JP7248198B2 - 軸受装置の状態の検出方法、検出装置、およびプログラム - Google Patents

Description

本願発明は、軸受装置の状態の検出方法、検出装置、およびプログラムに関する。

従来、軸受装置では、潤滑剤（例えば、潤滑油やグリース）を用いて、その回転を潤滑する構成が広く普及している。一方、軸受装置などの回転部品に対しては、定期的に状態診断を行うことで、損傷や摩耗を早期に検知して回転部品の故障などの発生を抑制することが行われている。

潤滑剤を用いた軸受装置では、その動作状態を診断するために、潤滑剤に関する状態を適切に検知することが求められる。例えば、特許文献１では、直流の低電圧を軸受に印加し、測定した電圧から軸受における油膜状態を診断する手法が開示されている。また、特許文献２では、油膜をコンデンサとしてモデル化し、交流電圧を軸受の回転輪に対して非接触な状態で印加し、測定した静電容量に基づいて軸受装置の油膜状態を推定する方法が開示されている。

日本国実公平０５－００３６８５号公報 日本国特許第４９４２４９６号公報

近年、転がり軸受における更なる低トルク化が求められている。この低トルク化に対応して、転がり軸受にて用いられる潤滑剤の低粘度化や低油量化が進んでいる。このような状況では、転がり軸受内部における油膜が破断する可能性や、部品間の接触割合が高まることとなる。そのため、油膜厚さに加え、転がり軸受内部での部品間の接触状態を適切に検知することが求められる。特許文献２の手法では、油膜厚さのみの測定を行い、金属接触割合について把握することが困難である。また、接触領域外の静電容量については考慮していないため、測定精度が高いものでは無かった。更には、荷重方向に着目して測定することは行われていなかった。

上記課題を鑑み、本願発明は、荷重方向を考慮して、軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の金属接触割合の検出を同時に行うことを目的とする。

上記課題を解決するために本願発明は以下の構成を有する。すなわち、外方部材、内方部材、および複数の転動体を含んで構成される軸受装置の状態を検出する検出方法であって、
前記軸受装置に所定の荷重を付与した状態で、前記外方部材、前記内方部材、および前記複数の転動体から構成される電気回路に交流電圧を印加し、
前記交流電圧の印加時の前記電気回路のインピーダンスおよび位相角を測定し、
前記インピーダンスおよび前記位相角に基づき、前記内方部材と前記複数の転動体の間、または、前記内方部材と前記複数の転動体の間の少なくとも一つにおける油膜厚さおよび金属接触割合を導出する、ことを特徴とする検出方法。

また、本願発明の別の形態は以下の構成を有する。すなわち、外方部材、内方部材、および複数の転動体を含んで構成される軸受装置の状態を検出する検出装置であって、
前記軸受装置に所定の荷重を付与した状態で、前記外方部材、前記内方部材、および前記複数の転動体から構成される電気回路に交流電圧を印加させた際に得られる前記交流電圧の印加時の前記電気回路のインピーダンスおよび位相角を取得する取得手段と、
前記インピーダンスおよび前記位相角に基づき、前記内方部材と前記複数の転動体の間、または、前記内方部材と前記複数の転動体の間の少なくとも一つにおける油膜厚さおよび金属接触割合を導出する導出手段とを有することを特徴とする検出装置。

また、本願発明の別の形態は以下の構成を有する。すなわち、コンピュータを、
外方部材、内方部材、および複数の転動体を含んで構成される軸受装置に所定の荷重を付与した状態で、前記外方部材、前記内方部材、および前記複数の転動体から構成される電気回路に交流電圧を印加させた際に得られる前記交流電圧の印加時の前記電気回路のインピーダンスおよび位相角を取得する取得手段、
前記インピーダンスおよび前記位相角に基づき、前記内方部材と前記複数の転動体の間、または、前記内方部材と前記複数の転動体の間の少なくとも一つにおける油膜厚さおよび金属接触割合を導出する導出手段、
として機能させるためのプログラム。

本願発明により、荷重方向を考慮して、軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の接触割合の検出を同時に行うことが可能となる。

本願発明の第１の実施形態に係る診断時の装置構成の例を示す概略図。 本願発明の第１の実施形態に係る軸受装置の物理モデルを示すグラフ図。 本願発明の第１の実施形態に係る幾何学モデルを示すグラフ図。 本願発明の第１の実施形態に係る軸受装置の等価回路を説明するための回路図。 本願発明の第１の実施形態に係る軸受装置の等価回路を説明するための回路図。 本願発明の第１の実施形態に係る負荷圏および非負荷圏を説明するための図。 本願発明の第１の実施形態に係る負荷圏の静電容量を説明するための図。 本願発明の第１の実施形態に係る負荷圏の静電容量を説明するための図。 本願発明の第１の実施形態に係る等価回路を説明するための回路図。 本願発明の第１の実施形態に係る静電容量を説明するためのグラフ図。 本願発明の第１の実施形態に係る測定時の処理のフローチャート。 本願発明の第１の実施形態に係る測定結果を示すグラフ図。 本願発明の第１の実施形態に係る測定結果を示すグラフ図。 本願発明の第２の実施形態に係るシールの影響を説明するためのグラフ図。 本願発明の第２の実施形態に係るシールの影響を説明するためのグラフ図。 本願発明の第２の実施形態に係る等価回路を説明するための図。 本願発明の第２の実施形態に係る静電容量を説明するためのグラフ図。 本願発明の第２の実施形態に係る測定結果を示すグラフ図。 本願発明の第２の実施形態に係る測定結果を示すグラフ図。 本願発明の第２の実施形態に係る測定精度を説明するためのグラフ図。 本願発明の第２の実施形態に係る測定精度を説明するためのグラフ図。 本願発明の第２の実施形態に係る測定精度を説明するためのグラフ図。 本願発明の第２の実施形態に係る測定精度を説明するためのグラフ図。

以下、本願発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本願発明を説明するための一実施形態であり、本願発明を限定して解釈されることを意図するものではなく、また、各実施形態で説明されている全ての構成が本願発明の課題を解決するために必須の構成であるとは限らない。また、各図面において、同じ構成要素については、同じ参照番号を付すことにより対応関係を示す。

＜第１の実施形態＞
以下、本願発明の第１の実施形態について説明を行う。なお、以下の説明においては、転がり軸受として玉軸受を例に挙げて説明するが、これに限定するものではなく、本願発明は他の構成の転がり軸受にも適用可能である。例えば、本願発明が適用可能な転がり軸受の種類としては、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円錐ころ軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受などが挙げられる。

［装置構成］
図１は、本実施形態に係る診断装置１にて診断を行う際の全体構成の一例を示す概略構成図である。図１には、本実施形態に係る診断方法が適用される軸受装置２と、診断を行う診断装置１が設けられる。なお、図１に示す構成は一例であり、軸受装置２の構成などに応じて、異なる構成が用いられてよい。また、図１においては、軸受装置２は、１の転がり軸受を備える構成を示したが、これに限定するものではなく、１の軸受装置２に複数の転がり軸受が備えられてもよい。

軸受装置２において、転がり軸受は、回転軸７を回転自在に支持する。回転軸７は、回転部品である転がり軸受を介して、回転軸７の外側を覆うハウジング（不図示）に支持される。転がり軸受は、ハウジングに内嵌される固定輪である外輪（外方部材）３、回転軸７に外嵌される回転輪である内輪（内方部材）４、内輪４及び外輪３との間に配置された複数の転動体５である複数の玉（ころ）、および転動体５を転動自在に保持する保持器（不図示）を備える。ここでは、外輪３を固定する構成としたが、内輪４が固定され、外輪３が回転するような構成であってもよい。また、転動体５周辺へのごみの侵入や潤滑油の漏れを防止するための周辺部材であるシール６が設けられる。転がり軸受内部において、所定の潤滑方式により、内輪４と転動体５の間、および、外輪３と転動体５の間の摩擦が軽減される。潤滑方式は特に限定するものではないが、例えば、グリース潤滑や油潤滑などが用いられ、転がり軸受内部に供給されている。潤滑剤の種類についても特に限定するものではない。

モータ１０は、駆動用のモータであり、回転軸７に対して回転による動力を供給する。回転軸７は、回転コネクタ９を介してＬＣＲメータ８に接続される。回転コネクタ９は、例えば、カーボンブラシを用いて構成されてよく、これに限定するものではない。また、軸受装置２もＬＣＲメータ８に電気的に接続され、このとき、ＬＣＲメータ８は、軸受装置２に対する交流電源としても機能する。

診断装置１は、本実施形態に係る検出方法を実行可能な検出装置として動作する。診断装置１は、診断の際に、ＬＣＲメータ８に対して交流電源の角周波数ω、および交流電圧Ｖを入力として指示し、それに対する出力としてＬＣＲメータ８から軸受装置２のインピーダンス｜Ｚ｜（｜Ｚ｜は、Ｚの絶対値を示す）、および位相角θを取得する。そして、診断装置１はこれらの値を用いて軸受装置２における油膜厚さや金属接触割合の検出を行う。検出方法の詳細については、後述する。

診断装置１は、例えば、不図示の制御装置、記憶装置、および出力装置を含んで構成される情報処理装置にて実現されてよい。制御装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、または専用回路などから構成されてよい。記憶装置は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性および不揮発性の記憶媒体により構成され、制御装置からの指示により各種情報の入出力が可能である。出力装置は、スピーカやライト、或いは液晶ディスプレイ等の表示デバイス等から構成され、制御装置からの指示により、作業者への報知を行う。出力装置による報知方法は特に限定するものではないが、例えば、音声による聴覚的な報知であってもよいし、画面出力による視覚的な報知であってもよい。また、出力装置は、通信機能を備えたネットワークインターフェースであってもよく、ネットワーク（不図示）を介した外部装置（不図示）へのデータ送信により報知動作を行ってもよい。ここでの報知内容は、例えば、検出結果に基づいて、異常診断を行った場合、異常が検出された際の報知に限定するものではなく、軸受装置２が正常である旨の報知を含んでもよい。

［物理モデル］
図２を用いて軸受装置２における転動体５と外輪３（または、内輪４）の接触状態について説明する。図２は、ボール片とディスク片とが接触した際の物理モデルを示すグラフである。ボール片が転動体に対応し、ディスク片が外輪３（または、内輪４）に対応する。ｈ軸は、油膜厚さ方向を示し、ｙ軸は油膜厚さ方向と直交する方向を示す。また、図２に示す各変数はそれぞれ以下の通りである。
Ｓ_１：Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触面積（Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触域）
ｃ：Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触円半径（＝√（Ｓ_１／π）
α：油膜の破断率（金属接触割合）（０≦α＜１）
ｒ_ｂ：ボール片の半径
αＳ_１：実接触領域（油膜の破断領域）
ｈ：油膜厚さ
ｈ_１：Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触域における油膜厚さ

Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触域において、金属が接触している面積と接触していない面積の割合はα：（１－α）となる。また、ボール片とディスク片とが接触していない理想状態ではα＝０であり、ｙ＝０の場合にｈ＞０となる。

図２に示す油膜厚さｈは以下の式にて表される。
ｈ＝０ （－αＳ_１／２≦ｙ≦αＳ_１／２）
ｈ＝ｈ_１ （－ｃ≦ｙ＜－αＳ_１／２、または、αＳ_１／２＜ｙ≦ｃ）
ｈ＝ｈ_１＋√（ｒ_ｂ ^２－ｃ^２）－√（ｒ_ｂ ^２－ｙ^２） （－ｒ_ｂ≦ｙ＜－ｃ、または、ｃ＜ｙ≦ｒ_ｂ） …（１）

なお、実際の転がり軸受において転動体５は荷重を受ける際に弾性変形が生じるため、厳密には球体とはならないが、本実施形態では、球体であるものとして上記の式（１）を用いている。したがって、油膜厚さを求める際に用いられる式は式（１）に限定するものではなく、他の算出式を用いてもよい。

図３は、転がり軸受における幾何学モデルを示す図である。ｘ軸は、ｙ軸およびｈ軸それぞれに直交する軸方向を示す。図３に示す各変数はそれぞれ以下の通りである。また、図２と同じ記号は対応しているものとする。
Ｒ_ｘ：有効半径（ｘ軸）
Ｒ_ｙ：有効半径（ｙ軸）
ｈ_１：Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触域における油膜厚さ
ｒ_ｂ：ボール片の半径

図３に示すように、ｙ軸周りに転動体５が回転するものとし、ｈ軸方向に荷重（ラジアル荷重）が加わるものとして説明する。

［等価電気回路］
図４は、図２に示した物理モデルを電気的に等価な電気回路（等価回路）にて示した図である。等価回路Ｅ１は、抵抗Ｒ_１、コンデンサＣ_１、およびコンデンサＣ_２から構成される。抵抗Ｒ_１は、破断領域（＝αＳ_１）における抵抗に相当する。コンデンサＣ_１は、Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触域における油膜により形成されるコンデンサに相当し、静電容量Ｃ_１とする。コンデンサＣ_２は、Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触域の周辺（図２の－ｒ_ｂ≦ｙ＜－ｃ、および、ｃ＜ｙ≦ｒ_ｂ）における油膜により形成されるコンデンサに相当し、静電容量Ｃ_２とする。Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触域（＝Ｓ_１）が、図４の等価回路Ｅ１における抵抗Ｒ_１とコンデンサＣ_１の並列回路を形成する。更に、この抵抗Ｒ_１とコンデンサＣ_１から構成される電気回路に対して、コンデンサＣ_２が並列に接続される。このとき、Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触域の周辺（図２の－ｒ_ｂ≦ｙ＜－ｃ、および、ｃ＜ｙ≦ｒ_ｂ）では、潤滑剤が充填されているものとする。

等価回路Ｅ１のインピーダンスをＺにて示す。ここで、等価回路Ｅ１に印加される交流電圧Ｖ、等価回路Ｅ１を流れる電流Ｉ、および、等価回路Ｅ１全体の複素数インピーダンスＺは以下の式（２）～（４）にて示される。
Ｖ＝｜Ｖ｜ｅｘｐ（ｊωｔ） …（２）
Ｉ＝｜Ｉ｜ｅｘｐ（ｊωｔ） …（３）
Ｚ＝Ｖ／Ｉ＝｜Ｖ／Ｉ｜ｅｘｐ（ｊθ）＝｜Ｚ｜ｅｘｐ（ｊθ） …（４）
ｊ：虚数
ω：交流電圧の角周波数
ｔ：時間
θ：位相角（電圧と電流の位相のずれ）

図５は、図４にて示した等価回路Ｅ１に基づいて、１の転動体５周りにおける電気的に等価な電気回路を示した図である。１の転動体５に着目すると、外輪３と転動体５の間、および、内輪４と転動体５の間において等価回路Ｅ２が形成される。ここでは、上側を外輪３と転動体５にて形成される電気回路とし、下側を内輪４と転動体５にて形成される電気回路として説明するが、逆であってもよい。１の転動体５の周りにおいて、これらの電気回路が直列に接続されて等価回路Ｅ２が形成されることとなる。

［ラジアル荷重による静電容量］
図６は、転がり軸受に対してラジアル荷重が加えられた場合の負荷圏および非負荷圏を説明するための図である。ここでは、転がり軸受において、ラジアル荷重Ｆ_ｒが回転軸７を介して加えられているものとする。この場合、複数の転動体５において、図２に示すようなＨｅｒｔｚｉａｎ接触域が生じる範囲を負荷圏と称し、それ以外の範囲を非負荷圏と称する。なお、負荷圏の範囲は、ラジアル荷重の大きさや転がり軸受の構成等に応じて変動し得る。

まず、負荷圏におけるコンデンサＣ_１の静電容量ついて説明する。図７Ａおよび図７Ｂは、負荷圏に位置する転動体５により形成されるコンデンサＣ_１の概念を説明するための図である。ここでは、負荷圏に５つの転動体が含まれ、各転動体により、コンデンサＣ_１（１）～Ｃ_１（５）が形成された例を用いて説明する。負荷圏では、転動体の位置に応じて、Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触域の大きさが異なる。この場合、図７Ａに示すように、負荷圏では中央から離れるほど静電容量は小さくなるとも想定される。

しかしながら、図２や図３にて示すように、Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触域における油膜厚さｈ_１はラジアル荷重の影響を受けにくいものとし、本実施形態では、負荷圏内の油膜厚さは一定であるものと仮定する。これを踏まえ、図７Ｂに示すように、ヘルツ接触面積Ｓ_１を平均化し、負荷圏内の複数の転動体５それぞれにより形成されるコンデンサＣ_１の静電容量を均一として扱う。したがって、負荷圏に位置する複数の転動体５により形成されるコンデンサＣ_１の静電容量は以下の式（５）にて導出することができる。

ｍ：負荷圏に位置する転動体を示す自然数（１≦ｍ≦ｎ_１）
ｎ_１：負荷圏に位置する転動体数
Ｃ_１（ｍ）：転動体ｍのＨｅｒｔｚｉａｎ接触域における静電容量
Ｃ_１￣：Ｃ_１（ｍ）の平均値

次に非負荷圏におけるコンデンサＣ_３の静電容量ついて説明する。非負荷圏において、転動体５と外輪３と隙間、および、転動体５と内輪４の隙間が生じる。図６に示すように、非負荷圏に位置する転動体５のうち、中央に位置する転動体５ａと外輪３および転動体５ａと内輪４との隙間をラジアル隙間ｈ_ｇａｐとした場合、非負荷圏に位置する複数の転動体５それぞれと外輪３との隙間は以下の式（６）から導出することができる。なお、転動体５ａと外輪３との隙間、および、転動体５ａと内輪４との隙間は同じ（ｈ_ｇａｐ／２）であるとして説明する。なお、ラジアル隙間ｈ_ｇａｐは、ラジアル荷重Ｆ_ｒと、転がり軸受の仕様などから導出することができる。

ｍ：非負荷圏に位置する転動体を示す自然数（１≦ｍ≦（ｎ－ｎ_１））
ｎ：全転動体数
ｎ_１：負荷圏に位置する転動体数

そして、式（６）に基づき、非負荷圏全体の静電容量Ｃ_３は、以下の式（７）から導出することができる。

ｍ：非負荷圏に位置する転動体を示す自然数（１≦ｍ≦（ｎ－ｎ_１））
ｎ：全転動体数
ｎ_１：負荷圏に位置する転動体数
ε：潤滑剤の誘電率
Ｃ_３（ｍ）：転動体ｍのＨｅｒｔｚｉａｎ接触域における静電容量
Ｓ_１：Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触面積
π：円周率
ｒ_ｘ￣：有効半径（ｘ軸）の平均値
ｒ_ｙ￣：有効半径（ｙ軸）の平均値
ｒ_ｈ￣：定数（＝（ｒ_ｘ￣＋ｒ_ｙ￣）／２）
ｈ_ｇａｐ：ラジアル隙間
ｌｎ：対数関数

図８は、上述した負荷圏および非負荷圏にて形成されるコンデンサを考慮した、軸受装置２全体における電気的に等価な等価回路を示す図である。負荷圏に位置するｎ個の転動体５に対応して、ｎ個の等価回路Ｅ２が並列に接続される。このとき、図７を用いて説明したように、Ｈｅｒｔｚｉａｎ接触域における静電容量は、Ｃ_１￣が用いられる。

また、非負荷圏に位置する（ｎ－ｎ_１）個の転動体５に対応して、（ｎ－ｎ_１）個の等価回路Ｅ３が並列に接続される。なお、負荷圏と同様に外輪３と転動体５の間、および、内輪４と転動体５の間それぞれにおいてコンデンサが形成されるため、等価回路Ｅ３は、２つのコンデンサＣ_３が直列に接続された構成となる。ここでは、上側を外輪３と転動体５にて形成される電気回路とし、下側を内輪４と転動体５にて形成される電気回路とするが、逆であってもよい。そして、図８に示す軸受装置２全体により構成される等価回路Ｅ４に対して、診断時にはＬＣＲメータ８による交流電源が供給される。

図９は、図８に示した電気回路に含まれるコンデンサＣ_１￣、Ｃ_２、Ｃ_３の、油膜厚さｈと静電容量Ｃの関係の例を示す図である。横軸は油膜厚さｈ［ｍ］を示し、縦軸は静電容量Ｃ［Ｆ］を示す。また、図９は、以下の条件下における関係を示す。
軸受：深溝玉軸受（銘番：６３０６）
転動体数（ｎ）：８
負荷圏に位置する転動体数（ｎ_１）：３
ラジアル荷重（Ｆ_ｒ）：１４７［Ｎ］

図９に示すように、コンデンサＣ_１￣、Ｃ_２は、油膜厚さｈが増加するに伴い、静電容量は低下（単調減少）する。コンデンサＣ_１￣の傾きがＣ_２よりも大きい。Ｃ_３は、油膜厚さｈに関わらず、一定である。コンデンサＣ_１￣、Ｃ_２、Ｃ_３の組み合わせ（＝Ｃ_１￣＋Ｃ_２＋Ｃ_３）では、油膜厚さｈが増加するに伴い、静電容量は低下するが、油膜厚さｈが増加するに伴ってその変化の程度が緩やかとなる。

［油膜厚さおよび油膜の破断率の導出］
本実施形態では、上述したようなラジアル荷重下における潤滑剤の油膜厚さｈおよび油膜の破断率αを用いて潤滑状態を検出する。まず、アキシアル荷重下における潤滑剤の油膜厚さｈおよび油膜の破断率αは、以下の式（８）を用いて導出することができる。

ｈ：油膜厚さ
α：油膜の破断率（金属接触割合）
δ：定数（＝（１－α）ｒ_ｈ￣Ｓ_１／２πｒ_ｘ￣ｒ_ｙ￣）
ω：交流電圧の角周波数
Ｗ：ランベルトＷ関数
ζ：定数（＝ｌｒ_ｈ￣／２πεｋｎ_１ｒ_ｘ￣ｒ_ｙ￣）
θ_０：静的接触状態における位相
θ：動的接触状態における位相
｜Ｚ_０｜：静的接触状態におけるインピーダンス
｜Ｚ｜：動的接触状態におけるインピーダンス
ｒ_ｘ￣：有効半径（ｘ軸）の平均値
ｒ_ｙ￣：有効半径（ｙ軸）の平均値
ｒ_ｈ￣：定数（＝（ｒ_ｘ￣＋ｒ_ｙ￣）／２）
ｋ：転がり軸受の数
ｌ：接触領域の数
ｍ：非負荷圏に位置する転動体を示す自然数（１≦ｍ≦（ｎ－ｎ_１））
ｎ：全転動体数
ｎ_１：負荷圏に位置する転動体数
Ｃ_３（ｍ）：転動体ｍのＨｅｒｔｚｉａｎ接触域における静電容量

式（８）は、図５を用いて説明した等価回路Ｅ２に基づいて構成された式である。つまり、式（８）は、コンデンサＣ_１￣、Ｃ_２の影響を考慮したものである。本実施形態では、ラジアル荷重下における潤滑剤の油膜厚さｈおよび油膜の破断率αを導出するために、式（８）に式（５）～（７）の構成を組み合わせた以下の式（９）を用いる。

Ｃ_３（ｍ）：転動体（ｍ）のＨｅｒｔｚｉａｎ接触域における静電容量

［処理フロー］
図１０は、本実施形態に係る診断処理のフローチャートである。本処理は、診断装置１により実行され、例えば、診断装置１が備える制御装置（不図示）が本実施形態に係る処理を実現するためのプログラムを記憶装置（不図示）から読み出して実行することにより実現されてよい。

Ｓ１００１にて、診断装置１は、軸受装置２に対して、所定の荷重方向にラジアル荷重Ｆ_ｒが与えられるように制御する。ここでは、内輪４に対して、ラジアル荷重Ｆ_ｒが与えられる。なお、ラジアル荷重Ｆ_ｒを与える制御は、診断装置１とは別の装置により行われてもよい。この時、静的接触状態における位相とインピーダンスを測定する。

Ｓ１００２にて、診断装置１は、モータ１０により回転軸７の回転を開始させる。これにより回転軸７に接続された内輪４の回転が開始される。なお、モータ１０の制御は、診断装置１とは別の装置により行われてもよい。

Ｓ１００３にて、診断装置１は、ＬＣＲメータ８に対し、ＬＣＲメータ８が備える交流電源（不図示）を用いて角周波数ωの交流電圧を軸受装置２に与えるように制御する。これにより、軸受装置２には、角周波数ωの交流電圧が印加されることとなる。

Ｓ１００４にて、診断装置１は、Ｓ１００３の入力に対する出力として、ＬＣＲメータ８からインピーダンス｜Ｚ｜および位相角θを取得する。つまり、ＬＣＲメータ８は、入力である交流電圧Ｖおよび交流電圧の角周波数ωに対する軸受装置２の検出結果として、
インピーダンス｜Ｚ｜および位相角θを診断装置１に出力する。

Ｓ１００５にて、診断装置１は、Ｓ１００４にて取得したインピーダンス｜Ｚ｜および位相角θ、Ｓ１００３にて用いた交流電圧の角周波数ωを、式（９）に適用することで油膜厚さｈおよび破断率αを導出する。

Ｓ１００６にて、診断装置１は、Ｓ１００５にて導出した油膜厚さｈおよび破断率αを用いて軸受装置２の潤滑状態を診断する。なお、ここでの診断方法は、例えば、油膜厚さｈや破断率αに対して閾値を設け、その閾値との比較により潤滑状態を判断してよい。そして、本処理フローを終了する。

［試験］
上述した診断方法に基づいて行った試験の結果について説明する。試験時の構成は、図１に示した構成と同等とし、試験条件は以下の通りとする。
（試験条件）
軸受：深溝玉軸受（銘番：６３０６）
転動体数（ｎ）：８
回転速度：５０～１５８１［ｍｉｎ^－１］
アキシアル荷重：０［Ｎ］
ラジアル荷重（Ｆ_ｒ）：１４７［Ｎ］
温度：２５［℃］
最大接触圧：０．８９［ＧＰａ］
潤滑剤の基油：ポリアルファオレフィン
潤滑剤の増ちょう剤：ウレア
混和ちょう度：３００
動粘度：７４［ｍｍ^２／ｓ， ４０℃］
圧力粘性係数：１３．８［ＧＰａ^－１， ２５℃］
比誘電率：２．３
交流電圧：０．２［Ｖ］
交流電源の周波数：１．０［ＭＨｚ］

図１１Ａおよび図１１Ｂは、上記試験条件下において試験を行った結果から得られる回転速度Ｎと油膜厚さｈおよび破断率αとの関係を示す図である。図１１Ａにおいて、横軸は回転速度Ｎ［ｍｉｎ^－１］を示し、縦軸は油膜厚さｈ［ｍ］を示す。図１１Ｂにおいて、横軸は回転速度Ｎ［ｍｉｎ^－１］を示し、縦軸は破断率αを示す。上記の試験条件に示すように、回転速度は５０～１５８１［ｍｉｎ^－１］の範囲内で得られた結果をプロットしている。

図１１Ａにおいて破線は、理論値として導出される油膜厚さを示す。●は、式（８）を用いて油膜厚さｈを導出した結果を示している。〇は、式（９）を用いて油膜厚さｈを導出した結果を示している。つまり、〇は、ラジアル荷重下における非負荷圏にて構成されるコンデンサＣ_３を考慮した導出結果である。図１１Ａに示すように、〇にて示した結果は、いずれの回転速度においても●にて示す結果よりも理論値に近いものとなり、より精度よく油膜厚さｈを導出することが可能となっている。また、図１１Ｂに示すように、いずれの回転速度においても、油膜厚さｈと併せて、破断率αを導出できる。

以上、本実施形態により、ラジアル荷重下において、軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の接触割合の検出を同時に行うことが可能となる。

なお、本実施形態にて用いた式（９）は、アキシアル荷重を考慮した式（８）に基づいて構成されているため、アキシアル荷重下においても適用可能である。そのため、アキシアル荷重およびラジアル荷重のいずれの条件下においても汎用的に用いることが可能である。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、ラジアル荷重下において、軸受装置２の非負荷圏の構成を考慮して軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の接触割合の検出を同時に行う構成について説明した。本願発明の第２の実施形態では、更に測定精度を向上させるための構成について説明する。なお、第１の実施形態と重複する構成については説明を省略し、差分に着目して説明を行う。

［事前検証］
図１１Ａおよび図１１Ｂを用いて説明したような測定精度を向上させるために、発明者は、軸受装置２を構成する転動体５周り以外の構成（周辺部材）に着目した。まず、転動体５周り以外の構成の影響を検証するために、転動体により構成されるＣ_１￣、Ｃ_２、Ｃ_３の影響を無視することが可能な試験用の軸受装置を用意して試験を行った。具体的には、軸受装置が備える複数の転動体を、交流電圧を通さない絶縁性を有するセラミック製の転動体にて構成する。また、シール６がある軸受装置とシール６が無い軸受装置を用意した。これらの軸受装置に対してラジアル荷重Ｆ_ｒを付与した上で、ＬＣＲメータ８による測定を行った。

図１２Ａおよび図１２Ｂは、試験用の軸受装置に対して行った試験において、ＬＣＲメータ８から得られるラジアル荷重Ｆ_ｒとインピーダンス｜Ｚ｜および位相角θの関係を示す。図１２Ａにおいて、横軸はラジアル荷重Ｆ_ｒ［Ｎ］を示し、縦軸はインピーダンス｜Ｚ｜［Ω］を示す。図１２Ｂにおいて、横軸はラジアル荷重Ｆ_ｒ［Ｎ］を示し、縦軸は位相角θを示す。

図１２Ａを参照すると、シール６の有無に応じて、インピーダンス｜Ｚ｜に差分が生じている。このとき、ラジアル荷重Ｆ_ｒが変化してもその差分はほぼ一定であるため、インピーダンス｜Ｚ｜は、ラジアル荷重Ｆ_ｒへの依存性は無い。また、図１２Ｂを参照すると、シール６の有無に応じて位相角θにわずかな差分が生じているが、どちらもほぼ－９０ｄｅｇである。セラミック製の転動体には交流電圧は流れていないため、外輪３と内輪４との間およびシール６にて静電容量が生じていることがわかる。本実施形態では、外輪３と内輪４との間およびシール６に起因して構成されるコンデンサをコンデンサＣ_４（静電容量Ｃ_４）として扱う。

［等価回路］
図１３は、第１の実施形態にて図８を用いて説明した等価回路Ｅ４に対して、更に上述したコンデンサＣ_４を含めた軸受装置２全体における電気的に等価な等価回路Ｅ５を示す図である。等価回路Ｅ５は、等価回路Ｅ４とコンデンサＣ_４とが並列に接続された構成である。そして、図１３に示す軸受装置２全体により構成される等価回路Ｅ５に対して、診断時にはＬＣＲメータ８による交流電源が供給される。

図１４は、図１３に示した等価回路に含まれるコンデンサＣ_１￣、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４の、油膜厚さｈと静電容量Ｃの関係を示す図である。横軸は油膜厚さｈ［ｍ］を示し、縦軸は静電容量Ｃ［Ｆ］を示す。また、図１３は、以下の条件下における関係を示す。
軸受：深溝玉軸受（銘番：６３０６）
転動体数（ｎ）：８
負荷圏に位置する転動体数（ｎ_１）：３
ラジアル荷重（Ｆ_ｒ）：１４７［Ｎ］

図１４に示すように、コンデンサＣ_１￣、Ｃ_２、Ｃ_３は図９に示したものと同様である。また、コンデンサＣ_４については、油膜厚さｈに関わらずほぼ一定となるが、シール６を有する場合の方が、シール６が無い場合に比べて静電容量は高くなる。コンデンサＣ_１￣、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４の組み合わせ（＝Ｃ_１￣＋Ｃ_２＋Ｃ_３＋Ｃ_４）では、油膜厚さｈが増加するに伴い、静電容量は低下するが、油膜厚さｈが増加するに伴ってその変化の程度が緩やかとなる。なお、図１４には示していないが、コンデンサＣ_１￣、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４の組み合わせ（＝Ｃ_１￣＋Ｃ_２＋Ｃ_３＋Ｃ_４）と、図９にて示したコンデンサＣ_１￣、Ｃ_２、Ｃ_３の組み合わせ（＝Ｃ_１￣＋Ｃ_２＋Ｃ_３）とを比較すると、コンデンサＣ_１￣、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４の組み合わせ（＝Ｃ_１￣＋Ｃ_２＋Ｃ_３＋Ｃ_４）の方が、変化（減少）が緩やかな曲線となる。

［油膜厚さおよび油膜の破断率の導出］
本実施形態では、図１３を用いて説明した等価回路Ｅ５に基づいて、以下の式（１０）を用いてラジアル荷重下における潤滑剤の油膜厚さｈおよび油膜の破断率αを導出する。つまり、式（１０）は、上述した式（９）に対して更にコンデンサＣ_４の影響を考慮したものである。式（１０）に示されるＣ_４の値は、図１４に示すように、軸受装置２の構成に応じて予め特定することができる。

Ｃ_４：外輪と内輪との間およびシールと内輪との間に生じる静電容量

［試験］
上述した診断方法に基づいて行った試験の結果について説明する。試験時の構成や試験条件は、第１の実施形態に示した構成と同等とする。

図１５Ａおよび図１５Ｂは、上記試験条件下において試験を行った結果から得られる回転速度Ｎと油膜厚さｈおよび破断率αとの関係を示す図である。図１５Ａにおいて、横軸は回転速度Ｎ［ｍｉｎ^－１］を示し、縦軸は油膜厚さｈ［ｍ］を示す。図１５Ｂにおいて、横軸は回転速度Ｎ［ｍｉｎ^－１］を示し、縦軸は破断率αを示す。上記の試験条件に示すように、回転速度は５０～１５８１［ｍｉｎ^－１］の範囲内で得られた結果をプロットしている。

図１５（ａ）において破線、●、〇は、図１１と同様である。△は、式（１０）を用いて油膜厚さｈを導出した結果を示している。つまり、△は、コンデンサＣ_４を考慮した導出結果である。図１５Ａに示すように、△にて示した結果は、いずれの回転速度においても●や〇にて示す結果よりも理論値に近いものとなり、より精度よく油膜厚さｈを導出することが可能となっている。また、図１５Ｂに示すように、いずれの回転速度においても、油膜厚さｈと併せて、破断率αを導出できる。

次に、本実施形態に係る油膜厚さの検出精度について説明する。本実施形態に係る負荷圏および非負荷圏における油膜厚さｈと破断率αを特定するために、発明者は、試験用の軸受装置として、複数の転動体において、１個の鋼製の転動体とそれ以外のセラミック製の転動体から構成される軸受装置を用意した。鋼製の転動体は、導電体として機能し、交流電源による電流が流れる。一方、セラミック製の転動体は、絶縁体として機能し、交流電源による電流が流れない。この構成の軸受装置に対し、鋼製の転動体にラジアル荷重を付与して交流電圧を印加した場合、第１の実施形態にて述べたコンデンサＣ_３（すなわち、非負荷圏の静電容量Ｃ_３）の影響は無視できることとなる。

上記試験用の軸受装置を用い、以下の条件下にて試験を行った。
（試験条件）
軸受：深溝玉軸受（銘番：６３０６、なお、転動体の構成は上記の通り）
ラジアル荷重（Ｆ_ｒ）：１４７［Ｎ］
回転速度：５０［ｍｉｎ^－１］
潤滑剤：ウレアグリース
動粘度：７４［ｍｍ^２／ｓ， ４０℃］

図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａ、および図１７Ｂは、上記試験条件下において試験を行った結果から得られる位置φと、油膜厚さｈおよび破断率αとの関係を示す図である。図１６Ａおよび図１６Ｂでは、油膜厚さｈおよび破断率αは、従来の手法である式（８）にて算出された結果に基づいてプロットされている。図１７Ａおよび図１７Ｂでは、油膜厚さｈおよび破断率αは、本実施形態に係る式（１０）にて算出された結果に基づいてプロットされている。図１６Ａおよび図１７Ａにおいて、横軸は位置φ［ｄｅｇ］を示し、縦軸は油膜厚さｈ［ｍ］を示す。図１６Ｂおよび図１７Ｂにおいて、横軸は位置φ［ｄｅｇ］を示し、縦軸は破断率αを示す。ここでの位置φは、ラジアル荷重Ｆ_ｒが付与される方向の位置（負荷圏の中心位置）を基準（φ＝０）として、内輪４（もしくは、外輪３）の回転方向に沿って反時計回りに＋の値をとるものとする。図１６Ａおよび図１６Ｂの例では、位置φは０～１０８０の範囲を示し、これは軸受装置の３周分の範囲に位置する。また、φ＝０、３６０、７２０、１０８０の位置周辺が負荷圏に対応し、それ以外の範囲が非負荷圏となる。

図１６Ａおよび図１７Ａにおいて、破線はｈの理論値を示し、ピーク部分は非負荷圏の中央に位置する転動体５と外輪３（または、内輪４）との隙間（ｈ＝ｈ_ｇａｐ／２）に相当する（図６参照）。図１６Ａを参照すると、負荷圏では油膜厚さｈは理論値に近い値を測定できている反面、非負荷圏では油膜厚さｈの正確な測定ができていない。つまり、図１６Ａに示すように、従来の方法では、非負荷圏においても油膜厚さｈが薄いものとして検出されており、理論値であるとは大きく異なる結果となっている。図１６Ｂを参照すると、いずれの位置φにおいても破断率αは測定できている。一方、図１７Ａを参照すると、負荷圏および非負荷圏のいずれにおいても、油膜厚さｈは理論値に近い値を測定できている。また、図１７Ｂを参照すると、いずれの位置φにおいても破断率αは測定できている。

なお、本実施形態では、軸受装置２を構成する周辺部材として、シール６を例に挙げて説明した。しかし、軸受装置２を構成する他の周辺部材を考慮して、コンデンサＣ_４（式（１０）のＣ_４の静電容量）を設定してもよい。また、図１４に示すように、シール６の有無に応じて、式（１０）のＣ_４の値を調整するような構成であってもよい。

以上、本実施形態により、第１の実施形態よりも更に、ラジアル荷重下において、軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の接触割合の検出を同時に行いつつ、測定精度を向上させることが可能となる。また、ラジアル荷重下における負荷圏および非負荷圏のいずれにおいても、油膜厚さおよび接触割合を精度よく測定することが可能である。

なお、本実施形態にて用いた式（１０）は、アキシアル荷重を考慮した式（８）に基づいて構成されているため、アキシアル荷重下においても適用可能である。そのため、アキシアル荷重およびラジアル荷重のいずれの条件下においても汎用的に用いることが可能である。

＜その他の実施形態＞
また、本願発明において、上述した１以上の実施形態の機能を実現するためのプログラムやアプリケーションを、ネットワーク又は記憶媒体等を用いてシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。

また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ））によって実現してもよい。

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 外方部材、内方部材、および複数の転動体を含んで構成される軸受装置の状態を検出する検出方法であって、
前記軸受装置に所定の荷重を付与した状態で、前記外方部材、前記内方部材、および前記複数の転動体から構成される電気回路に交流電圧を印加し、
前記交流電圧の印加時の前記電気回路のインピーダンスおよび位相角を測定し、
前記インピーダンスおよび前記位相角に基づき、前記内方部材と前記複数の転動体の間、または、前記内方部材と前記複数の転動体の間の少なくとも一つにおける油膜厚さおよび金属接触割合を導出する、ことを特徴とする検出方法。
この構成によれば、荷重方向を考慮して、軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の金属接触割合の検出を同時に行うことが可能となる。

（２） 前記所定の荷重は少なくともラジアル荷重を含み、
前記所定の荷重により特定される前記軸受装置内の負荷圏と非負荷圏それぞれにおいて構成される電気回路に対応する第１の算出式を用いて前記油膜厚さおよび前記金属接触割合を導出することを特徴とする請求項１に記載の検出方法。
この構成によれば、ラジアル荷重を考慮して、軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の金属接触割合の検出を同時に行いつつ、測定精度を向上させることが可能となる。

（３） 前記油膜厚さｈおよび前記金属接触割合αを導出するための前記第１の算出式は、

であることを特徴とする（２）に記載の検出方法。
この構成によれば、ラジアル荷重を考慮して、軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の金属接触割合の検出を同時に行いつつ、測定精度を向上させることが可能となる。特に、
転がり軸受の負荷圏および非負荷圏に応じた静電容量を考慮した軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の金属接触割合の検出が可能となる。

（４） 前記軸受装置は更に、周辺部材を含み、
前記所定の荷重は少なくともラジアル荷重を含み、
前記所定の荷重により特定される前記軸受装置内の負荷圏と非負荷圏それぞれにおいて構成される電気回路、および、前記周辺部材から構成される電気回路に対応する第２の算出式を用いて前記油膜厚さおよび前記金属接触割合を導出することを特徴とする（１）に記載の検出方法。
この構成によれば、ラジアル荷重およびアキシアル荷重を考慮して、軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の金属接触割合の検出を同時に行いつつ、測定精度を向上させることが可能となる。

（５） 前記油膜厚さｈおよび前記金属接触割合αを導出するための前記第２の算出式は、

であることを特徴とする（４）に記載の検出方法。
この構成によれば、この構成によれば、ラジアル荷重およびアキシアル荷重を考慮して、軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の接触割合の検出を同時に行いつつ、測定精度を向上させることが可能となる。特に、転がり軸受の部材に応じた静電容量を考慮した軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の金属接触割合の検出が可能となる。

（６） 前記周辺部材は、シールであることを特徴とする（４）または（５）に記載の検出方法。
この構成によれば、シールの影響を考慮して、油膜厚さおよび金属接触割合の検出が可能となる。

（７） 更に、前記油膜厚さおよび前記金属接触割合を用いて前記軸受装置を診断することを特徴とする（１）～（６）のいずれか一項に記載の検出方法。
この構成によれば、荷重に応じて特定される油膜厚さおよび金属接触割合に基づいて、
転がり軸受の潤滑剤に関する状態を診断することができる。

（８） 外方部材、内方部材、および複数の転動体を含んで構成される軸受装置の状態を検出する検出装置であって、
前記軸受装置に所定の荷重を付与した状態で、前記外方部材、前記内方部材、および前記複数の転動体から構成される電気回路に交流電圧を印加させた際に得られる前記交流電圧の印加時の前記電気回路のインピーダンスおよび位相角を取得する取得手段と、
前記インピーダンスおよび前記位相角に基づき、前記内方部材と前記複数の転動体の間、または、前記内方部材と前記複数の転動体の間の少なくとも一つにおける油膜厚さおよび金属接触割合を導出する導出手段とを有することを特徴とする検出装置。
この構成によれば、荷重方向を考慮して、軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の金属接触割合の検出を同時に行うことが可能となる。

（９） コンピュータを、
外方部材、内方部材、および複数の転動体を含んで構成される軸受装置に所定の荷重を付与した状態で、前記外方部材、前記内方部材、および前記複数の転動体から構成される電気回路に交流電圧を印加させた際に得られる前記交流電圧の印加時の前記電気回路のインピーダンスおよび位相角を取得する取得手段、
前記インピーダンスおよび前記位相角に基づき、前記内方部材と前記複数の転動体の間、または、前記内方部材と前記複数の転動体の間の少なくとも一つにおける油膜厚さおよび金属接触割合を導出する導出手段、
として機能させるためのプログラム。
この構成によれば、荷重方向を考慮して、軸受装置内部の油膜厚さおよび部品間の金属接触割合の検出を同時に行うことが可能となる。

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

なお、本出願は、２０２０年９月１４日出願の日本特許出願（特願２０２０－１５３８４５）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

１…診断装置
２…軸受装置
３…外輪（外方部材）
４…内輪（内方部材）
５…転動体
６…シール
７…回転軸
８…ＬＣＲメータ
９…回転コネクタ
１０…モータ

Claims (10)

1. 外方部材、内方部材、および複数の転動体を含んで構成される軸受装置の状態を検出する検出方法であって、
   前記軸受装置に、少なくともラジアル荷重を含む所定の荷重を付与した状態で、前記外方部材、前記内方部材、および前記複数の転動体から構成される電気回路に交流電圧を印加し、
   前記交流電圧の印加時の前記電気回路のインピーダンスおよび位相角を測定し、
   前記インピーダンスおよび前記位相角に基づき、前記内方部材と前記複数の転動体の間、または、前記内方部材と前記複数の転動体の間の少なくとも一つにおける油膜厚さおよび金属接触割合を導出し、
   前記所定の荷重により特定される前記軸受装置内の負荷圏と非負荷圏それぞれにおいて構成される電気回路に対応する第１の算出式を用いて前記油膜厚さおよび前記金属接触割合を導出する、ことを特徴とする検出方法。
2. 前記油膜厚さｈおよび前記金属接触割合αを導出するための前記第１の算出式は、
   

   

   ｈ：油膜厚さ
   α：金属接触割合
   δ：定数
   ω：交流電圧の角周波数
   Ｗ：ランベルトＷ関数
   ζ：定数
   θ _０ ：静的接触状態における位相
   θ：動的接触状態における位相
   Ｚ _０ ：静的接触状態におけるインピーダンス
   Ｚ：動的接触状態におけるインピーダンス
   ｒ _ｈ ￣：定数
   ｋ：軸受の数
   ｌ：接触領域の数
   ｍ：非負荷圏に位置する転動体を示す自然数
   ｎ：全転動体数
   ｎ _１ ：負荷圏に位置する転動体数
   Ｃ _３ （ｍ）：転動体ｍのＨｅｒｔｚｉａｎ接触域における静電容量
   であることを特徴とする請求項１に記載の検出方法。
3. 外方部材、内方部材、複数の転動体、および周辺部材を含んで構成される軸受装置の状態を検出する検出方法であって、
   前記軸受装置に、少なくともラジアル荷重を含む所定の荷重を付与した状態で、前記外方部材、前記内方部材、および前記複数の転動体から構成される電気回路に交流電圧を印加し、
   前記交流電圧の印加時の前記電気回路のインピーダンスおよび位相角を測定し、
   前記インピーダンスおよび前記位相角に基づき、前記内方部材と前記複数の転動体の間、または、前記内方部材と前記複数の転動体の間の少なくとも一つにおける油膜厚さおよび金属接触割合を導出し、
   前記所定の荷重により特定される前記軸受装置内の負荷圏と非負荷圏それぞれにおいて構成される電気回路、および、前記周辺部材から構成される電気回路に対応する第２の算出式を用いて前記油膜厚さおよび前記金属接触割合を導出する、ことを特徴とする検出方法。
4. 前記油膜厚さｈおよび前記金属接触割合αを導出するための前記第２の算出式は、
   

   

   ｈ：油膜厚さ
   α：金属接触割合
   δ：定数
   ω：交流電圧の角周波数
   Ｗ：ランベルトＷ関数
   ζ：定数
   θ _０ ：静的接触状態における位相
   θ：動的接触状態における位相
   Ｚ _０ ：静的接触状態におけるインピーダンス
   Ｚ：動的接触状態におけるインピーダンス
   ｒ _ｈ ￣：定数
   ｋ：軸受の数
   ｌ：接触領域の数
   ｍ：非負荷圏に位置する転動体を示す自然数
   ｎ：全転動体数
   ｎ _１ ：負荷圏に位置する転動体数
   Ｃ _３ （ｍ）：転動体ｍのＨｅｒｔｚｉａｎ接触域における静電容量
   Ｃ _４ ：外輪と内輪との間および周辺部材と内輪との間に生じる静電容量
   であることを特徴とする請求項３に記載の検出方法。
5. 前記周辺部材は、シールであることを特徴とする請求項３または４に記載の検出方法。
6. 更に、前記油膜厚さおよび前記金属接触割合を用いて前記軸受装置を診断することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の検出方法。
7. 外方部材、内方部材、および複数の転動体を含んで構成される軸受装置の状態を検出する検出装置であって、
   前記軸受装置に、少なくともラジアル荷重を含む所定の荷重を付与した状態で、前記外方部材、前記内方部材、および前記複数の転動体から構成される電気回路に交流電圧を印加させた際に得られる前記交流電圧の印加時の前記電気回路のインピーダンスおよび位相角を取得する取得手段と、
   前記インピーダンスおよび前記位相角に基づき、前記内方部材と前記複数の転動体の間、または、前記内方部材と前記複数の転動体の間の少なくとも一つにおける油膜厚さおよび金属接触割合を導出する導出手段と、
   を有し、
   前記導出手段は、前記所定の荷重により特定される前記軸受装置内の負荷圏と非負荷圏それぞれにおいて構成される電気回路に対応する第１の算出式を用いて前記油膜厚さおよび前記金属接触割合を導出する、ことを特徴とする検出装置。
8. 外方部材、内方部材、複数の転動体、および周辺部材を含んで構成される軸受装置の状態を検出する検出装置であって、
   前記軸受装置に、少なくともラジアル荷重を含む所定の荷重を付与した状態で、前記外方部材、前記内方部材、および前記複数の転動体から構成される電気回路に交流電圧を印加させた際に得られる前記交流電圧の印加時の前記電気回路のインピーダンスおよび位相角を取得する取得手段と、
   前記インピーダンスおよび前記位相角に基づき、前記内方部材と前記複数の転動体の間、または、前記内方部材と前記複数の転動体の間の少なくとも一つにおける油膜厚さおよび金属接触割合を導出する導出手段と、
   を有し、
   前記導出手段は、前記所定の荷重により特定される前記軸受装置内の負荷圏と非負荷圏それぞれにおいて構成される電気回路、および、前記周辺部材から構成される電気回路に対応する第２の算出式を用いて前記油膜厚さおよび前記金属接触割合を導出する、ことを特徴とする検出装置。
9. コンピュータを、
   外方部材、内方部材、および複数の転動体を含んで構成される軸受装置に、少なくともラジアル荷重を含む所定の荷重を付与した状態で、前記外方部材、前記内方部材、および前記複数の転動体から構成される電気回路に交流電圧を印加させた際に得られる前記交流電圧の印加時の前記電気回路のインピーダンスおよび位相角を取得する取得手段、
   前記インピーダンスおよび前記位相角に基づき、前記内方部材と前記複数の転動体の間、または、前記内方部材と前記複数の転動体の間の少なくとも一つにおける油膜厚さおよび金属接触割合を導出する導出手段、
   として機能させ、
   前記導出手段は、前記所定の荷重により特定される前記軸受装置内の負荷圏と非負荷圏それぞれにおいて構成される電気回路に対応する第１の算出式を用いて前記油膜厚さおよび前記金属接触割合を導出する、プログラム。
10. コンピュータを、
    外方部材、内方部材、複数の転動体、および周辺部材を含んで構成される軸受装置に、少なくともラジアル荷重を含む所定の荷重を付与した状態で、前記外方部材、前記内方部材、および前記複数の転動体から構成される電気回路に交流電圧を印加させた際に得られる前記交流電圧の印加時の前記電気回路のインピーダンスおよび位相角を取得する取得手段、
    前記インピーダンスおよび前記位相角に基づき、前記内方部材と前記複数の転動体の間、または、前記内方部材と前記複数の転動体の間の少なくとも一つにおける油膜厚さおよび金属接触割合を導出する導出手段、
    として機能させ、
    前記導出手段は、前記所定の荷重により特定される前記軸受装置内の負荷圏と非負荷圏それぞれにおいて構成される電気回路、および、前記周辺部材から構成される電気回路に対応する第２の算出式を用いて前記油膜厚さおよび前記金属接触割合を導出する、プログラム。

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