(57)【要約】【課題】軸受の機器の状態を把握して、軸受に異常が発生した場合に適切な対策をとることができる軸受診断装置を提供する。【解決手段】軸受診断装置は、転動体、保持器及び環状部材の各々の回転周期を検出する回転周期検出部と、転動体、保持器及び環状部材の比較用回転周期を記憶する記憶部と、を備え、回転周期検出部で検出された回転周期と、記憶部に記憶された比較用回転周期データとを比較して、軸受の状態を診断する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体と、前記転動体を保持する保持器と、前記保持器の内側に配置された環状部材と、を有する軸受の状態を診断する軸受診断装置において、
前記転動体、前記保持器及び前記環状部材の各々の回転周期を磁気センサで検出する回転周期検出部と、
前記転動体、前記保持器及び前記環状部材の比較用回転周期を記憶する記憶部と、
前記回転周期検出部を収納する筐体と、を備え、
前記筐体は前記軸受の上方に設置され、
前記回転周期検出部で検出された回転周期と、前記記憶部に記憶された比較用回転周期データとを比較して、前記軸受の状態を診断する
軸受診断装置。
【請求項２】
前記比較用回転周期データは、診断対象である前記軸受の、前記転動体、前記保持器及び前記環状部材の固有回転周期である
請求項１に記載の軸受診断装置。
【請求項３】
前記回転周期検出部は、複数の前記軸受に設置され、
前記比較用回転周期データは、複数検出された軸受の内、診断対象の軸受とは異なる前記軸受で検出された、前記転動体、前記保持器及び前記環状部材のである回転周期である
請求項１に記載の軸受診断装置。
【請求項４】
前記筐体に前記転動体、前記保持器及び前記環状部材の各々の振動数を検出する振動数検出部と、を備え、
前記振動数検出部で検出された振動数と、前記記憶部に記憶された前記転動体、前記保持器及び前記環状部材の固有振動数とを比較して、前記軸受の状態を診断する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の軸受診断装置。
【請求項５】
前記診断の結果に基づいて、前記転動体、前記保持器及び前記環状部材のいずれかに異常があるかを判定する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の軸受診断装置。
【請求項６】
前記回転周期検出部を前記筐体の下方に設置し、前記振動数検出部を前記筐体の上方に設置した
請求項４に記載の軸受診断装置。
【請求項７】
前記筐体の下部に、前記軸受を覆うハウジングと嵌合するための嵌合部を設けた
請求項１〜３のいずれか一項に記載の軸受診断装置。
【請求項８】
前記筐体の嵌合部と前記ハウジングとの間にグリスを介在させた
請求項７に記載の軸受診断装置。
【請求項９】
前記回転周期検出部は、少なくとも前記転動体との距離が最も短くなるように、前記軸受の上部若しくは側部に配置される
請求項１〜３のいずれか一項に記載の軸受診断装置。
【請求項１０】
前記ハウジングは、前記軸受の上部を覆う上面を備えており、前記筐体を前記上面に配置した
請求項７に記載の軸受診断装置。
【請求項１１】
前記診断の結果に基づいて、前記転動体、前記保持器及び前記環状部材のいずれかに異常があると判定された場合に、異常がある機器に対する保守の内容を通知する
請求項５に記載の軸受診断装置。
【請求項１２】
前記診断の結果に基づいて、前記転動体に異常があると判定された場合には、保守の内容として前記軸受の点検周期を変更する旨を通知する
請求項１１に記載の軸受診断装置。
【請求項１３】
前記診断の結果に基づいて、前記環状部材に異常があると判定された場合には、保守の内容として前記軸受に嵌合された軸を点検する旨を通知する
請求項１１に記載の軸受診断装置。
【請求項１４】
転動体と、前記転動体を保持する保持器と、前記保持器の内側に配置された環状部材と、を有する軸受の状態を診断する軸受診断方法であって、
軸受診断装置が備える回転周期検出部の磁気センサにより、前記転動体、前記保持器及び前記環状部材の各々の回転周期を検出するステップと、
前記回転周期検出部で検出された回転周期と、軸受診断装置が備える記憶部に記憶された前記転動体、前記保持器及び前記環状部材の比較用回転周期データとを比較して、前記軸受の状態を診断するステップと、を含む
軸受診断方法。
【請求項１５】
ハンドレールを備えたエスカレーターにおいて、
前記ハンドレールを駆動するための駆動体を有する駆動部と、
転動体と、前記転動体を保持する保持器と、前記保持器の内側に配置された環状部材と、を有し、前記駆動体の軸が嵌合された状態で回転する軸受の状態を診断する軸受診断装置と、を備え、
前記軸受診断装置は、
前記転動体、前記保持器及び前記環状部材の各々の回転周期を磁気センサで検出する回転周期検出部と、
前記転動体、前記保持器及び前記環状部材の比較用回転周期を記憶する記憶部と、
前記回転周期検出部を収納する筐体と、を備え、
前記筐体は前記軸受の上方に設置され、前記回転周期検出部で検出された回転周期と、前記記憶部に記憶された比較用回転周期データとを比較して、前記軸受の状態を診断する
エスカレーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受についての軸受診断装置、軸受診断方法、及びエスカレーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ等の回転装置の軸受に対する異常診断技術として、軸受に加速度計を設置し、該軸受の振動加速度を計測し、更にこの信号にＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行って特定周波数成分の信号を抽出し、その値から軸振動を検知して軸受診断を行う技術が知られている。
【０００３】
また、軸受の転動体を保持する保持器の周期変動を監視して、軸受を含む回転装置の異常診断を行う装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４４８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、軸受は転動体、転動体を保持する保持器、転動体と点接触する環状部材のような複数の機器で構成されており、各機器の異常が原因で軸受全体の異常が生じる場合がある。
【０００６】
本発明は、上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、軸受の機器の状態を把握して、軸受に異常が発生した場合の適切な対策を行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、例えば、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願の軸受診断装置は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、転動体、保持器及び環状部材の各々の回転周期を検出する回転周期検出部と、転動体、保持器、及び保持器の内側に配置された環状部材の比較用回転周期を記憶する記憶部と、を備え、回転周期検出部で検出された回転周期と、記憶部に記憶された比較用回転周期データとを比較して、軸受の状態を診断する。
【０００８】
なお、上記軸受診断装置は本発明の一態様であり、本発明の一側面を反映した軸受診断方法及びエスカレーターについても、本発明の一側面を反映した軸受診断装置と同様の構成を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、軸受の機器の異常を把握することにより、軸受に異常が生じた場合の適切な対策をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態によるエスカレーターの概略図（下部側）である。
【図２】本発明の一実施形態によるエスカレーターの機械室の拡大正面図である。
【図３】本発明の一実施形態による軸受近傍の構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に使用されるベアリングの正面図である。
【図５】本発明の一実施形態による軸受診断装置の外観斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態による軸受診断装置の筐体部の概略断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による軸受に軸受診断装置を設置した状態を示す全体図である。
【図８】本発明の一実施形態による軸受診断装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る回転周期検出部の磁気センサで計測した正常時における軸受の計測データのグラフである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る回転周期検出部の磁気センサで計測した異常発生時における軸受の計測データのグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る振動数検出部の振動センサで計測した正常時における軸受の計測データのグラフである。
【図１２】本発明の一実施形態に係る振動数検出部の振動センサで計測した異常発生時における軸受の計測データのグラフである。
【図１３】多変量解析手法で用いる縦軸が軸受各機器の周波数強度、横軸が軸受各機器の周波数を表すグラフである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る軸受診断装置による軸受についての診断処理を説明するためのフロー図である。
【図１５】軸の両端に設けられた軸受に設置された軸受診断装置の回転周期検出部の磁気センサによる計測データの一例である。
【図１６】軸の両端に設けられた軸受に設置された軸受診断装置の振動数検出部の振動センサによる計測データの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の軸受診断装置の実施の形態例（以下、「本例」という。）について、図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一要素又は同一機能を有する部材には、同一符号を用いることとし、重複する発明の説明は省略する。
【００１２】
図１は、本例の軸受診断装置が取り付けられるエスカレーターの全体概略図であり、エスカレーターの下部側を示している。
図１に示すように、本例のエスカレーター１は、階段状のステップ２と、ハンドレール３とを備えている。ステップ２の手前側には、踏み台１７が設けられており、踏み台１７の下方空間に設けられた下部機械室５には、ステップ２及びハンドレール３を駆動するための下部駆動部４が設置されている。下部駆動部４には、図示しないモータ等の回転体が含まれており、回転体の軸と嵌合する軸受６が設けられている。なお、ステップ２及びハンドレール３を駆動するための駆動部は、エスカレーターの上部側の機械室に設置してもよい。
【００１３】
図２は、本例のエスカレーターの機械室の拡大正面図である。
図２に示すように、駆動部４は、ステップ２及びハンドレール３を駆動するためのチェーン２７が張架されたターミナルギヤ２３を有し、ターミナルギヤ２３を駆動するモータ等の駆動体を備えている。また、駆動体と連結した回転軸２４が軸受６に嵌合されている。軸受６は、機械室５に配置されたトラス梁９に設けられたスライドレール８上に移動可能に配置され、軸受６の上部を覆うように設けられたハウジング７によって保持固定されている。ハウジング７には、テンションロッド１０が連結されており、テンションロッド１０にはチェーン２７に付勢力を与えるテンションバネ１１が取り付けられている。なお、テンションロッド１０及びテンションバネ１１を支持する部材は、トラス梁９上にボルト等により固定されている。
【００１４】
軸受６の上方には、本例の軸受診断装置３０が設けられている。軸受診断装置３０は、トラス梁９に取り付け固定されている。なお、軸受診断装置３０については、後述する。
【００１５】
図３は、軸受６近傍の構成図であり、図３Ａはその上面図であり、図３Ｂは回転体の軸２４の先端が挿入された状態の上面拡大図である。
図３Ａに示すように、軸受６には側方から軸２４が挿入されており、図３Ｂに示すように、軸２４の先端は細くなるようにテーパ状に形成され、先端が軸受６として設置されたベアリング４０に嵌合されている。
【００１６】
図４は、本例の軸受としてのベアリング４０の正面図である。
ベアリング４０は、ハウジング７に接触固定される円環状の部材である外輪４１と、ボール状の転動体４２を回動自在に等間隔で保持する円環状の保持器４３と、保持器４３の内側に配置された環状部材であって転動体４２と点接触する円環状の内輪４４と、を備えている。内輪４４の内側に軸２４の先端が挿入されて、止めねじ等により挿入された軸２４と内輪４４とが嵌め合い固定されている。本例では、軸２４が回転すると同時に内輪４４及び保持器４３も周方向に回転し、内輪４４に点接触している転動体４２が３６０度の方向に回動する。なお、転動体４２、保持器４３、内輪４４は、それぞれ半径や回転方向が異なるため、軸２４の回転により生じる転動体４２、保持器４３、内輪４４の回転周波数はそれぞれ異なる。
【００１７】
図５は、本例の軸受診断装置３０の外観斜視図である。
図５に示すように、軸受診断装置３０は、センサを収納する筐体部１２と、筐体部１２を支持する支持ロッド１５と、を有している。筐体部１２は円筒状に形成されており、収納部１３と蓋部１４とからなる二分割構造となっている。筐体部１２は、樹脂若しくは金属で構成されている。
【００１８】
収納部１３の底部には、軸受６（ハウジング７）と連結するために下方に突出した連結部１６が形成されている。連結部１６の先端部には、ハウジング７の形状に合わせた曲面を有する嵌合部１６ａが形成されている。このように、嵌合部１６ａを設けることにより、ハウジング７との隙間を無くした状態で連結することができる。
【００１９】
支持ロッド１５は、内部に空間部が形成された棒状の部材であって、先端が筐体部１２に挿通されている。
【００２０】
図６は、図５に示すＡ−Ａ線で切断した筐体部１２の概略断面図である。
図６に示すように、収納部１３には、磁気センサからなる回転周期検出部１７と、振動センサからなる振動数検出部１８と、コネクタ２０を有するプリント基板１９とが収納されている。
【００２１】
回転周期検出部１７は、軸受６の転動体４２、保持器４３、内輪４４のそれぞれの回転周期を検出するものである。磁気センサ１７は、磁化された転動体４２、保持器４３、内輪４４の磁気を検出する。なお、転動体４２、保持器４３、内輪４４は、製造される工程（例えば、焼き嵌めによる加熱、磁気チャック固定等）において磁化される。
【００２２】
また、磁気センサ１７は、収納部１３の下部に設置されており、具体的には、プリント基板１９の下側に位置する連結部１６内の空間部１３ａに収納されている。このように、磁気センサ１７を軸受６に近づくように収納部１３の下部に配置することで、転動体４２、保持器４３、内輪４４の磁気を正確に検出することができる。
【００２３】
振動数検出部１８は、軸受６の振動数を検出するものである。振動センサ１８は、収納部１３の上部に設置されており、具体的には、プリント基板１９の上側に位置する空間部１３ｂであって、蓋部１４の裏面に取り付けられている。このように、振動センサ１８を収納部１３の上部に設けることで、転動体４２、保持器４３、内輪４４から生じた振動を収納部１３内の空間１３ｂで共鳴させて検出精度を高めることができる。
【００２４】
プリント基板１９は、ケーブルを介して接続されている磁気センサ１７及び振動センサ１８で検出した信号を処理し、筐体部１２の外部に設置されている制御部に伝達する。
プリント基板１９は、ボルト２１によって収納部１３の底部に固定されている。プリント基板１９の上面にはコネクタ２０が、下面には磁気センサ１７が取り付けられており、コネクタ２０にはケーブル２２が接続されている。ケーブル２２は、収納部１３の側面に挿通されている支持ロッド１５の内部空間を通って筐体部１２の外へ引き出され、後述する制御部ボックス２５に接続される。
【００２５】
図７は、軸受６に対して軸受診断装置３０を設置した状態を示す全体図である。
本例の軸受診断装置３０は、筐体部１２、支持ロッド１５、制御ボックス２５と、を有しており、図７に示すように、磁気センサ１７及び振動センサ１８を収納した筐体部１２が、軸受６の直上に位置するように配置されている。これにより、軸受６と磁気センサ１７との距離を短くすることができ、センサの検出精度を上げることができる。ここで、「軸受の直上に位置する配置」とは、軸受６の外周に設けられるハウジング７の、軸受診断装置３０が配置される面において、少なくとも転動体４２との距離が最も短くなる点と重なる位置に軸受診断装置３０を配置することを意味する。すなわち、軸受診断装置３０の配置される場所は、転動体４２との距離が最も短くなる位置であれば、ハウジング７の円周面７ａ上であっても、軸受６に取り付けられる軸２４と垂直となる側面６ａ上であってもよい。
【００２６】
なお、エスカレーター１の設置状況によっては、軸受６の側面側にトラス梁９が位置している場合があるが、軸受６の円周方向の周辺、特に垂直方向における上側の空間には機器が存在していないため、軸受診断装置３０をハウジング７における円周面７ａ上に配置することで、取り付け作業の効率を上げることができる。
【００２７】
また、本例では、ハウジング７をベアリング４０の形状に合わせて湾曲させることにより、センサの検出精度を高めている。さらには、筐体部１２の嵌合部１６ａの形状をハウジング７の湾曲面に合致させることにより、筐体部１２とハウジング７との間にできる隙間を少なくすることができる。このように、本例では、ハウジング７を介することにより、筐体部１２を直接軸受６に接触させていない状態であっても、軸受６で発生する周波数や振動を正確に検出することができる。
【００２８】
また、本例では、連結部１６の嵌合面１６ａにグリスを塗布することにより、筐体部１２とハウジング７との間に生じた隙間を埋めることができる。これにより、軸受６で発生した振動等を確実に筐体部１２のセンサに伝達することができる。また、グリスを用いて、センサ自体を筐体部１２に固定してもよい。
【００２９】
筐体部１２を支持する支持ロッド１５の他端は、トラス梁９に固定されている制御ボックス２５に挿通されている。支持ロッド１５は、筐体部１２と制御ボックス２５とを連結し、内部に挿通されたケーブル２２により筐体部１２のプリント基板１９と制御ボックス２５の制御基板とを接続する。
【００３０】
制御ボックス２５は、ボルト若しくは磁石により、トラス梁９に取り外し可能に固定されている。制御ボックス２５の内部には制御基板（図示せず）が収納されており、制御基板はケーブル２２を介して伝達された回転周期検出部１７及び振動数検出部１８で検出された信号を処理する。
【００３１】
なお、本例の軸受診断装置３０は、トラス梁９から制御ボックス２５を取り外すことにより、軸受６に対して取り外し可能に設置されている。従って、定期点検作業時には、軸受診断装置３０をトラス梁９に一時的に固定し、経年変化による異常の検出を行う場合には、軸受診断装置３０をトラス梁９に一定期間固定するようにしてもよい。
【００３２】
図８は軸受診断装置３０の構成を示すブロック図である。
図８に示すように、本例の軸受診断装置３０は、センサ部５０と、制御部６０とを備えている。
【００３３】
軸受診断装置３０は、センサ部５０内の磁気センサ１７及び振動センサ１８にて検出された信号を、アンプ，フィルタ処理部５２にてアンプ，フィルタ処理を行い、その後、Ａ／Ｄ変換部５３にてＡ／Ｄ変換を行い、変換された信号を制御部６０へ出力する。
【００３４】
制御部６０へ出力された信号は制御部６０内の演算処理部６４にて演算処理を行う。制御部６０内には、装置に電源を供給する電源部６５、装置の動作状況や電池残量などをＬＥＤなどで表示する状態表示部６６、ＷｉＦｉなどでＰＣなどの外部機器６７と接続しデータの送受信を行う外部通信部６８、回転周期検出部１７及び振動数検出部１８により検出された信号、予め設定されている転動体４２、保持器４３、内輪４４の比較用回転周期データとしての固有回転周期及び固有振動数や、測定プログラムなどを格納しておく記憶部としてのデータ保管部６９等で構成されている。
【００３５】
図９は、本例の回転周期検出部１７により検出した正常時における軸受６の計測データを示すものであり、図９Ａは、軸受６が正常時における軸受６の計測データを、横軸を時間とし、縦軸を信号強度として波形図にしたものである。
【００３６】
図９Ｂは、正常時における軸受６の計測データについてＦＦＴ処理を行い、横軸を周波数とし、縦軸を信号強度としたピーク図を示している。図９Ｂに示すように、正常時の軸受６の転動体４２、保持器４３、内輪４４は、それぞれは決まった固有の回転周期（「保持器０．１Ｈｚ」、「内輪０．２５Ｈｚ」、「転動体１Ｈｚ」）で回転している。なお、転動体４２、保持器４３、内輪４４の固有回転周期は、それらが使用される軸受６の大きさにより異なるものであって、本例に示す値は一例に過ぎない。
【００３７】
図１０は、本例の回転周期検出部１７により検出した異常発生時における軸受６の計測データを示す一例であり、図１０Ａは、磁気センサ１７により検出した異常発生時における軸受６の計測データを、横軸を時間とし、縦軸を信号強度として波形図にしたものである。図１０Ａに示すように、軸受６に何らかの理由で異常が発生している場合には、波形図に乱れｄが現れる。
【００３８】
図１０Ｂは、本例の磁気センサ１７により検出した異常発生時における軸受６の計測データについてＦＦＴ処理を行い、横軸を周波数とし、縦軸を信号強度としたピーク図の一例を示している。本例では、図１０Ｂに示すように、「内輪０．２５Ｈｚ」と「転動体１Ｈｚ」の間に高調波のピーク（０．５Ｈｚ）が現れている。ここで、高調波のピークが発生した要因として、何らかの原因で傷ついた内輪４４に嵌め合い異常や偏心が生じ、正常時には現れない周波数成分が発生したと考えられる。すなわち、軸２４と内輪４４との嵌合面がクリープにより摩耗すると、内外輪の固渋により接触面が荒れて、軸受６の故障に至るおそれがある。また、内輪４４だけでなく、軸２４側も損傷させてしまう恐れがあるため、至急対策を講じる必要がある。
【００３９】
図１０Ｃは、図１０Ｂの場合とは異なる原因で、軸受６に異常が発生した場合におけるピーク図を示している。本例では、図１０Ｃに示すように、「内輪０．２５Ｈｚ」と「転動体１Ｈｚ」の間に固有振動以外のピーク（０．６５Ｈｚ）が現れている。ここで、固有振動以外のピークが発生した要因として、例えば、潤滑油（グリス）の劣化や枯渇による潤滑不良によりいずれかの転動体４２の回転が停止して低い周波数の回転周期が発生したり、滑り摩擦の増加により生じた金属の削りカスが異物として付着したりして、固有振動以外のピークが生じたと考えられる。なお、転動体４２のみに異常が見られた場合には、軸受６の故障の初期状態と考えられるため至急に対策をとる必要はないが、転動体４２の異常が発展して保持器４３が破損すると、等間隔に保持されていた転動体４２が下方向に偏ることで内輪４４と外輪４１とが分離してしまうおそれがある。この場合には、軸受６の故障の後期状態として、保持器４３の即時交換等の対策を講じる必要がある。
【００４０】
本例では、正常時の軸受６の転動体４２、保持器４３、内輪４４の固有回転周期（比較用回転周期データ）と、回転周期検出部１７により検出した軸受６の転動体４２、保持器４３、内輪４４の回転周期と、を比較することで、軸受６のどの機器に異常が生じているのか知ることができる。すなわち、図１０Ｃに示すような固有振動以外のピークが現れている場合には、転動体４２に異常が生じていることがわかる。この場合は、主にグリス枯渇等による潤滑不良が原因であるので、グリスを補充するなどの対策をとることにより、初期段階で軸受の異常を解消することができる。
【００４１】
なお、従来の軸受診断装置では転動体４２に生じた傷を検出することができず、点検時に異常が見られない場合には次回点検が約２年後となってしまい、その間に傷が進行し軸受の故障に至ってしまう場合があった。これに対して、本例の軸受診断装置３０によれば、転動体４２の傷を検出した場合には点検周期を通常より短くすることにより、軸受の故障が大事に至る前に対策をとることできるので、不稼働時間低減や他機器への影響拡大を防止することができる。また、転動体４２の傷の度合いに応じて、点検周期を例えば「１ヶ月」「３ヶ月」「６ヶ月」などに、適宜設定することができる。なお、軸受診断装置３０が転動体４２の異常を検知した場合に、点検周期を変更する旨を保守員に通知するため、保守端末画面や保守員が身に付けている携帯端末画面への表示、または音声による通知を行うようにしてもよい。
【００４２】
また、図１０Ｂに示すような高周波のピークが現れている場合には、主に内輪４４に異常が生じていることが原因であることがわかる。この場合は、内輪４４を即時に交換するなどの対策をとることで、後期段階の軸受６の異常を解消することができる。また、内輪４４に異常が見られた場合、内輪４４に接続されている軸２４側にも異常(軸の損傷)が発生している可能性があるので、対策として軸２４の点検を行う措置をとることもできる。なお、内輪４４の異常を検知した場合に、軸２４の点検を保守員に指示するため、保守端末画面や保守員が身に付けている携帯端末画面への表示、または音声による通知を行うようにしてもよい。
【００４３】
このように、本例の軸受診断装置３０によれば、軸受６の各機器の異常を検出して、軸受６の故障状態の段階に応じて適切な対策をとることができる。
【００４４】
なお、転動体４２、内輪４４に生じる異常の原因としては、過大なモーメント荷重、取り付け不良、異物の混入，水の混入、潤滑不良、潤滑剤不適、軸受すきまの不適正、軸、ハウジングの精度不良、ハウジングの剛性むら、軸のたわみ大、腐食ピット、スミアリング、圧こんからの進展などが挙げられる。また、保持器４３に生じる異常の原因としては、過大なモーメント荷重、大きな回転変動、潤滑不良、潤滑剤不適、異物のかみ込み、振動が大きい、取り付け不良、異常温度上昇などが挙げられる。
【００４５】
図１１は、本例の振動数検出部１８により検出した正常時における軸受６の振動数の計測データを示すものである。図１１Ａは、振動センサ１８により検出した正常時における軸受６の計測データを、横軸を時間とし、縦軸を信号強度として波形図の一例であり、図１１Ｂは、振動センサ１８により検出した正常時における軸受６の計測データについてＦＦＴ処理を行い、横軸を周波数とし、縦軸を信号強度としたピーク図の一例を示している。図１１Ｂに示すように、正常時の軸受６は決まった固有振動数（周波数）を有している。
【００４６】
図１２は、本例の振動数検出部１８により検出した異常発生時における軸受６の振動数の計測データを示すものであり、図１２Ａは、振動センサ１８により検出した異常発生時における軸受６の振動数の計測データを波形図にした一例である。図１２Ａに示すように、軸受６に何らかの原因で異常が発生している場合には、図１１Ａの正常時に比べて信号強度が大きくなり波形図が乱れる。図１２Ｂは、振動センサ１８により検出した異常発生時における軸受６の計測データについてＦＦＴ処理を行ったピーク図の一例であり、正常時の図１１Ｂに比べてピーク時の信号強度が大きくなっている。
【００４７】
このように、本例の軸受診断装置３０によれば、振動数検出部１８により、軸受６の転動体４２、保持器４３、内輪４４の振動数を検出して、正常時における軸受６の転動体４２、保持器４３、内輪４４の固有振動数と比較することにより、軸受６に異常が生じていることがわかる。なお、本例では、振動数検出部１８は軸受６で生じる振動を計測しているが、計測した振動を音に変換した計測データを用いてもよい。
【００４８】
ここで、計測したデータについて正常か異常かを判断するための具体例（多変量解析手法）について説明する。
図１３は、多変量解析手法で用いる縦軸が軸受各機器の周波数強度、横軸が軸受各機器の周波数を表すグラフである。
【００４９】
ここでは、あらかじめ正常群として蓄積された正常データを正常群(正常範囲)として定義しておき、計測したデータが定義した正常群(正常範囲)に対して、同じ空間に属するか異なる空間に属するかで判定を行う。なお、同じ軸受でも機器ごとや使用環境により計測されるデータにはバラつきが発生するため、一定数の正常とされるデータを計測し正常群(正常範囲)を生成する。
【００５０】
例えば、図１３に示すように、計測データＸの場合、正常群(正常範囲)の中心からは離れた距離にあるが、正常群(正常範囲)の範囲内のため正常と判断する。また、計測データＹ、Ｚの場合、正常群(正常範囲)から外れた位置にあるので異常と判断する。なお、異常度合いは、正常群(正常範囲)の中心からの距離により決まり、Ｙ＜Ｚであるので、Ｚの方がＹよりも異常度が高くなる。
【００５１】
次に、本例の軸受診断装置３０による軸受６の診断方法について説明する。
図１４は、軸受診断装置３０による軸受６についての診断処理を説明するためのフロー図である。
【００５２】
先ず、軸受診断装置３０の回転周期検出部１７の磁気センサ及び振動数検出部１８の振動センサを用いて、軸受６の転動体４２、保持器４３、内輪４４のそれぞれの回転周期及び振動数を検出する（ステップＳ１００）。
【００５３】
つぎに、磁気センサ及び振動センサで検出した回転周期及び振動数の計測データに基づいて、図９〜図１２に示すような周波数解析を行う（ステップＳ１０１）。
【００５４】
つぎに、ステップＳ１０１において解析した周波数と、記憶部に記憶されている軸受６の転動体４２、保持器４３、内輪４４のそれぞれの固有周波数とを比較して、磁気センサ１７で検出した周波数に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００５５】
ステップＳ１０２において、磁気センサ１７で検出された周波数に異常がないと判定された場合には（Ｓ１０２のＮＯ）、ステップＳ１０１で解析された振動数と、記憶部に記憶されている軸受６の転動体４２、保持器４３、内輪４４のそれぞれの固有振動数とを比較して、振動センサ１８で検出した振動数に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００５６】
ステップＳ１０３において、振動センサ１８で検出された振動数に異常がないと判定された場合には（Ｓ１０３のＮＯ）、軸受６に異常が発生していないと診断される（ステップＳ１０４）。この場合には、本例では問題がないものとして特に対策を行わない。一方、ステップＳ１０３において、振動センサ１８で検出された振動数に異常があると判定された場合には（Ｓ１０３のＹＥＳ）、軸受６以外の機器による外乱が生じている可能性が高いと診断される（ステップＳ１０５）。この場合には、対策として軸受６以外の機器の調査を行う。
【００５７】
ステップＳ１０２において、磁気センサ１７で検出された周波数に異常があると判定された場合には（Ｓ１０２のＹＥＳ）、ステップＳ１０１で解析された周波数と、記憶部に記憶されている軸受６の転動体４２、保持器４３、内輪４４のそれぞれの固有周波数との間に生じる周波数の差分（強度差）を確認する（ステップＳ１０６）これにより、上述したように軸受６の転動体４２、保持器４３、内輪４４のどの機器に異常が生じているか判別することができる。
【００５８】
つぎに、ステップＳ１０６で確認した強度差のレベルについて確認する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７において、強度差のレベルが所定の閾値を超えておらず問題がないと判定された場合には（Ｓ１０７のＮＯ）、異常は確認されているが、軸受６は故障の初期段階であり緊急の事態には至っていないと診断される（Ｓ１０８）。この場合には、対策として要経過観察とする。
【００５９】
一方、ステップＳ１０７において、強度差のレベルが所定の閾値を超えており問題があると判定された場合には（Ｓ１０７のＹＥＳ）、軸受６は故障の後期段階であり緊急事態が発生しているものと診断される（Ｓ１０９）。この場合の対策としては、即時にベアリング４０を交換する。
【００６０】
このように、本例の軸受診断装置３０を用いた軸受診断方法によれば、回転周期検出部１７の検出結果と振動数検出部１８の検出結果を組み合わせることにより、軸受６のどの機器に異常が生じているかを判別することができる。また、軸受６の故障状態の段階に応じて、適切な対策をとることができる。また、ステップＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０８、Ｓ１０９において、軸受６の状況に応じて、取るべき対策の内容を変更して外部の保守員に通知する。
【００６１】
また、本発明の軸受診断装置３０およびエスカレーター１は、上述の各形態に限定されるものではなく、その他材料、構成等において本発明の構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。例えば、本例では、下部駆動部４の軸受６の診断について説明したが、図示しない上部駆動部の軸受やその他軸受について診断を行ってもよい。
【００６２】
また、上述した例では、１つの軸受６に対して１つの軸受診断装置３０を設置する例について述べたが、軸２４の左右端部を支える複数の軸受６のそれぞれについて軸受診断装置３０を設置するようにしてもよい。
【００６３】
図１５は、軸２４の両端に設けられた軸受６に設置された軸受診断装置３０の回転周期検出部１７の磁気センサの計測データのグラフである。また、図１６は、軸２４の両端に設けられた軸受６に設置された軸受診断装置３０の振動数検出部１８の振動センサの計測データのグラフである。
【００６４】
図１５及び図１６に示すように、設置されたエスカレーター１においては、同時期に稼動開始し、同時間動いている軸受６であっても、現地の据付状況(例えば左右の傾きなど)や現地の負荷状況(例えば人の乗る方向など)などにより、経時で左右の軸受６の劣化度合いが異なる場合がある。本例の場合は、右側の軸受６の劣化が進んでいることがわかる。
【００６５】
本例では、軸２４の左右端部を支える複数の軸受６に対して、それぞれ軸受診断装置３０を設置して、比較用回転周期データとして左右の計測データを用い比較することにより、左右のどちらかの軸受６の劣化が進んでいることを把握することができる。本例では、劣化の進んでいる右側の軸受６を交換することにより、エスカレーター１の故障に対して早期に有効な対策をとることができる。
【００６６】
また、軸受診断装置３０の筐体部１２の形状は、特に円筒形状に限られるものではなく、回転周期検出部の磁気センサや振動数検出部の振動センサが収納できるものであればよい。
【００６７】
また、軸受６を覆うハウジング７の形状は曲部を有していない矩形状のものであってもよい。この場合には、ブラケットを用いて筐体部１２をハウジング７に固定して、軸受６の直上にセンサを配置するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１・・・エスカレーター、２・・・ステップ、３・・・ハンドレール、４・・・下部駆動部、５・・・機械室、６・・・軸受、７・・・ハウジング、８・・・スライドレール、９・・・トラス梁、１０・・・テンションロッド、１１・・・テンションバネ、１２・・・筐体部、１３・・・収納部、１４・・・蓋部、１５・・・支持ロッド、１６・・・連結部、１６ａ・・・嵌合部、１７・・・回転周期検出部（磁気センサ）、１８・・・振動数検出部（振動センサ）、
１９・・・プリント基板、２０・・・コネクタ、２２・・・ケーブル、２３・・・ターミナルギヤ、２４・・・回転軸、２５・・・制御ボックス、２７・・・チェーン、３０・・・軸受診断装置、４０・・・ベアリング、４１・・・外輪、４２・・・転動体、４３・・・保持器、４４・・・内輪、５０・・・センサ部、６０・・・制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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