(57)【要約】【課題】  軸受内へ簡単かつコンパクトな構成により潤滑剤劣化検出装置を設置できて、軸受内に封入された潤滑剤の状態を検出できるセンサ付き車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】  このセンサ付き車輪用軸受装置Ａは、外方部材１と内方部材２の対向する軌道面３，４間に複列の転動体５が介在して、車体に対して車輪を回転自在に支持するものである。この車輪用軸受装置に潤滑剤検出装置３１を設ける。潤滑剤検出装置３１は、軸受空間内の潤滑剤を互いの間に介在させる発光部および受光部と、この受光部の出力から前記潤滑剤の光の透過量を求めて潤滑剤に混入している異物の量を検出する判定手段とを備えたものである。【選択図】      図１
2007247883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列の軌道面を有する外方部材と、上記軌道面に対向する複列の軌道面を外周に有する内方部材と、上記対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、
潤滑剤検出装置を設け、この潤滑剤検出装置は、軸受空間内の潤滑剤を互いの間に介在させる発光部および受光部と、この受光部の出力から前記潤滑剤の光の透過量を求めて潤滑剤に混入している異物の量を検出する判定手段とを備えたものであるセンサ付き車輪用軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、上記内方部材が、等速自在継手の外側継手部材と、この外側継手部材のステム部に基端側部分よりも段差をもって小径に形成されたステム部先端側部分の外周に嵌合するハブ輪とでなり、前記ハブ輪および外側継手部材に、前記各列の上記軌道面をそれぞれ有し、前記ステム部の加締によってハブ輪と外側継手部材とが一体に結合されたものであるセンサ付き車輪用軸受装置。
【請求項３】
請求項２において、前記内方部材は、ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成されると共に、前記外側継手部材の中空ステム部とハブ輪の嵌合部を拡径させて、前記凹凸部に食い込ませて加締めることにより、前記外側継手部材とハブ輪とが一体に結合されたものであるセンサ付き車輪用軸受装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記判定手段は、前記光の透過量を検出することにより、潤滑剤の劣化度合いを検出するものとしたセンサ付き車輪用軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記発光部および受光部は、それぞれ光ファイバーを介して潤滑剤に対向させるものとしたセンサ付き車輪用軸受装置。
【請求項６】
請求項５において、前記発光部および受光部を前記外方部材の外部に配置したセンサ付き車輪用軸受装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、前記いずれか一方または両方の光ファイバーの端部にレンズを設けたセンサ付き車輪用軸受装置。
【請求項８】
請求項５ないし請求項７のいずれか１項において、前記いずれか一方または両方の光ファイバーにおける潤滑剤との対向側の端部は、鏡を介して潤滑剤に対向させたセンサ付き車輪用軸受装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記判定手段は、軸受の異常を推定し、異常であると推定した場合に外部に警報を発する機能を有するものとしたセンサ付き車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受内に封入された潤滑剤に混入している異物の量を検出する機能を有するセンサ付き車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
潤滑剤を封入した軸受では、軸受内部の潤滑剤（グリース、油など）が劣化すると転動体の潤滑不良が発生し、軸受寿命が短くなる。転動体の潤滑不良を、軸受の振動状態などから判断するのでは、軌道面あるいは転動体の剥離等の軸受の動作異常が発生してから対処することになるため、潤滑状態の異常をより早く検出できない。
例えば、図１５に示すように、ハブ輪５９と、等速自在継手６０と、軸受６１とをユニット化して構成されるいわゆる第４世代型の駆動車輪用軸受装置において、シール５７，５８の故障等により外部から泥水が浸入して軸受内部の潤滑剤であるグリースが劣化すると、軸受６１が早期に剥離損傷に至ることになる。このような場合、軸受装置だけでなく、その一部を構成するアウトボード側の等速自在継手６０と差動機側に固定されるインボード側の等速自在継手とを連結するドライブシャフト、および前記インボード側の等速自在継手を含む総アッシーでの交換が必要となる。その結果、軸受と等速自在継手が別体の駆動車輪用軸受装置の場合に比べてワランティコスト、つまり製品保証費用が嵩んでしまうことになる。
そこで、軸受内の潤滑剤の状態を定期的あるいはリアルタイムに観測し、異常やメンテナンス期間の予測を可能にすることが望まれる。
【０００３】
潤滑剤の劣化の主な要因として、軸受の使用に伴って発生する摩耗粉が潤滑剤に混入することが挙げられるが、このような軸受の摩耗状態を検出するものとして、深溝玉軸受等の汎用の軸受においては、軸受のシールの内側に電極やコイル等のセンサを配置し、摩耗粉の混入する潤滑剤の電気的特性を前記センサで検出するようにしたセンサ付き軸受が提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２９３７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のセンサ付き軸受は、潤滑剤の電気的特性を検出するものであるため、
・検出結果が電気ノイズの影響を受ける。
・検出結果が、軸受内の温度変化による影響を受ける。
・センサをコンパクトにできないため、センサ取付位置に制約を受ける。
といった課題がある。
【０００５】
なお、潤滑剤の劣化を検出可能な光学式の潤滑剤検出装置として、一般軸受、あるいは鉄道車両車軸用の軸受であるが、図１６に示すものを提案した（特願２００６−１３４６８号）。これは、対向配置した発光素子６２と受光素子６３の間に検出対象となる潤滑剤６４を介在させ、発光素子６２から出て潤滑剤６４を透過する光を受光素子６３で検出するようにし、受光素子６３で検出された光量から潤滑剤６４の劣化状態を推定するものである。これによると、光の透過率により潤滑剤の劣化を検出するため、潤滑剤の劣化状態を精度良く検出することができる。
【０００６】
この発明の目的は、軸受内部へ簡単かつコンパクトな構成により潤滑剤劣化検出装置を設置できて、軸受内に封入された潤滑剤の状態を検出できるセンサ付き車輪用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のセンサ付き車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、上記軌道面に対向する複列の軌道面を外周に有する内方部材と、上記対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、潤滑剤検出装置を設け、この潤滑剤検出装置は、軸受空間内の潤滑剤を互いの間に介在させる発光部および受光部と、この受光部の出力から前記潤滑剤の光の透過量を求めて潤滑剤に混入している異物の量を検出する判定手段とを備えたものである。
【０００８】
この構成のセンサ付き車輪用軸受装置によると、潤滑剤検出装置により、軸受内部に封入された潤滑剤に混入している異物の量を、リアルタイムで検出することができ、潤滑剤に混入する異物の量から、潤滑剤の劣化度合いを検出することができる。この場合に、潤滑剤検出装置は、潤滑剤の光の透過量を求めて潤滑剤に混入している異物の量を検出するものであるため、従来の電気的特性をから潤滑剤の劣化を検出するものに比べて、感度良く、また精度良く検出することができる。潤滑剤の劣化がリアルタイムでモニタできるため、シール異常に起因する潤滑異常をモニタでき、潤滑剤の劣化や潤滑異常の予測も可能となる。このため、潤滑剤の交換や補充の必要性を判断できるため、使用期限前に廃棄される潤滑剤の量や補充する量が減少する。
【０００９】
この発明において、上記内方部材が、等速自在継手の外側継手部材と、この外側継手部材のステム部に基端側部分よりも段差をもって小径に形成されたステム部先端側部分の外周に嵌合するハブ輪とでなり、前記ハブ輪および外側継手部材に、前記各列の上記軌道面をそれぞれ有し、前記ステム部の加締によってハブ輪と外側継手部材とが一体に結合されたものであっても良い。
この構成のように、外側継手部材とハブ輪とが一体に結合された構造では、センサ付き車輪用軸受装置が損傷すると、軸受装置だけでなく、これに連結されるドライブシャフト、インボード側の等速自在継手を含む総アッシーでの交換が必要となるが、潤滑剤検出装置により潤滑剤の劣化度合いや潤滑異常をモニタできるので、センサ付き車輪用軸受装置に動作異常が発生する前に対策を施して、製品保証費用を減じることができる。
【００１０】
この発明において、前記内方部材は、ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成されると共に、前記外側継手部材の中空ステム部とハブ輪の嵌合部を拡径させて、前記凹凸部に食い込ませて加締めることにより、前記外側継手部材とハブ輪とが一体に結合されたものであっても良い。
【００１１】
この発明において、前記判定手段は、前記光の透過量を検出することにより、潤滑剤の劣化度合いを検出するものとしても良い。
潤滑剤を透過した透過光量は、潤滑剤に含まれる異物の含有量が多いほど減少するので、判定手段は受光部で検出される透過光量から潤滑剤における異物の含有量を推定することができる。軸受に使用される潤滑剤の場合、劣化が進むにつれて摩耗粉などの異物の混合割合が増加するので、判定手段で潤滑剤に含まれる異物の含有量を推定すれば、潤滑剤の劣化度合いを正確に検出することができる。
【００１２】
この発明において、前記発光部および受光部は、それぞれ光ファイバーを介して潤滑剤に対向させるものとしても良い。また、前記発光部および受光部を前記外方部材の外部に配置しても良い。この構成の場合、発光部、受光部、および判定手段を、光ファイバーの一端からなる検出部から離して配置することができ、電気ノイズや温度変化による影響を受けずに潤滑剤の劣化度合いを安定して検出できる。
また、検出部をコンパクトに構成できるので、軸受内に封入される潤滑剤の劣化検出において、軸受内部へ簡単かつコンパクトな構成により設置できる。さらに、検出部が潤滑剤の動きを妨げる要因にならないし、検出部に潤滑剤を安定供給でき、軸受内への検出部の配置の自由度も高まることになる。
また、発光側および受光側の光ファイバーの一端が潤滑剤の検出部となることから、潤滑剤の測定部位の断面積を小さくでき、粘度の高い潤滑剤でも検出部へ入り込み易く、それだけ検出が安定する。
【００１３】
この発明において、前記いずれか一方または両方の光ファイバーの端部にレンズを設けても良い。このように、光ファイバーの端部にレンズを設けた場合、光の拡散を防止できるので、潤滑剤における測定スポットの微細化や検出感度を上げることができる。
【００１４】
この発明において、前記いずれか一方または両方の光ファイバーにおける潤滑剤との対向側の端部は、鏡を介して潤滑剤に対向させても良い。この構成の場合、光ファイバーの配置方向に制限されることなく、光ファイバーの端部を潤滑剤に確実に対向させることがき、軸受内部への配置の自由度を高めることができる。
【００１５】
この発明において、前記判定手段は、軸受の異常を推定し、異常であると推定した場合に外部に警報を発する機能を有するものとしても良い。この構成の場合、警報の発生により、軸受に損傷が生じる前に確実に対策を講じることができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のセンサ付き車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、上記軌道面に対向する複列の軌道面を外周に有する内方部材と、上記対向する軌道面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、潤滑剤検出装置を設け、この潤滑剤検出装置は、軸受空間内の潤滑剤を互いの間に介在させる発光部および受光部と、この受光部の出力から前記潤滑剤の光の透過量を求めて潤滑剤に混入している異物の量を検出する判定手段とを備えたものであるため、軸受内部へ簡単かつコンパクトな構成により潤滑剤劣化検出装置を設置できて、軸受内に封入された潤滑剤の状態を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図８と共に説明する。このセンサ付き車輪用軸受装置Ａは、駆動輪支持用の例であり、いわゆる第４世代型に分類されるものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
このセンサ付き車輪用軸受装置Ａは、図２に示すように、等速自在継手・ドライブシャフト装置１３を介して車体側の図示しない差動機に連結される。等速自在継手・ドライブシャフト装置１３は、センサ付き車輪用軸受装置Ａの構成部品となるアウトボード側の等速自在継手１４と、差動機側に固定されるインボード側の等速自在継手１５と、これらの等速自在継手１４，１５に両端がそれぞれ連結されたドライブシャフト１６とを備える。ドライブシャフト１６の一端はアウトボード側等速自在継手１４の内側継手部材１７に連結され、他端はインボード側等速自在継手１５の内側継手部材１９にそれぞれ連結される。
【００１８】
センサ付き車輪用軸受装置Ａは、図１に示すように、内周に複列の軌道面３を有する外方部材１と、これら軌道面３に対向する複列の軌道面４を外周に有する内方部材２と、これら内外の部材２，１の対向する軌道面３，４間に介在した複列の転動体５と、これら内外の部材２，１間に形成された環状空間の両端部を密封するシール７，８とを備える。転動体５はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。
【００１９】
外方部材１は固定側の部材となるものであって、車体の懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取付けるフランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部品とされている。
内方部材２は回転側の部材となるものであって、アウトボード側等速自在継手１４の外側継手部材１８と、この外側継手部材１８のステム部２１に基端側部分よりも段差をもって小径に形成されたステム部先端側部分２１ａの外周に嵌合するハブ輪９とでなる。外側継手部材１８は、マウス部２０の外底部からステム部２１が突出しており、このステム部２１は軸方向の貫通孔２２を設けることによって中空にしてある。ハブ輪９は中央孔１０を有し、その内周面における一部、例えばアウトボード側の端部には凹凸部９ｂが形成されて熱処理により硬化させてある。このハブ輪９の内周に前記ステム部２１を嵌合させ、ステム部２１を内径側から外径側に拡径させ、ステム部２１の外周部をハブ輪９の凹凸部９ｂに食い込ませて加締めることにより、前記外側継手部材１８とハブ輪９とが一体に結合される。内方部材２の複列の軌道面４，４におけるアウトボード側列の軌道面４がハブ輪９に、インボード側列の軌道面４が前記外側継手部材１８にそれぞれ形成されている。      
【００２０】
ハブ輪９はアウトボード側端に車輪取付用のフランジ９ａを有し、そのボルト挿通孔１１を貫通するハブボルト１２、およびこのハブボルト１２に螺合するハブナット（図示せず）により、ディスクブレーキ装置のブレーキロータと車輪（いずれも図示せず）とがフランジ９ａに重ねて取付けられる。
【００２１】
固定側部材である外方部材１の内径面における両列の軌道面３，３間には潤滑剤劣化検出装置３１の検出部４０が取付けられ、この潤滑剤劣化検出装置３１により軸受内部に封入された潤滑剤の劣化度合いが検出される。外方部材１には、潤滑剤劣化検出装置３１の光ファイバー３３，３４を挿通させる光ファイバー挿入孔１ｂが設けられ、光ファイバー３３，３４の挿通部には、防水・防油処理が施される。これにより、潤滑剤劣化検出装置３１の取付部から軸受内部へ水分やゴミ等が侵入するのを防止している。ここでは転動体５としてボールを使用した複列のアンギュラ玉軸受の場合を図示してあるが、重量の嵩む自動車用の駆動車輪用軸受装置の場合には、転動体として円すいころを使用した複列円すいころ軸受を採用する場合もある。
【００２２】
図３は、前記潤滑剤劣化検出装置３１の原理構成図を示す。この潤滑剤劣化検出装置３１は、検出対象となる潤滑剤３２にそれぞれ一端３３ａ，３４ａを対向させる発光側および受光側の光ファイバー３３，３４と、これら発光側および受光側の光ファイバー３３，３４の他端３３ｂ，３４ｂにそれぞれ接続された発光部３５および受光部３６と、この受光部３６の検出出力により前記潤滑剤３２の透過光量を求めて潤滑剤３２に混入している異物の量を検出する判定手段３７とを備える。判定手段３７は電子回路等からなる。検出対象となる潤滑剤３２は、前記センサ付き車輪用軸受装置Ａの内部に封入された潤滑剤である。発光側および受光側の光ファイバー３３，３４の潤滑剤３２に対向させる一端３３ａ，３４ａは、潤滑剤３２を挟んで互いに対向するように配置される。
【００２３】
図４は、上記潤滑剤劣化検出装置３１の概略構成例を示す。発光部３５はＬＥＤなどの発光素子からなり、この発光素子の発光面に発光側の光ファイバー３３の他端３３ｂが対向配置される。受光部３６はフォトダイオードなどの受光素子からなり、この受光素子の受光面に受光側の光ファイバー３４の他端３４ｂが対向配置される。発光部３５、受光部３６、および判定手段３７となる回路は、同一の回路基板３８に搭載される。判定手段３７の検出信号は配線ケーブル３９から装置外部に出力される。また、配線ケーブル３９を経て装置外部から潤滑剤劣化検出装置３１に電源が供給される。
この潤滑剤劣化検出装置３１では、潤滑剤３２にそれぞれ対向配置される発光側および受光側の光ファイバー３３，３４の各一端３３ａ，３４ａが検出部４０となる。この検出部４０が、センサ付き車輪用軸受装置Ａの内部つまり外方部材１の内径面に配置され、検出部４０を除く部分、つまり両光ファイバー３３，３４の他端３３ｂ，３４ｂ、発光部３５、受光部３６、および判定手段３７等が、センサ付き車輪用軸受装置Ａの外部に設置される。
【００２４】
前記発光部３５となる発光素子としては、ＬＥＤのほか、白熱電球、半導体レーザダイオード、ＥＬ、有機ＥＬ、蛍光管などを用いることができる。また、前記受光部３６となる受光素子としては、フォトダイオードのほか、フォトトランジスタ、ＣＤＳ、太陽電池、光電子増倍管などを用いることができる。
【００２５】
このように、上記潤滑剤劣化検出装置３１では、発光部３５から出射された光が発光側の光ファイバー３３を経由して軸受内部の潤滑剤３２を透過し、さらに受光側の光ファイバー３４を経由して受光部３６で検出される。このように潤滑剤３２を透過した透過光量は、潤滑剤３２に含まれる鉄粉（摩耗粉）などの異物の含有量が多いほど減少するので、受光部３６で検出される透過光量から判定手段３７は潤滑剤３２における異物の含有量を推定することができる。
軸受内部に封入された潤滑剤３２の劣化の主要な要因として、センサ付き車輪用軸受装置Ａの使用に伴って発生する鉄粉等の摩耗粉が潤滑剤３２に混入することが挙げられる。このため、潤滑剤３２に混入する異物の含有量を前記判定手段３７で推定することにより、潤滑剤３２の劣化度合いを検出することができる。例えば、判定手段３７は、検出される透過光量が設定値以下であると、潤滑剤が汚れ状態であると判定する。このほか、判定手段３７は、検出される透過光量が設定値以下であると軸受の異常を推定し、異常であると推定した場合に外部に警報を発する機能を有するものとしても良い。このような機能を有するものとした場合、警報の発生により、軸受に損傷が生じる前に確実に対策を講じることができる。
【００２６】
とくに、この潤滑剤劣化検出装置３１では、発光側および受光側の光ファイバー３３，３４の一端３３ａ，３４ａを検出対象となる潤滑剤３２に対向させ、これら光ファイバー３３，３４の他端３３ｂ，３４ｂに発光部３５および受光部３６を接続させているので、発光部３５、受光部３６、および判定手段３７を、光ファイバー３３，３４の一端３３ａ，３４ａからなる検出部４０から離して配置することができる。そのため、受光部３６や判定手段３７となる電子回路等が、電気ノイズや温度変化による影響を受けずに潤滑剤３２の劣化度合いを安定して検出できる。
また、検出部４０をコンパクトに構成できるので、検出部４０のみを軸受内部へ配置すれば良く、簡単かつコンパクトな構成により設置できる。さらに、検出部４０が潤滑剤３２の動きを妨げる要因にならないし、検出部４０に潤滑剤３２を安定供給でき、軸受内部への検出部４０の配置の自由度も高まることになる。
また、発光側および受光側の光ファイバー３３，３４の一端３３ａ，３４ａが潤滑剤３２の検出部４０となることから、潤滑剤３２の測定部位の断面積を小さくでき、粘度の高い潤滑剤３２でも検出部４０へ入り込み易く、それだけ検出が安定する。
【００２７】
図５は、上記潤滑剤劣化検出装置３１の他の概略構成例を示す。この潤滑剤劣化検出装置３１は、図４に示す構成例において、発光側および受光側の光ファイバー３３，３４の各端部３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂに集光用のレンズ４１Ａ〜４１Ｄを設けたものである。なお、レンズ４１Ａ〜４１Ｄは、少なくとも一つを設ければ良く、例えば両光ファイバー３３，３４のうちいずれか一方の光ファイバーの一端だけに設けても良い。その他の構成は図４の構成例の場合と同様である。
【００２８】
このように、光ファイバー３３，３４の端部３３ａ〜３４ｂに集光用のレンズ４１Ａ〜４１Ｄを設けた場合、光の拡散を防止できるので、潤滑剤３２における測定スポットの微細化や検出感度を上げることができる。光ファイバー３３，３４の端部３３ａ〜３４ｂのうちのいずれか一部のみにレンズを設けた場合にも、上記と同様の効果をある程度上げることができる。
【００２９】
図４および図５の構成例では、発光側の光ファイバー３３の一端部３３ａと受光側の光ファイバーの一端部３４ａを、潤滑剤３２を挟んで対向配置したが、図６に原理図を示すように、検出部４０における発光側の光ファイバー３３の一端部３３ａと受光側の光ファイバー３４の一端部３４ａの間で、これら各端部３３ａ，３４ａの配向方向に対して略直角方向の光路で投光・受光するようにしても良い。
図７は、このような光路で投光・受光する方式の潤滑剤劣化検出装置３１の概略構成例を示す。この潤滑剤劣化検出装置３１は、図４の構成例において、発光側および受光側の光ファイバー３３，３４における潤滑剤３２との対向側の端部３３ａ，３４ａを、鏡４２Ａ，４２Ｂを介して潤滑剤３２に対向させたものである。具体的には、発光側の光ファイバー３３の一端３３ａには、その一端から出射される光を、直角に曲げて潤滑剤３２に入射させるように鏡４２Ａが設けられる。また、受光側の光ファイバー３４の一端３４ａには、前記鏡４２Ａを経て潤滑剤３２を透過した光を、直角に曲げて光ファイバー３４の一端３４ａに入射させるように鏡４２Ｂが設けられる。これらの各鏡４２Ａ，４２Ｂは、対応する各光ファイバー３３，３４の一端３３ａ，３４ａと共に透明カバー４３Ａ，４３Ｂで被覆され、鏡４２Ａ，４２Ｂが汚れるのを防止している。この場合、各光ファイバー３３，３４の一端３３ａ，３４ａ、鏡４２Ａ，４２Ｂ、および透明カバー４３Ａ，４３Ｂで検出部４０が構成されることになる。
【００３０】
このように、光ファイバー３３，３４における潤滑剤３２との対向側の端部３３ａ，３４ａを、鏡４２Ａ，４２Ｂを介して潤滑剤３２に対向させた場合、これら光ファイバー３３，３４の端部３３ａ，３４ａを直接に潤滑剤３２に対向配置しなくても良い。そのため、検出部４０を軸受内部に取付けるときに、光ファイバー３３，３４の端部３３ａ，３４ａの向きの自由度が上がり、例えば軸受のシール部に検出部４０を取付けたり、潤滑剤３２に差し込んだ状態で取付けたりすることができる。
【００３１】
なお、図３〜図７に示した各構成例では、発光側の光ファイバー３３の一端３３ａから出て潤滑剤３２を透過した光を、受光側の光ファイバー３４の一端３４ａで直接受光するように検出部４０を構成した場合を示したが、これに限らず、図８のように、発光側の光ファイバー３３の一端３３ａと受光側の光ファイバー３４の一端３４ａを潤滑剤３２の中に配置して、発光側の光ファイバー３３の一端３３ａから出て潤滑剤３２の表面で反射した光を受光側の光ファイバー３４の一端３４ａで受光するように検出部４０を構成しても良い。
【００３２】
上記構成の潤滑剤劣化検出装置３１を搭載したこのセンサ付き車輪用軸受装置Ａでは、軸受内部に封入された潤滑剤に混入している異物の量を、リアルタイムで正確に検出することができる。また、潤滑剤に混入する異物の量から、潤滑剤の劣化度合いや、シール７，８の異常による潤滑異常をモニタできるので、潤滑剤の劣化や潤滑異常も予測することができる。とくに、この実施形態のように、アウトボード側の等速自在継手１４の外側継手部材１８とハブ輪９とが一体に結合されたセンサ付き車輪用軸受装置Ａでは、潤滑異常等により損傷すると、軸受装置Ａだけでなく、これに連結されるドライブシャフト１６、インボード側の等速自在継手１５を含む総アッシーでの交換が必要となるが、潤滑剤検出装置３１により潤滑剤の劣化度合いや潤滑異常をモニタできるので、センサ付き車輪用軸受装置Ａに動作異常が発生する前に対策を施して、製品保証費用を減じることができる。また、潤滑剤の交換や補充の必要性を判断できるため、使用期限前に廃棄される潤滑剤の量や補充する量が減少する。
【００３３】
図９は、図３〜図８に示した潤滑剤劣化検出装置３１の一つを搭載したセンサ付き車輪用軸受装置の他の実施形態を示す。このセンサ付き車輪用軸受装置Ｂは、図１に示したセンサ付き車輪用軸受装置Ａにおいて、潤滑剤劣化検出装置３１の検出部４０を、固定側部材である外方部材１におけるアウボード側の端部の内径面、具体的にはアウトボード側の転動体５とアウトボード側のシール７との間の内径面に取付けたものである。
【００３４】
図１０は、センサ付き車輪用軸受装置のさらに他の実施形態を示す。このセンサ付き車輪用軸受装置Ｃは、図１のセンサ付き車輪用軸受装置Ａにおいて、内方部材２の構成部品である外側継手部材１８のステム部２１を、内方部材２の他の構成部品であるハブ輪９の中央孔１０にスプライン嵌合させると共に、ステム部先端側部分２１ａの端部を、ハブ輪９の端面を押し付ける加締部２１ａａとすることで、外側継手部材１８とハブ輪９とを一体に結合している。潤滑剤劣化検出装置３１の設置形態等、その他の構成は図１の実施形態の場合と同様である。
【００３５】
図１１は、センサ付き車輪用軸受装置のさらに他の実施形態を示す。このセンサ付き車輪用軸受装置Ｄは、従動輪支持用の例であり、いわゆる第３世代型に分類されるものである。
このセンサ付き車輪用軸受装置Ｄでは、内方部材２が、ハブ輪９と、このハブ輪９のインボード側端の外周に嵌合した内輪２４とでなり、これらハブ輪９および内輪２４に各列の軌道面４が形成されている。ハブ輪９のインボード側の端部は、内輪２４の幅面を押し付けるフランジ状の加締部９ｂとされており、この加締部９ｂにより内輪２４が軸方向に締め付け固定される。ハブ輪９には、駆動輪支持用である図１の実施形態の場合のように等速自在継手が連結されないので、ハブ輪９は図１の実施形態のような中央孔を持たない構造とされる。その他の構成は図１の実施形態の場合と同様である。
【００３６】
図１２は、センサ付き車輪用軸受装置のさらに他の実施形態を示す。このセンサ付き車輪用軸受装置Ｅは、図１１のセンサ付き車輪用軸受装置Ｄにおいて、潤滑剤劣化検出装置３１の検出部４０を、固定側部材である外方部材１におけるアウボード側の端部の内径面、具体的にはアウトボード側の転動体５とアウトボード側のシール７との間の内径面に取付けたものである。
【００３７】
図１３は、センサ付き車輪用軸受装置のさらに他の実施形態を示す。このセンサ付き車輪用軸受装置Ｆは、ころ軸受型とし、かつ駆動輪支持用とした例である。図１に示した実施形態のセンサ付き車輪用軸受装置Ａと相違するところは、転動体５が円すいころでなり、内方部材２がハブ輪９とその外周に嵌合する一対の分割型の内輪２４Ａ，２４Ｂとでなり、これら一対の内輪２４Ａ，２４Ｂに各列の軌道面４が形成される点である。ハブ輪９のインボード側端は加締部９ｂとされ、この加締部９ｂが内輪２４Ｂの幅面に押し当てられる。ハブ輪９は中央孔１０を有し、この中央孔１０にアウトボード側の等速自在継手（図示せず）の外側継手部材が、スプライン嵌合により連結される。アウトボード側の等速自在継手が、ドライブイシャフトおよびインボード側の等速自在継手を介して車体側の差動機（いずれも図示せず）に連結されること、固定側部材である外方部材１の内径面における両列の軌道面３，３間に潤滑剤劣化検出装置３１の検出部４０が取付けられること等、その他の構成は図１の実施形態の場合と同様である。
【００３８】
図１４は、センサ付き車輪用軸受装置のさらに他の実施形態を示す。このセンサ付き車輪方軸受装置Ｇは、図１３に示した実施形態のセンサ付き車輪用軸受装置Ｆにおいて、上記した潤滑剤劣化検出装置３１の検出部４０を、固定側部材である外方部材１におけるアウボード側の端部の内径面、具体的にはアウトボード側の転動体５とアウトボード側のシール７との間の内径面に取付けたものである。その他の構成は、図１３の実施形態の場合と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るセンサ付き車輪用軸受装置を示す断面図である。
【図２】同センサ付き車輪用軸受装置と車体側の差動機とを連結する等速自在継手・ドライブシャフト装置の断面図である。
【図３】同センサ付き車輪用軸受装置に搭載される潤滑剤劣化検出装置の原理構成図である。
【図４】潤滑剤劣化検出装置の一例の概略構成図である。
【図５】潤滑剤劣化検出装置の他の例の概略構成図である。
【図６】潤滑剤劣化検出装置における検出部の他の構成例を示す原理図である。
【図７】潤滑剤劣化検出装置のさらに他の例の概略構成図である。
【図８】潤滑剤劣化検出装置における検出部のさらに他の構成例を示す原理図である。
【図９】この発明の他の実施形態に係るセンサ付き車輪用軸受装置の断面図である。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態に係るセンサ付き車輪用軸受装置の断面図である。
【図１１】この発明のさらに他の実施形態に係るセンサ付き車輪用軸受装置の断面図である。
【図１２】この発明のさらに他の実施形態に係るセンサ付き車輪用軸受装置の断面図である。
【図１３】この発明のさらに他の実施形態に係るセンサ付き車輪用軸受装置の断面図である。
【図１４】この発明のさらに他の実施形態に係るセンサ付き車輪用軸受装置の断面図である。
【図１５】駆動車輪用軸受装置の一例を示す断面図である。
【図１６】潤滑剤劣化検出装置の提案例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…外方部材
２…内方部材
３…外方部材の軌道面
４…内方部材の軌道面
５…転動体
９…ハブ輪
９ｂ…ハブ輪の凹凸部
１４…等速自在継手
１８…外側継手部材
２１…ステム部
２１ａ…ステム部先端側部分
２１ａａ…加締部
３１…潤滑剤劣化検出装置
３２…潤滑剤
３３…発光側の光ファイバー
３４…受光側の光ファイバー
３５…発光部
３６…受光部
３７…判定手段
４１Ａ〜４１Ｄ…集光用のレンズ
４２Ａ，４２Ｂ…鏡
Ａ〜Ｇ…センサ付き車輪用軸受装置
【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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