軸受装置用運転状態確認装置
【課題】内部に信号処理回路６ａを収納したケーシング７ａの密封性を十分に確保する。
【解決手段】上記ケーシング７ａとして、軸方向の両端が開口した管状のものを使用する。上記信号処理回路６ａを構成する回路基板８は、上記ケーシング７ａの内側に、このケーシング７ａの端部開口を通じて挿入する。これと共に、それぞれの一端を上記信号処理回路６ａに接続した、センサ側、制御器側各ケーブル４、５を、それぞれ上記ケーシング７ａの両端開口を通じて外部に引き出す。この様に、上記ケーシング７ａの一部に上記信号処理回路６ａ専用の挿入孔を形成するのを省略して、このケーシング７ａに設けるべきシール構造の位置を上記各ケーブル４、５の引き出し部のみとする事により、上記課題を解決する。
【解決手段】上記ケーシング７ａとして、軸方向の両端が開口した管状のものを使用する。上記信号処理回路６ａを構成する回路基板８は、上記ケーシング７ａの内側に、このケーシング７ａの端部開口を通じて挿入する。これと共に、それぞれの一端を上記信号処理回路６ａに接続した、センサ側、制御器側各ケーブル４、５を、それぞれ上記ケーシング７ａの両端開口を通じて外部に引き出す。この様に、上記ケーシング７ａの一部に上記信号処理回路６ａ専用の挿入孔を形成するのを省略して、このケーシング７ａに設けるべきシール構造の位置を上記各ケーブル４、５の引き出し部のみとする事により、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る運転状態確認装置用中継器は、例えば、軸受装置等の運転状態を確認する為に使用するセンサと制御器との間に設けて、このセンサの出力信号をこの制御器に送り込むのに先立ち、この出力信号に増幅処理、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換処理等の所定の処理を施す為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、鉄道車両等の各種車両を構成する車輪や車軸、一般産業機械を構成する回転軸等の回転体を、懸架装置やハウジング等の固定の部分に対して回転自在に支持する為に従来から、各種構造の軸受装置が使用されている。又、この様な軸受装置の振動、回転速度、負荷荷重等を検出し、この検出値に基づいてこの軸受装置の異常を検出したり、更にはこの軸受装置を組み込んだ機械装置を制御する事も、従来から行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、上述の様な軸受装置の異常検出や機械装置の制御を行なう為に使用する、運転状態確認装置の従来構造の１例を示している。この運転状態確認装置は、センサヘッド１と、中継器２と、制御器３と、これらセンサヘッド１と中継器２とを接続する、センサ側伝送手段であるセンサ側ケーブル４と、上記中継器２と上記制御器３とを接続する、制御器側伝送手段である制御器側ケーブル５とを備える。このうちのセンサヘッド１は、その内部に、上記軸受装置の振動を検出する為の振動センサ、回転速度を検出する為の回転速度センサ、負荷荷重を測定する為の荷重センサ等の各種センサのうち、少なくとも１種類のセンサを備えている。
【０００４】
又、上記中継器２は、回路基板に複数の電子部品を組み付けて成る信号処理回路６と、この信号処理回路６を収納する箱形（図示の例では、短円筒状）のケーシング７とから成る。このケーシング７は、上記信号処理回路６を出し入れする為の開口部を有する本体と、この開口部を塞ぐ為の蓋体とを備える。又、上記センサ側ケーブル４と上記制御器側ケーブル５との各一端は、それぞれ上記ケーシング７の一部で上記開口部から外れた部分に形成した孔を通じてこのケーシング７の内部に挿入し、且つ、上記信号処理回路６に接続している。又、上記ケーシング７を構成する本体の開口部と蓋体との突き合わせ部、並びに、このケーシング７に対する上記各ケーブル４、５の挿入部には、それぞれＯリングやケーブルグランド等によるシール構造を設けて、外部から上記ケーシング７の内部に水や油等の異物が侵入するのを防止している。
【０００５】
上述の様に構成する運転状態確認装置を使用する場合には、上記センサヘッド１を、運転状態を確認すべき装置である前記軸受装置の一部若しくは近傍に配置する。この状態で、この軸受装置の運転が行なわれると、上記センサヘッド１の内部に設けたセンサから、このセンサの種類と上記軸受装置の運転状態とに応じた出力信号が発生する。この様に発生した出力信号は、上記センサ側ケーブル４を通じて上記中継器２に送り込まれる。そして、この中継器２を構成する信号処理回路６により、増幅処理、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換処理、マイクロコンピュータによる出力信号生成処理等の所定の処理を施された後、上記制御器側ケーブル５を通じて上記制御器３に送り込まれる。この制御器３は、この送り込まれた信号に基づいて、上記軸受装置の振動、回転速度、負荷荷重等を計算する。そして更に、この計算値に基づいて、上記軸受装置の異常検出や、この軸受装置を組み込んだ機械装置の運転制御等を行なう。
【０００６】
上述した様な従来の中継器２を構成するケーシング７には、上記各ケーブル４、５を挿入する為の孔とは別個に、上記信号処理回路６を出し入れする為の開口部を設けている。この為、上記ケーシング７を密封する為のシール構造は、上記各ケーブル４、５の挿入部の他、上記開口部とこの開口部を塞ぐ蓋体との突き合わせ部にも設ける必要がある。ところが、上記ケーシング７に設けるシール構造の数が多くなると、その分、このケーシング７の密封性を損なう要因が多くなる為、好ましくない。特に、上記中継器２は、清浄度が劣悪な環境で使用される事が多い為、上記ケーシング７の密封性を十分に確保する事が望まれる。
【０００７】
そこで、上記ケーシング７の密封性を十分に確保できる様にすべく、このケーシング７に設けるべきシール構造の数を少なくできる様にする事が望まれる。この場合、特に、上記開口部に設けるシール構造に就いては従来から、上記蓋体をこの開口部に固定する為のねじが緩む等により、密封性が損なわれ易いと言った不都合がある為、この様な開口部（上記信号処理回路６の出し入れの為だけに用いられる開口部）を廃止できる様にする事が望まれる。
【０００８】
【特許文献１】特開平３−２２１３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の運転状態確認装置用中継器は、上述の様な事情に鑑みて発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の運転状態確認装置用中継器は、運転状態確認装置を構成するセンサの出力信号を制御器に送り込むのに先立ち、この出力信号に所定の処理を施す信号処理回路と、この信号処理回路を収納するケーシングとを備える。
特に、本発明の運転状態確認装置用中継器に於いては、上記ケーシングとして、その軸方向端部開口からその内側に上記信号処理回路を挿入自在な管を使用している。
【００１１】
又、請求項２に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、上記センサの出力信号を上記信号処理回路に送り込む為のセンサ側伝送手段（ケーブル、アンテナ等）の一端と、この信号処理回路から上記制御器に向けて処理後の信号を送り出す為の制御器側伝送手段（ケーブル、アンテナ等）の一端とを、それぞれ上記信号処理回路に接続している。これと共に、これらセンサ側、制御器側各伝送手段を、上記ケーシングの軸方向端部開口を密封する為にこの開口部に取り付けたケーブルグランド等の筒状の密封装置の内側を通じて、又は、上記ケーシングの軸方向端部開口を密封する状態でこの開口部に取り付けたコネクタを介して、上記ケーシングの外部に引き出している。
【００１２】
尚、上記センサ側、制御器側各伝送手段は、それぞれ上記ケーシングの軸方向両端開口を通じて片方ずつ別々に、このケーシングの外部に引き出しても良いし、或は、上記ケーシングの軸方向の何れか一方の端部開口を通じて両方一緒に、このケーシングの外部に引き出しても良い。両方一緒に引き出す場合には、上記ケーシングの他方の軸方向端部開口を別体の蓋体により密封するか、或はこのケーシングとして、他方の軸方向端部が開口していない管を使用する。
【００１３】
又、請求項３に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、上記信号処理回路を構成する為の回路基板を、ゴムや板ばね等の弾性体を介して上記ケーシングの内面に支持している。
【００１４】
又、請求項４に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、上記ケーシングの内部に、上記信号処理回路に無害な充填材｛例えば、シリコンゲルに代表される、針入度硬さ（ＪＩＳ Ｋ２２０７）が６５〜９０程度のゲルや、シリコンゴムに代表される、ポッティング材等の低弾性材等｝を充填し、この充填材によりこの信号処理回路の少なくとも一部（好ましくは全部）を覆っている。
特に、請求項５に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、上記ケーシングの内部に充填する充填材の体積を、常温時で、このケーシングの内部に存在する空間（このケーシングの内部に上記信号処理回路等の収容物を収容した状態で、このケーシングの内部に生じている隙間）の容積の６０〜９５％としている。
【００１５】
更に、請求項６に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、上記ケーシングを、このケーシングの軸方向端部開口を密封する部材及びこの軸方向端部開口を通じてこのケーシングの外部に突出した上記センサ側、制御器側各伝送手段の一部と共に被覆材｛例えば、弾性を有する被覆材（例えば、ゴム系のディッピング材や熱収縮チューブ等）｝により覆っている。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に構成する本発明の運転状態確認装置用中継器の場合には、ケーシングの軸方向端部開口を通じて、このケーシングの内部に信号処理回路を挿入できる。これと共に、それぞれの一端をこの信号処理回路に接続した、センサ側、制御器側各伝送手段を、上記ケーシングの軸方向端部開口を通じて、このケーシングの外部に引き出す事ができる（請求項２に記載した発明の場合には、実際に引き出している）。従って、本発明の運転状態確認装置用中継器の場合、上記ケーシングの密封性を確保する為のシール構造を設けるべき個所は、このケーシングのうち、上記センサ側、制御器側各伝送手段の引き出し部のみとなる。即ち、本発明のケーシングには、前述した従来構造のケーシングに設けられていた様な、信号処理回路を出し入れする為にのみ用いる開口部が存在しない。この為、この開口部とこの開口部を塞ぐ蓋体との突き合わせ部に設けるシール構造を省略する事ができる。この様に本発明の場合には、ケーシングに設けるべきシール構造の数（このケーシングの密封性を損なう要因の数）を少なくできる為、このケーシングの密封性を向上させる事ができる。
【００１７】
又、請求項３に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、ゴムや板ばね等の弾性体が緩衝材の役割を果たす為、回路基板を含んで構成する信号処理回路の耐衝撃性を向上させる事ができる。
【００１８】
又、請求項４〜５に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、充填材が、緩衝材と防湿材との役割を果たす為、回路基板を含んで構成する信号処理回路の耐衝撃性と防湿性とを向上させる事ができる。特に、請求項５に記載した発明の場合には、上記充填材の体積を、常温時で、ケーシングの内部空間の容積の６０〜９５％としている為、上記耐衝撃性と防湿性との向上を十分に図れる。これと共に、上記ケーシングの内部に空気を残す事ができる。この為、この空気の圧縮性を利用して、温度変化に基づく上記充填材の熱膨張・熱収縮時に、上記ケーシングの内部圧力が過度に変化するのを防止できる。具体的には、温度上昇に基づく上記充填材の熱膨張時に、上記ケーシングの内部圧力が過度に上昇するのを防止して、信号処理回路を構成する電子部品が破損したり、或は上記充填材がシール部を通じて外部へ漏洩するのを防止できる。又、温度低下に基づく上記充填材の熱収縮時に、上記ケーシングの内部圧力が過度に低下するのを防止して、外部に存在する水や油等の異物がシール部を通じて上記ケーシングの内部に侵入するのを防止できる。
【００１９】
又、請求項６に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、ケーシングを、このケーシングに対する上記センサ側、制御器側各伝送手段の引き出し部ごと、被覆材により覆っている。この為、中継器の密封性を更に向上させる事ができる。又、上記被覆材としてゴム等の弾性材製のものを使用すれば、上記中継器の耐衝撃性を向上させる事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１〜５に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の中継器２ａは、信号処理回路６ａと、この信号処理回路６ａを収納するケーシング７ａとを備える。このうちの信号処理回路６ａは、長方形の回路基板８に複数の電子部品９、９（図２にのみ図示）を組み付けて成る。本例の場合、上記回路基板８の幅方向（図１の上下方向、図２の左右方向）両側縁の長さ方向（図１の左右方向）両端寄り部分に、それぞれ弾性体であるゴムブッシュ１０、１０を、接着、焼き付け等により固定している。
【００２１】
又、上記ケーシング７ａは、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属、或はガラス繊維強化プラスチック等の合成樹脂により、全体を円管状に構成している。又、この様なケーシング７ａの内側には、上記信号処理回路６ａ（上記回路基板８及び各電子部品９、９）を、上記ケーシング７ａの端部開口を通じて挿入している。そして、この様に挿入した状態で、上記回路基板８を、上記各ゴムブッシュ１０、１０を介して、上記ケーシング７ａの内周面の直径方向両側部分に掛け渡す状態で支持している。又、この様に支持した状態で、上記回路基板８及び各電子部品９、９が、上記ケーシング７ａの内周面に接触しない様にしている。本例の場合には、この様な支持構造を採用する事により、上記各ゴムブッシュ１０、１０を緩衝材として機能させ、上記信号処理回路６ａの耐衝撃性を確保している。
【００２２】
又、本例の場合、上記回路基板８が上記ケーシング７ａに対してずれ動くのを防止する為、上記各ゴムブッシュ１０、１０を上記ケーシング７ａの内周面に、接着剤により固定している。但し、本例を実施する場合、上記各ゴムブッシュ１０、１０を構成する材料として、経年変化の少ないシリコンゴム等を使用すれば、上記各ゴムブッシュ１０、１０と上記内周面との接触部に作用する摩擦力を長期に亙り十分な大きさに保持できる。従って、この様な場合には、上記接着剤を使用せずに、当該摩擦力のみによって、上記回路基板８がずれ動くのを防止する事もできる。尚、本発明を実施する場合、上記信号処理回路６ａの耐衝撃性を確保する為の弾性材としては、上記各ゴムブッシュ１０、１０の他、板ばね等を使用する事もできる。
【００２３】
又、上述の様に信号処理回路６ａをケーシング７ａの内側に配置した状態で、この信号処理回路６ａの入力部（図１の左端部）に、センサ側伝送手段であるセンサ側ケーブル４の一端（図１の右端）を、同じく出力部（図１の右端部）に、制御器側伝送手段である制御器側ケーブル５の一端（図１の左端）を、それぞれ接続している。そして、これらセンサ側ケーブル４と制御器側ケーブル５とを、それぞれ上記ケーシング７ａの両端開口部に結合固定した筒状の密封装置であるケーブルグランド１１、１１の内側を通じて、上記ケーシング７ａの外部に引き出している。
【００２４】
上記各ケーブルグランド１１、１１（図１では、左側のケーブルグランド１１のみを断面図で示している。）は、本体１２とシール材１３とを備える。このうちの本体１２は、それぞれが合成樹脂により環状に造られた複数の素子同士を互いに密に組み合わせる事により、全体を略円筒状に構成している。又、上記シール材１３は、ゴム等の弾性材により断面矩形で全体を円環状に構成している。そして、このシール材１３の外周面を、上記本体１２の基端（上記ケーシング７ａと反対側の端）寄り部内周面に、全周に亙り接着等により固定する事で、上記各ケーブルグランド１１、１１を構成している。
【００２５】
この様な各ケーブルグランド１１、１１はそれぞれ、上記本体１２の先端部（上記ケーシング７ａ側の端部）外周面に形成した雄ねじ部１４を、このケーシング７ａの両端部内周面に形成した雌ねじ部１５に螺合し、更に緊締する事により、上記ケーシング７ａの両端開口部に結合固定している。又、この状態で、上記本体１２の先端寄り部外周面に設けた鍔部１６の側面の径方向内端部と、上記ケーシング７ａの両端面の径方向内端部との間で、Ｏリング、パッキング等の円環状のシール材１７を弾性的に圧縮する事により、上記ケーシング７ａと上記各ケーブルグランド１１、１１との結合部の密封性を確保している。
【００２６】
そして、前述した様に、センサ側、制御器側各ケーブル４、５を、それぞれ上記各ケーブルグランド１１、１１の内側を通じて上記ケーシング７ａの外部に引き出した状態で、上記各ケーブルグランド１１、１１を構成するシール材１３の内周面を、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５の最外層の外周面に弾性的に密接させている。これにより、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５と上記各ケーブルグランド１１、１１との間を密封している。
【００２７】
又、本例の場合、上述の様に信号処理回路６ａを収納したケーシング７ａの内部に、この信号処理回路６ａに無害な充填材１８（例えば、シリコンゲルに代表される、針入度硬さが６５〜９０程度のゲルや、シリコンゴムに代表される、ポッティング材等の低弾性材等。図２にのみ図示。）を充填し、この充填材１８により上記信号処理回路６ａの全体を覆っている。これにより、上記信号処理回路６ａの耐衝撃性及び防湿性を向上させている。
【００２８】
特に、本例の場合、上述の様にケーシング７ａの内部に充填する充填材１８の体積を、常温時で、このケーシング７ａの内部に存在する空間（このケーシング７ａの内部に上記信号処理回路６ａ等の収容物を収容した状態で、このケーシング７ａの内部に生じている隙間）の容積の８０％程度としている。言い換えれば、本例の場合には、この様に充填材１８の充填量を１００％とせず、８０％程度とする事により、上記ケーシング７ａの内部に若干の空気を残している。そして、この空気の大きな圧縮性を利用して、温度変化に基づく上記充填材１８の熱膨張・熱収縮時に、上記ケーシング７ａの内部圧力が過度に変化するのを防止している。具体的には、温度上昇に基づく上記充填材１８の熱膨張時に、上記ケーシング７ａの内部圧力が過度に上昇するのを防止して、上記信号処理回路６ａを構成する各電子部品９、９が破損したり、或は上記充填材１８がシール部を通じて外部へ漏洩するのを防止している。又、温度低下に基づく上記充填材１８の熱収縮時に、上記ケーシング７ａの内部圧力が過度に低下するのを防止して、外部に存在する水や油等の異物がシール部を通じて上記ケーシング７ａの内部に侵入するのを防止している。
【００２９】
尚、本例を実施する場合、上記充填材１８として、熱硬化性或は二液混合により硬化する特性を有する低弾性材を用いれば、前記中継器２ａを組み立てる際に上記充填材１８のこぼれ落ちを防止できる為、この組立作業を容易に行なえる。更には、上記充填材１８の硬化不良及び再液化現象を防止できる。
【００３０】
上述の様に構成する本例の中継器２ａの使用時には、センサ側ケーブル４の他端部に設けたセンサヘッド１を、運転状態を確認すべき軸受装置の一部若しくは近傍に配置する。これと共に、制御器側ケーブル５の他端部（図示せず）を、やはり図示しない制御器に接続する。この状態で、上記軸受装置の運転が行なわれると、上記センサヘッド１の内部に設けた振動センサ、回転速度センサ、荷重センサ等のセンサから、このセンサの種類と上記軸受装置の運転状態とに応じた出力信号が発生する。この様に発生した出力信号は、上記センサ側ケーブル４を通じて上記中継器２ａに送り込まれる。そして、この中継器２ａを構成する信号処理回路６ａにより、増幅処理、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換処理等の所定の処理を施された後、上記制御器側ケーブル５を通じて上記制御器に送り込まれる。この制御器は、この送り込まれた信号に基づいて、上記軸受装置の振動、回転速度、負荷荷重等を計算する。そして更に、この計算値に基づいて、上記軸受装置の異常検出や、この軸受装置を組み込んだ機械装置の運転制御等を行なう。
【００３１】
上述の様に構成し作用する本例の中継器２ａの場合、この中継器２ａを構成する信号処理回路６ａは、前記ケーシング７ａの内側に、このケーシング７ａの端部開口を通じて挿入している。これと共に、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５を、上記ケーシング７ａの外部に、それぞれこのケーシング７ａの両端開口を通じて引き出している。従って、本例の場合、上記ケーシング７ａの密封性を確保する為のシール構造を設けるべき個所は、このケーシング７ａのうち、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５の引き出し部のみとなる。即ち、本例のケーシング７ａには、前述した従来構造のケーシング７に設けられていた様な、信号処理回路を出し入れする為にのみ用いる開口部が存在しない。この為、この開口部とこの開口部を塞ぐ蓋体との突き合わせ部に設けるシール構造を省略する事ができる。この様に本例の中継器２ａの場合には、上記ケーシング７ａに設けるべきシール構造の数（このケーシング７ａの密封性を損なう要因の数）を少なくする事ができる為、密封性を向上させる事ができる。
【００３２】
又、本例の場合には、上述の様に中継器２ａを構成するケーシング７ａの密封性と、このケーシング７ａの内部に収納した信号処理回路６ａの耐衝撃性とを、それぞれ十分に確保できる為、上記中継器２ａを、前記センサヘッド１と共に劣悪な環境（清浄度が悪く、振動を受け易い環境）に設置する事ができる。言い換えれば、上記中継器２ａを、上記センサヘッド１の近傍に配置する事ができる。この為、これら中継器２ａとセンサヘッド１とを結ぶセンサ側ケーブル４の長さを短くする事ができる。この結果、上記中継器２ａを構成する信号処理回路６ａに入力されるセンサの出力信号のＳＮ比を向上させる事ができ、軸受装置の異常検出や機械装置の運転制御を高精度で行なう事ができる。
【００３３】
尚、上述した第１例では、上記信号処理回路６ａの耐衝撃性を確保する為、この信号処理回路６ａを構成する回路基板８をケーシング７ａの内周面に対し、ゴムブッシュ１０等の弾性体を介して支持している。但し、本発明を実施する場合、中継器を設置する場所の環境が良い（振動が殆ど生じない）場合には、上記回路基板８を上記ケーシング７ａの内周面に直接若しくは他の剛体部材を介して支持する事もできる。但し、この場合でも、上記内周面に対する上記回路基板８のずれ止めを図るべく、この回路基板８をこの内周面に対し、直接又は他の剛体部材を介して、接着、ねじ止め等するのが好ましい。
【００３４】
又、上述した第１例を実施する場合、前記各ケーブルグランド１１、１１は、保護等級としてＩＰ６８以上の規格に準拠したものを使用するのが、防塵・防水性を十分に確保する上で好ましい。但し、中継器を設置する場所の環境（清浄度等）が良い場合には、配電盤に用いられる様な凡用品を使用して、中継器の低廉化を図る事もできる。又、上述した第１例では、上記各ケーブルグランド１１、１１の先端部を上記ケーシング７ａの両端部に螺合したが、これら両部材１１、７ａ同士が不用意に分離するのを防止できるのであれば、単に嵌合（内嵌）する構造としても良い。又、何れの場合も、螺合部又は嵌合部に接着剤を塗布する事により、これら螺合部又は嵌合部の緩み止めと密封性の向上とを図る事ができる。
【００３５】
又、上述した第１例では、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５を上記ケーシング７ａの外部に、それぞれ上記各ケーブルグランド１１、１１を通じて引き出している。但し、本発明を実施する場合には、請求項２に記載した発明の様に、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５のうちの少なくとも一方のケーブル４（５）の他端を、上記ケーシング７ａの端部開口を密封する状態でこの開口部に取り付けたコネクタ（を構成する端子）に接続する事もできる。この場合、このコネクタには、前記センサヘッド１又は制御器に接続した別のケーブルの端部に固定した別のコネクタを、必要に応じて接続・分離可能とする。この様な構成を採用すれば、運転状態を確認すべき装置のメンテナンス時等、上記センサヘッド１又は制御器に接続した別のケーブルから本発明の中継器を分離する必要がある場合に、この分離作業を行なえる。
【００３６】
［実施の形態の第２例］
次に、図３は、請求項１〜６に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、中継器２ｂを構成するケーシング７ａの外周面を、１対のケーブルグランド１１、１１の外周面、及び、センサ側、制御器側各ケーブル４、５のうちこれら各ケーブルグランド１１、１１から外部に引き出された一部分の外周面と共に、被覆材である熱収縮チューブ１９により覆っている。この熱収縮チューブ１９は、熱収縮性を有する合成樹脂（ポリオレフィン等）により全体を筒状に構成したもので、使用前の状態では、上記ケーシング７ａの外径寸法よりも大きい内径寸法を有する。この様な熱収縮チューブ１９により上記各部材７ａ、１１、４、５の外周面を覆う場合には、上記使用前の熱収縮チューブ１９を上記各部材７ａ、１１、４、５の周囲に配置した状態で、この熱収縮チューブ１９に熱を加える。この作業により、この熱収縮チューブ１９を径方向に熱収縮させて、この熱収縮チューブ１９の内周面を上記各部材７ａ、１１、４、５の外周面に密着させる。これにより、本例の場合、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５の引き出し部の密封性を向上させると共に、中継器２ｂ全体の耐衝撃性を向上させている。尚、本例を実施する場合、上記熱収縮チューブ１９として、内周面に接着剤を塗布したものや、接着剤付きの裏張りを施してあるものを使用すれば、上記引き出し部の密封性を更に向上させる事ができる。その他の部分の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００３７】
尚、上述した第２例では、上記各部材７ａ、１１、４、５の外周面を、熱収縮チューブ１９により覆っている。但し、本発明を実施する場合には、これに代えて、上記各部材７ａ、１１、４、５の外周面を、被覆材であるゴム系のディッピング材によりコーティングする事によっても、上述した第２例と同様の効果を得る事ができる。
【００３８】
又、上記ケーシング７ａを、金属バンド等の固定器具を用いて設置個所に固定する場合には、上記ケーシング７ａの外周面のうち、上記固定器具を掛け渡す部分に上記被覆材を被せない様にすれば（或は、被せた後に切除すれば）、上記設置個所に対して上記ケーシング７ａをしっかりと固定する事ができる。
【００３９】
［実施の形態の第３例］
次に、図４は、請求項１〜５に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合、ケーシング７ａの中間部外周面に、取付用ブラケット２０、２０を、溶接、接着等により固定している。この様な本例の場合には、これら各取付用ブラケット２０、２０を利用して、中継器２ｃを設置個所にしっかりと取り付ける事ができ、耐震性を十分に確保する事ができる。その他の部分の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様である。
【００４０】
［実施の形態の第４例］
次に、図５は、やはり請求項１〜５に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、ケーシング７ａの内部に収納した信号処理回路（図示省略）に、無線による通信機能を付加し、且つ、このケーシング７ａの内部に、一次電池や二次電池、或はスーパーキャパシタ等の電源（図示省略）を設けている。これと共に、上記信号処理回路から制御器に向け処理後の信号を送信する為の制御器側伝送手段として、送信アンテナ２１を採用している。即ち、上記ケーシング７ａの内部からこの送信アンテナ２１を、ケーブルグランド１１の内側を通じて外部に引き出している。これにより、この送信アンテナ２１から上記制御器に向け、上記処理後の信号を無線送信できる様にしている。
【００４１】
上述の様に構成し作用する本例の中継器２ｄの場合、この中継器２ｄと上記制御器とを結ぶ配線（電源供給用及び通信用の配線）を不要にできる為、配線費用の削減に基づく低廉化を図れる。又、本例の場合、上記中継器と上記制御器とを相対変位させても、断線の心配がない為、ルーパーキャリアやテンショナの様な可動する機械設備に用いられる軸受装置の異常判定を行なう場合に、有効に利用できる。又、本例を実施する場合、センサヘッド１に、回転速度に比例した周波数で交流状に変化する電圧をコイルに発生させる、パッシブ型の回転検出センサを内蔵すれば、この回転検出センサの出力信号（交流状に変化する電圧）を利用して、回転速度を検出できる他、上述した二次電池やスーパーキャパシタ等の電源を充電できる。この為、無線式でありながら、寿命が長く且つ信頼性の高い中継器２ｄを実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
尚、本発明の中継器を組み込んで構成する、運転状態確認装置は、軸受装置に限らず、例えばボールねじやリニアガイド等の直動装置や、その他の各種装置の運転状態を確認する為にも利用する事ができる。
【００４３】
本発明の運転状態確認装置用中継器は、以上に述べた様に構成され作用する為、内部に信号処理回路を収納したケーシングの密封性と、この信号処理回路の耐衝撃性とを、それぞれ十分に向上させる事ができる。この結果、本発明の中継器をセンサヘッドの近傍に配置する事で、センサ側伝送手段（例えば、ケーブル）を短くする事ができ、上記中継器に入力される出力信号のＳＮ比を良好にできる。従って、軸受装置等の対象装置の異常検出や運転制御を精度良く行なう事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、部分切断側面図。
【図２】図１のＡ−Ａ拡大断面図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、部分切断側面図。
【図４】同第３例を示す側面図。
【図５】同第４例を示す側面図。
【図６】従来から知られている運転状態確認装置の略図。
【符号の説明】
【００４５】
１ センサヘッド
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 中継器
３ 制御器
４ センサ側ケーブル
５ 制御器側ケーブル
６、６ａ 信号処理回路
７、７ａ ケーシング
８ 回路基板
９ 電子部品
１０ ゴムブッシュ
１１ ケーブルグランド
１２ 本体
１３ シール材
１４ 雄ねじ部
１５ 雌ねじ部
１６ 鍔部
１７ シール材
１８ 充填材
１９ 熱収縮チューブ
２０ 取付用ブラケット
２１ 送信アンテナ
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る運転状態確認装置用中継器は、例えば、軸受装置等の運転状態を確認する為に使用するセンサと制御器との間に設けて、このセンサの出力信号をこの制御器に送り込むのに先立ち、この出力信号に増幅処理、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換処理等の所定の処理を施す為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、鉄道車両等の各種車両を構成する車輪や車軸、一般産業機械を構成する回転軸等の回転体を、懸架装置やハウジング等の固定の部分に対して回転自在に支持する為に従来から、各種構造の軸受装置が使用されている。又、この様な軸受装置の振動、回転速度、負荷荷重等を検出し、この検出値に基づいてこの軸受装置の異常を検出したり、更にはこの軸受装置を組み込んだ機械装置を制御する事も、従来から行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、上述の様な軸受装置の異常検出や機械装置の制御を行なう為に使用する、運転状態確認装置の従来構造の１例を示している。この運転状態確認装置は、センサヘッド１と、中継器２と、制御器３と、これらセンサヘッド１と中継器２とを接続する、センサ側伝送手段であるセンサ側ケーブル４と、上記中継器２と上記制御器３とを接続する、制御器側伝送手段である制御器側ケーブル５とを備える。このうちのセンサヘッド１は、その内部に、上記軸受装置の振動を検出する為の振動センサ、回転速度を検出する為の回転速度センサ、負荷荷重を測定する為の荷重センサ等の各種センサのうち、少なくとも１種類のセンサを備えている。
【０００４】
又、上記中継器２は、回路基板に複数の電子部品を組み付けて成る信号処理回路６と、この信号処理回路６を収納する箱形（図示の例では、短円筒状）のケーシング７とから成る。このケーシング７は、上記信号処理回路６を出し入れする為の開口部を有する本体と、この開口部を塞ぐ為の蓋体とを備える。又、上記センサ側ケーブル４と上記制御器側ケーブル５との各一端は、それぞれ上記ケーシング７の一部で上記開口部から外れた部分に形成した孔を通じてこのケーシング７の内部に挿入し、且つ、上記信号処理回路６に接続している。又、上記ケーシング７を構成する本体の開口部と蓋体との突き合わせ部、並びに、このケーシング７に対する上記各ケーブル４、５の挿入部には、それぞれＯリングやケーブルグランド等によるシール構造を設けて、外部から上記ケーシング７の内部に水や油等の異物が侵入するのを防止している。
【０００５】
上述の様に構成する運転状態確認装置を使用する場合には、上記センサヘッド１を、運転状態を確認すべき装置である前記軸受装置の一部若しくは近傍に配置する。この状態で、この軸受装置の運転が行なわれると、上記センサヘッド１の内部に設けたセンサから、このセンサの種類と上記軸受装置の運転状態とに応じた出力信号が発生する。この様に発生した出力信号は、上記センサ側ケーブル４を通じて上記中継器２に送り込まれる。そして、この中継器２を構成する信号処理回路６により、増幅処理、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換処理、マイクロコンピュータによる出力信号生成処理等の所定の処理を施された後、上記制御器側ケーブル５を通じて上記制御器３に送り込まれる。この制御器３は、この送り込まれた信号に基づいて、上記軸受装置の振動、回転速度、負荷荷重等を計算する。そして更に、この計算値に基づいて、上記軸受装置の異常検出や、この軸受装置を組み込んだ機械装置の運転制御等を行なう。
【０００６】
上述した様な従来の中継器２を構成するケーシング７には、上記各ケーブル４、５を挿入する為の孔とは別個に、上記信号処理回路６を出し入れする為の開口部を設けている。この為、上記ケーシング７を密封する為のシール構造は、上記各ケーブル４、５の挿入部の他、上記開口部とこの開口部を塞ぐ蓋体との突き合わせ部にも設ける必要がある。ところが、上記ケーシング７に設けるシール構造の数が多くなると、その分、このケーシング７の密封性を損なう要因が多くなる為、好ましくない。特に、上記中継器２は、清浄度が劣悪な環境で使用される事が多い為、上記ケーシング７の密封性を十分に確保する事が望まれる。
【０００７】
そこで、上記ケーシング７の密封性を十分に確保できる様にすべく、このケーシング７に設けるべきシール構造の数を少なくできる様にする事が望まれる。この場合、特に、上記開口部に設けるシール構造に就いては従来から、上記蓋体をこの開口部に固定する為のねじが緩む等により、密封性が損なわれ易いと言った不都合がある為、この様な開口部（上記信号処理回路６の出し入れの為だけに用いられる開口部）を廃止できる様にする事が望まれる。
【０００８】
【特許文献１】特開平３−２２１３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の運転状態確認装置用中継器は、上述の様な事情に鑑みて発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の運転状態確認装置用中継器は、運転状態確認装置を構成するセンサの出力信号を制御器に送り込むのに先立ち、この出力信号に所定の処理を施す信号処理回路と、この信号処理回路を収納するケーシングとを備える。
特に、本発明の運転状態確認装置用中継器に於いては、上記ケーシングとして、その軸方向端部開口からその内側に上記信号処理回路を挿入自在な管を使用している。
【００１１】
又、請求項２に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、上記センサの出力信号を上記信号処理回路に送り込む為のセンサ側伝送手段（ケーブル、アンテナ等）の一端と、この信号処理回路から上記制御器に向けて処理後の信号を送り出す為の制御器側伝送手段（ケーブル、アンテナ等）の一端とを、それぞれ上記信号処理回路に接続している。これと共に、これらセンサ側、制御器側各伝送手段を、上記ケーシングの軸方向端部開口を密封する為にこの開口部に取り付けたケーブルグランド等の筒状の密封装置の内側を通じて、又は、上記ケーシングの軸方向端部開口を密封する状態でこの開口部に取り付けたコネクタを介して、上記ケーシングの外部に引き出している。
【００１２】
尚、上記センサ側、制御器側各伝送手段は、それぞれ上記ケーシングの軸方向両端開口を通じて片方ずつ別々に、このケーシングの外部に引き出しても良いし、或は、上記ケーシングの軸方向の何れか一方の端部開口を通じて両方一緒に、このケーシングの外部に引き出しても良い。両方一緒に引き出す場合には、上記ケーシングの他方の軸方向端部開口を別体の蓋体により密封するか、或はこのケーシングとして、他方の軸方向端部が開口していない管を使用する。
【００１３】
又、請求項３に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、上記信号処理回路を構成する為の回路基板を、ゴムや板ばね等の弾性体を介して上記ケーシングの内面に支持している。
【００１４】
又、請求項４に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、上記ケーシングの内部に、上記信号処理回路に無害な充填材｛例えば、シリコンゲルに代表される、針入度硬さ（ＪＩＳ Ｋ２２０７）が６５〜９０程度のゲルや、シリコンゴムに代表される、ポッティング材等の低弾性材等｝を充填し、この充填材によりこの信号処理回路の少なくとも一部（好ましくは全部）を覆っている。
特に、請求項５に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、上記ケーシングの内部に充填する充填材の体積を、常温時で、このケーシングの内部に存在する空間（このケーシングの内部に上記信号処理回路等の収容物を収容した状態で、このケーシングの内部に生じている隙間）の容積の６０〜９５％としている。
【００１５】
更に、請求項６に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、上記ケーシングを、このケーシングの軸方向端部開口を密封する部材及びこの軸方向端部開口を通じてこのケーシングの外部に突出した上記センサ側、制御器側各伝送手段の一部と共に被覆材｛例えば、弾性を有する被覆材（例えば、ゴム系のディッピング材や熱収縮チューブ等）｝により覆っている。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に構成する本発明の運転状態確認装置用中継器の場合には、ケーシングの軸方向端部開口を通じて、このケーシングの内部に信号処理回路を挿入できる。これと共に、それぞれの一端をこの信号処理回路に接続した、センサ側、制御器側各伝送手段を、上記ケーシングの軸方向端部開口を通じて、このケーシングの外部に引き出す事ができる（請求項２に記載した発明の場合には、実際に引き出している）。従って、本発明の運転状態確認装置用中継器の場合、上記ケーシングの密封性を確保する為のシール構造を設けるべき個所は、このケーシングのうち、上記センサ側、制御器側各伝送手段の引き出し部のみとなる。即ち、本発明のケーシングには、前述した従来構造のケーシングに設けられていた様な、信号処理回路を出し入れする為にのみ用いる開口部が存在しない。この為、この開口部とこの開口部を塞ぐ蓋体との突き合わせ部に設けるシール構造を省略する事ができる。この様に本発明の場合には、ケーシングに設けるべきシール構造の数（このケーシングの密封性を損なう要因の数）を少なくできる為、このケーシングの密封性を向上させる事ができる。
【００１７】
又、請求項３に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、ゴムや板ばね等の弾性体が緩衝材の役割を果たす為、回路基板を含んで構成する信号処理回路の耐衝撃性を向上させる事ができる。
【００１８】
又、請求項４〜５に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、充填材が、緩衝材と防湿材との役割を果たす為、回路基板を含んで構成する信号処理回路の耐衝撃性と防湿性とを向上させる事ができる。特に、請求項５に記載した発明の場合には、上記充填材の体積を、常温時で、ケーシングの内部空間の容積の６０〜９５％としている為、上記耐衝撃性と防湿性との向上を十分に図れる。これと共に、上記ケーシングの内部に空気を残す事ができる。この為、この空気の圧縮性を利用して、温度変化に基づく上記充填材の熱膨張・熱収縮時に、上記ケーシングの内部圧力が過度に変化するのを防止できる。具体的には、温度上昇に基づく上記充填材の熱膨張時に、上記ケーシングの内部圧力が過度に上昇するのを防止して、信号処理回路を構成する電子部品が破損したり、或は上記充填材がシール部を通じて外部へ漏洩するのを防止できる。又、温度低下に基づく上記充填材の熱収縮時に、上記ケーシングの内部圧力が過度に低下するのを防止して、外部に存在する水や油等の異物がシール部を通じて上記ケーシングの内部に侵入するのを防止できる。
【００１９】
又、請求項６に記載した運転状態確認装置用中継器の場合には、ケーシングを、このケーシングに対する上記センサ側、制御器側各伝送手段の引き出し部ごと、被覆材により覆っている。この為、中継器の密封性を更に向上させる事ができる。又、上記被覆材としてゴム等の弾性材製のものを使用すれば、上記中継器の耐衝撃性を向上させる事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１〜５に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の中継器２ａは、信号処理回路６ａと、この信号処理回路６ａを収納するケーシング７ａとを備える。このうちの信号処理回路６ａは、長方形の回路基板８に複数の電子部品９、９（図２にのみ図示）を組み付けて成る。本例の場合、上記回路基板８の幅方向（図１の上下方向、図２の左右方向）両側縁の長さ方向（図１の左右方向）両端寄り部分に、それぞれ弾性体であるゴムブッシュ１０、１０を、接着、焼き付け等により固定している。
【００２１】
又、上記ケーシング７ａは、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属、或はガラス繊維強化プラスチック等の合成樹脂により、全体を円管状に構成している。又、この様なケーシング７ａの内側には、上記信号処理回路６ａ（上記回路基板８及び各電子部品９、９）を、上記ケーシング７ａの端部開口を通じて挿入している。そして、この様に挿入した状態で、上記回路基板８を、上記各ゴムブッシュ１０、１０を介して、上記ケーシング７ａの内周面の直径方向両側部分に掛け渡す状態で支持している。又、この様に支持した状態で、上記回路基板８及び各電子部品９、９が、上記ケーシング７ａの内周面に接触しない様にしている。本例の場合には、この様な支持構造を採用する事により、上記各ゴムブッシュ１０、１０を緩衝材として機能させ、上記信号処理回路６ａの耐衝撃性を確保している。
【００２２】
又、本例の場合、上記回路基板８が上記ケーシング７ａに対してずれ動くのを防止する為、上記各ゴムブッシュ１０、１０を上記ケーシング７ａの内周面に、接着剤により固定している。但し、本例を実施する場合、上記各ゴムブッシュ１０、１０を構成する材料として、経年変化の少ないシリコンゴム等を使用すれば、上記各ゴムブッシュ１０、１０と上記内周面との接触部に作用する摩擦力を長期に亙り十分な大きさに保持できる。従って、この様な場合には、上記接着剤を使用せずに、当該摩擦力のみによって、上記回路基板８がずれ動くのを防止する事もできる。尚、本発明を実施する場合、上記信号処理回路６ａの耐衝撃性を確保する為の弾性材としては、上記各ゴムブッシュ１０、１０の他、板ばね等を使用する事もできる。
【００２３】
又、上述の様に信号処理回路６ａをケーシング７ａの内側に配置した状態で、この信号処理回路６ａの入力部（図１の左端部）に、センサ側伝送手段であるセンサ側ケーブル４の一端（図１の右端）を、同じく出力部（図１の右端部）に、制御器側伝送手段である制御器側ケーブル５の一端（図１の左端）を、それぞれ接続している。そして、これらセンサ側ケーブル４と制御器側ケーブル５とを、それぞれ上記ケーシング７ａの両端開口部に結合固定した筒状の密封装置であるケーブルグランド１１、１１の内側を通じて、上記ケーシング７ａの外部に引き出している。
【００２４】
上記各ケーブルグランド１１、１１（図１では、左側のケーブルグランド１１のみを断面図で示している。）は、本体１２とシール材１３とを備える。このうちの本体１２は、それぞれが合成樹脂により環状に造られた複数の素子同士を互いに密に組み合わせる事により、全体を略円筒状に構成している。又、上記シール材１３は、ゴム等の弾性材により断面矩形で全体を円環状に構成している。そして、このシール材１３の外周面を、上記本体１２の基端（上記ケーシング７ａと反対側の端）寄り部内周面に、全周に亙り接着等により固定する事で、上記各ケーブルグランド１１、１１を構成している。
【００２５】
この様な各ケーブルグランド１１、１１はそれぞれ、上記本体１２の先端部（上記ケーシング７ａ側の端部）外周面に形成した雄ねじ部１４を、このケーシング７ａの両端部内周面に形成した雌ねじ部１５に螺合し、更に緊締する事により、上記ケーシング７ａの両端開口部に結合固定している。又、この状態で、上記本体１２の先端寄り部外周面に設けた鍔部１６の側面の径方向内端部と、上記ケーシング７ａの両端面の径方向内端部との間で、Ｏリング、パッキング等の円環状のシール材１７を弾性的に圧縮する事により、上記ケーシング７ａと上記各ケーブルグランド１１、１１との結合部の密封性を確保している。
【００２６】
そして、前述した様に、センサ側、制御器側各ケーブル４、５を、それぞれ上記各ケーブルグランド１１、１１の内側を通じて上記ケーシング７ａの外部に引き出した状態で、上記各ケーブルグランド１１、１１を構成するシール材１３の内周面を、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５の最外層の外周面に弾性的に密接させている。これにより、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５と上記各ケーブルグランド１１、１１との間を密封している。
【００２７】
又、本例の場合、上述の様に信号処理回路６ａを収納したケーシング７ａの内部に、この信号処理回路６ａに無害な充填材１８（例えば、シリコンゲルに代表される、針入度硬さが６５〜９０程度のゲルや、シリコンゴムに代表される、ポッティング材等の低弾性材等。図２にのみ図示。）を充填し、この充填材１８により上記信号処理回路６ａの全体を覆っている。これにより、上記信号処理回路６ａの耐衝撃性及び防湿性を向上させている。
【００２８】
特に、本例の場合、上述の様にケーシング７ａの内部に充填する充填材１８の体積を、常温時で、このケーシング７ａの内部に存在する空間（このケーシング７ａの内部に上記信号処理回路６ａ等の収容物を収容した状態で、このケーシング７ａの内部に生じている隙間）の容積の８０％程度としている。言い換えれば、本例の場合には、この様に充填材１８の充填量を１００％とせず、８０％程度とする事により、上記ケーシング７ａの内部に若干の空気を残している。そして、この空気の大きな圧縮性を利用して、温度変化に基づく上記充填材１８の熱膨張・熱収縮時に、上記ケーシング７ａの内部圧力が過度に変化するのを防止している。具体的には、温度上昇に基づく上記充填材１８の熱膨張時に、上記ケーシング７ａの内部圧力が過度に上昇するのを防止して、上記信号処理回路６ａを構成する各電子部品９、９が破損したり、或は上記充填材１８がシール部を通じて外部へ漏洩するのを防止している。又、温度低下に基づく上記充填材１８の熱収縮時に、上記ケーシング７ａの内部圧力が過度に低下するのを防止して、外部に存在する水や油等の異物がシール部を通じて上記ケーシング７ａの内部に侵入するのを防止している。
【００２９】
尚、本例を実施する場合、上記充填材１８として、熱硬化性或は二液混合により硬化する特性を有する低弾性材を用いれば、前記中継器２ａを組み立てる際に上記充填材１８のこぼれ落ちを防止できる為、この組立作業を容易に行なえる。更には、上記充填材１８の硬化不良及び再液化現象を防止できる。
【００３０】
上述の様に構成する本例の中継器２ａの使用時には、センサ側ケーブル４の他端部に設けたセンサヘッド１を、運転状態を確認すべき軸受装置の一部若しくは近傍に配置する。これと共に、制御器側ケーブル５の他端部（図示せず）を、やはり図示しない制御器に接続する。この状態で、上記軸受装置の運転が行なわれると、上記センサヘッド１の内部に設けた振動センサ、回転速度センサ、荷重センサ等のセンサから、このセンサの種類と上記軸受装置の運転状態とに応じた出力信号が発生する。この様に発生した出力信号は、上記センサ側ケーブル４を通じて上記中継器２ａに送り込まれる。そして、この中継器２ａを構成する信号処理回路６ａにより、増幅処理、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換処理等の所定の処理を施された後、上記制御器側ケーブル５を通じて上記制御器に送り込まれる。この制御器は、この送り込まれた信号に基づいて、上記軸受装置の振動、回転速度、負荷荷重等を計算する。そして更に、この計算値に基づいて、上記軸受装置の異常検出や、この軸受装置を組み込んだ機械装置の運転制御等を行なう。
【００３１】
上述の様に構成し作用する本例の中継器２ａの場合、この中継器２ａを構成する信号処理回路６ａは、前記ケーシング７ａの内側に、このケーシング７ａの端部開口を通じて挿入している。これと共に、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５を、上記ケーシング７ａの外部に、それぞれこのケーシング７ａの両端開口を通じて引き出している。従って、本例の場合、上記ケーシング７ａの密封性を確保する為のシール構造を設けるべき個所は、このケーシング７ａのうち、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５の引き出し部のみとなる。即ち、本例のケーシング７ａには、前述した従来構造のケーシング７に設けられていた様な、信号処理回路を出し入れする為にのみ用いる開口部が存在しない。この為、この開口部とこの開口部を塞ぐ蓋体との突き合わせ部に設けるシール構造を省略する事ができる。この様に本例の中継器２ａの場合には、上記ケーシング７ａに設けるべきシール構造の数（このケーシング７ａの密封性を損なう要因の数）を少なくする事ができる為、密封性を向上させる事ができる。
【００３２】
又、本例の場合には、上述の様に中継器２ａを構成するケーシング７ａの密封性と、このケーシング７ａの内部に収納した信号処理回路６ａの耐衝撃性とを、それぞれ十分に確保できる為、上記中継器２ａを、前記センサヘッド１と共に劣悪な環境（清浄度が悪く、振動を受け易い環境）に設置する事ができる。言い換えれば、上記中継器２ａを、上記センサヘッド１の近傍に配置する事ができる。この為、これら中継器２ａとセンサヘッド１とを結ぶセンサ側ケーブル４の長さを短くする事ができる。この結果、上記中継器２ａを構成する信号処理回路６ａに入力されるセンサの出力信号のＳＮ比を向上させる事ができ、軸受装置の異常検出や機械装置の運転制御を高精度で行なう事ができる。
【００３３】
尚、上述した第１例では、上記信号処理回路６ａの耐衝撃性を確保する為、この信号処理回路６ａを構成する回路基板８をケーシング７ａの内周面に対し、ゴムブッシュ１０等の弾性体を介して支持している。但し、本発明を実施する場合、中継器を設置する場所の環境が良い（振動が殆ど生じない）場合には、上記回路基板８を上記ケーシング７ａの内周面に直接若しくは他の剛体部材を介して支持する事もできる。但し、この場合でも、上記内周面に対する上記回路基板８のずれ止めを図るべく、この回路基板８をこの内周面に対し、直接又は他の剛体部材を介して、接着、ねじ止め等するのが好ましい。
【００３４】
又、上述した第１例を実施する場合、前記各ケーブルグランド１１、１１は、保護等級としてＩＰ６８以上の規格に準拠したものを使用するのが、防塵・防水性を十分に確保する上で好ましい。但し、中継器を設置する場所の環境（清浄度等）が良い場合には、配電盤に用いられる様な凡用品を使用して、中継器の低廉化を図る事もできる。又、上述した第１例では、上記各ケーブルグランド１１、１１の先端部を上記ケーシング７ａの両端部に螺合したが、これら両部材１１、７ａ同士が不用意に分離するのを防止できるのであれば、単に嵌合（内嵌）する構造としても良い。又、何れの場合も、螺合部又は嵌合部に接着剤を塗布する事により、これら螺合部又は嵌合部の緩み止めと密封性の向上とを図る事ができる。
【００３５】
又、上述した第１例では、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５を上記ケーシング７ａの外部に、それぞれ上記各ケーブルグランド１１、１１を通じて引き出している。但し、本発明を実施する場合には、請求項２に記載した発明の様に、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５のうちの少なくとも一方のケーブル４（５）の他端を、上記ケーシング７ａの端部開口を密封する状態でこの開口部に取り付けたコネクタ（を構成する端子）に接続する事もできる。この場合、このコネクタには、前記センサヘッド１又は制御器に接続した別のケーブルの端部に固定した別のコネクタを、必要に応じて接続・分離可能とする。この様な構成を採用すれば、運転状態を確認すべき装置のメンテナンス時等、上記センサヘッド１又は制御器に接続した別のケーブルから本発明の中継器を分離する必要がある場合に、この分離作業を行なえる。
【００３６】
［実施の形態の第２例］
次に、図３は、請求項１〜６に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、中継器２ｂを構成するケーシング７ａの外周面を、１対のケーブルグランド１１、１１の外周面、及び、センサ側、制御器側各ケーブル４、５のうちこれら各ケーブルグランド１１、１１から外部に引き出された一部分の外周面と共に、被覆材である熱収縮チューブ１９により覆っている。この熱収縮チューブ１９は、熱収縮性を有する合成樹脂（ポリオレフィン等）により全体を筒状に構成したもので、使用前の状態では、上記ケーシング７ａの外径寸法よりも大きい内径寸法を有する。この様な熱収縮チューブ１９により上記各部材７ａ、１１、４、５の外周面を覆う場合には、上記使用前の熱収縮チューブ１９を上記各部材７ａ、１１、４、５の周囲に配置した状態で、この熱収縮チューブ１９に熱を加える。この作業により、この熱収縮チューブ１９を径方向に熱収縮させて、この熱収縮チューブ１９の内周面を上記各部材７ａ、１１、４、５の外周面に密着させる。これにより、本例の場合、上記センサ側、制御器側各ケーブル４、５の引き出し部の密封性を向上させると共に、中継器２ｂ全体の耐衝撃性を向上させている。尚、本例を実施する場合、上記熱収縮チューブ１９として、内周面に接着剤を塗布したものや、接着剤付きの裏張りを施してあるものを使用すれば、上記引き出し部の密封性を更に向上させる事ができる。その他の部分の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００３７】
尚、上述した第２例では、上記各部材７ａ、１１、４、５の外周面を、熱収縮チューブ１９により覆っている。但し、本発明を実施する場合には、これに代えて、上記各部材７ａ、１１、４、５の外周面を、被覆材であるゴム系のディッピング材によりコーティングする事によっても、上述した第２例と同様の効果を得る事ができる。
【００３８】
又、上記ケーシング７ａを、金属バンド等の固定器具を用いて設置個所に固定する場合には、上記ケーシング７ａの外周面のうち、上記固定器具を掛け渡す部分に上記被覆材を被せない様にすれば（或は、被せた後に切除すれば）、上記設置個所に対して上記ケーシング７ａをしっかりと固定する事ができる。
【００３９】
［実施の形態の第３例］
次に、図４は、請求項１〜５に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合、ケーシング７ａの中間部外周面に、取付用ブラケット２０、２０を、溶接、接着等により固定している。この様な本例の場合には、これら各取付用ブラケット２０、２０を利用して、中継器２ｃを設置個所にしっかりと取り付ける事ができ、耐震性を十分に確保する事ができる。その他の部分の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様である。
【００４０】
［実施の形態の第４例］
次に、図５は、やはり請求項１〜５に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、ケーシング７ａの内部に収納した信号処理回路（図示省略）に、無線による通信機能を付加し、且つ、このケーシング７ａの内部に、一次電池や二次電池、或はスーパーキャパシタ等の電源（図示省略）を設けている。これと共に、上記信号処理回路から制御器に向け処理後の信号を送信する為の制御器側伝送手段として、送信アンテナ２１を採用している。即ち、上記ケーシング７ａの内部からこの送信アンテナ２１を、ケーブルグランド１１の内側を通じて外部に引き出している。これにより、この送信アンテナ２１から上記制御器に向け、上記処理後の信号を無線送信できる様にしている。
【００４１】
上述の様に構成し作用する本例の中継器２ｄの場合、この中継器２ｄと上記制御器とを結ぶ配線（電源供給用及び通信用の配線）を不要にできる為、配線費用の削減に基づく低廉化を図れる。又、本例の場合、上記中継器と上記制御器とを相対変位させても、断線の心配がない為、ルーパーキャリアやテンショナの様な可動する機械設備に用いられる軸受装置の異常判定を行なう場合に、有効に利用できる。又、本例を実施する場合、センサヘッド１に、回転速度に比例した周波数で交流状に変化する電圧をコイルに発生させる、パッシブ型の回転検出センサを内蔵すれば、この回転検出センサの出力信号（交流状に変化する電圧）を利用して、回転速度を検出できる他、上述した二次電池やスーパーキャパシタ等の電源を充電できる。この為、無線式でありながら、寿命が長く且つ信頼性の高い中継器２ｄを実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
尚、本発明の中継器を組み込んで構成する、運転状態確認装置は、軸受装置に限らず、例えばボールねじやリニアガイド等の直動装置や、その他の各種装置の運転状態を確認する為にも利用する事ができる。
【００４３】
本発明の運転状態確認装置用中継器は、以上に述べた様に構成され作用する為、内部に信号処理回路を収納したケーシングの密封性と、この信号処理回路の耐衝撃性とを、それぞれ十分に向上させる事ができる。この結果、本発明の中継器をセンサヘッドの近傍に配置する事で、センサ側伝送手段（例えば、ケーブル）を短くする事ができ、上記中継器に入力される出力信号のＳＮ比を良好にできる。従って、軸受装置等の対象装置の異常検出や運転制御を精度良く行なう事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、部分切断側面図。
【図２】図１のＡ−Ａ拡大断面図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、部分切断側面図。
【図４】同第３例を示す側面図。
【図５】同第４例を示す側面図。
【図６】従来から知られている運転状態確認装置の略図。
【符号の説明】
【００４５】
１ センサヘッド
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 中継器
３ 制御器
４ センサ側ケーブル
５ 制御器側ケーブル
６、６ａ 信号処理回路
７、７ａ ケーシング
８ 回路基板
９ 電子部品
１０ ゴムブッシュ
１１ ケーブルグランド
１２ 本体
１３ シール材
１４ 雄ねじ部
１５ 雌ねじ部
１６ 鍔部
１７ シール材
１８ 充填材
１９ 熱収縮チューブ
２０ 取付用ブラケット
２１ 送信アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転状態確認装置を構成するセンサの出力信号を制御器に送り込むのに先立ち、この出力信号に所定の処理を施す信号処理回路と、この信号処理回路を収納するケーシングとを備えた運転状態確認装置用中継器に於いて、上記ケーシングとして、その軸方向端部開口からその内側に上記信号処理回路を挿入自在な管を使用している事を特徴とする運転状態確認装置用中継器。
【請求項２】
センサの出力信号を信号処理回路に送り込む為のセンサ側伝送手段の一端と、この信号処理回路から制御器に向けて処理後の信号を送り出す為の制御器側伝送手段の一端とを、それぞれ上記信号処理回路に接続すると共に、これらセンサ側、制御器側各伝送手段を、ケーシングの軸方向端部開口を密封する為にこの開口部に取り付けた筒状の密封装置の内側を通じて、又は、上記ケーシングの軸方向端部開口を密封する状態でこの開口部に取り付けたコネクタを介して、上記ケーシングの外部に引き出している、請求項１に記載した運転状態確認装置用中継器。
【請求項３】
信号処理回路を構成する為の回路基板を、弾性体を介してケーシングの内面に支持している、請求項１〜２の何れかに記載した運転状態確認装置用中継器。
【請求項４】
ケーシングの内部に、信号処理回路に無害な充填材を充填し、この充填材によりこの信号処理回路の少なくとも一部を覆っている、請求項１〜３の何れかに記載した運転状態確認装置用中継器。
【請求項５】
ケーシングの内部に充填する充填材の容量を、常温時で、このケーシングの内部に存在する空間の容積の６０〜９５％とした、請求項４に記載した運転状態確認用中継器。
【請求項６】
ケーシングを、このケーシングの軸方向端部開口を密封する部材及びこの軸方向端部開口を通じてこのケーシングの外部に突出したセンサ側、制御器側各伝送手段の一部と共に被覆材により覆った、請求項１〜５の何れかに記載した運転状態確認装置用中継器。
【請求項１】
運転状態確認装置を構成するセンサの出力信号を制御器に送り込むのに先立ち、この出力信号に所定の処理を施す信号処理回路と、この信号処理回路を収納するケーシングとを備えた運転状態確認装置用中継器に於いて、上記ケーシングとして、その軸方向端部開口からその内側に上記信号処理回路を挿入自在な管を使用している事を特徴とする運転状態確認装置用中継器。
【請求項２】
センサの出力信号を信号処理回路に送り込む為のセンサ側伝送手段の一端と、この信号処理回路から制御器に向けて処理後の信号を送り出す為の制御器側伝送手段の一端とを、それぞれ上記信号処理回路に接続すると共に、これらセンサ側、制御器側各伝送手段を、ケーシングの軸方向端部開口を密封する為にこの開口部に取り付けた筒状の密封装置の内側を通じて、又は、上記ケーシングの軸方向端部開口を密封する状態でこの開口部に取り付けたコネクタを介して、上記ケーシングの外部に引き出している、請求項１に記載した運転状態確認装置用中継器。
【請求項３】
信号処理回路を構成する為の回路基板を、弾性体を介してケーシングの内面に支持している、請求項１〜２の何れかに記載した運転状態確認装置用中継器。
【請求項４】
ケーシングの内部に、信号処理回路に無害な充填材を充填し、この充填材によりこの信号処理回路の少なくとも一部を覆っている、請求項１〜３の何れかに記載した運転状態確認装置用中継器。
【請求項５】
ケーシングの内部に充填する充填材の容量を、常温時で、このケーシングの内部に存在する空間の容積の６０〜９５％とした、請求項４に記載した運転状態確認用中継器。
【請求項６】
ケーシングを、このケーシングの軸方向端部開口を密封する部材及びこの軸方向端部開口を通じてこのケーシングの外部に突出したセンサ側、制御器側各伝送手段の一部と共に被覆材により覆った、請求項１〜５の何れかに記載した運転状態確認装置用中継器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−３９７９３（Ｐ２００８−３９７９３Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４２０６７（Ｐ２００７−２４２０６７）
【出願日】平成１９年９月１９日（２００７．９．１９）
【分割の表示】特願２００３−２０８００７（Ｐ２００３−２０８００７）の分割
【原出願日】平成１５年８月２０日（２００３．８．２０）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１９日（２００７．９．１９）
【分割の表示】特願２００３−２０８００７（Ｐ２００３−２０８００７）の分割
【原出願日】平成１５年８月２０日（２００３．８．２０）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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