WO2022255472A1 - グリースの劣化検知方法及び潤滑剤の劣化検知方法 - Google Patents

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WO2022255472A1
WO2022255472A1 PCT/JP2022/022564 JP2022022564W WO2022255472A1 WO 2022255472 A1 WO2022255472 A1 WO 2022255472A1 JP 2022022564 W JP2022022564 W JP 2022022564W WO 2022255472 A1 WO2022255472 A1 WO 2022255472A1
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grease
deterioration
lubricant
color
sensor
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PCT/JP2022/022564
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武信 稲葉
景介 横山
駿介 岩瀬
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日本精工株式会社
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    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
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    • G—PHYSICS
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
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    • G—PHYSICS
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    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/121—Correction signals

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting the deterioration state of grease and a method for detecting the deterioration state of lubricant.
  • Patent Document 1 discloses a failure prediction device that predicts a failure of a rolling bearing by measuring the concentration of iron powder in the lubricating grease used in the rolling bearing from the collapse of the magnetic balance between the excitation coil and the detection coil. It is however, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that the amount of grease required for measuring the iron powder concentration is relatively large. In addition, the technique disclosed in Patent Document 1 cannot detect oxidative deterioration of grease.
  • Grease is also used in parts of various mechanical devices such as rolling bearings and reduction gears.
  • One of the causes of failure of these parts is abnormal wear.
  • foreign matter such as iron powder is mixed in the grease, resulting in deterioration of the grease.
  • there are several factors that contribute to the deterioration of grease such as deterioration of grease due to changes in components due to application of heat, deterioration of grease due to oxidation, and the like.
  • a color sensor can detect the condition of the lubricating oil.
  • Patent Document 1 discloses that the concentration of iron powder in lubricating grease used for parts to be measured is measured from the collapse of the magnetic balance between the excitation coil and the detection coil.
  • a failure prediction device is disclosed that predicts a failure of such a component to be measured by doing so.
  • Patent Document 1 requires a relatively large amount of grease in order to measure the iron powder concentration.
  • the sensor portion of the failure prediction device needs to be installed at the location where detection is desired, and a certain amount of time and cost is required from manufacturing the device to installation and prediction.
  • the detection is limited to deterioration due to iron powder mixed into the grease, and it is not possible to detect deterioration due to oxidation of the grease or a change in composition due to heat.
  • Lubricants used for lubricating various mechanical devices deteriorate over time due to oxidization during use, contamination with foreign matter, and the like.
  • Patent Document 2 discloses that a lubricant is allowed to enter a gap formed between a light-emitting element (white LED) and a light-receiving element (RGB sensor) to detect the state of light transmission.
  • a sensor is described for detecting the deterioration state of a lubricant from.
  • the method for detecting the state of deterioration of the lubricant described in Patent Document 2 requires a relatively large amount of lubricant, and only the lubricant can be measured. For example, grease cannot be detected. There is also the problem of deterioration of the sensor caused by immersing the sensor in the lubricant, and the need to clean the sensor. Furthermore, the type of light source is limited to white LEDs, and detection locations are restricted.
  • the first object of the present invention it is an object of the present invention to provide a grease deterioration detection method capable of detecting deterioration of grease and requiring a small amount of grease to detect deterioration. is the first objective.
  • the present invention is capable of detecting deterioration caused by oxidation and heat in addition to deterioration due to contamination by foreign matter such as iron powder, with a small amount of grease in a short time.
  • a second object of the present invention is to provide a method for detecting deterioration of grease.
  • the present invention detects grease as a lubricant in addition to lubricating oil, uses a small amount, does not require deterioration or cleaning of the detection device, and detects the deterioration state of the lubricant. It is a third object of the present invention to provide a method that can easily and more accurately detect in a short period of time, and can detect in various places without restrictions on the type of light source.
  • the first object of the present invention is achieved by the configuration [1] below related to the grease deterioration detection method.
  • a method for detecting deterioration of grease comprising: a dilution step of diluting the grease with a diluent to obtain diluted grease; a measuring step of measuring the color of the diluted grease with a sensor;
  • a grease deterioration detection method comprising:
  • the second object of the present invention is achieved by the following configuration [5] relating to the grease deterioration detection method.
  • a method for detecting deterioration of grease comprising: a step of sandwiching and spreading the grease between a pair of transparent material plates to form a thin film; measuring the color of the thinned grease with a camera or sensor; A method for detecting deterioration of grease, wherein the degree of deterioration of the grease is determined based on the measurement.
  • a preferred embodiment of the present invention relating to the grease deterioration detection method relates to the following [6] or [7].
  • the third object of the present invention is achieved by the configuration [8] below related to the lubricant deterioration detection method.
  • preferred embodiments of the present invention relating to the lubricant deterioration detection method relate to the following [9] to [13].
  • deterioration of the grease can be detected with a small amount of grease.
  • second invention group it is possible to detect deterioration of grease caused by oxidation and heat as well as contamination by foreign matter such as iron powder.
  • deterioration can be detected from a small amount of grease in a short period of time, it is extremely useful in terms of cost and time. It is also possible to pinpoint the location and know the degree of deterioration on the spot.
  • the present invention according to the above-mentioned "third invention group", it is possible to accurately detect the state of deterioration of the lubricant due to oxidative deterioration of the lubricant, contamination with foreign matter, or the like, simply and in a short time.
  • the required amount of lubricant is very small, for example, about 10 mg, the detection device does not deteriorate and there is no need for cleaning.
  • the lubricant can be analyzed, and the accuracy of failure prediction can be improved.
  • grease can be detected in addition to lubricating oil, and can be detected in various locations without restrictions on light sources.
  • FIG. 1 is a graph showing the results of analyzing grease in the vicinity of a retainer of a rolling bearing by the method for detecting deterioration of grease according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the results of analyzing the grease inside the seal of the rolling bearing by the method for detecting deterioration of grease according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing the results of analyzing the grease outside the seal of the rolling bearing by the method for detecting deterioration of grease according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the brightness ⁇ E and the maximum color difference obtained in an example using the grease deterioration detection method according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a graph showing the results of analyzing grease in the vicinity of a retainer of a rolling bearing by the method for detecting deterioration of grease according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the results of analyzing the
  • FIG. 5 is a top view showing an example of a color sample used in the third embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the results of Test Example 1 in the third embodiment of the invention.
  • FIG. 7 is a graph showing the results of Test Example 2 in the third embodiment of the invention.
  • a method for detecting deterioration of grease according to the present embodiment is a method for detecting deterioration of grease, and includes a dilution step of diluting grease with a diluent to obtain diluted grease, and a measurement step of measuring the color of the diluted grease with a sensor. And prepare.
  • the deterioration of grease can be detected by measuring the color of diluted grease with a sensor. That is, since the color of the grease changes as it deteriorates, it can be determined whether or not the grease has deteriorated due to use or storage by measuring the color of the grease with a sensor.
  • Specific contents of grease deterioration that can be detected include, for example, oxidation of grease and contamination of grease with foreign matter.
  • a specific example of the sensor used for measurement is a color sensor.
  • the deterioration state and the degree of deterioration of the grease can be determined by measuring the color of the diluted grease with a sensor. That is, since the degree of color change increases as the deterioration of grease progresses, the degree of deterioration of grease due to use or storage can be determined by measuring the color of grease with a sensor.
  • the grease which is the sample whose degree of deterioration should be determined, is diluted with a diluent to obtain diluted grease (dilution process), and the color of the diluted grease is measured with a sensor (measurement process). Then, the degree of deterioration of the grease is determined by comparing the color of the diluted reference grease obtained in the reference grease measurement step and the color of the diluted grease obtained in the measurement step (comparison step). It is preferable that the type of diluent and the color measurement conditions are the same for the reference grease and the sample grease.
  • the method for detecting deterioration of grease it is possible to determine the degree of deterioration of grease used in, for example, rolling bearings. If the degree of deterioration of the grease is known, it is possible to appropriately determine the timing of performing maintenance such as replenishing the rolling bearing with unused grease and replacing the rolling bearing.
  • the color of the diluted grease obtained by diluting the grease with the diluent is measured, so a small amount of grease (for example, 10 mg) is sufficient for detecting deterioration. . Even with a small amount of grease, it is possible to detect both deterioration due to oxidation and contamination in a short period of time.
  • a small amount of grease is sufficient for detecting deterioration. can do. Therefore, it is possible to determine the degree of deterioration of the grease used in the rolling bearing and to predict failure of the rolling bearing with high accuracy.
  • the conditions for diluting the grease with the diluent are not particularly limited, and the temperature may be room temperature, or the diluent may be heated to such an extent that the diluent does not volatilize. Moreover, stirring may or may not be performed during dilution.
  • the dilution ratio when diluting the grease with the diluent is not particularly limited, but in order to measure the color with high accuracy, 1 part by mass or more and 10000 parts by mass or more per 1 part by mass of the grease It is preferable to mix and dilute the following diluents, more preferably to mix and dilute 10 parts by mass or more and 10000 parts by mass or less of the diluent, and to mix 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less of the diluent It is more preferable to dilute with
  • the type of diluent is not particularly limited as long as it is easily mixed with the grease and has colorlessness and transparency to the extent that it does not interfere with measuring the color of the diluted grease with a sensor.
  • organic solvents are preferred.
  • the diluent may be used singly or in combination of two or more.
  • organic solvents include petroleum such as kerosene, light oil and gasoline, alcohols such as methanol and ethanol, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, n-hexane, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, and toluene. , aromatic hydrocarbons such as xylene, halogenated hydrocarbons such as chloroform and monochlorobenzene, ester solvents such as ethyl acetate, and ether solvents such as tetrahydrofuran.
  • petroleum such as kerosene, light oil and gasoline
  • alcohols such as methanol and ethanol
  • ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone
  • n-hexane aliphatic hydrocarbons
  • aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane
  • toluene toluene
  • aromatic hydrocarbons such as x
  • the rolling bearing used was a deep groove ball bearing with a nominal number of 6305VV having an inner diameter of 25 mm, an outer diameter of 62 mm, and a width of 17 mm.
  • the thickener of the grease used was lithium soap
  • the base oil was a mixture of poly- ⁇ -olefin and diester oil (the kinematic viscosity at 40°C was 15.9 mm 2 /s)
  • the consistency was No. . 2.
  • This grease was loaded inside the rolling bearing, and the inner ring was rotated at a rotational speed of 10000 min ⁇ 1 while applying a radial load of 98 N and an axial load of 1470 N.
  • the outer ring temperature was 140°C.
  • the rotation time was set to 100 hours, 200 hours, 300 hours, and 417 hours, and the grease was collected from the rolling bearing after each rotation time. Grease is collected from three locations: a portion near the retainer of the rolling bearing, a portion near and inside the seal, and a portion near and outside the seal. During the rotation time of 417 hours, the rotation was stopped because the temperature of the outer ring rose to 170°C.
  • each sampled grease was dissolved in 1 mL of n-hexane to obtain a diluted grease.
  • the hue of each diluted grease was measured using an oil diagnostic meter T-ODS-301 manufactured by MKT Taisei Co., Ltd. Hues are represented by three colors, red (R), green (G), and blue (B), and are represented by 256 gradations of 0 to 255 for each color.
  • FIG. 1 Graphs plotting the brightness ⁇ E and the maximum color difference for each grease sampling point are shown in Figures 1 to 3.
  • 1 is the vicinity of the cage
  • the graph of FIG. 2 is the inner portion of the seal
  • the graph of FIG. 3 is the outer portion of the seal.
  • the numerical values written near the plots in the graph are the rotation times of the rolling bearings.
  • a rotation time of 0 hours is unused grease, and the unused grease was used as a reference grease, and the hue was measured in the same manner as the grease for each rotation time.
  • the method for detecting deterioration of grease comprises the steps of: sandwiching grease between a pair of transparent material plates and spreading it to form a thin film; and measuring the color of the thinned grease with a camera or sensor. ,including.
  • the degree of deterioration of the grease is determined by the above measuring step.
  • other steps than the above steps may be included as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Step of thinning Grease changes color as it ages.
  • grease has lower fluidity and higher viscosity than lubricating oil. For this reason, even if there is a large difference in hue, such as in the initial state where the light transmittance is low and there is no deterioration at all, and in the state where the deterioration has progressed considerably, it is difficult to distinguish the fine difference in deterioration. rice field.
  • the present embodiment includes a step of sandwiching the grease between a pair of plates made of a transparent material and spreading the grease to form a thin film.
  • the light transmittance of the grease is increased, and fine differences in deterioration can be clearly identified as differences in hue.
  • a small amount of grease is enough to spread the grease and form a thin film.
  • the accuracy of failure prediction can be improved by, for example, pinpointing analysis of the grease in areas that directly affect the service life of parts to which grease adheres. Specifically, if the part is a rolling bearing, the grease existing near the raceway is analyzed to determine the degree of deterioration of the grease used in the rolling bearing and predict failure of the rolling bearing. It can be done with high accuracy.
  • the pair of transparent materials is not particularly limited as long as the grease can be made into a thin film by sandwiching and spreading the grease between them, and it does not affect the observation of the hue of the grease.
  • at least one selected from the group consisting of glass, acrylic, polyethylene terephthalate and polycarbonate is preferable, and among these, the same transparent material may be used as a pair of transparent materials, or two different types may be used as a pair of transparent materials.
  • the plate made of transparent material only needs to have a flat surface on which the grease is sandwiched, and the size and thickness of the plate are not particularly limited.
  • the preferable range of the size and thickness of the plate varies depending on the transparent material used, the method of spreading, the amount of grease, and the like. For example, when two glass slides are used as a pair of transparent materials and a human force is applied to spread the grease from above the glass slides, the strength and thickness of the glass should be sufficient to prevent cracking by the force. good.
  • the transparent material may have a size that prevents the thinned grease from popping out when the grease is spread.
  • the sizes and thicknesses of the pair of transparent material plates do not necessarily have to be the same.
  • the amount of grease sandwiched between the pair of transparent material plates that is, the amount of grease required for the method for detecting deterioration of grease according to the present embodiment varies depending on the size of the transparent material used and the hardness of the grease. From the viewpoint of facilitating detection of the thickness and area of the grease, it is preferably 0.1 mg or more, more preferably 0.2 mg or more, and even more preferably 0.5 mg or more. From the viewpoint of pinpoint analysis of the grease in the part that directly affects the service life of the part, it is preferably 10 mg or less, more preferably 5 mg or less, and even more preferably 2 mg or less.
  • the size of the grease after spreading is preferably 1.5 mm or more in diameter, more preferably 3 mm or more, and even more preferably 5 mm or more, from the viewpoint of visibility when detecting. Moreover, from the viewpoint of ease of handling, the size of the grease after spreading is preferably 30 mm or less in diameter, more preferably 15 mm or less in diameter. In addition, the above size does not mean that the grease after being spread out has an exact circular shape. That is, it is sufficient that the area of the grease after spreading is approximately the same as the area of the circle having the above diameter.
  • the thickness of the spread grease is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 20 ⁇ m or more, from the viewpoint of enhancing the accuracy of color analysis. Moreover, from the viewpoint of preventing the light transmittance from becoming too low, the thickness of the grease after spreading is preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.1 mm or less. However, if the grease contains foreign matter such as iron powder, the thickness may vary depending on the size of the iron powder.
  • the thickness of the spread grease can be calculated from the amount, specific gravity, and area of the grease used. It can also be measured directly using permittivity measurements.
  • the method of collecting grease from parts is not particularly limited, but examples include a method of collecting grease directly from bearings using a spatula, a method of collecting grease coming out of a grease outlet, and the like.
  • a diluent is not particularly necessary for thinning the grease, the use of a diluent is not excluded.
  • a diluent can be used to remove the grease. It may be thinned after lowering the viscosity.
  • a diluted solution can be used to lighten the color of the grease to make it easier to identify. good.
  • the dilution ratio for diluting the grease with the diluent is not particularly limited, and is appropriately determined according to the state of the grease.
  • the diluent is not particularly limited as long as it is easily mixed with the grease and has colorlessness and transparency to the extent that the color of the grease can be measured with a camera or sensor without any problems, but an organic solvent is preferable. be.
  • the diluent may be used singly or in combination of two or more.
  • organic solvents include petroleum oils such as kerosene, light oil and gasoline, alcohols such as methanol and ethanol, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane, and toluene and xylene.
  • organic solvents include petroleum oils such as kerosene, light oil and gasoline, alcohols such as methanol and ethanol, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane, and toluene and xylene.
  • aromatic hydrocarbons such as chloroform and monochlorobenzene
  • ester solvents such as ethyl acetate
  • ether solvents such as tetrahydrofuran.
  • Step of measuring Next, a step of measuring the color of the thinned grease with a camera or sensor is performed. This measurement determines the degree of deterioration of the grease.
  • Specific contents of detectable deterioration of grease include, for example, oxidation of grease, change in composition of grease due to heat, and contamination of grease with foreign matter such as iron powder.
  • a color sensor is preferable as the sensor used for the measurement because it can directly determine the color of the grease.
  • Grease changes color more as it deteriorates. Therefore, the degree of deterioration of the grease can be determined by measuring the color of the grease with a sensor such as a color sensor.
  • a sensor such as a color sensor.
  • the degree of deterioration of the grease can be detected in detail.
  • the degree of deterioration of the grease is determined by comparing the color of the thinned grease with the color of the reference grease.
  • grease that has not deteriorated such as unused grease or grease just after production, is used as "reference grease", and this reference grease is sandwiched between a pair of transparent material plates and spread to form a thin film.
  • the amount of reference grease and the area and thickness after spreading are preferably the same as the amount of grease whose degree of deterioration is to be detected and the area and thickness after spreading.
  • the color of this reference grease is measured with a sensor and used as a reference for subsequent measurements.
  • the grease whose degree of deterioration is to be detected, is sandwiched between a pair of transparent materials and spread out to form a thin film, and the sensor measures the color of the grease. Then, the degree of deterioration of the grease is determined by comparing with the color of the reference grease.
  • the grease which is the target for detecting the degree of deterioration, is sandwiched between a pair of transparent materials and spread out to form a thin film.
  • a white object in the background take a picture, for example, along with a color sample. Color samples are used to standardize colors, which makes it possible to correct the white balance of images after shooting. can be judged.
  • the reference grease sandwiched between a pair of transparent materials and spread out to form a thin film can be photographed and corrected with a white object in the background together with the grease whose degree of deterioration is to be detected. It is also possible to take an image together with the image, adjust the white balance and the like, and compare this image with the color of the actually imaged and corrected grease, which is the object for detecting the degree of deterioration.
  • the color of the thinned grease measured by a camera or sensor determines the degree of deterioration from its brightness.
  • Hues are represented by three colors, red (R), green (G), and blue (B), and are represented by 256 gradations of 0 to 255 for each color.
  • the difference between the maximum and minimum RGB values obtained by measurement with a camera or sensor is defined as the maximum color difference of each grease.
  • the brightness ⁇ E and the maximum color difference are obtained for the reference grease and the grease whose degradation is to be detected, and the brightness ⁇ E is plotted on the X-axis and the maximum color difference on the Y-axis to determine the degradation of the grease.
  • the method for detecting deterioration of grease it is possible to determine the degree of deterioration of grease used in, for example, rolling bearings by narrowing down the locations. If the degree of deterioration for each location where grease is applied is known, in addition to appropriately determining when to perform maintenance such as replenishing unused grease to rolling bearings and replacing rolling bearings, maintenance timing for each location can be determined. You can also take measures such as changing.
  • a small amount of grease is sufficient for detecting deterioration, and the deterioration can be detected in a short time. Therefore, the degree of deterioration of grease collected from parts such as rolling bearings can be determined very simply and accurately on the spot. Furthermore, it is very useful because it can detect not only deterioration due to contamination by foreign matter, but also deterioration due to oxidation and deterioration due to changes in components due to heat.
  • Example according to the second embodiment [Examples 1 to 7]
  • the rolling bearing has an inner diameter of 25 mm, an outer diameter of 62 mm, and a width of 17 mm.
  • Grease is filled inside the rolling bearing. and rotated continuously.
  • the thickener of the grease used was lithium soap, and the consistency was No. 1. 2, a commercially available grease with mineral oil as the base oil was used.
  • the test time was 0 to 600 hours as shown in Table 1, and after each rotation, the grease was collected from the outside of the seal in the rolling bearing using a spatula.
  • the rotation was stopped after the passage of time, but it could not be restarted after that due to the increased bearing torque.
  • Example 1 which can be called the reference grease, had almost no color and had a high brightness ⁇ E, the grease deteriorated and turned brown as the rotation time passed. Specifically, since the lightness ⁇ E decreased and the blue (B) value decreased in the hue, a continuous change was observed in which the maximum color difference increased.
  • the degree of deterioration of the grease can be known from the positions of the lightness ⁇ E and the maximum color difference in the substantially semicircular shape shown in FIG. 4 .
  • the degree of deterioration of the grease increases, the color of the grease changes from colorless (white) to brown. That is, the lightness ⁇ E of the grease becomes smaller, and the brownish color means that the blue (B) value decreases, so the maximum color difference increases.
  • Such a change draws a curve as shown in the graph by an arrow curved in a substantially semicircular shape.
  • the lightness ⁇ E is close to 0, it may indicate not only deterioration due to oxidation of the grease but also solid particles such as abrasion dust mixed in the grease as foreign matter.
  • the brightness ⁇ E and the maximum color difference are plotted as shown in FIG. , it is preferable because the degree of deterioration of the grease can be determined at a glance.
  • a lubricant deterioration detection method As a lubricant deterioration detection method (hereinafter referred to as “deterioration detection method”) of the present invention, first, a device or equipment using lubricating oil or grease (hereinafter collectively referred to as "lubricant”), such as a rolling bearing Stop the ball screw device, collect the lubricant, put it in a container, and photograph it together with the color sample.
  • lubricant a device or equipment using lubricating oil or grease
  • Stop the ball screw device collect the lubricant, put it in a container, and photograph it together with the color sample.
  • imaging devices can be used for photography, and there are no particular restrictions on the type of imaging device.
  • there are no particular restrictions on the type of light source used when shooting, and detection can be performed in various locations.
  • the color sample 1 is a list in which a plurality of color samples 20 with different hues and shades are arranged on the surface of a mount 10, from white (upper left in the figure) to black (lower right in the figure). be.
  • Image information of the color sample 1 is printed as an identification code 30 on the mount 10 .
  • the identification code 30 a bar code, illustrated QR code (registered trademark), or the like is used.
  • the sampled lubricant is placed in a container (not shown) such as a petri dish or a transparent bottle, placed on a sample placement portion 40 indicated by a circle in the figure, and photographed together with the color sample 1 using various imaging devices. to shoot.
  • a container such as a petri dish or a transparent bottle
  • the lubricant may be used alone, but may be diluted with a solvent.
  • the solvent is not particularly limited as long as it is easily mixed with the lubricant and has colorlessness and transparency to the extent that it does not interfere with photographing the color of the lubricant. Kerosene and gasoline are preferred. By diluting the lubricant with a solvent, it becomes possible to more finely separate the lubricant discolored to a dark color, particularly a blackish color.
  • the captured image information of the lubricant is compared with the image information of the color sample 1. At that time, it is preferable to correct the white balance in the captured image information of the lubricant. By correcting the above-mentioned white balance, the image information of the captured lubricant is more appropriately adapted to the image information of the color sample 1 regardless of the environment of the shooting location, that is, the detection location, which may be affected by the brightness. can do.
  • the above white balance correction can be performed by the white balance correction function. It may be sent to a device and corrected by a white balance correction function provided in the processing device. Also, the comparison between the image information of the lubricant and the image information of the color sample 1, which will be described later, may be performed within the imaging device or may be performed by an external processing device.
  • corrected image Hue is represented by three colors, red (R), green (G), and blue (B), and brightness ( ⁇ E) is obtained from the following formula (1) based on the RGB values of the corrected image.
  • Brightness ( ⁇ E) (R 2 +G 2 +B 2 ) 0.5 (1)
  • the difference between the maximum value and the minimum value in the RGB values is taken as the maximum color difference of the lubricant correction image.
  • the lubricant is sampled at predetermined usage time intervals, the brightness ( ⁇ E) and the maximum color difference are obtained, and the brightness ( ⁇ E) is plotted on the X axis and the maximum color difference on the Y axis.
  • the degree of deterioration (deterioration state) of the sampled lubricant can be determined based on this graph. Based on this degree of deterioration, it is possible to reflect the replacement timing of the lubricant.
  • the correction according to the dilution rate can be performed by providing a correction function to the imaging device or the server and using a correction table created in advance.
  • Example 1 an example of monitoring the deterioration state of the grease of the rolling bearing will be shown as Test Example 1, and an example of monitoring the deterioration state of the lubricating oil of the rolling bearing will be shown as Test Example 2.
  • the amount of grease collected was 10 mg each, and dissolved in 1 mL of hexane.
  • FIG. 6 shows the result of plotting the brightness ( ⁇ E) on the X axis and the maximum color difference on the Y axis.
  • the numbers in the figure indicate the operating time (hr).
  • the new product has almost no color and high brightness.
  • the grease deteriorates and turns brown, so the brightness decreases, the color becomes bluer, and the maximum color difference increases, as indicated by the semicircular arrow in the figure. A continuous change along curve A was observed.
  • the sampled grease is photographed together with a color sample, the lightness ( ⁇ E) and maximum color difference of the corrected image are obtained, and the degree of deterioration of the sampled grease can be determined by where it is located on the curve A shown in FIG.
  • the amount of lubricating oil to be collected is 1 mL, placed in a petri dish without dilution, placed on the sample mounting part of the color sample, and each lubricating oil and color sample are photographed together with a digital camera with a white balance correction function. RGB values were obtained from the corrected image. Table 3 below shows the results of calculating the lightness ( ⁇ E) and the maximum color difference from the obtained RGB values.
  • FIG. 7 shows the result of plotting the brightness ( ⁇ E) on the X axis and the maximum color difference on the Y axis.
  • the numbers in the figure indicate the operating time (hr).
  • the new product has almost no color and high brightness.
  • the grease deteriorates and turns brown, so the brightness decreases, the color becomes bluer, and the maximum color difference increases, as indicated by the semicircular arrow in the figure.
  • a continuous change along curve B was observed.
  • the sampled lubricating oil is photographed together with a color sample, the brightness ( ⁇ E) and the maximum color difference of the corrected image are obtained, and the degree of deterioration of the sampled lubricating oil can be determined by where it is located on the curve B shown in FIG. .
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Abstract

グリースの劣化を検知することが可能であり、且つ、劣化の検知に必要なグリースの量が少量であるグリースの劣化検知方法を提供する。グリースの劣化検知方法は、グリースを希釈液で希釈して希釈グリースを得る希釈工程と、希釈グリースの色をセンサで測定する測定工程と、を備える。

Description

グリースの劣化検知方法及び潤滑剤の劣化検知方法
　本発明は、グリースの劣化状態を検知する方法及び潤滑剤の劣化状態を検知する方法に関する。
（本発明の第１の課題）
　特許文献１には、転がり軸受に使用されている潤滑グリース中の鉄粉濃度を、励磁コイルと検知コイルにおける磁気バランスの崩れから測定することにより、転がり軸受の故障を予知する故障予知装置が開示されている。
　しかしながら、特許文献１に開示の技術には、鉄粉濃度の測定に必要なグリースの量が比較的多量であるという問題があった。また、特許文献１に開示の技術では、グリースの酸化劣化を検知することはできなかった。
（本発明の第２の課題）
　また、グリースは転がり軸受や減速機をはじめ、様々な機械装置の部品に使用されている。これら部品の故障の一因として異常摩耗が挙げられるが、異常摩耗が生じるとグリースに鉄粉等の異物が混入し、グリースが劣化することとなる。また、熱が加わることによる成分変化に伴うグリースの劣化や、酸化によるグリースの劣化等、グリースの劣化にはいくつかの要因がある。
　グリースと同じような用途で用いられる潤滑油については、劣化等の状態を検出する方法が種々検討されている、例えば、特許文献２には機械装置そのものに取り付ける色センサーが開示されており、かかる色センサーによって潤滑油の状態を検出できる。
　しかしながら、グリースは、潤滑油と比べて流動性が低く、光の透過性も低いことから、グリースの劣化を分析することは難しい。
　グリースの劣化として、鉄粉の混入によるものに限れば、例えば特許文献１に、測定対象部品に使用されている潤滑グリース中の鉄粉濃度を、励磁コイルと検知コイルにおける磁気バランスの崩れから測定することにより、かかる測定対象部品の故障予知をする故障予知装置が開示されている。
　しかしながら、特許文献１に開示された技術は、鉄粉濃度を測定するために、比較的多量のグリースが必要となる。また、故障予知装置のセンサ部分を、検知したい箇所に設置する必要があり、装置の製造から設置、予知に至るまでに、それなりの時間とコストを必要とする。さらに、グリースへの鉄粉混入による劣化の検知に限られ、グリースの酸化や熱による成分変化に伴う劣化を検知することはできなかった。
（本発明の第３の課題）
　各種機械装置の潤滑に用いられる潤滑剤は、使用とともに酸化したり、異物が混入するなどして経時的に劣化する。
　潤滑剤の劣化状態を検出する方法として、例えば、特許文献２には、発光素子（白色ＬＥＤ）と、受光素子（ＲＧＢセンサ）とで形成される隙間に潤滑剤を浸入させ、光の透過状態から潤滑剤の劣化状態を検出するセンサが記載されている。
　しかしながら、特許文献２に記載の潤滑剤の劣化状態を検出する方法では、潤滑剤が比較的多量に必要であり、また潤滑油しか測定できず、例えばグリースを検出対象とすることができない。また、センサを潤滑剤に浸漬することによって発生するセンサの劣化の問題や、センサを洗浄する必要もある。さらには、光源の種類が白色ＬＥＤに限定されており、検出場所が規制される。
日本国特許第５１８８０８８号公報 日本国特許第５９８０５９１号公報
　上記本発明の第１の課題に関し、本発明は、グリースの劣化を検知することが可能であり、且つ、劣化の検知に必要なグリースの量が少量であるグリースの劣化検知方法を提供することを第１の目的とする。
　上記本発明の第２の課題に関し、本発明は、鉄粉等の異物の混入による劣化に加え、酸化や熱を原因とする劣化であっても、少ないグリース量で短時間に検知可能な、グリースの劣化検知方法を提供することを第２の目的とする。
　上記本発明の第３の課題に関し、本発明は、潤滑剤として潤滑油の他にグリースを検出対象とし、かつ、少ない量で、検出装置の劣化や洗浄の必要もなく、潤滑剤の劣化状態を簡便かつ短時間でより正確に検出することができ、更には光源の種類の制限もなく、様々な場所で検出できる方法を提供することを第３の目的とする。
　本発明の上記第１の目的は、グリースの劣化検知方法に係る下記［１］の構成により達成される。
［１］　グリースの劣化を検知する方法であって、
　グリースを希釈液で希釈して希釈グリースを得る希釈工程と、
　前記希釈グリースの色をセンサで測定する測定工程と、
　を備える、グリースの劣化検知方法。
　また、グリースの劣化検知方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［２］～［４］に関する。
［２］　前記センサがカラーセンサである、［１］に記載のグリースの劣化検知方法。
［３］　前記希釈液が有機溶剤である、［１］又は［２］に記載のグリースの劣化検知方法。
［４］　前記有機溶剤がｎ－ヘキサン、灯油及びガソリンからなる群より選ばれる少なくとも１種である、［３］に記載のグリースの劣化検知方法。
　なお、本明細書において上記［１］～［４］に係る発明を「第１発明群」と称する。
　本発明の上記第２の目的は、グリースの劣化検知方法に係る下記［５］の構成により達成される。
［５］　グリースの劣化を検知する方法であって、
　グリースを一対の透明材料の板で挟んで押広げて薄膜化する工程と、
　前記薄膜化されたグリースの色を、カメラ又はセンサで測定する工程と、を含み、
　前記測定により前記グリースの劣化具合を判断する、グリースの劣化検知方法。
　また、グリースの劣化検知方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［６］又は［７］に関する。
［６］　前記センサがカラーセンサである、［５］に記載のグリースの劣化検知方法。
［７］　前記透明材料がガラス、アクリル、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネートからなる群より選ばれる少なくとも１種である、［５］又は［６］に記載のグリースの劣化検知方法。
　なお、本明細書において上記［５］～［７］に係る発明を「第２発明群」と称する。
　本発明の上記第３の目的は、潤滑剤劣化検出方法に係る下記［８］の構成により達成される。
［８］　撮像装置を用い、潤滑剤のみ又は溶剤で希釈した前記潤滑剤を、色見本と共に撮影する工程と、
　撮影した前記色見本の画像情報を基に、撮影した前記潤滑剤のみ又は前記溶剤で希釈した前記潤滑剤の画像情報から、前記潤滑剤の劣化状態を判定する工程と、
　を有する、潤滑剤劣化検出方法。
　また、潤滑剤劣化検出方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［９］～［１３］に関する。
［９］　前記色見本の画像情報におけるホワイトバランスを基に、撮影した前記潤滑剤のみ又は前記溶剤で希釈した前記潤滑剤の画像情報におけるホワイトバランスを補正し、
　補正した前記画像情報から、前記潤滑剤の劣化状態を判定する、［８］に記載の潤滑剤劣化検出方法。
［１０］　前記撮像装置が、ホワイトバランス補正機能を備える、［８］又は［９］に記載の潤滑剤劣化検出方法。
［１１］　前記撮像装置が、デジタルカメラ又はカメラ付き携帯端末である、［１０］に記載の潤滑剤劣化検出方法。
［１２］　前記潤滑剤が、潤滑油又はグリースである、［８］又は［９］に記載の潤滑剤劣化検出方法。
［１３］　前記溶剤が、有機溶媒、灯油類又はガソリン類を含む、［８］又は［９］に記載の潤滑剤劣化検出方法。
　なお、本明細書において上記［８］～［１３］に係る発明を「第３発明群」と称する。
　上記「第１発明群」に係る本発明によれば、少量のグリースで該グリースの劣化を検知することができる。
　上記「第２発明群」に係る本発明によれば、鉄粉等の異物の混入のみならず、酸化や熱を原因とするグリースの劣化を検知することができる。また、少量のグリースから短時間に劣化を検知できることから、コスト面や時間面で非常に有用であることに加え、部品の任意の複数箇所のグリースを採取することで、グリースの劣化している箇所をピンポイントで、かつ劣化具合をその場で知ることも可能である。
　上記「第３発明群」に係る本発明によれば、潤滑剤の酸化劣化や異物混入等による潤滑剤の劣化状態を、簡便かつ短時間で正確に検出することができる。また、潤滑剤の必要量に関し、例えば１０ｍｇ程度と非常に少ないため、検出装置の劣化がなく、洗浄の必要もないことに加え、潤滑部分の寿命に直接影響する部分、例えば軸受の軌道付近の潤滑剤の分析をすることができ、故障予知の精度を高くすることができる。さらに、潤滑油の他にグリースを検出対象にすることができ、光源の制限もなく、様々な場所で検出することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係るグリースの劣化検知方法によって転がり軸受の保持器近傍のグリースを分析した結果を示すグラフである。 図２は、本発明の第１実施形態に係るグリースの劣化検知方法によって転がり軸受 のシール内部のグリースを分析した結果を示すグラフである。 図３は、本発明の第１実施形態に係るグリースの劣化検知方法によって転がり軸受のシール外部のグリースを分析した結果を示すグラフである。 図４は、本発明の第２実施形態に係るグリースの劣化検知方法を用いた実施例で得られた明度ΔＥと最大色差の関係を示すグラフである。 図５は、本発明の第３実施形態で用いる色見本の一例を示す上面図である。 図６は、本発明の第３実施形態における試験例１の結果を示すグラフである。 図７は、本発明の第３実施形態における試験例２の結果を示すグラフである。
　以下、本発明の実施形態について以下に説明する。なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。
　なお、以下に示す実施形態においては、上記「第１発明群」に係る本発明を説明するための実施形態を「第１実施形態」と称し、上記「第２発明群」に係る本発明を説明するための実施形態を「第２実施形態」と称し、上記「第３発明群」に係る本発明を説明するための実施形態を「第３実施形態」と称する。
＜第１実施形態＞
　まず、第１実施形態について説明する。
　本実施形態に係るグリースの劣化検知方法は、グリースの劣化を検知する方法であって、グリースを希釈液で希釈して希釈グリースを得る希釈工程と、希釈グリースの色をセンサで測定する測定工程と、を備える。
　上記の本実施形態に係るグリースの劣化検知方法によれば、希釈グリースの色をセンサで測定することにより、グリースの劣化を検知することができる。すなわち、グリースが劣化すると色が変化するので、グリースの色をセンサで測定することにより、使用又は保管によってグリースが劣化したか否かを判定することができる。
　検知することができるグリースの劣化の具体的な内容としては、例えば、グリースの酸化、グリースへの異物の混入が挙げられる。測定に用いるセンサの具体例としては、カラーセンサが挙げられる。
　また、上記の本実施形態に係るグリースの劣化検知方法によれば、希釈グリースの色をセンサで測定することにより、グリースの劣化状態、劣化の度合いを判定することができる。すなわち、グリースの劣化が進行するほど色の変化の度合いが大きくなるので、グリースの色をセンサで測定することにより、使用又は保管によるグリースの劣化の度合いを判定することができる。
　例えば、劣化の度合いを判定すべきグリースの色を、基準グリースの色と比較することにより、グリースの劣化状態、劣化の度合いを判定することができる。詳述すると、未使用のグリース、製造直後のグリースなどの未劣化のグリースを基準グリースとし、この基準グリースを希釈液で希釈して希釈基準グリースを得て、希釈基準グリースの色をセンサで測定する（基準グリース測定工程）。
　次に、劣化の度合いを判定すべき試料であるグリースを希釈液で希釈して希釈グリースを得て（希釈工程）、希釈グリースの色をセンサで測定する（測定工程）。そして、基準グリース測定工程で得た希釈基準グリースの色と、測定工程で得た希釈グリースの色とを比較することにより、グリースの劣化の度合いを判定する（比較工程）。なお、基準グリースと試料であるグリースとでは、希釈液の種類と色の測定条件とを同一とすることが好ましい。
　よって、本実施形態に係るグリースの劣化検知方法を用いれば、例えば転がり軸受等に使用されているグリースの劣化の度合いを判定することができる。グリースの劣化の度合いが分かれば、未使用のグリースの転がり軸受への補充、転がり軸受の交換等のメンテナンスを行う時期を適切に判断することができる。
　また、本実施形態に係るグリースの劣化検知方法においては、グリースを希釈液で希釈した希釈グリースの色を測定するので、劣化の検知に必要なグリースの量は少量（例えば１０ｍｇ）で十分である。少量のグリースでも、酸化劣化と異物混入の両方の劣化を短時間で検知することができる。
　さらに、本実施形態に係るグリースの劣化検知方法においては、劣化の検知に必要なグリースの量は少量で十分であるため、転がり軸受の寿命に直接的に影響する軌道付近に存在するグリースを分析することができる。よって、転がり軸受に使用されているグリースの劣化の度合いの判定や、転がり軸受の故障の予測を、高精度で行うことができる。
　グリースを希釈液で希釈する際の条件は特に限定されるものではなく、温度は常温でもよいし、希釈液が揮発しない程度であれば加熱してもよい。また、希釈の際に撹拌を行ってもよいし、行わなくてもよい。
　また、グリースを希釈液で希釈する際の希釈倍率は特に限定されるものではないが、色の測定を高精度で行うためには、グリース１質量部に対して、１質量部以上１００００質量部以下の希釈液を混合して希釈することが好ましく、１０質量部以上１００００質量部以下の希釈液を混合して希釈することがより好ましく、１０質量部以上１０００質量部以下の希釈液を混合して希釈することがさらに好ましい。
　さらに、希釈液の種類は、グリースと混合しやすく、且つ、希釈グリースの色をセンサで測定する際に支障が出ない程度の無色性及び透明性を有するならば、特に限定されるものではないが、有機溶剤が好適である。希釈液は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
　有機溶剤の具体例としては、灯油、軽油、ガソリン等の石油や、メタノール、エタノール等のアルコールや、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤や、ｎ－ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素や、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素や、クロロホルム、モノクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素や、酢酸エチル等のエステル系溶剤や、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤が挙げられる。
＜第１実施形態に係る実施例＞
　転がり軸受に使用されている潤滑グリースの劣化の程度をモニタリングした例について説明する。使用した転がり軸受は、内径２５ｍｍ、外径６２ｍｍ、幅１７ｍｍの呼び番号６３０５ＶＶの深溝玉軸受である。使用したグリースの増ちょう剤はリチウム石けんであり、基油はポリ－α－オレフィンとジエステル油の混合物（４０℃における動粘度は１５．９ｍｍ２／ｓである。）であり、ちょう度はＮｏ．２である。
　このグリースを転がり軸受の内部に装填し、ラジアル荷重９８Ｎ、アキシアル荷重１４７０Ｎを負荷しつつ回転速度１００００ｍｉｎ‐１で内輪を回転させた。外輪温度は１４０℃とした。回転時間は、１００時間、２００時間、３００時間、４１７時間とし、上記各時間回転させた後に、転がり軸受からグリースを採取した。グリースの採取箇所は、転がり軸受が有する保持器の近傍部分、シールの近傍部分且つ内側部分、シールの近傍部分且つ外側部分の３箇所である。なお、回転時間４１７時間は、外輪温度が１７０℃まで上昇したため回転を停止させたものである。
　採取した各グリース１０ｍｇをそれぞれｎ－ヘキサン１ｍＬに溶解させて、希釈グリースを得た。そして、株式会社ＭＫＴタイセー製のオイル診断計Ｔ－ＯＤＳ－３０１を用いて各希釈グリースの色相を測定した。色相は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色で表現され、各色０～２５５の２５６階調で表される。カラーセンサで得られたＲＧＢ値を下記式に代入することにより、各希釈グリースの明度ΔＥを算出した。
　　　　　ΔＥ＝（Ｒ２＋Ｇ２＋Ｂ２）０．５
　また、カラーセンサで得られたＲＧＢ値における最大値と最小値の差を求め、これを各希釈グリースの最大色差とした。
　グリースの採取箇所毎に明度ΔＥと最大色差をプロットしたグラフを、図１～３に示す。図１のグラフの採取箇所は保持器の近傍部分であり、図２のグラフの採取箇所はシールの内側部分であり、図３のグラフの採取箇所はシールの外側部分である。また、グラフ中のプロットの近傍に記載された数値は、転がり軸受の回転時間である。回転時間０時間は未使用のグリースであり、未使用のグリースを基準グリースとして、各回転時間のグリースと同様に色相を測定した。
　転がり軸受の回転時間が長くなるにつれてグリースの劣化の度合いが大きくなるが、グリースの劣化の度合いが大きくなるにつれてグリースの色相が変化し、最大色差が上昇し、明度ΔＥが小さくなる。すなわち、グリースの色が無色（白）から黒へ向かって変化する。そして、明度ΔＥと最大色差をプロットすると、略半円状に湾曲した矢印でグラフに示すようなカーブを描く。
　また、未使用のグリースの明度ΔＥは約４４２（Ｒ＝２５５、Ｇ＝２５５、Ｂ＝２５５）であるが、グリースの劣化の度合いが大きくなるにつれて明度ΔＥは０に近づいていく。これは、摩耗粉等の固形粒子が異物としてグリースに混入していることを示している可能性がある。
　図１～３のグラフについて説明する。未使用のグリースはほとんど無色であり明度ΔＥも大きいが、回転時間が長くなるに従ってグリースの色は茶色がかっていくことから明度ΔＥは小さくなっていき、青色が下がっていくとこから最大色差が大きくなっていく。そして、さらに回転時間が長くなると、転がり軸受の焼付きに近づくに従ってグリースの色は黒色（Ｒ＝０、Ｇ＝０、Ｂ＝０）に近づくことから、明度ΔＥはさらに小さくなっていき、最大色差が小さくなって行くという結果が得られた。
　このように、明度ΔＥと最大色差をプロットすると、略半円状に湾曲した矢印でグラフに示すようなカーブを描くので、希釈グリースの明度ΔＥと最大色差をプロットしたものが上記カーブのどこに位置しているかを見ることで、グリースの劣化の度合いを判定することができる。
＜第２実施形態＞
　続いて、第２実施形態について説明する。
　本実施形態に係るグリースの劣化検知方法は、グリースを一対の透明材料の板で挟んで押広げて薄膜化する工程と、上記薄膜化されたグリースの色を、カメラ又はセンサで測定する工程と、を含む。上記測定する工程により、グリースの劣化具合を判断する。
　また、本発明の効果を損なわない範囲において、上記工程以外の他の工程を含んでいてもよい。
（薄膜化する工程）
　グリースは、劣化すると色が変化する。しかしながら、グリースは潤滑油と比べて流動性が低く粘度が高い。そのため、光の透過性も低く、劣化がまったくない初期の状態と、劣化がかなり進んだ状態のように色相の差が大きい場合は判別できても、劣化の細かな差を判別することは難しかった。
　これに対し、本実施形態では、グリースを一対の透明材料の板で挟んで押広げて薄膜化する工程を含む。これにより、グリースの光の透過性が高まり、劣化の細かな差を色相の差として明確に判別できる。
　また、グリースを押し広げて薄膜化するために、グリースの量は少量で十分である。そのため、グリースが付着している部品の寿命に直接的に影響する部分のグリースをピンポイントで分析するなど、故障予知の精度が高くなる。具体的には、当該部品が転がり軸受である場合には、軌道付近に存在するグリースを分析し、転がり軸受に使用されているグリースの劣化の度合いの判定や、転がり軸受の故障の予測を、高精度で行うことができる。
　一対の透明材料は、その間にグリースを挟んで押広げることでグリースを薄膜化でき、また、グリースの色相の観測に影響を与えるものでなければ特に限定されない。
　例えば、ガラス、アクリル、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネートからなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましく、これらのうち、同じ透明材料を一対の透明材料としてもよく、異なる２種を一対の透明材料としてもよい。
　透明材料の板は、グリースを挟み込む面が平坦であればよく、板の大きさや厚みは特に限定されない。板の大きさや厚みは、用いる透明材料や押広げる方法、グリースの量等によって好ましい範囲は変わる。例えば、２枚のスライドガラスを一対の透明材料として用い、スライドガラスの上から人の力をかけてグリースを押広げる場合には、その力によって割れない程度のガラスの強度や厚みを有せばよい。また、透明材料は、グリースを押広げた際に、薄膜化したグリースが飛び出ない程度の大きさを有せばよい。また、一対の透明材料の板の大きさや厚みは必ずしも同じである必要はない。
　一対の透明材料の板に挟むグリースの量、すなわち、本実施形態に係るグリースの劣化検知方法に必要なグリース量は、用いる透明材料の大きさやグリースの固さによっても異なるが、押広げた際グリースの厚みと面積が検知しやすい程度とする観点から、０．１ｍｇ以上が好ましく、０．２ｍｇ以上がより好ましく、０．５ｍｇ以上がさらに好ましい。また、部品の寿命に直接的に影響する部分のグリースをピンポイントで分析する観点から、１０ｍｇ以下が好ましく、５ｍｇ以下がより好ましく、２ｍｇ以下がさらに好ましい。
　押広げた後のグリースの大きさは、検知する際の視認のしやすさの観点から、直径１．５ｍｍ以上が好ましく、３ｍｍ以上がより好ましく、５ｍｍ以上がさらに好ましい。また、取扱いやすさの観点から、押広げた後のグリースの大きさは、直径３０ｍｍ以下が好ましく、直径１５ｍｍ以下がより好ましい。なお、上記大きさは、押広げた後のグリースが正確な円形であることを意味するものではない。すなわち、押広げた後のグリースの面積が上記直径の円形の面積と同程度であればよい。
　押広げた後のグリースの厚みは、色相の分析の精度を高める観点から、１０μｍ以上が好ましく、２０μｍ以上がより好ましい。また、光の透過性が低くなり過ぎるのを防ぐ観点から、押広げた後のグリースの厚みは０．５ｍｍ以下が好ましく、０．１ｍｍ以下がより好ましい。ただし、グリース中に、鉄粉等の異物が入っている場合には、鉄粉の大きさに応じて上記厚みが変わり得る。
　押広げた後のグリースの厚みは、用いたグリースの量、比重、及び面積から算出できる。また、誘電率測定を用いて直接測定することも可能である。
　グリースを部品から採集する方法は特に限定されないが、例えば、スパチュラを用いてベアリング等から直接採集する方法、グリース排出口から出てくるグリースを採集する方法等が挙げられる。
　グリースの薄膜化にあたり、希釈液は特段不要であるが、希釈液を用いることを排除するものではない。
　例えば、グリースの劣化が非常に進んでいる等して固化しており、グリースを一対の透明材料の板で挟んで押広げようとしても薄膜化が難しい場合には、希釈液を用いてグリースの粘度を下げてから薄膜化してもよい。また、グリースの劣化が非常に進んでおり、色が濃すぎてそれ以上の劣化の度合いを判別できない場合にも、希釈液を用いてグリースの色を薄くして、判別しやすいようにしてもよい。
　グリースを希釈液で希釈する際の希釈倍率は特に限定されるものではなく、グリースの状態に応じて適宜決定する。
　希釈液は、グリースと混合しやすく、且つ、グリースの色をカメラ又はセンサで測定する際に支障が出ない程度の無色性及び透明性を有するならば、特に限定されないが、有機溶剤が好適である。希釈液は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
　有機溶剤の具体例としては、灯油、軽油、ガソリン等の石油、メタノール、エタノール等のアルコール、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤、ｎ－ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、クロロホルム、モノクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、酢酸エチル等のエステル系溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤等が挙げられる。
（測定する工程）
　次に、薄膜化されたグリースの色を、カメラ又はセンサで測定する工程を行う。この測定によりグリースの劣化具合を判断する。
　検知できるグリースの劣化の具体的な内容としては、例えば、グリースの酸化、グリースの熱による成分変化、グリースへの鉄粉等の異物の混入が挙げられる。
　測定に用いるセンサは、カラーセンサが、グリースの色を直接判別できるため好ましい。
　グリースは、劣化が進行するほど色の変化の度合いが大きくなる。そのため、グリースの色をカラーセンサ等のセンサで測定することにより、グリースの劣化具合を判定できる。
　中でも、本実施形態に係るグリースの劣化検知方法は、グリースを薄膜化することで、グリースの光の透過性が高まり、劣化の細かな差を色相の差として明確に判別できる。そのため、グリースの劣化具合を詳細に検知できる。
　一実施形態では、薄膜化したグリースの色を、基準グリースの色と比較することにより、グリースの劣化具合を判定する。具体的には、未使用のグリース、製造直後のグリース等、劣化していないグリースを「基準グリース」とし、この基準グリースを一対の透明材料の板で挟んで押広げて薄膜化する。この際の基準グリースの量並びに押広げた後の面積及び厚みは、劣化具合を検知する対象であるグリースの量並びに押広げた後の面積及び厚みと同じにすることが好ましい。この基準グリースの色をセンサで測定し、以後の測定の基準とする。
　次に、上記のように劣化具合を検知する対象であるグリースを一対の透明材料で挟んで押広げて薄膜化したものの色をセンサで測定する。そして、基準グリースの色と比較することにより、グリースの劣化具合を判定する。
　センサに代えて、カメラでグリースの色を測定する場合も、上記と同様に基準グリースの色と比較してグリースの劣化具合を判断する。
　劣化具合を検知する対象であるグリースを一対の透明材料で挟んで押広げて薄膜化したものを、背景に白いものを置いた状態で、例えば色見本と共に撮影する。色見本とは色の標準化のために用いられるものであり、これにより、撮影後の画像についてホワイトバランスを補正すること等が可能となり、撮影する場所の明るさ等の条件によらず、劣化具合を判断できる。
　基準グリースを一対の透明材料で挟んで押広げて薄膜化したものは、劣化具合を検知する対象であるグリースと共に、背景に白いものを置いた状態で撮影、補正してもよく、予め色見本と共に撮影し、ホワイトバランス等を補正済みの状態にしておき、これと、実際に撮影、補正された劣化具合を検知する対象であるグリースの色とを比較してもよい。
　カメラ又はセンサで測定された薄膜化されたグリースの色は、その明度から劣化具合を判断する。
　色相は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色で表現され、各色０～２５５の２５６階調で表される。センサで得られたＲＧＢ値、又は、カメラで撮影、補正された画像における色相情報から抽出されるＲＧＢ値を下記式に代入することにより、グリースの明度ΔＥを算出する。
　　　　　ΔＥ＝（Ｒ２＋Ｇ２＋Ｂ２）０．５
　また、カメラ又はセンサでの測定により得られたＲＧＢ値における最大値と最小値の差を、各グリースの最大色差とする。
　基準グリースと劣化具合を検知する対象であるグリースについて、上記明度ΔＥ及び最大色差をそれぞれ求め、明度ΔＥをＸ軸、最大色差をＹ軸としてプロットすることで、グリースの劣化具合を判断できる。
　このように、本実施形態に係るグリースの劣化検知方法を用いれば、例えば転がり軸受等に使用されているグリースについて、場所を絞って、その劣化具合を判断することができる。グリースの塗布された場所ごとの劣化具合が分かれば、未使用のグリースの転がり軸受への補充、転がり軸受の交換等のメンテナンスを行う時期を適切に判断することに加え、場所ごとにメンテナンス時期を変えるといった対応を取ることもできる。
　また、本実施形態に係るグリースの劣化検知方法は、劣化の検知に必要なグリースは少量で十分であり、かつ短時間で検知できる。そのため、転がり軸受等の部品から採集したグリースの劣化具合についてその場で非常に簡便に、かつ、精度良く判断できる。
　さらには、異物の混入による劣化のみならず、酸化による劣化や熱による成分変化による劣化も検知できるため、非常に有用である。
＜第２実施形態に係る実施例＞
［実施例１～７］
　転がり軸受に使用されている潤滑グリースの劣化具合のモニタリングを行った。
　転がり軸受は、内径２５ｍｍ、外径６２ｍｍ、幅１７ｍｍのものを使用し、グリースを転がり軸受の内部に装填し、回転速度２０００ｒ／ｍｉｎ、軸受外輪温度１２０℃、ラジアル荷重９８Ｎ、アキシアル荷重１４７０Ｎの条件で連続回転させた。使用したグリースの増ちょう剤はリチウム石けんであり、ちょう度がＮｏ．２で基油が鉱油である市販のグリースを用いた。
　試験時間は、表１に記載のように０～６００時間として、それぞれの時間で回転させた後に、転がり軸受におけるシール外部から、スパチュラを用いてグリースを採集した。なお、回転時間６００時間の実施例は、時間経過で回転を停止させたが、その後の再開は軸受トルク増大のためできなかった。
　採集したグリースのうち１ｍｇを、一対のスライドガラスに挟み、力を加えて押広げることで、直径が６ｍｍ、かつ膜厚が約４０μｍの薄膜とした。次いで、薄膜化されたグリースをカメラで撮影して画像データから色相情報を抽出した。この際、グリースを色見本と共に撮影することで、ホワイトバランス補正を行った。色相は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色で表現され、各色０～２５５の２５６階調で表される。それぞれのＲＧＢ値を下記式に代入して、各グリースの明度ΔＥを求めた。また、ＲＧＢ値における最大値と最小値の差である最大色差も求めた。
　　　ΔＥ＝（Ｒ２＋Ｇ２＋Ｂ２）０．５
　結果を表１及び図４に示す。なお、図４中のプロット近傍に記載された数字は回転時間を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　その結果、基準グリースと呼べる実施例１には色がほとんどなく、明度ΔＥも高いのに対して、回転時間が経過するにつれて、グリースは劣化して茶色になっていった。具体的には、明度ΔＥが下がり、色相では青（Ｂ）値が下がっていくことから、最大色差が大きくなるという連続的な変化が観察された。
　明度ΔＥと最大色差が、図４に示した略半円状のどの位置にあるかにより、グリースの劣化具合が分かる。
　グリースの劣化具合が大きくなるにつれて、グリースの色は無色（白）から茶色へ向かって変化する。すなわち、グリースの明度ΔＥは小さくなっていき、茶色がかるとは青（Ｂ）値が下がることになるため、最大色差が上昇する。そして、さらに回転時間が長くなり、転がり軸受の焼き付きに近づくにつれて劣化具合は大きくなり、グリースの色は、茶色から黒色（Ｒ＝０、Ｇ＝０、Ｂ＝０）へ向かって変化する。そのため、明度ΔＥはさらに小さくなり、最大色差も小さくなる。
　このような変化は、略半円状に湾曲した矢印でグラフに示すようなカーブを描くことになる。なお、明度ΔＥが０に近い領域となる場合には、グリースの酸化による劣化のみならず、摩耗粉等の固形粒子が異物としてグリースに混入していることを示唆している可能性もある。
　実施例１～実施例７は、転がり軸受におけるシール外部のグリースを劣化検知の対象としたために、実際に潤滑に寄与する部分に塗布されるグリースと比較して色相の変化は小さくなったが、閾値としては基準グリースとなる回転時間０の新品のグリースの明度ΔＥに対して、半分程度の明度ΔＥの領域に達した際に、グリースを塗布し直したり、転がり軸受そのものを交換することが好ましい。
　実際に本実施形態に係るグリースの劣化検知方法を用いる場合には、図４のように明度ΔＥと最大色差をプロットし、略半円状に湾曲した矢印のようなカーブのどこに位置しているかを見ると、一見してグリースの劣化具合を判断できるため好ましい。
＜第３実施形態＞
　まず、第３実施形態について説明する。
　本発明の潤滑剤劣化検出方法（以下「劣化検出方法」という。）として、先ず、潤滑油やグリース（以下、まとめて「潤滑剤」という。）を使用している装置や機器、例えば転がり軸受やボールねじ装置を停止し、潤滑剤を採取して容器に取り、色見本と共に撮影する。撮影には各種の撮像装置を用いることができ、その種類について特に制限はないが、例えばデジタルカメラや、スマートフォン、タブレットのようなカメラ付き携帯端末を用いて行うことができる。また、撮影時の光源の種類には特に制限はなく、様々な場所での検出が可能になる。
　図５に示すように、色見本１は、台紙１０の表面に、白色（図中左上）から黒色（図中右下）まで、色相や濃淡の異なる複数の色サンプル２０を並べた一覧表である。また、色見本１の画像情報は、台紙１０に、識別コード３０として印刷されている。識別コード３０としては、バーコードや、図示されるＱＲコード（登録商標）などが用いられる。
　そして、採取した潤滑剤をシャーレや透明のビンなどの容器（図示せず）に入れ、図中の円で示す試料載置部４０に載置し、色見本１と共に各種の撮像装置を用いて撮影する。ここで、潤滑剤の採取量は、１０ｍｇ程度で十分であり、ごく少量である。また、潤滑剤はそれのみでも構わないが、溶剤で希釈してもよい。溶剤としては、潤滑剤と混合しやすく、かつ、潤滑剤の色を撮影する際に支障が出ない程度の無色性及び透明性を有するならば、特に限定されないが、具体的には有機溶媒や灯油類、ガソリン類が好適である。なお、潤滑剤を溶剤で希釈することにより、暗色、特に黒色系に変色した潤滑剤について、より細かい分別ができるようになる。
　撮影した潤滑剤の画像情報は、色見本１の画像情報と比較される。その際、撮影した潤滑剤の画像情報におけるホワイトバランスを補正することが好ましい。上記ホワイトバランスを補正することにより、明るさなどが影響し得る撮影場所、すなわち検出場所の環境に関係なく、撮影した潤滑剤の画像情報を、色見本１の画像情報により適切に則したものにすることができる。
　なお、上記ホワイトバランスの補正は、使用する撮像装置がホワイトバランス補正機能を備える場合、そのホワイトバランス補正機能により行うことが可能であるが、撮像装置で得た画像情報をサーバーなどの外部の処理装置に送り、その処理装置に備えられたホワイトバランス補正機能によって補正を行ってもよい。また、後述する潤滑剤の画像情報と色見本１の画像情報との比較においても、撮像装置内で行ってもよいし、あるいは外部の処理装置で行ってよい。
　次いで、ホワイトバランスを補正した潤滑剤の画像（以下「補正画像」という。）の色相を求める。色相は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色で表現され、補正画像のＲＧＢ値を基に、下記式（１）から明度（ΔＥ）を求める。
　明度（ΔＥ）＝（Ｒ２＋Ｇ２＋Ｂ２）０．５　・・・（１）
　また、ＲＧＢ値における最大値と最小値との差を、潤滑剤補正画像の最大色差とする。
　そして、後述する試験例に示すように、潤滑剤を所定の使用時間ごとに採取し、上記明度（ΔＥ）及び最大色差をそれぞれ求め、明度（ΔＥ）をＸ軸、最大色差をＹ軸としてプロットしてグラフ化すると相関が見られ、このグラフを基に、採取した潤滑剤の劣化具合（劣化状態）を判定できる。この劣化具合を基に、潤滑剤の交換時期などに反映させることができる。
　なお、希釈率に応じた補正は、撮像装置やサーバーに補正機能を持たせ、あらかじめ作成しておいた補正テーブルなどにより行うことができる。
＜第３実施形態に係る実施例＞
　以下、試験例１として、転がり軸受のグリースの劣化状態をモニタリングした例を、試験例２として、転がり軸受の潤滑油の劣化状態をモニタリングした例をそれぞれ示す。
（試験例１：転がり軸受のグリースの劣化状態をモニタリングした例）
　内径：２５ｍｍ、外径：６２ｍｍ、幅：１７ｍｍである転がり軸受を用い、内輪の回転、グリースによる潤滑、回転速度：２０００ｒ／ｍｉｎ、軸受外輪温度：１２０℃、ラジアル荷重：９８Ｎ、アキシアル荷重：１４７０Ｎ、の条件で連続回転させた。また、グリースとして、基油が鉱油、増ちょう剤がリチウム石けんであり、ちょう度Ｎｏ．２である市販のグリースを用いた。
　そして、１００時間、２００時間、３００時間、４００時間、５００時間及び６００時間運転させた転がり軸受から、それぞれグリースを採取した。なお、６００時間運転させた転がり軸受については、運転を停止してグリースを採取した後、運転再開を試みたが、軸受トルク増大のため再開できなかった。
　グリースの採取量はそれぞれ１０ｍｇとし、１ｍＬのヘキサンに溶解させた。
　採取した各グリースをシャーレに入れ、色見本の試料載置部に載置し、各グリースと色見本を一緒にホワイトバランス補正機能付きのデジタルカメラで撮影し、得られた補正画像からＲＧＢ値を求めた。なお、求めたＲＧＢ値から明度（ΔＥ）と最大色差を計算した結果を、下記の表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　また、明度（ΔＥ）をＸ軸、最大色差をＹ軸としてプロットした結果を図６に示す。図中の数字は、それぞれの運転時間（ｈｒ）を示す。結果、新品には色がほとんどなく、明度も高い。しかし、運転時間が経過するにつれて、グリースは劣化して茶色になっていくことから明度が下がり、色は青色が下がっていき、最大色差が大きくなり、図中の略半円状の矢印で示すカーブＡに沿った連続的な変化が観察された。
　したがって、採取したグリースを色見本とともに撮影し、その補正画像の明度（ΔＥ）と最大色差を求め、図６に示すカーブＡのどこに位置しているかにより、採取したグリースの劣化度合がわかる。
（試験例２：転がり軸受の潤滑油の劣化状態をモニタリングした例）
　内径：６０ｍｍ、外径：９５ｍｍ、呼び高さ：２６ｍｍであるスラスト円筒ころ軸受を用い、内輪の回転、潤滑油による潤滑、回転速度：５００ｒ／ｍｉｎ、軸受温度：１００℃、アキシアル荷重：６０ｋＮ、の条件で連続回転させた。潤滑油としては、ＶＧ３２相当を用い、０．１Ｌ／ｍｉｎの条件で給油を行った。
　そして、このスラスト円筒ころ軸受を５１５時間、８００時間及び１１３６時間運転させた後、油回収タンクから、それぞれ潤滑油を採取した。
　潤滑油の採取量は１ｍＬとし、希釈することなくシャーレに入れ、色見本の試料載置部に載置し、各潤滑油と色見本を一緒にホワイトバランス補正機能付きデジタルカメラで撮影し、得られた補正画像からＲＧＢ値を求めた。なお、求めたＲＧＢ値から明度（ΔＥ）と最大色差を計算した結果を、下記の表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　また、明度（ΔＥ）をＸ軸、最大色差をＹ軸としてプロットした結果を図７に示す。図中の数字は、それぞれの運転時間（ｈｒ）を示す。結果、新品には色がほとんどなく、明度も高い。しかし、運転時間が経過するにつれて、グリースは劣化して茶色になっていくことから明度が下がり、色は青色が下がっていき、最大色差が大きくなり、図中の略半円状の矢印で示すカーブＢに沿った連続的な変化が観察された。
　したがって、採取した潤滑油を色見本とともに撮影し、その補正画像の明度（ΔＥ）と最大色差を求め、図７に示すカーブＢのどこに位置しているかにより、採取した潤滑油の劣化度合がわかる。
　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、２０２１年６月３日出願の日本特許出願（特願２０２１－０９３５４８）、２０２２年２月２１日出願の日本特許出願（特願２０２２－０２５０９０）、２０２２年３月４日出願の日本意匠登録出願（意願２０２２－００４４８１）及び２０２２年５月２７日出願の日本特許出願（特願２０２２－０８６８２５）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　　色見本
１０　台紙
２０　色サンプル
３０　識別コード
４０　試料載置部

Claims (13)

  1. 　グリースの劣化を検知する方法であって、
    　グリースを希釈液で希釈して希釈グリースを得る希釈工程と、
    　前記希釈グリースの色をセンサで測定する測定工程と、
    　を備える、グリースの劣化検知方法。
  2. 　前記センサがカラーセンサである、請求項１に記載のグリースの劣化検知方法。
  3. 　前記希釈液が有機溶剤である、請求項１又は２に記載のグリースの劣化検知方法。
  4. 　前記有機溶剤がｎ－ヘキサン、灯油及びガソリンからなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項３に記載のグリースの劣化検知方法。
  5. 　グリースの劣化を検知する方法であって、
    　グリースを一対の透明材料の板で挟んで押広げて薄膜化する工程と、
    　前記薄膜化されたグリースの色を、カメラ又はセンサで測定する工程と、を含み、
    　前記測定により前記グリースの劣化具合を判断する、グリースの劣化検知方法。
  6. 　前記センサがカラーセンサである、請求項５に記載のグリースの劣化検知方法。
  7. 　前記透明材料がガラス、アクリル、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネートからなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項５又は６に記載のグリースの劣化検知方法。
  8. 　撮像装置を用い、潤滑剤のみ又は溶剤で希釈した前記潤滑剤を、色見本と共に撮影する工程と、
    　撮影した前記色見本の画像情報を基に、撮影した前記潤滑剤のみ又は前記溶剤で希釈した前記潤滑剤の画像情報から、前記潤滑剤の劣化状態を判定する工程と、
    　を有する、潤滑剤劣化検出方法。
  9. 　前記色見本の画像情報におけるホワイトバランスを基に、撮影した前記潤滑剤のみ又は前記溶剤で希釈した前記潤滑剤の画像情報におけるホワイトバランスを補正し、
    　補正した前記画像情報から、前記潤滑剤の劣化状態を判定する、請求項８に記載の潤滑剤劣化検出方法。
  10. 　前記撮像装置が、ホワイトバランス補正機能を備える、請求項８又は９に記載の潤滑剤劣化検出方法。
  11. 　前記撮像装置が、デジタルカメラ又はカメラ付き携帯端末である、請求項１０に記載の潤滑剤劣化検出方法。
  12. 　前記潤滑剤が、潤滑油又はグリースである、請求項８又は９に記載の潤滑剤劣化検出方法。
  13. 　前記溶剤が、有機溶媒、灯油類又はガソリン類を含む、請求項８又は９に記載の潤滑剤劣化検出方法。
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