(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪、内輪、両輪間に配置された複数の転動体、両輪の少なくとも一方の端部間に設けられたシール部材、およびシール部材内側空間に充填されたグリスを有する転がり軸受のグリス鉄粉含有量を検出するセンサーであって、
交流電源に接続される１対の励磁コイルと、一方の励磁コイル近傍に配置されておりシール部材を貫通してグリス内に挿入される１対の触針と、２つの励磁コイルに生じている誘導起電力の違いを検出する検出コイルとを備えていることを特徴とするグリス鉄粉含有量検出センサー。
【請求項２】
外輪、内輪、両輪間に配置された複数の転動体、両輪の少なくとも一方の端部間に設けられたシール部材、およびシール部材内側空間に充填されたグリスを有する転がり軸受と、交流電源に接続される１対の励磁コイル、一方の励磁コイル近傍に配置された１対の触針、および２つの励磁コイルに生じている誘導起電力の違いを検出する検出コイルを有するグリス鉄粉含有量検出センサーとを備え、転がり軸受のシール部材に軸方向貫通孔が設けられ、センサーの触針が軸方向貫通孔に挿通されてグリス内に挿入されているセンサー付き転がり軸受ユニット。
【請求項３】
他方の励磁コイル近傍に、一方の励磁コイルと同様の１対の触針が配置されている請求項１のグリス鉄粉含有量検出センサー。
【請求項４】
他方の励磁コイル近傍に、一方の励磁コイルと同様の１対の触針が配置されている請求項２のセンサー付き転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、グリス鉄粉含有量検出センサーおよびセンサー付き転がり軸受ユニット、さらに詳しくは、グリス鉄粉含有量の測定が必要な転がり軸受の好適な構成と、転がり軸受のグリス鉄粉含有量検出のための好適な構成とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
外輪、内輪、両輪間に配置された複数の転動体、両輪の少なくと一方の端部に設けられたシール部材、およびシール部材内側空間に充填されたグリスを備えている転がり軸受は、従来より知られており、この種の軸受では、摩耗を早める鉄粉の含有量を定期的に検出する必要である。
【０００３】
従来のグリス鉄粉含有量検出は、軸受を停止または分解し、検査用のサンプルを軸受から抜き取り、これを磁気バランス電磁誘導法で測定することにより行われていた。磁気バランス電磁誘導法は、交流電源に接続された１対の励磁コイルと、２つの励磁コイルに生じている誘導起電力の違いを検出する検出コイルとを備えた検出センサーを使用し、励磁コイルのうちのいずれか一方にサンプルを近づけ、サンプルに含まれている鉄粉により生じた誘導起電力の変化を２つの励磁コイルの差として検出コイルで外部に取り出すものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のグリス鉄粉含有量検出作業においては、軸受を停止または分解する必要があることから、検出のための工数および費用が多くかかるという問題があった。
【０００５】
この発明の目的は、上記の問題を解決し、軸受のグリス鉄粉含有量の検出を工数および費用をかけずに行うことができるグリス鉄粉含有量検出センサーおよびセンサー付き転がり軸受ユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によるグリス鉄粉含有量検出センサーは、外輪、内輪、両輪間に配置された複数の転動体、両輪の少なくとも一方の端部間に設けられたシール部材、およびシール部材内側空間に充填されたグリスを有する転がり軸受のグリス鉄粉含有量を検出するセンサーであって、交流電源に接続される１対の励磁コイルと、一方の励磁コイル近傍に配置されておりシール部材を貫通してグリス内に挿入される１対の触針と、２つの励磁コイルに生じている誘導起電力の違いを検出する検出コイルとを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明のグリス鉄粉含有量検出センサーによると、一方の励磁コイル近傍に配置されて軸受のシール部材を貫通してグリス内に挿入される１対の触針を備えているので、この触針を軸受のグリス内に挿入することにより、軸受を停止または分解することなく、グリス鉄粉含有量を検出することができ、したがって、軸受のグリス鉄粉含有量の検出を工数および費用をかけずに行うことができる。
【０００８】
また、この発明によるセンサー付き転がり軸受ユニットは、外輪、内輪、両輪間に配置された複数の転動体、両輪の少なくとも一方の端部間に設けられたシール部材、およびシール部材内側空間に充填されたグリスを有する転がり軸受と、交流電源に接続される１対の励磁コイル、一方の励磁コイル近傍に配置された１対の触針、および２つの励磁コイルに生じている誘導起電力の違いを検出する検出コイルを有するグリス鉄粉含有量検出センサーとを備え、転がり軸受のシール部材に軸方向貫通孔が設けられ、センサーの触針が軸方向貫通孔に挿通されてグリス内に挿入されているものである。
【０００９】
この発明のセンサー付き転がり軸受ユニットによれば、センサーの触針が軸方向貫通孔に挿通されてグリス内に挿入されているので、軸受を停止または分解することなく、常時グリス鉄粉含有量を検出することができ、したがって、軸受のグリス鉄粉含有量の検出を工数および費用をかけずに行うことができる。
【００１０】
上記のグリス鉄粉含有量検出センサーおよびセンサー付き転がり軸受ユニットにおいて、触針は、一方の励磁コイルの近傍にだけ設けられていてもよく、この場合には、触針が設けられた励磁コイルがサーチコイルとなり、他方の励磁コイルが参照用となる。
【００１１】
触針は、磁性体製とされ、例えば、１対の触針うちの一方が励磁コイルの内部に挿入される。これにより、触針が励磁コイルのヨークとして作用し、微量の鉄粉であっても精度よく検出することができる。
【００１２】
なお、触針は、他方の励磁コイル近傍に、一方の励磁コイルと同様の１対の触針が配置されていることが好ましく、このようにすると、励磁コイル同士のバランスが取りやすく、しかも、２つの励磁コイルをサーチ用と参照用とに区別することなく、使用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１から図３までは、この発明の転がり軸受の上半部、グリス鉄粉含有量検出センサーおよびセンサー付き転がり軸受ユニットを示している。以下の説明において、左右とは、図１の左右をいうものとする。
【００１５】
図１において、センサー付き転がり軸受ユニットは、転がり軸受(1)およびグリス鉄粉含有量検出センサー(2)を備えている。
【００１６】
軸受(1)は、固定輪である外輪(3)、回転輪である内輪(4)、これらの間に配置された複数の転動体である玉(5)および保持器(6)を備えている。図示は省略したが、外輪(3)はハウジングなどに固定され、内輪(4)には回転軸などが固定される。
【００１７】
外輪(3)の左端部の内径の肩部および同右端部の内径の肩部に、環状溝(7)がそれぞれ形成され、各環状溝(7)には、シール部材としての接触シール(8)の外周縁部が嵌合され、シール(8)の内周縁部が内輪(4)の外径に接触している。外輪(3)と内輪(4)との間のシール内側空間には、玉(5)および保持器(6)を覆うようにグリス(9)が封入されている。
【００１８】
グリス鉄粉含有量検出センサー(2)は、合成樹脂製直方体ケース(2a)内に後述するコイルなどからなる検出部(2b)が納められたもので、ケース(2a)からグリス(9)の鉄粉含有量を検出する触針(12)(13)が露出させられている。また、ケース(2a)外面には、交流電源に接続されるコネクタ(16)が設けられている。
【００１９】
右側のシール(8)には、図１および図２に示すように、グリス(9)の鉄粉含有量を検出する触針(12)(13)を挿通させる軸方向貫通孔(8a)が設けられている。
【００２０】
シール(8)は、より詳しくは、芯金(21)とゴム部材(22)とからなり、芯金(21)には、触針(12)(13)の径よりも若干大きい貫通孔が形成されており、また、ゴム部材(22)に設けられた貫通孔は、触針(12)(13)をゴム部材(22)に強制的に挿通させることにより形成されるもので、触針(12)(13)を抜き取った状態では、ゴム部材(22)の貫通孔周縁部の弾性変形により、グリス(9)が漏れにくい状態が確保されている。
【００２１】
グリス鉄粉含有量検出センサー(2)の検出部(2b)は、図３に示すように、交流電源としての発振回路(17)にコネクタ(16)を介して接続される１対の励磁コイル(10)(11)と、各励磁コイル(10)(11)近傍に配置された１対の触針(12)(13)と、２つの励磁コイル(10)(11)に生じている誘導起電力の違いを検出する検出コイル(14)と、検出コイル(14)の信号を増幅して出力する増幅器(15)とを備えている。
【００２２】
２つの励磁コイル(10)(11)の中心および検出コイル(14)の中心は、同一線上にあり、２つの励磁コイル(10)(11)は、検出コイル(14)を間にしてかつ検出コイル(14)とは所定の間隙をあけて対向させられ、発振回路(17)に直列に接続されている。
【００２３】
各触針(12)(13)は、磁性体製であり、励磁コイル(10)(11)に交流電流が流されると、１対の触針(12)(13)を含む領域の磁場が変化し、励磁コイル(10)(11)に誘導起電力が生じる。一方の励磁コイル(10)の触針(12)が置かれている領域と他方の励磁コイル(11)の触針(13)が置かれている領域との磁気特性が同じ場合には、各励磁コイル(10)(11)に生じる誘導起電力は互いに等しく、検出コイル(14)には、励磁コイル(10)(11)の誘導起電力の差に伴う信号は生成されない。そして、一方の励磁コイル(10)の触針(12)を被検出部である鉄粉を含んだグリス(9)内に挿入した場合には、この励磁コイル(10)に生じる誘導起電力が増加し、他方の励磁コイル(12)とアンバランスが生じ、この差に伴う信号が検出コイル(14)に生成され、この信号が増幅器(15)で増幅されて出力される。こうして、グリス(9)の鉄粉含有量に応じた信号がセンサー(2)から出力される。
【００２４】
シール(8)は、ゴムなどの弾性部材により形成されていることから、触針(12)(13)が挿通されていない状態では、シール(8)の貫通孔(8a)周縁部の弾性変形により、グリス(9)が漏れない状態が確保されている。
【００２５】
上記の転がり軸受(1)およびグリス鉄粉含有量検出センサー(2)は、図１に示したセンサー付き転がり軸受ユニットとしてグリス鉄粉含有量が常時検出可能な状態で使用されるほか、グリス鉄粉含有量検出センサー(2)を転がり軸受(1)から分離しておき、例えば定期点検時に、１つのグリス鉄粉含有量検出センサー(2)を使用して多数の転がり軸受(1)のグリス鉄粉含有量を検出するようにすることもできる。後者のようにして使用する場合には、転がり軸受(1)のシール(8)の貫通孔(8a)は、軸受稼働中のグリス(9)の漏れを防止するために栓または蓋などによって塞がれていることが好ましい。
【００２６】
なお、上記実施形態では、シール(8)は左右両方に設けられているが、シール(8)は左右いずれか一方にだけ設けられ、他方には、シールを兼ねる回転速度検出用のセンサーユニットが設けられる場合もある。
【００２７】
また、グリス鉄粉含有量検出センサー(2)は、転がり軸受(1)に限らず、種々の機械部品で使用されているグリスまたは潤滑油の鉄粉含有量を機械の稼働中に（オンライン上で）検出する際に使用することができ、これにより、機械部品の定期点検および簡易点検における人的工数および検査費用等を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、この発明の転がり軸受およびセンサー付き転がり軸受ユニットの上半部の縦断面図である。
【図２】  図２は、この発明の転がり軸受の側面図である。
【図３】  図３は、グリス鉄粉含有量検出センサーの検出部を示す回路図である。
【符号の説明】
(1)       転がり軸受
(2)       グリス鉄粉含有量検出センサー
(3)       外輪
(4)       内輪
(8)       接触シール（シール部材）
(8a)      軸方向貫通孔
(10)(11)  励磁コイル
(12)(13)  触針
(14)      検出コイル
【図１】
0004103414.tif 000002
【図２】
0004103414.tif 000003
【図３】
0004103414.tif 000004