(57)【要約】【課題】検出素子の動作不良を検知することにより、検出素子のセンシングにおける信頼性を向上することができる転動装置センサを提供する。【解決手段】転がり軸受、ボールねじ、リニアガイド等の転動装置の運転状態を検知する検出素子１１，１２を有する転動装置用センサ１０であって、検出素子１１，１２からの出力信号を処理することにより、検出素子１１，１２の異常を検知する。【選択図】　図１
2004003573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動装置の運転状態を検知し、検知結果に従い第１の出力信号を出力する第１の検出素子と、
前記転動装置の運転状態を検知し、検知結果に従い第２の出力信号を出力する第２の検出素子と、
前記第１の出力信号と前記第２の出力信号とを比較又は演算し、前記第１または第２の検出素子の異常を判定する異常判定回路と、を有する転動装置用センサ。
【請求項２】
転動装置の運転状態を検知し、検知結果に従い第１の出力信号を出力する第１の検出素子と、前記転動装置の運転状態を検知し、検知結果に従い第２の出力信号を出力する第２の検出素子と、を有するセンサユニットと、
前記第１の出力信号と前記第２の出力信号とを比較又は演算し、前記第１または第２の検出素子の異常を判定する異常判定回路を有する計測器と、から構成される転動装置用センサ。
【請求項３】
前記第１および第２の検出素子が、少なくとも温度センサまたは振動センサであることを特徴とする請求項１または２記載の転動装置用センサ。
【請求項４】
前記異常判定回路は、前記第１の出力信号と第２の出力信号の差または比が所定範囲内にあるかどうかを判断することにより前記第１または第２の検出素子の異常を判定することを特徴とする請求項１記載の転動装置用センサ。
【請求項５】
前記異常判定回路は、さらに前記差または比が前記所定範囲内にあるかどうかを判断する比較器を有し、
前記比較器は、前記差または比が前記所定範囲外であった場合、異常信号を出力することを特徴とする請求項４記載の転動装置用センサ。
【請求項６】
前記異常判定回路は、前記第１の出力信号と第２の出力信号の和が所定範囲内にあるかどうかを判断することにより前記第１または第２の検出素子の異常を判定することを特徴とする請求項１記載の転動装置用センサ。
【請求項７】
前記異常判定回路は、さらに前記和が前記所定範囲内にあるかどうかを判断する比較器を有し、
前記比較器は、前記和が前記所定範囲外であった場合、異常信号を出力することを特徴とする請求項６記載の転動装置用センサ。
【請求項８】
転動装置の運転状態を検知し、検知結果に従い第１の出力信号および第２の出力信号を出力する検出素子と、
前記第１の出力信号を変換し出力する第１の信号処理回路と、
前記第２の出力信号を変換し出力する第２の信号処理回路と、
前記第１の信号処理回路から出力された前記第１の出力信号と前記第２の信号処理回路から出力された前記第２の出力信号とを比較又は演算し、前記第１または第２の信号処理回路の異常を判定する異常判定回路と、を有する転動装置用センサ。
【請求項９】
前記検出素子が、少なくとも温度センサまたは振動センサであることを特徴とする請求項８記載の転動装置用センサ。
【請求項１０】
前記第１の出力信号と前記第２の出力信号は、同特性であることを特徴とする請求項１〜５，８または９記載の転動装置用センサ。
【請求項１１】
前記第１の出力信号と前記第２の出力信号は、逆特性であることを特徴とする請求項１〜３または６〜９記載の転動装置用センサ。
【請求項１２】
前記異常判定回路は、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号の差又は比が実質的に所定値でない場合、異常有りと判定し、センサ異常信号を出力することを特徴とする請求項１１記載の転動装置用センサ。
【請求項１３】
前記異常判定回路は、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号の和が実質的に所定値でない場合、異常有りと判定し、センサ異常信号を出力することを特徴とする請求項１０記載の転動装置用センサ。
【請求項１４】
前記転動装置が、転がり軸受であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の転動装置用センサ。
【請求項１５】
前記転動装置が、ボールねじであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の転動装置用センサ。
【請求項１６】
前記転動装置が、リニアガイドであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の転動装置用センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置や直動装置等の転動装置の運転状態を検知する転動装置用センサに係る。特に、信頼性が要求される鉄道車両、自動車の車軸軸受、機械設備等の軸受等の異常判定を行う転動装置用センサに関する。また本発明は、リニアガイド、ボールねじ等の直動部品の異常判定や、映像・情報機器などの軸受装置の異常判定を行う転動装置用センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２３は、転動装置用センサを備えた転動装置を示す。転動装置１８１は、軸方向に間隔をあけて配された一対の転がり軸受１８２，１８２と、転がり軸受１８２，１８２に外嵌されたハウジング１８４から構成されている。
【０００３】
転がり軸受１８２，１８２は、それぞれ軸１８６に外嵌された内輪１８５，１８５と、内輪１８５，１８５に対向して配された外輪１８３，１８３と、内輪１８５，１８５と外輪１８３，１８３との間に回転可能に配された転動体１８９，１８９と、から構成されている。ハウジング１８４の表面にはハウジング１８４の内面と外面を貫通する取付孔１８４ａが形成されている。
【０００４】
転動装置用センサ１８０は、取付孔１８４ａに挿通されて、図示しないボルト等の固定手段によってハウジング１８４に固定されている。転動装置用センサ１８０は、転がり軸受１８２の状態を検知するための検出素子としての温度センサ１８７を内蔵している。温度センサ１８７は、転がり軸受１８２の近傍に配置され、転がり軸受１８２の雰囲気温度を計測する。計測された検出温度は、増幅回路等により増幅・波形整形されて、ケーブル１８８を通じて外部の判定回路に転送される。
【０００５】
判定回路は、検出温度を所定の閾値と比較し、検出温度が所定の閾値を超えた場合、センサ異常信号を出力する。このセンサ異常信号は、転がり軸受１８２の剥離や傷等の初期的な異常、および焼付き等の末期的な異常の発生を意味する。センサ異常信号がトリガーとなり、警報が発せられたり、警告灯が点灯されたりすることにより、作業者は異常を知らされる。
【０００６】
転動装置用センサ１８０は、温度センサ１８７の代わりに、振動センサを内蔵したものもある。この場合、転動装置用センサ１８０は、振動センサから出力された出力信号が所定の閾値を超えた場合に、転がり軸受１８２の剥離等の異常を検知する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、転動装置用センサ１８０は、温度センサ１８７や振動センサの検出素子が異常動作した場合でも、それら検出素子からの出力が正常値の範囲内にあれば、それら検出素子の異常を確認できない。このため、転がり軸受１８２が異常状態に陥っても、検出素子が検出素子自身の不良により転がり軸受１８２の異常を検出できない場合、転がり軸受１８２の破損、ひいては装置全体の破損や事故をまねく可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、検出素子の動作不良を適切に検知することにより、検出素子のセンシングにおける信頼性を向上することができる転動装置センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記構成により達成される。
（１）転動装置の運転状態を検知し、検知結果に従い第１の出力信号を出力する第１の検出素子と、前記転動装置の運転状態を検知し、検知結果に従い第２の出力信号を出力する第２の検出素子と、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号とを比較し、前記第１または第２の検出素子の異常を判定する異常判定回路と、を有する転動装置用センサ。
（２）転動装置の運転状態を検知し、検知結果に従い第１の出力信号を出力する第１の検出素子と、前記転動装置の運転状態を検知し、検知結果に従い第２の出力信号を出力する第２の検出素子と、を有するセンサユニットと、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号とを比較し、前記第１または第２の検出素子の異常を判定する異常判定回路を有する計測器と、から構成される転動装置用センサ。
（３）前記第１および第２の検出素子が、少なくとも温度センサまたは振動センサである（１）または（２）の転動装置用センサ。
（４）前記異常判定回路は、前記第１の出力信号と第２の出力信号の差または比が所定範囲内にあるかどうかを判断することにより前記第１または第２の検出素子の異常を判定することを特徴とする（１）の転動装置用センサ。
（５）前記異常判定回路は、さらに前記差または比が前記所定範囲内にあるかどうかを判断する比較器を有し、
前記比較器は、前記差または比が前記所定範囲外であった場合、異常信号を出力することを特徴とする（４）の転動装置用センサ。
（６）前記異常判定回路は、前記第１の出力信号と第２の出力信号の和が所定範囲内にあるかどうかを判断することにより前記第１または第２の検出素子の異常を判定することを特徴とする（１）の転動装置用センサ。
（７）前記異常判定回路は、さらに前記和が前記所定範囲内にあるかどうかを判断する比較器を有し、
前記比較器は、前記和が前記所定範囲外であった場合、異常信号を出力することを特徴とする（６）の転動装置用センサ。
（８）転動装置の運転状態を検知し、検知結果に従い第１の出力信号および第２の出力信号を出力する検出素子と、前記第１の出力信号を変換し出力する第１の信号処理回路と、前記第２の出力信号を変換し出力する第２の信号処理回路と、前記第１の信号処理回路から出力された前記第１の出力信号と前記第２の信号処理回路から出力された前記第２の出力信号とを比較し、前記第１または第２の信号処理回路の異常を判定する異常判定回路と、を有する転動装置用センサ。
（９）前記検出素子が、少なくとも温度センサまたは振動センサである（８）の転動装置用センサ。
（１０）前記第１の出力信号と前記第２の出力信号は、同特性である（１）〜（５）、（８）または（９）の転動装置用センサ。
（１１）前記第１の出力信号と前記第２の出力信号は、逆特性である（５）または（６）の転動装置用センサ。
（１２）前記異常判定回路は、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号の和が実質的に０でない場合、異常有りと判定し、センサ異常信号を出力する（１１）の転動装置用センサ。
（１３）前記異常判定回路は、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号の差が実質的に０でない場合、異常有りと判定し、センサ異常信号を出力する（１０）の転動装置用センサ。
（１４）前記転動装置が、転がり軸受である（１）〜（１３）の転動装置用センサ。
（１５）前記転動装置が、ボールねじである（１）〜（１３）の転動装置用センサ。
（１６）前記転動装置が、リニアガイドである（１）〜（１３）の転動装置用センサ。
【００１０】
上記の転動装置用センサは、第１および第２の検出素子が出力した第１および第２の出力信号を比較処理することにより、検出素子の異常を検知する。または、上記の転動装置用センサは、単一の検出素子から出力された出力信号を２個の信号処理回路に入力し、各信号処理回路の出力を比較することにより信号処理回路の異常を検知する。したがって、転動装置用センサは、適切に検出素子や信号処理回路の異常を知ることができるので、異常の見落としによる装置全体の破損や事故をまねくことなく、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【００１１】
上記構成において、検出素子よりの出力信号が同特性であれば、両出力信号の差を演算することによって動作不良の判定を行う。この場合、検出素子を複数対設け、それら複数対の検出素子が発生した出力信号を複数対毎に減算処理する。したがって、両出力信号の差が０近傍になっていれば、検出素子は正常に動作しており、これに反して、両出力信号の減算結果が０近傍になっていない場合には動作不良が発生していると判定することができる。
【００１２】
上記構成において、検出素子よりの出力信号が、逆特性であれば、両出力信号の和を演算することによって動作不良の判定を行う。この場合、検出素子を複数対設け、それら複数対の検出素子から出力された出力信号の値を複数対毎に加算処理する。
したがって、両出力信号の加算結果が０近傍になっていれば、検出素子は正常に動作しており、これに反して、両出力信号の加算結果が０近傍になっていない場合には動作不良が生じていると判定することができる。
【００１３】
上記構成において、検出素子の出力信号を比較又は演算処理する異常判定回路をセンサユニット内部に設ければ、検出素子や検出素子の出力信号の処理をセンサユニット内で判定処理することが可能である。したがってこの場合には、外乱を受けることなく出力信号の処理を行うことができる。
【００１４】
上記構成において、検出素子からの出力信号を比較又は演算処理する異常判定回路をセンサユニット外部に設ければ、検出素子や検出素子の出力を処理する信号処理回路から出力された出力信号をセンサユニット外で判定することが可能である。したがってこの場合には、センサユニットの外形・サイズをコンパクト化することができる。
【００１５】
上記構成において、検出素子が温度センサであれば、転動装置の温度を測定することによって、転動装置における焼付き等の異常を検知する。一方、検出素子が振動センサであれば、転動装置の振動を測定することによって、転動装置における剥離や傷等の異常を検知する。
したがって、温度センサを用いた場合、転動装置における焼付き等の異常を見落とすことがなくなり、振動センサを用いた場合、転動装置における剥離や傷等の異常を見落とすことがなくなる。その結果、装置全体の破損や事故をまねくことなく、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【００１６】
上記構成において、転動装置としては、転がり軸受、ボールねじ、リニアガイド等が例として挙げられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態の転動装置用センサを示す。
第１実施形態の転動装置用センサ１０は、一対の第１，第２の検出素子１１，１２と、一対の第１，第２の信号処理回路１３，１４と、異常判定回路１５と、を内部に有するセンサユニット１６から構成される。センサユニット１６は、外部からの電磁波等の外乱を遮蔽する構造を備えていても良い。
【００１９】
転動装置用センサ１０は、例えば転がり軸受（図２３参照）の外輪に外嵌されたハウジングに取付けられる。転がり軸受の内輪には、軸が内嵌されている。軸の回転によって転がり軸受の内輪が回転し、転動装置用センサ１０が転がり軸受の運転状態の検出を行う。
【００２０】
第１，第２の検出素子１１，１２は、いずれも温度センサであり、転がり軸受の近傍に配置されることにより、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた第１，第２の出力信号をそれぞれ出力する。第１，第２の検出素子１１，１２から出力される出力信号は、同特性を有する電流または電圧である。第１の検出素子１１は、第１の出力信号を第１の信号処理回路１３に出力する。第２の検出素子１２は、第２の出力信号を第２の信号処理回路１４に出力する。第１，第２の検出素子１１，１２は、一対に設けられているが、複数対設けられても良い。ここで第１，第２の検出素子１１，１２は、正常時、同一温度にて同一出力を出力するように調整されている。
【００２１】
また、２個の温度センサに代えて２個の振動センサを第１，第２の検出素子１１，１２として用いても良い。振動センサは、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の振動を検出して振動のレベルに応じた出力信号を出力する。振動センサとしては、圧電素子を使用したものや、歪ゲージを使用したものが用いられる。振動センサは、両持ち構造の素子であっても、片持ち構造の素子であっても良い。温度センサ同様に、２個の振動センサは、正常時、同一振動レベルにて同一出力を出力するように調整されている。
【００２２】
第１，第２の信号処理回路１３，１４は、第１，第２の出力信号の高周波成分を減衰・除去するためのローパスフィルタと、第１，第２の出力信号を増幅するための増幅回路と、第１，第２の出力信号を電圧信号又は電流信号に変換して出力するための出力回路等によって構成されている。
【００２３】
第１の信号処理回路１３は、第１の出力信号を判定が可能なレベルの電気信号に変換し、ケーブル１８を介して計測器１７に変換後の第１の出力信号を出力する。あわせて第１の信号処理回路１３は、異常判定回路１５に変換後の第１の出力信号を出力する。
【００２４】
第２の信号処理回路１４は、第２の出力信号を、判定が可能なレベルの電気信号に変換し、異常判定回路１５に変換後の第２の出力信号を出力する。
【００２５】
本実施形態では、第１，第２の信号処理回路１３，１４は、第１，第２の検出素子１１，１２の数と同数設けられているが、第１，第２の検出素子１１，１２それぞれに対し複数個設けられても良い。
【００２６】
第１，第２の検出素子１１，１２が、正常時、同一温度にて同一出力を出力するように調整することが困難な場合には、第１，第２の信号処理回路１３，１４の出力が、同一温度にて同一出力となるように調整しておいても良い。検出素子として振動センサ、または他のセンサを用いた場合も同様である。
【００２７】
異常判定回路１５は、第１の信号処理回路１３からの第１の出力信号と、第２の信号処理回路１４からの第２の出力信号との差を計算する。
【００２８】
図１（ｂ）に示すように、第１，第２の検出素子１１，１２の出力は同特性をもつ。よって、第１，第２の検出素子１１，１２の両者が正常な場合、第１の信号処理回路１３からの第１の出力信号の値、および第２の信号処理回路１４からの第２の出力信号の値は、同一またはほぼ同一の値を示す。そのため、両者の差は、０レベルまたはほぼ０レベル（以下、０レベルと称する）となる。両者の差が０レベルであることは、第１，第２の検出素子１１，１２，および第１，第２の信号処理回路１３，１４が正常に動作していることを意味する。
【００２９】
ここで、０レベルとは、正常時、第１の出力信号のレベルと第２の出力信号のレベルがほぼ同一となるように、第１，第２の検出素子１１，１２の出力レベルを調整した時に許容される調整誤差および検出素子の径年変化に依存する誤差を考慮しても差が０であると認められるものである。この調整誤差および径年変化に依存する誤差については、状況に応じ適切な値を選択すればよい。
【００３０】
ここで、第１，第２の検出素子１１，１２、および第１，第２の信号処理回路１３，１４のうち、いずれかが動作不良を起こしている場合、第１の信号処理回路１３からの第１の出力信号の値、および第２の信号処理回路１４からの第２の出力信号の値は、互いに異なる値を示す。したがって、両者の差は、０レベルではない正または負のレベルとなる。
【００３１】
差が、正または負のレベルであることは、第１，第２の検出素子１１，１２、および第１，第２の信号処理回路１３，１４のいずれかに動作不良が発生していることを意味する。異常判定回路１５は、差が０レベルではない正または負のレベルとなった場合、ケーブル１８を介してセンサ異常信号を計測器１７に出力する。
【００３２】
第１，第２の検出素子１１，１２と、第１，第２の信号処理回路１３，１４と、異常判定回路１５とは、単一のセンサユニット１６内に備えられており、外部ケーブル１８に出力される以前に異常判定回路１５は異常判定を行う。よって、第１，第２の出力信号は、ケーブル１８を取り巻く外部環境に起因する外乱により、その信号レベルが乱されることがない。したがって、異常判定回路１５の判定エラーが発生しにくくなる。
【００３３】
計測器１７は、第１の信号処理回路１３から送られた変換後の第１の出力信号に基づき、転がり軸受の雰囲気温度を確認し、雰囲気温度に応じた表示を行う。また計測器１７は、センサ異常信号に従い警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【００３４】
転がり軸受が正常に作動していてその雰囲気温度が上昇していなければ、第１，第２の出力信号は正常を示すものとなる。この場合、センサ異常信号が異常判定回路１５から計測器１７に送られていなければ、計測器１７は、転がり軸受が正常に動作していると判定し、転がり軸受が正常である旨を表示する。
【００３５】
運転中の転がり軸受に焼付き等の異常が発生すると、転がり軸受及び装置全体の温度が上昇する。すると、第１，第２の出力信号は異常な温度を示すものとなる。この場合、計測器１７は、転がり軸受に異常な温度上昇が生じている旨を表示する。
【００３６】
一方、第１，第２の検出素子１１，１２、および第１，第２の信号処理回路１３，１４のうち、いずれかが動作不良を起こしている場合、異常判定回路１５はセンサ異常信号を計測器１７に出力する。計測器１７は、このセンサ異常信号に従い、第１，第２の検出素子１１，１２、第１，第２の信号処理回路１３，１４の何れかに異常が発生したと判定する。そして、計測器１７は、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【００３７】
第１実施形態の転動装置用センサ１０は、温度センサである第１，第２の検出素子１１，１２からの出力信号を比較処理することにより、第１，第２の検出素子１１，１２のセンサ異常を検知する。
したがって、検出素子の異常に起因して、転がり軸受の焼付き、剥離、傷等の異常の見落としがなくなる。よって、装置全体の破損や事故を減らすことが可能となり、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【００３８】
また、第１，第２の検出素子１１，１２からの出力信号が同特性であるため、両出力信号の値を減算処理することによってセンサの動作不良の判定が行われる。
したがって、両出力信号の差が０レベル近傍になっていれば、異常判定回路１５は、第１，第２の検出素子１１，１２が正常に動作していると判定し、一方、両出力信号の減算結果が０近傍になっていない場合には第１，第２の検出素子１１，１２に動作不良が生じていると判定することができる。
【００３９】
異常判定回路１５は、第１，第２の検出素子１１，１２から出力された出力信号、および第１，第２の信号処理回路１３，１４から出力された出力信号に基づきセンサユニット１６内で異常判定を行う。したがって、異常判定回路１５は、外乱の影響無しに出力信号の処理を行うことができる。
【００４０】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態の転動装置用センサを示す。
第２実施形態の転動装置用センサ２０は、一対の第１，第２の検出素子２１，２２と、一対の第１，第２の信号処理回路２３，２４と、をセンサユニット２６内に備え、ケーブル２８を介してセンサユニット２６に電気的に接続された計測器２７内に異常判定回路２５を備えて構成されている。一対の第１，第２の検出素子２１，２２は、いずれも同特性の出力を発生する温度センサであり、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の異常を検知する。
【００４１】
第１，第２の検出素子２１，２２、第１，第２の信号処理回路２３，２４、および異常判定回路２５の機能は、第１実施形態に記載の第１，第２の検出素子１１，１２、第１，第２の信号処理回路１３，１４、および異常判定回路１５と同一である。
【００４２】
第２実施形態の転動装置用センサ２０は、異常判定回路２５を計測器２７内に備えており、異常判定はセンサユニット２６外で行われる。これにより、センサユニット２６をコンパクト化することができ、転がり軸受が固定されるハウジングに大きなスペースがなくても、センサユニット２６を設置することが可能となる。
【００４３】
第２実施形態の転動装置用センサ２０は、転がり軸受（図２３参照）の外輪に外嵌されたハウジングに取付けられる。転がり軸受の内輪には、軸が内嵌されている。軸の回転によって転がり軸受の内輪が回転し、転動装置用センサ２０が転がり軸受の温度の検出を行う。第１，第２の検出素子２１，２２から出力された第１および第２の出力信号は、第１，第２の信号処理回路２３，２４およびケーブル２８を介して計測器２７に取り込まれる。第１の出力信号は、計測器２７内で演算処理されて転がり軸受に異常が有るか否かが判別される。
【００４４】
転がり軸受が正常に作動していてその雰囲気温度が異常上昇していなければ、第１の検出素子２１からの出力信号は、正常を示すものとなる。この場合、センサ異常信号が異常判定回路２５から出力されていなければ、計測器２７は、転がり軸受が正常に動作していると判定し、転がり軸受が正常である旨を表示する。
【００４５】
運転中の転がり軸受に焼付き等が発生すると、転がり軸受及び装置全体の温度が上昇する。すると、第１，第２の検出素子２１，２２からの第１，第２の出力信号が、異常な温度を示すものとなる。この場合、計測器２７は、転がり軸受に異常な温度上昇が生じていると判定し、その旨を表示する。
【００４６】
また、第１，第２の検出素子２１，２２及び、第１，第２の信号処理回路２３，２４のうち、いずれかが動作不良を起こしている場合、第１の信号処理回路２３からの第１の出力信号と、第２の信号処理回路２４からの第２の出力信号が、互いに異なる値を示し、差が０レベルでない正または負のレベルとなる。このとき、異常判定回路２５はセンサ異常信号を出力し、計測器２７は、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【００４７】
第２実施形態の転動装置用センサ２０によれば、温度センサである第１，第２の検出素子２１，２２から出力された出力信号を比較処理することにより、第１，第２の検出素子２１，２２のセンサ異常が検知される。
したがって、センサ異常に起因する転がり軸受の焼付き、剥離、傷等の異常の見落としがなくなる。よって、装置全体の破損や事故をまねくことなく、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【００４８】
また、第１，第２の検出素子２１，２２からの出力信号が同特性であるため、両出力信号の値を減算処理することによって動作不良の判定が行われる。
したがって、両出力信号の減算結果が０近傍になっていれば、第１，第２の検出素子２１，２２は正常に動作しており、一方、両出力信号の減算結果が０近傍になっていない場合に検出素子２１，２２または信号処理回路２３，２４のいずれかに動作不良が生じていると判定することができる。
【００４９】
そして、第１，第２の検出素子２１，２２からの出力信号を比較処理する異常判定回路２５がセンサユニット２６外部の計測器２７に設けられているので、第１，第２の検出素子２１，２２からの出力信号及び、第１，第２の信号処理回路２３，２４からの出力信号はセンサユニット２６外で判定される。
したがって、センサユニット２６の外形をコンパクトにすることができ、またケーブル２８内の信号線のうち、一方が断線したとしても、他方により異常の検知を行うことができる。
【００５０】
（第３実施形態）
図３（ａ）は、本発明の第３実施形態の転動装置用センサを示す。
第３実施形態の転動装置用センサ３０は、一対の第１，第２の検出素子３１，３２と、一対の第１，第２の信号処理回路３３，３４と、異常判定回路３５と、をセンサユニット３６内に備えている。
【００５１】
第１，第２の検出素子３１，３２は、いずれも温度センサであり、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた第１，第２の出力信号をそれぞれ出力する。第１，第２の検出素子３１，３２から出力される出力信号は、電流または電圧の信号である。第１の検出素子３１は、第１の出力信号を第１の信号処理回路３３に出力する。第２の検出素子３２は、第２の出力信号を第２の信号処理回路３４に出力する。第１，第２の検出素子３１，３２は、一対に設けられているが、複数対設けられても良い。ここで第１，第２の検出素子３１，３２は、正常時、同一温度にて絶対値が同一でかつ正負の符号が異なる出力を出力し、逆特性となるように調整されている。
【００５２】
また、２個の温度センサに代えて２個の振動センサを第１，第２の検出素子３１，３２として用いても良い。振動センサは、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の振動を検出して振動のレベルに応じた出力信号を出力する。振動センサとしては、圧電素子を使用したものや、歪ゲージを使用したものが用いられる。そのとき、両持ち構造の素子であっても、片持ち構造の素子であっても良い。温度センサ同様、２個の振動センサは、正常時、同一振動レベルにて絶対値が同一でかつ正負の符号が異なる出力を出力するように調整されている。
【００５３】
第１，第２の信号処理回路３３，３４は、第１，第２の出力信号の高周波成分を減衰・除去するためのローパスフィルタと、第１，第２の出力信号を増幅するための増幅回路と、第１，第２の出力信号を電圧信号又は電流信号に変換して出力するための出力回路等によって構成されている。
【００５４】
第１の信号処理回路３３は、第１の出力信号を判定が可能なレベルの電気信号に変換し、ケーブル３８を介して計測器３７に変換後の第１の出力信号を出力する。あわせて第１の信号処理回路３３は、異常判定回路３５に変換後の第１の出力信号を出力する。
【００５５】
第２の信号処理回路３４は、第２の出力信号を、判定が可能なレベルの電気信号に変換し、異常判定回路３５に変換後の第２の出力信号を出力する。
【００５６】
本実施形態では、第１，第２の信号処理回路３３，３４は、第１，第２の検出素子３１，３２の数と同数設けられているが、第１，第２の検出素子３１，３２それぞれに対し複数個設けられても良い。
【００５７】
第１，第２の検出素子３１，３２が、正常時、同一温度にて絶対値が同一でかつ正負の符号が異なる出力を出力するように調整することが困難な場合には、第１，第２の信号処理回路１３，１４が、絶対値が同一でかつ正負の符号が異なる出力を出力するように調整しておいても良い。検出素子として振動センサ、または他のセンサを用いた場合も同様である。
【００５８】
異常判定回路３５は、第１の信号処理回路３３からの第１の出力信号と、第２の信号処理回路３４からの第２の出力信号とを加算し、両出力信号の和を求める。
【００５９】
図３（ｂ）に示すように、第１，第２の検出素子３１，３２の出力は逆特性をもつ。第１，第２の検出素子３１，３２がいずれも正常な場合、第１の信号処理回路３３からの第１の出力信号と、第２の信号処理回路３４からの第２の出力信号は、出力特性の正負が逆である。そのため、両出力信号の和は、０レベル（０近傍）となる。加算結果が、０レベルであることは、第１，第２の検出素子３１，３２が正常に動作していることを意味する。
【００６０】
ここで、第１，第２の検出素子３１，３２及び、第１，第２の信号処理回路３３，３４のうち、いずれかが動作不良を起こしていると、第１の信号処理回路３３からの第１の出力信号及び、第２の信号処理回路３４からの第２の出力信号の和は、０レベルではない正または負のレベルとなる。加算結果が、正または負のレベルであることは、第１，第２の検出素子３１，３２及び、第１，第２の信号処理回路３３，３４のいずれかに動作不良が発生していることを意味する。これにより、異常判定回路３５は、第１，第２の検出素子３１，３２及び、第１，第２の信号処理回路３３，３４のいずれかに異常が発生したと判定し、センサ異常信号を計測器３７に与える。計測器３７は、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【００６１】
さらに、第１の検出素子３１及び第１の信号処理回路３３または第２の検出素子３２及び第２の信号処理回路３４の何れか一方でグランドと短絡が生じた場合には、短絡が生じた信号処理回路からの出力が０となる。したがって、異常判定回路３５の加算結果は、正または負のある値をとる。これにより、第１の検出素子３１又は第１の信号処理回路３３と第２の検出素子３２又は第２の信号処理回路３４の何れに短絡等の異常が生じたかを検知することができる。したがって、センシングの信頼性をさらに向上させることができる。
また、第１の検出素子３１と第２の検出素子３２が短絡した場合、両者の信号が同一となるため、その加算結果は０レベルとならず、異常を検知することが可能となる。なお、第１および第２の実施形態の場合は、上記異常が検出できないため、逆特性のほうがさらに好ましい。
【００６２】
第１，第２の検出素子３１，３２と、第１，第２の信号処理回路３３，３４と、異常判定回路３５とは、単一のセンサユニット３６内に備えられており、外部ケーブル３８に出力される以前に異常判定回路３５にて異常判定が行われる。よって、第１，第２の出力信号は、ケーブル３８を取り巻く外部環境に起因する外乱により、その信号レベルが乱されることがない。したがって、異常判定回路３５の判定エラーが発生しにくくなる。
【００６３】
第３実施形態の転動装置用センサ３０は、転がり軸受（図２３参照）の外輪に外嵌されたハウジングに取付けられる。転がり軸受の内輪には、軸が内嵌されている。軸の回転によって転がり軸受の内輪が回転し、転動装置用センサ３０が転がり軸受の温度の検出を行う。第１，第２の検出素子３１，３２から出力された出力信号は、第１，第２の信号処理回路３３，３４を介して計測器３７に取り込まれ、計測器３７内において演算処理されて転がり軸受に異常が有るか否かが判別される。
【００６４】
転がり軸受が正常に作動していてその雰囲気温度が上昇していなければ、第１，第２の出力信号は正常な温度を示すものとなる。この場合、センサ異常信号が異常判定回路３５から計測器３７に送られていなければ、計測器３７は、転がり軸受が正常に動作していると判定し、転がり軸受が正常である旨を表示する。
【００６５】
運転中の転がり軸受に焼付き等の異常が発生すると、転がり軸受及び装置全体の温度が上昇する。すると、第１，第２の出力信号は異常な温度を示すものとなる。この場合、計測器３７は、転がり軸受に異常な温度上昇が生じている旨を表示する。
【００６６】
一方、第１，第２の検出素子３１，３２、および第１，第２の信号処理回路３３，３４のうち、いずれかが動作不良を起こしている場合、異常判定回路３５は、センサ異常信号を計測器３７に出力する。計測器３７は、このセンサ異常信号に従い、第１，第２の検出素子３１，３２、第１，第２の信号処理回路３３，３４の何れかに異常が発生したと判定する。そして、計測器３７は、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【００６７】
第３実施形態の転動装置用センサ３０は、温度センサである第１，第２の検出素子３１，３２から出力された出力信号を加算処理することにより、第１，第２の検出素子３１，３２のセンサ異常を検知する。
したがって、転がり軸受における焼付き、剥離、傷等の異常を見落とすことがなくなり、それによって、装置全体の破損や事故をまねくことなく、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【００６８】
また、第１，第２の検出素子３１，３２よりの出力信号が逆特性であるため、異常判定回路３５は、両出力信号の値を加算処理することによって動作不良の判定を行う。
したがって、異常判定回路３５は、両出力信号の加算結果が０近傍になっていれば、第１，第２の検出素子３１，３２は正常に動作しており、これに反して、両出力信号の加算結果が０近傍になっていない場合には動作不良であると判定することができる。
【００６９】
そして、第１，第２の検出素子３１，３２よりの出力信号を加算する異常判定回路３５がセンサユニット３６内部に設けられているので、第１，第２の検出素子３１，３２からの出力信号及び、第１，第２の信号処理回路３３，３４からの出力信号がセンサユニット３６内で判定される。したがって、異常判定回路３５は、外乱の影響を受けることなく出力信号の異常判定処理を行うことができる。
【００７０】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４実施形態の転動装置用センサ４０を示す。
第４実施形態の転動装置用センサ４０は、一対の第１，第２の検出素子４１，４２と、一対の第１，第２の信号処理回路４３，４４と、をセンサユニット４６内に備え、ケーブル４８を介してセンサユニット４６に電気的に接続された計測器４７内に異常判定回路４５を備えて構成されている。転動装置用センサ４０は、一対の第１，第２の検出素子４１，４２が、いずれも逆特性の出力を発生する温度センサであり、転がり軸受の近傍に配置されることにより、異常を検知するのに用いられる。
【００７１】
第１，第２の検出素子４１，４２、第１，第２の信号処理回路４３，４４、および異常判定回路４５の機能は、第３実施形態に記載の第１，第２の検出素子３１，３２、第１，第２の信号処理回路３３，３４、および異常判定回路３５と同一である。
【００７２】
第４実施形態の転動装置用センサ４０は、異常判定回路４５を計測器４７内に備えているため、異常判定はセンサユニット４６外で行われる。これにより、センサユニット４６をコンパクト化することができ、転がり軸受が固定されるハウジングに大きなスペースがなくても、センサユニット４６を設置することができる。
【００７３】
第４実施形態の転動装置用センサ４０は、転がり軸受（図２３参照）の外輪に外嵌されたハウジングに取付けられる。転がり軸受の内輪には、軸が内嵌されている。軸の回転によって転がり軸受の内輪が回転し、転動装置用センサ４０が転がり軸受の温度の検出を行う。第１，第２の検出素子４１，４２から出力された第１，第２の出力信号は、第１，第２の信号処理回路４３，４４を介して計測器４７に取り込まれる。第１および第２の出力信号は、計測器４７内で演算処理されて転がり軸受に異常が有るか否かが判別される。
【００７４】
転がり軸受が正常に作動していてその雰囲気温度が上昇していなければ、第１，第２の出力信号は、正常を示すものとなる。この場合、センサ異常信号が異常判定回路４５から出力されていなければ、計測器４７は、転がり軸受が正常に動作していると判定し、転がり軸受が正常である旨を表示する。
【００７５】
運転中の転がり軸受に焼付き等が発生すると、転がり軸受及び装置全体の温度が上昇する。すると、第１，第２の出力信号が、異常な温度を示すものとなる。この場合、計測器４７は、転がり軸受に異常な温度上昇が生じている旨を表示する。
【００７６】
そして、第１，第２の検出素子４１，４２及び、第１，第２の信号処理回路４３，４４のうち、いずれかが動作不良を起こしている場合、第１の信号処理回路４３からの第１の出力信号、および第２の信号処理回路４４からの第２の出力信号の和が０レベルではない値を有するようになる。すると、異常判定回路４５はセンサ異常信号を出力し、計測器４５は、センサ異常信号に従い、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【００７７】
第４実施形態の転動装置用センサ４０は、転動装置が転がり軸受であり、温度センサである第１，第２の検出素子４１，４２が出力した第１，第２の出力信号を加算処理することにより、第１，第２の検出素子４１，４２のセンサ異常を検知する。
したがって、転がり軸受における焼付き、剥離、傷等の異常を見落とすことがなくなり、それによって、装置全体の破損や事故をまねくことなく、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【００７８】
また、第１，第２の検出素子４１，４２よりの出力信号が逆特性であるため、両出力信号の値を加算処理することによって動作不良の判定が行われる。
したがって、両出力信号の加算結果が０近傍になっていれば、第１，第２の検出素子４１，４２は正常に動作していることとなる。一方、両出力信号の加算結果が０近傍になっていない場合は、検出素子４１，４２または信号処理回路４３，４４の何れかに動作不良が生じていると判定することができる。
【００７９】
そして、第１，第２の検出素子４１，４２よりの出力信号を加算処理する異常判定回路４５がセンサユニット４６外部の計測器４７に設けられており、第１，第２の検出素子４１，４２からの出力信号及び、第１，第２の信号処理回路４３，４４がからの出力信号はセンサユニット４６外で判定される。したがって、センサユニット４６のサイズをコンパクトにすることができる。また、ケーブル４８内の信号線のうち、一方が断線したとしても、他方により異常の検知を行うことができる。
【００８０】
（第５実施形態）
図５は、本発明第５実施形態の転動装置用センサを示す。
第５実施形態の転動装置用センサ５０は、一対の第１，第２の検出素子５１，５２と、異常判定回路５５と、をセンサユニット５６内に備えてなる。計測器５７はケーブル５８を介してセンサユニット５６に電気的に接続されている。転動装置用センサ５０は、一対の第１，第２の検出素子５１，５２が、いずれも同特性の出力を発生する温度センサであり、転がり軸受の近傍に配置されることにより、異常を検知するのに用いられる。
【００８１】
第５実施形態の転動装置用センサ５０では、第１，第２の検出素子５１，５２が正特性または負特性のサーミスタであり、出力される出力信号のレベルが比較的大きい。そのため、第１〜第４実施形態で用意した信号処理回路を必要としない。そして、第１，第２の検出素子５１，５２がともに正特性である場合は、異常判定回路５５において両出力信号のレベルを減算処理し、これに反して、第１の検出素子５１が正特性または負特性であって、第２の検出素子５２が負特性または正特性である場合は、異常判定回路５５において両出力信号のレベルを加算処理することにより、第１，第２の検出素子５１，５２に動作不良が生じているかどうかの判定が行われる。
【００８２】
第５実施形態の転動装置用センサ５０は、転がり軸受（図２３参照）の外輪に外嵌されたハウジングに取付けられる。転がり軸受の内輪には、軸が内嵌されている。軸の回転によって転がり軸受の内輪が回転し、転動装置用センサ５０が転がり軸受の温度の検出を行う。第１の検出素子５１から出力された第１の出力信号は、計測器５７に取り込まれる。第１の出力信号は、計測器５７内で演算処理されて転がり軸受に異常が有るか否かが判別される。
【００８３】
転がり軸受が正常に作動していてその雰囲気温度が上昇していなければ、第１，第２の出力信号は正常な温度を示すものとなる。この場合、センサ異常信号が異常判定回路５５から計測器５７に送られていなければ、計測器５７は、転がり軸受が正常に動作していると判定し、転がり軸受が正常である旨を表示する。
【００８４】
運転中の転がり軸受に焼付き等が発生すると、転がり軸受及び装置全体の温度が上昇する。すると、第１，第２の検出素子５１，５２から出力された出力信号は、異常な温度を示すものとなり、計測器５７は、転がり軸受に異常な温度上昇が生じている旨を表示する。
【００８５】
そして、第１，第２の検出素子５１，５２のうち、いずれかが動作不良を起こしていると、第１の検出素子５１の出力信号、および第２の検出素子５２の出力信号を用いた異常判定回路５５の演算結果が０レベルでない正または負のレベルとなる。この場合、異常判定回路５５はセンサ異常信号を出力し、計測器５７は、センサ異常信号に基づき、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【００８６】
第５実施形態の転動装置用センサ５０によれば、転動装置が転がり軸受であり、温度センサである第１，第２の検出素子５１，５２から出力された第１，第２の出力信号を比較処理することにより、第１，第２の検出素子５１，５２のセンサ異常が検知される。
したがって、転がり軸受における焼付き、剥離、傷等の異常を見落とすことがなくなり、それによって、装置全体の破損や事故をまねくことなく、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【００８７】
また、第１，第２の検出素子５１，５２から出力された第１，第２の出力信号が正特性または負特性で互いに逆の特性の場合には、両出力信号の値を加算処理することによって動作不良の判定が行われる。
したがって、両出力信号の演算結果が０近傍になっていれば、第１，第２の検出素子５１，５２は正常に動作していると判定することができる。一方、両出力信号の演算結果が０近傍になっていない場合、検出素子５１，５２の何れかに動作不良が生じていると判定することができる。
【００８８】
そして、第１，第２の検出素子５１，５２からの出力信号を比較処理する異常判定回路５５がセンサユニット５６内部に設けられているので、第１，第２の検出素子５１，５２の出力信号はセンサユニット５６外で判定される。したがって、外乱を受けずに出力信号の処理を行うことができる。
【００８９】
（第６実施形態）
図６は、本発明の第６実施形態の転動装置用センサを示す。
第６実施形態の転動装置用センサ６０は、単一の検出素子６１と、一対の第１，第２の信号処理回路６３，６４と、異常判定回路６５と、をセンサユニット６６内に備える。そして、転動装置用センサ６０は、ケーブル６８を介してセンサユニット６６に電気的に接続された計測器６７を備えている。転動装置用センサ６０は、検出素子６１が温度センサであり、転がり軸受の近傍に配置されることにより、異常を検知する。
【００９０】
第６実施形態の転動装置用センサ６０では、単一の検出素子６１が出力信号を第１，第２の信号処理回路６３，６４に出力し、両信号処理回路６３、６４がそれぞれの出力信号を変換処理して判定に用いている。また、検出素子６１と、第１，第２の信号処理回路６３，６４と、異常判定回路６５とは、単一のセンサユニット６６内に備えられている。
【００９１】
第６実施形態の転動装置用センサ６０は、転がり軸受（図２３参照）の外輪に外嵌されたハウジングに取付けられる。転がり軸受の内輪には、軸が内嵌されている。軸の回転によって転がり軸受の内輪が回転し、転動装置用センサ６０が転がり軸受の温度の検出を行う。検出素子６１からの出力信号は、第１，第２の信号処理回路６３，６４を介して計測器６７に取り込まれ、計測器６７内において演算処理されて転がり軸受に異常が有るか否かが判別される。
【００９２】
転がり軸受が正常に作動していて、その雰囲気温度が上昇していない場合、検出素子６１からの出力信号は正常な温度を示すものとなる。この場合、センサ異常信号が異常判定回路６５から計測器６７に送られていなければ、計測器６７は、転がり軸受が正常に動作していると判定し、転がり軸受が正常である旨を表示する。
【００９３】
運転中の転がり軸受に焼付き等の異常が発生すると、転がり軸受及び装置全体の温度が上昇する。すると、検出素子６１の出力信号は異常な温度を示すものとなる。この場合、計測器６７は、転がり軸受に異常な温度上昇が生じている旨を表示する。
【００９４】
一方、検出素子６１、および第１，第２の信号処理回路６３，６４のうち、いずれかが動作不良を起こしている場合、異常判定回路６５が計測器６７に出力する。そして、計測器６７は、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【００９５】
第６実施形態の転動装置用センサ６０によれば、転動装置が転がり軸受であり、温度センサである検出素子６１が発生した出力信号を第１，第２の信号処理回路６３，６４により２重で比較処理することにより、検出素子６１のセンサ異常が検知される。
したがって、転がり軸受における焼付き、剥離、傷等の異常を見落とすことがなくなり、それによって、装置全体の破損や事故をまねくことなく、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【００９６】
また、検出素子６１よりの出力信号を比較処理する異常判定回路６５がセンサユニット６６内部に設けられているので、検出素子６１が出力した出力信号及び、第１，第２の信号処理回路６３，６４が出力した第１，第２の出力信号がセンサユニット６６内で判定される。
したがって、検出素子６１及び、第１，第２の信号処理回路６３，６４の出力信号をセンサユニット６６内で判定処理することにより、外乱を受けずに出力信号の処理を行うことができる。
【００９７】
（第７実施形態）
図７は、本発明の第７実施形態の転動装置用センサ７０を示す図である。転動装置用センサ７０は、第１，第２の検出素子としての温度センサ７１，７２を内部に有するセンサユニット７６から構成される。センサユニット７６は、外部からの電磁波等の外乱を遮蔽する構造を備えていても良い。センサユニット７６は、ケーブル７８ａ〜７８ｄを介して計測器７７に接続されている。ケーブル７８ａは、センサユニット７６に正の定電圧Ｖｓｕｐを供給する電源ケーブルである。
【００９８】
転動装置用センサ７０は、例えば転がり軸受（図２３参照）の外輪に外嵌されたハウジングに取付けられる。転がり軸受の内輪には、軸が内嵌されている。軸の回転によって転がり軸受の内輪が回転し、転動装置用センサ７０が転がり軸受の運転状態の検出を行う。
【００９９】
温度センサ７１，７２は、ＩＣ温度センサ、熱電対、サーミスタ、白金測温体およびこれらに信号処理回路を付加したもの等から構成される。温度センサ７１，７２のグランドは、ケーブル７８ｄを介して計測器７７と同一とされている。
【０１００】
温度センサ７１は、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた出力信号Ｖｑ１を計測器７７に出力する。温度センサ７２は、温度センサ７１同様に、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた出力信号Ｖｑ２を計測器７７に出力する。温度センサ７１，７２の出力の温度特性は、同一であり、出力信号Ｖｑ１，Ｖｑ２は、図１（ｂ）に示すように同特性を有する電圧である。温度センサ７１，７２がともに正常に動作している場合、出力信号Ｖｑ１とＶｑ２は同一レベルとなり、出力信号Ｖｑ１とＶｑ２の差は０（Ｖ）となる。ここで、両センサが同特性であるとは、出力特性が共にリニアな出力特性を有していることを意味しない。両センサからの出力が、同一の特性、すなわち、同じ温度依存性を有していればよい。
【０１０１】
温度センサ７１および７２に信号処理回路が付加されている場合、信号処理回路は、得られた信号の高周波成分を減衰・除去するためのローパスフィルタと、信号を増幅するための増幅回路と、信号を電圧信号に変換して出力するための出力回路等によって構成されている。増幅回路等は、計測器７７から供給される正の定電圧Ｖｓｕｐにより動作している。これにより、温度センサ７１及び７２は、得られた信号を判定可能なレベルの電気信号に変換し、得られた出力信号Ｖｑ１，Ｖｑ２を計測器７７に出力する。
【０１０２】
計測器７７は、センサユニット７６から得られた信号Ｖｑ１を基に転がり軸受内部の温度を図示せぬ表示器に表示する。計測器７７は、異常判定回路としての減算回路７５を有している。減算回路７５は、オペアンプ等から構成されるアナログ回路である。減算回路７５は、他の増幅回路同様に、正の定電圧Ｖｓｕｐにより動作している。減算回路７５は、センサユニット７６から送られてきた信号Ｖｑ１およびＶｑ２の差Ｖｆを求め、計測器７７内の図示せぬ制御回路に出力する。
【０１０３】
制御回路は、減算回路７５から出力された信号Ｖｆを基に異常を判定する。温度センサ７１，７２が共に正常な場合、信号Ｖｑ１およびＶｑ２は、同一であり、両者の差Ｖｆは、０レベルとなる。Ｖｆが０レベルであることは、温度センサ７１，７２が正常に動作していることを意味する。
【０１０４】
ここで、０レベルとは、正常時、第１の出力信号のレベルと第２の出力信号のレベルがほぼ同一であることを意味する。具体的に、０レベルとは、温度センサ７１，７２の出力レベルを調整した時に許容される誤差または温度センサ７１，７２の径年変化に依存する誤差を考慮しても差が０（Ｖ）であると認められるものである。実際のセンサは、個体毎に若干の特性の相異があるため、全測定温度領域において出力信号Ｖｑ１とＶｑ２が同一レベルにはならない。従って、出力信号Ｖｑ１とＶｑ２の差Ｖｆが、ある狭い範囲―Δｈ（Ｖ）から＋Δｈ（Ｖ）内に収まっている場合を０レベルとここでは定める。Δｈ（Ｖ）の大きさは、センサの種類，使用状況等に応じて任意に設定することが可能である。
【０１０５】
ここで、温度センサ７１，７２のいずれかが動作不良を起こしている場合、出力Ｖｑ１およびＶｑ２は、互いに異なる値を示す。したがって、両者の差Ｖｆは、０レベルではない正または負のレベルとなる。
【０１０６】
差Ｖｆが、正または負のレベルであることは、温度センサ７１，７２のいずれかに動作不良が発生していることを意味する。制御回路は、差Ｖｆが０レベルではない正または負のレベルとなった場合、センサ異常が発生したと判断し、センサ異常信号を出力する。計測器７７は、内部の制御回路がセンサ異常信号を出力力した場合、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０１０７】
本実施形態では、温度センサ７１，７２から計測器７７に信号Ｖｑ１，Ｖｑ２を送信するケーブル７８ｂおよび７８ｃは、それぞれ抵抗Ｒ１０，Ｒ１１を介してグランドにプルダウンされている。温度センサ７１，７２またはケーブル７８ｂ，７８ｃが断線した場合、計測器７７に入力される信号は、０（Ｖ）信号となる。本実施形態では、温度センサ７１および７２からの信号Ｖｑ１およびＶｑ２が正常動作時に０（Ｖ）とはならないように設定されている。従って、計測器７７は、Ｖｑ１およびＶｑ２をモニターすることにより、断線検出を行うことが可能である。なお、抵抗を介して、ケーブル７８ｂ，７８ｃをケーブル７８ａにプルアップした場合にも、同様の断線検出を行うことが可能である。
【０１０８】
第７実施形態によれば、計測器７７は、二つの温度センサを用いて、転がり軸受の雰囲気温度を測定し、雰囲気温度を表示する。また、計測器７７は、センサ異常信号に従い警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０１０９】
転がり軸受が正常に作動しており、かつその雰囲気温度が上昇していなければ、出力信号Ｖｑ１，Ｖｑ２は正常な温度を示すものとなる。この場合、制御回路がセンサ異常信号を出力していなければ、計測器７７は、転がり軸受およびセンサ７１，７２が正常に動作していると判定し、転がり軸受およびセンサ７１，７２が正常である旨を表示する。
【０１１０】
運転中の転がり軸受に焼付き等の異常が発生すると、転がり軸受及び装置全体の温度が上昇する。すると、出力信号Ｖｑ１およびＶｑ２は異常な温度を示すものとなる。この場合、計測器７７は、転がり軸受に異常な温度上昇が生じている旨を表示する。
【０１１１】
一方、温度センサ７１，７２のいずれかが動作不良を起こしている場合、減算回路７５の出力Ｖｆは、０レベルでない値となる。この場合、制御回路は、センサ異常信号を出力する。計測器７７は、このセンサ異常信号に従い、温度センサ７１，７２の何れかに異常が発生したと判断する。そして、計測器７７は、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０１１２】
第７実施形態の転動装置用センサ１００は、温度センサである温度センサ７１，７２からの出力信号を比較処理することにより、温度センサ７１，７２のセンサ異常を検知する。
したがって、検出素子の異常に起因することによる、転がり軸受の焼付き、剥離、傷等の異常の見落としがなくなる。よって、装置全体の破損や事故を減らすことが可能となり、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【０１１３】
また、温度センサ７１，７２からの出力信号が同特性であり、両出力信号の値を減算処理することによってセンサの動作不良の判定が行われる。
したがって、両出力信号の差が０レベル近傍になっていれば、減算回路７５は、温度センサ７１，７２が正常に動作していると判定し、一方、両出力信号の減算結果が０近傍になっていない場合には温度センサ７１，７２に動作不良が生じていると判定することができる。
【０１１４】
本実施形態においては、減算回路７５を用いて二つの温度センサ７１，７２からの出力の差を求め、差が０レベルかどうかを判断することにより異常判定を行っている。これに代えて、除算回路を用いて二つの温度センサ７１，７２からの出力の比を求め、正常動作時には比がほぼ１となることを利用して、異常判定を行ってもよい。この場合にも、比の範囲として、所定の狭い範囲―Δｈ１（Ｖ）から＋Δｈ１（Ｖ）内に収まっている場合を許容範囲と定め、この許容範囲を逸脱した場合に、異常が発生したと判断すればよい。
【０１１５】
また、二つの温度センサ７１，７２からの出力が同一レベルであるかどうかを判断するために、他のパラメータや計算式を用いてもよい。
【０１１６】
また、減算回路や除算回路は、アナログ回路に限定されない。状況に応じ、温度センサ７１，７２からの出力をＡ／Ｄ変換し、減算回路や除算回路をデジタル回路やマイクロコンピュータ等を用いて構成しても良い。
【０１１７】
（第８実施形態）
図８は、本発明の第８実施形態の転動装置用センサ８０を示す図である。転動装置用センサ８０は、第１，第２の検出素子としての温度センサ８１，８２、および減算回路８５を内部に有するセンサユニット８６から構成される。センサユニット８６は、外部からの電磁波等の外乱を遮蔽する構造を備えていても良い。センサユニット８６は、ケーブル８８ａ〜８８ｅを介して計測器８７に接続されている。ケーブル８８ａ，８８ｂは、センサユニット８６に正の定電圧Ｖｓｕｐ、負の定電圧―Ｖｓｕｐをそれぞれ供給する電源ケーブルである。
【０１１８】
転動装置用センサ８０は、例えば転がり軸受（図２３参照）の外輪に外嵌されたハウジングに取付けられる。転がり軸受の内輪には、軸が内嵌されている。軸の回転によって転がり軸受の内輪が回転し、転動装置用センサ８０が転がり軸受の運転状態の検出を行う。
【０１１９】
温度センサ８１，８２は、ＩＣ温度センサ、熱電対、サーミスタ、白金測温体およびこれらに信号処理回路を付加したもの等から構成される。温度センサ８１，８２のグランドは、ケーブル８８ｅを介して計測器８７と同一とされている。
【０１２０】
温度センサ８１は、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた出力信号Ｖｑ１を計測器８７および減算回路８５に出力する。温度センサ８２は、温度センサ８１同様に、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた出力信号Ｖｑ２を減算回路８５に出力する。温度センサ８１，８２の出力の温度特性は、同一であり、出力信号Ｖｑ１，Ｖｑ２は、図１（ｂ）に示すように同特性を有する電圧である。温度センサ８１，８２がともに正常に動作している場合、出力信号Ｖｑ１とＶｑ２は同一レベルとなり、出力信号Ｖｑ１とＶｑ２の差は０（Ｖ）となる。ここで、両センサが同特性であるとは、出力特性が共にリニアな出力特性を有していることを意味しない。両センサからの出力が、同一の特性、すなわち、同じ温度依存性を有していればよい。
【０１２１】
温度センサ８１および８２に信号処理回路が付加されている場合、信号処理回路は、得られた信号の高周波成分を減衰・除去するためのローパスフィルタと、信号を増幅するための増幅回路と、信号を電圧信号に変換して出力するための出力回路等によって構成されている。本実施形態では、センサから得られた出力が正負の両方の値をとる可能性があることを考慮し、正電圧Ｖｓｕｐとともに負電圧−Ｖｓｕｐを計測器８７から温度センサ８１および８２に供給している。これにより、得られた信号を判定可能なレベルの電気信号に変換し、得られた出力信号Ｖｑ１，Ｖｑ２を計測器８７および減算回路８５に出力する。なお、温度センサからの出力が全て正である場合、増幅回路等は正電圧のみを印加する単電源アンプで構成し、Ｖｓｕｐのみをセンサ８１，８２の増幅回路に供給すればよい。
【０１２２】
減算回路８５は、オペアンプ等から構成されるアナログ回路である。減算回路８５は、他の増幅回路同様に、計測器８７から供給される正の定電圧Ｖｓｕｐと負の定電圧−Ｖｓｕｐにより動作している。減算回路８５は、センサユニット７６から送られてきた信号Ｖｑ１およびＶｑ２の差Ｖｆを求める。得られた差Ｖｆは、ケーブル８８ｄを介して計測器８７に出力される。
【０１２３】
計測器８７は、センサユニット８６から得られた信号Ｖｑ１を基に転がり軸受内部の温度を図示せぬ表示器に表示する。計測器８７は、図示せぬ制御回路を内部に有している。制御回路は、センサユニット８６の減算回路８５から出力された信号Ｖｆを基に異常を判定する。温度センサ８１，８２が共に正常な場合、信号Ｖｑ１およびＶｑ２は、同一であり、両者の差Ｖｆは、０レベルとなる。Ｖｆが０レベルであることは、温度センサ８１，８２が正常に動作していることを意味する。
【０１２４】
ここで、０レベルとは、正常時、第１の出力信号のレベルと第２の出力信号のレベルがほぼ同一であることを意味する。具体的に、０レベルとは、温度センサ８１，８２の出力レベルを調整した時に許容される誤差または温度センサ８１，８２の径年変化に依存する誤差を考慮しても差が０（Ｖ）であると認められるものである。実際のセンサは、個体毎に若干の特性の相異があるため、全測定温度領域において出力信号Ｖｑ１とＶｑ２が同一レベルにはならない。従って、出力信号Ｖｑ１とＶｑ２の差Ｖｆが、ある狭い範囲―Δｈ（Ｖ）から＋Δｈ（Ｖ）内に収まっている場合を０レベルとここでは定める。Δｈ（Ｖ）の大きさは、センサの種類，使用状況等に応じて任意に設定することが可能である。
【０１２５】
ここで、温度センサ８１，８２のいずれかが動作不良を起こしている場合、出力Ｖｑ１およびＶｑ２は、互いに異なる値を示す。したがって、両者の差Ｖｆは、０レベルではない正または負のレベルとなる。
【０１２６】
差Ｖｆが、正または負のレベルであることは、温度センサ８１，８２のいずれかに動作不良が発生していることを意味する。制御回路は、差Ｖｆが０レベルではない正または負のレベルとなった場合、センサ異常が発生したと判断し、センサ異常信号を出力する。計測器８７は、内部の制御回路がセンサ異常信号を出力した場合、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０１２７】
本実施形態では、温度センサ８１から計測器８７に信号Ｖｑ１を送信するケーブル８８ｃ、および減算回路８５から計測器８７へ差Ｖｆを送信するケーブル８８ｄは、それぞれ抵抗Ｒ１２，Ｒ１３を介してＶｓｕｐにプルアップされている。従って、温度センサ８１，ケーブル８８ｃまたは８８ｄが断線した場合、計測器７７に入力される信号は、Ｖｓｕｐとなる。本実施形態では、温度センサ８１および８２からの信号Ｖｑ１およびＶｆが正常動作時にＶｓｕｐとはならないように設定されている。従って、計測器８７は、Ｖｑ１およびＶｆをモニターすることにより、断線検出を行うことが可能である。なお、抵抗を介して、ケーブル８８ｃおよび８８ｄをケーブル８８ｅにプルダウンした場合にも、同様の断線検出を行うことが可能である。
【０１２８】
第８実施形態によれば、計測器８７は、二つの温度センサを用いて、転がり軸受の雰囲気温度を測定し、雰囲気温度を表示する。また、計測器８７は、センサ異常信号に従い警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０１２９】
転がり軸受が正常に作動しており、かつその雰囲気温度が上昇していなければ、出力信号Ｖｑ１，Ｖｑ２は正常な温度を示すものとなる。この場合、制御回路がセンサ異常信号を出力していなければ、計測器８７は、転がり軸受およびセンサ８１，８２が正常に動作していると判定し、転がり軸受およびセンサ８１，８２が正常である旨を表示する。
【０１３０】
運転中の転がり軸受に焼付き等の異常が発生すると、転がり軸受及び装置全体の温度が上昇する。すると、出力信号Ｖｑ１およびＶｑ２は異常な温度を示すものとなる。この場合、計測器８７は、転がり軸受に異常な温度上昇が生じている旨を表示する。
【０１３１】
一方、温度センサ８１，８２のいずれかが動作不良を起こしている場合、減算回路８５の出力Ｖｆは、０レベルでない値となる。この場合、制御回路は、センサ異常信号を出力する。計測器８７は、このセンサ異常信号に従い、温度センサ８１，８２の何れかに異常が発生したと判断する。そして、計測器８７は、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０１３２】
第８実施形態の転動装置用センサ８０は、温度センサである温度センサ８１，８２からの出力信号を比較処理することにより、温度センサ８１，８２のセンサ異常を検知する。
したがって、検出素子の異常に起因することによる、転がり軸受の焼付き、剥離、傷等の異常の見落としがなくなる。よって、装置全体の破損や事故を減らすことが可能となり、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【０１３３】
また、温度センサ８１，８２からの出力信号が同特性であり、両出力信号の値を減算処理することによってセンサの動作不良の判定が行われる。
したがって、両出力信号の差が０レベル近傍になっていれば、減算回路８５は、温度センサ８１，８２が正常に動作していると判定し、一方、両出力信号の減算結果が０（Ｖ）近傍になっていない場合には温度センサ８１，８２に動作不良が生じていると判定することができる。
【０１３４】
本実施形態では、減算回路８５は、温度センサ８１，８２から出力された出力信号Ｖｑ１，Ｖｑ２に従い、センサユニット８６内で減算処理を行い、差信号を得る。したがって、異常判定回路８５は、外乱の影響無しに出力信号の比較処理を行うことができる。
【０１３５】
本実施形態においては、減算回路８５を用いて二つの温度センサ８１，８２からの出力の差を求め、差が０レベルかどうかを判断することにより異常判定を行っている。これに代えて、除算回路を用いて二つの温度センサ８１，８２からの出力の比を求め、正常動作時には比がほぼ１となることを利用して、異常判定を行ってもよい。この場合にも、比の範囲として、所定の狭い範囲―Δｈ１（Ｖ）から＋Δｈ１（Ｖ）内に収まっている場合を許容範囲と定め、この許容範囲を逸脱した場合に、異常が発生したと判断すればよい。
【０１３６】
また、二つの温度センサ８１，８２からの出力が同一レベルであるかどうかを判断するために、他のパラメータや計算式を用いてもよい。
【０１３７】
また、本実施形態においては、センサユニット８６に負電圧−Ｖｓｕｐを供給し、減算回路を２電源オペアンプとして構成した。しかし、減算回路８５の出力が負とならないように調整した場合には、負電圧を供給する必要はない。例として、温度センサ８１の出力Ｖｑ１に所定のオフセット電圧Ｖｃｏｎｓｔを供給しＶｑ１’とし、温度センサ８２の出力は、そのままとする。具体的には、以下のようにＶｃｏｎｓｔを加え、比較を行う。
【０１３８】
［式１］
Ｖｑ１’＝Ｖｑ１＋Ｖｃｏｎｓｔ　　　　　　　　　．．．（１）
Ｖｑ１’―Ｖｑ２＝Ｖｃｏｎｓｔ±Δｈ（Ｖ）（正常時）．．．（２）
【０１３９】
よって、式（２）の条件を満たした場合、制御回路は、温度センサが正常であると判断する。一方、満たさない場合には、制御回路は、温度センサに異常が発生したと判断し、センサ異常信号を出力する。この構成により、減算回路の出力を正のみとして、負電圧−Ｖｓｕｐを供給することなく、減算回路８５を構成することが可能である。
【０１４０】
また、除算回路の場合にも、入力が正の場合には、負電源電圧を供給する必要はない。
【０１４１】
また、減算回路や除算回路は、アナログ回路に限定されない。状況に応じ、温度センサ８１，８２からの出力をＡ／Ｄ変換し、減算回路や除算回路をデジタル回路やマイクロコンピュータ等を用いて構成しても良い。この場合にも、減算回路や除算回路に負電源電圧を供給する必要はない。このように、負電源電圧を供給しないでよい場合には、回路が簡素化され、ユニットの省スペース化に寄与する。
【０１４２】
（第９実施形態）
図９は、本発明の第９実施形態の転動装置用センサ９０を示す図である。転動装置用センサ９０は、第１，第２の検出素子としての温度センサ９１，９２、減算回路９５、バッファアンプ９３、ウィンドウコンパレータ９９、およびスイッチ９４を内部に有するセンサユニット９６から構成される。センサユニット９６は、外部からの電磁波等の外乱を遮蔽する構造を備えていても良い。センサユニット９６は、ケーブル９８ａ〜９８ｄを介して計測器９７に接続されている。ケーブル９８ａ，９８ｂは、センサユニット９６に正の定電圧、負の定電圧をそれぞれ供給する電源ケーブルである。
【０１４３】
転動装置用センサ９０は、例えば転がり軸受（図２３参照）の外輪に外嵌されたハウジングに取付けられる。転がり軸受の内輪には、軸が内嵌されている。軸の回転によって転がり軸受の内輪が回転し、転動装置用センサ９０が転がり軸受の運転状態の検出を行う。
【０１４４】
温度センサ９１，９２は、ＩＣ温度センサ、熱電対、サーミスタ、白金測温体およびこれらに信号処理回路を付加したもの等から構成される。温度センサ９１，９２のグランドは、ケーブル９８ｄを介して計測器９７と同一とされている。
【０１４５】
温度センサ９１は、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた出力信号Ｖｑ１を出力する。温度センサ９１は、出力信号Ｖｑ１をバッファアンプ９３および抵抗Ｒ１４を介してケーブル９８ｃに出力信号Ｖｑ３として出力する。そして、出力信号Ｖｑ３は、ケーブル９８ｃを介して計測器９７に送られる。また同時に、温度センサ９１は、出力信号Ｖｑ１を減算回路９５に出力する。ここで、温度センサ９１は、出力信号Ｖｑ１が使用条件温度下で０（Ｖ）以下にならないように設計されている。
【０１４６】
温度センサ９２は、温度センサ９１同様に、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた出力信号Ｖｑ２を減算回路９５に出力する。温度センサ９１，９２の出力の温度特性は、同一であり、出力信号Ｖｑ１，Ｖｑ２は、図１（ｂ）に示すように同特性を有する電圧である。温度センサ９１，９２がともに正常に動作している場合、出力信号Ｖｑ１とＶｑ２は同一レベルとなり、出力信号Ｖｑ１とＶｑ２の差は０（Ｖ）となる。ここで、両センサが同特性であるとは、出力特性が共にリニアな出力特性を有していることを意味しない。両センサからの出力が、同一の特性、すなわち、同じ温度依存性を有していればよい。
【０１４７】
温度センサ９１および９２に信号処理回路が付加されている場合、信号処理回路は、得られた信号の高周波成分を減衰・除去するためのローパスフィルタと、信号を増幅するための増幅回路と、信号を電圧信号に変換して出力するための出力回路等によって構成されている。本実施形態では、正電圧Ｖｓｕｐを温度センサ９１および９２に供給している。これにより、得られた信号を判定可能なレベルの電気信号に変換し、得られた出力信号Ｖｑ１，Ｖｑ２を計測器９７および減算回路９５に出力する。
【０１４８】
減算回路９５は、オペアンプ等から構成されるアナログ回路である。減算回路９５は、他の増幅回路同様に、計測器９７から供給される正の定電圧Ｖｓｕｐと負の定電圧−Ｖｓｕｐにより動作している。減算回路９５は、センサユニット７６から送られてきた信号Ｖｑ１およびＶｑ２の差Ｖｆを求める。得られた差Ｖｆは、ウィンドウコンパレータ９９に出力される。
【０１４９】
ウィンドウコンパレータ９９は、Ｖｆが０レベルで無い場合にハイレベル信号を出力する。０レベルとは、正常時、第１の出力信号のレベルと第２の出力信号のレベルがほぼ同一であることを意味する。具体的に、０レベルとは、温度センサ９１，９２の出力レベルを調整した時に許容される誤差または温度センサ９１，９２の径年変化に依存する誤差を考慮しても差が０（Ｖ）であると認められるものである。実際のセンサは、個体毎に若干の特性の相異があるため、全測定温度領域において出力信号Ｖｑ１とＶｑ２が同一レベルにはならない。従って、出力信号Ｖｑ１とＶｑ２の差Ｖｆが、ある狭い範囲―Δｈ（Ｖ）から＋Δｈ（Ｖ）内に収まっている場合を０レベルとここでは定める。Δｈ（Ｖ）の大きさは、センサの種類，使用状況等に応じて任意に設定することが可能である。ウィンドウコンパレータ９９から出力された信号は、スイッチ９４に送られる。
【０１５０】
スイッチ９４は、トランジスタ等から構成されるスイッチング素子である。本実施例では、コレクタ側は抵抗Ｒ１４とケーブル９８ｃ間に接続され、エミッタ側はケーブル９８ｄを介してグランドに接続されている。ウィンドウコンパレータ９９からハイレベル信号を受信していない場合には、スイッチ９４は、ＯＦＦ状態であり、コレクタ電流は遮断されている。従って、出力Ｖｑ３は、温度センサ９１からの出力Ｖｑ１に従って、計測器９７に出力される。
【０１５１】
一方、スイッチ１２４はハイレベル信号を受け取ると、コレクタ・エミッタ間に電流が流れ、スイッチはＯＮ状態となる。このため、ケーブル９８ｃは、グラウンドに接続され、Ｖｑ３は０（Ｖ）となる。
【０１５２】
計測器９７は、センサユニット９６から得られた信号Ｖｑ３を基に転がり軸受内部の温度を図示せぬ表示器に表示する。また、計測器８７は、信号Ｖｑ３を基に、センサユニット９６の異常を判定する。温度センサ９１，９２が共に正常な場合、信号Ｖｑ１およびＶｑ２は、同一であり、両者の差Ｖｆは、０レベルとなる。Ｖｆが０レベルである場合、計測器９７は、０（Ｖ）でない信号Ｖｑ３を受け取る。この場合、計測器９７は、センサユニット９６は正常に動作していると判断する。
【０１５３】
一方、温度センサ９１，９２のいずれかが動作不良を起こしている場合、出力Ｖｑ１およびＶｑ２は、互いに異なる値を示す。したがって、両者の差Ｖｆは、０レベルではない正または負のレベルとなる。差Ｖｆが、正または負のレベルである場合、スイッチ９４はＯＮになり、Ｖｑ３が０（Ｖ）になる。計測器９７は、Ｖｑ３が０（Ｖ）であるとき、センサ９１または９２に異常が発生したと判定し、計測器９７は、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０１５４】
また、本実施形態では、センサユニット９６から計測器９７に信号Ｖｑ３を送信するケーブル９８ｃは、抵抗Ｒ１５を介してＶｓｕｐにプルアップされている。従って、温度センサ９１，ケーブル９８ｃまたは９８ｄが断線した場合、計測器７７に入力される信号は、Ｖｓｕｐとなる。本実施形態では、温度センサ９１および９２からの信号Ｖｑ１およびＶｑ２が正常動作時にＶｓｕｐとはならないように設定されている。従って、計測器９７は、Ｖｑ３がＶｓｕｐと同一になっている場合、断線が起こっていると判定を行うことが可能である。なお、抵抗を介して、ケーブル９８ｃをケーブル９８ｅにプルダウンした場合にも、同様の断線検出を行うことが可能である。
【０１５５】
第９実施形態によれば、計測器９７は、二つの温度センサを用いて、転がり軸受の雰囲気温度を測定し、雰囲気温度を表示する。また、計測器９７は、センサ異常信号に従い警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０１５６】
転がり軸受が正常に作動しており、かつその雰囲気温度が上昇していなければ、出力信号Ｖｑ３は正常な温度を示すものとなる。この場合、計測器９７は、転がり軸受およびセンサ９１，９２が正常に動作していると判定し、転がり軸受およびセンサ９１，９２が正常である旨を表示する。
【０１５７】
運転中の転がり軸受に焼付き等の異常が発生すると、転がり軸受及び装置全体の温度が上昇する。すると、出力信号Ｖｑ３は異常な温度を示すものとなる。この場合、計測器９７は、転がり軸受に異常な温度上昇が生じている旨を表示する。
【０１５８】
一方、温度センサ９１，９２のいずれかが動作不良を起こしている場合、Ｖｑ３は０（Ｖ）となる。この場合、計測器９７は、温度センサ９１，９２の何れかに異常が発生したと判断する。そして、計測器９７は、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０１５９】
第９実施形態の転動装置用センサ９０は、温度センサである温度センサ９１，９２からの出力信号を比較処理することにより、温度センサ９１，９２のセンサ異常を検知する。
したがって、検出素子の異常に起因することによる、転がり軸受の焼付き、剥離、傷等の異常の見落としがなくなる。よって、装置全体の破損や事故を減らすことが可能となり、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【０１６０】
また、温度センサ９１，９２からの出力信号が同特性であり、両出力信号の値を減算処理することによってセンサの動作不良の判定が行われる。
したがって、両出力信号の差が０レベル近傍になっていれば、減算回路９５は、温度センサ９１，９２が正常に動作していると判定し、一方、両出力信号の減算結果が０（Ｖ）近傍になっていない場合には温度センサ９１，９２に動作不良が生じていると判定することができる。
【０１６１】
本実施形態では、減算回路９５は、温度センサ９１，９２から出力された出力信号Ｖｑ１，Ｖｑ２に従い、センサユニット８６内で減算処理を行い、差信号を得る。そして、差信号に従い異常が発生している場合には、出力Ｖｑ３にセンサ異常の発生を意味するように構成している。したがって、センサユニット９６内部でセンサ異常の有無を判断するため、外乱の影響無しに出力信号の比較処理を行うことができる。さらに、センサユニット９６から計測器９７への信号の送信は、一つのケーブルのみを用いて行われるため、装置が簡素化され、装置全体の軽量化とコストダウンを図ることが可能となる。
【０１６２】
本実施形態においては、減算回路９５を用いて二つの温度センサ９１，９２からの出力の差を求め、ウィンドウコンパレータ９９を用いて差が０レベルかどうかを判断することにより異常判定を行っている。これに代えて、除算回路を用いて二つの温度センサ９１，９２からの出力の比を求め、正常動作時には比がほぼ１となることを利用して、異常判定を行ってもよい。この場合にも、比の範囲として、所定の狭い範囲―Δｈ１（Ｖ）から＋Δｈ１（Ｖ）内に収まっている場合を許容範囲と定め、この許容範囲を逸脱した場合に、異常が発生したと判断すればよい。
【０１６３】
また、二つの温度センサ９１，９２からの出力が同一レベルであるかどうかを判断するために、他のパラメータや計算式を用いてもよい。
【０１６４】
また、本実施形態においては、センサユニット９６に負電圧−Ｖｓｕｐを供給し、減算回路を２電源オペアンプとして構成した。しかし、減算回路９５の出力が負とならないように調整した場合には、負電圧を供給する必要はない。具体的な構成は、第８実施形態に示したものと同一である。
【０１６５】
また、減算回路や除算回路は、アナログ回路に限定されない。状況に応じ、温度センサ９１，９２からの出力をＡ／Ｄ変換し、減算回路や除算回路をデジタル回路やマイクロコンピュータ等を用いて構成しても良い。この場合にも、減算回路や除算回路に負電源電圧を供給する必要はない。このように、負電源電圧を供給しないでよい場合には、回路が簡素化され、ユニットの省スペース化に寄与する。
【０１６６】
（第１０実施形態）
図１０は、本発明の第１０実施形態の転動装置用センサ１００を示す図である。転動装置用センサ１００は、第１，第２の検出素子としての温度センサ１０１，１０２を内部に有するセンサユニット１０６から構成される。センサユニット１０６は、外部からの電磁波等の外乱を遮蔽する構造を備えていても良い。センサユニット１０６は、ケーブル１０８ａ〜１０８ｄを介して計測器１０７に接続されている。ケーブル１０８ａは、センサユニット１０６に正の定電圧Ｖｓｕｐを供給する電源ケーブルである。
【０１６７】
転動装置用センサ１００は、例えば転がり軸受（図２３参照）の外輪に外嵌されたハウジングに取付けられる。転がり軸受の内輪には、軸が内嵌されている。軸の回転によって転がり軸受の内輪が回転し、転動装置用センサ１００が転がり軸受の運転状態の検出を行う。
【０１６８】
温度センサ１０１，１０２は、ＩＣ温度センサ、熱電対、サーミスタ、白金測温体およびこれらに信号処理回路を付加したもの等から構成される。温度センサ１０１，１０２のグランドは、ケーブル１０８ｄを介して計測器１０７と同一とされている。
【０１６９】
温度センサ１０１は、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた出力信号Ｖｓ１を計測器１０７に出力する。図１１は、温度センサ１０１の出力特性を示すグラフである。温度センサ１０１の出力は、以下の（３）ような正の温度係数Ｆ（Ｖ／℃）を持つ一次関数で表されるものである。
【０１７０】
Ｖｓ１＝Ｆ（ｔ―ｔ０）＋Ｖｃ　　　．．．（３）
Ｖｓ１：温度センサ１０１の出力
Ｆ：　　温度センサ１０１の温度係数
Ｖｃ：　温度ｔ０での出力
【０１７１】
温度センサ１０２は、温度センサ１０１同様に、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた出力信号Ｖｓ２を計測器１０７に出力する。図１２は、温度センサ１０２の出力特性を示すグラフである。温度センサ１０２の出力は、温度センサ１０１と逆の特性を有しており、以下の（４）ような負の温度係数―Ｆ（Ｖ／℃）を持つ一次関数で表されるものである。
【０１７２】
Ｖｓ２＝―Ｆ（ｔ―ｔ０）＋Ｖｃ　　　．．．（４）
Ｖｓ２：温度センサ１０２の出力
Ｆ：　　温度センサ１０２の温度係数
Ｖｃ：　温度ｔ０での出力
【０１７３】
温度センサ１０１，１０２は、互いに逆特性である。従って、温度センサ１０１と１０２がともに正常に動作している場合、出力信号Ｖｓ１とＶｓ２の和は、図１３に示すように２Ｖｃで常に一定となる。ここで、両センサが逆特性であるとは、出力特性が共にリニアな出力特性を有していることを意味しない。両センサからの出力の和が一定値となるような関係であればよい。図１４，１５は、非線型の逆特性を有する二つの出力を示している。温度センサ１０１と１０２は、図１４および図１５に示す関係を満たすものであっても良い。
【０１７４】
温度センサ１０１および１０２に信号処理回路が付加されている場合、信号処理回路は、得られた信号の高周波成分を減衰・除去するためのローパスフィルタと、信号を増幅するための増幅回路、温度センサ１０１および１０２の特性を逆特性とするための回路、信号を電圧信号に変換して出力するための出力回路等によって構成されている。増幅回路等は、計測器１０７から供給される正の定電圧Ｖｓｕｐにより動作している。これにより、温度センサ１０１及び１０２は、得られた信号を判定可能なレベルの電気信号に変換し、得られた出力信号Ｖｓ１，Ｖｓ２を計測器１０７に出力する。
【０１７５】
計測器１０７は、センサユニット１０６から得られた信号Ｖｓ１を基に転がり軸受内部の温度を図示せぬ表示器に表示する。計測器１０７は、異常判定回路としての加算回路１０５を有している。加算回路１０５は、オペアンプ等から構成されるアナログ回路である。加算回路１０５は、他の増幅回路同様に、正の定電圧Ｖｓｕｐにより動作している。加算回路１０５は、センサユニット１０６から送られてきた信号Ｖｓ１およびＶｓ２の和Ｖｇを求め、計測器１０７内の図示せぬ制御回路に出力する。
【０１７６】
制御回路は、加算回路１０５から出力された信号Ｖｇを基に異常を判定する。温度センサ１０１，１０２が共に正常な場合、信号Ｖｓ１およびＶｓ２の和は２Ｖｃとなる。和が２Ｖｃであることは、温度センサ１０１，１０２が正常に動作していることを意味する。
【０１７７】
しかし、実際のセンサは、個体毎に若干の特性の相異があるため、全測定温度領域において出力信号Ｖｓ１とＶｓ２の和が厳密には２Ｖｃにはならない。従って、出力信号Ｖｓ１とＶｓ２の和Ｖｃが、ある狭い範囲―Δｈ（Ｖ）から＋Δｈ（Ｖ）内に収まっている場合を正常動作範囲とここでは定める。Δｈ（Ｖ）の大きさは、センサの種類，使用状況等に応じて任意に設定することが可能である。
【０１７８】
ここで、温度センサ１０１，１０２のいずれかが動作不良を起こしている場合、出力Ｖｓ１およびＶｓ２の和は、２Ｖｃ±Δｈ（Ｖ）以外の値を示す。この時、制御回路は、センサ異常が発生したと判断し、センサ異常信号を出力する。計測器７７は、内部の制御回路がセンサ異常信号を出力した場合、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０１７９】
本実施形態では、温度センサ１０１，１０２から計測器１０７に信号Ｖｓ１，Ｖｓ２を送信するケーブル１０８ｂおよび１０８ｃは、それぞれ抵抗Ｒ１６，Ｒ１７を介してグランドにプルダウンされている。温度センサ１０１，１０２またはケーブル１０８ｂおよび１０８ｃが断線した場合、計測器１０７に入力される信号は、０（Ｖ）となる。本実施形態では、温度センサ１０１および１０２からの信号Ｖｓ１およびＶｓ２が正常動作時に０（Ｖ）とはならないように設定されている。従って、計測器１０７は、Ｖｓ１およびＶｓ２をモニターすることにより、断線検出を行うことが可能である。なお、抵抗を介して、ケーブル１０８ｂおよび１０８ｃをケーブル１０８ａにプルアップした場合にも、同様の断線検出を行うことが可能である。
【０１８０】
温度センサ１０１と温度センサ１０２の出力信号Ｖｓ１およびＶｓ２が異なる温度を示す原因の一つに、センサ素子以外の回路部分に起因するものが考えられる。例として、温度センサ１０１の増幅器などのドリフトΔｄ１、温度センサ１０２の増幅器などのドリフトΔｄ２やグランド線に流れる電流、グランド線の抵抗、コネクタ間の接触抵抗等により発生する温度センサ１０１と１０２のグランドと計測器１０７のグランド間の共通インピーダンスによる電位差Δｅ等が考えられる。
【０１８１】
図１６および１７は、それぞれ上記のドリフトおよび電位差を考慮した場合の温度センサ１０１および１０２の出力特性を示す図である。出力Ｖｓ１およびＶｓ２は、ドリフトΔｄ１，Δｄ２および電位差Δｅにより出力電圧が底上げされていることが分かる。整理すると、図１６，１７の場合の出力電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２、およびＶｇは、以下のようになる。
【０１８２】
［式３］
Ｖｓ１＝Ｖｃ＋Ｆ（ｔ―ｔ０）＋Δｄ１＋Δｅ　　　．．．（５）
Ｖｓ２＝Ｖｃ―Ｆ（ｔ―ｔ０）＋Δｄ２＋Δｅ　　　．．．（６）
Ｖｇ＝２Ｖｃ＋Δｄ１＋Δｄ２＋２Δｅ　　　　　　．．．（７）
【０１８３】
図１８は、これらの諸原因により、温度センサ１０１および１０２の出力値Ｖｓ１およびＶｓ２が変化した場合の出力Ｖｓ１とＶｓ２の和を示す図である。ドリフトΔｄ１，Δｄ２および電位差Δｅが±Δｈ（Ｖ）の範囲を超えている場合には、計測器１０７は、センサ異常が発生したと判断する。これにより、センサ素子自体の異常に加え、センサ１０１，１０２の増幅器のドリフトまたは共通インピーダンスによる電位差に起因する検出値の異常を検出することが可能となる。
【０１８４】
特に、本実施例の場合には、二つの出力Ｖｓ１とＶｓ２の和を求めるため、Ｖｇは、共通インピーダンスによる電位差の項を含んでいる。第６実施形態のように差を求める場合には、この電位差の項は、互いに打ち消しあうため、共通インピーダンスが大きくなり、検出値が実際の温度に対応する値以上を示していても、異常が検知されない。本実施形態の場合には、この電位差の項が保存されているため、より精度が高く確実な検出を行うことが可能となる。
【０１８５】
また、第７〜９実施形態において０レベルを検出する場合には、出力Ｖｑ１とＶｑ２の差Ｖｆを求める。従って、二つの温度センサ出力同士が短絡した場合でも、出力の差は０（Ｖ）となり、センサ異常を検出することができない。一方、本実施形態においては、出力Ｖｓ１とＶｓ２の和を求めるものである。従って、二つの温度センサ出力同士が短絡した場合、出力の和Ｖｇは、異常な値となる。よって、差を求め０レベルを基準として検出する場合よりも、多くのセンサ異常を検出することが可能となり好ましい。
【０１８６】
第１０実施形態によれば、計測器１０７は、二つの温度センサを用いて、転がり軸受の雰囲気温度を測定し、雰囲気温度を表示する。また、計測器１０７は、センサ異常信号に従い警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０１８７】
転がり軸受が正常に作動しており、かつその雰囲気温度が上昇していなければ、出力信号Ｖｓ１，Ｖｓ２は正常な温度を示すものとなる。この場合、制御回路がセンサ異常信号を出力していなければ、計測器１０７は、転がり軸受およびセンサ１０１，１０２が正常に動作していると判定し、転がり軸受およびセンサ１０１，１０２が正常である旨を表示する。
【０１８８】
運転中の転がり軸受に焼付き等の異常が発生すると、転がり軸受及び装置全体の温度が上昇する。すると、出力信号Ｖｓ１およびＶｓ２は異常な温度を示すものとなる。この場合、計測器１０７は、転がり軸受に異常な温度上昇が生じている旨を表示する。
【０１８９】
一方、温度センサ１０１，１０２のいずれかが動作不良を起こしている場合、加算回路１０５の出力Ｖｇは、２Ｖｃ±Δｈ（Ｖ）の範囲を超えた値となる。この場合、制御回路は、センサ異常信号を出力する。計測器１０７は、このセンサ異常信号に従い、温度センサ１０１，１０２の何れかに異常が発生したと判断する。そして、計測器１０７は、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０１９０】
第１０実施形態の転動装置用センサ１００は、温度センサである温度センサ１０１，１０２からの出力信号を処理することにより、温度センサ１０１，１０２のセンサ異常を検知する。
したがって、検出素子の異常に起因することによる、転がり軸受の焼付き、剥離、傷等の異常の見落としがなくなる。よって、装置全体の破損や事故を減らすことが可能となり、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【０１９１】
また、温度センサ１０１，１０２からの出力信号が逆特性であり、両出力信号の値を加算処理することによってセンサの動作不良の判定が行われる。
したがって、両出力信号の和が所定範囲であれば、加算回路１０５は、温度センサ１０１，１０２が正常に動作していると判定し、一方、両出力信号の加算結果が所定範囲にない場合には温度センサ１０１，１０２に動作不良が生じていると判定することができる。
【０１９２】
また、加算回路は、アナログ回路に限定されない。状況に応じ、温度センサ１０１，１０２からの出力をＡ／Ｄ変換し、加算回路をデジタル回路やマイクロコンピュータ等を用いて構成しても良い。
【０１９３】
（第１１実施形態）
図１９は、本発明の第１１実施形態の転動装置用センサ１１０を示す図である。転動装置用センサ１１０は、第１，第２の検出素子としての温度センサ１１１，１１２および加算回路１１５を内部に有するセンサユニット１１６から構成される。センサユニット１１６は、外部からの電磁波等の外乱を遮蔽する構造を備えていても良い。センサユニット１１６は、ケーブル１１８ａ〜１１８ｄを介して計測器１１７に接続されている。ケーブル１１８ａは、センサユニット１１６に正の定電圧Ｖｓｕｐを供給する電源ケーブルである。
【０１９４】
転動装置用センサ１１０は、例えば転がり軸受（図２３参照）の外輪に外嵌されたハウジングに取付けられる。転がり軸受の内輪には、軸が内嵌されている。軸の回転によって転がり軸受の内輪が回転し、転動装置用センサ１１０が転がり軸受の運転状態の検出を行う。
【０１９５】
温度センサ１１１，１１２は、ＩＣ温度センサ、熱電対、サーミスタ、白金測温体およびこれらに信号処理回路を付加したもの等から構成される。温度センサ１１１，１１２のグランドは、ケーブル１１８ｄを介して計測器１１７と同一とされている。
【０１９６】
温度センサ１１１は、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた出力信号Ｖｓ１を計測器１１７および加算回路１１５に出力する。温度センサ１１１の出力特性は、第１０実施形態の温度センサ１０１と同一である。
【０１９７】
温度センサ１１２は、温度センサ１１１同様に、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた出力信号Ｖｓ２を加算回路１１５に出力する。温度センサ１１２の出力特性は、第１０実施形態の温度センサ１０２と同一である。
【０１９８】
温度センサ１１１および１１２に信号処理回路が付加されている場合、信号処理回路は、得られた信号の高周波成分を減衰・除去するためのローパスフィルタと、信号を増幅するための増幅回路、温度センサ１１１または温度センサ１１２の特性を逆特性とするための回路、信号を電圧信号に変換して出力するための出力回路等によって構成されている。増幅回路等は、計測器１１７から供給される正の定電圧Ｖｓｕｐにより動作している。これにより、温度センサ１１１及び１１２は、得られた信号を判定可能なレベルの電気信号に変換し、得られた出力信号Ｖｓ１，Ｖｓ２を計測器１１７に出力する。
【０１９９】
加算回路１１５は、オペアンプ等から構成されるアナログ回路である。加算回路１１５は、他の増幅回路と同様に、計測器１１７から供給される正の定電圧Ｖｓｕｐにより動作している。加算回路１１５は、温度センサ１１１および１１２から送られてきた信号Ｖｓ１およびＶｓ２の和Ｖｇを求める。得られた和Ｖｇは、ケーブル１１８ｃを介して、計測器１１７に出力される。
【０２００】
計測器１１７は、センサユニット１１６から得られた信号Ｖｓ１を基に転がり軸受内部の温度を図示せぬ表示器に表示する。計測器１１７は、図示せぬ制御回路を内部に有している。制御回路は、センサユニット１１６の加算回路１１５から出力された信号Ｖｇを基に異常を判定する。温度センサ１１１，１１２が共に正常な場合、信号Ｖｓ１およびＶｓ２の和は２Ｖｃとなる。和が２Ｖｃであることは、温度センサ１１１，１１２が正常に動作していることを意味する。
【０２０１】
しかし、実際のセンサは、個体毎に若干の特性の相異があるため、全測定温度領域において出力信号Ｖｓ１とＶｓ２の和が厳密には２Ｖｃにはならない。従って、出力信号Ｖｓ１とＶｓ２の和Ｖｃが、ある狭い範囲―Δｈ（Ｖ）から＋Δｈ（Ｖ）内に収まっている場合を正常動作範囲とここでは定める。Δｈ（Ｖ）の大きさは、センサの種類，使用状況等に応じて任意に設定することが可能である。
【０２０２】
ここで、温度センサ１１１，１１２のいずれかが動作不良を起こしている場合、出力Ｖｓ１およびＶｓ２の和は、２Ｖｃ±Δｈ（Ｖ）以外の値を示す。この時、制御回路は、センサ異常が発生したと判断し、センサ異常信号を出力する。計測器１１７は、内部の制御回路がセンサ異常信号を出力した場合、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０２０３】
本実施形態では、温度センサ１１１から計測器１１７に信号Ｖｓ１を送信するケーブル１１８ｂおよび、加算回路１１５から計測器１１７に信号Ｖｇを送信するケーブル１１８ｃは、それぞれ抵抗Ｒ１８，Ｒ１９を介してグランドにプルダウンされている。温度センサ１１１，１１２、またはケーブル１１８ｃ，１１８ｄが断線した場合、計測器１１７に入力される信号は、０（Ｖ）となる。本実施形態では、温度センサ１１１および１１２からの信号Ｖｓ１およびＶｓ２が正常動作時に０（Ｖ）とはならないように設定されている。従って、計測器１１７は、Ｖｓ１およびＶｓ２をモニターすることにより、断線検出を行うことが可能である。なお、抵抗を介して、ケーブル１１８ｂおよび１１８ｃをケーブル１１８ａにプルアップした場合にも、同様の断線検出を行うことが可能である。
【０２０４】
本実施形態において、温度センサ１１１の増幅器などのドリフトΔｄ１、温度センサ１１２の増幅器などのドリフトΔｄ２、グランド線に流れる電流、グランド線の抵抗、コネクタ間の接触抵抗等により発生する温度センサ１１１と１１２のグランドと計測器１１７のグランド間の共通インピーダンスによる電位差Δｅ等を考慮したＶｇは、以下の式に示される。
【０２０５】
［式４］
Ｖｇ＝２Ｖｃ＋Δｄ１＋Δｄ２＋２Δｅ　　　　　　．．．（８）
従って、第１０実施形態同様に、本実施形態においても、センサ素子自体の異常に加え、センサ１１１，１１２の増幅器のドリフトまたは共通インピーダンスによる電位差に起因する検出値の異常を検出することが可能となる。電位差の項が保存されていることにより、差を求める測定に比べ、より精度が高く確実な検出を行うことが可能となる。
【０２０６】
また本実施形態においても、第１０実施形態同様に、二つの温度センサ出力同士が短絡した場合にもセンサ異常を検出することが可能であり好ましい。
【０２０７】
第１１実施形態によれば、計測器１１７は、二つの温度センサを用いて、転がり軸受の雰囲気温度を測定し、雰囲気温度を表示する。また、計測器１１７は、センサ異常信号に従い警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０２０８】
転がり軸受が正常に作動しており、かつその雰囲気温度が上昇していなければ、出力信号Ｖｓ１，Ｖｓ２は正常を示すものとなる。この場合、制御回路がセンサ異常信号を出力していなければ、計測器１１７は、転がり軸受およびセンサ１１１，１１２が正常に動作していると判定し、転がり軸受およびセンサ１１１，１１２が正常である旨を表示する。
【０２０９】
運転中の転がり軸受に焼付き等の異常が発生すると、転がり軸受及び装置全体の温度が上昇する。すると、出力信号Ｖｓ１およびＶｓ２は異常な温度を示すものとなる。この場合、計測器１１７は、転がり軸受に異常な温度上昇が生じている旨を表示する。
【０２１０】
一方、温度センサ１１１，１１２のいずれかが動作不良を起こしている場合、加算回路１１５の出力Ｖｇは、２Ｖｃ±Δｈ（Ｖ）の範囲を超えた値となる。この場合、制御回路は、センサ異常信号を出力する。計測器１１７は、このセンサ異常信号に従い、温度センサ１１１，１１２の何れかに異常が発生したと判断する。そして、計測器１１７は、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０２１１】
第１１実施形態の転動装置用センサ１１０は、温度センサである温度センサ１１１，１１２からの出力信号を処理することにより、温度センサ１１１，１１２のセンサ異常を検知する。
したがって、検出素子の異常に起因することによる、転がり軸受の焼付き、剥離、傷等の異常の見落としがなくなる。よって、装置全体の破損や事故を減らすことが可能となり、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【０２１２】
また、温度センサ１１１，１１２からの出力信号が逆特性であり、両出力信号の値を加算処理することによってセンサの動作不良の判定が行われる。
したがって、両出力信号の和が所定範囲であれば、加算回路１１５は、温度センサ１１１，１１２が正常に動作していると判定し、一方、両出力信号の加算結果が所定範囲にない場合には温度センサ１１１，１１２に動作不良が生じていると判定することができる。
【０２１３】
また、減算回路や除算回路は、アナログ回路に限定されない。状況に応じ、温度センサ１１１，１１２からの出力をＡ／Ｄ変換し、加算回路をデジタル回路やマイクロコンピュータ等を用いて構成しても良い。
【０２１４】
（第１２実施形態）
図２０は、本発明の第１２実施形態の転動装置用センサ１２０を示す図である。転動装置用センサ１２０は、第１，第２の検出素子としての温度センサ１２１，１２２、加算回路１２５、バッファアンプ１２３、ウィンドウコンパレータ１２９、およびスイッチ１２４を内部に有するセンサユニット１２６から構成される。センサユニット１２６は、外部からの電磁波等の外乱を遮蔽する構造を備えていても良い。センサユニット１２６は、ケーブル１２８ａ〜１２８ｃを介して計測器１２７に接続されている。ケーブル１２８ａは、センサユニット１２６に正の定電圧Ｖｓｕｐを供給する電源ケーブルである。
【０２１５】
転動装置用センサ１２０は、例えば転がり軸受（図２３参照）の外輪に外嵌されたハウジングに取付けられる。転がり軸受の内輪には、軸が内嵌されている。軸の回転によって転がり軸受の内輪が回転し、転動装置用センサ１２０が転がり軸受の運転状態の検出を行う。
【０２１６】
温度センサ１２１，１２２は、ＩＣ温度センサ、熱電対、サーミスタ、白金測温体およびこれらに信号処理回路を付加したもの等から構成される。温度センサ１２１，１２２のグランドは、ケーブル１２８ｃを介して計測器１２７と同一とされている。
【０２１７】
温度センサ１２１は、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた出力信号Ｖｓ１を出力する。温度センサ１２１は、出力信号Ｖｓ１をバッファアンプ１２３および抵抗Ｒ２０を介してケーブル１２８ｂに出力信号Ｖｓ３として出力する。そして、出力信号Ｖｓ３は、ケーブル１２８ｂを介して計測器１２７に送られる。また同時に、温度センサ１２１は、出力信号Ｖｓ１を加算回路１２５に出力する。温度センサ１２１の出力特性は、第１０実施形態の温度センサ１０１と同一である。ここで、温度センサ１２１は、出力信号Ｖｓ１が使用条件下で０（Ｖ）以下にならないように設計されている。
【０２１８】
温度センサ１２２は、温度センサ１２１同様に、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の雰囲気温度を検出して雰囲気温度に応じた出力信号Ｖｓ２を加算回路１２５に出力する。温度センサ１２２の出力特性は、第１０実施形態の温度センサ１０２と同一である。
【０２１９】
温度センサ１２１および１２２に信号処理回路が付加されている場合、信号処理回路は、得られた信号の高周波成分を減衰・除去するためのローパスフィルタと、信号を増幅するための増幅回路、温度センサ１２１または１２２の特性を逆特性とするための回路、信号を電圧信号に変換して出力するための出力回路等によって構成されている。増幅回路等は、計測器１２７から供給される正の定電圧Ｖｓｕｐにより動作している。これにより、温度センサ１２１及び１２２は、得られた信号を判定可能なレベルの電気信号に変換する。
【０２２０】
加算回路１２５は、オペアンプ等から構成されるアナログ回路である。加算回路１２５は、他の増幅回路と同様に、計測器１２７から供給される正の定電圧Ｖｓｕｐにより動作している。加算回路１２５は、温度センサ１２１および１２２から送られてきた信号Ｖｓ１およびＶｓ２の和Ｖｇを求める。得られた和Ｖｇは、ウィンドウコンパレータ１２９に出力される。
【０２２１】
ウィンドウコンパレータ１２９は、Ｖｇが２Ｖｃ±Δｈ（Ｖ）の範囲内に収まっていない場合にハイレベル信号をスイッチ１２４に出力する。
【０２２２】
スイッチ１２４は、トランジスタ等から構成されるスイッチング素子である。本実施例では、コレクタ側は抵抗Ｒ２０とケーブル１２８ｂ間に接続され、エミッタ側はケーブル１２８ｃを介してグランドに接続されている。ウィンドウコンパレータ１２９からハイレベル信号を受信していない場合には、スイッチ１２４は、ＯＦＦ状態であり、コレクタ電流は遮断されている。従って、出力Ｖｑ３は、温度センサ１２１からの出力Ｖｓ１に従って、計測器１２７に出力される。
【０２２３】
一方、スイッチ１２４はハイレベル信号を受け取ると、コレクタ・エミッタ間に電流が流れ、スイッチはＯＮ状態となる。このため、ケーブル１２８ｂは、グランドに接続され、Ｖｓ３は０（Ｖ）となる。
【０２２４】
計測器１２７は、センサユニット１２６から得られた信号Ｖｓ３を基に転がり軸受内部の温度を図示せぬ表示器に表示する。また、計測器１２７は、信号Ｖｓ３を基にセンサユニット１２６の異常を判定する。温度センサ１２１，１２２が共に正常な場合、信号Ｖｓ１およびＶｓ２の和は、２Ｖｃ±Δｈ（Ｖ）の範囲内に収まる。この場合、計測器９７は、０（Ｖ）でない信号Ｖｑ３を受け取る。この場合、計測器１２７は、センサユニット１２６が正常に動作していると判断する。図２１は、温度センサが正常な場合の信号Ｖｓ３の出力を示す図である。このように、Ｖｓ３は、正常時０（Ｖ）とならないように設定されている。
【０２２５】
一方、温度センサ１２１，１２２の何れかが動作不良をおこしている場合、出力Ｖｑ１とＶｑ２の和は、２Ｖｃ±Δｈ（Ｖ）の範囲外となる。この場合、ウィンドウコンパレータ１２９はハイレベル信号を出力し、スイッチ１２４はＯＮになり、計測器１２７に送られる信号Ｖｑ３は、０（Ｖ）となる。そして、計測器１２７は、センサ異常が発生したと判断し、センサ異常信号を出力する。計測器１２７は、センサ異常信号を出力した場合、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０２２６】
本実施形態では、温度センサ１２１から計測器１２７に信号Ｖｓ１を送信するケーブル１２８ｂは、抵抗Ｒ２１を介してケーブル１２８ａにプルアップされている。従って、温度センサ１２１，１２２、またはケーブル１２８ｂが断線した場合、計測器１２７に入力される信号は、Ｖｓｕｐ（Ｖ）となる。本実施形態では、温度センサ１２１および１２２からの信号Ｖｓ１およびＶｓ２が正常動作時にＶｓｕｐ（Ｖ）とはならないように設定されている。従って、計測器１２７は、Ｖｓ３をモニターすることにより、断線検出を行うことが可能である。なお、抵抗を介して、ケーブル１２８ｂおよび１２８ｃをケーブル１２８ｃにプルダウンした場合にも、同様の断線検出を行うことが可能である。
【０２２７】
また本実施形態においても、第１０実施形態同様に、二つの温度センサ出力同士が短絡した場合にもセンサ異常を検出することが可能であり好ましい。
【０２２８】
第１２実施形態によれば、計測器１２７は、二つの温度センサを用いて、転がり軸受の雰囲気温度を測定し、雰囲気温度を表示する。また、計測器１２７は、センサ異常信号に従い警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０２２９】
転がり軸受が正常に作動しており、かつその雰囲気温度が上昇していなければ、出力信号Ｖｓ３は正常な温度を示すものとなる。この場合、計測器１２７は、転がり軸受およびセンサ１２１，１２２が正常に動作していると判定し、転がり軸受およびセンサ１２１，１２２が正常である旨を表示する。
【０２３０】
運転中の転がり軸受に焼付き等の異常が発生すると、転がり軸受及び装置全体の温度が上昇する。すると、出力信号Ｖｓ３は異常な温度を示すものとなる。この場合、計測器１２７は、転がり軸受に異常な温度上昇が生じている旨を表示する。
【０２３１】
一方、温度センサ１２１，１２２のいずれかが動作不良を起こしている場合、加算回路１２５の出力Ｖｇは、２Ｖｃ±Δｈ（Ｖ）の範囲を超えた値となり、ウィンドウコンパレータ１２９の出力がハイレベル信号を出力し、スイッチ１２４がＯＮとなり、Ｖｓ３＝０（Ｖ）となる。計測器１２７は、Ｖｓ３＝０（Ｖ）となったことにより、温度センサ１２１，１２２の何れかに異常が発生したと判断する。そして、計測器１２７は、警報を発したり、警告灯を点灯したりすることによって、作業者にセンサ異常を知らせる。
【０２３２】
第１２実施形態の転動装置用センサ１２０は、温度センサである温度センサ１２１，１２２からの出力信号を比較処理することにより、温度センサ１２１，１２２のセンサ異常を検知する。
したがって、検出素子の異常に起因して、転がり軸受の焼付き、剥離、傷等の異常の見落としがなくなる。よって、装置全体の破損や事故を減らすことが可能となり、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【０２３３】
また、温度センサ１２１，１２２からの出力信号が逆特性であり、両出力信号の値を加算処理することによってセンサの動作不良の判定が行われる。
したがって、両出力信号の和が所定範囲であれば、加算回路１２５は、温度センサ１２１，１２２が正常に動作していると判定し、一方、両出力信号の加算結果が所定範囲にない場合には温度センサ１２１，１２２に動作不良が生じていると判定することができる。
【０２３４】
本実施形態では、加算回路１２５は、温度センサ１２１，１２２から出力された出力信号Ｖｓ１，Ｖｓ２に従い、センサユニット１２６内で加算処理を行い、和信号を得る。そして、和信号に従い異常が発生している場合には、出力Ｖｓ３が０（Ｖ）となり、センサ異常の発生を意味するように構成している。したがって、センサユニット１２６内部でセンサ異常の有無を判断するため、外乱の影響無しに出力信号の比較処理を行うことができる。さらに、センサユニット１２６から計測器１２７への信号の送信は、一つのケーブルのみを用いて行われるため、装置が簡素化され、装置全体の軽量化とコストダウンを図ることが可能となる。
【０２３５】
また、減算回路や除算回路は、アナログ回路に限定されない。状況に応じ、温度センサ１２１，１２２からの出力をＡ／Ｄ変換し、加算回路をデジタル回路やマイクロコンピュータ等を用いて構成しても良い。
【０２３６】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、検出素子からの出力信号のうち、いずれか一方を検出出力としてセンサユニット外部に出力しても良いし、出力信号の平均値または和を計測器に出力しても良い。
また、第１〜第６実施形態では、減算または加算後の値が０レベルになる場合について説明したが、第１，第２の信号をオフセットし、減算または加算後の値が、０レベル以外になるように設定しても良い。
【０２３７】
例えば、実施形態１〜４について、実施形態５のように信号処理回路を省略しても良い。
また、異常判定回路は、アナログ回路に限らず、デジタル回路やマイクロコンピュータを使用した回路としても良い。その際、検出素子または信号処理回路の出力をＡ／Ｄ変換し、デジタル回路やマイクロコンピュータに入力すれば良い。
【０２３８】
そして、検出素子として、速度センサを用いても同様の効果を得ることができる。その場合、出力信号がパルス状であるため、パルスの立ち上がり及び、立ち下がり時近傍の信号は、ジッタ等の影響で多少変化する。したがって、パルスの中央付近の値または、立ち上がり及び立ち下がり部近傍を除いた値を用いて比較処理を行えばよい。
【０２３９】
そしてまた、センサユニットからの伝送方法は、ケーブルを用いた有線で出力信号を取り出すのに代えて、無線等を用いてワイヤレスで信号を伝送しても良い。
【０２４０】
そして、一対の検出素子と、一対の信号処理回路とを２重系統にすることにより、検出素子及び信号処理回路の異常を検知できるが、さらに信頼性を向上させるために２重系統以上としても良い。
【０２４１】
また、２個の温度センサに代えて２個の振動センサを用いても良い。振動センサは、転がり軸受の近傍に配置され、転がり軸受の振動を検出して振動のレベルに応じた出力信号を出力する。振動センサとしては、圧電素子を使用したものや、歪ゲージを使用したものが用いられる。振動センサは、両持ち構造の素子であっても、片持ち構造の素子であっても良い。温度センサ同様に、２個の振動センサは、正常時、同一振動レベルにて同一出力を出力するように調整されている。
【０２４２】
なお、第１〜１２実施形態の温度センサユニットに振動センサを一体化し、温度と振動の測定値により、軸受の異常診断を判定するようにしても良い。このように構成することにより、さらに精度良く判定を行うことが可能となる。また、速度センサを一体化し、速度信号を加えて軸受の異常診断を判定するようにしても、さらに精度良く異常を判定することが可能となる。また、新たに振動センサも二つ設け、振動センサの誤作動を本発明の実施形態に従って、検出するように構成することにより、さらにセンサの信頼性を向上することが可能となる。
【０２４３】
そしてさらに、転動装置としての転がり軸受は玉軸受に限らず、円筒ころ軸受、円すいころ軸受や、各種の複列軸受でも良い。
【０２４４】
そして、転動装置に限らず、図７に示すようにボールねじ１７０に本発明を適用することもできる。ボールねじ１７０では、ナット１７１にセンサ１０（２０，３０，４０，５０，６０）を取付けることにより、ねじ軸１７２との係合部における剥離や傷等の初期的な異常及び、急激な温度上昇等の末期的な異常を検知することができる。なお、センサ１０の取付け相手は、ナット１７１に限らず、ねじ軸１７２をサポートしている固定側のサポートユニット１７３や単純支持側のサポートユニット１７４に取付けても良い。ねじ軸１７２はロックナット１７５により固定側のサポートユニット１７３に軸方向に固定されており、カップリング１７６を介して結合された駆動ユニット１７７によって回転する。
【０２４５】
また更に、ボールねじに限らず、リニアガイドやその他の直動部品における可動部やレールにセンサ１０を取付けることによって、剥離や傷等の初期的な異常及び、急激な温度上昇等の末期的な異常を検知することもできる。
【０２４６】
【発明の効果】
上記構成の転動装置用センサによれば、第１および第２の検出素子から出力された第１および第２の出力信号を処理することにより、検出素子の異常を検知する。または、単一の検出素子から出力された出力信号を２個の信号処理回路に入力し、各信号処理回路の出力を処理することにより検出素子の異常を検知する。したがって、適切に検出素子の異常を知ることができるので、異常の見落とし、ひいては装置全体の破損や事故をまねくことなく、センシングにおける信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明第１実施形態のブロック構成図、（ｂ）は第１実施形態における比較処理の説明図である。
【図２】本発明第２実施形態のブロック構成図である。
【図３】（ａ）は本発明第３実施形態のブロック構成図、（ｂ）は第３実施形態における比較処理の説明図である。
【図４】本発明第４実施形態のブロック構成図である。
【図５】本発明第５実施形態のブロック構成図である。
【図６】本発明第６実施形態のブロック構成図である。
【図７】本発明の第７実施形態の転動装置用センサ７０を示す図である。
【図８】本発明の第８実施形態の転動装置用センサ８０を示す図である。
【図９】本発明の第９実施形態の転動装置用センサ９０を示す図である。
【図１０】本発明の第１０実施形態の転動装置用センサ１００を示す図である。
【図１１】温度センサ１０１の出力特性を示すグラフである。
【図１２】温度センサ１０２の出力特性を示すグラフである。
【図１３】出力信号Ｖｓ１とＶｓ２の和を示すグラフである。
【図１４】非線型の出力を持つ場合の出力信号Ｖｓ１を示すグラフである。
【図１５】非線型の出力を持つ場合の出力信号Ｖｓ２を示すグラフである。
【図１６】ドリフトおよび電位差を考慮した場合の温度センサ１０１の出力特性を示す図である。
【図１７】ドリフトおよび電位差を考慮した場合の温度センサ１０２の出力特性を示す図である。
【図１８】諸原因により、温度センサ１０１および１０２の出力値Ｖｓ１およびＶｓ２が変化した場合の和Ｖｇを示す図である。
【図１９】本発明の第１１実施形態の転動装置用センサ１１０を示す図である。
【図２０】本発明の第１２実施形態の転動装置用センサ１２０を示す図である。
【図２１】温度センサが正常な場合の信号Ｖｓ３の出力を示す図である。
【図２２】本発明が適用されるボールねじの説明図である。
【図２３】従来の構造を説明する断面図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１２０　転動装置用センサ
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１１１，１２１　第１の検出素子（検出素子）（温度センサ、振動センサ）
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２，９２，１０２，１１２，１２２　第２の検出素子（検出素子）（温度センサ、振動センサ）
１５，２５，３５，４５，５５，６５　異常判定回路
７５，８５，９５　減算回路
１０５，１１５，１２５　加算回路
１６，２６，３６，４６，５６，６６，７６，８６，９６，１０６，１１６，１２６　センサユニット
１７０　ボールねじ
【図１】
2004003573.tif 000003
【図２】
2004003573.tif 000004
【図３】
2004003573.tif 000005
【図４】
2004003573.tif 000006
【図５】
2004003573.tif 000007
【図６】
2004003573.tif 000008
【図７】
2004003573.tif 000009
【図８】
2004003573.tif 000010
【図９】
2004003573.tif 000011
【図１０】
2004003573.tif 000012
【図１１】
2004003573.tif 000013
【図１２】
2004003573.tif 000014
【図１３】
2004003573.tif 000015
【図１４】
2004003573.tif 000016
【図１５】
2004003573.tif 000017
【図１６】
2004003573.tif 000018
【図１７】
2004003573.tif 000019
【図１８】
2004003573.tif 000020
【図１９】
2004003573.tif 000021
【図２０】
2004003573.tif 000022
【図２１】
2004003573.tif 000023
【図２２】
2004003573.tif 000024
【図２３】
2004003573.tif 000025