WO2016175322A1 - 異常診断システム - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an abnormality diagnosis system.
  • Machine equipment such as vehicles, machine tools, and windmills are equipped with various bearings such as rolling bearings. If wear or damage occurs due to the use of mechanical equipment for a long time, the smooth rotation and sliding of the bearing are hindered, and not only abnormal noise is generated but also the life may be shortened. For this reason, conventionally, after using a mechanical facility for a certain period, the presence or absence of abnormality such as wear or damage of the bearing is inspected.
  • This inspection is performed by disassembling the part where the bearing of the mechanical equipment is incorporated or the entire mechanical equipment, and damage and wear occurring in the bearing are found by visual inspection by the operator. As a result of the inspection, if an abnormality such as wear or damage is found in the bearing, the bearing is replaced with a new one to prevent a malfunction or accident of the mechanical equipment.
  • a great deal of labor is required for the work of removing the bearing from the mechanical equipment and the work of reassembling the bearing after the inspection has been completed. Therefore, there is a problem that the maintenance cost of the mechanical equipment increases.
  • an abnormality diagnosis device for diagnosing bearing abnormality in the actual operation state of mechanical equipment.
  • the vibration level detected by each vibration detection sensor is compared with the set alarm generation level for each installation position of each vibration detection sensor and for each operation pattern.
  • the alarm judgment is performed, and when the alarm generation level is reached, the alarm display means displays an alarm.
  • the rolling bearing abnormality diagnosis device described in Patent Document 2 the rolling bearing abnormality is determined based on the effective value of the vibration waveform measured using the vibration sensor and the effective value of the alternating current component of the envelope waveform of the vibration waveform. Make a diagnosis. As a result, accurate abnormality diagnosis is realized.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an abnormality diagnosis system capable of diagnosing an abnormality of a bearing and an abnormality of an apparatus disposed around the bearing.
  • the above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
  • a bearing composed of a plurality of constituent members; A single sensor that is installed in the component and detects ambient signals; An abnormality diagnosis device for diagnosing an abnormality of the bearing and an abnormality of a device disposed around the bearing, based on a signal output from the sensor;
  • An abnormality diagnosis system comprising: (2) The abnormality diagnosis system according to (1), wherein the abnormality diagnosis device determines that the bearing or the device is abnormal when an output value of the sensor increases or exceeds a predetermined threshold value. (3) The abnormality diagnosis system according to (1) or (2), wherein the sensor is installed in the vicinity of an axial end portion of the bearing ring of the bearing.
  • the present invention it is possible to perform an abnormality diagnosis of a bearing and an abnormality diagnosis of a device disposed around the bearing.
  • 1 is a schematic diagram of an abnormality diagnosis system according to a first embodiment. It is a graph which shows the relationship between the detection temperature of a sensor, and time. It is a graph which shows the relationship between the detection temperature of a sensor, and time when abnormality has generate
  • the abnormality diagnosis system 1 of the present embodiment includes a rolling bearing (deep groove ball bearing) 10, a single sensor 21 installed in the rolling bearing 10, and a signal output from the sensor 21.
  • An abnormality diagnosis device 30 that diagnoses an abnormality of the rolling bearing 10 and various devices (for example, the motor 41 and the pump 42) is provided.
  • the rolling bearing 10 includes an outer ring 11 having an outer ring raceway surface 11a on an inner peripheral surface (a race ring which is a fixed ring), an inner ring 13 having an inner ring raceway surface 13a on an outer peripheral surface (a race ring being a rotating ring), and an outer ring raceway.
  • a plurality of balls 15 that are rotatably arranged between the surface 11a and the inner ring raceway surface 13a, a cage 17 that holds the plurality of balls 15 so as to roll, and both axial sides of the inner peripheral surface of the outer ring 11 And a pair of seal members 19 fixed to each other.
  • the rolling bearing 10 includes a plurality of constituent members such as the outer ring 11, the inner ring 13, the ball 15, the cage 17, and the seal member 19.
  • the inner ring 13 is a rotating wheel that is externally fixed to the shaft 3 and rotates together with the shaft 3.
  • a motor 41 (device) is fixed to the shaft 3 on one axial end side (left side in the figure) of the rolling bearing 10, and the shaft 3 is rotationally driven by a rotor (not shown) of the motor 41.
  • a pump 42 (device) is fixed to the shaft 3 on the other axial end side (right side in the drawing) of the rolling bearing 10, and the driving force of the motor 41 is transmitted to the pump 42 via the shaft 3. .
  • the outer ring 11 is a fixed ring that is fitted and fixed to a housing (not shown) and does not rotate.
  • a pair of seal grooves 11b for fixing a pair of seal members 19 are formed on the inner peripheral surface of the outer ring 11 on both sides in the axial direction of the outer ring raceway surface 11a.
  • the pair of seal members 19 is a non-contact type that extends in the radial direction and faces the outer peripheral surface of the inner ring 13 via a gap. As a result, the pair of seal members 19 seals the space between the outer ring 11 and the inner ring 13 and prevents foreign matter from entering the bearing.
  • a sensor 21 for detecting a surrounding signal is embedded and installed.
  • the sensor 21 in the present embodiment is a temperature sensor 21 that is installed in the central portion in the axial direction near the outer peripheral surface of the outer ring 11.
  • the temperature detected by the temperature sensor 21 is affected by the heat generated by the rolling bearing 10, the motor 41, and the pump 42.
  • the temperature sensor 21 outputs the detected temperature and transmits it to the abnormality diagnosis device 30.
  • the abnormality diagnosis device 30 is constituted by, for example, a microcomputer, and each unit such as the data collection unit 31 executes the following processes by executing a program recorded and held in the microcomputer. become.
  • the data collection unit 31 of the abnormality diagnosis apparatus 30 collects output data from the temperature sensor 21.
  • the data processing unit 33 of the abnormality diagnosis apparatus 30 processes the collected output data and stores each output data.
  • the state determination unit 35 of the abnormality diagnosis apparatus 30 includes the rolling bearing 10, the motor 41, and the pump 42. It is determined that at least one is in an abnormal state.
  • the temperature increase curve obtained from the output value of the temperature sensor 21 rises for a while after the rolling bearing 10, the motor 41, and the pump 42 are started to operate.
  • the temperature reaches the rated temperature Ta the heat generated by the rolling bearing 10, the motor 41, and the pump 42 balances with the heat that escapes to the surroundings, resulting in a steady state.
  • the pump 42 abnormally generates heat due to some factor.
  • the output value of the temperature sensor 21 increases and exceeds a predetermined threshold value Tb.
  • the output value of the temperature sensor 21 increases or the output value exceeds the threshold value Tb, so that at least one of the rolling bearing 10, the motor 41, and the pump 42 is in an abnormal state. It is determined that
  • the abnormality diagnosis system 1 of the present embodiment it is possible to efficiently perform abnormality diagnosis of the rolling bearing 10 and abnormality diagnosis of the devices (the motor 41 and the pump 42) arranged around the rolling bearing 10. It is.
  • the cost of the product can be reduced, and the handling of the sensor output wiring and the power supply wiring is simplified and the handling is improved. it can.
  • the installation position of the sensor 21 may be changed as appropriate so as to be in a position or phase suitable for an object for which an abnormality is to be detected.
  • the sensor 21 may be arranged in the vicinity of one end portion in the axial direction of the outer ring 11 to improve the sensitivity to the abnormality of the motor 41, thereby providing a sensor arrangement suitable for detecting the abnormality of the motor 41.
  • the sensor 21 may be arranged near the other end in the axial direction of the outer ring 11 to improve the sensitivity to the abnormality of the pump 42, thereby providing a sensor arrangement suitable for detecting the abnormality of the pump 42.
  • the sensor 21 is arranged in the vicinity of the outer ring raceway surface 11a of the outer ring 11 to improve the sensitivity to the abnormality of the rolling bearing 10, so that the sensor arrangement suitable for detecting the abnormality of the rolling bearing 10 can be obtained. Good.
  • near the surface or “near the end” means a position that coincides with the surface or the end surface, or slightly enters the inside of the member from the surface or the end surface. It means position.
  • the rolling bearing 10 of the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the sensor 21 is disposed on the inner ring 13 from the configuration of the first embodiment in which the sensor 21 is disposed on the outer ring 11. It is. Therefore, the same code
  • the abnormality diagnosis system 2 of the present embodiment includes a rolling bearing 10, a single sensor 21 installed on the inner ring 13 (the bearing ring that is a rotating ring) of the rolling bearing 10, and the sensor 21. And an abnormality diagnosis device 30 for diagnosing abnormalities in the rolling bearing 10 and various devices (for example, the motor 41 and the pump 42) based on the signal output from the motor.
  • the inner ring 13 is embedded with a sensor 21 that detects ambient signals.
  • the sensor 21 in the present embodiment is a temperature sensor 21 that is installed in the central portion in the axial direction near the inner peripheral surface of the inner ring 13. The temperature detected by the temperature sensor 21 is affected by the heat generated by the rolling bearing 10, the motor 41, and the pump 42.
  • the temperature sensor 21 outputs the detected temperature and transmits it to the abnormality diagnosis device 30.
  • the abnormality diagnosis device 30 is configured by, for example, a microcomputer, and by executing a program recorded and held in the microcomputer, each unit such as the data collection unit 31 is the same as that in the first embodiment described above. Each process is executed.
  • the abnormality diagnosis system 2 of the present embodiment it is possible to efficiently perform abnormality diagnosis of the rolling bearing 10 and abnormality diagnosis of the devices (the motor 41 and the pump 42) arranged around the rolling bearing 10. It is.
  • the cost of the product can be reduced, and the handling of the sensor output wiring and the power supply wiring is simplified and the handling is improved. it can.
  • the installation position of the sensor 21 may be changed as appropriate so as to be in a position or phase suitable for an object for which an abnormality is to be detected.
  • the sensor 21 may be arranged in the vicinity of one end portion in the axial direction of the inner ring 13 to improve the sensitivity to the abnormality of the motor 41, thereby providing a sensor arrangement suitable for detecting the abnormality of the motor 41.
  • the sensor 21 may be arranged in the vicinity of the other end in the axial direction of the inner ring 13 to improve the sensitivity to the abnormality of the pump 42, thereby providing a sensor arrangement suitable for detecting the abnormality of the pump 42.
  • the sensor 21 is arranged in the vicinity of the inner ring raceway surface 13a of the inner ring 13 to improve the sensitivity to the abnormality of the rolling bearing 10, so that the sensor arrangement suitable for detecting the abnormality of the rolling bearing 10 can be obtained. Good.
  • the installation location of the sensor 21 is not limited to the outer ring 11 or the inner ring 13 as long as it is a constituent member of the rolling bearing 10, and may be, for example, the cage 17 or the seal member 19.
  • the type of sensor 21 to be installed is not limited as long as it is a sensor that can monitor the state of the rolling bearing 10 and the devices (for example, the motor 41 and the pump 42) arranged around the rolling bearing 10, for example, a vibration sensor.
  • a load sensor may be employed.
  • a sensor when a sensor is installed on the inner ring 13 that is a rotating wheel, heat, vibration, load, etc. are easily transmitted from the shaft 3 or the like. Compared to the case where a sensor is installed, the behavior can be captured quickly.
  • the signal transmission method from the sensor to the data collection unit 31 of the abnormality diagnosis device 30 may employ any method regardless of wired or wireless.
  • the abnormality diagnosis device 30 determines an abnormality in the rolling bearing 10, the motor 41, or the pump 42, it can notify the host system to automatically stop the mechanical equipment, or display an alarm or screen display to the worker and the administrator. It is also possible to warn with etc.
  • the device disposed around the rolling bearing 10 is not limited to the motor 41 and the pump 42 described above, and any device can be employed.
  • rolling bearing 10 has illustrated the radial rolling bearing, this invention is not restricted to this, It can apply also to another kind of rolling bearing.
  • An example of a configuration in which the present invention is applied to another type of rolling bearing is shown below.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the angular ball bearing 10A on which the sensor 21 is arranged.
  • the angular ball bearing 10 ⁇ / b> A in the illustrated example includes an outer ring 11, an inner ring 13, a plurality of balls 15, and a cage 17 that holds the plurality of balls 15 so as to be able to roll.
  • the sensor 21 is disposed at the axially central portion P ⁇ b> 1 near the outer peripheral surface of the outer ring 11.
  • the senor 21 is disposed at a position P2 near one end in the axial direction near the outer peripheral surface of the outer ring 11 or near the outer peripheral surface of the outer ring 11 in the angular ball bearing 10A. May be a position P3 in the vicinity of the other end in the axial direction, and a position P4 in the vicinity of the outer ring raceway surface 11a of the outer ring 11. Further, the sensor 21 is disposed at the axial center P5 near the inner peripheral surface of the inner ring 13, the position P6 near one axial end near the inner peripheral surface of the inner ring 13, and the axial direction near the inner peripheral surface of the inner ring 13. The position P7 in the vicinity of the other end and the position P8 in the vicinity of the inner ring raceway surface 13a of the inner ring 13 may be used.
  • FIG. 12A is a cross-sectional view of the cylindrical roller bearing 10B in which the sensor 21 is disposed
  • FIG. 12B is a cross-sectional view of the cylindrical roller bearing 10C in which the sensor 21 is disposed.
  • Cylindrical roller bearings 10B and 10C each have an outer ring 11, an inner ring 13, a plurality of rollers 51, and a retainer 17 that holds the plurality of rollers 51 in a rollable manner.
  • a cylindrical roller bearing 10 ⁇ / b> B shown in FIG. 12A is provided with flange portions 53, 53 protruding radially inward at both axial end portions on the inner peripheral surface of the outer ring 11.
  • the sensor 21 is disposed in the central portion P ⁇ b> 1 in the axial direction near the outer peripheral surface of the outer ring 11. Also in the case of this configuration, the arrangement location of the sensor 21 is not limited to the above example, and may be any of P1 to P8.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the tapered roller bearing 10D in which the sensor 21 is disposed.
  • the tapered roller bearing 10 ⁇ / b> D includes an outer ring 11, an inner ring 13, a plurality of tapered rollers 55, and a cage 17 that holds the plurality of tapered rollers 55 in a rollable manner.
  • the sensor 21 is disposed at the axially central portion P ⁇ b> 1 near the outer peripheral surface of the outer ring 11. Also in the case of this configuration, the arrangement location of the sensor 21 is not limited to the above example, and may be any of P1 to P8.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the self-aligning roller bearing 10E in which the sensor 21 is arranged.
  • the self-aligning roller bearing 10E includes an outer ring 11, an inner ring 13, a plurality of rollers 57 arranged in two rows, and a cage 17 that holds the plurality of rollers in a freely rolling manner.
  • the sensor 21 is disposed in the axially central portion P ⁇ b> 1 near the outer peripheral surface of the outer ring 11. Also in the case of this configuration, the arrangement location of the sensor 21 is not limited to the above example, and may be any of P1 to P8.
  • Each bearing shown in FIGS. 11 to 14 includes an outer ring 11, an inner ring 13, a rolling element (ball 15, cylindrical roller 51, tapered roller 55, roller 57), a cage 17, and a seal member as a constituent member.
  • the sensor 21 may be disposed on any one of these constituent members.
  • the rotating wheel may be the outer ring 11 or the inner ring 13. Regardless of the configuration, the same effects as those of the first and second embodiments described above can be obtained.

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Abstract

異常診断システムは、複数の構成部材からなる軸受と、構成部材に設置され、周囲の信号を検出するセンサと、センサからの出力される信号に基づき、転がり軸受の異常、及び転がり軸受の周囲に配置された装置の異常を診断する異常診断装置と、を備える。

Description

異常診断システム
　本発明は異常診断システムに関する。
　車両や工作機械、風車等の機械設備には、転がり軸受等の各種軸受が多く装備されている。機械設備を長時間使用することにより摩耗や損傷が発生すると、軸受のスムーズな回転、摺動が阻害され、異常音を発生するだけでなく、寿命の低下を招く可能性がある。このため従来は、機械設備を一定期間使用した後に、軸受の摩耗や損傷等の異常の有無を検査していた。
　この検査は、機械設備の軸受が組み込まれた部位、又は機械設備全体を分解することにより行われ、軸受に発生した損傷や摩耗は、作業者の目視による検査によって発見される。そして、検査の結果、軸受に摩耗や損傷等の異常が発見された場合は、当該軸受を新品に交換して、機械設備の故障や事故を未然に防止していた。しかしながら、機械設備の一部、又は全体を分解し、作業者の目視によって行う検査方法では、機械設備から軸受を取り外す作業と、検査が終了した軸受を再び機械設備に組み込む作業に多大な労力がかかり、機械設備の保守コストが嵩むという問題があった。
　このような問題を解決するために、機械設備の実稼動状態で軸受の異常診断を行う異常診断装置が提案されている。例えば、特許文献１記載の回転機械装置の監視診断システムでは、各振動検出センサの設置位置毎に且つ運転パターン毎に、各振動検出センサで検出される振動レベルと設定した警報発生レベルと比較して警報判定を行い、警報発生レベルに達すると警報表示手段で警報を表示する。これにより、異常振動が発生している箇所を特定すると共に、異常振動箇所を明確に表示できるようにすることを図っている。また、特許文献２記載の転がり軸受の異常診断装置では、振動センサを用いて測定された振動波形の実効値と、振動波形のエンベロープ波形の交流成分の実効値と、に基づいて転がり軸受の異常診断を行う。これにより、正確な異常診断を実現することを図っている。
日本国特開２００９－１０９３５０号公報 日本国特開２０１１－１５４０２０号公報
　ところで、機械設備に組み込まれたモータ等の各種装置に対する検査も、一般的には、機械設備の当該装置が組み込まれた部位、又は機械設備全体を分解することにより行われている。したがって、機械設備の保守コスト等の観点から、軸受の異常診断と同時に、各種装置の異常診断を行うことが望ましい。しかしながら、上述の特許文献１及び２に記載の発明は、センサが設置された部材の異常診断を行うのみであり、センサが設置された部材以外の装置の異常診断を行うことができなかった。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、軸受の異常診断、及び軸受の周囲に配置された装置の異常診断を行うことが可能な、異常診断システムを提供することを目的とする。
　本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）　複数の構成部材からなる軸受と、
　前記構成部材に設置され、周囲の信号を検出する一個のセンサと、
　前記センサからの出力される信号に基づき、前記軸受の異常、及び前記軸受の周囲に配置された装置の異常を診断する異常診断装置と、
を備える、異常診断システム。
（２）　前記異常診断装置は、前記センサの出力値が上昇し又は所定の閾値を超えた場合に、前記軸受又は前記装置が異常であると判定する、（１）に記載の異常診断システム。
（３）　前記センサは、前記軸受の軌道輪の軸方向端部近傍に設置される、ことを特徴とする（１）又は（２）に記載の異常診断システム。
（４）　前記センサは、前記軸受の軌道輪の軌道面近傍に設置される、ことを特徴とする（１）又は（２）に記載の異常診断システム。
（５）　前記センサは温度センサである、（１）～（４）の何れか１つに記載の異常診断システム。
（６）　前記センサは振動センサである、（１）～（４）の何れか１つに記載の異常診断システム。
（７）　前記センサは荷重センサである、（１）～（４）の何れか１つに記載の異常診断システム。
（８）　前記センサは前記軸受の固定輪に設置される、（１）～（７）の何れか１つに記載の異常診断システム。
（９）　前記センサは前記軸受の回転輪に設置される、（１）～（７）の何れか１つに記載の異常診断システム。
　本発明によれば、軸受の異常診断、及び軸受の周囲に配置された装置の異常診断を行うことが可能である。
第１実施形態に係る異常診断システムの概略図である。 センサの検出温度と時間との関係を示すグラフである。 転がり軸受、モータ、ポンプの何れかに異常が発生した場合の、センサの検出温度と時間との関係を示すグラフである。 第１実施形態の変形例に係る異常診断システムの概略図である。 第１実施形態の変形例に係る異常診断システムの概略図である。 第１実施形態の変形例に係る異常診断システムの概略図である。 第２実施形態に係る異常診断システムの概略図である。 第２実施形態の変形例に係る異常診断システムの概略図である。 第２実施形態の変形例に係る異常診断システムの概略図である。 第２実施形態の変形例に係る異常診断システムの概略図である。 センサが配置されたアンギュラ玉軸受の断面図である。 センサが配置された円筒ころ軸受の断面図である。 センサが配置された円筒ころ軸受の断面図である。 センサが配置された円すいころ軸受の断面図である。 センサが配置された自動調心ころ軸受の断面図である。
　以下、本発明の実施形態に係る異常診断システムについて、図面を用いて説明する。
＜第１実施形態＞
　図１に示すように、本実施形態の異常診断システム１は、転がり軸受（深溝玉軸受）１０と、転がり軸受１０に設置される一つのみのセンサ２１と、センサ２１から出力される信号に基づいて、転がり軸受１０及び各種装置（例えばモータ４１やポンプ４２）の異常を診断する異常診断装置３０と、を備える。
　転がり軸受１０は、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１（固定輪である軌道輪）と、外周面に内輪軌道面１３ａを有する内輪１３（回転輪である軌道輪）と、外輪軌道面１１ａ及び内輪軌道面１３ａとの間に転動自在に配置される複数の玉１５と、複数の玉１５を転動自在に保持する保持器１７と、外輪１１の内周面の軸方向両側に固定された一対のシール部材１９と、を有する。このように、転がり軸受１０は、外輪１１、内輪１３、玉１５、保持器１７、シール部材１９等、複数の構成部材からなる。
　内輪１３は、シャフト３に外嵌固定され、当該シャフト３と共に回転する回転輪である。転がり軸受１０の軸方向一端側（図中左側）において、シャフト３にはモータ４１（装置）が固定されており、シャフト３はモータ４１の不図示のロータによって回転駆動される。また、転がり軸受１０の軸方向他端側（図中右側）において、シャフト３にはポンプ４２（装置）が固定されており、モータ４１の駆動力がシャフト３を介してポンプ４２に伝達される。
　外輪１１は、不図示のハウジングに内嵌固定されており、回転しない固定輪である。外輪の１１の内周面には、外輪軌道面１１ａの軸方向両側に、一対のシール部材１９を固定するための一対のシール溝１１ｂが形成されている。一対のシール部材１９は、径方向に延びて、内輪１３の外周面と隙間を介して対向する非接触型である。これにより、一対のシール部材１９は、外輪１１と内輪１３との間の空間を密封し、外部からの異物が軸受内部に浸入することを防止する。
　外輪１１には、周囲の信号を検出するセンサ２１が、埋め込まれて設置されている。本実施形態におけるセンサ２１は、外輪１１の外周面近傍の軸方向中央部に設置された温度センサ２１である。温度センサ２１が検出する温度は、転がり軸受１０や、モータ４１、ポンプ４２の発熱に影響される。
　温度センサ２１は検出した温度を出力し、異常診断装置３０に伝達する。異常診断装置３０は、例えばマイクロコンピュータで構成されており、このマイクロコンピュータ内に記録保持されたプログラムが実行されることにより、データ収集部３１等の各部は以下のような各処理を実行することになる。
　異常診断装置３０のデータ収集部３１は、温度センサ２１からの出力データを収集する。異常診断装置３０のデータ処理部３３は、収集された出力データを処理し、各出力データを記憶する。異常診断装置３０の状態判定部３５は、温度センサ２１の出力値が定格温度から最初に上昇し若しくは最初に所定の閾値を超えた場合に、転がり軸受１０、モータ４１、及びポンプ４２のうち、少なくとも一つが異常状態であると判定する。
　異常診断システム１が組み込まれる機械設備においては、転がり軸受１０の発熱や、モータ４１の発熱、ポンプ４２の発熱がある。そのため、図２に示すように、温度センサ２１の出力値から得られる温度増加曲線は、転がり軸受１０、モータ４１、ポンプ４２の運転開始後しばらくは上昇するが、一定時間経過後、ある温度（定格温度Ｔａ）に到達した時点で、転がり軸受１０、モータ４１、ポンプ４２の発熱と周囲へ逃げる熱とがバランスし、定常状態となる。
　ここで、図３に示すように、時間ｔにおいて、モータ４１が何らかの要因で異常発熱した場合や、転がり軸受１０が焼き付きや摩耗等の要因で異常発熱した場合、ポンプ４２が何らかの要因で異常発熱した場合、温度センサ２１の出力値が上昇し、所定の閾値Ｔｂを超えることになる。
　したがって、異常診断装置３０は、温度センサ２１の出力値が上昇し、又は出力値が閾値Ｔｂを超えたことに基づいて、転がり軸受１０、モータ４１、及びポンプ４２のうち、少なくとも一つが異常状態であると判定する。
　このように本実施形態の異常診断システム１によれば、転がり軸受１０の異常診断、及び転がり軸受１０の周囲に配置された装置（モータ４１及びポンプ４２）の異常診断を効率良く行うことが可能である。特に、転がり軸受１０に設置されるセンサの個数が一つのみで済むので、製品のコストダウンが実現できると共に、センサ出力用の配線や電力供給用の配線の取り回しを簡易化して取り扱い性を改善できる。
　尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更、改良等が可能である。
　センサ２１の設置位置は、異常を検出したい対象に対し、適した位置又は位相となるように適宜変更しても構わない。例えば、図４に示すように、センサ２１を外輪１１の軸方向一端部近傍に配置し、モータ４１の異常に対する感度を向上することで、モータ４１の異常検出に適したセンサ配置としてもよい。また、図５に示すように、センサ２１を外輪１１の軸方向他端部近傍に配置し、ポンプ４２の異常に対する感度を向上することで、ポンプ４２の異常検出に適したセンサ配置としてもよい。また、図６に示すように、センサ２１を外輪１１の外輪軌道面１１ａ近傍に配置し、転がり軸受１０の異常に対する感度を向上することで、転がり軸受１０の異常検出に適したセンサ配置としてもよい。
　尚、本明細書における「面の近傍」や「端部の近傍」とは、その面や端部の面に一致する位置、又は、その面や端部の面から僅かに部材内部に入り込んだ位置を意味するものとする。
＜第２実施形態＞
　次に、センサ２１が内輪１３に配置された転がり軸受（深溝玉軸受）１０を備える異常診断システム２を説明する。本実施形態の転がり軸受１０は、外輪１１にセンサ２１が配置された前述の第１実施形態の構成から、内輪１３にセンサ２１を配置したこと以外は、前述の第１実施形態と同様の構成である。そのため、共通する部材に対しては、同一の符号を付与することで、その説明を簡単化、又は省略する。
　図７に示すように、本実施形態の異常診断システム２は、転がり軸受１０と、転がり軸受１０の内輪１３（回転輪である軌道輪）に設置される一つのみのセンサ２１と、センサ２１から出力される信号に基づいて、転がり軸受１０及び各種装置（例えばモータ４１やポンプ４２）の異常を診断する異常診断装置３０と、を備える。
　内輪１３には、周囲の信号を検出するセンサ２１が、埋め込まれて設置されている。本実施形態におけるセンサ２１は、内輪１３の内周面近傍の軸方向中央部に設置された温度センサ２１である。温度センサ２１が検出する温度は、転がり軸受１０や、モータ４１、ポンプ４２の発熱に影響される。
　温度センサ２１は検出した温度を出力し、異常診断装置３０に伝達する。異常診断装置３０は、例えばマイクロコンピュータで構成されており、このマイクロコンピュータ内に記録保持されたプログラムが実行されることにより、データ収集部３１等の各部は、前述した第１実施形態と同様の各処理を実行することになる。
　このように本実施形態の異常診断システム２によれば、転がり軸受１０の異常診断、及び転がり軸受１０の周囲に配置された装置（モータ４１及びポンプ４２）の異常診断を効率良く行うことが可能である。特に、転がり軸受１０に設置されるセンサの個数が一つのみで済むので、製品のコストダウンが実現できると共に、センサ出力用の配線や電力供給用の配線の取り回しを簡易化して取り扱い性を改善できる。
　尚、本実施形態の構成も、前述した第１実施形態と同様に適宜変更、改良等が可能である。
　センサ２１の設置位置は、異常を検出したい対象に対し、適した位置又は位相となるように適宜変更しても構わない。例えば、図８に示すように、センサ２１を内輪１３の軸方向一端部近傍に配置し、モータ４１の異常に対する感度を向上することで、モータ４１の異常検出に適したセンサ配置としてもよい。また、図９に示すように、センサ２１を内輪１３の軸方向他端部近傍に配置し、ポンプ４２の異常に対する感度を向上することで、ポンプ４２の異常検出に適したセンサ配置としてもよい。また、図１０に示すように、センサ２１を内輪１３の内輪軌道面１３ａ近傍に配置し、転がり軸受１０の異常に対する感度を向上することで、転がり軸受１０の異常検出に適したセンサ配置としてもよい。
　さらに、センサ２１の設置個所は、転がり軸受１０の構成部材であれば、上記した外輪１１や内輪１３に限られず、例えば、保持器１７やシール部材１９であってもよい。
　また、設置されるセンサ２１は、転がり軸受１０や、転がり軸受１０の周囲に配置された装置（例えばモータ４１やポンプ４２）の状態を監視できるセンサであれば種類は限定されず、例えば振動センサや荷重センサを採用してもよい。ここで、上記第２実施形態のように、回転輪である内輪１３にセンサを設置した場合、熱、振動、荷重等がシャフト３等から伝達し易いので、転がり軸受１０の他の構成部材にセンサを設置した場合に比べて、挙動を素早く捕えることができる。
　設置されるセンサとして荷重センサを採用した場合、仮に静止輪である外輪１１に荷重センサを設置すると、負荷圏に荷重センサを設置しなければならないので、円周上において設置位相の制約を受ける。しかし、上記第２実施形態のように回転輪である内輪１３に荷重センサを設置する場合には、円周上の任意の位相に荷重センサを設置すれば、それぞれの挙動を把握することができる。
　また、センサから異常診断装置３０のデータ収集部３１への信号伝送方法は、有線、無線を問わず、任意の方法を採用してよい。
　異常診断装置３０が、転がり軸受１０やモータ４１、ポンプ４２の異常を判定した場合、上位のシステムに知らせて自動で機械設備を停止させることもできるし、作業者及び管理者にアラームや画面表示等で警告することもできる。
　転がり軸受１０の周囲に配置される装置としては、上述したモータ４１やポンプ４２に限定されず、任意の装置が採用可能である。
　尚、上記した転がり軸受１０は、ラジアル転がり軸受を例示しているが、本発明はこれに限らず、他の種類の転がり軸受にも適用できる。他の種類の転がり軸受に本発明を適用した一構成例を以下に示す。
　図１１はセンサ２１が配置されたアンギュラ玉軸受１０Ａの断面図である。図示例のアンギュラ玉軸受１０Ａは、外輪１１と、内輪１３と、複数の玉１５と、複数の玉１５を転動自在に保持する保持器１７と、を有する。センサ２１は、外輪１１の外周面近傍の軸方向中央部Ｐ１に配置される。
　また、上記構成に限らず、前述したようにセンサ２１の配置個所は、このアンギュラ玉軸受１０Ａにおいても、外輪１１の外周面近傍の軸方向一端部近傍の位置Ｐ２や、外輪１１の外周面近傍の軸方向他端部近傍の位置Ｐ３、外輪１１の外輪軌道面１１ａ近傍の位置Ｐ４であってもよい。また、センサ２１の配置個所は、内輪１３の内周面近傍の軸方向中央部Ｐ５、内輪１３の内周面近傍の軸方向一端部近傍の位置Ｐ６、内輪１３の内周面近傍の軸方向他端部近傍の位置Ｐ７、内輪１３の内輪軌道面１３ａ近傍の位置Ｐ８であってもよい。
　図１２Ａはセンサ２１が配置された円筒ころ軸受１０Ｂの断面図、図１２Ｂはセンサ２１が配置された円筒ころ軸受１０Ｃの断面図である。円筒ころ軸受１０Ｂ，１０Ｃは、外輪１１と、内輪１３と、複数のころ５１と、複数のころ５１を転動自在に保持する保持器１７と、をそれぞれ有する。図１２Ａに示す円筒ころ軸受１０Ｂは、外輪１１の内周面における軸方向両端部に、つば部５３，５３が径方向内方に突出して設けられる。図１２Ｂに示す円筒ころ軸受１０Ｃは、内輪の外周面における軸方向両端部に、つば部５４，５４が径方向外方に突出して設けられる。何れの円筒ころ軸受１０Ｂ，１０Ｃも、センサ２１は、外輪１１の外周面近傍の軸方向中央部Ｐ１に配置される。本構成の場合も、上記例に限らず、センサ２１の配置個所はＰ１～Ｐ８の何れであってもよい。
　図１３はセンサ２１が配置された円すいころ軸受１０Ｄの断面図である。円すいころ軸受１０Ｄは、外輪１１と、内輪１３と、複数の円すいころ５５と、複数の円すいころ５５を転動自在に保持する保持器１７と、を有する。センサ２１は、外輪１１の外周面近傍の軸方向中央部Ｐ１に配置される。本構成の場合も、上記例に限らず、センサ２１の配置個所はＰ１～Ｐ８の何れであってもよい。
　図１４はセンサ２１が配置された自動調心ころ軸受１０Ｅの断面図である。自動調心ころ軸受１０Ｅは、外輪１１と、内輪１３と、2列に配置された複数のころ５７と、複数のころを転動自在に保持する保持器１７と、を有する。センサ２１は外輪１１の外周面近傍の軸方向中央部Ｐ１に配置される。本構成の場合も、上記例に限らず、センサ２１の配置個所はＰ１～Ｐ８の何れであってもよい。
　図１１～図１４に示す各軸受は、外輪１１、内輪１３、転動体（玉１５，円筒ころ５１，円すいころ５５，ころ５７）、保持器１７の他、シール部材を構成部材として備えた構成であってもよく、これら各構成部材のいずれかにセンサ２１が配置されていればよい。また、回転輪は外輪１１であっても、内輪１３であってもよい。何れの構成であっても、前述の第１，第２実施形態と同様の作用効果が得られる。
　本出願は２０１５年４月３０日出願の日本国特許出願（特願２０１５－９２６７２）、及び２０１５年４月３０日出願の日本国特許出願（特願２０１５－９２６７３）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。
１，２　異常診断システム
１０　軸受
１１　外輪（構成部材、軌道輪）
１３　内輪（構成部材、軌道輪）
１５　玉（構成部材）
１７　保持器（構成部材）
１９　シール部材（構成部材）
２１　温度センサ
３０　異常診断装置
３１　データ収集部
３３　データ処理部
３５　状態判定部
４１　モータ（装置）
４２　ポンプ（装置）
５１　円筒ころ（構成部材）
５５　円すいころ（構成部材）
５７　ころ（構成部材）

Claims (9)

  1. 　複数の構成部材からなる軸受と、
    　前記構成部材に設置され、周囲の信号を検出する一個のセンサと、
    　前記センサからの出力される信号に基づき、前記軸受の異常、及び前記軸受の周囲に配置された装置の異常を診断する異常診断装置と、
    を備える、異常診断システム。
  2. 　前記異常診断装置は、前記センサの出力値が上昇し又は所定の閾値を超えた場合に、前記軸受又は前記装置が異常であると判定する、請求項１に記載の異常診断システム。
  3. 　前記センサは、前記軸受の軌道輪の軸方向端部近傍に設置される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の異常診断システム。
  4. 　前記センサは、前記軸受の軌道輪の軌道面近傍に設置される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の異常診断システム。
  5. 　前記センサは温度センサである、請求項１～４の何れか１項に記載の異常診断システム。
  6. 　前記センサは振動センサである、請求項１～４の何れか１項に記載の異常診断システム。
  7. 　前記センサは荷重センサである、請求項１～４の何れか１項に記載の異常診断システム。
  8. 　前記センサは前記軸受の固定輪に設置される、請求項１～７の何れか１項に記載の異常診断システム。
  9. 　前記センサは前記軸受の回転輪に設置される、請求項１～７の何れか１項に記載の異常診断システム。
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