JP5673382B2

JP5673382B2 - Abnormal diagnosis method

Info

Publication number: JP5673382B2
Application number: JP2011137389A
Authority: JP
Inventors: 宮坂　孝範; 孝範宮坂; 武藤　泰之; 泰之武藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2031-06-21
Also published as: JP2013003095A

Description

本発明は、例えば、自動車等の車両の車輪を回転自在に支承する軸受装置の異常を診断する異常診断方法に関する。 The present invention relates to an abnormality diagnosis method for diagnosing an abnormality of a bearing device that rotatably supports wheels of a vehicle such as an automobile.

従来、自動車等の車両の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承するためのハブユニット軸受として、図８に示すようなハブユニット軸受８０が知られている。 Conventionally, a hub unit bearing 80 as shown in FIG. 8 is known as a hub unit bearing for rotatably supporting a wheel of a vehicle such as an automobile with respect to a suspension device.

ハブユニット軸受８０は駆動輪用とされ、ハブ８１（回転輪）と、外輪８２（静止輪）と、複数の転動体である玉８３と、を備える。ハブ８１は、中空状のハブ輪８４を備えており、ハブ輪８４のインボード側の軸方向端部（自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部：図８における右端部）には小径段部８５が形成されており、この小径段部８５には内輪９０（回転輪）が嵌め込まれている。内輪９０の外周面には内輪軌道面９１が形成され、また、ハブ輪８４の軸方向の中間部外周面には内輪軌道面９２が形成される。 The hub unit bearing 80 is for a drive wheel, and includes a hub 81 (rotating wheel), an outer ring 82 (stationary wheel), and balls 83 that are a plurality of rolling elements. The hub 81 includes a hollow hub wheel 84, and an axial end portion on the inboard side of the hub wheel 84 (an end portion on the inner side in the vehicle width direction in the assembled state on the automobile: a right end portion in FIG. 8). A small diameter step portion 85 is formed, and an inner ring 90 (rotating wheel) is fitted into the small diameter step portion 85. An inner ring raceway surface 91 is formed on the outer circumferential surface of the inner ring 90, and an inner ring raceway surface 92 is formed on the outer circumferential surface of the intermediate portion in the axial direction of the hub ring 84.

外輪８２の内周面には内輪９０の内輪軌道面９１に対応する外輪軌道面９３及びハブ輪８４の内輪軌道面９２に対応する外輪軌道面９４が形成されており、また、車輪取り付けフランジ８６から離間する側の外輪８２の端部には径方向外方に延びると共に締結平坦面９９が形成される懸架装置取り付けフランジ９５が設けられる。そして、複列の内輪軌道面９１，９２と複列の外輪軌道面９３，９４との間にそれぞれ複数の玉８３が保持器８８を介して周方向に転動可能に配設される。 An outer ring raceway surface 93 corresponding to the inner ring raceway surface 91 of the inner ring 90 and an outer ring raceway surface 94 corresponding to the inner ring raceway surface 92 of the hub ring 84 are formed on the inner peripheral surface of the outer ring 82, and a wheel mounting flange 86 is formed. A suspension device mounting flange 95 that extends radially outward and has a fastening flat surface 99 is provided at the end of the outer ring 82 on the side away from the outer ring 82. A plurality of balls 83 are disposed between the double-row inner ring raceway surfaces 91 and 92 and the double-row outer ring raceway surfaces 93 and 94 so as to be able to roll in the circumferential direction via a cage 88.

また、外輪８２の両端部内周面とこの内周面に対向するハブ輪８４及び内輪９０の外周面との間には、外輪８２とハブ輪８４及び内輪９０との環状空間を密封するシール部材９６，９７が配置されており、内部に充填されたグリースの漏洩と外部からの水や異物の浸入を防止する。 Further, a seal member that seals an annular space between the outer ring 82, the hub ring 84, and the inner ring 90 between the inner peripheral surface of both ends of the outer ring 82 and the outer peripheral surfaces of the hub ring 84 and the inner ring 90 that face the inner peripheral surface. 96 and 97 are disposed to prevent leakage of grease filled inside and intrusion of water and foreign matters from the outside.

ここで、このような構造を有するハブユニット軸受８０を自動車に組み付けるには、外輪８２の懸架装置取り付けフランジ９５をその締結平坦面９９で懸架装置にボルト固定すると共に、回転輪側のハブ輪８４の車輪取り付けフランジ８６にスタッド８７やナット（図示せず）等を介してブレーキロータ及びホイールを固定する。これにより、ハブユニット軸受８０は車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する。 Here, in order to assemble the hub unit bearing 80 having such a structure to the automobile, the suspension device mounting flange 95 of the outer ring 82 is bolted to the suspension device by the fastening flat surface 99 and the hub wheel 84 on the rotating wheel side is fixed. The brake rotor and the wheel are fixed to the wheel mounting flange 86 via a stud 87, a nut (not shown) or the like. Thereby, the hub unit bearing 80 supports the wheel rotatably with respect to the suspension device.

ところで、自動車等の車両は一定期間使用後に車両検査等が一般的に行われる。このとき、自動車が所定の自動車検査工場に運搬されて、エンジンや車輪周り等様々な検査・診断が行われる。この検査・診断では他の部品と同様に、ハブユニット軸受８０も損傷や摩耗等の異常の有無が診断される。特に、ハブユニット軸受８０では転がり接触部に損傷や摩耗等の異常が発生すると、運転時に振動や騒音が発生するだけではなく、十分な耐久性を確保することができなくなる可能性がある。そして、従来、この異常診断を確実に行おうとする場合には、前述した構造を有するハブユニット軸受８０全体を分解し、検査担当者が異常の原因である損傷や摩耗の箇所を目視により特定していくことが行われていた。 By the way, vehicles such as automobiles are generally inspected after a certain period of use. At this time, the automobile is transported to a predetermined automobile inspection factory, and various inspections / diagnosis such as around the engine and wheels are performed. In this inspection / diagnosis, the hub unit bearing 80 is also diagnosed as to whether there is an abnormality such as damage or wear in the same manner as other parts. In particular, when an abnormality such as damage or wear occurs in the rolling contact portion in the hub unit bearing 80, not only vibration and noise are generated during operation, but there is a possibility that sufficient durability cannot be ensured. Conventionally, in order to reliably perform the abnormality diagnosis, the entire hub unit bearing 80 having the above-described structure is disassembled, and the person inspecting visually identifies the location of damage or wear that is the cause of the abnormality. It was done.

そこで、ハブユニット軸受８０を含む回転部材を機械的に診断するものとして、近年、異常診断装置が導入されるようになってきた。この異常診断装置を用いることにより、回転部材を分解せず且つ自動的に精度良く異常診断を行うことができる。 Therefore, in recent years, abnormality diagnosis devices have been introduced as mechanical diagnosis of rotating members including the hub unit bearing 80. By using this abnormality diagnosing device, the abnormality diagnosis can be performed automatically and accurately without disassembling the rotating member.

例えば、ハブユニット軸受に対するこの種の異常診断装置としては、振動センサをハブユニット軸受の外輪に取り付け、ハブユニット軸受の内外輪を相対回転させた時の振動をこの振動センサにより検出し、検出された振動信号を演算処理することにより異常の有無や異常部位の特定を行うものが知られている（例えば、特許文献１）。この異常診断装置は、振動センサと、ハブユニット軸受の内外輪に相対回転を与える駆動装置と、振動信号を増幅する増幅器と、振動信号をフィルタ処理するフィルタ回路と、振動信号の周波数を分析する周波数分析器と、判定結果を表示する表示器と、を備えており、実測された振動信号を周波数分析した後、その振動成分を軸受諸元及び回転数に基づき算出して、この算出された内外輪の軌道面の欠陥周波数成分との一致の度合いを比較照合して、異常の有無や異常部位の特定を行う。 For example, this type of abnormality diagnosis device for a hub unit bearing is detected by detecting vibrations when a vibration sensor is attached to the outer ring of the hub unit bearing and the inner and outer rings of the hub unit bearing are relatively rotated. It is known that the presence / absence of an abnormality or an abnormal part is specified by performing arithmetic processing on the vibration signal (for example, Patent Document 1). This abnormality diagnosis device analyzes a vibration sensor, a drive device that applies relative rotation to the inner and outer rings of the hub unit bearing, an amplifier that amplifies the vibration signal, a filter circuit that filters the vibration signal, and a frequency of the vibration signal. A frequency analyzer and a display for displaying the determination result. After frequency analysis of the actually measured vibration signal, the vibration component is calculated based on the bearing specifications and the rotation speed, and this calculation is performed. The degree of coincidence with the defect frequency component of the raceway surface of the inner and outer rings is compared and collated to identify the presence or absence of an abnormality and the abnormal part.

また、鉄道車両用の軸受装置に対する異常診断装置としては、左右輪の車両用軸受装置の振動実効値をそれぞれ算出して、これらの振動実効値の比を閾値と比較して異常の有無を診断するものが知られている（例えば、特許文献２）。この異常診断装置は、振動センサと、振動信号を増幅する増幅器と、振動信号をフィルタ処理するフィルタと、振動信号の実効値を算出する実効値回路と、車軸の回転数を検出する回転検出センサと、判定部と、を備える。これにより、この異常診断装置は、回転している左右の車輪に装着される軸受装置の振動実効値を測定して、これらの比率を閾値と比較して、異常の有無を診断する。 In addition, as an abnormality diagnosis device for a bearing device for railway vehicles, the effective vibration values of the left and right wheel bearing devices are calculated, and the ratio of these effective vibration values is compared with a threshold value to diagnose the presence or absence of abnormality. What is known is known (for example, Patent Document 2). The abnormality diagnosis apparatus includes a vibration sensor, an amplifier that amplifies the vibration signal, a filter that filters the vibration signal, an effective value circuit that calculates an effective value of the vibration signal, and a rotation detection sensor that detects the rotational speed of the axle. And a determination unit. Thereby, this abnormality diagnosis device measures the effective vibration value of the bearing device mounted on the rotating left and right wheels, compares these ratios with the threshold value, and diagnoses the presence or absence of abnormality.

更に、４チャンネルの振動センサと増幅回路とを備え、検査担当者がそれぞれのチャンネルを切り替えてそのセンサ信号をヘッドフォンで聞くことにより異常の有無を診断する異常診断装置も知られている（例えば、特許文献３）。この異常診断装置は、振動を検出する振動センサと、振動信号を増幅する増幅回路と、増幅後の振動信号を音信号に変換するヘッドフォンと、任意に設定される２チャンネルの振動レベルの大きさをインジケータ表示するレベルメータと、を備える。これにより、回転している左右の車輪に取り付けられる振動センサが振動信号を出力して、増幅回路で増幅された振動信号がヘッドフォンにより音信号に変換される。そして、検査担当者がこの音信号を聞くことにより左右の音信号のレベルを聴覚で識別する。また、この異常診断装置では、これら音信号のレベルをレベルメータで表示することにより異常の有無の判断を容易にすることを図っている。 Furthermore, an abnormality diagnosis device that includes a 4-channel vibration sensor and an amplifier circuit, and inspects the presence / absence of an abnormality by an inspector switching between the channels and listening to the sensor signal with headphones (for example, is also known) Patent Document 3). This abnormality diagnosis apparatus includes a vibration sensor that detects vibration, an amplification circuit that amplifies a vibration signal, a headphone that converts the amplified vibration signal into a sound signal, and the magnitude of vibration levels of two channels that are arbitrarily set. And a level meter for displaying an indicator. Thereby, the vibration sensor attached to the rotating left and right wheels outputs a vibration signal, and the vibration signal amplified by the amplifier circuit is converted into a sound signal by the headphones. Then, the person inspecting the hearing hears the sound signal to identify the level of the left and right sound signals by hearing. Further, in this abnormality diagnosis device, the level of these sound signals is displayed with a level meter to facilitate the determination of the presence or absence of abnormality.

また、振動センサをハブユニット軸受の固定輪側に取り付け、ハブユニット軸受の内外輪を相対回転した時の振動信号をエンベロープ処理後、周波数分析を行うことにより異常の有無を診断する異常診断装置が知られている（例えば、特許文献４）。この異常診断装置は、振動を検出する加速度型の振動センサと、ハブユニット軸受の内外輪に相対回転を与える駆動装置と、振動信号を増幅する増幅器と、振動信号を絶対値処理する包絡線検波器と、エンベロープ処理後の振動信号を周波数分析する周波数分析器と、オーバーオール演算器と、判定結果を表示する表示器と、を備える。これにより、この異常診断装置は、回転しているハブユニット軸受の固定輪側に取り付けられる振動センサにより振動信号を出力し、増幅回路で増幅した振動信号を包絡線検波後に周波数分析し、オーバーオール値を算出することにより、異常の有無を診断する。 There is also an abnormality diagnosis device that diagnoses the presence or absence of an abnormality by attaching a vibration sensor to the fixed ring side of the hub unit bearing, enveloping the vibration signal when the inner and outer rings of the hub unit bearing are relatively rotated, and performing frequency analysis. Known (for example, Patent Document 4). This abnormality diagnosis device includes an acceleration type vibration sensor that detects vibration, a drive device that applies relative rotation to the inner and outer rings of the hub unit bearing, an amplifier that amplifies the vibration signal, and envelope detection that performs absolute value processing of the vibration signal. A frequency analyzer that analyzes the frequency of the vibration signal after the envelope processing, an overall calculator, and a display that displays the determination result. As a result, this abnormality diagnosis device outputs a vibration signal by a vibration sensor attached to the stationary wheel side of the rotating hub unit bearing, analyzes the frequency of the vibration signal amplified by the amplifier circuit after envelope detection, and obtains an overall value. The presence or absence of abnormality is diagnosed by calculating.

特開２００８―８９４２２号公報JP 2008-89422 A 特許４５２７５８５Patent 4527585 特開平５―３１２６３５号公報JP-A-5-31635 特開２００９―３１１００号公報JP 2009-31100 A

しかしながら、特許文献１の異常診断装置では軸受諸元が同一の設計諸元の場合、異常部位の特定が難しい。また、異常診断の前に軸受設計諸元を入力する必要があり、更には異常診断中に振動信号と同時に車軸の回転数信号を取り込む必要があり装置の簡素化を行う余地がある。なお、装置が複雑であると異常診断の精度に影響してしまうことが一般的に知られている。また、振動センサをハブユニット軸受装置に固着させた状態で取り付ける必要がある等から、自動車検査工場等では取扱いが猥雑となる可能性があり、時間短縮の点でも改善の余地がある。 However, in the abnormality diagnosis device of Patent Document 1, when the bearing specifications are the same design specifications, it is difficult to specify the abnormal part. Further, it is necessary to input the bearing design specifications before the abnormality diagnosis, and further, it is necessary to take in the rotation speed signal of the axle simultaneously with the vibration signal during the abnormality diagnosis, and there is room for simplification of the device. In addition, it is generally known that the complexity of the apparatus affects the accuracy of abnormality diagnosis. Further, since it is necessary to attach the vibration sensor in a state of being fixed to the hub unit bearing device, the handling may be complicated in an automobile inspection factory or the like, and there is room for improvement in terms of time reduction.

また、特許文献２の異常診断装置では、振動実効値だけで異常診断の精度を得るのは難しい。さらに、閾値の具体的数値が開示されておらず、当該閾値の設定によっては誤診断の可能性がある。また、特許文献１と同様に、異常診断中に振動信号と同時に車軸の回転数を取り込む必要があり装置の簡素化を行う余地がある。 Further, in the abnormality diagnosis device of Patent Document 2, it is difficult to obtain the accuracy of abnormality diagnosis using only the vibration effective value. Furthermore, the specific numerical value of the threshold is not disclosed, and there is a possibility of misdiagnosis depending on the setting of the threshold. Similarly to Patent Document 1, it is necessary to capture the rotational speed of the axle simultaneously with the vibration signal during abnormality diagnosis, and there is room for simplification of the device.

また、特許文献３の異常診断装置では、異常診断の信頼性が検査担当者による感応評価に依存するものであるため定量的な診断ではなく、検査担当者によっては異常診断の結果が異なることが充分にあり得る。 In addition, in the abnormality diagnosis device of Patent Document 3, since the reliability of abnormality diagnosis depends on the sensitivity evaluation by the inspector, it is not a quantitative diagnosis, and the result of the abnormality diagnosis varies depending on the inspector. It can be enough.

更に、特許文献４の異常診断装置では、ハブユニット軸受以外の周波数成分が出現する場合には、オーバーオール値に影響して誤診断が発生し易い。また特許文献１と同様に自動車検査工場等の現場では取扱いが猥雑となる場合がある。 Furthermore, in the abnormality diagnosis device of Patent Document 4, if a frequency component other than the hub unit bearing appears, the overall value is affected and a misdiagnosis is likely to occur. In addition, as in Patent Document 1, the handling may be complicated at the site of an automobile inspection factory or the like.

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、異常診断を自動車検査場等の現場で行うのに取扱いが容易であり、且つ装置を簡素化して異常診断の精度を向上することができる異常診断方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the object thereof is easy to handle for performing abnormality diagnosis at a site such as an automobile inspection station, and simplifies the apparatus to improve the accuracy of abnormality diagnosis. An object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis method that can be improved.

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）車両に取り付けられる一対の車輪を回転自在に支承するため、静止輪と、前記静止輪に対し相対的に回転する回転輪と、を備える一対の自動車用ハブユニット軸受装置に対し、異常を診断する異常診断方法であって、
前記一対の軸受装置それぞれに取り付けられる一対の振動センサと、
前記一対の振動センサからそれぞれ出力される２チャンネル分の振動信号をそれぞれ増幅処理する増幅器と、
前記増幅器から出力される２チャンネル分の振動信号に対し、特定周波数帯域をそれぞれ抽出するフィルタ処理部と、
前記フィルタ処理部から出力される２チャンネル分の振動信号に対し、所定時間毎の実効値をそれぞれ演算する実効値演算部と、
前記実効値演算部から演算出力される２つの実効値の比率を演算して、演算された前記２つの実効値の比率が事前に設定される第１の設定値以上か否かを判定する実効値比率判定部と、
前記フィルタ処理部から出力される２チャンネル分の振動信号に対し、所定時間毎のピーク値をそれぞれ演算するピーク値演算部と、
前記ピーク値演算部から演算出力される２つのピーク値の比率を演算して、演算された前記２つのピーク値の比率が事前に設定される第２の設定値の値以上か否かを判定するピーク値比率判定部と、
前記軸受装置の異常を判定して判定結果を報知する異常判定報知部と、
を備える異常診断装置を用い、
前記一対の車輪を前記自動車用ハブユニット軸受装置に取り付けてリフトアップした状態で、前記一対の車輪を手動で回転させて異常診断することを特徴とする異常診断方法。
（２）前記軸受装置は、前記車両の車輪を回転自在に支承するハブユニット軸受であり、締結平坦面が形成されるフランジを有し、前記締結平坦面で前記車両の懸架装置にボルト固定されており、
前記振動センサは、圧電型加速度センサであり、前記ハブユニット軸受の前記締結平坦面に対し着脱自在にそれぞれ取り付けられることを特徴とする（１）に記載の異常診断方法。 The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) In order to rotatably support a pair of wheels attached to a vehicle, an abnormality occurs with respect to a pair of automotive hub unit bearing devices including a stationary wheel and a rotating wheel that rotates relative to the stationary wheel. An abnormality diagnosis method for diagnosing
A pair of vibration sensors attached to each of the pair of bearing devices;
An amplifier for amplifying the vibration signals for two channels respectively output from the pair of vibration sensors;
A filter processing unit for extracting specific frequency bands from the two-channel vibration signals output from the amplifier;
An effective value calculation unit for calculating an effective value for each predetermined time with respect to vibration signals for two channels output from the filter processing unit;
An effective value for determining whether or not the ratio of the two effective values calculated and output from the effective value calculating unit is equal to or greater than a first set value set in advance. A value ratio determination unit;
A peak value calculation unit for calculating a peak value for each predetermined time with respect to vibration signals for two channels output from the filter processing unit;
The ratio of the two peak values calculated and output from the peak value calculation unit is calculated, and it is determined whether or not the calculated ratio of the two peak values is equal to or greater than the value of the second set value set in advance. A peak value ratio determination unit to perform,
An abnormality determination notification unit that determines abnormality of the bearing device and notifies a determination result;
Using an abnormality diagnosis device comprising
An abnormality diagnosis method characterized in that abnormality diagnosis is performed by manually rotating the pair of wheels in a state where the pair of wheels are attached to the automobile hub unit bearing device and lifted up .
( 2 ) The bearing device is a hub unit bearing that rotatably supports the wheel of the vehicle, has a flange on which a fastening flat surface is formed, and is bolted to the suspension device of the vehicle on the fastening flat surface. And
The abnormality diagnosis method according to (1), wherein the vibration sensor is a piezoelectric acceleration sensor and is detachably attached to the fastening flat surface of the hub unit bearing.

上記（１）の異常診断方法によれば、一対の振動センサで計測される２チャンネル分の振動信号に対し、所定時間毎の実効値及びピーク値をそれぞれ独立した状態で演算し、この２つの実効値の比率、及び２つのピーク値の比率を演算して、２つの実効値の比率及び２つのピーク値の比率それぞれが、共に事前に設定される第１及び第２の設定値以上か否かをそれぞれ判定して、この判定結果に基づき異常診断を行う。このため、従来のように軸受設定諸元の事前設定や車輪の回転数信号を診断中に入力する必要がなく、加えて周波数分析等の複雑な演算処理を行うことがないので、自動車検査場等の現場で異常診断を行うのに取扱いが容易であり、且つ装置を簡素化することができて異常診断の精度を向上することができる。 According to the abnormality diagnosis method of (1) above, an effective value and a peak value for each predetermined time are calculated independently for two channels of vibration signals measured by a pair of vibration sensors. The ratio of the effective value and the ratio of the two peak values are calculated, and the ratio of the two effective values and the ratio of the two peak values are both equal to or higher than the first and second set values set in advance. Each is determined, and an abnormality diagnosis is performed based on the determination result. For this reason, there is no need to input bearing setting specifications and wheel rotation speed signals during diagnosis as in the past, and in addition, there is no need to perform complicated arithmetic processing such as frequency analysis. Therefore, it is easy to handle the abnormality diagnosis at the site, and the apparatus can be simplified to improve the accuracy of the abnormality diagnosis.

また、上記（２）の異常診断方法によれば、一対の振動センサは一対のハブユニット軸受の締結平坦面に対し着脱自在にそれぞれ取り付けられるので、異常診断を行う際に計測対象部位に軸受装置のアキシャル方向に振動センサをそれぞれ容易に取り付けることができる。このため、取り扱い性を更に高めることができる。 Further, according to the abnormality diagnosis method of ( 2 ) above, the pair of vibration sensors are detachably attached to the fastening flat surfaces of the pair of hub unit bearings, so that when performing abnormality diagnosis, the bearing device is attached to the measurement target portion. Each vibration sensor can be easily attached in the axial direction. For this reason, handleability can further be improved.

また、上記（１）の異常診断方法によれば、実走行させて計測する場合よりも、高ＳＮ比で異常診断することが可能となる。 In addition, according to the abnormality diagnosis method of ( 1 ) above, it is possible to diagnose an abnormality with a higher S / N ratio than when actually running and measuring.

本発明に係る異常診断装置の第１実施形態を説明するための信号処理系統図である。It is a signal processing system diagram for explaining a first embodiment of the abnormality diagnosis apparatus according to the present invention. 図１に示す信号処理系統図を説明する異常診断フロー図である。It is an abnormality diagnosis flowchart explaining the signal processing system diagram shown in FIG. 第１実施形態に係る異常診断装置を用いた診断結果を示すグラフである。It is a graph which shows the diagnostic result using the abnormality diagnostic apparatus concerning 1st Embodiment. 本発明に係る異常診断装置の第２実施形態を説明するための信号処理系統図である。It is a signal processing system diagram for demonstrating 2nd Embodiment of the abnormality diagnosis apparatus which concerns on this invention. 第２実施形態に係る異常診断装置を用いた診断結果を示すグラフである。It is a graph which shows the diagnostic result using the abnormality diagnosis apparatus concerning 2nd Embodiment. 本発明に係る異常診断装置の第３実施形態を説明するための信号処理系統図である。It is a signal processing system diagram for demonstrating 3rd Embodiment of the abnormality diagnosis apparatus which concerns on this invention. 第３実施形態に係る異常診断装置を用いて正常品及び損傷品を診断した結果を示すグラフであり、（Ａ）は左右の実効値比率を示し、（Ｂ）は左右のピーク値比率を示している。It is a graph which shows the result of having diagnosed the normal goods and the damaged goods using the abnormality diagnosis apparatus which concerns on 3rd Embodiment, (A) shows the left-right effective value ratio, (B) shows the left-right peak value ratio. ing. ハブユニット軸受の構造を説明するための要部断面図である。It is principal part sectional drawing for demonstrating the structure of a hub unit bearing.

以下、本発明に係る異常診断装置の複数の実施形態について、図面を参照しながらそれぞれ詳細に説明する。
なお、前記図８に記載のハブユニット軸受８０と同一又は同等部分については、同一符号を用いることによってその説明を省略或いは簡略化する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of an abnormality diagnosis apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, about the same or equivalent part as the hub unit bearing 80 of the said FIG. 8, the description is abbreviate | omitted or simplified by using the same code | symbol.

（第１実施形態）
本実施形態の異常診断装置１０は、自動車が定期点検のため自動車検査工場に運搬され、このとき前述した駆動輪用のハブユニット軸受８０の異常診断を行う際に用いられる。
なお、検査該当箇所の左右一対の車輪がリフター等によりリフトアップされた後、検査担当者等が自動車のアクセルペダルを操作して左右一対の車輪が互いに略一定速、且つ略同一速になった状態で、本実施形態の異常診断装置１０により異常診断が行われる。 (First embodiment)
The abnormality diagnosis device 10 of the present embodiment is used when an automobile is transported to an automobile inspection factory for periodic inspection, and at this time, the abnormality diagnosis of the hub unit bearing 80 for driving wheels described above is performed.
In addition, after the pair of left and right wheels at the inspection location was lifted up by a lifter or the like, the inspector or the like operated the accelerator pedal of the automobile, and the pair of left and right wheels became substantially constant speed and substantially the same speed. In this state, the abnormality diagnosis is performed by the abnormality diagnosis apparatus 10 of the present embodiment.

本実施形態の異常診断装置１０は、図１に示すように、一対の振動センサ１１，１１と、増幅器１２と、フィルタ処理部１３と、実効値演算部１４と、実効値比率判定部１５と、ピーク値演算部１６と、ピーク値比率判定部１７と、異常判定報知部１８と、を備える。そして、本実施形態の異常診断装置１０は主としてＭＰＵ等の演算装置から構成される。このＭＰＵ内部においてＲＯＭ等に格納され、演算機能を実現する演算プログラムが読み込みこまれて、異常診断が行われる。
なお、本実施形態では処理の大部分をソフトウエアにて行っているが、同様な機能が実現できれば、その一部又は全部をＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）などのハードウエアで実現しても良いし、又はその一部又は全部をアナログ電子回路等で実現しても良い。 As shown in FIG. 1, the abnormality diagnosis apparatus 10 of the present embodiment includes a pair of vibration sensors 11, 11, an amplifier 12, a filter processing unit 13, an effective value calculation unit 14, and an effective value ratio determination unit 15. , A peak value calculation unit 16, a peak value ratio determination unit 17, and an abnormality determination notification unit 18. And the abnormality diagnosis apparatus 10 of this embodiment is mainly comprised from arithmetic units, such as MPU. In the MPU, an arithmetic program that is stored in a ROM or the like and realizes an arithmetic function is read and an abnormality diagnosis is performed.
In the present embodiment, most of the processing is performed by software. However, if a similar function can be realized, part or all of the processing may be realized by hardware such as FPGA (Field Programmable Gate Array). Alternatively, some or all of them may be realized by an analog electronic circuit or the like.

一対の振動センサ１１，１１は、図８に示したような左右一対のハブユニット軸受（軸受装置）８０，８０に取り付けられ、車輪回転時に左右一対のハブユニット軸受８０，８０から発生する振動を計測する。また、一対の振動センサ１１，１１の本体裏面には金属部材に対し着脱自在なように磁石部が設けられる。これにより、一対の振動センサ１１，１１は、前述した懸架装置取り付けフランジ９５，９５の締結平坦面９９，９９それぞれに磁着固定された状態で、着脱自在に取り付けられる。振動センサ１１は、加速度、速度、又は変位等、振動を電気信号に変換できるものであれば良いが、本実施形態ではノイズの影響に強く且つ耐久性に優れる圧電型加速度センサが採用される。 The pair of vibration sensors 11 and 11 are attached to a pair of left and right hub unit bearings (bearing devices) 80 and 80 as shown in FIG. 8, and generate vibrations generated from the pair of left and right hub unit bearings 80 and 80 when the wheels rotate. measure. Moreover, a magnet part is provided in the main body back surface of a pair of vibration sensors 11 and 11 so that attachment or detachment with respect to a metal member is possible. Accordingly, the pair of vibration sensors 11 and 11 are detachably attached in a state where they are magnetically fixed to the fastening flat surfaces 99 and 99 of the suspension device mounting flanges 95 and 95 described above. The vibration sensor 11 may be any sensor that can convert vibration, such as acceleration, speed, or displacement, into an electrical signal. In the present embodiment, a piezoelectric acceleration sensor that is resistant to noise and excellent in durability is employed.

増幅器１２は、一対の振動センサ１１，１１からそれぞれ出力される左右２チャンネル分の振動信号をそれぞれ独立に増幅処理する。フィルタ処理部１３は、例えばノイズを除去するローパスフィルタ、或いはバンドパスフィルタ等により構成され、増幅器１２から出力される左右２チャンネル分の振動信号に対し、不要な周波数帯域を除去し、特定周波数帯域のみをそれぞれ独立に抽出して出力する。その後、フィルタ処理部１３によってフィルタ処理された左右２チャンネル分の振動信号は、それぞれ実効値演算部１４、及びピーク値演算部１６にそれぞれ左右２チャンネル入力される。 The amplifier 12 independently amplifies the vibration signals for the two left and right channels output from the pair of vibration sensors 11 and 11, respectively. The filter processing unit 13 is configured by, for example, a low-pass filter or a band-pass filter that removes noise, and removes unnecessary frequency bands from the left and right channel vibration signals output from the amplifier 12 to obtain a specific frequency band. Are extracted and output independently. Thereafter, the vibration signals for the two left and right channels filtered by the filter processing unit 13 are input to the effective value calculation unit 14 and the peak value calculation unit 16 respectively in the left and right channels.

実効値演算部１４は、フィルタ処理部１３から出力される左右２チャンネル分の振動信号に対し、所定時間毎の実効値をそれぞれ独立に演算して、この演算された２つの実効値（左輪側の実効値をＥ_Ｌ、右輪側の実効値をＥ_Ｒと呼ぶ。）を実効値比率判定部１５に出力する。実効値比率判定部１５は、この２つの実効値Ｅ_Ｌ，Ｅ_Ｒの比率Ｒ_Ｅ（＝Ｅ_Ｌ／Ｅ_Ｒ又はＥ_Ｒ／Ｅ_Ｌ）を演算し、この実効値比率Ｒ_Ｅが事前に設定される第１の設定値Ａ以上か否か、より具体的には２以上（Ｒ_Ｅ≧２＝Ａ）か否かを判定する。そして、実効値比率判定部１５は、その判定結果を異常判定報知部１８に出力する。 The effective value calculation unit 14 independently calculates effective values for each predetermined time with respect to the vibration signals for two left and right channels output from the filter processing unit 13, and calculates the two effective values (on the left wheel side). The effective value of E is referred to as E _L and the effective value on the right wheel side is referred to as E _R ). The effective value ratio determination unit 15 calculates a ratio R _E (= E _L / E _R or E _R / E _L ) between the two effective values E _L and E _R , and the effective value ratio R _E is set in advance. It is determined whether or not it is equal to or greater than the first set value A, more specifically, 2 or greater (R _E ≧ 2 = A). Then, the effective value ratio determination unit 15 outputs the determination result to the abnormality determination notification unit 18.

一方、ピーク値演算部１６は、フィルタ処理部１３から出力される左右２チャンネル分の振動信号に対し、所定時間毎のピーク値をそれぞれ独立に演算して、この演算された２つのピーク値（左輪側のピーク値をＰ_Ｌ、右輪側のピーク値をＰ_Ｒと呼ぶ。）をピーク値比率判定部１７に出力する。ピーク値比率判定部１７は、この２つのピーク値Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｒの比率Ｒ_Ｐ（＝Ｐ_Ｌ／Ｐ_Ｒ又はＰ_Ｒ／Ｐ_Ｌ）を演算し、このピーク値比率Ｒ_Ｐが事前に設定される第２の設定値Ｂ以上か否か、より具体的には２以上（Ｒ_Ｐ≧２＝Ｂ）か否かを判定する。そして、ピーク値比率判定部１７は、その判定結果を異常判定報知部１８に出力する。 On the other hand, the peak value calculation unit 16 independently calculates the peak value for each predetermined time with respect to the vibration signals for the two left and right channels output from the filter processing unit 13, and calculates the calculated two peak values ( and outputs the peak value of the left-wheel side P _L, the peak value of the right wheel side is referred to as P _R.) peak value ratio judging unit 17 a. Peak value ratio judging unit 17 calculates the two peak values _P L, the ratio of _{_{_{P R R P (= P L}}} / P R or _{_P} R / _P _L), setting the peak value ratio _{R P} is in advance It is determined whether or not the second set value B is greater than or equal to, more specifically, 2 or greater (R _P ≧ 2 = B). Then, the peak value ratio determination unit 17 outputs the determination result to the abnormality determination notification unit 18.

前述の実効値比率判定部１５及びピーク値比率判定部１７の判定結果に基づいて異常があると判定された時、すなわち実効値比率Ｒ_Ｅが第１の設定値以上（Ｒ_Ｐ≧Ａ）であると判定され、且つピーク値比率Ｒ_Ｐが第２の設定値以上（Ｒ_Ｐ≧Ｂ）であると判定された時に、異常判定報知部１８は外部に「異常あり」と報知する。 When it is determined that based on the determination result of the above-mentioned effective value ratio judging unit 15 and the peak value ratio judging unit 17 is abnormal, i.e. the effective value ratio R _E is equal to or higher than the first set value (R _P ≧ A) it is determined to be, and when the peak value ratio R _P is determined to be equal to or higher than the second set value (R _P ≧ B), the abnormality determination notification unit 18 notifies the "abnormality" to the outside.

ここで、実効値比率Ｒ_Ｅは、ハブユニット軸受８０の正常時や面荒れ発生時のようにランダムな振動波形に対して、測定される実効値Ｅ_Ｌ、Ｅ_Ｒの変動が少なく適切な評価を行うことが可能であり、ハブユニット軸受８０の劣化程度との相関性もよい。また、ピーク値比率Ｒ_Ｐは、ハブユニット軸受８０の剥離や傷のようなパルス的な振動波形に対して、測定されるピーク値Ｐ_Ｌ、Ｐ_Ｒの応答性が良いため、検出能力に優れる。このように、本実施形態の異常診断装置１０では、性質の異なる２つのパラメータである実効値比率Ｒ_Ｅ及びピーク値比率Ｒ_Ｐを用いることによって、異常診断の精度を高めることを可能としている。 Here, the effective value ratio R _E is an appropriate evaluation with little variation in the measured effective values E _L and E _R against a random vibration waveform such as when the hub unit bearing 80 is normal or when surface roughness occurs. The correlation with the degree of deterioration of the hub unit bearing 80 is also good. The peak value ratio R _P is the pulse vibration waveform such as peeling or scratches of the hub unit bearing 80, the peak value P _L to be _measured, because the response of the P _R is good, excellent detection capability . Thus, the abnormality diagnosis apparatus 10 of the present embodiment, by using the effective value ratio R _E and the peak value ratio R _P are two parameters of different nature, it is made possible to improve the accuracy of the abnormality diagnosis.

なお、異常判定報知部１８は、異常があると判定する時、実効値比率判定部１５及びピーク値比率判定部１７で比率を演算する際に、基準（分母）とならなかった側（分子）、即ち実効値又はピーク値が大きい側のハブユニット軸受８０に損傷又は摩耗等の異常があると特定する。例えば、Ｒ_Ｅ＝Ｅ_Ｌ／Ｅ_Ｒ≧Ａ、且つＲ_Ｐ＝Ｐ_Ｌ／Ｐ_Ｒ≧Ｂである場合は、左側のハブユニット軸受８０に異常があると特定される。 In addition, when the abnormality determination notification unit 18 determines that there is an abnormality, the side (numerator) that did not become the reference (denominator) when calculating the ratio in the effective value ratio determination unit 15 and the peak value ratio determination unit 17 That is, it is specified that the hub unit bearing 80 on the side having a larger effective value or peak value has an abnormality such as damage or wear. For example, when R _E = E _L / E _R ≧ A and R _P = P _L / P _R ≧ B, it is specified that the left hub unit bearing 80 is abnormal.

次に、図２を参照しながら、本実施形態の異常診断装置１０を用いて行われる異常診断のフローについて説明する。
まず、ステップＳ１では検査担当者は異常診断の対象となる左右一対の車輪をリフター等によりリフトアップする。次に、ステップＳ２では、検査担当者は自動車のアクセルペダル操作により、異常診断の対象である左右一対の車輪が共に略一定且つ略同一の回転数になるまでこの操作を繰り返す。左右一対の車輪が略一定の回転数になったと判断した後に、ステップＳ３に進む。 Next, a flow of abnormality diagnosis performed using the abnormality diagnosis apparatus 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, in step S1, the person inspecting lifts up a pair of left and right wheels to be subjected to abnormality diagnosis by a lifter or the like. Next, in step S2, the person in charge of the inspection repeats this operation until the pair of left and right wheels, which are the object of abnormality diagnosis, have substantially the same and substantially the same rotational speed by operating the accelerator pedal of the automobile. After determining that the pair of left and right wheels has reached a substantially constant rotational speed, the process proceeds to step S3.

ステップＳ３では、左右一対の振動センサ１１，１１から出力された左右２チャンネル分の振動信号の実効値Ｅ_Ｌ，Ｅ_Ｒをそれぞれ独立して求める。また、ステップＳ４では、左右一対の振動センサ１１，１１から出力された左右２チャンネル分の振動信号のピーク値Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｒをそれぞれ独立して求める。ステップＳ５では、求められた２つの実効値の比率Ｒ_Ｅ（＝Ｅ_Ｌ／Ｅ_Ｒ又はＥ_Ｒ／Ｅ_Ｌ）を算出すると共に、求められた２つのピーク値の比率Ｒ_Ｐ（＝Ｐ_Ｌ／Ｐ_Ｒ又はＰ_Ｒ／Ｐ_Ｌ）を算出する。 In step S3, effective values E _L and E _R of vibration signals for two left and right channels output from the pair of left and right vibration sensors 11 and 11 are obtained independently. In step S4, it obtains the peak value P _L of been left and right channels of the vibration signal output from the pair of vibration sensors 11 and _11, the P _R independently. In step S5, a ratio R _E (= E _L / E _R or E _R / E _L ) between the two calculated effective values is calculated, and a ratio R _P (= P _L / P _R or P _R / P _L ) is calculated.

次に、ステップＳ６に進み、右側の実効値Ｅ_Ｒを基準（分母）とするときの左側の実効値Ｅ_Ｌの比率Ｒ_Ｅ（＝Ｅ_Ｌ／Ｅ_Ｒ）、及び右側のピーク値Ｐ_Ｒを基準とするときの左側のピーク値Ｐ_Ｌの比率Ｒ_Ｐ（＝Ｐ_Ｌ／Ｐ_Ｒ）が、共に２以上（Ｒ_Ｅ，Ｒ_Ｐ≧２）であるとき、ＹＥＳと判断され、左側のハブユニット軸受８０に異常があると判断して終了する（ステップＳ８）。このとき、前述の異常判定報知部１８により検査担当者にその異常が報知される。 Then, in step S6, the left effective value _{E L} ratios _R E when a reference (denominator) the right effective value _{_{_{E R (= E L / E}}} R), and the right peak value _{P R} When the ratio R _P (= P _L / P _R ) of the left peak value P _{L as} a reference is 2 or more (R _E , R _P ≧ 2), it is determined as YES, and the left hub unit It is determined that there is an abnormality in the bearing 80, and the process ends (step S8). At this time, the abnormality determination notification unit 18 notifies the inspection person of the abnormality.

一方、ステップＳ６でＮＯと判断されるときには、ステップＳ７に進み、左側の実効値Ｅ_Ｌを基準としたときの右側の実効値Ｅ_Ｒの比率Ｒ_Ｅ（＝Ｅ_Ｒ／Ｅ_Ｌ）、及び左側のピーク値Ｐ_Ｌを基準とするときの右側のピーク値Ｐ_Ｒの比率Ｒ_Ｐ（＝Ｐ_Ｒ／Ｐ_Ｌ）が、共に２以上（Ｒ_Ｅ，Ｒ_Ｐ≧２）であるとき、右側のハブユニット軸受８０に異常があると判断する（ステップＳ９）。このときには、前述の異常判定報知部１８により検査担当者にその異常が報知される。 On the other hand, when NO is determined in step S6, the process proceeds to step S7, where the ratio R _E (= E _R / E _L ) of the right effective value E _R with respect to the left effective value E _L , and the left when the ratio _R P of the right peak value _{P R} at the time of the reference peak value _{_{_{P L (= P R / P}}} L) are both 2 or more _{_{(R E, R P ≧ 2}} ), the right of the hub It is determined that there is an abnormality in the unit bearing 80 (step S9). At this time, the abnormality determination notification unit 18 notifies the inspection person of the abnormality.

このステップＳ７でＮＯと判断される場合には、ステップＳ２に戻り、継続して前述のステップＳ２からの異常診断のプロセスを実施する。所定時間に亘って実施し、検査担当者が左右一対のハブユニット軸受８０，８０に異常がないと判断した時点で異常診断装置１０を用いた異常診断を終了する。 If NO is determined in step S7, the process returns to step S2, and the abnormality diagnosis process from step S2 described above is continued. The inspection is performed for a predetermined time, and the abnormality diagnosis using the abnormality diagnosing device 10 is terminated when the inspector determines that there is no abnormality in the pair of left and right hub unit bearings 80 and 80.

次に、図３を参照して本実施形態の異常診断装置１０の有用性について説明する。
図３は、左右一対のハブユニット軸受８０，８０に対する異常診断を複数のサンプル（試験サンプル１〜１６）に対して行った結果を示すグラフである。なお、試験サンプル１〜１２は左右一対のハブユニット軸受８０，８０の片方のみに損傷があるものであり、試験サンプル１３〜１６はいずれも損傷がないものである。
図３の結果により、ハブユニット軸受８０，８０に損傷がある場合の左右の実効値比率Ｒ_Ｅ及びピーク値比率Ｒ_Ｐは共に２以上であり、また損傷がない場合は２未満となっていることがわかる。これにより、本実施形態の異常診断装置１０において、第１、第２の設定値Ａ、Ｂを共に２に設定した妥当性が明らかとなった。 Next, the usefulness of the abnormality diagnosis apparatus 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a graph showing the result of abnormality diagnosis for a pair of left and right hub unit bearings 80, 80 performed on a plurality of samples (test samples 1 to 16). Test samples 1 to 12 are damaged only in one of the pair of left and right hub unit bearings 80, 80, and all of test samples 13 to 16 are not damaged.
According to the results of FIG. 3, the right and left effective value ratio _RE and the peak value ratio _RP are both 2 or more when the hub unit bearings 80 and 80 are damaged, and are less than 2 when there is no damage. I understand that. Thereby, in the abnormality diagnosis apparatus 10 of the present embodiment, the validity of setting both the first and second set values A and B to 2 became clear.

以上説明したように、本実施形態の異常診断装置１０によれば、左右一対の振動センサ１１，１１で計測される左右２チャンネル分の振動信号に対し、所定時間毎の実効値Ｅ_Ｌ，Ｅ_Ｒ及びピーク値Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｒをそれぞれ左右独立した状態で演算し、この左右２つの実効値の比率Ｒ_Ｅ、及び左右２つのピーク値の比率Ｒ_Ｐを演算して、実効値比率Ｒ_Ｅ及びピーク値比率Ｒ_Ｐが、共に事前に設定される第１及び第２の設定値Ａ及びＢ以上か否かをそれぞれ判定して、この判定結果に基づき異常診断を行う。このため、従来のように軸受設定諸元の事前設定や車輪の回転数信号を診断中に入力する必要がなく、加えて周波数分析等の複雑な演算処理を行うことがないので、自動車検査場等の現場で異常診断を行うのに取扱いが容易であり、且つ装置を簡素化することができて異常診断の精度を向上することができる。 As described above, according to the abnormality diagnosis device 10 of the present embodiment, the effective values E _L and E for each predetermined time with respect to the vibration signals for two left and right channels measured by the pair of left and right vibration sensors 11 and 11. _R and peak values P _L and P _R are calculated in a state where they are independent on the left and right sides, and the ratio R _E between the two left and right RMS values and the ratio R _P between the two left and right peak values are calculated to calculate the RMS ratio R _E. In addition, it is determined whether or not the peak value ratio _RP is equal to or greater than the first and second set values A and B that are both set in advance, and an abnormality diagnosis is performed based on the determination result. For this reason, there is no need to input bearing setting specifications and wheel rotation speed signals during diagnosis as in the past, and in addition, there is no need to perform complicated arithmetic processing such as frequency analysis. Therefore, it is easy to handle the abnormality diagnosis at the site, and the apparatus can be simplified to improve the accuracy of the abnormality diagnosis.

また、第１及び第２の設定値Ａ及びＢを共に２とし、実効値比率判定部１５により２つの実効値Ｅ_Ｌ，Ｅ_Ｒの比率Ｒ_Ｅが第１の設定値Ａ以上であると判定され、且つピーク値比率判定部１７により２つのピーク値Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｒの比率Ｒ_Ｐが第２の設定値Ｂ以上であると判定されるときに、異常判定報知部１８はハブユニット軸受８０が異常であると判定するように構成することによって、異常診断の精度をさらに向上することが可能となる。 Further, both the first and second set values A and B are set to 2, and the effective value ratio determining unit 15 determines that the ratio R _E between the two effective values E _L and E _R is equal to or greater than the first set value A. is, and the peak value ratio judging unit 17 by the two peak values P _L, when the ratio R _P of P _R is determined to be a second set value B or more, the abnormality determination notification unit 18 hub unit 80 Is determined to be abnormal, the accuracy of abnormality diagnosis can be further improved.

また、本実施形態の異常診断装置１０によれば、左右一対の振動センサ１１，１１は左右一対のハブユニット軸受８０，８０の締結平坦面９９，９９に対し着脱自在にそれぞれ取り付けられるので、異常診断を行う際、計測対象部位に対してアキシャル方向に振動センサ１１，１１をそれぞれ容易に取り付けることができる。このため、取り扱い性を更に高めることができる。 Further, according to the abnormality diagnosis device 10 of the present embodiment, the pair of left and right vibration sensors 11, 11 are detachably attached to the fastening flat surfaces 99, 99 of the pair of left and right hub unit bearings 80, 80. When making a diagnosis, the vibration sensors 11 can be easily attached to the measurement target part in the axial direction. For this reason, handleability can further be improved.

なお、本実施形態の変形例として、第２の設定値Ｂを２とし、実効値比率Ｒ_Ｅの値に関わらず、少なくともピーク値比率Ｒ_Ｐが第２の設定値Ｂ以上（Ｒ_Ｐ≧Ｂ＝２）であるとき、異常判定報知部１８はハブユニット軸受８０が異常であると判定するように構成しても良い。このような構成は、ハブユニット軸受８０の剥離や傷などが進展した場合、実効値よりもピーク値の方が正常品との比率が大きくなるため、特に有効である。 As a modification of this embodiment, the second set value B and 2, regardless of the value of the effective value ratio R _E, at least the peak value ratio R _P is a second set value or more B (R _P ≧ B = 2), the abnormality determination notification unit 18 may be configured to determine that the hub unit bearing 80 is abnormal. Such a configuration is particularly effective when the hub unit bearing 80 is peeled or flawed, since the ratio of the peak value to the normal product is larger than the effective value.

（第２実施形態）
次に、本発明に係る異常診断装置の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the abnormality diagnosis apparatus according to the present invention will be described. Note that portions that are the same as or equivalent to those of the first embodiment are denoted by the same or equivalent reference numerals in the drawings, and description thereof is omitted or simplified.

図４に示すように、本実施形態の異常診断装置２０は、従動輪用のハブユニット軸受８０の異常診断を行う際に用いられるものである。即ち、従動輪用のハブユニット軸受８０を計測対象にする場合には、第１実施形態のように、自動車のアクセルペダルを操作して左右一対の車輪を回転させることができない。また、自動車検査場によっては従動輪の車輪を駆動するための車輪駆動ローラ等の外部装置を所有していることがあるが、一般的ではない。 As shown in FIG. 4, the abnormality diagnosis device 20 of this embodiment is used when performing abnormality diagnosis of the hub unit bearing 80 for the driven wheel. That is, when the hub unit bearing 80 for the driven wheel is to be measured, the pair of left and right wheels cannot be rotated by operating the accelerator pedal of the automobile as in the first embodiment. Some automobile inspection sites have an external device such as a wheel drive roller for driving the wheel of the driven wheel, but this is not common.

そこで、本実施形態の異常診断装置２０では、タイマ機能を備えて左右の車輪の所定の回転数に相当する周期信号を出力する周期信号出力手段としての周期信号出力回路２１と、この周期信号出力回路２１から出力される回転数周期信号（電気信号）を音信号に変換する２つのヘッドフォン（不図示）と、を更に備える。そして、異常診断を開始するときには、共にヘッドフォンを装着した検査担当者二人を左右の車輪の近くにそれぞれに配置し、この検査担当者二人は、所定の回転数に相当する音信号を聞きながら、その音信号のタイミングに合わせて左右の車輪を同時に手動で回転する。これにより、異常診断を行うために左右の車輪の回転条件を同一とし、所定の回転数で回転させることができる。
その他の構成について上記第１実施形態と同様である。 Therefore, in the abnormality diagnosis device 20 of the present embodiment, a periodic signal output circuit 21 serving as a periodic signal output unit having a timer function and outputting a periodic signal corresponding to a predetermined number of rotations of the left and right wheels, and this periodic signal output Two headphones (not shown) for converting the rotation frequency signal (electric signal) output from the circuit 21 into a sound signal are further provided. When starting an abnormality diagnosis, two inspectors who are both wearing headphones are placed near the left and right wheels, respectively, and these two inspectors hear a sound signal corresponding to a predetermined number of revolutions. However, the left and right wheels are manually rotated simultaneously in accordance with the timing of the sound signal. Thereby, in order to perform abnormality diagnosis, the rotation conditions of the left and right wheels can be made the same, and can be rotated at a predetermined rotation speed.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.

次に、図５を参照して本実施形態の異常診断装置２０の有用性について説明する。
図５は、左右一対のハブユニット軸受に対する異常診断を複数のサンプル（試験サンプル１〜１６）に対して行った結果を示すグラフである。なお、試験サンプル１〜１３は左右一対のハブユニット軸受８０，８０の片方のみに損傷があるものであり、一方試験サンプル１４〜１６はいずれも損傷がないものである。また、この試験では、回転数が８０〜１００ｍｉｎ^-１の範囲内になるよう左右の車輪を手動で回転させている。
図５の結果により、ハブユニット軸受８０，８０に損傷がある場合の左右２つの実効値比率Ｒ_Ｅ及びピーク値比率Ｒ_Ｐは共に２以上であり、また損傷がない場合は２未満となっている。これにより、本実施形態でも異常診断装置２０の精度が高いことがわかる。 Next, the usefulness of the abnormality diagnosis apparatus 20 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a graph showing the result of abnormality diagnosis for a pair of left and right hub unit bearings performed on a plurality of samples (test samples 1 to 16). The test samples 1 to 13 are damaged in only one of the pair of left and right hub unit bearings 80, 80, while the test samples 14 to 16 are not damaged. In this test, the left and right wheels are manually rotated so that the rotational speed is in the range of 80 to 100 min ⁻¹ .
According to the result of FIG. 5, the right and left effective value ratio _RE and the peak value ratio _RP are both 2 or more when the hub unit bearings 80 and 80 are damaged, and less than 2 when there is no damage. Yes. Thereby, it turns out that the precision of the abnormality diagnosis apparatus 20 is high also in this embodiment.

以上、本実施形態の異常診断装置２０によれば、一対の車輪の所定の回転数に相当する周期信号を出力する周期信号出力回路２１を備えるので、従動輪用のハブユニット軸受８０，８０に対し異常診断を行う際に、従動輪の車輪を駆動するための車輪駆動ローラ等の外部装置がなくても異常診断を容易に行うことができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。 As described above, according to the abnormality diagnosis device 20 of the present embodiment, since the periodic signal output circuit 21 that outputs the periodic signal corresponding to the predetermined number of rotations of the pair of wheels is provided, the hub unit bearings 80 and 80 for the driven wheels are provided. On the other hand, when performing abnormality diagnosis, abnormality diagnosis can be easily performed without an external device such as a wheel drive roller for driving the wheels of the driven wheel.
About another structure and an effect, it is the same as that of the said 1st Embodiment.

（第３実施形態）
次に、本発明に係る異常診断装置の第３実施形態について説明する。
なお、第２実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the abnormality diagnosis apparatus according to the present invention will be described.
In addition, about the same or equivalent part as 2nd Embodiment, the same or equivalent code | symbol is attached | subjected to drawing, and the description is abbreviate | omitted or simplified.

図６に示すように、本実施形態の異常診断装置３０は、第２実施形態と同様に、従動輪用のハブユニット軸受８０の異常診断を行う際に用いられるものである。この異常診断装置３０は、実効値演算部１４から出力される実効値（Ｅ_Ｌ又はＥ_Ｒの一方）を一時的に記録保持し、２つの実効値Ｅ_Ｌ及びＥ_Ｒが揃ったときに実効値比率判定部１５にその２つの実効値Ｅ_Ｌ及びＥ_Ｒをデータセットとして同時に出力する実効値記憶部３１と、ピーク値演算部１６から出力されるピーク値（Ｐ_Ｌ又はＰ_Ｒの一方）を一時的に記録保持し、２つの実効値Ｐ_Ｌ及びＰ_Ｒが揃ったときにピーク値比率判定部１７にその２つのピーク値Ｐ_Ｌ及びＰ_Ｒを同時にデータセットとして出力するピーク値記憶部３２と、を備える。これにより、従動輪の車輪を回転させる要員を一人に減らすことができる。 As shown in FIG. 6, the abnormality diagnosis device 30 of the present embodiment is used when performing abnormality diagnosis of the hub unit bearing 80 for the driven wheel, as in the second embodiment. This abnormality diagnosis device 30 temporarily records and holds the effective value (one of E _L or E _R ) output from the effective value calculation unit 14 and is effective when the two effective values E _L and E _R are aligned. the effective value storage unit 31 simultaneously output the value ratio judging unit 15 that the two effective values E _L and E _R as a data set, the peak value output from the peak value calculation unit 16 (one of the P _L or P _R) temporarily record keeping the peak value storage unit for outputting as two simultaneous data set the two peak values P _L and P _R in the peak value ratio judging unit 17 when the effective value P _L and P _R are aligned 32. Thereby, the number of persons who rotate the wheel of a driven wheel can be reduced to one person.

即ち、本実施形態の異常診断装置３０では、検査担当者一人がヘッドフォンで所定の回転数に相当する音信号を聞きながら、その音信号のタイミングに合わせて一方（例えば、左側）の車輪を所定の回転数になるように回転する。所定の回転数になったとき、左側のハブユニット軸受８０に関する実効値Ｅ_Ｌ及びピーク値Ｐ_Ｌは、実効値演算部１４及びピーク値演算部１６によって演算され、実効値記憶部３１及びピーク値記憶部３２それぞれに記録される。 That is, in the abnormality diagnosis apparatus 30 of the present embodiment, one person in charge of inspection listens to a sound signal corresponding to a predetermined number of rotations with headphones, and one wheel (for example, the left side) is predetermined according to the timing of the sound signal. Rotate to reach the number of revolutions. When a predetermined rotational speed, the effective value E _L and the peak value P _L relates left hub unit 80, it is computed by the effective value calculating section 14 and the peak value calculation unit 16, the effective value storage unit 31 and the peak value It is recorded in each storage unit 32.

一方のハブユニット軸受に関する計測が終了した後、次は他方（例えば、右側）のハブユニット軸受８０に関する計測を行う。つまり、今度は、検査担当者一人がヘッドフォンで所定の回転数に相当する音信号を聞きながら、その音信号のタイミングに合わせて、左輪の回転条件と同条件となるように右側の車輪を回転する。所定の回転数になったとき、右側のハブユニット軸受８０に関する実効値Ｅ_Ｒ及びピーク値Ｐ_Ｒは、実効値演算部１４及びピーク値演算部１６によって演算され、実効値記憶部３１及びピーク値記憶部３２それぞれに記録される。そして、右側のハブユニット軸受８０に関する計測が終了した段階で、実効値記憶部３１及びピーク値記憶部３２において、実効値Ｅ_Ｌ，Ｅ_Ｒ及びピーク値Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｒがそれぞれ左右一対のデータセットとして用意されることになり、実効値記憶部３１及びピーク値記憶部３２はこれら左右一対のデータセットを、実効値比率判定部１５及びピーク値比率判定部１７に出力する。これにより異常判定報知部１８は、最終的な異常診断の判定を行う。
その他の構成について上記第２実施形態と同様である。 After the measurement relating to one hub unit bearing is completed, the measurement relating to the other hub unit bearing 80 (for example, the right side) is performed next. In other words, this time, one person in charge of the inspection listens to the sound signal corresponding to the predetermined number of rotations with the headphones, and rotates the right wheel so that it matches the rotation condition of the left wheel according to the timing of the sound signal. To do. When a predetermined rotational speed, the effective value E _R and the peak value P _R relates right hub unit 80, it is computed by the effective value calculating section 14 and the peak value calculation unit 16, the effective value storage unit 31 and the peak value It is recorded in each storage unit 32. Then, at the stage when the measurement on the right hub unit bearing 80 is completed, the effective value storage unit 31 and the peak value storage unit 32 store the effective values E _L and E _R and the peak values P _L and P _R respectively as a pair of left and right data. The effective value storage unit 31 and the peak value storage unit 32 output the pair of left and right data sets to the effective value ratio determination unit 15 and the peak value ratio determination unit 17. Thereby, the abnormality determination notification unit 18 determines the final abnormality diagnosis.
Other configurations are the same as those of the second embodiment.

次に、図７を参照して本実施形態の異常診断装置３０の有用性について説明する。
図７は、従動輪の左右一対の車輪をリフトアップし、車輪を手動でそれぞれ回転させた状態で計測した場合と、自動車を実走行させて計測した場合と、の実効値比率Ｒ_Ｅ及びピーク値比率Ｒ_Ｐを比較した結果である。
図７の結果により、実走行させて計測する場合よりも、一対の車輪がリフトアップされた状態において手動でそれぞれ回転させて計測した場合の方が、高ＳＮ比で診断できることがわかる。また、ハブユニット軸受８０，８０の片方に損傷がある場合の実効値比率Ｒ_Ｅ及びピーク値比率Ｒ_Ｐは共に２以上であり、また損傷がない場合は２未満となっている。これにより、本実施形態でも異常診断装置３０の精度が高いことがわかる。 Next, the usefulness of the abnormality diagnosis apparatus 30 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 7 shows the effective value ratio R _E and the peak when the measurement is performed with the pair of left and right wheels of the driven wheel lifted up and manually rotated. it is a result of comparing the value ratio R _P.
From the result of FIG. 7, it can be seen that the diagnosis can be made with a higher S / N ratio when the measurement is performed by manually rotating the pair of wheels in a state where the pair of wheels is lifted up, rather than the case where the measurement is performed while actually running. Further, the effective value ratio _RE and the peak value ratio _RP are both 2 or more when one of the hub unit bearings 80, 80 is damaged, and is less than 2 when there is no damage. Thereby, it turns out that the precision of the abnormality diagnosis apparatus 30 is high also in this embodiment.

以上、本実施形態の異常診断装置３０によれば、値を一時的に記録保持しデータセットして揃った段階で値を出力する実効値記憶部３１及びピーク値記憶部３２を備えるので、従動輪用のハブユニット軸受に対し異常診断を行う際に、あまり人員を要することなく実施することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第２実施形態と同様である。 As described above, according to the abnormality diagnosis device 30 of the present embodiment, since the effective value storage unit 31 and the peak value storage unit 32 that output values at the stage where the values are temporarily recorded and held and the data are set and arranged are provided. When abnormality diagnosis is performed on a hub unit bearing for a driving wheel, it can be carried out without requiring much personnel.
About another structure and an effect, it is the same as that of the said 2nd Embodiment.

なお、本発明は前述の実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 In addition, this invention is not limited to what was illustrated to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.

１０，２０，３０異常診断装置
１１振動センサ
１２増幅器
１３フィルタ処理部
１４実効値演算部
１５実効値比率判定部
１６ピーク値演算部
１７ピーク値比率判定部
１８異常判定報知部
２１周期信号出力回路（周期信号出力手段）
３１実効値記憶部
３２ピーク値記憶部
８０ハブユニット軸受（軸受装置）
８１ハブ（回転輪）
８２外輪（静止輪）
８３玉
８４ハブ輪
８５小径段部
８６車輪取り付けフランジ
８７スタッド
８８保持器
９０内輪（回転輪）
９１，９２内輪軌道面
９３，９４外輪軌道面
９５懸架装置取り付けフランジ
９６，９７シール部材
９９締結平坦面
Ａ第１の設定値
Ｂ第２の設定値
Ｅ_Ｌ左輪側の実効値（実効値）
Ｅ_Ｒ右輪側の実効値（実効値）
Ｐ_Ｌ左輪側のピーク値（ピーク値）
Ｐ_Ｒ右輪側のピーク値（ピーク値）
Ｒ_Ｅ実効値の比率
Ｒ_Ｐピーク値の比率 10, 20, 30 Abnormality diagnosis device 11 Vibration sensor 12 Amplifier 13 Filter processing unit 14 RMS value calculation unit 15 RMS value ratio determination unit 16 Peak value calculation unit 17 Peak value ratio determination unit 18 Abnormality determination notification unit 21 Periodic signal output circuit ( Periodic signal output means)
31 RMS value storage unit 32 Peak value storage unit 80 Hub unit bearing (bearing device)
81 Hub (Rotating wheel)
82 Outer ring (stationary ring)
83 Ball 84 Hub wheel 85 Small diameter step 86 Wheel mounting flange 87 Stud 88 Cage 90 Inner ring (Rotating wheel)
91,92 Inner ring raceway surface 93,94 Outer ring raceway surface 95 Suspension device mounting flange 96,97 Seal member 99 Fastening flat surface A First set value B Second set value E _L Effective value (effective value) on left wheel side
E _R right wheel side of the effective value (effective value)
Peak value of P _L left wheel side (peak value)
P _R right wheel side of the peak value (peak value)
R _E Effective value ratio _RP Peak value ratio

Claims

In order to rotatably support a pair of wheels attached to a vehicle, an abnormality is diagnosed for a pair of automotive hub unit bearing devices including a stationary wheel and a rotating wheel that rotates relative to the stationary wheel. An abnormality diagnosis method ,
A pair of vibration sensors attached to each of the pair of bearing devices;
An amplifier for amplifying the vibration signals for two channels respectively output from the pair of vibration sensors;
A filter processing unit for extracting specific frequency bands from the two-channel vibration signals output from the amplifier;
An effective value calculation unit for calculating an effective value for each predetermined time with respect to vibration signals for two channels output from the filter processing unit;
An effective value for determining whether or not the ratio of the two effective values calculated and output from the effective value calculating unit is equal to or greater than a first set value set in advance. A value ratio determination unit;
A peak value calculation unit for calculating a peak value for each predetermined time with respect to vibration signals for two channels output from the filter processing unit;
The ratio of the two peak values calculated and output from the peak value calculation unit is calculated, and it is determined whether or not the calculated ratio of the two peak values is equal to or greater than the value of the second set value set in advance. A peak value ratio determination unit to perform,
An abnormality determination notification unit that determines abnormality of the bearing device and notifies a determination result;
Using an abnormality diagnosis device comprising
An abnormality diagnosis method characterized in that abnormality diagnosis is performed by manually rotating the pair of wheels in a state where the pair of wheels are attached to the automobile hub unit bearing device and lifted up .

The bearing device is a hub unit bearing that rotatably supports the wheel of the vehicle, has a flange on which a fastening flat surface is formed, and is bolted to the suspension device of the vehicle on the fastening flat surface,
The abnormality diagnosis method according to claim 1, wherein the vibration sensor is a piezoelectric acceleration sensor and is detachably attached to the fastening flat surface of the hub unit bearing.