專利名稱：聲發射測量裝置、動力傳遞裝置以及滾動軸承裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及聲發射測量裝置。并且，本發明涉及具有動力傳遞部件和聲發射傳感器(AE傳感器)的動力傳遞裝置。另外，本發明涉及具有 滾動軸承和聲發射傳感器(AE傳感器)的滾動軸承裝置。io 背景技術以往，作為設置有聲發射(以下稱為AE)測量裝置的帶AE傳感器 的裝置，存在日本特開平9-26414號公報中所述的裝置。該帶AE傳感器的裝置將來自安裝在旋轉體上的AE傳感器的AE信 號在FM調制電路中進行頻率調制，并對調制后的AE信號進行放大，然 15后，經由發送天線和接收天線以無線方式進行發送接收。進而，將由上 述接收天線接收到的AE信號經由放大器、FM接收電路和FM解調電路 輸入到AE分析裝置，從而利用AE分析裝置對上述旋轉體的異常進行診 斷。但是，在上述現有的帶AE傳感器的裝置中，在發送側需要用于對 20 AE信號進行放大的電源，存在運轉成本高的問題。并且，由于使用發送 天線對AE信號進行發送，所以在發送側需要用于配置上述發送天線的大 的配置空間，從而在裝置的發送側的配置空間小的情況下，存在無法使 用裝置的問題。另外，為了避免上述空間的問題，艮P，為了確保發送側的足夠的配 25置空間，如果將AE傳感器安裝在最靠近旋轉體的靜止體上，則能夠解決 發送天線的配置的問題，但存在如下問題AE信號變得微弱，無法利用 AE傳感器捕捉到有效的AE信號，不能準確地對旋轉體的異常進行判斷。
發明內容
因此，本發明的課題在于提供一種小型的AE測量裝置，該AE測量 裝置在發送側無需電源，運轉成本低，并且能夠準確地檢測AE信號。此 夕卜，本發明的課題在于提供小型的動力傳遞裝置和小型的滾動軸承裝置， 所述動力傳遞裝置在發送側無需電源，運轉成本低，并且能夠準確地對 5來自作為旋轉體的動力傳遞部件的AE信號進行檢測，所述滾動軸承裝置 能夠準確地檢測來自旋轉圈的AE信號。聲發射測量裝置的特征在于，具有固定在旋轉體上的聲發射傳感器；第一線圈，其直接或間接地固定在上述旋轉體上，并且來自上述聲 10發射傳感器的電流流過該第一線圈；以及第二線圈，其靜止，并且與上述第一線圈以非接觸的方式隔開間隙 進行電磁耦合。將聲發射(AE)定義為伴隨材料的龜裂的產生、進展以及異常磨損 等而產生的彈性波(振動、聲波)。 15 根據本發明，由于AE傳感器直接固定在旋轉體上，所以能夠高靈敏度地檢測在旋轉體產生的AE信號，能夠準確地對旋轉體的材料的龜裂 的產生、進展以及異常磨損進行檢測。另外，根據本發明，由于AE傳感器直接固定在旋轉體上，并且使 用隔開間隙而電磁耦合的第一線圈和第二線圈進行旋轉側與靜止側之間 20的信號的傳遞，所以與使用天線的情況相比，能夠顯著地減少旋轉側與 靜止側之間的信號傳遞時的能量損失，并且能夠省略旋轉側(發送側) 的電源(外部電源、電池)。因此，能夠大幅度地降低運轉成本。另外，根據本發明，由于在與旋轉體同步旋轉的旋轉側無需天線， 所以能夠使裝置的旋轉側的部分形成得緊湊，能夠緩和相對于裝置的配25置空間的大小的使用極限。另外， 一實施方式的聲發射測量裝置具有上述第一線圈用的第一磁 軛和上述第二線圈用的靜止的第二磁軛，上述第一磁軛和上述第二磁軛 隔開間隙而對置并構成磁路。根據上述實施方式，由于能夠使磁力線通過上述第一磁軛中和上述第二磁軛中，所以能夠減少將信號從第一線圈傳遞到第二線圈時的能量 損失。另外，對于一實施方式的聲發射測量裝置，上述第一磁軛和上述第二磁軛分別具有外筒部；位于該外筒部的徑向的內側的內筒部；以及 5連接上述外筒部的軸向的一端和上述內筒部的上述軸向的一端的端面 部，上述第一磁軛和上述第二磁軛以上述第一磁軛的位于上述端面部的 相反側的另一端與上述第二磁軛的位于上述端面部的相反側的另一端對 置并離開的方式，對置地配置在上述軸向上，上述第一線圈配置在上述 第一磁軛的上述內筒部與上述外筒部之間，并且上述第二線圈配置在上 10述第二磁軛的上述內筒部與上述外筒部之間。根據上述實施方式，由于旋轉側(發送側)的第一線圈和靜止側(接 收側)的第二線圈鄰接配置在第一線圈的軸向上，所以在第一線圈的軸 向的鄰接部存在空間的情況下，能夠高效地發送接收信號。另外，根據上述實施方式，能夠使磁力線繞過第一磁軛的內筒部、 ]5端面部、外筒部、第二磁軛的外筒部、端面部和內筒部。從而，能夠縮 短磁力線所形成的閉合回路的長度，能夠減小磁力線的衰減率，因此能夠提高信號的傳送效率，即使AE信號微弱，也能夠將AE信號準確地從 旋轉側傳送到靜止側。另外，對于一實施方式的聲發射測量裝置，上述第一線圈和上述第20二線圈同心地配置，并且，上述第一線圈和上述第二線圈中的一方的至少一部分配置在上述第一線圈和上述第二線圈中的另一方的內側。根據上述實施方式，在第一線圈的軸向的鄰接部沒有空間、而在與 第一線圈的軸向垂直的方向上存在空間的情況下，能夠在旋轉側與靜止 側之間發送接收信號。25 另外，對于一實施方式的聲發射測量裝置，上述聲發射傳感器對頻率在200kHz以上500kHz以下的聲發射進行檢測。根據上述實施方式，能夠高靈敏度地對AE進行檢測。另外，本發明的動力傳遞裝置的特征在于，該動力傳遞裝置具有殼體；
動力傳遞部件，其是相對于上述殼體旋轉的旋轉體；固定在上述動力傳遞部件上的聲發射傳感器；第一線圈，其直接或間接地固定在上述動力傳遞部件上，并且來自 上述聲發射傳感器的電流流過該第一線圈；以及 5 第二線圈，其靜止，并且與上述第一線圈以非接觸的方式隔開間隙進行電磁耦合。根據本發明，由于聲發射傳感器直接固定在動力傳遞部件上，所以 能夠高靈敏度地檢測在動力傳遞部件產生的AE信號，能夠準確地對動力 傳遞部件的材料的龜裂的產生、進展以及異常磨損進行檢測。io 另外，根據本發明，由于AE傳感器直接固定在動力傳遞部件上，并且使用隔開間隙而電磁耦合的第一線圈和第二線圈進行旋轉側與靜止 側之間的信號傳遞，所以與使用天線的情況相比，能夠顯著地減少旋轉 側與靜止側之間的信號傳遞時的能量損失，并且能夠省略旋轉側(發送 偵D的電源。因此，能夠大幅度地降低運轉成本。15 另外，根據本發明，由于在與動力傳遞部件同步旋轉的旋轉側無需電源和天線，所以能夠使動力傳遞部件的旋轉側的部分形成得緊湊，能 夠緩和相對于滾動軸承裝置的配置空間的大小的使用極限。另外， 一實施方式的動力傳遞裝置具有上述第一線圈用的第一磁軛 和上述第二線圈用的靜止的第二磁軛，上述第一磁軛和上述第二磁軛隔20幵間隙而對置并構成磁路。根據上述實施方式，由于能夠使磁力線通過上述第一磁軛中和上述 第二磁軛中，所以能夠減少將信號從第一線圈傳遞到第二線圈時的能量 損失。另外，對于一實施方式的動力傳遞裝置，上述第一磁軛和上述第二 25磁軛分別具有外筒部；位于該外筒部的徑向的內側的內筒部；以及連 接上述外筒部的軸向的一端和上述內筒部的上述軸向的一端的端面部，上述第一磁軛和上述第二磁軛以上述第一磁軛的位于上述端面部的 相反側的另一端與上述第二磁軛的位于上述端面部的相反側的另一端對 置并離開的方式，對置地配置在上述軸向上， 上述第一線圈配置在上述第一磁軛的上述內筒部與上述外筒部之 間，并且上述第二線圈配置在上述第二磁軛的上述內筒部與上述外筒部 之間。根據上述實施方式，由于將旋轉側(發送側)的第一線圈和靜止側 5 (接收側)的第二線圈鄰接配置在第一線圈的軸向上，所以在第一線圈 的軸向的鄰接部存在空間的情況下，能夠高效地發送接收信號。另外，根據上述實施方式，能夠使磁力線繞過第一磁軛的內筒部、 端面部、外筒部、第二磁軛的外筒部、端面部和內筒部。從而，能夠縮 短磁力線所形成的閉合回路的長度，能夠減小磁力線的衰減率，因此能io夠提高信號的傳送效率，即使AE信號微弱，也能夠將AE信號準確地從 旋轉側傳送到靜止側。另外，對于一實施方式的動力傳遞裝置，在與上述第一線圈的軸向 垂直的剖面中的上述第一線圈的外接圓的半徑比在與上述第二線圈的軸 向垂直的剖面中的上述第二線圈的內接圓的半徑小，上述第一線圈的中15心軸與上述第二線圈的中心軸大致平行，上述第一線圈中的至少一部分配置在上述第二線圈的內部。根據上述實施方式，在第一線圈的軸向的鄰接部沒有空間、而在與 第一線圈的軸向垂直的方向上存在空間的情況下，能夠在旋轉側與靜止 側之間發送接收信號。20 另外，對于一實施方式的動力傳遞裝置，上述聲發射傳感器對頻率在200kHz以上500kHz以下的聲發射進行檢測。根據上述實施方式，能夠高靈敏度地對AE進行檢測。 另外，對于一實施方式的動力傳遞裝置，上述動力傳遞部件是帶輪。 根據上述實施方式，由于聲發射傳感器直接固定在帶輪上，所以能 25夠高靈敏度地對在帶輪產生的AE信號進行測量。另外，本發明的滾動軸承裝置的特征在于，該滾動軸承裝置具有第一滾道圈，其是旋轉圈，并具有滾道面； 第二滾道圈，其是固定圈，并具有滾道面；滾動體，其配置在上述第一滾道圈的上述滾道面與上述第二滾道圈 的上述滾道面之間；固定在上述第一滾道圈上的聲發射傳感器；第一線圈，其直接或間接地固定在上述第一滾道圈上，并且來自上述聲發射傳感器的電流流過該第一線圈；以及 5 第二線圈，其靜止，并且與上述第一線圈以非接觸的方式隔開間隙進行電磁耦合。根據本發明，由于聲發射傳感器直接固定在第一滾道圈上，所以能 夠高靈敏度地檢測在第一滾道圈產生的AE信號，能夠準確地對第一滾道 圈的材料的龜裂的產生、進展以及異常磨損進行檢測。10 另外，根據本發明，由于AE傳感器直接固定在第一滾道圈上，并且使用隔開間隙而電磁耦合的第一線圈和第二線圈進行旋轉側與靜止側 之間的信號傳遞，所以與使用天線的情況相比，能夠顯著地減少旋轉側 與靜止側之間的信號傳遞時的能量損失，并且能夠省略旋轉側(發送側) 的電源。因此，能夠大幅度地降低運轉成本。15 另外，根據本發明，由于在與第一滾道圈同步旋轉的旋轉側無需電源和天線，所以能夠使滾動軸承裝置的旋轉側的部分形成得緊湊，能夠 緩和相對于滾動軸承裝置的配置空間的大小的使用極限。另外， 一實施方式的滾動軸承裝置具有上述第一線圈用的第一磁軛 和上述第二線圈用的靜止的第二磁軛，上述第一磁軛和上述第二磁軛隔20開間隙而對置并構成磁路。根據上述實施方式，由于能夠使磁力線通過上述第一磁軛中和上述 第二磁軛中，所以能夠減少將信號從第一線圈傳遞到第二線圈時的能量 損失。另外，對于一實施方式的滾動軸承裝置，上述第一磁軛和上述第二 25磁軛的形狀大致相同，上述第一磁軛和上述第二磁軛分別具有外筒部; 位于該外筒部的徑向的內側的內筒部；以及連接上述外筒部的軸向的一 端和上述內筒部的上述軸向的一端的中空的圓板形狀的端面部，上述第 一磁軛和上述第二磁軛以上述第一磁軛的位于上述端面部的相反側的另 一端與上述第二磁軛的位于上述端面部的相反側的另一端鄰接的方式，
對置地配置在上述軸向上，上述第一線圈配置在上述第一磁軛的上述內 筒部與上述外筒部之間，并且上述第二線圈配置在上述第二磁軛的上述 內筒部與上述外筒部之間。根據上述實施方式，由于旋轉側(發送側)的第一線圈和靜止側(接 5收側)的第二線圈鄰接配置在第一線圈的軸向上，所以在第一線圈的軸 向的鄰接部存在空間的情況下，能夠高效地發送接收信號。另外，根據上述實施方式，能夠使磁力線繞過第一磁軛的內筒部、 端面部、外筒部、第二磁軛的外筒部、端面部和內筒部。從而，能夠縮 短磁力線所形成的閉合回路的長度，能夠減小磁力線的衰減率，因此能io夠提高信號的傳送效率，即使AE信號微弱，也能夠將AE信號準確地從旋轉側傳送到靜止側。另外，對于一實施方式的滾動軸承裝置，在與上述第一線圈的軸向 垂直的剖面中的上述第一線圈的外接圓的半徑比在與上述第二線圈的軸 向垂直的剖面中的上述第二線圈的內接圓的半徑小，上述第一線圈的中15心軸與上述第二線圈的中心軸大致平行，上述第一線圈中的至少一部分配置在上述第二線圈的內部。根據上述實施方式，在第一線圈的軸向的鄰接部沒有空間、而在與第一線圈的軸向垂直的方向上存在空間的情況下，能夠在旋轉側與靜止側之間發送接收信號。 20 另外，對于一實施方式的滾動軸承裝置，上述聲發射傳感器對頻率在200kHz以上500kHz以下的聲發射進行檢測。根據上述實施方式，能夠高靈敏度地對AE進行檢測。
25 圖1是表示本發明的第一實施方式的AE測量裝置的一部分的外觀的圖。圖2是表示作為具有本發明的第一實施方式的AE測量裝置的第二 實施方式的動力傳遞裝置、即埋入固定有壓電元件的動力傳遞裝置的鏈 條式V型帶輪無級變速器的主要部分的剖面圖。圖3是對上述第一實施方式的AE測量裝置、作為上述第二實施方式的動力傳遞裝置的一部分的AE測量裝置以及作為第三實施方式的滾 動軸承裝置的一部分的AE測量裝置所具有的第一線圈收納箱內的結構 進行說明的分解示意圖。 5 圖4是表示接收側(靜止側)的信號電平相對于發送側(旋轉側)的信號電平的衰減率的圖。圖5是表示本發明的第四實施方式的AE測量裝置和本發明的第五 實施方式的滾動軸承裝置的示意圖。io具體實施方式
下面，通過圖示的方式對本發明詳細地進行說明。 圖1是表示本發明的第一實施方式的聲發射(AE)測量裝置的一部 分的外觀的圖。該AE測量裝置具有第一線圈收納箱2和第二線圈收納箱3。上述第 15 —線圈收納箱2具有大致圓筒狀的形狀。上述第一線圈收納箱2固定在 旋轉軸1的軸向的一端的端面上，與旋轉軸1同步旋轉。上述第二線圈 收納箱3具有與第一線圈收納箱2大致相同的形狀。上述第二線圈收納 箱3沿第一線圈收納箱2的軸向隔開少許間隙地鄰接配置在第一線圈收 納箱2的上述軸向上。上述第二線圈收納箱3通過螺母5緊固在夾緊部 20件4上，相對于殼體處于靜止狀態，所述夾緊部件4固定在收納旋轉軸1 的殼體上。該AE測量裝置具有作為AE傳感器的一例的壓電元件(未圖示)。 該壓電元件埋入并固定在下面在圖2中詳述的固定側帶輪半體81s、 86s 的背面。該壓電元件對頻率在200kHz以上500kHz以下的聲發射進行檢 25觀L該AE測量裝置使由受到了外力的壓電元件產生的電流經由被絕緣體 包覆的導線8流向配置在第一線圈收納箱2的內部的第一線圈。另外， 該聲發射測量裝置使由與第一線圈電磁耦合的配置在第二線圈收納箱2 內的第二線圈根據電磁感應的法則產生的電流，經由被絕緣體包覆的導 線9流向AE信號分析部(未圖示)。
圖2是表示作為本發明的第二實施方式的埋入固定有上述壓電元件 的動力傳遞裝置的鏈條式V型帶輪無級變速器的主要部分的剖面圖，該動力傳遞裝置組裝了本發明的第一實施方式的AE測量裝置。另外，在圖 2中，參照標號90表示作為AE傳感器的上述壓電元件。在圖中，作為5動力傳遞部件的驅動帶輪81由不沿軸向(圖中的左右方向)移動的固定 側帶輪半體81s和可沿軸向移動的可動側帶輪半體81m構成。固定側帶 輪半體81s由車身側的支承部82和83支承為可自由旋轉。可動側帶輪 半體81m支承在固定側帶輪半體81s上，并被支承為可相對于固定側帶 輪半體81s沿軸向移動。在可動側帶輪半體81m的背面側，在其與氣缸io蓋84之間形成有油室85，通過對該油室85的油壓控制，可動側帶輪半 體81m沿軸向移動。另一方面，作為動力傳遞部件的從動帶輪86也同樣由不沿軸向移動 的固定側帶輪半體86s和可沿軸向移動的可動側帶輪半體86m構成。固 定側帶輪半體86s由車身側的支承部82和83支承為可自由旋轉。可動15側帶輪半體86m支承在固定側帶輪半體86s上，并且被支承為可相對于 固定側帶輪半體86s沿軸向移動。在可動側帶輪半體86m的背面側，在 其與氣缸蓋87之間形成有油室88，通過對該油室88的油壓控制，可動 側帶輪半體86m沿軸向移動。另一方面，作為動力傳遞部件的動力傳遞用鏈條89是將多個鏈節板20 89b經由安裝銷(load pin) 89a呈環狀且可自由彎折地連接而成。動力傳 遞用鏈條89架設在上述驅動帶輪81和從動帶輪86之間，安裝銷89a的 兩端面與各帶輪81、 86的圓錐面接觸。借助于由該接觸產生的摩擦力， 可進行動力傳遞。另外，通過對油室85、 88的油壓控制，動力傳遞用鏈 條89相對于各帶輪81、 86的巻繞直徑無級地變化，由此，變速比無級25地變化。此處，將AE測量裝置的壓電元件固定在作為本發明的第二實施方 式的動力傳遞裝置的鏈條式V型帶輪無級變速器中。但是，當然也可以 將具有上述結構的AE測量裝置固定在滾動軸承上。這樣，也可以形成本 發明的第三實施方式的滾動軸承裝置。例如，雖然未圖示，但可以如下
面所示那樣形成具有球軸承和上述說明的AE測量裝置的滾動軸承裝置。 艮P，若使用圖1進行說明，則將球軸承的作為第一滾道圈的內圈(未圖 示)外嵌并固定在旋轉軸1上，將球軸承的作為第二滾道圈的外圈(未 圖示)內嵌并固定在收納旋轉軸1的殼體上。并且，將壓電元件埋入并 5固定在上述內圈的軸向的端面上。另外，上述球軸承和壓電元件配置在 旋轉軸1上的紙面中的左側。這樣配置球軸承和壓電元件，從而形成具有球軸承和上述說明的AE測量傳感器的本發明的第三實施方式的滾動軸承裝置。圖3是對構成上述第一實施方式的AE傳感器裝置的一部分、第二 io實施方式的動力傳遞裝置的AE傳感器裝置的一部分、或者第三實施方式 的滾動軸承裝置的AE傳感器裝置的一部分的第一線圈收納箱2內的結構進行說明的分解示意圖。如圖3所示，在上述第一線圈收納箱2的軸向的旋轉軸側的相反側 的端面上形成有環狀的凹部29，該凹部29處于中心軸與第一線圈收納箱 15 2的中心軸大致平行的狀態。在該凹部29中，從靠近旋轉軸1的端面一 側沿軸向依次配置有形成在印刷電路板20上的電子電路部21、作為第一 磁軛的一例的第一鐵氧體磁心(ferritecore) 23 (在圖3中，將第一鐵氧 體磁心23從第一線圈收納箱2分離進行圖示)。上述電子電路部21是不需要電源的無源電路。上述電子電路部21 20具有用于降低低頻的機械噪聲的低通濾波器和波形形成電路。上述第一鐵氧體磁心23具有外筒部25;內筒部26;以及端面部27，該端面部27將外筒部25的軸向的一端和內筒部26的軸向的一端連 接起來。上述外筒部的外徑的尺寸與凹部29的開口側的內徑的尺寸大致 相同，從而將外筒部25內嵌并固定于凹部29中。并且，上述端面部27 25是中空的環狀，沿大致內筒部26 (大致外筒部25)的徑向擴展。如圖3 所示，在外筒部25的軸向的半剖面中，第一鐵氧體磁心23具有截面大 致3字狀的形狀，成為軸向的一端開口的形狀。在上述內筒部26與外筒部25之間配置有第一線圈30。換言之，構 成為在上述內筒部26的外周纏繞有導線的結構。另外，在圖3中，33表 示作為第二磁軛的一例的第二鐵氧體磁心。上述第二鐵氧體磁心33具有與第一鐵氧體磁心23大致相同的形狀。另外，在圖3中，為簡單起見， 省略第二線圈收納箱的圖示，但第二線圈收納箱(參照圖1)也與第一線 圈收納箱2同樣具有大致圓柱形狀的凹部，從而將第二鐵氧體磁心33內5嵌并固定于該凹部內。上述第二鐵氧體磁心33的開口與第一鐵氧體磁心 23的開口沿軸向對置，上述第二鐵氧體磁心33與第一鐵氧體磁心23沿 軸向隔開小的間隙d對置配置。在上述第二鐵氧體磁心33的內筒部36 與外筒部35之間配置有第二線圈40。換言之，構成為在上述內筒部36 的外周纏繞有導線的結構。第二線圈40靜止，同時，與第一線圈30以io非接觸的方式隔開間隙進行電磁耦合，第一鐵氧體磁心23與第二鐵氧體 磁心33隔開間隙地對置并構成磁路。另外，在圖3中，50表示鐵氧體磁心23、 33的外筒部25、 35和內 筒部26、 36的徑向的結構。此處，51表示外筒部25、 35的外周面，52 表示外筒部25、 35的內周面，53表示內筒部26、 36的外周面，54表示15內筒部26、 36的內周面。如50所示，外筒部25、 35的中心軸與內筒部 26、 36的中心軸大致一致。以往，在將由設定在旋轉體上的傳感器檢測到的檢測信號用無線方 式發送到靜止體的情況下，由于從旋轉側向靜止側發送信號時失去的信 號的能量大，所以在本領域技術人員之間會認為如果不在使用電池等20電源利用放大器等對上述傳感器檢測到的檢測信號進行放大之后發送到 靜止體側，則不能將能夠分析信息的信號(S/N比大的信號)發送到靜止 體側。但是，本發明者發現，在檢測信號是AE的情況下，即，在持續時 間是100微秒位，非常短，且波形為大致脈沖狀的時間變動大的突發性 信號的情況下，即使沒有在旋轉側對檢測信號進行放大，只要在旋轉側25配置第一線圈，并且在靜止側配置與第一線圈電磁耦合的第二線圈，根 據電磁感應的法則就能夠將S/N比大的信號從第一線圈傳送到第二線圈， 即從旋轉側傳送到靜止側。在上述結構中，當作為AE傳感器的壓電元件因AE而受到力學上的 力并發生變形，輸出具有100微秒位的寬度的AE信號(電信號)時，該 含在AE信號中的低頻的機械噪聲降低，同 時波形成形AE信號。并且，此后，降低了低頻的機械噪聲后的AE信號 (電信號)流過第一線圈30。于是，由第一線圈30生成的磁場在與第一 鐵氧體磁心23電磁耦合的第二鐵氧體磁心33的內筒部36中生成，根據5電磁感應的法則，在第二線圈40生成電流。此后，如上所述，用放大器 將傳送到靜止側的AE信號放大，用微型計算機進行分析，對在上述動力 傳遞部件91、 92、 93產生的AE進行檢測。圖4是表示在通過使第一線圈和第二線圈電磁耦合來發送接收信號 的第一實施方式的AE測量裝置中，省略AE傳感器和電子電路部而直接io將頻率發生器連接在第一線圈上，通過頻率發生器發送出偽信號時的、 接收側(靜止側)的信號電平相對于發送側(旋轉側)的信號電平的衰 減率的圖。此外，圖4是表示在通過使第一線圈和第二線圈電磁耦合來 發送接收信號的構成第二實施方式的動力傳遞裝置的一部分的AE測量 裝置中，省略AE傳感器和電子電路部而直接將頻率發生器連接在第一線15圈上，通過頻率發生器發送出偽信號時的、接收側(靜止側)的信號電 平相對于發送側(旋轉側)的信號電平的衰減率的圖。并且，圖4是表 示在通過使第一線圈和第二線圈電磁耦合來發送接收信號的構成第三實 施方式的滾動軸承裝置的一部分的AE測量裝置中，省略AE傳感器和電 子電路部而直接將頻率發生器連接在第一線圈上，通過頻率發生器發送20出偽信號時的、接收側(靜止側)的信號電平相對于發送側(旋轉側) 的信號電平的衰減率的圖。在圖4中，波形50表示不使旋轉體1旋轉時的接收波形，波形51 表示使旋轉體1旋轉時的接收波形。在圖4中，使旋轉體1旋轉時的接 收波形51的衰減率比不使旋轉體1旋轉時的接收波形50的衰減率大的25原因是，伴隨第一線圈30的旋轉，在第一線圈30中流過的電流值減少。 如圖4所示那樣可知，在發送信號的頻率為200kHz到500kHz的情況下， 在接收波形50中，接收側的信號強度與發送側的信號強度大致相同，衰 減率非常小。由此，如果利用聲發射傳感器對頻率在200kHz以上500kHz 以下的信號進行檢測，則能夠高效地傳送AE信號。根據上述第一實施方式和第二實施方式，由于AE傳感器直接固定在作為旋轉體的一例的上述固定側帶輪半體81s、 86s上，所以能夠高靈 敏度地測量在上述動力傳遞部件91、 92、 93 (驅動傳遞用鏈條89、驅動 帶輪81、從動帶輪86)產生的AE信號，能夠準確地檢測出上述動力傳5遞部件的材料的龜裂的產生、進展以及異常磨損。另外，根據上述第一實施方式和第二實施方式，由于AE傳感器直 接固定在上述固定側帶輪半體81s、 86s上，并且使用隔開間隙而電磁耦 合的第一線圈30和第二線圈40進行旋轉側與靜止側之間的信號傳遞， 所以與使用天線的情況相比，能夠顯著地減少旋轉側與靜止側之間的信io號傳遞時的能量損失，能夠省略旋轉側(發送側)的電源。因此，能夠 大幅度地降低運轉成本。另外，根據上述第一實施方式和第二實施方式，由于在旋轉側無需 電源和天線，所以能夠使裝置的旋轉側的部分形成得緊湊，能夠緩和相 對于裝置的配置空間的大小的使用極限。 15 另外，根據上述第一實施方式和第三實施方式，由于AE傳感器直接固定在作為旋轉圈的上述內圈上，所以能夠高靈敏度地測量在上述內 圈產生的AE信號，能夠準確地檢測出上述內圈的材料的龜裂的產生、進 展以及異常磨損。另外，根據上述第一實施方式和第三實施方式，由于AE傳感器直 20接固定在上述內圈上，并且使用隔開間隔而電磁耦合的第一線圈30和第 二線圈40進行旋轉側與靜止側之間的信號的傳遞，所以與使用天線的情 況相比，能夠顯著地減少旋轉側與靜止側之間的信號傳遞時的能量損失， 并且在旋轉側(發送側)無需電源。因此，能夠大幅度地降低運轉成本。 另外，根據上述第一實施方式和第三實施方式，由于在與上述內圈 25同步旋轉的旋轉側無需電源和天線，所以能夠使裝置的旋轉側的部分形 成得緊湊，能夠緩和相對于裝置的配置空間的大小的使用極限。另外，根據上述第一、第二和第三實施方式，由于具有第一線圈30 用的第一鐵氧體磁心23和第二線圈40用的靜止的第二鐵氧體磁心33, 第一鐵氧體磁心23和第二鐵氧體磁心33隔開間隙而對置并構成磁路， 所以能夠使磁力線通過第一鐵氧體磁心23和第二鐵氧體磁心33中，從 而能夠減小將AE信號從第一線圈30傳遞到第二線圈40時的能量損失。 另外，根據上述第一、第二和第三實施方式，由于第一鐵氧體磁心 23和第二鐵氧體磁心33的形狀大致相同，并且第一鐵氧體磁心23和第5 二鐵氧體磁心33在軸向的半剖面中分別具有截面〕字狀的形狀，且第一 線圈30巻繞在第一鐵氧體磁心23的內筒部26上，并且第二線圈40巻 繞在第二鐵氧體磁心33的內筒部36上，所以能夠使磁力線繞過第一鐵 氧體磁心23的內筒部26、端面部27、外筒部25、第二鐵氧體磁心33的 外筒部35、端面部37、內筒部36。從而，可以縮短磁力線所形成的閉合io回路的長度，能夠減小磁力線的衰減率，因此能夠提高信號的傳送效率， 即使AE信號微弱，也能夠將AE信號準確地從旋轉側傳送到靜止側。另 夕卜，由于將第一線圈30和第二線圈40沿軸向對置配置，所以即使只在 第一線圈30的軸向的鄰接部存在空間的情況下，也能夠高效地發送接收 信號。15 另外，根據上述第一、第二和第三實施方式，由于AE傳感器對頻率在200kHz以上500kHz以下的AE進行檢測，所以能夠高靈敏度地對 AE進行檢測。另外，在上述第一、第二和第三實施方式中，第一和第二鐵氧體磁 心23、 33是具有外筒部25、 35、內筒部26、 36和端面部27、 37的形狀， 20但是在本發明中，第一或第二磁軛也可以是大致〕字形狀、大致U字磁 鐵形狀或大致〈字形狀等具有兩個端部的面對稱的棒材。進而，也可以 將彎曲或彎折的棒狀的具有兩個端部的第一和第二磁軛以第一磁軛的兩 個端部與第二磁軛的兩個端部對置的方式隔開少許間隙地對置配置，并 將第一線圈的導線巻繞在一方的磁軛上，同時將第二線圈的導線巻繞在 25另一方的磁軛上。圖5是表示本發明的第四實施方式的AE測量裝置和本發明的第五 實施方式的滾動軸承裝置的示意圖。第四實施方式的AE測量裝置與第一實施方式的不同點在于，不是 使第一線圈和第二線圈沿作為被AE測量部件的內圈的軸向對置，而是使
第一線圈和第二線圈沿作為被AE測量部件的內圈62的徑向對置。在第 四實施方式的AE測量裝置中，省略關于與第一實施方式的AE測量裝置 共同的作用效果和變形例的說明，僅對與第一實施方式的AE測量裝置不 同的結構、作用效果和變形例進行說明。 5 另外，第五實施方式的滾動軸承裝置與第三實施方式的不同點在于，不是使第一線圈和第二線圈沿作為第一滾道圈的內圈62的軸向對置，而 是使它們沿內圈62的徑向對置。在第五實施方式的滾動軸承裝置中，省 略關于與第三實施方式的滾動軸承裝置共同的作用效果和變形例的說明，僅對與第三實施方式的滾動軸承裝置不同的結構、作用效果和變形 io例進行說明。如圖5所示，在第四實施方式中，作為AE傳感器的壓電元件63埋 入并固定于球軸承61的內圈62的軸向的一方的端面上，該球軸承61外 嵌并固定在旋轉軸60上。并且，收納第一線圈(內筒線圈)73的大致輪 胎(tire)狀的箱(作為第一鐵氧體磁心的內筒鐵氧體磁心)65在與內圈15 62的軸向的壓電元件63固定側的端面抵接的狀態下，外嵌并固定于旋轉 軸60上，另一方面，收納第二線圈(外筒線圈)74的大致輪胎狀的箱(作 為第二鐵氧體磁心的外筒鐵氧體磁心)66在與外圈64的軸向的端面抵接 的狀態下，以與箱(第一鐵氧體磁心)65沿徑向對置的方式內嵌并固定 在內嵌固定有球軸承61的外圈64的殼體等上。上述第一線圈73與第二20線圈74同心地配置，第一線圈73配置在第二線圈74的內側。上述第二 線圈74經由放大器69與CPU 70連接。另外，第五實施方式的滾動軸承裝置具有球軸承61和聲發射測量裝 置75。上述球軸承61具有外圈64、內圈62和滾珠67，聲發射測量裝置 75具有AE傳感器63以及箱65、 66。25 在上述結構中，當壓電元件63對內圈62的AE進行檢測時，在第一線圈73中突發性地流過電流，由該突發性的電流在旋轉軸60中產生 大致沿其軸向延伸的磁力線。此時，由于該磁力線的產生而引起的磁場 的變化，根據電磁感應的法則，在第二線圈74中生成電流。這樣，將 AE信號從旋轉側傳送到靜止側。
根據上述第四和第五實施方式，由于第一線圈73和第二線圈74沿 旋轉軸60 (球軸承61)的徑向對置配置，所以在第一線圈的軸向的鄰接 部沒有空間、而在與第一線圈73的軸向垂直的方向上存在空間的情況下， 能夠在旋轉側與靜止側之間發送接收信號。5 另外，在上述第四和第五實施方式中，上述第一線圈73與第二線圈74同心地配置，并將第一線圈73配置在第二線圈74的內側，但是只要 第一線圈的中心軸與第二線圈的中心軸大致平行，并且以第一線圈的至 少一部分位于第二線圈的內側的方式配置第一線圈和第二線圈即可。另 夕卜，在滾動軸承的外圈是旋轉圈、滾動軸承的內圈是固定圈的情況下，io只要將上述第一線圈和第二線圈同心地配置，并且將第二線圈的至少一 部分配置在第一線圈的內側即可。另外，在上述第一和第四實施方式中，將AE傳感器埋入并固定在 帶輪以及滾動軸承的內側，但是對于本發明的AE測量裝置，當然對AE 進行測量的不限于帶輪和軸承的內圈，包含帶輪的動力傳遞部件、發電15機的渦輪和旋轉軸等任何一種旋轉體都能夠對AE進行測量。另外，在上述第三和第五實施方式中，將AE傳感器埋入并固定在 旋轉圈是內圈的球軸承的內圈，但是在旋轉圈是外圈的球軸承的情況下， 當然也可以將AE傳感器固定在該球軸承的外圈。另外，在本發明中，也 可以將AE傳感器固定在滾子軸承(圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承和球面20滾子軸承)的旋轉圈(外圈或內圈)上，構成滾動軸承裝置。另外，在 本發明中，不僅可以將AE傳感器固定在向心軸承的旋轉圈上，也可以將 其固定在推力軸承的旋轉圈上，構成滾動軸承裝置。
權利要求
1、一種聲發射測量裝置，其特征在于，該聲發射測量裝置具有聲發射傳感器，其固定在旋轉體上；第一線圈，其直接或間接地固定在上述旋轉體上，并且來自上述聲發射傳感器的電流流過該第一線圈；以及第二線圈，其靜止，并且與上述第一線圈以非接觸的方式隔開間隙進行電磁耦合。
2、 根據權利要求l所述的聲發射測量裝置，其特征在于， 該聲發射測量裝置具有上述第一線圈用的第一磁軛；以及上述第二線圈用的靜止的第二磁軛， 上述第一磁軛和上述第二磁軛隔開間隙而對置并構成磁路。
3、 根據權利要求2所述的聲發射測量裝置，其特征在于， 上述第一磁軛和上述第二磁軛分別具有外筒部；位于該外筒部的徑向的內側的內筒部；以及連接上述外筒部的軸向的一端和上述內筒部 的上述軸向的一端的端面部，上述第一磁軛和上述第二磁軛以上述第一磁軛的位于上述端面部的 相反側的另一端與上述第二磁軛的位于上述端面部的相反側的另一端對 置并離開的方式，對置地配置在上述軸向上，上述第一線圈配置在上述第一磁軛的上述內筒部與上述外筒部之 間，并且上述第二線圈配置在上述第二磁軛的上述內筒部與上述外筒部 之間。
4、 根據權利要求l所述的聲發射測量裝置，其特征在于， 25 上述第一線圈和上述第二線圈同心地配置，并且，上述第一線圈和上述第二線圈中的一方的至少一部分配置在 上述第一線圈和上述第二線圈中的另一方的內側。
5、 根據權利要求1所述的聲發射測量裝置，其特征在于， 上述聲發射傳感器對頻率在200kHz以上500kHz以下的聲發射進行 檢測。
6、 一種動力傳遞裝置，其特征在于，該動力傳遞裝置具有 殼體；動力傳遞部件，其是相對于上述殼體旋轉的旋轉體； 5 聲發射傳感器，其固定在上述動力傳遞部件上；第一線圈，其直接或間接地固定在上述動力傳遞部件上，并且來自 上述聲發射傳感器的電流流過該第一線圈；以及第二線圈，其靜止，并且與上述第一線圈以非接觸的方式隔開間隙 進行電磁耦合。
7、根據權利要求6所述的動力傳遞裝置，其特征在于，該動力傳遞裝置具有 上述第一線圈用的第一磁軛；以及 上述第二線圈用的靜止的第二磁軛，上述第一磁軛和上述第二磁軛隔開間隙而對置并構成磁路。 15
8、根據權利要求7所述的動力傳遞裝置，其特征在于，上述第一磁軛和上述第二磁軛分別具有外筒部；位于該外筒部的 徑向的內側的內筒部；以及連接上述外筒部的軸向的一端和上述內筒部 的上述軸向的一端的端面部，上述第一磁軛和上述第二磁軛以上述第一磁軛的位于上述端面部的 20相反側的另一端與上述第二磁軛的位于上述端面部的相反側的另一端對 置并離開的方式，對置地配置在上述軸向上，上述第一線圈配置在上述第一磁軛的上述內筒部與上述外筒部之 間，并且上述第二線圈配置在上述第二磁軛的上述內筒部與上述外筒部 之間。25
9、根據權利要求6所述的動力傳遞裝置，其特征在于，上述第一線圈和上述第二線圈同心地配置，并且，上述第一線圈和上述第二線圈中的一方的至少一部分配置在 上述第一線圈和上述第二線圈中的另一方的內側。
10、根據權利要求6所述的動力傳遞裝置，其特征在于， 上述聲發射傳感器對頻率在200kHz以上500kHz以下的聲發射進行 檢測。
11、根據權利要求6所述的動力傳遞裝置，其特征在于， 上述動力傳遞裝置是帶輪。
12、 一種滾動軸承裝置，其特征在于，該滾動軸承裝置具有第一滾道圈，其是旋轉圈，并具有滾道面； 第二滾道圈，其是固定圈，并具有滾道面；滾動體，其配置在上述第一滾道圈的上述滾道面與上述第二滾道圈 的上述滾道面之間； 10 聲發射傳感器，其固定在上述第一滾道圈上；第一線圈，其直接或間接地固定在上述第一滾道圈上，并且來自上述聲發射傳感器的電流流過該第一線圈；以及第二線圈，其靜止，并且與上述第一線圈以非接觸的方式隔開間隙 進行電磁耦合。
13、根據權利要求12所述的滾動軸承裝置，其特征在于，該滾動軸承裝置具有 上述第一線圈用的第一磁軛；以及 上述第二線圈用的靜止的第二磁軛，上述第一磁軛和上述第二磁軛隔開間隙而對置并構成磁路。 20
14、根據權利要求13所述的滾動軸承裝置，其特征在于，上述第一磁軛和上述第二磁軛分別具有外筒部；位于該外筒部的 徑向的內側的內筒部；以及連接上述外筒部的軸向的一端和上述內筒部 的上述軸向的一端的環狀的端面部，上述第一磁軛和上述第二磁軛以上述第一磁軛的位于上述端面部的 25相反側的另一端與上述第二磁軛的位于上述端面部的相反側的另一端對 置并離開和鄰接的方式，對置地配置在上述軸向上，上述第一線圈配置在上述第一磁軛的上述內筒部與上述外筒部之 間，并且上述第二線圈配置在上述第二磁軛的上述內筒部與上述外筒部 之間。
15、 根據權利要求12所述的滾動軸承裝置，其特征在于，上述第一線圈和上述第二線圈同心地配置， 并且，上述第一線圈和上述第二線圈中的一方的至少一部分配置在 上述第一線圈和上述第二線圈中的另一方的內側。
16、 根據權利要求12所述的滾動軸承裝置，其特征在于， 上述聲發射傳感器對頻率在200kHz以上500kHz以下的聲發射進行
全文摘要
本發明提供聲發射測量裝置、動力傳遞裝置以及滾動軸承裝置，作為AE傳感器的壓電元件(63)固定在球軸承(61)的內圈(62)上，該球軸承(61)外嵌固定于旋轉軸(60)上。大致輪胎狀的箱(65)的軸向的端面固定在內圈(62)上，該箱(65)與內圈(62)同步旋轉，并且收納第一線圈，來自壓電元件(63)的電流流過所述第一線圈。收納第二線圈的大致輪胎狀的箱(66)的軸向的端面固定在外圈(64)上。這樣，以第一線圈和第二線圈在徑向對置的方式，將第一線圈和第二線圈向旋轉軸(60)的徑向的外側對置配置。
文檔編號G01N29/14GK101151528SQ200680009890
公開日2008年3月26日 申請日期2006年9月21日 優先權日2005年9月21日
發明者小熊規泰, 村上功 申請人:株式會社捷太格特;村上功
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
