潤滑剤劣化検出装置および検出装置付き軸受
【課題】 検出部の小型化が可能で、また測定用ギャップ部が小さくても潤滑剤が入り込み易く、安定した正確な検出が可能な潤滑剤劣化検出装置、およびその潤滑剤劣化検出装置を備えた検出装置付き軸受を提供する。
【解決手段】先端が潤滑剤６の配置空間１０を介して並ぶ２本の光ファイバ４，５と、一方の光ファイバ４の基端に配置した発光素子２と、他方の光ファイバ５の基端に配置した受光素子３と、この受光素子３の出力から潤滑剤６に混入している異物の量を検出する判定手段７とを備える。前記２本の光ファイバ４，５は、それぞれ先端を斜めにカットしてその斜めカット面を反射コーティングした反射面４ａ，５ａとする。これら斜めの反射面４ａ，５ａは、一方の光ファイバ４を通る光が先端の反射面４ａで他方の光ファイバ５の反射面５ａに向けて反射して、この反射面５ａから他方の光ファイバ５内に反射する方向に向ける。
【解決手段】先端が潤滑剤６の配置空間１０を介して並ぶ２本の光ファイバ４，５と、一方の光ファイバ４の基端に配置した発光素子２と、他方の光ファイバ５の基端に配置した受光素子３と、この受光素子３の出力から潤滑剤６に混入している異物の量を検出する判定手段７とを備える。前記２本の光ファイバ４，５は、それぞれ先端を斜めにカットしてその斜めカット面を反射コーティングした反射面４ａ，５ａとする。これら斜めの反射面４ａ，５ａは、一方の光ファイバ４を通る光が先端の反射面４ａで他方の光ファイバ５の反射面５ａに向けて反射して、この反射面５ａから他方の光ファイバ５内に反射する方向に向ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潤滑剤の混入物などによる劣化状態を検出する潤滑剤劣化検出装置、およびその潤滑剤劣化検出装置を備えた検出装置付き軸受、例えば鉄道車両用、自動車用、風車設備用、工場設備用等の潤滑剤劣化検出装置付き軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
潤滑剤を封入した軸受では、軸受内部の潤滑剤（グリース、油など）が劣化すると転動体の潤滑不良が発生し、軸受寿命が短くなる。転動体の潤滑不良を、軸受の振動状態などから判断するのでは、寿命に達して動作異常が発生してから対処することになるため、潤滑状態の異常をより早く検出できない。そこで、軸受内の潤滑剤の状態を定期的あるいはリアルタイムに観測し、異常やメンテナンス期間の予測を可能にすることが望まれる。
【０００３】
潤滑剤の劣化の主要な要因として、軸受の使用に伴って発生する摩耗粉が潤滑剤に混入することが挙げられる。
軸受の摩耗状態を検出するものとしては、軸受のシールの内側に電極やコイル等のセンサを配置し、摩耗粉の混入する潤滑剤の電気的特性を抵抗値・静電容量・磁気抵抗・インピーダンスなどの変化として検出するようにしたセンサ付き軸受が提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２９３７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のセンサ付き軸受は、潤滑剤の電気的特性を検出するものであるため、大量の摩耗粉が入って導通が起こるなどの状況にならなければ、特性変化として検出されず、混入物の検出が困難な場合がある。
【０００５】
このような課題を解決するものとして、例えば図１１のように、発光側および受光側の光ファイバ４６，４７の各一端を検出対象となる潤滑剤４５が存在する検出部４８に対向させ、発光側の光ファイバ４６の他端に発光素子４３を、受光側の光ファイバ４７の他端に受光素子４４をそれぞれ配置した光学式の構成を考えた。
図１１の構成では、発光素子４３から出射された光が発光側の光ファイバ４６を経由して検出部４８に存在する潤滑剤４５を透過し、さらに受光側の光ファイバ４７を経由して受光素子４４で検出され、受光素子４４で検出される透過光量から潤滑剤４５に混入する異物の量が推定される。
【０００６】
しかし、図１１の構成の場合、潤滑剤４５が一定厚さに保たれるような構造の検出部４８が必要であり、例えば軸受内部に封入された潤滑剤の劣化検出に用いるような場合、軸受内部での配置の自由度が低くなる。
【０００７】
そこで、前記２本の光ファイバ４６，４７を、それらの先端が図１２のように潤滑剤４５の配置空間となる測定用ギャップ部５０を介して並ぶように設けると共に、各光ファイバ４６，４７の先端を斜めにカットしてその斜めのカット面を反射コーティングした反射面４６ａ，４７ａとし、発光側の光ファイバ４６を通る光がその先端の反射面４６ａで受光側の光ファイバ４７の先端の反射面４７ａに向けて反射し、さらに前記反射面４７ａから受光側の光ファイバ４７内に向けて光が反射するようにした構成を考えた。
このように２本の光ファイバ４６，４７を並べて設けると、それらの先端間の潤滑剤４５の配置空間となる測定用ギャップ部５０の小型化が可能で、軸受内部などへの配置の自由度が高くなる。
【０００８】
しかし、この構成の場合、測定用ギャップ部５０が小さいため、例えば軸受内に搭載する場合に、取付姿勢によっては測定用ギャップ部５０に潤滑剤４５が入り込み難い場合があり、安定した正確な劣化検出ができない。
【０００９】
この発明の目的は、検出部の小型化が可能で、軸受内部などへの配置の自由度が高く、また測定用ギャップ部が小さくても潤滑剤が入り込み易く、安定した正確な検出が可能な潤滑剤劣化検出装置、およびその潤滑剤劣化検出装置を備えた検出装置付き軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の潤滑剤劣化検出装置は、先端が潤滑剤の配置空間を介して並ぶ２本の光ファイバを設け、これら２本の光ファイバは、それぞれ先端を斜めにカットしてその斜めカット面を反射コーティングした反射面とし、これら斜めの反射面は、一方の光ファイバを通る光が先端の反射面で他方の光ファイバの反射面に向けて反射してこの反射面から他方の光ファイバ内に反射する方向とし、前記一方の光ファイバの基端に発光素子を、他方の光ファイバの基端に受光素子をそれぞれ配置し、前記受光素子の出力から潤滑剤に混入している異物の量を検出する判定手段を設けたものであって、前記２本の光ファイバを、それらの先端の並び方向が潤滑剤の流れる方向に対して垂直方向となるように配置したことを特徴とする。
このように、投光側光ファイバおよび受光側光ファイバを、それらの先端が潤滑剤の配置空間を介して並ぶように設けると共に、それぞれの先端を斜めにカットしてその斜めカット面を反射コーティングした反射面とすると、反射部材を別途付加するといった複雑な構造とせずに、測定用ギャップ部である潤滑剤の配置空間を小型化でき、構成部品も減らすことができる。また、構成部品を減らすことによって、潤滑剤劣化検出装置の光学系をコンパクトで故障し難い構成とすることができる。これにより、例えば検出対象の潤滑剤が封入された軸受の内部などへの設置において、配置の自由度を高めることができる。また、２本の光ファイバを、それらの先端の並び方向が潤滑剤の流れる方向に対して垂直方向となるように配置することから、測定用ギャップ部が小さいにもかかわらず、測定用ギャップ部へ潤滑剤が入り込み易くなり、安定した正確な劣化検出が可能となる。
【００１１】
この発明の検出装置付き軸受は、この発明の上記構成の潤滑剤劣化検出装置を軸受に搭載したものである。
この構成によると、軸受内部に封入された潤滑剤の劣化を、リアルタイムで安定良く正確に検出することができる。これにより、軸受に動作異常が発生する前に潤滑剤の交換の必要性を判断でき、軸受の潤滑不良による破損を防ぐことができる。また、潤滑剤交換の必要性を潤滑剤劣化検出装置の潤滑剤によって判断できるため、使用期限前に廃棄される潤滑剤の量が減少する。
【００１２】
この発明において、軸受が転がり軸受からなり、前記２本の光ファイバの先端の並び方向を軸受の径方向としても良い。
転がり軸受では、潤滑剤は転動体に引きずられて周方向に移動すると共に、内外輪の転走面間から排出される潤滑剤により徐々に軸受のシール側へと軸方向に押し出される。２本の光ファイバの先端の並び方向を軸受の径方向とすると、その並び方向は潤滑剤の流れる方向に対して垂直方向となるので、測定用ギャップ部である潤滑剤の配置空間に潤滑剤が出入りし易くなる。
【００１３】
この発明において、前記光ファイバの先端を、外輪の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置しても良い。
転がり軸受では、上記したように転動体に引きずられて周方向に移動する。さらに、内外輪の転走面と転動体の間から潤滑剤が排出されることにより、潤滑剤は徐々に軸受のシール側へと軸方向に押し出される。これにより、外輪の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍では、潤滑剤の流動性が大きくなる。そこで、光ファイバの先端を、外輪の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置すると、測定用ギャップ部である潤滑剤の配置空間に潤滑剤が出入りし易くなる。
【００１４】
この発明において、前記光ファイバの先端を、保持器の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置しても良い。
転がり軸受では、上記したように潤滑剤が流動するので、保持器の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍でも、潤滑剤の流動性が大きくなる。そこで、光ファイバの先端を、保持器の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置すると、測定用ギャップ部である潤滑剤の配置空間に潤滑剤が出入りし易くなる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の潤滑剤劣化検出装置は、先端が潤滑剤の配置空間を介して並ぶ２本の光ファイバを設け、これら２本の光ファイバは、それぞれ先端を斜めにカットしてその斜めカット面を反射コーティングした反射面とし、これら斜めの反射面は、一方の光ファイバを通る光が先端の反射面で他方の光ファイバの反射面に向けて反射してこの反射面から他方の光ファイバ内に反射する方向とし、前記一方の光ファイバの基端に発光素子を、他方の光ファイバの基端に受光素子をそれぞれ配置し、前記受光素子の出力から潤滑剤に混入している異物の量を検出する判定手段を設けたものであって、前記２本の光ファイバを、それらの先端の並び方向が潤滑剤の流れる方向に対して垂直方向となるように配置したため、測定用ギャップ部である潤滑剤の配置空間の小型化が可能で、軸受内部などへの配置の自由度が高く、また測定用ギャップ部が小さくても潤滑剤が入り込み易く、安定した正確な検出が可能となる。
この発明の検出装置付き軸受は、この発明の潤滑剤劣化検出装置を軸受に搭載したものであるため、軸受内部に封入された潤滑剤の劣化を、リアルタイムで安定良く正確に検出することができる。その結果、軸受に動作異常が発生する前に潤滑剤の交換の必要性を判断でき、軸受の潤滑不良による破損を防ぐことができる。また、潤滑剤交換の必要性を潤滑剤劣化検出装置の潤滑剤によって判断できるため、使用期限前に廃棄される潤滑剤の量が減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。図１（Ａ）は、この実施形態の潤滑剤劣化検出装置の概略構成図を示す。この潤滑剤劣化検出装置１は、先端が潤滑剤６の配置空間である測定用ギャップ部１０を介して並ぶ２本の光ファイバ４，５と、一方の光ファイバ４の基端に配置した発光素子２と、他方の光ファイバ５の基端に配置した受光素子３と、この受光素子３の出力から潤滑剤６に混入している異物の量を検出する判定手段７とを備える。前記測定用ギャップ部１０は、この潤滑剤劣化検出装置１における潤滑剤６の検出部となるものである。
前記２本の光ファイバ４，５は平行に揃えて配置され、それらの先端は、それぞれ斜めにカットした斜めカット面とされている。これらの斜めカット面は、図２（Ａ），（Ｂ）に側面図および正面図で示すように、蒸着膜、またはメッキ、または樹脂封止により反射コーティングした反射面４ａ，５ａとされている。これら斜めの反射面４ａ，５ａは、一方の光ファイバ４を通る光が先端の反射面４ａで他方の光ファイバ５の反射面５ａに向けて反射して、この反射面５ａから他方の光ファイバ５内に反射する方向に向けられている。具体的には、一方の光ファイバ４は、発光素子２の発光面と対向する基端の端面に発光素子２から出射された光を入射させ、先端の反射面４ａで反射させることで光路を９０°曲げて、測定用ギャップ部１０に投光する投光側光ファイバとなるものである。また、他方の光ファイバ５は、測定用ギャップ部１０に対向する先端の面から測定用ギャップ部１０における潤滑剤６を透過した光を入射させ、先端の反射面５ａで光ファイバ５内に反射させることで光路をさらに９０°曲げて、受光素子３の受光面と対向する基端の端面から受光素子３に入射させる受光側光ファイバとなるものである。
このように投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ５を配置することにより、発光素子２から出射された光が投光側光ファイバ４を介して潤滑剤６を透過し、その透過光が受光側光ファイバ５を介して受光素子３に入射される。
【００１７】
前記２本の光ファイバ４，５の先端近傍部の斜視図を示す図１（Ｂ）のように、２本の光ファイバ４，５は、それらの先端の並び方向Ｐが検出部である測定用ギャップ部１０での潤滑剤６の流れる方向Ｑに対して垂直方向となるように配置される。この場合、２本の光ファイバ４，５の先端の並び方向Ｐは、投光側光ファイバ４の先端の反射面４ａから反射して受光側光ファイバ５の反射面５ａに入射する光の光路方向に一致する。
このように２本の光ファイバ４，５を配置することにより、測定用ギャップ部１０での潤滑剤６の流れが２本の光ファイバ４，５の先端で妨げられるのを回避でき、測定用ギャップ部１０に潤滑剤６が出入りし易くなる。
【００１８】
前記発光素子２としては、ＬＤ、ＬＥＤ、ＥＬ、有機ＥＬなどを用いることができ、発光回路８によって駆動される。前記受光素子３としては、フォトダイオード、フォトトランジスタなどを用いることができ、その出力を受ける受光回路９によって受光素子３の受光量が検出される。
【００１９】
潤滑剤６が新品のときには透明に近い状態にあり、投光側光ファイバ４から投光されて潤滑剤６を透過する透過光の強度は高い。ところが、潤滑剤６に混入する異物の量が多くなると、透過光の強度が徐々に低下する。そこで、判定手段７は、透過光の強度に対応する受光素子３の出力から、潤滑剤６に混入している異物の量を検出する。潤滑剤６に混入する異物の量の増加は潤滑剤６の劣化の進行を意味するので、検出された異物の量から潤滑剤６の劣化具合を推定することができる。
【００２０】
このように、この潤滑剤劣化検出装置１では、投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ５を、それらの先端が潤滑剤６の配置空間である測定用ギャップ部１０を介して並ぶように設けると共に、それぞれの先端を斜めにカットしてその斜めカット面を反射コーティングした反射面４ａ，５ａとしているので、反射部材を別途付加するといった複雑な構造とせずに、検出部となる測定用ギャップ部を小型化でき、構成部品も減らすことができる。また、構成部品を減らすことによって、光学系をコンパクトで故障し難い構成とすることができる。これにより、例えば検出対象の潤滑剤６が封入された軸受の内部などへの設置において、配置の自由度を高めることができる。
とくに、この潤滑剤劣化検出装置１では、２本の光ファイバ４，５を、それらの先端の並び方向Ｐが測定用ギャップ部１０での潤滑剤６の流れる方向Ｑに対して垂直方向となるように配置するので、測定用ギャップ部１０での潤滑剤６の流れが２本の光ファイバ４，５の先端で妨げられるのを回避でき、測定用ギャップ部１０に潤滑剤６が出入りし易くなる。その結果、安定した正確な劣化検出が可能となる。
【００２１】
図３は、この発明の他の実施形態の潤滑剤劣化検出装置における光学系の概略構成を示す正面図である。光学系以外の部分の構成は図１の実施形態の場合と同様であり、ここでは説明を省略する。この実施形態では、図１の実施形態の潤滑剤劣化検出装置１において、投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ５のうち、測定用ギャップ部１０に対向配置される先端部以外の部分を樹脂１１でモールドして固定状態としている。
測定用ギャップ部１０のギャップが変動すると、検出対象となる潤滑剤６の厚さが変動する。潤滑剤６を透過する透過光の強度は潤滑剤６の厚さにも左右されるので、潤滑剤６の厚さ変動は安定した検出の妨げになる。この実施形態のように投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ４を樹脂１１でモールドして固定状態とすると、測定用ギャップ部１０のギャップ変動がないので、より安定した劣化検出が可能となる。
【００２２】
図４は、この発明のさらに他の実施形態の潤滑剤劣化検出装置における光学系の概略構成を示す正面図である。光学系以外の部分の構成は図１の実施形態の場合と同様であり、ここでは説明を省略する。この実施形態では、図１の実施形態の潤滑剤劣化検出装置１において、投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ５の先端における反射面４ａ，５ａの反対側の面、つまり前記測定用ギャップ部１０と対向する面に、図５（Ａ）〜（Ｃ）に側面図、正面図および背面図で示すように切欠状の開口窓１４，１５を設け、これら開口窓１４，１５を潤滑剤６の観測部としている。
このように、両光ファイバ４，５の先端の測定用ギャップ部１０と対向する面に観測部となる開口窓１４，１５を設けることで、両光ファイバ４，５の先端間つまり測定用ギャップ部１０に潤滑剤６が入り込み易くなり、さらに安定した劣化検出が可能となる。
【００２３】
図６（Ａ），（Ｂ）は、この発明のさらに他の実施形態の潤滑剤劣化装置における光学系の概略構成を示す平面図および正面図である。光学系以外の部分の構成は図１の実施形態の場合と同様であり、ここでは説明を省略する。この実施形態では、図４および図５の実施形態において、投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ５のそれぞれを、測定用ギャップ部１０に対向配置される先端部以外の部分を除いて金属製パイプ１６，１７に挿入して固定状態としている。両金属製パイプ１６，１７は、接合されて一体化されていても良い。
このように、投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ４を金属製パイプ１６，１７に挿入すると、光ファイバ４，５の固定をより強固にできるので、測定用ギャップ部１０のギャップを一定に保つことができ、より安定した劣化検出が可能となる。
【００２４】
図７は、上記した潤滑剤劣化検出装置１を搭載した検出装置付き軸受を、鉄道車両用軸受ユニットに用いた一例の断面図である。この場合の鉄道車両用軸受ユニットは、検出装置付き軸受２１とその内輪２４の両側に各々接して設けられた付属部品である油切り２２および後ろ蓋２３とで構成される。軸受２１は、ころ軸受、詳しくは複列の円すいころ軸受からなり、各列のころ２６，２６に対して設けた分割型の内輪２４，２４と、一体型の外輪２５と、前記ころ２６，２６と、保持器２７とを備える。
後ろ蓋２３は、車軸２０に軸受２１よりも中央側で取付けられて外周にオイルシール２８を摺接させたものである。油切り２２は、車軸２０に取付けられて外周にオイルシール２９を摺接させたものである。これら軸受２１の両端部に配置される両オイルシール２８，２９により軸受２１の内部に潤滑剤が封止され、かつ防塵・耐水性が確保される。
【００２５】
軸受２１の外輪２５の両端部には、それぞれシールケース３０，３１が取付けられ、これらシールケース３０，３１に前記オイルシール２８，２９が設けられる。図８は、一方のオイルシール２９の取付け構造を示す拡大断面図である。同図において、シールケース３１は、軸方向に複数の段部が階段状に並ぶ断面形状とした環状の部材であって、その一端部を軸受外輪２５の内径面に圧入嵌合させることで、外輪２５に取付けられる。このシールケース３１の中間段部の内径面には、断面Ｌ字状のリング部材３２がその円筒部３２ａを圧入嵌合させて取付けられており、そのリング部材３２の内径側に延びる立板部３２ｂが前記油切り２２の外径面に対して所定のラビリンス隙間を形成するように配置されている。前記シールケース３１に設けられるオイルシール２９は、断面Ｌ字状の環状芯金３３と、この環状芯金３３の立板部に固定される弾性部材３４とでなり、環状芯金３３の円筒部を前記リング部材３２の円筒部３２ａの内周面に圧入嵌合させることにより、リング部材３２を介してシールケース３１に固定されている。前記弾性部材３４には、油切り２２の外径面に摺接するラジアルリップが形成されている。シールケース３１の他端部は、油切り２２のフランジ部２２ａの内向き幅面に形成されたリング状の溝３５に遊嵌させることで、この溝３５とシールケース３１の他端部との間にラビリンス隙間を形成している。このような構成により、軸受２１の内外輪２４，２５間の環状空間の一端部では、前記リング部材立片部３２ｂと油切り２２の外径面との間に形成されるラビリンス隙間と、油切り２２の外径面に摺接するオイルシール２９と、油切り２２の溝３５とシールケース３１の他端部との間に形成されるラビリンス隙間とで、密封が図られている。軸受２１の内外輪２４，２５間の環状空間の他端部については説明を省略するが、上記した一端部と同様のシール構造とされる。
【００２６】
この検出装置付き軸受２１では、一方のシールケース３１の内側に潤滑剤劣化出装置１の２本の光ファイバ４，５の先端側が配置され、それらの基端側はシールケース３１に設けられた孔３６から軸受外に引き出されている。潤滑剤劣化検出装置１の他の構成部品（発光素子２、受光素子３、発光回路８、受光回路９、判定回路７など）は軸受２１の外部に配置されている。この場合、２本の光ファイバ４，５は、それらの先端の並び方向が軸受２１の径方向に向くように配置される。また、測定用ギャップ部１０は、外輪２５の内径面からころ２６の大端部に跨がる面域の近傍に配置される。潤滑剤劣化検出装置１の測定用ギャップ部１０は、上記したように小型化され配置の自由度が高いので、このような位置への配置を容易に行うことができる。
【００２７】
一般に転がり軸受では、潤滑剤は転動体に引きずられて周方向に移動すると共に、内外輪の転走面間から排出される潤滑剤により徐々に軸受のシール側へと軸方向に押し出される。この検出装置付き軸受２１の場合、２本の光ファイバ４，５の先端の並び方向を軸受２１の径方向としているので、その並び方向は潤滑剤６の流れる方向に対して垂直方向となり、測定用ギャップ部１０に潤滑剤６が出入りし易くなる。
また、上記した潤滑剤６の流れにより、外輪２５の内径面からころ２６の大端部に跨がる面域の近傍では、潤滑剤６の流動性が大きくなる。この実施形態では、２本の光ファイバ４，５の先端を、外輪の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置していることから、測定用ギャップ部１０に潤滑剤６がさらに入り易くなり、安定した正確な劣化検出が可能となる。
【００２８】
これにより、上記潤滑剤劣化検出装置１を搭載したこの検出装置付き軸受２１では、軸受内部に封入された潤滑剤の劣化を、リアルタイムで安定良く正確に検出することができる。その結果、軸受２１に動作異常が発生する前に潤滑剤の交換の必要性を判断でき、軸受２１の潤滑不良による破損を防ぐことができる。また、潤滑剤交換の必要性を潤滑剤劣化検出装置１の出力によって判断できるため、使用期限前に廃棄される潤滑剤の量が減少する。
【００２９】
図９および図１０は、上記した潤滑剤劣化検出装置１を、鉄道車両用軸受に組み込んでなる検出装置付き軸受の他の例を示す。この検出装置付き軸受２１Ａでは、図７および図８に示した検出装置付き軸受２１において、潤滑剤劣化検出装置１の２本の光ファイバ４，５の先端間の測定用ギャップ部１０が、保持器２７の内径面からころ２６の大端部に跨がる面域の近傍に配置されている。その他の構成は図７および図８に示す構成例の場合と同様であり、ここではその説明を省略する。
【００３０】
転がり軸受では、上記したように潤滑剤が流動するので、保持器の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍でも、潤滑剤の流動性が大きくなる。この検出装置付き軸受２１Ａの場合、２本の光ファイバ４，５の先端間の測定用ギャップ部１０を、保持器２７の内径面からころ２６の大端部に跨がる面域の近傍に配置していることから、測定用ギャップ部１０に潤滑剤６がさらに入り易くなり、安定した正確な劣化検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置の概略構成図、（Ｂ）は同潤滑剤劣化検出装置における２本の光ファイバ先端近傍部の斜視図である。
【図２】（Ａ）は同潤滑剤劣化検出装置における光ファイバの側面図、（Ｂ）は同背面図である。
【図３】この発明の他の実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置における光学系の概略構成を示す正面図である。
【図４】この発明のさらに他の実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置における光学系の概略構成を示す正面図である。
【図５】（Ａ）は同潤滑剤劣化検出装置における光ファイバの側面図、（Ｂ）は同正面図、（Ｃ）は同背面図である。
【図６】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置における光学系の概略構成を示す正面図、（Ｂ）は同平面図である。
【図７】上記潤滑剤劣化検出装置を搭載した検出装置付き軸受の一例を示す断面図である。
【図８】同検出装置付き軸受の一部の拡大断面図である。
【図９】上記潤滑剤劣化検出装置を搭載した検出装置付き軸受の他の例を示す断面図である。
【図１０】同検出装置付き軸受の一部の拡大断面図である。
【図１１】潤滑剤劣化検出装置の提案例の概略構成図である。
【図１２】潤滑剤劣化検出装置の他の提案例の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…潤滑剤劣化検出装置
２…発光素子
３…受光素子
４…投光側光ファイバ
４ａ…反射面
５…受光側光ファイバ
５ａ…反射面
６…潤滑剤
７…判定手段
１０…測定用ギャップ部（潤滑剤の配置空間）
２１，２１Ａ…検出装置付き軸受
２５…外輪
２６…ころ
２７…保持器
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潤滑剤の混入物などによる劣化状態を検出する潤滑剤劣化検出装置、およびその潤滑剤劣化検出装置を備えた検出装置付き軸受、例えば鉄道車両用、自動車用、風車設備用、工場設備用等の潤滑剤劣化検出装置付き軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
潤滑剤を封入した軸受では、軸受内部の潤滑剤（グリース、油など）が劣化すると転動体の潤滑不良が発生し、軸受寿命が短くなる。転動体の潤滑不良を、軸受の振動状態などから判断するのでは、寿命に達して動作異常が発生してから対処することになるため、潤滑状態の異常をより早く検出できない。そこで、軸受内の潤滑剤の状態を定期的あるいはリアルタイムに観測し、異常やメンテナンス期間の予測を可能にすることが望まれる。
【０００３】
潤滑剤の劣化の主要な要因として、軸受の使用に伴って発生する摩耗粉が潤滑剤に混入することが挙げられる。
軸受の摩耗状態を検出するものとしては、軸受のシールの内側に電極やコイル等のセンサを配置し、摩耗粉の混入する潤滑剤の電気的特性を抵抗値・静電容量・磁気抵抗・インピーダンスなどの変化として検出するようにしたセンサ付き軸受が提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２９３７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のセンサ付き軸受は、潤滑剤の電気的特性を検出するものであるため、大量の摩耗粉が入って導通が起こるなどの状況にならなければ、特性変化として検出されず、混入物の検出が困難な場合がある。
【０００５】
このような課題を解決するものとして、例えば図１１のように、発光側および受光側の光ファイバ４６，４７の各一端を検出対象となる潤滑剤４５が存在する検出部４８に対向させ、発光側の光ファイバ４６の他端に発光素子４３を、受光側の光ファイバ４７の他端に受光素子４４をそれぞれ配置した光学式の構成を考えた。
図１１の構成では、発光素子４３から出射された光が発光側の光ファイバ４６を経由して検出部４８に存在する潤滑剤４５を透過し、さらに受光側の光ファイバ４７を経由して受光素子４４で検出され、受光素子４４で検出される透過光量から潤滑剤４５に混入する異物の量が推定される。
【０００６】
しかし、図１１の構成の場合、潤滑剤４５が一定厚さに保たれるような構造の検出部４８が必要であり、例えば軸受内部に封入された潤滑剤の劣化検出に用いるような場合、軸受内部での配置の自由度が低くなる。
【０００７】
そこで、前記２本の光ファイバ４６，４７を、それらの先端が図１２のように潤滑剤４５の配置空間となる測定用ギャップ部５０を介して並ぶように設けると共に、各光ファイバ４６，４７の先端を斜めにカットしてその斜めのカット面を反射コーティングした反射面４６ａ，４７ａとし、発光側の光ファイバ４６を通る光がその先端の反射面４６ａで受光側の光ファイバ４７の先端の反射面４７ａに向けて反射し、さらに前記反射面４７ａから受光側の光ファイバ４７内に向けて光が反射するようにした構成を考えた。
このように２本の光ファイバ４６，４７を並べて設けると、それらの先端間の潤滑剤４５の配置空間となる測定用ギャップ部５０の小型化が可能で、軸受内部などへの配置の自由度が高くなる。
【０００８】
しかし、この構成の場合、測定用ギャップ部５０が小さいため、例えば軸受内に搭載する場合に、取付姿勢によっては測定用ギャップ部５０に潤滑剤４５が入り込み難い場合があり、安定した正確な劣化検出ができない。
【０００９】
この発明の目的は、検出部の小型化が可能で、軸受内部などへの配置の自由度が高く、また測定用ギャップ部が小さくても潤滑剤が入り込み易く、安定した正確な検出が可能な潤滑剤劣化検出装置、およびその潤滑剤劣化検出装置を備えた検出装置付き軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の潤滑剤劣化検出装置は、先端が潤滑剤の配置空間を介して並ぶ２本の光ファイバを設け、これら２本の光ファイバは、それぞれ先端を斜めにカットしてその斜めカット面を反射コーティングした反射面とし、これら斜めの反射面は、一方の光ファイバを通る光が先端の反射面で他方の光ファイバの反射面に向けて反射してこの反射面から他方の光ファイバ内に反射する方向とし、前記一方の光ファイバの基端に発光素子を、他方の光ファイバの基端に受光素子をそれぞれ配置し、前記受光素子の出力から潤滑剤に混入している異物の量を検出する判定手段を設けたものであって、前記２本の光ファイバを、それらの先端の並び方向が潤滑剤の流れる方向に対して垂直方向となるように配置したことを特徴とする。
このように、投光側光ファイバおよび受光側光ファイバを、それらの先端が潤滑剤の配置空間を介して並ぶように設けると共に、それぞれの先端を斜めにカットしてその斜めカット面を反射コーティングした反射面とすると、反射部材を別途付加するといった複雑な構造とせずに、測定用ギャップ部である潤滑剤の配置空間を小型化でき、構成部品も減らすことができる。また、構成部品を減らすことによって、潤滑剤劣化検出装置の光学系をコンパクトで故障し難い構成とすることができる。これにより、例えば検出対象の潤滑剤が封入された軸受の内部などへの設置において、配置の自由度を高めることができる。また、２本の光ファイバを、それらの先端の並び方向が潤滑剤の流れる方向に対して垂直方向となるように配置することから、測定用ギャップ部が小さいにもかかわらず、測定用ギャップ部へ潤滑剤が入り込み易くなり、安定した正確な劣化検出が可能となる。
【００１１】
この発明の検出装置付き軸受は、この発明の上記構成の潤滑剤劣化検出装置を軸受に搭載したものである。
この構成によると、軸受内部に封入された潤滑剤の劣化を、リアルタイムで安定良く正確に検出することができる。これにより、軸受に動作異常が発生する前に潤滑剤の交換の必要性を判断でき、軸受の潤滑不良による破損を防ぐことができる。また、潤滑剤交換の必要性を潤滑剤劣化検出装置の潤滑剤によって判断できるため、使用期限前に廃棄される潤滑剤の量が減少する。
【００１２】
この発明において、軸受が転がり軸受からなり、前記２本の光ファイバの先端の並び方向を軸受の径方向としても良い。
転がり軸受では、潤滑剤は転動体に引きずられて周方向に移動すると共に、内外輪の転走面間から排出される潤滑剤により徐々に軸受のシール側へと軸方向に押し出される。２本の光ファイバの先端の並び方向を軸受の径方向とすると、その並び方向は潤滑剤の流れる方向に対して垂直方向となるので、測定用ギャップ部である潤滑剤の配置空間に潤滑剤が出入りし易くなる。
【００１３】
この発明において、前記光ファイバの先端を、外輪の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置しても良い。
転がり軸受では、上記したように転動体に引きずられて周方向に移動する。さらに、内外輪の転走面と転動体の間から潤滑剤が排出されることにより、潤滑剤は徐々に軸受のシール側へと軸方向に押し出される。これにより、外輪の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍では、潤滑剤の流動性が大きくなる。そこで、光ファイバの先端を、外輪の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置すると、測定用ギャップ部である潤滑剤の配置空間に潤滑剤が出入りし易くなる。
【００１４】
この発明において、前記光ファイバの先端を、保持器の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置しても良い。
転がり軸受では、上記したように潤滑剤が流動するので、保持器の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍でも、潤滑剤の流動性が大きくなる。そこで、光ファイバの先端を、保持器の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置すると、測定用ギャップ部である潤滑剤の配置空間に潤滑剤が出入りし易くなる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の潤滑剤劣化検出装置は、先端が潤滑剤の配置空間を介して並ぶ２本の光ファイバを設け、これら２本の光ファイバは、それぞれ先端を斜めにカットしてその斜めカット面を反射コーティングした反射面とし、これら斜めの反射面は、一方の光ファイバを通る光が先端の反射面で他方の光ファイバの反射面に向けて反射してこの反射面から他方の光ファイバ内に反射する方向とし、前記一方の光ファイバの基端に発光素子を、他方の光ファイバの基端に受光素子をそれぞれ配置し、前記受光素子の出力から潤滑剤に混入している異物の量を検出する判定手段を設けたものであって、前記２本の光ファイバを、それらの先端の並び方向が潤滑剤の流れる方向に対して垂直方向となるように配置したため、測定用ギャップ部である潤滑剤の配置空間の小型化が可能で、軸受内部などへの配置の自由度が高く、また測定用ギャップ部が小さくても潤滑剤が入り込み易く、安定した正確な検出が可能となる。
この発明の検出装置付き軸受は、この発明の潤滑剤劣化検出装置を軸受に搭載したものであるため、軸受内部に封入された潤滑剤の劣化を、リアルタイムで安定良く正確に検出することができる。その結果、軸受に動作異常が発生する前に潤滑剤の交換の必要性を判断でき、軸受の潤滑不良による破損を防ぐことができる。また、潤滑剤交換の必要性を潤滑剤劣化検出装置の潤滑剤によって判断できるため、使用期限前に廃棄される潤滑剤の量が減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。図１（Ａ）は、この実施形態の潤滑剤劣化検出装置の概略構成図を示す。この潤滑剤劣化検出装置１は、先端が潤滑剤６の配置空間である測定用ギャップ部１０を介して並ぶ２本の光ファイバ４，５と、一方の光ファイバ４の基端に配置した発光素子２と、他方の光ファイバ５の基端に配置した受光素子３と、この受光素子３の出力から潤滑剤６に混入している異物の量を検出する判定手段７とを備える。前記測定用ギャップ部１０は、この潤滑剤劣化検出装置１における潤滑剤６の検出部となるものである。
前記２本の光ファイバ４，５は平行に揃えて配置され、それらの先端は、それぞれ斜めにカットした斜めカット面とされている。これらの斜めカット面は、図２（Ａ），（Ｂ）に側面図および正面図で示すように、蒸着膜、またはメッキ、または樹脂封止により反射コーティングした反射面４ａ，５ａとされている。これら斜めの反射面４ａ，５ａは、一方の光ファイバ４を通る光が先端の反射面４ａで他方の光ファイバ５の反射面５ａに向けて反射して、この反射面５ａから他方の光ファイバ５内に反射する方向に向けられている。具体的には、一方の光ファイバ４は、発光素子２の発光面と対向する基端の端面に発光素子２から出射された光を入射させ、先端の反射面４ａで反射させることで光路を９０°曲げて、測定用ギャップ部１０に投光する投光側光ファイバとなるものである。また、他方の光ファイバ５は、測定用ギャップ部１０に対向する先端の面から測定用ギャップ部１０における潤滑剤６を透過した光を入射させ、先端の反射面５ａで光ファイバ５内に反射させることで光路をさらに９０°曲げて、受光素子３の受光面と対向する基端の端面から受光素子３に入射させる受光側光ファイバとなるものである。
このように投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ５を配置することにより、発光素子２から出射された光が投光側光ファイバ４を介して潤滑剤６を透過し、その透過光が受光側光ファイバ５を介して受光素子３に入射される。
【００１７】
前記２本の光ファイバ４，５の先端近傍部の斜視図を示す図１（Ｂ）のように、２本の光ファイバ４，５は、それらの先端の並び方向Ｐが検出部である測定用ギャップ部１０での潤滑剤６の流れる方向Ｑに対して垂直方向となるように配置される。この場合、２本の光ファイバ４，５の先端の並び方向Ｐは、投光側光ファイバ４の先端の反射面４ａから反射して受光側光ファイバ５の反射面５ａに入射する光の光路方向に一致する。
このように２本の光ファイバ４，５を配置することにより、測定用ギャップ部１０での潤滑剤６の流れが２本の光ファイバ４，５の先端で妨げられるのを回避でき、測定用ギャップ部１０に潤滑剤６が出入りし易くなる。
【００１８】
前記発光素子２としては、ＬＤ、ＬＥＤ、ＥＬ、有機ＥＬなどを用いることができ、発光回路８によって駆動される。前記受光素子３としては、フォトダイオード、フォトトランジスタなどを用いることができ、その出力を受ける受光回路９によって受光素子３の受光量が検出される。
【００１９】
潤滑剤６が新品のときには透明に近い状態にあり、投光側光ファイバ４から投光されて潤滑剤６を透過する透過光の強度は高い。ところが、潤滑剤６に混入する異物の量が多くなると、透過光の強度が徐々に低下する。そこで、判定手段７は、透過光の強度に対応する受光素子３の出力から、潤滑剤６に混入している異物の量を検出する。潤滑剤６に混入する異物の量の増加は潤滑剤６の劣化の進行を意味するので、検出された異物の量から潤滑剤６の劣化具合を推定することができる。
【００２０】
このように、この潤滑剤劣化検出装置１では、投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ５を、それらの先端が潤滑剤６の配置空間である測定用ギャップ部１０を介して並ぶように設けると共に、それぞれの先端を斜めにカットしてその斜めカット面を反射コーティングした反射面４ａ，５ａとしているので、反射部材を別途付加するといった複雑な構造とせずに、検出部となる測定用ギャップ部を小型化でき、構成部品も減らすことができる。また、構成部品を減らすことによって、光学系をコンパクトで故障し難い構成とすることができる。これにより、例えば検出対象の潤滑剤６が封入された軸受の内部などへの設置において、配置の自由度を高めることができる。
とくに、この潤滑剤劣化検出装置１では、２本の光ファイバ４，５を、それらの先端の並び方向Ｐが測定用ギャップ部１０での潤滑剤６の流れる方向Ｑに対して垂直方向となるように配置するので、測定用ギャップ部１０での潤滑剤６の流れが２本の光ファイバ４，５の先端で妨げられるのを回避でき、測定用ギャップ部１０に潤滑剤６が出入りし易くなる。その結果、安定した正確な劣化検出が可能となる。
【００２１】
図３は、この発明の他の実施形態の潤滑剤劣化検出装置における光学系の概略構成を示す正面図である。光学系以外の部分の構成は図１の実施形態の場合と同様であり、ここでは説明を省略する。この実施形態では、図１の実施形態の潤滑剤劣化検出装置１において、投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ５のうち、測定用ギャップ部１０に対向配置される先端部以外の部分を樹脂１１でモールドして固定状態としている。
測定用ギャップ部１０のギャップが変動すると、検出対象となる潤滑剤６の厚さが変動する。潤滑剤６を透過する透過光の強度は潤滑剤６の厚さにも左右されるので、潤滑剤６の厚さ変動は安定した検出の妨げになる。この実施形態のように投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ４を樹脂１１でモールドして固定状態とすると、測定用ギャップ部１０のギャップ変動がないので、より安定した劣化検出が可能となる。
【００２２】
図４は、この発明のさらに他の実施形態の潤滑剤劣化検出装置における光学系の概略構成を示す正面図である。光学系以外の部分の構成は図１の実施形態の場合と同様であり、ここでは説明を省略する。この実施形態では、図１の実施形態の潤滑剤劣化検出装置１において、投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ５の先端における反射面４ａ，５ａの反対側の面、つまり前記測定用ギャップ部１０と対向する面に、図５（Ａ）〜（Ｃ）に側面図、正面図および背面図で示すように切欠状の開口窓１４，１５を設け、これら開口窓１４，１５を潤滑剤６の観測部としている。
このように、両光ファイバ４，５の先端の測定用ギャップ部１０と対向する面に観測部となる開口窓１４，１５を設けることで、両光ファイバ４，５の先端間つまり測定用ギャップ部１０に潤滑剤６が入り込み易くなり、さらに安定した劣化検出が可能となる。
【００２３】
図６（Ａ），（Ｂ）は、この発明のさらに他の実施形態の潤滑剤劣化装置における光学系の概略構成を示す平面図および正面図である。光学系以外の部分の構成は図１の実施形態の場合と同様であり、ここでは説明を省略する。この実施形態では、図４および図５の実施形態において、投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ５のそれぞれを、測定用ギャップ部１０に対向配置される先端部以外の部分を除いて金属製パイプ１６，１７に挿入して固定状態としている。両金属製パイプ１６，１７は、接合されて一体化されていても良い。
このように、投光側光ファイバ４および受光側光ファイバ４を金属製パイプ１６，１７に挿入すると、光ファイバ４，５の固定をより強固にできるので、測定用ギャップ部１０のギャップを一定に保つことができ、より安定した劣化検出が可能となる。
【００２４】
図７は、上記した潤滑剤劣化検出装置１を搭載した検出装置付き軸受を、鉄道車両用軸受ユニットに用いた一例の断面図である。この場合の鉄道車両用軸受ユニットは、検出装置付き軸受２１とその内輪２４の両側に各々接して設けられた付属部品である油切り２２および後ろ蓋２３とで構成される。軸受２１は、ころ軸受、詳しくは複列の円すいころ軸受からなり、各列のころ２６，２６に対して設けた分割型の内輪２４，２４と、一体型の外輪２５と、前記ころ２６，２６と、保持器２７とを備える。
後ろ蓋２３は、車軸２０に軸受２１よりも中央側で取付けられて外周にオイルシール２８を摺接させたものである。油切り２２は、車軸２０に取付けられて外周にオイルシール２９を摺接させたものである。これら軸受２１の両端部に配置される両オイルシール２８，２９により軸受２１の内部に潤滑剤が封止され、かつ防塵・耐水性が確保される。
【００２５】
軸受２１の外輪２５の両端部には、それぞれシールケース３０，３１が取付けられ、これらシールケース３０，３１に前記オイルシール２８，２９が設けられる。図８は、一方のオイルシール２９の取付け構造を示す拡大断面図である。同図において、シールケース３１は、軸方向に複数の段部が階段状に並ぶ断面形状とした環状の部材であって、その一端部を軸受外輪２５の内径面に圧入嵌合させることで、外輪２５に取付けられる。このシールケース３１の中間段部の内径面には、断面Ｌ字状のリング部材３２がその円筒部３２ａを圧入嵌合させて取付けられており、そのリング部材３２の内径側に延びる立板部３２ｂが前記油切り２２の外径面に対して所定のラビリンス隙間を形成するように配置されている。前記シールケース３１に設けられるオイルシール２９は、断面Ｌ字状の環状芯金３３と、この環状芯金３３の立板部に固定される弾性部材３４とでなり、環状芯金３３の円筒部を前記リング部材３２の円筒部３２ａの内周面に圧入嵌合させることにより、リング部材３２を介してシールケース３１に固定されている。前記弾性部材３４には、油切り２２の外径面に摺接するラジアルリップが形成されている。シールケース３１の他端部は、油切り２２のフランジ部２２ａの内向き幅面に形成されたリング状の溝３５に遊嵌させることで、この溝３５とシールケース３１の他端部との間にラビリンス隙間を形成している。このような構成により、軸受２１の内外輪２４，２５間の環状空間の一端部では、前記リング部材立片部３２ｂと油切り２２の外径面との間に形成されるラビリンス隙間と、油切り２２の外径面に摺接するオイルシール２９と、油切り２２の溝３５とシールケース３１の他端部との間に形成されるラビリンス隙間とで、密封が図られている。軸受２１の内外輪２４，２５間の環状空間の他端部については説明を省略するが、上記した一端部と同様のシール構造とされる。
【００２６】
この検出装置付き軸受２１では、一方のシールケース３１の内側に潤滑剤劣化出装置１の２本の光ファイバ４，５の先端側が配置され、それらの基端側はシールケース３１に設けられた孔３６から軸受外に引き出されている。潤滑剤劣化検出装置１の他の構成部品（発光素子２、受光素子３、発光回路８、受光回路９、判定回路７など）は軸受２１の外部に配置されている。この場合、２本の光ファイバ４，５は、それらの先端の並び方向が軸受２１の径方向に向くように配置される。また、測定用ギャップ部１０は、外輪２５の内径面からころ２６の大端部に跨がる面域の近傍に配置される。潤滑剤劣化検出装置１の測定用ギャップ部１０は、上記したように小型化され配置の自由度が高いので、このような位置への配置を容易に行うことができる。
【００２７】
一般に転がり軸受では、潤滑剤は転動体に引きずられて周方向に移動すると共に、内外輪の転走面間から排出される潤滑剤により徐々に軸受のシール側へと軸方向に押し出される。この検出装置付き軸受２１の場合、２本の光ファイバ４，５の先端の並び方向を軸受２１の径方向としているので、その並び方向は潤滑剤６の流れる方向に対して垂直方向となり、測定用ギャップ部１０に潤滑剤６が出入りし易くなる。
また、上記した潤滑剤６の流れにより、外輪２５の内径面からころ２６の大端部に跨がる面域の近傍では、潤滑剤６の流動性が大きくなる。この実施形態では、２本の光ファイバ４，５の先端を、外輪の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置していることから、測定用ギャップ部１０に潤滑剤６がさらに入り易くなり、安定した正確な劣化検出が可能となる。
【００２８】
これにより、上記潤滑剤劣化検出装置１を搭載したこの検出装置付き軸受２１では、軸受内部に封入された潤滑剤の劣化を、リアルタイムで安定良く正確に検出することができる。その結果、軸受２１に動作異常が発生する前に潤滑剤の交換の必要性を判断でき、軸受２１の潤滑不良による破損を防ぐことができる。また、潤滑剤交換の必要性を潤滑剤劣化検出装置１の出力によって判断できるため、使用期限前に廃棄される潤滑剤の量が減少する。
【００２９】
図９および図１０は、上記した潤滑剤劣化検出装置１を、鉄道車両用軸受に組み込んでなる検出装置付き軸受の他の例を示す。この検出装置付き軸受２１Ａでは、図７および図８に示した検出装置付き軸受２１において、潤滑剤劣化検出装置１の２本の光ファイバ４，５の先端間の測定用ギャップ部１０が、保持器２７の内径面からころ２６の大端部に跨がる面域の近傍に配置されている。その他の構成は図７および図８に示す構成例の場合と同様であり、ここではその説明を省略する。
【００３０】
転がり軸受では、上記したように潤滑剤が流動するので、保持器の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍でも、潤滑剤の流動性が大きくなる。この検出装置付き軸受２１Ａの場合、２本の光ファイバ４，５の先端間の測定用ギャップ部１０を、保持器２７の内径面からころ２６の大端部に跨がる面域の近傍に配置していることから、測定用ギャップ部１０に潤滑剤６がさらに入り易くなり、安定した正確な劣化検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置の概略構成図、（Ｂ）は同潤滑剤劣化検出装置における２本の光ファイバ先端近傍部の斜視図である。
【図２】（Ａ）は同潤滑剤劣化検出装置における光ファイバの側面図、（Ｂ）は同背面図である。
【図３】この発明の他の実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置における光学系の概略構成を示す正面図である。
【図４】この発明のさらに他の実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置における光学系の概略構成を示す正面図である。
【図５】（Ａ）は同潤滑剤劣化検出装置における光ファイバの側面図、（Ｂ）は同正面図、（Ｃ）は同背面図である。
【図６】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置における光学系の概略構成を示す正面図、（Ｂ）は同平面図である。
【図７】上記潤滑剤劣化検出装置を搭載した検出装置付き軸受の一例を示す断面図である。
【図８】同検出装置付き軸受の一部の拡大断面図である。
【図９】上記潤滑剤劣化検出装置を搭載した検出装置付き軸受の他の例を示す断面図である。
【図１０】同検出装置付き軸受の一部の拡大断面図である。
【図１１】潤滑剤劣化検出装置の提案例の概略構成図である。
【図１２】潤滑剤劣化検出装置の他の提案例の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…潤滑剤劣化検出装置
２…発光素子
３…受光素子
４…投光側光ファイバ
４ａ…反射面
５…受光側光ファイバ
５ａ…反射面
６…潤滑剤
７…判定手段
１０…測定用ギャップ部（潤滑剤の配置空間）
２１，２１Ａ…検出装置付き軸受
２５…外輪
２６…ころ
２７…保持器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端が潤滑剤の配置空間を介して並ぶ２本の光ファイバを設け、これら２本の光ファイバは、それぞれ先端を斜めにカットしてその斜めカット面を反射コーティングした反射面とし、これら斜めの反射面は、一方の光ファイバを通る光が先端の反射面で他方の光ファイバの反射面に向けて反射してこの反射面から他方の光ファイバ内に反射する方向とし、前記一方の光ファイバの基端に発光素子を、他方の光ファイバの基端に受光素子をそれぞれ配置し、前記受光素子の出力から潤滑剤に混入している異物の量を検出する判定手段を設けた潤滑剤劣化検出装置であって、
前記２本の光ファイバを、それらの先端の並び方向が潤滑剤の流れる方向に対して垂直方向となるように配置したことを特徴とする潤滑剤劣化検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の潤滑剤劣化検出装置を軸受に搭載した検出装置付き軸受。
【請求項３】
請求項２において、軸受が転がり軸受からなり、前記２本の光ファイバの先端の並び方向を軸受の径方向とした検出装置付き軸受。
【請求項４】
請求項３において、前記光ファイバの先端を、外輪の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置した検出装置付き軸受。
【請求項５】
請求項３において、前記光ファイバの先端を、保持器の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置した検出装置付き軸受。
【請求項１】
先端が潤滑剤の配置空間を介して並ぶ２本の光ファイバを設け、これら２本の光ファイバは、それぞれ先端を斜めにカットしてその斜めカット面を反射コーティングした反射面とし、これら斜めの反射面は、一方の光ファイバを通る光が先端の反射面で他方の光ファイバの反射面に向けて反射してこの反射面から他方の光ファイバ内に反射する方向とし、前記一方の光ファイバの基端に発光素子を、他方の光ファイバの基端に受光素子をそれぞれ配置し、前記受光素子の出力から潤滑剤に混入している異物の量を検出する判定手段を設けた潤滑剤劣化検出装置であって、
前記２本の光ファイバを、それらの先端の並び方向が潤滑剤の流れる方向に対して垂直方向となるように配置したことを特徴とする潤滑剤劣化検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の潤滑剤劣化検出装置を軸受に搭載した検出装置付き軸受。
【請求項３】
請求項２において、軸受が転がり軸受からなり、前記２本の光ファイバの先端の並び方向を軸受の径方向とした検出装置付き軸受。
【請求項４】
請求項３において、前記光ファイバの先端を、外輪の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置した検出装置付き軸受。
【請求項５】
請求項３において、前記光ファイバの先端を、保持器の内径面から転動体の大端部に跨がる面域の近傍に配置した検出装置付き軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−１２８９３３（Ｐ２００８−１２８９３３Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１６６４０（Ｐ２００６−３１６６４０）
【出願日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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