特開 2024-168392 監視装置及び監視方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168392

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】監視装置及び監視方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 41/00 20060101AFI20241128BHJP

   F16C 19/52 20060101ALI20241128BHJP

   F16C 19/38 20060101ALI20241128BHJP

   F16N 29/00 20060101ALI20241128BHJP

   F16N 29/04 20060101ALI20241128BHJP

   G01M 13/04 20190101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

F16C41/00

F16C19/52

F16C19/38

F16N29/00 D

F16N29/04

G01M13/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023085009

(22)【出願日】2023-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184859

【弁理士】

【氏名又は名称】磯村 哲朗

(74)【代理人】

【識別番号】100123386

【弁理士】

【氏名又は名称】熊坂 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100196667

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100130834

【弁理士】

【氏名又は名称】森 和弘

(72)【発明者】

【氏名】小林 純一

【テーマコード（参考）】

2G024

3J217

3J701

【Ｆターム（参考）】

2G024AC01

2G024BA12

2G024BA27

2G024CA21

2G024CA30

3J217JA02

3J217JA17

3J217JA23

3J217JA38

3J217JB23

3J217JB27

3J217JB84

3J701AA16

3J701AA25

3J701AA43

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA77

3J701CA40

3J701FA13

3J701FA21

3J701FA26

3J701GA34

3J701XB03

3J701XB24

(57)【要約】

【課題】簡易な構成で正確に潤滑油を監視できる監視装置及び監視方法を提供する。
【解決手段】軸受部の潤滑油を監視する監視装置であって、前記軸受部における外輪及び内輪との間を視野に含めるセンサ部を先端に設け、前記外輪と前記内輪との間から流れ出る前記潤滑油に向けて光照射を行うと共に、前記光照射に基づく前記潤滑油からの反射光を受光する検出装置と、前記検出装置にて受光した前記反射光における色情報及び光強度の少なくとも一方に基づいて、前記潤滑油の劣化の有無を判定する演算装置と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸受部の潤滑油を監視する監視装置であって、
前記軸受部における外輪及び内輪との間を視野に含めるセンサ部を先端に設け、前記外輪と前記内輪との間から流れ出る前記潤滑油に向けて光照射を行うと共に、前記光照射に基づく前記潤滑油からの反射光を受光する検出装置と、
前記検出装置にて受光した前記反射光における色情報及び光強度の少なくとも一方に基づいて、前記潤滑油の劣化の有無を判定する演算装置と、
を有する、監視装置。

【請求項2】

前記演算装置は、
未使用の潤滑油に対して光照射を行った際に受光される反射光の初期色情報及び初期光強度を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記初期色情報及び前記初期光強度の少なくとも一方と、前記検出装置にて受光された前記色情報及び前記光強度の少なくとも一方とに基づいて、前記外輪と前記内輪との間から流れ出る前記潤滑油の適合度を算出する算出部と、
前記算出部にて算出された前記適合度と、予め設定された前記適合度に関する閾値とを比較して、前記潤滑油の劣化の有無を判定する劣化判定部と、
を有する、請求項１に記載の監視装置。

【請求項3】

前記演算装置は、前記潤滑油に対して劣化を有すると判定した場合に、劣化を有する旨の報知を行う出力部を更に有する、請求項１又は２に記載の監視装置。

【請求項4】

前記演算装置は、前記検出装置にて受光された前記色情報及び前記光強度の少なくとも一方に基づいて、前記潤滑油における鉄粉濃度又は水分濃度を推定する濃度推定部を更に有する、請求項１又は２に記載の監視装置。

【請求項5】

前記検出装置は、前記軸受部の軸線に対して、０℃超え３０℃以下の範囲の角度を有して配置される直線形状の挿入部を有する、請求項１又は２に記載の監視装置。

【請求項6】

軸受部の潤滑油を監視する監視方法であって、
前記軸受部における外輪及び内輪との間を視野に含めるセンサ部を先端に設け、前記外輪と前記内輪との間から流れ出る前記潤滑油に向けて光照射を行うと共に、前記光照射に基づく前記潤滑油からの反射光を受光し、
受光した前記反射光における色情報及び光強度の少なくとも一方に基づいて、前記潤滑油の劣化の有無を判定する、監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、潤滑油の監視装置及び潤滑油の監視方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄鋼分野等の工場設備においては、多数及び多種類の軸受部が使用されている。軸受部は、回転動作の潤滑性を維持するため、自動的に潤滑油を供給する構成を備えている。しかし、潤滑油の供給管等の破損により、潤滑油の供給が途絶えると、軸受部における潤滑性が維持されず、そのまま回転動作等を続けることで、軸受部の破損を招く。その結果、破損した軸受部の改修作業（取り換え等）を行うこととなり、工場設備の操業を停止する事態となる。このため、軸受部における潤滑油の供給状況の継続的な監視が必要となる。

【0003】

また、軸受部に供給された潤滑油は、軸受部の度重なる回転動作により、軸受部にて発生する鉄粉（摩耗粉）や、外部から浸入する水分等の混入が進行して劣化する。そして、劣化した潤滑油を循環させて繰り返し使用し続けると、軸受部における潤滑性を損なうことに留まらず、部品同士の摩擦に起因する設備上の損傷も招く。

【0004】

そのため、従来から、軸受部の潤滑油を監視する方法について検討が行われている。特許文献１には、軸受からドレインに排出されたグリースの可視光反射特性をドレイン内に設置された光学式センサによって計測することで、グリースを監視する技術が開示されている。しかし、特許文献１に開示された監視方法においては、ドレインに排出されたグリースの監視を行ったとしても、グリースが軸受からドレインに到達するまでのタイムラグが発生することから、軸受に存在する時点のグリースの性状（劣化）を正確に監視できない。

【0005】

そこで、例えば特許文献２には、鉄粉センサの先端部分を軸受内に差し込むことによって軸受内に封入されたグリースを直接監視する技術が開示されている。また、特許文献３には、軸受の側面に覗き窓を設け、覗き窓に固定されたセンサユニットによって覗き窓を介して軸受内の潤滑剤を監視する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－７６３７９号公報

【特許文献2】特開２０１１－２０２６２６号公報

【特許文献3】特開２００６－１７７７１５号公報

【特許文献4】特開２０１７－１１０９２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献２の方法を適用した場合には、鉄粉センサを軸受に固定して先端部分を軸受内に差し込むため、軸受の振動による鉄粉センサの位置ずれや鉄粉センサの破損が発生するおそれがあり、グリースの継続的かつ安定的な監視が難しい。また、特許文献３の方法を適用した場合には、覗き窓を介して軸受内の潤滑剤を監視するため、監視するための装置と軸受内の潤滑剤とが離れた状態となり、潤滑剤の性状を正確に監視することが難しい。また、監視装置と軸受との間に窓を設けるため、監視装置の構成が複雑化するといった問題もある。

【0008】

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡易な構成で正確に潤滑油を監視できる監視装置及び監視方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

［１］軸受部の潤滑油を監視する監視装置であって、前記軸受部における外輪及び内輪との間を視野に含めるセンサ部を先端に設け、前記外輪と前記内輪との間から流れ出る前記潤滑油に向けて光照射を行うと共に、前記光照射に基づく前記潤滑油からの反射光を受光する検出装置と、前記検出装置にて受光した前記反射光における色情報及び光強度の少なくとも一方に基づいて、前記潤滑油の劣化の有無を判定する演算装置と、を有する、監視装置。
［２］前記演算装置は、未使用の潤滑油に対して光照射を行った際に受光される反射光の初期色情報及び初期光強度を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記初期色情報及び前記初期光強度の少なくとも一方と、前記検出装置にて受光された前記色情報及び前記光強度の少なくとも一方とに基づいて、前記外輪と前記内輪との間から流れ出る前記潤滑油の適合度を算出する算出部と、前記算出部にて算出された前記適合度と、予め設定された前記適合度に関する閾値とを比較して、前記潤滑油の劣化の有無を判定する劣化判定部と、を有する、［１］に記載の監視装置。
［３］前記演算装置は、前記潤滑油に対して劣化を有すると判定した場合に、劣化を有する旨の報知を行う出力部を更に有する、［１］又は［２］に記載の監視装置。
［４］前記演算装置は、前記検出装置にて受光された前記色情報及び前記光強度の少なくとも一方に基づいて、前記潤滑油における鉄粉濃度又は水分濃度を推定する濃度推定部を更に有する、［１］又は［２］に記載の監視装置。
［５］前記検出装置は、前記軸受部の軸線に対して、０℃超え３０℃以下の範囲の角度を有して配置される直線形状の挿入部を有する、［１］又は［２］に記載の監視装置。
［６］軸受部の潤滑油を監視する監視方法であって、前記軸受部における外輪及び内輪との間を視野に含めるセンサ部を先端に設け、前記外輪と前記内輪との間から流れ出る前記潤滑油に向けて光照射を行うと共に、前記光照射に基づく前記潤滑油からの反射光を受光し、受光した前記反射光における色情報及び光強度の少なくとも一方に基づいて、前記潤滑油の劣化の有無を判定する、監視方法。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、簡易な構成で正確に潤滑油を監視できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】監視装置の一例を示す概略構成図である。

【図2】軸受部及び検出装置の一例を示す拡大構成図である。

【図3】鉄粉濃度を有する潤滑油の劣化の有無の判定結果を示す図である。

【図4】水分濃度を有する潤滑油の劣化の有無の判定結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜監視装置＞
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１に、本実施形態に係る監視装置１０の構成を示す。図１は、監視装置１０の一例を示す概略構成図である。

【0013】

監視装置１０は、軸受部１４の潤滑油を監視するためのものであり、検出装置１７と、演算装置１９とを有する。なお、本実施形態において、潤滑油にはグリースも含まれる。軸受部１４は、周壁１２と、エンドプレート１３と、仕切壁１５とを有する軸受箱１１に収容されている。軸受部１４は、内輪１４ａと、外輪１４ｂと、コロ１４ｄとを有する。外輪１４ｂは、流路１４ｃを有する。

【0014】

コロ１４ｄは、外輪１４ｂと内輪１４ａとの間に円転可能に設けられている。図１に示す通り、内輪１４ａと外輪１４ｂとの間において、空隙部１４ｅを挟んで一対のコロ１４ｄが設けられている。そして、一対のコロ１４ｄは、内輪１４ａと外輪１４ｂとの間の間隙に沿って、軸受部１４の周方向に複数設けられている。

【0015】

外輪１４ｂは、周壁１２に固定されている。内輪１４ａは、ロール回転軸Ｒを中心として回転するロール２０のロール端部２２の表面に設けられている。このため、ロール２０におけるロール本体部２１の回転と共にロール端部２２が回転した際には、内輪１４ａも回転する。その際、周壁１２に固定されている外輪１４ｂは回転することなく、外輪１４ｂと内輪１４ａとの間においてコロ１４ｄが円転することで、周壁１２に対するロール２０の回転動作がスムーズに行われる。

【0016】

周壁１２は、ロール本体部２１と共に回転するロール端部２２の周方向側を覆うように構成される。また、周壁１２は、内部に軸受部１４を有するように構成される。周壁１２は、軸受部１４に潤滑油を供給するための給油口１２ａを有する。周壁１２は、軸受部１４にて使用された潤滑油を排出するための排油口１２ｂを有する。

【0017】

図１に示す実施形態は、図面に向かって上方が鉛直方向上側、下方が鉛直方向下側となっている。このため、軸受部１４に潤滑油を供給する場合には、図面の上方に配置される給油口１２ａから潤滑油を供給することで、外輪１４ｂの流路１４ｃを経由して、コロ１４ｄの空隙部１４ｅに潤滑油が到達する。そして、ロール端部２２の回転に伴う内輪１４ａの回転、及び、コロ１４ｄの円転が行われることで、空隙部１４ｅに溜まった潤滑油が、コロ１４ｄと、内輪１４ａと、外輪１４ｂとの間に亘って浸透する。そして、使用済みの潤滑油は、軸受部１４における動作が行われることで、徐々に排油口１２ｂから排出される。排油口１２ｂから排出された潤滑油は、ろ過された後、再び給油口１２ａから軸受部１４に供給される。

【0018】

エンドプレート１３は、挿入孔１３ａを有する。また、エンドプレート１３は、ロール端部２２を挟んでロール本体部２１と反対側の位置に設けられ、ロール端部２２の端部側を覆う構成となっている。このため、ロール端部２２は、周方向側を覆う周壁１２及び端部側を覆うエンドプレート１３により、囲繞されるように構成されている。同様に、軸受部１４についても、周壁１２及びエンドプレート１３により、囲繞されるように構成されている。

【0019】

図１に示す通り、仕切壁１５は、軸受部１４とロール本体部２１との間に設けられている。また、仕切壁１５に設けられたシール部１５ａにより、潤滑油が軸受部１４からロール本体部２１へ漏洩することを防止している。軸受部１４は、周壁１２と、エンドプレート１３と、仕切壁１５とを有する軸受箱１１に収容された構成となっている。即ち、軸受箱１１は、軸受部１４に供給された潤滑油を外部に漏洩させないように構成されている。

【0020】

給油口１２ａから供給されると共に外輪１４ｂの流路１４ｃを経由してコロ１４ｄの空隙部１４ｅに溜まった潤滑油の一部は、外輪１４ｂと内輪１４ａとの間から軸受部１４とエンドプレート１３との間の空間に流れ出る。この場合、流れ出た潤滑油は、軸受箱１１の鉛直方向下側（底部）に溜まり、図１の下方に設けられた排油口１２ｂから排出される。

【0021】

次に、検出装置１７の構成について、図２を用いて説明する。図２は、軸受部１４及び検出装置１７の一例を示す拡大構成図である。検出装置１７は、挿入部１７ａと、センサ部１７ｂとを有する。検出装置１７において、挿入部１７ａは、直線形状の構成となっている。センサ部１７ｂは、挿入部１７ａの先端部に設けられている。そして、図２に示す通り、エンドプレート１３の挿入孔１３ａに挿入部１７ａを挿入して固定すると共に、先端部のセンサ部１７ｂを軸受部１４に近接させた状態とし、軸受部１４の潤滑油の監視を行う。

【0022】

センサ部１７ｂは、対象（潤滑油）に対して光照射を行うと共に、光照射に基づく対象（潤滑油）からの反射光を受光する。センサ部１７ｂは、光照射として、白色の可視光を照射してよい。具体的に、センサ部１７ｂは、軸受部１４における外輪１４ｂ及び内輪１４ａとの間を視野に含め、外輪１４ｂと内輪１４ａとの間から軸受箱１１内に流れ出る潤滑油に対して光照射を行うと共に、光照射に基づく潤滑油からの反射光を受光する。

【0023】

ここで、軸受箱１１における周壁１２を介して、直線形状の挿入部１７ａを軸受箱１１の内部に挿入した場合、センサ部１７ｂの視野について、外輪１４ｂ及び内輪１４ａとの間を視野に含めることが困難となる。このため、本実施形態においては、軸受箱１１を構成するエンドプレート１３に形成された挿入孔１３ａを介して、軸受箱１１の内部に挿入部１７ａを挿入する構成としている。

【0024】

センサ部１７ｂは、外輪１４ｂ及び内輪１４ａとの間を視野に含めると共に、コロ１４ｄのコロ最外部Ｍに対して所定の距離を設けた位置に配置される。即ち、センサ部１７ｂを、コロ最外部Ｍに対して所定の距離を設けて配置することで、センサ部１７ｂの軸受部１４への巻き込みを防止できる。ここで、コロ最外部Ｍは、図２に示す通り、外輪１４ｂと内輪１４ａとの間においてコロ１４ｄが露出している領域の最外部を意味する。なお、センサ部１７ｂが、コロ最外部Ｍに対して遠い位置に配置されると、外輪１４ｂと内輪１４ａとの間から流れ出る潤滑油の量が少ない場合（給油と給油との間のタイミング等）に、センサ部１７ｂからの照射光の発散に起因して反射光の光量が低下し、それに伴い正確な測定が困難となる。そのため、「所定の距離」は、１ｃｍ以内とすることが好ましい。一方、「所定の距離」は、センサ部１７ｂと測定対象物（流れ出る潤滑油）との距離が過剰に近い場合に、センサ部１７ｂにおける受光量の変動が生じるため、０．１ｃｍ以上とすることが好ましい。

【0025】

センサ部１７ｂは、視野について、外輪１４ｂ及び内輪１４ａとの間を視野に含めると共に、コロ１４ｄの表面から流れ出る潤滑油を視野に含めるように配置することが好ましい。具体的に、コロ１４ｄのコロ回転軸Ｐの延長線よりも鉛直方向下側、かつ、コロ最外部Ｍの上側の範囲を視野に含めるように、配置することが好ましい。

【0026】

また、軸受箱１１においては、外輪１４ｂと内輪１４ａとの間から流れ出た潤滑油が鉛直方向に沿って移動するため、軸受箱１１の鉛直方向下側（底部）に潤滑油が溜まる。このため、図１に示す軸受部１４（内輪１４ａ、外輪１４ｂ、コロ１４ｄ）のうち、鉛直方向下側（底部）に位置する軸受部１４に対してセンサ部１７ｂを配置した場合には、鉛直方向下側（底部）に溜まった潤滑油も視野に含むことになり、潤滑油の劣化の判定を正確に実施できない。このため、センサ部１７ｂは、軸受箱１１の鉛直方向上側（上部）に位置する軸受部１４（内輪１４ａ、外輪１４ｂ、コロ１４ｄ）に対向して配置することが好ましい。

【0027】

更に、センサ部１７ｂの視野の角度について、軸受部１４に対して所定の角度を有して配置することが好ましい。具体的に、軸受部１４の軸線、すなわちロール回転軸Ｒに平行な線に対して、０℃超え３０℃以下の範囲の角度を有して直線形状の挿入部１７ａを配置することが好ましい。本実施形態では、図２に示すように、ロール回転軸Ｒに平行な垂線Ｔに対して、０℃超え３０℃以下の範囲の角度θを有して挿入部１７ａが配置されている。ここで、垂線Ｔは、外輪１４ｂ及び内輪１４ａの間に設けられるコロ１４ｄのコロ最外部Ｍと外輪１４ｂの外輪最外部Ｎとを結んだ直線Ｌに対する垂線である。

【0028】

直線形状の挿入部１７ａについて、所定の角度θを有して配置することで、センサ部１７ｂの軸受部１４に対する視野も所定の角度θを有することとなる。そのため、軸受部１４に対して広い範囲に亘り光照射を行うと共に、広い視野からの反射光の受光が可能となる。なお、所定の角度θについて３０℃を超えると、光照射の範囲が広がり過ぎてしまい、潤滑油以外の設備構成からの反射光の受光量が増加し、潤滑油の正確な監視が困難となることがある。

【0029】

次に、演算装置１９の構成について、図１を用いて説明する。演算装置１９は、記憶部１９ａと、算出部１９ｂと、劣化判定部１９ｃと、濃度推定部１９ｄと、出力部１９ｅとを有する。なお、演算装置１９は、算出部１９ｂ及び濃度推定部１９ｄの少なくとも何れか一方を有していればよい。演算装置１９は、検出装置１７のセンサ部１７ｂにて受光した反射光における色情報及び光強度の少なくとも一方に基づいて、潤滑油の劣化の有無を判定する。

【0030】

ここで、潤滑油は、軸受部１４にて繰り返し使用し続けた場合に、軸受部１４にて発生する鉄粉（摩耗粉）や外部から浸入する水分等の混入が発生して、劣化が進行する。そして、潤滑油へ混入した鉄粉（摩耗粉）や水分等は、光に対する反射や散乱の変化をもたらす特性を有している。このため、潤滑油における劣化の有無を判定するに際し、潤滑油に光照射を行うと共に、光照射に基づく反射光の色情報及び光強度の少なくとも一方に基づいて、潤滑油における鉄粉等の混入の程度、即ち、潤滑油の劣化の有無を判定することができる。例えば、潤滑油であるグリースに鉄粉が混入した場合には、光照射に基づく反射光の色情報は「黒」に近いものとなり、反射光の光強度は減少して波長が短波長側へシフトする。一方、グリースに水分が混入した場合には、光照射に基づく反射光の色情報は「薄い色」となり、反射光の光強度は増加して波長が長波長側へシフトする。

【0031】

記憶部１９ａは、未使用の潤滑油に対して光照射を行った際に受光される反射光の初期色情報及び初期光強度を記憶する。算出部１９ｂは、検出装置１７のセンサ部１７ｂと通信可能に接続されている。算出部１９ｂは、センサ部１７ｂにて受光した反射光における色情報及び光強度に関する情報をセンサ部１７ｂから受信する。算出部１９ｂは、記憶部１９ａに記憶された初期色情報及び初期光強度の少なくとも一方と、センサ部１７ｂにて受光された色情報及び光強度の少なくとも一方に基づいて、外輪１４ｂと内輪１４ａとの間から流れ出た潤滑油の適合度を算出する。その後、劣化判定部１９ｃは、算出部１９ｂにて算出された潤滑油の適合度と、予め設定された適合度に関する閾値とを比較して、潤滑油の劣化の有無を判定する。そして、出力部１９ｅは、劣化判定部１９ｃにて潤滑油に対して劣化を有すると判定した場合に、劣化を有する旨の報知を行う。閾値は、過去の操業実績に基づき、鉄粉濃度又は水分濃度の限界値と、潤滑油の色情報及び光強度の少なくとも一方との関係から決定してよい。閾値は、初期色情報及び初期光強度と同様に、予め記憶部１９ａに記憶されていてよい。ここで、適合度の算出は、初期色情報及び反射光の色情報に基づいた算出を行う場合には、互いのＲＧＢ値を比較して算出を行う。また、初期光強度及び反射光の光強度に基づいた適合度の算出を行う場合には、互いの光強度の波長分布を比較して算出を行う。適合度の算出は、反射光等の光の一致度の判定方法（特許文献４参照）を用いて算出してよい。

【0032】

潤滑油の劣化の判定においては、潤滑油の鉄粉濃度又は水分濃度を利用してもよい。この場合、濃度推定部１９ｄについて、センサ部１７ｂと通信可能に接続してよい。そして、濃度推定部１９ｄは、センサ部１７ｂにて受光された色情報及び光強度の少なくとも一方に基づいて、潤滑油における鉄粉濃度又は水分濃度を推定してよい。その後、劣化判定部１９ｃは、濃度推定部１９ｄにて算出された潤滑油の鉄粉濃度又は水分濃度と、予め設定された鉄粉濃度又は水分濃度に関する閾値とを比較して、潤滑油の劣化の有無を判定してよい。出力部１９ｅは、劣化判定部１９ｃにて潤滑油に対して劣化を有すると判定した場合に、劣化を有する旨の報知を行ってよい。閾値は、過去の操業実績に基づき、鉄粉濃度又は水分濃度の限界値から決定してよい。閾値は、予め記憶部１９ａに記憶されていてよい。

【0033】

この場合、予め、潤滑油における鉄粉濃度又は水分濃度と反射光の色情報又は光強度との関係式を作成してよい。具体的に、先ず、鉄粉濃度又は水分濃度が異なる複数の潤滑油を用意すると共に、それら複数の潤滑油への光照射に基づく反射光の色情報及又は光強度を測定する。その後、測定された鉄粉濃度又は水分濃度と反射光の色情報又は光強度との組み合わせパターンを蓄積すると共に、測定された鉄粉濃度又は水分濃度と反射光の色情報又は光強度との関係式を作成する。そして、作成された関係式に、新たに測定された潤滑油からの反射光の色情報又は光強度を代入することで、測定対象である潤滑油の鉄粉濃度又は水分濃度を推定してよい。測定された鉄粉濃度又は水分濃度と反射光の色情報又は光強度との関係式は、予め記憶部１９ａに記憶されていてよい。

【0034】

＜監視方法＞
以上の構成を踏まえ、本発明における監視方法は、軸受部１４の潤滑油を監視する監視方法であって、軸受部１４における外輪１４ｂ及び内輪１４ａとの間を視野に含めるセンサ部１７ｂを先端に設け、外輪１４ｂと内輪１４ａとの間から流れ出る潤滑油に向けて光照射を行うと共に、光照射に基づく潤滑油からの反射光を受光し、受光した反射光における色情報及び光強度の少なくとも一方に基づいて、潤滑油の劣化の有無を判定する。

【0035】

以上に述べた通り、本実施形態に係る監視装置及び監視方法によれば、軸受箱１１の内部に検出装置１７を挿入し、軸受部１４に対して所定の距離を有する位置に検出装置１７のセンサ部１７ｂを配置することで、軸受部１４から流れ出る潤滑油を簡易な構成で正確に監視することができる。

【0036】

特に、本実施形態では、検出装置１７を軸受箱１１のエンドプレート１３に固定し、外輪１４ｂと内輪１４ａとの間から流れ出る潤滑油を監視する。このため、検出装置１７を軸受部１４に固定して軸受部１４内の潤滑油を監視する構成と比較して、検出装置１７（センサ部１７ｂ）の軸受部１４への巻き込みを防止できる。更に、ロール端部２２の回転動作に伴い軸受部１４において振動が発生しても、検出装置１７（センサ部１７ｂ）の位置ずれを抑制することができる。

【0037】

本実施形態においては、軸受部１４について、コロ１４ｄを有する構成を述べたものの、軸受部の構成を限定することなく、玉軸受等の他の転がり軸受や、転がり軸受以外の滑り軸受等であっても、本発明に適用可能である。

【0038】

また、本実施形態においては、図１に示す通り、ロール回転軸Ｒが水平方向に延びるロール２０のロール端部２２に軸受部１４が設けられている構成を述べたものの、ロール２０の延びる方向を限定することなく、例えば、ロール回転軸Ｒが鉛直方向に延びる構成であっても、本発明を適用可能である。

【0039】

更に、本実施形態においては、検出装置１７にて受光した反射光における色情報及び光強度の少なくとも一方に基づいて潤滑油の劣化の有無を判定する構成を述べたものの、適合度の算出は、反射光における色情報及び光強度の両方に基づいて算出することが望ましい。潤滑油からの反射光の光強度及び色情報の両方に基づいて潤滑油の劣化を判定することで、潤滑油の鉄粉濃度及び水分濃度の微小な変化に基づく劣化の判定が可能となる。

【実施例0040】

本発明に係る監視装置及び監視方法を用いて、軸受部１４の潤滑油の劣化の有無を監視した実施結果を説明する。

【0041】

先ず、潤滑油に鉄粉が混入されている場合に、潤滑油の劣化の有無を判定可能か、否か検証を行った。潤滑油は、未使用の潤滑油として鉄粉の濃度を０質量％とするサンプルを用意し、使用済みの潤滑油として鉄粉濃度を変更したサンプルを数種類用意した。そして、予め、未使用の潤滑油について、光照射を行うと共に反射光を受光し、受光された光における初期色情報及び初期光強度を演算装置１９に記憶させた。その後、数種類用意した鉄粉濃度を有する潤滑油を軸受部１４に供給し、劣化の有無の判定を行った。判定は、鉄粉の濃度を０質量％とする未使用の潤滑油における初期色情報及び初期光強度を基準とし、鉄粉濃度を有するその他のサンプルから得られた色情報及び光強度の少なくとも一方との適合度を算出すると共に、鉄粉濃度の限界値（鉄粉濃度が０．６質量％）における適合度を閾値として設定した。このとき、未使用の潤滑油の適合度が１０００であり、鉄粉濃度の限界値における適合度（閾値）は８０００であった。閾値は、過去の操業実績に基づき、鉄粉濃度の限界値と、潤滑油の色情報及び光強度の少なくとも一方との関係から決定した。

【0042】

図３に、鉄粉濃度を有する潤滑油の劣化の有無の判定結果を示す。図３に示す通り、潤滑油の鉄粉濃度の増加に伴い、基準とする未使用の潤滑油との適合度は減少した。そして、鉄粉濃度が０．６質量％のサンプルを検証した際に、適合度が閾値（８００）を下回ったことにより、出力部１９ｅにて報知することができた。

【0043】

次に、潤滑油に水分が混入されている場合に、潤滑油の劣化の有無を判定可能か、否か検証を行った。潤滑油は、未使用の潤滑油として水分の濃度を０質量％とするサンプルを用意し、使用済みの潤滑油として水分濃度を変更したサンプルを数種類用意した。そして、予め、未使用の潤滑油について、光照射を行うと共に反射光を受光し、受光された光における初期色情報及び初期光強度を演算装置１９に記憶させた。その後、数種類用意した水分濃度を有する潤滑油を軸受部１４に供給し、劣化の有無の判定を行った。判定は、水分の濃度を０質量％とする未使用の潤滑油における初期色情報及び初期光強度を基準とし、水分濃度を有するその他のサンプルから得られた色情報及び光強度の少なくとも一方との適合度を算出すると共に、水分濃度の限界値（水分濃度が１０質量％）における適合度を閾値として設定した。このとき、未使用の潤滑油の適合度が１０００であり、水分濃度の限界値における適合度（閾値）は７００であった。本実施例においても、閾値は、過去の操業実績に基づき、水分濃度の限界値と、潤滑油の色情報及び光強度の少なくとも一方との関係から決定した。

【0044】

図４に、水分濃度を有する潤滑油の劣化の有無の判定結果を示す。図４に示す通り、潤滑油の水分濃度の増加に伴い、基準とする未使用の潤滑油との適合度は減少した。そして、水分濃度が１０質量％のサンプルを検証した際に、適合度が閾値（７００）以下となったため、出力部１９ｅにて報知することができた。

【0045】

なお、実施例にて用いたサンプルは、未使用の潤滑油及び鉄粉濃度を有する潤滑油と、未使用の潤滑油及び水分濃度を有する潤滑油とについて、検証を行っているものの、本発明はこの実施例にて用いたサンプルに限らず、任意の潤滑油に対して適用可能である。適用する潤滑油に即して、劣化の判定に用いる閾値の設定も適宜可能である。

【符号の説明】

【0046】

１０ 監視装置
１１ 軸受箱
１２ 周壁
１２ａ 給油口
１２ｂ 排油口
１３ エンドプレート
１３ａ 挿入孔
１４ 軸受部
１４ａ 内輪
１４ｂ 外輪
１４ｄ コロ
１５ 仕切壁
１５ａ シール部
１７ 検出装置
１７ａ 挿入部
１７ｂ センサ部
１９ 演算装置
１９ａ 記憶部
１９ｂ 算出部
１９ｃ 劣化判定部
１９ｄ 濃度推定部
１９ｅ 出力部
２０ ロール
２１ ロール本体部
２２ ロール端部
Ｌ 直線
Ｍ コロ最外部
Ｎ 外輪最外部
Ｐ コロ回転軸
Ｒ ロール回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】