WO2017082298A1 - 組付状態の診断装置 - Google Patents

組付状態の診断装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017082298A1
WO2017082298A1 PCT/JP2016/083239 JP2016083239W WO2017082298A1 WO 2017082298 A1 WO2017082298 A1 WO 2017082298A1 JP 2016083239 W JP2016083239 W JP 2016083239W WO 2017082298 A1 WO2017082298 A1 WO 2017082298A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat flux
sensor
heat
flux sensor
sensor unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/083239
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
倫央 郷古
坂井田 敦資
谷口 敏尚
岡本 圭司
芳彦 白石
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Priority to US15/775,729 priority Critical patent/US10845256B2/en
Priority to EP16864259.3A priority patent/EP3376197A4/en
Priority to EP20170407.9A priority patent/EP3734250A1/en
Priority to CN201680065852.6A priority patent/CN108291855B/zh
Priority to KR1020187013436A priority patent/KR102131855B1/ko
Publication of WO2017082298A1 publication Critical patent/WO2017082298A1/ja

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/002Thermal testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00Measuring quantity of heat
    • G01K17/06Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
    • G01K17/08Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature
    • G01K17/20Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature across a radiating surface, combined with ascertainment of the heat transmission coefficient
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/16Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/04Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies
    • G01K13/08Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies in rotary movement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • G01M13/04Bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/005Fault detection or monitoring

Definitions

  • the present invention relates to an assembly state diagnosis device for diagnosing the assembly state of an assembly part having a sliding portion.
  • Patent Document 1 As a heat flux sensor for detecting a heat flux, for example, there is one disclosed in Patent Document 1.
  • an object of the present invention is to provide an assembly state diagnosis device capable of diagnosing whether or not an assembly state of an assembly component is appropriate.
  • a first form of the assembled state diagnostic device is an assembled state diagnostic device for diagnosing the assembled state of an assembled part having a sliding portion, and the heat flux flowing from the sliding portion toward the outside And a determination unit that determines whether or not the assembled state of the assembled component is appropriate based on the detection result detected by the sensor unit.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the heat flux sensor taken along line IV-IV shown in FIG. 3.
  • FIG. 3 It is a figure which shows the output waveform of a sensor part when the preload state of a bearing is appropriate.
  • FIG. 3 shows the output waveform of a sensor part when the preload state of a bearing is an excessive preload and insufficient preload.
  • FIG. 10 is a view on the arrow X of the transfer device in FIG. 9. It is a figure which shows the output waveform of a sensor part when the assembly
  • the assembled state diagnosis device 1 As shown in FIG. 1, the assembled state diagnosis device 1 according to the present embodiment diagnoses the assembled state of the support mechanism 200 for the rotating shaft.
  • the support mechanism 200 is provided in a production facility or the like.
  • the support mechanism 200 includes a rotating shaft 201, a plurality of bearings 202, a housing 203, and a cover 204.
  • Rotating shaft 201 rotates about axis CL.
  • An adjustment nut 205 is attached to the rotary shaft 201.
  • the adjustment nut 205 is a member for adjusting the preload.
  • the bearing 202 is a part that supports the rotating shaft 201.
  • the bearing 202 is an assembly part having a sliding portion.
  • the plurality of bearings 202 are respectively disposed on the first direction side and the second direction side in the axial direction CL of the rotating shaft 201.
  • one bearing 202 is disposed on the first direction side in the axial direction CL.
  • Two bearings 202 are arranged on the second direction side in the axial direction CL.
  • the bearing 202 includes an inner ring 211, an outer ring 212, and balls 213 as rolling elements.
  • An inner ring 211 is fixed to the rotating shaft 201.
  • An outer ring 212 is fixed to the housing 203.
  • the inner ring 211 rotates with the rotation shaft 201.
  • the inner ring 211, the outer ring 212, and the ball 213 slide against each other while being rubbed. That is, a portion of the inner ring 211 and the outer ring 212 that slides while rubbing with the ball 213 becomes a sliding portion.
  • the housing 203 is a support member that supports the plurality of bearings 202.
  • a plurality of bearings 202 are housed inside the housing 203.
  • the cover 204 covers the opening of the housing 203.
  • the cover 204 is fixed to the housing 203 by a fixing nut 206.
  • the support mechanism 200 includes an inner ring side spacer 207 and an outer ring side spacer 208.
  • the inner ring side spacer 207 is sandwiched between the inner ring 211 located on the first direction side in the axial direction CL and the inner ring 211 located on the second direction side.
  • the outer ring side spacer 208 is sandwiched between the outer ring 212 located on the first direction side in the axial direction CL and the outer ring 212 located on the second direction side.
  • the preload adjustment is performed after the components of the support mechanism 200 such as the rotary shaft 201, the bearing 202, and the housing 203 are combined as shown in FIG.
  • the preload is a load applied in advance to the bearing 202 in order to eliminate the internal clearance of the bearing 202.
  • the preload adjustment is performed, for example, by tightening the adjustment nut 205 so as to press the inner rings 211 positioned on the first direction side and the second direction side in the axial direction CL. By shifting the inner ring 211 and the outer ring 212 in the direction of the axis CL, the ball 213 is pressed between the inner ring 211 and the outer ring 212.
  • the diagnostic device 1 includes a sensor unit 2, a control device 3, and a display device 4.
  • Sensor unit 2 detects the heat flux from the bearing 202 toward the outside.
  • the sensor unit 2 outputs a sensor signal corresponding to the heat flux from the bearing 202 to the outside toward the control device 3.
  • the sensor unit 2 is attached to the surface of the housing 203. Details of the structure of the sensor unit 2 will be described later.
  • two sensor units 2 a and 2 b are used as the sensor unit 2.
  • the 1st sensor part 2a is arrange
  • the 2nd sensor part 2b is arrange
  • the sensor unit 2 is connected to the input side of the control device 3.
  • the control device 3 performs diagnostic control of the assembled state of the bearing 202.
  • the assembled state of the bearing 202 is a preload state of the bearing 202.
  • This diagnostic control is control for determining whether the assembled state of the bearing 202 is appropriate based on the detection result of the sensor unit 2. Therefore, the control device 3 constitutes a determination unit that determines whether the assembled state of the bearing 202 is appropriate based on the detection result of the heat flux sensor 10.
  • the display device 4 is connected to the output side of the control device 3.
  • the control device 3 causes the display device 4 to display the determination result.
  • the control device 3 includes a microcomputer, a storage device, and the like.
  • the display device 4 is a notification device for notifying the user of the determination result.
  • a liquid crystal display or the like is used as the display device 4.
  • the sensor unit 2 includes two heat flux sensors 10, a thermal buffer 11, and a radiator 12.
  • the two heat flux sensors 10, the thermal buffer 11, and the radiator 12 are all flat.
  • the internal structure of the two heat flux sensors 10 is the same.
  • One of the two heat flux sensors 10 is the first heat flux sensor 10a.
  • the other of the two heat flux sensors 10 is the second heat flux sensor 10b.
  • the first heat flux sensor 10 a is disposed in contact with the outer surface of the housing 203.
  • the second heat flux sensor 10b is disposed on the side away from the housing 203, that is, the bearing 202, with respect to the first heat flux sensor 10a.
  • the thermal buffer 11 is disposed between the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b.
  • the radiator 12 is disposed on the side away from the bearing 202 with respect to the second heat flux sensor 10b. That is, in the sensor unit 2, the first heat flux sensor 10a, the thermal buffer 11, the second heat flux sensor 10b, and the radiator 12 are arranged in this order from the side closer to the bearing 202 toward the side away from the bearing 202. Yes.
  • the first heat flux sensor 10a outputs a first sensor signal corresponding to the heat flux passing through the first heat flux sensor 10a from the bearing 202 side of the first heat flux sensor 10a toward the heat buffer 11 side.
  • the second heat flux sensor 10b outputs a second sensor signal corresponding to the heat flux passing through the second heat flux sensor 10b from the heat buffer 11 side of the second heat flux sensor 10b toward the opposite side.
  • the planar shape of each of the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b is a rectangle having the same shape and size.
  • the heat buffer 11 has a predetermined heat capacity.
  • the thermal buffer 11 is made of a metal material or a resin material. As will be described later, the material and thickness of the thermal buffer 11 are set so as to have a heat capacity capable of detecting a change in the heat flux emitted from the bearing 202 toward the outside.
  • the planar shape of the thermal buffer 11 is the same as the planar shape and shape of the first heat flux sensor 10a. The planar shape of the thermal buffer 11 may be different from the planar shape and shape of the first heat flux sensor 10a.
  • the heat radiator 12 has a predetermined heat capacity.
  • the radiator 12 is made of a metal material or a resin material. The material and thickness of the radiator 12 are set so that the heat capacity thereof is larger than the heat capacity of the heat buffer 11.
  • the planar shape of the heat radiating body 12 is larger than the planar shapes of the first heat flux sensor 10a, the heat buffer 11, and the second heat flux sensor 10b.
  • the radiator 12 is fixed to the housing 203 with the first heat flux sensor 10a, the thermal buffer 11, and the second heat flux sensor 10b interposed therebetween. Specifically, screw holes are formed in the outer peripheral portion of the radiator 12.
  • the radiator 12 is fixed to the housing 203 by screws 13 inserted into the screw holes.
  • a spacer 14 is disposed between the housing 203 and the radiator 12. The screw 13 passes through the inside of the spacer 14.
  • the insulating base material 100, the surface protection member 110, and the back surface protection member 120 are integrated, and the first and second thermoelectric elements are integrated in the integrated body.
  • the members 130 and 140 are alternately connected in series.
  • the surface protection member 110 is omitted.
  • the insulating base material 100, the surface protection member 110, and the back surface protection member 120 are in the form of a film and are made of a flexible resin material such as a thermoplastic resin.
  • the insulating base material 100 is formed with a plurality of first and second via holes 101 and 102 penetrating in the thickness direction.
  • First and second thermoelectric members 130 and 140 made of different thermoelectric materials such as metals and semiconductors are embedded in the first and second via holes 101 and 102.
  • the first connection portions of the first and second thermoelectric members 130 and 140 are constituted by the surface conductor pattern 111 arranged on the surface 100 a of the insulating base material 100.
  • the second connection portions of the first and second thermoelectric members 130 and 140 are configured by the back surface conductor pattern 121 disposed on the back surface 100 b of the insulating base material 100.
  • thermoelectromotive force is generated in the first and second thermoelectric members 130 and 140 by the Seebeck effect.
  • the heat flux sensor 10 outputs this thermoelectromotive force, specifically, a voltage as a sensor signal.
  • the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b are configured to output sensor signals having the same absolute value when the heat fluxes passing through the same have the same magnitude. ing.
  • the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b are electrically connected to the control device 3 while being connected in series with each other.
  • the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b have a relationship in which the polarities are opposite when the heat flux from the bearing 202 sequentially passes through the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b. It arrange
  • the first and second heat flux sensors 10a and 10b are arranged so that the surface protection members 110 face each other.
  • the surface conductor patterns 111 of the first and second heat flux sensors 10 a and 10 b are connected to each other through the external wiring 151.
  • the back conductor patterns 121 of the first and second heat flux sensors 10 a and 10 b are connected to the control device 3 via the external wiring 152. Accordingly, when the heat flux passes through the first heat flux sensor 10a from the back surface protection member 120 side to the surface protection member 110 side, the heat flux protects the second heat flux sensor 10b from the surface protection member 110 side to the back surface protection. It passes to the member 120 side. Therefore, the polarities of the first and second sensor signals output from the first and second heat flux sensors 10a and 10b are opposite.
  • the first and second heat flux sensors 10a and 10b output a positive sensor signal when the heat flux passes from the back surface protection member 120 side to the surface protection member 110 side. For this reason, when a heat flux flows from the bearing 202 side toward the radiator 12 side, a positive sensor signal is output from the first heat flux sensor 10a, and a negative sensor signal is output from the second heat flux sensor 10b. .
  • the sensor unit 2 outputs a sensor signal, which is a combination of the first sensor signal and the second sensor signal, to the control device 3.
  • a sensor signal which is a combination of the first sensor signal and the second sensor signal
  • the sensor signal output from the sensor unit 2 becomes large.
  • Such a case corresponds to, for example, a case where the heat flux released from the object increases rapidly.
  • the difference between the heat fluxes passing through the first and second heat flux sensors 10a and 10b is small, the output output from the sensor unit 2 is small.
  • Such cases include, for example, when the heat flux released from the object decreases or when the heat flux released from the object is constant and a predetermined time has elapsed.
  • the sliding portion of the bearing 202 when the rotary shaft 201 rotates, the sliding portion of the bearing 202 generates heat. When the rotation of the rotating shaft 201 stops, the sliding portion of the bearing 202 does not generate heat. Therefore, when the rotating shaft 201 repeats rotating and stopping, the heat flux from the sliding portion of the bearing 202 to the outside repeatedly increases and decreases. For this reason, when the bearing 202 is in an appropriate preload state, the waveform indicating the change in the output value of the sensor unit 2 over time is regulated along the rotation and stop cycles of the rotating shaft 201 as shown in FIG. Waveforms that increase or decrease automatically.
  • the reason for this is as follows. As described above, when the rotating shaft 201 repeats rotating and stopping, the heat flux from the sliding portion of the bearing 202 to the outside repeatedly increases and decreases. At this time, as shown in FIG. 2, the first heat flux sensor 10 a has nothing to block the heat flux from the housing 203. For this reason, the heat flux passing through the first heat flux sensor 10 a increases or decreases in the same manner as the heat flux flowing through the housing 203.
  • the heat buffer 11 is arrange
  • the heat flux passing through the second heat flux sensor 10b gradually increases and decreases with a delay from the heat flux passing through the first heat flux sensor 10a.
  • the sensor signal output from the sensor unit 2 toward the control device 3 is a combination of the first sensor signal and the second sensor signal. For this reason, the output value of the sensor unit 2 regularly increases or decreases along with the rotation and stop cycle of the rotating shaft 201.
  • the bearing 202 When the bearing 202 is in an excessive preload state, the friction at the sliding portion of the bearing 202 increases. For this reason, when the rotating shaft 201 rotates, the amount of heat generated by the sliding portion of the bearing 202 increases. Therefore, when the bearing 202 is in an excessive preload state, as shown by the solid line in FIG. 6, the output of the sensor unit 2 at the time of rotation is compared with the output value of the sensor unit 2 when the preload is appropriate indicated by the wavy line. The value increases.
  • the output value of the sensor unit 2 varies depending on whether the preload state of the bearing 202 is appropriate preload, excessive preload, or insufficient preload. Therefore, an upper limit threshold value for discriminating between an appropriate preload state and an excessive preload state, and a lower limit threshold value for discriminating between an appropriate preload state and an insufficient preload state are set in advance. Then, the output value of the sensor unit 2 is compared with the upper and lower thresholds. Thereby, it can be determined whether the preload state of the bearing 202 is appropriate.
  • the control device 3 diagnoses the assembled state based on the detection result of the sensor unit 2.
  • Each step shown in FIG. 7 constitutes a function realization unit that realizes various functions. This diagnosis is performed for each detection result of the sensor unit 2a and the sensor unit 2b.
  • step S1 the control device 3 acquires the detection value of the sensor unit 2.
  • an output value (specifically, a voltage value) of the sensor unit 2 at a predetermined time is acquired.
  • a correction value obtained by correcting the output value may be acquired as a detection value.
  • step S2 the control device 3 compares the detected value with an upper limit threshold and a lower limit threshold stored in advance in the storage device, and determines whether or not the detected value is within an appropriate range. If the detected value is a value between the upper limit threshold and the lower limit threshold, that is, if the detected value is within the appropriate range, the control device 3 determines YES and proceeds to step S3. In step S3, the control device 3 outputs a control signal for causing the display device 4 to display that the preload state is appropriate. Thereby, the display device 4 displays that the preload state is appropriate.
  • step S2 if the detected value exceeds the upper threshold value in step S2, or if the detected value is lower than the lower threshold value, that is, if the detected value is outside the appropriate range, the control device 3 makes a NO determination and proceeds to step S4. move on.
  • step S4 the control device 3 outputs a control signal for causing the display device 4 to display that the preload state is inappropriate. Thereby, the display device 4 displays that the preload state is inappropriate.
  • a display may be displayed indicating that the preload state is an excessive preload state or a preload insufficient state.
  • the diagnostic device 1 of the present embodiment it is possible to diagnose whether or not the preload state of the bearing 202 is appropriate.
  • the sensor unit 2 includes the thermal buffer 11 between the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b.
  • the control device 3 determines whether or not the preload state of the bearing 202 is appropriate based on the first sensor signal output from the first heat flux sensor 10a and the second sensor signal output from the second heat flux sensor 10b.
  • the heat buffer 11 accumulates and releases heat. For this reason, when the heat flux released from the sliding portion of the bearing 202 changes, the heat flux passing through the second heat flux sensor 10b is slower and slower than the heat flux passing through the first heat flux sensor 10a. To change. Therefore, a change in the heat flux emitted from the sliding portion of the bearing 202 can be detected from the difference between the first sensor signal and the second sensor signal.
  • the heat flux emitted from the sliding portion of the bearing 202 can be detected even if only one heat flux sensor 10 is used instead of the sensor portion 2 of the present embodiment.
  • the heat flux passing through the heat flux sensor 10 also changes under the influence of the environmental temperature. That is, even when the heat generation amount at the sliding portion of the bearing 202 is the same, the heat flux passing through the heat flux sensor 10 is larger when the environmental temperature is low and when the environmental temperature is high and low. .
  • the control device 3 erroneously determines that the preload state of the bearing 202 is not appropriate. In order to avoid this erroneous determination, it is conceivable to set the upper limit threshold value high in consideration of the environmental temperature fluctuation. However, in this case, even if the preload state of the bearing 202 is an excessive preload state, it is erroneously determined as appropriate.
  • the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b of the sensor unit 2 of the present embodiment are arranged on both sides of the heat buffer 11. Therefore, both are arranged in a relatively close position.
  • a change in the environmental temperature around the sensor unit 2 usually occurs gradually over a long period of one day. For this reason, even if the thermal buffer 11 is disposed between the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b, the influence of the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b on the environmental temperature is not affected. Same or close to the same.
  • Each of the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b outputs a sensor signal corresponding to the heat flux affected by the same environmental temperature.
  • the absolute values of the outputs for the same heat flux size are the same. Therefore, by using the sum of the outputs of the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b, the influence of the environmental temperature on the detection result of the sensor unit 2 can be excluded (that is, canceled).
  • the output waveform of the sensor unit 2 when the bearing 202 is in the proper preload state is one in which the influence of the environmental temperature is excluded, like the output waveform when the preload is appropriate as shown in FIG.
  • the output waveform when the preload is appropriate as shown in FIG.
  • the assembled state of the bearing 202 can be diagnosed with high accuracy.
  • the absolute values of the outputs for the same heat flux size are not necessarily the same. It is only necessary that the absolute values of both outputs are close. Even in this case, the influence of the environmental temperature on the detection result of the sensor unit 2 can be reduced by using the sum of the outputs of the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b.
  • the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b are configured such that the heat flux from the sliding portion of the bearing 202 is the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b.
  • the first sensor signal and the second sensor signal having opposite polarities are output.
  • the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b are electrically connected to the control device 3 while being connected in series with each other. Thereby, a sensor signal obtained by combining the first sensor signal and the second sensor signal can be output from the sensor unit 2 to the control device 3. For this reason, the calculation of the sum of the first sensor signal and the second sensor signal in the control device 3 can be omitted. That is, the arithmetic processing of the control device 3 can be simplified.
  • the sensor unit 2 may have a configuration without the radiator 12.
  • the surface temperature of the second heat flux sensor 10b changes instantaneously due to, for example, wind hitting the surface of the second heat flux sensor 10b. This affects the heat flux passing through the sensor unit 2. For this reason, the detection accuracy of the heat flux of the sensor part 2 will fall.
  • the sensor unit 2 of the present embodiment includes a radiator 12 having a predetermined heat capacity.
  • the heat capacity of the heat radiating body 12 is made larger than the heat capacity of the heat buffer 11.
  • the assembled state diagnosis device 1 As shown in FIG. 9, the assembled state diagnosis device 1 according to the present embodiment diagnoses the assembled state of the transfer device 300.
  • the transfer device 300 includes a ball screw 301, a support member 302, a motor 303, a pedestal 304, a rail 305, and a guide block 306.
  • the support member 302 is omitted for easy understanding.
  • the ball screw 301 is a machine element component that converts rotational motion into linear motion.
  • the ball screw 301 includes a screw shaft 311, a nut 312, and a ball 313.
  • a ball 313 is inserted between the screw shaft 311 and the nut 312.
  • the support member 302 supports both ends of the screw shaft 311 in the axial direction.
  • the motor 303 is a power source that rotates the screw shaft 311.
  • the pedestal 304 is for mounting a device or the like to be transferred.
  • the pedestal 304 has a planar rectangular shape whose longitudinal direction is a direction orthogonal to the axial direction of the screw shaft 311 (that is, the vertical direction in FIG. 9).
  • the pedestal 304 is connected to the nut 312 at a substantially central portion in the longitudinal direction. Both ends of the pedestal 304 in the longitudinal direction are connected to the guide block 306.
  • the rail 305 is a linear member. Two rails 305 are used, and are fixed to a base plate 307 as shown in FIG.
  • the guide block 306 is engaged with the rail 305.
  • the guide block 306 is a guide member that moves along the rail 305. When the guide block 306 moves on the rail 305, the rail 305 and the guide block 306 rub against each other. A portion of the rail 305 that rubs against the guide block 306 is a sliding portion. Accordingly, in the present embodiment, the two rails 305 constitute an assembly part having a sliding portion.
  • the components of the transfer device 300 such as the rail 305 and the guide block 306 described above are assembled as shown in FIGS. At this time, the two rails 305 are installed in parallel.
  • the configuration of the diagnostic device 1 of the present embodiment is the same as that of the diagnostic device 1 of the first embodiment.
  • the sensor unit 2 is attached to the surface of the guide block 306 of the transfer device 300.
  • the sensor unit 2 includes a first heat flux sensor 10a, a heat buffer 11, a second heat flux sensor 10b, and a radiator 12 from the side closer to the guide block 306 toward the side away from the guide block 306. Arranged in order.
  • the control device 3 diagnoses whether or not the assembled state of the two rails 305 is appropriate.
  • the assembled state of the two rails 305 here is an installed state of the two rails 305.
  • the control device 3 diagnoses whether or not the installation state of the two rails 305 is appropriate, that is, whether the parallelism of the two rails 305 is good or bad.
  • the transfer device 300 repeats an operation cycle in which the travel and stop of the pedestal 304 are one cycle. While the pedestal 304 is traveling, the output value of the sensor unit 2 increases due to friction between the sliding portion of the rail 305 and the sliding portion of the guide block 306. While the pedestal 304 is stopped, the output value of the sensor unit 2 decreases.
  • the waveform indicating the change in the output value of the sensor unit 2 over time when the two rails 305 are in a parallel state is in line with the operation cycle of the transfer device 300 as shown in FIG.
  • the waveform increases and decreases regularly.
  • a portion that is not locally parallel to the two rails 305 may occur due to the fact that at least a part of the two rails 305 is wavy or floating.
  • the waveform indicating the change in the output value of the sensor unit 2 with the passage of time when the parallelism is poor has a larger output peak value than when the parallelism is good. It becomes a waveform.
  • the output value of the sensor unit 2 differs between when the parallelism of the two rails 305 is good and when it is bad. Therefore, a threshold value for discriminating between the state where the parallelism of the two rails 305 is good and the state where it is bad is set in advance, and the output value of the sensor unit 2 is compared with the threshold value. Thereby, it can be determined whether the assembled state of the two rails 305 is appropriate.
  • the control device 3 diagnoses the assembled state based on the detection result of the sensor unit 2 as in the first embodiment. Specifically, the control device 3 compares the detection value of the sensor unit 2 with a threshold value. When the detected value does not exceed the threshold value as indicated by the wavy line in FIG. 12, the control device 3 determines that the assembled state is appropriate. On the other hand, as shown by the solid line in FIG. 12, when the detected value exceeds the threshold value, the control device 3 determines that the assembled state is not appropriate. Thus, according to the diagnostic apparatus 1 of this embodiment, it can be diagnosed whether the assembly state of the two rails 305 is appropriate.
  • the sensor unit 2 used in the diagnostic device 1 of the present embodiment has the same configuration as the sensor unit 2 of the first embodiment. For this reason, also in the diagnostic apparatus 1 of this embodiment, there exists an effect similar to the diagnostic apparatus 1 of 1st Embodiment.
  • the sensor unit 2 of the present embodiment has a flat heat receiving body 16.
  • the heat receiving body 16 is disposed closer to the housing 203 than the first heat flux sensor 10a, that is, on the bearing 202 side. Therefore, the heat receiving body 16 is disposed between the bearing 202 and the first heat flux sensor 10a.
  • the heat receiving body 16 has a predetermined heat capacity like the heat buffer 11 and the heat radiating body 12.
  • the heat receiving body 16 is made of a metal material or a resin material. The material and thickness of the heat receiving body 16 are set so that the heat capacity thereof is smaller than that of the heat buffer 11 and the heat radiating body 12.
  • the planar shape of the heat receiving body 16 is the same as the planar shape and shape of the first heat flux sensor 10a. The planar shape of the heat receiving body 16 may be different from the planar shape and shape of the first heat flux sensor 10a.
  • the heat capacity of the heat receiving body 16 is set small. For this reason, the sensor part 2 of this embodiment can detect the heat flux change by rotation and the stop of the rotating shaft 201 which is a detection purpose. That is, in the sensor unit 2 of the present embodiment, the heat capacity of the heat receiving body 16 is set to a size that can detect a change in heat flux due to the rotation and stop of the rotating shaft 201.
  • the diagnostic device 1 of the present embodiment can perform a diagnosis with high accuracy as to whether or not the preload state of the bearing 202 is appropriate.
  • the sensor unit 2 may have the heat receiving body 16. Thereby, there exists an effect similar to this embodiment.
  • the first and second heat flux sensors 10a and 10b are connected via a bent shape portion 10c having a bent shape. Similar to the first and second heat flux sensors 10a and 10b, the bent shape portion 10c has a structure in which an insulating base material 100, a surface protection member 110, and a back surface protection member 120 are laminated. Thus, the sensor unit 2 of the present embodiment is integrated with the first and second heat flux sensors 10a and 10b.
  • the sensor unit 2 of the present embodiment has a structure in which one heat flux sensor 10 is bent so as to sandwich the thermal buffer 11.
  • the insulating base material 100, the surface protection member 110, and the back surface protection member 120 are each made of a flexible resin material. For this reason, the heat flux sensor 10 can be bent easily. Thereby, the structure by which the thermal buffer 11 is arrange
  • the back surface conductor patterns 121 are connected to each other.
  • the first and second heat flux sensors 10 a and 10 b are electrically connected not by the external wiring 151 but by a wiring pattern inside the heat flux sensor 10.
  • mutual mutual surface conductor patterns 111 may be connected.
  • the first and second heat flux sensors 10a and 10b are constituted by one heat flux sensor 10, and the external wiring for connecting the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b. 151 can be eliminated. Therefore, the number of parts can be reduced.
  • the diagnosis device 1 according to the first embodiment uses the assembled state of the bearing 202 as a diagnosis target.
  • the diagnostic device 1 according to the second embodiment uses the assembled state of the two rails 305 as a diagnosis target.
  • the diagnosis target of the diagnostic apparatus 1 is not limited to these.
  • the diagnostic apparatus 1 can set the assembled state of other assembled parts as a diagnosis target. However, in the other assembled parts, the magnitude of the heat flux from the sliding portion differs depending on whether the assembled state is appropriate or inappropriate.
  • the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b are electrically connected to the control device 3 in a state where they are connected in series.
  • the controller 3 may be connected in parallel.
  • the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor are output so as to output the first sensor signal and the second sensor signal having opposite polarities.
  • 10b was arrange
  • the first heat flux sensor 10a and the second heat flux sensor 10b may be arranged so as to output the first sensor signal and the second sensor signal having the same polarity.
  • the first heat flux sensor 10 a and the second heat flux sensor 10 b are connected in parallel to the control device 3.
  • the control device 3 calculates the difference between the first sensor signal and the second sensor signal. Thereby, diagnosis control can be performed similarly to the first and second embodiments.
  • the insulating base material 100, the surface protection member 110, and the back surface protection member 120 of the heat flux sensor 10 are made of a flexible insulating material other than a resin material. It may be configured. Furthermore, the insulating base material 100, the surface protection member 110, and the back surface protection member 120 may be made of an insulating material having no flexibility. Further, the heat flux sensor 10 may have a structure without the front surface protection member 110 and the back surface protection member 120. Further, as the heat flux sensor 10, a sensor having a configuration different from the above configuration may be used.
  • the insulating base material 100, the surface protection member 110, and the back surface protection member 120 of the heat flux sensor 10 are made of an insulating material having flexibility other than the resin material. May be.
  • the heat flux sensor 10 may have a structure without the front surface protection member 110 and the back surface protection member 120.
  • the first heat flux sensor 10 a and the second heat flux sensor 10 b are connected via a bent portion 10 c formed of the insulating base material 100.
  • the bent shape portion 10 c only needs to be configured to include the same insulating material as that of the insulating base material 100.
  • the sensor unit 2 of each of the above embodiments includes the two heat flux sensors 10, the thermal buffer 11, and the radiator 12, the radiator 12 may not be provided. In this case, the sensor unit 2 is fixed by using another fixing member or an adhesive.
  • the voltage is used as the sensor signal of the sensor unit 2, but a current may be used.
  • the diagnostic apparatus of an assembly state is provided with a sensor part and a determination part.
  • a sensor part detects the heat flux which flows toward the exterior from a sliding part.
  • the determination unit determines whether or not the assembled state of the assembled component is appropriate based on the detection result detected by the sensor unit.
  • the sensor unit includes a first heat flux sensor, a second heat flux sensor, and a thermal buffer disposed between the first heat flux sensor and the second heat flux sensor.
  • the first heat flux sensor outputs a first sensor signal corresponding to the heat flux passing through the first heat flux sensor.
  • the second heat flux sensor outputs a second sensor signal corresponding to the heat flux passing through the second heat flux sensor.
  • the determination unit determines whether there is an abnormality in the target device based on the first sensor signal and the second sensor signal.
  • the sensor unit includes a thermal buffer disposed between the first heat flux sensor and the second heat flux sensor. For this reason, when the heat flux emitted from the sliding portion changes, the heat flux passing through the second heat flux sensor changes more slowly with a delay than the heat flux passing through the first heat flux sensor. Therefore, a change in the heat flux emitted from the sliding portion can be detected from the difference between the first sensor signal and the second sensor signal.
  • the first heat flux sensor and the second heat flux sensor are arranged on both sides of the thermal buffer, and both are arranged at relatively close positions.
  • a change in environmental temperature which is the temperature of the environment in which the sensor unit is installed, usually occurs gradually over a long period of time. For this reason, the influence which a 1st heat flux sensor and a 2nd heat flux sensor receive from environmental temperature is the same or close to the same.
  • Each of the first heat flux sensor and the second heat flux sensor outputs a sensor signal corresponding to the heat flux affected by the same or similar environmental temperature. Therefore, by using both sensor signals, the influence of the environmental temperature on the detection result of the sensor unit can be excluded or reduced.
  • the diagnostic device of the second aspect it is possible to diagnose the assembled state of the assembled component with high accuracy.
  • the sensor unit is disposed on a side farther from the assembly component than the second heat flux sensor, and has a heat radiator having a predetermined heat capacity.
  • the heat capacity of the heat radiating body is made larger than the heat capacity of the heat buffer. According to this, even when a large amount of heat is released from the sliding portion, heat can be flowed from the sliding portion toward the heat radiating body. For this reason, it is possible to suppress heat from being trapped inside the sensor unit.
  • the sensor unit has a heat receiving body arranged closer to the assembly component than the first heat flux sensor.
  • the heat capacity of the heat receiving body is smaller than the heat capacity of the heat buffer.
  • the sensor unit when the heat flux from the sliding portion sequentially passes through the first heat flux sensor and the second heat flux sensor, the sensor unit is configured to output the first sensor signal and the second sensor signal.
  • the first heat flux sensor and the second heat flux sensor are arranged so that the polarities are opposite.
  • the first heat flux sensor and the second heat flux sensor are electrically connected in series.
  • the sensor unit can output a sensor signal obtained by combining the first sensor signal and the second sensor signal. For this reason, the calculation process of the sum of a 1st sensor signal and a 2nd sensor signal can be made unnecessary.
  • each of the first heat flux sensor and the second heat flux sensor includes a flexible film-like insulating base, a plurality of first thermoelectric members, and a plurality of second heat flux sensors. And a thermoelectric member.
  • the first thermoelectric members and the second thermoelectric members are alternately connected in series.
  • the first heat flux sensor and the second heat flux sensor are connected via a bent portion that includes an insulating material.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

診断装置1は、摺動部を有する組付部品の組付状態を診断する。診断装置1は、摺動部から外部に向かって流れる熱流束を検出するセンサ部2と、センサ部2が検出した検出結果に基づいて、組付部品の組付状態が適正か否かを判定する制御装置3とを備える。摺動部を有する組付部品の組付状態が適正のときと不適正のときでは、摺動部からの熱流束の大きさが異なる。このため、診断装置1によれば、組付部品の組付状態が適正か否かを診断できる。

Description

組付状態の診断装置
 本発明は、摺動部を有する組付部品の組付状態を診断する組付状態の診断装置に関するものである。
 熱流束を検出する熱流束センサとして、例えば、特許文献1に開示されたものがある。
特許第5376086号公報
 ところで、生産設備等の設備の新規設置や修理及びメンテナンスなどにおいて、設備を構成する組付部品の組付作業が行われる。この組付作業では、組付後に組付部品の組付状態が適正か否かを判断する必要がある。
 しかし、組付状態が適正か否かを人が判断することは難しい。このため、組付状態が適正か否かを診断できる診断装置の実現が望まれる。
 本発明は上記点に鑑みて、組付部品の組付状態が適正か否かを診断できる組付状態の診断装置を提供することを目的とする。
 組付状態の診断装置に係る第一の形態は、摺動部を有する組付部品の組付状態を診断する組付状態の診断装置であって、摺動部から外部に向かって流れる熱流束を検出するセンサ部と、センサ部が検出した検出結果に基づいて、組付部品の組付状態が適正か否かを判定する判定部とを備える。
 摺動部を有する組付部品の組付状態が適正のときと不適正のときでは、摺動部からの熱流束の大きさが異なる。このため、本発明の診断装置によれば、組付部品の組付状態が適正か否かを診断できる。
 なお、特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
 添付された図面において、
第1実施形態における回転軸の支持機構と組付状態の診断装置1の構成を示す図である。 図1に示すセンサ部の断面図である。 図2に示す熱流束センサの平面図である。 図3に示すIV-IV線での熱流束センサの断面図である。 軸受の予圧状態が適正のときのセンサ部の出力波形を示す図である。 軸受の予圧状態が予圧過剰、予圧不足のときのセンサ部の出力波形を示す図である。 第1実施形態における組付状態の診断制御を示すフローチャートである。 1つの熱流束センサを用いた第1実施形態の変形例において、予圧適正のときであって、環境温度の影響を受けたときの熱流束センサの出力波形を示す図である。 第2実施形態における移送装置と組付状態の診断装置の構成を示す図である。 図9中の移送装置のX矢視図である。 2本のレールの組付状態が適正のときのセンサ部の出力波形を示す図である。 2本のレールの組付状態が不適正のときのセンサ部の出力波形を示す図である。 第3実施形態におけるセンサ部の断面図である。 第4実施形態におけるセンサ部の断面図である。
 以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
 (第1実施形態)
 図1に示すように、本実施形態における組付状態の診断装置1は、回転軸の支持機構200の組付状態を診断する。
 支持機構200は、生産設備などに設けられる。支持機構200は、回転軸201と、複数の軸受202と、ハウジング203と、カバー204とを備える。
 回転軸201は、軸心CLを中心に回転する。回転軸201には、調整用ナット205が取り付けられている。調整用ナット205は、予圧を調整するための部材である。
 軸受202は、回転軸201を支持する部品である。軸受202は、摺動部を有する組付部品である。複数の軸受202は、回転軸201の軸方向CLの第一の方向側と第二の方向側にそれぞれ配置されている。本実施形態では、軸方向CLの第一の方向側に、1つの軸受202が配置されている。軸方向CLの第二の方向側に、2つの軸受202が配置されている。
 軸受202は、内輪211と、外輪212と、転動体としての玉213とを備える。内輪211が回転軸201に固定されている。外輪212がハウジング203に固定されている。内輪211が、回転軸201とともに回転する。このとき、内輪211および外輪212と玉213とが、こすれながら滑り合う。すなわち、内輪211および外輪212のうち玉213とこすれながら滑り合う部分が摺動部となる。
 ハウジング203は、複数の軸受202を支持する支持部材である。ハウジング203の内部に複数の軸受202が収納されている。カバー204は、ハウジング203の開口部を覆っている。カバー204は、固定用ナット206によって、ハウジング203に固定されている。
 さらに、支持機構200は、内輪側スペーサ207と、外輪側スペーサ208とを備える。内輪側スペーサ207は、軸方向CLの第一の方向側に位置する内輪211と第二の方向側に位置する内輪211との間に挟まれている。外輪側スペーサ208は、軸方向CLの第一の方向側に位置する外輪212と第二の方向側に位置する外輪212との間に挟まれている。
 支持機構200の組付けでは、上記した回転軸201、軸受202、ハウジング203等の支持機構200の各部品が図1に示すように組み合わされた後に、予圧調整が行われる。予圧は、軸受202の内部すきまをなくすために、軸受202にあらかじめ加える荷重のことである。予圧調整は、例えば、軸方向CLの第一の方向側と第二の方向側に位置する内輪211同士を押しつけるように、調整用ナット205を締め上げることで行われる。内輪211と外輪212を軸心CLの方向にずらすことで、内輪211と外輪212の間で玉213が押しつけられた状態となる。
 診断装置1は、センサ部2と、制御装置3と、表示装置4とを備えている。
 センサ部2は、軸受202から外部に向かう熱流束を検出する。センサ部2は、軸受202から外部に向かう熱流束に応じたセンサ信号を制御装置3に向けて出力する。センサ部2は、ハウジング203の表面に取り付けられている。センサ部2の構造の詳細については後述する。
 本実施形態では、センサ部2として、2つのセンサ部2a、2bが用いられている。第一のセンサ部2aは、軸心CL方向の第一の方向側の軸受202に対応して配置されている。第二のセンサ部2bは、軸心CL方向の第二の方向側の軸受202に対応して配置されている。
 制御装置3の入力側に、センサ部2が接続されている。制御装置3は、軸受202の組付状態の診断制御を行う。ここでいう軸受202の組付状態とは、軸受202の予圧状態である。この診断制御は、センサ部2の検出結果に基づいて、軸受202の組付状態が適正か否かを判定する制御である。したがって、制御装置3が、熱流束センサ10の検出結果に基づいて、軸受202の組付状態が適正か否かを判定する判定部を構成している。
 制御装置3の出力側には、表示装置4が接続されている。制御装置3は、判定結果を表示装置4に表示させる。制御装置3は、マイクロコンピュータ、記憶装置等を有して構成される。
 表示装置4は、判定結果をユーザに報知するための報知装置である。表示装置4としては、液晶ディスプレイ等が用いられる。
 次に、センサ部2の構造について説明する。図2に示すように、センサ部2は、2つの熱流束センサ10と、熱緩衝体11と、放熱体12とを備えている。2つの熱流束センサ10、熱緩衝体11および放熱体12は、いずれも平板状である。
 2つの熱流束センサ10の内部構造は同じである。2つの熱流束センサ10の一方が第1熱流束センサ10aである。2つの熱流束センサ10の他方が第2熱流束センサ10bである。
 第1熱流束センサ10aは、ハウジング203の外面に接して配置されている。第2熱流束センサ10bは、第1熱流束センサ10aに対してハウジング203、すなわち、軸受202から離れた側に配置されている。熱緩衝体11は、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bの間に配置されている。放熱体12は、第2熱流束センサ10bに対して軸受202から離れた側に配置されている。すなわち、センサ部2は、軸受202に近い側から軸受202から離れた側に向かって、第1熱流束センサ10a、熱緩衝体11、第2熱流束センサ10b、放熱体12が順に配置されている。
 第1熱流束センサ10aは、第1熱流束センサ10aの軸受202側から熱緩衝体11側に向かって、第1熱流束センサ10aを通過する熱流束に応じた第1センサ信号を出力する。第2熱流束センサ10bは、第2熱流束センサ10bの熱緩衝体11側からその反対側に向かって、第2熱流束センサ10bを通過する熱流束に応じた第2センサ信号を出力する。第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bのそれぞれの平面形状は、形と大きさが同じ矩形である。
 熱緩衝体11は、所定の熱容量を有している。熱緩衝体11は、金属材料または樹脂材料で構成される。熱緩衝体11は、後述の通り、軸受202から外部に向かって放出される熱流束の変化を検出できる熱容量となるように、材質や厚さが設定されている。熱緩衝体11の平面形状は、第1熱流束センサ10aの平面形状と形と大きさが同じである。なお、熱緩衝体11の平面形状は、第1熱流束センサ10aの平面形状と形と大きさが異なっていてもよい。
 放熱体12は、所定の熱容量を有している。放熱体12は、金属材料または樹脂材料で構成されている。放熱体12は、その熱容量が熱緩衝体11の熱容量よりも大きくなるように、材質や厚さが設定されている。放熱体12の平面形状は、第1熱流束センサ10a、熱緩衝体11、第2熱流束センサ10bの平面形状よりも大きくされている。放熱体12は、第1熱流束センサ10a、熱緩衝体11、第2熱流束センサ10bを挟んだ状態で、ハウジング203に固定されている。具体的には、放熱体12の外周部にネジ穴が形成されている。ネジ穴に挿入されたネジ13によって、放熱体12がハウジング203に固定されている。なお、ハウジング203と放熱体12との間には、スペーサ14が配置されている。ネジ13は、スペーサ14の内部を貫通している。
 図3、4に示すように、1つの熱流束センサ10は、絶縁基材100、表面保護部材110、裏面保護部材120が一体化され、この一体化されたものの内部で第1、第2熱電部材130、140が交互に直列に接続された構造を有する。なお、図3では、表面保護部材110を省略している。絶縁基材100、表面保護部材110、裏面保護部材120は、フィルム状であって、熱可塑性樹脂等の可撓性を有する樹脂材料で構成されている。絶縁基材100は、その厚さ方向に貫通する複数の第1、第2ビアホール101、102が形成されている。第1、第2ビアホール101、102に互いに異なる金属や半導体等の熱電材料で構成された第1、第2熱電部材130、140が埋め込まれている。絶縁基材100の表面100aに配置された表面導体パターン111によって第1、第2熱電部材130、140の第一の接続部が構成されている。絶縁基材100の裏面100bに配置された裏面導体パターン121によって第1、第2熱電部材130、140の第二の接続部が構成されている。
 熱流束センサ10の厚さ方向にて、熱流束が熱流束センサ10を通過すると、第1、第2熱電部材130、140の第一の接続部と第二の接続部に温度差が生じる。これにより、ゼーベック効果によって第1、第2熱電部材130、140に熱起電力が発生する。熱流束センサ10は、この熱起電力、具体的には、電圧をセンサ信号として出力する。
 本実施形態では、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bとは、それぞれを通過する熱流束が同じ大きさのとき、絶対値が同じ大きさのセンサ信号を出力するように構成されている。
 また、図2に示すように、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bは、互いに直列に接続された状態で、制御装置3に電気的に接続されている。第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bは、軸受202からの熱流束が第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bを順に通過したときに、極性が反対の関係を有する第1センサ信号と第2センサ信号を出力するように配置されている。
 具体的には、第1、第2熱流束センサ10a、10bは、互いの表面保護部材110が対向するように配置されている。そして、図示していないが、第1、第2熱流束センサ10a、10bの表面導体パターン111同士が外部配線151を介して接続されている。第1、第2熱流束センサ10a、10bのそれぞれの裏面導体パターン121が外部配線152を介して制御装置3と接続されている。これにより、熱流束が第1熱流束センサ10aを裏面保護部材120側から表面保護部材110側に通過する場合には、当該熱流束が第2熱流束センサ10bを表面保護部材110側から裏面保護部材120側に通過する。そのため、第1、第2熱流束センサ10a、10bから出力される第1、第2センサ信号の極性が反対となる。
 なお、本実施形態では、第1、第2熱流束センサ10a、10bは、裏面保護部材120側から表面保護部材110側に向かって熱流束が通過した際、正のセンサ信号を出力する。このため、軸受202側から放熱体12側に向かって熱流束が流れると、第1熱流束センサ10aから正のセンサ信号が出力され、第2熱流束センサ10bから負のセンサ信号が出力される。
 そして、センサ部2は、第1センサ信号と第2センサ信号を合わせたセンサ信号を、制御装置3に向けて出力する。このとき、第1、第2熱流束センサ10a、10bを通過する熱流束同士の差が大きいと、センサ部2から出力されるセンサ信号が大きくなる。このような場合としては、例えば、対象物から放出される熱流束が急増したときが該当する。一方、第1、第2熱流束センサ10a、10bを通過する熱流束同士の差が小さいと、センサ部2から出力される出力が小さくなる。このような場合としては、例えば、対象物から放出される熱流束が減少したときや、対象物から放出される熱流束が一定で、所定時間が経過したときが該当する。
 次に、制御装置3が行う軸受202の組付状態の診断制御について説明する。
 まず、センサ部2を通過する熱流束およびセンサ部2から出力されるセンサ信号について説明する。
 支持機構200において、回転軸201が回転すると、軸受202の摺動部が発熱する。回転軸201の回転が停止すると、軸受202の摺動部は発熱しない。したがって、回転軸201が回転と停止とを繰り返すと、軸受202の摺動部から外部に向かう熱流束は増大と減少とを繰り返す。このため、軸受202が予圧適正の状態のとき、時間経過に伴うセンサ部2の出力値の変化を示す波形は、図5に示すように、回転軸201の回転と停止のサイクルにそって規則的に増減する波形になる。
 この理由は、次の通りである。上記の通り、回転軸201が回転と停止とを繰り返すとき、軸受202の摺動部から外部に向かう熱流束は増大と減少とを繰り返す。このとき、図2に示すように、第1熱流束センサ10aは、ハウジング203からの熱流束を遮るものがない。このため、第1熱流束センサ10aを通過する熱流束は、ハウジング203を流れる熱流束と同様に増減する。一方、図2に示すように、第2熱流束センサ10bは、第1熱流束センサ10a側に熱緩衝体11が配置されている。熱緩衝体11は畜熱と放熱とを行う。このため、第2熱流束センサ10bを熱流束が通過しない。または、第2熱流束センサ10bを通過する熱流束は、第1熱流束センサ10aを通過する熱流束に対して遅れて緩やかに増減する。センサ部2から制御装置3に向けて出力されるセンサ信号は、第1センサ信号と第2センサ信号を合わせたものである。このため、センサ部2の出力値は、回転軸201の回転と停止のサイクルにそって規則的に増減する。
 軸受202が予圧過剰の状態のとき、軸受202の摺動部での摩擦が大きくなる。このため、回転軸201の回転時では、軸受202の摺動部の発熱量が大きくなる。したがって、軸受202が予圧過剰の状態のときでは、図6中の実線で示すように、波線で示す予圧適正のときのセンサ部2の出力値と比較して、回転時におけるセンサ部2の出力値が大きくなる。
 また、軸受202が予圧不足の状態のとき、軸受202の摺動部での摩擦が小さくなる。このため、回転軸201の回転時では、軸受202の摺動部の発熱量が小さくなる。したがって、軸受202が予圧不足の状態のときでは、図6中の一点鎖線で示すように、波線で示す予圧適正のときのセンサ部2の出力値と比較して、回転時におけるセンサ部2の出力値が小さくなる。
 このように、軸受202の予圧状態が予圧適正、予圧過剰、予圧不足のそれぞれのときによって、センサ部2の出力値が異なる。このことから、予圧適正の状態と予圧過剰の状態とを判別するための上限閾値と、予圧適正の状態と予圧不足の状態とを判別するための下限閾値とを予め設定しておく。そして、センサ部2の出力値と上限閾値、下限閾値とを比較する。これにより、軸受202の予圧状態が適正か否かを判定できる。
 そこで、図7に示すように、制御装置3は、センサ部2の検出結果に基づいて、組付状態の診断を行う。なお、図7中に示した各ステップは、各種機能を実現する機能実現部を構成するものである。また、この診断は、センサ部2aとセンサ部2bのそれぞれの検出結果毎に行われる。
 具体的には、ステップS1で、制御装置3はセンサ部2の検出値を取得する。ここでは、所定の時刻におけるセンサ部2の出力値(具体的には、電圧値)を取得する。なお、センサ部2の出力値をそのまま用いる替わりに、出力値を補正した補正値を検出値として取得してもよい。
 続いて、ステップS2で、制御装置3は検出値と予め記憶装置に記憶された上限閾値、下限閾値とを比較して、検出値が適正範囲内であるか否かを判定する。検出値が上限閾値と下限閾値の間の値である場合、すなわち、検出値が適正範囲内である場合、制御装置3はYES判定して、ステップS3に進む。ステップS3で、制御装置3は表示装置4に予圧状態が適正であるとの表示をさせるための制御信号を出力する。これにより、表示装置4に予圧状態が適正である旨の表示がされる。
 一方、ステップS2で、検出値が上限閾値を超えた場合、または、検出値が下限閾値よりも低い場合、すなわち、検出値が適正範囲外の場合、制御装置3はNO判定してステップS4に進む。ステップS4で、制御装置3は表示装置4に予圧状態が不適正であるとの表示をさせるための制御信号を出力する。これにより、表示装置4に予圧状態が不適正である旨の表示がされる。なお、検出値が適正範囲外の場合、予圧状態が予圧過剰の状態または予圧不足の状態である旨の表示をさせるようにしてもよい。
 以上の説明の通り、本実施形態の診断装置1によれば、軸受202の予圧状態が適正か否かを診断できる。
 また、本実施形態の診断装置1においては、センサ部2は、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bの間に熱緩衝体11が配置されている。制御装置3は、第1熱流束センサ10aが出力する第1センサ信号と第2熱流束センサ10bが出力する第2センサ信号に基づいて、軸受202の予圧状態が適正か否かを判定する。
 熱緩衝体11は熱の蓄積と放出を行う。このため、軸受202の摺動部から放出される熱流束が変化したとき、第2熱流束センサ10bを通過する熱流束は、第1熱流束センサ10aを通過する熱流束よりも、遅れて緩やかに変化する。したがって、第1センサ信号と第2センサ信号の相違より、軸受202の摺動部から放出される熱流束の変化を検出できる。
 ところで、本実施形態のセンサ部2の替わりに、1つの熱流束センサ10のみを用いても、軸受202の摺動部から放出される熱流束を検出することができる。
 しかし、この場合、回転軸の支持機構200の周りの環境温度が変化すると、環境温度の影響を受けて、熱流束センサ10を通過する熱流束も変化する。すなわち、軸受202の摺動部での発熱量が同じであっても、環境温度が高いときと低いときでは、環境温度が低いときの方が、熱流束センサ10を通過する熱流束が大きくなる。
 このため、図8に示すように、軸受202の予圧状態が適正な状態であっても、一日の環境温度の変動によって、センサ部2の出力値が閾値を超えてしまう場合がある。この場合、制御装置3は、軸受202の予圧状態が適正ではないと誤判定してしまう。また、この誤判定を回避するために、環境温度の変動を考慮して、上限閾値を高く設定することが考えられる。しかし、この場合では、軸受202の予圧状態が予圧過剰な状態であっても、適正と誤判定してしまう。
 これに対して、本実施形態のセンサ部2の第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bは、熱緩衝体11の両側に配置されている。したがって、両者は比較的近い位置に配置されている。また、センサ部2の周りの環境温度の変化は、通常、一日という長期間にわたって緩やかに生じる。このため、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bの間に熱緩衝体11が配置されていても、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bが環境温度から受ける影響は同じまたは同じに近い。第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bのそれぞれは、同じ環境温度の影響を受けた熱流束に応じたセンサ信号を出力する。第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bにおいて、同じ熱流束の大きさに対する出力の絶対値を同じである。したがって、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bの出力の和を用いることで、センサ部2の検出結果に対する環境温度の影響を除外(すなわち、キャンセル)できる。
 このため、軸受202が予圧適正の状態のときのセンサ部2の出力波形は、図5に示す予圧適正のときの出力波形のように、環境温度の影響が除外されたものとなる。これにより、一日の環境温度の変動による誤判定を回避できる。また、環境温度の変動を考慮して、上限閾値を高く設定する必要がなくなる。
 よって、本実施形態の診断装置1によれば、軸受202の組付状態の診断を高精度に行うことができる。なお、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bにおいて、同じ熱流束の大きさに対する出力の絶対値は必ずしも同じでなくてもよい。両者の出力の絶対値が近ければよい。この場合でも、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bの出力の和を用いることで、センサ部2の検出結果に対する環境温度の影響を低減できる。
 また、本実施形態のセンサ部2において、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bは、軸受202の摺動部からの熱流束が第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bを順に通過したときに、極性が反対の関係を有する第1センサ信号と第2センサ信号を出力する。第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bは、互いに直列に接続された状態で、制御装置3に電気的に接続されている。これにより、第1センサ信号と第2センサ信号を合わせたセンサ信号を、センサ部2から制御装置3に向けて出力することができる。このため、制御装置3での第1センサ信号と第2センサ信号の和の演算を省略できる。すなわち、制御装置3の演算処理を簡素化できる。
 ところで、センサ部2は、放熱体12を持たない構成であってもよい。しかし、センサ部2が放熱体12を持たない場合、第2熱流束センサ10bの表面に風が当たる等の理由により、第2熱流束センサ10bの表面温度が瞬間的に変化してしまう。これが、センサ部2を通過する熱流束に影響する。このため、センサ部2の熱流束の検出精度が低下してしまう。
 これに対して、本実施形態のセンサ部2は、所定の熱容量を有する放熱体12を備えている。これにより、短期間でセンサ部2の表面温度が変化する場合であっても、放熱体12での蓄熱と放熱によって、第2熱流束センサ10bの温度変化の発生を抑制できる。このため、センサ部2の熱流束の検出精度を向上させることができる。
 また、本実施形態のセンサ部2において、放熱体12の熱容量は、熱緩衝体11の熱容量よりも大きくされている。これにより、軸受202の摺動部から大きな熱が放出されたときでも、軸受202の摺動部から放熱体12に向かって熱を流すことができる。このため、センサ部2の内部に熱がこもることを抑制できる。
 (第2実施形態)
 図9に示すように、本実施形態における組付状態の診断装置1は、移送装置300の組付状態を診断する。
 図9、10に示すように、移送装置300は、ボールねじ301と、支持部材302と、モータ303と、台座304と、レール305と、ガイドブロック306とを備える。なお、図10では、理解をし易くするために、支持部材302を省略して示してある。
 ボールねじ301は、回転運動を直線運動に変換する機械要素部品である。ボールねじ301は、ねじ軸311と、ナット312と、ボール313とを有している。ねじ軸311とナット312の間にボール313が入れられている。ねじ軸311が回転すると、ナット312が直線運動をする。支持部材302は、ねじ軸311の軸方向の両端部を支持している。モータ303は、ねじ軸311を回転させる動力源である。
 台座304は、移送したい装置等を搭載するためのものである。台座304は、ねじ軸311の軸方向と直交する方向(すなわち、図9の上下方向)を長手方向とする平面矩形状とされている。台座304は、長手方向の略中央部がナット312と連結されている。台座304は、長手方向の両端部がガイドブロック306と連結されている。
 レール305は、直線状部材である。レール305は、2本用いられており、図10に示すように、ベースプレート307に固定されている。ガイドブロック306は、レール305に係合されている。ガイドブロック306は、レール305に沿って移動するガイド部材である。ガイドブロック306がレール305上を移動するとき、レール305とガイドブロック306は、互いにこすれ合う。レール305のうちガイドブロック306とこすれ合う部分が摺動部である。したがって、本実施形態では、2本のレール305が、摺動部を有する組付部品を構成している。
 このような移送装置300は、モータ303によってねじ軸311が回転すると、台座304がナット312と共にレール305に沿って走行する。これにより、所望箇所に台座304を移送することできる。
 移送装置300の組付けでは、上記したレール305、ガイドブロック306等の移送装置300の各構成部品が図9、10に示すように組み付けられる。このとき、2本のレール305は平行に設置される。
 本実施形態の診断装置1の構成は、第1実施形態の診断装置1と同じである。センサ部2は、移送装置300のガイドブロック306の表面に取り付けられている。センサ部2は、図示しないが、ガイドブロック306に近い側からガイドブロック306から離れた側に向かって、第1熱流束センサ10a、熱緩衝体11、第2熱流束センサ10b、放熱体12が順に配置されている。
 制御装置3は、2本のレール305の組付状態が適正か否かを診断する。ここでいう2本のレール305の組付状態とは、2本のレール305の設置状態である。制御装置3は、2本のレール305の設置状態が適正か否か、すなわち、2本のレール305の平行性が良いか悪いかを診断する。
 次に、本実施形態の組付状態の診断制御について説明する。
 まず、センサ部2から出力されるセンサ信号について説明する。移送装置300は、台座304の走行と停止を1サイクルとする稼働サイクルを繰り返す。台座304の走行中は、レール305の摺動部とガイドブロック306の摺動部の摩擦によって、センサ部2の出力値が増加する。台座304の停止中は、センサ部2の出力値が低下する。
 このため、2本のレール305の平行性が良い状態のときの時間経過に伴うセンサ部2の出力値の変化を示す波形は、図11に示すように、移送装置300の稼働サイクルにそって規則的に増減する波形になる。
 2本のレール305の少なくとも一部が、うねっていたり、浮いていたりすること等の理由によって、2本のレール305に局部的に平行でない部分が生じる場合がある。このように、2本のレール305の平行性が悪い状態では、摺動部の摩擦が大きくなり、摺動部からの熱流束が大きくなる。このため、平行性が悪い状態のときの時間経過に伴うセンサ部2の出力値の変化を示す波形は、図12に示すように、平行性が良い状態のときよりも出力のピーク値が大きな波形となる。
 このように、2本のレール305の平行性が良い状態のときと悪い状態のときでは、センサ部2の出力値が異なる。このことから、2本のレール305の平行性が良い状態と悪い状態とを判別するための閾値を予め設定しておき、センサ部2の出力値と閾値とを比較する。これにより、2本のレール305の組付状態が適正か否かを判定できる。
 そこで、本実施形態の診断装置1においても、第1実施形態と同様に、制御装置3は、センサ部2の検出結果に基づいて、組付状態の診断を行う。具体的には、制御装置3は、センサ部2の検出値と閾値とを比較する。図12中の波線のように、検出値が閾値を超えていない場合、制御装置3は、組付状態が適正であると判定する。一方、図12中の実線のように、検出値が閾値を超えている場合、制御装置3は、組付状態が適正でないと判定する。このようにして、本実施形態の診断装置1によれば、2本のレール305の組付状態が適正か否かを診断することができる。
 また、本実施形態の診断装置1に用いるセンサ部2は、第1実施形態のセンサ部2と同じ構成のものである。このため、本実施形態の診断装置1においても、第1実施形態の診断装置1と同様の効果を奏する。
 なお、本実施形態の診断装置1に用いるセンサ部2として、第1熱流束センサ10のみを用いてもよい。
 (第3実施形態)
 本実施形態は、第1実施形態に対して、センサ部2の構成を変更したものである。診断装置1のその他の構成は第1実施形態と同じである。
 図13に示されるように、本実施形態のセンサ部2は、平板状の受熱体16を有している。受熱体16は、第1熱流束センサ10aよりもハウジング203側、すなわち、軸受202側に配置されている。したがって、受熱体16は、軸受202と第1熱流束センサ10aとの間に配置されている。
 受熱体16は、熱緩衝体11や放熱体12と同様に、所定の熱容量を有している。受熱体16は、金属材料または樹脂材料で構成される。受熱体16は、その熱容量が熱緩衝体11および放熱体12より小さくなるように、材質や厚さが設定されている。受熱体16の平面形状は、第1熱流束センサ10aの平面形状と形と大きさが同じである。なお、受熱体16の平面形状は、第1熱流束センサ10aの平面形状と形と大きさが異なっていてもよい。
 本実施形態のセンサ部2では、受熱体16の蓄熱と放熱によって、検出目的ではないノイズ等の短期的に生じる熱流束の変化が第1、第2熱流束センサ10a、10bに影響することを抑制できる。
 また、本実施形態のセンサ部2では、受熱体16の熱容量を小さく設定している。このため、本実施形態のセンサ部2は、検出目的である回転軸201の回転と停止による熱流束変化を検出できる。すなわち、本実施形態のセンサ部2では、受熱体16の熱容量は、回転軸201の回転と停止による熱流束変化を検出できる大きさに設定されている。
 よって、本実施形態の診断装置1は、軸受202の予圧状態が適正か否かの診断を高精度に行うことができる。なお、第2実施形態においても、センサ部2が受熱体16を有する構成としてもよい。これにより、本実施形態と同様の効果を奏する。
 (第4実施形態)
 本実施形態は、第1実施形態に対して、センサ部2の構成を変更したものである。診断装置1のその他の構成は第1実施形態と同じである。
 図14に示されるように、本実施形態のセンサ部2は、第1、第2熱流束センサ10a、10bが、折り曲げられた形状を有する屈曲形状部10cを介して、つながっている。屈曲形状部10cは、第1、第2熱流束センサ10a、10bと同様に、絶縁基材100、表面保護部材110、裏面保護部材120が積層された構造である。このように、本実施形態のセンサ部2は、第1、第2熱流束センサ10a、10bが一体化されている。
 換言すると、本実施形態のセンサ部2は、1つの熱流束センサ10が熱緩衝体11を挟むように折り曲げられた構造を有する。熱流束センサ10は、上述の通り、絶縁基材100、表面保護部材110、裏面保護部材120がそれぞれ可撓性を有する樹脂材料で構成されている。このため、熱流束センサ10を容易に折り曲げることができる。これにより、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bの間に熱緩衝体11が配置された構成が実現されている。
 第1、第2熱流束センサ10a、10bは、互いの裏面導体パターン121同士がつながっている。第1、第2熱流束センサ10a、10bは、外部配線151ではなく、熱流束センサ10の内部の配線パターンによって電気的に接続されている。なお、第1、第2熱流束センサ10a、10bは、互いの表面導体パターン111同士がつながっていてもよい。
 これによれば、第1、第2熱流束センサ10a、10bを1つの熱流束センサ10で構成しており、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bとを接続するための外部配線151を無くすことができる。したがって、部品点数の削減を図ることができる。
 (他の実施形態)
 本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、下記のように、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
 (1)第1実施形態の診断装置1は、軸受202の組付状態を診断対象としていた。第2実施形態の診断装置1は、2本のレール305の組付状態を診断対象としていた。診断装置1の診断対象は、これらに限定されない。診断装置1は、他の組付部品の組付状態を診断対象とすることができる。ただし、他の組付部品は、組付状態が適正のときと不適正のときで、摺動部からの熱流束の大きさが異なるものである。
 (2)第1~第3実施形態のセンサ部2では、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bが、互いに直列に接続された状態で、制御装置3に電気的に接続されていたが、制御装置3に対して並列に接続されていてもよい。
 (3)第1~第3実施形態のセンサ部2では、極性が反対の関係を有する第1センサ信号と第2センサ信号を出力するように、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bが配置されていたが、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bの配置はこれに限定されない。極性が同じ第1センサ信号と第2センサ信号を出力するように、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bが配置されていてもよい。この場合、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bは、制御装置3に対して並列に接続される。また、診断制御においては、制御装置3は、第1センサ信号と第2センサ信号の差を演算する。これにより、第1、第2実施形態と同様に、診断制御を行うことができる。
 (4)第1~第3実施形態のセンサ部2においては、熱流束センサ10の絶縁基材100、表面保護部材110、裏面保護部材120が、樹脂材料以外の可撓性を有する絶縁材料で構成されていてもよい。さらに、絶縁基材100、表面保護部材110、裏面保護部材120が、可撓性を持たない絶縁材料で構成されていてもよい。また、熱流束センサ10が、表面保護部材110、裏面保護部材120を持たない構造であってもよい。また、熱流束センサ10として、上記した構成とは別の構成のものを用いてもよい。
 (5)第4実施形態のセンサ部2においては、熱流束センサ10の絶縁基材100、表面保護部材110、裏面保護部材120が、樹脂材料以外の可撓性を有する絶縁材料で構成されていてもよい。また、熱流束センサ10が、表面保護部材110、裏面保護部材120を持たない構造であってもよい。この場合、第1熱流束センサ10aと第2熱流束センサ10bは、絶縁基材100で構成された屈曲形状部10cを介して、つながっている構造となる。要するに、屈曲形状部10cは、絶縁基材100と同じ絶縁材料を含んで構成されていればよい。
 (6)上記各実施形態のセンサ部2は、2つの熱流束センサ10と、熱緩衝体11と、放熱体12とを備えていたが、放熱体12を備えていなくてもよい。この場合、センサ部2の固定は、他の固定部材を用いたり、接着剤を用いたりして行われる。
 (7)上記各実施形態では、センサ部2のセンサ信号として電圧を用いたが、電流を用いてもよい。
 (8)上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
(まとめ)
 上記各実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、組付状態の診断装置は、センサ部と、判定部とを備える。センサ部は、摺動部から外部に向かって流れる熱流束を検出する。判定部は、センサ部が検出した検出結果に基づいて、組付部品の組付状態が適正か否かを判定する。
 また、第2の観点によれば、センサ部は、第1熱流束センサと、第2熱流束センサと、第1熱流束センサと第2熱流束センサとの間に配置された熱緩衝体とを有する。第1熱流束センサは、第1熱流束センサを通過する熱流束に応じた第1センサ信号を出力する。第2熱流束センサは、第2熱流束センサを通過する熱流束に応じた第2センサ信号を出力する。判定部は、第1センサ信号と第2センサ信号に基づいて、対象装置の異常の有無を判定する。
 第2の観点では、センサ部は、第1熱流束センサと第2熱流束センサの間に熱緩衝体が配置されている。このため、摺動部から放出される熱流束が変化したとき、第2熱流束センサを通過する熱流束は、第1熱流束センサを通過する熱流束よりも、遅れて緩やかに変化する。したがって、第1センサ信号と第2センサ信号の相違より、摺動部から放出される熱流束の変化を検出できる。
 そして、第1熱流束センサと第2熱流束センサは、熱緩衝体の両側に配置されており、両者は比較的近い位置に配置されている。また、センサ部が設置される環境の温度である環境温度の変化は、通常、長期間にわたって緩やかに生じる。このため、第1熱流束センサと第2熱流束センサが環境温度から受ける影響は同じまたは同じに近い。第1熱流束センサと第2熱流束センサのそれぞれは、同じまたは同じに近い環境温度の影響を受けた熱流束に応じたセンサ信号を出力する。したがって、両者のセンサ信号を用いることで、センサ部の検出結果に対する環境温度の影響を除外もしくは低減することができる。よって、第2の観点の診断装置によれば、組付部品の組付状態の診断を高精度に行うことができる。
 また、第3の観点によれば、センサ部は、第2熱流束センサよりも組付部品から離れた側に配置され、所定の熱容量を有する放熱体を有する。
 これによると、短期間でセンサ部の表面温度が変化する場合であっても、放熱体での蓄熱と放熱によって、第2熱流束センサの温度変化の発生を抑制できる。このため、センサ部の熱流束の検出精度を向上させることができる。
 また、第4の観点によれば、放熱体の熱容量は、熱緩衝体の熱容量よりも大きくされている。これによると、摺動部から大きな熱が放出されたときでも、摺動部から放熱体に向かって熱を流すことができる。このため、センサ部の内部に熱がこもることを抑制できる。
 また、第5の観点によれば、センサ部は、第1熱流束センサよりも組付部品側に配置された受熱体を有している。受熱体の熱容量は、熱緩衝体の熱容量よりも小さくされている。
 これによると、受熱体の蓄熱と放熱によって、検出目的ではないノイズ等の短期的に生じる熱流束の変化が第1、第2熱流束センサに影響することを抑制できる。また、受熱体の熱容量を小さく設定することで、センサ部によって検出目的である摺動部から放出される熱流束の変化を検出できる。
 また、第6の観点によれば、センサ部は、摺動部からの熱流束が第1熱流束センサと第2熱流束センサを順に通過したときに、第1センサ信号と第2センサ信号の極性が反対となるように、第1熱流束センサと第2熱流束センサとが配置されている。第1熱流束センサと第2熱流束センサは、電気的に直列に接続されている。
 これによると、センサ部は、第1センサ信号と第2センサ信号を合わせたセンサ信号を出力することができる。このため、第1センサ信号と第2センサ信号の和の演算処理を不要にできる。
 また、第7の観点によれば、第1熱流束センサと第2熱流束センサのそれぞれは、可撓性を有するフィルム状の絶縁基材と、複数の第1熱電部材と、複数の第2熱電部材とを有して構成される。複数の第1熱電部材と複数の第2熱電部材は、第1熱電部材と第2熱電部材とが交互に直列に接続されている。第1熱流束センサと第2熱流束センサは、絶縁材料を含んで構成された屈曲形状部を介して、つながっている。
 これによると、第1熱流束センサと第2熱流束センサとを接続するための外部配線を不要にできる。
 1   組付状態の診断装置
 2   センサ部
 3   制御装置
 10a 第1熱流束センサ
 10b 第2熱流束センサ
 11  熱緩衝体
 12  放熱体
 16  受熱体
 202 軸受
 305 レール

Claims (7)

  1.  摺動部を有する組付部品(202、305)の組付状態を診断する組付状態の診断装置であって、
     前記摺動部から外部に向かって流れる熱流束を検出するセンサ部(2)と、
     前記センサ部が検出した検出結果に基づいて、前記組付部品の組付状態が適正か否かを判定する判定部(3)とを備える組付状態の診断装置。
  2.  前記センサ部は、
     第1熱流束センサ(10a)と、
     前記第1熱流束センサよりも前記組付部品から離れた側に配置された第2熱流束センサ(10b)と、
     前記第1熱流束センサと前記第2熱流束センサの間に配置され、所定の熱容量を有する熱緩衝体(11)とを有し、
     前記第1熱流束センサは、前記組付部品側から前記熱緩衝体側に向かって前記第1熱流束センサを通過する熱流束に応じた第1センサ信号を出力し、
     前記第2熱流束センサは、前記熱緩衝体側から前記熱緩衝体側の反対側に向かって前記第2熱流束センサを通過する熱流束に応じた第2センサ信号を出力し、
     前記判定部は、前記第1センサ信号と前記第2センサ信号に基づいて、前記組付部品の組付状態が適正か否かを判定する請求項1に記載の組付状態の診断装置。
  3.  前記センサ部は、前記第2熱流束センサよりも前記組付部品から離れた側に配置され、所定の熱容量を有する放熱体(12)を有する請求項2に記載の組付状態の診断装置。
  4.  前記放熱体の熱容量は、前記熱緩衝体の熱容量よりも大きくされている請求項3に記載の組付状態の診断装置。
  5.  前記センサ部は、前記第1熱流束センサよりも前記組付部品側に配置された受熱体(16)を有し、
     前記受熱体の熱容量は、前記熱緩衝体の熱容量よりも小さくされている請求項2ないし4のいずれか1つに記載の組付状態の診断装置。
  6.  前記センサ部は、前記摺動部からの熱流束が前記第1熱流束センサと前記第2熱流束センサを順に通過したときに、前記第1センサ信号と前記第2センサ信号の極性が反対となるように、前記第1熱流束センサと前記第2熱流束センサとが配置されており、
     前記第1熱流束センサと前記第2熱流束センサは、電気的に直列に接続されている請求項2ないし5のいずれか1つに記載の組付状態の診断装置。
  7.  前記第1熱流束センサと前記第2熱流束センサのそれぞれは、
     少なくとも絶縁材料で構成され、可撓性を有するフィルム状の絶縁基材(100)と、
     前記絶縁基材に形成され、熱電材料で構成された複数の第1熱電部材(130)と、
     前記絶縁基材に形成され、前記第1熱電部材と異なる熱電材料で構成された複数の第2熱電部材(140)とを有し、
     前記複数の第1熱電部材と複数の前記第2熱電部材は、前記第1熱電部材と前記第2熱電部材とが交互に直列に接続されており、
     前記第1熱流束センサと前記第2熱流束センサは、前記絶縁材料を含んで構成された屈曲形状部(10c)を介して、つながっている請求項6に記載の組付状態の診断装置。
PCT/JP2016/083239 2015-11-12 2016-11-09 組付状態の診断装置 WO2017082298A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/775,729 US10845256B2 (en) 2015-11-12 2016-11-09 Diagnosis apparatus of assembly state
EP16864259.3A EP3376197A4 (en) 2015-11-12 2016-11-09 Assembly state diagnostic device
EP20170407.9A EP3734250A1 (en) 2015-11-12 2016-11-09 Diagnosis apparatus of assembly state
CN201680065852.6A CN108291855B (zh) 2015-11-12 2016-11-09 组装状态的诊断装置
KR1020187013436A KR102131855B1 (ko) 2015-11-12 2016-11-09 조립 상태의 진단 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-222444 2015-11-12
JP2015222444A JP6358233B2 (ja) 2015-11-12 2015-11-12 組付状態の診断装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017082298A1 true WO2017082298A1 (ja) 2017-05-18

Family

ID=58695331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/083239 WO2017082298A1 (ja) 2015-11-12 2016-11-09 組付状態の診断装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10845256B2 (ja)
EP (2) EP3376197A4 (ja)
JP (1) JP6358233B2 (ja)
KR (1) KR102131855B1 (ja)
CN (1) CN108291855B (ja)
TW (1) TWI639819B (ja)
WO (1) WO2017082298A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017090318A (ja) * 2015-11-12 2017-05-25 株式会社デンソー 組付状態の診断装置
WO2019003696A1 (ja) * 2017-06-27 2019-01-03 株式会社デンソー 位置検出装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6249009B2 (ja) * 2015-11-12 2017-12-20 株式会社デンソー 異常診断装置
JP6358234B2 (ja) 2015-11-12 2018-07-18 株式会社デンソー 稼働状態の診断装置
JP6500825B2 (ja) * 2016-04-08 2019-04-17 株式会社デンソー 監視装置
JP6950427B2 (ja) * 2017-10-03 2021-10-13 株式会社デンソー 位置検出装置
WO2019159838A1 (ja) * 2018-02-13 2019-08-22 Ntn株式会社 軸受装置およびスピンドル装置
JP6967495B2 (ja) * 2018-09-03 2021-11-17 Ntn株式会社 軸受装置
KR20210081410A (ko) 2018-10-31 2021-07-01 에누티에누 가부시기가이샤 베어링 장치
JP7206141B2 (ja) * 2019-03-25 2023-01-17 Ntn株式会社 軸受装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5897614A (ja) * 1981-12-08 1983-06-10 Agency Of Ind Science & Technol 製品検査装置
JPH03213249A (ja) * 1990-01-16 1991-09-18 Omron Corp 熱流計測を利用した工具のモニタリング方法
JPH0478933B2 (ja) * 1987-04-02 1992-12-14 Keio Teito Dentetsu Kk

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60201224A (ja) * 1984-03-27 1985-10-11 Kyushu Daigaku 多層薄膜熱伝達ゲ−ジ
US4779994A (en) * 1987-10-15 1988-10-25 Virginia Polytechnic Institute And State University Heat flux gage
US5216625A (en) * 1989-11-01 1993-06-01 Luxtron Corporation Autocalibrating dual sensor non-contact temperature measuring device
JPH0478933A (ja) * 1990-07-20 1992-03-12 Fujitsu Ltd 仮想プロセッサによるプログラム処理方式
JPH05301144A (ja) 1992-04-23 1993-11-16 Suzuki Motor Corp 工作機械の暖機装置
US5464284A (en) * 1994-04-06 1995-11-07 Luxtron Corporation Autocalibrating non-contact temperature measuring technique employing dual recessed heat flow sensors
US6392431B1 (en) * 1996-10-23 2002-05-21 Aetrium, Inc. Flexibly suspended heat exchange head for a DUT
JP4172576B2 (ja) * 2001-08-31 2008-10-29 本田技研工業株式会社 湿度センサの温度制御装置
DE102006016956B4 (de) 2006-04-11 2009-10-08 Electrolux Home Products Corp. N.V. Verfahren zum Bestimmen der von einem Gargut aufgenommenen Wärme in einem Gargerät und Gargerät zur Durchführung des Verfahrens
JP5656674B2 (ja) * 2011-02-02 2015-01-21 三菱重工業株式会社 伝熱管の検査装置および検査方法
CN102879419B (zh) * 2011-07-15 2014-04-09 郭晓明 一种建筑保温材料的监控系统
KR101436234B1 (ko) * 2012-01-31 2014-08-29 도시바 기카이 가부시키가이샤 절삭 가공 온도의 측정 방법
US9377370B2 (en) * 2012-02-29 2016-06-28 Solar Turbines Incorporated Heat flux gauge with micro-scale temperature sensors
JP5376087B1 (ja) 2012-05-30 2013-12-25 株式会社デンソー 熱電変換装置の製造方法
KR101754009B1 (ko) * 2013-01-24 2017-07-04 쟈트코 가부시키가이샤 마찰 체결 요소의 온도 추정 연산 장치
JP5761302B2 (ja) * 2013-06-04 2015-08-12 株式会社デンソー 車両用の快適温調制御装置
JP5942960B2 (ja) * 2013-06-04 2016-06-29 株式会社デンソー 発熱量制御装置
JP5987811B2 (ja) 2013-06-04 2016-09-07 株式会社デンソー 車両用の異常判定装置
JP6303973B2 (ja) * 2014-10-20 2018-04-04 株式会社デンソー 状態検出センサ
JP6451484B2 (ja) * 2015-05-11 2019-01-16 株式会社デンソー 熱流束センサの製造方法およびそれに用いる熱流発生装置
JP6358233B2 (ja) * 2015-11-12 2018-07-18 株式会社デンソー 組付状態の診断装置
JP6358234B2 (ja) 2015-11-12 2018-07-18 株式会社デンソー 稼働状態の診断装置
JP6249009B2 (ja) 2015-11-12 2017-12-20 株式会社デンソー 異常診断装置
JP6274246B2 (ja) * 2016-04-08 2018-02-07 株式会社デンソー 監視装置
JP6673306B2 (ja) * 2017-03-03 2020-03-25 株式会社デンソー 診断システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5897614A (ja) * 1981-12-08 1983-06-10 Agency Of Ind Science & Technol 製品検査装置
JPH0478933B2 (ja) * 1987-04-02 1992-12-14 Keio Teito Dentetsu Kk
JPH03213249A (ja) * 1990-01-16 1991-09-18 Omron Corp 熱流計測を利用した工具のモニタリング方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3376197A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017090318A (ja) * 2015-11-12 2017-05-25 株式会社デンソー 組付状態の診断装置
WO2019003696A1 (ja) * 2017-06-27 2019-01-03 株式会社デンソー 位置検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3376197A1 (en) 2018-09-19
EP3734250A1 (en) 2020-11-04
CN108291855B (zh) 2020-03-27
KR102131855B1 (ko) 2020-07-08
EP3376197A4 (en) 2018-11-14
CN108291855A (zh) 2018-07-17
TW201732254A (zh) 2017-09-16
US20180328796A1 (en) 2018-11-15
KR20180064520A (ko) 2018-06-14
US10845256B2 (en) 2020-11-24
TWI639819B (zh) 2018-11-01
JP6358233B2 (ja) 2018-07-18
JP2017090318A (ja) 2017-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6358233B2 (ja) 組付状態の診断装置
WO2017082324A1 (ja) 異常診断装置
JP2017187451A (ja) 監視装置
JP6673979B2 (ja) 変位検出方式の力センサ
WO2017175850A1 (ja) 熱流束計および異常診断装置
JP6358234B2 (ja) 稼働状態の診断装置
JP6977643B2 (ja) ボールねじ装置の異常検出装置
JP2008019897A (ja) 軸受装置
JP6620649B2 (ja) 異常推定装置
JP2018091627A (ja) 歪み検出装置
JPWO2016189602A1 (ja) 回転角検出装置
JP2007263190A (ja) 回転検出装置付き軸受
JP2018072192A (ja) 角度検出装置
JP7251438B2 (ja) 加振機及び疲労・耐久試験装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16864259

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187013436

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15775729

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016864259

Country of ref document: EP