JP6621683B2 - Component status detector - Google Patents
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Description
この発明は、車両用軸受および周辺部品を代表とする、回転部を有しまたは全体が回転する部品における前記回転部の回転速度および振動値等の状態を検知し、故障起因の事故の未然防止等に用いることを可能とする部品状態検知装置に関する。 The present invention detects a state such as a rotational speed and a vibration value of a rotating part or a rotating part of a rotating part, represented by a vehicle bearing and peripheral parts, and prevents an accident caused by a failure. The present invention relates to a component state detection device that can be used for, for example.
従来、鉄道車両や風車などの産業分野においては、軸受やその周辺部品に振動センサ、回転センサ、温度センサなどを設置し、その運転状態を監視するシステムが提案されている。(特許文献1)
また、センサで検出したデータをスマートフォンなどの携帯情報端末器を使用して送信し、サーバ等でデータ処理や記憶をし、過去のデータと比較することで状態診断をするシステムが提案されている。(特許文献2)
回転速度や負荷荷重に依存することなく軸受の状態を診断できる診断システムについても提案されている。( 特許文献3)
2. Description of the Related Art Conventionally, in industrial fields such as railway vehicles and windmills, systems have been proposed in which vibration sensors, rotation sensors, temperature sensors, and the like are installed in bearings and their peripheral parts and their operating conditions are monitored. (Patent Document 1)
In addition, a system has been proposed in which data detected by a sensor is transmitted using a mobile information terminal such as a smartphone, data processing or storage is performed by a server or the like, and state diagnosis is performed by comparing with past data. . (Patent Document 2)
There has also been proposed a diagnostic system capable of diagnosing the state of the bearing without depending on the rotational speed and load load. (Patent Document 3)
現在、軸受の点検に関しては、外観、ゴリ感、異音等、整備士の五感に頼った主観的判断が一般的であり、診断基準にばらつきがある為、整備不良原因による故障が撲滅出来ない。この課題に対し、状態判断の高精度化に向け、定量判断可能なメンテナンスツールのニーズがあり、前記の各従来技術等が提案されているが、前記従来技術には以下の課題がある。
状態を診断するために、振動検出の他に、軸受の回転速度情報を利用しているが、回転速度の検出方法や設定方法が明示されていない。もしくは、振動センサの他に、別途、速度センサを必要としている。(特許文献1,2)
特許文献3では、波高率を算出することで、回転速度や荷重に依存することなく軸受の異常を検出できるとしているが、軸受を取り付けた周辺部品に異常が生じた場合や、外乱振動が大きく重畳した場合などは、必ずしも上記方法で異常診断ができるとは限らない。 そのため、確実な異常診断のためには、振動検出値の他に、回転速度を用いる診断が好ましい。
Currently, for bearing inspections, subjective judgments that rely on the five senses of the mechanic, such as appearance, gritty, and abnormal noise, are common, and because there are variations in diagnostic criteria, failure due to poor maintenance cannot be eradicated. . In response to this problem, there is a need for a maintenance tool capable of quantitative determination in order to improve the accuracy of state determination, and the above-described conventional techniques have been proposed. However, the conventional techniques have the following problems.
In order to diagnose the state, the rotation speed information of the bearing is used in addition to the vibration detection, but the detection method and setting method of the rotation speed are not clearly shown. Alternatively, a separate speed sensor is required in addition to the vibration sensor. (
In
この発明の目的は、回転検出専用のセンサを用いることなく、振動検出と回転速度の検出とが行える部品状態検知装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a component state detection device capable of detecting vibration and detecting rotation speed without using a sensor dedicated to rotation detection.
この発明の部品状態検知装置は、一部または全体が回転する部品1の回転部1aにこの回転部1aと一体回転が可能に着脱可能に取付けられるセンサユニット3と、情報処理を行う処理システム4とを備え、
前記回転部1aは転がり軸受101の回転側輪101bを含み、この回転側輪101bにおける軌道面が形成される周面から軸方向にオフセットした位置に、前記センサユニット3が設けられ、
前記センサユニット3は、回転軸中心Oからオフセットした位置で、かつ回転の径方向に感度を有する加速度センサ302aと、この加速度センサ302aの測定データを前記処理システム4に伝達する通信装置307とを有し、
前記処理システム4は、前記加速度センサ302aの測定データの直流成分から前記部品1の前記回転部1aの回転速度を算出する回転速度算出部603aと、前記測定データの交流成分から前記部品1の前記回転部1aの振動値を算出する振動算出部603bとを有する。
なお、前記部品1は、一部または全体が回転部1aとなる部品であるが、このような部品1として、転がり軸受の他に、軸、ボールねじ、等速ジョイント等がある。
The processing system of the component state detection device the present invention, the
The rotating
Before
The processing system 4 includes a rotation speed calculation unit 603a that calculates the rotation speed of the
The
この構成によると、回転軸中心Oからオフセットした位置に、径方向に感度を有する加速度センサ302aを備えるため、遠心力の作用の考慮により、測定対象となる部品1の回転部1aの回転速度が検出可能になる。すなわち、加速度(直流成分)αと回転速度Vとは次式の関係がある。
加速度α=V2/R
V:回転速度、
R:オフセット量(回転軸中心Oから加速度センサ302aによる検出中心までの距離)
このため、加速度を検出すれば、回転速度が上記の式を用いた計算により算出できる。前記回転速度算出部603aは、加速度センサ302aの測定データの直流成分から上記の式により、回転速度を算出する。
振動は、回転部1aの振動であるため、一般的に回転に同期して周期的に生じ、加速度センサ302aの測定データの周期的な変化、つまり交流成分として振動値が現れる。前記振動算出部603bは、前記測定データの交流成分を求め、その交流成分から、異常判定等に用いるための、任意の形式の振動値を算出する。
According to this configuration, since the
Acceleration α = V 2 / R
V: rotational speed,
R: Offset amount (distance from rotation axis center O to detection center by
For this reason, if the acceleration is detected, the rotation speed can be calculated by the calculation using the above formula. The rotational speed calculation unit 603a calculates the rotational speed from the DC component of the measurement data of the
Since the vibration is the vibration of the
このように、別途回転センサを実装することなく、センサ類として加速度センサ302aを設けただけで、回転速度を求めることができる。
振動値による部品1の精度の良い異常判定には、回転速度を知ること必要であるが、上記のように、センサ類として加速度センサ302aを設けただけで振動値と回転速度とが得られ、別途回転センサを実装する必要がなくて、構成の簡素化、部品点数の削減が図れる。
As described above, the rotational speed can be obtained only by providing the
In order to accurately determine the abnormality of the
前記センサユニット3は前記部品1の前記回転部1aに着脱可能に取付けられる。
センサユニット3を手で部品1に押し付ける構成では、回転部1aの検知が行えず、まだセンサユニット3が部品1から取り外し不可であると、部品1の通常の運転時の障害となり、また状態検知できる部品1が限られる。しかし、センサユニット3が着脱可能であると、これらの問題が解消される。
なお、センサユニット3の着脱可能な保持は、嵌め込み形式で行っても、磁力のオンオフが切り換えられる磁石等で行っても良い。
Before
In the configuration in which the
The
着脱可能とする場合に、前記部品1の回転部1aと一体に固定されたステー2を有し、このステー2に前記センサユニット3が着脱可能に取付けられるようにしても良い。
センサユニット3を着脱可能に保持するステー2を部品1に有すると、センサユニット3の測定子を部品1に手で押し付けるものと異なり、センサユニット3を部品1に繰り返し脱着した場合でも、常に同じ位置に取付けることができて、検知,測定の結果の再現性が良く、検知,測定の精度が向上する。また、前記ステー2を有することで、部品1の回転部1aにセンサユニット3を取付けることが容易となり、取付時間が短縮される。
In the case of detachable, the
If the
前記ステー2を設ける場合に、前記ステー2に、前記部品1の固有情報を示す固有情報記憶手段201を有し、前記センサユニット3に、前記固有情報を読み取る読取り手段308を有するようにしても良い。
固有情報記憶手段201が読み取り可能なように設けられていると、測定対象の部品1を自動で判別でき、前記固有情報と部品1の種類や状態判定等を行うための情報とを関連づけておけば、入力操作が不要化され、入力ミスの撲滅が図れる。
前記固有情報記憶手段201が前記ステー2に設けられることで、ステー2と固有情報記憶手段201を別々に設ける場合に比べて、状態検出と固有情報の読み取りとが互いに近くの位置で行えて、センサユニット3で纏めて行うことができるという利点も得られる。
なお、前記固有情報は、部品1の識別番号であってもよく、さらに部品1の諸元や製造履歴等が付加された情報であっても良い。
When the
If the unique information storage means 201 is provided so as to be readable, the
By providing the unique information storage means 201 in the
Note that the unique information may be an identification number of the
この発明において、前記処理システム4は、前記部品1の諸元を含む状態判定用のデータが保存されているデータ記憶部602(例えば仕様データベース)と、前記加速度センサ302aの前記測定データと前記データ記憶部602に記憶されている前記状態判定用のデータとを用いて前記部品1の異常または寿命に関する状態を判定する状態判定部604とを有する構成としても良い。
このような部品1の異常や寿命等の状態判定を精度良く行うには、部品1の種類に応じた閾値、例えば軸受諸元等の部品諸元に応じた閾値等の判定用情報を用いることが必要である。この部品種類に対応した判定用のデータが前記判定用情報記憶部602に記憶されていると、精度の良い状態判定が容易に行える。
なお、前記判定用情報記憶部602に記憶される前記状態判定用の情報は、閾値であっても、また部品の諸元であっても、その両方であっても良い。部品の諸元だけ記憶されていて、閾値が記憶されていなくても、部品の諸元から閾値を計算する機能を有しておれば、精度の良い判定が行える。
In the present invention, the processing system 4 includes a data storage unit 602 (for example, a specification database) in which data for state determination including specifications of the
In order to accurately determine the state of the
Note that the state determination information stored in the determination
この発明の部品状態検知装置は、一部または全体が回転する部品の回転部にこの回転部と一体回転が可能に着脱可能に取付けられるセンサユニットと、処理システムとを備え、前記回転部は転がり軸受の回転側輪を含み、この回転側輪における軌道面が形成される周面から軸方向にオフセットした位置に、前記センサユニットが設けられ、前記センサユニットは、回転軸中心からオフセットした位置で、かつ回転の径方向に感度を有する加速度センサと、この加速度センサの測定データを前記処理システム5に伝達する通信装置とを有し、前記処理システムは、前記加速度センサの測定データの直流成分から前記部品の前記回転部の回転速度を算出する回転速度算出部と、前記測定データの交流成分から前記部品の前記回転部の振動値を算出する振動算出部とを有するため、回転検出専用のセンサを用いることなく、振動検出と回転速度の検出とが行えると言う効果が得られる。
Component state detection device of the present invention, this rotation unit rotating part of the component part or whole rotates integrally rotates capable detachably preparative attached is the sensor unit, and a processing system, wherein the rotating part includes a rotating race member of the rolling bearing, at a position axially offset from the peripheral surface of the raceway surface in the rotation-side wheel is formed, the sensor unit is provided, before Symbol sensor unit is offset from the rotational axis center An acceleration sensor having sensitivity in the radial direction of rotation and a communication device that transmits measurement data of the acceleration sensor to the
この発明の第1の実施形態を図1および図2と共に説明する。図1はセンサユニットの基本構成を、図2は処理システムの基本構成を示す。この部品状態検知装置は、センサユニット3と処理システム4(図2)とで構成される。処理システム4は、この実施形態では情報端末5とデータサーバ6とで構成される。図1において、センサユニット3は、測定対象となる部品1の回転部1aに取り付けられ、部品1の回転部1aと一体に回転する。部品1は全体が回転するものであっても良く、その場合、部品1全体が回転部1aとなる。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the basic configuration of the sensor unit, and FIG. 2 shows the basic configuration of the processing system. This component state detection apparatus includes a
部品1は、機械部品であって、図示の例では転がり軸受装置である。具体的には自動車の補機におけるベルト104を掛装するプーリ102を、転がり軸受101を介して固定の軸103に回転自在に支持した装置からなる。前記プーリ102は、より具体的には商用車71(図5)に備えられた補機の各ベルト装置72のプーリで構成される。
The
図1において、転がり軸受101は外輪回転であり、その回転側輪である外輪101bの外周面にプーリ102が嵌合している。転がり軸受101は、この例では密封型の玉軸受であり、内輪101aと外輪101bとの間にボールからなる転動体101cと、両軌道輪101a、101b間の両端部に位置するシール101dを有している。プーリ102には、転がり軸受101の端面を覆う端面カバー等の構成部品105が取付けられている。前記外輪101bと、プーリ102と、構成部品105とで回転部1aが構成される。センサユニット3は、前記回転部1aの前記構成部品105の外面に、回転軸中心Oにユニット中心が一致するように取付けられている。
In FIG. 1, a rolling
センサユニット3には、部品1の状態量を検出する状態検知センサ302として、振動測定を行う加速度センサ302aがケース306に実装されており、加速度センサ302aは、回転軸中心Oからオフセットした位置で且つ径方向の加速度を検出するように設置されている。前記状態検知センサ302として、加速度センサ302aの他に温度センサ(図示せず)を有していても良い。
加速度センサ302a等の状態検知センサ302は、この実施形態ではアナログで出力するセンサであり、測定データは、センサユニット3に搭載されたA/D変換器(図示せず)でデジタル変換して無線で出力する。なお、センサユニット3は、測定データをアナログデータのまま有線で出力し、情報端末5( 図2) でA/D変換しても良い。また状態検知センサ302にデジタル信号で出力するセンサを用いても良い。
In the
The
図1において、センサユニット3は、情報記憶装置303が実装されており、状態検知センサ302の測定データや、部品1の固有情報などが情報記憶装置303に保存されている。
In FIG. 1, the
センサユニット3には、この他に、情報端末5(図2)との通信装置307が実装されており、情報端末5の通信装置501との通信を可能にしている。この通信装置307,501は、無線で通信する構成としている。無線式とした場合、離れた位置から測定が可能となるため、スペースが限られた場所でも測定が可能となるが、その他に、部品1を駆動する駆動部(図示せず)から離れるために測定者の安全性も向上する。
In addition to this, a
センサユニット3と情報端末5との通信を行う通信装置307,501は、スリップリング等を介した有線式としても良い。有線式とした場合、センサユニット3にバッテリー等を実装しなくても、情報端末5から信号線と一緒に電源を供給できるため、センサユニット3をコンパクト化することが可能となる。
センサユニット3の情報端末5との通信を行う通信装置307は、この他に、SDカード等の取り外し可能なデータ媒体(図示せず)のインタフェースとし、データ媒体によるオフライン処理で通信を行うようにしても良い。その場合、センサユニット3の情報記憶装置303をSDカード等の取り外し可能なデータ媒体としても良く、これにより、無線による通信環境が劣悪な場所でも確実にデータを保管することが可能となる。
The
In addition to this, the
なお、センサユニット3は、処理システム4からの測定指示に応答して前記状態検知センサ302による測定を開始させる測定指示応答手段(図示せず)を有している。この測定指示応答手段は、前記通信装置307が有するようにしても良い。
The
図2において、情報端末5は、例えばパーソナルコンピュータとされる。情報端末5は、スマートフォンやタブレット等の携帯端末であっても良い。情報端末5には、センサユニット3との通信を行う前記通信装置501の他に、入力手段502、通信網通信装置508、オペレーションシステム503、端末側処理手段504、情報記憶手段505、および画面を表示する液晶表示装置等の表示装置509を備えている。
In FIG. 2, the
情報端末5は、センサユニット3に対して測定の指示を行い、かつ測定されたデータを受信する測定指示手段となる装置であり、前記通信装置501を介して、入力手段502により設定した測定条件をセンサユニット3に測定指令として送信し、さらにセンサユニット3が測定したデータなどを受信する。
センサユニット3は、情報端末5との通信装置307で、情報端末5で設定した測定条件などを受信し、データを測定する。測定したデータは情報記憶装置303に保存し、さらに情報端末5との通信装置307によって情報端末5に送信する。センサユニット3から送信されて情報端末5の通信装置501で受信された測定データは、情報記憶手段505に保存される。保存されたデータは、通信網通信装置508から通信網7を介してデータサーバ6に送信される。通信網7は、LANであっても、インターネット等を利用する広域通信網であっても良い。
The
The
データサーバ6は、受信情報記憶部601、仕様データベース602、演算処理部603、情報判定部604、処理データ記憶部605、および通信網通信装置606を有する。受信情報記憶部601は、情報端末5から受信した測定データを記憶する手段である。仕様データベース602は、請求項で言う状態判定用のデータが保存されているデータ記憶部であり、この部品状態検知装置による測定対象となる各種の部品1およびセンサユニット3の諸元等の仕様を記憶したデータベースである。仕様データベース602には、上記仕様の他に、前記諸元を用いて加速度の測定データの直流成分から回転速度を算出する換算式と、これらの仕様等と過去に測定した振動値等から測定対象部品1の状態を推定する状態判別式等が保存されている。
The
演算処理部603は、情報端末5から得て受信情報記憶部601に記憶されている測定データから、部品1の回転部1aの回転速度および振動値を算出する手段であって、いわばデータ解析部である。演算処理部603は、仕様データベース602からデータ解析に必要なデータ、すなわち部品1およびセンサユニット3の仕様のデータ、および前記換算式を読み込み、前記測定データの処理として前記回転速度および振動値を算出する。
The
演算処理部603は、より詳しくは回転速度算出部603aと振動算出部603bとを有する。回転速度算出部603aは、送信された加速度の測定データの直流成分のみをローパスフィルタ(図示せず)等で抽出し、仕様データベース602から得た部品1の仕様、例えば加速度センサ302aの回転軸中心O(図1)からのオフセット量R(回転軸中心Oから加速度センサ6aによる検出位置中心までの距離)を用いて回転速度を算出する。
具体的には、遠心力の作用のため、加速度αと回転速度Vとは次式の関係がある。
加速度α=V2/R
回転速度算出部603aは、上記の式に従って加速度αを回転速度Vに換算する。
More specifically, the
Specifically, because of the action of centrifugal force, the acceleration α and the rotational speed V have the following relationship.
Acceleration α = V 2 / R
The rotational speed calculation unit 603a converts the acceleration α into the rotational speed V according to the above formula.
上記と同様に、振動検出部603bではハイパスフィルタ(図示せず)等で交流成分のみを抽出し、仕様データベース602から得た部品1の仕様と、前記回転速度Vの換算値とから、部品1の状態を判別する。なお、交流成分の抽出とは、ハイパスフィルターを通して成分抽出することであるが、加速度センサ302aの偏心などにより、回転1次成分が大きくなるため、実効値や波高値を利用して状態判別する場合には、カットオフ周波数を測定対象の回転周波数よりも高く設定することが望ましい。
Similarly to the above, in the vibration detection unit 603b, only an AC component is extracted by a high-pass filter (not shown) or the like, and the
前記状態判定部604は、前記演算処理部603で算出した結果に基づいて、測定対象の部品1の状態、例えば正常であるか否かの判定、残寿命段階の判定等を行う。この判定には、例えば前記仕様データベース602に保存されている状態判別式等を用いる。
Based on the result calculated by the
上記のように演算処理部603で処理したデータ、およびこのデータを用いて状態判定部604で判定した結果のデータは、処理データ記憶部605に保存される。処理データ記憶部605のデータは、通信網通信装置606により、通信網7を介して前記情報端末5や表示端末8に送信する。表示端末8は、表示専用に用いる端末である。情報端末5の表示装置509に結果を表示することにより、作業者にリアルタイムに結果を送信することが可能となる。また、別の場所(例えば、運行管理会社のデータセンタなど)に設置された前記表示端末8にも結果を送信することで、異常発生時など、別の車両手配などを迅速に行うことが可能となる。
The data processed by the
なお、通信環境が悪い場合や、データサーバ6が不調な場合など、情報端末5の端末側処理手段504で簡易的に計算し、状態を判別できるようにしておいてもよい。
また、データサーバ6に備えられている状態判定部604および演算処理部603を情報端末5に実装し、データサーバ6は、仕様データベース602と処理データ記憶部605のみを設け、これらの記憶内容を情報端末5からの要求によって情報端末5へ送信するようにしても良い。さらに、処理システム4は、データサーバ6を設けずに単独の情報処理装置で構成しても良い。
It should be noted that when the communication environment is bad or when the
Further, the
前記端末側処理手段504は、専用ソフトウェアで構成されて情報端末5が持つ各手段,装置に働きかけ、センサユニット3およびデータサーバ6との情報通信、およびデータ表示等を制御する機能を備える。前記専用ソフトウェアは、データサーバ6からダウンロードおよびインストールされ、もしくはCDやDVD等の可搬の記憶媒体や、前記通信網7を構成するインターネット上の前記データサーバ6以外のホームページ、アプリサイト等から入手してインストールされる。前記専用ソフトウェアは、このインストールにより、一般的なパーソナルコンピュータや携帯端末を、前記各手段,装置を有する前記情報端末5として機能させるアプリケーションプログラムである。情報端末5のOS(オペレーションプログラム)503は、このようなダウンロードおよびインストールが可能な機能を持つ。また、端末側処理手段504は、表示装置509の画面に関係データを表示させる。例えばデータサーバ6にアクセスし、測定対象の部品1の固有情報、過去測定データ、状態判定結果等を入手し表示装置509の画面に表示させる。
The terminal-side processing means 504 is configured by dedicated software and has a function of controlling each means and device of the
この部品状態検知装置は、このように、回転検出専用のセンサを用いることなく、振動検出と回転速度の検出とが行えると言う効果が得られる。 In this way, the component state detection device can obtain an effect that vibration detection and rotation speed detection can be performed without using a rotation detection dedicated sensor.
図3および図4は、他の実施形態を示す。この実施形態では、測定対象の部品1にステー2が一体で取付けられており、ステー2とセンサユニット3とが脱着可能な構造となっている。ステー2には固有情報記憶手段201が実装されている。固有情報記憶手段201は、測定対象の部品1に関する固有の情報を記憶した手段であり、部品1自体の情報と、この部品1を用いた車両についての情報である車両情報などが記憶されている。
3 and 4 show another embodiment. In this embodiment, the
ステー2は、裏側面が前記部品1の前記構成部品105に接合される短い円柱状の座部2bと、この座部2bの表側面の中心から突出した軸状の保持部2aとでなる外形をしている。ステー2の断面形状は、中空軸型、半中空軸型、中空無型のどれであってもよい。ステー2の材質は、合成樹脂であっても金属であっても良い。ステー2と前記構成部品105との接合は、ねじ、接着材、磁気、溶接、ラビリンス形状、リング等のいずれの接合形態で接合されていても良い。
保持部2aは、図示の例ではセンサユニット3のケース306の底面306aがステー2の前記座部2bに接し、かつ前記底面306aに設けられた取付孔306bに保持部2aが圧入状態もしくはねじ、磁気、ラビリンス形状等で嵌合することで、センサユニット3を位置決めし、保持する。
なお、ステー2は、部品1における測定位置への取り付けが難しい場合、測定対象の部品1と一体構造のステーとしても良い。
The
In the illustrated example, the holding portion 2a is configured such that the
Note that the
前記固有情報記憶手段201は、RFID、1次元のバーコード、または2次元バーコード等からなる。2次元バーコードとしては、QRコード(登録商標)が用いられる。前記固有情報は、部品1に固有の情報であれば良いが、例えば、部品1もしくはステー2自身の型番やシリアルナンバー等の基本情報であっても良く、設置場所、出荷日、部品1の種類であっても良く、さらに内部諸元や、その使用条件等を含んでいても良い。
The unique
センサユニット3は、前記ステー3に設けられた固有情報記憶手段201が記憶した内容を、固有情報記憶手段201に非接触で、または接触して読み取る手段である読取り装置308を有している。読取り装置308は、センサユニット3がステー2に状態検出が可能な状態に保持された状態で固有情報記憶手段201を読み取り可能に設けられている。読取り装置308は、固有情報記憶手段201がRFIDである場合はタグリーダ、固有情報記憶手段201が1次元または2次元のバーコードである場合はバーコードリーダが用いられる。情報端末5の前記通信網通信装置508(図4)は、処理システム4にセンサユニット3の識別データ等を付して前記測定データと共に、読み取った固有情報を送信する。
The
センサユニット3は、この実施形態では、前記加速度センサ302a等の状態検知センサ302、情報記憶装置303、読取り装置308、および通信装置307の他に、バッテリー305およびA/D変換器301(図3)を備えている。
In this embodiment, the
この実施形態の場合、センサユニット3を脱着可能としたことで、各車両での測定にセンサユニット3を兼用することができる。そのため、測定対象の部品1ごとにセンサユニット3を購入する必要がなく、導入コストを下げることが可能となる。
In the case of this embodiment, since the
特に、ステー2を部品1に常設する場合は、次の利点が得られる。
・センサユニット3の取付け位置、特に部品1の回転部1aの回転軸中心Oに対してオフセット量が安定し、取付け誤差による測定データのバラつきを抑えると共に短時間での測定準備が可能となる。
・測定対象の部品1である車両用軸受やその周辺部品における固定部にセンサの取り付けが出来ない場合でも、ステー2を設けることによって、車両用軸受やその周辺部品の可動部に、測定対象の状態を測定出来るセンサを有するセンサユニット3を実装出来る。
・ステー3に固有情報記憶装置201を設置する事で、測定対象の把握が容易になり、短時間での測定準備が可能。
・データの蓄積や過去データの検索が容易となる。
・測定する部位が特定出来ることで、軸受品番毎でなく、部位毎での環境に応じた異常判定用情報を設定する事が出来る。また、外乱を加味した高精度判定が行える。
In particular, when the
The offset amount is stable with respect to the mounting position of the
Even if the sensor cannot be attached to the fixed part of the vehicle bearing or its peripheral parts, which is the
・ Installation of the unique
・ It becomes easy to accumulate data and search past data.
-By specifying the part to be measured, it is possible to set abnormality determination information according to the environment for each part, not for each bearing part number. In addition, high-accuracy determination can be performed in consideration of disturbance.
なお、前記実施形態では検知対象となる部品1として、プーリ付きの転がり軸受装置を示したが、前記部品1は、この他の車両用軸受や、その周辺部品であっても良い。
車両用軸受としては、オルタネータ用軸受、セルモータ用軸受、ウォータポンプ用軸受、油圧ポンプ用軸受、ファンカップリング用軸受、コンプレッサ用軸受、スーパーチャージャー用軸受、ターボチャージャー用軸受、アイドラープーリ用軸受等が挙げられる。
周辺部品としては、軸受軸、ナット、プーリカバー、ベルト、オルタネータ、セルモータ、ウォータポンプ、油圧ポンプ、ファンカップリング、コンプレッサ、スーパーチャージャー、ターボチャージャー、アイドラープーリ等が挙げられる。
In the above-described embodiment, the rolling bearing device with a pulley is shown as the
Vehicle bearings include alternator bearings, cell motor bearings, water pump bearings, hydraulic pump bearings, fan coupling bearings, compressor bearings, supercharger bearings, turbocharger bearings, idler pulley bearings, etc. Can be mentioned.
Peripheral parts include bearing shafts, nuts, pulley covers, belts, alternators, cell motors, water pumps, hydraulic pumps, fan couplings, compressors, superchargers, turbochargers, idler pulleys, and the like.
また、検知対象となる機械部品1は、軸受やその周辺部品に限らず、他の各種の部品、特に転動体を有する部品に、この部品状態検知装置が効果的に適用できる。転がり軸受以外の、転動体を有する部品としては、図6に示すボールねじ装置が挙げられる。
図6のボールねじ装置からなる部品1Aは、ねじ軸81とナット82との間に、ナット82内を循環移動する転動体(図示せず)を有し、ねじ軸81は軸受83を介してハウジング(図示せず)に支持されている。ねじ軸81の端部に、ステー2が固定され、このステー2にセンサユニット3が着脱自在に取付けられる。
In addition, the
6A includes a rolling element (not shown) that circulates and moves in the
なお、上記各実施形態では、処理システム4をセンサユニット2とは離れて設けた例を示したが、処理システム4はセンサユニット3と一体化されていても良い。電子部品の小型化の発達により、センサユニット3を特に大きくすることなく、測定した情報の処理までをセンサユニット3で処理することが可能となる。これにより、別の情報端末を準備しなくても良く、携帯性がより一層向上する。
In each of the above embodiments, the processing system 4 is provided apart from the
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1、1A…部品
1a…回転部
2…ステー
3…センサユニット
4…処理システム
101…転がり軸受
102…プーリ
201…固有情報記憶手段
302…状態検知センサ
302a…加速度センサ
303…情報記憶装置
307…通信装置
308…読取り装置
602…仕様データベース(データ記憶部)
603a…回転速度算出部
603b…振動算出部
O…回転軸中心
DESCRIPTION OF
603a ... Rotational speed calculation unit 603b ... Vibration calculation unit O ... Rotational axis center
Claims (4)
前記回転部は転がり軸受の回転側輪を含み、この回転側輪における軌道面が形成される周面から軸方向にオフセットした位置に、前記センサユニットが設けられ、
前記センサユニットは、回転軸中心からオフセットした位置で、かつ回転の径方向に感度を有する加速度センサと、この加速度センサの測定データを前記処理システムに伝達する通信装置とを有し、
前記処理システムは、前記加速度センサの測定データの直流成分から前記部品の前記回転部の回転速度を算出する回転速度算出部と、前記測定データの交流成分から前記部品の前記回転部の振動値を算出する振動算出部とを有する
部品状態検知装置。 Comprising a sensor unit rotates integrally with the rotating portion the rotating part of the component is attached taken to be removably partially or entirely rotates, and a processing system for performing information processing,
The rotating part includes a rotating side wheel of a rolling bearing, and the sensor unit is provided at a position offset in the axial direction from a circumferential surface on which a raceway surface is formed in the rotating side wheel,
Before Symbol sensor unit at a position offset from the rotation axis center, and has an acceleration sensor having a sensitivity in the radial direction of the rotating, a communication device and for transmitting the measurement data of the acceleration sensor to the processing system,
The processing system includes: a rotation speed calculation unit that calculates a rotation speed of the rotation part of the part from a DC component of measurement data of the acceleration sensor; and a vibration value of the rotation part of the part from an AC component of the measurement data. A component state detection device having a vibration calculation unit for calculating.
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