JP6581423B2 - Anomaly detection device for rolling bearings - Google Patents

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Description

この発明は、オイル潤滑される転がり軸受の異常検知装置に関するものである。   The present invention relates to an abnormality detection device for an oil lubricated rolling bearing.

輸送機器や産業機械、その他各種機器の可動部には、転がり軸受が組み込まれている。このような機器の中には、油潤滑される転がり軸受以外に潤滑が必要な作動機構部を有し、その作動機構部と転がり軸受とが、共通のオイルで潤滑される構造となっているものがある。作動機構部としては、例えば、ギヤ同士の噛み合い部分や部材同士の摺接部分等が挙げられる。   Rolling bearings are incorporated in movable parts of transportation equipment, industrial machinery, and other various equipment. In such a device, there is an operation mechanism portion that requires lubrication in addition to the oil-lubricated rolling bearing, and the operation mechanism portion and the rolling bearing have a structure that is lubricated with a common oil. There is something. As an operation mechanism part, the meshing part of gears, the sliding contact part of members, etc. are mentioned, for example.

例えば、オイルポンプ等は、機器の内部に転がり軸受と作動機構部とを有している。また、特に、オイルポンプは、その転がり軸受と作動機構部とを備えた機器の外部にある他の作動機構部に向かって、内部の潤滑油を送り出す機能を備えている。   For example, an oil pump or the like has a rolling bearing and an operating mechanism part inside the device. In particular, the oil pump has a function of feeding the internal lubricating oil toward another operating mechanism portion outside the device including the rolling bearing and the operating mechanism portion.

ところで、転がり軸受の軸受空間からは、摩耗粉(鉄粉等)等の異物が発生することがある。この異物が、潤滑油の循環経路の途中にある作動機構部に侵入すると、異物の噛み込みによって、機器の耐久性を低下させる場合がある。また、場合によっては、機器の動作不良・故障・破損に繋がることもある。   Incidentally, foreign matter such as wear powder (iron powder or the like) may be generated from the bearing space of the rolling bearing. If the foreign matter enters the operating mechanism part in the middle of the lubricating oil circulation path, the durability of the device may be reduced due to the biting of the foreign matter. In some cases, it may lead to malfunction / failure / damage of the equipment.

そこで、例えば、特許文献1には、鉄粉等からなる異物が循環経路内に流通する潤滑油に混入した場合に、その異物をセンサが備える磁石に吸着させ、吸着した異物が堆積していくことにより金属製のケーシングと磁石とが電気的に導通した場合に、警報を発信する潤滑油の鉄粉汚濁検知方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, for example, in Patent Document 1, when a foreign matter made of iron powder or the like is mixed in the lubricating oil flowing in the circulation path, the foreign matter is attracted to a magnet provided in the sensor, and the attracted foreign matter is accumulated. Thus, there is disclosed a method for detecting iron powder contamination of lubricating oil that issues an alarm when a metal casing and a magnet are electrically connected (see, for example, Patent Document 1).

特開平7−280180号公報JP 7-280180 A

上記のように、転がり軸受から発生する摩耗粉(鉄粉等)等の異物が、潤滑油の循環経路の途中にある作動機構部に侵入することは好ましくない。特に、オイルポンプ用の転がり軸受において、軸受から発生する大きな剥離片は、そのオイルポンプ自身の作動機構部や、そのオイルポンプによって送り出される潤滑油の循環経路内にある他の作動機構部の部品に対して、動作不良・故障・破損の原因となる。このため、転がり軸受内からの異物の流出防止や、その異物が発生した際の異物の検出が必要となる。   As described above, it is not preferable for foreign matter such as wear powder (iron powder or the like) generated from the rolling bearing to enter the operating mechanism portion in the middle of the lubricating oil circulation path. In particular, in a rolling bearing for an oil pump, a large peeling piece generated from the bearing is a part of the operating mechanism part of the oil pump itself or other operating mechanism part in the circulation path of the lubricating oil sent out by the oil pump. May cause malfunction, failure or damage. For this reason, it is necessary to prevent the foreign matter from flowing out of the rolling bearing and to detect the foreign matter when the foreign matter is generated.

上記特許文献1に記載の技術では、センサが備える磁石は、潤滑油の循環経路内に臨んでいる。しかし、この技術では、循環経路内の潤滑油に含まれる異物の多くは、センサの磁石に吸着することなく、その傍らを通過してしまう可能性がある。また、特許文献1に記載の技術では、異物の捕捉は、潤滑油内の異物の混入度合いを検知するのに必要な最小限度の量にとどまり、その結果、残りの異物の作動機構部への侵入を阻止できないという問題もある。   In the technique described in Patent Document 1, the magnet included in the sensor faces the lubricating oil circulation path. However, in this technique, most of the foreign matters contained in the lubricating oil in the circulation path may pass by without being attracted to the magnet of the sensor. Further, in the technique described in Patent Document 1, the trapping of the foreign matter is limited to the minimum amount necessary for detecting the degree of the foreign matter mixed in the lubricating oil, and as a result, the remaining foreign matter is applied to the operating mechanism unit. There is also the problem that intrusion cannot be prevented.

そこで、この発明の課題は、転がり軸受から発生する摩耗粉(鉄粉等)等の異物が、潤滑油の循環経路の途中にある作動機構部に侵入することを、より確実に防止することである。   Accordingly, an object of the present invention is to more reliably prevent foreign matter such as wear powder (iron powder or the like) generated from a rolling bearing from entering an operating mechanism portion in the middle of a lubricating oil circulation path. is there.

上記の課題を解決するために、この発明は、内輪及び外輪と、前記内輪と前記外輪との間の軸受空間に配置される転動体と、前記軸受空間内からの潤滑油の通過を許容し金属片の通過を阻止するフィルタと、前記フィルタに設けられ互いに間隔を置いて配置される対の永久磁石と、前記対の永久磁石をそれぞれ電極として両電極からそれぞれ配線が伸びて電源に至る電気回路と、前記対の永久磁石間への金属片の付着に伴う前記電気回路の電気的出力の変化を検出することによって潤滑油に含まれる金属片の状態を検知する出力検出装置と、を備える転がり軸受の異常検知装置を採用した。   In order to solve the above-described problems, the present invention allows an inner ring and an outer ring, a rolling element disposed in a bearing space between the inner ring and the outer ring, and passage of lubricating oil from the bearing space. A filter for preventing the passage of a metal piece, a pair of permanent magnets provided on the filter and spaced apart from each other, and an electric power extending from both electrodes to the power source by using the pair of permanent magnets as electrodes. A circuit, and an output detection device that detects a state of the metal piece contained in the lubricating oil by detecting a change in electrical output of the electric circuit accompanying the attachment of the metal piece between the pair of permanent magnets. A rolling bearing abnormality detection device was adopted.

このとき、前記対の永久磁石の間に隙間を介して磁性材料が配置される構成を採用することができる。   At this time, it is possible to employ a configuration in which a magnetic material is disposed between the pair of permanent magnets via a gap.

また、前記フィルタは潤滑油流通用の貫通穴を備え、前記対の永久磁石は、前記貫通穴を挟んで両側に配置される構成を採用することができる。   Moreover, the said filter is provided with the through-hole for lubricating oil distribution | circulation, and the structure which the said permanent magnet of a pair is arrange | positioned on both sides across the said through-hole can be employ | adopted.

これらの各構成において、前記出力検出装置が検知する電気的出力は、前記電気回路における電圧の分圧出力である構成を採用することができる。     In each of these configurations, it is possible to adopt a configuration in which the electrical output detected by the output detection device is a voltage-divided output of the voltage in the electrical circuit.

また、これらの各構成において、前記対の永久磁石からなる電極を複数組配置し、その複数組の電極は、互いに電極間の隙間を異ならせている構成を採用することができる。     In each of these configurations, it is possible to employ a configuration in which a plurality of pairs of electrodes made of the pair of permanent magnets are arranged and the gaps between the electrodes are different from each other.

さらに、これらの各構成において、前記対の永久磁石は、その表面に電気導電性の被覆層を備え、前記被覆層と前記電気回路の一部を構成する回路基板の端子とが電気的に接続されている構成を採用することができる。     Further, in each of these configurations, the pair of permanent magnets has an electrically conductive coating layer on the surface thereof, and the coating layer and a circuit board terminal constituting a part of the electric circuit are electrically connected. It is possible to adopt a configuration that is used.

前記出力検出装置は、電気的出力と所定の閾値に基づいて異常状態を判定する構成を採用することができる。     The output detection device may employ a configuration for determining an abnormal state based on an electrical output and a predetermined threshold.

前記出力検出装置が異常状態と判定した情報を記憶するデータ蓄積手段(データ蓄積用サーバ)と、前記データ蓄積手段が記憶する過去の判定の情報によって、異常状態の経時変化を確認する経時変化確認手段とを備える構成を採用することができる。     Data storage means (data storage server) for storing information determined by the output detection device to be in an abnormal state, and past change information stored in the data storage means for confirming a temporal change in the abnormal state The structure provided with a means is employable.

この発明は、転がり軸受の軸受空間内から軸受空間外への潤滑油の通過を許容し金属片の通過を阻止するフィルタに、互いに間隔を置いて配置される対の永久磁石を設けて、その対の永久磁石をそれぞれ電極として両電極からそれぞれ配線が伸びて電源に至る電気回路と、前記対の永久磁石間への金属片の付着に伴う前記電気回路の電気的出力の変化を検出することによって潤滑油に含まれる金属片の状態を検知する出力検出装置とを備えたので、転がり軸受から発生する鉄粉や剥離片等の異物が、潤滑油の循環経路の途中にある作動機構部に侵入することをより確実に防止できるとともに、電気的な変化により転がり軸受の異常検知ができるので、各部品の故障を未然に防止することができる。   According to the present invention, a pair of permanent magnets spaced apart from each other are provided on a filter that allows passage of lubricating oil from inside the bearing space of the rolling bearing to the outside of the bearing space and prevents passage of metal pieces. Detecting a change in electrical output of the electric circuit due to adhesion of a metal piece between the pair of permanent magnets, and an electric circuit extending from both electrodes to the power source with the pair of permanent magnets as electrodes. And an output detection device that detects the state of the metal pieces contained in the lubricating oil.For this reason, foreign matter such as iron powder and peeling pieces generated from the rolling bearings is placed on the operating mechanism in the middle of the lubricating oil circulation path. Intrusion can be prevented more reliably, and an abnormality of the rolling bearing can be detected by an electrical change, so that failure of each component can be prevented in advance.

この発明の一実施形態を示し、(a)は転がり軸受を複数備えた軸受ユニットにフィルタを取り付けた側面図、(b)は縦断面図1 shows an embodiment of the present invention, (a) is a side view in which a filter is attached to a bearing unit having a plurality of rolling bearings, and (b) is a longitudinal sectional view. フィルタの要部を示し、(a)はセンサ出力が1系統である場合、(b)はセンサ出力が3系統である場合の側面図The main part of a filter is shown, (a) is a side view when sensor output is one system, and (b) is a side view when sensor output is three systems. センサ出力が3系統の場合を示し、永久磁石からなる電極間に磁性材料を配置した例を示す要部拡大図Main part enlarged view showing an example in which a magnetic material is arranged between electrodes made of permanent magnets, showing a case where the sensor output is three systems. 鉄粉の吸着状態のモデルを示す基板及び電極の概略断面図Schematic cross-sectional view of substrate and electrode showing model of iron powder adsorption state センサ出力が1系統の場合の電気出力を示すグラフ図A graph showing the electrical output when the sensor output is one system センサ出力が3系統の場合の電気出力を示すグラフ図Graph diagram showing electrical output when sensor output is 3 systems (a)はセンサ出力が1系統の場合の電気回路図、(b)はセンサ出力が3系統の場合の電気回路図(A) is an electric circuit diagram when the sensor output is one system, (b) is an electric circuit diagram when the sensor output is three systems.

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。この実施形態は、転がり軸受の異常検知装置を備えたオイルポンプ装置10である。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an oil pump device 10 including an abnormality detection device for a rolling bearing.

オイルポンプ装置10は、機器の内部に転がり軸受を複数備えた軸受ユニット20と、オイルポンプの作動機構部30とを有している。   The oil pump device 10 includes a bearing unit 20 having a plurality of rolling bearings inside the device, and an oil pump operating mechanism 30.

軸受ユニット20は、ハウジング11の内部に、油潤滑される3つの転がり軸受21,22,23を並列して備えている。これらの転がり軸受21,22,23によって、オイルポンプの作動機構部30に通じる軸部材32を、固定のハウジング11に対して軸周り回転自在に支持されている。   The bearing unit 20 includes three rolling bearings 21, 22, and 23 that are oil-lubricated in parallel inside the housing 11. By these rolling bearings 21, 22, and 23, a shaft member 32 that communicates with the operating mechanism portion 30 of the oil pump is supported so as to be rotatable about the axis with respect to the fixed housing 11.

各転がり軸受21,22,23は、外側軌道輪1と内側軌道輪2の各軌道面1a,2aの間に、転動体3が組み込まれている。転動体3は、保持器4によって周方向に保持されている。以下、外側軌道輪1を外輪1と、内側軌道輪2を内輪2と称する。   In each of the rolling bearings 21, 22, and 23, a rolling element 3 is incorporated between the raceway surfaces 1 a and 2 a of the outer raceway ring 1 and the inner raceway ring 2. The rolling element 3 is held in the circumferential direction by a cage 4. Hereinafter, the outer race 1 is referred to as an outer race 1 and the inner race 2 is referred to as an inner race 2.

外輪1はハウジング11の内径面に圧入されて、そのハウジング11に対して相対回転不能に固定されている。内輪2は、軸部材32の外周に圧入されて、その軸部材32に対して相対回転不能に固定されている。   The outer ring 1 is press-fitted into the inner diameter surface of the housing 11 and fixed to the housing 11 so as not to rotate relative to the housing 11. The inner ring 2 is press-fitted into the outer periphery of the shaft member 32 and is fixed to the shaft member 32 so as not to rotate relative to the shaft member 32.

この実施形態では、転がり軸受21,22,23として、転動体3として円すいころを用いた円すいころ軸受を採用しているが、円すいころ軸受以外の転がり軸受を採用してもよく、また、その転がり軸受21,22,23の並列数は、装置の仕様に応じて自由に設定できる。   In this embodiment, as the rolling bearings 21, 22, and 23, tapered roller bearings using tapered rollers are employed as the rolling elements 3, but rolling bearings other than tapered roller bearings may be employed. The parallel number of the rolling bearings 21, 22, and 23 can be freely set according to the specifications of the apparatus.

オイルポンプの作動機構部30は、ポンプケーシング内に互いに相対回転することにより潤滑油を循環経路へ送り出すポンプ用ロータ(図示せず)を備える。ポンプ用ロータは、軸部材32の端部に設けた接続部材31に接続され、これにより、軸部材32の軸周りに回転可能な状態である。ロータへの駆動力は、図示しない駆動源から別途のルートで入力される。   The oil pump operating mechanism 30 includes a pump rotor (not shown) that feeds lubricating oil to the circulation path by rotating relative to each other in the pump casing. The pump rotor is connected to the connection member 31 provided at the end of the shaft member 32, and is thus rotatable around the shaft of the shaft member 32. The driving force to the rotor is input by a separate route from a driving source (not shown).

図1に示すように、並列する転がり軸受21,22,23のうち軸方向一方側、すなわち、作動機構部30寄りの2つの転がり軸受21,22は、円すいころの小径側端面同士が軸方向に沿って同じ側、すなわち、作動機構部30の反対側になるように配置されている。   As shown in FIG. 1, two rolling bearings 21, 22 near one side of the rolling mechanism 21, 22, 23 in parallel, that is, closer to the operating mechanism portion 30, have smaller diameter side end surfaces of the tapered rollers in the axial direction. Are arranged so as to be on the same side, that is, on the opposite side of the operating mechanism portion 30.

また、並列する転がり軸受21,22,23のうち軸方向他方側、すなわち、作動機構部30から最も遠い転がり軸受23は、円すいころの小径側端面が作動機構部30側になるように配置されている。すなわち、転がり軸受21,22と転がり軸受23とは、円すいころの小径側端面同士が背面合わせになるように配置されている。このため、内輪2の軌道面2aと外輪1の軌道面1aとは、3列の転がり軸受21,22,23のうち一方側の二つは、軸方向一方側から他方側へ向かって互いの距離が狭まるように設けられ、他方側の一つは、軸方向一方側から他方側へ向かって互いの距離が拡がるように設けられている。   The rolling bearings 23, 22, 23 arranged in parallel to each other in the axial direction, that is, the rolling bearing 23 farthest from the operating mechanism portion 30 is arranged so that the end surface on the small diameter side of the tapered roller is on the operating mechanism portion 30 side. ing. That is, the rolling bearings 21 and 22 and the rolling bearing 23 are disposed so that the small diameter side end surfaces of the tapered rollers are back to back. For this reason, the raceway surface 2a of the inner ring 2 and the raceway surface 1a of the outer ring 1 are such that two on one side of the three rows of rolling bearings 21, 22, 23 are mutually opposite from one side in the axial direction toward the other side. The distance is reduced, and one of the other sides is provided so that the distance from each other increases from one side in the axial direction to the other side.

図1に示すように、軸方向に隣り合う転がり軸受21,22,23同士の間には、間座5,6,7が配置されている。   As shown in FIG. 1, spacers 5, 6, 7 are arranged between the rolling bearings 21, 22, 23 adjacent in the axial direction.

並列する転がり軸受21,22,23のうち軸方向一方側の2つの転がり軸受21,22の間には、内径側に、両側の内輪2,2の端面に当接する間座5が、外径側に、両側の外輪1,1の端面に当接する間座6が配置されている。   Between the two rolling bearings 21, 22 on the one side in the axial direction of the rolling bearings 21, 22, 23 that are arranged in parallel, a spacer 5 that is in contact with the end faces of the inner rings 2, 2 on both sides is provided on the inner diameter side. On the side, a spacer 6 is disposed that contacts the end faces of the outer rings 1 and 1 on both sides.

また、並列する転がり軸受21,22,23のうち軸方向他方側の2つの転がり軸受22,23の間には、内径側に、両側の内輪2,2の端面に当接する間座が、外径側に、両側の外輪1,1の端面に当接する間座7が配置されている。図1では、転がり軸受22,23の間における内径側の間座は図示していないが、転がり軸受22,23の周方向に沿って、潤滑油の循環経路13bの外径側の開口部以外の部分に、間座が配置されている。   In addition, between the two rolling bearings 22, 23 on the other axial side of the rolling bearings 21, 22, 23 arranged in parallel, a spacer that contacts the end surfaces of the inner rings 2, 2 on both sides is provided on the inner diameter side. A spacer 7 is disposed on the radial side so as to contact the end surfaces of the outer rings 1 and 1 on both sides. In FIG. 1, the inner diameter side spacer between the rolling bearings 22 and 23 is not shown, but along the circumferential direction of the rolling bearings 22 and 23, other than the opening on the outer diameter side of the lubricating oil circulation path 13 b. A spacer is arranged in the portion.

並列する転がり軸受21,22,23の両端は、軸方向一方側では、軸部材32の端部に設けたフランジ状の接続部材31の端面によって、また、軸方向他方側では、押え部材8の端面によって、軸部材32に対して軸方向へ動かないように固定されている。これらの接続部材31と押え部材8との固定によって、各円すいころ軸受には予圧が付与されている。   Both ends of the rolling bearings 21, 22, and 23 that are arranged in parallel are on the one side in the axial direction by the end face of the flange-shaped connection member 31 provided at the end of the shaft member 32, and on the other side in the axial direction, The end face is fixed so as not to move in the axial direction with respect to the shaft member 32. A preload is applied to each tapered roller bearing by fixing the connecting member 31 and the pressing member 8.

転がり軸受21,22,23によってハウジング11に支持された軸部材32は、オイルポンプの作動機構部30に接続されている。また、オイルポンプは、外部にある他の作動機構部に向かって、内部の潤滑油を送り出す機能を備えている。送り出した潤滑油は、潤滑油の通路に沿って流れて各部の作動機構部を潤滑した後、やがてオイルポンプに戻ってくる。   The shaft member 32 supported by the housing 11 by the rolling bearings 21, 22, 23 is connected to the operating mechanism 30 of the oil pump. Further, the oil pump has a function of sending out internal lubricating oil toward another operating mechanism portion outside. The delivered lubricating oil flows along the lubricating oil passage and lubricates the operating mechanism of each part, and then returns to the oil pump.

また、このオイルポンプにおいては、ポンプ内の作動機構部30と軸受ユニット20とが、共通の潤滑用のオイルで潤滑されるようになっている。オイルポンプ側の作動機構部30と軸受ユニット20側の軸受空間とは、潤滑油の循環経路12,13で連通している。また、その潤滑油は、外部の作動機構部にも送り出される。   In this oil pump, the operating mechanism 30 and the bearing unit 20 in the pump are lubricated with a common lubricating oil. The operating mechanism 30 on the oil pump side and the bearing space on the bearing unit 20 side communicate with each other through circulation paths 12 and 13 for the lubricating oil. The lubricating oil is also sent to an external operating mechanism.

この実施形態において、循環経路13は、オイルポンプ側から軸部材32の軸心と同心となるように軸心方向に沿って設けられた軸方向潤滑経路13aと、その潤滑経路13aの端部から半径方向外側へ伸びて、軸部材32の外周面に開口する径方向潤滑経路13bを備える。径方向潤滑経路13bは、転がり軸受22,23の間に挟まれた環状空間Cに開口しているので、この環状空間Cを介して、循環経路13は、軸方向一方側(図中左側)へは転がり軸受21,22の各軸受空間に連通し、軸方向他方側(図中右側)へは転がり軸受23の軸受空間に連通している。   In this embodiment, the circulation path 13 includes an axial lubrication path 13a provided along the axial direction so as to be concentric with the axis of the shaft member 32 from the oil pump side, and an end of the lubrication path 13a. A radial lubrication path 13b that extends radially outward and opens on the outer peripheral surface of the shaft member 32 is provided. Since the radial lubrication path 13b opens to the annular space C sandwiched between the rolling bearings 22 and 23, the circulation path 13 passes through the annular space C on one side in the axial direction (left side in the figure). Is connected to the bearing spaces of the rolling bearings 21 and 22, and the other axial side (the right side in the figure) is connected to the bearing space of the rolling bearing 23.

環状空間Cを経て、転がり軸受23の軸受空間を通過した潤滑油は、転がり軸受23の軸方向他端側の軸受空間の開口を通じて、転がり軸受23の軸方向他端側に設けられたハウジング端部空間Bに入り込む。その後、ハウジング11に形成された潤滑油の循環通路12によって、オイルポンプの作動機構部30側へと戻っていく。   The lubricating oil that has passed through the bearing space of the rolling bearing 23 through the annular space C passes through the opening of the bearing space on the other end side in the axial direction of the rolling bearing 23 and the housing end provided on the other end side in the axial direction of the rolling bearing 23. Enter the subspace B. Thereafter, the oil returns to the operating mechanism 30 side of the oil pump through the lubricating oil circulation passage 12 formed in the housing 11.

循環通路12は、ハウジング端部空間Bから半径方向外側へ伸びる径方向潤滑経路12bと、その径方向潤滑経路12bから軸部材32の軸心方向に沿って設けられた軸方向潤滑経路12aとを備える。   The circulation passage 12 includes a radial lubrication path 12b extending radially outward from the housing end space B, and an axial lubrication path 12a provided along the axial center direction of the shaft member 32 from the radial lubrication path 12b. Prepare.

また、環状空間Cを経て、転がり軸受22,21の軸受空間を通過した潤滑油は、転がり軸受21の軸方向一端側の軸受空間の開口を通じて、オイルポンプの作動機構部30側へと戻っていく。   Also, the lubricating oil that has passed through the annular space C and the bearing space of the rolling bearings 22 and 21 returns to the operating mechanism portion 30 side of the oil pump through the opening of the bearing space on one end side in the axial direction of the rolling bearing 21. Go.

これにより、オイルポンプの作動機構部30と、軸受ユニット20の転がり軸受21,22,23が、共通の潤滑油によって潤滑される。   Thereby, the operation mechanism part 30 of the oil pump and the rolling bearings 21, 22, and 23 of the bearing unit 20 are lubricated by the common lubricating oil.

ところで、転がり軸受21,22,23の軸受空間からは、摩耗粉(鉄粉等)等の異物が発生することがある。この異物が、オイルポンプの作動機構部30や、循環経路途中の他の作動機構部に侵入することは好ましくない。そこで、転がり軸受21の軸方向一端側の軸受空間の開口、及び、転がり軸受23の軸方向他端側の軸受空間の開口には、それぞれフィルタF付きのシールリング40が取付られている。どちらのシールリング40も、以下に示すように、共通の構造となっている。   By the way, foreign matter such as wear powder (iron powder or the like) may be generated from the bearing space of the rolling bearings 21, 22, and 23. It is not preferable for this foreign matter to enter the operating mechanism 30 of the oil pump or other operating mechanism in the circulation path. Therefore, a seal ring 40 with a filter F is attached to the opening of the bearing space on one axial end side of the rolling bearing 21 and the opening of the bearing space on the other axial end side of the rolling bearing 23. Both seal rings 40 have a common structure as shown below.

シールリング40は、転がり軸受21,23の軸受空間の各対応する側の開口を覆うように取付けられる。その開口は、外輪1と内輪2の軌道面1a,2aに沿って環状に形成されているので、それを覆うシールリング40も環状を成すものとなっている。   The seal ring 40 is attached so as to cover the opening on each corresponding side of the bearing space of the rolling bearings 21 and 23. Since the opening is formed in an annular shape along the raceway surfaces 1a and 2a of the outer ring 1 and the inner ring 2, the seal ring 40 covering the opening is also formed in an annular shape.

また、この実施形態では、シールリング40は合成樹脂の成形品からなる。その樹脂製のシールリング40が、内輪2の大つばと外輪1の内径面の大径側端部との間に取付けられている。   In this embodiment, the seal ring 40 is made of a synthetic resin molded product. The resin seal ring 40 is attached between the large collar of the inner ring 2 and the large-diameter side end of the inner diameter surface of the outer ring 1.

なお、外輪1は静止側、内輪2は回転側であり、シールリング40は固定側である外輪1に嵌合等により固定されるが、このシールリング40を、回転側である内輪2に嵌合等により固定することも可能である。   The outer ring 1 is stationary, the inner ring 2 is rotating, and the seal ring 40 is fixed to the outer ring 1 on the fixed side by fitting or the like. The seal ring 40 is fitted to the inner ring 2 on the rotating side. It is also possible to fix by means such as a joint.

シールリング40は、図1に示すように、外輪1に係止される係止部42と、その係止部42から内径側に向かって立ち上がる壁部41と、その壁部41から伸びて内輪2の外径面に対向する内側円筒部43とを備える。係止部42は円筒状であり、その円筒状の係止部42が、外輪1の内径面に圧入される。係止部42の外径面に設けた突起等が、外輪1の内径面の大径側端部に設けたシール溝等に嵌合して、互いに固定されるようにしてもよい。内径寄りの内側円筒部43は、内輪2の大つば外径面に摺接するか、または、わずかな隙間を介して対向する。   As shown in FIG. 1, the seal ring 40 includes a locking portion 42 that is locked to the outer ring 1, a wall portion 41 that rises from the locking portion 42 toward the inner diameter side, and an inner ring that extends from the wall portion 41. 2 and an inner cylindrical portion 43 facing the outer diameter surface. The locking portion 42 has a cylindrical shape, and the cylindrical locking portion 42 is press-fitted into the inner diameter surface of the outer ring 1. A protrusion or the like provided on the outer diameter surface of the locking portion 42 may be fitted into a seal groove or the like provided on the large diameter side end portion of the inner diameter surface of the outer ring 1 and fixed to each other. The inner cylindrical portion 43 closer to the inner diameter is slidably in contact with the outer surface of the large collar of the inner ring 2 or is opposed through a slight gap.

シールリング40の壁部41には、多数の貫通穴44が設けられている。これらの多数の貫通穴44によって、転がり軸受21,22,23の軸受空間からの異物の通過を阻止し、潤滑油の通過は許容される。貫通穴44の内径の最大値は、作動機構部30側へ侵入しても影響がない程度の異物の通過は許容されるよう、適宜の寸法に設定される。   A number of through holes 44 are provided in the wall 41 of the seal ring 40. These many through holes 44 prevent foreign substances from passing through the bearing spaces of the rolling bearings 21, 22, and 23, and allow the passage of lubricating oil. The maximum value of the inner diameter of the through-hole 44 is set to an appropriate size so that the passage of foreign matter to the extent that it does not affect even if it enters the operating mechanism 30 side is allowed.

シールリング40のフィルタFの内側には、互いに間隔を置いて配置される対の永久磁石Ma,Mb(51a,51b;52a,52b;53a,53b)が設けられている。また、その対の永久磁石Ma,Mbをそれぞれ電極として、両電極からそれぞれ配線が伸びて電源に至る電気回路60、及び、その電気回路60を制御する制御手段70が設けられている。   Inside the filter F of the seal ring 40, a pair of permanent magnets Ma and Mb (51a, 51b; 52a, 52b; 53a, 53b) arranged at intervals are provided. The pair of permanent magnets Ma and Mb are used as electrodes, respectively, and an electric circuit 60 extending from both electrodes to the power source is provided, and a control means 70 for controlling the electric circuit 60 is provided.

永久磁石Ma,Mbや、それに接続される通電用の配線は、基板50に設置されている。また、電気回路60の配線の一部は、その基板から転がり軸受21,23の外部に引き出され、その引き出された一部の電気回路60と制御手段70は、ハウジング11やその周辺のフレーム等の不動の部材に取付られている。   Permanent magnets Ma and Mb and energization wiring connected thereto are installed on the substrate 50. Further, a part of the wiring of the electric circuit 60 is drawn from the substrate to the outside of the rolling bearings 21 and 23, and the drawn out part of the electric circuit 60 and the control means 70 include the housing 11 and its surrounding frame. It is attached to the stationary member.

永久磁石Ma,Mbは、鉄粉や鉄片等の異物の吸着と、それを検知する電気回路60の電極の機能を兼ねる。すなわち、永久磁石Ma,Mbは、金属を吸着する磁力を備えるとともに、少なくともその表面は電気が導通する素材で構成された被覆層(導通層)を備えている。この被覆層と電気回路60の配線や端子とが電気的に接続されている。   The permanent magnets Ma and Mb serve both as the adsorption of foreign matter such as iron powder and iron pieces and the function of the electrode of the electric circuit 60 for detecting it. That is, the permanent magnets Ma and Mb have a magnetic force for adsorbing a metal, and at least the surface thereof has a coating layer (conductive layer) made of a material that conducts electricity. This coating layer and the wiring and terminals of the electric circuit 60 are electrically connected.

永久磁石Ma,Mbの素材としては、例えば、Nd系にニッケルメッキ(表面処理)を施したものを使用することができる。このような永久磁石Ma,Mbによれば、基板50に設けられたパターンに配線を半田付けすることが可能である。また、ニッケルメッキであれば電気導電性に優れるので、異物の吸着を検知する性能が高まる。永久磁石Ma,Mbの表面に設けられる被覆層の素材として、さらにふさわしくは、金,銀,銅などのメッキ(表面処理)でもよい。また、永久磁石Ma,Mbの素材全体が電気導電性を備えるものを採用してもよい。   As the material of the permanent magnets Ma and Mb, for example, a material obtained by applying nickel plating (surface treatment) to an Nd system can be used. According to such permanent magnets Ma and Mb, it is possible to solder the wiring to the pattern provided on the substrate 50. Moreover, since nickel plating is excellent in electrical conductivity, the performance of detecting the adsorption of foreign matter is enhanced. As a material for the coating layer provided on the surfaces of the permanent magnets Ma and Mb, plating (surface treatment) of gold, silver, copper or the like may be more suitable. Moreover, you may employ | adopt what the whole raw material of permanent magnet Ma and Mb equips with electrical conductivity.

図2(a)の配線例、図2(b)の配線例に示すように、永久磁石Ma,Mbは、基板50に設けられた孔54を挟んで両側において、その基板50に固定される。孔54は、フィルタF側の貫通穴44の位置に合致する位置となっているので、永久磁石Ma,Mbは、フィルタFの潤滑油流通用の貫通穴44を挟んで両側に配置されることになる。ここでは、永久磁石Ma,Mbは転がり軸受の周方向に沿って孔54を挟んで両側に配置されているが、場合によっては、永久磁石Ma,Mbを転がり軸受の半径方向に沿って、孔54を挟んで両側に配置する構成としてもよい。   As shown in the wiring example of FIG. 2A and the wiring example of FIG. 2B, the permanent magnets Ma and Mb are fixed to the substrate 50 on both sides of the hole 54 provided in the substrate 50. . Since the hole 54 is positioned to match the position of the through hole 44 on the filter F side, the permanent magnets Ma and Mb are disposed on both sides of the through hole 44 for circulating the lubricating oil in the filter F. become. Here, the permanent magnets Ma and Mb are arranged on both sides of the hole 54 along the circumferential direction of the rolling bearing. However, depending on the case, the permanent magnets Ma and Mb are arranged along the radial direction of the rolling bearing. It is good also as a structure arrange | positioned on both sides on both sides of 54.

また、基板50は、異物をより効率よく吸着させる観点から、シールリング40の壁部41の表裏面のうち、軸受空間側に固定されることが望ましい。   The substrate 50 is preferably fixed to the bearing space side of the front and back surfaces of the wall portion 41 of the seal ring 40 from the viewpoint of more efficiently adsorbing foreign matter.

なお、図3に示すように、永久磁石Ma,Mbの間に、金属や磁石等の磁性材料51c,52c,53cを設けてもよい。磁性材料51c,52c,53cは、対の永久磁石Ma,Mbの間に、それぞれに対して隙間を介して配置される。永久磁石Ma,Mbと磁性材料51c,52c,53cの間には、一定の隙間が設けられる。この磁性材料51c,52c,53cを設けることにより、図4に示すように、異物の吸着性能を高めることができる。   In addition, as shown in FIG. 3, you may provide magnetic materials 51c, 52c, and 53c, such as a metal and a magnet, between the permanent magnets Ma and Mb. The magnetic materials 51c, 52c, and 53c are disposed between the pair of permanent magnets Ma and Mb with a gap therebetween. A fixed gap is provided between the permanent magnets Ma, Mb and the magnetic materials 51c, 52c, 53c. By providing the magnetic materials 51c, 52c, and 53c, it is possible to enhance the foreign matter adsorption performance as shown in FIG.

電気回路60の配線は、図2(a)の配線例では、基板50の電気回路60上に、固定抵抗器59を配置している。固定抵抗器59の一端は、基板50上のパターンで形成された配線56を介して入力端子(電源)62に接続され、他端は、基板50上のパターンで形成された配線57に接続されている。また、その配線57の反対側の端部は、一方の永久磁石Mbに接続されている。一方の永久磁石Mbは3つ配置されているので、配線57は途中で1本から3本に分岐して、その分岐したそれぞれが各永久磁石Mbに接続されている。   In the wiring example of FIG. 2A, the wiring of the electric circuit 60 has a fixed resistor 59 disposed on the electric circuit 60 of the substrate 50. One end of the fixed resistor 59 is connected to an input terminal (power source) 62 via a wiring 56 formed in a pattern on the substrate 50, and the other end is connected to a wiring 57 formed in a pattern on the substrate 50. ing. The opposite end of the wiring 57 is connected to one permanent magnet Mb. Since one permanent magnet Mb is arranged, the wiring 57 branches from one to three on the way, and each of the branches is connected to each permanent magnet Mb.

他方の永久磁石Maには、基板50上のパターンで形成された配線58に接続されている。他方の永久磁石Maは3つ配置されているので、配線58は途中で1本から3本に分岐して、その分岐したそれぞれが他方の永久磁石Maに接続されている。配線58の反対側の端部は、アースとしてGND端子64に接続されている。   The other permanent magnet Ma is connected to a wiring 58 formed in a pattern on the substrate 50. Since the other permanent magnets Ma are arranged, the wiring 58 branches from one to three on the way, and each of the branched branches is connected to the other permanent magnet Ma. The opposite end of the wiring 58 is connected to the GND terminal 64 as a ground.

また、配線57は、一方の永久磁石Mbへの3本の配線の分岐部と固定抵抗器59の間で分岐し、その分岐した配線が出力端子61に接続されている。この出力端子61は、分圧回路の一部を構成している。これにより、図2(a)の配線例では、1系統のセンサ出力を得ることができる。   In addition, the wiring 57 branches between a branch portion of three wirings to one permanent magnet Mb and the fixed resistor 59, and the branched wiring is connected to the output terminal 61. The output terminal 61 constitutes a part of the voltage dividing circuit. Thereby, in the wiring example of FIG. 2A, one-system sensor output can be obtained.

図2(b)の配線例では、基板50の電気回路60上に、3つの固定抵抗器59a,59b,59cを配置している。各固定抵抗器59a,59b,59cの一端は、それぞれ基板50上のパターンで形成された配線56を介して入力端子(電源)62に接続され、他端は、それぞれ基板50上のパターンで形成された配線57に接続されている。並列する3本の配線57の反対側の端部は、それぞれ各永久磁石Mbに接続されている。   In the wiring example of FIG. 2B, three fixed resistors 59a, 59b, 59c are arranged on the electric circuit 60 of the substrate 50. One end of each fixed resistor 59a, 59b, 59c is connected to an input terminal (power source) 62 via a wiring 56 formed in a pattern on the substrate 50, and the other end is formed in a pattern on the substrate 50, respectively. Connected to the connected wiring 57. Opposite ends of the three wires 57 arranged in parallel are connected to the respective permanent magnets Mb.

他方の永久磁石Maには、基板50上のパターンで形成された配線58に接続されている。他方の永久磁石Maは3つ配置されているので、配線58は途中で1本から3本に分岐して、その分岐したそれぞれが他方の永久磁石Maに接続されている。配線58の反対側の端部は、アースとしてGND端子64に接続されている。   The other permanent magnet Ma is connected to a wiring 58 formed in a pattern on the substrate 50. Since the other permanent magnets Ma are arranged, the wiring 58 branches from one to three on the way, and each of the branched branches is connected to the other permanent magnet Ma. The opposite end of the wiring 58 is connected to the GND terminal 64 as a ground.

また、並列する3本の配線57は、それぞれ一方の永久磁石Mbと固定抵抗器59a,59b,59cの間で分岐し、その分岐した配線が出力端子61a,61b,61cに接続されている。この出力端子61a,61b,61cは、それぞれ独立した分圧回路の一部を構成している。これにより、図2(b)の配線例では、3系統のセンサ出力を得ることができる。   Further, the three wirings 57 arranged in parallel are branched between one permanent magnet Mb and the fixed resistors 59a, 59b, 59c, and the branched wirings are connected to the output terminals 61a, 61b, 61c. The output terminals 61a, 61b, 61c constitute a part of an independent voltage dividing circuit. Thereby, in the wiring example of FIG. 2B, sensor outputs of three systems can be obtained.

図7(a)に、センサ出力が1系統の場合の電気回路図を、図7(b)にセンサ出力が3系統の場合の電気回路図を示す。図7(a)において、固定抵抗器59の電気抵抗がR1、対の永久磁石51a,51b;52a,52b;53a,53b間の電気抵抗が、それぞれR2〜R4に相当する。図7(b)において、固定抵抗器59a〜59cの電気抵抗がR1〜R3、対の永久磁石51a,51b;52a,52b;53a,53b間の電気抵抗が、それぞれR4〜R6に相当する。   FIG. 7A shows an electric circuit diagram when the sensor output is one system, and FIG. 7B shows an electric circuit diagram when the sensor output is three systems. 7A, the electric resistance of the fixed resistor 59 is R1, and the electric resistance between the pair of permanent magnets 51a, 51b; 52a, 52b; 53a, 53b corresponds to R2 to R4, respectively. 7B, the electric resistances of the fixed resistors 59a to 59c correspond to R1 to R3, and the electric resistances between the pair of permanent magnets 51a and 51b; 52a and 52b; 53a and 53b correspond to R4 to R6, respectively.

また、制御手段70は、入力端子(電源)62、GND端子64、出力端子61;61a,61b,61cから引き出されたケーブル63を通じて、この電気回路60を制御する。   Moreover, the control means 70 controls this electric circuit 60 through the cable 63 drawn out from the input terminal (power supply) 62, the GND terminal 64, the output terminal 61; 61a, 61b, 61c.

また、制御手段70は、電気回路60の分圧回路を通じた出力を検出する出力検出装置71を備える。すなわち、対の永久磁石Ma,Mb間に、金属片等の異物が付着することに伴って、電気回路60の電気的出力の変化を検出するので、出力検出装置71は、その電気的出力の変化を取得することによって、潤滑油に含まれる金属片の状態を検知する。   Further, the control means 70 includes an output detection device 71 that detects an output through the voltage dividing circuit of the electric circuit 60. That is, since a change in the electrical output of the electric circuit 60 is detected as a foreign object such as a metal piece adheres between the pair of permanent magnets Ma and Mb, the output detection device 71 detects the electrical output. By acquiring the change, the state of the metal piece contained in the lubricating oil is detected.

前記出力検出装置が検知する電気的出力は、前記電気回路における電圧の分圧出力である。分圧出力は、例えば、入力端子(電源)62の電位をE(V)、GND端子64の電位を0(V)とした場合における、その間に位置する出力端子61;61a,61b,61cの電位で示される。   The electrical output detected by the output detection device is a voltage divided output in the electrical circuit. For example, when the potential of the input terminal (power supply) 62 is set to E (V) and the potential of the GND terminal 64 is set to 0 (V), the divided voltage output is obtained between the output terminals 61; 61a, 61b, and 61c positioned therebetween. Indicated by potential.

潤滑油が、転がり軸受の軸受空間内部を流れて、シールリング40のフィルタFの貫通穴44を通過する。潤滑油内に鉄粉や剥離片(鉄片)等の磁石に吸着する素材からなる異物が含まれた場合、その鉄粉や剥離片(鉄片)等が、永久磁石Ma,Mbに吸着して対向する対の電極間が電気的に短絡することによって、その電極間の抵抗値が小さくなる。   Lubricant flows through the bearing space of the rolling bearing and passes through the through hole 44 of the filter F of the seal ring 40. If the lubricating oil contains foreign materials made of materials that adsorb to magnets such as iron powder and peeling pieces (iron pieces), the iron powder and peeling pieces (iron pieces) are attracted to the permanent magnets Ma and Mb and face each other. When the pair of electrodes are electrically short-circuited, the resistance value between the electrodes becomes small.

なお、鉄粉や剥離片(鉄片)等の付着状態によって、永久磁石Ma,Mb間の電気抵抗値は変化する。一般的な傾向としては、付着量が少ないと電流が通過し得る部分の断面積が小さいので抵抗値が大きく、付着量が多いと電流が通過し得る部分の断面積が大きいので抵抗値が小さくなる。   Note that the electric resistance value between the permanent magnets Ma and Mb varies depending on the state of adhesion of iron powder or peeled pieces (iron pieces). As a general tendency, the resistance value is large because the cross-sectional area of the portion through which current can pass is small when the amount of adhesion is small, and the resistance value is small because the cross-sectional area of the portion through which current can pass is large when the amount of adhesion is large. Become.

例えば、図4(a)から図4(b)に示すように、異物の吸着量が増えるにつれて、永久磁石Ma,Mb間の電気抵抗値は小さくなる。すなわち、出力端子61;61a,61b,61cの電位は徐々に小さくなり、これにより出力検出装置71が取得する出力電圧は小さくなる。このため、入力端子(電源)62の電位と、GND端子64の電位に対して、出力端子61;61a,61b,61cの電位(分圧出力)を比較することによって、異物の吸着量を推定できる。ある異物の吸着量に対して、どの程度の出力電圧(出力端子61;61a,61b,61cの電位=分圧出力)になるかは、予め実験等で算出しておくことができる。これらの情報は、後述のデータ蓄積手段72が記憶することができる。   For example, as shown in FIG. 4A to FIG. 4B, the electrical resistance value between the permanent magnets Ma and Mb decreases as the amount of adsorbed foreign matter increases. That is, the potentials of the output terminals 61; 61a, 61b, 61c are gradually reduced, and the output voltage acquired by the output detection device 71 is thereby reduced. Therefore, the amount of foreign matter adsorbed is estimated by comparing the potentials of the output terminals 61; 61a, 61b, 61c (divided pressure output) with the potential of the input terminal (power supply) 62 and the potential of the GND terminal 64. it can. It can be calculated in advance by experiments or the like how much output voltage (the potential of the output terminals 61; 61a, 61b, 61c = divided voltage output) with respect to the amount of adsorbed foreign matter. These pieces of information can be stored by the data storage means 72 described later.

このため、出力電圧に予め閾値を設けておき、出力端子61;61a,61b,61cからの電気的出力が閾値以下になった場合に、出力検出装置71は、転がり軸受を異常状態と判断するように設定しておけばよい。   For this reason, a threshold value is provided in advance in the output voltage, and when the electrical output from the output terminals 61; 61a, 61b, 61c becomes equal to or less than the threshold value, the output detection device 71 determines that the rolling bearing is in an abnormal state. You should set it like this.

また、制御手段70は、出力検出装置71が異常状態と判定した情報を記憶するデータ蓄積手段72と、データ蓄積手段72が記憶する過去の判定の情報によって、異常状態の経時変化を確認する経時変化確認手段73とを備えている。このため、どの程度の異物の吸着量に対して、どの程度の出力電圧(出力端子61;61a,61b,61cの電位=分圧出力)になるかを、また、異常状態に移行するまでの残りの稼働可能時間等を、軸受ユニット20毎に把握しやすい。   In addition, the control unit 70 confirms the temporal change of the abnormal state based on the data storage unit 72 that stores the information determined by the output detection device 71 as the abnormal state and the past determination information stored in the data storage unit 72. Change confirmation means 73 is provided. For this reason, what amount of output voltage (output terminal 61; potential of 61a, 61b, 61c = divided voltage output) with respect to how much foreign matter is adsorbed, and before shifting to an abnormal state It is easy to grasp the remaining operation time and the like for each bearing unit 20.

なお、図2(a)(b)に示す配線例のように、永久磁石Ma,Mb間に磁性材料51c,52c,53cを配置しない場合、実験の結果、異物は永久磁石Ma,Mbの表面に集中して付着する傾向がある。これに対し、図3に示す配線例のように、磁性材料51c,52c,53cを配置した場合、異物は永久磁石Ma,Mbと磁性材料51c,52c,53cの両方に跨った状態に付着しやすい、という傾向があることがわかった。     2A and 2B, when the magnetic materials 51c, 52c, and 53c are not disposed between the permanent magnets Ma and Mb, as a result of the experiment, the foreign matter is the surface of the permanent magnets Ma and Mb. There is a tendency to concentrate and adhere to. On the other hand, when the magnetic materials 51c, 52c, and 53c are arranged as in the wiring example shown in FIG. 3, the foreign matter adheres to the state over both the permanent magnets Ma and Mb and the magnetic materials 51c, 52c, and 53c. It turns out that it tends to be easy.

この結果より、永久磁石Ma,Mb間の磁界の中に磁性材料51c,52c,53cがある方が、磁気的及び電気的な短絡を発生しやすいと判断できる。実際には、永久磁石Ma,Mbと磁性材料51c,52c,53cの間には、異物の付着以外の要因によって電気的短絡を防止するのに必要充分な僅かな隙間を設定している。     From this result, it can be determined that the magnetic material 51c, 52c, 53c is more likely to cause a magnetic and electrical short circuit in the magnetic field between the permanent magnets Ma, Mb. Actually, a slight gap necessary to prevent an electrical short circuit is set between the permanent magnets Ma, Mb and the magnetic materials 51c, 52c, 53c due to factors other than the adhesion of foreign matter.

また、この実施形態では、特に、対の永久磁石Ma,Mbからなる電極を複数組配置し、その複数組の電極は、互いに電極間の隙間を異ならせて配置している。具体的には、図2(a)(b)のそれぞれの配線例において、内径寄りの対の永久磁石Ma,Mb間の隙間よりも、外径寄りの対の永久磁石Ma,Mb間の隙間を大きく設定している。また、図3の配線例において、内径寄りの対の永久磁石Ma,Mbと磁性材料51c,52c,53cとの間の隙間よりも、外径寄りの対の永久磁石Ma,Mbと磁性材料51c,52c,53cとの間の隙間を大きく設定している。このため、様々な大きさの異物に対応して、対の永久磁石Ma,Mbに電気的短絡を適切に発生させることができる。   In this embodiment, in particular, a plurality of sets of electrodes made of a pair of permanent magnets Ma and Mb are arranged, and the plurality of sets of electrodes are arranged with different gaps between the electrodes. Specifically, in each of the wiring examples shown in FIGS. 2A and 2B, the gap between the pair of permanent magnets Ma and Mb closer to the outer diameter than the gap between the pair of permanent magnets Ma and Mb closer to the inner diameter. Is set larger. In the wiring example of FIG. 3, the pair of permanent magnets Ma, Mb and the magnetic material 51c closer to the outer diameter than the gap between the pair of permanent magnets Ma, Mb near the inner diameter and the magnetic materials 51c, 52c, 53c. , 52c, 53c are set large. For this reason, it is possible to appropriately generate an electrical short circuit in the pair of permanent magnets Ma and Mb corresponding to foreign substances of various sizes.

図5は、センサ出力が1系統の場合の出力電圧の変化を示すグラフ図、図6は、センサ出力が3系統の場合の出力電圧の変化を示すグラフ図である。   FIG. 5 is a graph showing a change in output voltage when the sensor output is one system, and FIG. 6 is a graph showing a change in output voltage when the sensor output is three systems.

図5のように、センサ出力が1系統の場合、時間の経過とともに異物の付着量が増加し、その増加に応じて、出力電圧は減少していく。出力電圧が閾値以下となった場合、転がり軸受を異常状態と判定し、制御手段70は警報を発信する。   As shown in FIG. 5, when the sensor output is one system, the amount of foreign matter increases with the passage of time, and the output voltage decreases with the increase. When the output voltage is equal to or lower than the threshold value, the rolling bearing is determined to be in an abnormal state, and the control unit 70 issues an alarm.

ここで、分圧回路の出力で電圧Voutは、入力電圧をVDDとした場合に、
Vout=[(R2〜R4)/{R1+(R2〜R4)}]×VDD
ただし、入力電圧VDDは、入力端子(電源)62の電位と、GND端子64の電位との差である。
Here, the voltage Vout at the output of the voltage dividing circuit is as follows when the input voltage is VDD.
Vout = [(R2-R4) / {R1 + (R2-R4)}] × VDD
However, the input voltage VDD is a difference between the potential of the input terminal (power supply) 62 and the potential of the GND terminal 64.

図6のように、センサ出力が3系統の場合、時間の経過とともに異物の付着量が増加し、その増加に応じて、各分圧回路において出力電圧は減少していく。いずれかの分圧回路の出力電圧が閾値以下となった場合、又は、複数の分圧回路の出力電圧が閾値以下となった場合に、若しくは、全部の分圧回路の出力電圧が閾値以下となった場合に、転がり軸受を異常状態と判定し、制御手段70は警報を発信する。   As shown in FIG. 6, when the sensor output has three systems, the amount of foreign matter increases with the passage of time, and the output voltage decreases in each voltage dividing circuit according to the increase. When the output voltage of any of the voltage divider circuits is less than or equal to the threshold value, or when the output voltages of a plurality of voltage divider circuits are less than or equal to the threshold value, or the output voltages of all the voltage divider circuits are less than or equal to the threshold value When it becomes, it determines with a rolling bearing being in an abnormal state, and the control means 70 transmits a warning.

ここで、分圧回路の出力で電圧Voutは、入力電圧をVDDとした場合に、
Vout1={(R4)/(R1+R4)}×VDD
Vout2={(R5)/(R2+R5)}×VDD
Vout3={(R6)/(R3+R6)}×VDD
ただし、入力電圧VDDは、入力端子(電源)62の電位と、GND端子64の電位との差である。
Here, the voltage Vout at the output of the voltage dividing circuit is as follows when the input voltage is VDD.
Vout1 = {(R4) / (R1 + R4)} × VDD
Vout2 = {(R5) / (R2 + R5)} × VDD
Vout3 = {(R6) / (R3 + R6)} × VDD
However, the input voltage VDD is a difference between the potential of the input terminal (power supply) 62 and the potential of the GND terminal 64.

ここで、内径寄りの対の永久磁石Ma,Mb間の隙間よりも、外径寄りの対の永久磁石Ma,Mb間の隙間を大きく設定しているので、あるいは、磁性材料51c,52c,53cを配置する場合には、内径寄りの対の永久磁石Ma,Mbと磁性材料51c,52c,53cとの間の隙間よりも、外径寄りの対の永久磁石Ma,Mbと磁性材料51c,52c,53cとの間の隙間を大きく設定しているので、
1.隙間の大きさ:(内径側)隙間1<(中間)隙間2<(外径側)隙間3
2.抵抗の大きさ:(内径側)R4<(中間)R5<(外径側)R6
3.短絡のはやさ:(内径側)出力1>(中間)出力2>(外径側)出力3
となって、その出力1〜3の変化の時期に差異が生じる。
Here, the gap between the pair of permanent magnets Ma, Mb near the outer diameter is set larger than the gap between the pair of permanent magnets Ma, Mb near the inner diameter, or the magnetic materials 51c, 52c, 53c. Is disposed, the pair of permanent magnets Ma, Mb and the magnetic material 51c, 52c closer to the outer diameter than the gap between the pair of permanent magnets Ma, Mb near the inner diameter and the magnetic material 51c, 52c, 53c. , 53c is set large,
1. Size of gap: (inner diameter side) gap 1 <(intermediate) gap 2 <(outer diameter side) gap 3
2. Resistance size: (inner diameter side) R4 <(intermediate) R5 <(outer diameter side) R6
3. Short circuit speed: (inner diameter side) output 1> (intermediate) output 2> (outer diameter side) output 3
Thus, a difference occurs in the timing of the change of the outputs 1 to 3.

この時期の差異により、潤滑油に含まれる異物の最大径がどの程度であるか、異物の混入度合いがどの程度進んでいるかを、制御手段70は推定することができる。例えば、出力1が閾値以下となった場合には、混入している異物の径はランク1、出力2が閾値以下となった場合には、混入している異物の径はランク1よりも大きいランク2、さらに、出力3が閾値以下となった場合には、混入している異物の径はランク2よりも大きいランク3である等の判定が可能である。   Due to the difference in the timing, the control means 70 can estimate how much the maximum diameter of the foreign matter contained in the lubricating oil is, and how much the foreign matter is mixed. For example, when the output 1 is less than or equal to the threshold, the diameter of the mixed foreign matter is rank 1, and when the output 2 is less than or equal to the threshold, the diameter of the mixed foreign matter is larger than rank 1. When rank 2 and output 3 are equal to or less than the threshold value, it is possible to determine that the diameter of the mixed foreign matter is rank 3 larger than rank 2 or the like.

データ蓄積手段72や経時変化確認手段73は、これらの判定データの情報を記憶することにより、それらの情報を、次なる判定、警報発信の制御に活用することができる。   The data storage means 72 and the time-change confirmation means 73 can store the information of these determination data, and can utilize the information for the next determination and control of alarm transmission.

上記の実施形態では、フィルタFを、転がり軸受21,23の軸受空間の開口を覆うシールリング40に設けたが、フィルタFを設ける場所は、シールリング40以外でもよい。例えば、循環経路12,13の途中に異物を捕捉可能なフィルタFを設けて、そのフィルタFに、上記の各構成からなる異常検知装置を取り付けてもよい。   In the above embodiment, the filter F is provided in the seal ring 40 that covers the opening of the bearing space of the rolling bearings 21 and 23. However, the place where the filter F is provided may be other than the seal ring 40. For example, a filter F that can capture foreign matter may be provided in the middle of the circulation paths 12 and 13, and the abnormality detection device having the above-described configurations may be attached to the filter F.

また、この発明の転がり軸受の異常検知装置は、オイルポンプ以外の装置にも適用できる。特に、この発明の転がり軸受の異常検知装置は、転がり軸受から発生する摩耗粉(鉄粉等)等の異物が、潤滑油の循環経路の途中にある作動機構部に侵入することを防ぐ必要がある種々の装置に適用できる。   The abnormality detection device for a rolling bearing according to the present invention can also be applied to devices other than oil pumps. In particular, the abnormality detection device for a rolling bearing according to the present invention needs to prevent foreign matter such as wear powder (iron powder, etc.) generated from the rolling bearing from entering an operating mechanism portion in the middle of a lubricating oil circulation path. It can be applied to a variety of devices.

1 外輪(外側軌道輪)
2 内輪(内側軌道輪)
3 転動体
4 保持器
5,6,7 間座
8 押え部材
10 オイルポンプ装置
11 ハウジング
12,13 循環経路
20 軸受ユニット
21,22,23 転がり軸受
30 作動機構部
31 接続部材
32 軸部材
50 基板
51a,51b 永久磁石
60 電気回路
70 制御手段
71 出力検出装置
72 データ蓄積手段
73 経時変化確認手段
1 Outer ring (outer raceway)
2 Inner ring (inner race)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Rolling body 4 Cage 5, 6, 7 Spacer 8 Holding member 10 Oil pump apparatus 11 Housing 12, 13 Circulation path 20 Bearing unit 21, 22, 23 Rolling bearing 30 Actuation mechanism part 31 Connection member 32 Shaft member 50 Substrate 51a , 51b Permanent magnet 60 Electric circuit 70 Control means 71 Output detector 72 Data storage means 73 Aging change confirmation means

Claims (7)

内輪及び外輪と、
前記内輪と前記外輪との間の軸受空間に配置される転動体と、
前記軸受空間内からの潤滑油の通過を許容し金属片の通過を阻止するフィルタと、
前記フィルタに設けられ互いに間隔を置いて配置される対の永久磁石と、
前記対の永久磁石をそれぞれ電極として両電極からそれぞれ配線が伸びて電源に至る電気回路と、
前記対の永久磁石間への金属片の付着に伴う前記電気回路の電気的出力の変化を検出することによって潤滑油に含まれる金属片の状態を検知する出力検出装置と、
を備え、
前記フィルタは潤滑油流通用の貫通穴を備え、前記対の永久磁石は、前記貫通穴を挟んで両側に配置される転がり軸受の異常検知装置。
An inner ring and an outer ring,
A rolling element disposed in a bearing space between the inner ring and the outer ring;
A filter that allows passage of lubricating oil from within the bearing space and prevents passage of metal pieces;
A pair of permanent magnets disposed on the filter and spaced apart from each other;
An electrical circuit extending from both electrodes to the power source by using the pair of permanent magnets as electrodes,
An output detection device for detecting a state of the metal piece contained in the lubricating oil by detecting a change in the electrical output of the electric circuit accompanying the attachment of the metal piece between the pair of permanent magnets;
Bei to give a,
The filter includes a through hole for lubricating oil flow, and the pair of permanent magnets is an abnormality detection device for a rolling bearing disposed on both sides of the through hole .
内輪及び外輪と、
前記内輪と前記外輪との間の軸受空間に配置される転動体と、
前記軸受空間内からの潤滑油の通過を許容し金属片の通過を阻止するフィルタと、
前記フィルタに設けられ互いに間隔を置いて配置される対の永久磁石と、
前記対の永久磁石をそれぞれ電極として両電極からそれぞれ配線が伸びて電源に至る電気回路と、
前記対の永久磁石間への金属片の付着に伴う前記電気回路の電気的出力の変化を検出することによって潤滑油に含まれる金属片の状態を検知する出力検出装置と、
を備え、
前記対の永久磁石の間に隙間を介して磁性材料が配置される転がり軸受の異常検知装置。
An inner ring and an outer ring,
A rolling element disposed in a bearing space between the inner ring and the outer ring;
A filter that allows passage of lubricating oil from within the bearing space and prevents passage of metal pieces;
A pair of permanent magnets disposed on the filter and spaced apart from each other;
An electrical circuit extending from both electrodes to the power source by using the pair of permanent magnets as electrodes,
An output detection device for detecting a state of the metal piece contained in the lubricating oil by detecting a change in the electrical output of the electric circuit accompanying the attachment of the metal piece between the pair of permanent magnets;
Bei to give a,
An abnormality detection device for a rolling bearing in which a magnetic material is disposed between the pair of permanent magnets via a gap .
前記出力検出装置が検知する電気的出力は、前記電気回路における電圧の分圧出力である請求項1又は2に記載の転がり軸受の異常検知装置。 Said output detector electrical output is detected, the abnormality detecting device of a rolling bearing according to claim 1 or 2 is a divided output voltage in the electric circuit. 前記対の永久磁石からなる電極を複数組配置し、その複数組の電極は、互いに電極間の隙間を異ならせている請求項1からのいずれか一つに記載の転がり軸受の異常検知装置。 The rolling bearing abnormality detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of sets of electrodes made of the pair of permanent magnets are arranged, and the plurality of sets of electrodes have different gaps between the electrodes. . 前記対の永久磁石は、その表面に電気導電性の被覆層を備え、前記被覆層と前記電気回路の一部を構成する回路基板の端子とが電気的に接続されている請求項1からのいずれか一つに記載の転がり軸受の異常検知装置。 Permanent magnets of said pair is provided with an electrically conductive coating layer on its surface, wherein the circuit board terminals constituting the coating layer and a part of the electrical circuit of claims 1, which is electrically connected to 4 An abnormality detection device for a rolling bearing according to any one of the above. 前記出力検出装置は、電気的出力と所定の閾値に基づいて異常状態を判定する請求項1からのいずれか一つに記載の転がり軸受の異常検知装置。 The said output detection apparatus is an abnormality detection apparatus of the rolling bearing as described in any one of Claim 1 to 5 which determines an abnormal condition based on an electrical output and a predetermined threshold value. 前記出力検出装置が異常状態と判定した情報を記憶するデータ蓄積手段と、前記データ蓄積手段が記憶する過去の判定の情報によって、異常状態の経時変化を確認する経時変化確認手段とを備える請求項1からのいずれか一つに記載の転がり軸受の異常検知装置。 A data storage unit that stores information that the output detection device determines to be in an abnormal state, and a temporal change confirmation unit that checks a temporal change in the abnormal state based on past determination information stored in the data storage unit. The rolling bearing abnormality detection device according to any one of 1 to 6 .
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