JP2013134060A - 転がり軸受状況表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転動体が内輪に対し転動しているのか、あるいは衝突しているのか状況がはっきりと分かる転がり状況表示装置を提供する。
【解決手段】転がり軸受振動データ、転動体衝突振動数および転動体転動振動数を格納した記憶装置６３と、前記転がり軸受振動データから前記転動体衝突振動数および前記転動体転動振動数を抜き出す抜き出し手段と、抜き出し済の転がり軸受振動データにもとづいて振動強さを波形表示する表示装置６６とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、転動体の状況を波形表示できる転がり軸受状況表示装置に関する。

自動車エンジンには、オルタネータ、コンプレッサ、油圧ポンプ等の補機装置が取付けられ、これらの補機装置はベルトを介してエンジンの回転動力によって回転駆動される。最近、オルタネータの転がり軸受の内輪の軌道面および転動体の転動面に白層剥離が発生している。この白層剥離は、疲労寿命と異なり、発生メカニズムがはっきりしておらず、いったん発生すると短時間で剥離する現象である。

特許文献１では、白層剥離が生じた玉の転動面および内輪の軌道面に楕円形状の圧こんがあることから、玉および内輪が半径方向に押し付けられたことを推定している。即ち、内輪に対し玉が半径方向に衝突し、玉の転動面および内輪の軌道面が断熱せん断変形することによって白層剥離が発生したことを推定している。また、特許文献１には、計算により断熱せん断変形が発生するかどうかが記載されている。

特開２００６−２４２３７６号公報

オルタネータの転がり軸受の内輪を回転させたときに、玉が内輪に対し転動しているのか、あるいは衝突しているのか状況が分からない。この結果、どのような条件下で白層剥離が発生しやすいのか掴めない。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、転動体が内輪に対し転動しているのか、あるいは衝突しているのか状況が分かる転がり状況表示装置を提供する。

請求項１に記載の発明は、転がり軸受振動データ、転動体衝突振動数および転動体転動振動数を格納した記憶装置と、前記転がり軸受振動データから前記転動体衝突振動数および前記転動体転動振動数を抜き出す抜き出し手段と、抜き出し済の転がり軸受振動データにもとづいて振動強さを波形表示する表示装置とからなるものである。
請求項１に記載の発明は、色々な振動の中から転動体衝突振動数および転動体転動振動数のみを抜き出し、抜き出した振動のみを表示するので、転動体の状況を把握できる効果が得られる。
請求項２に記載の発明は、前記転動体衝突振動数が、転動体衝突振動数検出手段によって転動体衝突振動データから検出されたものであることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、転動体衝突振動数の検出作業が自動的に行われるので、測定者の負担が軽減される効果が得られる。
請求項３に記載の発明は、前記転動体転動振動数が、転動体転動振動数検出手段によって転動体転動振動データから検出されたものであることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、転動体転動振動数の検出作業が自動的に行われるので、測定者の負担が軽減される効果が得られる。
請求項４に記載の発明は、前記表示装置が、角度に対する振動強さを波形表示するものであることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、どの角度で振動が大きくなるのかはっきり認識できる効果が得られる。

本発明によれば、転動体が内輪に対し転動しているのか、あるいは衝突しているのか状況がはっきりと分かる転がり状況表示装置を提供することができる。

本発明の実施形態におけるオルタネータの転がり軸受の振動測定状態図である。 本発明の実施形態において玉衝突振動測定状態図である。 本発明の実施形態において玉転動振動測定状態図である。 本発明の実施形態においてタッチパネルの表示状態図である。 本発明の実施形態における測定から表示までのフロー図である。 本発明の実施形態における軸受振動測定のフロー図である。 本発明の実施形態における玉衝突振動測定のフロー図である。 本発明の実施形態における玉転動振動測定のフロー図である。 本発明の実施形態における玉衝突振動数検出のフロー図である。 本発明の実施形態における玉転動振動検出のフロー図である。 本発明の実施形態における玉衝突振動数抜き出しのフロー図である。 本発明の実施形態における玉転動振動数抜き出しのフロー図である。 本発明の実施形態における転がり軸受の振動の波形表示状態図である。 本発明の実施形態における図１３の波形を分解した分解状態図である。 本発明の実施形態における図１３のＡ−Ａ線における振動強さを周波数毎に分解した分解状態図である。 本発明の実施形態における図１３の振動から玉衝突振動数、玉転動振動数のみを抜き出した波形状態図である。

本発明の実施形態について、図１ないし図１６を参酌しつつ説明する。図１はオルタネータの転がり軸受の振動測定状態図であり、図２は玉衝突振動測定状態図であり、図３は玉転動振動測定状態図であり、図４はタッチパネルの表示状態図であり、図５は測定から表示までのフロー図であり、図６は軸受振動測定のフロー図であり、図７は玉衝突振動測定のフロー図であり、図８は玉転動振動測定のフロー図であり、図９は玉衝突振動数検出のフロー図であり、図１０は玉転動振動検出のフロー図であり、図１１は玉衝突振動数抜き出しのフロー図であり、図１２は玉転動振動数抜き出しのフローであり、図１３は転がり軸受の振動の波形表示状態図であり、図１４は図１３の波形を分解した分解状態図であり、図１５は図１３のＡ−Ａ線における振動強さを周波数毎に分解した分解状態図であり、図１６は図１３の振動から玉衝突振動数、玉転動振動数のみを抜き出した波形状態図である。

図１において、オルタネータ１０は図略の自動車エンジンに取付けられ、このオルタネータ１０は発電軸１５を有する。発電軸１５の一端に一方向クラッチ付きプーリ４０が取付けられ、この一方向クラッチ付きプーリ４０にベルト４７が掛けられている。またオルタネータ１０には第１ＡＥセンサ５０、第２ＡＥセンサ５１およびエンコーダ５５が取付けられ、これらは信号線ケーブルを介してタッチパネル付きデータロガー６０に接続されている。

オルタネータ１０は、フロントハウジング１２およびリアハウジング１３を有し、フロントハウジング１２に第１玉軸受２０が取付けられ、リアハウジング１３に第２玉軸受３０が取付けられている。発電軸１５は、第１玉軸受２０および第２玉軸受３０を介してフロントハウジング１２およびリアハウジング１３に回転可能に軸承されている。

オルタネータ１０は、交流電流を発生させる発電部３５を有し、発電部３５はステータ３６およびロータ３８からなっている。ステータ３６は、ステータコアにステータコイルを巻きつけたものであり、ステータ３６は３つの独立したステータコイルを持っている。ステータ３６はフロントハウジング１２に嵌合固定されている。ロータ３８は、ロータコイル３７を一対のポールコアで挟み込んだものであり、ロータコイル３７に直流電流を印加すると、一方のポールコアにＮ極が発生し、他方のポールコアにＳ極が発生するようになっている。ロータコイル３７の外周には、一方のポールコアおよび他方のポールコアが、軸方向に突出し、しかも円周方向に交互に突出している。ロータ３８は、発電軸１５のスプライン部１７にスプライン嵌合され、発電軸１５とともに一体回転するようになっている。発電軸１５とともにロータ３８を回転させると、一つのステータコイルにＳ極およびＮ極が交互に対応し、一つのステータコイルから交流電流が発生するようになっている。

オルタネータ１０は、図略のダイオードを有し、３つのステータコイルから発生した交流電流は、ダイオードによって整流され、直流電流として取り出されるようになっている。

発電軸１５の一端には、ネジ部１６が形成され、このネジ部１６に一方向クラッチ付きプーリ４０が螺合されている。一方向クラッチ付きプーリ４０は、回転部４１、プーリ部４２、ころ軸受４３、玉軸受４４、一方向クラッチ４５からなり、プーリ部４２はころ軸受４３および玉軸受４４を介して回転部４１に回転可能に軸承されている。プーリ部４２および回転部４１間に一方向クラッチ４５が介挿され、プーリ部４２の一方向の回転は一方向クラッチ４５を介して回転部４１に伝達され、回転部４１の一方向の回転はプーリ部４２に伝達されないようになっている。プーリ部４２にはベルト４７が掛けられている。

発電軸１５の他端には、ネジ部１８が形成され、このネジ部１８にナット３３が螺合されている。発電軸１５には、第１間座３１および第２間座３２が嵌合され、第１間座３１は第１玉軸受２０の内輪２１およびロータ３８間に設けられ、第２間座３２は第２玉軸受３０の内輪およびロータ３８間に設けられている。ネジ部１８にナット３３を螺合することによって、第１玉軸受２０の内輪２１は、一方向クラッチ付きプーリ４０の回転部４１および第１間座３１によって挟持され、ロータ３８は、第１間座３１および第２間座３２によって挟持され、第２玉軸受３０の内輪は、第２間座３２およびナット３３によって挟持されるようになっている。

第１玉軸受２０は、内輪２１、外輪２２、複数の玉２３、保持器２４とからなり、内輪２１の外周に内輪側外周軌道面２１ａが形成され、外輪２２の内周に外輪側内周軌道面２２ａが形成されている。内輪側外周軌道面２１ａおよび外輪側内周軌道面２２ａ上を玉２３が転動するようになっている。保持器２４には、円周方向に複数のポケットが形成され、各ポケットに玉２３が回転可能に保持されている。内輪２１は発電軸１５に嵌合され、外輪２２はフロントハウジング１２に嵌合されている。第２玉軸受３０は、第１玉軸受２０と同様な構造を有するので、説明は省略する。

第１間座３１の外周に第１ＡＥセンサ５０が取付けられ、フロントハウジング１２の軸方向に突出したボス部の外周に第２ＡＥセンサ５１が取付けられている。第１間座３１の外周にスリップリング５２が取付けられ、フロントハウジング１２にブラシ５３が取付けられている。ブラシ５３はスリップリング５２に摺接し、第１ＡＥセンサ５０からの信号は、スリップリング５２およびブラシ５３を介して取り出されるようになっている。第１ＡＥセンサ５０および第２ＡＥセンサ５１は、フロントハウジング１２のボス部および第１間座３１に伝わってきた振動を、電気信号に変換して取り出すものである。第１ＡＥセンサ５０および第２ＡＥセンサ５１は、圧電素子を複数積層したものが内蔵されている。

リアハウジング１３には、エンコーダ５５が取付けられている。エンコーダ５５の回転するロータは、カップリング５６を介して発電軸１５の他端に回転連結されている。発電軸１５とともにエンコーダ５５のロータが回転することにより、発電軸１５の回転角度が検出できるようになっている。

タッチパネル付きデータロガー６０は、ＣＰＵ６１、一時メモリ６２、データ保管メモリ６３、クォーツ６４、画像コントーラ６５、タッチパネル６６、インタフェイス６７からなっている。ＣＰＵ６１は、一時メモリ６２、データ保管メモリ６３、クォーツ６４、画像コントーラ６５およびインタフェイス６７に接続され、タッチパネル６６は、画像コントローラ６５に接続されている。またインタフェイス６７は、第１ＡＥセンサ５０、第２ＡＥセンサ５１およびエンコーダ５５に接続され、第１ＡＥセンサ５０および第２ＡＥセンサ５１のアナログ信号をデジタル信号に変化する機能も持ち合わせている。

クォーツ６４は、単位時間当たり所定数のパルスを発するもので、このパルスをＣＰＵ６１を介して一時メモリ６２でカウントすることにより、サンプリングカウンタ（タイマ）として使用できる。画像コントローラ６５は、タッチパネル６６に表示する画像をコントロールするとともに、タッチパネル６６上で選択された情報をＣＰＵ６１に伝える機能を有する。タッチパネル６６は、液晶画面を有するとともに、画面上を指で触れたことを検知する機能を有する。

データ保管メモリ６３は、データを格納するための第１フォルダ、第２フォルダ、第３フォルダ、第４フォルダ、第５フォルダ、第６フォルダを有するとともに、軸受振動測定プログラム、玉衝突振動測定プログラム、玉転動振動測定プログラム、玉衝突振動数検出プログラム、玉転動振動数検出プログラム、軸受振動の抜き出し（玉衝突振動数）プログラム、軸受振動の抜き出し（玉転動振動数）プログラムが格納されている。

タッチパネル付きデータロガー６０に電源を入れると、タッチパネル６６に図４に示すようなメニュー画面が表示されるようになっている。メニュー画面には、文字を四角の枠で囲ったボタンが表示されている。メニュー画面には、軸受振動測定ボタン７１ａ、玉衝突振動測定ボタン７１ｂ、玉転動振動測定ボタン７１ｃ、玉衝突振動の波形表示ボタン７４ｃ、玉転動振動の波形表示ボタン７４ｄ、玉衝突振動数検出ボタン７２ａ、玉転動振動数検出ボタン７２ｂ、サンプリングカウンタＳａ設定ボタン７５ａ、サンプリングカウンタＳｂ設定ボタン７５ｂ、軸受振動の抜き出し（玉衝突振動数）ボタン７３ａ、軸受振動の抜き出し（玉転動振動数）ボタン７３ｂ、軸受振動の波形表示（第１フォルダを元に）ボタン７４ａ、軸受振動の波形表示（第６フォルダを元に）ボタン７４ｂ、第６フォルダの空ボタン７６、終了ボタン７７が有る。

軸受振動測定ボタン７１ａを押すと、図６に示すフローに従って軸受振動測定プログラムが実行され、玉衝突振動測定ボタン７１ｂを押すと、図７に示すフローに従って玉衝突振動測定プログラムが実行され、玉転動振動測定ボタン７１ｃを押すと、図８に示すフローに従って玉転動振動測定プログラムが実行されるようになっている。

玉衝突振動数検出ボタン７２ａを押すと、図９に示すフローに従って玉衝突振動数検出プログラムが実行され、玉転動振動数検出ボタン７２ｂを押すと、図１０に示すフローに従って玉転動振動数検出プログラムが実行されるようになっている。

軸受振動の抜き出し（玉衝突振動数）ボタン７３ａを押すと、図１１に示すフローに従って軸受振動の抜き出し（玉衝突振動数）プログラムが実行され、軸受振動の抜き出し（玉転動振動数）ボタン７３ｂを押すと、図１２に示すフローに従って軸受振動の抜き出し（玉転動振動数）プログラムが実行されるようになっている。

軸受振動の波形表示（第１フォルダを元に）ボタン７４ａを押すと、第１フォルダに格納された軸受の振動データＢｍを使って図１３に示すような波形Ｇがタッチパネル６６に表示され、軸受振動の波形表示（第６フォルダを元に）ボタン７４ｂを押すと、第６フォルダに格納された軸受の振動データを使って図１６に示すような波形Ｇｆがタッチパネル６６に表示されるようになっている。

玉衝突振動の波形表示ボタン７４ｃを押すと、図１４の波形Ｇｅに似たような波形が表示され、玉転動振動の波形表示ボタン７４ｄを押すと、図１４の波形Ｇｃに似たような波形が表示されるようになっている。第６フォルダの空ボタン７６を押すと、データ保管メモリ６３の第６フォルダが空になるようになっている。サンプリングカウンタＳａ設定ボタン７５ａを押すと、設定画面に切り替わり、サンプリングカウンタＳａを入力できるようになっている。サンプリングカウンタＳｂ設定ボタン７５ｂを押すと、設定画面に切り替わり、サンプリングカウンタＳｂを入力できるようになっている。サンプリングカウンタＳａおよびサンプリングカウンタＳｂはデータ保管メモリ６３に保管されるようになっている。終了ボタン７７を押すと、実行中のプログラムが終了するようになっている。

図２にもとづいて、玉衝突振動の測定を説明する。内輪もどき２１ｂに第３ＡＥセンサ５７が取付けられている。内輪もどき２１ｂは、内輪２１と同等の材料を使用して四角柱形状に加工したものである。第３ＡＥセンサ５７は、信号線ケーブルを介してタッチパネル付きデータロガー６０のインタフェイス６７に接続されている。２点鎖線に示す位置から玉２３を内輪もどき２１ｂに落下させて玉衝突振動を測定する。

図３にもとづいて、玉転動振動の測定を説明する。内輪もどき２１ｃに第４ＡＥセンサ５８が取付けられている。内輪もどき２１ｃは、内輪２１と同等の材料を使用して四角柱形状に加工したものである。第４ＡＥセンサ５８は、信号線ケーブルを介してタッチパネル付きデータロガー６０のインタフェイス６７に接続されている。内輪もどき２１ｃには玉２３が載置され、玉２３には外輪もどき２２ｃが載置されている。外輪もどき２２ｃは、外輪２２と同等の材料を使用して四角柱形状に加工したものである。外輪もどき２２ｃおよび玉２３の自重を内輪もどき２１ｃに掛けた状態で、外輪もどき２２ｃを長手方向に移動させ、玉２３を転動させることによって玉転動振動を測定する。

次に上述した構成にもとづいて動作を説明する。図５には全体のフローが記載されており、玉衝突振動測定８１、玉衝突振動数検出８２、玉転動振動測定８３、玉転動振動数検出８４、軸受振動測定８５、軸受振動の抜き出し８６、軸受振動の波形表示８８の順に行う。

玉衝突振動測定８１を行うには、図２に示すように事前準備でタッチパネル付きデータロガー６０のインタフェイス６７に第３ＡＥセンサ５７を接続する必要がある。かかる状態で、図４に示すようにタッチパネル６６の玉衝突振動測定ボタン７１ｂを押し、玉２３を内輪もどき２１ｂに落下させ、タッチパネル６６の終了ボタン７７を押す。

玉衝突振動測定のフローは、図７に記載されており、図４に示すようにタッチパネル６６の玉衝突振動測定ボタン７１ｂを押すことによって玉衝突振動測定のフローを記載した玉衝突振動測定プログラムが実行される。

玉衝突振動測定ボタン７１ｂを押すと、図７のステップ８１ａに進み、ｍ＝０にリセットされる。ステップ８１ｂでサンプリングカウンタＳ＝０にリセットし、ステップ８１ｃでサンプリングカウンタＳをスタートさせる。ステップ８１ｄでｍ＝ｍ＋１を実行し、ステップ８１ｅで第３ＡＥセンサ５７からの振動信号Ｄｍをロードし、第２フォルダに格納する。ステップ８１ｆでＳｂ≦Ｓかどうか判定し、Ｙｅｓであればステップ８１ｇに進み、Ｎｏであればステップ８１ｆを再度実行する。つまり、ステップ８１ｆがＹｅｓになるまで次のステップへ進むのを待つ。ステップ８１ｇで終了ボタン７７を押したかどうか判定し、Ｙｅｓであればエンドとなり、Ｎｏであればステップ８１ｂに戻る。つまり、終了ボタン７７が押されるまで、サンプリングカウンタＳｂごとに第３ＡＥセンサ５７からの振動信号Ｄｍをロードし、格納する。

第３ＡＥセンサ５７の振動信号Ｄｍは、振動強さＫｍｎと周波数Ｆｍｎの両方が入っている。ｍは、行を表し、ｎは列を表す。ｍとｎは、第２フォルダ内のデータの格納先を表す。

前記カウンタｍ、サンプリングカウンタＳのデータは、一時メモリ６２に入っており、カウンタｍおよびサンプリングカウンタＳを０にリセットしたり、カウンタｍを１ずつカウントアップさせたり、クォーツ６４のパルスをサンプリングカウンタＳにカウントさせる動作は、ＣＰＵ６１によってなされる。これらの動作は、他のプログラムにおいても同様に行われる。

玉衝突振動数検出のフローは、図９に記載されており、図４に示すようにタッチパネル６６の玉衝突振動数検出ボタン７２ａを押すことによって玉衝突振動数検出のフローを記載した玉衝突振動数検出プログラムが実行される。

玉衝突振動数検出ボタン７２ａを押すと、図９のステップ８２ａに進み、ｍ＝０にリセットし、ステップ８２ｂでｍｂ＝０にリセットし、ステップ８２ｃでｎｂ＝０にリセットする。ステップ８２ｄでＫａ＝０にリセットし、ステップ８２ｅでｎ＝０にリセットする。ステップ８２ｆでｍ＝ｍ＋１を実行し、ステップ８２ｇでｎ＝ｎ＋１を実行する。ステップ８２ｈで第２フォルダに格納されたＫｍｎデータ（振動信号Ｄｍデータの振動強さ）を読み込み、Ｋｍｎデータがあるかどうか判定する。ここでＹｅｓであれば、ステップ８２ｉへ進み、Ｎｏであれば、ステップ８２ｐへ進む。

ステップ８２ｉでｃ＝０にリセットし、ステップ８２ｊでＫａ≦Ｋｍｎかどうか判定し、Ｙｅｓであればステップ８２ｋに進み、Ｎｏであればステップ８２ｇを再度実行する。ステップ８２ｋでＫａをＫｍｎの値に書き換え、ステップ８２ｍでｍｂ＝ｍとして第４フォルダに格納し、ステップ８２ｎでｎｂ＝ｎとして第４フォルダに格納し、ステップ８２ｇに戻る。ステップ８２ｐでｃ≧１か判定し、Ｙｅｓであればエンドとなり、Ｎｏであれば、ステップ８２ｑでｃ＝ｃ＋１を実行し、ステップ８２ｅへ戻る。

第４フォルダに格納されたｍｂおよびｎｂは、強い振動強さＫｍｂｎｂの格納先であり、これを記憶することによって後で強い振動強さＫｍｂｎｂを持つ周波数Ｆｍｂｎｂ（玉衝突振動数）を取り出せるようにする。

上述したフローを詳細に説明すると、前記Ｋｍｎのｍは、行を表し、ｎは列を表す。あるｍ行の全てのｎ列のＫｍｎデータを見終わえるまで、ステップ８２ｇからステップ８２ｎを繰り返す。あるｍ行の全てのｎ列のＫｍｎデータを全て読み終わえると、ｎ＝０にリセットし、ｍ＝ｍ＋１とカウントアップして次のｍ行のＫｍｎデータを読む。ｍ行の全てのｎ列のＫｍｎデータが無ければ、ｃ＝ｃ＋１を実行し、次のｍ行のＫｍｎデータが無ければ、ｃ≧１となってエンドとなる。

玉転動振動測定８３を行うには、図３に示すように事前準備にタッチパネル付きデータロガー６０のインタフェイス６７に第４ＡＥセンサ５８を接続する必要がある。かかる状態で、タッチパネル６６の玉転動振動測定ボタン７１ｃを押し、外輪もどき２２ｃを長手方向に移動させ、玉２３を転動させ、タッチパネル６６の終了ボタン７７を押す。

玉転動振動測定のフローは、図８に記載されており、図３に示すようにタッチパネル６６の玉転動振動測定ボタン７１ｃを押すことによって玉転動振動測定のフローを記載した玉転動振動測定プログラムが実行される。

玉転動振動測定ボタン７１ｃを押すと、図８のステップ８３ａに進み、ｍ＝０にリセットされる。ステップ８３ｂでサンプリングカウンタＳ＝０にリセットし、ステップ８３ｃでサンプリングカウンタＳをスタートさせる。ステップ８３ｄでｍ＝ｍ＋１を実行し、ステップ８３ｅで第４ＡＥセンサ５８からの振動信号Ｅｍをロードし、第３フォルダに格納する。ステップ８３ｆでＳｂ≦Ｓかどうか判定し、Ｙｅｓであればステップ８３ｇに進み、Ｎｏであればステップ８３ｆを再度実行する。つまり、ステップ８３ｆがＹｅｓになるまで次のステップへ進むのを待つ。ステップ８３ｇで終了ボタン７７を押したかどうか判定し、Ｙｅｓであればエンドとなり、Ｎｏであればステップ８３ｂに戻る。つまり、終了ボタン７７が押されるまで、サンプリングカウンタＳｂごとに第４ＡＥセンサ５８からの振動信号Ｅｍをロードし、第３フォルダに格納する。

第４ＡＥセンサ５８の振動信号Ｅｍは、振動強さＫｍｎと周波数Ｆｍｎの両方が入っている。ｍは、行を表し、ｎは列を表す。ｍとｎは、第３フォルダ内のデータの格納先を表す。

玉転動振動数検出のフローは、図１０に記載されており、図４に示すようにタッチパネル６６の玉転動振動数検出ボタン７２ｂを押すことによって玉転動振動数検出のフローを記載した玉転動振動数検出プログラムが実行される。

玉転動振動数検出ボタン７２ｂを押すと、図１０のステップ８４ａに進み、ｍ＝０にリセットし、ステップ８４ｂでｍｄ＝０にリセットし、ステップ８４ｃでｎｄ＝０にリセットする。ステップ８４ｄでＫａ＝０にリセットし、ステップ８４ｅでｎ＝０にリセットする。ステップ８４ｆでｍ＝ｍ＋１を実行し、ステップ８４ｇでｎ＝ｎ＋１を実行する。ステップ８４ｈで第２フォルダに格納されたＫｍｎデータ（振動データＥｍの振動強さ）を読み込み、Ｋｍｎデータがあるかどうか判定する。ここでＹｅｓであれば、ステップ８４ｉへ進み、Ｎｏであれば、ステップ８４ｐへ進む。

ステップ８４ｉでｃ＝０にリセットし、ステップ８４ｊでＫａ≦Ｋｍｎかどうか判定し、Ｙｅｓであればステップ８４ｋに進み、Ｎｏであればステップ８４ｇを再度実行する。ステップ８４ｋでＫａをＫｍｎの値に書き換え、ステップ８４ｍでｍｄ＝ｍとして第５フォルダに格納し、ステップ８４ｎでｎｄ＝ｎとして第５フォルダに格納し、ステップ８４ｇに戻る。ステップ８４ｐでｃ≧１か判定し、Ｙｅｓであればエンドとなり、Ｎｏであれば、ステップ８４ｑでｃ＝ｃ＋１を実行し、ステップ８４ｅへ戻る。

第４フォルダに格納されたｍｂおよびｎｂは、強い振動強さＫｍｂｎｂの格納先であり、これを記憶することによって後で強い振動強さＫｍｂｎｂを持つ周波数Ｆｍｂｎｂ（玉転動振動数）を取り出せるようにする。

軸受振動測定８５を行うには、図４に示すように事前準備でタッチパネル付きデータロガー６０のインタフェイス６７に第１ＡＥセンサ５０、第２ＡＥセンサ５１、エンコーダ５５を接続する必要がある。かかる状態で、図略のエンジンを駆動してベルト４７、プーリ部４２、一方向クラッチ４５、回転部４１を介して発電軸１５を回転させ、図４に示すようにタッチパネル６６の軸受振動測定ボタン７１ａを押し、しばらくしてから、タッチパネル６６の終了ボタン７７を押す。

軸受振動測定のフローは、図６に記載されており、図４に示すようにタッチパネル６６の軸受振動測定ボタン７１ａを押すことによって軸受振動測定のフローを記載した軸受振動測定プログラムが実行される。

軸受振動測定ボタン７１ａを押すと、図６のステップ８５ａに進み、ｍ＝０にリセットされる。ステップ８５ｂでサンプリングカウンタＳ＝０にリセットし、ステップ８５ｃでサンプリングカウンタＳをスタートさせる。ステップ８５ｄでｍ＝ｍ＋１を実行し、ステップ８５ｅでエンコーダ５５からの角度信号Ａｍをロードし、第１フォルダに格納する。ステップ８５ｆで第１ＡＥセンサ５０からの振動信号Ｂｍをロードし、第１フォルダに格納し、ステップ８５ｇで第２ＡＥセンサ５１からの振動信号Ｃｍをロードし、第１フォルダに格納する。

ステップ８５ｈでＳａ≦Ｓかどうか判定し、Ｙｅｓであればステップ８５ｉに進み、Ｎｏであればステップ８５ｈを再度実行する。つまり、ステップ８５ｈがＹｅｓになるまで次のステップへ進むのを待つ。ステップ８５ｉで終了ボタン７７を押したかどうか判定し、Ｙｅｓであればエンドとなり、Ｎｏであればステップ８５ｂに戻る。つまり、終了ボタン７７が押されるまで、サンプリングカウンタＳａごとに第１ＡＥセンサ５０、第２ＡＥセンサ５１からの振動信号Ｂｍ、Ｃｍをロードし、エンコーダ５５からの角度信号Ａｍをロードし、第１フォルダに格納する。

第１フォルダに格納する際に、角度信号Ａｍと振動信号Ｂｍが対、角度信号Ａｍと振動信号Ｃｍが対となるように格納される。振動信号Ｂｍは、内輪２１の振動が主に入っており、振動信号Ｃｍは、外輪２２の振動が主に入っている。第１ＡＥセンサ５０の振動信号Ｂｍは、振動強さＫｍｎと周波数Ｆｍｎの両方が入っている。ｍは、行を表し、ｎは列を表す。ｍとｎは、第１フォルダ内のデータの格納先を表す。エンコーダ５５の角度信号Ａｍは、Ａｍｎと表すことができ、ｍとｎは、第１フォルダ内のデータの格納先を表す。つまり、同じ格納先ｍｎに、Ａｍｎ、Ｋｍｎ、Ｆｍｎが入る。

図１４ないし図１６で説明する波形は、角度信号Ａｍと振動信号Ｂｍにもとづくものであり、全体の説明を分かりやすくするために、振動信号Ｃｍの説明は省略する。

軸受振動の抜き出し（玉衝突振動数）フローは、図１１に記載されており、図４に示すようにタッチパネル６６の軸受振動の抜き出し（玉衝突振動数）ボタン７３ａを押すことによって軸受振の抜き出し（玉衝突振動数）フローを記載した軸受振動の抜き出し（玉衝突振動数）プログラムが実行される。

軸受振動の抜き出し（玉衝突振動数）ボタン７３ａを押すと、図１１のステップ８６ａに進み、ｍｂ、ｎｂを第４フォルダから読み出し、ステップ８６ｂでＦｍｂｎｂを第２フォルダから読み出す。ステップ８６ｃでｍ＝０にリセットし、ステップ８６ｄでｎ＝０にリセットする。ステップ８６ｅでｍ＝ｍ＋１を実行し、ステップ８６ｆでｎ＝ｎ＋１を実行する。ステップ８６ｇで第１フォルダのＦｍｎを読み込み、Ｆｍｎがあるかどうか判定する。ここでＹｅｓであれば、ステップ８６ｈに進み、Ｎｏであればステップ８６ｋに進む。

ステップ８６ｈでｃ＝０にリセットし、ステップ８６ｉでＦｍｂｎｂ＝Ｆｍｎか判定する。ここでＹｅｓであれば、ステップ８６ｊへ進み、Ｎｏであれば、ステップ８６ｆに戻る。ステップ８６ｊでＦｍｎおよびＫｍｎを第６フォルダに格納する。ステップ８６ｋでｃ≧１か判定し、Ｙｅｓであればエンドとなり、Ｎｏであれば、ステップ８６ｍでｃ＝ｃ＋１を実行し、ステップ８６ｄへ戻る。つまり、第６フォルダに格納されるＦｍｎは、玉衝突振動数Ｆｍｂｎｂと等しいものである。

軸受振動の抜き出し（玉転動振動数）フローは、図１２に記載されており、図４に示すようにタッチパネル６６の軸受振動の抜き出し（玉転動振動数）ボタン７３ｂを押すことによって軸受振動の抜き出し（玉転動振動数）フローを記載した軸受振動の抜き出し（玉転動振動数）プログラムが実行される。

軸受振動の抜き出し（玉転動振動数）ボタン７３ｂを押すと、図１２のステップ８７ａに進み、ｍｄ、ｎｄを第５フォルダから読み出し、ステップ８７ｂでＦｍｄｎｄを第３フォルダから読み出す。ステップ８７ｃでｍ＝０にリセットし、ステップ８７ｄでｎ＝０にリセットする。ステップ８７ｅでｍ＝ｍ＋１を実行し、ステップ８７ｆでｎ＝ｎ＋１を実行する。ステップ８７ｇで第１フォルダのＦｍｎを読み込み、Ｆｍｎがあるかどうか判定する。ここでＹｅｓであれば、ステップ８７ｈに進み、Ｎｏであればステップ８７ｋに進む。

ステップ８７ｈでｃ＝０にリセットし、ステップ８７ｉでＦｍｄｎｄ＝Ｆｍｎか判定する。ここでＹｅｓであれば、ステップ８７ｊへ進み、Ｎｏであれば、ステップ８７ｆに戻る。ステップ８７ｊでＦｍｎおよびＫｍｎを第６フォルダに格納する。ステップ８７ｋでｃ≧１か判定し、Ｙｅｓであればエンドとなり、Ｎｏであれば、ステップ８７ｍでｃ＝ｃ＋１を実行し、ステップ８７ｄへ戻る。つまり、第６フォルダに格納されるＦｍｎは、玉転動振動数Ｆｍｄｎｄと等しいものである。

軸受振動の波形表示（第１フォルダを元に）ボタン７４ａを押すと、第１フォルダに格納された軸受振動データを使って図１３に示すような波形Ｇがタッチパネル６６に表示される。波形Ｇは、角度に対する振動強さの変化を表したものであり、また図１４に示す色々な波形を合成したものである。

図１４の波形Ｇａは、エンジンの回転数変動による発電軸１５のねじれ振動である。波形Ｇｂは、オルタネータの回転数変動による発電軸１５のねじれ振動である。波形Ｇｃは、第１玉軸受２０の転動振動である。波形Ｇｄは、第２玉軸受３０の転動振動である。波形Ｇｅは、第２玉軸受２０の玉衝突振動である。

これらの振動は、図１５に示すように、周波数（振動数）に対する振動強さで表すこともできる。図１５は、図１４のＡ−Ａ線における周波数に対する振動強さを表したものである。図１４の波形Ｇｅは、図１５において周波数Ｆｅと振動強さＫｅを持っている。図１４の波形Ｇａは、図１５において周波数Ｆａと振動強さＫａを持っている。図１４の波形Ｇｂは、図１５において周波数Ｆｂと振動強さＫｂを持っている。図１４の波形Ｇｃは、図１５において周波数Ｆｃと振動強さＫｃを持っている。図１４の波形Ｇｄは、図１５において周波数Ｆｄと振動強さＫｄを持っている。

軸受振動の波形表示（第６フォルダを元に）ボタン７４ｂを押すと、第６フォルダに格納された軸受振動データを使って図１６に示すような波形Ｇｆがタッチパネル６６に表示される。波形Ｇｆは、図１４の波形Ｇｃと波形Ｇｅを合計したものである。これを見ることによって、玉２３が内輪２１に衝突しているのか、玉２３が内輪２１上を転動しているのかが分かる。

玉衝突振動の波形表示ボタン７４ｃを押すと、図１４の波形Ｇｅに似たような波形が表示される。この波形は、第２フォルダに格納された第３ＡＥセンサ５７の振動信号Ｄｍを元に作成される。またこの波形は、エンコーダ５５の角度信号Ａｍが入っていないので、角度に対する振動強さでなく、サンプリング数に対する振動強さである。さらにこの波形は、振動強さの面で振動信号Ｂｍと異なるが、振動数の面で振動信号Ｂｍの波形Ｇｅが持つ振動数Ｆｅと同じである。

玉転動振動の波形表示ボタン７４ｄを押すと、図１４の波形Ｇｃに似たような波形が表示される。この波形は、第３フォルダに格納された第４ＡＥセンサ５８の振動信号Ｅｍを元に作成される。またこの波形は、エンコーダ５５の角度信号Ａｍが入っていないので、角度に対する振動強さでなく、サンプリング数に対する振動強さである。さらにこの波形は、振動強さの面で振動信号Ｂｍと異なるが、振動数の面で振動信号Ｂｍの波形Ｇｅが持つ振動数Ｆｅと同じである。

再度、振動信号Ｂｍを採取した場合は、第６フォルダの空ボタン７６を押し、データ保管メモリ６３の第６フォルダを空にする。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した実施形態は、エンコーダ５５の角度信号Ａｍを採取し、角度信号Ａｍと振動信号Ｂｍを対にしたので、どの角度でどのような振動が発生しているのか分かりやすい。他の実施形態として、エンコーダ５５の角度信号Ａｍを採取しなくても良い。この場合、サンプリング数と振動信号Ｂｍが対となり、エンコーダ５５を省略できる分だけ、データ処理が容易になる。

上述した実施形態は、角度信号Ｂｍを使用して図１４ないし図１６を表した。他の実施形態として、角度信号Ｃｍで図１４ないし図１６を表しても良い。この場合、第１ＡＥセンサ５０、ブラシ５３およびスリップリング５２を不要にでき構造が簡単となる反面、外輪２２に対する玉２３の転動振動も入って振動がより複雑なものになる。

上述した実施形態は、図９の玉衝突振動数検出フローに示すように、一番強い振動強さを自動的に探し、この振動強さを出している周波数を自動的に見つけた。他の実施形態として、玉衝突振動の波形表示ボタン７４ｃを押し、角度に対する振動強さの波形をタッチパネル６６に表示させ、波形の中で振動強さの強いところを作業者の目で選んで、周波数に対する振動強さを表示し、振動強さの強い周波数を作業者の目で選んで、この周波数を第４フォルダに格納しても良い。

上述した実施形態は、図１０の玉転動振動数検出フローに示すように、一番強い振動強さを自動的に探し、この振動強さを出している周波数を自動的に見つけた。他の実施形態として、玉転動振動の波形表示ボタン７４ｄを押し、角度に対する振動強さの波形をタッチパネル６６に表示させ、波形の中で振動強さの強いところを作業者の目で選んで、周波数に対する振動強さを表示し、振動強さの強い周波数を作業者の目で選んで、この周波数を第５フォルダに格納しても良い。

上述した実施形態は、転動体として玉を用いた例について述べた。他の実施形態として、転動体は、円筒ころであっても良い。玉は、傾きがない分だけ、内輪および外輪間の空間へ浮きやすい。

２０：第１玉軸受（転がり軸受）、２１：内輪、２２：外輪、２３：玉（転動体）、５０：第１ＡＥセンサ、６０：タッチパネル付きデータロガー（転がり軸受状況表示装置）、６１：ＣＰＵ、６２：一時メモリ、６３：データ保管メモリ（記憶装置）、６６：タッチパネル（表示装置）、８６：軸受振動の抜き出し（玉落下振動数）（抜き出し手段）、８７：軸受振動の抜き出し（玉転動振動数）（抜き出し手段）、Ｂｍ：振動信号（軸受振動データ）

Claims (4)

1. 転がり軸受振動データ、転動体衝突振動数および転動体転動振動数を格納した記憶装置と、前記転がり軸受振動データから前記転動体衝突振動数および前記転動体転動振動数を抜き出す抜き出し手段と、抜き出し済の転がり軸受振動データにもとづいて振動強さを波形表示する表示装置とからなる転がり軸受状況表示装置。
2. 前記転動体衝突振動数は、転動体衝突振動数検出手段によって転動体衝突振動データから検出されたものであることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受状況表示装置。
3. 前記転動体転動振動数は、転動体転動振動数検出手段によって転動体転動振動データから検出されたものであることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受状況表示装置。
4. 前記表示装置は、角度に対する振動強さを波形表示することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受状況表示装置。

Images