JP2007298080A - 変位センサ付複列ころ軸受と複列ころ軸受の異常診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複列ころ軸受の異常診断に供する、保持器８の回転速度以外の追加情報として、この保持器８の径方向の動きを測定できる構造を低コストで実現する。
【解決手段】上記保持器８を構成するリム部１２の外周面を、凹部１４と凸部１５とを円周方向に関して交互に配置して成る被検出面１６とする。そして、この被検出面１７に、外輪５に支持した変位センサ４の検出部を近接対向させる。この様な構成を採用すれば、この変位センサ４の出力信号の変化に基づいて、上記保持器８の径方向の動きを求められる為、上記課題を解決できる。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば製紙機械、金属の圧延機等、各種産業機械装置のロール等の回転支持部に組み込んで使用する自動調心ころ軸受等の複列ころ軸受に、変位センサを組み付けて成る変位センサ付複列ころ軸受と、この複列ころ軸受に損傷等の異常が発生しているか否かを診断する方法との改良に関する。

例えば、金属の圧延機を構成する、重量の嵩むロールの回転支持部分には、複列円筒ころ軸受、複列円すいころ軸受、自動調心ころ軸受等の複列ころ軸受が組み込まれている。この様な複列ころ軸受の一部に異常摩耗や剥離等の損傷が発生した場合に、この複列ころ軸受をそのまま使用し続けると、この損傷の度合いが大きくなり、著しい場合には、この複列ころ軸受が破壊に至る可能性がある。この様に、大型装置である圧延機の回転支持部分に組み込んだ複列ころ軸受が破壊に至った場合には、この回転支持部分を修復するのに多額の費用がかかる。この様な事態を回避する為には、上記複列ころ軸受に損傷等の異常が発生した事を確認できる様にする必要がある。

この様な要望に応えられる技術として、例えば特許文献１には、自動調心ころ軸受の運転時に、保持器で発生する周波数信号をＡＥセンサで検出し、この検出結果に基づいて、当該自動調心ころ軸受に損傷等の異常が発生しているか否かを診断する方法が記載されている。ところが、この様な特許文献１に記載された診断方法の場合には、センサとして高価なＡＥセンサを使用する為、コストが嵩む。又、検出した周波数信号に、ころ落ち信号と呼ばれる、損傷信号と相紛らわしい信号が含まれる為、このころ落ち信号を除去する為の処理回路が必要になり、この点でも、やはりコストが嵩む。

一方、特許文献２には、複列ころ軸受の運転時に、保持器の回転速度を変位センサで検出し、この検出結果に基づいて、当該複列ころ軸受に損傷等の異常が発生しているか否かを診断する方法が記載されている。この特許文献２に記載された異常診断方法の場合には、上記保持器の回転速度を検出する為に、この保持器の軸方向側面を、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置して成る被検出面とし、且つ、この被検出面の円周方向一部に上記変位センサの検出部を、軸方向に対向させる構成を採用している。この様な変位センサの出力信号の周波数は、上記保持器の回転速度に比例する為、この周波数に基づいてこの回転速度を求める事ができる。この様な特許文献２に記載された診断方法の場合には、センサとして安価な変位センサを使用すると共に、検出した保持器の回転速度をそのまま異常診断に利用できる為、コストを十分に抑えられる。ところが、上記特許文献２に記載された診断方法の場合、上記変位センサにより検出できるのは、上記保持器の回転速度のみである。これに対し、異常診断の信頼性を高める為には、追加情報として、上記保持器の径方向の動きや、両列のころの回転状態の差を測定できる様にする事が望ましい。従って、この様な追加情報を測定できる構造を、低コストで実現する事が望まれる。

特開２００１−１３０４０号公報 特開２００５−６９２７５号公報

本発明の変位センサ付複列ころ軸受と複列ころ軸受の異常診断方法は、上述の様な事情に鑑み、異常診断に供する、保持器の回転速度以外の追加情報として、この保持器の径方向の動き等を測定できる構造を低コストで実現すると共に、この実現した構造を用いた適切な異常診断方法を実現すべく発明したものである。

本発明の変位センサ付複列ころ軸受と複列ころ軸受の異常診断方法のうち、請求項１に記載した変位センサ付複列ころ軸受は、複列ころ軸受と、少なくとも１個の変位センサとを備える。
このうちの複列ころ軸受は、静止輪である外輪と、回転輪である内輪と、これら外輪の内周面と内輪の外周面との間に、軸方向に２列に分けて、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられたころと、これら各ころを転動自在に保持する保持器を備える。そして、この保持器は、上記両列のころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの一端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合した複数の柱部とを有し、円周方向に隣り合う柱部同士の間部分をそれぞれ、上記各ころを転動自在に保持するポケットとしている。
又、上記変位センサは、検出部を有し、この検出部とこの検出部を対向させる被検出面との距離に応じた大きさの出力を発生する。この様な変位センサとしては、静電容量式、渦電流式、レーザー式等、各種の形式のものを、上記被検出面の性状に合わせて採用できる。
特に、請求項１に記載した変位センサ付複列ころ軸受に於いては、上記リム部の外周面を、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置して成る被検出面とし、且つ、上記変位センサを、上記外輪の一部で上記両列の間部分に当該部分を径方向に貫通する状態で形成した支持孔の内側に挿通支持した状態で、この変位センサの検出部を上記被検出面に径方向に対向させている。

上述の請求項１に記載した変位センサ付複列ころ軸受を実施する場合には、例えば請求項２に記載した様に、一方の列のころを保持する為の保持器と、他方の列のころを保持する為の保持器とを、リム部を共通にする態様で一体に形成し、この共通にしたリム部の外周面を被検出面とする事ができる。
又は、例えば請求項３に記載した様に、一方の列のころを保持する為の保持器と、他方の列のころを保持する為の保持器とを、互いに独立に形成し、これら両保持器を構成するリム部の外周面を、それぞれ被検出面とする事もできる。

又、上述の請求項２に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項４に記載した様に、変位センサを複数設けると共に、これら各変位センサの検出部をそれぞれ、被検出面の一部で軸方向位置が互いに異なる部分に対向させる。
又、上述の請求項３に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項５に記載した様に、変位センサを複数設けると共に、これら各変位センサの検出部を、両被検出面に少なくとも１つずつ対向させる。

又、上述の請求項１〜５に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、例えば請求項６〜７に記載した様に、変位センサの検出部の位置を、複列ころ軸受の最大ラジアル荷重が作用する位置に対し、円周方向に９０度（請求項６の場合）又は１８０度（請求項７の場合）ずらせる。
又、上述の請求項１〜７に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項８に記載した様に、複列ころ軸受を、自動調心ころ軸受（球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成した外輪と、この外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成した内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた球面ころと、これら各球面ころを転動自在に保持する保持器とから成るもの）とする。

又、請求項９に記載した複列ころ軸受の異常診断方法は、上述の請求項１〜８のうちの何れか１項に記載した変位センサ付複列ころ軸受を対象とし、少なくとも１つの変位センサの出力信号を利用して、複列ころ軸受に異常が発生しているか否かを診断する。
又、請求項１０に記載した複列ころ軸受の異常診断方法は、上述の請求項４〜８のうちの何れか１項に記載した変位センサ付複列ころ軸受のうち、変位センサを複数設けているものを対象とし、請求項２に記載した被検出面にそれぞれの検出部を対向させた２個の変位センサ、又は、請求項３に記載した１対の被検出面にそれぞれの検出部を対向させた２個の変位センサの出力信号を利用して、複列ころ軸受に異常が発生しているか否かを診断する。

更に、請求項１１に記載した複列ころ軸受の異常診断方法は、上述の請求項９〜１０に記載した診断方法を実施する場合に、内輪と共に回転する回転軸の回転状態を検出する為のセンサ（変位センサには限定されない。）の出力信号を追加利用する。
尚、上記回転軸の回転状態を検出する為のセンサは、当該回転軸を含んで構成する機械装置に予め備えられた、運転制御用のセンサを利用する事ができる。

上述の様に構成する本発明の変位センサ付複列ころ軸受の場合、運転時に保持器が回転すると、変位センサの検出部の近傍を、被検出面を構成する凹部と凸部とが交互に通過する。この結果、上記変位センサの出力が周期的に変化する。この様に変化する出力の周波数は、上記保持器の回転速度に比例する為、この周波数に基づいて、この回転速度を求める事ができる。更に、本発明の変位センサ付複列ころ軸受の場合、変位センサに対する保持器の径方向位置（検出部と被検出面との距離）が変化すると、これに伴い、上記変位センサの出力のレベル（大きさ）が変化する。この為、この出力のレベルの変化に基づいて、上記保持器の径方向の動きを知る事ができる。
従って、本発明の変位センサ付複列ころ軸受によれば、センサとして変位センサを採用した低コストな構造でありながら、この変位センサの出力信号を利用して、信頼性の高い、複列ころ軸受の異常診断を行なえる。この点に就いて、以下に説明する。

複列ころ軸受の運転時に、ころがスキューしたり、或は少なくとも一方の列で損傷が発生する等の異常が発生すると、この様な異常が発生していない場合と比較して、保持器の径方向の動き方が変化する。従って、請求項９に記載した様に、少なくとも１つの変位センサの出力信号を利用して、上記保持器の径方向の動き方を調べれば、複列ころ軸受に上述の様な異常が発生しているか否かを診断できる。

又、複列ころ軸受の運転時に、ころがスキューしたり、或は少なくとも一方の列で損傷が発生する等の異常が発生すると、両列のころの動きに差が生じる。
この際に、請求項４に記載した変位センサ付複列ころ軸受の場合には、両列のころを一体型の保持器で保持している為、これら両列のころの動きの差が、この保持器の姿勢や形状の変化となって現れる。更に、この保持器の姿勢や形状の変化は、２個の変位センサの出力信号の差（位相差、レベル差等）の変化となって現れる。従って、請求項１０に記載した様に、これら２個の変位センサの出力信号を利用して、これら両出力信号の差の変化量を調べれば、複列ころ軸受に上述した様な異常が発生しているか否かを診断できる。
又、請求項５に記載した変位センサ付複列ころ軸受の場合には、両列のころを、それぞれ互いに独立した保持器で保持している為、これら両列のころの動きの差が、これら両保持器の動きの差となって現れる。更に、これら両保持器の動きの差は、２個の変位センサの出力信号の差（周波数差、位相差、レベル差等）の変化となって現れる。従って、やはり請求項１０に記載した様に、これら２個の変位センサの出力信号を利用して、これら両出力信号の差の変化量を調べれば、複列ころ軸受に上述した様な異常が発生しているか否かを診断できる。

又、複列ころ軸受の運転時に、ころがスキューする等に基づいて、ころの公転滑りが発生すると、軌道や転動面に損傷が発生し易くなる。一方、複列ころ軸受の運転時に、ころの公転滑りが発生していない状態では、当該ころの公転速度（≒上記保持器の回転速度）と、内輪と共に回転する回転軸の回転速度との間に、所定の関係が成立する。従って、請求項１１に記載した様に、複列ころ軸受の運転時に、少なくとも１つの変位センサの出力信号と、上記回転軸の回転速度を検出する為のセンサの出力信号とを利用して、上記所定の関係が成立しているか否かを調べれば、複列ころ軸受に異常（ころの公転滑り）が発生しているか否かを診断できる。

又、請求項６〜７に記載した変位センサ付複列ころ軸受の場合には、外輪に対する変位センサの組み付けの困難性を回避できる。即ち、自動調心ころ軸受等の複列ころ軸受を、ラジアル荷重が支配的な負荷条件で使用する場合には、空間的制限や上記外輪の強度的制限により、この外輪の一部で最大ラジアル荷重が作用する位置（負荷圏の中央位置）に、上記変位センサを組み付ける（支持孔を形成する）事が難しい場合が多い。これに対し、請求項６〜７に記載した構造の場合には、上記変位センサの検出部の位置（この変位センサの設置位置）を、上記最大ラジアル荷重が作用する位置に対し、円周方向に９０度（請求項６）又は１８０度（請求項７）ずらせている。この為、空間的制限や上記外輪の強度的制限を受けずに、この外輪に対して上記変位センサを容易に組み付ける（支持孔を形成する）事ができる。又、請求項６に記載した構造の場合には、上記９０度の位置、即ち、ころの自転が安定になる負荷圏と不安定になる非負荷圏とのほぼ境界位置で、上記変位センサにより保持器の運動を検出する為、この検出結果に基づいて異常診断を的確に行なえる。又、請求項７に記載した構造の場合には、上記１８０度の位置、即ち、ころが内外輪からの束縛を解かれる非負荷圏の中央位置で、上記変位センサによりころの慣性に基づく保持器の運動を検出する為、この検出結果に基づいて異常診断を的確に行なえる。

尚、本発明の変位センサ付複列ころ軸受は、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受等、各種の複列ころ軸受に適用できる。但し、このうちの自動調心ころ軸受は、他の複列ころ軸受に比べて、ころがスキューし易い。この為、本発明は、請求項８に記載した様に、自動調心ころ軸受に適用した場合に、得られる効果が最も大きくなる。

［実施の形態の第１例］
図１〜６は、請求項１、２、６、８、９、１１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の変位センサ付複列ころ軸受は、金属の圧延機等の産業機械装置を構成する、重量の嵩むロールの端部に固設された軸等の回転軸１を、ハウジング２の内側に回転自在に支持する為の自動調心ころ軸受３と、１対の変位センサ４、４とを備える。このうちの自動調心ころ軸受３は、図２に詳示する様に、外輪５と、内輪６と、複数個の球面ころ７、７と、保持器８とから成る。このうちの外輪５は、単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道９を、その内周面に形成している。又、上記内輪６は、上記外輪軌道９と対向する１対の内輪軌道１０、１０を、その外周面に形成している。又、上記各球面ころ７、７は、上記外輪軌道９と上記両内輪軌道１０、１０との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ、転動自在に設けられている。

又、上記保持器８は、銅や真鍮（高力黄銅を含む）等の銅系合金、若しくは炭素鋼やステンレス鋼等の鉄系合金製の素材に、切削加工乃至研削加工を施す事により、或は合成樹脂を射出成形する事により、一体に造られたもので、上記各球面ころ７、７を転動自在に保持する為の複数のポケット１１、１１を備えている。この為に上記保持器８は、上記両列の球面ころ７、７同士の間に配置された円環状のリム部１２と、複数の柱部１３、１３とを備える。これら各柱部１３、１３は、それぞれの基端部をこのリム部１２の軸方向両側面の円周方向等間隔複数個所に結合した（一体に連続させた）状態で、上記各球面ころ７、７の軸方向に対し、ほぼ平行に配置されている。又、これら各柱部１３、１３は、それぞれの先端部を、他の部分に結合しない自由端としている。そして、円周方向に隣り合う柱部１３、１３の円周方向側面と上記リム部１２の軸方向片側面とで三方を囲まれる部分を、上記各ポケット１１、１１としている。又、上記リム部１２の外周面を、凹部１４と凸部１５とを円周方向に関して交互に且つ等間隔で設けて成る被検出面１６としている。

又、上記１対の変位センサ４、４はそれぞれ、上記外輪５に対し支持固定している。この為に、この外輪５の直径方向反対側となる２個所位置で、それぞれ軸方向に関して上記両列の球面ころ７、７の間部分に、当該部分を径方向に貫通する状態で、図２に示す様な支持孔１７を形成している。そして、これら両支持孔１７の内側に上記両変位センサ４、４を、１つずつ挿通支持している。そして、この状態で、これら両変位センサ４、４の検出部である先端部（図２の下端部）を、上記被検出面１６に近接対向させている。この様な１対の変位センサ４、４はそれぞれ、自身の検出部と、この検出部を対向させる上記被検出面１６との距離に応じた大きさの出力を発生する。この様な変位センサ４、４としては、静電容量式、渦電流式、レーザー式等、各種の形式のものを、上記被検出面１６の性状に合わせて採用できる。

上述の様に構成する変位センサ付複列ころ軸受３を、前記回転軸１と前記ハウジング２との間に組み付ける場合には、図１に示す様に、上記外輪５をこのハウジング２の内側に内嵌固定すると共に、上記内輪６を上記回転軸１に外嵌固定する。又、この状態で、上記両変位センサ４、４をそれぞれ、上記自動調心ころ軸受３に最大ラジアル荷重Ｆｒが作用する位置（図１の下端部）に対し、円周方向に９０度ずれた位置（図１の左右両端部）に配置する。尚、この状態で、上記両変位センサ４、４の基端部はそれぞれ、上記ハウジング２の一部で上記各支持孔１７と整合する位置に形成した第二の支持孔１８を通じて、このハウジング２の径方向外側に引き出している。そして、これら両変位センサ４、４の基端面から、それぞれハーネス１９、１９を導出している。

又、本例の場合、上記自動調心ころ軸受３の近傍部分には、上記回転軸１の回転速度を検出する為の回転速度検出装置を設けている。この回転速度検出装置は、上記回転軸１に外嵌固定したエンコーダ２０と、このエンコーダ２０の外周面である被検出面２１にその検出部を近接対向させた、ハウジング等の回転しない部分に支持固定したセンサ２２とから成る。本例の場合、このうちのエンコーダ２０の被検出面２１には、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。又、上記センサ２２は、自身の検出部と、この検出部を対向させる上記被検出面２１との距離に応じた大きさの出力を発生する、変位センサである。

上述の様な本例の変位センサ付複列ころ軸受の場合、運転時に、保持器８が回転すると、１対の変位センサ４、４の検出部の近傍を、被検出面１６を構成する凹部１４と凸部１５とが交互に通過する。この結果、例えば図６に実線で示す様に、上記両変位センサ４、４の出力が周期的に変化する。この様に変化する出力の周波数は、上記保持器８の回転速度に比例する為、この周波数に基づいて、この保持器８の回転速度を求める事ができる。更に、上記両変位センサ４、４に対する上記保持器８の径方向位置（上記両検出部と上記被検出面１６との距離）が変化すると、これに伴い、上記両変位センサ４、４の出力のレベル（大きさ、電位）が変化する。即ち、上記被検出面１６が図５の実線の位置にある場合（この被検出面１６と上記変位センサ４の検出部との距離が比較的小さい場合）には、この変位センサ４の出力のレベルが、図６に実線で示す様に、比較的大きく（電位が高く）なる。これに対し、上記被検出面１６が図５の二点鎖線の位置にある場合（この被検出面１６と上記変位センサ４の検出部との距離が比較的大きい場合）には、この変位センサ４の出力のレベルが、図６に二点鎖線で示す様に、比較的小さく（電位が低く）なる。従って、この出力のレベルの変化に基づいて、上記保持器８の径方向の動きを知る事ができる。

又、上記自動調心ころ軸受３の近傍に設けた回転速度検出装置の場合も、上記回転軸１と共にエンコーダ２０が回転すると、上記センサ２２の検出部の近傍を、上記被検出面２１を構成する凹部と凸部とが交互に通過する。この結果、上記センサ２２の検出部の出力が、例えば図６に実線で示す様に周期的に変化する。この様に変化する出力の周波数は、上記回転軸１の回転速度に比例する為、この周波数に基づいて、この回転軸１の回転速度を求める事ができる。尚、本発明を実施する場合、この様な回転速度検出装置の構造は、特に問わない。例えば、この回転速度検出装置を構成するエンコーダとして、被検出面にＳ極とＮ極とを円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置したものを使用し、且つ、センサとして、ホール素子等の磁気検出素子を備えたものを使用する事もできる。又、この様な回転速度検出装置は、上記回転軸１を含んで構成する回転機械に、運転制御用として予め組み込んであるものを使用できる。

何れにしても、上述の様な本例の変位センサ付複列ころ軸受によれば、センサとして変位センサ４、４を採用した低コストな構造でありながら、これら両変位センサ４、４の出力信号を利用して、信頼性の高い、自動調心ころ軸受３の異常診断を行なえる。この点に就いて、以下に説明する。
上記自動調心ころ軸受３の運転時に、上記各球面ころ７、７がスキューしたり、或は少なくとも一方の列で損傷が発生する等の異常が発生すると、この様な異常が発生していない場合と比較して、上記保持器８の径方向の動き方が変化する。従って、上記自動調心ころ軸受３の運転時に、上記各変位センサ４、４の出力信号に基づいて、上記保持器８の径方向の動き方を調べれば、上記自動調心ころ軸受３に上述の様な異常が発生しているか否かを診断できる。

又、上記自動調心ころ軸受３の運転時に、球面ころ７、７がスキューする等に基づいて、これら球面ころ７、７の公転滑りが発生すると、外輪、内輪各軌道９、１０や転動面に損傷が発生し易くなる。一方、上記自動調心ころ軸受３に、上記各球面ころ７、７の公転滑りが発生していない状態では、これら各球面ころ７、７の公転速度（≒上記保持器８の回転速度）ｎ_c と、内輪６と共に回転する上記回転軸１の回転速度ｎ_i との間に、次の（１）式で示される様な関係が成立する。
ｎ_c ＝１−（ｄ・cos α／Ｄ）・（ｎ_i ／２） −−−−−（１）
尚、この（１）式の右辺中、ｄは転動体直径を、αは接触角を、Ｄはピッチ円直径を、それぞれ表している。
従って、上記自動調心ころ軸受３の運転時に、上記各変位センサ４、４毎にそれぞれ、これら各変位センサ４、４の出力信号と、上記回転速度検出装置を構成するセンサ２２の出力信号とを利用して、上記（１）式の関係が成立しているか否かを調べれば、上記自動調心ころ軸受３に異常（上記各球面ころ７、７の公転滑り）が発生しているか否かを診断できる。

又、本例の変位センサ付複列ころ軸受の場合には、外輪５に対する上記両変位センサ４、４の組み付けの困難性を回避できる。即ち、本例の様に、上記自動調心ころ軸受３を、ラジアル荷重が支配的な負荷条件で使用する場合には、空間的制限や上記外輪５の強度的制限により、この外輪５の一部で最大ラジアル荷重Ｆｒが作用する位置（負荷圏の中央位置。本例の場合には、図１の下端部）に、上記両変位センサ４、４を組み付ける（支持孔１７を形成する）事が難しい場合が多い。これに対して本例の構造の場合には、上記両変位センサ４、４の設置位置（これら両変位センサ４、４の検出部の位置）を、それぞれ上記最大ラジアル荷重Ｆｒが作用する位置に対し、円周方向に９０度ずらせている。この為、空間的制限や上記外輪５の強度的制限を受けずに、この外輪５に対して上記両変位センサ４、４を容易に組み付ける（上記支持孔１７を形成する）事ができる。そして、本例の構造の場合には、上記９０度の位置、即ち、上記両列の球面ころ７、７の自転が安定になる負荷圏と不安定になる非負荷圏とのほぼ境界位置で、上記両変位センサ４、４により上記保持器８の運動を検出する為、この検出結果に基づいて上記自動調心ころ軸受３の異常診断を的確に行なえる。

尚、本例の場合には、変位センサの数を２個としたが、本発明を実施する場合には、変位センサの数を、１個、又は、３個以上とする事もできる。又、変位センサの設置位置は、最大ラジアル荷重が作用する位置に対し、円周方向に１８０度ずらせる事もできる。この場合には、この１８０度の位置、即ち、ころが内外輪からの束縛を解かれる非負荷圏の中央位置で、当該変位センサにより、ころの慣性に基づく保持器の運動を検出する為、この検出結果に基づいて複列ころ軸受の異常診断を的確に行なえる。又、空間的制限や外輪の強度的制限等の各種の制限さえクリアできれば、変位センサの設置位置は、最大ラジアル荷重が作用する位置を含む、所望の円周方向位置とする事ができる。更に、外輪の軸方向中央部の円周方向複数個所に給油孔を有する自動調心ころ軸受の場合には、何れかの給油孔を変位センサの支持孔として利用する事もできる。

［実施の形態の第２例］
次に、図７は、請求項１、２、４、８、９、１０、１１に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、２個の変位センサ４、４を、円周方向に関して同じ位置に配置すると共に、これら両変位センサ４、４の検出部をそれぞれ、被検出面１６の一部で軸方向位置が互いに異なる部分（図示の例では、軸方向両端部）に対向させている。この様な構成を有する本例の変位センサ付複列ころ軸受の場合には、上記両変位センサ４、４の出力信号を利用して、より信頼性の高い、自動調心ころ軸受３の異常診断を行なえる。この点に就いて、以下に説明する。

上記自動調心ころ軸受３の運転時に、各球面ころ７、７がスキューしたり、或は少なくとも一方の列で損傷が発生する等の異常が発生すると、両列の球面ころ７、７の動きに差が生じる。この際に、本例の変位センサ付複列ころ軸受の場合には、両列の球面ころ７、７を一体型の保持器８で保持している為、これら両列の球面ころ７、７の動きの差が、この保持器８の姿勢や形状の変化（弾性変形）となって現れる。更に、この保持器８の姿勢や形状の変化は、上記両変位センサ４、４の出力信号の差（位相差、レベル差等）の変化となって現れる。従って、これら両変位センサ４、４の出力信号を利用して、これら両出力信号の差の変化量を調べれば、上記自動調心ころ軸受３に上述した様な異常が発生しているか否かを診断できる。その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

［実施の形態の第３例］
次に、図８〜９は、請求項１、３、５、８、９、１０、１１に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。上述した第１〜２例では、一方の列の球面ころ７を保持する為の保持器と、他方の列の球面ころ７を保持する為の保持器とを、リム部１２を共通にする態様で一体に形成していた。これに対して本例の場合には、一方の列の球面ころ７を保持する為の保持器８ａと、他方の列の球面ころ７を保持する為の保持器８ａとを、互いのリム部１２ａ、１２ａを別々にする態様で、互いに独立に（相対回転可能に）形成している。そして、これら各リム部１２ａ、１２ａの外周面をそれぞれ、上述した第１〜２例の場合と同様の構成を有する、互いに等しい被検出面１６、１６としている。又、本例の場合も、２個の変位センサ４、４を、円周方向に関して同じ位置に配置している。そして、これら両変位センサ４、４の検出部を、上記両被検出面１６、１６に１つずつ近接対向させている。この様な構成を有する本例の変位センサ付複列ころ軸受の場合も、上記両変位センサ４、４の出力信号を利用して、前述した第１例よりも信頼性の高い、自動調心ころ軸受３の異常診断を行なえる。この点に就いて、以下に説明する。

上記自動調心ころ軸受３の運転時に、各球面ころ７、７がスキューしたり、或は少なくとも一方の列で損傷が発生する等の異常が発生すると、両列の球面ころ７、７の動きに差が生じる。この際に、本例の変位センサ付複列ころ軸受の場合には、両列のころ７、７を、それぞれ互いに独立した保持器８ａ、８ａで保持している為、これら両列のころ７、７の動きの差が、これら両保持器８ａ、８ａの動きの差となって現れる。更に、これら両保持器８ａ、８ａの動きの差は、上記両変位センサ４、４の出力信号の差（周波数差、位相差、レベル差等）の変化となって現れる。従って、これら両変位センサ４、４の出力信号を利用して、これら両出力信号の差の変化量を調べれば、上記自動調心ころ軸受３に上述した様な異常が発生しているか否かを診断できる。

尚、上述した第２〜３例の様に、２個の変位センサを円周方向に関して同じ位置に配置する場合、これら２個の変位センサは、単一のセンサケースに収納して一体的に取り扱う事もできる。この様にすれば、２個の変位センサの取り扱い性を良好にできる。これと共に、外輪に形成する支持孔の数を、２つから１つに減らせる為、製造コストを低減できる。又、上述した第２〜３例の様に、一方の球面ころを保持する為の保持器と、他方の球面ころを保持する為の保持器とを、互いに独立に形成する場合には、これら両保持器としてそれぞれ、比較的低コストで造れる、図１０に示す様なプレス型の保持器８ｂを使用する事もできる。この様なプレス型の保持器８ｂは、素材となる金属板に、不要部分を除去する為の打ち抜き加工、並びに、所望形状を得る為の絞り加工等を施して成る。この様なプレス型の保持器８ｂの場合には、各柱部１３、１３の先端部同士を連結する、円環状の連結部２３を備えている。

本発明の実施の形態の第１例を組み込んだ回転支持部の斜視図。 一部を省略して示す、図１のＡ−Ａ断面図。 保持器の部分斜視図。 一部を省略して示す、図２のＢ−Ｂ断面図。 変位センサの検出部と保持器の被検出面との対向部分を軸方向から見た模式図。 変位センサの出力信号を示す線図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。 同第３例を示す、図２と同様の図。 １対の保持器の部分斜視図。 本発明を実施する場合に使用可能な保持器の別例を示す部分斜視図。

符号の説明

１ 回転軸
２ ハウジング
３ 自動調心ころ軸受
４ 変位センサ
５ 外輪
６ 内輪
７ 球面ころ
８、８ａ 保持器
９ 外輪軌道
１０ 内輪軌道
１１ ポケット
１２、１２ａ リム部
１３ 柱部
１４ 凹部
１５ 凸部
１６ 被検出面
１７ 支持孔
１８ 第二の支持孔
１９ ハーネス
２０ エンコーダ
２１ 被検出面
２２ センサ
２３ 連結部

Claims (11)

1. 複列ころ軸受と、少なくとも１個の変位センサとを備え、
   このうちの複列ころ軸受は、静止輪である外輪と、回転輪である内輪と、これら外輪の内周面と内輪の外周面との間に、軸方向に２列に分けて、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられたころと、これら各ころを転動自在に保持する保持器を備えたものであり、この保持器は、上記両列のころ同士の間に配置された円環状のリム部と、それぞれの一端部をこのリム部の軸方向側面の円周方向複数個所に結合した複数の柱部とを有し、円周方向に隣り合う柱部同士の間部分をそれぞれ、上記各ころを転動自在に保持するポケットとしたものであり、
   上記変位センサは、検出部を有し、この検出部とこの検出部を対向させる被検出面との距離に応じた大きさの出力を発生するものである、
   変位センサ付複列ころ軸受に於いて、
   上記リム部の外周面を、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置して成る被検出面とし、且つ、上記変位センサを、上記外輪の一部で上記両列の間部分に当該部分を径方向に貫通する状態で形成した支持孔の内側に挿通支持した状態で設け、この変位センサの検出部を上記被検出面に径方向に対向させた事を特徴とする変位センサ付複列ころ軸受。
2. 一方の列のころを保持する為の保持器と、他方の列のころを保持する為の保持器とを、リム部を共通にする態様で一体に形成し、この共通にしたリム部の外周面を被検出面としている、請求項１に記載した変位センサ付複列ころ軸受。
3. 一方の列のころを保持する為の保持器と、他方の列のころを保持する為の保持器とを、互いに独立に形成し、これら両保持器を構成するリム部の外周面をそれぞれ被検出面としている、請求項１に記載した変位センサ付複列ころ軸受。
4. 変位センサを複数設けると共に、これら各変位センサの検出部をそれぞれ、被検出面の一部で軸方向位置が互いに異なる部分に対向させている、請求項２に記載した変位センサ付複列ころ軸受。
5. 変位センサを複数設けると共に、これら各変位センサの検出部を、両被検出面に少なくとも１つずつ対向させている、請求項３に記載した変位センサ付複列ころ軸受。
6. 変位センサの検出部の位置を、複列ころ軸受の最大ラジアル荷重が作用する位置に対し、円周方向に９０度ずらせている、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した変位センサ付複列ころ軸受。
7. 変位センサの検出部の位置を、複列ころ軸受の最大ラジアル荷重が作用する位置に対し、円周方向に１８０度ずらせている、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した変位センサ付複列ころ軸受。
8. 複列ころ軸受が、球状凹面である外輪軌道を、その内周面に形成した外輪と、この外輪軌道と対向する１対の内輪軌道を、その外周面に形成した内輪と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に、２列に分けて、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた球面ころと、これら各球面ころを転動自在に保持する保持器とから成る、自動調心ころ軸受である、請求項１〜７のうちの何れか１項に記載した変位センサ付複列ころ軸受。
9. 請求項１〜８のうちの何れか１項に記載した変位センサ付複列ころ軸受を対象とし、少なくとも１つの変位センサの出力信号を利用して、複列ころ軸受に異常が発生しているか否かを診断する、複列ころ軸受の異常診断方法。
10. 請求項４〜８のうちの何れか１項に記載した変位センサ付複列ころ軸受のうち、変位センサを複数設けているものを対象とし、請求項２に記載した被検出面にそれぞれの検出部を対向させた２個の変位センサ、又は、請求項３に記載した１対の被検出面にそれぞれの検出部を対向させた２個の変位センサの出力信号を利用して、複列ころ軸受に異常が発生しているか否かを診断する、複列ころ軸受の異常診断方法。
11. 内輪と共に回転する回転軸の回転状態を検出する為のセンサの出力信号を追加利用して、複列ころ軸受に異常が発生しているか否かを診断する、請求項９〜１０のうちの何れか１項に記載した複列ころ軸受の異常診断方法。

Images