(57)【要約】【課題】  潤滑剤の厚さ、および発光部と受光部の距離を一定に保つことができ、現場でサンプリングした潤滑剤の劣化検出が容易な潤滑剤劣化測定器具を提供する。【解決手段】  この潤滑剤劣化測定器具１は、基端側部６ａが把手となる一対の支持部材６，６を互いに開閉自在に連結してなり、閉じ状態で先端間の距離が一定となる鋏状器具本体２を備える。この鋏状器具本体２の前記一対の支持部材６，６の先端６ｂ，６ｂには、互いに対向して互いの間に潤滑剤９を介在させる発光部３および受光部４がそれぞれ設けられる。また、前記鋏状器具本体２には、前記受光部４の出力から潤滑剤９の光透過率を求めて潤滑剤９に混入している異物の量を検出する判定手段５が設けられる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端側部が把手となる一対の支持部材を互いに開閉自在に連結してなり、閉じ状態で先端間の距離が一定となる鋏状器具本体と、この鋏状器具本体の前記一対の支持部材の先端に互いに対向してそれぞれ設けられて互いの間に潤滑剤を介在させる発光部および受光部と、前記受光部の出力から潤滑剤の光透過率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潤滑剤劣化測定器具。
【請求項２】
請求項１において、前記発光部および受光部の潤滑剤と接する部位に透明部材を用いた潤滑剤劣化測定器具。
【請求項３】
請求項２において、前記発光部および受光部の透明部材のうち、少なくとも一方の透明部材の潤滑剤を挟む面を凸形状とした潤滑剤劣化測定器具。
【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、前記発光部に、前記受光部の受光素子とは別の受光素子を設け、この別の受光素子は、前記発光部の発光素子から放射される光を直接にまたは反射部材を介して入射するように配置し、前記判定手段は、前記別の受光素子の検出する光量を基準として、潤滑剤の透過光を検出する受光素子の光量を評価するものとした潤滑剤劣化測定器具。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記発光部に、前記受光部の受光素子とは別の受光素子を設け、前記発光部の発光素子から放射される光を前記別の受光素子に入射させる透明な導光器を設け、前記判定手段は、前記別の受光素子の検出する光量を基準として、潤滑剤の透過光を検出する受光素子の光量を評価するものとした潤滑剤劣化測定器具。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記鋏状器具本体に温度センサを設け、前記判定手段は、前記温度センサの検出温度に応じて混入異物量を補正する温度補正手段を有するものとした潤滑剤劣化測定器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潤滑剤の劣化状態等を検出する潤滑剤劣化測定器具に関する。
【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、寿命に達して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。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】
潤滑剤の劣化の主要な要因として、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。
軸受の摩耗状態を検出するものとしては、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、大量の摩耗粉が入って導通が起こるなどの状況にならなければ、特性変化として検出されず、混入物の検出が困難な場合がある。
【０００５】
このような課題を解決するものとして、例えば図８のように、対向配置した発光素子３３と受光素子３４の間に潤滑剤３５を介在させ、発光素子３３から放射され潤滑剤３５を透過した光を受光素子３４で検出するようにし、受光素子３４で検出された光量に基づき判定回路３６で潤滑剤３５の劣化状態を推定する光学式の潤滑剤劣化検出センサの構成を考えた。
【０００６】
しかし、この構成の場合、測定対象となる潤滑剤３５の厚さや、発光素子３３と受光素子３４の距離が変化すると、受光素子３４に到達する光の強度が変化するので、潤滑剤３５の厚さを一定に保つ構成や、発光素子３３と受光素子３４の距離を一定に保つ構成が必要となる。
軸受内にセンサを搭載しない場合は、現場でサンプリングした潤滑剤について劣化具合を測定できる潤滑剤劣化検出センサが有効であるが、このように必要に応じて現場に持ち込み可能な潤滑剤劣化検出センサとして、上記した光学式のセンサを採用する場合、潤滑剤の厚さ、および発光素子と受光素子の距離を一定に保つ構成が特に必要となる。
【０００７】
この発明の目的は、潤滑剤の厚さ、および発光部と受光部の距離を一定に保つことができ、現場でサンプリングした潤滑剤の安定した劣化検出が容易な潤滑剤劣化測定器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の潤滑剤劣化測定器具は、基端側部が把手となる一対の支持部材を互いに開閉自在に連結してなり、閉じ状態で先端間の距離が一定となる鋏状器具本体と、この鋏状器具本体の前記一対の支持部材の先端に互いに対向してそれぞれ設けられて互いの間に潤滑剤を介在させる発光部および受光部と、前記受光部の出力から潤滑剤の光透過率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。
この構成によると、鋏状器具本体の把手となる部分を持って、発光部と受光部を開閉させることで潤滑剤の交換を簡単に行えるので、現場でサンプリングした潤滑剤の劣化検出を容易に行うことができる。また、鋏状器具本体の一対の支持部材を閉じ状態にすることで、測定時の発光部と受光部の距離、および潤滑剤の厚さを一定に保つことができるので、安定した劣化検出が可能となる。
【０００９】
この発明において、前記発光部および受光部の潤滑剤と接する部位に透明部材を用いても良い。この構成の場合、発光部の発光素子や受光部の受光素子が潤滑剤との接触で劣化するのを防止することができると共に、測定後に付着した潤滑剤を簡単に拭き取ることができ、潤滑剤劣化測定器具の取扱いが容易となる。
【００１０】
この発明において、前記発光部および受光部の透明部材のうち、少なくとも一方の透明部材の潤滑剤を挟む面を凸形状としても良い。
発光部および受光部の各透明部材の潤滑剤を挟む面が平面であると、これら両透明部材で挟まれる潤滑剤に気泡が入る恐れがある。このように気泡が入ると、潤滑剤の光路長が短くなるため正しい劣化検出が行えない。そこで、前記両透明部材のうち、少なくとも一方の透明部材の潤滑剤を挟む面を凸形状としており、これにより、両透明部材で挟まれる潤滑剤に気泡が入るのを防止でき、正しい劣化検出が可能となる。
【００１１】
この発明において、前記発光部に、前記受光部の受光素子とは別の受光素子を設け、この別の受光素子は、前記発光部の発光素子から放射される光を直接にまたは反射部材を介して入射するように配置し、前記判定手段は、前記別の受光素子の検出する光量を基準として、潤滑剤の透過光を検出する受光素子の光量を評価するものとしても良い。
この構成の場合、発光素子の劣化を知ることができ、また発光素子の温度特性による誤差をキャンセルすることができる。
【００１２】
この発明において、前記発光部に、前記受光部の受光素子とは別の受光素子を設け、前記発光部の発光素子から放射される光を前記別の受光素子に入射させる透明な導光器を設け、前記判定手段は、前記別の受光素子の検出する光量を基準として、潤滑剤の透過光を検出する受光素子の光量を評価するものとしても良い。
この構成の場合も、発光素子の劣化を知ることができ、また発光素子の温度特性による誤差をキャンセルすることができる。
【００１３】
この発明において、前記鋏状器具本体に温度センサを設け、前記判定手段は、前記温度センサの検出温度に応じて混入異物量を補正する温度補正手段を有するものとしても良い。
このように構成することにより、温度による検出結果の誤差を補正して、より正確な検出結果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の潤滑剤劣化測定器具は、基端側部が把手となる一対の支持部材を互いに開閉自在に連結してなり、閉じ状態で先端間の距離が一定となる鋏状器具本体と、この鋏状器具本体の前記一対の支持部材の先端に互いに対向してそれぞれ設けられて互いの間に潤滑剤を介在させる発光部および受光部と、前記受光部の出力から潤滑剤の光透過率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ため、潤滑剤の厚さ、および発光部と受光部の距離を一定に保つことができ、現場でサンプリングした潤滑剤の安定した劣化検出を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。図１（Ａ）はこの実施形態の潤滑剤劣化測定器具の平面図を示し、図２はその信号系の概略構成図を示す。この潤滑剤劣化測定器具１は、例えば軸受の組み込まれた機械の設置現場で軸受内部からサンプリングした潤滑剤を検出対象として、その劣化具合を検出するものであって、鋏状器具本体２と、発光部３および受光部４と、判定手段５とを備える。
鋏状器具本体２は、基端側部６ａが把手となる一対の支持部材６，６を支軸７で互いに開閉自在に連結して構成される。前記一対の支持部材６，６の先端部６ｂの互いに対向する面には、図１（Ａ）の一部Ｂを拡大して示す図１（Ｂ）のように、ストッパー８を構成する例えば互いに相手側面に向けて突出する一対の凸部８ａ，８ａが設けられている。これら一対の凸部８ａ，８ａは、鋏状器具本体２の閉じ状態で互いに当接して、一対の支持部材６，６の先端間の距離が一定となるようにされている。
発光部３および受光部４は、前記鋏状器具本体２における一対の支持部材６，６の先端部６ｂに互いに対向してそれぞれ設けられ、互いの間に測定対象となる潤滑剤９（図２）が介在させられる。
判定手段５は、前記受光部４の出力から潤滑剤９の光透過率を求めて潤滑剤９に混入している異物の量を検出する手段である。
【００１６】
図２に示すように、発光部３は、発光素子１３とその発光素子１３を駆動する発光回路１５とを有し、受光部４は、受光素子１４とその出力から受光量を検知する受光回路１６とを有する。前記鋏状器具本体２における一対の支持部材６，６の各先端部６ｂでは、発光部３の発光素子１３と受光部４の受光素子１４とが互いに対向するように配置される。判定手段５は、受光部４の受光回路１６で検知した受光量から、潤滑剤９の光透過率を求めて潤滑剤９に混入している異物の量を検出する処理回路１７と、表示器１８、設定スイッチ１９、およびバッテリ２０を備える。バッテリ２０は、この潤滑剤劣化測定器具１の電源となるものである。
【００１７】
鋏状器具本体２は開閉自在であり、その一対の支持部材６，６の先端部６ａ，６ａの間に潤滑剤９を挟んで閉じると、ストッパー８により鋏状器具本体２の先端部６ａ，６ａ間が一定のギャップに保たれる。これにより、挟まれた潤滑剤９の厚さ、および発光素子１３と受光素子１４の距離を一定に保つことができる。
発光素子１３と受光素子１４の距離、および潤滑剤９の厚さを一定とすると、潤滑剤９の透過光量つまり受光素子１４の受光量と、潤滑剤９に混入する鉄粉・摩耗粉等の異物の量との間には図３にグラフで示す関係がある。そこで、判定手段５の処理回路１７は、受光回路１６で検知した受光量を図３のグラフに当てはめることで潤滑剤９の光透過率を求め、その光透過率から潤滑剤９に混入している異物の量を検出する。また、潤滑剤９に混入する異物の量の増加は潤滑剤９の劣化の進行を意味するので、検出された異物の量から潤滑剤９の劣化具合を推定することができる。
【００１８】
図３に示すグラフの変化率は、測定対象である潤滑剤９の種類等によって異なる。図２における判定手段５の設定スイッチ１９は、処理回路１７による検出処理で適用する図３のグラフを、測定する潤滑剤９に応じて切替え設定するためのものである。この実施形態では、判定手段５の処理回路１７において、潤滑剤９に混入している異物の量が所定のしきい値を超えたか否かの判定も行う。図２における判定手段５の表示器１８は、検出した混入異物の量が所定のしきい値を超えたとき点灯して、警告を発するものである。
【００１９】
図４〜図６は、この実施形態の潤滑剤劣化測定器１における発光部３および受光部４が対向配置される検出部の各構成例を示す。図４の構成例では、潤滑剤９の接触が原因となる素子の劣化を防ぐため、検出部における潤滑剤９を挟む面部材２１，２１が、透明ガラスや透明樹脂などの透明部材で構成されている。具体的には、発光部３のハウジング２３内に発光素子１３が、受光部４のハウジング２４内に受光素子１４がそれぞれ互いに対向するように配置される。両ハウジング２３，２４の互いに対向する各外壁面において、発光素子１３から受光素子１４に至る光路が交差する部位に、それぞれ前記透明部材２１が設けられ、この透明部材２１が潤滑剤９を挟む面部材とされる。
これにより、発光素子１３および受光素子１４の劣化を防げると共に、測定後に付着した潤滑剤９を簡単に拭き取ることができ、潤滑剤劣化測定器具１の取扱いが容易となる。      
【００２０】
図５の構成例では、図４の構成例において、発光素子１３から放射され潤滑剤９を透過する光を受光する受光素子１４とは別に、発光素子１３から放射され反射部材２２で反射された光を受光する受光素子１４Ａが設けられている。別の受光素子１４Ａは、発光部３のハウジング２３内に配置され、ハウジング２３の外壁内面に設けられた反射部材２２を反射する発光素子１３の光を受光する。反射部材２２を設ける代わりに、ハウジング２３の外壁内面あるいは透明部材２１の周辺部に反射コーティングを施しても良い。この場合、判定手段５の処理回路１７では、別の受光素子１４Ａの検出する光量を基準として、潤滑剤９の透過光を検出する受光素子１４の光量を評価する。
これにより、発光素子１３の劣化を知ることができ、また発光素子１３の温度特性による誤差をキャンセルすることができる。
なお、反射部材２２を用いずに、発光素子１３の光を別の受光素子１４Ａで直接に受光するようにしても良い。
【００２１】
図６の構成例では、図５の構成例において、反射部材２２を用いる代わりに、発光素子１３と別の受光素子１４Ａとを光ファイバ等からなる透明な導光器２５で接続して、発光素子１３から放射される光を導光器２５を通して直接に別の受光素子１４Ａに入射するように構成されている。
この場合も、発光素子１３の劣化を知ることができ、また発光素子１３の温度特性による誤差をキャンセルすることができる。
【００２２】
図７は、前記検出部における潤滑剤９を挟む面部材とされる透明部材２１の各構成例を示す。発光部３および受光部４の各透明部材２１の潤滑剤９を挟む面が図７（Ａ）のように平面であると、これら両透明部材２１，２１で挟まれる潤滑剤９に気泡２６が入る恐れがある。このように気泡２６が入ると、潤滑剤９の光路長が短くなるため正しい劣化検出が行えない。
そこで、図７（Ｂ）の構成例では、前記両透明部材２１，２１の潤滑剤９を挟む面を共に凸面としている。これにより、両透明部材２１，２１で挟まれる潤滑剤９に気泡２６が入るのを防ぐことができ、正しい劣化検出が可能となる。
図７（Ｃ）の構成例では、受光部４側の透明部材２１の潤滑剤９を挟む面を凸面とし、発光部３側の透明部材２１の潤滑剤９を挟む面を平面としている。この場合も、両透明部材２１を平面とする場合に比べて、気泡２６が入るのを防ぐことができる。
【００２３】
なお、鋏状器具本体１には、図２に破線で示すように別に温度センサ２７を設けると共に、前記判定手段５に温度補正手段２８を設けて、温度センサ２７の検出温度に応じて、前記判定手段５の処理回路１７（図２）で検出された混入異物量を、前記温度補正手段２８で補正するようにしても良い。このように構成することにより、温度による検出結果の誤差を補正して、より正確な検出結果を得ることができる。
【００２４】
この潤滑剤劣化測定器具１では、開閉回動自在に連結された一対の支持部材６，６からなる鋏状器具本体２の前記一対の支持部材６，６を開閉させ、その閉じ状態で両支持部材６の先端に設けられた発光部３と受光部４の間に測定対象の潤滑剤９を介在させることで、潤滑剤９の劣化検出が行われる。その劣化検出は、判定手段５が受光部４の出力から潤滑剤９の光透過率を求めて潤滑剤９に混入している異物の量を検出するものである。
その場合に、発光部３と受光部４を開閉させることで潤滑剤９の交換を簡単に行えるので、現場でサンプリングした潤滑剤９の劣化検出を容易に行うことができる。
また、鋏状器具本体２の一対の支持部材６，６を閉じ状態にすることで、測定時の発光部３と受光部４の距離、および潤滑剤９の厚さを一定に保つことができるので、安定した劣化検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる潤滑剤劣化測定器具の平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ部の拡大図である。
【図２】同潤滑剤劣化測定器具の信号系を示す概略構成図である。
【図３】潤滑剤に混入する異物の量と透過光量との関係を示すグラフである。
【図４】上記潤滑剤劣化測定器における検出部の一構成例を示す断面図である。
【図５】上記潤滑剤劣化測定器における検出部の他の構成例を示す断面図である。
【図６】上記潤滑剤劣化測定器における検出部のさらに他の構成例を示す断面図である。
【図７】（Ａ）は上記潤滑剤劣化測定器の検出部における透明部材の拡大断面図、（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ透明部材の各変形例の拡大断面図である。
【図８】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】
【００２６】
１…潤滑剤劣化測定器具
２…鋏状器具本体
３…発光部
４…受光部
５…判定手段
６…支持部材
９…潤滑剤
１３…発光素子
１４，１４Ａ…受光素子
２１…透明部材
２２…反射部材
２５…導光器
２７…温度センサ
２８…温度補正手段
【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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