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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-15
(45)【発行日】2024-01-23
(54)【発明の名称】潤滑剤劣化状態検出装置
(51)【国際特許分類】
F16N 29/00 20060101AFI20240116BHJP
F16C 33/66 20060101ALI20240116BHJP
F16C 41/00 20060101ALI20240116BHJP
【ＦＩ】
F16N29/00 D
F16C33/66 Z
F16C41/00
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020030489
(22)【出願日】2020-02-26
(65)【公開番号】P2021134839
(43)【公開日】2021-09-13
【審査請求日】2022-09-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100105854
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 一
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(72)【発明者】
【氏名】稲葉 武信
(72)【発明者】
【氏名】岩瀬 駿介
【審査官】西藤 直人
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－２１７４８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１９７６６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－０７２５５６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｎ ２９／００
Ｆ１６Ｃ ３３／６６
Ｆ１６Ｃ ４１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転可能な転がり軸受を収容した筐体と、前記筐体の外部に配置され、対象ガスの濃度を検出する半導体式ガスセンサと、
前記筐体内に連通し、前記筐体内の気体を前記半導体式ガスセンサへと案内する案内流路と、を備え、
前記半導体式ガスセンサの検出結果に応じて、前記転がり軸受の潤滑剤の劣化状態を検出し、
前記案内流路は、
気体に含まれるオイルミストを除去するフィルタと、
前記半導体式ガスセンサへと案内する気体を、前記筐体内の気体、及び前記筐体外の気体の何れか一方に切り替える第一の流路切替部と、
前記半導体式ガスセンサへと案内する気体を、複数ある前記筐体のうち何れか一つの前記筐体内の気体に切り替える第二の流路切替部と、を備えることを特徴とする潤滑剤劣化状態検出装置。
【請求項2】
前記筐体内の気体を前記半導体式ガスセンサに案内する前に、前記第一の流路切替部で前記筐体内との連通状態から前記筐体外との連通状態へと切り替え、予め定めたクリーニング時間だけポンプを用いて前記筐体外の気体を前記半導体式ガスセンサに案内することで、前記半導体式ガスセンサのクリーニングを実施することを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤劣化状態検出装置。
【請求項3】
前記クリーニング時間は、前記案内流路の流路容積を前記ポンプにおける単位時間当たりの流量で除算した値以上に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の潤滑剤劣化状態検出装置。
【請求項4】
前記対象ガスは、アルコール、ケトン、アルデヒド、有機酸の少なくとも一つを含み、これらの濃度を選択的に検出することを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤劣化状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、潤滑剤劣化状態検出装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
転がり軸受は、潤滑油やグリース等の潤滑剤によって潤滑されており、潤滑剤が劣化すると、転がり軸受に温度上昇や摩耗が生じ、転がり軸受の焼きつき等、異常発生の原因となる。潤滑剤が劣化してゆく際に、カルボニル化合物が生成されるため、このカルボニル化合物を測定することにより、潤滑剤の劣化状態を検出できることが知られている。例えば特許文献１では、転がり軸受を収めたハウジング内部に発生するガスを吸引し、吸引したガスを定電位電解式のガスセンサで分析することで、潤滑剤の劣化状態を検出することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第６４２１８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
定電位電解式のガスセンサでは、検出感度が十分でなかったり、またガスの選択性に起因して一部の潤滑剤では劣化状態を検出できなかったりする可能性があり、改善の余地があった。
本発明の課題は、転がり軸受における潤滑剤の劣化状態を検出するものにおいて、検出感度やガスの選択性を向上させることである。
本発明の課題は、転がり軸受における潤滑剤の劣化状態を検出するものにおいて、検出感度やガスの選択性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様に係る潤滑剤劣化状態検出装置は、半導体式ガスセンサを備える。
本発明の他の態様に係る潤滑剤劣化状態検出装置は、回転可能な転がり軸受を収容した筐体と、筐体の外部に配置され、対象ガスの濃度を検出する半導体式ガスセンサと、筐体内に連通し、筐体内の気体を半導体式ガスセンサへと案内する案内流路と、を備え、半導体式ガスセンサの検出結果に応じて、転がり軸受の潤滑剤の劣化状態を検出する。
本発明の他の態様に係る潤滑剤劣化状態検出方法は、転がり軸受を潤滑している潤滑剤の劣化によって生じる対象ガスを、半導体式ガスセンサで検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出する。
本発明の他の態様に係る潤滑剤劣化状態検出装置は、回転可能な転がり軸受を収容した筐体と、筐体の外部に配置され、対象ガスの濃度を検出する半導体式ガスセンサと、筐体内に連通し、筐体内の気体を半導体式ガスセンサへと案内する案内流路と、を備え、半導体式ガスセンサの検出結果に応じて、転がり軸受の潤滑剤の劣化状態を検出する。
本発明の他の態様に係る潤滑剤劣化状態検出方法は、転がり軸受を潤滑している潤滑剤の劣化によって生じる対象ガスを、半導体式ガスセンサで検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出する。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、転がり軸受の潤滑剤から発生する対象ガスを半導体式ガスセンサによって検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度やガスの選択性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】潤滑剤劣化状態検出装置を示す図である。
【図2】半導体式ガスセンサの駆動回路である。
【図3】流路の切り替えを示す図である。
【図4】実施例の試験結果を示すグラフである。
【図5】比較例の試験結果を示すグラフである。
【図6】変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに限定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【0009】
《実施形態》
《構成》
図１は、潤滑剤劣化状態検出装置を示す図である。
潤滑剤劣化状態検出装置１１は、筐体１２と、半導体式ガスセンサ１３と、案内流路１４と、を備える。
筐体１２は、回転可能な転がり軸受１５を収容している。転がり軸受１５は、玉軸受、ころ軸受、針軸受、円すいころ軸受、球面ころ軸受、スラスト軸受など、如何なる種類のものでもよい。転がり軸受１５は潤滑剤によって潤滑されており、潤滑剤には例えば汎用グリースが使用されている。
半導体式ガスセンサ１３は、筐体１２の外部に配置されており、対象ガスの濃度を検出する。対象ガスは、潤滑剤の劣化に伴って生じるアルコール、ケトン、アルデヒド、有機酸の少なくとも一つを含む。
《構成》
図１は、潤滑剤劣化状態検出装置を示す図である。
潤滑剤劣化状態検出装置１１は、筐体１２と、半導体式ガスセンサ１３と、案内流路１４と、を備える。
筐体１２は、回転可能な転がり軸受１５を収容している。転がり軸受１５は、玉軸受、ころ軸受、針軸受、円すいころ軸受、球面ころ軸受、スラスト軸受など、如何なる種類のものでもよい。転がり軸受１５は潤滑剤によって潤滑されており、潤滑剤には例えば汎用グリースが使用されている。
半導体式ガスセンサ１３は、筐体１２の外部に配置されており、対象ガスの濃度を検出する。対象ガスは、潤滑剤の劣化に伴って生じるアルコール、ケトン、アルデヒド、有機酸の少なくとも一つを含む。
【0010】
案内流路１４は、筐体１２内に連通し、筐体１２内の気体を半導体式ガスセンサ１３へと案内する。具体的には、一方側が筐体１２に接続され、他方側がポンプ１６の吸入口に接続されており、筐体１２とポンプ１６との間に半導体式ガスセンサ１３が設けられている。案内流路１４のうち、筐体１２と半導体式ガスセンサ１３との間には、フィルタ１７が設けられている。フィルタ１７は、気体に含まれるオイルミスト等を除去する例えばセラミックスフィルタである。フィルタ１７としては、目の粗さが２００メッシュ程度で、粒子径が０.３μｍ以上のオイルミスト粒子を捕集できるものを用いることが好ましい。
【0011】
案内流路１４のうち、フィルタ１７と半導体式ガスセンサ１３との間には、分岐点が設けられており、分岐点から分岐した分岐流路２１は、筐体１２の外部に開放されている。分岐点には、バルブ２２（第一の流路切替部、流路切替部）が設けられている。バルブ２２は、半導体式ガスセンサ１３へと案内する気体を、筐体１２内の気体、及び筐体１２外の気体の何れか一方に切り替える三方弁である。分岐流路２１には、フィルタ２３が設けられている。フィルタ２３は、塵や埃等のコンタミネーションを除去する例えば活性炭フィルタである。
【0012】
図２は、半導体式ガスセンサの駆動回路である。
半導体式ガスセンサ１３は、ヒータ抵抗３１と、例えば酸化第二錫ＳｎＯ２等の金属酸化物半導体であるセンサ抵抗３２と、を備える。ヒータ抵抗３１は、ヒータ電圧Ｅｈが印加されることで、金属酸化物半導体を２００～５００℃程度の動作温度に加熱する。センサ抵抗３２には、負荷抵抗３３が直列に接続されており、負荷抵抗３３の両端電圧Ｅｏｕｔを測定するために、センサ抵抗３２及び負荷抵抗３３に回路電圧Ｅｃが印加される。対象ガスの濃度に応じてセンサ抵抗３２の導電率が変化するため、センサ抵抗３２の抵抗を求めることで、対象ガスの濃度が検出される。具体的には、下記の式に示すように、回路電圧Ｅｃ、負荷抵抗３３の両端電圧Ｅｏｕｔ、及び負荷抵抗３３の抵抗値ＲＬに応じて、センサ抵抗３２の抵抗値ＲＳを算出する。
ＲＳ＝｛（Ｅｃ×ＲＬ）／Ｅｏｕｔ｝－ＲＬ
半導体式ガスセンサ１３は、ヒータ抵抗３１と、例えば酸化第二錫ＳｎＯ２等の金属酸化物半導体であるセンサ抵抗３２と、を備える。ヒータ抵抗３１は、ヒータ電圧Ｅｈが印加されることで、金属酸化物半導体を２００～５００℃程度の動作温度に加熱する。センサ抵抗３２には、負荷抵抗３３が直列に接続されており、負荷抵抗３３の両端電圧Ｅｏｕｔを測定するために、センサ抵抗３２及び負荷抵抗３３に回路電圧Ｅｃが印加される。対象ガスの濃度に応じてセンサ抵抗３２の導電率が変化するため、センサ抵抗３２の抵抗を求めることで、対象ガスの濃度が検出される。具体的には、下記の式に示すように、回路電圧Ｅｃ、負荷抵抗３３の両端電圧Ｅｏｕｔ、及び負荷抵抗３３の抵抗値ＲＬに応じて、センサ抵抗３２の抵抗値ＲＳを算出する。
ＲＳ＝｛（Ｅｃ×ＲＬ）／Ｅｏｕｔ｝－ＲＬ
【0013】
次に、潤滑剤の劣化状態を検出する方法について説明する。
図３は、流路の切り替えを示す図である。
図中の（ａ）は、センサクリーニング時の状態を示す。潤滑剤の劣化状態を検出する前には、半導体式ガスセンサ１３のクリーニングを実施する。先ず、バルブ２２によって筐体１２外との連通状態へと切り替え、ポンプ１６を駆動する。これにより、分岐流路２１を介して筐体１２外の気体が半導体式ガスセンサ１３に案内され、半導体式ガスセンサ１３周囲の案内流路１４、及び半導体式ガスセンサ１３におけるセンサ抵抗３２の表面が清浄化される。クリーニング時間Ｔｃは、案内流路１４内の気体を全て筐体１２外の気体で入れ替える必要あるため、案内流路１４の流路容積Ｖｔをポンプ１６における単位時間当たりの流量Ｑｐで除算した値（＝Ｖｔ／Ｑｐ）以上に設定されている。例えば、流路容積Ｖｔが２００ｍｌであり、流量Ｑｐが１００ｍｌ／分であれば、時間Ｔｃは２分以上であり、より十分なクリーニングを行なうために、例えば９.５倍となる１９分程度に設定する。
図３は、流路の切り替えを示す図である。
図中の（ａ）は、センサクリーニング時の状態を示す。潤滑剤の劣化状態を検出する前には、半導体式ガスセンサ１３のクリーニングを実施する。先ず、バルブ２２によって筐体１２外との連通状態へと切り替え、ポンプ１６を駆動する。これにより、分岐流路２１を介して筐体１２外の気体が半導体式ガスセンサ１３に案内され、半導体式ガスセンサ１３周囲の案内流路１４、及び半導体式ガスセンサ１３におけるセンサ抵抗３２の表面が清浄化される。クリーニング時間Ｔｃは、案内流路１４内の気体を全て筐体１２外の気体で入れ替える必要あるため、案内流路１４の流路容積Ｖｔをポンプ１６における単位時間当たりの流量Ｑｐで除算した値（＝Ｖｔ／Ｑｐ）以上に設定されている。例えば、流路容積Ｖｔが２００ｍｌであり、流量Ｑｐが１００ｍｌ／分であれば、時間Ｔｃは２分以上であり、より十分なクリーニングを行なうために、例えば９.５倍となる１９分程度に設定する。
【0014】
図中の（ｂ）は、ガス測定時の状態を示す。センサクリーニングが終了したら、ガス測定を実施する。先ず、バルブ２２によって筐体１２内との連通状態へと切り替え、ポンプ１６を駆動する。これにより、案内流路１４によって筐体１２内の気体が半導体式ガスセンサ１３に案内され、センサ抵抗３２の表面に付着し、対象ガスの濃度が検出される。ガス測定時間Ｔｓは、案内流路１４内の気体を筐体１２内の気体に入れ替える必要がある。そのため、案内流路１４の流路容積Ｖｔ、及び筐体１２内で気体が入り得る容積Ｖｈのうち小さい方を、ポンプ１６における単位時間当たりの流量Ｑｐで除算した値（＝ｍｉｎ［Ｖｔ，Ｖｈ］／Ｑｐ）以上に設定されている。例えば、流路容積Ｖｔが２００ｍｌであり、筐体１２内の容積Ｖｈが１００ｍｌであり、流量Ｑｐが１００ｍｌ／分であれば、ガス測定時間Ｔｓは１分以上である。
上記のクリーニング及びガス測定を一セットとし、これを予め定めた時間Ｔｉ毎に実施する。時間Ｔｉは、例えば数十分～１日程度であるが、潤滑剤が劣化すると、比較的早い時間で異常が生じるため、２４時間以内であることが望ましい。
上記のクリーニング及びガス測定を一セットとし、これを予め定めた時間Ｔｉ毎に実施する。時間Ｔｉは、例えば数十分～１日程度であるが、潤滑剤が劣化すると、比較的早い時間で異常が生じるため、２４時間以内であることが望ましい。
【0015】
《作用効果》
次に、実施形態の主要な作用効果について説明する。
定電位電解式のガスセンサは、対象ガスを特定の電位で電解し、その際生じる電解電流を検知することで対象ガスの濃度を測定するものである。この定電位電解式のガスセンサでは、検出感度が十分でなかったり、またガスの選択性に起因して一部の潤滑剤では劣化状態を検出できなかったりする可能性があり、改善の余地があった。そこで、本実施形態の潤滑剤劣化状態検出装置１１では、転がり軸受１５を潤滑している潤滑剤の劣化によって生じる対象ガスを、半導体式ガスセンサ１３で検出する。半導体式ガスセンサ１３は、定電位電解式に比べて、以下のような利点がある。
次に、実施形態の主要な作用効果について説明する。
定電位電解式のガスセンサは、対象ガスを特定の電位で電解し、その際生じる電解電流を検知することで対象ガスの濃度を測定するものである。この定電位電解式のガスセンサでは、検出感度が十分でなかったり、またガスの選択性に起因して一部の潤滑剤では劣化状態を検出できなかったりする可能性があり、改善の余地があった。そこで、本実施形態の潤滑剤劣化状態検出装置１１では、転がり軸受１５を潤滑している潤滑剤の劣化によって生じる対象ガスを、半導体式ガスセンサ１３で検出する。半導体式ガスセンサ１３は、定電位電解式に比べて、以下のような利点がある。
【0016】
先ず、半導体式ガスセンサ１３は、ヒータ抵抗３１によって２００～５００℃程度に加熱されることから、水分が存在してもすぐに気化するため、水分による影響を受けることがない。同様に、オイルが存在してもすぐに気化し、案内流路１４から排出されるため、センサ抵抗３２に対するオイルの付着や堆積を防ぎ、長寿命化を図れる。一方、定電位電解式ガスセンサは、ヒータがないため、水分による影響を受けたり、オイルの付着や堆積によって検出精度が低下したり、またオイルを対象ガスとして誤検出したりする可能性があった。
【0017】
また、半導体式ガスセンサ１３は、対象ガスの種類が、アルコール、ケトン、アルデヒド、及び有機酸を含め、カルボニル化合物全般に及ぶため、潤滑剤の劣化を検出するのに適しており、検出感度にも優れている。一方、定電位電解式ガスセンサは、アルコール、ケトン、有機酸等は、高精度に検出することができなかった。
さらに、半導体式ガスセンサ１３は、耐熱性が高いため、高温環境での使用が可能となる。一方、定電位電解式ガスセンサは、耐熱性が高くないため、使用できる温度環境が限られていた。
したがって、転がり軸受１５の潤滑剤から発生する対象ガスを半導体式ガスセンサ１３によって検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度やガスの選択性を向上させることができる。
さらに、半導体式ガスセンサ１３は、耐熱性が高いため、高温環境での使用が可能となる。一方、定電位電解式ガスセンサは、耐熱性が高くないため、使用できる温度環境が限られていた。
したがって、転がり軸受１５の潤滑剤から発生する対象ガスを半導体式ガスセンサ１３によって検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度やガスの選択性を向上させることができる。
【0018】
潤滑剤劣化状態検出装置１１では、オイルミストを除去するフィルタ１７を案内流路１４に設けている。これにより、フィルタ１７によってオイルミストを除去してから、筐体１２内の気体を半導体式ガスセンサ１３へと案内することができる。したがって、センサ抵抗３２に対するオイルの付着や堆積を防ぎ、長寿命化を図れる。
潤滑剤劣化状態検出装置１１では、半導体式ガスセンサ１３へと案内する気体を、筐体１２内の気体、及び筐体１２外の気体の何れか一方に切り替えるバルブ２２を案内流路１４に設けている。これにより、筐体１２外の気体を案内するセンサクリーニングを実施するのか、又は筐体１２内の気体を案内するガス測定を実施するのかを、容易に切り替えることができる。
潤滑剤劣化状態検出装置１１では、半導体式ガスセンサ１３へと案内する気体を、筐体１２内の気体、及び筐体１２外の気体の何れか一方に切り替えるバルブ２２を案内流路１４に設けている。これにより、筐体１２外の気体を案内するセンサクリーニングを実施するのか、又は筐体１２内の気体を案内するガス測定を実施するのかを、容易に切り替えることができる。
【0019】
潤滑剤劣化状態検出方法では、転がり軸受１５を潤滑している潤滑剤の劣化によって生じる対象ガスを、半導体式ガスセンサ１３で検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出している。これにより、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度やガスの選択性を向上させることができる。
潤滑剤劣化状態検出方法では、転がり軸受１５を収容した筐体１２内の気体を、案内流路１４によって半導体式ガスセンサ１３に案内し、対象ガスの濃度を検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出している。これにより、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度を向上させることができる。
潤滑剤劣化状態検出方法では、転がり軸受１５を収容した筐体１２内の気体を、案内流路１４によって半導体式ガスセンサ１３に案内し、対象ガスの濃度を検出することで、潤滑剤の劣化状態を検出している。これにより、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度を向上させることができる。
【0020】
潤滑剤劣化状態検出方法では、筐体１２内の気体を半導体式ガスセンサ１３に案内する前に、クリーニング時間Ｔｃだけ半導体式ガスセンサ１３のクリーニングを実施する。すなわち、案内流路１４に設けられたバルブ２２で筐体１２内との連通状態から筐体１２外との連通状態へと切り替え、ポンプ１６を用いて筐体１２外の気体を半導体式ガスセンサ１３に案内する。これにより、長期間にわたって運用されても、半導体式ガスセンサ１３が汚染されて検出感度が低下することを抑制でき、長寿命化を図ることができる。
【0021】
潤滑剤劣化状態検出方法では、クリーニング時間Ｔｃが、案内流路１４の流路容積Ｖｔをポンプ１６における単位時間当たりの流量Ｑｐで除算した値（＝Ｖｔ／Ｑｐ）以上に設定されている。これにより、案内流路１４内の気体を入れ替え、十分なクリーニングを行なうことができる。
潤滑剤劣化状態検出方法では、対象ガスとして、アルコール、ケトン、アルデヒド、有機酸の少なくとも一つが含まれており、これらの濃度を選択的に検出している。このように、カルボニル化合物全般にわたって検出することができるため、潤滑剤の劣化を検出するのに適している。
潤滑剤劣化状態検出方法では、対象ガスとして、アルコール、ケトン、アルデヒド、有機酸の少なくとも一つが含まれており、これらの濃度を選択的に検出している。このように、カルボニル化合物全般にわたって検出することができるため、潤滑剤の劣化を検出するのに適している。
【0022】
《実施例》
次に、潤滑剤劣化状態検出装置１１の実施例について説明する。
実施例では、転がり軸受として、内径寸法が２５ｍｍ、外径寸法が６２ｍｍ、幅寸法が１７ｍｍであり、内輪回転であり、グリースによって潤滑されたものを使用する。回転速度が１０，０００ｒ／ｍｉｎであり、外輪温度が１４０℃、ラジアル荷重が９８Ｎ、アキシャル荷重が１４７０Ｎの条件で連続回転させた。
次に、潤滑剤劣化状態検出装置１１の実施例について説明する。
実施例では、転がり軸受として、内径寸法が２５ｍｍ、外径寸法が６２ｍｍ、幅寸法が１７ｍｍであり、内輪回転であり、グリースによって潤滑されたものを使用する。回転速度が１０，０００ｒ／ｍｉｎであり、外輪温度が１４０℃、ラジアル荷重が９８Ｎ、アキシャル荷重が１４７０Ｎの条件で連続回転させた。
【0023】
グリースとしては、増ちょう剤がリチウム石けんであり、ちょう度Ｎｏ.２で、基油がポリαオレフィンとジエステルの混合物で、動粘度が１５.９ｍｍ２／ｓ（４０℃）である市販の汎用グリースを用いた。筐体１２のアキシャル方向に直径６.５ｍｍの採取孔を開け、外径６ｍｍ、内径４ｍｍのチューブを挿入し、筐体１２内の気体を吸引する。採取孔とセンサの間には、オイルミストを除去するセラミックスフィルタを設けた。センサには半導体式ガスセンサを用い、還元性ガスが金属酸化物表面の酸素を取り去り、ガスの濃度に応じて発生する抵抗値の減少を検出する。その他には、外輪温度を測定した。
【0024】
回転開始と同時にセンサユニットを稼働させて、検出したガス濃度を間欠的に測定することにより、転がり軸受の潤滑剤の劣化状態を検出した。バルブによってガスの吸引経路を切り替え、１９分間のセンサクリーニングと１分間のガス測定を繰り返した。
図４は、実施例の試験結果を示すグラフである。
図中の（ａ）は外輪温度を示し、図中の（ｂ）はセンサ出力を示す。試験結果は、３５０時間が経過した後に、センサ出力が増加し、３８０時間が経過したときに、外輪温度の異常上昇を検出して試験機が停止した。試験後の転がり軸受は、潤滑剤が劣化しており、円滑な回転が困難となっていた。したがって、センサ出力に対する閾値Ｅｔｈを例えば０.２～０.３Ｖ程度に設定しておき、センサ出力が閾値Ｅｔｈ以上となったときに、試験機を停止すれば、外輪温度が異常上昇する前に、つまり潤滑剤が劣化する前に、試験機を停止させることができる。なお、センサ出力は回転初期にピークが生じるため、この期間については不感帯とする。
図４は、実施例の試験結果を示すグラフである。
図中の（ａ）は外輪温度を示し、図中の（ｂ）はセンサ出力を示す。試験結果は、３５０時間が経過した後に、センサ出力が増加し、３８０時間が経過したときに、外輪温度の異常上昇を検出して試験機が停止した。試験後の転がり軸受は、潤滑剤が劣化しており、円滑な回転が困難となっていた。したがって、センサ出力に対する閾値Ｅｔｈを例えば０.２～０.３Ｖ程度に設定しておき、センサ出力が閾値Ｅｔｈ以上となったときに、試験機を停止すれば、外輪温度が異常上昇する前に、つまり潤滑剤が劣化する前に、試験機を停止させることができる。なお、センサ出力は回転初期にピークが生じるため、この期間については不感帯とする。
【0025】
次に、比較例について説明する。比較例では、実施例と同一条件のもと、定電位電解式センサを用いてガス測定を実施した。
図５は、比較例の試験結果を示すグラフである。
図中の（ａ）は外輪温度を示し、図中の（ｂ）はセンサ出力を示す。試験結果は、外輪温度が異常上昇する前に、センサ出力が増加することはなかった。すなわち、センサ出力が増加するよりも先に、潤滑剤の劣化が進み、外輪温度が異常上昇してしまった。
したがって、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度という点で、実施例は比較例に対して優れていることが確認できた。
図５は、比較例の試験結果を示すグラフである。
図中の（ａ）は外輪温度を示し、図中の（ｂ）はセンサ出力を示す。試験結果は、外輪温度が異常上昇する前に、センサ出力が増加することはなかった。すなわち、センサ出力が増加するよりも先に、潤滑剤の劣化が進み、外輪温度が異常上昇してしまった。
したがって、潤滑剤の劣化状態を検出する際の検出感度という点で、実施例は比較例に対して優れていることが確認できた。
【0026】
《変形例》
実施形態では、一つの筐体１２を備えた構成について説明したが、これに限定されるものではなく、複数の筐体１２を備えた構成としてもよい。
図６は、変形例を示す図である。
ここでは、二つの筐体１２ａ、１２ｂを備えた構成を示す。この場合、半導体式ガスセンサ１３へと案内する気体を、複数ある筐体１２ａ、１２ｂのうち何れか一つの筐体１２内の気体に切り替えるバルブ４２（第二の流路切替部）を備える。なお、夫々経路において、案内流路１４、転がり軸受１５、フィルタ１７については、共通の構成であるため、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。バルブ４２は、半導体式ガスセンサ１３へと案内する気体を、筐体１２内の気体、及び筐体１２外の気体の何れか一方に切り替える機能も兼ねている（第一の流路切替部、流路切替部）。すなわち、バルブ４２は、半導体式ガスセンサ１３へと案内する気体を、筐体１２ａ内の気体、筐体１２ｂ内の気体、及び筐体１２外の気体の何れか一つに切り替えるバルブである。
実施形態では、一つの筐体１２を備えた構成について説明したが、これに限定されるものではなく、複数の筐体１２を備えた構成としてもよい。
図６は、変形例を示す図である。
ここでは、二つの筐体１２ａ、１２ｂを備えた構成を示す。この場合、半導体式ガスセンサ１３へと案内する気体を、複数ある筐体１２ａ、１２ｂのうち何れか一つの筐体１２内の気体に切り替えるバルブ４２（第二の流路切替部）を備える。なお、夫々経路において、案内流路１４、転がり軸受１５、フィルタ１７については、共通の構成であるため、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。バルブ４２は、半導体式ガスセンサ１３へと案内する気体を、筐体１２内の気体、及び筐体１２外の気体の何れか一方に切り替える機能も兼ねている（第一の流路切替部、流路切替部）。すなわち、バルブ４２は、半導体式ガスセンサ１３へと案内する気体を、筐体１２ａ内の気体、筐体１２ｂ内の気体、及び筐体１２外の気体の何れか一つに切り替えるバルブである。
【0027】
筐体１２ａについてガス測定を実施する場合、センサクリーニングを実施してから筐体１２ａ内の気体を半導体式ガスセンサ１３に案内する。また、筐体１２ｂについてガス測定を実施する場合、センサクリーニングを実施してから筐体１２ｂ内の気体を半導体式ガスセンサ１３に案内する。このように、複数の筐体１２を備えたとしても、バルブ４２によって流路を切り替えることで、一つの半導体式ガスセンサ１３で筐体１２ａ、１２ｂのガス測定を実施することができる。すなわち、複数の筐体１２に対して半導体式ガスセンサ１３を共通化し、部品点数の増加やコストの増加を抑制することができる。
【0028】
なお、一つのバルブ４２で、筐体１２内の気体、及び筐体１２外の気体の何れか一方に切り替える機能と、筐体１２ａ、１２ｂのうち何れか一つの筐体１２内の気体に切り替える機能の両方を兼ねているが、これに限定されるものではない。前述したバルブ２２で、筐体１２内の気体か筐体外１２外の気体かを切り替え、もう一つのバルブ４２で、筐体１２ａ、１２ｂの何れか一つに切り替える構成としてもよい。さらに、二つの筐体１２ａ、１２ｂを備えているが、これに限定されるものではなく、三つ以上の筐体１２を備える構成にも適用可能である。
【0029】
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。
【符号の説明】
【0030】
１１…潤滑剤劣化状態検出装置、１２…筐体、１２ａ…筐体、１２ｂ…筐体、１３…半導体式ガスセンサ、１４…案内流路、１５…軸受、１６…ポンプ、１７…フィルタ、２１…分岐流路、２２…バルブ、２３…フィルタ、３１…ヒータ抵抗、３２…センサ抵抗、３３…負荷抵抗、４２…バルブ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】