专利名称：声发射测量装置、动力传递装置以及滚动轴承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及声发射测量装置。并且，本发明涉及具有动力传递部件和声发射传感器(AE传感器)的动力传递装置。另外，本发明涉及具有 滚动轴承和声发射传感器(AE传感器)的滚动轴承装置。io 背景技术以往，作为设置有声发射(以下称为AE)测量装置的带AE传感器 的装置，存在日本特开平9-26414号公报中所述的装置。该带AE传感器的装置将来自安装在旋转体上的AE传感器的AE信 号在FM调制电路中进行频率调制，并对调制后的AE信号进行放大，然 15后，经由发送天线和接收天线以无线方式进行发送接收。进而，将由上 述接收天线接收到的AE信号经由放大器、FM接收电路和FM解调电路 输入到AE分析装置，从而利用AE分析装置对上述旋转体的异常进行诊 断。但是，在上述现有的带AE传感器的装置中，在发送侧需要用于对 20 AE信号进行放大的电源，存在运转成本高的问题。并且，由于使用发送 天线对AE信号进行发送，所以在发送侧需要用于配置上述发送天线的大 的配置空间，从而在装置的发送侧的配置空间小的情况下，存在无法使 用装置的问题。另外，为了避免上述空间的问题，艮P，为了确保发送侧的足够的配 25置空间，如果将AE传感器安装在最靠近旋转体的静止体上，则能够解决 发送天线的配置的问题，但存在如下问题AE信号变得微弱，无法利用 AE传感器捕捉到有效的AE信号，不能准确地对旋转体的异常进行判断。
发明内容
因此，本发明的课题在于提供一种小型的AE测量装置，该AE测量 装置在发送侧无需电源，运转成本低，并且能够准确地检测AE信号。此 夕卜，本发明的课题在于提供小型的动力传递装置和小型的滚动轴承装置， 所述动力传递装置在发送侧无需电源，运转成本低，并且能够准确地对 5来自作为旋转体的动力传递部件的AE信号进行检测，所述滚动轴承装置 能够准确地检测来自旋转圈的AE信号。声发射测量装置的特征在于，具有固定在旋转体上的声发射传感器；第一线圈，其直接或间接地固定在上述旋转体上，并且来自上述声 10发射传感器的电流流过该第一线圈；以及第二线圈，其静止，并且与上述第一线圈以非接触的方式隔开间隙 进行电磁耦合。将声发射(AE)定义为伴随材料的龟裂的产生、进展以及异常磨损 等而产生的弹性波(振动、声波)。 15 根据本发明，由于AE传感器直接固定在旋转体上，所以能够高灵敏度地检测在旋转体产生的AE信号，能够准确地对旋转体的材料的龟裂 的产生、进展以及异常磨损进行检测。另外，根据本发明，由于AE传感器直接固定在旋转体上，并且使 用隔开间隙而电磁耦合的第一线圈和第二线圈进行旋转侧与静止侧之间 20的信号的传递，所以与使用天线的情况相比，能够显著地减少旋转侧与 静止侧之间的信号传递时的能量损失，并且能够省略旋转侧(发送侧) 的电源(外部电源、电池)。因此，能够大幅度地降低运转成本。另外，根据本发明，由于在与旋转体同步旋转的旋转侧无需天线， 所以能够使装置的旋转侧的部分形成得紧凑，能够缓和相对于装置的配25置空间的大小的使用极限。另外， 一实施方式的声发射测量装置具有上述第一线圈用的第一磁 轭和上述第二线圈用的静止的第二磁轭，上述第一磁轭和上述第二磁轭 隔开间隙而对置并构成磁路。根据上述实施方式，由于能够使磁力线通过上述第一磁轭中和上述第二磁轭中，所以能够减少将信号从第一线圈传递到第二线圈时的能量 损失。另外，对于一实施方式的声发射测量装置，上述第一磁轭和上述第二磁轭分别具有外筒部；位于该外筒部的径向的内侧的内筒部；以及 5连接上述外筒部的轴向的一端和上述内筒部的上述轴向的一端的端面 部，上述第一磁轭和上述第二磁轭以上述第一磁轭的位于上述端面部的 相反侧的另一端与上述第二磁轭的位于上述端面部的相反侧的另一端对 置并离开的方式，对置地配置在上述轴向上，上述第一线圈配置在上述 第一磁轭的上述内筒部与上述外筒部之间，并且上述第二线圈配置在上 10述第二磁轭的上述内筒部与上述外筒部之间。根据上述实施方式，由于旋转侧(发送侧)的第一线圈和静止侧(接 收侧)的第二线圈邻接配置在第一线圈的轴向上，所以在第一线圈的轴 向的邻接部存在空间的情况下，能够高效地发送接收信号。另外，根据上述实施方式，能够使磁力线绕过第一磁轭的内筒部、 ]5端面部、外筒部、第二磁轭的外筒部、端面部和内筒部。从而，能够縮 短磁力线所形成的闭合回路的长度，能够减小磁力线的衰减率，因此能够提高信号的传送效率，即使AE信号微弱，也能够将AE信号准确地从 旋转侧传送到静止侧。另外，对于一实施方式的声发射测量装置，上述第一线圈和上述第20二线圈同心地配置，并且，上述第一线圈和上述第二线圈中的一方的至少一部分配置在上述第一线圈和上述第二线圈中的另一方的内侧。根据上述实施方式，在第一线圈的轴向的邻接部没有空间、而在与 第一线圈的轴向垂直的方向上存在空间的情况下，能够在旋转侧与静止 侧之间发送接收信号。25 另外，对于一实施方式的声发射测量装置，上述声发射传感器对频率在200kHz以上500kHz以下的声发射进行检测。根据上述实施方式，能够高灵敏度地对AE进行检测。另外，本发明的动力传递装置的特征在于，该动力传递装置具有壳体；
动力传递部件，其是相对于上述壳体旋转的旋转体；固定在上述动力传递部件上的声发射传感器；第一线圈，其直接或间接地固定在上述动力传递部件上，并且来自 上述声发射传感器的电流流过该第一线圈；以及 5 第二线圈，其静止，并且与上述第一线圈以非接触的方式隔开间隙进行电磁耦合。根据本发明，由于声发射传感器直接固定在动力传递部件上，所以 能够高灵敏度地检测在动力传递部件产生的AE信号，能够准确地对动力 传递部件的材料的龟裂的产生、进展以及异常磨损进行检测。io 另外，根据本发明，由于AE传感器直接固定在动力传递部件上，并且使用隔开间隙而电磁耦合的第一线圈和第二线圈进行旋转侧与静止 侧之间的信号传递，所以与使用天线的情况相比，能够显著地减少旋转 侧与静止侧之间的信号传递时的能量损失，并且能够省略旋转侧(发送 侦D的电源。因此，能够大幅度地降低运转成本。15 另外，根据本发明，由于在与动力传递部件同步旋转的旋转侧无需电源和天线，所以能够使动力传递部件的旋转侧的部分形成得紧凑，能 够缓和相对于滚动轴承装置的配置空间的大小的使用极限。另外， 一实施方式的动力传递装置具有上述第一线圈用的第一磁轭 和上述第二线圈用的静止的第二磁轭，上述第一磁轭和上述第二磁轭隔20幵间隙而对置并构成磁路。根据上述实施方式，由于能够使磁力线通过上述第一磁轭中和上述 第二磁轭中，所以能够减少将信号从第一线圈传递到第二线圈时的能量 损失。另外，对于一实施方式的动力传递装置，上述第一磁轭和上述第二 25磁轭分别具有外筒部；位于该外筒部的径向的内侧的内筒部；以及连 接上述外筒部的轴向的一端和上述内筒部的上述轴向的一端的端面部，上述第一磁轭和上述第二磁轭以上述第一磁轭的位于上述端面部的 相反侧的另一端与上述第二磁轭的位于上述端面部的相反侧的另一端对 置并离开的方式，对置地配置在上述轴向上， 上述第一线圈配置在上述第一磁轭的上述内筒部与上述外筒部之 间，并且上述第二线圈配置在上述第二磁轭的上述内筒部与上述外筒部 之间。根据上述实施方式，由于将旋转侧(发送侧)的第一线圈和静止侧 5 (接收侧)的第二线圈邻接配置在第一线圈的轴向上，所以在第一线圈 的轴向的邻接部存在空间的情况下，能够高效地发送接收信号。另外，根据上述实施方式，能够使磁力线绕过第一磁轭的内筒部、 端面部、外筒部、第二磁轭的外筒部、端面部和内筒部。从而，能够縮 短磁力线所形成的闭合回路的长度，能够减小磁力线的衰减率，因此能io够提高信号的传送效率，即使AE信号微弱，也能够将AE信号准确地从 旋转侧传送到静止侧。另外，对于一实施方式的动力传递装置，在与上述第一线圈的轴向 垂直的剖面中的上述第一线圈的外接圆的半径比在与上述第二线圈的轴 向垂直的剖面中的上述第二线圈的内接圆的半径小，上述第一线圈的中15心轴与上述第二线圈的中心轴大致平行，上述第一线圈中的至少一部分配置在上述第二线圈的内部。根据上述实施方式，在第一线圈的轴向的邻接部没有空间、而在与 第一线圈的轴向垂直的方向上存在空间的情况下，能够在旋转侧与静止 侧之间发送接收信号。20 另外，对于一实施方式的动力传递装置，上述声发射传感器对频率在200kHz以上500kHz以下的声发射进行检测。根据上述实施方式，能够高灵敏度地对AE进行检测。 另外，对于一实施方式的动力传递装置，上述动力传递部件是带轮。 根据上述实施方式，由于声发射传感器直接固定在带轮上，所以能 25够高灵敏度地对在带轮产生的AE信号进行测量。另外，本发明的滚动轴承装置的特征在于，该滚动轴承装置具有第一滚道圈，其是旋转圈，并具有滚道面； 第二滚道圈，其是固定圈，并具有滚道面；滚动体，其配置在上述第一滚道圈的上述滚道面与上述第二滚道圈 的上述滚道面之间；固定在上述第一滚道圈上的声发射传感器；第一线圈，其直接或间接地固定在上述第一滚道圈上，并且来自上述声发射传感器的电流流过该第一线圈；以及 5 第二线圈，其静止，并且与上述第一线圈以非接触的方式隔开间隙进行电磁耦合。根据本发明，由于声发射传感器直接固定在第一滚道圈上，所以能 够高灵敏度地检测在第一滚道圈产生的AE信号，能够准确地对第一滚道 圈的材料的龟裂的产生、进展以及异常磨损进行检测。10 另外，根据本发明，由于AE传感器直接固定在第一滚道圈上，并且使用隔开间隙而电磁耦合的第一线圈和第二线圈进行旋转侧与静止侧 之间的信号传递，所以与使用天线的情况相比，能够显著地减少旋转侧 与静止侧之间的信号传递时的能量损失，并且能够省略旋转侧(发送侧) 的电源。因此，能够大幅度地降低运转成本。15 另外，根据本发明，由于在与第一滚道圈同步旋转的旋转侧无需电源和天线，所以能够使滚动轴承装置的旋转侧的部分形成得紧凑，能够 缓和相对于滚动轴承装置的配置空间的大小的使用极限。另外， 一实施方式的滚动轴承装置具有上述第一线圈用的第一磁轭 和上述第二线圈用的静止的第二磁轭，上述第一磁轭和上述第二磁轭隔20开间隙而对置并构成磁路。根据上述实施方式，由于能够使磁力线通过上述第一磁轭中和上述 第二磁轭中，所以能够减少将信号从第一线圈传递到第二线圈时的能量 损失。另外，对于一实施方式的滚动轴承装置，上述第一磁轭和上述第二 25磁轭的形状大致相同，上述第一磁轭和上述第二磁轭分别具有外筒部; 位于该外筒部的径向的内侧的内筒部；以及连接上述外筒部的轴向的一 端和上述内筒部的上述轴向的一端的中空的圆板形状的端面部，上述第 一磁轭和上述第二磁轭以上述第一磁轭的位于上述端面部的相反侧的另 一端与上述第二磁轭的位于上述端面部的相反侧的另一端邻接的方式，
对置地配置在上述轴向上，上述第一线圈配置在上述第一磁轭的上述内 筒部与上述外筒部之间，并且上述第二线圈配置在上述第二磁轭的上述 内筒部与上述外筒部之间。根据上述实施方式，由于旋转侧(发送侧)的第一线圈和静止侧(接 5收侧)的第二线圈邻接配置在第一线圈的轴向上，所以在第一线圈的轴 向的邻接部存在空间的情况下，能够高效地发送接收信号。另外，根据上述实施方式，能够使磁力线绕过第一磁轭的内筒部、 端面部、外筒部、第二磁轭的外筒部、端面部和内筒部。从而，能够縮 短磁力线所形成的闭合回路的长度，能够减小磁力线的衰减率，因此能io够提高信号的传送效率，即使AE信号微弱，也能够将AE信号准确地从旋转侧传送到静止侧。另外，对于一实施方式的滚动轴承装置，在与上述第一线圈的轴向 垂直的剖面中的上述第一线圈的外接圆的半径比在与上述第二线圈的轴 向垂直的剖面中的上述第二线圈的内接圆的半径小，上述第一线圈的中15心轴与上述第二线圈的中心轴大致平行，上述第一线圈中的至少一部分配置在上述第二线圈的内部。根据上述实施方式，在第一线圈的轴向的邻接部没有空间、而在与第一线圈的轴向垂直的方向上存在空间的情况下，能够在旋转侧与静止侧之间发送接收信号。 20 另外，对于一实施方式的滚动轴承装置，上述声发射传感器对频率在200kHz以上500kHz以下的声发射进行检测。根据上述实施方式，能够高灵敏度地对AE进行检测。
25 图1是表示本发明的第一实施方式的AE测量装置的一部分的外观的图。图2是表示作为具有本发明的第一实施方式的AE测量装置的第二 实施方式的动力传递装置、即埋入固定有压电元件的动力传递装置的链 条式V型带轮无级变速器的主要部分的剖面图。图3是对上述第一实施方式的AE测量装置、作为上述第二实施方式的动力传递装置的一部分的AE测量装置以及作为第三实施方式的滚 动轴承装置的一部分的AE测量装置所具有的第一线圈收纳箱内的结构 进行说明的分解示意图。 5 图4是表示接收侧(静止侧)的信号电平相对于发送侧(旋转侧)的信号电平的衰减率的图。图5是表示本发明的第四实施方式的AE测量装置和本发明的第五 实施方式的滚动轴承装置的示意图。io具体实施方式
下面，通过图示的方式对本发明详细地进行说明。 图1是表示本发明的第一实施方式的声发射(AE)测量装置的一部 分的外观的图。该AE测量装置具有第一线圈收纳箱2和第二线圈收纳箱3。上述第 15 —线圈收纳箱2具有大致圆筒状的形状。上述第一线圈收纳箱2固定在 旋转轴1的轴向的一端的端面上，与旋转轴1同步旋转。上述第二线圈 收纳箱3具有与第一线圈收纳箱2大致相同的形状。上述第二线圈收纳 箱3沿第一线圈收纳箱2的轴向隔开少许间隙地邻接配置在第一线圈收 纳箱2的上述轴向上。上述第二线圈收纳箱3通过螺母5紧固在夹紧部 20件4上，相对于壳体处于静止状态，所述夹紧部件4固定在收纳旋转轴1 的壳体上。该AE测量装置具有作为AE传感器的一例的压电元件(未图示)。 该压电元件埋入并固定在下面在图2中详述的固定侧带轮半体81s、 86s 的背面。该压电元件对频率在200kHz以上500kHz以下的声发射进行检 25观L该AE测量装置使由受到了外力的压电元件产生的电流经由被绝缘体 包覆的导线8流向配置在第一线圈收纳箱2的内部的第一线圈。另外， 该声发射测量装置使由与第一线圈电磁耦合的配置在第二线圈收纳箱2 内的第二线圈根据电磁感应的法则产生的电流，经由被绝缘体包覆的导 线9流向AE信号分析部(未图示)。
图2是表示作为本发明的第二实施方式的埋入固定有上述压电元件 的动力传递装置的链条式V型带轮无级变速器的主要部分的剖面图，该动力传递装置组装了本发明的第一实施方式的AE测量装置。另外，在图 2中，参照标号90表示作为AE传感器的上述压电元件。在图中，作为5动力传递部件的驱动带轮81由不沿轴向(图中的左右方向)移动的固定 侧带轮半体81s和可沿轴向移动的可动侧带轮半体81m构成。固定侧带 轮半体81s由车身侧的支承部82和83支承为可自由旋转。可动侧带轮 半体81m支承在固定侧带轮半体81s上，并被支承为可相对于固定侧带 轮半体81s沿轴向移动。在可动侧带轮半体81m的背面侧，在其与气缸io盖84之间形成有油室85，通过对该油室85的油压控制，可动侧带轮半 体81m沿轴向移动。另一方面，作为动力传递部件的从动带轮86也同样由不沿轴向移动 的固定侧带轮半体86s和可沿轴向移动的可动侧带轮半体86m构成。固 定侧带轮半体86s由车身侧的支承部82和83支承为可自由旋转。可动15侧带轮半体86m支承在固定侧带轮半体86s上，并且被支承为可相对于 固定侧带轮半体86s沿轴向移动。在可动侧带轮半体86m的背面侧，在 其与气缸盖87之间形成有油室88，通过对该油室88的油压控制，可动 侧带轮半体86m沿轴向移动。另一方面，作为动力传递部件的动力传递用链条89是将多个链节板20 89b经由安装销(load pin) 89a呈环状且可自由弯折地连接而成。动力传 递用链条89架设在上述驱动带轮81和从动带轮86之间，安装销89a的 两端面与各带轮81、 86的圆锥面接触。借助于由该接触产生的摩擦力， 可进行动力传递。另外，通过对油室85、 88的油压控制，动力传递用链 条89相对于各带轮81、 86的巻绕直径无级地变化，由此，变速比无级25地变化。此处，将AE测量装置的压电元件固定在作为本发明的第二实施方 式的动力传递装置的链条式V型带轮无级变速器中。但是，当然也可以 将具有上述结构的AE测量装置固定在滚动轴承上。这样，也可以形成本 发明的第三实施方式的滚动轴承装置。例如，虽然未图示，但可以如下
面所示那样形成具有球轴承和上述说明的AE测量装置的滚动轴承装置。 艮P，若使用图1进行说明，则将球轴承的作为第一滚道圈的内圈(未图 示)外嵌并固定在旋转轴1上，将球轴承的作为第二滚道圈的外圈(未 图示)内嵌并固定在收纳旋转轴1的壳体上。并且，将压电元件埋入并 5固定在上述内圈的轴向的端面上。另外，上述球轴承和压电元件配置在 旋转轴1上的纸面中的左侧。这样配置球轴承和压电元件，从而形成具有球轴承和上述说明的AE测量传感器的本发明的第三实施方式的滚动轴承装置。图3是对构成上述第一实施方式的AE传感器装置的一部分、第二 io实施方式的动力传递装置的AE传感器装置的一部分、或者第三实施方式 的滚动轴承装置的AE传感器装置的一部分的第一线圈收纳箱2内的结构进行说明的分解示意图。如图3所示，在上述第一线圈收纳箱2的轴向的旋转轴侧的相反侧 的端面上形成有环状的凹部29，该凹部29处于中心轴与第一线圈收纳箱 15 2的中心轴大致平行的状态。在该凹部29中，从靠近旋转轴1的端面一 侧沿轴向依次配置有形成在印刷电路板20上的电子电路部21、作为第一 磁轭的一例的第一铁氧体磁心(ferritecore) 23 (在图3中，将第一铁氧 体磁心23从第一线圈收纳箱2分离进行图示)。上述电子电路部21是不需要电源的无源电路。上述电子电路部21 20具有用于降低低频的机械噪声的低通滤波器和波形形成电路。上述第一铁氧体磁心23具有外筒部25;内筒部26;以及端面部27，该端面部27将外筒部25的轴向的一端和内筒部26的轴向的一端连 接起来。上述外筒部的外径的尺寸与凹部29的开口侧的内径的尺寸大致 相同，从而将外筒部25内嵌并固定于凹部29中。并且，上述端面部27 25是中空的环状，沿大致内筒部26 (大致外筒部25)的径向扩展。如图3 所示，在外筒部25的轴向的半剖面中，第一铁氧体磁心23具有截面大 致3字状的形状，成为轴向的一端开口的形状。在上述内筒部26与外筒部25之间配置有第一线圈30。换言之，构 成为在上述内筒部26的外周缠绕有导线的结构。另外，在图3中，33表 示作为第二磁轭的一例的第二铁氧体磁心。上述第二铁氧体磁心33具有与第一铁氧体磁心23大致相同的形状。另外，在图3中，为简单起见， 省略第二线圈收纳箱的图示，但第二线圈收纳箱(参照图1)也与第一线 圈收纳箱2同样具有大致圆柱形状的凹部，从而将第二铁氧体磁心33内5嵌并固定于该凹部内。上述第二铁氧体磁心33的开口与第一铁氧体磁心 23的开口沿轴向对置，上述第二铁氧体磁心33与第一铁氧体磁心23沿 轴向隔开小的间隙d对置配置。在上述第二铁氧体磁心33的内筒部36 与外筒部35之间配置有第二线圈40。换言之，构成为在上述内筒部36 的外周缠绕有导线的结构。第二线圈40静止，同时，与第一线圈30以io非接触的方式隔开间隙进行电磁耦合，第一铁氧体磁心23与第二铁氧体 磁心33隔开间隙地对置并构成磁路。另外，在图3中，50表示铁氧体磁心23、 33的外筒部25、 35和内 筒部26、 36的径向的结构。此处，51表示外筒部25、 35的外周面，52 表示外筒部25、 35的内周面，53表示内筒部26、 36的外周面，54表示15内筒部26、 36的内周面。如50所示，外筒部25、 35的中心轴与内筒部 26、 36的中心轴大致一致。以往，在将由设定在旋转体上的传感器检测到的检测信号用无线方 式发送到静止体的情况下，由于从旋转侧向静止侧发送信号时失去的信 号的能量大，所以在本领域技术人员之间会认为如果不在使用电池等20电源利用放大器等对上述传感器检测到的检测信号进行放大之后发送到 静止体侧，则不能将能够分析信息的信号(S/N比大的信号)发送到静止 体侧。但是，本发明者发现，在检测信号是AE的情况下，即，在持续时 间是100微秒位，非常短，且波形为大致脉冲状的时间变动大的突发性 信号的情况下，即使没有在旋转侧对检测信号进行放大，只要在旋转侧25配置第一线圈，并且在静止侧配置与第一线圈电磁耦合的第二线圈，根 据电磁感应的法则就能够将S/N比大的信号从第一线圈传送到第二线圈， 即从旋转侧传送到静止侧。在上述结构中，当作为AE传感器的压电元件因AE而受到力学上的 力并发生变形，输出具有100微秒位的宽度的AE信号(电信号)时，该 含在AE信号中的低频的机械噪声降低，同 时波形成形AE信号。并且，此后，降低了低频的机械噪声后的AE信号 (电信号)流过第一线圈30。于是，由第一线圈30生成的磁场在与第一 铁氧体磁心23电磁耦合的第二铁氧体磁心33的内筒部36中生成，根据5电磁感应的法则，在第二线圈40生成电流。此后，如上所述，用放大器 将传送到静止侧的AE信号放大，用微型计算机进行分析，对在上述动力 传递部件91、 92、 93产生的AE进行检测。图4是表示在通过使第一线圈和第二线圈电磁耦合来发送接收信号 的第一实施方式的AE测量装置中，省略AE传感器和电子电路部而直接io将频率发生器连接在第一线圈上，通过频率发生器发送出伪信号时的、 接收侧(静止侧)的信号电平相对于发送侧(旋转侧)的信号电平的衰 减率的图。此外，图4是表示在通过使第一线圈和第二线圈电磁耦合来 发送接收信号的构成第二实施方式的动力传递装置的一部分的AE测量 装置中，省略AE传感器和电子电路部而直接将频率发生器连接在第一线15圈上，通过频率发生器发送出伪信号时的、接收侧(静止侧)的信号电 平相对于发送侧(旋转侧)的信号电平的衰减率的图。并且，图4是表 示在通过使第一线圈和第二线圈电磁耦合来发送接收信号的构成第三实 施方式的滚动轴承装置的一部分的AE测量装置中，省略AE传感器和电 子电路部而直接将频率发生器连接在第一线圈上，通过频率发生器发送20出伪信号时的、接收侧(静止侧)的信号电平相对于发送侧(旋转侧) 的信号电平的衰减率的图。在图4中，波形50表示不使旋转体1旋转时的接收波形，波形51 表示使旋转体1旋转时的接收波形。在图4中，使旋转体1旋转时的接 收波形51的衰减率比不使旋转体1旋转时的接收波形50的衰减率大的25原因是，伴随第一线圈30的旋转，在第一线圈30中流过的电流值减少。 如图4所示那样可知，在发送信号的频率为200kHz到500kHz的情况下， 在接收波形50中，接收侧的信号强度与发送侧的信号强度大致相同，衰 减率非常小。由此，如果利用声发射传感器对频率在200kHz以上500kHz 以下的信号进行检测，则能够高效地传送AE信号。根据上述第一实施方式和第二实施方式，由于AE传感器直接固定在作为旋转体的一例的上述固定侧带轮半体81s、 86s上，所以能够高灵 敏度地测量在上述动力传递部件91、 92、 93 (驱动传递用链条89、驱动 带轮81、从动带轮86)产生的AE信号，能够准确地检测出上述动力传5递部件的材料的龟裂的产生、进展以及异常磨损。另外，根据上述第一实施方式和第二实施方式，由于AE传感器直 接固定在上述固定侧带轮半体81s、 86s上，并且使用隔开间隙而电磁耦 合的第一线圈30和第二线圈40进行旋转侧与静止侧之间的信号传递， 所以与使用天线的情况相比，能够显著地减少旋转侧与静止侧之间的信io号传递时的能量损失，能够省略旋转侧(发送侧)的电源。因此，能够 大幅度地降低运转成本。另外，根据上述第一实施方式和第二实施方式，由于在旋转侧无需 电源和天线，所以能够使装置的旋转侧的部分形成得紧凑，能够缓和相 对于装置的配置空间的大小的使用极限。 15 另外，根据上述第一实施方式和第三实施方式，由于AE传感器直接固定在作为旋转圈的上述内圈上，所以能够高灵敏度地测量在上述内 圈产生的AE信号，能够准确地检测出上述内圈的材料的龟裂的产生、进 展以及异常磨损。另外，根据上述第一实施方式和第三实施方式，由于AE传感器直 20接固定在上述内圈上，并且使用隔开间隔而电磁耦合的第一线圈30和第 二线圈40进行旋转侧与静止侧之间的信号的传递，所以与使用天线的情 况相比，能够显著地减少旋转侧与静止侧之间的信号传递时的能量损失， 并且在旋转侧(发送侧)无需电源。因此，能够大幅度地降低运转成本。 另外，根据上述第一实施方式和第三实施方式，由于在与上述内圈 25同步旋转的旋转侧无需电源和天线，所以能够使装置的旋转侧的部分形 成得紧凑，能够缓和相对于装置的配置空间的大小的使用极限。另外，根据上述第一、第二和第三实施方式，由于具有第一线圈30 用的第一铁氧体磁心23和第二线圈40用的静止的第二铁氧体磁心33, 第一铁氧体磁心23和第二铁氧体磁心33隔开间隙而对置并构成磁路， 所以能够使磁力线通过第一铁氧体磁心23和第二铁氧体磁心33中，从 而能够减小将AE信号从第一线圈30传递到第二线圈40时的能量损失。 另外，根据上述第一、第二和第三实施方式，由于第一铁氧体磁心 23和第二铁氧体磁心33的形状大致相同，并且第一铁氧体磁心23和第5 二铁氧体磁心33在轴向的半剖面中分别具有截面〕字状的形状，且第一 线圈30巻绕在第一铁氧体磁心23的内筒部26上，并且第二线圈40巻 绕在第二铁氧体磁心33的内筒部36上，所以能够使磁力线绕过第一铁 氧体磁心23的内筒部26、端面部27、外筒部25、第二铁氧体磁心33的 外筒部35、端面部37、内筒部36。从而，可以縮短磁力线所形成的闭合io回路的长度，能够减小磁力线的衰减率，因此能够提高信号的传送效率， 即使AE信号微弱，也能够将AE信号准确地从旋转侧传送到静止侧。另 夕卜，由于将第一线圈30和第二线圈40沿轴向对置配置，所以即使只在 第一线圈30的轴向的邻接部存在空间的情况下，也能够高效地发送接收 信号。15 另外，根据上述第一、第二和第三实施方式，由于AE传感器对频率在200kHz以上500kHz以下的AE进行检测，所以能够高灵敏度地对 AE进行检测。另外，在上述第一、第二和第三实施方式中，第一和第二铁氧体磁 心23、 33是具有外筒部25、 35、内筒部26、 36和端面部27、 37的形状， 20但是在本发明中，第一或第二磁轭也可以是大致〕字形状、大致U字磁 铁形状或大致〈字形状等具有两个端部的面对称的棒材。进而，也可以 将弯曲或弯折的棒状的具有两个端部的第一和第二磁轭以第一磁轭的两 个端部与第二磁轭的两个端部对置的方式隔开少许间隙地对置配置，并 将第一线圈的导线巻绕在一方的磁轭上，同时将第二线圈的导线巻绕在 25另一方的磁轭上。图5是表示本发明的第四实施方式的AE测量装置和本发明的第五 实施方式的滚动轴承装置的示意图。第四实施方式的AE测量装置与第一实施方式的不同点在于，不是 使第一线圈和第二线圈沿作为被AE测量部件的内圈的轴向对置，而是使
第一线圈和第二线圈沿作为被AE测量部件的内圈62的径向对置。在第 四实施方式的AE测量装置中，省略关于与第一实施方式的AE测量装置 共同的作用效果和变形例的说明，仅对与第一实施方式的AE测量装置不 同的结构、作用效果和变形例进行说明。 5 另外，第五实施方式的滚动轴承装置与第三实施方式的不同点在于，不是使第一线圈和第二线圈沿作为第一滚道圈的内圈62的轴向对置，而 是使它们沿内圈62的径向对置。在第五实施方式的滚动轴承装置中，省 略关于与第三实施方式的滚动轴承装置共同的作用效果和变形例的说明，仅对与第三实施方式的滚动轴承装置不同的结构、作用效果和变形 io例进行说明。如图5所示，在第四实施方式中，作为AE传感器的压电元件63埋 入并固定于球轴承61的内圈62的轴向的一方的端面上，该球轴承61外 嵌并固定在旋转轴60上。并且，收纳第一线圈(内筒线圈)73的大致轮 胎(tire)状的箱(作为第一铁氧体磁心的内筒铁氧体磁心)65在与内圈15 62的轴向的压电元件63固定侧的端面抵接的状态下，外嵌并固定于旋转 轴60上，另一方面，收纳第二线圈(外筒线圈)74的大致轮胎状的箱(作 为第二铁氧体磁心的外筒铁氧体磁心)66在与外圈64的轴向的端面抵接 的状态下，以与箱(第一铁氧体磁心)65沿径向对置的方式内嵌并固定 在内嵌固定有球轴承61的外圈64的壳体等上。上述第一线圈73与第二20线圈74同心地配置，第一线圈73配置在第二线圈74的内侧。上述第二 线圈74经由放大器69与CPU 70连接。另外，第五实施方式的滚动轴承装置具有球轴承61和声发射测量装 置75。上述球轴承61具有外圈64、内圈62和滚珠67，声发射测量装置 75具有AE传感器63以及箱65、 66。25 在上述结构中，当压电元件63对内圈62的AE进行检测时，在第一线圈73中突发性地流过电流，由该突发性的电流在旋转轴60中产生 大致沿其轴向延伸的磁力线。此时，由于该磁力线的产生而引起的磁场 的变化，根据电磁感应的法则，在第二线圈74中生成电流。这样，将 AE信号从旋转侧传送到静止侧。
根据上述第四和第五实施方式，由于第一线圈73和第二线圈74沿 旋转轴60 (球轴承61)的径向对置配置，所以在第一线圈的轴向的邻接 部没有空间、而在与第一线圈73的轴向垂直的方向上存在空间的情况下， 能够在旋转侧与静止侧之间发送接收信号。5 另外，在上述第四和第五实施方式中，上述第一线圈73与第二线圈74同心地配置，并将第一线圈73配置在第二线圈74的内侧，但是只要 第一线圈的中心轴与第二线圈的中心轴大致平行，并且以第一线圈的至 少一部分位于第二线圈的内侧的方式配置第一线圈和第二线圈即可。另 夕卜，在滚动轴承的外圈是旋转圈、滚动轴承的内圈是固定圈的情况下，io只要将上述第一线圈和第二线圈同心地配置，并且将第二线圈的至少一 部分配置在第一线圈的内侧即可。另外，在上述第一和第四实施方式中，将AE传感器埋入并固定在 带轮以及滚动轴承的内侧，但是对于本发明的AE测量装置，当然对AE 进行测量的不限于带轮和轴承的内圈，包含带轮的动力传递部件、发电15机的涡轮和旋转轴等任何一种旋转体都能够对AE进行测量。另外，在上述第三和第五实施方式中，将AE传感器埋入并固定在 旋转圈是内圈的球轴承的内圈，但是在旋转圈是外圈的球轴承的情况下， 当然也可以将AE传感器固定在该球轴承的外圈。另外，在本发明中，也 可以将AE传感器固定在滚子轴承(圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和球面20滚子轴承)的旋转圈(外圈或内圈)上，构成滚动轴承装置。另外，在 本发明中，不仅可以将AE传感器固定在向心轴承的旋转圈上，也可以将 其固定在推力轴承的旋转圈上，构成滚动轴承装置。
权利要求
1、一种声发射测量装置，其特征在于，该声发射测量装置具有声发射传感器，其固定在旋转体上；第一线圈，其直接或间接地固定在上述旋转体上，并且来自上述声发射传感器的电流流过该第一线圈；以及第二线圈，其静止，并且与上述第一线圈以非接触的方式隔开间隙进行电磁耦合。
2、 根据权利要求l所述的声发射测量装置，其特征在于， 该声发射测量装置具有上述第一线圈用的第一磁轭；以及上述第二线圈用的静止的第二磁轭， 上述第一磁轭和上述第二磁轭隔开间隙而对置并构成磁路。
3、 根据权利要求2所述的声发射测量装置，其特征在于， 上述第一磁轭和上述第二磁轭分别具有外筒部；位于该外筒部的径向的内侧的内筒部；以及连接上述外筒部的轴向的一端和上述内筒部 的上述轴向的一端的端面部，上述第一磁轭和上述第二磁轭以上述第一磁轭的位于上述端面部的 相反侧的另一端与上述第二磁轭的位于上述端面部的相反侧的另一端对 置并离开的方式，对置地配置在上述轴向上，上述第一线圈配置在上述第一磁轭的上述内筒部与上述外筒部之 间，并且上述第二线圈配置在上述第二磁轭的上述内筒部与上述外筒部 之间。
4、 根据权利要求l所述的声发射测量装置，其特征在于， 25 上述第一线圈和上述第二线圈同心地配置，并且，上述第一线圈和上述第二线圈中的一方的至少一部分配置在 上述第一线圈和上述第二线圈中的另一方的内侧。
5、 根据权利要求1所述的声发射测量装置，其特征在于， 上述声发射传感器对频率在200kHz以上500kHz以下的声发射进行 检测。
6、 一种动力传递装置，其特征在于，该动力传递装置具有 壳体；动力传递部件，其是相对于上述壳体旋转的旋转体； 5 声发射传感器，其固定在上述动力传递部件上；第一线圈，其直接或间接地固定在上述动力传递部件上，并且来自 上述声发射传感器的电流流过该第一线圈；以及第二线圈，其静止，并且与上述第一线圈以非接触的方式隔开间隙 进行电磁耦合。
7、根据权利要求6所述的动力传递装置，其特征在于，该动力传递装置具有 上述第一线圈用的第一磁轭；以及 上述第二线圈用的静止的第二磁轭，上述第一磁轭和上述第二磁轭隔开间隙而对置并构成磁路。 15
8、根据权利要求7所述的动力传递装置，其特征在于，上述第一磁轭和上述第二磁轭分别具有外筒部；位于该外筒部的 径向的内侧的内筒部；以及连接上述外筒部的轴向的一端和上述内筒部 的上述轴向的一端的端面部，上述第一磁轭和上述第二磁轭以上述第一磁轭的位于上述端面部的 20相反侧的另一端与上述第二磁轭的位于上述端面部的相反侧的另一端对 置并离开的方式，对置地配置在上述轴向上，上述第一线圈配置在上述第一磁轭的上述内筒部与上述外筒部之 间，并且上述第二线圈配置在上述第二磁轭的上述内筒部与上述外筒部 之间。25
9、根据权利要求6所述的动力传递装置，其特征在于，上述第一线圈和上述第二线圈同心地配置，并且，上述第一线圈和上述第二线圈中的一方的至少一部分配置在 上述第一线圈和上述第二线圈中的另一方的内侧。
10、根据权利要求6所述的动力传递装置，其特征在于， 上述声发射传感器对频率在200kHz以上500kHz以下的声发射进行 检测。
11、根据权利要求6所述的动力传递装置，其特征在于， 上述动力传递装置是带轮。
12、 一种滚动轴承装置，其特征在于，该滚动轴承装置具有第一滚道圈，其是旋转圈，并具有滚道面； 第二滚道圈，其是固定圈，并具有滚道面；滚动体，其配置在上述第一滚道圈的上述滚道面与上述第二滚道圈 的上述滚道面之间； 10 声发射传感器，其固定在上述第一滚道圈上；第一线圈，其直接或间接地固定在上述第一滚道圈上，并且来自上述声发射传感器的电流流过该第一线圈；以及第二线圈，其静止，并且与上述第一线圈以非接触的方式隔开间隙 进行电磁耦合。
13、根据权利要求12所述的滚动轴承装置，其特征在于，该滚动轴承装置具有 上述第一线圈用的第一磁轭；以及 上述第二线圈用的静止的第二磁轭，上述第一磁轭和上述第二磁轭隔开间隙而对置并构成磁路。 20
14、根据权利要求13所述的滚动轴承装置，其特征在于，上述第一磁轭和上述第二磁轭分别具有外筒部；位于该外筒部的 径向的内侧的内筒部；以及连接上述外筒部的轴向的一端和上述内筒部 的上述轴向的一端的环状的端面部，上述第一磁轭和上述第二磁轭以上述第一磁轭的位于上述端面部的 25相反侧的另一端与上述第二磁轭的位于上述端面部的相反侧的另一端对 置并离开和邻接的方式，对置地配置在上述轴向上，上述第一线圈配置在上述第一磁轭的上述内筒部与上述外筒部之 间，并且上述第二线圈配置在上述第二磁轭的上述内筒部与上述外筒部 之间。
15、 根据权利要求12所述的滚动轴承装置，其特征在于，上述第一线圈和上述第二线圈同心地配置， 并且，上述第一线圈和上述第二线圈中的一方的至少一部分配置在 上述第一线圈和上述第二线圈中的另一方的内侧。
16、 根据权利要求12所述的滚动轴承装置，其特征在于， 上述声发射传感器对频率在200kHz以上500kHz以下的声发射进行
全文摘要
本发明提供声发射测量装置、动力传递装置以及滚动轴承装置，作为AE传感器的压电元件(63)固定在球轴承(61)的内圈(62)上，该球轴承(61)外嵌固定于旋转轴(60)上。大致轮胎状的箱(65)的轴向的端面固定在内圈(62)上，该箱(65)与内圈(62)同步旋转，并且收纳第一线圈，来自压电元件(63)的电流流过所述第一线圈。收纳第二线圈的大致轮胎状的箱(66)的轴向的端面固定在外圈(64)上。这样，以第一线圈和第二线圈在径向对置的方式，将第一线圈和第二线圈向旋转轴(60)的径向的外侧对置配置。
文档编号G01N29/14GK101151528SQ200680009890
公开日2008年3月26日 申请日期2006年9月21日 优先权日2005年9月21日
发明者小熊规泰, 村上功 申请人:株式会社捷太格特;村上功