(57)【要約】  軸受の状態監視装置は、軸受から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出するセンサと、該信号に対して周波数分析を行い、スペクトルデータを算出する波形処理部と、スペクトルデータのピークが現れる周波数と、軸受の内外輪と転動体に滑りがない場合の転動体の自転、及び公転による理論周波数とを比較し、軸受の転動体の自転数の変動、及び公転数の変動を求める演算部と、を備える。
2019221251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受の運転状態を監視する軸受の状態監視方法であって、
前記軸受から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出する工程と、
前記信号に対して周波数分析を行い、スペクトルデータを算出する工程と、
前記スペクトルデータのピークが現れる周波数と、前記軸受の内外輪と転動体に滑りがない場合の前記転動体の自転による理論周波数、及び公転による理論周波数の少なくとも一つとを比較し、前記軸受の転動体の自転数の変動、及び公転数の変動の少なくとも一つを求める工程と、
を備えることを特徴とする軸受の状態監視方法。
【請求項２】
軸受の運転状態を監視する軸受の状態監視装置であって、
前記軸受から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出するセンサと、
前記信号に対して周波数分析を行い、スペクトルデータを算出する波形処理部と、
前記スペクトルデータのピークが現れる周波数と、前記軸受の内外輪と転動体に滑りがない場合の前記転動体の自転による理論周波数、及び公転による理論周波数の少なくとも一つとを比較し、前記軸受の転動体の自転数の変動、及び公転数の変動の少なくとも一つを求める演算部と、
を備えることを特徴とする軸受の状態監視装置。
【請求項３】
複数の軸受、あるいは複列軸受の各列の運転状態を監視する軸受の状態監視方法であって、
前記複数の軸受、あるいは前記複列軸受の各列から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出する工程と、
前記信号に対して周波数分析を行い、スペクトルデータを算出する工程と、
前記各軸受、あるいは前記複列軸受の各列の自転、公転による前記スペクトルデータのピーク周波数の比と、前記各軸受、あるいは前記複列軸受の各列の内外輪と転動体に滑りがない場合の前記転動体の自転により発生する理論周波数の比、及び公転により発生する理論周波数の比の少なくとも一つとを比較し、前記各軸受、あるいは前記複列軸受の各列の前記転動体の自転数の変動、及び公転数の変動の少なくとも一つを求める工程と、
を備えることを特徴とする軸受の状態監視方法。
【請求項４】
複数の軸受、あるいは複列軸受の各列の運転状態を監視する軸受の状態監視装置であって、
前記複数の軸受、あるいは前記複列軸受の各列から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出するセンサと、
前記信号に対して周波数分析を行い、スペクトルデータを算出する波形処理部と、
前記各軸受、あるいは前記複列軸受の各列の自転、公転による前記スペクトルデータのピーク周波数の比と、前記各軸受、あるいは前記複列軸受の各列の内外輪と転動体に滑りがない場合の前記転動体の自転により発生する理論周波数の比、及び公転により発生する理論周波数の比の少なくとも一つとを比較し、前記各軸受、あるいは前記複列軸受の各列の前記転動体の自転数の変動、及び公転数の変動の少なくとも一つを求める演算部と、
を備えることを特徴とする軸受の状態監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受の状態監視方法及び状態監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸受の外輪あるいは内輪等に生じる音や振動をセンサによって検出し、その検出信号に基いて異常の有無を判断する技術が提案されている。【０００３】
特許文献１には、振動センサの出力から特徴量抽出部において周波数特徴量と時間特徴量とを抽出して異常診断部に入力し、異常診断部が周波数特徴量と時間特徴量と基準データとを照合することにより、異常の有無および異常の種別を判断可能とした回転機器の異常診断方法およびその装置が記載されている。【０００４】
また、特許文献２には、軸受から発生する振動を検出し、検出された信号波形にエンベロープ処理および周波数分析を施し、得られたエンベロープスペクトルのピーク値を所定の周波数範囲で測定された全スペクトルの積分値であるオーバーオール値で除算して算出値を得て、該算出値を基準値と比較して異常の有無を判断する軸受の異常診断方法及び装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特許第３４４９１９４号公報
【特許文献２】日本国特許第４１２００９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、軸受の異常診断方法においては、異常発熱、スキッディングの原因となる公転滑り、自転滑り、あるいは、予圧状態で使用される深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受の予圧過大、予圧抜けによる公転数の変動、あるいは自動調心ころ軸受のころスキュー等による公転数の変動を監視することが望まれている。しかしながら、特許文献１及び２のいずれの軸受の異常診断方法においても、自転滑りや公転滑り、あるいは公転数の変動について考慮されていない。【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、機械装置の振動、音響、あるいは内輪、外輪、軸、ハウジングに発生するひずみ値の周波数分析を行うことで、自転数の変動、公転数の変動を測定可能な軸受の状態監視方法及び状態監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  軸受の運転状態を監視する軸受の状態監視方法であって、
前記軸受から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出する工程と、前記信号に対して周波数分析を行い、スペクトルデータを算出する工程と、前記スペクトルデータのピークが現れる周波数と、前記軸受の内外輪と転動体に滑りがない場合の前記転動体の自転による理論周波数、及び公転による理論周波数の少なくとも一つとを比較し、前記軸受の転動体の自転数の変動、及び公転数の変動の少なくとも一つを求める工程と、
を備えることを特徴とする軸受の状態監視方法。
（２）  軸受の運転状態を監視する軸受の状態監視装置であって、
前記軸受から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出するセンサと、前記信号に対して周波数分析を行い、スペクトルデータを算出する波形処理部と、前記スペクトルデータのピークが現れる周波数と、前記軸受の内外輪と転動体に滑りがない場合の前記転動体の自転による理論周波数、及び公転による理論周波数の少なくとも一つとを比較し、前記軸受の転動体の自転数の変動、及び公転数の変動の少なくとも一つを求める演算部と、を備えることを特徴とする軸受の状態監視装置。
（３）  複数の軸受、あるいは複列軸受の各列の運転状態を監視する軸受の状態監視方法であって、
前記複数の軸受、あるいは前記複列軸受の各列から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出する工程と、前記信号に対して周波数分析を行い、スペクトルデータを算出する工程と、前記各軸受、あるいは前記複列軸受の各列の自転、公転による前記スペクトルデータのピーク周波数の比と、前記各軸受、あるいは前記複列軸受の各列の内外輪と転動体に滑りがない場合の前記転動体の自転により発生する理論周波数の比、及び公転により発生する理論周波数の比の少なくとも一つとを比較し、前記各軸受、あるいは前記複列軸受の各列の前記転動体の自転数の変動、及び公転数の変動の少なくとも一つを求める工程と、を備えることを特徴とする軸受の状態監視方法。
（４）  複数の軸受、あるいは複列軸受の各列の運転状態を監視する軸受の状態監視装置であって、
前記複数の軸受、あるいは前記複列軸受の各列から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出するセンサと、前記信号に対して周波数分析を行い、スペクトルデータを算出する波形処理部と、前記各軸受、あるいは前記複列軸受の各列の自転、公転による前記スペクトルデータのピーク周波数の比と、前記各軸受、あるいは前記複列軸受の各列の内外輪と転動体に滑りがない場合の前記転動体の自転により発生する理論周波数の比、及び公転により発生する理論周波数の比の少なくとも一つとを比較し、前記各軸受、あるいは前記複列軸受の各列の前記転動体の自転数の変動、及び公転数の変動の少なくとも一つを求める演算部と、を備えることを特徴とする軸受の状態監視装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の軸受の状態監視方法及び状態監視装置によれば、センサにより軸受から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出し、波形処理部で該信号に対して周波数分析を行ってスペクトルデータを算出した後、演算部がスペクトルデータのピークが現れる周波数と、軸受の内外輪と転動体に滑りがない場合の転動体の自転による理論周波数、及び公転による理論周波数の少なくとも一つとを比較することで、軸受の転動体の自転数の変動、及び公転数の変動の少なくとも一つを求める。これにより、軸受の不具合の原因となる転動体と内外輪の滑り、予圧過大、予圧抜け、ころのスキューによる自転数の変動、公転数の変動などの軸受の運転状態を監視することができる。【００１０】
本発明の軸受の状態監視方法及び状態監視装置によれば、センサにより軸受から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出し、波形処理部で該信号に対して周波数分析を行ってスペクトルデータを算出した後、演算部がスペクトルデータのピークが現れる周波数の比と、軸受の内外輪と転動体に滑りがない場合の転動体の自転により発生する理論周波数の比、及び公転による理論周波数の比の少なくとも一つとを比較することで、軸受の転動体の自転数の変動、及び公転数の変動の少なくとも一つを求める。これにより、軸受の不具合の原因となる転動体と内外輪の滑り、予圧過大、予圧抜け、ころのスキューによる自転数の変動、公転数の変動などの軸受の運転状態を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第1実施形態に係る軸受の状態監視装置の概略構成図である。
【図２】図１の軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る軸受の状態監視装置の概略構成図である。
【図４】図３の軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る軸受の状態監視装置の概略構成図である。
【図６】図５の軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る軸受の状態監視装置の概略構成図である。
【図８】図７の２つの検出器により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る軸受の状態監視装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係る軸受の状態監視装置の概略構成図である。
【図１１】図１０の軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係る軸受の状態監視装置の概略構成図である。
【図１３】図１２の軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【図１４】本発明の第８実施形態に係る軸受の状態監視装置の概略構成図である。
【図１５】図１４の軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る軸受の状態監視装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は深溝玉軸受の公転滑り、自転滑りを測定する軸受の状態監視装置の概略構成図であり、図２は該軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の軸受の状態監視装置１０は、深溝玉軸受１の状態を監視するための装置である。深溝玉軸受１は、内輪２と、外輪３と、内外輪２，３間に転動自在に配設された転動体である複数の玉４と、複数の玉４を回動自在に保持する保持器５と、を備える。内輪２は回転軸６に嵌合し、外輪３は不図示のハウジングに固定されている。
【００１５】
軸受の状態監視装置１０は、振動センサ２０と、回転センサ２２と、Ａ／Ｄ変換部３１と、波形処理部３２と、演算部３３と、判別部３４とを備える。なお、Ａ／Ｄ変換部３１、波形処理部３２、演算部３３、及び判別部３４は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置３０を主体として構成される。
【００１６】
振動センサ２０は、外輪３に対向配置されて深溝玉軸受１から発生する振動を電気信号として検出し、検出された電気信号を増幅器２１で増幅してＡ／Ｄ変換部３１に入力する。回転センサ２２は、回転軸６に対向配置されて回転軸６の回転を検出し、回転計２３で回転軸６の回転速度を求めて演算部３３に入力する。
【００１７】
振動センサ２０からＡ／Ｄ変換部３１に入力された振動データは、Ａ／Ｄ変換部３１によりデジタル信号に変換された後、波形処理部３２でエンベロープ処理および周波数分析を行い、スペクトルデータを算出する。
【００１８】
演算部３３は、さらに、回転センサ２２で検出された回転軸６の回転速度に基づいて、内外輪２，３と玉４に滑りがない場合の玉４の自転、及び公転による理論周波数を演算し、該理論周波数と波形処理部３２で求められたスペクトルデータのピークが現れる周波数（以下、「ピーク周波数」と称す）とを比較して、玉４の自転滑り、及び公転滑りを求める。
なお、ピーク周波数は、ある一定の基準値と比較するなど、従来の手法によって選定される。
【００１９】
図２は、スペクトルデータのピーク周波数と、滑りが発生しない状態における理論周波数と、を比較したグラフのイメージ図であり、図中、Ａは内外輪２，３と玉４に滑りがない場合の玉４の自転による理論周波数を示し、Ｂは内外輪２，３と玉４に滑りがない場合の玉４の公転による理論周波数を示している。玉４の自転による理論周波数Ａと、波形処理部３２で求められた、理論周波数Ａに対応するスペクトルデータのピーク周波数との差が自転数の変動Ｃであり、玉４の公転による理論周波数Ｂと、理論周波数Ｂに対応するスペクトルデータのピーク周波数との差が公転数の変動Ｄである。
なお、理論周波数Ａ，Ｂに対応するスペクトルデータのピーク周波数は、通常、理論周波数Ａ，Ｂと最も隣り合わせのピーク周波数であるが、自転滑り、公転滑りが大きい場合は、この限りではなく、また、理論周波数の近傍に自転、公転とは関係のない共振が発生している可能性がある。この場合は、軸の回転数の変化に対するスペクトルデータのピーク周波数の変化を見て、該当するピーク周波数かどうか判断を行う。或いは、自転滑り、公転滑りが発生していない状態（通常は、初期状態、或いは、定常状態）との比較により、該当するピーク周波数を判断する。また、スペクトルデータの周期性により、２次以上の高調波のピーク周波数を用いて、比較が行われてもよい。或いは、軸受から発生する振動は、自転、公転の影響を受けることから、理論周波数以外のピーク周波数を用いて、自転滑り、公転滑りのない状態（通常は、初期状態、或いは、定常状態）からの変化により、自転滑り、公転滑りの状態を調べる。
【００２０】
そして、判別部３４は、自転数の変動Ｃ、又は公転数の変動Ｄの有無や大きさから深溝玉軸受１の異常発熱、スキッディングの原因となる内外輪２，３と玉４の滑りを監視する。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態の軸受の状態監視方法及び状態監視装置１０によれば、自転数の変動及び公転数の変動を測定することで、深溝玉軸受１の異常発熱や、スキッディング、はく離の原因となる自転滑り、公転滑りの状態を監視することができる。
【００２２】
（第２実施形態）
図３は予圧状態で使用される深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受の公転数の変動を測定する軸受の状態監視装置の概略構成図であり、図４は該軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【００２３】
本実施形態の軸受の状態監視装置１０は、測定対象である軸受が予圧付与された一対の軸受（深溝玉軸受、またはアンギュラ玉軸受）である点において、第１実施形態の軸受の状態監視装置と異なる。その他の部分については、本発明の第１実施形態の軸受の状態監視装置と同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００２４】
図４に示すように、波形処理部３２で得られたスペクトルデータのピーク周波数と、内外輪２，３と玉４に滑りがない状態における公転による理論周波数Ｅとを比較することで玉４の公転数の変動Ｆが得られる。判別部３４は、公転数の変動Ｆから予圧付与された軸受１の予圧過大、予圧抜けを監視する。
【００２５】
（第３実施形態）
図５は自動調心ころ軸受の公転数の変動を測定する軸受の状態監視装置の概略構成図であり、図６は該軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【００２６】
本実施形態の軸受の状態監視装置１０は、測定対象である軸受が自動調心ころ軸受１Ａである点において、第１実施形態の軸受の状態監視装置と異なる。自動調心ころ軸受１Ａは、具体的な構成を図示してしないが、２列の軌道を有する内輪と、球面の軌道を有する外輪との間に、樽型の転動体がＲ１列及びＲ２列の２列に配設された軸受であり、それぞれの列（Ｒ１列及びＲ２列）に対応する振動が振動センサ２０により測定される。なお、振動センサ２０は、各列の転動体に対応して２つ設けられてもよい。
【００２７】
図６に示すように、波形処理部３２から得られた各列（Ｒ１列及びＲ２列）のスペクトルデータのピーク周波数と、内外輪と転動体に滑りがない状態における公転による理論周波数Ｅとを比較することでＲ１列の公転数の変動Ｆ、及びＲ２列の公転数の変動Ｇが得られる。判別部３４は、Ｒ１列及びＲ２列の公転数の変動Ｆ，Ｇから自動調心ころ軸受１Ａのころスキュー、あるいは予圧過大、予圧抜けによる自転滑り、公転滑りを監視する。
【００２８】
（第４実施形態）
図７は２つの振動センサ２０Ａ，２０Ｂにより２つの円すいころ軸受１１Ｃ，１２Ｃの公転滑り、自転滑りを測定する軸受の状態監視装置の概略構成図であり、図８は該軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【００２９】
図７に示すように、振動センサ２０Ａが一方の円すいころ軸受１１Ｃに対応して配設され、振動センサ２０Ｂが他方の円すいころ軸受１２Ｃに対応して配設されている。振動センサ２０Ａにより測定された一方の円すいころ軸受１１Ｃの振動データは増幅器２１Ａで増幅され、振動センサ２０Ｂにより測定された他方の円すいころ軸受１２Ｃの振動データは増幅器２１Ｂで増幅されてＡ／Ｄ変換部３１に入力し、それぞれ第１実施形態の軸受の状態監視装置１０と同様に処理される。
【００３０】
図８（ａ）に示すように、一方の円すいころ軸受１１Ｃに関しては、波形処理部３２で得られたスペクトルデータのピーク周波数と内外輪と転動体に滑りがない場合の自転に起因した理論周波数Ａとが一致し、また、波形処理部３２で得られたスペクトルデータのピーク周波数と内外輪と転動体に滑りがない場合の公転に起因した理論周波数Ｂとが一致しており、自転滑り及び公転滑りは共に認められない。
【００３１】
一方、図８（ｂ）に示すように、円すいころ軸受１２Ｃに関しては、波形処理部３２で得られたスペクトルデータのピーク周波数と内外輪と転動体に滑りがない場合の自転に起因した理論周波数Ａとが異なり、自転数の変動Ｃが認められ、また、波形処理部３２で得られたスペクトルデータのピーク周波数と内外輪と転動体に滑りがない場合の公転に起因した理論周波数Ｂとが異なり、公転数の変動Ｄが認められる。そして、判別部３４は、自転数の変動Ｃ、又は公転数の変動Ｄの有無や大きさから円すいころ軸受１２Ｃの異常発熱や、スキッディングの原因となる自転滑り、公転滑りの状態を監視する。
【００３２】
（第５実施形態）
図９は、深溝玉軸受１の外輪３に取り付けられたひずみゲージ２４により、外輪３のひずみゲージ取り付け位置の玉４の周期により公転滑りを測定する軸受の状態監視装置の概略構成図である。
この場合、ひずみ計測器３５で検出された外輪３のひずみ値に基づく信号を波形処理部３２で周波数分析して、スペクトルデータを算出し、以後、上記実施形態と同様にして、深溝玉軸受１の公転滑りの状態を監視する。
【００３３】
なお、ひずみ計測器３５は、外輪３のひずみ値を検出するものに限定されず、内輪２、回転軸６、ハウジングのいずれかのひずみ値を検出するものであってもよい。
【００３４】
以上説明したように、第１〜第５実施形態の軸受の状態監視方法及び状態監視装置によれば、センサ２０、３５により軸受から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出し、波形処理部３２で該信号に対して周波数分析を行ってスペクトルデータを算出した後、演算部３３がスペクトルデータのピーク周波数と理論周波数とを比較して、軸受１の転動体４の自転数の変動、及び公転数の変動、或いは公転数の変動のみを求める。これにより、異常発熱、スキッディング、早期はく離の原因となる自転滑り、公転滑り、軸受の予圧過大、予圧抜け、ころのスキューによる自転数の変動、公転数の変動などの軸受の運転状態を監視することができる。
【００３５】
（第６実施形態）
図１０は、複数の深溝玉軸受の公転滑り、自転滑りを測定する軸受の状態監視装置の概略構成図であり、図１１は該軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【００３６】
図１０に示すように、本実施形態の軸受の状態監視装置１０は、複数（本実施形態では、１対）の深溝玉軸受１の状態を監視するための装置である。複数の深溝玉軸受１は、図３と同様、各内輪２が回転軸６に嵌合し、各外輪３は不図示のハウジングに固定されている。
【００３７】
軸受の状態監視装置１０は、各深溝玉軸受１に対応する複数の振動センサ２０と、各振動センサ２０に対応して設けられた、複数のＡ／Ｄ変換部３１及び複数の波形処理部３２と、演算部３３と、判別部３４とを備える。なお、複数のＡ／Ｄ変換部３１、複数の波形処理部３２、演算部３３、及び判別部３４は、情報処理装置３０を主体として構成される。
【００３８】
各振動センサ２０は、外輪３に対向配置されて深溝玉軸受１から発生する振動を電気信号として検出し、検出された電気信号を各増幅器２１で増幅して各Ａ／Ｄ変換部３１に入力する。
【００３９】
各振動センサ２０から各Ａ／Ｄ変換部３１に入力された振動データは、各Ａ／Ｄ変換部３１によりデジタル信号に変換された後、各波形処理部３２でエンベロープ処理および周波数分析を行い、スペクトルデータを算出する。
【００４０】
演算部３３は、波形処理部３２で求められたそれぞれの軸受の自転、あるいは公転により発生するスペクトルデータのピーク周波数の比と、軸受の内外輪と転動体に滑りがない場合の転動体の自転、あるいは公転による理論周波数の比とを比較することで、軸受の転動体の自転数の変動、及び公転数の変動を求める。
なお、ピーク周波数は、ある一定の基準値と比較するなど、従来の手法によって選定される。
【００４１】
図１１は、各々の軸受のスペクトルデータのピーク周波数のイメージ図であり、図中、Ａ１は一方の軸受の公転に起因したピーク周波数であり、Ａ２は他方の軸受の公転に起因したピーク周波数である。波形処理部３２で求められたそれぞれの軸受のスペクトルデータのピーク周波数の比（Ａ１／Ａ２）とそれぞれの軸受の公転に起因する理論周波数の比（Ａ１´／Ａ２´）を比較し、どちらかの軸受、もしくは双方の軸受に公転滑りが発生していないかを調べる。なお、図１１では、一方の軸受の公転に起因したピーク周波数Ａ１が理論周波数Ａ１´からずれている場合を示しており、上記比較により、Ａ１／Ａ２≠Ａ１´／Ａ２´となることで、公転数の変動があることが検出される。また、各々の軸受の理論周波数Ａ１´，Ａ２´は、それぞれ回転速度と軸受諸元によって与えられるが、理論周波数の比Ａ１´／Ａ２´は、軸受諸元によって与えられ、回転速度が不要となる。
なお、自転数の変動を求める場合も、同様に、各々の軸受の自転に起因したピーク周波数の比と、各々の軸受の自転に起因した理論周波数の比を比較する。
【００４２】
そして、判別部３４は、スペクトルデータのピーク周波数の比とそれぞれの軸受の理論周波数の比の比較結果より、自転数の変動、又は公転数の変動の有無や大きさから深溝玉軸受１の異常発熱、スキッディングの原因となる内外輪２，３と玉４の滑りを監視する。
【００４３】
このようにして、自転数の変動及び公転数の変動を測定することで、深溝玉軸受１の異常発熱や、スキッディング、はく離の原因となる自転滑り、公転滑りの状態を監視することができる。
【００４４】
（第７実施形態）
図１２は、予圧付与された２つの円すいころ軸受を一つの振動センサで監視を行う状態監視装置の概略構成図であり、図１３は該軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【００４５】
本実施形態は、第６実施形態がそれぞれの軸受に振動センサ２０を用いていたのに対し、ハウジング７の振動を検出する一つの振動センサ２０で監視を行う点が異なる。その他の部分については、本発明の第６実施形態の軸受の状態監視装置と同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。
【００４６】
図１３に示すように、波形処理部３２で得られたスペクトルデータの一方の軸受１１Ｃの公転に起因したピーク周波数Ａ３と、他方の軸受１２Ｃの公転に起因したピーク周波数Ａ４の比（Ａ３／Ａ４）と、それぞれの軸受１１Ｃ，１２Ｃの公転に起因した理論周波数の比（Ａ３´／Ａ４´）の比較結果より、公転数の変動を求める。
なお、自転数の変動を求める場合も、同様に、各々の軸受の自転に起因したピーク周波数の比と、各々の軸受の自転に起因した理論周波数の比を比較する。
そして、本実施形態も、自転数の変動、又は公転数の変動の有無や大きさから異常発熱、スキッディングの原因となる滑りを監視する。
【００４７】
（第８実施形態）
図１４は自動調心ころ軸受の公転数の変動を測定する軸受の状態監視装置の概略構成図であり、図１５は該軸受の状態監視装置により測定されたエンベロープスペクトルのグラフのイメージ図である。
【００４８】
本実施形態の軸受の状態監視装置１０は、測定対象である軸受が自動調心ころ軸受１Ａである点において、第６実施形態の軸受の状態監視装置と異なる。自動調心ころ軸受１Ａは、具体的な構成を図示してしないが、２列の軌道を有する内輪と、球面の軌道を有する外輪との間に、樽型の転動体がＲ１列及びＲ２列の２列に配設された軸受であり、それぞれの列（Ｒ１列及びＲ２列）に対応する振動が振動センサ２０により測定される。
【００４９】
図１５に示すように、波形処理部３２から得られた各列（Ｒ１列及びＲ２列）のスペクトルデータのピーク周波数Ａ５、Ａ６の比（Ａ５／Ａ６）と、内外輪と転動体に滑りがない状態における各列の公転による理論周波数の比（Ａ５´／Ａ６´）を比較することでＲ１列、あるいはＲ２列の公転数の変動が得られる。判別部３４は、Ｒ１列及びＲ２列の公転数の変動から自動調心ころ軸受１Ａのころスキュー、あるいは予圧過大、予圧抜けによる自転滑り、公転滑りを監視する。
【００５０】
以上説明したように、第６〜第８実施形態の軸受の状態監視方法及び状態監視装置によれば、センサ２０、３５により軸受から発生する振動、音響、もしくは内輪、外輪、軸、ハウジングのひずみ値に基づく信号を検出し、波形処理部３２で該信号に対して周波数分析を行ってスペクトルデータを算出した後、演算部３３が各軸受、あるいは複列軸受の各列の自転、公転によるスペクトルデータのピーク周波数の比と各軸受、あるいは複列軸受の各列の自転により発生する理論周波数の比、及び公転により発生する理論周波数の比の少なくとも一つを比較して、軸受の自転数の変動、及び公転数の変動の少なくとも一つを求める。これにより、回転センサによる回転速度を用いることなく、異常発熱、スキッディング、早期はく離の原因となる自転滑り、公転滑り、軸受の予圧過大、予圧抜け、ころのスキューによる自転数の変動、公転数の変動などの軸受の運転状態を監視することができる。
【００５１】
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、測定精度を高めるため、寿命、許容回転数などの必要性能を確保した状態で、軸受のいずれかの構成部品に圧痕や傷をつけることも許容される。これにより、スペクトルデータのピーク周波数の絶対値が大きくなり、自転数の変動、公転数の変動の監視が容易となる。
また、回転数の測定は、回転計を用いず、回転と同期して信号を発するものを用いてもよい。或いは、外部の信号を用いず、回転と同期して発生する振動（例えば、歯車の振動）を用いてもよい。
【００５２】
また、上記した各実施形態では、振動センサにより軸受から発生する振動を検出するようにしたが、マイクロフォン等の音響センサによって軸受から発生する音響を検出するようにしてもよい。
【００５３】
さらに、上記実施形態では、軸受の転動体の自転数の変動、及び公転数の変動の両方を求める場合と、軸受の転動体の公転数の変動を求める場合について説明しているが、本発明は、軸受の転動体の自転数の変動を求めるようにしてもよい。
【００５４】
なお、上記実施形態では、測定対象として、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、自動調心ころ軸受、円すいころ軸受が使用されているが、任意の軸受が測定可能であり、例えば、円筒ころ軸受が測定されてもよい。
【００５５】
本出願は、２０１８年５月１６日出願の日本特許出願２０１８−０９４５４４に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００５６】
１      深溝玉軸受（軸受）
１Ａ    自動調心ころ軸受（軸受）
１１Ｃ，１２Ｃ      円すいころ軸受（軸受）
１０    軸受の状態監視装置
２０，２０Ａ，２０Ｂ      振動センサ（センサ）
２４    ひずみゲージ
３２    波形処理部
３３    演算部
３４    判別部
３５    ひずみ計測器（センサ）
Ａ      内外輪と転動体に滑りがない場合の自転による理論周波数
Ｂ      内外輪と転動体に滑りがない場合の公転による理論周波数
Ｃ      自転滑り
Ｄ      公転滑り
Ｅ，Ｆ，Ｇ    公転数の変動
Ａ１      図１０の左列軸受の転動体の公転によるピーク周波数
Ａ１´    図１０の左列軸受の転動体の公転による理論周波数
Ａ２      図１０の右側軸受の転動体の公転によるピーク周波数
Ａ２´    図１０の右列軸受の転動体の公転による理論周波数
Ａ３      図１２の左側軸受の転動体の公転によるピーク周波数
Ａ３´    図１２の左側軸受の転動体の公転による理論周波数
Ａ４      図１２の右側軸受の転動体の公転によるピーク周波数
Ａ４´    図１２の右側軸受の転動体の公転による理論周波数
Ａ５      図１４のＲ１列の転動体の公転によるピーク周波数
Ａ５´    図１４のＲ１列の転動体の公転による理論周波数
Ａ６      図１４のＲ２列の転動体の公転によるピーク周波数
Ａ６´    図１４のＲ２列の転動体の公転による理論周波数
【図１】
2019221251.tif 000003
【図２】
2019221251.tif 000004
【図３】
2019221251.tif 000005
【図４】
2019221251.tif 000006
【図５】
2019221251.tif 000007
【図６】
2019221251.tif 000008
【図７】
2019221251.tif 000009
【図８】
2019221251.tif 000010
【図９】
2019221251.tif 000011
【図１０】
2019221251.tif 000012
【図１１】
2019221251.tif 000013
【図１２】
2019221251.tif 000014
【図１３】
2019221251.tif 000015
【図１４】
2019221251.tif 000016
【図１５】
2019221251.tif 000017
【国際調査報告】
2019221251.tif 000018
2019221251.tif 000019
2019221251.tif 000020
2019221251.tif 000021