JP2007212160A - Lubricant deterioration detecting device, and bearing equipped with detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、潤滑剤の混入物などによる劣化状態を検出する潤滑剤劣化検出装置、およびその潤滑剤劣化検出装置を備えた検出装置付き軸受、例えば鉄道車両用、自動車用、産業機械用等の検出装置付き軸受に関する。 The present invention relates to a lubricant deterioration detection device for detecting a deterioration state due to a contaminant of a lubricant, and a bearing with a detection device provided with the lubricant deterioration detection device, for example, for railway vehicles, automobiles, industrial machinery, etc. The present invention relates to a bearing with a detection device.
潤滑剤を封入した軸受では、軸受内部の潤滑剤(グリース、油など)が劣化すると転動体の潤滑不良が発生し、軸受寿命が短くなる。転動体の潤滑不良を、軸受の振動状態などから判断するのでは、寿命に達して動作異常が発生してから対処することになるため、潤滑状態の異常をより早く検出できない。そこで、軸受内の潤滑剤の状態を定期的あるいはリアルタイムに観測し、異常やメンテナンス期間の予測を可能にすることが望まれる。 In a bearing in which a lubricant is enclosed, if the lubricant (grease, oil, etc.) inside the bearing deteriorates, the rolling element will be poorly lubricated and the bearing life will be shortened. Judging the poor lubrication of the rolling elements from the vibration state of the bearing, etc., will be dealt with after an operational abnormality occurs due to the end of the life, so the abnormality of the lubricating state cannot be detected earlier. Therefore, it is desired to observe the state of the lubricant in the bearing periodically or in real time so that the abnormality or the maintenance period can be predicted.
潤滑剤の劣化の主要な要因として、軸受の使用に伴って発生する摩耗粉が潤滑剤に混入することが挙げられる。
軸受の摩耗状態を検出するものとしては、軸受のシールの内側に電極やコイル等のセンサを配置し、摩耗粉の混入する潤滑剤の電気的特性を前記センサで検出するようにしたセンサ付き軸受が提案されている(例えば特許文献1)。
A sensor-equipped bearing in which a sensor such as an electrode or a coil is arranged inside the seal of the bearing so that the electrical characteristics of the lubricant mixed with wear powder can be detected by the sensor. Has been proposed (for example, Patent Document 1).
しかし、特許文献1のセンサ付き軸受は、潤滑剤の電気的特性を検出するものであるため、大量の摩耗粉が入って導通が起こるなどの状況にならなければ、特性変化として検出されず、混入物の検出が困難な場合がある。
However, the sensor-equipped bearing of
このような課題を解決するものとして、例えば図8のように、対向配置した発光素子33と受光素子34の間に潤滑剤35を介在させ、発光素子33から出射され潤滑剤35を透過する光を受光素子34で検出するようにし、受光素子34で検出された光量から潤滑剤35の劣化状態を推定する光学式の構成を考えた。
In order to solve such a problem, for example, as shown in FIG. 8, a
しかし、この構成の場合、検出対象となる潤滑剤35の厚さdが同図に破線で示すように変化すると、受光素子34で検出される光量が変化するので、潤滑剤35の厚さdを一定に保つような構成が必要となる。
However, in the case of this configuration, when the thickness d of the
そこで、例えば図9のように、発光側および受光側の光ファイバ36,37の各一端を検出対象となる潤滑剤35が存在する測定部38に対向させ、発光側の光ファイバ36の他端に発光素子33を、受光側の光ファイバ37の他端に受光素子34をそれぞれ配置した構成を考えた。
図9の構成では、発光素子33から出射された光が発光側の光ファイバ36を経由して測定部38に存在する潤滑剤35を透過し、さらに受光側の光ファイバ37を経由して受光素子34で検出され、受光素子34で検出される透過光量から潤滑剤35に混入する異物の量が推定される。この場合、測定部38における光ファイバ36,37と対向する面積を小さくできるので、測定部38へ潤滑剤35が入り易くなり、測定部38に入った潤滑剤35を容易に一定厚さに保つことができる。
Therefore, for example, as shown in FIG. 9, one end of each of the
In the configuration of FIG. 9, the light emitted from the
しかし、図9の構成の場合でも、潤滑剤35が一定厚さdに保たれるような容器構造の測定部38が必要であり、例えば軸受内部に封入された潤滑剤の劣化検出に用いるような場合、軸受内部での配置の自由度が低くなる。
However, even in the case of the configuration of FIG. 9, a measuring unit 38 having a container structure in which the
この発明の目的は、軸受内部などへの配置の自由度が高く、潤滑剤の厚さや温度変化による影響を受けずに潤滑剤の劣化状態を安定して検出できる潤滑剤劣化検出装置、およびその潤滑剤劣化検出装置を備えた検出装置付き軸受を提供することである。 An object of the present invention is to provide a lubricant deterioration detection device that has a high degree of freedom in arrangement inside a bearing and the like, and that can stably detect the deterioration state of the lubricant without being affected by changes in the thickness or temperature of the lubricant, and its To provide a bearing with a detection device provided with a lubricant deterioration detection device.
この発明の潤滑剤劣化検出装置は、光源と、この光源から出射して潤滑剤を透過した透過光を検出する複数の光検出素子とを備え、これら複数の光検出素子は、光検出面の位置が互いに順次ずれたものとし、前記複数の光検出素子の出力の信号強度を比較することによって潤滑剤の劣化状態を検出する判定手段を設けたものである。
このように、この潤滑剤劣化検出装置では、複数の光検出素子を、それらの光検出面の位置が互いに順次ずれた例えばライン状に並べ、これら複数の光検出素子の出力の信号強度を判定手段で比較することによって潤滑剤の劣化状態を検出するようにしているので、複数の光検出素子を潤滑剤の中に配置して検出を行うことで、潤滑剤そのものの厚さ、光源の強度、光源から光検出素子までの距離などに影響されることなく、潤滑剤の劣化状態を検出することができる。
その結果、軸受内部などへ潤滑剤劣化検出装置を設置する場合にも、配置の自由度が高くなり、設置スペースの制約に合わせた構成が可能となる。複数の光検出素子の出力の信号強度を比較して潤滑剤の劣化状態を検出することから、電源変動などのコモンモードノイズの影響を受けず、安定した検出が可能となる。また、光検出素子を潤滑剤の中に配置することで、複数の光検出素子の間で温度変化による特性変化の影響が相殺され、精度の高い検出が可能となる。
The lubricant deterioration detection device of the present invention includes a light source and a plurality of light detection elements that detect transmitted light emitted from the light source and transmitted through the lubricant, and the plurality of light detection elements are provided on a light detection surface. The position is sequentially shifted from each other, and determination means for detecting the deterioration state of the lubricant is provided by comparing the signal intensities of the outputs of the plurality of light detection elements.
As described above, in this lubricant deterioration detection device, a plurality of light detection elements are arranged in, for example, a line in which the positions of the light detection surfaces are sequentially shifted from each other, and the signal intensity of the outputs of the plurality of light detection elements is determined. Since the deterioration state of the lubricant is detected by means of comparison, the thickness of the lubricant itself and the intensity of the light source can be detected by arranging multiple light detection elements in the lubricant for detection. The deterioration state of the lubricant can be detected without being affected by the distance from the light source to the light detection element.
As a result, even when the lubricant deterioration detection device is installed inside the bearing or the like, the degree of freedom of arrangement becomes high, and a configuration that matches the installation space restriction is possible. Since the deterioration state of the lubricant is detected by comparing the signal intensities of the outputs of the plurality of light detection elements, stable detection is possible without being affected by common mode noise such as power supply fluctuation. In addition, by disposing the light detection element in the lubricant, the influence of the characteristic change due to the temperature change is canceled between the plurality of light detection elements, and highly accurate detection is possible.
この発明において、前記判定手段は、前記信号強度の比較により、潤滑剤の内部に混入した混入物の量を推定するものとしても良い。
例えば、潤滑剤が軸受内に封入されたものである場合、軸受の使用に伴って摩耗粉等の異物が潤滑剤に混入することになるので、その混入物の量が増加するにつれて判定手段の検出出力は小さくなる。したがって、判定手段の検出出力の値により潤滑剤の内部に混入した混入物の量を推定することができる。一方、混入物の増加は潤滑剤の劣化状態の進行を意味するので、判定手段は、推定した混入物の量から潤滑剤の劣化状態を検出することができる。
In the present invention, the determination means may estimate the amount of contaminants mixed in the lubricant by comparing the signal intensities.
For example, when the lubricant is sealed in the bearing, foreign matter such as wear powder is mixed into the lubricant as the bearing is used. The detection output becomes small. Therefore, it is possible to estimate the amount of contaminants mixed in the lubricant from the value of the detection output of the determination means. On the other hand, since the increase in contaminants means the progress of the deterioration state of the lubricant, the determination means can detect the deterioration state of the lubricant from the estimated amount of contaminants.
この発明において、前記光検出素子は、検出器とこの検出器に基端が接続されて先端が前記光検出面となる導光体とでなるものとしても良い。この構成の場合にも、複数の光検出素子は、それらの光検出面の位置が互いに順次ずれたものとなるので、潤滑剤そのものの厚さ、光源の強度、光源から光検出素子までの距離、温度変化などに影響されることなく、潤滑剤の劣化状態を検出することができる。 In the present invention, the light detection element may be composed of a detector and a light guide body whose base end is connected to the detector and whose front end is the light detection surface. Even in this configuration, since the positions of the light detection surfaces of the plurality of light detection elements are sequentially shifted from each other, the thickness of the lubricant itself, the intensity of the light source, and the distance from the light source to the light detection element In addition, the deterioration state of the lubricant can be detected without being affected by a temperature change or the like.
この発明において、前記光検出素子は、検出器とこの検出器に基端が接続されて先端が前記光検出面となる光ファイバとでなるものとしても良い。このように光ファイバを用いた場合、複数の光検出素子が配置される検出部を薄くすることができるので、検出部に潤滑剤を容易に入り込ませることができ、安定した検出が可能となる。 In the present invention, the photodetecting element may comprise a detector and an optical fiber having a base end connected to the detector and having a tip serving as the photodetecting surface. When an optical fiber is used in this way, the detection unit in which a plurality of light detection elements are arranged can be made thin, so that the lubricant can be easily introduced into the detection unit, and stable detection can be performed. .
この発明において、前記光源をライン状光源としても良い。このように、光源をライン状とした場合、検出部に入射する光の強度が場所によらず均一になるので、安定した検出が可能となる。 In the present invention, the light source may be a line light source. As described above, when the light source is in the form of a line, the intensity of light incident on the detection unit becomes uniform regardless of the location, so that stable detection is possible.
この発明において、前記判定手段は、前記潤滑剤の光透過率を算出するものとしても良い。例えば潤滑剤の内部に混入した混入物の量が増加するなど、潤滑剤の劣化状態が進行すると潤滑剤の光透過率が減衰するので、潤滑剤の光透過率を算出することにより潤滑剤の劣化状態を検出することができる。 In this invention, the determination means may calculate the light transmittance of the lubricant. For example, if the deterioration of the lubricant progresses, such as the amount of contaminants mixed in the lubricant increases, the light transmittance of the lubricant is attenuated. Therefore, by calculating the light transmittance of the lubricant, A deterioration state can be detected.
この発明において、前記判定手段は、複数の光検出素子の出力信号から、出力の飽和した光検出素子、および光検出強度が設定値に満たない光検出素子の出力信号を除外する選択部を有し、残りの光検出素子の出力信号を用いて潤滑剤の劣化状態を検出するものとしても良い。
光源から出射される光の強度によっては、一部の光検出素子において、出力が飽和になったり、ほとんど出力が得られない場合がある。しかし、その場合でも、適正な出力が得られている光検出素子の比較出力を選択部により選択して、潤滑剤の広範囲な場所からその劣化状態を確実に検出することができる。
In the present invention, the determination means includes a selection unit that excludes a light detection element whose output is saturated and a light detection element whose output intensity is less than a set value from the output signals of the plurality of light detection elements. In addition, the deterioration state of the lubricant may be detected using the output signals of the remaining light detection elements.
Depending on the intensity of the light emitted from the light source, the output may be saturated or almost no output may be obtained in some photodetectors. However, even in that case, it is possible to reliably detect the deterioration state of the lubricant from a wide range of locations by selecting the comparison output of the photodetecting element from which an appropriate output is obtained by the selection unit.
この発明の検出装置付き軸受は、この発明の上記いずれかの構成の潤滑剤劣化検出装置を搭載したものである。
この構成によると、軸受内部に封入された潤滑剤の劣化を、リアルタイムで、あるいは定期的に正確に検出することができる。これにより、軸受に動作異常が発生する前に潤滑剤の交換の必要性を判断でき、軸受の潤滑不良による破損を防ぐことができる。また、潤滑剤交換の必要性を潤滑剤劣化検出装置の出力によって判断できるため、使用期限前に廃棄される潤滑剤の量が減少する。
The bearing with a detecting device of the present invention is equipped with the lubricant deterioration detecting device having any one of the above configurations of the present invention.
According to this configuration, it is possible to accurately detect deterioration of the lubricant enclosed in the bearing in real time or periodically. As a result, it is possible to determine the necessity of replacement of the lubricant before the operation abnormality occurs in the bearing, and it is possible to prevent the bearing from being damaged due to poor lubrication. In addition, since the necessity for replacing the lubricant can be determined by the output of the lubricant deterioration detecting device, the amount of lubricant discarded before the expiration date is reduced.
この発明の潤滑剤劣化検出装置は、光源と、この光源から出射して潤滑剤を透過した透過光を検出する複数の光検出素子とを備え、これら複数の光検出素子は、光検出面の位置が互いに順次ずれたものとし、前記複数の光検出素子の出力の信号強度を比較することによって潤滑剤の劣化状態を検出する判定手段を設けたため、軸受内部などへの配置の自由度が高く、潤滑剤の厚さや温度変化による影響を受けずに潤滑剤の劣化状態を安定して検出できる。
この発明の検出装置付き軸受は、上記発明の潤滑剤劣化検出装置を搭載したものであるため、軸受内部に封入された潤滑剤の劣化を、リアルタイムで、あるいは定期的に正確に検出することができる。その結果、軸受に動作異常が発生する前に潤滑剤の交換の必要性を判断でき、軸受の潤滑不良による破損を防ぐことができる。また、潤滑剤交換の必要性を潤滑剤劣化検出装置の出力によって判断できるため、使用期限前に廃棄される潤滑剤の量が減少する。
The lubricant deterioration detection device of the present invention includes a light source and a plurality of light detection elements that detect transmitted light emitted from the light source and transmitted through the lubricant, and the plurality of light detection elements are provided on a light detection surface. Since the position is sequentially shifted from each other, and there is provided a determination means for detecting the deterioration state of the lubricant by comparing the signal strengths of the outputs of the plurality of light detection elements, the degree of freedom of arrangement inside the bearing is high. The deterioration state of the lubricant can be detected stably without being affected by the thickness of the lubricant and the temperature change.
Since the bearing with the detecting device of the present invention is equipped with the lubricant deterioration detecting device of the above invention, it is possible to accurately detect the deterioration of the lubricant enclosed in the bearing in real time or periodically. it can. As a result, it is possible to determine the necessity of replacement of the lubricant before the operation abnormality occurs in the bearing, and it is possible to prevent the bearing from being damaged due to poor lubrication. In addition, since the necessity for replacing the lubricant can be determined by the output of the lubricant deterioration detecting device, the amount of lubricant discarded before the expiration date is reduced.
この発明の第1の実施形態を図1ないし図3と共に説明する。図1(A)は、この実施形態の潤滑剤劣化検出装置の概略構成図を示す。この潤滑剤劣化検出装置1は、光源2と、この光源2から出射して検出対象となる潤滑剤5を透過した透過光を検出する複数の光検出素子3と、これら複数の光検出素子3の出力の信号強度を比較することによって潤滑剤5の劣化状態を検出する判定手段4とを備える。検出対象となる潤滑剤5は、例えば軸受内部に封入された潤滑剤である。前記複数の光検出素子3はライン状に並べて配置され、それらの光検出面の位置が光の進行方向に対して所定間隔dだけ互いに順次ずれたものとされる。また、各光検出素子3は潤滑剤5の中に配置される。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A shows a schematic configuration diagram of the lubricant deterioration detection device of this embodiment. The lubricant
この実施形態では、前記各光検出素子3は、検出器13Aと、この検出器13Aに基端が接続されて先端が前記光検出面となる導光体13Bとでそれぞれ構成されている。各検出器13Aは、光の進行方向に対して同一位置に並べたアレイとして構成される。これに対して、各導光体13Bは、先端の位置が光の進行方向に対して所定間隔dだけ互いに順次ずれるように、長さを異ならせてある。これにより、複数の光検出素子3の光検出面の位置が、光の進行方向に対して所定距離dだけ互いに順次ずれたものとされる。検出器13Aとしては、フォトダイオード、フォトトランジスタ、CDS、太陽電池、光電子増倍管などが用いられる。導光体13Bは、例えば円柱状の合成樹脂またはガラス等の透明材料からなり、光検出面となる先端は透明な円形窓とされ、外周面には反射材料が塗布されて、光検出面から入射した光が検出器13Aまで到達するようにされている。
In this embodiment, each of the
なお、導光体13Bとして、光ファイバを用いても良い。光ファイバを用いた場合、複数の光検出素子3が配置される検出部を薄くすることができるので、検出部に潤滑剤5を容易に入り込ませることができ、安定した検出が可能となる。
An optical fiber may be used as the
また、ライン状に並べられた光検出素子3に対して、光源2もライン状光源とすることが望ましい。このように光源2を光検出素子3の並びに対応するライン状とした場合、検出部に入射する光の強度が場所によらず均一になるので、安定した検出が可能となる。光源2としては、LED、白熱電球、半導体レーザダイオード、EL、有機EL、蛍光管などを用いることができる。
Further, it is desirable that the
判定手段4は、図1(B)に示すように、判定部14と選択部15とを有する。判定部14は、各光検出素子3のうち、間隔dだけずらした隣り合う2つの光検出素子3の組の出力の信号強度をそれぞれ比較する例えば複数の差動増幅器16で構成される回路部である。選択部15は、光の強度によって光検出素子3の出力が飽和となるものや殆ど出力が得られないものを除外して、適正な出力が得られる隣り合う光検出素子3の組の出力に対応する判定部14での比較結果を選択する回路部である。
光源2から出射される光の強度によっては、一部の光検出素子3において、出力が飽和になったり、ほとんど出力が得られない場合がある。その場合でも、適正な出力が得られている光検出素子3の比較出力が選択部15で選択されるので、潤滑剤5の劣化状態を確実に検出することができる。
なお、図1(B)では、判定手段4の判定部14を、隣り合う光検出素子3の出力の信号強度の差分を求める差動増幅器16で構成した例を示しているが、これに限らず、隣り合う光検出素子3の出力の信号強度の比を求める回路構成としても良い。
The determination means 4 includes a
Depending on the intensity of the light emitted from the
Although FIG. 1B shows an example in which the
上記構成の潤滑剤劣化検出装置1において、前記潤滑剤5を透過する光の強度は、透過した距離によって大きく減衰する。これら透過光強度と透過距離との間には、図2にグラフで示す関係がある。この関係は、透過光強度(透過光量)をI、透過距離をx、潤滑剤5への入射光量をIinとすると、αを定数として、
I=Iinexp(−αx) ……(1)
となる。
そこで、光検出面が距離x0 ,x1 に位置する隣り合う2つの光検出素子3の出力の信号強度I0 ,I1 は、
I0 =Iinexp(−αx0 ) ……(2)
I1 =Iinexp(−αx1 ) ……(3)
となる。前記判定手段4が、間隔dだけずらした隣り合う2つの光検出素子3の出力の信号強度の比を求めるものとすると、判定手段4の検出出力は、
(I1 /I0 )=exp(−α(x1 −x0 ))
=exp(−αd) ……(4)
となる。すなわち、判定手段4の検出出力は、潤滑剤5そのものの厚さには関係なく、隣り合う2つの光検出素子3の光検出面の間隔dに依存する値となる。この関係は、アレイ化されたそれぞれの光検出素子3の間で成り立つため、どの光検出素子3からの出力を用いて判定手段4の検出出力を得ても良い。
In the lubricant
I = Iinexp (−αx) (1)
It becomes.
Therefore, the signal intensities I0 and I1 of the outputs of the two
I0 = Iinexp (-αx0) (2)
I1 = Iinexp (-αx1) (3)
It becomes. Assuming that the determination means 4 obtains the ratio of the signal intensities of the outputs of two
(I1 / I0) = exp (-[alpha] (x1-x0))
= Exp (-αd) (4)
It becomes. That is, the detection output of the
また、式(4)における定数αの値は、潤滑剤5の状態によって変化する。例えば、潤滑剤5が軸受内に封入されたものである場合、軸受の使用に伴って摩耗粉等の異物が潤滑剤5に混入することになるので、その混入物の量が増加するにつれて前記定数αが大きくなる。したがって、前記判定手段4が、上記したように距離dだけずらした隣り合う2つの光検出素子3の信号強度の比を求める場合、潤滑剤5における間隔dの光路を透過する光の透過率を検出することになり、その検出出力の値から潤滑剤5の内部に混入した混入物の量を推定することができる。また、混入量の増加は潤滑剤5の劣化状態の進行を意味するので、判定手段4は、推定した混入物の量から潤滑剤5の劣化状態を検出することができる。
Further, the value of the constant α in the equation (4) varies depending on the state of the
なお、前記判定手段4は、間隔dだけずらした2つの光検出素子3の信号強度の差を求めるものであっても良い。この場合にも、判定手段4は潤滑剤5における間隔dを透過する光の透過率を検出することになるので、その検出出力から潤滑剤5の内部に混入した混入物の量を推定することができ、推定した混入物の量から潤滑剤5の劣化状態を検出することができる。
The determination means 4 may obtain a difference in signal intensity between the two
このように、この潤滑剤劣化検出装置1では、複数の光検出素子3を、それらの光検出面の位置が光の進行方向に対して互いに間隔dだけ順次ずれるように配置し、隣り合う2つの光検出素子3の出力の信号強度を判定手段4で比較することによって潤滑剤5の劣化状態を検出するようにしているので、潤滑剤5そのものの厚さ、光源2の強度、光源2から光検出素子3までの距離などに影響されることなく、潤滑剤5の劣化状態を検出することができる。
また、複数の光検出素子3が配置されることから、光の強度によって、一部の光検出素子3において、出力が飽和になったり、ほとんど出力が得られないものがある場合でも、判定手段4では、判定部14における複数の検出結果の中から、適正な出力が得られている隣り合う2つの光検出素子3の組の比較出力を選択部15により選択して、潤滑剤5の広範囲な場所からその劣化状態を確実に検出することができる。
Thus, in this lubricant
In addition, since the plurality of
その結果、軸受内部などへ潤滑剤劣化検出装置1を設置する場合にも、配置の自由度が高くなり、設置スペースの制約に合わせた構成が可能となる。また、隣り合う2つの光検出素子3の出力の信号強度を比較して潤滑剤5の劣化状態を検出することから、電源変動などのコモンモードノイズの影響を受けず、安定した検出が可能となる。また、光検出素子3を潤滑剤5の中に配置した状態で検出することになるので、隣り合う2つの光検出素子3の間で温度変化による特性変化の影響が相殺され、精度の高い検出が可能となる。
As a result, even when the lubricant
なお、上記構成において、光検出素子3の配置部付近に温度センサを配置して、潤滑剤5と光検出素子3の温度を観測することで、温度変化に応じた補正を検出結果に施すようにしても良い。具体的には、例えば、温度変化による検出信号の変化を予め測定しておき、実際の使用温度における検出信号を補正する回路を別に設ければ良い。この場合、潤滑剤6の温度が分かると、環境温度の変化による検出信号の変化を、潤滑剤5の劣化に起因するものと見誤るのを回避できる。これにより、より正確な検出が可能となる。
In the above configuration, a temperature sensor is arranged in the vicinity of the arrangement portion of the
また、上記構成において、判定手段4は、隣り合う2つの光検出素子3の出力の信号強度を比較して得られる検出信号を、所定の基準値と比較する比較回路を有するものとしても良い。この場合、潤滑剤5の劣化状態が所定のレベル以上であることを容易に判断できるので、潤滑剤5の交換時期などの目安とすることができる。
In the above configuration, the
図3は、図1の潤滑剤劣化検出装置1の具体的構成例を示す。この例では、溝部18を有する平面状のハウジング17において、その溝部18の一側壁に複数の光検出素子3を平面状に並べると共に、前記溝部18の他側壁に光源2を配置して、溝部18に入ってくる潤滑剤5を検出するようにしている。
このように構成した場合、溝部18に入って平面状に分布する潤滑剤5の劣化状態を検出することができる。
FIG. 3 shows a specific configuration example of the lubricant
When configured in this manner, it is possible to detect the deterioration state of the
なお、図1ないし図4に示した実施形態では、光検出素子3が検出器13Aと導光体13Bとでなる場合を示したが、図4に示すように、導光体13Bを省略して検出器だけで光検出素子3を構成し、各検出器を、その光検出面の位置が所定間隔dだけ互いに順次ずれるように配置しても良い。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the case where the
図5は、上記した潤滑剤劣化検出装置1を搭載した検出装置付き軸受を、鉄道車両用軸受ユニットに用いた断面図である。この場合の鉄道車両用軸受ユニットは、検出装置付き軸受21とその内輪24の両側に各々接して設けられた付属部品である油切り22および後ろ蓋23とで構成される。軸受21は、ころ軸受、詳しくは複列の円すいころ軸受からなり、各列のころ26,26に対して設けた分割型の内輪24,24と、一体型の外輪25と、前記ころ26,26と、保持器27とを備える。
後ろ蓋23は、車軸30に軸受21よりも中央側で取付けられて外周のオイルシール28を摺接させたものである。油切り22は、車軸30に取付けられて外周にオイルシール29を摺接させたものである。これら軸受21の両端部に配置される両オイルシール28,29により軸受21の内部に潤滑剤が封止され、かつ防塵・耐水性が確保される。
FIG. 5 is a cross-sectional view in which a bearing with a detection device on which the lubricant
The
潤滑剤劣化検出装置1は軸受21の外輪25の内径面における両列の軌道面間に取付けられ、軸受内部に封入された潤滑剤の劣化を検出する。潤滑剤劣化検出装置1は、ころ26の端面付近に配置される。外輪25には、潤滑剤劣化検出装置1の配線ケーブル19を挿通させるケーブル挿入孔25aが設けられ、配線ケーブル19の挿通部には、防水・防油処理が施される。前記配線ケーブル19を通じて、軸受外から潤滑剤劣化検出装置1への電源供給と軸受外への検出信号の取り出しが行われる。これにより、潤滑剤劣化検出装置1の取付部から軸受内部へ水分やゴミ等が侵入するのを防止している。
上記潤滑剤劣化検出装置1を搭載したこの検出装置付き軸受21では、軸受内部に封入された潤滑剤の劣化を、リアルタイムで、あるいは定期的に正確に検出することができる。その結果、軸受21に動作異常が発生する前に潤滑剤の交換の必要性を判断でき、軸受21の潤滑不良による破損を防ぐことができる。また、潤滑剤交換の必要性を潤滑剤劣化検出装置1の出力によって判断できるため、使用期限前に廃棄される潤滑剤の量が減少する。
The lubricant
In this bearing 21 with a detecting device equipped with the lubricant
図6は、検出装置付き軸受の他の例を示す。この検出装置付き軸受21Aは、図5に示した検出装置付き軸受21において、上記した潤滑剤劣化検出装置1をオイルシール29の内側面に取付けたものである。この場合、潤滑剤劣化検出装置1は、保持器27の端面付近に配置される。
FIG. 6 shows another example of a bearing with a detection device. This bearing with detection device 21 </ b> A is obtained by mounting the above-described lubricant
図7は、検出装置付き軸受のさらに他の例を示す。この検出装置付き軸受21Bは、図5に示した検出装置付き軸受21において、上記した潤滑剤劣化検出装置1を、外輪25の転走面の脇部に取付けたものである。このように、転走面の脇部に潤滑剤劣化検出装置1を配置することにより、潤滑に寄与している潤滑剤の状態を確実に検出することができる。
FIG. 7 shows still another example of the bearing with the detection device. This bearing 21B with a detecting device is the same as the bearing 21 with a detecting device shown in FIG. 5 except that the above-described lubricant
1…潤滑剤劣化検出装置
2…光源
3…光検出素子
4…判定手段
5…潤滑剤
13A…検出器
13B…導光体
21,21A,21B…潤滑剤劣化検出装置付き軸受
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