(57)【要約】【課題】軸受内部への浸水の有無をその初期段階においても確実に検知することが可能な浸水センサ付軸受を提供する。【解決手段】内部への浸水の有無を検知する浸水センサ機構Ｓを備えた浸水センサ付軸受であって、前記浸水センサ機構には、光透過性及び吸水性を有する光ファイバーＳ１が少なくとも備えられ、前記光ファイバーは、少なくともその一部が軸受内部を通過するように配線されており、前記光ファイバーの軸受内部を通過する部位が含水した場合における当該光ファイバーの光透過性の変化を検出することで、軸受内部への浸水の有無を検知する。【選択図】図１
2009264398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部への浸水の有無を検知する浸水センサ機構を備えた浸水センサ付軸受であって、
前記浸水センサ機構には、光透過性及び吸水性を有する光ファイバーが少なくとも備えられ、前記光ファイバーは、少なくともその一部が軸受内部を通過するように配線されており、
前記光ファイバーの軸受内部を通過する部位が含水した場合における当該光ファイバーの光透過性の変化を検出することで、軸受内部への浸水の有無が検知されることを特徴とする浸水センサ付軸受。
【請求項２】
前記浸水センサ機構には、前記光ファイバーに対して光信号を発信する発光装置と、当該発光装置によって発信されて前記光ファイバーを伝送された光信号を受信する受光装置が備えられており、
前記光透過性の変化を前記光ファイバーを伝送される光信号の減衰として前記受光装置で検出することで、軸受内部への浸水の有無が検知されることを特徴とする請求項１に記載の浸水センサ付軸受。
【請求項３】
前記浸水センサ機構には、前記光ファイバーに対して光信号を発信する発光装置と、当該発光装置によって発信されて前記光ファイバーを伝送された光信号が当該光ファイバーの外部へ漏洩されて生じる散乱光を受光する受光装置が備えられており、
前記光透過性の変化を前記光ファイバーの軸受内部を通過する部位から漏洩する散乱光の増大として前記受光装置で検出することで、軸受内部への浸水の有無が検知されることを特徴とする請求項１に記載の浸水センサ付軸受。
【請求項４】
前記光ファイバーは、光透過性及び吸水性を有する樹脂製であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の浸水センサ付軸受。
【請求項５】
前記光ファイバーは、光透過性樹脂及び吸水性樹脂の混合樹脂製であることを特徴とする請求項４に記載の浸水センサ付軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車や鉄道車両等の車輪を支持する軸受ユニット、鉄鋼材を圧延する多段式圧延機のロール軸を支持する軸受ユニットなどとして用いられ、軸受の内部に対する水や薬品などの液体の浸入有無を検知するためのセンサ機構(浸水センサ機構)を備えた浸水センサ付き軸受に関し、具体的にはその浸水センサ機構の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した自動車や鉄道車両等の車輪を支持する軸受ユニットや、鉄鋼材を圧延する多段式圧延機のロール軸を支持する軸受ユニットなどのように、非常に過酷な状況下で常に使用される軸受ユニットにおいては、所定の密封装置(接触型のシール、あるいは非接触型のシールやシールドなど)を設けて軸受内部への異物(泥水や各種薬品、あるいは塵埃など)の浸入防止が図られている。
【０００３】
ここで、軸受内部へ泥水や薬品などの液体(一例として、水)が浸入した場合、例えば、軸受内部に封入された潤滑剤(グリースや潤滑油など)の潤滑性能に影響を及ぼし、潤滑不良を招く虞や、軸受内部への発錆を招く虞などがあり、軸受の回転精度の低下や早期の損傷が生じる要因となる。このため、自動車や鉄道等の車輪を支持する軸受ユニットなどにおいては、上述したような密封装置を設けるとともに、従来から、軸受内部に対する水などの浸入有無を検知するためのセンサ機構(浸水センサ機構)を備えた浸水センサ付軸受が用いられており、その構成として各種のものが知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、転動体軌道の近傍に貼着されたストレインゲージ(歪みゲージ)で軸受内部への浸水の有無を検知する浸水センサ機構の構成例が一例として開示されている。この場合、転動体が軌道を通過する際、ストレインゲージに付与される歪みを検出し、その出力信号の振動変化により、軸受内部への浸水の有無が検知されている。すなわち、軸受内部への浸水により軌道面に生じた異常(歪み)をストレインゲージによって検出することで、軸受内部への浸水有無の検知を行っている。
【０００５】
また、特許文献２には、対向間隔を狭めて配設した２つの電極で軸受内部への浸水の有無を検知する浸水センサ機構の構成例が一例として開示されている。かかる浸水センサ機構においては、軸受内部に浸水した水がこれらの電極に付着すると当該電極間の電気抵抗が変化するため、当該電気抵抗の変化を検出することで、軸受内部への浸水の有無が検知されている。
【特許文献１】特開平１１−２４８５２４号公報
【特許文献２】特開２００５-３４４９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された浸水センサ機構では、浸水有無をストレインゲージによって検出しており、その出力信号の振動変化の増大は、転動体軌道の歪みの増大、すなわち軸受に損傷が生じ始めたことを示しており、この時点で軸受内部への浸水を検知したとしても、軸受の損傷を未然に防ぐという観点からすると手遅れとなる虞が高い。
【０００７】
また、特許文献２に開示された浸水センサ機構では、軸受内部にグリースが封入されている場合、当該グリース内に浸水した水は、浸水の初期段階でまだ少量のうちはエマルジョン状態(油中に水玉ができた状態)を成すため、当該エマルジョン状態の水が電極に付着した場合であっても、電極間の電気抵抗の変化は極微小に止まる。したがって、軸受内部への浸水がまだ少量である時点、すなわち軸受内部への浸水の初期段階で、電極間の電気抵抗の変化(つまり軸受内部への浸水)を確実に検出することが難しい。かかる微小の抵抗変化を検出可能なセンサを用いた方策も考えられるが、軸受内部への浸水を初期段階で検知することには限界がある。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、軸受内部への浸水の有無をその初期段階においても確実に検知することが可能な浸水センサ付軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明に係る浸水センサ付軸受は、軸受内部への浸水の有無を検知することが可能であり、前記浸水センサ機構には、光透過性及び吸水性を有する光ファイバーが少なくとも備えられ、前記光ファイバーは、少なくともその一部が軸受内部を通過するように配線されており、前記光ファイバーの軸受内部を通過する部位が含水した場合における当該光ファイバーの光透過性の変化を検出することで、軸受内部への浸水の有無が検知される。
【００１０】
この場合、前記浸水センサ機構には、前記光ファイバーに対して光信号を発信する発光装置と、当該発光装置によって発信されて前記光ファイバーを伝送された光信号を受信する受光装置が備えられていてもよく、前記光透過性の変化を前記光ファイバーを伝送される光信号の減衰として前記受光装置で検出することで、軸受内部への浸水の有無が検知されることが可能である。
【００１１】
また、前記浸水センサ機構に、前記光ファイバーに対して光信号を発信する発光装置と、当該発光装置によって発信されて前記光ファイバーを伝送された光信号が当該光ファイバーの外部へ漏洩されて生じる散乱光を受光する受光装置を備え、前記光透過性の変化を前記光ファイバーの軸受内部を通過する部位から漏洩する散乱光の増大として前記受光装置で検出することで、軸受内部への浸水の有無が検知してもよい。
【００１２】
なお、前記光ファイバーは、光透過性及び吸水性を有する樹脂製であればよい。例えば、前記光ファイバーは、光透過性樹脂及び吸水性樹脂の混合樹脂製とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の浸水センサ付軸受によれば、軸受内部への浸水の有無をその初期段階において確実に検知することができる。この結果、軸受内部への浸水に伴って生じる潤滑不良や発錆などを確実に防止することができ、軸受の回転精度の低下や早期の損傷などを未然に防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の浸水センサ付軸受(以下、単に軸受ともいう)について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明は、異物、特に泥水や薬品などの液体が軸受内部に浸入しやすい状況下で継続して使用されるような軸受として適用することができ、その用途は限定されないが、例えば、自動車や鉄道車両等の各種の車両の車輪を回転自在に支持する軸受ユニットや、鉄鋼材を圧延する多段式圧延機のロール軸を回転自在に支持する軸受ユニットなどとしての適用を想定できる。
【００１５】
一例として、以下の説明においては、自動車の車輪を回転自在に支持する軸受ユニット(いわゆるハブユニット軸受)を浸水センサ付軸受として構成した場合を想定する。その際、かかる軸受ユニットは、自動車の駆動輪(前置エンジン後輪駆動(ＦＲ)車及び後置エンジン後輪駆動(ＲＲ)車の後輪、前置エンジン前輪駆動(ＦＦ)車の前輪及び四輪駆動(４ＷＤ)車の全輪)を支持するハブユニット軸受、あるいは従動輪(ＦＲ車及びＲＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪)を支持するハブユニット軸受のいずれの構成であってもよい。
【００１６】
また、軸受ユニットの型式(タイプ)も特に限定されず、例えば、回転輪(ハブ)のフランジの有無や数、静止輪のフランジの有無や数、あるいは内輪構成体の有無、及び転動体の種類(玉や各種のころ)などは、いずれも軸受ユニットの使用条件や使用目的などに応じて任意に設定すればよい。さらに、軸受ユニットは、外方部材(外方軌道輪)を静止輪、内方部材(内方軌道輪)を回転輪(ハブ及び内輪構成体)とするハブユニット軸受、あるいは、これとは逆に外方部材(外方軌道輪)を回転輪、内方部材(内方軌道輪)を静止輪とするハブユニット軸受のいずれの構成であってもよい。
【００１７】
なお、上述したいずれの軸受ユニットにおいても、回転輪は、車輪構成部材(例えば、ディスクホイール(図示しない))が固定されて当該車輪構成部材とともに回転するのに対し、静止輪は、車体構成部材(例えば、懸架装置のナックル(図示しない))に固定されて静止状態に維持される。
【００１８】
ここで、ハブは、略円筒形に成形され、ブレーキのブレーキロータ(図示しない)を介して車輪のディスクホイール(図示しない)に固定され、当該ディスクホイールとともに回転して回転輪を構成する部材のことを指す。かかるハブには、その車体外方側(いわゆるアウトボード側)にブレーキロータ及びディスクホイールを固定(外嵌)するためのハブフランジが周方向に沿って連続して突設されているとともに、静止輪のアウトボード側の軌道溝と対向する軌道溝が形成されている。これに対し、内輪構成体は、静止輪の車体内方側(いわゆるインボード側)の軌道溝と対向する軌道溝が形成され、ハブのインボード側に外嵌されて当該ハブとともに回転輪を構成する部材のことを指す。
【００１９】
なお、転動体としては、軸受ユニットの使用条件や使用目的などに応じて、玉、あるいは各種のころ(円錐ころ、円筒ころ及び球面ころなど)を適用すればよい。また、保持器としては、転動体の種類に応じて任意のタイプを適用すればよい。例えば、転動体が玉である場合、傾斜型、冠型及び波型などのタイプを適用することができ、転動体が各種のころ(円錐ころ、円筒ころ及び球面ころなど)である場合、もみ抜き型、くし型及びかご型などのタイプを適用することができる。
【００２０】
図１(ａ)には、本発明の第１実施形態に係る浸水センサ付軸受が示されており、かかる軸受は、軸受内部への浸水の有無を検知する浸水センサ機構Ｓを備えている。なお、ここでは便宜上「浸水センサ機構」としているが、検知対象は水には限定されず、各種の液体(泥水や薬品など)も含めて検知対象とすることが可能である。
この場合、軸受には、静止輪(一例として、外輪)２と回転輪(一例として、内輪)４が相対回転可能に対向配置されており、当該静止輪(外輪)２及び回転輪(内輪)４にそれぞれ形成されて相互に対向する複列の軌道溝2a,4a間及び軌道溝2b,4b間へ複数の転動体(一例として、玉)6a,6bが転動可能に組み込まれている。転動体(玉)6a,6bは、環状を成す保持器8a,8bに形成されたポケット内に１つずつ回転自在に保持された状態で、軌道溝2a,4a間及び軌道溝2b,4b間へ組み込まれている。これにより、各転動体(玉)6a,6bは、その転動面が相互に接触することなく、軌道溝2a,4a間及び軌道溝2b,4b間を転動することができ、結果として、当該各転動体(玉)6a,6bが相互に接触して摩擦が生じることによる回転抵抗の増大や、焼付きなどを防止することができる。
【００２１】
なお、図１(ａ)に示す構成においては、回転輪(内輪)４が軸受幅(同図の左右方向の寸法)の略中間位置で２つに分割された分割構造(第１の回転輪４２と第２の回転輪４４)を成しており、この場合、第１の回転輪(同図の左側の回転輪)４２には、静止輪(外輪)２の軌道溝２ａと対向する軌道溝４ａが形成されている。一方、第２の回転輪(図１(ａ)の右側の回転輪)４４には、静止輪(外輪)２の軌道溝２ｂと対向する軌道溝４ｂが形成されている。ただし、回転輪(内輪)４は、図１(ａ)に示すような分割構造ではなく、例えば、２つの軌道溝4a,4bを有する一体構造であってもよい。また、例えば、静止輪(外輪)２を回転輪(内輪)４(４２)の軌道溝４ａと対向する軌道溝２ａを有する第１の静止輪、及び回転輪(内輪)４(４４)の軌道溝４ｂと対向する軌道溝２ｂを有する第２の静止輪で成る分割構造としてもよい。
【００２２】
また、図１(ａ)に示すように、静止輪(外輪)２と回転輪(内輪)4(42,44)との間には、転動体(玉)6a,6bを挟んで、その両側(同図の左側と右側)に軸受内部を密封するための密封装置(一例として、パックシール)10a,10bがそれぞれ設けられている。このように密封装置10a,10bを設けることで、軸受の外部から異物(例えば、泥水や薬品、あるいは塵埃など)が内部に侵入することを防止しているとともに、内部に封入された潤滑剤(例えば、グリースや潤滑油など)が外部へ漏洩することを防止している。
ただし、密封装置は、図１(ａ)に示すようなパックシール10a,10bではなく、例えば、接触型のシール、あるいは非接触型のシールやシールドなどであってもよい。すなわち、浸水センサ付軸受の使用条件や使用目的などに応じて要求される密封性(気密性や液密性)のレベルによって、これらの密封装置を任意に選択して使用すればよい。その際、両側で異なるタイプの密封装置を使用してもよい。
【００２３】
本実施形態において、浸水センサ機構Ｓには、光透過性及び吸水性を有する光ファイバーＳ１と、当該光ファイバーＳ１に対して光信号を発信する発光装置Ｓ２と、当該発光装置Ｓ２によって発信されて光ファイバーＳ１を伝送された光信号を受信する受光装置Ｓ３が備えられている。
【００２４】
光ファイバーＳ１は、光透過性及び吸水性を有していれば任意の素材を材料として構成することができるが、本実施形態においては、光ファイバーＳ１が光透過性及び吸水性を有する樹脂製である場合を一例として想定する。例えば、光ファイバーＳ１は、光透過性樹脂及び吸水性樹脂の混合樹脂製とすればよい。その際、光透過性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル、及びポリプロピレンなどを適用することができ、吸水性樹脂としては、例えば、アクリル酸塩やクロロプレン系ゴムなどを適用することができる。一般的には、上記各光透過性樹脂は非吸水性の樹脂であるが、当該光透過性樹脂に上記吸水性樹脂を混合(ブレンド)することで、当該混合樹脂製の光ファイバーＳ１を光透過性及び吸水性を併せて有した構成とすることができる。
【００２５】
なお、光ファイバーＳ１は、前記光透過性樹脂及び吸水性樹脂の混合樹脂製のコアとクラッドのみの二重構造であってもよいし、これらの表面を当該混合樹脂で被覆した三重構造であってもよい。その際、光の屈折率がクラッドよりもコアの方が大きくなるように、光透過性樹脂及び吸水性樹脂を選択するとともに、これらの混合比率を設定すればよい。  また、本実施形態においては、光信号の伝送距離はそれほど長距離とはならないため、光ファイバーＳ１を樹脂製とすることができ、ガラス製とする場合と比較してその製造コストを安価に抑えることができる。
【００２６】
そして、このような構成を成す光ファイバーＳ１は、少なくともその一部が軸受内部を通過するように配線されている。図１(ａ)には、軸受の一方列側(同図の左列側)の内部空間(静止輪(外輪)２、第１の回転輪(内輪)４２、転動体(玉)６ａ及び密封装置(パックシール)１０ａで囲まれた空間)をその一部が通過するように光ファイバーＳ１を配線した構成が一例として示されている。なお、図１(ａ)に示すような軸受の一方列側(同図の左列側)の内部空間ではなく、他方列側(同図の右列側)の内部空間(静止輪(外輪)２、第２の回転輪(内輪)４４、転動体(玉)６ｂ及び密封装置(パックシール)１０ｂで囲まれた空間)や、軸受の列間空間(静止輪(外輪)２、第１の回転輪(内輪)４２、第２の回転輪(内輪)４４及び転動体(玉)6a,6bで囲まれた空間)、あるいはこれらの複数の空間をその一部が通過するように光ファイバーＳ１を配線してもよい。
また、軸受に対して配線する光ファイバーＳ１の本数は、図１(ａ)に示すような１本には限定されず、２本以上であってもよい。
例えば、上述した一方列側の内部空間(図１(ａ))、他方列側の内部空間及び列間空間を通過するように、それぞれの空間に１本ずつ光ファイバーＳ１を配線することができる。
【００２７】
光ファイバーＳ１を配線する際には、例えば、静止輪(外輪)２、回転輪(内輪)4(42,44)、あるいは密封装置(パックシール)10a,10bに当該光ファイバーＳ１を挿通するための貫通孔を穿孔し、当該貫通孔を通して光ファイバーＳ１を配線し、当該光ファイバーＳ１が軸受内部を通過するようにすればよい。あるいは、密封装置が非接触型のシールやシールドなどの場合には、当該密封装置と静止輪(外輪)２若しくは回転輪(内輪)4(42,44)との間の隙間を通して光ファイバーＳ１を配線し、当該光ファイバーＳ１が軸受内部を通過するようにしてもよい。
【００２８】
光ファイバーＳ１をこのように配線することにより、かかる光ファイバーＳ１の軸受内部を通過する部位(以下、浸水判定部位という)が含水した場合における当該光ファイバーＳ１の光透過性の変化を検出することで、軸受内部への浸水の有無を検知することが可能となる。
【００２９】
図１(ａ)に示す構成において、光ファイバーＳ１の一端には発光装置Ｓ２が接続されているのに対し、他端には受光装置Ｓ３が接続されている。
発光装置Ｓ２は、所定の間隔(一例として、一定間隔)、あるいは連続して光ファイバーＳ１に対して光信号を発信(端的には、光を発光)させることが可能な装置であれば、その構成は特に限定されない。例えば、各種の半導体レーザなどの発光素子を発光装置Ｓ２として用いればよい。その際、電気信号を光信号に変換する変換装置(いわゆるＥ/Ｏ変換装置)として発光装置Ｓ２を構成することもできる。
【００３０】
また、受光装置Ｓ３は、発光装置Ｓ２によって発光され、光ファイバーＳ１を伝送された光信号を受信(端的には、光を受光)することが可能な装置であれば、その構成は特に限定されない。例えば、各種のフォトダイオードなどの受光素子を受光装置Ｓ３として用いればよい。その際、当該受光素子を受光した光信号を電気信号に変換する変換装置(いわゆるＯ／Ｅ変換装置)として受光装置Ｓ３を構成することもできる。
【００３１】
なお、発光装置Ｓ２及び受光装置Ｓ３は、いずれも図示しない電源装置(例えば、商用電源やバッテリなど)に接続され、当該電源装置から電力の供給を受けて光信号を発信及び受信している。
また、発光装置Ｓ２は、演算部(ＣＰＵ等)や記憶部(メモリ等)などを備えた発光制御手段(内蔵か外部接続かは問わない)によって光信号の発信のタイミング、及び発信する光信号の強度(光量)、あるいは波長や周波数などが制御されている。一方、受光装置Ｓ３は、演算部(ＣＰＵ等)や記憶部(メモリ等)などを備えた受光制御手段(内蔵か外部接続かは問わない)によって受光した光信号の強度(光量)を監視し、当該光信号に減衰が生じているか否かの判定を行っている。なお、上述した発光制御手段、及び受光制御手段を外部接続構成とした場合、それぞれを単体構成としてもよいが、これらをひとつにまとめて制御手段として構成してもよい。
さらに、発光装置Ｓ２と受光装置Ｓ３を一体化させた構成としてもよい。その際、発光制御手段及び受光制御手段は、かかる一体化装置に内蔵させてもよいし、外部接続させてもよい。
【００３２】
なお、発光装置Ｓ２及び受光装置Ｓ３の配設位置は特に限定されず、発行装置Ｓ２が光ファイバーＳ１に対して安定的かつ確実に光信号を発信させることが可能であるとともに、受光装置Ｓ３が当該光ファイバーＳ１を伝送された光信号を安定的かつ確実に受信させることが可能な任意の位置にこれらを位置付ければよい。例えば、図１(ａ)に示すように、発光装置Ｓ２と受光装置Ｓ３をいずれも軸受外部に位置付けてもよいし、いずれか一方、あるいは双方を軸受内部に位置付けてもよい。
別の捉え方をすれば、光ファイバーＳ１の両端部は、図１(ａ)に示すようにいずれも軸受外部に位置付けてもよいし、いずれか一端部、あるいは両端部を軸受内部に位置付けてもよい。
【００３３】
このような浸水センサ機構Ｓ(光ファイバーＳ１、発光装置Ｓ２及び受光装置Ｓ３)によれば、光ファイバーＳ１の光透過性の変化を当該光ファイバーＳ１を伝送される光信号の減衰として受光装置Ｓ３で検出することで、軸受内部への浸水の有無を検知することができる。すなわち、光信号を受信した受光装置Ｓ３において、当該光信号の強度(光量)が発光装置Ｓ２による発信時の強度(光量)と一致するか否かの判定を行うことで、軸受内部への浸水の有無を検知することを可能としている。
【００３４】
具体的に説明すると、本実施形態において光ファイバーＳ１は、光透過性樹脂及び吸水性樹脂の混合樹脂製であるため、軸受内部が浸水し、浸水した液体(一例として、水)が上述した光ファイバーＳ１の浸水判定部位と接触した場合、当該水は浸水判定部位から吸水される。この結果、光ファイバーＳ１において、吸水した浸水判定部位への曇りや、当該吸水した浸水判定部位の伸長などが発生し、発光装置Ｓ２によって発信された光信号は、浸水判定部位を伝送(通過)される際に発信時よりも強度(光量)が低下する(すなわち、減衰される)。このため、かかる減衰状態の光信号が光ファイバーＳ１を介して受光装置Ｓ３によって受信されることになる。
【００３５】
したがって、光信号を受信した受光装置Ｓ３において、当該光信号の強度(光量)が発光装置Ｓ２による発信時の強度(光量)と一致するか否かの判定を行い、一致しない場合には光ファイバーＳ１の浸水判定部位において光信号が減衰されたもの、すなわち、軸受内部への浸水が生じているものと判定することができる。
【００３６】
これに対し、軸受内部が密封装置(パックシール10a,10b)によって密封状態(具体的には、液密状態)に保たれている場合、軸受内部に浸水はなく、光ファイバーＳ１の浸水判定部位が吸水状態となることがない。したがって、発光装置Ｓ２によって発信され、光ファイバーＳ１を伝送された光信号は、浸水判定部位を通過しても減衰されることなく、発光装置Ｓ２による発信時の強度(光量)を維持した状態で受光装置Ｓ３によって受信される。
【００３７】
このため、かかる光信号を受信した受光装置Ｓ３において、当該光信号の強度(光量)が発光装置Ｓ２による発信時の強度(光量)と一致するか否かの判定を行った場合、両者は一致することとなり、光ファイバーＳ１の浸水判定部位での光信号の減衰はなく、軸受内部への浸水は生じていないものと判定することができる。
【００３８】
なお、発光装置Ｓ２が光信号を発信させる際には、発信させる光信号の情報(タイミング、強度(光量)、波長や周波数などのデータ)が、発光制御手段から受光装置Ｓ３の受光制御手段に対して予め与えられるとともに、記憶されている。そして、受光装置Ｓ３では、受信した光信号の強度(光量)が発光装置Ｓ２による発信時の強度(光量)と一致するか否かの判定を行う際、受光制御手段に予め記憶された発信光信号情報が読み出され、当該発信光信号情報と受信した光信号の情報(一例として、強度(光量))とが比較される。
【００３９】
このように、本実施形態に係る浸水センサ付軸受によれば、軸受内部へのわずかな浸水であっても当該浸水が直ちに光信号の減衰として捉えられるため、軸受内部への浸水の有無をその初期段階において確実に検知することができる。この結果、軸受内部への浸水に伴って生じる潤滑不良や発錆などを確実に防止することができ、軸受の回転精度の低下や早期の損傷などを未然に防ぐことが可能となる。
【００４０】
ここで、浸水センサ機構Ｓの構成は、上述した第１実施形態に係る構成(図１(ａ))には限定されず、例えば、同図(ｂ)に示す本発明の第２実施形態に係る構成としても、同様の作用効果を得ることができる。以下、第２実施形態に係る浸水センサ付軸受の構成について説明するが、上述した第１実施形態に係る浸水センサ付軸受と同様の構成については、図面上で同一符号を付して説明を省略し、第２実施形態に係る浸水センサ付軸受に特有の構成についてのみ説明する。
【００４１】
第２実施形態において、浸水センサ機構Ｓの受光装置Ｓ３は、発光装置Ｓ２によって発信されて光ファイバーＳ１を伝送された光信号が当該光ファイバーＳ１の外部へ漏洩されて生じる散乱光を受光する受光装置として構成されている。
このような浸水センサ機構Ｓ(光ファイバーＳ１、発光装置Ｓ２及び受光装置Ｓ３)によれば、光ファイバーＳ１の軸受内部を通過する部位(浸水判定部位)から漏洩する散乱光の増大として受光装置Ｓ３で検出することで、軸受内部への浸水の有無を検知することができる。すなわち、散乱光を受光した受光装置Ｓ３において、当該散乱光の強度(光量)が時間経過とともに増大しているか否かの判定を行うことで、軸受内部への浸水の有無を検知することを可能としている。
【００４２】
かかる受光装置Ｓ３は、軸受の内部空間、すなわち静止輪(外輪)２、回転輪(内輪)4(42,44)、及び転動体(玉)6a,6bや密封装置(パックシール)10a,10bで囲まれた空間に位置付けられる。
図１(ｂ)には、軸受の一方列側(同図の左列側)の内部空間(静止輪(外輪)２、第１の回転輪(内輪)４２、転動体(玉)６ａ及び密封装置(パックシール)１０ａで囲まれた空間)をその一部が通過するように光ファイバーＳ１が配線されており、当該光ファイバーＳ１の浸水判定部位から漏洩する散乱光を受光可能となるように、受光装置Ｓ３を当該浸水判定部位と同一空間(すなわち、軸受の一方列側の内部空間)に位置付けた構成が一例として示されている。
【００４３】
なお、受光装置Ｓ３は、光ファイバーＳ１の浸水判定部位から漏洩する散乱光を受光可能となるように、当該浸水判定部位の配線位置に応じて位置付ければよい。例えば、軸受の他方列側(図１(ｂ)の右列側)の内部空間(静止輪(外輪)２、第２の回転輪(内輪)４４、転動体(玉)６ｂ及び密封装置(パックシール)１０ｂで囲まれた空間)や、軸受の列間空間(静止輪(外輪)２、第１の回転輪(内輪)４２、第２の回転輪(内輪)４４及び転動体(玉)6a,6bで囲まれた内部空間)に位置付ければよい。あるいは複数の受光装置Ｓ３をこれらの複数の空間に位置付けてもよい。その際、軸受に対して配線する光ファイバーＳ１の本数は、図１(ｂ)に示すような１本には限定されず、２本以上としてもよい。
【００４４】
また、受光装置Ｓ３は、演算部(ＣＰＵ等)や記憶部(メモリ等)などを備えた受光制御手段(内蔵か外部接続かは問わない)によって受光した散乱光の強度(光量)を監視し、当該散乱光が時間経過とともに増大しているか否かの判定を行っている。この場合、受光制御手段には散乱光の強度(光量)情報が時間を追って記憶されており、受光装置Ｓ３では、受光した散乱光の強度(光量)が増大しているか否かの判定を行う際、受光制御手段に予め記憶された直近の散乱光の強度(光量)情報が読み出され、当該強度(光量)情報と受信した散乱光の強度(光量)とが比較される。
【００４５】
このような浸水センサ機構Ｓ(光ファイバーＳ１、発光装置Ｓ２及び受光装置Ｓ３)による軸受内部への浸水有無の検知方法を以下、説明する。
具体的に説明すると、本実施形態において光ファイバーＳ１は、光透過性樹脂及び吸水性樹脂の混合樹脂製であるため、軸受内部が浸水し、浸水した液体(一例として、水)が上述した光ファイバーＳ１の浸水判定部位と接触した場合、当該水は浸水判定部位から吸水される。この結果、光ファイバーＳ１において、吸水した浸水判定部位への曇りや、当該吸水した浸水判定部位の伸長などが発生し、当該浸水判定部位の光透過性が低下する。このため、かかる浸水判定部位から軸受内部に発光装置Ｓ２によって発信された光信号の一部が漏洩して散乱光となる。このため、軸受内部の散乱光の強度(光量)が増大されることになる。
【００４６】
したがって、散乱光を受光した受光装置Ｓ３において、当該散乱光の強度(光量)が直近の散乱光の強度(光量)よりも増大しているか否かの判定を行い、増大している場合には光ファイバーＳ１の浸水判定部位において光信号が漏洩されたもの、すなわち、軸受内部への浸水が生じているものと判定することができる。
【００４７】
これに対し、軸受内部が密封装置(パックシール10a,10b)によって密封状態(具体的には、液密状態)に保たれている場合、軸受内部に浸水はなく、光ファイバーＳ１の浸水判定部位が吸水状態となることがない。したがって、浸水判定部位の光透過性が低下することはなく、軸受内部の散乱光の強度(光量)が増大されることがない。
このため、散乱光を受信した受光装置Ｓ３において、当該散乱光の強度(光量)が直近の散乱光の強度(光量)よりも増大しているか否かの判定を行った場合、両者は略一致する(強度(光量)の増大はない)こととなり、光ファイバーＳ１の浸水判定部位での光信号の漏洩はなく、軸受内部への浸水は生じていないものと判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る浸水センサ付き軸受の構成例を示す要部縦断面図、（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る浸水センサ付き軸受の構成例を示す要部縦断面図。
【符号の説明】
【００４９】
Ｓ  浸水センサ機構
Ｓ１  光ファイバー
Ｓ２  発光装置
Ｓ３  受光装置
【図１】
2009264398.tif 000003