CN111213030B - 减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具备能够检测动力传递时与输出轴及输出齿轮一体地旋转的滚动轴承的状态的轴承状态检测装置的减速器。轴承状态检测装置具备在外周面形成有斜齿(35a、37a)的输出齿轮(26、27)的侧方配置于互不相同的位置来检测该输出齿轮的侧面的轴向的位移量的多个位移传感器(1、2、11、12)、基于借助连结机构(32)与输出轴(25)连结的状态下的输出齿轮(26、27)的旋转时的由多个位移传感器(1、2、11、12)检测的前述位移量求出前述齿轮(26、27)的倾斜量的处理部(5)。

Description

减速器
技术领域
本发明涉及具备检测设置于输出轴的滚动轴承的状态的检测装置的减速器。
背景技术
作为将树脂、橡胶等混炼、挤出的混炼挤出机的减速器，例如已知专利文献1所述的双速切换式减速器。混炼挤出机的转子的旋转速度由于该双速切换式减速器在高速条件与低速条件之间切换，由此调整混炼物的处理量、混炼温度、混炼品质。
该双速切换式减速器具备具有固定有低速侧小齿轮及高速侧小齿轮的外周面的输入轴、相对于该输入轴平行地配置的输出轴、旋转速度切换机构。与低速侧小齿轮啮合的低速侧齿轮、与高速侧小齿轮啮合的高速侧齿轮分别经由轴承空转自如地装配于输出轴。旋转速度切换机构选择性地将低速侧齿轮及高速侧齿轮与输出轴连结。
低速侧齿轮与输出轴连结的情况下，输入轴的旋转(动力)经由低速侧小齿轮及低速侧齿轮向输出轴传递，结果，输出轴以低速旋转。另一方面，高速侧齿轮与输出轴连结的情况下，输入轴的旋转(动力)经由高速侧小齿轮及高速侧齿轮向输出轴传递，结果，输出轴以高速旋转。另外，在哪个情况下，低速侧齿轮及高速侧齿轮的不与输出轴连结的齿轮均绕旋转的输出轴以与输出轴不同的旋转速度空转。
专利文献1 : 日本特开2010-159826号公报。
这里，低速侧齿轮与输出轴之间的轴承、及高速侧齿轮与输出轴之间的轴承在动力传递时均与输出轴及各齿轮一体地旋转。因此，构成轴承的内圈与外圈之间不产生相对速度。内圈与外圈之间不产生相对速度，所以轴承的滚动体在承受载荷的状态下与内圈及外圈在相同的部位继续接触。此外，对该接触部位施加机械振动，被称作摩擦磨蚀(两接触面间周期性地重复作用微小的相对运动从而产生的表面损伤(磨损))的损伤随着时间经过而发生，进行。
作为轴承的异常诊断，已知通常测量轴承箱(内圈・外圈)的振动来监视由于内圈缺陷、外圈缺陷引起的频率(轴承损伤频率)的振动，由此判定轴承的异常的有无。
然而，专利文献1所述那样的构造的双速切换式减速器中，轴承位于齿轮(低速侧齿轮及高速侧齿轮)的内部，所以难以测量该轴承的振动。此外，动力传递时轴承的内圈与外圈不相对旋转，所以未发现用于异常判定的轴承损伤频率，因此不能应用轴承的前述通常的异常诊断方法。因此，为了诊断轴承的异常，希望确立与以往不同的轴承的状态检测方法。
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而作出的，其目的为提供具备能够检测动力传递时与输出轴及输出齿轮一体地旋转的滚动轴承的状态的轴承状态检测装置的减速器。
根据本发明提供一种减速器，该减速器具备壳、输入轴、至少一个输入齿轮、输出轴、至少一个滚动轴承、至少一个输出齿轮、连结机构、检测装置，前述输入轴被能够旋转地支承于前述壳，前述至少一个输入齿轮固定于前述输入轴，与前述输入轴一同旋转，前述输出轴以相对于前述输入轴平行地配置的方式被能够旋转地支承于前述壳，前述至少一个滚动轴承包括固定于前述输出轴的内圈和相对于前述内圈能够相对旋转的外圈，前述至少一个输出齿轮固定于前述至少一个滚动轴承的前述外圈，与前述至少一个输入齿轮啮合，前述连结机构能够在连结状态和解除状态之间切换，在前述连结状态，以前述至少一个输出齿轮与前述输出轴一体旋转的方式绕过前述至少一个滚动轴承将前述至少一个输出齿轮连结于前述输出轴，前述检测装置检测前述至少一个滚动轴承的状态，在前述解除状态，解除前述至少一个输出齿轮与前述输出轴的连结，前述至少一个输入齿轮包括形成有斜齿的输入齿轮外周部，前述至少一个输出齿轮包括形成有与前述输入齿轮外周部的前述斜齿啮合的斜齿的输出齿轮外周部、与前述输出轴的轴向正交的输出齿轮侧面，前述检测装置具备多个位移传感器、处理部，前述多个位移传感器在距前述输出轴的旋转轴在半径方向上隔开既定的距离的位置在前述至少一个输出齿轮的前述输出齿轮侧面分别相向，检测前述输出齿轮侧面的前述轴向的位移量，前述处理部在借助前述连结机构连结于前述输出轴的前述输出齿轮的旋转时，基于由前述多个位移传感器检测的前述输出齿轮侧面的前述位移量，取得前述输出齿轮侧面相对于前述旋转轴的倾斜量，根据该倾斜量检测前述滚动轴承的状态。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的减速器的平剖视图。
图2是本发明的一实施方式的减速器的连结机构的离合器齿轮的立体图。
图3是本发明的一实施方式的连结机构的立体图。
图4是图1的连结机构的I-I剖视图。
图5A是示意地表示由于磨损等产生的滚动轴承的轴承套圈与滚动体之间的间隙δ的图。
图5B是示意地表示由于图5A所示的间隙δ及动力传递时的作用于低速侧输出齿轮的推力而低速侧输出齿轮倾斜地旋转的状态的图。
图6是表示在低速侧输出齿轮的侧方配置有四个位移传感器的状态的从轴向观察时的低速侧输出齿轮的示意图。
图7A是表示在低速侧输出齿轮的侧方配置有三个位移传感器的状态的从轴向观察时的低速侧输出齿轮的示意图。
图7B是将由图7A所示的三个位移传感器检测的输出齿轮侧面的测量位置的变动量用向量表示的低速侧输出齿轮的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。以下的说明中，作为应用本发明的轴承状态检测装置的减速器，以双速切换式减速器为例。该双速切换式减速器例如为用于将树脂、橡胶等混炼、挤出的混炼挤出机减速器。另外，本发明的轴承状态检测装置不限于双速切换式减速器，也能够应用于并不特别具有速度切换机构的减速器。
首先，对作为本发明的轴承状态检测装置的应用对象的一例表示的双速切换式减速器的结构与其动作进行说明。图1是本实施方式的双速切换式减速器100的平剖视图。
(双速切换式减速器的结构)
如图1所示，双速切换式减速器100具备壳31、具有低速侧小齿轮22及高速侧小齿轮23的输入轴21、相对于输入轴21平行地配置的输出轴25。输入轴21及输出轴25分别被能够旋转地支承于壳31。低速侧小齿轮22(输入齿轮、低速侧输入齿轮)及高速侧小齿轮23(输入齿轮、高速侧输入齿轮)固定于输入轴21，与输入轴21一同旋转。与低速侧小齿轮22啮合的低速侧齿轮26(输出齿轮、低速侧输出齿轮)、及与高速侧小齿轮23啮合的高速侧齿轮27(输出齿轮、高速侧输出齿轮)分别经由一对滚动轴承29、30空转自如地装配于输出轴25。
一对滚动轴承29(30)配置于低速侧齿轮26(高速侧齿轮27)的内侧且配置于低速侧齿轮26(高速侧齿轮27)与输出轴25之间。即，一对滚动轴承29(30)分别包括固定于输出轴25的内圈和相对于前述内圈能够相对旋转的外圈。此外，低速侧齿轮26(高速侧齿轮27)固定于滚动轴承29(30)的外圈。
此外，输入轴21被固定于壳31的轴承24旋转自如地支承，输出轴25被固定于壳31的轴承28旋转自如地支承。另外，输入轴21由于省略图示的电动马达等的驱动部而旋转。
这里，低速侧小齿轮22是斜齿齿轮，高速侧小齿轮23是比低速侧小齿轮22直径大的斜齿齿轮。具体地，低速侧小齿轮22包括形成有斜齿的外周部22a(输入齿轮外周部)，高速侧小齿轮23包括形成有斜齿的外周部23a(输入齿轮外周部)。高速侧小齿轮23的齿数比低速侧小齿轮22的齿数大。
另外，低速侧小齿轮22及高速侧小齿轮23、即这些小齿轮(22、23)、输入轴21可以是由一个材料通过切削加工等形成的一体的部件，也可以是分别个别地形成后小齿轮(22、23)被向输入轴21压入等被相互固定的。
另一方面，在低速侧齿轮26的外周面(输出齿轮外周部)形成有与低速侧小齿轮22啮合的斜齿35a，在高速侧齿轮27的外周面(输出齿轮外周部)形成有与高速侧小齿轮23啮合的斜齿37a。低速侧齿轮26的外径比高速侧齿轮27的外径大。此外，低速侧齿轮26的齿数比高速侧齿轮27的齿数大。低速侧齿轮26具有与输出轴25的轴向正交的侧面26a(输出齿轮侧面)，高速侧齿轮27具有与输出轴25的轴向正交的侧面27a(输出齿轮侧面)。
另外，低速侧小齿轮22、高速侧小齿轮23、低速侧齿轮26及高速侧齿轮27的各齿轮的外径分别沿轴向相同，如图1的低速侧小齿轮22及高速侧小齿轮23、图3的低速侧齿轮26所示，形成于各自的外周面的齿轮齿沿旋转方向倾斜。
此外，双速切换式减速器100具备作为将低速侧齿轮26及高速侧齿轮27选择性地连结于输出轴25的连结机构的旋转速度切换机构32。图2是本实施方式的双速切换式减速器100的旋转速度切换机构32的离合器齿轮33的立体图。图3是旋转速度切换机构32的立体图。图4是图1的旋转速度切换机构32的I-I剖视图。旋转速度切换机构32能够在以低速侧齿轮26与输出轴25一体旋转的方式绕过轴承29将低速侧齿轮26连结于输出轴25的连结状态、解除低速侧齿轮26与输出轴25的连结的解除状态之间切换。此外，旋转速度切换机构32能够在以高速侧齿轮27与输出轴25一体旋转的方式绕过轴承30来将高速侧齿轮27连结于输出轴25的连结状态、解除高速侧齿轮27与输出轴25的连结的解除状态之间切换。
另外，具备本发明的轴承状态检测装置的减速器具备具有设为斜齿齿轮的输入齿轮的输入轴、相对于该输入轴平行地配置而与该输入齿轮啮合的输出齿轮(在外周面形成有斜齿的齿轮)通过经由滚动轴承被空转自如地装配的输出轴、将该输出齿轮连结于输出轴的连结机构即可，不限于如图1所示那样的具备一组输入齿轮(22、23)及与其啮合的一组输出齿轮(26、27)的双速切换式减速器100。即，本发明的减速器具备至少一个输入齿轮、至少一个输出齿轮及至少一个滚动轴承即可。
这里，低速侧齿轮26具有大径部35和与大径部35同轴的小径部36。在大径部35的外周面形成有与低速侧小齿轮22啮合的前述斜齿35a。构成滚动轴承29的轴承套圈29b(外圈、参照图5A・图5B)固定于大径部35的内周面。此外，在直径比大径部35小的小径部36的内周面，形成有与后述的离合器齿轮33的外斜齿41a啮合(嵌合)的内斜齿36a。另外，内斜齿36a部分也可以不是斜齿而是花键(雌花键)。此外，离合器齿轮33的外斜齿41a部分也可以是与该雌花键嵌合的花键(雄花键)。即，内斜齿36a部分及外斜齿41a部分也可以不是斜齿而是花键。
与低速侧齿轮26相同地，高速侧齿轮27具有大径部37、与大径部37同轴的小径部38。在大径部37的外周面形成有与高速侧小齿轮23啮合的前述斜齿37a。构成滚动轴承30的轴承套圈(外圈)固定于大径部37的内周面。此外，在直径比大径部37小的小径部38的内周面，形成有与后述的离合器齿轮33的外斜齿42a啮合(嵌合)的内斜齿38a。另外，内斜齿38a部分也可以不是斜齿而是花键(雌花键)。此外，离合器齿轮33的外斜齿42a部分也可以是与该雌花键嵌合的花键(雄花键)。即，内斜齿38a部分及外斜齿42a部分也可以不是斜齿而是花键。
进而，旋转速度切换机构32具备离合器齿轮33、使离合器齿轮33向输出轴25的轴向移动的操作部34。
在输出轴25的低速侧齿轮26与高速侧齿轮27之间的部分的外周面形成有雄花键25a。另一方面，在形成于离合器齿轮33的中心部的孔的内周面形成有雌花键33a。离合器齿轮33的雌花键33a能够沿轴向移动地嵌合于输出轴25的雄花键25a。
此外，该离合器齿轮33具有低速侧离合器齿轮部41和高速侧离合器齿轮部42。在低速侧离合器齿轮部41的外周面，以嵌合于低速侧齿轮26的小径部36的内斜齿36a的方式形成有外斜齿41a。在高速侧离合器齿轮部42的外周面，以嵌合于高速侧齿轮27的小径部38的内斜齿38a的方式形成有外斜齿42a。此外，在低速侧离合器齿轮部41与高速侧离合器齿轮部42之间设置有槽43。
如图3、图4等所述，使离合器齿轮33沿轴向移动的操作部34具备既定长度的切换杆51、用于固定切换杆51的位置固定销52、转动轴53、一对臂54、凸轮随动件55(推压部件)。转动轴53连结于切换杆51的端部，俯视时沿与输入轴21及输出轴25正交的方向延伸，能够转动地安装于壳31。一对臂54以隔着离合器齿轮33的方式相向配置，其基端侧固定于转动轴53。凸轮随动件55在配置于离合器齿轮33的槽43内的状态下安装于臂54的末端部，在齿轮切换时，推压槽43的内侧面使离合器齿轮33向输出轴25的轴向移动。另外，凸轮随动件55例如为圆柱形，旋转自如地安装于臂54的末端部。
(双速切换式减速器的动作)
在输入轴21的旋转停止状态下，作业者操作切换杆51，例如，使一对臂54向低速侧齿轮26侧转动时，借助一对凸轮随动件55推压离合器齿轮33，该离合器齿轮33在输出轴25上从中立位置向低速侧齿轮26侧移动后，嵌入低速侧齿轮26的小径部36内。由此，低速侧齿轮26的内斜齿36a与离合器齿轮33的低速侧离合器齿轮部41的外斜齿41a啮合。另外，上述中立位置是指，离合器齿轮33不向低速侧齿轮26及高速侧齿轮27的任何一个传递旋转的位置。
此后，由于电动马达等的驱动部，输入轴21旋转，由此，与低速侧小齿轮22啮合的低速侧齿轮26旋转，嵌合于该低速侧齿轮26的离合器齿轮33与输出轴25一体地旋转。即，以既定的减速比从输入轴21向输出轴25传递旋转驱动力。
另外，在输入轴21的旋转停止状态，作业者操作切换杆51，使一对臂54向高速侧齿轮27侧转动时，高速侧齿轮27的内斜齿38a与离合器齿轮33的高速侧离合器齿轮部42的外斜齿42a啮合。此后，由于电动马达等的驱动部，输入轴21旋转，由此，与高速侧小齿轮23啮合的高速侧齿轮27旋转，嵌合于该高速侧齿轮27的离合器齿轮33与输出轴25一体地旋转。
(轴承状态检测装置)
前述双速切换式减速器100中，从输入轴21向输出轴25的动力传递时，低速侧齿轮26(或高速侧齿轮27)与输出轴25之间的滚动轴承29(或滚动轴承30)和低速侧齿轮26(或高速侧齿轮27)及输出轴25一体地旋转。并且，构成滚动轴承29(或滚动轴承30)的轴承套圈29b(内圈・外圈)彼此之间不产生相对速度。因此，滚动轴承29(或滚动轴承30)的滚动体29a在承受载荷的状态下与轴承套圈29b在相同部位继续接触。
以往，作为轴承的异常诊断，测量轴承箱(内圈・外圈)的振动，通过监视由于内圈缺陷、外圈缺陷引起的频率(轴承损伤频率)的振动来判断轴承的异常的有无的情况较多。然而，如上所述，双速切换式减速器100中，动力传递时，轴承套圈29b(内圈・外圈)彼此不相对旋转，所以不会发现用于异常判定的轴承损伤频率，不能应用以往的轴承的异常诊断方法。此外，即使要测量滚动轴承29(30)的振动，该滚动轴承29(30)位于低速侧齿轮26(高速侧齿轮27)的内部，所以难以测量该振动。在本实施方式中，为了解决这样的问题，双速切换式减速器100具备轴承状态检测装置100S。
这里，前述双速切换式减速器100中，设置于输入轴21的小齿轮(22、23)、及设置于与其对应的输出轴25的齿轮(26、27)为斜齿齿轮，所以动力传递时产生推力(向轴向的力)。本实施方式的轴承状态检测装置100S利用齿轮26(27)由于该推力倾斜的现象，检测滚动轴承29(30)的状态(损伤的程度)。齿轮26(27)位于滚动轴承29(30)的径向外侧，其直径比滚动轴承29(30)的直径大，所以滚动轴承29(30)的微小的磨损扩大成齿轮26(27)的倾斜，作为比较大的位移(轴向的移动量)显现。
＜第1实施方式＞
本实施方式的轴承状态检测装置100S具备多个位移传感器1、2、11、12、数据处理部5(处理部)。多个位移传感器中的位移传感器1、2配置于低速侧齿轮26的侧方，位移传感器11、12配置于高速侧齿轮27的侧方。来自各位移传感器1、2、11、12的信号被向数据处理部5(处理部)输入，数据处理部5(处理部)处理该信号。多个位移传感器1、2、11、12在半径方向上在距输出轴25的旋转轴既定的距离的位置配置成与齿轮26(27)的侧面26a(27a)(图1、图5A)相向，检测该侧面26a(27a)的轴向的位移量(既定期间中的移动量)。在一个齿轮26(27)的侧方，至少两个位移传感器配置于相互不同的位置。另外，将滚动轴承29、30中的一方的轴承不作为状态检测的对象的情况下，无需该侧的位移传感器1、2(或11、12)的设置。即，位移传感器配置于低速侧齿轮26及高速侧齿轮27中的至少一方的齿轮的侧方即可。数据处理部5在借助旋转速度切换机构32连结于输出轴25的低速侧齿轮26(高速侧齿轮27)的旋转时基于多个位移传感器1、2(11、12)检测的前述位移量运算输出轴25的旋转轴相对于侧面26a(27a)的倾斜量，根据该倾斜量检测轴承29(30)的状态。
作为位移传感器1、2、11、12，使用涡电流式位移传感器、超声波式位移传感器、光学式位移传感器、静电容量式位移传感器等的非接触式位移传感器。位移传感器1、2、11、12例如是拧入式的，拧入开在壳31的孔来固定于壳31。
以下，具体地说明检测轴承(滚动轴承)的状态的方法。另外，使用位移传感器1、2的低速侧的滚动轴承29的状态检测、使用位移传感器11、12的高速侧的滚动轴承30的状态检测基于相同的结构・方法，作为代表，对使用位移传感器1、2的低速侧的滚动轴承29的状态检测进行说明。
本实施方式的两个位移传感器1、2绕输出轴25的轴(沿输出轴25的旋转方向)互相隔180°间隔地配置。此外，在本实施方式中，从与输出轴25的旋转轴平行的方向观察，将这两个相向的位移传感器1、2彼此连结的方向、连结低速侧小齿轮22(的中心)与低速侧齿轮26(的中心)的方向为相同的方向。
这里，图5A是示意地表示由于磨损等产生的滚动轴承29的轴承套圈29b与滚动体29a之间的间隙δ(间隙量)的图。此外，图5B是示意地表示由于图5A所示的间隙δ及动力传递时作用于低速侧齿轮26的推力而低速侧齿轮26倾斜地旋转的状态的图。
如图5B所示，位移传感器1、2例如配置成能够检测在半径方向上距输出轴25的中心(旋转轴)r的距离的位置的低速侧齿轮26的侧面26a的轴向的位移量(移动量)。另外，输出轴25至位移传感器1的距离、输出轴25至位移传感器2的距离也可以不同。
图5B中所示的双点划线表示低速侧齿轮26由于旋转速度切换机构32与输出轴25连结的状态的减速器组装后的运转初期(滚动轴承29未特别地发生磨损等的初期状态)的旋转的低速侧齿轮26的侧面26a的位置。借助位移传感器1、2，测量此时旋转的低速侧齿轮26的侧面26a的位置(基准位置)，数据处理部5将该测量值作为基准值储存。
若继续使用减速器，则由于磨损等，滚动轴承29的轴承套圈29b与滚动体29a之间的间隙δ变大。位移传感器1、2检测相对于运转初期的上述基准位置的、低速侧齿轮26由于旋转速度切换机构32与输出轴25连结的状态下旋转的低速侧齿轮26的侧面26a的位置，即检测低速侧齿轮26侧面26a的轴向的移动量(位移量)。图5B中所示的D1为由位移传感器1检测的移动量(位移量)，图5B中所示的D2为由位移传感器2检测的移动量(位移量)。
另外，位移传感器1、2测定该传感器部与测定点之间的距离，所以D1及D2借助数据处理部5通过运算求出。此外，由位移传感器1、2检测的位移(移动量)也包括与输出轴25的旋转对应的低速侧齿轮26的振摆回转（振れ回り）成分。为了减少该振摆回转成分的影响，数据处理部5执行平均化处理，被检测的位移的平均值由数据处理部5储存且通过运算被使用。
这里，如图5A所示，若将配置于输出轴25与低速侧齿轮26之间的两个滚动轴承29的中心间的距离设为a，则a、δ、D1、D2之间，以下式1的关系成立。
(D1＋D2)/2r≒2δ/a ・・・・・・(式1)
(D1＋D2)/2r为低速侧齿轮26的倾斜量。数据处理部5基于由旋转速度切换机构32连结于输出轴25的状态下由位移传感器1、2检测的低速侧齿轮26旋转时的移动量D1、D2，通过运算求出低速侧齿轮26的倾斜量＝(D1＋D2)/2r。
若将低速侧齿轮26的上述倾斜量((D1＋D2)/2r)设为i，则根据上述(式1)，间隙δ如以下式2所示的。
δ＝i×a/2 ・・・・・・・・・・・・・(式2)
数据处理部5进而基于通过运算求出的上述倾斜量i，根据上述(式2)，通过运算推定滚动轴承29的轴承套圈29b与滚动体29a之间的间隙δ(间隙量)。另外，在仅配置于输出轴25与低速侧齿轮26之间的两个滚动轴承29中的单侧的滚动轴承29产生δ的间隙的情况下，δ＝i×a。
根据上述方法，数据处理部5定期地推定间隙δ，由此检测滚动轴承29的状态。然后，例如，数据处理部5在以推定的间隙δ超过既定的阈值的方式较大地变化的情况下，判断成滚动轴承29的状态异常，输出有关轴承异常信息的信号。该信号被向双速切换式减速器100或具备该减速器的机器具有的显示部输入，以作业者能够观察确认的方式显示。另外，滚动轴承29的状态异常的判断可以由数据处理部5等自动地进行，也可以由作业员定期地检查数据处理部5输出的间隙δ的信息来进行。该情况下，被运算的间隙δ的值被数据处理部5输出，由上述的显示部显示。
另外，间隙δ与低速侧齿轮26的倾斜量i为一对一的关系。因此，数据处理部5即使省略通过运算推定间隙δ，仅通过运算求出低速侧齿轮26的倾斜量i，也能够把握滚动轴承29的状态。即，无需一定借助数据处理部5通过运算推定轴承套圈29b与滚动体29a之间的间隙δ(间隙量)，数据处理部5也可以基于低速侧齿轮26的倾斜量i把握滚动轴承29的状态。然而，与倾斜量i相比基于间隙δ推定的话更直接地表示轴承29的状态所以优选。
根据具备本实施方式的轴承状态检测装置100S的双速切换式减速器100，即使是动力传递时不相对旋转且难以直接观测状态的滚动轴承29(30)也能够把握该状态。
此外，在本实施方式中，每一个齿轮(26、27)使用两个位移传感器，与使用3个以上的位移传感器的情况相比，结构简易且无需数据处理部5处的复杂的运算。
此外，在本实施方式中，连结两个位移传感器1、2彼此的方向、连结低速侧小齿轮22与低速侧齿轮26的方向为相同方向(关于位移传感器11、12也相同)。这里，在连结低速侧小齿轮22与低速侧齿轮26的线上，有齿轮彼此的啮合部，在该啮合部发生推力，由于该推力，低速侧齿轮26倾斜。因此，根据基于上述结构的测量，由位移传感器11、12检测的移动量容易变得比较大，数据处理部5取得的低速侧齿轮26的倾斜量也容易变大，所以容易消除基于齿轮的振摆回转现象等的噪声成分，能够更准确地检测滚动轴承29的状态。
另外，低速侧齿轮26有相对于连结低速侧小齿轮22与低速侧齿轮26的方向倾斜的倾向，但不能说相对于该方向的倾斜量在怎样的减速器中均为最大。低速侧齿轮26、高速侧齿轮27等的齿轮的倾斜量变为最大的方向由减速器的形状、作用的载荷的大小等决定。因此，为了使检测精度更高，更优选为，相向的两个位移传感器1、2的配置基于实验、过去的实绩或解析配置成低速侧齿轮26的倾斜量最大。
此外，位移传感器1、2的测量位置优选为低速侧齿轮26的侧面26a的尽可能接近外周的位置。换言之，希望位移传感器1、2的测量位置配置于比低速侧齿轮26的侧面26a的最小外径部接近最大外径部的位置。该情况下，检测到更大的移动量，所以能够高精度地检测低速侧齿轮26的侧面26a的倾斜。
＜间隙δ的另一推定方法＞
上述实施方式中，数据处理部5基于通过运算求出的倾斜量i，通过运算推定滚动轴承29的轴承套圈29b与滚动体29a之间的间隙δ(间隙量)。作为间隙δ的推定方法，也优选地，从根据倾斜量i的推定结果、除此以外另外的推定结果推定间隙δ。
具体地，数据处理部5将基于倾斜量i通过运算推定的间隙量作为间隙δ1暂时储存。另一方面，数据处理部5基于由位移传感器1、2分别检测的前述位移量(既定期间中的轴向的移动量)的平均值通过运算推定间隙δ2。然后，比较间隙δ1与间隙δ2，将较大的一方的间隙(间隙量)作为用于检测滚动轴承29的状态的间隙δ(间隙量)选择。
即，数据处理部5基于通过运算求出的倾斜量i通过运算来推定间隙δ1(间隙量)，且基于由位移传感器1、2检测的前述移动量的平均值通过运算来推定间隙δ2(间隙量)，将通过这两个方法推定的间隙δ1、δ2中的大的一方的间隙量设为滚动轴承29的间隙量。
根据载荷条件，与低速侧齿轮26的倾斜相比，低速侧齿轮26的轴向的移动量有由于滚动轴承29的间隙而产生的变化显著地显现的情况。因此，比较间隙δ1与间隙δ2，将较大的一方的间隙(间隙量)作为滚动轴承29的间隙δ(间隙量)的话作为轴承的状态把握更安全。
滚动轴承29例如是圆锥滚子轴承。若设该圆锥滚子轴承的接触角为α，由位移传感器1、2检测的前述移动量的平均值为b，则为间隙δ2＝b×tanα。
＜第2实施方式＞
第1实施方式中，在齿轮(26、27)的侧方配置有两个位移传感器1、2(11、12)。取而代之，也可以在齿轮(26、27)的侧方配置四个位移传感器。图6表示了在低速侧齿轮26的侧方绕输出轴25的旋转轴互相隔90°间隔地配置有四个位移传感器1~4的例子。位移传感器1、2及位移传感器3、4配置成分别隔着输出轴25的旋转轴互相相向。
数据处理部5基于由两组相向的位移传感器1、2及3、4检测的输出齿轮的侧面26a的轴向的移动量通过运算求出直角两方向的齿轮的倾斜量i1、i2，将求出的直角两方向的倾斜量i1、i2通过运算来合成。倾斜量i1、i2的各自的求法与第1实施方式的情况相同。倾斜量i1与倾斜量i2的合成例如求倾斜量i1与倾斜量i2的平方根（二乗和ルート）。
根据本实施方式，由数据处理部5求出的低速侧齿轮26的倾斜量容易变大，所以能够更高精度地检测滚动轴承29的状态。
在本实施方式中，四个位移传感器绕输出轴25的旋转轴配置于同心圆上，但四个位移传感器无需一定配置于同心圆上。
＜第3实施方式＞
第1实施方式中，在齿轮(26、27)的侧方配置有两个位移传感器1、2(11、12)，在第2实施方式中，在齿轮(26、27)的侧方配置有四个位移传感器。也可以取而代之，在齿轮(26、27)的侧方配置有三个位移传感器。
图7A表示在低速侧齿轮26的侧方绕输出轴25的轴互相隔120°间隔地配置有三个位移传感器1~3的例子。
这里，图7B是由图7A所示的三个位移传感器1~3检测的齿轮侧面的测量位置的变动量由向量表示的低速侧齿轮的立体图。向量P1、P2及P3分别为将由位移传感器1、2、及3检测的、相对于前述的运转初期的旋转的低速侧齿轮26的侧面26a(基准面)的、低速侧齿轮26的侧面26a的轴向的变动量(移动量)设为大小的向量。
向量P1、P2、及P3的x、y、z方向的成分分别记作P1(x1、y1、z1)、P2(x2、y2、z2)、及P3(x3、y3、z3)。
向量a12＝向量P2-向量P1＝(x2-x1、y2-y1、z2-z1)，向量a13＝向量P3-向量P1＝(x3-x1、y3-y1、z3-z1)，包括P1、P2、P3的面的法线向量n根据向量a12与向量a13的外积如以下的式3那样地求出。
法线向量n＝向量a12×向量a13
＝((y2-y1)×(z3-z1)-(y3-y1)×(z2-z1)、(x3-x1)×(z2-z1)-(x2-x1)×(z3-z1)、(x2-x1)×(y3-y1)-(y2-y1)×(x3-x1))・・・(式3)
然后，法线向量n相对于z轴的倾斜θ(＝低速侧齿轮26的倾斜量)基于内积计算根据以下的式4求出。
设z向量为(0、0、1)，则
cosθ＝n・z/｜n｜｜z｜
＝[(x2-x1)×(y3-y1)-(y2-y1)×(x3-x1)]/｜n｜・・・(式4)
数据处理部5进行上述运算求出低速侧齿轮26的倾斜θ(倾斜量)。
另外，配置于输出轴25与低速侧齿轮26之间的两个滚动轴承29中的两方的滚动轴承29处产生δ的间隙的情况下，为δ(间隙量)＝a/2×tanθ，仅单侧的滚动轴承29产生δ的间隙的情况下，为δ(间隙量)＝a×tanθ。数据处理部5进行上述的运算来推定δ(间隙量)。
在本实施方式中，三个位移传感器绕输出轴25的旋转轴在同心圆上等间隔(120°间隔)地配置，但三个位移传感器无需一定配置在同心圆上且等间隔地配置。另外，三个位移传感器通过绕输出轴25的旋转轴在同心圆上等间隔(120°间隔)地配置来提高测量精度。
以上对本发明的实施方式进行了说明。另外，此外，能够在本领域技术人员能够想到的范围内进行各种改变。
本发明提供一种减速器，该减速器具备壳、输入轴、至少一个输入齿轮、输出轴、至少一个滚动轴承、至少一个输出齿轮、连结机构、检测装置，前述输入轴被能够旋转地支承于前述壳，前述至少一个输入齿轮固定于前述输入轴，与前述输入轴一同旋转，前述输出轴以相对于前述输入轴平行地配置的方式被能够旋转地支承于前述壳，前述至少一个滚动轴承包括固定于前述输出轴的内圈和相对于前述内圈能够相对旋转的外圈，前述至少一个输出齿轮固定于前述至少一个滚动轴承的前述外圈，与前述至少一个输入齿轮啮合，前述连结机构以前述至少一个输出齿轮与前述输出轴一体旋转的方式绕过前述至少一个滚动轴承将前述至少一个输出齿轮连结于前述输出轴，前述检测装置检测前述至少一个滚动轴承的状态。前述至少一个输入齿轮包括形成有斜齿的输入齿轮外周部，前述至少一个输出齿轮包括形成有与前述输入齿轮外周部的前述斜齿啮合的斜齿的输出齿轮外周部、与前述输出轴的轴向正交的输出齿轮侧面，前述检测装置具备多个位移传感器、处理部，前述多个位移传感器在距前述输出轴的旋转轴在半径方向上隔开既定的距离的位置在前述至少一个输出齿轮的前述输出齿轮侧面分别相向，检测前述输出齿轮侧面的前述轴向的位移量，前述处理部在借助前述连结机构连结于前述输出轴的前述输出齿轮的旋转时，基于由前述多个位移传感器检测的前述输出齿轮侧面的前述位移量，取得前述输出齿轮侧面相对于前述旋转轴的倾斜量。
在上述结构中，优选的是，前述多个位移传感器包括绕前述输出轴的旋转轴互相隔90°间隔配置的四个位移传感器，前述处理部基于由前述四个位移传感器的隔着前述旋转轴互相相向的位移传感器对检测的前述输出齿轮侧面的前述位移量分别运算前述输出齿轮侧面的直角两方向的前述倾斜量，将该运算的直角两方向的前述倾斜量合成。
在上述结构中，也可以是，前述多个位移传感器包括绕前述输出轴的旋转轴互相隔开间隔地配置的三个位移传感器，前述处理部基于由前述三个位移传感器分别检测的前述输出齿轮侧面的前述位移量运算前述输出齿轮侧面的前述倾斜量。
在上述结构中，也可以是，前述三个位移传感器被绕前述输出轴的旋转轴互相隔120°间隔地配置。
在上述结构中，优选的是，前述多个位移传感器包括绕前述输出轴的旋转轴互相隔180°间隔配置的两个位移传感器，从与前述输出轴的前述旋转轴平行的方向观察，连结前述两个位移传感器的方向与连结前述输入齿轮和前述输出齿轮的方向为相同的方向。
在上述结构中，优选的是，前述滚动轴承还具有配置于前述内圈和前述外圈之间的滚动体，前述处理部基于前述输出齿轮侧面的前述倾斜量推定前述滚动轴承的前述内圈或前述外圈与前述滚动体之间的间隙量。
在上述结构中，优选的是，前述滚动轴承还具有配置于前述内圈和前述外圈之间的滚动体，前述处理部基于前述输出齿轮侧面的前述倾斜量推定前述滚动轴承的前述内圈或前述外圈与前述滚动体之间的间隙量，另一方面，基于由前述多个位移传感器检测的前述输出齿轮侧面的前述位移量的平均值推定前述间隙量，选择该被推定的两个间隙量中的较大的一方的间隙量作为最终的前述间隙量。
在上述结构中，优选的是，前述至少一个输入齿轮包括低速侧输入齿轮与高速侧输入齿轮，前述至少一个输出齿轮包括与前述低速侧输入齿轮啮合的低速侧输出齿轮、与前述高速侧输入齿轮啮合的高速侧输出齿轮，前述连结机构将前述低速侧输出齿轮及前述高速侧输出齿轮的一方选择性地连结于前述输出轴，前述多个位移传感器配置成与前述低速侧输出齿轮及前述高速侧输出齿轮的至少一方的输出齿轮的前述输出齿轮侧面相向。

Claims (8)

1.一种减速器，其特征在于，
前述减速器具备壳、输入轴、至少一个输入齿轮、输出轴、至少一个滚动轴承、至少一个输出齿轮、连结机构、检测装置，
前述输入轴被能够旋转地支承于前述壳，
前述至少一个输入齿轮固定于前述输入轴，与前述输入轴一同旋转，
前述输出轴以相对于前述输入轴平行地配置的方式被能够旋转地支承于前述壳，
前述至少一个滚动轴承包括固定于前述输出轴的内圈和相对于前述内圈能够相对旋转的外圈，
前述至少一个输出齿轮固定于前述至少一个滚动轴承的前述外圈，与前述至少一个输入齿轮啮合，
前述连结机构以前述至少一个输出齿轮与前述输出轴一体旋转的方式绕过前述至少一个滚动轴承将前述至少一个输出齿轮连结于前述输出轴，
前述检测装置检测前述至少一个滚动轴承的状态，
前述至少一个输入齿轮包括形成有斜齿的输入齿轮外周部，
前述至少一个输出齿轮包括形成有与前述输入齿轮外周部的前述斜齿啮合的斜齿的输出齿轮外周部、与前述输出轴的轴向正交的输出齿轮侧面，
前述检测装置具备多个位移传感器、处理部，
前述多个位移传感器在距前述输出轴的旋转轴在半径方向上隔开既定的距离的位置在前述至少一个输出齿轮的前述输出齿轮侧面分别相向，检测前述输出齿轮侧面的前述轴向的位移量，
前述处理部在借助前述连结机构连结于前述输出轴的前述输出齿轮的旋转时，基于由前述多个位移传感器检测的前述输出齿轮侧面的前述位移量，取得前述输出齿轮侧面相对于前述旋转轴的倾斜量。
2.如权利要求1所述的减速器，其特征在于，
前述多个位移传感器包括绕前述输出轴的旋转轴互相隔90°间隔配置的四个位移传感器，
前述处理部基于由前述四个位移传感器的隔着前述旋转轴互相相向的两组位移传感器对检测的前述输出齿轮侧面的前述位移量分别运算前述输出齿轮侧面的直角两方向的前述倾斜量，将该运算的直角两方向的前述倾斜量合成。
3.如权利要求1所述的减速器，其特征在于，
前述多个位移传感器包括绕前述输出轴的旋转轴互相隔开间隔地配置的三个位移传感器，
前述处理部基于由前述三个位移传感器分别检测的前述输出齿轮侧面的前述位移量运算前述输出齿轮侧面的前述倾斜量。
4.如权利要求3所述的减速器，其特征在于，
前述三个位移传感器被绕前述输出轴的旋转轴互相隔120°间隔地配置。
5.如权利要求1所述的减速器，其特征在于，
前述多个位移传感器包括绕前述输出轴的旋转轴互相隔180°间隔配置的两个位移传感器，
从与前述输出轴的前述旋转轴平行的方向观察，连结前述两个位移传感器的方向与连结前述输入齿轮和前述输出齿轮的方向为相同的方向。
6.如权利要求1至5中任一项所述的减速器，其特征在于，
前述滚动轴承还具有配置于前述内圈和前述外圈之间的滚动体，
前述处理部基于前述输出齿轮侧面的前述倾斜量推定前述滚动轴承的前述内圈或前述外圈与前述滚动体之间的间隙量。
7.如权利要求1至5中任一项所述的减速器，其特征在于，
前述滚动轴承还具有配置于前述内圈和前述外圈之间的滚动体，
前述处理部基于前述输出齿轮侧面的前述倾斜量推定前述滚动轴承的前述内圈或前述外圈与前述滚动体之间的间隙量，另一方面，基于由前述多个位移传感器检测的前述输出齿轮侧面的前述位移量的平均值推定前述间隙量，选择该被推定的两个间隙量中的较大的一方的间隙量作为最终的前述间隙量。
8.如权利要求1至5中任一项所述的减速器，其特征在于，
前述至少一个输入齿轮包括低速侧输入齿轮与高速侧输入齿轮，
前述至少一个输出齿轮包括与前述低速侧输入齿轮啮合的低速侧输出齿轮、与前述高速侧输入齿轮啮合的高速侧输出齿轮，
前述连结机构将前述低速侧输出齿轮及前述高速侧输出齿轮的一方选择性地连结于前述输出轴，
前述多个位移传感器配置成与前述低速侧输出齿轮及前述高速侧输出齿轮的至少一方的输出齿轮的前述输出齿轮侧面相向。
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