(57)【要約】      （修正有）【課題】軸受の摩耗、及び任意で、軸受の使用状況や性能に関連する選択パラメータを観測する軸受用センサを提供する。【解決手段】センサを有する軸受１１は、情報を無線送信するように構成されていて、摩耗表面センサ１３ａを実装している軸受摩耗表面１５を備えており、摩耗表面センサは、軸受摩耗表面の摩耗状態を示す摩耗表面センサからのデータ信号を送信する１つ以上の接続線１３を有している。１つ以上の接続線は、軸受摩耗表面の外側に延出しており、軸受摩耗表面の摩耗状態を示すセンサからのデータ信号を送信する高周波通信機に接続されている。高周波通信機とセンサは、軸受の使用中に接続線が曲がって破損しないように、互いに対して固定されている。【選択図】図２Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を無線送信するように構成されているセンサを有する軸受であって、
摩耗表面センサを有している軸受摩耗表面であって、前記摩耗表面センサは、前記軸受摩耗表面の摩耗状態を示す前記摩耗表面センサからのデータ信号を送信する１つ以上の接続線を有し、前記１つ以上の接続線は、前記摩耗表面の外側に延出しており、前記軸受摩耗表面の摩耗状態を示す前記センサからのデータ信号を送信する高周波通信機に接続されている、軸受摩耗表面を備えており、
前記高周波通信機と前記センサは、前記接続線が曲がって破損しないように、互いに対して固定されている、軸受。
【請求項２】
前記軸受摩耗表面は第１軸受摩耗層と第２軸受摩耗層とを有し、前記軸受摩耗表面センサは前記第１摩耗層の下方、かつ前記第２摩耗層の上に配置されている、請求項１記載の軸受センサ。
【請求項３】
前記第１軸受摩耗層は、膜厚が前記第２軸受摩耗層よりも厚い、請求項２記載の軸受センサ。
【請求項４】
前記第１軸受摩耗層は膜厚が０．００２”から０．０２０”である、請求項２記載の軸受センサ。
【請求項５】
前記第２軸受摩耗層は膜厚が０．００１”から０．１０”である、請求項２記載の軸受センサ。
【請求項６】
前記軸受は、ジャーナル軸受、球面軸受、滑り軸受、トラックローラ軸受である、請求項１記載のセンサを有する軸受。
【請求項７】
前記高周波通信機は、自前の電源を有するアクティブＲＩＦＤタグである、請求項１記載の軸受。
【請求項８】
前記高周波通信機は、自前の電源を持たないパッシブＲＦＩＤタグである、請求項１記載の軸受。
【請求項９】
前記軸受摩耗表面は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を備えている、請求項１記載の軸受。
【請求項１０】
前記軸受は、長さが調整可能なロッドエンド上に配置されている、請求項１記載の軸受。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［分野］
本開示は、軸受の摩耗、及び任意で、軸受の使用状況や性能に関連する選択パラメータを観測する軸受用センサに関する。より詳細には、センサは、軸受摩耗表面内に実装されていて、表面の摩耗や他の選択パラメータに関する情報を無線送信するように構成されている。特に、摩耗センサは、メンテナンスや軸受の寿命を検討するために軸受の摩耗や他の特性を常時観測することが重要であると考えられる、航空機産業において使用される軸受への用途を有する。
［技術］
高性能滑り軸受の適用分野において、状態基準保全（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ
Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ：ＣＢＭ）は、ますます推進されている。この方式は、ヘリコプタのロータのピッチリンク制御用軸受等（しかしこれに限定されない）の航空宇宙飛行に不可欠な用途にとって、特に重要である。軸受の摩耗率は、軸受の設計、品質、用途、及び様々な性能・環境的な飛行条件の影響を受け得る。したがって、特定の軸受のいかなる状態も、飛行時間のみに基づく予測を、妥当な確信をもって行うことは、現状ではかなり難しい。
【０００２】
また、現在、ヘリコプタにおいて、フライバイワイヤ方式の油圧式ピッチ制御が増えてきているが、これは操縦士への機械的なロータ触覚フィードバックが実質的に排除されている。この変化により、軸受の摩耗によりピッチ制御軸受の問題が大きくなってきている恐れがある場合に、操縦士がそれを判断する能力が低下してきている。
【０００３】
したがって、アクティブな軸受摩耗センサ構成は、軸受摩耗表面が所与のしきい値まで減少したり、軸受の性能や使用状況に関連する他のパラメータが減少したりするといった、あるベンチマークが特定された場合に、軸受が信号送信をより正確に行えるようにするのに有用である。軸受の性能を正確に観測する問題に対するこのような解決法はまた、特に航空機環境において、割高で比較的信頼性が低い、ロータ軸受の機械的な測定作業を減らすと考えられる。このような機械的な測定検査は、一般的には、軸受装着の有効期間中において、航空機のコストやダウンタイムをかなり積み上げる結果になる。
［概要］
センサを有する軸受は、情報を無線送信するように構成されていて、摩耗表面センサを有する軸受摩耗表面を備えており、摩耗表面センサは、軸受摩耗表面の摩耗状態を示す摩耗表面センサからのデータ信号を送信する１つ以上の接続線を有している。１つ以上の接続線は、軸受摩耗表面の外側に延出しており、軸受摩耗表面の摩耗状態を示すセンサからのデータ信号を送信する高周波通信機に接続されている。高周波通信機及びセンサは、軸受の使用中に接続線が曲がって破損しないように、互いに対して固定されている。
【０００４】
本発明について、一例として、各図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】摩耗センサの一例の構成要素の断面図であり、遠隔読取機の説明図を含んでいる。
【図２Ａ】図１の軸受の正面斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示されている軸受の断面図である。
【図３】ジャーナル軸受用のプリント回路の説明図である。
【図４】プリント回路下地膜の一側面に４つの回路を有しているプリント回路の説明図である。
【図５Ａ−５Ｄ】高周波通信機の好適な配置例を図示したものである。
【図６】摩耗センサ回路と及び高周波通信機の様々な配置を図示したものである。
【図７Ａ】摩耗センサを有する長さ調整可能軸受を図示したものである。
【図７Ｂ】摩耗センサを有する長さ調整可能軸受を図示したものである。
【図８】摩耗センサ構成において、センサを介しての軸受の摩耗にて摩耗率が低減したことを示したものである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
［詳細な説明］
図１は、本発明のセンサ構成１０の各構成要素の一例を示している。軸受１１は、滑り軸受面１１ａ又は１１ｂのうちの一方が、少なくとも１つの摩耗センサ回路１３ａ（図２）を実装した高分子摩耗表面層１５を有している、滑り軸受構造であることが好ましい。図示されているように、摩耗センサ１３ａは、滑り軸受面１１ａ又は１１ｂの摩耗状態を示す摩耗センサからのデータ信号を送信する、１つ以上の接続線１３を有している。よって、各接続線１３は、軸受摩耗表面１５の外側に延出しており、図示されているように（図２）、軸受摩耗表面１５の摩耗状態を示す摩耗センサからのデータ信号を送信する高周波通信機１２に接続されている。遠隔高周波機器を１４で示す。
【０００７】
軸受の使用中に接続線１３が曲がって破損することが決してないように、軸受摩耗表面内に実装されている摩耗センサと当該高周波通信機１２とは互いに対して固定されていることに注目されたい。つまり、摩耗センサを高周波通信機１２に対して固定することにより、軸受の使用中、摩耗センサと高周波通信機１２との間にあるような通信の切断につながりかねない、かなりの歪みが接続線に生じることがない。よって、摩耗センサと高周波通信機とが固定されているという特徴は、本明細書では、所与の軸受耐用期間中、接続線が破損点まで曲げられることがなく、軸受使用中、軸受摩耗表面１５の交換が必要であると摩耗センサがレポートする破損点までは少なくとも、接続線は相対的に当初のままである状況として言及されていると理解すべきである。
【０００８】
高周波通信機１２は摩耗センサと連通しているＲＦＩＤタグであることが好ましいことに注目されたい。ＲＦＩＤタグ１２は、アクティブ（通電式で、遠隔読取機器からの信号を受信するかしないかにかかわらず送信可能）であるか、パッシブ（無通電式で、遠隔読取機器から信号やエネルギーを受信することに依存している）であるかのいずれかであり得る。当然の例外はあるが、アクティブタグは通例では、より高い機能性、より広い送信範囲、もしくはより強い信号が要求される用途に好適である。パッシブタグは通例では、識別用途で近距離観測により適している。
【０００９】
また、ここでは、摩耗センサ回路１３ａは、付加製造によって用意されたプリント回路でも、除去製造によって形成されたフォトエッチング加工回路でもよいことが考えられる。
【００１０】
図２Ａは図１の軸受の正面斜視図を描いたものである。図２Ｂは図２Ａに示されている軸受の断面図である。ここで、軸受１１は摩耗表面層１５とともに見てとれ、摩耗表面層１５は高分子摩耗表面（高分子樹脂製）であることが好ましい。拡大図では、摩耗表面１５は、摩耗層１５Ｒと摩耗層１５Ｗとの間に挟装されていることが好ましい摩耗表面センサ１３ａを実装していることが分かる。したがって、層１５Ｗは主摩耗表面、そして層１５Ｒは予備摩耗表面であることが好ましい。よって、摩耗表面センサは摩耗表面内の少なくとも一部分に実装されているとともに、摩耗表面１５Ｗの下方で、かつ摩耗表面１５Ｒの上方に配置されていることが理解できる。また、センサ１３ａから伸びていて、図１に示されているように最終的には高周波通信機１２と連通している接続線が描かれている。
【００１１】
したがって、１５Ｒ及び１５Ｗの膜厚は、予備面の摩耗寿命と主面の摩耗寿命との割合を所望したとおりに入れ替えるように変更可能であることが理解できよう。ボール１１ｃは、１５Ｗと滑り接触しており、１５Ｗを徐々に摩滅させる。ボールが摩耗センサ１３ａを摩耗させると、摩耗センサ１３ａは信号を生成する。この信号は外部線又は好ましくはＲＦＩＤタグ部によって処理されて、遠隔高周波読取機器１４へと通信されるが、ＲＦＩＤタグ通信設計プロトコルに従って実現されてもよい。高周波読取機器は、軸受が予備面の耐用期間に入ったのでメンテナンスを予定しなければならないことを、作業者に通知する。
【００１２】
したがって、好ましくは、層１５Ｗは膜厚が０．００２”から０．０２０”の範囲であって、０．００１”刻みで増加する全ての値を含んでいてもよいことに注目されたい。例えば、好ましくは、層１５Ｗは膜厚が０．００９”から０．０１２”の範囲であってもよい。層１５Ｒは膜厚が０．００１”から０．１０”の範囲であって、０．００１”刻みで増加する全ての値を含んでいてもよい。例えば、好ましくは、層１５Ｒは膜厚が０．００２”から０．００６”の範囲であってもよい。好ましくは、摩耗センサ１３ａ自体は、膜厚が０．００１”から０．０１０”の範囲であって、０．００１”刻みで増加する全ての値を含んでいてもよい。例えば、摩耗センサ１３ａは厚さが０．００２”から０．００４”の範囲であってもよい。さらに、摩耗センサの長さと幅は、検討対象になっている特定の軸受によって異なっていてもよい。センサの長さと幅は、観測される軸受摩耗表面の摩耗面全体の面積の５〜１００％で存在するようなものであることが好ましい。
【００１３】
摩耗表面層１５Ｒ又は１５Ｗは、種々の熱可塑性組成物又は熱硬化性組成物から選択されてもよい。摩耗表面層はフェノール系樹脂からできていることが好ましく、これはフェノール系化合物の重合によって形成されたポリマーを含む樹脂を示している。また、好ましくは、摩耗表面層は、ポリイミド樹脂やポリアクリル酸エステル樹脂、ポリ（ビニルホルマール）樹脂、ポリエステルアクリル酸エステル、ポリ（アミドイミド）、エポキシ樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネイト、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシメチレン、ポリベンゾイミダゾール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタンアクリル酸エステルを含んでいてもよい。したがって、高分子樹脂は２０〜１００重量％存在することが好ましい。樹脂は、任意で繊維強化材を０．１〜８０重量％含有していてもよく、繊維強化材は、芳香族ポリアミド、ポリエステル、ポリアミド、ガラス繊維、炭素繊維からできている織布又は不織布を含んでいてもよい。また、摩耗表面層の高分子樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン粉末、二硫化モリブデン、六方晶窒化ホウ素、グラファイト、又はパーフルオロポリエーテルから選択される１つ以上の潤滑剤を０．１〜６０重量％含んでいてもよい。さらに、摩耗表面層１５Ｒ及び１５Ｗは、同じ組成物であっても異なる組成物であってもよい。
【００１４】
理解されるように、この状況において、摩耗表面層１５Ｗが消費されたと摩耗センサ１３ａが通知したら、相対的に摩耗表面層１５Ｗよりも薄くてもよい摩耗表面層１５Ｒは、軸受のメンテナンス時間を保証するような相対的に良好な摩耗特性をもたらす。例えば、航空機分野に使用される軸受の場合、飛行中に摩耗表面層が消費されたという表示が出ても、必ずしも航空機を直ちに飛行禁止にする必要はない。
【００１５】
図２に示されているように、対向する非ポリマー製滑り摩耗表面層１１ｃは、金属、セラミック、又はポリマーのいずれかの材料であっても、又はいずれかを組み合わせた材料であってもよいし、硬度、耐薬品性、摩擦特性、表面粗さ等を高めるために、特別な被膜、加工処理、又は他の処理が行われていてもよい。
【００１６】
センサ１３ａは任意で他のタイプの情報を提供してもよいことに注目されたい。この情報は、温度、力、加速、又はサイクルを含むが、これらに限定されず、また、これらの全
てを通信設計プロトコルに従って高周波読取機器と通信してもよい。その後、この情報は使用時間記録とともに、特定用途の範囲内での対象の軸受の状態基準保全（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ：ＣＢＭ）記録を構成してもよい。
【００１７】
軸受１１は、ジャーナル、球面、ロッドエンド、リンク、トラックローラ、平面、又は装置の構成部品と一体化されている任意の形状の軸受面であり得る。軸受は、金属、複合材、ポリマー、又はセラミックであり得るし、また、これらの任意の組み合わせてあってもよい。軸受はまた、ハウジング内に組み立てられた単独の軸受、構造体、又は個別部品のいずれかであり得るし、あるいは、本発明における新規性のあるリンク又はロッドエンド内にあってもよい。
【００１８】
摩耗表面層１５Ｗ又は１５Ｒは、いずれかの滑り面に接着可能である。典型的には、球面軸受及びジャーナル軸受の球溝上、及び、トラックローラ軸受のローラ上にあることが多いが、しかしどんな場合でも反転可能である。底層１５Ｒと組み合わせる前に、１１ａの表面を粗面化することは効果的であることが多い。また、１５Ｒと組み合わせる前に、追加の薄膜接着層を１１ａの上に被覆すると効果的である場合もある。このような接着は、０．０００１”から０．００２０”の膜厚で、より好ましくは０．０００２”から０．００２”の膜厚で存在していてもよい。
【００１９】
ポリマー製摩耗表面層は、任意のポリマーシート、フィルム、又は複合材処理方法もしくはこれらの方法の組み合わせによって、軸受面への接着前に形成可能である。ポリマー製摩耗表面層は、任意のポリマー、複合材、又はこれらの製造方法の組み合わせによって、段階的に軸受面上に形成可能である。ポリマー製摩耗表面層は、摩耗表面層への接着前に部分的に形成し、その後、摩耗表面層への接着後に完成させることも可能である。
【００２０】
好適な方法において、従来の処理手段は、粗度（Ｒａ）が調整された軸受基材表面（図２に１１ａで表されている）上に、接着樹脂からなる層を被覆すること、次に、接着被覆された基材層上に、予備摩耗層（図２では１５Ｒ）の載置・被覆・成形・吹き付け塗布・もしくは他の手法での形成を行うこと、予備摩耗層（図２では１５Ｒ）の頂部に、接着樹脂からなる別の層を被覆すること、次に、摩耗センサ１３ａのプリント回路を所定の位置に配置すること、厚さが０．０００１”から０．０２０”、より好ましくは０．００１”から０．００４”の範囲であってもよいＲＦＩＤ回路の頂部に接着樹脂からなる別の被膜を配置すること、及び、次に、所定の位置において、主摩耗表面層１５Ｗの載置・被覆・成形・吹き付け塗布・もしくは他の手法での形成を行うこと、を組み合わせたものである。本明細書で使用されている接着剤のいずれであっても、摩耗表面層の接合か摩耗センサの接合のいずれかの場合に、フェノール樹脂系、より好ましくはポリビニルホルマール樹脂変性フェノール樹脂が使用可能であることが好ましいことに注目されたい。
【００２１】
機能回路１３ａは１つ以上の回路であり得る。機能回路は、図２に示されている積層構造をもたらす任意の方法によって形成可能であり、ここでセンサ回路１３ａは層１５Ｒと層１５Ｗとの間に挟装されているので、上述の高分子摩耗表面内に実装されていると理解されてもよい。
【００２２】
好適な摩耗センサ回路１３ａはプリント回路である。図３はジャーナル軸受のプリント回路１６の非限定的な一例を示している。この回路は、摩耗層から延出して外部に搭載されているＲＦＩＤタグに固定・接続されている、２本のリード線１７を有している。プリント回路は、穴として描かれている穿孔１８を有していて、これにより、ポリマー製摩耗表面層に接着するために使用されるポリマーマトリクスを完全に浸透することができる。穿孔によって複合高分子製摩耗表面層１５の層間強度が高められると仮定される。回路自体は銅や銀等の任意の導電性金属であり得るが、これらに限定されない。
【００２３】
図４は、ジャーナル軸受のプリント回路下地膜側に４つの回路を有するプリント回路１９の別の非限定的な一実施形態を確認したものである。具体的には、１９Ｆは力の測定を、１９Ｗは摩耗測定を、１９Ｔは温度測定を、そして１９Ａは加速測定を行う。別の非限定的な一実施形態である、プリント回路下地膜の上面と下面にそれぞれ回路を２つずつ有する構成は、２０で描いている。別々のプリント回路下地膜上にある個々の回路を組み合わせて、複数のセンサを挟装しているような構成（図示せず）で積み重ねることも可能である。力、温度、及び加速に関する各センサ回路の場合、センサ回路の実際のセンサ部を、摩耗表面層が接着されている表面にあるポケットや溝に配置することが望ましい場合もある。これらの場合では、摩耗表面層の設計を特別なものにして、これらのセンサ回路を接着された摩耗表面層を通って拡大することができる。
【００２４】
図５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄは、ロッドの端部に位置している軸受上での、ＲＦＩＤタグであることが好ましい高周波通信機１２の好適な配置例を示している。より具体的には、ロッドエンド２１，２２，２３は、用途の要件によって、高周波通信機１２がロッドエンド本体の周囲の任意の場所に搭載可能であることを示している。ロッドエンド２４にて示されているように、場合によっては、外部の高周波通信機１２をロッドエンドの軸部に搭載することもできる。本明細書ではまた、軸受のハウジングの外側に切削ボスを配置して、高周波通信機１２を収容することも考えられる。さらに、摩耗表面層（図２）内に実装されている摩耗センサから延出している線１３を封止又は封入して、軸受の動作中に曲がることをさらに制限し、かつ、ゴミ、洗浄剤、防凍液等が与える環境被害から線を保護することができることが考えられる。好ましくは、このような線の封止又は封入は、線を再度固定してその動きを制限する高分子組成物を用いて実現してもよく、したがって、好ましくは、エポキシ系被膜配合物等の熱硬化性組成物を含んでいてもよい。
【００２５】
図６は、本発明に従った摩耗センサ回路と高周波通信機の異なる配置構成を図示したものである。連結部２５，２６，２７は、ポリマー摩耗表面内に実装された摩耗センサを有する１つの長さ調整可能軸受端部を、摩耗表面から延出して高周波通信機に接続されている接続線とともに有しており、ここで、高周波通信機と摩耗センサは、軸受の使用中に接続線が曲がって破損しないように互いに対して固定されている。
【００２６】
また、連結部２５はロッドエンド本体上に第２の外側摩耗層ＲＦＩＤ搭載部を有しており、連結部２７はロッドエンド軸部上に第２の外側摩耗層ＲＦＩＤ搭載部を有している。連結部２６は、連結部上にある１つの軸受のみが本発明の摩耗センサを実装している例である。
【００２７】
ある特定の場合において、長さ調節可能な連結部は、１つの高周波通信機に結線されている２つの摩耗センサ回路で構成されることも可能である。また、摩耗センサ回路は高分子摩耗表面内に設けられており、このような摩耗表面の外側に延出して高周波通信機に接続している線を有している。ここで、２組の線は高周波通信機に対して再度固定されており、軸受の使用中に線が曲がって破損することがない。連結部２８，２９，３０，３１は、外部の高周波通信機に対する様々な搭載の可能性がある、それぞれが１つ以上の摩耗センサを実装している長さ調整可能軸受に固定されている。
【００２８】
図７Ａ，７Ｂは、軸受摩耗表面に関する情報を無線送信するセンサを有している長さ調整可能軸受の非限定的な一例を図示したものである。ロッドエンド・連結部アセンブリ３２とその断面図３８は、長さが調整可能な搭載システムの一実施形態の非限定的な図を示している。外部高周波通信機１２はブラケット３４に取り付けられ、電線１３（図１）を介して摩耗センサ１３ａ（図２）に接続されている。ブラケット３４は、２つの薄ナット３３を用いて、ロッドエンドアセンブリ３７に取り付けられて固定されていることが好ま
しい。ブラケット３４は、金属ブラケット、ポリマーブラケット、又は複合材ブラケットであってもよい。この構成により、リンク又は連結部アセンブリ３６の全長を、ロッドエンドアセンブリ３７から独立して調整することが、摩耗センサ１３ａが電線１３を介して高周波通信機１２と通信する機能には影響を及ぼさずに可能になる。
【００２９】
ブラケットクランプ３５は、長さの調整後にブラケット３４をリンク又は連結部アセンブリ３６に固定するために使用される、保持又は安定化を行うクランプの非限定的な一例である。ブラケットクランプ３５によって、ブラケット３４を管に直接緊締しても、又は接触のない近接近位置合わせが得られてもよい。
【００３０】
上述したように、摩耗センサ１３ａを有する軸受は、情報を提供するように動作可能であることが好ましい。その情報とは、例えば、軸受の識別情報、軸受の位置（例えばヘリコプタのピッチロータの軸受（しかしこれに限定されない）等、複数の軸受が同様の機能を行っている状態である場合）、ＲＦＩＤ軸受センサシステムの機能状態、軸受において予備部の寿命期間が始まった時の表示、軸受摩耗層の温度記録、軸受負荷サイクル数、軸受摩耗層の力の記録、軸受摩耗層の加速データ、軸受摩耗層の外部環境温度及び加速のうちの１つ以上であるが、これらに限定されない。
【００３１】
本明細書において、軸受摩耗表面内に実装されている摩耗センサを含有している軸受は、長さ調整可能軸受とロッドエンドがあるこのような摩耗センサ構成を使用することとともに、航空宇宙、鉄道、車両サスペンションシステム、及び風力タービンといった発電システム等の領域（しかしこれに限定されない）で使用される滑り軸受において特に有用であると考えられる。
【００３２】
本明細書での軸受摩耗表面の表示器を開発するという当初の試みは、高周波通信機を有する摩耗センサ回路を、摩耗表面層内に完全に埋め込むことによって実行されたことは注目に値する。この試みは、信頼性のある、検出可能な信号を軸受の外側で取り出すことに失敗した。特定の理論に全く縛られない一方で、軸受自体の金属表面がタグと受信機との間での無線周波数のやり取りを弱くするような干渉を引き起こした可能性があると信じられている。
【００３３】
したがって、摩耗センサ回路を軸受摩耗表面内に配置して、摩耗表面の外部へ、かつ高周波通信機へ有線通信を行うことに加えて、軸受の使用中に電線が曲がって破損しないように、摩耗センサ回路を高周波通信機に対して固定する本明細書での構成は、軸受摩耗表面の寿命を信頼性高く検出することを可能にした。
［例１］
試験は以下の要素を用いて行われた。
【００３４】
（ａ）エイリアンテクノロジー社（Ａｌｉｅｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：登録商標）Ｈｉｇｇｓ４インレイ  ＥＰＣクラスＧｅｎ２  パッシブＲＦＩＤタグ
（ｂ）モトローラ社ＭＣ９０９０ＺハンドヘルドＲＦＩＤタグリーダー
（ｃ）サイズがＰ／Ｎ  Ｍ８１９３４／１−１６Ｃ０１６に適合している、ＡＳ８１９３４／１規格準拠  平軸受
試験方法及び所見：
（ａ）タグは、摩耗界面の外側で機能することが確認された。
【００３５】
（ｂ）タグは、ライナー形成後に機能することが確認された。
（ｃ）タグは、いろいろな向きで、部分的に、及び完全に軸受の摩耗界面内に配置された。
【００３６】
（ｄ）タグは、金属に近接近した時、特に、ライナー内にあることによって必然的に生じるように、金属表面がＲＦＩＤタグと読取機との間にある経路を遮断した時には、不十分にしか機能しないことが分かった。
【００３７】
（ｅ）タグは、金属表面に接着すると不十分にしか機能しないことが分かった。
（ｆ）完全に摩耗表面層内に入ったタグは読取不可能であった。
［例２］
摩耗センサシステムの性能の信頼性の高さを実証するための試験手順を作成した。この試験は、鍵となる技術的問題が克服されるまで素早く繰り返すことが可能であり、システムは従来の軸受の寿命試験の実施が可能な状態であった。この試験は、確立されている振動試験手順と比較すると、十分に代表的な摩耗が得られることが確認された。
【００３８】
試験に用いた構成要素：
（ａ）ＸＢｅｅ（登録商標）ＺｉｇＢｅｅ規格２．４ＧＨｚ無線送受信機
（ｂ）円柱形研磨用砥石を有するブリッジポート（Ｂｒｉｄｇｅｐｏｒｔ）タイプフライス盤
（ｃ）本発明に従ったセンサ内蔵摩耗表面層を有しており、サイズがＰ／Ｎ  Ｍ８１９３４／１−１６Ｃ０１６に適合している、ＡＳ８１９３４／１規格準拠  平軸受
試験方法：
（ａ）ＸＢｅｅ（登録商標）送信機は、摩耗センサに接続されたデジタル入力の状態を同報送信するように構成されている
（ｂ）ＸＢｅｅ（登録商標）受信機は、送信機のデジタル入力と受信信号の強さを表示するように構成されている。
【００３９】
（ｃ）円柱形研磨用砥石を用いて軸受ライナーの摩耗を加速し、軸受の機能表面の摩耗をシミュレートする。
所見：
（ａ）アクティブ送信機は、金属製構成要素に近接近した状態で機能することが確認された。
【００４０】
（ｂ）限界に到達しているライナーの摩耗が確実に検出された。
（ｃ）摩耗は、さらなる発展を保証する用途の特性として十分であると考えられる。
［例３］
試験装置上で以下の軸受の試験を実施した。
【００４１】
（ａ）回転式摩耗部材としてセラミック被覆のピンを有し、サイズがＡＳ８１９３４／１規格の品番Ｍ８１９３４／１−１６Ｃ０１６に適合している、本発明に従ったジャーナル軸受。ピンの表面仕上げは１０〜１４Ｒａである。
【００４２】
試験条件：
軸受応力：２５，０００ｐｓｉ
負荷：一方向
振動：±２５°回転、１サイクル当たりの合計１００°
周波数：０．５Ｈｚ
持続期間：０．０１４〜０．０２０”の摩耗
試験は、ピンとジャーナル軸受との間の金属間表面接触に到達する前に停止した。図９に示されているように、本発明に従ったセンサシステムによる摩耗（サンプル１及び２）では、示されたシステムの摩耗率の増加は著しいものではなく、実際にはセンサ信号を受信した後に増加が鈍っていた。回路自体が滑り軸受摩耗層に通常用いられる金属ではないので、これは驚くべきことである。
【図１】
2020128821.tif 000003
【図２Ａ】
2020128821.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2020128821.tif 000010
【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月26日(2020.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を無線送信するように構成されているセンサを有する軸受であって、
少なくとも２つの滑り軸受面を備え、
前記滑り軸受面のうちの第１滑り軸受面は軸受摩耗表面を有し、該軸受摩耗表面は、前記第１滑り軸受面と、前記滑り軸受面のうちの第２滑り軸受面との間に配置され、前記第２滑り軸受面は前記軸受摩耗表面と接し、
前記軸受摩耗表面は第１軸受摩耗層と第２軸受摩耗層とを有し、
前記軸受摩耗表面は摩耗表面センサを有し、前記摩耗表面センサは前記第１軸受摩耗層と前記第２軸受摩耗層との間に配置され、前記軸受摩耗表面の摩耗状態を示す前記摩耗表面センサからのデータ信号を送信する１つ以上の接続線を有し、前記１つ以上の接続線は、前記摩耗表面の外側に延出し、かつ、前記軸受から更に外側に延出しており、前記軸受摩耗表面の摩耗状態を示す前記センサからのデータ信号を送信する高周波通信機に接続され、
前記高周波通信機と前記センサは、前記接続線が曲がって破損しないように、互いに対して固定されている、軸受。
【請求項２】
前記第１軸受摩耗層は、膜厚が前記第２軸受摩耗層よりも厚い、請求項１記載の軸受センサ。
【請求項３】
前記第１軸受摩耗層は膜厚が０．０５０８ｍｍ〜０．５０８ｍｍである、請求項１記載の軸受センサ。
【請求項４】
前記第２軸受摩耗層は膜厚が０．０２５４ｍｍ〜０．２５４ｍｍである、請求項１記載の軸受センサ。
【請求項５】
前記軸受は、ジャーナル軸受、球面軸受、滑り軸受、トラックローラ軸受である、請求項１記載のセンサを有する軸受。
【請求項６】
前記高周波通信機は、自前の電源を有するアクティブＲＦＩＤタグである、請求項１記載の軸受。
【請求項７】
前記高周波通信機は、自前の電源を持たないパッシブＲＦＩＤタグである、請求項１記載の軸受。
【請求項８】
前記軸受摩耗表面は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を備えている、請求項１記載の軸受。
【請求項９】
前記軸受は、長さが調整可能なロッドエンド上に配置されている、請求項１記載の軸受。