(57)【要約】      （修正有）【課題】軸受の生産販売企業が、遠隔地で顧客企業の軸受の潤滑剤劣化状況を含む寿命状況の監視，診断を行えて、顧客企業には正確な診断、適正な在庫，交換，予算の実現が図れ、生産販売企業が、受注予想を行えて在庫の削減が図れる軸受使用設備機器の監視・診断システムを提供する。【解決手段】顧客企業の設備機器３に組み込まれた軸受４に、その状態を検出するセンサ５を設け、その検出情報ｓ１を回線９に送信する。上記軸受４を生産販売する企業の事業所１には、送信されたセンサ情報ｓ１を受信し、蓄積・分析し、軸受４の劣化状態の診断および寿命予測を行う診断手段１４と、診断結果情報ｓ５を回線９に送信する診断結果情報送信手段１６とを設ける。顧客企業の事業所２には、送信された診断結果情報ｓ５を受信する診断結果情報受信手段３１をそれぞれ設ける。センサ５としては、軸受４の潤滑剤の劣化を検出するセンサを含む。【選択図】図３
2007310611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受を使用した設備機器の監視・診断システムであって、顧客企業の設備機器に組み込まれた軸受の状態を検出する一つまたは複数のセンサと、このセンサの検出情報をそのまま、または加工して回線に送信するセンサ情報送信手段と、上記軸受を生産販売する企業の事業所に設けられ上記回線で送信されたセンサ情報を受信するセンサ情報受信手段と、この手段で受信したセンサ情報を蓄積・分析し、軸受の劣化状態の診断および寿命予測を行う診断手段と、この診断手段の診断結果情報を回線に送信する診断結果情報送信手段と、上記顧客企業の事業所および生産販売する企業の事業所にそれぞれ設けられ上記回線に送信された診断結果情報を受信する診断結果情報受信手段とを備え、上記センサとして、軸受の潤滑剤の劣化を検出するセンサを含むことを特徴とする軸受使用設備機器の監視・診断システム。
【請求項２】
請求項１において、上記軸受の潤滑剤の劣化を検出するセンサは、潤滑剤に含まれている摩耗粉の量を光学特性、電気伝導率、誘電率、および透磁率のいずれかの測定によって検出するものである軸受使用設備機器の監視・診断システム。
【請求項３】
請求項１において、上記軸受の潤滑剤の劣化を検出するセンサは、潤滑剤に浸入した水分の量を、光学特性、電気伝導率、および誘電率のいずれかの測定によって検出するものである軸受使用設備機器の監視・診断システム。
【請求項４】
請求項１において、上記軸受の潤滑剤の劣化を検出するセンサは、潤滑剤の酸化度合いを誘電率の測定によって検出するものである軸受使用設備機器の監視・診断システム。
【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、上記センサとして、上記軸受の潤滑剤の劣化を検出するセンサの他に、塩分・水分などの環境を検出する環境センサと、軸受の振動状態および温度をそれぞれ検出するセンサを設け、上記センサ情報送信手段は、これら各センサの検出信号を送信するものである軸受使用設備機器の監視・診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、機械，設備に組み込まれた状態にある軸受の寿命状況を、遠隔地で軸受の製造メーカが監視して診断する軸受使用設備機器の監視・診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受が使用される設備が大型であったり、遠隔地であったり、停止できない機械の場合、大掛かりなメンテナンス作業を定期的に実施することが必要であり、早期の軸受交換もも必要となる。また、急な障害が発生した場合には、大きな損害が発生してしまうため、できるだけ正確に運転状況を把握しておくことが望まれている。
【０００３】
例えば、製鉄所や製紙工場等では、多数のロールが使用され、これらの支持にロール支持軸受が使用されている。この種のロール支持軸受は、比較的大型の軸受であるため、製鉄所や製紙工場等では、設備管理として軸受の寿命状況の診断を、振動センサ等を用いて工場独自に監視している。監視の結果として得られた寿命状況から、部品交換計画を立て、軸受の製造販売企業に見積もりを依頼をし、在庫や価格、納期を確認して発注を行っている。
他の各種の製造ラインや、運送業における自動車，鉄道の整備工場、各種プラント等でも、上記と同様な監視，診断を行っている。また、自社で診断が行えない場合は、軸受製造販売企業の技術者を現場に呼んで、診断を行わせる場合もある。
【０００４】
一方、軸受内部の潤滑剤が劣化すると、転動体の潤滑不良が発生して軸受寿命が短くなることが知られているが、軸受の振動状態などから判断する方法では、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り、より早い段階での判断基準が望まれている。
しかし、潤滑剤の劣化の進行は、軸受の使用されている負荷状態，回転速度，使用時間など、様々な要因によって左右されるため、潤滑剤の状態を定期的あるいはリアルタイムに観測するセンサや、その他のセンサを取付けても、その信号だけを見て単独で軸受の状況を判断するのは難しい。
また、軸受の使用されている環境によっては、錆などの劣化が発生しやすい条件の場合もあり、これらの環境条件を検出するセンサも望まれる。
【０００５】
このような要請に応える技術として、以下のような機械部品の監視・診断・販売システム（特許文献１）が提案されている。
この機械部品の監視・診断・販売システムでは、顧客の機械に組み込まれた軸受を中心とする機械部品にセンサを設け、そのセンサ情報を回線で送信する。生産販売企業では、そのセンサ情報を診断手段で診断する。その診断結果に応じて、交換用機械部品の価格，納期情報等の商品情報を含めた診断結果情報を回線に送信する。顧客企業は、その商品情報付きの診断結果情報に対して、合意情報を送信する。
これにより、機械部品の使用企業は、機械部品の正確な診断結果と同時に機械部品の商品情報を入手できて、迅速な発注，納品の確保が図れる。また、機械部品の生産販売企業では、事前受注による在庫削減、適正な生産計画による効率化が図れる。
【特許文献１】特開２００１−３５６８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示のシステムでは、センサの検出対象が温度、振動、画像である場合を例示しているが、特に軸受を使用する設備や機械によっては別の現象を検出したい場合がある。しかし、上記特許文献１では、温度、振動、画像以外の現象を検出対象とするセンサを使用して軸受等の機械部品の異常状態を予測・検知する構成については言及されていない。
【０００７】
この発明の目的は、軸受の状態を検出するセンサの一つとして、軸受の潤滑剤の劣化を検出するセンサを用いることにより、軸受の生産販売企業が、遠隔地で顧客企業の軸受の潤滑剤劣化状況を含む寿命状況の監視，診断を行えて、顧客企業には正確な診断、適正な在庫，交換，予算の実現が図れ、生産販売企業が、受注予想を行えて在庫の削減が図れる軸受使用設備機器の監視・診断システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の軸受使用設備機器の監視・診断システムは、軸受（４）を使用した設備機器の監視・診断システムであって、顧客企業の設備機器（３）に組み込まれた軸受（４）の状態を検出する一または複数のセンサ（５）と、このセンサ（５）の検出情報をそのまま、または加工して回線（９）に送信するセンサ情報送信手段（１０）と、上記軸受（４）を生産販売する企業の事業所（１）に設けられ上記回線（９）で送信されたセンサ情報（ｓ１）を受信するセンサ情報受信手段（１３）と、この手段（１３）で受信したセンサ情報（ｓ１）を蓄積・分析し、軸受（４）の劣化状態の診断および寿命予測を行う診断手段（１４）と、この診断手段（１４）の診断結果情報を回線（９）に送信する診断結果情報送信手段（１６）と、上記顧客企業の事業所（２）設けられ上記回線（９）に送信された診断結果情報（ｓ５）を受信する診断結果情報受信手段（３１）とを備え、上記センサ（５）として、軸受（４）の潤滑剤の劣化を検出するセンサを含むことを特徴とする。
この構成によると、顧客企業の機械（３）に組み込まれた軸受（４）の寿命関係要因がセンサ（５）で検出され、そのセンサ情報（ｓ１）が、回線（９）を介して生産販売企業の診断手段（１４）に送られる。この明細書で言う「寿命」とは、適正な使用による自然な寿命による他に、器物衝突等の異常による寿命を含む。診断手段（１４）は、受信したセンサ情報（ｓ１）から軸受（４）の寿命状況を診断する。その診断結果情報は、回線（９）を介して顧客企業に送られる。このため、顧客企業の軸受（４）が、遠隔地の製造販売企業の事業所（１）にある診断手段（１４）で診断できる。製造販売企業は、その軸受（４）の専門メーカであり、取扱量も多いため、診断機器に高精度のものを用いても無駄がなく、情報量も豊富で、正確な診断が行える。このため、軸受（４）の使用企業には正確な診断、適正な在庫，交換，予算の実現が図れる。また、軸受（４）の生産販売企業は、受注予測が行えて在庫の削減が図れる。
特に、軸受（４）の寿命関係要因を検出するセンサとして、軸受（４）の潤滑剤の劣化を検出するセンサを含むので、温度上昇や振動などの症状が発生する前に、軸受（４）の内部状態劣化を検出することができる。また、そのセンサ情報（ｓ１）を蓄積することによって、潤滑剤の劣化状態と温度上昇や振動などの発生状況を総合分析することができ、より精度の高い寿命予測や劣化検出が可能となる。
また、多数の事例をデータベース化し蓄積するシステムであるので、単独の顧客や事例だけでは予測できない複雑な状況判断を行なうことも可能になる。周囲環境などの付加情報をあわせてデータベースを構築することにより、より詳細に使用条件を分類した上で性能劣化との対応分析を行なうことができ、信頼性をより高めることができる。
【０００９】
この発明において、上記軸受（４）の潤滑剤の劣化を検出するセンサ（５）は、潤滑剤に含まれている摩耗粉の量を光学特性、電気伝導率、誘電率、および透磁率のいずれかの測定によって検出するものであっても良い。
【００１０】
この発明において、上記軸受（４）の潤滑剤の劣化を検出するセンサ（５）は、潤滑剤に浸入した水分の量を、光学特性、電気伝導率、および誘電率のいずれかの測定によって検出するものであっても良い。また、上記軸受（４）の潤滑剤の劣化を検出するセンサ（５）は、潤滑剤の酸化度合いを誘電率の測定によって検出するものであっても良い。
【００１１】
この発明において、上記センサ（５）として、上記軸受（４）の潤滑剤の劣化を検出するセンサの他に、塩分・水分などの環境を検出する環境センサと、軸受の振動状態および温度をそれぞれ検出するセンサを設け、上記センサ情報送信手段（１０）は、これら各センサの検出信号を送信するものであっても良い。この構成の場合、軸受（４）の使用条件をより詳細に分類した上で、軸受（４）の性能劣化との対応分析を行うことができ、検出結果の信頼性をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の軸受使用設備機器の監視・診断システムは、軸受を使用した設備機器の監視・診断システムであって、顧客企業の設備機器に組み込まれた軸受の状態を検出する一または複数のセンサと、このセンサの検出情報をそのまま、または加工して回線に送信するセンサ情報送信手段と、上記軸受を生産販売する企業の事業所に設けられ上記回線で送信されたセンサ情報を受信するセンサ情報受信手段と、この手段で受信したセンサ情報を蓄積・分析し、軸受の劣化状態の診断および寿命予測を行う診断手段と、この診断手段の診断結果情報を回線に送信する診断結果情報送信手段と、上記顧客企業の事業所および生産販売する企業の事業所にそれぞれ設けられ上記回線に送信された診断結果情報を受信する診断結果情報受信手段とを備え、上記センサとして、軸受の潤滑剤の劣化を検出するセンサを含むこととしたため、軸受の生産販売企業が、遠隔地で顧客企業の軸受の潤滑剤劣化状況を含む寿命状況の監視，診断を行えて、顧客企業には正確な診断、適正な在庫，交換，予算の実現が図れ、生産販売企業が、受注予想を行えて在庫の削減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１〜図３は、この軸受使用設備機器の監視・診断システムを示す。このうち、図１は大概念を示し、図２は事業部門間の情報流れを主に示す中概念の説明図である。図３はこの発明のより詳しい概念構成を示すブロック図である。
図３に示すように、この監視・診断システムは、軸受の生産販売企業の事業所１において、その顧客企業の事業所２にある機械３の軸受４について、監視・診断を行い、診断結果情報に商品情報を付けて顧客企業の事業所２に送るシステムである。監視，診断の対象となる各軸受４に対しては、１つまたは複数種類のセンサ５を設ける。センサ５は、軸受４の寿命関係要因を検出するセンサであり、例えば潤滑剤劣化検出センサや、塩分・水分などの環境を検出する環境センサ（水分センサあるは塩分センサ）、振動センサ、温度センサ等が挙げられる。この場合、複数種類のセンサ５の中には、必ず潤滑剤劣化検出センサを含めるものとする。軸受４の設置された環境が湿気や塩分の多い状態である場合には、軸受４が腐食されやすく劣化の進行速度が速くなるため、潤滑剤劣化検出センサ以外のセンサ５として、水分センサ，塩分センサなどの環境センサを設けるのが望ましい。これにより、軸受４の置かれた周囲環境をモニタできる。
潤滑剤劣化検出センサ以外のセンサ５としては、この他に、軸受４を撮像する撮像素子であっても良く、また回転センサ、速度センサ、予圧検出センサ等であっても良い。
【００１４】
監視，診断対象となる軸受４は、例えば転がり軸受である。機械３は、上記軸受４を用いたもの、特に複数の軸受４を用いたものであり、例えば鉄鋼設備や製紙機械、その他に航空機，鉄道，自動車や、その生産ライン、整備ラインであっても良く、また発電プラント等の各種プラントであっても良い。ここで言う機械３は、単独の機械であっても、複数の機械が集まった生産，整備設備の全体であっても良い。機械３がロール軸等の複数の軸６を用いたものであって、軸受４が各軸６を支持するものであってもよい。
【００１５】
具体例を挙げると、機械３が製紙機械である場合、図９に示すように各工程の機械に多数のロール７が用いられており、これらのロール７のロール軸６（図１０）の両端を支持する軸受４が、監視，診断対象となる。この軸受４は、内外輪４ａ，４ｂの間に転動体４ｃを有する軸受である。センサ５は、図１０の例では、軸受４を設置したハウジング８に設置されている。
【００１６】
図１１は監視対象となる軸受４が、鉄道車両用軸受ユニットに用いられたセンサ付き軸受である場合の断面図を示す。この場合の鉄道車両用軸受ユニットは、センサ付き軸受４とその内輪６４の両側に各々接して設けられた付属部品である油切り６２および後ろ蓋６３とで構成される。軸受４は、ころ軸受、詳しくは複列の円すいころ軸受からなり、各列のころ６６，６６に対して設けた分割型の内輪６４，６４と、一体型の外輪６５と、前記ころ６６，６６と、保持器６７とを備える。
後ろ蓋６３は、車軸７０に軸受４よりも中央側で取付けられて外周のオイルシール６８を摺接させたものである。油切り６２は、車軸７０に取付けられて外周にオイルシール６９を摺接させたものである。これら軸受４の両端部に配置される両オイルシール６８，６９により軸受４の内部に潤滑剤が封止され、かつ防塵・耐水性が確保される。
【００１７】
センサ５は潤滑剤劣化検出センサであって、オイルシール６９の内側面に取付けられて保持器６７の端面付近に配置される。センサ５の配線ケーブル５４は、オイルシール６９のシールケース５６に設けられた挿通孔を挿通して軸受外に引き出される。この配線ケーブル５４を通じて、軸受外からセンサ５への電源供給と軸受外への検出信号の取り出しが行われる。センサ８７は軸受４の内部温度あるいは振動状態を検出する温度センサあるいは振動センサであって、軸受４の外輪６５の中央部の内径面に取付けられる。センサ５Ａの配線ケーブル５５は、外輪６５に設けられた挿通孔を挿通して軸受外に引き出される。この配線ケーブル５５を通じて、軸受外からセンサ５Ａへの電源供給と軸受外への検出信号の取り出しが行われる。前記各回線ケーブル５４，５５の挿通部には防水・防油処理が施され、これによりセンサ５，８７の取付部から軸受内部へ水分やゴミ等が浸入するのを防止している。
【００１８】
図３において、顧客企業の事業所２には、センサ５で検出した情報（生データ）またはこの情報を加工した情報であるセンサ情報ｓ１を回線９に送信するセンサ情報送信手段１０が設けられてる。回線９は、電話回線網等の公衆回線であっても、専用回線であっても良い。
センサ情報送信手段１０は、複数の軸受４に対して設けられた各センサ５の検出情報を収集する情報収集部１１と、この情報収集部１１で収集した情報を上記センサ情報ｓ１として回線９に送信する情報送信部１２とを有する。
センサ情報送信手段１０は、センサ５の検出情報を回線９に送れる手段であれば良く、所定の機能に限定された電子機器であっても、パーソナルコンピュータ等のコンピュータやその他の汎用の情報処理機器であっても良い。また、センサ情報送信手段１０は、単独の機器に限らず、複数の機器が接続されたものであっても良い。センサ情報送信手段１０が情報収集部１１と情報送信部１２とを有するものである場合、例えば情報収集部１１に電子機器であるデータ収集器を用い、情報送信部１２に別の電子機器であるコントローラを用いても良い。センサ情報送信手段１０は、センサ５から得たセンサ情報ｓ１を記憶する記憶手段を有するものとすることが好ましい。この記憶手段は、情報収集部１１と情報送信部１２のいずれに設けても良く、またこれらと別個に設けても良い。
センサ５からセンサ情報送信手段１０に送る情報、およびセンサ情報送信手段１０から回線９に送信するセンサ情報ｓ１は、定められた規格、例えば生産販売企業１で定めた規格に沿った形式とすることが好ましい。
【００１９】
生産販売企業の事業所１には、回線９に送信されたセンサ情報ｓ１を受信するセンサ情報受信手段１３と、この手段１３で受信したセンサ情報ｓ１から軸受４の寿命状況を診断する診断手段１４とを設ける。また、その診断結果情報ｓ２に応じて商品情報を診断結果情報ｓ２に付加する商品情報付加手段１５と、その商品情報の付加された診断結果情報ｓ５を回線９に送信する診断結果情報送信手段１６を設ける。
生産販売企業の事業所１は、まとめて一つの事業所と称しているが、複数の事業所の集まりであっても良い。ここでは、技術・研究部門の事業所１Ａと、営業・生産部門の事業所１Ｂに分けて説明する。なお、営業・生産部門の事業所１Ｂは、具体的には、営業部門の事業所と生産部門の事業所である工場とに分かれており、また営業部門の事業所は複数設けられる。
センサ情報受信手段１３および診断手段１４は、生産販売企業の事業所１における技術・研究部門の事業所１Ａに設けられ、商品情報付加手段１５と診断結果情報送信手段１６は営業・生産部門の事業所１Ｂに設けられる。営業・生産部門の事業所１Ｂには、さらに受注処理手段２４、決裁手段２７、および診断結果利用生産計画支援手段２８が設けられる。
【００２０】
センサ情報受信手段１３は、顧客企業の事業所２におけるセンサ情報送信手段１０から回線９を介してセンサ情報ｓ１を受信できる手段であり、回線９から受信される情報を、どの顧客企業の事業所２から送信された情報であるかを区別して受信できる手段である。つまり、センサ情報受信手段１３は、情報管理インターフェースとして機能する。センサ情報受信手段１３は、コンピュータ等の通信機能を備えた汎用の情報処理機器であっても、また専用の電子機器であっても良い。また、センサ情報受信手段１３は、受信したセンサ情報ｓ１を記憶するセンサ情報記憶手段（図示せず）を有するものが好ましい。
【００２１】
センサ情報送信手段１０とセンサ情報受信手段１３との情報送受は、各種の形態が採用できる。例えば図６（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ示す形態が採用できる。同図（Ａ）の例は、センサ情報ｓ１を常時送信する形態である。常時送信は、１日２４時間の全ての時間中に送信する形態であっても、顧客企業の事業所２または生産販売企業の事業所１の稼働時間中のみ常時送信する形態であっても良い。常時送信の場合、常にリアルタイムで診断手段１４による診断が可能である。
同図（Ｂ）は定期送信する形態を示す。この場合、センサ情報送信手段１０に設けられた送信時設定手段１７で設定された時刻にセンサ情報ｓ１を送信する。定期送信の間隔は、例えば、１日の所定時に１回というように、時刻や機械稼働時期に合わせて設定しても、また１時間置き等のように送信間隔時間を定めておいても良い。定期送信の場合、設定された送信時の他に、所定の機械異常時にもセンサ情報ｓ１を送信するようにすることが好ましい。所定の機械異常時は、例えば、軸受４の用いられた機械３が緊急停止したような場合であり、機械３の制御機器の発生する異常信号により機械異常時がセンサ情報送信手段１０で認識できる。
同図（Ｃ）は、送信要求に応答してセンサ情報ｓ１を送信する形態を示す。センサ情報送信手段１０およびセンサ情報受信手段１３は、双方向通信が可能なものとする。この例では、センサ情報受信手段１３から送信要求を送って回線９を接続状態とし、センサ情報送信手段１０からセンサ情報ｓ１を送信させる。この場合、センサ情報送信手段１０には、センサ５から得られる情報を圧縮データに加工する圧縮データ生成手段１８を設け、圧縮データとしてセンサ情報ｓ１を送信する。
【００２２】
図３において、診断手段１４は、センサ情報受信手段１３で受信したセンサ情報ｓ１から軸受４の寿命状況を診断する手段である。診断手段１４は、診断結果情報として、軸受４が正常に使用可能か否かの判定結果と、使用可能である場合の使用可能期間の判定結果とを含むものであることが好ましい。
診断手段１４は、データベース１９に登録された軸受４の機種別仕様の情報を診断に利用するものとしてある。診断手段１４は、さらにデータベース１９に登録された診断事例の情報を診断に利用するものとしてある。データベース１９において、診断事例は軸受４の機種別に登録されている。このように、常時、例えば定期的にデータベース１９に多数の診断事例の情報をベース化して登録することにより、さらには軸受状況のフィードバックも継続する構成とすることで、データベース１９が徐々に進化し、診断結果の信頼性が次第に高められ、単独の顧客企業や事例だけの情報では予測できない複雑な状況判断を正確に行うことができる。機種別の軸受の仕様情報と診断事例とは、同じデータベース１９に登録するものとして図示してあるが、別個に設けたデータベースに登録しても良い。
診断手段１４は、さらにデータベース２０に登録された軸受４の使用環境情報を診断に用いるものとしても、顧客情報を診断に用いるものとしても良い。使用環境情報は、例えば軸受４がどのような回転速度，負荷，使用頻度等の運転条件で用いられるか、またどのような塵埃等の周辺環境で用いられか等の情報である。顧客情報は、顧客企業に特有の情報であり、例えば診断に際する基準値の要望等がある場合に、その要望の情報である。
【００２３】
診断手段１４は、センサ情報ｓ１が入力されることで、少なくとも軸受４が正常に使用可能か否かの判定を自動的に行う判定器２１と、この判定器２１による判定結果に対して、人による診断結果を付加し、または人による診断結果で修正を行う人為診断部２２とを備えている。判定器２１は、正常に使用可能か否かの判定結果に加えて、使用可能である場合の使用可能期間の判定結果を出力するものであることが好ましい。
判定器２１は、判定専用の電子機器であっても良く、また汎用のコンピュータであっても良い。人為診断部２２は、人為診断が可能なように、センサ情報ｓ１に応じた振動波形等の情報を、人の目や耳で認識可能なように表示する手段と、人が診断結果の追加または修正の入力を施すことを可能とした手段であり、コンピュータ等で構成される。追加の診断結果は、例えば、判定器２１では判定結果として現れないが、作業者によっては診断できる内容であり、コメント等として診断結果に追加しても良い。
【００２４】
判定器２１は、例えばセンサ情報ｓ１が振動情報である場合、波形分析器や周波数分析器が用いられる。センサ情報ｓ１が温度情報である場合、設定値と比較する手段等とされる。判定器２１は、振動情報と温度情報等の複数種類のセンサ情報ｓ１の分析した結果を総合的に判定する手段としても良い。
判定器２１で用いる判定基準には、判定器２１に設定された基準値であっても良く、またデータベース１９に登録された判定基準であっても良い。
【００２５】
図３２は、判定器２１による波形分析例の説明図である。同図（Ａ）に示す欠陥信号を含むセンサ情報ｓ１は、同図（Ｂ）に示す主信号と、同図（Ｃ）に示す欠陥信号とに分けられる。この欠陥信号から、寿命判定が行われる。
【００２６】
診断手段１４によって、現在、どの軸受４の診断を行っているかは、例えば次のいずれかの方法が採用できる。
・センサ情報ｓ１に付随して送信される軸受４の機種情報を用いる。
この場合に、どの顧客企業の事業所２のどの機械３のどの位置の機械部品４であるかを識別する情報を付加しておくことで、診断手段１４によって、個々の軸受４の認識が行える。
・診断手段１４またはセンサ情報受信手段１３に、いまから診断し、または今から受信するセンサ情報ｓ１がどの機種であるかの管理機能を与えておき、診断手段１４に入力されるセンサ情報ｓ１を選択する。この場合に、診断手段１４またはセンサ情報受信手段１３に設ける管理機能は、どの顧客企業の事業所２のどの機械３のどの位置の軸受４であるかまでを管理するものとしても良い。
【００２７】
商品情報付加手段１５は、診断手段１４の診断結果情報に応じて診断対象の軸受４に関する商品情報を生成し、かつこの商品情報を診断結果情報に付加する手段である。付加する商品情報は価格情報および納期情報を含むものとする。商品情報付加手段１５は、データベース２３に登録された機種別の在庫情報（在庫の個数、在庫場所を含む）、価格情報、および納期情報が登録されたものである。データベース２３は、生産計画情報を含むものであることが好ましく、商品情報付加手段１５は、在庫がない場合は、生産計画情報に含まれる納期情報から、商品情報として付加する納期情報を設定する。
商品情報付加手段１５は、付加する商品情報を、発注意思の伺い情報を含む見積もり情報としても良い。
なお、軸受４が交換でなくて補修で済むような場合に、補修で済むという診断結果情報が診断手段１４から商品情報付加手段１５に与えられたときは、商品情報付加手段１５は、データベース２３に登録された補修情報を商品情報として付加する。
【００２８】
商品情報付加手段１５で生成された商品情報付加の診断結果情報は、診断結果情報送信手段１６から回線９に送られる。
営業・生産部門の事業所１Ｂに設けられた診断結果情報送信手段１６は、商品情報の付加された診断結果情報を送信するものであるが、これとは別に、技術・研究部門の事業所１Ａに診断結果情報送信手段（図示せず）を設けておき、診断手段１４の診断結果情報を、そのまま回線９で顧客企業に送信するようにしても良い。
【００２９】
顧客企業の事業所２には、施設管理部３０等に診断結果情報受信手段３１が設けられ、生産販売企業の診断結果情報送信手段２４から回線９に送られた商品情報付加・診断結果情報を受信する。この診断結果情報受信手段３１は、発注処理部３２を有していて、受信した診断結果情報ｓ５の商品情報に含まれる見積もり情報に対して、合意情報ｓ６を回線９に出力可能とされる。合意情報ｓ６は、受注処理手段２４で受信される。受注処理手段２４は、合意情報ｓ６の発注内容に応じて、商品保管部２５に納品の手配情報を送信する。商品保管部２５は、工場や、流通経路の倉庫、代理店の倉庫等である。商品保管部２５は、受信した手配情報に応じて、商品である軸受４を顧客企業の事業所２にトラック等で納品する。
納品の後、顧客企業と生産販売企業の決裁手段２７の間で決裁が行われる。この決裁は、電子情報による決裁であっても良い。また、銀行等の外部決裁機関２９を介して決裁を行っても良い。
【００３０】
診断結果利用生産計画支援手段２８は、生産部門（生産管理部門）に設けられて、診断手段１４の診断結果情報を統計的に加工した機種別の需要予測情報を生成する手段である。
【００３１】
図４は、顧客企業の事業所２が複数ある場合の生産販売企業の事業所１との関係を示す。顧客企業の事業所２と生産販売企業の事業所１とは、一般的には同図のように多対１とされ、または多対多となる。
【００３２】
図５は、この軸受使用設備機器の監視・診断システムのハードウェア構成例を示す。生産販売企業の技術・研究部門の事業所１Ａは、判定器２１と、複数のコンピュータ５２，５３と、データベース１９，２０とがローカルエリアネットワークを構成しており、回線９に対して、ターミナルアダプタ３３，ルータ３４およびハブ３５を介して接続され、ウェブサーバ３６で管理される。データベース１９，２０は、コンピュータ３７と大容量記憶手段３８とで構成される。上記ルータ３４，ハブ３５，ウェブサーバ３６等で図３のセンサ情報受信手段１３が構成される。また、診断手段１４は、コンピュータ５２等で構成される。
生産販売企業の営業・生産部門の事業所１Ｂにおける主となる営業部門は、複数のコンピュータ３９，４０とデータベース２３等でローカルエリアネットワークを構成し、回線９に対して、ターミナルアダプタ４１，ルータ４２およびハブ４３を介して接続され、ウェブサーバ４４で管理される。上記コンピュータ３９，４０で、図３の商品情報付加手段１５、診断結果情報送信手段１６、受注処理手段２４、および決裁手段２７が構成される。
【００３３】
顧客企業の事業所２の一つは、複数のコンピュータ４６とセンサ情報送信手段１０となるコントローラ等でローカルエリアネットワークを構成し、回線９に対して、ターミナルアダプタ４７，ルータ４８およびハブ４９を介して接続され、ウェブサーバ５０で管理される。コンピュータ４６で診断結果情報受信手段３１が構成される。
顧客企業の事業所２の他の一つは、センサ情報送信手段１０となるコントローラが直接に回線９に接続され、また回線９に直接に接続されたコンピュータ５１で診断結果情報受信手段３１が構成される。
【００３４】
この実施形態における処理の流れを、図３，図７と共に説明する。顧客企業の軸受４を監視するセンサ５の検出情報は、センサ情報送信手段１０によって、センサ情報ｓ１として回線９に送信される（図７（Ａ））。このセンサ情報ｓ１には、部品機種および部品使用箇所等の部品特定データが含まれている。
このセンサ情報ｓ１は、生産販売企業１のセンサ情報受信手段１３で受信されて、診断手段１４で診断される。診断には、データベース１９，２０の登録情報が利用される。その診断結果情報ｓ２（図７（Ｂ）は、部品特定情報と共に、使用可または使用不可の区別と共に、使用可である場合の使用可能期間とが含まれ、必要な場合には、人為診断情報が付加される。
この診断結果情報ｓ２に対して、商品情報付加手段１５によって、データベース２３を参照して、商品情報ｓ３が付加され、かつ発注伺い情報ｓ４が付加される。商品情報ｓ３は、価格情報および納期情報を含む。発注伺い情報ｓ４は、発注か保留かの意思確認の入力を促す情報と、希望納期を伺う情報とを含む。
この診断結果情報ｓ２，商品情報ｓ３，および発注伺い情報ｓ４が付加された情報である商品情報付加・診断結果情報ｓ５は、診断結果情報送信手段１６で回線９に送信される。
【００３５】
顧客企業では、診断結果情報受信手段３１で商品情報付加・診断結果情報ｓ５を受信し、この情報ｓ５を検討して、発注処理部３２で合意情報ｓ６を回線９に送信する。合意情報ｓ６は、発注情報であり、発注の意思を伝える情報と、希望納期の情報とを含む。
この合意情報ｓ６は、受注処理手段２４で受信されて受注処理され、上記のように納品および決裁が行われる。
【００３６】
上記の説明は、軸受４の１個についての商品情報付加・診断結果情報ｓ５として説明したが、一般には商品情報付加・診断結果情報ｓ５は、図８に例示するように、複数の軸受についてのテーブルまたはリストからなる商品情報付加・診断結果情報群として、診断結果情報送信手段１６から送信される。また、合意情報ｓ６は、１群の商品情報付加・診断結果情報群に対して、発注意思情報および希望納期情報を付加して返信するようにしても良く、また複数の商品情報付加・診断結果情報群に対して、顧客企業で編集し直して返信しても良い。
さらに、この発明において、常時は診断結果情報送信手段は商品情報を付加せずに診断結果情報を回線に送信し、商品情報を含む見積もり情報を、何日分か纏めて送信するものとしても良い。
【００３７】
この発明の軸受使用設備機器の監視・診断システムによると、このように顧客企業が、軸受４の正確な診断結果と同時に軸受４の商品情報を現地で入手できて、迅速な発注，納品の確保が図れ、また軸受４の監視，診断の費用が軽減できる。軸受４の生産販売企業は、事前受注による在庫削減、適正な生産計画による効率化が図れる。
軸受４の寿命関係要因を検出するセンサ５として、軸受４の潤滑剤の劣化を検出するセンサを含むので、温度上昇や振動などの症状が発生する前に、軸受４の内部状態劣化を検出することができる。また、そのセンサ情報ｓ１を蓄積することによって、潤滑剤の劣化状態と温度上昇や振動などの発生状況を総合分析することができ、より精度の高い寿命予測や劣化検出が可能となる。
ここで、判断の基準となるのはメーカ側、つまり生産販売企業側に蓄積されているデータベース１９，２０である。課題に述べたように、寿命診断には様々な要因が作用するため、多数のセンサ信号と、その時間経過を蓄積し、それらを総合的に利用した判断が必要になる。この判断は、様々な顧客で使用されている機械３からのデータに基づいて実施されるものであり、メーカのデータベース１９，２０と判定基準が必要である。
常時、定期的にデータが収集されるとともに、状況のフィードバックも継続する構成にすることでデータベース１９，２０が徐々に進化し、診断結果の信頼性が次第に高められて、顧客の設備に要求される正確な判断が可能になる。
集められたデータベース１９，２０、判断基準を、個々の顧客の設備に落とし込み、その設備に固有の監視方法・診断基準にしていくこともできる。また、各種センサ信号の最もよい組合せ方法などを、顧客の使用状況に応じて提案することも可能になり、製品の信頼性を高めることができる。
【００３８】
図１２は、前記潤滑剤劣化検出センサ５の一例の原理構成図を示す。この潤滑剤劣化検出センサ５は、検出対象となる潤滑剤１０２にそれぞれ一端１０３ａ，１０４ａを対向させる発光側および受光側の光ファイバー１０３，１０４と、これら発光側および受光側の光ファイバー１０３，１０４の他端１０３ｂ，１０４ｂにそれぞれ接続された発光部１０５および受光部１０６と、この受光部１０６の検出出力により前記潤滑剤１０２の劣化を検出する判定手段１０７とを備える。検出対象となる潤滑剤１０２は、前記軸受４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１０３，１０４の潤滑剤１０２に対向させる一端１０３ａ，１０４ａは、潤滑剤１０２を挟んで互いに対向するように配置される。
【００３９】
図１３は、上記潤滑剤劣化検出センサ５の一構成例を示す。発光部１０５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１０３の他端１０３ｂが対向配置される。受光部１０６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１０４の他端１０４ｂが対向配置される。さらに、発光側および受光側の光ファイバー１０３，１０４の各端部１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂには集光用のレンズ１１１Ａ〜１１１Ｄが配置される。なお、レンズは、例えば両光ファイバー１０３，１０４のうち一方の光ファイバーの一端だけに設けても良い。発光部１０５、受光部１０６、および判定手段１０７となる回路は、同一の回路基板１０８に搭載される。判定手段１０７の検出信号は配線ケーブル１０９から出力される。
【００４０】
この潤滑剤劣化検出センサ５では、潤滑剤１０２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１０３，１０４の各一端１０３ａ，１０４ａと、集光用レンズ１１１Ｂ，１１１Ｃとが検出部１００となり、この検出部１００を除く部分、つまり両光ファイバー１０３，１０４の他端１０３ｂ，１０４ｂ、集光用レンズ１１１Ａ，１１１Ｄ、発光部１０５、受光部１０６、および判定手段１０７等は軸受４の外部に設置される。
【００４１】
前記発光部１０５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１０６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。
【００４２】
このように構成された潤滑剤劣化検出センサ５では、発光部１０５から出射された光が発光側の集光用レンズ１１１Ａ、光ファイバー１０３、集光用レンズ１１１Ｂを経由して軸受４内の潤滑剤１０２を透過し、さらに受光側の集光用レンズ１１１Ｃ、光ファイバー１０４、集光用レンズ１１１Ｄを経由して受光部１０６で検出される。このように潤滑剤１０２を透過した透過光量は、潤滑剤１０２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１０６で検出される透過光量から判定手段１０７は潤滑剤１０２における異物の含有量を推定することができる。
潤滑剤１０２が封入される軸受４では、潤滑剤１０２の劣化の主要な要因として、軸受４の使用に伴って発生する鉄粉（摩耗粉）が潤滑剤１０２に混入することが挙げられるので、潤滑剤１０２に混入する異物の含有量を前記判定手段１０７で推定することにより、潤滑剤１０２の劣化状態を検出することができる。
【００４３】
とくに、この潤滑剤劣化検出センサ５では、発光側および受光側の光ファイバー１０３，１０４の一端１０３ａ，１０４ａを検出対象となる潤滑剤１０２に対向させ、これら光ファイバー１０３，１０４の他端１０３ｂ，１０４ｂに発光部１０５および受光部１０６を接続させているので、発光部１０５、受光部１０６、集光用レンズ１１１Ａ，１１１Ｄおよび判定手段１０７を、光ファイバー１０３，１０４の一端１０３ａ，１０４ａや集光用レンズ１１１Ｂ，１１１Ｃからなる検出部１００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１０２の劣化状態を安定して検出できる。  また、検出部１００をコンパクトに構成できるので、例えば軸受４の内部に封止される潤滑剤１０２の劣化検出に使用する場合、軸受４の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１００が潤滑剤１０２の動きを妨げる要因にならないし、検出部１００に潤滑剤１０２を安定供給でき、軸受４の内部への検出部１００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１０３，１０４の一端１０３ａ，１０４ａが潤滑剤１０２の検出部１００となることから、潤滑剤１０２の測定部位の断面積を小さくでき、粘度の高い潤滑剤１０２でも検出部１００へ入り込み易く、それだけ検出が安定する。
【００４４】
図１４は、潤滑剤劣化検出センサ５の他の構成例を示す。この潤滑剤劣化検出センサ５は、図１３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１０３，１０４における潤滑剤１０２との対向側の端部１０３ａ，１０４ａを、鏡１１２Ａ，１１２Ｂを介して潤滑剤１０２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１０３の一端１０３ａには、その一端から出射される光を、直角に曲げて潤滑剤１０２に入射させるように鏡１１２Ａが設けられる。また、受光側の光ファイバー１０４の一端１０４ａには、前記鏡１１２Ａを経て潤滑剤１０２を透過した光を、直角に曲げて光ファイバー１０４の一端１０４ａに入射させるように鏡１１２Ｂが設けられる。これらの各鏡１１２Ａ，１１２Ｂは、対応する各光ファイバー１０３，１０４の一端１０３ａ，１０４ａと共に透明カバー１１３Ａ，１１３Ｂで被覆され、鏡１１２Ａ，１１２Ｂが汚れるのを防止している。この場合、各光ファイバー１０３，１０４の一端１０３ａ，１０４ａ、鏡１１２Ａ，１１２Ｂ、および透明カバー１１３Ａ，１１３Ｂで検出部１００が構成されることになる。  
【００４５】
このように、光ファイバー１０３，１０４における潤滑剤１０２との対向側の端部１０３ａ，１０４ａを、鏡１１２Ａ，１１２Ｂを介して潤滑剤１０２に対向させた場合、これら光ファイバー１０３，１０４の端部１１３ａ，１０４ａを直接に潤滑剤１０２に対向配置しなくても良いので、検出部１００を軸受４の内部に取付けるときに、光ファイバー１０３，１０４の端部１０３ａ，１０４ａの向きの自由度が上がり、例えば軸受４のシール部に検出部１００を取付けたり、潤滑剤１０２に差し込んだ状態で取付けたりすることができる。
【００４６】
図１５は、潤滑剤劣化検出センサ５の他の構成例を示す。この潤滑剤劣化検出センサ５は、例えば図１４に示す構成例において、発光部１０５、受光部１０６、判定手段１０７を、検出部１００と共に例えばハウジング１１４などに設置して一体化したものである。その他の構成は図１４の構成例の場合と同様である。
【００４７】
このように、発光部１０５、受光部１０６、判定手段１０７を、検出部１００と共に一体化した場合、軸受４の内部に封止された潤滑剤１０２の劣化検出において、光ファイバー１０３，１０４を軸受４の内部から外部へ配線する作業が不要となり、潤滑剤劣化検出センサ５の設置を容易に行うことができる。
【００４８】
図１６は、潤滑剤劣化検出センサ５のさらに他の構成例を示す。この潤滑剤劣化検出センサ５は、図１３に示す構成例において、発光側の光ファイバー１０３の潤滑剤１０２に対向する一端から出た光が反射部材１１５で反射して、受光側の光ファイバー１０４の潤滑剤剤１０２に対向する一端に入射するように、両光ファイバー１０３，１０４の各一端および前記反射部材１１５を配置したものである。発光部１０５、受光部１０６、判定手段１０７は、検出部１００と共に例えばハウジング１１４などに設置して一体化している。
【００４９】
このように、発光側の光ファイバー１０３の一端から出た光が反射部材１１５を介して受光側の光ファイバー１０４の一端に入射するようにした場合、両光ファイバー１０３，１０４の各一端を対向配置しなくて良いので、これら各一端の向きの自由度が上がり、例えば軸受４のシール部に検出部１００を取付けたり、潤滑剤１０２に差し込んだ状態で取付けたりすることができる。
また、発光部１０５、受光部１０６、判定手段１０７を、検出部１００と共に一体化しているので、軸受４の内部に封止された潤滑剤１０２の劣化検出において、光ファイバー１０３，１０４を軸受４の内部から外部へ配線する作業が不要となり、潤滑剤劣化検出センサ５の設置を容易に行うことができる。
【００５０】
図１７は、潤滑剤劣化検出センサ５のさらに他の構成例を示す。この潤滑剤劣化検出センサ５は、光ファイバーを用いないで、対向配置した発光部１０５と受光部１０６の間に検出対象となる潤滑剤１０２を介在させ、発光部１０５から出て潤滑剤１０２を透過する光を受光部１０６で検出するようにしたものである。発光部１０５、受光部１０６、および受光部１０６の検出出力により潤滑剤１０２の劣化を検出する判定手段１０７となる回路は、同一の回路基板１０８に搭載される。発光部１０５、受光部１０６、判定手段１０７は、ハウジング１１４に設置して一体化され、そのハウジング１１４に潤滑剤１０２を収容する凹部１１４ａが設けられている。
【００５１】
図１８は、潤滑剤劣化検出センサ５のさらに他の構成例を示す。この潤滑剤劣化検出センサ５は、発光部１０５と受光部１０６とが角度をもって配置され、発光部１０５から出た光が潤滑剤１０２の表面で散乱反射して受光部１０６に入射する光学系１１６と判定手段１０７とを備える。発光部１０５、受光部１０６、および判定手段１０７となる回路は同一の回路基板１０８に搭載される。判定手段１０７は、受光部１０６に入る光量の変化による受光部１０６の出力の変化から、潤滑剤１０２に含まれる異物を推定するものである。
【００５２】
この潤滑剤劣化検出センサ５では、発光部１５５から出た光が潤滑剤１０２の表面で散乱反射して、その散乱反射した光の一部が受光部１０６で検出される。潤滑剤１０２に含まれる鉄粉等の異物の含有量が増加すると、潤滑剤１０２の表面での散乱反射光量が減少するので、受光部１０６で検出される散乱反射光量から判定手段１０７は潤滑剤１０２に含まれる異物の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１０２の場合、そ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鉄粉等の摩耗粉が混入することが挙げられるので、潤滑剤１０２に混入する異物である摩耗粉の含有量を前記判定手段１０７で推定することにより、潤滑剤１０２の劣化状態を判定することができる。
【００５３】
図１９は、さらに他の潤滑剤劣化検出センサ５の原理構成を示す。この潤滑剤劣化検出センサ５は、一部にギャップ１１８ａを有する環状のコア１１８と永久磁石１１９とで構成される磁気回路１１７と、この磁気回路１１７内に配置される磁気センサ１２０とを備える。コア１１８は、前記ギャップ１１８ａを一部に形成した矩形の環状コア基材を、その途中部分で分断して２つのコア分割体１１８Ａ，１１８Ｂとしたものであり、これら２つのコア分割体１１８Ａ，１１８Ｂの分断側端部で前記永久磁石１１９を挟むことにより、前記磁気回路１１７が構成される。コア１１８のギャップ１１８ａは、検出対象となる試料１０２が進入可能な隙間とされる。この場合の試料１０２は、軸受４の内部に封入された潤滑剤である。永久磁石１１９は、２つのコア分割体１１８Ａ，１１８Ｂで挟まれることにより、コア１１８に磁界を与える。磁気センサ１２０は、前記ギャップ１１８ａ内に入った試料（潤滑剤）１０２の透磁率を測定するものであり、例えばホール素子が用いられる。磁気センサ１２０としては、このほかＭＲセンサ、ＧＭＲセンサ、ＭＩセンサなどを用いても良い。磁気センサ１２０の検出信号はケーブル１２１を経て外部に出力される。この磁気センサ１２０は、図１９の磁気回路１１７ではギャップ１１８ａに配置されている。
【００５４】
図２０は、図１９における磁気回路１１７と等価な磁気回路を示す。この場合の磁気回路１１７Ａは、一部にギャップ１１８ａを有するトロイダルコア１１８と、このトロイダルコア１１８にコイル１２２を巻回して構成される。この磁気回路１１７Ａでは、コイル１２２に直流電流が流されることで、トロイダルコア１１８に磁界が与えられる。すなわち、コイル１２２は図１９における磁気回路１１７での永久磁石１１９と等価な電磁石を構成している。この磁気回路１１７Ａにおいても、図１９の場合のように磁気センサ１２０と試料１０２を配置することで、試料１０２の透磁率を磁気センサ１２０によって測定することができる。
【００５５】
次に、図１９の潤滑剤劣化検出センサ５による潤滑剤の劣化検出の動作原理を、図２０の磁気回路１１７Ａを参照して説明する。
図２０の磁気回路１１７Ａにおいて、ギャップ１１８ａの長さをｄ、ギャップ１１８ａ内の空気の比透磁率をμｅ、トロイダルコア１１８の磁路の平均長さをＬ、比透磁率をμとすると、ギャップ１１８ａの磁束密度Ｂとコイル１２２の起磁力ＮＩとの間には、
ＮＩ＝（Ｂ／μｅ）ｄ＋（Ｂ／μ）Ｌ        ……（１）
の関係が成り立つ。ただし、磁束の漏れはなく、均一とする。
次に、上記ギャップ１１８ａに比透磁率μu の試料１０２を均一に詰めて配置した場合、このときの磁束密度Ｂu とコイル１２２の起磁力Ｎ１との間には、
ＮＩ＝（Ｂｕ／μｕ）ｄ＋（Ｂｕ／μ）Ｌ    ……（２）
の関係が成り立つ。
ここで、μは１０００以上の値であり、μｅ，μｕは１に近い値であるため、
μｅ≪μ    ……（３）
μｕ≪μ    ……（４）
の関係が成り立つ。
したがって、上記式（１），（２）は、それぞれ次の式（５），（６）のように簡略化できる。
ＮＩ＝（Ｂ／μｅ）ｄ      ……（５）
ＮＩ＝（Ｂｕ／μｕ）ｄ    ……（６）
これら式（５），（６）から、
μｕ＝（Ｂｕ／Ｂ）μｅ    ……（７）
の関係が導かれる。さらに、μｅは略１に近い値であるから、式（７）は、
μｕ＝（Ｂｕ／Ｂ）        ……（８）
と、近似される。
【００５６】
したがって、ギャップ１１８ａに試料１０２を入れない場合の磁束密度Ｂを磁気センサ１２０で予め測定しておき、試料１０２を入れたときの磁束密度Ｂｕを測定すれば、式（８）の関係から試料１０２の透磁率を推定できる。また、より正確な透磁率μｕを求めたい場合は、式（５）〜（８）のように簡略化せずに、式（１），（２）の関係から直接に透磁率μｕを求めれば良い。
【００５７】
以上の透磁率検出動作原理は、図２０の磁気回路１１７Ａに基づくものであるが、その磁気回路１１７Ａは図１９の潤滑剤劣化検出センサ５における磁気回路１１７と等価なものであるため、図１９の潤滑剤劣化検出センサ５にそのまま適用できる。すなわち、図１９の潤滑剤劣化検出センサ５においても、磁気回路１１７のギャップ１１８ａに試料１０２である潤滑剤が進入しない場合（例えば軸受４に組み込む前）での磁束密度Ｂを磁気センサ１２０で予め測定しておき、潤滑剤劣化検出センサ５を軸受４に組み込む場合には、ギャップ１１８ａに軸受内部の潤滑剤が進入するように設置する。これにより、予め測定された磁束密度Ｂと、軸受４に組み込んだ状態で磁気センサ１２０が測定する磁束密度Ｂu とを前記式（８）に当て嵌めることにより、試料１０２である潤滑剤の透磁率μｕを推定することができる。また、潤滑剤の透磁率μｕは、潤滑剤に含まれる鉄粉の含有率と所定の相関関係があるので、潤滑剤の透磁率μｕから潤滑剤の鉄粉の含有率を推定することができ、これから潤滑剤の劣化を推定することができる。その推定処理は、磁気センサ１２０の出力を図示しない判定回路に送信することにより行われる。
【００５８】
なお、図１９の潤滑剤劣化検出センサ５では、矩形の環状コア基材を分断した２つのコア分割体１１８Ａ，１１８Ｂで永久磁石１１９を挟むことにより磁気回路１１７を構成したが、図２０のようにトロイダルコア１１８に永久磁石１１９と等価な電磁石となるコイル１２２を巻回して構成した磁気回路１１７Ａを用いても良い。
また、図２１のようにトロイダルコア１１８を２つのコア分割体１１８Ａ，１１８Ｂに分断し、これら両コア分割体１１８Ａ，１１８Ｂで永久磁石１１９を挟むことにより磁気回路１１７を構成しても良い。また、この場合、磁気センサ１２０を、一方のコア分割体１１８Ａの分断端部と永久磁石１１９との間に介在させても良い。このように磁気センサ１２０を配置すれば、ギャップ１１８ａに磁気センサ１２０が介在しないので、潤滑剤をギャップ１１８ａに容易に進入させることができる。
【００５９】
このように、この潤滑剤劣化検出センサ５は、一部にギャップ１１８ａを有しこのギャップ１１８ａに軸受内の潤滑剤が進入可能なコア１１８と、このコア１１８に磁界を与える永久磁石１１９（またはコア１１８に巻回して電磁石を構成するコイル１２１）と、前記コア１１８により構成される磁気回路１１７（１１７Ａ）内に配置されて前記ギャップ１１８ａ内に入った潤滑剤の透磁率を測定する磁気センサ１２０とを有するものとしているので、単純な構造となり、小型化が可能で安価な構成により、軸受内部の潤滑剤の劣化状態をリアルタイムに検出できる。
【００６０】
なお、前記潤滑剤劣化検出センサ５の構成部品である永久磁石１１９や磁気センサ１２０は、温度の変化によって特性に変化が生じることが知られている。すなわち、温度の変化によって永久磁石１１９の磁力が変化し、磁気センサ１２０の感度が変化する。そこで、このような温度変化分を補正するために、図１９のように軸受４に温度センサ１２３を設け、前記磁気センサ１２０の測定値を温度センサ１２３の検出値によって補正する温度補正手段１２４を設けても良い。温度センサ１２３は、コア１１８、永久磁石１１９、および磁気センサ１２０を組み込んだ検出装置ハウジングに設けても良く、またこの検出装置ハウジングとは離れて軸受４の外輪などに設けても良い。このように温度補正手段１２４を設けた場合、潤滑剤劣化検出センサ５やその近傍の温度変化による検出誤差を補正でき、検出精度を向上させることができる。
【００６１】
図２２は、さらに他の潤滑剤劣化検出センサ５の原理構成を示す回路図である。この潤滑剤劣化検出センサ５は、潤滑剤の劣化を直接検出するセンサヘッド１２５と、このセンサヘッド１２５の検出信号を処理して潤滑剤の劣化を推定する処理手段１２６とを備える。センサヘッド１２５は、図２３に示すように磁気コア１２９に１つの１次コイル１３０と２つの２次コイル１３１，１３２を巻回してなる差動トランス１２７と、この差動トランス１２７の２つの２次コイル１３１，１３２に図２２のように抵抗１３３，１３４を個別に直列接続してなるブリッジ回路１２８とを備える。１次コイル１３０には交流電流を流す発振器１３５が接続される。発振器１３５の発振周波数は、この差動トランス１２７の自己共振周波数に近い値とすることが、効率の点で好ましい。
【００６２】
差動トランス１２７の磁気コア１２９は、図２３のように３つのコア脚部１２９ａ〜１２９ｃを有する概形がＥ字状に形成され、その１次コイル１３０が巻回されるコア脚部１２９ａの先端と検出用２次コイルとなる一方の２次コイル１３１が巻回されるコア脚部１２９ｂの先端との間には検出用ギャップ１３６が設けられる。また、１次コイル１３０が巻回されるコア脚部１２９ａの先端と比較用２次コイルとなる他方の２次コイル１３２が巻回されるコア脚部１２９ｃの先端との間には比較用ギャップ１３７が設けられる。
前記検出用ギャップ１３６は、潤滑剤劣化検出センサ５を軸受内部に取付けた状態で、軸受内部の潤滑剤が介在するように位置させる。比較用ギャップ１３７には比較用の試料を介在させ、潤滑剤劣化検出センサ５を軸受内部に取付けた状態で、軸受内部の潤滑剤が介在しないように位置させるか、または軸受内部の潤滑剤が介在しないようにカバー（図示せず）等で覆う。比較用試料としては、新品の潤滑剤、または空気や樹脂等が用いられ、これにより比較用ギャップ１３７の透磁率が変化しないようにされる。
【００６３】
このように構成されたセンサヘッド１２５では、発振器１３５により１次コイル１３０に交流電流が流されると、電磁誘導によって２つの２次コイル１３１，１３２に交流電圧が誘導される。その際、２次コイル１３１に対応する検出用ギャップ１３６に介在する潤滑剤の透磁率と、２次コイル１３２に対応する比較用ギャップ１３７に介在する比較用試料の透磁率との違いにより、検出用の２次コイル１３１のインピーダンスが変化し、検出用２次コイル１３１に誘導される交流電圧と、比較用２次コイル１３２に誘導される交流電圧とに違いが生じる。結果として、その差を前記ブリッジ回路１２８から交流の検出信号として取り出すことにより、検査対象となる潤滑剤の劣化、つまり鉄粉からなる摩耗粉の含有量の増大による透磁率の変化が、高精度で検出される。
【００６４】
潤滑剤劣化検出センサ５の処理手段１２６は、センサヘッド１２５の微小な検出信号を増幅する増幅器１３８と、増幅された交流検出信号を直流信号に変換する検波回路１３９と、その直流信号を一定の電圧に平滑化させるローパスフィルタ１４０と、その出力を所定の基準値と比較するコンパレータ１４１とで構成される。
【００６５】
次に、上記潤滑剤劣化検出センサ５を搭載した軸受４での潤滑剤の劣化検出動作を説明する。潤滑剤劣化検出センサ５のセンサヘッド１２５において、差動トランス１２７の１次コイル１３０に発振器１３５から交流電流が流されると、電磁誘導によって２つの２次コイル１３１，１３２に交流電圧が誘導される。軸受内部の潤滑剤の劣化が進むと、潤滑剤の含有鉄粉が増大するので、検出用ギャップ１３６の透磁率が変化する。これにより、前記センサヘッド１２５における検出用２次コイル１３１のインピーダンスが変化し、この検出用２次コイル１３１に誘導される交流電圧と比較用２次コイル１３２に誘導される交流電圧とに違いが生じる。この交流電圧の差が、センサヘッド１２５の検出信号として処理手段１２６の増幅器１３８に入力される。その交流検出信号は増幅器１３８で増幅され、増幅された交流検出信号が検波回路１３９で直流信号に変換され、さらにその直流信号がローパスフィルタ１４０により一定の電圧に平滑化される。さらにその検出出力はコンパレータ１４１で所定の基準値（しきい値）と比較され、基準値を超えるときコンパレータ１４１から劣化が所定基準値を超えたことを示す判定信号が出力される。この場合の基準値（しきい値）は、固定に設定しても良いが、可変抵抗等で変更可能としても良く、さらには外部から可変設定できるようにしても良い。なお、前記コンパレータ１４１を省略して、ローパスフィルタ１４０の出力を検出信号として利用しても良い。
このようにして、潤滑剤の劣化（潤滑剤中の含有鉄粉の増大）を、リアルタイムに高精度で検出することができる。
【００６６】
なお、前記センサヘッド１２５におけるブリッジ回路１２８を構成する両抵抗１３３，１３４は固定抵抗でも良いが、いずれか一方を可変抵抗として、ブリッジ回路１２８のバランスをとるようにすれば、より高感度に潤滑剤の劣化を検出することができる。
また、２つの２次コイル１３１，１３２のいずれか一方に調整用のコイル（図示せず）を巻回し、このコイルに流す電流を調整することにより、ブリッジ回路１２８のバランスをとるようにしても良い。この場合に、若干調整をずらすことで、感度を上げるようにしても良い。
【００６７】
また、前記センサヘッド１２５におけるブリッジ回路１２８の比較用２次コイル１３２には、図２４のように、調整用のコンデンサ１４２を付加しても良い。この場合、コンデンサ１４２の容量を調整することにより、さらに感度を向上させることができる。なお、調整用コンデンサ１４２は、検出用２次コイル１３１に付加した方がよい場合もある。さらには、この潤滑剤劣化検出センサ５またはこの潤滑剤劣化検出センサ５の近傍の温度を検出する温度センサ（図示せず）と、この温度センサの検出値を用いてブリッジ回路１２５の出力を補正する温度補正手段とを別に設けても良い。この場合は、潤滑剤劣化検出センサ５の温度変化による検出誤差を補正でき、検出精度を向上させることができる。
【００６８】
図２５は、潤滑剤劣化検出センサ５のさらに他の構成例を示す断面図である。この潤滑剤劣化検出センサ５は、封止手段で封止された基準潤滑剤１０２Ａの特性を測定する第１の検出部１４３と、劣化検出対象となる潤滑剤１０２の特性を測定する第２の検出部１４４と、これら第１および第２の検出部１４３，１４４の出力信号を比較することによって潤滑剤の劣化を検出する比較手段１４８とを備える。
【００６９】
同図において、第１の検出部１４３は回路基板１４５の片面に配置され、第２の検出部１４４は前記回路基板１４５の他の片面に配置される。第１の検出部１４３が検出する基準潤滑剤１０２Ａは、第１の検出部１４３が配置される回路基板１４５の片面側に封止手段である劣化保護ケース１４６によって収められ、外部からの異物浸入や、酸化、成分の蒸発を防ぐようにされている。第２の検出部１４４は検出対象となる潤滑剤１０２に晒される。また、前記回路基板１４５には、各検出部１４３，１４４の駆動回路１４７や、比較手段１４８を構成する電気回路構成部品も搭載され、これらの電気回路構成部品が保護手段１４９で覆われている。保護手段１４９は、耐油性を有する金属あるいは樹脂のケース部または樹脂モールドによる樹脂部と、電気シールド処理部（図示せず）とでなる。電気シールド処理部は、上記樹脂部に設けたものであっても、これらケース部等とは別に設けたものであっても良い。比較手段１４８からの判定信号は、配線ケーブル１５０から外部に出力される。また、配線ケーブル１５０を経て外部から潤滑剤劣化検出センサ５に電源が供給される。
【００７０】
図２６は、誘電率、抵抗率等を検出するようにした第２の検出部１４４の一例を示す。この例では、くし型の一対の電極１５１Ａ，１５１Ｂを回路基板１４５上に対向配置して第２の検出部１４４が構成され、両電極１５１Ａ，１５１Ｂ間の静電容量、電気抵抗等を測定するようにされている。これにより、図２６（Ｂ）のように電極１５１Ａ，１５２Ｂ上に劣化検出対象となる潤滑剤１０２が存在すると、潤滑剤１０２の誘電率、体積抵抗率、静電容量などの電気的特性を検出することができる。この場合、第１の検出部１４３については図示しないが、図２６に示す第２の検出部１４４と同様の構成とされ、その表面に図２５の劣化保護ケース１４６で基準潤滑剤１０２Ａが封止される。
【００７１】
図２７は、誘電率、透磁率等を検出するようにした第２の検出部１４４の例を示す。この例では、回路基板１４５上にコイル１５２を配置して第２の検出部１４４が構成され、誘電率あるいは透磁率を測定するようにされている。これにより、コイル１５２上に劣化検出対象となる潤滑剤が存在すると、潤滑剤の透磁率を検出することができる。コイルの一部を切断した形状の電極パターンとすることにより誘電率の変化を検出することも可能である。この場合、第１の検出部１４４については図示しないが、図２６に示す第２の検出部１４４と同様の構成とされ、その表面に図２５の劣化保護ケース１４６で基準潤滑剤１０２Ａが封止される。
なお、透磁率を検出する構成では、回路基板１４５の表裏のコイル１５２を同軸に置くと干渉が大きくなるため、互いの位置をずらして配置する必要がある。
【００７２】
このように構成された潤滑剤劣化検出センサ５では、第１の検出部１４３による劣化していない基準潤滑剤１０２Ａ（図２５）の測定値と、第２の検出部１４４による劣化検出対象の潤滑剤１０２の測定値とを比較するため、初期状態では比較手段１４８を構成する差動増幅回路の出力信号がゼロとなるように校正されている。劣化検出対象の潤滑剤１０２が劣化してくると、基準潤滑剤１０２Ａの測定値とのずれが発生して、その差分の信号が比較手段１４８の差動増幅回路から出力される。この場合、劣化検出対象の潤滑剤剤１０２の特性を、酸化などの劣化を受けない基準潤滑剤剤１０２Ａの特性と比較するので、温度変化等の測定環境変化の影響を受けずに、常に基準潤滑剤剤１０２Ａからのずれを検出することができる。また、基準潤滑剤１０２Ａはほとんど劣化しないような状態に確保されるので、酸化や成分漏れ、蒸発などによる潤滑剤１０２の変化を、長期間にわたって検出することができる。これにより、劣化検出対象の潤滑剤剤１０２の劣化状態を正確に検出することができる。
なお、この場合に、基準潤滑剤１０２Ａと劣化検出対象の潤滑剤剤１０２とは、できるだけ近接して配置することが望ましい。このように近接配置すると、温度変化や電源環境の変化があった場合に、両潤滑剤剤１０２Ａ，１０２が同じ影響を受けるので、出力信号に温度変化や電源環境の変化が影響せず、安定した潤滑剤劣化検出が可能となる。
【００７３】
前記第１および第２の検出部１４３，１４４は、それぞれ別々の回路基板に配置しても良いが、この場合のように、同一の回路基板１４５の表裏両面に、第１の検出部１４３と第２の検出部１４４を分けて配置した場合には、潤滑剤劣化検出センサ５をコンパクトに構成でき、軸受への組み込みも容易になる。
【００７４】
潤滑剤劣化検出センサ５のさらに他の構成例を図２８ないし図３１と共に説明する。図２８は、この潤滑剤劣化検出センサ５を搭載した軸受４の概略構成を示す。このセンサ付き軸受４は、転動体４ｃを介して互いに相対回転自在な内輪４ａおよび外輪４ｂと、これら内外輪４ａ，４ｂ間の環状空間の両端を密封する一対のシール１５３，１５４を備えた転がり軸受であって、一方のシール１５３の軸受空間側の面となる内側面の全面に設けた一対の検出用の電極パターン１５５，１５６と、この電極パターン１５５，１５６に接続されて軸受内の状況を検出する検出回路１５７とで構成される潤滑剤劣化検出センサ５を備えたものである。このセンサ付き軸受４は深溝玉軸受からなり、転動体４ｃは保持器４ｄで保持されている。
図２９（Ａ），（Ｂ）には、リング状のシール１５３の内側面の全面に、このシール１５３と同心に環状の電極パターン１５５，１５６を設けた例の平面図および断面図を示す。
【００７５】
図３０は、前記潤滑剤劣化検出センサ５の原理構成を示す。この潤滑剤劣化検出センサ５では、両電極パターン１５５，１５６間に挟まれた軸受４内の潤滑剤１０２の静電容量を検出回路１５７で測定し、測定された静電容量から、潤滑剤１０２に浸入あるいは混入した水分量を検出する。すなわち、両電極パターン１５５，１５６に挟まれた潤滑剤１０２に例えば水分が混入すると、水の誘電率が高いため、図３１のように水分の混入量に比例して静電容量が増加する。そこで、測定される静電容量から、潤滑剤１０２に混入した水分量を検出することができる。なお、この潤滑剤劣化検出センサ５によると、軸受４の外部から軸受内に浸入した水分に限らず、軸受内に封入された潤滑剤１０２の含水率を検出することもできる。
【００７６】
また、以上の説明では、検出回路１５７により、両電極パターン１５５，１５６間に挟まれた潤滑剤１０２の静電容量を測定するものとしたが、静電容量の代わりに電気抵抗を測定しても良い。この場合、潤滑剤１０２に混入する水分量が増加すると電気抵抗が減少するので、測定される電気抵抗値から潤滑剤１０２に混入した水分量を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明の一実施形態にかかる軸受使用設備機器の監視・診断システムの大概念を示す説明図である。
【図２】同監視・診断システムの中概念の説明図である。
【図３】同監視・診断システムの概念構成のブロック図である。
【図４】同監視・診断システムの多対１の接続例を示す概念構成のブロック図である。
【図５】同監視・診断システムのハードウェア構成例の説明図である。
【図６】同システムにおけるセンサ情報の各種の送受形態例を示す説明図である。
【図７】同システムにおける各情報の内容例の説明図である。
【図８】同システムにおける各商品情報付加・診断結果情報群の内容例説明図である。
【図９】監視，診断対象となる軸受を含む機械例の構成説明図である。
【図１０】監視，診断対象となる軸受とセンサの配置例を示す説明図である。
【図１１】監視，診断対象となる軸受とセンサの他の配置例を示す説明図である。
【図１２】軸受装備電子部品に搭載される潤滑剤劣化検出センサの一例の原理構成図である。
【図１３】潤滑剤劣化検出センサの一例の概略構成図である。
【図１４】潤滑剤劣化検出センサの他の例の概略構成図である。
【図１５】潤滑剤劣化検出センサのさらに他の例の概略構成図である。
【図１６】潤滑剤劣化検出センサのさらに他の例の概略構成図である。
【図１７】潤滑剤劣化検出センサのさらに他の例の概略構成図である。
【図１８】潤滑剤劣化検出センサのさらに他の例の概略構成図である。
【図１９】潤滑剤劣化検出センサのさらに他の例の原理構成図である。
【図２０】同潤滑剤劣化検出センサにおける磁気回路と等価な別の磁気回路の構成図である。
【図２１】潤滑剤劣化検出センサのさらに他の例の概略構成図である。
【図２２】潤滑剤劣化検出センサのさらに他の例の原理構成を示す回路図である。
【図２３】同潤滑剤劣化検出センサにおける差動トランスを示す平面図である。
【図２４】潤滑剤劣化検出センサのさらに他の例の原理構成を示す回路図である。
【図２５】潤滑剤劣化検出センサのさらに他の例の具体的な構成を示す断面図である。
【図２６】（Ａ）は同潤滑剤劣化検出センサにおける第２の検出分の一例の要部平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ矢視断面図である。
【図２７】同潤滑剤劣化検出センサにおける第２の検出部の他の例の平面図である。
【図２８】潤滑剤劣化検出センサのさらに他の例を搭載したセンサ付き軸受の概略構成図である。
【図２９】（Ａ）は同軸受における潤滑剤劣化検出センサの電極パターンの一例の平面図、（Ｂ）は同断面図である。
【図３０】同潤滑剤劣化検出センサの原理構成図である。
【図３１】同潤滑剤劣化検出センサにおける電極パターン間に挟まれる潤滑剤の静電容量と潤滑剤の水分含有量との関係を示すグラフである。
【図３２】判定器における波形分析例の説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
１…生産販売企業の事業所
２…顧客企業の事業所
３…機械
４…軸受
５…センサ
９…回線
１０…センサ情報送信手段
１１…情報収集部
１２…情報送信部
１３…センサ情報受信手段
１４…診断手段
１６…診断結果情報送信手段
３１…診断結果情報受信手段
【図１】
2007310611.tif 000003
【図２】
2007310611.tif 000004
【図３】
2007310611.tif 000005
【図４】
2007310611.tif 000006
【図５】
2007310611.tif 000007
【図６】
2007310611.tif 000008
【図７】
2007310611.tif 000009
【図８】
2007310611.tif 000010
【図９】
2007310611.tif 000011
【図１０】
2007310611.tif 000012
【図１１】
2007310611.tif 000013
【図１２】
2007310611.tif 000014
【図１３】
2007310611.tif 000015
【図１４】
2007310611.tif 000016
【図１５】
2007310611.tif 000017
【図１６】
2007310611.tif 000018
【図１７】
2007310611.tif 000019
【図１８】
2007310611.tif 000020
【図１９】
2007310611.tif 000021
【図２０】
2007310611.tif 000022
【図２１】
2007310611.tif 000023
【図２２】
2007310611.tif 000024
【図２３】
2007310611.tif 000025
【図２４】
2007310611.tif 000026
【図２５】
2007310611.tif 000027
【図２６】
2007310611.tif 000028
【図２７】
2007310611.tif 000029
【図２８】
2007310611.tif 000030
【図２９】
2007310611.tif 000031
【図３０】
2007310611.tif 000032
【図３１】
2007310611.tif 000033
【図３２】
2007310611.tif 000034