(57)【要約】【課題】小型軽量化を図ることが可能で、且つ、高速回転する軸受の回転状態を高精度に計測監視することが可能な軸受回転状態計測監視装置を提供することを目的とする。【解決手段】外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪の間にあって相対回転させる複数の転動体とを備え、回転軸を回転可能に支持する転がり軸受の回転状態を監視するための軸受回転状態監視装置であって、前記外輪または内輪には鍔部が設けられており、前記鍔部の転動体に対向する部位に軸受径方向に向け孔を設けるとともに、前記孔は軸受軸方向視において、軸受回転中心から半径方向への仮想線に対して所定角度傾斜させて設けられ、前記孔内に測定センサが埋め込まれている。これにより、軸受回転状態を高精度で監視でき、軸受の割損の懸念が解消されコンパクト化が可能となる効果が得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪の間にあって相対回転させる複数の転動体とを備え、回転軸を回転可能に支持する転がり軸受の回転状態を監視するための軸受回転状態監視装置であって、前記外輪または内輪には鍔部が設けられており、前記鍔部の転動体に対向する部位に軸受径方向に向け孔を設けるとともに、前記孔は軸受軸方向視において、軸受回転中心から半径方向への仮想線に対して所定角度傾斜させて設けられ、前記孔内に測定センサが埋め込まれていることを特徴とする軸受回転状態監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の回転機械装置(例えば、航空機のジェットエンジンや産業用のガスタービンエンジンなど)の主軸を支持する軸受において、当該軸受の回転状態(例えば、軸受の温度、歪みや振動、あるいは転動体の回転数など)を計測監視するための軸受回転状態計測監視装置(以下、監視装置という)の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、かかるジェットエンジンやガスタービンエンジンなどには、その主軸を支持する軸受(例えば、玉軸受、ころ軸受あるいはすべり軸受など)の回転状態を計測監視するための監視装置が設けられている。具体的な一例としては、軸受内輪または外輪に設けた孔内にセンサを設けて、軸受の温度変化、歪みや振動有無、あるいは転動体の回転数変動などの計測が行われている。これにより、軸受の回転状態(回転異常の有無)を監視し、当該軸受に対する損傷(例えば、軌道面の微小剥離など)の発生を防止しているとともに、初期段階で確実に検知し、これらのジェットエンジンやガスタービンエンジンなどの安全性確保を図っている。
【０００３】
このような監視装置におけるセンサとしては、例えば熱電対センサなどによって軸受の回転状態(軸受温度、歪みや振動)を計測し、その結果が電気信号(以下、計測信号という)として出力されている。そして、計測信号は所定の信号処理部に送信(伝達)され、当該信号処理部によって、単位時間当たりの軸受の温度、歪みや振動などの変化・変動量を演算処理することで、かかる軸受の温度推移、歪み量や振動量などの軸受の回転状態が計測されている。
【０００４】
ところで、例えば、ジェットエンジンやガスタービンエンジンなどの高速回転する主軸を支持する軸受は、内外輪が同時に回転する構成、すなわち内外輪がいずれも回転輪として構成される場合がある。この場合、かかる軸受の回転状態を計測監視する際、その計測精度の向上を図るべく、センサを回転体(内外輪や主軸など)に取り付け、当該回転するセンサから出力された計測信号を信号処理部に対して伝達することが必要とされる場合がある。
【０００５】
その際、回転するセンサから出力された計測信号の信号処理部に対する伝達手段としては、従来から、図３に示す様に、軸受の回転状態を計測し、計測結果を電気信号として出力する各種センサよりなるセンサ部１２と、センサ部から出力された電気信号に基づいて発光素子１６を発光させることで、電気信号を光信号に変換して出力する第１の信号変換部１４と、発光素子によって発せられた光信号を受光素子１８により受光し、その光信号を電気信号に変換して出力する第２の信号変換部１１０と、第２の信号変換部から出力された電気信号を受信して演算処理を行うと共に、回転状態を監視する制御監視部１１２とを備えた構成が一例として開示されている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２００１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１において監視対象の軸受が鍔付き軸受にあっては、軸受のなかでも最も過酷な環境で監視が必要な鍔面や転動面から離れた位置にセンサが配置されているため、軸受周囲の外部の熱環境などによってセンサの測定誤差が生じやすく監視判定の精度が低下するという問題が懸念されていた。また、特許文献１のセンサは内輪または外輪において軸受軸方向に向けセンサ孔を設けているため、センサを配置させるためのスペースが軸受軸方向に必要となり、軸受のコンパクト化という要求に対する障害となっていた。さらには、ジェットエンジンの主軸を支持する軸受のように、超高速で回転する軸受などにセンサ孔を開口することは、孔の開口形状によって軸受の断面係数が急激に変化する孔を起点に割損する懸念があった。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、軸受の小型軽量化を図ることが可能で、且つ、高速回転する軸受の回転状態(例えば、軸受の温度、歪みや振動、転動体の回転数など)を高精度に計測監視することが可能となり割損の懸念を解消した軸受回転状態計測監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための発明は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪の間にあって相対回転させる複数の転動体とを備え、回転軸を回転可能に支持する転がり軸受の回転状態を監視するための軸受回転状態監視装置であって、前記外輪または内輪には鍔部が設けられており、前記鍔部の転動体に対向する部位に軸受径方向に向け孔を設けるとともに、前記孔は軸受軸方向視において、軸受回転中心から半径方向への仮想線に対して所定角度傾斜させて設けられ、前記孔内に測定センサが埋め込まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内輪または外輪の鍔部に転動体と対向するように軸受径方向に向け孔を設け、前記孔内にセンサを配置したため、軸受外部環境等に影響を受ける事無く、軸受回転状態を高精度で監視できるとともに、軸受の割損の懸念が解消されコンパクト化が可能となる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る軸受回転状態監視装置を示す図である。
【図２】図１のＡ視の要部を示す図である。
【図３】従来の軸受回転状態監視装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を図１、図２に基づいて説明する。転がり軸受１は、内輪２と外輪３と前記内輪２と前記外輪３との間にあって、前記内輪と前記外輪とを相対回転させる複数の円筒ころ状の転動体４を備えている。前記内輪２には転動体両端に鍔部５が設けられており、前記転動体４は前記内輪２に案内されて回転できるようになっている。
【００１３】
転がり軸受１は、前記鍔部５と前記転動体４間において回転よる大きな摩擦力が働き、転がり軸受１内で最も過酷な条件となるため、当該部位の回転状態を精度良く監視することで、転がり軸受１の状態を把握することが可能である。そのため、前記鍔部５内において前記転動体４と対向する位置に軸受径方向に向け内輪内径面側から孔５ａを設け、前記孔５ａは軸受軸方向視（図１のＡ視）において、軸受回転中心から半径方向への仮想線Ｒ１に対して所定角度θだけ傾斜させている。この傾斜角θは、孔５ａの軸受に対する占有容積の省スペース化と軸受高速回転による割損の懸念を解消する（軸受の断面係数の変化を極力最小限に留める。）二律背反条件を満たす為に、おおよそ４５°になるよう設けることが好ましい。そして前記孔５ａ内に各種センサよりなる測定センサ６を埋め込むことで、転動体４の状態を精度良く監視することが可能となり、高速回転状態の軸受の割損の懸念が解消され、コンパクト化を図ることが出来る。なお測定センサ６から回転状態を監視する不図示の制御監視部までの回路については、特許文献１のような従来構成と同様のため説明は省略する。
【００１４】
また、本発明で用いるセンサは、熱電対センサや歪センサなどの各種センサを用いることが出来る。さらに本実施の形態では内輪の鍔部にセンサを配置する構造を説明したが、外輪に鍔部を設け該鍔部に対向するようにセンサを配置してもよい。この際には、外輪外径面側より軸受径方向の軸受回転中心側へ向けて孔を設け、前記孔内にセンサを配置することが出来る。
【符号の説明】
【００１５】
１…転がり軸受
２…内輪
３…外輪
４…転動体
５…鍔部
５ａ…孔
６…測定センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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