(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセンサ付軸受装置であって、
予め求められた、前記転がり軸受の実際の温度から雰囲気温度を差し引いた値と前記温度センサによる検出温度から雰囲気温度を差し引いた値との関係に基づき、前記温度センサからリアルタイムで求められる検出温度から雰囲気温度を差し引いた値を用いて、その時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。
【請求項２】
静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセンサ付軸受装置であって、
予め求められた、前記転がり軸受の実際の温度から始動時の温度を差し引いた値と前記温度センサによる検出温度から始動時の温度を差し引いた値との関係に基づき、前記温度センサからリアルタイムで求められる検出温度から始動時の温度を差し引いた値を用いて、その時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。
【請求項３】
静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセンサ付軸受装置であって、
前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材の回転状態を検出する回転センサを更に備え、
前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材の回転状態の違いに応じて、異なる計算式、異なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。
【請求項４】
静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセンサ付軸受装置であって、
前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材を回転駆動するモータに供給される電流値の違いに応じて、異なる計算式、異なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。
【請求項５】
静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセンサ付軸受装置であって、
前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材の回転が停止してからの経過時間が所定時間を超えるか否かで、異なる計算式、異なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。
【請求項６】
静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセンサ付軸受装置であって、
前記転がり軸受に作用する振動を検出する振動センサを更に備え、
前記転がり軸受に作用する振動状態の違いに応じて、異なる計算式、異なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。
【請求項７】
前記制御手段は、その時点の雰囲気温度や、前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材の回転状態や前記転がり軸受に作用する振動状態の違いに応じて、その時点における適正なアラーム閾値を設定し、推定された前記転がり軸受の温度が前記アラーム閾値を超えたらアラームを発する請求項１〜６のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。
【請求項８】
前記温度センサが、前記静止側軌道輪又は該静止側軌道輪に固定された静止部材に設けられ、前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材の表面の温度を検出する請求項１〜７のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ付軸受装置に関し、鉄道車両或いは自動車の車輪の回転軸や、圧延機等の各種産業機械装置の回転軸を、車体或いは支持台等の固定部分に回転自在に支持すると共に、運転状態での軸受の温度等を検出するのに、好適に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
例えば鉄道車両の車輪を設けた車軸を、この鉄道車両に固定した軸受箱（ハウジング）に対し回転自在に支持するために、転がり軸受が用いられている。転がり軸受部分で異常が発生してこの転がり軸受が焼き付くのを防止するために、転がり軸受に温度センサが組み込まれ、温度センサによる検出温度から異常発生を検知することが行われている。
【０００３】
図５に、従来の鉄道車両用の温度センサ付回転支持装置の一例を示す。図示しない車輪を支持固定した状態で、使用時に回転する回転部材である車軸１は、使用時にも回転しない静止部材である軸受箱２の内径側に、転がり軸受である複列円すいころ軸受３により、回転自在に支持されている。この複列円すいころ軸受３は、互いに同心に配置された静止側軌道輪である外輪４及び回転側軌道輪である一対の内輪５，５と、複列に配置された転動体である円すいころ６，６とを備えている。外輪４は、全体が円筒状に形成され、内周面に、静止側軌道である複列の外輪軌道７，７を有している。外輪軌道７，７は、それぞれが円すい内面状で、外輪４の軸方向端部に向かうほど内径が大きくなる方向に傾斜している。
【０００４】
一対の内輪５，５は、それぞれ略短円筒状に形成され、それぞれの外周面に、回転側軌道である円すい外面状の内輪軌道８を有している。これら内輪５，５は、小径側の端面同士を間座９を介して互いに突き合わせた状態で、外輪４の内径側に外輪４と同心に配置されている。円すいころ６は、上記各外輪軌道７，７と内輪軌道８，８との間に、それぞれ複数個ずつ配置され、保持器１０，１０により転動自在に保持されている。
【０００５】
外輪４は、軸受箱２に内嵌保持されている。各内輪５，５は、間座９と共に、車軸１の外端（図５の左端）寄り部分に外嵌されている。車軸１の外端部で軸方向外側の内輪５よりも突出した部分には、油切りと称される環状部材１１が外嵌されている。また、内側の内輪５の内端面は、別の環状部材１１ａを介して、車軸１の中間部に形成された段差面１２に突き当てられている。したがって、一対の内輪５，５が、図５の状態よりも車軸１の中央寄り（図５の右寄り）に変位することはない。そして、車軸１の外端部に外嵌した有底円筒状の押さえブラケット１３により、環状部材１１を外側の内輪５の外端面に向けて押し付けている。押さえブラケット１３は、車軸１の外端面に複数本のボルト１４，１４により固定され、各ボルト１４の締め付け力に基づき、外側の内輪５を軸方向内方に押圧している。
【０００６】
外輪４の両端部には、軟鋼板等の金属板を断面クランク形で全体を略円筒状に形成したシールケース１５，１５の基端部を内嵌固定している。これらシールケース１５，１５の内周面と各環状部材１１，１１ａの外周面との間に、それぞれシールリング１６，１６を設けることにより、複数個の円すいころ６，６を設置した空間１７の両端開口部を塞いでいる。この構成により、空間１７の内外を遮断して、空間１７内に封入した潤滑用のグリースが外部に漏洩するのを防止すると共に、外部から空間１７内に雨水や塵埃等の異物が進入するのを防いでいる。
【０００７】
軸受箱２の外端開口は、軸受箱２の一端部に固定したカバー１８により塞いでいる。カバー１８は、合成樹脂若しくは金属材料により全体を有底円筒状に形成され、円筒部１９と、円筒部１９の一端（図５の左端）の開口を塞ぐ底板部２０と、円筒部１９の他端（図５の右端）寄り部分の外周面に設けられた外向フランジ状の取付部２１とを備えている。カバー１８は、円筒部１９の他端部を軸受箱２の一端部に内嵌されると共に、取付部２１を軸受箱２の一端面に突き当てられた状態で、取付部２１を軸受箱２の一端面にボルトで固定されることにより、軸受箱２の外端開口を塞いでいる。
【０００８】
カバー１８には、温度センサ２４が設けられている。温度センサ２４は、カバー１８の内面と外面とを貫通する取付孔２２ａに挿着されている。
複列円すいころ軸受３の回転抵抗が、各列円すいころ６，６の過度のスキュー、或いは空間１７内に封入したグリースの劣化等、何らかの原因で異常に上昇し、複列円すいころ軸受３の温度が上昇すると、温度センサ２４がこの温度上昇を検出する。温度センサ２４による検出温度が所定値（アラーム閾値）を超えたことが検知されると、図示しない制御手段が、運転席に設置した警告灯を点灯させる等の警報を発する。このような警報が出された場合、運転手は緊急停止等の措置をとる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
軸受３の温度として、温度センサ２４によって検出される値は、実際の軸受温度からずれていることがある。特に、鉄道車両や自動車などの場合、走行中と停止中とで、或いは加速中と減速中とで、温度センサ付近に当たる風の強さが変わるため、温度センサ２４によって検出される値が実際の軸受温度からずれやすい。また、走行速度の違いにより、センサ検出温度と実際の軸受温度との開き（差）も異なってくる。
【００１０】
そこで、経験的或いは直感的に、センサ検出温度からその時点の実際の軸受温度を推定し、アラーム閾値を設定しているが、このように推定された軸受温度やアラーム閾値は適切でないことがある。
アラーム閾値が低すぎる場合、電気的ノイズによる誤作動によって、車両や設備が誤って緊急停止しやすくなるなどの問題が起こる。アラーム閾値が高すぎる場合、軸受の焼き付きによる事故を引き起こす可能性が高くなる。特に、鉄道車両や自動車などのように、走行中と停止中とで温度センサ付近に当たる風の強さが変わる場合、実際の軸受温度を正しく推定したり、適切なアラーム閾値を設定したりすることが困難であった。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、センサ検出温度から実際の軸受温度を正確に得て、異常発生を早期かつ確実に検知できるセンサ付軸受装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記構成により達成される。
（１）  静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセンサ付軸受装置であって、予め求められた、前記転がり軸受の実際の温度から雰囲気温度を差し引いた値と前記温度センサによる検出温度から雰囲気温度を差し引いた値との関係に基づき、前記温度センサからリアルタイムで求められる検出温度から雰囲気温度を差し引いた値を用いて、その時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。
（２）  静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセンサ付軸受装置であって、予め求められた、前記転がり軸受の実際の温度から始動時の温度を差し引いた値と前記温度センサによる検出温度から始動時の温度を差し引いた値との関係に基づき、前記温度センサからリアルタイムで求められる検出温度から始動時の温度を差し引いた値を用いて、その時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。
（３）  静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセンサ付軸受装置であって、前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材の回転状態を検出する回転センサを更に備え、前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材の回転状態の違いに応じて、異なる計算式、異なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。
（４）  静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセンサ付軸受装置であって、前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材を回転駆動するモータに供給される電流値の違いに応じて、異なる計算式、異なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。
（５）  静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセンサ付軸受装置であって、前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材の回転が停止してからの経過時間が所定時間を超えるか否かで、異なる計算式、異なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。
（６）  静止側軌道輪及び回転側軌道輪の間に転動体が複数設けられた転がり軸受と、温度センサとを備えたセンサ付軸受装置であって、前記転がり軸受に作用する振動を検出する振動センサを更に備え、前記転がり軸受に作用する振動状態の違いに応じて、異なる計算式、異なるデータテーブル又は異なるデータ補正を用いてその時点の前記転がり軸受の実際の温度を推定する制御手段を備えていることを特徴とするセンサ付軸受装置。
（７）  前記制御手段は、その時点の雰囲気温度や、前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材の回転状態や前記転がり軸受に作用する振動状態の違いに応じて、その時点における適正なアラーム閾値を設定し、推定された前記転がり軸受の温度が前記アラーム閾値を超えたらアラームを発する前記（１）〜（６）のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。
（８）  前記温度センサが、前記静止側軌道輪又は該静止側軌道輪に固定された静止部材に設けられ、前記回転側軌道輪又は該回転側軌道輪と共に回転する部材の表面の温度を検出する前記（１）〜（７）のいずれかに記載のセンサ付軸受装置。
【００１３】
本発明によれば、予め求められた、転がり軸受の実際の温度と温度センサによる検出温度との関係に基づいて、温度センサからリアルタイムで求められる検出温度から、その時点の転がり軸受の実際の温度を適正に推定できる。
また、予め求められた、センサ検出温度と実際の軸受温度との関係を用いることや、センサ検出温度から周囲雰囲気温度を差し引いた値（以下「センサ検出温度上昇値」という。）と、実際の軸受温度から雰囲気温度を差し引いた値（以下「軸受温度上昇値」という。）との関係を用いることで、センサ検出温度から軸受温度を適正に推定することが可能となる。また、アラーム閾値も適正に設定でき、軸受異常を早期にかつ確実に検知することが可能となる。
また、車両等の走行・停止や走行速度を検出するセンサや、振動センサを併用したり、停止からの経過時間も考慮したりすることで、実際の軸受温度をより正確に推定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。なお、既に説明した部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。
図１に、本発明の第１実施形態のセンサ付軸受装置（鉄道車両用温度センサ付回転支持装置）を示す。本実施形態では、温度センサ３０が、軸受３の軸方向中心から所定距離Ｌ軸方向に離れた位置で、カバー１８の円筒部１９に設けられている。温度センサ３０は、センサケース３１内に収容されて、センサユニットが構成されている。センサケース３１は、円筒部１９に設けられた取付孔２２ａに挿着され、温度センサ３０は、円筒部１９の内面より径方向内方に突出した位置に配置されている。
【００１５】
温度センサ３０による検出温度は、コンピュータ等によって構成される制御手段３５に、有線又は無線で伝送される。制御手段３５は、温度センサ３０の検出信号を処理し、異常の有無等の判定を行う。
制御手段３５は、温度センサ３０から離れた位置にあってもよいし、センサケース３１内に配置されてもよい。制御手段３５の機能の一部を担う部品が、センサケース３１内に配置されてもよい。
【００１６】
車両が走行し始めると、車軸１の回転と共に内輪５，５等が回転して、軸受３内に摩擦が発生し、その摩擦熱に応じて軸受温度が上昇する。この熱は、外周側にはハウジング２を通じて、内周側には車軸１を通じて、放熱される。
軸受３に生じた熱は、温度センサ３０に到達するまでの間に徐々に放熱され、センサケース３１においても放熱される。また、車両速度の増加に伴って、この軸受装置の付近に当たる風量も増加するため、さらに放熱される。
例えば、車両加速時及び定速走行時で、軸受発熱量の７０％が、温度センサ３０に到達するまでの間に放熱される。
【００１７】
車両が停止すると、軸受３の温度は下降し始めるが、軸受装置に当たる風量がほぼゼロになることにより、放熱量が減少する。その結果、軸受３及びハウジング２に蓄えられていた熱量が温度センサ３０に少しずつ伝達され、温度センサ３０による検出温度が徐々に上昇する。
【００１８】
図２に、実際の車両を模した試験装置での結果を示す。図２のグラフの横軸は、軸受温度上昇値（軸受の実温度から雰囲気温度を差し引いた値）を示し、縦軸は、センサ検出温度上昇値（センサ検出温度から雰囲気温度を差し引いた値）を示す。
回帰曲線である温度曲線Ａ（以降、走行時温度曲線Ａと称す）は、車両加速時及び定速走行時相当における軸受温度上昇値とセンサ検出温度上昇値との関係を示す。温度曲線Ｂ（以降、停止時温度曲線Ｂと称す）は、車両停止後所定時間（運転条件等によって異なる）が経過するまでの間における軸受温度上昇値とセンサ検出温度上昇値との関係を示し、温度曲線Ｃ（以降、停止後温度曲線Ｃと称す）は、車両停止後所定時間が経過した後の軸受温度上昇値とセンサ検出温度上昇値との関係を示す。図２から、走行時温度曲線Ａと停止後温度曲線Ｃとは右上がりのほぼ直線になっており、走行時と停止後は、軸受温度上昇値とセンサ検出温度上昇値とが線形正比例の関係にあることがわかる。
【００１９】
車両加速時及び定速走行時は、車両走行速度に応じて、走行時温度曲線Ａを辿る。車両停止時には、停止前に軸受３及びハウジング２に蓄えられていた熱量及び放熱量に応じた停止時温度曲線Ｂを辿り、その後、停止後温度曲線Ｃを辿りながら温度が下降する。
ここで、停止時温度曲線Ｂと停止後温度曲線Ｃとについて説明する。停止時温度曲線Ｂは、車両が停止したにもかかわらず、軸受３及び途中の熱伝達経路で蓄えられていた熱が温度センサ３０に伝わってくるために、このような左上がりの軌跡を描く。すなわち、車両が停止したことによって温度センサ３０周辺に風が当たらなくなり、放熱量が減少しているにもかかわらず蓄えられていた熱が温度センサ３０に伝わってくるため、センサ検出温度が上昇する。しかし、ある程度時間が経過すると、蓄えられていた熱も冷まされ、その後は停止後温度曲線Ｃを辿ってセンサ検出温度も低下していく。
なお、車両が低速で走行している場合は、図２の走行時温度曲線Ａと停止後温度曲線Ｃとの間に、走行時温度曲線と停止後温度曲線とがプロットされることになる。
【００２０】
予め、走行時温度曲線Ａを求めておけば、車両加速中及び定速走行中に温度センサ３０からリアルタイムで得られるセンサ検出温度から、その時点における実際の軸受温度を推定することができる。
例えば、走行時温度曲線Ａを示すような計算式やデータテーブルやデータ補正値を、ＲＯＭ等の記憶手段に予め格納しておき、車両加速中及び定速走行中に、その計算式やデータテーブルやデータ補正値を読み出すことで、その時点における実際の軸受温度を推定することができる。
より具体的には、図１に符号３８で示すように、軸受装置まわりの雰囲気温度を検出する手段（温度センサ）を、センサユニット付近又はセンサユニットから離れた位置に設けて、雰囲気温度を常時検出する。そして、センサケース３１内の温度センサ３０より得られるセンサ検出温度から雰囲気温度を差し引いた値を求め、その値から、図２で示したような関係を表す計算式やデータテーブルを参照して、実際の軸受温度を推定する。
【００２１】
さらに、軸受３の運転温度の上限を決定すれば、おのずとセンサ検出温度のアラーム閾値を決めることができる。しかし、加減速を繰り返す鉄道車両などの用途では、上述の理由から停止時にはセンサ検出温度が上昇して、走行時温度曲線Ａから求めたアラーム閾値を超えてしまうことがある。
そこで、車両走行時とは別に、車両停止時のアラーム閾値も設定しておき、これら２つのアラーム閾値を使い分けることで、不要なアラーム発生を回避できる。
【００２２】
なお、上述した走行時温度曲線Ａ及び停止時温度曲線Ｃは、設備又は装置の種類や軸受３の形式、センサユニットの取付位置などの違いによって異なるものである。各種軸受装置について、予め試験運転を行い、これらの曲線を得ておくことで、本発明が適用できることは言うまでもない。
【００２３】
また、温度上昇を計算するときの参照温度を、周囲雰囲気温度ではなく、始動時のセンサ検出温度とすることで、雰囲気温度の検出を不要にすることも可能である。すなわち、センサユニットの温度センサ３０により、車軸１が回転を開始する前或いは直後の、始動時検出温度を得ておき、回転開始後に温度センサ３０からリアルタイムで得られる検出温度から前記始動時検出温度を差し引くように構成することができる。
こうすれば、別途の雰囲気温度検出手段３８が不要となる。また、季節の違い等による周囲雰囲気温度の影響をキャンセルすることができる。すなわち、夏と冬の温度差（３０℃）や、その日ごとの温度差をキャンセルできる。
例えば車両が、夜中から朝にかけて走行する場合、その間の温度差は少ないので、周囲温度の代わりに前述の始動時検出温度を用いても、誤差が少ない。
【００２４】
図３に、本発明の第２実施形態のセンサ付軸受装置（鉄道車両用温度センサ付回転支持装置）を示す。本実施形態では、油切りと称される環状部材１１の外周面に、外向フランジ状の鍔部４０が全周にわたって設けられている。鍔部４０の外周縁部に、凹部と凸部とを円周方向に関して交互に且つ等間隔で形成して、この外周縁部の磁気特性を円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させて、鍔部４０にエンコーダとしての機能を持たせている。
【００２５】
取付孔２２ａ内に挿着されたセンサユニットのセンサケース３１内には、温度センサ３０と、回転速度センサ３２とが収容されている。回転速度センサ３２としては、磁気抵抗素子、ホール素子、永久磁石と磁気コイルとの組み合わせ等、磁束の密度或いは方向の変化に対応して出力を変化させるものを使用できる。回転速度センサ３２は、センサケース３１の先端部に収容保持され、鍔部４０に近接対向されている。
温度センサ３０は、車軸１及び内輪５と一体的に回転する部材である環状部材１１の外周面の表面温度を、非接触で検出する。
温度センサ３０及び回転速度センサ３２は、モールド樹脂によってセンサケース３１内にモールド固定されてもよいし、ねじ等の機械的固定具により固定されてもよい。なお、温度センサ３０は、第１実施形態で示したような、ハウジング２の温度を測定する温度センサでもよい。
【００２６】
温度センサ３０及び回転速度センサ３２の出力信号は、１本のケーブル４１を介して図示しない制御手段へ伝送されるが、これに限定はされず、無線で制御手段へ伝送されてもよい。
ケーブル４１内に収められた、温度センサ３０の出力信号を取り出すための信号線と、回転速度センサ３２の出力信号を取り出すための信号線とは、個別にシールドするのが好ましい。回転速度センサ３２から出力されるパルス状の信号を送る信号線と、温度センサ３０から出力されるアナログ信号を送る信号線とを一緒に束ねると、アナログ信号にノイズがのり易いが、上記のように個別にシールドすることで、アナログ信号にノイズがのるのを防ぐことができる。
ケーブル４１内で、個々のセンサ３０，３２の出力信号を取り出すための信号線とグランド線とをツイストしておくことや、そのツイストペアをシールドすることは、さらに好ましい。
【００２７】
また、センサケース３１内に、振動センサ（加速度センサ）３３を収容しておくことはさらに好ましい。振動センサ３３により、軸受３に剥離等の異常が発生した際に、その剥離の状態を速やかに検出することができる。
転がり軸受の異常監視と回転速度の監視との双方を目的とする場合は、本例のように、温度センサ３０、回転速度センサ３２、振動センサ３３の、３種類のセンサを組み合わせることが好ましい。しかしこれに限定はされず、温度センサ３０と回転速度センサ３２、或いは温度センサ３０と振動センサ３３など、２種類のセンサを組み合わせてもよい。
さらに、センサケース３１内に、基準電圧発生回路を備えてもよい。基準電圧発生回路は、温度センサ３０や振動センサ３３に供給する基準電圧を発生するためのもので、例えば、定電圧レギュレータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、基準電圧ＩＣ、定電圧ダイオード等が使用可能である。
【００２８】
例えば、温度センサ３０及び回転速度センサ３２と、コンパレータ（比較手段）及びアラーム閾値設定回路（アラーム閾値設定手段）とを組み合わせることにより、運転速度が低速から高速まで頻繁に変化する転がり軸受の異常検出を高い信頼性で行える。
図４に示す判定回路は、回転速度センサ３２より得られる車軸１の回転速度と、温度センサ３０より得られる軸受３の温度とから、軸受３の異常の有無を判定するものである。回転速度センサ３２の検出信号は、回転速度検出回路にて処理されて速度信号とされる。その速度信号に基づき、閾値設定回路４４はアラーム閾値を決定する。この閾値と、温度センサ３０から送られてくる温度信号とをコンパレータ４５により比較し、この比較結果を表す信号を軸受異常判定回路４６により判定して、軸受３の異常の有無を判定する。そして、異常がある場合には、ブザー、警告灯等の警報器４７に信号を送って警報器４７を作動させ、運転者や作業者に異常発生を知らせる。このような構成の判定回路により、車軸の回転速度の変化に従って、異常検出用の温度のアラーム閾値をリアルタイムで変更できるので、高速回転時だけでなく、低速回転時に発生する軸受の異常も検出できる。
また、速度信号の代わりに、回転駆動用モータに供給する電流値を用いても同様の効果を得ることができる。
【００２９】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、実施形態では、軸受温度上昇値とセンサ検出温度上昇値との関係に基づいて軸受温度を推定しているが、実際の軸受温度と温度センサによる検出温度との関係に基づいて推定してもよい。
例えば、センサ検出信号を、ローパスフィルタやオペアンプを介して、センサユニットの外部に伝送するようにしてもよい。
また、軸受装置における転がり軸受は複列円すいころ軸受に限らず、玉軸受、円筒ころ軸受、球面ころ軸受など、単列・複列を問わず適用できることは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、センサ検出温度から実際の軸受温度を正確に得て、異常発生を早期かつ確実に検知できるセンサ付軸受装置及びセンサ付軸受装置の温度検知方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の縦断面図である。
【図２】予め求められた、実際の軸受温度とセンサ検出温度との関係を表すグラフである。
【図３】第２実施形態の縦断面図である。
【図４】判定回路の構成例を示す回路図である。
【図５】従来のセンサ付軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
１              車軸
２              軸受箱（ハウジング）
３              複列円すいころ軸受（転がり軸受）
４              外輪
５              内輪
６              円すいころ（転動体）
１１，１１ａ    環状部材
２２ａ          取付孔
３０            温度センサ
３１            センサケース
３５            制御手段
【図１】
0004269562.tif 000002
【図２】
0004269562.tif 000003
【図３】
0004269562.tif 000004
【図４】
0004269562.tif 000005
【図５】
0004269562.tif 000006