(57)【要約】【課題】回転駆動機構における回転部分の潤滑材の温度上昇を高い精度で迅速に検出することが可能な温度検出装置を提供する。【解決手段】回転軸１の外周面１１が軸受体２の内周面２１に摺接した状態で回転軸１が軸受体２に回転可能に軸受されている。回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間の摺接面には、潤滑油８が充填されている。軸受体２の内周面２１に形成された凹部２２には、温度検出装置６が配設されている。温度検出装置６は、センサチップ６１と、回転軸１の回転方向Ａに流れる潤滑油８の一部をセンサチップ６１の上流側からセンサチップ６１を経由してセンサチップ６１の下流側へ流す温度検出用連通路が形成された軟質材料３２と、センサチップ６１が検出した潤滑油８の温度を入力して、その温度から回転軸１又は軸受体２に異常が発生しているか否かを判定する演算部１０とを備えている。【選択図】        図１０
2004301522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力が伝達されて回転する回転軸の外周面に摺接した状態で前記回転軸を軸受する軸受体を備えた回転軸の軸受装置において、前記回転軸の外周面と前記軸受体との摺接面に充填されている潤滑材の温度を検出する温度検出装置であって、
前記軸受体に内設された温度センサと、前記軸受体の前記摺接面と前記温度センサとの間を連通させる温度検出用連通路とを有している、ことを特徴とした温度検出装置。
【請求項２】
請求項１において、前記潤滑材は、粘性流体であり、前記温度検出用連通路は、前記回転軸の回転方向上流側から前記温度センサを経由して前記回転軸の回転方向下流側へ前記粘性流体が流れる流路を構成している、ことを特徴とした温度検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記温度センサにて検出した温度が一定の温度を超えた時点で異常と判定する異常検出手段を有している、ことを特徴とした温度検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、前記軸受体の前記摺接面に形成された凹部に前記温度センサを収納した後、前記温度検出用連通路が形成された前記軸受体より硬度が低い又は同じ硬度の部材で前記凹部を密閉して構成されている、ことを特徴とした温度検出装置。
【請求項５】
回転駆動力が伝達されて回転する回転体の内周面に摺接した状態で前記回転体を軸支する支持軸を備えた前記回転体の支持装置において、前記回転体の内周面と前記支持軸との摺接面に充填されている潤滑材の温度を検出する温度検出装置であって、
前記支持軸に内設された温度センサと、前記支持軸の前記摺接面と前記温度センサとの間を連通させる温度検出用連通路とを有している、ことを特徴とした温度検出装置。
【請求項６】
請求項５において、前記潤滑材は、粘性流体であり、前記温度検出用連通路は、前記回転体の回転方向上流側から前記温度センサを経由して前記回転体の回転方向下流側へ前記粘性流体が流れる流路を構成している、ことを特徴とした温度検出装置。
【請求項７】
請求項５又は６において、前記温度センサにて検出した温度が一定の温度を超えた時点で異常と判定する異常検出手段を有している、ことを特徴とした温度検出装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項において、前記支持軸の前記摺接面に形成された凹部に前記温度センサを収納した後、前記温度検出用連通路が形成された前記支持軸より硬度が低い又は同じ硬度の部材で前記凹部を密閉して構成されている、ことを特徴とした温度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、回転軸を軸受する回転軸の軸受装置、又は回転体を軸支する回転体の支持装置において、回転軸又は回転体の摺接面の潤滑材温度を検出する温度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、内燃機関等の駆動回転機構の回転部分には、回転部分の摩擦抵抗を低減させるために潤滑油等の潤滑材が充填されている。この回転部分に何らかの異常が発生した場合、回転部分の摩擦抵抗が増加して潤滑材の温度が上昇する場合が多い。そこで、潤滑材の温度を検出して駆動回転機構の回転部分の異常を検出する技術が公知であり、例えば、回転部分の潤滑油を循環させる循環路を外部に設け、循環路の潤滑油の温度を検出するものが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２０２９３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特許文献１に開示されている従来技術においては、回転部分の外部に設けた循環路で潤滑油の熱が奪われて温度が低下してしまい、回転部分の潤滑油の温度を正確に検出することが難しい。また、回転部分の潤滑油の温度上昇に対して、回転部分の外部に設けた循環路の潤滑油の温度が上昇するまでに時間的な遅れが生じるため、迅速に回転部分の温度上昇を検出することができない。そのため、回転部分に何らかの異常が発生してからそれによる潤滑油の温度上昇を検出するまでに時間遅れが生じてしまい、回転部分に何らかの異常が発生したことを迅速に検出することができないという問題があった。
【０００５】
本願発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、回転駆動機構における回転部分の潤滑材の温度上昇を高い精度で迅速に検出することが可能な温度検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、回転駆動力が伝達されて回転する回転軸の外周面に摺接した状態で前記回転軸を軸受する軸受体を備えた回転軸の軸受装置において、前記回転軸の外周面と前記軸受体との摺接面に充填されている潤滑材の温度を検出する温度検出装置であって、前記軸受体に内設された温度センサと、前記軸受体の前記摺接面と前記温度センサとの間を連通させる温度検出用連通路とを有している、ことを特徴とした温度検出装置である。
【０００７】
回転駆動力が伝達されて回転する回転軸の外周面に摺接した状態で回転軸を軸受する軸受体を備えた回転軸の軸受装置は、回転軸の外周面と軸受体との摺接面に摩擦抵抗を低減させる潤滑油等の潤滑材が充填されている。そして、軸受体又は回転軸に何らかの異常が発生すると、軸受体と回転軸との摺接部分の摩擦抵抗が急増して軸受部分の温度が上昇する場合が多い。そして、軸受部分の温度が上昇すると、回転軸と軸受体との間に充填されている潤滑材の温度も上昇することになる。したがって、回転軸と軸受体との間に充填されている潤滑材の温度を検出することによって、軸受体又は回転軸に何らかの異常が発生したことを迅速に検出することができるが、回転軸と軸受体との間に充填されている潤滑材の温度を検出することは困難である。
【０００８】
そこで、回転軸を軸受する軸受体に温度センサを内設するとともに、軸受体の摺接面と温度センサとの間を連通させる温度検出用連通路を軸受体に形成する。つまり、回転軸の外周面と軸受体との間の潤滑材を軸受体に内設した温度センサまで連通させて、温度検出用連通路を介して回転軸と軸受体との間に充填されている潤滑材の温度を軸受体に内設した圧力センサで検出する。この温度検出用連通路は、回転軸の外周面と軸受体との摺接面に極めて近い位置に形成することが可能であり、回転軸の外周面と軸受体との間の潤滑材の温度が変化すれば、軸受体に形成した温度検出用連通路内の潤滑材の温度もそれに応じてすぐに変化する。したがって、極めて高い精度で回転軸の外周面と軸受体との摺接面に充填されている潤滑材の温度を検出することが可能になる。また、回転軸の外周面が摺接する軸受体の摺接面に小型の温度センサを内設し、その摺接面から温度センサまでの温度検出用連通路を構成するだけなので、回転軸の外周面と軸受体との間の潤滑材の温度を検出する温度検出装置を低コストで極めてコンパクトに構成することができる。
【０００９】
これにより本願請求項１に記載の発明に係る温度検出装置によれば、低コストで極めてコンパクトな構成で、回転軸の外周面と軸受体との間の潤滑材の温度を高い精度で検出することができるので、回転駆動機構における回転部分の潤滑材の温度上昇を高い精度で迅速に検出することが可能になるという作用効果が得られる。
【００１０】
本願請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記潤滑材は、粘性流体であり、前記温度検出用連通路は、前記回転軸の回転方向上流側から前記温度センサを経由して前記回転軸の回転方向下流側へ前記粘性流体が流れる流路を構成している、ことを特徴とした温度検出装置である。
【００１１】
このように、温度検出用連通路が回転軸の回転方向上流側から温度センサを経由して回転軸の回転方向下流側へ潤滑材としての粘性流体が流れる流路を構成することによって、潤滑材としての粘性流体の温度変化が温度センサへより伝達しやすくなり、温度センサによる温度検出精度をさらに向上させることができる。
【００１２】
本願請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記温度センサにて検出した温度が一定の温度を超えた時点で異常と判定する異常検出手段を有している、ことを特徴とした温度検出装置である。回転駆動機構における回転部分の潤滑材の温度上昇を高い精度で迅速に検出することができるので、回転軸又は軸受体に生じた異常を高い精度で迅速に検出することができる。
【００１３】
本願請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記軸受体の前記摺接面に形成された凹部に前記温度センサを収納した後、前記温度検出用連通路が形成された前記軸受体より硬度が低い又は同じ硬度の部材で前記凹部を密閉して構成されている、ことを特徴とした温度検出装置である。
【００１４】
軸受体の摺接面に凹部を形成し、その凹部に温度センサを収納して金属部材等で凹部を密閉して温度センサを軸受体に内設すると、回転軸が摺接する軸受体の摺接面が摩擦抵抗によって徐々に摩耗していくことによって、凹部を密閉している部材が回転軸に摺接することになる。そこで、このように、温度検出用連通路が形成された軸受体より硬度が低い又は同じ硬度の部材で凹部を密閉して構成することによって、軸受体の摺接面の摩耗に応じて凹部を密閉している部材も摩耗していくので、凹部を密閉している部材が回転軸に摺接した際に回転軸を傷めてしまうことを防止することができる。
【００１５】
本願請求項５に記載の発明は、回転駆動力が伝達されて回転する回転体の内周面に摺接した状態で前記回転体を軸支する支持軸を備えた前記回転体の支持装置において、前記回転体の内周面と前記支持軸との摺接面に充填されている潤滑材の温度を検出する温度検出装置であって、前記支持軸に内設された温度センサと、前記支持軸の前記摺接面と前記温度センサとの間を連通させる温度検出用連通路とを有している、ことを特徴とした温度検出装置である。
【００１６】
回転駆動力が伝達されて回転する回転体の内周面に摺接した状態で回転体を軸受する支持軸を備えた回転体の軸受装置は、回転体の内周面と支持軸との摺接面に摩擦抵抗を低減させる潤滑油等の潤滑材が充填されている。そして、支持軸又は回転体に何らかの異常が発生すると、支持軸と回転体との摺接部分の摩擦抵抗が急増して軸受部分の温度が上昇する場合が多い。そして、軸受部分の温度が上昇すると、回転体と支持軸との間に充填されている潤滑材の温度も上昇することになる。したがって、回転体と支持軸との間に充填されている潤滑材の温度を検出することによって、支持軸又は回転体に何らかの異常が発生したことを迅速に検出することができるが、回転体と支持軸との間に充填されている潤滑材の温度を検出することは困難である。
【００１７】
そこで、回転体を軸受する支持軸に温度センサを内設するとともに、支持軸の摺接面と温度センサとの間を連通させる温度検出用連通路を支持軸に形成する。つまり、回転体の内周面と支持軸との間の潤滑材を支持軸に内設した温度センサまで連通させて、温度検出用連通路を介して回転体と支持軸との間に充填されている潤滑材の温度を支持軸に内設した圧力センサで検出する。この温度検出用連通路は、回転体の内周面と支持軸との摺接面に極めて近い位置に形成することが可能であり、回転体の内周面と支持軸との間の潤滑材の温度が変化すれば、支持軸に形成した温度検出用連通路内の潤滑材の温度もそれに応じてすぐに変化する。したがって、極めて高い精度で回転体の内周面と支持軸との摺接面に充填されている潤滑材の温度を検出することが可能になる。また、回転体の内周面が摺接する支持軸の摺接面に小型の温度センサを内設し、その摺接面から温度センサまでの温度検出用連通路を構成するだけなので、回転体の内周面と支持軸との間の潤滑材の温度を検出する温度検出装置を低コストで極めてコンパクトに構成することができる。
【００１８】
これにより本願請求項５に記載の発明に係る温度検出装置によれば、低コストで極めてコンパクトな構成で、回転体の内周面と支持軸との間の潤滑材の温度を高い精度で検出することができるので、回転駆動機構における回転部分の潤滑材の温度上昇を高い精度で迅速に検出することが可能になるという作用効果が得られる。
【００１９】
本願請求項６に記載の発明は、請求項５において、前記潤滑材は、粘性流体であり、前記温度検出用連通路は、前記回転体の回転方向上流側から前記温度センサを経由して前記回転体の回転方向下流側へ前記粘性流体が流れる流路を構成している、ことを特徴とした温度検出装置である。
【００２０】
このように、温度検出用連通路が回転体の回転方向上流側から温度センサを経由して回転体の回転方向下流側へ潤滑材としての粘性流体が流れる流路を構成することによって、潤滑材としての粘性流体の温度変化が温度センサへより伝達しやすくなり、温度センサによる温度検出精度をさらに向上させることができる。
【００２１】
本願請求項７に記載の発明は、請求項５又は６において、前記温度センサにて検出した温度が一定の温度を超えた時点で異常と判定する異常検出手段を有している、ことを特徴とした温度検出装置である。回転駆動機構における回転部分の潤滑材の温度上昇を高い精度で迅速に検出することができるので、回転体又は支持軸に生じた異常を高い精度で迅速に検出することができる。
【００２２】
本願請求項８に記載の発明は、請求項５〜７のいずれか１項において、前記支持軸の前記摺接面に形成された凹部に前記温度センサを収納した後、前記温度検出用連通路が形成された前記支持軸より硬度が低い又は同じ硬度の部材で前記凹部を密閉して構成されている、ことを特徴とした温度検出装置である。
【００２３】
支持軸の摺接面に凹部を形成し、その凹部に温度センサを収納して金属部材等で凹部を密閉して温度センサを支持軸に内設すると、回転体が摺接する支持軸の摺接面が摩擦抵抗によって徐々に摩耗していくことによって、凹部を密閉している部材が回転体に摺接することになる。そこで、このように、温度検出用連通路が形成された支持軸より硬度が低い又は同じ硬度の部材で凹部を密閉して構成することによって、支持軸の摺接面の摩耗に応じて凹部を密閉している部材も摩耗していくので、凹部を密閉している部材が回転体に摺接した際に回転体を傷めてしまうことを防止することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本願発明の第１実施例を示したものであり、本願発明に係る回転軸の軸受装置の断面図である。図２は、その回転軸の軸受装置の振動検出装置近傍を拡大して示した断面図である。
【００２５】
回転軸の軸受装置１００は、回転軸１の外周面１１が軸受体２の内周面２１に摺接した状態で回転軸１が軸受体２に回転可能に軸受されている。回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間の摺接面には、潤滑油８が充填されている。軸受体２の内周面２１には、凹部２２が形成されており、凹部２２には、本願発明に係る振動検出装置３が配設されている。当該実施例における振動検出装置３は、凹部２２に配設されたセンサチップ３１と、回転軸１の回転方向Ａに流れる潤滑油８の一部をセンサチップ３１の上流側からセンサチップ３１を経由してセンサチップ３１の下流側へ流す「流量検出用流路」が形成された軟質材料３２と、センサチップ３１が検出した潤滑油８の流量を入力して、その流量から回転軸１の振動を演算する演算部１０とを備えている。
【００２６】
センサチップ３１は、流量を検出する潤滑油８が流れる流路３１１と、流路３１１に流れる潤滑油８の流量を検出する流量センサ３１２とを有しており、外部電源９から電源を供給されて動作する。センサチップ３１は、流量の計測にともなう圧力損失がほとんど無いものが好ましく、当該実施例においてセンサチップ３１は、公知のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ・Ｅｌｅｃｔｒｏ・Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ・Ｓｙｓｔｅｍ）技術で半導体化した数ｍｍ角程度の大きさの熱式ＭＥＭＳフローセンサである。熱式ＭＥＭＳフローセンサは、可動部が無く信頼性が高いうえに、非常に小型であるため熱容量が小さく高感度で消費電力が少ないというメリットがあり、半導体プロセスで製造するため量産性にも優れている。
【００２７】
軟質材料３２には、センサチップ３１の上流側とセンサチップ３１の流路３１１とを連通させて、回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間を回転方向Ａへ流れる潤滑油８をセンサチップ３１の流路３１１へ流入させる流入流路３２ａ、及びセンサチップ３１の流路３１１とセンサチップ３１の下流側とを連通させて、流路３１１に流入した潤滑油８を回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間のセンサチップ３１の下流側へ流出させる流出流路３２ｂが形成されている。振動検出装置３は、回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間を回転方向Ａに流れる潤滑油８の一部が、図示の如く流入流路３２ａから流量センサ３１２を経由して流出流路３２ｂへ流れるようになっている。軟質材料３２は、軸受体２より硬度の低い又は同じ硬度の材料であり、回転軸１の外周面１１と摺接することによって摩耗していくが、軸荷重の大部分を受け持つ軸受体２の内周面２１が摩耗する速度に応じて軟質材料３２が摩耗していくので、軟質材料３２が軸受体２の内周面２１から突出して回転軸１に当接して回転軸１を傷めてしまうことがない。
【００２８】
回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間のわずかな隙間の間隔は、回転軸１が振動することによって回転軸１が移動すると、移動方向側で狭くなり、移動方向と反対方向側で広くなる。それによって、回転軸１の回転方向Ａに流れる潤滑油８の流量は、回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間隔が狭くなった場合と広くなった場合とで変化が生じることになる。したがって、回転軸１の振動によって生じる潤滑油８の流量の変化を流量センサ３１２で検出し、その潤滑油８の流量の変化から回転軸１の振動を演算部１０で演算して求めることができる。
【００２９】
このように、凹部２２に配設されたセンサチップ３１と、回転軸１の回転方向Ａに流れる潤滑油８の一部をセンサチップ３１の上流側からセンサチップ３１を経由してセンサチップ３１の下流側へ流す「流量検出用流路」が形成された軟質材料３２と、センサチップ３１が検出した潤滑油８の流量を入力して、その流量から回転軸１の振動を演算する演算部１０とで構成された振動検出装置３は、低コストで極めてコンパクトな構成で、回転軸１の振動によって生じる潤滑油８の流量変化を高い精度で検出することができるので、軸受体２に対する回転軸１の振動を検出する振動検出装置３を安価で小型に構成することができ、かつ高い精度で軸受体２に対する回転軸１の振動を検出することが可能になる。
【００３０】
図３は、本願発明の第２実施例を示したものであり、本願発明に係る回転軸の軸受装置１００の断面図である。
【００３１】
当該実施例は、前述した第１実施例に加えて、回転軸１の外周面１１に沿って振動検出装置３を軸受体２の内周面２１に等間隔に６個配設したものである。このように、複数の振動検出装置３を軸受体２の内周面２１に等間隔に配設し、各振動検出装置３にて検出した潤滑油８の流量の変化から回転軸１の振動を演算することによって、より高い精度で回転軸１の振動を検出することが可能になり、より好ましい態様であると言える。
【００３２】
図４は、本願発明の第３実施例を示したものであり、回転軸の軸受装置１００の振動検出装置３近傍を拡大して示した断面図である。
【００３３】
当該実施例は、前述した第１実施例又は第２実施例において、振動検出装置３を潤滑油８の圧力の変化を検出して回転軸１の振動を演算するものとしたものである。当該実施例において、振動検出装置３は、前述した公知のＭＥＭＳ技術で半導体化したセンサチップ３３を備えており、センサチップ３３は、潤滑油８の圧力を検出する圧力センサ３３２を有している。また、軟質材料３２には、回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間に充填されている潤滑油８を圧力センサ３３２が配置されている凹部３３１へ連通させる「圧力検出用連通路」としての連通路３２ｃが形成されている。演算部１０は、圧力センサ３３２が検出した潤滑油８の圧力の変化から回転軸１の振動を演算して求める。尚、その他の構成は、前述した第１実施例又は第２実施例における振動検出装置３と同様なので説明は省略する。
【００３４】
回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間のわずかな隙間の間隔は、回転軸１が振動することによって回転軸１が移動すると、移動方向側で狭くなり、移動方向と反対方向側で広くなる。それによって、回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間の潤滑油８に作用する圧力は、回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間隔が狭くなった場合と広くなった場合とで変化が生じることになる。したがって、回転軸１の振動によって生じる潤滑油８の圧力の変化を圧力センサ３３２で検出し、その潤滑油８の圧力の変化から回転軸１の振動を演算部１０で演算して求めることができる。
【００３５】
図５は、本願発明の第４実施例を示したものであり、本願発明に係る回転体の支持装置の断面図である。図６は、その回転体の支持装置の振動検出装置近傍を拡大して示した断面図である。
【００３６】
回転体の支持装置２００は、回転体４の内周面４１が支持軸５の外周面５１に摺接した状態で回転体４が支持軸５に回転可能に軸支されている。回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間の摺接面には、潤滑油８が充填されている。支持軸５の外周面５１には、凹部５２が形成されており、凹部５２には、本願発明に係る振動検出装置３が配設されている。当該実施例における振動検出装置３は、前述した第１実施例又は第２実施例に示した振動検出装置３と同じ構成を成しており、凹部５２に配設されたセンサチップ３１と、回転体４の回転方向Ａに流れる潤滑油８の一部をセンサチップ３１の上流側からセンサチップ３１を経由してセンサチップ３１の下流側へ流す「流量検出用流路」が形成された軟質材料３２と、センサチップ３１が検出した潤滑油８の流量を入力して、その流量から回転体４の振動を演算する演算部１０とを備えている。センサチップ３１は、同様にＭＥＭＳ技術で半導体化した熱式ＭＥＭＳフローセンサである。
【００３７】
軟質材料３２には、センサチップ３１の上流側とセンサチップ３１の流路３１１とを連通させて、回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間を回転方向Ａへ流れる潤滑油８をセンサチップ３１の流路３１１へ流入させる流入流路３２ａ、及びセンサチップ３１の流路３１１とセンサチップ３１の下流側とを連通させて、流路３１１に流入した潤滑油８を回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間のセンサチップ３１の下流側へ流出させる流出流路３２ｂが形成されている。振動検出装置３は、回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間を回転方向Ａに流れる潤滑油８の一部が、図示の如く流入流路３２ａから流量センサ３１２を経由して流出流路３２ｂへ流れるようになっている。軟質材料３２は、支持軸５より硬度の低い又は同じ硬度の材料であり、回転体４の内周面４１と摺接することによって摩耗していくが、荷重の大部分を受け持つ支持軸５の外周面５１が摩耗する速度に応じて軟質材料３２が摩耗していくので、軟質材料３２が支持軸５の外周面５１から突出して回転体４の内周面４１に当接して回転体４を傷めてしまうことがない。
【００３８】
回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間のわずかな隙間の間隔は、回転体４が振動することによって回転体４が移動すると、移動方向側で狭くなり、移動方向と反対方向側で広くなる。それによって、回転体４の回転方向Ａに流れる潤滑油８の流量は、回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間隔が狭くなった場合と広くなった場合とで変化が生じることになる。したがって、回転体４の振動によって生じる潤滑油８の流量の変化を流量センサ３１２で検出し、その潤滑油８の流量の変化から回転体４の振動を演算部１０で演算して求めることができる。
【００３９】
このように、凹部５２に配設されたセンサチップ３１と、回転体４の回転方向Ａに流れる潤滑油８の一部をセンサチップ３１の上流側からセンサチップ３１を経由してセンサチップ３１の下流側へ流す「流量検出用流路」が形成された軟質材料３２と、センサチップ３１が検出した潤滑油８の流量を入力して、その流量から回転体４の振動を演算する演算部１０とで構成された振動検出装置３は、低コストで極めてコンパクトな構成で、回転体４の振動によって生じる潤滑油８の流量変化を高い精度で検出することができるので、支持軸５に対する回転体４の振動を検出する振動検出装置３を安価で小型に構成することができ、かつ高い精度で支持軸５に対する回転体４の振動を検出することが可能になる。
【００４０】
図７は、本願発明の第５実施例を示したものであり、本願発明に係る回転体の支持装置２００の断面図である。
【００４１】
当該実施例は、前述した第４実施例に加えて、回転体４の内周面４１に沿って振動検出装置３を支持軸５の外周面５１に等間隔に６個配設したものである。このように、複数の振動検出装置３を支持軸５の外周面５１に等間隔に配設し、各振動検出装置３にて検出した潤滑油８の流量の変化から回転体４の振動を演算することによって、より高い精度で回転体４の振動を検出することが可能になり、より好ましい態様であると言える。
【００４２】
図８は、本願発明の第６実施例を示したものであり、回転体の支持装置２００の振動検出装置３近傍を拡大して示した断面図である。
【００４３】
当該実施例は、前述した第４実施例又は第５実施例において、振動検出装置３を潤滑油８の圧力の変化を検出して回転体４の振動を演算するものとしたものである。当該実施例において、振動検出装置３は、前述した第３実施例に示した振動検出装置３と同じ構成を成しており、説明は省略する。回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間のわずかな隙間の間隔は、回転体４が振動することによって回転体４が移動すると、移動方向側で狭くなり、移動方向と反対方向側で広くなる。それによって、回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間の潤滑油８に作用する圧力は、回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間隔が狭くなった場合と広くなった場合とで変化が生じることになる。したがって、回転体４の振動によって生じる潤滑油８の圧力の変化を圧力センサ３３２で検出し、その潤滑油８の圧力の変化から回転体４の振動を演算部１０で演算して求めることができる。
【００４４】
図９は、本願発明の第７実施例を示したものであり、本願発明に係る回転軸の軸受装置１００の断面図である。図１０は、その回転軸の軸受装置１００の温度検出装置近傍を拡大して示した断面図である。
【００４５】
回転軸の軸受装置１００は、回転軸１の外周面１１が軸受体２の内周面２１に摺接した状態で回転軸１が軸受体２に回転可能に軸受されている。回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間の摺接面には、潤滑油８が充填されている。軸受体２の内周面２１には、凹部２２が形成されており、凹部２２には、本願発明に係る温度検出装置６が配設されている。当該実施例における温度検出装置６は、凹部２２に配設された前述した公知のＭＥＭＳ技術で半導体化したセンサチップ６１と、回転軸１の回転方向Ａに流れる潤滑油８の一部をセンサチップ６１の上流側からセンサチップ６１を経由してセンサチップ６１の下流側へ流す「温度検出用連通路」が形成された軟質材料３２と、センサチップ６１が検出した潤滑油８の温度を入力して、その温度から回転軸１又は軸受体２に異常が発生しているか否かを判定する演算部１０とを備えている。センサチップ６１は、温度を検出する潤滑油８が流れる流路６１１と、流路６１１に流れる潤滑油８の温度を検出する温度センサ６１２とを有しており、外部電源９から電源を供給されて動作する。
【００４６】
軟質材料３２には、前述した第１実施例と同様に、センサチップ６１の上流側とセンサチップ６１の流路６１１とを連通させて、回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間を回転方向Ａへ流れる潤滑油８をセンサチップ６１の流路６１１へ流入させる流入流路３２ａ、及びセンサチップ６１の流路６１１とセンサチップ６１の下流側とを連通させて、流路６１１に流入した潤滑油８を回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間のセンサチップ６１の下流側へ流出させる流出流路３２ｂが形成されている。温度検出装置６は、回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間を回転方向Ａに流れる潤滑油８の一部が、図示の如く流入流路３２ａから温度センサ６１２を経由して流出流路３２ｂへ流れるようになっている。潤滑油８の一部が回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間から温度センサ６１２流れる構成であることによって、回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間の潤滑材８の温度変化が温度センサ６１２へより伝達しやすくなり、温度センサ６１２による温度検出精度をさらに向上させることができる。
【００４７】
軟質材料３２は、前述した第１実施例と同様に、軸受体２より硬度の低い又は同じ硬度の材料であり、回転軸１の外周面１１と摺接することによって摩耗していくが、軸荷重の大部分を受け持つ軸受体２の内周面２１が摩耗する速度に応じて軟質材料３２が摩耗していくので、軟質材料３２が軸受体２の内周面２１から突出して回転軸１に当接して回転軸１を傷めてしまうことがない。回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間を回転方向Ａへ流れる潤滑油８の温度を「温度検出用連通路」としての流入流路３２ａ及び流出流路３２ｂを介して温度センサ６１２で検出し、演算部１０は、潤滑油８の温度が一定の温度を超えた場合に回転軸１又は軸受体２に何らかの異常が発生したと判定する。
【００４８】
このように、凹部２２に配設されたセンサチップ６１と、回転軸１の回転方向Ａに流れる潤滑油８の一部をセンサチップ６１の上流側からセンサチップ６１を経由してセンサチップ６１の下流側へ流す「温度検出用連通路」が形成された軟質材料３２と、センサチップ６１が検出した潤滑油８の温度を入力して、その温度が一定の温度を超えた場合に異常が発生したと判定する演算部１０とで構成された温度検出装置６は、低コストで極めてコンパクトな構成で、回転軸１又は軸受体２に何らかの異常が発生した場合に生じる潤滑油８の温度上昇を高い精度で検出することができる。したがって、温度検出装置６を安価で小型に構成することができ、かつ高い精度で回転軸１又は軸受体２に異常が発生したことを検出することが可能になる。尚、さらには、温度検出装置６を回転軸１の軸方向に複数並べて軸受体２の内周面２１に配設すれば、回転軸１の外周面の略全域にわたって温度上昇を検出することができ、より好ましいと言える。
【００４９】
図１１は、本願発明の第８実施例を示したものであり、本願発明に係る回転体の支持装置２００の断面図である。
【００５０】
回転体の支持装置２００は、回転体４の内周面４１が支持軸５の外周面５１に摺接した状態で回転体４が支持軸５に回転可能に軸支されている。回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間の摺接面には、潤滑油８が充填されている。支持軸５の外周面５１には、凹部５２が形成されており、凹部５２には、本願発明に係る温度検出装置６が配設されている。当該実施例における温度検出装置６は、前述した第７実施例に示した回転軸の軸受装置１００の軸受体２に配設されている温度検出装置３と同じものであり、説明は省略する。
【００５１】
このように、回転体の支持装置２００においては、支持軸５の外周面に温度検出装置６を配設することによって、前述した第７実施例に示した回転軸の軸受装置１００と同様に、低コストで極めてコンパクトな構成で、回転体４又は支持軸５に何らかの異常が発生した場合に生じる潤滑油８の温度上昇を高い精度で検出することができる。したがって、温度検出装置６を安価で小型に構成することができ、かつ高い精度で回転体の支持装置２００に異常が発生したことを検出することが可能になる。尚、さらには、温度検出装置６を回転体４の回転軸方向に複数並べて支持軸５の外周面５１に配設すれば、回転軸１の外周面の略全域にわたって温度上昇を検出することができ、より好ましいと言える。
【００５２】
図１２は、本願発明の第９実施例を示したものであり、回転体の支持装置２００の温度検出装置６近傍を拡大して示した断面図である。
【００５３】
当該実施例における温度検出装置６は、前述した第７実施例に示した回転軸の軸受装置１００、又は第８実施例に示した回転体の支持装置２００おける温度検出装置６とは、軟質材料６２に形成された「温度検出用連通路」が異なっている以外は同じ構成であり、「温度検出用連通路」は、図示の如く潤滑油８が温度センサ６１２に流れる流路を構成していない態様となっている。当該実施例において軟質材料６２には、回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間から温度センサ６１２へ潤滑油８を連通させるだけの連通路６２ｃが形成されている。回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間の潤滑油８の温度が上昇すると、連通路６２ｃの潤滑油８の温度も上昇し、センサチップ６１の凹部６１１に充填された潤滑油８の温度も上昇して温度センサ６１２で潤滑油８の温度上昇を検出することができる。このように、回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間から温度センサ６１２へ潤滑油８を連通させるだけでも潤滑油８の温度検出は可能であり、前述した第７実施例又は第８実施例と略同じ効果を得ることができる。
【００５４】
図１３は、本願発明の第１０実施例を示したものであり、本願発明に係る回転軸の軸受装置１００の断面図である。図１４は、その回転軸の軸受装置１００の温度検出装置近傍を拡大して示した断面図である。
【００５５】
当該実施例は、回転軸１の外周面１１に沿って、振動検出装置３を４個と温度検出装置７を２個とを軸受体２の内周面２１に等間隔に配設した回転軸の軸受装置１００である。振動検出装置３は、前述した第１実施例〜第３実施例に示した振動検出装置３と同じなので説明は省略する。温度検出装置７は、前述した公知のＭＥＭＳ技術で半導体化したセンサチップ７１を備えており、センサチップ７１は、潤滑油８の温度を検出する温度センサ６１２と潤滑油８の圧力を検出する圧力センサ３３２とを有している。また、軟質材料７２には、回転軸１の外周面１１と軸受体２の内周面２１との間に充填されている潤滑油８を温度センサ６１２及び圧力センサ３３２が配置されている凹部７１１へ連通させる「圧力検出用連通路」としての連通路７２ｃが形成されている。演算部１０は、温度センサ６１２が検出した潤滑油８の温度が一定の温度を超えた場合に回転軸１又は軸受体２に何らかの異常が発生したと判定するとともに、圧力センサ３３２が検出した潤滑油８の圧力の変化から回転軸１の振動を演算して求める。このように、振動検出装置３と温度検出装置７とを軸受体２の内周面２１に配設することによって、回転軸の軸受装置１００において、軸受体２に対する回転軸１の振動の検出と、潤滑油８の温度検出とを両方行うことができる。
【００５６】
図１５は、本願発明の第１１実施例を示したものであり、本願発明に係る回転体の支持装置２００の断面図である。
【００５７】
当該実施例は、回転体４の内周面４１に沿って、振動検出装置３を４個と温度検出装置７を２個とを支持軸５の外周面５１に等間隔に配設した回転体の支持装置２００である。振動検出装置３は、前述した第１実施例〜第３実施例に示した振動検出装置３と同じであり、温度検出装置７は、前述した第１０実施例に示した温度検出装置７と同じでなので説明は省略する。
【００５８】
このように、振動検出装置３と温度検出装置７とを支持軸５の外周面５１に配設することによって、回転体の支持装置２００において、支持軸５に対する回転体４の振動の検出と、潤滑油８の温度検出とを両方行うことができる。
【００５９】
図１６は、本願発明の第１２実施例を示したものであり、回転体の支持装置２００の温度検出装置６近傍を拡大して示した断面図である。
【００６０】
当該実施例における温度検出装置６は、凹部５２に配設された前述した公知のＭＥＭＳ技術で半導体化したセンサチップ６１を備えており、センサチップ６１は、潤滑油８の温度を検出する温度センサ６１２、潤滑油８の圧力を検出する圧力センサ３３２、及び潤滑油８の流量を検出する流量センサ３１２を有している。また、軟質材料６２には、センサチップ６１の上流側とセンサチップ６１の流路６１１とを連通させて、回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間を回転方向Ａへ流れる潤滑油８をセンサチップ６１の流路６１１へ流入させる流入流路６２ａ、及びセンサチップ６１の流路６１１とセンサチップ６１の下流側とを連通させて、流路６１１に流入した潤滑油８を回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間のセンサチップ６１の下流側へ流出させる流出流路６２ｂが形成されている。温度検出装置６は、回転体４の内周面４１と支持軸５の外周面５１との間を回転方向Ａに流れる潤滑油８の一部が、図示の如く流入流路６２ａから温度センサ６１２、圧力センサ３３２、及び流量センサ３１２を経由して流出流路６２ｂへ流れるようになっている。演算部１０は、温度センサ６１２が検出した潤滑油８の温度が一定の温度を超えた場合に回転軸１又は軸受体２に何らかの異常が発生したと判定するとともに、圧力センサ３３２が検出した潤滑油８の圧力の変化から回転軸１の振動を演算して求める。
【００６１】
このように、センサチップ６１に温度センサ６１２、圧力センサ３３２、及び流量センサ３１２を設けることによって、１つのセンサチップ６１で潤滑油８の温度、圧力、及び流量を全て検出することが可能になり、支持軸５に対する回転体４の振動の検出と、潤滑油８の温度検出とを両方行うことをより低コストに行うことができる。
【００６２】
尚、本願発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本願発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【００６３】
【発明の効果】
本願発明によれば、回転駆動機構における回転部分の潤滑材の温度上昇を高い精度で迅速に検出することが可能な温度検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１実施例を示したものであり、本願発明に係る回転軸の軸受装置の断面図である。
【図２】本願発明の第１実施例を示したものであり、本願発明に係る回転軸の軸受装置の振動検出装置近傍を拡大して示した断面図である。
【図３】本願発明の第２実施例を示したものであり、本願発明に係る回転軸の軸受装置の断面図である。
【図４】本願発明の第３実施例を示したものであり、回転軸の軸受装置の振動検出装置近傍を拡大して示した断面図である。
【図５】本願発明の第４実施例を示したものであり、本願発明に係る回転体の支持装置の断面図である。
【図６】本願発明の第４実施例を示したものであり、本願発明に係る回転体の支持装置の振動検出装置近傍を拡大して示した断面図である。
【図７】本願発明の第５実施例を示したものであり、本願発明に係る回転体の支持装置の断面図である。
【図８】本願発明の第６実施例を示したものであり、回転体の支持装置の振動検出装置近傍を拡大して示した断面図である。
【図９】本願発明の第７実施例を示したものであり、本願発明に係る回転軸の軸受装置の断面図である。
【図１０】本願発明の第７実施例を示したものであり、本願発明に係る回転軸の軸受装置の温度検出装置近傍を拡大して示した断面図である。
【図１１】本願発明の第８実施例を示したものであり、本願発明に係る回転体の支持装置の断面図である。
【図１２】本願発明の第９実施例を示したものであり、回転体の支持装置の温度検出装置近傍を拡大して示した断面図である。
【図１３】本願発明の第１０実施例を示したものであり、本願発明に係る回転軸の軸受装置の断面図である。
【図１４】本願発明の第１０実施例を示したものであり、本願発明に係る回転軸の軸受装置の温度検出装置近傍を拡大して示した断面図である。
【図１５】本願発明の第１１実施例を示したものであり、本願発明に係る回転体の支持装置の断面図である。
【図１６】本願発明の第１２実施例を示したものであり、回転体の支持装置の温度検出装置近傍を拡大して示した断面図である。
【符号の説明】
１    回転軸
２    軸受体
３    振動検出装置
４    回転体
５    支持軸
６、７  温度検出装置
８    潤滑油
１０  演算部
３１、３３、６１、７１  センサチップ
３２、６２、７２  軟質材料
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  流路
１００  回転体の軸受装置
２００  回転軸の支持装置
３１２  流量センサ
３３２  圧力センサ
６１２  温度センサ
【図１】
2004301522.tif 000003
【図２】
2004301522.tif 000004
【図３】
2004301522.tif 000005
【図４】
2004301522.tif 000006
【図５】
2004301522.tif 000007
【図６】
2004301522.tif 000008
【図７】
2004301522.tif 000009
【図８】
2004301522.tif 000010
【図９】
2004301522.tif 000011
【図１０】
2004301522.tif 000012
【図１１】
2004301522.tif 000013
【図１２】
2004301522.tif 000014
【図１３】
2004301522.tif 000015
【図１４】
2004301522.tif 000016
【図１５】
2004301522.tif 000017
【図１６】
2004301522.tif 000018