JP2007183105A - ころ軸受転動体軸方向ひずみ検出方法、及びころ軸受転動体軸方向ひずみ検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】公転センサ23と、サーボモータ制御回路24と、サーボモータ15と、第1光ファイバロータリージョイント21と、第2光ファイバロータリージョイント22は、検出対象転動体とともに転がり自転運動するとともに公転運動する光ファイバひずみセンサ部3と、不動位置に設置されたレーザ光源及び受光部との間でレーザ光を授受できるようにし、転動体(ころ)8が公転及び自転の転動運動を行っている場合においても、転動体8の転動体軸方向ひずみを出力させることができる。
【選択図】図5
Description
大径で略円環状の外輪と、当該外輪よりも小径の略円環状で当該外輪の内側に配設される内輪と、平面図形をある直線である転動中心線のまわりに回転させて形成した立体である回転体をなし前記外輪と内輪の間に形成される略円環状の軌道空間内に封入配置され前記軌道空間内で前記転動中心線を中心とする転がり運動を行う複数の転動体と、当該転動体を部分的に取り巻くとともに前記軌道空間で隣接する前記転動体どうしの間隔を略一定に保持する保持器類を有するころ軸受が、機械要素を静的に支持するときの前記転動体の転動中心線の方向のひずみである転動体軸方向ひずみを検出する方法であって、
レーザ光源と、光ファイバからなり一端が当該レーザ光源に光学的に接続し入射したレーザ光を受け入れ前方へ伝達する往路部と、取付端が前記往路部の他端に光学的に接続して前記レーザ光を受け入れ反射するとともにひずみを検出する光ファイバひずみセンサ部と、光ファイバからなり一端が前記光ファイバひずみセンサ部の取付端に光学的に接続するとともに他端が受光部に光学的に接続し前記レーザ光を受け入れ前記受光部に伝達する復路部と、光検出素子を含み前記復路部から伝達されたレーザ光を受光し電気信号に変換して出力する受光部と、当該受光部が受光したレーザ光と前記入射したレーザ光との間の波長情報変化に基づき前記光ファイバひずみセンサ部でのひずみを出力する信号処理部を用い、
ひずみを検出しようとする転動体である検出対象転動体の前記転動中心線に沿うようにして前記光ファイバひずみセンサ部を挿入配置し、前記信号処理部の出力に基づいて前記転動体の転動体軸方向ひずみを出力させること
を特徴とする。
大径で略円環状の外輪と、当該外輪よりも小径の略円環状で当該外輪の内側に配設される内輪と、平面図形をある直線である転動中心線のまわりに回転させて形成した立体である回転体をなし前記外輪と内輪の間に形成される略円環状の軌道空間内に封入配置され前記軌道空間内で前記転動中心線を中心とする転がり運動を行う複数の転動体と、当該転動体を部分的に取り巻くとともに前記軌道空間で隣接する前記転動体どうしの間隔を略一定に保持する保持器類を有するころ軸受が、前記転動体に公転と自転からなる転がり運動を行わせながら回転機械要素を支持するときの前記転動体の転動中心線の方向のひずみである転動体軸方向ひずみを検出する方法であって、
レーザ光源と、光ファイバからなり一端が当該レーザ光源に光学的に接続し入射したレーザ光を受け入れ前方へ伝達する往路部と、取付端が前記往路部の他端に光学的に接続して前記レーザ光を受け入れ反射するとともにひずみを検出する光ファイバひずみセンサ部と、光ファイバからなり一端が前記光ファイバひずみセンサ部の取付端に光学的に接続するとともに他端が受光部に光学的に接続し前記レーザ光を受け入れ前記受光部に伝達する復路部と、光検出素子を含み前記復路部から伝達されたレーザ光を受光し電気信号に変換して出力する受光部と、当該受光部が受光したレーザ光と前記入射したレーザ光とのとの間の波長情報変化に基づき前記光ファイバひずみセンサ部でのひずみを出力する信号処理部を用い、
ひずみを検出しようとする転動体である検出対象転動体の前記転動中心線に沿うようにして前記光ファイバひずみセンサ部を挿入配置しておき、
検出対象転動体とともに転がり自転運動するとともに公転運動する前記光ファイバひずみセンサ部と、不動位置に設置された前記レーザ光源及び受光部との間でレーザ光を授受する転動時レーザ光伝達手段を配設し、
前記信号処理部の出力に基づいて前記転動体の転動体軸方向ひずみを出力させること
を特徴とする。
請求項2記載のころ軸受転動体ひずみ検出方法において、
前記転動時レーザ光伝達手段は、
公転する保持器類又は転動体の公転回転速度を検出する公転センサと、
回転駆動手段と、
当該公転センサからの出力に基づき、前記公転する保持器類又は転動体の公転回転速度と等しい回転速度で前記回転駆動手段を回転させるように制御する回転制御手段と、
前記回転駆動手段によって回転駆動される回転部材と、
前記回転部材上で前記検出対象転動体と対応する位置に配置されるとともに、前記検出対象転動体とともに自転する光ファイバひずみセンサ部との間でレーザ光を授受する第1光ファイバロータリージョイントと、
前記回転部材の回転中心線上の位置に配置されるとともに、前記回転部材と不動位置との間でレーザ光を授受する第2光ファイバロータリージョイントを
有すること
を特徴とする。
請求項1又は2記載のころ軸受転動体ひずみ検出方法において、
前記転動体は、略円柱状又は略樽状若しくは略円錐台形状に形成された立体であること
を特徴とする。
請求項1又は2記載のころ軸受転動体ひずみ検出方法において、
前記光ファイバひずみセンサ部は、キャビティ長をはさんで、ハーフミラーとミラーが対向するように配置され、ファブリ・ペロ干渉計の原理により、入射光と反射光の間の波長変調を検出することにより前記キャビティ長を測定すること
を特徴とする。
請求項1又は2記載のころ軸受転動体ひずみ検出方法において、
前記光ファイバひずみセンサ部は、コア中の長手方向に、適宜の光屈折率を有する複数のブラッグ回折格子が適宜間隔値で並ぶように形成され、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサの原理により、入射光と反射光の間のブラッグ波長の変化を検出すること
を特徴とする。
大径で略円環状の外輪と、当該外輪よりも小径の略円環状で当該外輪の内側に配設される内輪と、平面図形をある直線である転動中心線のまわりに回転させて形成した立体である回転体をなし前記外輪と内輪の間に形成される略円環状の軌道空間内に封入配置され前記軌道空間内で前記転動中心線を中心とする転がり運動を行う複数の転動体と、当該転動体を部分的に取り巻くとともに前記軌道空間で隣接する前記転動体どうしの間隔を略一定に保持する保持器類を有するころ軸受が、機械要素を静的に支持するときの前記転動体の転動中心線の方向のひずみである転動体軸方向ひずみを検出する装置であって、
レーザ光源と、光ファイバからなり一端が当該レーザ光源に光学的に接続し入射したレーザ光を受け入れ前方へ伝達する往路部と、取付端が前記往路部の他端に光学的に接続して前記レーザ光を受け入れ反射するとともにひずみを検出する光ファイバひずみセンサ部と、光ファイバからなり一端が前記光ファイバひずみセンサ部の取付端に光学的に接続するとともに他端が受光部に光学的に接続し前記レーザ光を受け入れ前記受光部に伝達する復路部と、光検出素子を含み前記復路部から伝達されたレーザ光を受光し電気信号に変換して出力する受光部と、当該受光部が受光したレーザ光と前記入射したレーザ光との間の波長情報変化に基づき前記光ファイバひずみセンサ部でのひずみを出力する信号処理部を備え、
ひずみを検出しようとする転動体である検出対象転動体の前記転動中心線に沿うようにして前記光ファイバひずみセンサ部を挿入配置し、前記信号処理部の出力に基づいて前記転動体の転動体軸方向ひずみを出力させること
を特徴とする。
大径で略円環状の外輪と、当該外輪よりも小径の略円環状で当該外輪の内側に配設される内輪と、平面図形をある直線である転動中心線のまわりに回転させて形成した立体である回転体をなし前記外輪と内輪の間に形成される略円環状の軌道空間内に封入配置され前記軌道空間内で前記転動中心線を中心とする転がり運動を行う複数の転動体と、当該転動体を部分的に取り巻くとともに前記軌道空間で隣接する前記転動体どうしの間隔を略一定に保持する保持器類を有するころ軸受が、前記転動体に公転と自転からなる転がり運動を行わせながら回転機械要素を支持するときの前記転動体の転動中心線の方向のひずみである転動体軸方向ひずみを検出する装置であって、
レーザ光源と、光ファイバからなり一端が当該レーザ光源に光学的に接続し入射したレーザ光を受け入れ前方へ伝達する往路部と、取付端が前記往路部の他端に光学的に接続して前記レーザ光を受け入れ反射するとともにひずみを検出する光ファイバひずみセンサ部と、光ファイバからなり一端が前記光ファイバひずみセンサ部の取付端に光学的に接続するとともに他端が受光部に光学的に接続し前記レーザ光を受け入れ前記受光部に伝達する復路部と、光検出素子を含み前記復路部から伝達されたレーザ光を受光し電気信号に変換して出力する受光部と、当該受光部が受光したレーザ光と前記入射したレーザ光との間の波長情報変化に基づき前記光ファイバひずみセンサ部でのひずみを出力する信号処理部を備え、
ひずみを検出しようとする転動体である検出対象転動体の前記転動中心線に沿うようにして前記光ファイバひずみセンサ部を挿入配置しておき、
検出対象転動体とともに転がり自転運動するとともに公転運動する前記光ファイバひずみセンサ部と、不動位置に設置された前記レーザ光源及び受光部との間でレーザ光を授受する転動時レーザ光伝達手段を配設し、
前記信号処理部の出力に基づいて前記転動体の転動体軸方向ひずみを出力させること
を特徴とする。
2、2a〜2h 光ファイバ
3、3A 光ファイバひずみセンサ部
3a、3a1 取付端
4 ころ軸受
5 ハウジング
6 外輪
7 内輪
8 転動体
8a センサ孔
9 軌道空間
11 保持器
15 サーボモータ
16 回転板
20a、20b 光ファイバ
21 第1光ファイバロータリージョイント
22 第2光ファイバロータリージョイント
23 公転センサ
24 サーボモータ制御回路
26 軸
29 接着剤
30 ひずみ受け部材
31 第1ミラー
32 第2ミラー
39 レーザ光源
40 ハーフミラー
41 受光部
42 増幅器
43 A/Dコンバータ
44a、44b 入出力インタフェース
45 CPU
46 ROM
47 RAM
51 コア
52 クラッド
61 コア
62 クラッド
101、102 ころ軸受転動体軸方向ひずみ検出装置
B 床
C キャビティ長
D 分布
E 光ファイバ端
G1〜Gn ブラッグ格子
L レーザ光
L1 レーザ光
L2 反射レーザ光
λ0、λ1 ブラッグ波長
Claims (8)
- 大径で略円環状の外輪と、当該外輪よりも小径の略円環状で当該外輪の内側に配設される内輪と、平面図形をある直線である転動中心線のまわりに回転させて形成した立体である回転体をなし前記外輪と内輪の間に形成される略円環状の軌道空間内に封入配置され前記軌道空間内で前記転動中心線を中心とする転がり運動を行う複数の転動体と、当該転動体を部分的に取り巻くとともに前記軌道空間で隣接する前記転動体どうしの間隔を略一定に保持する保持器類を有するころ軸受が、機械要素を静的に支持するときの前記転動体の転動中心線の方向のひずみである転動体軸方向ひずみを検出する方法であって、
レーザ光源と、光ファイバからなり一端が当該レーザ光源に光学的に接続し入射したレーザ光を受け入れ前方へ伝達する往路部と、取付端が前記往路部の他端に光学的に接続して前記レーザ光を受け入れ反射するとともにひずみを検出する光ファイバひずみセンサ部と、光ファイバからなり一端が前記光ファイバひずみセンサ部の取付端に光学的に接続するとともに他端が受光部に光学的に接続し前記レーザ光を受け入れ前記受光部に伝達する復路部と、光検出素子を含み前記復路部から伝達されたレーザ光を受光し電気信号に変換して出力する受光部と、当該受光部が受光したレーザ光と前記入射したレーザ光との間の波長情報変化に基づき前記光ファイバひずみセンサ部でのひずみを出力する信号処理部を用い、
ひずみを検出しようとする転動体である検出対象転動体の前記転動中心線に沿うようにして前記光ファイバひずみセンサ部を挿入配置し、前記信号処理部の出力に基づいて前記転動体の転動体軸方向ひずみを出力させること
を特徴とするころ軸受転動体軸方向ひずみ検出方法。 - 大径で略円環状の外輪と、当該外輪よりも小径の略円環状で当該外輪の内側に配設される内輪と、平面図形をある直線である転動中心線のまわりに回転させて形成した立体である回転体をなし前記外輪と内輪の間に形成される略円環状の軌道空間内に封入配置され前記軌道空間内で前記転動中心線を中心とする転がり運動を行う複数の転動体と、当該転動体を部分的に取り巻くとともに前記軌道空間で隣接する前記転動体どうしの間隔を略一定に保持する保持器類を有するころ軸受が、前記転動体に公転と自転からなる転がり運動を行わせながら回転機械要素を支持するときの前記転動体の転動中心線の方向のひずみである転動体軸方向ひずみを検出する方法であって、
レーザ光源と、光ファイバからなり一端が当該レーザ光源に光学的に接続し入射したレーザ光を受け入れ前方へ伝達する往路部と、取付端が前記往路部の他端に光学的に接続して前記レーザ光を受け入れ反射するとともにひずみを検出する光ファイバひずみセンサ部と、光ファイバからなり一端が前記光ファイバひずみセンサ部の取付端に光学的に接続するとともに他端が受光部に光学的に接続し前記レーザ光を受け入れ前記受光部に伝達する復路部と、光検出素子を含み前記復路部から伝達されたレーザ光を受光し電気信号に変換して出力する受光部と、当該受光部が受光したレーザ光と前記入射したレーザ光とのとの間の波長情報変化に基づき前記光ファイバひずみセンサ部でのひずみを出力する信号処理部を用い、
ひずみを検出しようとする転動体である検出対象転動体の前記転動中心線に沿うようにして前記光ファイバひずみセンサ部を挿入配置しておき、
検出対象転動体とともに転がり自転運動するとともに公転運動する前記光ファイバひずみセンサ部と、不動位置に設置された前記レーザ光源及び受光部との間でレーザ光を授受する転動時レーザ光伝達手段を配設し、
前記信号処理部の出力に基づいて前記転動体の転動体軸方向ひずみを出力させること
を特徴とするころ軸受転動体軸方向ひずみ検出方法。 - 請求項2記載のころ軸受転動体ひずみ検出方法において、
前記転動時レーザ光伝達手段は、
公転する保持器類又は転動体の公転回転速度を検出する公転センサと、
回転駆動手段と、
当該公転センサからの出力に基づき、前記公転する保持器類又は転動体の公転回転速度と等しい回転速度で前記回転駆動手段を回転させるように制御する回転制御手段と、
前記回転駆動手段によって回転駆動される回転部材と、
前記回転部材上で前記検出対象転動体と対応する位置に配置されるとともに、前記検出対象転動体とともに自転する光ファイバひずみセンサ部との間でレーザ光を授受する第1光ファイバロータリージョイントと、
前記回転部材の回転中心線上の位置に配置されるとともに、前記回転部材と不動位置との間でレーザ光を授受する第2光ファイバロータリージョイントを
有すること
を特徴とするころ軸受転動体軸方向ひずみ検出方法。 - 請求項1又は2記載のころ軸受転動体ひずみ検出方法において、
前記転動体は、略円柱状又は略樽状若しくは略円錐台形状に形成された立体であること
を特徴とするころ軸受転動体ひずみ検出方法。 - 請求項1又は2記載のころ軸受転動体ひずみ検出方法において、
前記光ファイバひずみセンサ部は、キャビティ長をはさんで、ハーフミラーとミラーが対向するように配置され、ファブリ・ペロ干渉計の原理により、入射光と反射光の間の波長変調を検出することにより前記キャビティ長を測定すること
を特徴とするころ軸受転動体ひずみ検出方法。 - 請求項1又は2記載のころ軸受転動体ひずみ検出方法において、
前記光ファイバひずみセンサ部は、コア中の長手方向に、適宜の光屈折率を有する複数のブラッグ回折格子が適宜間隔値で並ぶように形成され、ファイバ・ブラッグ・グレーティング・センサの原理により、入射光と反射光の間のブラッグ波長の変化を検出すること
を特徴とするころ軸受転動体ひずみ検出方法。 - 大径で略円環状の外輪と、当該外輪よりも小径の略円環状で当該外輪の内側に配設される内輪と、平面図形をある直線である転動中心線のまわりに回転させて形成した立体である回転体をなし前記外輪と内輪の間に形成される略円環状の軌道空間内に封入配置され前記軌道空間内で前記転動中心線を中心とする転がり運動を行う複数の転動体と、当該転動体を部分的に取り巻くとともに前記軌道空間で隣接する前記転動体どうしの間隔を略一定に保持する保持器類を有するころ軸受が、機械要素を静的に支持するときの前記転動体の転動中心線の方向のひずみである転動体軸方向ひずみを検出する装置であって、
レーザ光源と、光ファイバからなり一端が当該レーザ光源に光学的に接続し入射したレーザ光を受け入れ前方へ伝達する往路部と、取付端が前記往路部の他端に光学的に接続して前記レーザ光を受け入れ反射するとともにひずみを検出する光ファイバひずみセンサ部と、光ファイバからなり一端が前記光ファイバひずみセンサ部の取付端に光学的に接続するとともに他端が受光部に光学的に接続し前記レーザ光を受け入れ前記受光部に伝達する復路部と、光検出素子を含み前記復路部から伝達されたレーザ光を受光し電気信号に変換して出力する受光部と、当該受光部が受光したレーザ光と前記入射したレーザ光との間の波長情報変化に基づき前記光ファイバひずみセンサ部でのひずみを出力する信号処理部を備え、
ひずみを検出しようとする転動体である検出対象転動体の前記転動中心線に沿うようにして前記光ファイバひずみセンサ部を挿入配置し、前記信号処理部の出力に基づいて前記転動体の転動体軸方向ひずみを出力させること
を特徴とするころ軸受転動体軸方向ひずみ検出装置。 - 大径で略円環状の外輪と、当該外輪よりも小径の略円環状で当該外輪の内側に配設される内輪と、平面図形をある直線である転動中心線のまわりに回転させて形成した立体である回転体をなし前記外輪と内輪の間に形成される略円環状の軌道空間内に封入配置され前記軌道空間内で前記転動中心線を中心とする転がり運動を行う複数の転動体と、当該転動体を部分的に取り巻くとともに前記軌道空間で隣接する前記転動体どうしの間隔を略一定に保持する保持器類を有するころ軸受が、前記転動体に公転と自転からなる転がり運動を行わせながら回転機械要素を支持するときの前記転動体の転動中心線の方向のひずみである転動体軸方向ひずみを検出する装置であって、
レーザ光源と、光ファイバからなり一端が当該レーザ光源に光学的に接続し入射したレーザ光を受け入れ前方へ伝達する往路部と、取付端が前記往路部の他端に光学的に接続して前記レーザ光を受け入れ反射するとともにひずみを検出する光ファイバひずみセンサ部と、光ファイバからなり一端が前記光ファイバひずみセンサ部の取付端に光学的に接続するとともに他端が受光部に光学的に接続し前記レーザ光を受け入れ前記受光部に伝達する復路部と、光検出素子を含み前記復路部から伝達されたレーザ光を受光し電気信号に変換して出力する受光部と、当該受光部が受光したレーザ光と前記入射したレーザ光との間の波長情報変化に基づき前記光ファイバひずみセンサ部でのひずみを出力する信号処理部を備え、
ひずみを検出しようとする転動体である検出対象転動体の前記転動中心線に沿うようにして前記光ファイバひずみセンサ部を挿入配置しておき、
検出対象転動体とともに転がり自転運動するとともに公転運動する前記光ファイバひずみセンサ部と、不動位置に設置された前記レーザ光源及び受光部との間でレーザ光を授受する転動時レーザ光伝達手段を配設し、
前記信号処理部の出力に基づいて前記転動体の転動体軸方向ひずみを出力させること
を特徴とするころ軸受転動体軸方向ひずみ検出装置。
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JP2005380692A JP2007183105A (ja) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | ころ軸受転動体軸方向ひずみ検出方法、及びころ軸受転動体軸方向ひずみ検出装置 |
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