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JP7024655B2 - Lubricant deterioration detector - Google Patents

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JP7024655B2 JP2018143697A JP2018143697A JP7024655B2 JP 7024655 B2 JP7024655 B2 JP 7024655B2 JP 2018143697 A JP2018143697 A JP 2018143697A JP 2018143697 A JP2018143697 A JP 2018143697A JP 7024655 B2 JP7024655 B2 JP 7024655B2
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Description

本発明は、潤滑剤劣化検出装置に関する。 The present invention relates to a lubricant deterioration detection device.

軸受の異常検出は、振動の変化、温度の上昇等を検出して判断する手法が一般的である(特許文献1)。軸受のボールやローラの劣化、異物の混入等はこの方法で検出可能であるが、軸受の潤滑剤の劣化は、振動、温度では検出が困難である。 A general method for detecting an abnormality in a bearing is to detect a change in vibration, an increase in temperature, or the like (Patent Document 1). Deterioration of bearing balls and rollers, contamination of foreign matter, etc. can be detected by this method, but deterioration of bearing lubricant is difficult to detect by vibration and temperature.

異常な負荷がかかっていない、もしくは外部からの異物の混入がない場合、軸受の不具合は、まず潤滑剤の劣化があり、それに伴い軸受の内外輪、ボール、ローラの劣化、そこからの異物、例えば削粉の発生に至る。 If no abnormal load is applied or foreign matter is not mixed in from the outside, the bearing failure is first the deterioration of the lubricant, and the deterioration of the inner and outer rings, balls and rollers of the bearing, and the foreign matter from there. For example, it leads to the generation of shavings.

潤滑剤の供給、回収装置がある場合は、回収タンクで抵抗率、誘電率、静電容量、光の透過率を測定する方法があるが(特許文献2、特許文献3、特許文献4)、装置が複雑であり、かつ軸受に封入された潤滑剤での測定は困難である。例えば特許文献1には、軸受に封入された潤滑剤の劣化を検出する手法が記載されているが、複雑な機構のセンサを使用している。 If there is a lubricant supply / recovery device, there is a method of measuring the resistance, dielectric constant, capacitance, and light transmission rate in the recovery tank (Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4). The equipment is complicated and it is difficult to measure with the lubricant enclosed in the bearing. For example, Patent Document 1 describes a method for detecting deterioration of a lubricant sealed in a bearing, but uses a sensor having a complicated mechanism.

特開2007-192769号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-192769 特開2017-32352号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-323552 特開2017-191062号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-191062 特開2017-215253号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-215253

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複雑な装置、センサ等を必要とすることなく潤滑剤の劣化を検出可能な潤滑剤劣化検出装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a lubricant deterioration detecting device capable of detecting deterioration of a lubricant without requiring a complicated device, a sensor, or the like. ..

本開示の一態様による潤滑剤劣化検出装置は、回転軸11を保持し、内部に潤滑剤22が封入された軸受部16に設けられ、前記軸受部の熱流速を検出可能な熱流センサ12と、前記回転軸の回転速度を検出可能な回転センサ14と、前記熱流センサ及び前記回転センサからの検出信号を受信可能に接続された判定部10と、を備え、前記判定部は、前記回転センサから受信した前記回転軸の回転速度から前記回転軸の加速度を算出し、前記熱流センサから受信した前記軸受部の熱流速から前記回転軸の加速時の熱流速変化量を算出し、これを複数回実施した後、この加速度-熱流速変化量プロットを一次式で近似した直線の傾きを求め、あらかじめ準備した判定基準値と前記傾きとを比較することにより、前記潤滑剤の劣化の程度を判定する。 The lubricant deterioration detection device according to one aspect of the present disclosure includes a heat flow sensor 12 that holds the rotating shaft 11 and is provided in the bearing portion 16 in which the lubricant 22 is sealed and can detect the heat flow velocity of the bearing portion. A rotation sensor 14 capable of detecting the rotation speed of the rotation shaft, and a determination unit 10 connected so as to be able to receive a detection signal from the heat flow sensor and the rotation sensor, the determination unit includes the rotation sensor. The acceleration of the rotating shaft is calculated from the rotational speed of the rotating shaft received from, and the amount of change in the thermal flow velocity during acceleration of the rotating shaft is calculated from the heat flow velocity of the bearing portion received from the heat flow sensor. After performing this round, the slope of the straight line approximated by this acceleration-heat flow velocity change plot is obtained by a linear equation, and the degree of deterioration of the lubricant is determined by comparing the judgment reference value prepared in advance with the slope. do.

この構成によれば、軸受部16に封入された潤滑剤22を外部に取り出すことなくその劣化の程度を検出する有効な手段を提供することができる。また、潤滑剤22を外部に取り出したり、複雑な機構のセンサや装置を使用したりすることによって潤滑剤22の劣化を判定する必要がなくなる。 According to this configuration, it is possible to provide an effective means for detecting the degree of deterioration of the lubricant 22 enclosed in the bearing portion 16 without taking it out to the outside. Further, it is not necessary to determine the deterioration of the lubricant 22 by taking out the lubricant 22 to the outside or using a sensor or an apparatus having a complicated mechanism.

実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置の概略構成を示すブロック図A block diagram showing a schematic configuration of a lubricant deterioration detection device according to an embodiment. 熱流センサの概略構成を示す一部透視平面図Partial perspective plan showing the schematic configuration of the heat flow sensor 熱流センサの概略構成を示す縦断面図Vertical cross-sectional view showing the schematic configuration of the heat flow sensor 潤滑剤劣化検出装置における判定処理の概要を示すフロー図A flow chart showing an outline of the judgment process in the lubricant deterioration detection device. 回転体速度と熱流速の関係の概略を示すグラフGraph showing the outline of the relationship between the speed of the rotating body and the heat flow velocity 潤滑剤の劣化判定方法の概略を示す図The figure which shows the outline of the deterioration determination method of a lubricant.

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、参照される図面は模式的なものであり、描かれる構成の寸法関係や比率等は現実のものとは必ずしも一致するわけではない。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, substantially the same components are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In addition, the drawings referred to are schematic, and the dimensional relationships and ratios of the drawn configurations do not always match the actual ones.

実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置1は、熱流速を検出する熱流センサ12を用いて、回転軸11の回転加速時の熱流速変化量から軸受潤滑剤の劣化を検出するものである。 The lubricant deterioration detecting device 1 according to the embodiment uses a heat flow sensor 12 that detects a heat flow velocity, and detects deterioration of the bearing lubricant from the amount of change in the heat flow velocity during rotational acceleration of the rotating shaft 11.

図1から図3に示すように、実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置1は、判定部10、熱流センサ12、回転センサ14を備えている。なお、図1において、回転軸11及び軸受部16については断面図で示されている。判定部10、熱流センサ12、及び回転センサ14は、有線もしくは無線の通信手段20により接続されている。通信手段20により、判定部10と熱流センサ12及び回転センサ14は、熱流センサ12及び回転センサ14からの検出信号を受信可能に接続されている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the lubricant deterioration detection device 1 according to the embodiment includes a determination unit 10, a heat flow sensor 12, and a rotation sensor 14. In addition, in FIG. 1, the rotary shaft 11 and the bearing portion 16 are shown in a cross-sectional view. The determination unit 10, the heat flow sensor 12, and the rotation sensor 14 are connected by a wired or wireless communication means 20. The determination unit 10, the heat flow sensor 12, and the rotation sensor 14 are connected by the communication means 20 so as to be able to receive the detection signals from the heat flow sensor 12 and the rotation sensor 14.

判定部10は、例えばCPU、RAM、ROM、I/Oなどを備えて構成されたプロセッサである。判定部10において、例えば、ROMに格納されたプログラムが実行されることにより、熱流センサ12、及び回転センサ14から取得した熱流速、及び回転数のデータを処理して、潤滑剤の劣化の有無の判定を実施する。 The determination unit 10 is a processor configured to include, for example, a CPU, RAM, ROM, I / O, and the like. The determination unit 10 processes, for example, the heat flow velocity and rotation speed data acquired from the heat flow sensor 12 and the rotation sensor 14 by executing the program stored in the ROM, and whether or not the lubricant is deteriorated. Judgment is carried out.

軸受部16は、例えば、球状のボール16a、ボール16aを可動可能に挟持する外軸受部16b及び内軸受部16cにより構成されるボール転がり軸受である。ボール16aと外軸受部16b及び内軸受部16cとの間すなわち軸受部16の内部には液体又はジェル状の潤滑剤22が封入されている。 The bearing portion 16 is, for example, a ball rolling bearing composed of a spherical ball 16a, an outer bearing portion 16b that movably sandwiches the ball 16a, and an inner bearing portion 16c. A liquid or gel-like lubricant 22 is sealed between the ball 16a and the outer bearing portion 16b and the inner bearing portion 16c, that is, inside the bearing portion 16.

実施形態において、軸受部16は、玉軸受を例示して説明したがこれに限定する意図はない。軸受部16は潤滑剤22が使用されるものであればどのような軸受でも適用可能である。軸受としては、玉軸受、円筒ころ軸受等の転がり軸受、メタル、平軸受などと呼ばれるすべり軸受等の種々の軸受を用いることができる。 In the embodiment, the bearing portion 16 has been described by way of exemplifying a ball bearing, but there is no intention of limiting the bearing portion 16. The bearing portion 16 can be applied to any bearing as long as the lubricant 22 is used. As the bearing, various bearings such as rolling bearings such as ball bearings and cylindrical roller bearings, and sliding bearings called metal and spur bearings can be used.

熱流センサ12は回転軸11を回転自在に保持する軸受部16に設置されている。熱流センサ12は、軸受部16の熱の移動を電気的に検知して熱流速を測定する。熱流センサ12によって測定された熱流速は時系列順に判定部10に送信される。 The heat flow sensor 12 is installed in a bearing portion 16 that rotatably holds the rotating shaft 11. The heat flow sensor 12 electrically detects the heat transfer of the bearing portion 16 and measures the heat flow velocity. The heat flow velocity measured by the heat flow sensor 12 is transmitted to the determination unit 10 in chronological order.

回転軸11には、回転センサ14が設置されている。回転センサ14は回転軸11の回転数を測定する。回転センサ14により検出された回転軸11の回転速度信号は、時系列順に判定部10に送信される。回転速度信号を受信した判定部10は、時系列順に回転速度信号を記憶する。判定部10は、回転速度信号を演算することにより、回転軸11の回転の加速度を算出する。 A rotation sensor 14 is installed on the rotation shaft 11. The rotation sensor 14 measures the rotation speed of the rotation shaft 11. The rotation speed signal of the rotation shaft 11 detected by the rotation sensor 14 is transmitted to the determination unit 10 in chronological order. The determination unit 10 that has received the rotation speed signal stores the rotation speed signal in chronological order. The determination unit 10 calculates the acceleration of rotation of the rotation shaft 11 by calculating the rotation speed signal.

熱流センサ12及び回転センサ14と、判定部10との間に、検出した熱流速信号を増幅させるアンプ18を配置してもよい。アンプ18により、熱流センサ12及び回転センサ14によって検出された信号が増幅されて判定部10に送信されるため、後述する潤滑剤22の劣化の検出感度を向上させることができる。 An amplifier 18 that amplifies the detected heat flow velocity signal may be arranged between the heat flow sensor 12, the rotation sensor 14, and the determination unit 10. Since the signal detected by the heat flow sensor 12 and the rotation sensor 14 is amplified by the amplifier 18 and transmitted to the determination unit 10, it is possible to improve the detection sensitivity of deterioration of the lubricant 22, which will be described later.

熱流速及び回転数を受信した判定部10は、上述のように、時系列順の熱流速及び回転数を記憶する。また、判定部10は時系列順に記憶した熱流速及び回転数を演算して、回転軸11の加速時の熱流速の極大値を検出し、図5に示すように、極大値を得た点を測定点Mとする。 The determination unit 10 that has received the heat flow velocity and the rotation speed stores the heat flow velocity and the rotation speed in chronological order as described above. Further, the determination unit 10 calculates the heat flow velocity and the rotation speed stored in chronological order, detects the maximum value of the heat flow velocity during acceleration of the rotation shaft 11, and obtains the maximum value as shown in FIG. Is the measurement point M.

判定部10は、加速直前の熱流速と、測定点Mにおける極大値の熱流速との差を計算して熱流速変化量を計算する。判定部10は、測定点Mにおける加速度と、熱流速変化量を記憶する。図5中に、測定点Mと、測定点Mにおける加速度との対応を破線で示し、測定点Mにおける熱流束変化量をΔQとして示している。 The determination unit 10 calculates the amount of change in the heat flow velocity by calculating the difference between the heat flow velocity immediately before acceleration and the maximum heat flow velocity at the measurement point M. The determination unit 10 stores the acceleration at the measurement point M and the amount of change in the heat flow velocity. In FIG. 5, the correspondence between the measurement point M and the acceleration at the measurement point M is shown by a broken line, and the amount of change in heat flux at the measurement point M is shown as ΔQ.

回転軸11の回転加速時には、回転軸11の回転加速時に必要なエネルギーが増大するため、熱量が増加するが、この熱量の増加を熱電対等の温度計測機器により検出することは、周囲温度等の影響で困難である。しかし、熱流速の変化量は、周囲温度とは関係ないので、熱流センサ12を用いれば、軸受部16における熱量の増加を熱流速として検出することができる。 When the rotation of the rotating shaft 11 is accelerated, the energy required for accelerating the rotation of the rotating shaft 11 increases, so that the amount of heat increases. It is difficult due to the influence. However, since the amount of change in the heat flow velocity is not related to the ambient temperature, the increase in the amount of heat in the bearing portion 16 can be detected as the heat flow velocity by using the heat flow sensor 12.

ここで、熱流センサ12の構成について、図2、図3を参照しながら説明する。図3において上側を表面側、下側を裏面側とする。図2は図3の矢印B方向から見た平面図であり、図3は図2のA-A線に沿った箇所の縦断面図である。 Here, the configuration of the heat flow sensor 12 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. In FIG. 3, the upper side is the front side and the lower side is the back side. FIG. 2 is a plan view seen from the direction of arrow B in FIG. 3, and FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a portion along the line AA in FIG.

熱流センサ12は、図3に示すように、絶縁基材40、絶縁基材40の裏面側に配置される裏面保護部材42、及び絶縁基材40の表面側に配置される表面保護部材44を備えている。絶縁基材40は、例えば熱可塑性樹脂からなるフィルムにより構成されており、柔軟性、可撓性を備えている。 As shown in FIG. 3, the heat flow sensor 12 includes an insulating base material 40, a back surface protecting member 42 arranged on the back surface side of the insulating base material 40, and a surface protecting member 44 arranged on the front surface side of the insulating base material 40. I have. The insulating base material 40 is made of, for example, a film made of a thermoplastic resin, and has flexibility and flexibility.

絶縁基材40は、絶縁基材40の表裏を貫通するように設けられた複数の第1ホール401及び第2ホール402を備えている。第1ホール401には、第1熱電変換部材46が絶縁基材40の表裏を横断するように埋設されている。第2ホール402には、第2熱電変換部材48が絶縁基材40の表裏を横断するように埋設されている。絶遠基材40には、第1熱電変換部材46と第2熱電変換部材48とが交互に隣接して図2に示す線Lに沿って配列されている。 The insulating base material 40 includes a plurality of first holes 401 and second holes 402 provided so as to penetrate the front and back surfaces of the insulating base material 40. In the first hole 401, the first thermoelectric conversion member 46 is embedded so as to cross the front and back of the insulating base material 40. A second thermoelectric conversion member 48 is embedded in the second hole 402 so as to cross the front and back of the insulating base material 40. On the remote base material 40, the first thermoelectric conversion member 46 and the second thermoelectric conversion member 48 are arranged alternately adjacent to each other along the line L shown in FIG.

裏面保護部材42は、例えば熱可塑性樹脂からなるフィルムにより構成されており、柔軟性、可撓性を備えている。裏面保護部材42は、絶縁基材40の裏面403に設けられている。絶縁基材40の裏面403と裏面保護部材42の絶縁基材40側の面421との間には、パターニングされた銅薄膜により形成された第1配線405が設けられている。隣接する第1熱電変換部材46と第2熱電変換部材48とは絶縁基材40の裏面403側において、第1配線405により電気的に接続されている。 The back surface protective member 42 is made of, for example, a film made of a thermoplastic resin, and has flexibility and flexibility. The back surface protective member 42 is provided on the back surface 403 of the insulating base material 40. A first wiring 405 formed of a patterned copper thin film is provided between the back surface 403 of the insulating base material 40 and the surface 421 of the back surface protecting member 42 on the insulating base material 40 side. The adjacent first thermoelectric conversion member 46 and the second thermoelectric conversion member 48 are electrically connected by the first wiring 405 on the back surface 403 side of the insulating base material 40.

表面保護部材44は、例えば熱可塑性樹脂からなるフィルムにより構成されており、柔軟性、可撓性を備えている。表面保護部材44は、絶縁基材40と略同じ大きさを有している。表面保護部材44は、絶縁基材40の表面404に設けられている。絶縁基材40の表面404と表面保護部材44の絶縁基材40側の基材表面441との間には、パターニングされた銅薄膜により形成された複数の第2配線406が設けられている。隣接する第1熱電変換部材46と第2熱電変換部材48とは、絶縁基材40の表面404側において、第2配線406により電気的に接続されている。 The surface protection member 44 is made of, for example, a film made of a thermoplastic resin, and has flexibility and flexibility. The surface protection member 44 has substantially the same size as the insulating base material 40. The surface protection member 44 is provided on the surface 404 of the insulating base material 40. A plurality of second wirings 406 formed of a patterned copper thin film are provided between the surface 404 of the insulating base material 40 and the base material surface 441 on the insulating base material 40 side of the surface protection member 44. The adjacent first thermoelectric conversion member 46 and the second thermoelectric conversion member 48 are electrically connected by a second wiring 406 on the surface 404 side of the insulating base material 40.

第1熱電変換部材46及び第2熱電変換部材48は、例えば半導体や金属により構成された熱電材料により形成されている。実施形態においては、第1熱電変換部材46は、例えば、p型熱電材料であるBi-Sb-Te系金属化合物により構成されており、第2熱電変換部材48は、例えば、n型熱電材料であるBi-Te系金属化合物により構成されている。第1熱電変換部材46と第2熱電変換部材48とは、第1配線405及び第2配線406によって表裏で交互に連続して接続されており、これにより熱電モジュール部12aを構成している。 The first thermoelectric conversion member 46 and the second thermoelectric conversion member 48 are formed of, for example, a thermoelectric material made of a semiconductor or metal. In the embodiment, the first thermoelectric conversion member 46 is made of, for example, a Bi-Sb-Te-based metal compound which is a p-type thermoelectric material, and the second thermoelectric conversion member 48 is made of, for example, an n-type thermoelectric material. It is composed of a certain Bi-Te metal compound. The first thermoelectric conversion member 46 and the second thermoelectric conversion member 48 are alternately and continuously connected on the front and back sides by the first wiring 405 and the second wiring 406, thereby forming the thermoelectric module unit 12a.

このように、熱流センサ12の熱電モジュール部12aは、交互に直列に接続されたn型とp型の熱電材料からなる熱電変換部材46及び48から構成されている。n型の熱電材料は電子を電荷チャリアとして、負のゼーベック係数を示す。p型の熱電材料はホールを電荷キャリアとして、正のゼーベック係数を示す。熱流センサ12の表裏を横断するような温度勾配が存在する場合、第1熱電変換部材46及び第2熱電変換部材48の高温側で発生したキャリアが低温側に拡散することによって熱電位差が発生する。熱流センサ12は、このようにして発生した熱起電力を測定することにより、熱流速を検出する。 As described above, the thermoelectric module portion 12a of the heat flow sensor 12 is composed of thermoelectric conversion members 46 and 48 made of n-type and p-type thermoelectric materials connected in series alternately. The n-type thermoelectric material exhibits a negative Seebeck coefficient with electrons as charge charia. The p-type thermoelectric material has a positive Seebeck coefficient with holes as charge carriers. When there is a temperature gradient that traverses the front and back of the heat flow sensor 12, the carriers generated on the high temperature side of the first thermoelectric conversion member 46 and the second thermoelectric conversion member 48 diffuse to the low temperature side, so that a thermal potential difference is generated. .. The heat flow sensor 12 detects the heat flow velocity by measuring the thermoelectromotive force generated in this way.

図2及び図3に示すように、一つの熱流センサ12は、交互に配置された複数の第1熱電変換部材46及び第2熱電変換部材48が、第1配線405及び第2配線406により直列に接続され、図2に示す線Lで示すように全体として蛇行するよう形成されており、その両端に端子461、481が接続されて構成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, in one heat flow sensor 12, a plurality of alternately arranged first thermoelectric conversion members 46 and second thermoelectric conversion members 48 are connected in series by the first wiring 405 and the second wiring 406. As shown by the line L shown in FIG. 2, it is formed to meander as a whole, and terminals 461 and 481 are connected to both ends thereof.

図3に示すように、複数の第1熱電変換部材46のうちの端部に位置する第1熱電変換部材460は、端子461と電気的に接続されている。また、複数の第2熱電変換部材48のうちの端部に位置する第2熱電変換部材48は、端子481と電気的に接続されている。端子461、及び481は、表面保護部材44に設けられた開口442を介して外部に露出している。 As shown in FIG. 3, the first thermoelectric conversion member 460 located at the end of the plurality of first thermoelectric conversion members 46 is electrically connected to the terminal 461. Further, the second thermoelectric conversion member 48 located at the end of the plurality of second thermoelectric conversion members 48 is electrically connected to the terminal 481. The terminals 461 and 481 are exposed to the outside through the opening 442 provided in the surface protection member 44.

端子461は、接続バンプ462を介して出力線463と電気的に接続されている。端子481は、接続バンプ482を介して出力線483と電気的に接続されている。出力線463、483は、判定部10と電気的に接続されている。以上のようにして熱流センサ12が構成されている。 The terminal 461 is electrically connected to the output line 463 via the connection bump 462. The terminal 481 is electrically connected to the output line 483 via the connection bump 482. The output lines 463 and 483 are electrically connected to the determination unit 10. The heat flow sensor 12 is configured as described above.

熱流センサ12では、熱流センサ12の厚さ方向すなわち、図3の裏面保護部材42から表面保護部材44に向かう方向に流れる熱量の大きさすなわち熱流速が変化すると、交互に直列接続された第1熱電変換部材46及び第2熱電変換部材48において発生する起電圧が変化する。熱流センサ12において、この電圧が、出力線463、483を介して検出信号として判定部10に出力され、熱流速として検出される。 In the heat flow sensor 12, when the magnitude of the amount of heat flowing in the thickness direction of the heat flow sensor 12, that is, the direction from the back surface protection member 42 to the surface protection member 44 in FIG. 3, that is, the heat flow velocity changes, the first heat flow sensors are alternately connected in series. The electromotive voltage generated in the thermoelectric conversion member 46 and the second thermoelectric conversion member 48 changes. In the heat flow sensor 12, this voltage is output to the determination unit 10 as a detection signal via the output lines 463 and 483, and is detected as a heat flow velocity.

上記に説明した熱流センサ12の絶縁基材40、裏面保護部材42、表面保護部材44等は、樹脂からなるフィルムにより構成されているため、全体として柔軟性、可撓性を備えている。これにより、熱流センサ12を湾曲させて軸受部16の外形に沿うようにして巻き付けることが可能である。熱流センサ12を軸受部16に巻き付けて設置すれば、軸受部16と熱流センサ12とを密着性良好に配置可能であり、接触面積を増加させ、軸受部16の熱流速を効率的に検出することが可能となる。 Since the insulating base material 40, the back surface protection member 42, the front surface protection member 44, and the like of the heat flow sensor 12 described above are made of a film made of resin, they have flexibility and flexibility as a whole. As a result, the heat flow sensor 12 can be curved and wound along the outer shape of the bearing portion 16. If the heat flow sensor 12 is wound around the bearing portion 16 and installed, the bearing portion 16 and the heat flow sensor 12 can be arranged with good adhesion, the contact area is increased, and the heat flow velocity of the bearing portion 16 is efficiently detected. It becomes possible.

ここで、軸受部16の潤滑剤22が劣化すると、回転軸11の回転加速時に必要なエネルギーが増大し、軸受部16から流出する熱量が増加する。そこで、熱流センサ12を用いて軸受部16における熱量の増加を熱流速としてモニターすれば、熱流速の増加により潤滑剤22の劣化を検出可能となる。
次に、潤滑剤劣化検出装置1における潤滑剤22の劣化の判定処理について説明する。
Here, when the lubricant 22 of the bearing portion 16 deteriorates, the energy required for accelerating the rotation of the rotating shaft 11 increases, and the amount of heat flowing out from the bearing portion 16 increases. Therefore, if the increase in the amount of heat in the bearing portion 16 is monitored as the heat flow velocity by using the heat flow sensor 12, the deterioration of the lubricant 22 can be detected by the increase in the heat flow velocity.
Next, the process of determining the deterioration of the lubricant 22 in the lubricant deterioration detection device 1 will be described.

まず、判定部10は、回転軸11が加速中であるか否かを検知する(S1)。回転軸11が加速中であるか否かは、回転センサ14から送信される回転軸11の速度の変化により判定する。回転軸11が加速中でなければ(S1:NO)、回転軸11が加速中か否かの判定に戻る(S1)。回転軸11が加速中であれば(S1:YES)、判定部10は、回転センサ14から送信される回転軸11の速度信号により加速度を計算する(S2)。 First, the determination unit 10 detects whether or not the rotation shaft 11 is accelerating (S1). Whether or not the rotary shaft 11 is accelerating is determined by the change in the speed of the rotary shaft 11 transmitted from the rotary sensor 14. If the rotating shaft 11 is not accelerating (S1: NO), the process returns to the determination of whether or not the rotating shaft 11 is accelerating (S1). If the rotating shaft 11 is accelerating (S1: YES), the determination unit 10 calculates the acceleration from the speed signal of the rotating shaft 11 transmitted from the rotating sensor 14 (S2).

次に、判定部10は、熱流センサ12から受信した熱流速をモニターすることにより、軸受部16における熱流速変化量を検出する(S3)。そして、図5に示すように、回転軸11の回転加速前の熱流速と、加速時の熱流速の極大値との差を熱流速変化量として検出し、この時の加速度と熱流速変化量を記憶する(S4)。この処理を様々な加速度において複数回実施し、複数の加速度と熱流速変化量を記憶する。 Next, the determination unit 10 detects the amount of change in the heat flow velocity in the bearing unit 16 by monitoring the heat flow velocity received from the heat flow sensor 12 (S3). Then, as shown in FIG. 5, the difference between the heat flow velocity before the rotation acceleration of the rotating shaft 11 and the maximum value of the heat flow velocity at the time of acceleration is detected as the heat flow velocity change amount, and the acceleration and the heat flow velocity change amount at this time are detected. Is memorized (S4). This process is performed multiple times at various accelerations, and the multiple accelerations and the amount of change in heat flow velocity are stored.

このデータ数が、n個に達しない場合は(S5:NO)、回転軸11が加速中か否かの判定に戻る(S1)。このデータ数が、n個に達したら(S5:YES)、図6に示すように、回転軸11の回転の加速度-熱流速変化量プロットを行い、これを一次式で近似した直線の傾きを算出する(S6)。この傾きが大きいほど、加速度に対する軸受部16における熱流速が大きいことを意味し、従って、潤滑剤22の劣化が大きいことを示すことになる。nは、この加速度-熱流速変化量のプロットについて一次式近似を実施するために十分な数として、あらかじめ設定されたものである。 If the number of data does not reach n (S5: NO), the process returns to the determination of whether or not the rotating shaft 11 is accelerating (S1). When the number of data reaches n (S5: YES), as shown in FIG. 6, the acceleration-heat flow velocity change amount plot of the rotation of the rotation axis 11 is performed, and the slope of a straight line approximated by a linear equation is obtained. Calculate (S6). The larger the inclination, the larger the heat flow velocity in the bearing portion 16 with respect to the acceleration, and therefore, the larger the deterioration of the lubricant 22 is. n is preset as a sufficient number to perform a linear approximation for this plot of acceleration-heat flow velocity change.

次に、求めた傾きと、あらかじめ準備された判定基準値とを比較することにより、潤滑剤22の劣化を判定する。ここでは、傾き≦判定基準値の場合は(S7:NO)、異常なしとして終了する。また、傾き>判定基準値であれば(S7:YES)、異常あり、すなわち潤滑剤22が劣化したと判定して、異常時の処置を実施する(S8)。このようにして、潤滑剤22の劣化の判定が実施される。この判定処理は判定部10が実施する。 Next, the deterioration of the lubricant 22 is determined by comparing the obtained inclination with the determination reference value prepared in advance. Here, when the slope ≤ the determination reference value (S7: NO), the process ends with no abnormality. If the inclination> the determination reference value (S7: YES), it is determined that there is an abnormality, that is, the lubricant 22 has deteriorated, and a measure for the abnormality is taken (S8). In this way, the determination of deterioration of the lubricant 22 is carried out. This determination process is performed by the determination unit 10.

S8における異常処置としては、潤滑剤22の劣化の状態が軽微な場合は例えば「警告」の表示等を実施し、潤滑剤22の劣化の程度が大きい場合は例えば「設備停止」の処置等を実施する。 As an abnormal measure in S8, for example, when the deterioration state of the lubricant 22 is slight, a "warning" is displayed, and when the degree of deterioration of the lubricant 22 is large, for example, "equipment stop" is taken. implement.

潤滑剤22の劣化の程度の大小の判定は例えば、以下のようにして行うことができる。図6に示すように、小さい傾きを有する判定基準値を第1判定基準値として、軽度な劣化に対応した判定基準値として設定しておき、プロットした傾き>第1判定基準値の場合は、軽度な劣化あり、と判定する。この場合は、軽度の劣化の場合に対応する「警告」を表示する等の異常処置を実施する。第1判定基準値と第2判定基準値は、潤滑剤22の劣化の程度に応じてあらかじめ設定しておく。 The degree of deterioration of the lubricant 22 can be determined, for example, as follows. As shown in FIG. 6, the judgment reference value having a small slope is set as the first judgment reference value and is set as the judgment reference value corresponding to the slight deterioration, and when the plotted slope> the first judgment reference value, It is judged that there is slight deterioration. In this case, take abnormal measures such as displaying a "warning" corresponding to the case of slight deterioration. The first determination reference value and the second determination reference value are set in advance according to the degree of deterioration of the lubricant 22.

また、図6に示すように、さらに大きい傾きを有する判定基準値を第2判定基準値として、大きな劣化すなわち重度の劣化に対応した判定基準として設定しておき、プロットした傾き>第2判定基準値の場合は、重度の劣化ありと判定する。この場合は、重度の劣化の場合に対応する「設備停止」の実施等の異常処置を実施する。このように、S8における異常処置の内容を潤滑剤22の劣化の程度に応じて異なる処置を実施するようにしてもよい。 Further, as shown in FIG. 6, the judgment reference value having a larger inclination is set as the second judgment reference value, and is set as the judgment standard corresponding to the large deterioration, that is, the severe deterioration, and the plotted inclination> the second judgment standard. If it is a value, it is determined that there is severe deterioration. In this case, take abnormal measures such as implementing "equipment shutdown" in case of severe deterioration. As described above, the content of the abnormal treatment in S8 may be different depending on the degree of deterioration of the lubricant 22.

上記説明では、潤滑剤22に劣化の程度に応じて、「警告」の表示、「設備停止」の二つの異常処置を例示して説明したが、これに限定されない。また、上記説明では、第1判定基準値と第2判定基準値の二つの判定基準値を例示して説明したがこれに限定されない。潤滑剤22の劣化の程度に応じた複数の判定基準値を用いて潤滑剤22の劣化の程度を判定することもできる。また、上記の処理は、装置の使用頻度や潤滑剤22の耐久性にもよるが、例えば、一日に1回、週に1回、月に1回程度の頻度で実施される。 In the above description, the two abnormal treatments of "warning" display and "equipment stop" have been illustrated and described according to the degree of deterioration of the lubricant 22, but the present invention is not limited to this. Further, in the above description, the two determination reference values, the first determination reference value and the second determination reference value, have been illustrated and described, but the present invention is not limited thereto. It is also possible to determine the degree of deterioration of the lubricant 22 by using a plurality of determination reference values according to the degree of deterioration of the lubricant 22. Further, the above treatment is carried out once a day, once a week, once a month, for example, although it depends on the frequency of use of the apparatus and the durability of the lubricant 22.

また判定基準値は、たとえば軸受の使用開始直後もしくは交換直後の加速度-熱流速変化量プロットを基準にして、そのx倍を第1判定基準値、y倍を第2判定基準値(x<y)というように設定する。 The judgment reference value is, for example, based on the acceleration-heat flow velocity change plot immediately after the start of use or replacement of the bearing, x times the first judgment reference value and y times the second judgment reference value (x <y). ) And so on.

以上に説明した潤滑剤劣化検出装置1によれば、以下の効果を奏する。
実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置1によれば、軸受部16に巻き付ける等して配置された熱流センサ12により、軸受部16の熱流速をモニターするようにしたため、軸受部16に封入された潤滑剤22を外部に取り出すことなくその劣化の程度を検出する有効な手段を提供することができる。また、実施形態に係る潤滑剤劣化検出装置1によれば、潤滑剤22を外部に取り出したり、複雑な機構のセンサや装置を使用したりすることによって潤滑剤22の劣化を判定する必要がなくなるため、比較的簡易な装置構成とすることができ、コストを削減することができる。
According to the lubricant deterioration detection device 1 described above, the following effects are obtained.
According to the lubricant deterioration detecting device 1 according to the embodiment, the heat flow sensor 12 arranged by winding around the bearing portion 16 monitors the heat flow velocity of the bearing portion 16, and thus is enclosed in the bearing portion 16. It is possible to provide an effective means for detecting the degree of deterioration of the lubricant 22 without taking it out to the outside. Further, according to the lubricant deterioration detecting device 1 according to the embodiment, it is not necessary to determine the deterioration of the lubricant 22 by taking out the lubricant 22 to the outside or using a sensor or an apparatus having a complicated mechanism. Therefore, the device configuration can be relatively simple, and the cost can be reduced.

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 The present disclosure has been described in accordance with the examples, but it is understood that the present disclosure is not limited to the examples and structures. The present disclosure also includes various variations and variations within a uniform range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms that include only one element, more, or less, are within the scope and scope of the present disclosure.

1…潤滑剤劣化検出装置、10…制御部、11…回転軸、12…熱流センサ、14…回転センサ、16…軸受部、22…潤滑剤
1 ... Lubricant deterioration detector, 10 ... Control unit, 11 ... Rotating shaft, 12 ... Heat flow sensor, 14 ... Rotation sensor, 16 ... Bearing unit, 22 ... Lubricant

Claims (6)

回転軸(11)を保持し、内部に潤滑剤(22)が封入された軸受部(16)に設けられ、前記軸受部の熱流速を検出可能な熱流センサ(12)と、
前記回転軸の回転速度を検出可能な回転センサ(14)と、
前記熱流センサ及び前記回転センサからの検出信号を受信可能に接続された判定部(10)と、を備え、
前記判定部は、前記回転センサから受信した前記回転軸の回転速度から前記回転軸の加速度を算出し、前記熱流センサから受信した前記軸受部の熱流速から前記回転軸の加速時の熱流速変化量を算出し、これを複数回実施した後、この加速度-熱流速変化量プロットを一次式で近似した直線の傾きを求め、あらかじめ設定された判定基準値と前記傾きとを比較することにより、前記潤滑剤の劣化の程度を判定する、潤滑剤劣化検出装置。
A heat flow sensor (12) provided in a bearing portion (16) holding a rotating shaft (11) and having a lubricant (22) sealed therein, and capable of detecting the heat flow velocity of the bearing portion.
A rotation sensor (14) capable of detecting the rotation speed of the rotation axis, and
A determination unit (10) connected so as to be able to receive a detection signal from the heat flow sensor and the rotation sensor is provided.
The determination unit calculates the acceleration of the rotation shaft from the rotation speed of the rotation shaft received from the rotation sensor, and changes the heat flow velocity during acceleration of the rotation shaft from the heat flow velocity of the bearing portion received from the heat flow sensor. After calculating the amount and performing this multiple times, the slope of the straight line approximated by this acceleration-heat flow velocity change amount plot is obtained by a linear equation, and the preset judgment reference value is compared with the slope. A lubricant deterioration detection device that determines the degree of deterioration of the lubricant.
前記判定基準値は、前記潤滑剤の劣化の程度に応じた複数の判定基準値である請求項1に記載の潤滑剤劣化検出装置。 The lubricant deterioration detection device according to claim 1, wherein the determination reference value is a plurality of determination reference values according to the degree of deterioration of the lubricant. 前記判定基準値は、前記潤滑剤の劣化が軽度な場合に対応する第1判定基準値と、前記潤滑剤の劣化の程度が重度の場合に対応する第2判定基準値である請求項1に記載の潤滑剤劣化検出装置。 The determination reference value is the first determination reference value corresponding to the case where the deterioration of the lubricant is slight, and the second determination reference value corresponding to the case where the degree of deterioration of the lubricant is severe according to claim 1. The described lubricant deterioration detector. 前期判定基準値は、軸受の使用開始直後もしくは交換直後の加速度-熱流速変化量プロットを基準にして算出される請求項1に記載の潤滑剤劣化検出装置。 The lubricant deterioration detection device according to claim 1, wherein the determination reference value in the previous term is calculated based on an acceleration-heat flow velocity change amount plot immediately after the start of use or replacement of the bearing. 前記潤滑剤の劣化の程度に応じて異なる処置を実施する請求項2から4の何れか一項に記載の潤滑剤劣化検出装置。 The lubricant deterioration detection device according to any one of claims 2 to 4, wherein different measures are taken depending on the degree of deterioration of the lubricant. 前記熱流センサは柔軟性を備えており、前記軸受部に巻き付けて設置が可能な請求項1から5の何れか一項に記載の潤滑剤劣化検出装置。 The lubricant deterioration detecting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat flow sensor has flexibility and can be wound around the bearing portion and installed.
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