JP2021134839A - Lubricant deterioration state detection device and lubricant deterioration state detection method - Google Patents

Lubricant deterioration state detection device and lubricant deterioration state detection method Download PDF

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Abstract

To improve detection sensitivity and gas selectivity in a device which detects a deterioration state of a lubricant in a rolling bearing.SOLUTION: A lubricant deterioration state detection device includes: a housing 12 which houses a rotatable rolling bearing 15; a semiconductor type gas sensor 13 which is disposed outside the housing 12 and detects a concentration of an object gas; and a guide passage 14 which communicates with the housing 12 and guides a gas in the housing 12 to the semiconductor type gas sensor 13. The lubricant deterioration state detection device detects a deterioration state of a lubricant of the rolling bearing 15 according to a detection result of the semiconductor type gas sensor 13.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、潤滑剤劣化状態検出装置、潤滑剤劣化状態検出方法に関するものである。 The present invention relates to a lubricant deterioration state detecting device and a lubricant deterioration state detecting method.

転がり軸受は、潤滑油やグリース等の潤滑剤によって潤滑されており、潤滑剤が劣化すると、転がり軸受に温度上昇や摩耗が生じ、転がり軸受の焼きつき等、異常発生の原因となる。潤滑剤が劣化してゆく際に、カルボニル化合物が生成されるため、このカルボニル化合物を測定することにより、潤滑剤の劣化状態を検出できることが知られている。例えば特許文献1では、転がり軸受を収めたハウジング内部に発生するガスを吸引し、吸引したガスを定電位電解式のガスセンサで分析することで、潤滑剤の劣化状態を検出することを提案している。 Rolling bearings are lubricated with a lubricant such as lubricating oil or grease, and when the lubricant deteriorates, the temperature of the rolling bearings rises and wear occurs, which causes abnormalities such as seizure of the rolling bearings. Since a carbonyl compound is generated as the lubricant deteriorates, it is known that the deteriorated state of the lubricant can be detected by measuring this carbonyl compound. For example, Patent Document 1 proposes to detect a deteriorated state of a lubricant by sucking a gas generated inside a housing containing a rolling bearing and analyzing the sucked gas with a constant potential electrolytic gas sensor. There is.

特許第6421893号公報Japanese Patent No. 6421893

定電位電解式のガスセンサでは、検出感度が十分でなかったり、またガスの選択性に起因して一部の潤滑剤では劣化状態を検出できなかったりする可能性があり、改善の余地があった。
本発明の課題は、転がり軸受における潤滑剤の劣化状態を検出するものにおいて、検出感度やガスの選択性を向上させることである。
With the constant potential electrolysis type gas sensor, there is a possibility that the detection sensitivity is not sufficient, and the deterioration state cannot be detected with some lubricants due to the gas selectivity, so there is room for improvement. ..
An object of the present invention is to improve detection sensitivity and gas selectivity in detecting a deteriorated state of a lubricant in a rolling bearing.

本発明の一態様に係る潤滑剤劣化状態検出装置は、半導体式ガスセンサを備える。
本発明の他の態様に係る潤滑剤劣化状態検出装置は、回転可能な転がり軸受を収容した筐体と、筐体の外部に配置され、対象ガスの濃度を検出する半導体式ガスセンサと、筐体内に連通し、筐体内の気体を半導体式ガスセンサへと案内する案内流路と、を備え、半導体式ガスセンサの検出結果に応じて、転がり軸受の潤滑剤の劣化状態を検出する。
本発明の他の態様に係る潤滑剤劣化状態検出方法は、転がり軸受を潤滑している潤滑剤の劣化によって生じる対象ガスを、半導体式ガスセンサで検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出する。
The lubricant deterioration state detection device according to one aspect of the present invention includes a semiconductor gas sensor.
The lubricant deterioration state detection device according to another aspect of the present invention includes a housing containing a rotatable rolling bearing, a semiconductor gas sensor arranged outside the housing and detecting the concentration of the target gas, and the inside of the housing. It is provided with a guide flow path for guiding the gas in the housing to the semiconductor gas sensor, and detects the deteriorated state of the lubricant of the rolling bearing according to the detection result of the semiconductor gas sensor.
The lubricant deterioration state detection method according to another aspect of the present invention detects the deterioration state of the lubricant by detecting the target gas generated by the deterioration of the lubricant lubricating the rolling bearing with a semiconductor gas sensor. ..

本発明によれば、転がり軸受の潤滑剤から発生する対象ガスを半導体式ガスセンサによって検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度やガスの選択性を向上させることができる。 According to the present invention, by detecting the target gas generated from the lubricant of the rolling bearing by the semiconductor gas sensor, it is possible to improve the detection sensitivity and the gas selectivity when detecting the deteriorated state of the lubricant.

潤滑剤劣化状態検出装置を示す図である。It is a figure which shows the lubricant deterioration state detection device. 半導体式ガスセンサの駆動回路である。It is a drive circuit of a semiconductor gas sensor. 流路の切り替えを示す図である。It is a figure which shows the switching of a flow path. 実施例の試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the test result of an Example. 比較例の試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the test result of the comparative example. 変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに限定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that each drawing is a schematic one and may differ from the actual one. In addition, the following embodiments exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the configuration is not limited to the following. That is, the technical idea of the present invention can be modified in various ways within the technical scope described in the claims.

《実施形態》
《構成》
図1は、潤滑剤劣化状態検出装置を示す図である。
潤滑剤劣化状態検出装置11は、筐体12と、半導体式ガスセンサ13と、案内流路14と、を備える。
筐体12は、回転可能な転がり軸受15を収容している。転がり軸受15は、玉軸受、ころ軸受、針軸受、円すいころ軸受、球面ころ軸受、スラスト軸受など、如何なる種類のものでもよい。転がり軸受15は潤滑剤によって潤滑されており、潤滑剤には例えば汎用グリースが使用されている。
半導体式ガスセンサ13は、筐体12の外部に配置されており、対象ガスの濃度を検出する。対象ガスは、潤滑剤の劣化に伴って生じるアルコール、ケトン、アルデヒド、有機酸の少なくとも一つを含む。
<< Embodiment >>
"composition"
FIG. 1 is a diagram showing a lubricant deterioration state detecting device.
The lubricant deterioration state detection device 11 includes a housing 12, a semiconductor gas sensor 13, and a guide flow path 14.
The housing 12 houses a rotatable rolling bearing 15. The rolling bearing 15 may be of any kind such as a ball bearing, a roller bearing, a needle bearing, a tapered roller bearing, a spherical roller bearing, and a thrust bearing. The rolling bearing 15 is lubricated by a lubricant, and for example, general-purpose grease is used as the lubricant.
The semiconductor type gas sensor 13 is arranged outside the housing 12 and detects the concentration of the target gas. The target gas contains at least one of alcohol, ketone, aldehyde, and organic acid generated as a result of deterioration of the lubricant.

案内流路14は、筐体12内に連通し、筐体12内の気体を半導体式ガスセンサ13へと案内する。具体的には、一方側が筐体12に接続され、他方側がポンプ16の吸入口に接続されており、筐体12とポンプ16との間に半導体式ガスセンサ13が設けられている。案内流路14のうち、筐体12と半導体式ガスセンサ13との間には、フィルタ17が設けられている。フィルタ17は、気体に含まれるオイルミスト等を除去する例えばセラミックスフィルタである。フィルタ17としては、目の粗さが200メッシュ程度で、粒子径が0.3μm以上のオイルミスト粒子を捕集できるものを用いることが好ましい。 The guide flow path 14 communicates with the inside of the housing 12 and guides the gas in the housing 12 to the semiconductor gas sensor 13. Specifically, one side is connected to the housing 12, the other side is connected to the suction port of the pump 16, and a semiconductor gas sensor 13 is provided between the housing 12 and the pump 16. A filter 17 is provided between the housing 12 and the semiconductor gas sensor 13 in the guide flow path 14. The filter 17 is, for example, a ceramics filter that removes oil mist and the like contained in the gas. As the filter 17, it is preferable to use a filter having a coarseness of about 200 mesh and capable of collecting oil mist particles having a particle size of 0.3 μm or more.

案内流路14のうち、フィルタ17と半導体式ガスセンサ13との間には、分岐点が設けられており、分岐点から分岐した分岐流路21は、筐体12の外部に開放されている。分岐点には、バルブ22(第一の流路切替部、流路切替部)が設けられている。バルブ22は、半導体式ガスセンサ13へと案内する気体を、筐体12内の気体、及び筐体12外の気体の何れか一方に切り替える三方弁である。分岐流路21には、フィルタ23が設けられている。フィルタ23は、塵や埃等のコンタミネーションを除去する例えば活性炭フィルタである。 Of the guide flow paths 14, a branch point is provided between the filter 17 and the semiconductor gas sensor 13, and the branch flow path 21 branched from the branch point is open to the outside of the housing 12. A valve 22 (first flow path switching portion, flow path switching portion) is provided at the branch point. The valve 22 is a three-way valve that switches the gas guided to the semiconductor gas sensor 13 to either the gas inside the housing 12 or the gas outside the housing 12. A filter 23 is provided in the branch flow path 21. The filter 23 is, for example, an activated carbon filter that removes contamination such as dust and dirt.

図2は、半導体式ガスセンサの駆動回路である。
半導体式ガスセンサ13は、ヒータ抵抗31と、例えば酸化第二錫SnO2等の金属酸化物半導体であるセンサ抵抗32と、を備える。ヒータ抵抗31は、ヒータ電圧Ehが印加されることで、金属酸化物半導体を200〜500℃程度の動作温度に加熱する。センサ抵抗32には、負荷抵抗33が直列に接続されており、負荷抵抗33の両端電圧Eoutを測定するために、センサ抵抗32及び負荷抵抗33に回路電圧Ecが印加される。対象ガスの濃度に応じてセンサ抵抗32の導電率が変化するため、センサ抵抗32の抵抗を求めることで、対象ガスの濃度が検出される。具体的には、下記の式に示すように、回路電圧Ec、負荷抵抗33の両端電圧Eout、及び負荷抵抗33の抵抗値RLに応じて、センサ抵抗32の抵抗値RSを算出する。
RS={(Ec×RL)/Eout}−RL
FIG. 2 is a drive circuit of a semiconductor gas sensor.
The semiconductor gas sensor 13 includes a heater resistance 31 and a sensor resistance 32 which is a metal oxide semiconductor such as stannic oxide SnO2. The heater resistor 31 heats the metal oxide semiconductor to an operating temperature of about 200 to 500 ° C. by applying the heater voltage Eh. A load resistor 33 is connected in series to the sensor resistor 32, and a circuit voltage Ec is applied to the sensor resistor 32 and the load resistor 33 in order to measure the voltage Eout across the load resistor 33. Since the conductivity of the sensor resistor 32 changes according to the concentration of the target gas, the concentration of the target gas can be detected by obtaining the resistance of the sensor resistor 32. Specifically, as shown in the following equation, the resistance value RS of the sensor resistance 32 is calculated according to the circuit voltage Ec, the voltage across the load resistance 33 Eout, and the resistance value RL of the load resistance 33.
RS = {(Ec × RL) / Eout} -RL

次に、潤滑剤の劣化状態を検出する方法について説明する。
図3は、流路の切り替えを示す図である。
図中の(a)は、センサクリーニング時の状態を示す。潤滑剤の劣化状態を検出する前には、半導体式ガスセンサ13のクリーニングを実施する。先ず、バルブ22によって筐体12外との連通状態へと切り替え、ポンプ16を駆動する。これにより、分岐流路21を介して筐体12外の気体が半導体式ガスセンサ13に案内され、半導体式ガスセンサ13周囲の案内流路14、及び半導体式ガスセンサ13におけるセンサ抵抗32の表面が清浄化される。クリーニング時間Tcは、案内流路14内の気体を全て筐体12外の気体で入れ替える必要あるため、案内流路14の流路容積Vtをポンプ16における単位時間当たりの流量Qpで除算した値(=Vt/Qp)以上に設定されている。例えば、流路容積Vtが200mlであり、流量Qpが100ml/分であれば、時間Tcは2分以上であり、より十分なクリーニングを行なうために、例えば9.5倍となる19分程度に設定する。
Next, a method of detecting the deteriorated state of the lubricant will be described.
FIG. 3 is a diagram showing switching of the flow path.
(A) in the figure shows a state at the time of sensor cleaning. Before detecting the deteriorated state of the lubricant, the semiconductor gas sensor 13 is cleaned. First, the valve 22 switches to a state of communication with the outside of the housing 12 to drive the pump 16. As a result, the gas outside the housing 12 is guided to the semiconductor gas sensor 13 via the branch flow path 21, and the surfaces of the guide flow path 14 around the semiconductor gas sensor 13 and the sensor resistor 32 in the semiconductor gas sensor 13 are cleaned. Will be done. Since it is necessary to replace all the gas in the guide flow path 14 with the gas outside the housing 12, the cleaning time Tc is a value obtained by dividing the flow path volume Vt of the guide flow path 14 by the flow rate Qp per unit time in the pump 16. = Vt / Qp) or higher. For example, if the flow path volume Vt is 200 ml and the flow rate Qp is 100 ml / min, the time Tc is 2 minutes or more, and in order to perform more sufficient cleaning, for example, it is about 19 minutes, which is 9.5 times. Set.

図中の(b)は、ガス測定時の状態を示す。センサクリーニングが終了したら、ガス測定を実施する。先ず、バルブ22によって筐体12内との連通状態へと切り替え、ポンプ16を駆動する。これにより、案内流路14によって筐体12内の気体が半導体式ガスセンサ13に案内され、センサ抵抗32の表面に付着し、対象ガスの濃度が検出される。ガス測定時間Tsは、案内流路14内の気体を筐体12内の気体に入れ替える必要がある。そのため、案内流路14の流路容積Vt、及び筐体12内で気体が入り得る容積Vhのうち小さい方を、ポンプ16における単位時間当たりの流量Qpで除算した値(=min[Vt,Vh]/Qp)以上に設定されている。例えば、流路容積Vtが200mlであり、筐体12内の容積Vhが100mlであり、流量Qpが100ml/分であれば、ガス測定時間Tsは1分以上である。
上記のクリーニング及びガス測定を一セットとし、これを予め定めた時間Ti毎に実施する。時間Tiは、例えば数十分〜1日程度であるが、潤滑剤が劣化すると、比較的早い時間で異常が生じるため、24時間以内であることが望ましい。
(B) in the figure shows a state at the time of gas measurement. After cleaning the sensor, perform gas measurement. First, the valve 22 switches to a state of communication with the inside of the housing 12 to drive the pump 16. As a result, the gas in the housing 12 is guided by the guide flow path 14 to the semiconductor gas sensor 13, adheres to the surface of the sensor resistor 32, and the concentration of the target gas is detected. For the gas measurement time Ts, it is necessary to replace the gas in the guide flow path 14 with the gas in the housing 12. Therefore, the smaller of the flow path volume Vt of the guide flow path 14 and the volume Vh at which gas can enter in the housing 12 is divided by the flow rate Qp per unit time in the pump 16 (= min [Vt, Vh). ] / Qp) or higher. For example, if the flow path volume Vt is 200 ml, the volume Vh in the housing 12 is 100 ml, and the flow rate Qp is 100 ml / min, the gas measurement time Ts is 1 minute or more.
The above cleaning and gas measurement are set as one set, and this is performed every Ti for a predetermined time. The time Ti is, for example, about several tens of minutes to one day, but it is desirable that the time Ti is within 24 hours because an abnormality occurs in a relatively early time when the lubricant deteriorates.

《作用効果》
次に、実施形態の主要な作用効果について説明する。
定電位電解式のガスセンサは、対象ガスを特定の電位で電解し、その際生じる電解電流を検知することで対象ガスの濃度を測定するものである。この定電位電解式のガスセンサでは、検出感度が十分でなかったり、またガスの選択性に起因して一部の潤滑剤では劣化状態を検出できなかったりする可能性があり、改善の余地があった。そこで、本実施形態の潤滑剤劣化状態検出装置11では、転がり軸受15を潤滑している潤滑剤の劣化によって生じる対象ガスを、半導体式ガスセンサ13で検出する。半導体式ガスセンサ13は、定電位電解式に比べて、以下のような利点がある。
《Effect》
Next, the main action and effect of the embodiment will be described.
The constant potential electrolysis type gas sensor measures the concentration of the target gas by electrolyzing the target gas at a specific potential and detecting the electrolytic current generated at that time. With this constant potential electrolysis type gas sensor, there is a possibility that the detection sensitivity is not sufficient, and the deterioration state cannot be detected with some lubricants due to the selectivity of the gas, so there is room for improvement. rice field. Therefore, in the lubricant deterioration state detecting device 11 of the present embodiment, the target gas generated by the deterioration of the lubricant lubricating the rolling bearing 15 is detected by the semiconductor gas sensor 13. The semiconductor type gas sensor 13 has the following advantages as compared with the constant potential electrolysis type.

先ず、半導体式ガスセンサ13は、ヒータ抵抗31によって200〜500℃程度に加熱されることから、水分が存在してもすぐに気化するため、水分による影響を受けることがない。同様に、オイルが存在してもすぐに気化し、案内流路14から排出されるため、センサ抵抗32に対するオイルの付着や堆積を防ぎ、長寿命化を図れる。一方、定電位電解式ガスセンサは、ヒータがないため、水分による影響を受けたり、オイルの付着や堆積によって検出精度が低下したり、またオイルを対象ガスとして誤検出したりする可能性があった。 First, since the semiconductor gas sensor 13 is heated to about 200 to 500 ° C. by the heater resistor 31, even if water is present, it is immediately vaporized and is not affected by the water. Similarly, even if the oil is present, it is immediately vaporized and discharged from the guide flow path 14, so that the oil can be prevented from adhering to or accumulating on the sensor resistor 32, and the life can be extended. On the other hand, since the constant potential electrolytic gas sensor does not have a heater, it may be affected by moisture, the detection accuracy may be lowered due to the adhesion or accumulation of oil, or the oil may be erroneously detected as the target gas. ..

また、半導体式ガスセンサ13は、対象ガスの種類が、アルコール、ケトン、アルデヒド、及び有機酸を含め、カルボニル化合物全般に及ぶため、潤滑剤の劣化を検出するのに適しており、検出感度にも優れている。一方、定電位電解式ガスセンサは、アルコール、ケトン、有機酸等は、高精度に検出することができなかった。
さらに、半導体式ガスセンサ13は、耐熱性が高いため、高温環境での使用が可能となる。一方、定電位電解式ガスセンサは、耐熱性が高くないため、使用できる温度環境が限られていた。
したがって、転がり軸受15の潤滑剤から発生する対象ガスを半導体式ガスセンサ13によって検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度やガスの選択性を向上させることができる。
Further, since the target gas type of the semiconductor gas sensor 13 covers all carbonyl compounds including alcohols, ketones, aldehydes, and organic acids, it is suitable for detecting the deterioration of the lubricant, and the detection sensitivity is also high. Are better. On the other hand, the constant potential electrolytic gas sensor could not detect alcohol, ketone, organic acid and the like with high accuracy.
Further, since the semiconductor gas sensor 13 has high heat resistance, it can be used in a high temperature environment. On the other hand, the constant potential electrolytic gas sensor does not have high heat resistance, so that the temperature environment in which it can be used is limited.
Therefore, by detecting the target gas generated from the lubricant of the rolling bearing 15 by the semiconductor gas sensor 13, it is possible to improve the detection sensitivity and the gas selectivity when detecting the deteriorated state of the lubricant.

潤滑剤劣化状態検出装置11では、オイルミストを除去するフィルタ17を案内流路14に設けている。これにより、フィルタ17によってオイルミストを除去してから、筐体12内の気体を半導体式ガスセンサ13へと案内することができる。したがって、センサ抵抗32に対するオイルの付着や堆積を防ぎ、長寿命化を図れる。
潤滑剤劣化状態検出装置11では、半導体式ガスセンサ13へと案内する気体を、筐体12内の気体、及び筐体12外の気体の何れか一方に切り替えるバルブ22を案内流路14に設けている。これにより、筐体12外の気体を案内するセンサクリーニングを実施するのか、又は筐体12内の気体を案内するガス測定を実施するのかを、容易に切り替えることができる。
In the lubricant deterioration state detecting device 11, a filter 17 for removing oil mist is provided in the guide flow path 14. As a result, after the oil mist is removed by the filter 17, the gas in the housing 12 can be guided to the semiconductor gas sensor 13. Therefore, it is possible to prevent oil from adhering to or accumulating on the sensor resistor 32 and to extend the service life.
In the lubricant deterioration state detecting device 11, a valve 22 for switching the gas to be guided to the semiconductor gas sensor 13 to either the gas inside the housing 12 or the gas outside the housing 12 is provided in the guide flow path 14. There is. As a result, it is possible to easily switch between performing sensor cleaning that guides the gas outside the housing 12 and performing gas measurement that guides the gas inside the housing 12.

潤滑剤劣化状態検出方法では、転がり軸受15を潤滑している潤滑剤の劣化によって生じる対象ガスを、半導体式ガスセンサ13で検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出している。これにより、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度やガスの選択性を向上させることができる。
潤滑剤劣化状態検出方法では、転がり軸受15を収容した筐体12内の気体を、案内流路14によって半導体式ガスセンサ13に案内し、対象ガスの濃度を検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出している。これにより、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度を向上させることができる。
In the lubricant deterioration state detection method, the deterioration state of the lubricant is detected by detecting the target gas generated by the deterioration of the lubricant that lubricates the rolling bearing 15 with the semiconductor gas sensor 13. This makes it possible to improve the detection sensitivity and gas selectivity when detecting the deteriorated state of the lubricant.
In the lubricant deterioration state detection method, the gas in the housing 12 accommodating the rolling bearing 15 is guided to the semiconductor gas sensor 13 by the guide flow path 14, and the concentration of the target gas is detected to detect the deterioration state of the lubricant. Is being detected. This makes it possible to improve the detection sensitivity when detecting the deteriorated state of the lubricant.

潤滑剤劣化状態検出方法では、筐体12内の気体を半導体式ガスセンサ13に案内する前に、クリーニング時間Tcだけ半導体式ガスセンサ13のクリーニングを実施する。すなわち、案内流路14に設けられたバルブ22で筐体12内との連通状態から筐体12外との連通状態へと切り替え、ポンプ16を用いて筐体12外の気体を半導体式ガスセンサ13に案内する。これにより、長期間にわたって運用されても、半導体式ガスセンサ13が汚染されて検出感度が低下することを抑制でき、長寿命化を図ることができる。 In the lubricant deterioration state detection method, the semiconductor gas sensor 13 is cleaned for the cleaning time Tc before guiding the gas in the housing 12 to the semiconductor gas sensor 13. That is, the valve 22 provided in the guide flow path 14 switches from the state of communication with the inside of the housing 12 to the state of communication with the outside of the housing 12, and the pump 16 is used to transfer the gas outside the housing 12 to the semiconductor gas sensor 13. I will guide you to. As a result, even if the gas sensor 13 is operated for a long period of time, it is possible to prevent the semiconductor gas sensor 13 from being contaminated and the detection sensitivity from being lowered, and it is possible to extend the life of the semiconductor gas sensor 13.

潤滑剤劣化状態検出方法では、クリーニング時間Tcが、案内流路14の流路容積Vtをポンプ16における単位時間当たりの流量Qpで除算した値(=Vt/Qp)以上に設定されている。これにより、案内流路14内の気体を入れ替え、十分なクリーニングを行なうことができる。
潤滑剤劣化状態検出方法では、対象ガスとして、アルコール、ケトン、アルデヒド、有機酸の少なくとも一つが含まれており、これらの濃度を選択的に検出している。このように、カルボニル化合物全般にわたって検出することができるため、潤滑剤の劣化を検出するのに適している。
In the lubricant deterioration state detection method, the cleaning time Tc is set to be equal to or higher than the value (= Vt / Qp) obtained by dividing the flow path volume Vt of the guide flow path 14 by the flow rate Qp per unit time in the pump 16. As a result, the gas in the guide flow path 14 can be replaced and sufficient cleaning can be performed.
In the lubricant deterioration state detection method, at least one of alcohol, ketone, aldehyde, and organic acid is contained as a target gas, and the concentrations of these are selectively detected. As described above, since it can be detected over the entire carbonyl compound, it is suitable for detecting the deterioration of the lubricant.

《実施例》
次に、潤滑剤劣化状態検出装置11の実施例について説明する。
実施例では、転がり軸受として、内径寸法が25mm、外径寸法が62mm、幅寸法が17mmであり、内輪回転であり、グリースによって潤滑されたものを使用する。回転速度が10,000r/minであり、外輪温度が140℃、ラジアル荷重が98N、アキシャル荷重が1470Nの条件で連続回転させた。
"Example"
Next, an example of the lubricant deterioration state detection device 11 will be described.
In the embodiment, as the rolling bearing, one having an inner diameter dimension of 25 mm, an outer diameter dimension of 62 mm, a width dimension of 17 mm, an inner ring rotation, and lubricated with grease is used. The rotation speed was 10,000 r / min, the outer ring temperature was 140 ° C., the radial load was 98 N, and the axial load was 1470 N.

グリースとしては、増ちょう剤がリチウム石けんであり、ちょう度No.2で、基油がポリαオレフィンとジエステルの混合物で、動粘度が15.9mm/s(40℃)である市販の汎用グリースを用いた。筐体12のアキシャル方向に直径6.5mmの採取孔を開け、外径6mm、内径4mmのチューブを挿入し、筐体12内の気体を吸引する。採取孔とセンサの間には、オイルミストを除去するセラミックスフィルタを設けた。センサには半導体式ガスセンサを用い、還元性ガスが金属酸化物表面の酸素を取り去り、ガスの濃度に応じて発生する抵抗値の減少を検出する。その他には、外輪温度を測定した。 As the grease, the thickener is lithium soap, the consistency is No. 2, the base oil is a mixture of poly-α-olefin and diester, and the kinematic viscosity is 15.9 mm 2 / s (40 ° C). Grease was used. A sampling hole having a diameter of 6.5 mm is opened in the axial direction of the housing 12, a tube having an outer diameter of 6 mm and an inner diameter of 4 mm is inserted, and the gas in the housing 12 is sucked. A ceramic filter for removing oil mist was provided between the sampling hole and the sensor. A semiconductor gas sensor is used as the sensor, and the reducing gas removes oxygen on the surface of the metal oxide and detects a decrease in the resistance value generated according to the concentration of the gas. In addition, the outer ring temperature was measured.

回転開始と同時にセンサユニットを稼働させて、検出したガス濃度を間欠的に測定することにより、転がり軸受の潤滑剤の劣化状態を検出した。バルブによってガスの吸引経路を切り替え、19分間のセンサクリーニングと1分間のガス測定を繰り返した。
図4は、実施例の試験結果を示すグラフである。
図中の(a)は外輪温度を示し、図中の(b)はセンサ出力を示す。試験結果は、350時間が経過した後に、センサ出力が増加し、380時間が経過したときに、外輪温度の異常上昇を検出して試験機が停止した。試験後の転がり軸受は、潤滑剤が劣化しており、円滑な回転が困難となっていた。したがって、センサ出力に対する閾値Ethを例えば0.2〜0.3V程度に設定しておき、センサ出力が閾値Eth以上となったときに、試験機を停止すれば、外輪温度が異常上昇する前に、つまり潤滑剤が劣化する前に、試験機を停止させることができる。なお、センサ出力は回転初期にピークが生じるため、この期間については不感帯とする。
By operating the sensor unit at the same time as the start of rotation and intermittently measuring the detected gas concentration, the deterioration state of the lubricant of the rolling bearing was detected. The gas suction path was switched by the valve, and the sensor cleaning for 19 minutes and the gas measurement for 1 minute were repeated.
FIG. 4 is a graph showing the test results of the examples.
(A) in the figure shows the outer ring temperature, and (b) in the figure shows the sensor output. As for the test result, the sensor output increased after 350 hours had passed, and when 380 hours had passed, an abnormal rise in the outer ring temperature was detected and the testing machine stopped. After the test, the rolling bearing had a deteriorated lubricant, which made it difficult to rotate smoothly. Therefore, if the threshold value Eth for the sensor output is set to, for example, about 0.2 to 0.3 V and the testing machine is stopped when the sensor output exceeds the threshold value Eth, the outer ring temperature will not rise abnormally. That is, the testing machine can be stopped before the lubricant deteriorates. Since the sensor output peaks at the initial stage of rotation, it is set as a dead zone for this period.

次に、比較例について説明する。比較例では、実施例と同一条件のもと、定電位電解式センサを用いてガス測定を実施した。
図5は、比較例の試験結果を示すグラフである。
図中の(a)は外輪温度を示し、図中の(b)はセンサ出力を示す。試験結果は、外輪温度が異常上昇する前に、センサ出力が増加することはなかった。すなわち、センサ出力が増加するよりも先に、潤滑剤の劣化が進み、外輪温度が異常上昇してしまった。
したがって、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度という点で、実施例は比較例に対して優れていることが確認できた。
Next, a comparative example will be described. In the comparative example, gas measurement was carried out using a constant potential electrolytic sensor under the same conditions as in the example.
FIG. 5 is a graph showing the test results of the comparative example.
(A) in the figure shows the outer ring temperature, and (b) in the figure shows the sensor output. The test results showed that the sensor output did not increase before the outer ring temperature rose abnormally. That is, the deterioration of the lubricant progressed before the sensor output increased, and the outer ring temperature rose abnormally.
Therefore, it was confirmed that the examples were superior to the comparative examples in terms of detection sensitivity when detecting the deteriorated state of the lubricant.

《変形例》
実施形態では、一つの筐体12を備えた構成について説明したが、これに限定されるものではなく、複数の筐体12を備えた構成としてもよい。
図6は、変形例を示す図である。
ここでは、二つの筐体12a、12bを備えた構成を示す。この場合、半導体式ガスセンサ13へと案内する気体を、複数ある筐体12a、12bのうち何れか一つの筐体12内の気体に切り替えるバルブ42(第二の流路切替部)を備える。なお、夫々経路において、案内流路14、転がり軸受15、フィルタ17については、共通の構成であるため、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。バルブ42は、半導体式ガスセンサ13へと案内する気体を、筐体12内の気体、及び筐体12外の気体の何れか一方に切り替える機能も兼ねている(第一の流路切替部、流路切替部)。すなわち、バルブ42は、半導体式ガスセンサ13へと案内する気体を、筐体12a内の気体、筐体12b内の気体、及び筐体12外の気体の何れか一つに切り替えるバルブである。
<< Modification example >>
In the embodiment, the configuration including one housing 12 has been described, but the present invention is not limited to this, and a configuration including a plurality of housings 12 may be provided.
FIG. 6 is a diagram showing a modified example.
Here, a configuration including two housings 12a and 12b is shown. In this case, a valve 42 (second flow path switching portion) for switching the gas guided to the semiconductor gas sensor 13 to the gas in any one of the plurality of housings 12a and 12b is provided. Since the guide flow path 14, the rolling bearing 15, and the filter 17 have the same configuration in each path, they are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The valve 42 also has a function of switching the gas guided to the semiconductor gas sensor 13 to either the gas inside the housing 12 or the gas outside the housing 12 (first flow path switching unit, flow). Road switching section). That is, the valve 42 is a valve that switches the gas guided to the semiconductor gas sensor 13 to any one of the gas inside the housing 12a, the gas inside the housing 12b, and the gas outside the housing 12.

筐体12aについてガス測定を実施する場合、センサクリーニングを実施してから筐体12a内の気体を半導体式ガスセンサ13に案内する。また、筐体12bについてガス測定を実施する場合、センサクリーニングを実施してから筐体12b内の気体を半導体式ガスセンサ13に案内する。このように、複数の筐体12を備えたとしても、バルブ42によって流路を切り替えることで、一つの半導体式ガスセンサ13で筐体12a、12bのガス測定を実施することができる。すなわち、複数の筐体12に対して半導体式ガスセンサ13を共通化し、部品点数の増加やコストの増加を抑制することができる。 When the gas measurement is performed on the housing 12a, the gas in the housing 12a is guided to the semiconductor gas sensor 13 after the sensor cleaning is performed. Further, when the gas measurement is performed on the housing 12b, the gas in the housing 12b is guided to the semiconductor gas sensor 13 after the sensor cleaning is performed. In this way, even if the plurality of housings 12 are provided, the gas measurement of the housings 12a and 12b can be performed by one semiconductor gas sensor 13 by switching the flow path by the valve 42. That is, the semiconductor gas sensor 13 can be shared with the plurality of housings 12, and the increase in the number of parts and the increase in cost can be suppressed.

なお、一つのバルブ42で、筐体12内の気体、及び筐体12外の気体の何れか一方に切り替える機能と、筐体12a、12bのうち何れか一つの筐体12内の気体に切り替える機能の両方を兼ねているが、これに限定されるものではない。前述したバルブ22で、筐体12内の気体か筐体外12外の気体かを切り替え、もう一つのバルブ42で、筐体12a、12bの何れか一つに切り替える構成としてもよい。さらに、二つの筐体12a、12bを備えているが、これに限定されるものではなく、三つ以上の筐体12を備える構成にも適用可能である。 It should be noted that one valve 42 has a function of switching to either the gas inside the housing 12 or the gas outside the housing 12, and switching to the gas inside the housing 12 of any one of the housings 12a and 12b. It has both functions, but is not limited to this. The valve 22 described above may be used to switch between the gas inside the housing 12 and the gas outside the housing 12, and the other valve 42 may be used to switch to any one of the housings 12a and 12b. Further, the present invention includes two housings 12a and 12b, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a configuration including three or more housings 12.

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。 Although the above description has been made with reference to a limited number of embodiments, the scope of rights is not limited thereto, and modifications of the embodiments based on the above disclosure are obvious to those skilled in the art.

11…潤滑剤劣化状態検出装置、12…筐体、12a…筐体、12b…筐体、13…半導体式ガスセンサ、14…案内流路、15…軸受、16…ポンプ、17…フィルタ、21…分岐流路、22…バルブ、23…フィルタ、31…ヒータ抵抗、32…センサ抵抗、33…負荷抵抗、42…バルブ 11 ... Lubricant deterioration state detector, 12 ... Housing, 12a ... Housing, 12b ... Housing, 13 ... Semiconductor gas sensor, 14 ... Guide flow path, 15 ... Bearing, 16 ... Pump, 17 ... Filter, 21 ... Branch flow path, 22 ... valve, 23 ... filter, 31 ... heater resistance, 32 ... sensor resistance, 33 ... load resistance, 42 ... valve

Claims (10)

半導体式ガスセンサを備えることを特徴とする潤滑剤劣化状態検出装置。 A lubricant deterioration state detection device including a semiconductor gas sensor. 回転可能な転がり軸受を収容した筐体と、
前記筐体の外部に配置され、対象ガスの濃度を検出する半導体式ガスセンサと、
前記筐体内に連通し、前記筐体内の気体を前記半導体式ガスセンサへと案内する案内流路と、を備え、
前記半導体式ガスセンサの検出結果に応じて、前記転がり軸受の潤滑剤の劣化状態を検出することを特徴とする潤滑剤劣化状態検出装置。
A housing containing rotatable rolling bearings and
A semiconductor gas sensor that is placed outside the housing and detects the concentration of the target gas,
A guide flow path that communicates with the inside of the housing and guides the gas in the housing to the semiconductor gas sensor is provided.
A lubricant deterioration state detecting device, which detects a deterioration state of a lubricant of the rolling bearing according to a detection result of the semiconductor type gas sensor.
前記案内流路は、気体に含まれるオイルミストを除去するフィルタを備えることを特徴とする請求項2に記載の潤滑剤劣化状態検出装置。 The lubricant deterioration state detecting device according to claim 2, wherein the guide flow path includes a filter for removing oil mist contained in a gas. 前記案内流路は、前記半導体式ガスセンサへと案内する気体を、前記筐体内の気体、及び前記筐体外の気体の何れか一方に切り替える第一の流路切替部を備えることを特徴とする請求項2又は3に記載の潤滑剤劣化状態検出装置。 The claim is characterized in that the guide flow path includes a first flow path switching unit that switches the gas that guides the semiconductor gas sensor to either the gas inside the housing or the gas outside the housing. Item 6. The lubricant deterioration state detecting device according to Item 2 or 3. 前記案内流路は、前記半導体式ガスセンサへと案内する気体を、複数ある前記筐体のうち何れか一つの前記筐体内の気体に切り替える第二の流路切替部を備えることを特徴とする請求項2〜4の何れか一項に記載の潤滑剤劣化状態検出装置。 The claim is characterized in that the guide flow path includes a second flow path switching unit that switches the gas that guides the semiconductor gas sensor to the gas in the housing of any one of the plurality of housings. Item 6. The lubricant deterioration state detecting device according to any one of Items 2 to 4. 転がり軸受を潤滑している潤滑剤の劣化によって生じる対象ガスを、半導体式ガスセンサで検出することで、前記潤滑剤の劣化状態を検出することを特徴とする潤滑剤劣化状態検出方法。 A method for detecting a deteriorated state of a lubricant, which comprises detecting a deteriorated state of the lubricant by detecting a target gas generated by deterioration of the lubricant lubricating the rolling bearing with a semiconductor gas sensor. 前記転がり軸受を収容した筐体内の気体を、案内流路によって前記半導体式ガスセンサに案内し、前記対象ガスの濃度を検出することで、前記潤滑剤の劣化状態を検出することを特徴とする請求項6に記載の潤滑剤劣化状態検出方法。 A claim characterized in that the deteriorated state of the lubricant is detected by guiding the gas in the housing containing the rolling bearing to the semiconductor gas sensor by a guide flow path and detecting the concentration of the target gas. Item 6. The method for detecting a deterioration state of a lubricant according to Item 6. 前記筐体内の気体を前記半導体式ガスセンサに案内する前に、前記案内流路に設けられた流路切替部で前記筐体内との連通状態から前記筐体外との連通状態へと切り替え、予め定めたクリーニング時間だけポンプを用いて前記筐体外の気体を前記半導体式ガスセンサに案内することで、前記半導体式ガスセンサのクリーニングを実施することを特徴とする請求項7に記載の潤滑剤劣化状態検出方法。 Before guiding the gas in the housing to the semiconductor gas sensor, the flow path switching portion provided in the guidance flow path switches from the communication state with the inside of the housing to the communication state with the outside of the housing, and is determined in advance. The lubricant deterioration state detection method according to claim 7, wherein the semiconductor gas sensor is cleaned by guiding the gas outside the housing to the semiconductor gas sensor using a pump for the cleaning time. .. 前記クリーニング時間は、前記案内流路の流路容積を前記ポンプにおける単位時間当たりの流量で除算した値以上に設定されていることを特徴とする請求項8に記載の潤滑剤劣化状態検出方法。 The lubricant deterioration state detection method according to claim 8, wherein the cleaning time is set to a value equal to or more than a value obtained by dividing the flow path volume of the guide flow path by the flow rate per unit time in the pump. 前記対象ガスは、アルコール、ケトン、アルデヒド、有機酸の少なくとも一つを含み、これらの濃度を選択的に検出することを特徴とする請求項6又は7に記載の潤滑剤劣化状態検出方法。 The method for detecting a deteriorated state of a lubricant according to claim 6 or 7, wherein the target gas contains at least one of an alcohol, a ketone, an aldehyde, and an organic acid, and the concentration thereof is selectively detected.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016217485A (en) * 2015-05-22 2016-12-22 日本精工株式会社 Rolling bearing including vibration detection device and state detection device
JP2018197668A (en) * 2017-05-23 2018-12-13 日本精工株式会社 Lubricant deterioration state evaluation method, and lubricant deterioration detection device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0472556A (en) * 1990-05-02 1992-03-06 Toshiba Corp Method for diagnosing aged deterioration of oil-immersed electric equipment
JP2016217485A (en) * 2015-05-22 2016-12-22 日本精工株式会社 Rolling bearing including vibration detection device and state detection device
JP2018197668A (en) * 2017-05-23 2018-12-13 日本精工株式会社 Lubricant deterioration state evaluation method, and lubricant deterioration detection device

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