前記後の温度情報を前記第一の記
憶手段に上書きして、所定時間後に次の温度情報を前記
第二の記憶手段へ格納する前記（１）又は（２）に記載
のセンサ付軸受装置。（４）転がり軸受と温度センサとを有するセンサ付軸
受装置の異常検知方法であって、前記温度センサから発
生する温度情報を所定時間毎に得て、前記温度情報の変
化率が所定の閾値を超える場合に、異常が発生したと判
定することを特徴とするセンサ付軸受装置の異常検知方
法。

【００１３】本発明においては、所定時間間隔で温度セ
ンサから温度情報を得て、それらから変化率を算出し、
算出された変化率から軸受の発熱量の推移を推定した
り、又は変化率と閾値との比較により異常の有無を調べ
たりする。ある環境で異常が生じたセンサ付軸受装置の
温度特性は、同一環境にある正常に作動しているセンサ
付軸受装置の温度特性と大きく異なる。具体的には、異
常が生じたセンサ付軸受装置では、所定時間あたりの温
度変化率（温度上昇率）が、正常に作動しているセンサ
付軸受装置のそれより、大幅に高くなる。温度変化率を
求めて、その温度変化率を閾値と比較することで、軸受
異常を確実に検知することが可能となる。すなわち、温
度センサから得られる温度情報をそのまま用いる場合
は、季節の違い（夏と冬との温度差等）や運転状況の違
い（走行時と停止時との風量差等）による影響から、ア
ラーム閾値が適切でなくなる場合があるが、本発明によ
れば、温度変化率を用いるので季節の違いや運転状況の
違いによる影響を受けない。また、雰囲気温度を測定す
るための別途の温度センサ等が不要である。さらに、車
両等の走行・停止や走行速度を検出するセンサや、振動
センサを併用することで、異常検知をより正確に行え
る。

【００１４】本発明によれば、複数のセンサ付軸受装置
が備えられた構造体などにおいて、複数のセンサ付軸受
装置の中から異常が発生したものを検知することもでき
る。複数のセンサ付軸受装置が、ほぼ同一仕様で、ほぼ
同一環境に置かれる場合、複数のセンサ付軸受装置につ
いて、同一の閾値を用いて異常判定を行うこともでき
る。また、同一の（共通の）制御手段によって、温度変
化率の算出や異常判定を行うこともできる。同一の閾値
を用いる以外に、次のような異常判定方法もある。・共通の制御手段が、複数のセンサ付軸受装置から得
られる複数の温度変化率から平均値を計算し、その平均
値との差が所定の閾値を超える温度変化率を示したセン
サ付軸受装置を異常と判定する方法。・共通の制御手段が、複数のセンサ付軸受装置から得
られる複数の温度変化率から最大値を求め、その最大値
を除いた他の温度変化率の平均値を計算し、最大値と平
均値との差が所定の閾値を超える場合に、前記最大値の
温度変化率を示したセンサ付軸受装置を異常と判定する
方法。・共通の制御手段が、複数のセンサ付軸受装置から得
られる複数の温度変化率から最大値と最小値との差を計
算し、その差が所定の閾値を超える場合に、前記最大値
の温度変化率を示したセンサ付軸受装置を異常と判定す
る方法。・共通の制御手段が、複数のセンサ付軸受装置から得
られる複数の温度変化率から平均値と標準偏差（σ）を
計算し、その標準偏差に基づく所定範囲（平均値＋ｎσ
の範囲。なお、ｎは整数で３以上が望ましい。）を超え
る温度変化率を示したセンサ付軸受装置を異常と判定す
る方法。・共通の制御手段が、複数のセンサ付軸受装置から得
られる複数の温度変化率から最大値を求め、その最大値
を除いた他の温度変化率の平均値と標準偏差（σ）を計
算し、その標準偏差に基づく所定範囲（平均値＋ｎσの
範囲。なお、ｎは整数で３以上が望ましい。）を前記最
大値が超える場合に、前記最大値の温度変化率を示した
センサ付軸受装置を異常と判定する方法。

【００１５】上記の構造体としては、鉄道車両や自動
車、鉄鋼設備、印刷設備等が挙げられる。例えば鉄道車
両においては、１台の車両に２つの台車がある。各台車
には２つの車軸があり、各車軸の左右に車輪が取り付け
られており、１つの台車には４個の軸受装置が使用され
ている。これら４個の軸受装置は、運転条件及び負荷荷
重がほぼ同じである。

【００１６】例えば、１つの台車に備えられた４つのセ
ンサ付軸受装置の温度変化率の平均値等を用いてもよい
し、１車両（２台車、８軸受）、あるいは全車両の軸受
の温度変化率の平均値等を用いてもよい。また、列車進
行方向の左右で冷却条件の異なる場合などは、右側の軸
受のグループと左側の軸受のグループのように分けて
（進行方向一方側と他方側のグループに分けて）平均値
等を計算してもよい。また、同様な環境で使用している
軸受が異なるメーカーのものであったり、異なる構造の
ものであったりする場合は、同一メーカーのグループ
や、同一構造のグループで、平均値等を計算することも
できる。

【００１７】

【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実施形態に係るセンサ付軸受装置（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
３１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、センサケース３１内部に収めら
れている。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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速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による検出温度がしばら
くの間徐々に上昇し、その後低下する。

【００２１】図２は、鉄道車両を模した試験装置に、正
常な複列円錐ころ軸受を組み込んだ場合の温度特性図で
ある。なお、軸受回転中は風冷を行い、軸受停止の際は
風冷を止めることで、実際の鉄道車両の走行状態を再現
した。図２において、横軸は運転時間（ｈｏｕｒ）を示
す。図２に点線で示した温度特性は、軸受の実際の温度
を示し、実線で示した温度特性は、温度センサにより検
出された温度を示している。軸受回転中のセンサ検出温
度は、回転開始と共に上昇し、次第に一定値に近づいて
いく。停止した際には、風による冷却効果がなくなるた
め、軸受及び途中の熱伝導経路で蓄えていた熱が温度セ
ンサに伝わり、一時的に温度が上昇する。このように、
軸受が正常に作動した場合、センサ検出温度の上昇率
は、通常回転時で０．２〜０．５℃／ｍｉｎ程度であ
り、停止直後時で最大０．９℃／ｍｉｎ程度であった。

【００２２】一方、同じ試験装置に、剥離等が発生した
同型番の軸受を組み込んだ場合、図３に示すような温度
特性が得られた。図３において、横軸は運転時間（ｍｉ
ｎ）を示す。軸受に何らかの異常が生じた場合、軸受外
輪温度の上昇率は、軸受が正常なときに比べて大幅に高
くなり、センサ検出温度の上昇率も同様に高くなる。軸
受が正常なときは回転開始から２時間程度かけて軸受温
度が４０℃に達した（図２参照）のに対し、異常がある
ときは図３に示すように回転開始から１０分後には軸受
温度が１００℃を超え、センサ検出温度の上昇率は最大
で６℃／ｍｉｎにも達した。

【００２３】したがって、正常な軸受の、センサ検出温
度上昇率の最大値以上の値（例えば２℃／ｍｉｎ）を閾
値として設定することで、センサ検出温度がこの閾値を
超える上昇率を示す時、異常が発生したと判定すること
が可能である。なお、適切な閾値は、設備又は装置の種
類や軸受形式、温度センサ取付位置などによって異なる
ものであり、予め試験運転を行って閾値を得ることで、
本発明が適用できることは言うまでもない。

【００２４】判定回路の一例を図４に示す。この判定回
路は、１個の温度センサ３０からの温度情報に基づいて
判定を行うものである。時刻ｔ１において温度センサ３
０が検出した温度を示すアナログ出力信号が、Ａ／Ｄ変
換器でＡ／Ｄ変換された後、マイクロコンピュータに入
力される。マイクロコンピュータはそのセンサ検出温度
を、第一の記憶手段Ｍ１に格納する。それから所定時間
後の時刻ｔ２（＝ｔ１＋Δｔ）において温度センサ３０
が検出した温度を示すアナログ出力信号が、Ａ／Ｄ変換
器でＡ／Ｄ変換された後、マイクロコンピュータに入力
される。マイクロコンピュータはそのセンサ検出温度
を、第二の記憶手段Ｍ２に格納する。マイクロコンピュ
ータは、第一の記憶手段Ｍ１に格納されたセンサ検出温
度と第二の記憶手段Ｍ２に格納されたセンサ検出温度と
の差、及び時刻ｔ２と時刻ｔ１との差Δｔに基づいて、
温度上昇率を計算する。マイクロコンピュータは、その
温度上昇率が予め設定された閾値を超えるか否かの判定
を行い、超える場合は、表示器あるいは警報器で運転者
などに知らせる。判定を行った後、マイクロコンピュー
タは、第二の記憶手段Ｍ２に格納されているセンサ検出
温度を第一の記憶手段Ｍ１に上書きする。そして、所定
時間後（＝ｔ２＋Δｔ）に得られる次のセンサ検出温度
を第二の記憶手段Ｍ２へ格納するべく待機する。

【００２５】判定回路の別の例を図５に示す。この判定
回路は、４個の温度センサ３０ａ〜３０ｄからの温度情
報に基づいて判定を行うものである。時刻ｔ１において
温度センサ３０ａが検出した温度を示すアナログ出力信
号が、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後、マイクロコ
ンピュータに入力される。マイクロコンピュータはその
センサ検出温度を、第一の記憶手段Ｍ１ａに格納する。
それから所定時間後の時刻ｔ２（＝ｔ１＋Δｔ）におい
て温度センサ３０ａが検出した温度を示すアナログ出力
信号が、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後、マイクロ
コンピュータに入力される。マイクロコンピュータはそ
のセンサ検出温度を、第二の記憶手段Ｍ２ａに格納す
る。マイクロコンピュータは、第一の記憶手段Ｍ１ａに
格納されたセンサ検出温度と第二の記憶手段Ｍ２ａに格
納されたセンサ検出温度との差、及び時刻ｔ２と時刻ｔ
１との差Δｔに基づいて、温度上昇率を計算する。マイ
クロコンピュータは、その温度上昇率が予め設定された
閾値を超えるか否かの判定を行い、超える場合は、表示
器あるいは警報器で運転者などに知らせる。判定を行っ
た後、マイクロコンピュータは、第二の記憶手段Ｍ２ａ
に格納されているセンサ検出温度を第一の記憶手段Ｍ１
ａに上書きする。そして、所定時間後（＝ｔ２＋Δｔ）
に得られる次のセンサ検出温度を第二の記憶手段Ｍ２ａ
へ格納するべく待機する。マイクロコンピュータは、温
度センサ３０ｂ，３０ｃ，３０ｄについても同様に、第
一の記憶手段Ｍ１ｂ，Ｍ１ｃ，Ｍ１ｄ及び第二の記憶手
段Ｍ２ｂ，Ｍ２ｃ，Ｍ２ｄを活用して、それら温度セン
サ３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが備えられたセンサ付軸受装
置のそれぞれについて、異常判定を行う。なお、マルチ
プレクサの代わりに、複数のＡ／Ｄ変換器を使用しても
良い。

【００２６】図６に、本発明の第２実施形態に係るセン
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１
１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。

【００２７】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。軸受の発熱
は、軸受箱２及びカバー１８の円筒部１９を伝わり、セ
ンサユニットの温度を上昇させ、これにより温度センサ
３０にて軸受の発熱を検出できる。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、カバー１８の温
度を測定する温度センサでもよいし、軸受箱２の温度を
測定する温度センサでもよい。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】上記のように回転速度センサ３２等によっ
て、列車の走行及び停止を検知できる場合、走行時のみ
異常の判定を行うようにすれば、停止時の影響を受け
ず、軸受の異常判定の精度を向上することができる。

【００３１】さらに、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知を高い信頼性で行える。図７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。

【００３２】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、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。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センサ検出温度に基づいて、異常発生を確実に検知でき
るセンサ付軸受装置及びセンサ付軸受装置の異常検知方
法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の縦断面図である。

【図２】正常作動時の運転条件とセンサ検出温度との関
係を表すグラフである。

【図３】異常発生時の運転条件とセンサ検出温度との関
係を表すグラフである。

【図４】判定回路の構成例を示す回路図である。

【図５】判定回路の構成例を示す回路図である。

【図６】第２実施形態の縦断面図である。

【図７】判定回路の構成例を示す回路図である。

【図８】従来のセンサ付軸受装置の断面図である。

【符号の説明】

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)発明者森田耕一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 AA16 AA25 AA32 AA43 AA54 AA62 BA77 FA22 FA23 GA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転がり軸受と、温度センサとを有するセ
ンサ付軸受装置であって、前記温度センサから発生する温度情報を所定時間毎に得
て、前記温度情報の変化率に基づき、前記転がり軸受の
発熱量の推移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】転がり軸受と、温度センサとを有するセ
ンサ付軸受装置であって、前記温度センサから発生する温度情報を所定時間毎に得
て、前記温度情報の変化率が所定の閾値を超える場合
に、異常が発生したと判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３】前記制御手段は、所定時間毎に得られる
温度情報のうちの先に検出された温度情報を第一の記憶
手段に格納し、所定時間後に検出された温度情報を第二
の記憶手段に格納し、先の温度情報及び後の温度情報に
基づき変化率を算出した後、前記後の温度情報を前記第
一の記憶手段に上書きして、所定時間後に次の温度情報
を前記第二の記憶手段へ格納する請求項１又は２に記載
のセンサ付軸受装置。
【請求項４】転がり軸受と温度センサとを有するセン
サ付軸受装置の異常検知方法であって、前記温度センサから発生する温度情報を所定時間毎に得
て、前記温度情報の変化率が所定の閾値を超える場合
に、異常が発生したと判定することを特徴とするセンサ
付軸受装置の異常検知方法。