KR20130129286A - 베어링, 윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 방법 - Google Patents

Abstract

내부에 윤활제를 봉입 가능한 베어링(X)으로서, 회전 구동시에 이동되는 회전 이동체(X2)와, 회전 이동체(X2)에 대해 마련됨과 아울러 회전 이동체(X2)의 이동에 따라 회전 이동체(X2)의 회전 각도에 대응한 위치로 이동되는 회전 각도 지표(X6)를 구비한다.

Description

베어링, 윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 방법{Bearing, lubricant distribution acquisition device, and lubricant distribution acquisition method}

　본 발명은, 베어링, 윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 방법에 관한 것이다. 본원은 2011년 3월 10일 일본에 출원된 일본특허출원 2011-053439호에 기초하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.

예를 들면 특허문헌 1에는, 중성자 라디오그래피법을 이용하여 유체 베어링 내부의 윤활제 유무를 검사하는 발명이 개시되어 있다.

특허문헌 1에 개시된 발명을 이용함으로써, 종래에는 분해하여 확인을 행하였던 윤활제 유무의 검사를, 베어링을 분해하지 않고 행할 수 있다.

일본공개특허 2000-292373호 공보

윤활제의 거동을 보다 상세히 취득하고자 한 경우에는 윤활제의 분포를 입체적으로 정확하게 취득할 것이 요구되고 있다. 그러나 특허문헌 1에 개시된 발명은 윤활제 유무만을 검사하고 윤활제의 거동을 검출하지 않는다. 따라서 특허문헌 1에서는 동시에 복수 방향에서 베어링을 촬상하는 것에 대하여는 고려되지 않았다.

또 일반적으로 중성자 라디오그래피에서 이용되는 중성자원은 원자로나 가속기이므로 복수 방향으로 배치하기 어렵다.

따라서, 베어링을 복수 방향으로부터 촬상하는 경우에는 베어링 자체를 돌려 베어링이 향하는 방향을 바꾸므로 당연히 복수의 촬상 데이터의 촬상 타이밍이 시계열적으로 다르다.

윤활제의 분포를 입체적으로 취득하기 위해서는, 베어링의 회전 각도가 같은 상태에서 촬상된 촬상 데이터끼리 조합할 필요가 있다.

그러나 특허문헌 1에 개시된 발명은 전술한 바와 같이 윤활제의 거동을 검출하지 않는다. 따라서 특허문헌 1에 개시된 발명에 있어서, 촬상한 촬상 데이터로부터는 베어링의 회전 각도를 알 수 없어, 시계열적으로 다른 타이밍으로 촬상한 복수의 촬상 데이터끼리 조합하기는 매우 어렵다.

본 발명의 일태양은, 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 시계열적으로는 다른 타이밍으로 촬상된 촬상 데이터 중 베어링의 회전 각도가 같은 상태에서 촬상된 촬상 데이터끼리를 용이하게 조합할 수 있고, 이로써 베어링 내부에서의 윤활제의 거동을 정확하게 취득할 수 있는 베어링, 윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 베어링 내부에서의 윤활제의 거동과 베어링의 수명과의 관계에 대해 예의 연구하였다. 그 결과, 베어링의 수명에는 사용 환경 등이 같은 경우에도 개체차가 존재한다는 것을 알 수 있었다. 또한 수명이 다른 이들 베어링의 분해 조사를 행하였다. 그 결과, 베어링의 내부에 잔존하는 윤활제의 모습이 크게 다르다는 것을 알 수 있었다. 특히 구름 베어링에서는, 내부의 윤활제의 거동이 수명에 크게 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

상기 결과는, 베어링의 수명이 내부의 윤활제의 거동에 의존한다는 것을 시사하고 있다. 즉, 베어링 내부의 윤활제의 거동을 알 수 있다면 베어링의 수명을 개선할 수 있는 가능성이 있다.

연구 결과를 감안하여 제1 발명은, 내부에 윤활제를 봉입 가능한 베어링으로서, 회전 구동시에 이동되는 회전 이동체와, 상기 회전 이동체에 대해 마련됨과 아울러 상기 회전 이동체의 이동에 따라 상기 회전 이동체의 회전 각도에 대응한 위치로 이동되는 회전 각도 지표를 구비한다는 구성을 채용한다.

제2 발명은, 상기 제1 발명에 있어서, 상기 회전 각도 지표가 베어링의 축심 방향에서 본 위치와 상기 축심 방향과 직교하는 방향에서 본 위치의 양쪽 위치가, 상기 회전 이동체의 회전 각도에 대응하여 이동한다는 구성을 채용한다.

제3 발명은, 상기 제2 발명에 있어서, 상기 회전 각도 지표가 상기 회전 이동체보다 방사선 흡수율이 높은 재료로 이루어진 제1 마커 및 제2 마커로 이루어진다. 상기 제1 마커와 상기 제2 마커가 상기 축심 방향에서 보아 상기 회전 이동체의 이동 중심을 중심으로 하여 대향 배치되고, 상기 축심 방향과 직교하는 방향에서 보아 상기 축심 방향으로 변위되어 배치되어 있다는 구성을 채용한다.

제4 발명은, 상기 제3 발명에 있어서, 상기 회전 각도 지표가 상기 회전 이동체보다 방사선 흡수율이 높은 재료로 이루어진 제3 마커를 더 구비하고, 상기 제3 마커가 상기 축심 방향과 직교하는 방향에서 보아 상기 제1 마커 및 상기 제2 마커에 대해 상기 축심 방향으로 변위되어 배치되어 있다는 구성을 채용한다.

제5 발명은, 상기 제4 발명에 있어서, 상기 제3 마커가 상기 축심 방향에서 보아 상기 제1 마커 혹은 상기 제2 마커에 대해 상기 회전 이동체의 이동 중심을 중심으로 하여 소정의 각도만큼 변위된 위치에 배치되어 있다는 구성을 채용한다.

제6 발명은, 상기 제5 발명에 있어서, 상기 소정의 각도가 45°라는 구성을 채용한다.

제7 발명은, 윤활제 분포 취득 장치로서, 상기 제1∼제6 발명 중 어느 한 발명인 베어링을 투과한 방사선을 받아 전자파로 변환하는 전자파 변환 장치와, 상기 전자파 변환 장치로부터 사출되는 전자파를 받아 촬상함으로써 상기 베어링 내부에서의 윤활제의 분포를 나타내는 윤활제 분포 데이터를 취득하는 촬상 처리 장치를 구비한다는 구성을 채용한다.

제8 발명은, 윤활제 분포 취득 방법으로서, 상기 제1∼제6 중 한 발명인 베어링을 투과한 방사선을 전자파로 변환하고, 상기 전자파를 받아 촬상함으로써 상기 베어링 내부에서의 윤활제의 분포를 나타내는 윤활제 분포 데이터를 취득한다는 구성을 채용한다.

제9 발명은, 상기 제3 내지 제8 중 어느 한 발명에 있어서, 상기 방사선이 중성자선이라는 구성을 채용한다.

본 발명의 베어링은, 회전 구동시에 이동되는 회전 이동체를 구비하고 있다. 회전 이동체가 베어링의 회전 구동에 따라 이동되므로 회전 이동체의 회전 각도와 베어링의 회전 각도는 동기(同期)되어 있다. 따라서 회전 이동체의 회전 각도가 같은 상태에서 촬상된 촬상 데이터끼리 조합함으로써 베어링의 회전 각도가 같은 상태에서 촬상된 촬상 데이터끼리 조합할 수 있다.

그리고 본 발명의 베어링은, 상기 회전 이동체의 이동에 따라 상기 회전 이동체의 회전 각도에 대응한 위치로 이동되는 회전 각도 지표가 상기 회전 이동체에 대해 마련되어 있다. 따라서 회전 각도 지표의 위치가 같은 촬상 데이터끼리 조합함으로써 복수의 촬상 데이터의 촬상 타이밍이 시계열적으로 다른 경우에도, 회전 이동체(즉, 베어링)의 회전 각도가 같은 상태에서 촬상된 촬상 데이터끼리 조합할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 베어링 내부에서의 윤활제의 거동을 정확하게 취득할 수 있게 된다.

본 발명에서는, 회전 이동체에 대해 회전 각도 지표가 마련되어 있다. 따라서 가령 베어링의 회전 속도에 불균일이나 경시적인 변화가 있는 경우에도 회전 이동체의 회전 각도를 정확하게 알 수 있다. 그 결과, 확실하게 회전 이동체(즉, 베어링)의 회전 각도가 같은 상태에서 촬상된 촬상 데이터끼리 조합할 수 있다.

도 1a는, 본 발명의 일실시형태에서의 베어링의 개략 구성도로서, 절단 모델의 사시도이다.
도 1b는, 본 발명의 일실시형태에서의 베어링의 개략 구성도로서, 축심 방향에서 본 정면도이다.
도 1c는, 본 발명의 일실시형태에서의 베어링의 개략 구성도로서, 축심 방향과 직교하는 방향에서 본 측면도이다.
도 2는, 본 발명의 일실시형태에서의 베어링이 구비한 제1 마커, 제2 마커 및 제3 마커의 위치 관계를 도시한 그래프이다.
도 3a는, 본 발명의 일실시형태에서의 베어링을 이용하는 윤활제 분포 취득 장치의 개략 구성도로서, 기구의 일부를 도시한 모식도이다.
도 3b는, 본 발명의 일실시형태에서의 베어링을 이용하는 윤활제 분포 취득 장치의 개략 구성도로서, 기능 구성의 일부를 도시한 블럭도이다.
도 4는, 본 발명의 일실시형태에서의 베어링을 이용하는 윤활제 분포 취득 장치의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관한 베어링, 윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 방법의 일실시형태에 대해 설명하기로 한다. 이하의 도면에서 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해 각 부재의 축척을 적절히 변경하였다.

도 1a∼도 1c는, 본 실시형태의 베어링(X)의 개략 구성도이다. 도 1a는, 절단 모델의 사시도이다. 도 1b는, 축심 방향에서 본 정면도이다. 또 도 1c는, 축심 방향과 직교하는 방향에서 본 측면도이다.

본 실시형태의 베어링(X)은, 내부에 윤활제(Y)(예를 들면 그리스)를 포함한 볼 베어링(구름 베어링)이며, 래디얼 베어링으로서 구성되어 있다.

그리고 본 실시형태의 베어링(X)은, 반경 방향으로 대향 배치되는 환형의 외륜(X1) 및 내륜(X2)과, 외륜(X1)와 내륜(X2) 사이에 배치되는 복수의 볼(X3)과 볼(X3)끼리의 간격을 등간격으로 유지하기 위한 보유지지기(X4)와, 볼(X3)의 수용 공간을 봉지하는 시일(X5)과, 회전 각도 지표(X6)를 구비하고 있다.

촬상 데이터에서의 윤활제(Y)의 시인성을 높여 보다 정확한 분포를 취득하기 위해서는 촬상 데이터에 베어링(X)의 구성요소가 찍히지 않는 것이 바람직하다. 따라서 베어링(X)의 구성요소(외륜(X1), 내륜(X2), 볼(X3), 보유지지기(X4) 및 시일(X5))는 중성자선(L1)의 흡수율이 낮은 알루미늄 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 실시형태의 베어링(X)은, 후술하겠지만 외륜(X1)이 고정되고 내륜(X2)이 회전 구동되어 이용된다. 즉, 본 실시형태에서 내륜(X2)은 베어링(X)의 회전 구동시에 축심을 중심으로 하여 회전 이동하는 본 발명의 회전 이동체로서 기능한다.

그리고 회전 각도 지표(X6)는, 본 발명의 회전 이동체에 상당하는 상기 내륜(X2)에 대해 마련되어 있다.

회전 각도 지표(X6)는, 내륜(X2)의 회전 각도에 대응한 위치로 이동되며, 도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)로 구성되어 있다.

제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)는, 내륜(X2)보다 중성자 흡수율이 높은 재료(붕소를 함유하는 고무 재료)로 구성되어 있고 본 실시형태에서는 핀형으로 형상 설정되어 있다.

그리고 제1 마커(A)와 제2 마커(B)는, 도 1b에 도시한 바와 같이 축심 방향에서 보아 내륜(X2)의 이동 중심(즉, 축심)을 중심으로 하여 대향 배치되어 있다.

또 제3 마커(C)는, 도 1b에 도시한 바와 같이 축심 방향에서 보아 제1 마커(A)에 대해 내륜(X2)의 이동 중심(즉, 축심)을 중심으로 하여 45° 변위된 위치에 배치되어 있다.

또 도 1c에 도시한 바와 같이 제1 마커(A)는, 내륜(X2)에 대해 직접 마련되어 있다. 이에 반해 제2 마커(B) 및 제3 마커(C)는, 축심 방향의 높이가 다른 스페이서(S)를 개재하여 내륜(X2)에 대해 고정되어 있다.

본 실시형태에서는, 스페이서(S)를 개재하여 제2 마커(B) 및 제3 마커(C)를 내륜(X2)에 고정한다. 이로써 도 1c에 도시한 바와 같이 제1 마커(A)와 제2 마커(B)가, 축심 방향과 직교하는 방향에서 보아 축심 방향으로 변위되어 배치되어 있다. 또 제3 마커(C)가 제1 마커(A) 및 제2 마커(B)에 대해 축심 방향으로 변위되어 배치되어 있다.

더욱 상세하게는, 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)는 내륜(X2)측으로부터 축심 방향으로 제1 마커(A), 제3 마커(C), 제2 마커(B)의 순서대로 변위되어 배치되어 있다.

스페이서(S)는, 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)와 동일한 재료로 형성할 수도 있다. 스페이서(S)는, 축심 방향과 직교하는 방향으로부터 촬상할 경우에, 어느 위치에서도 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C) 모두가 촬상 가능하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 스페이서(S)는 중성자선에 대해 흡수율이 낮은 재료(예를 들면 알루미늄 재료)로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구성을 가진 본 실시형태의 베어링(X)에서는, 축심 방향에서 본 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)의 배치가 회전 비대칭으로 되어 있다. 따라서 축심 방향에서 본 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)의 위치가 내륜(X2)의 회동 각도에 대응하여 변화하도록 구성되어 있다. 또 축심 방향에서 본 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)의 배치 패턴이 내륜(X2)의 회전 각도에 대응하여 변화하도록 구성되어 있다.

또 본 실시형태의 베어링(X)에서는, 축심 방향과 직교하는 방향에서 보아 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)가 축심 방향으로 변위되어 배치되어 있다. 따라서 축심 방향과 직교하는 방향에서 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)를 항상 촬상할 수 있다.

또 축심 방향과 직교하는 방향에서 본 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)의 배치가 축심에 대해 비대칭으로 되어 있다. 따라서 도 2에 도시한 바와 같이 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)의 축심으로부터의 오프셋량이 내륜(X2)의 회동 각도에 대응하여 항상 변화하도록 구성되어 있다. 또 축심 방향과 직교하는 방향에서 본 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)의 배치 패턴이 내륜(X2)의 회전 각도에 대응하여 변화하도록 구성되어 있다.

즉, 본 실시형태의 베어링(X)에서는 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)의 위치는, 축심 방향에서 본 위치와 상기 축심 방향과 직교하는 방향에서 본 위치의 양쪽 위치에 있어서, 내륜(X2)의 회전 각도에 대응하여 이동한다.

따라서 베어링(X)을 축심 방향과 축심 방향과 직교하는 방향으로부터 촬상함으로써 확실하게 내륜(X2)의 회전 각도를 취득할 수 있게 된다.

계속해서 본 실시형태의 베어링(X)을 이용하여 베어링(X) 내부의 윤활제(Y)의 거동을 취득하는 윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 장치에 대해 도 3a, 도 3b, 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

도 3a 및 도 3b는, 윤활제 분포 취득 장치(1)의 개략 구성을 모식적으로 도시한다. 도 3a는, 기구의 일부를 도시한 모식도이다. 도 3b는, 기능 구성의 일부를 도시한 블럭도이다.

그리고 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이 윤활제 분포 취득 장치(1)는, 중성자선 조사 장치(2)와, 베어링 지지 기구(3)와, 회전 구동 장치(4)(회전 구동장치)와, 회전 검출기(5)와, 신틸레이터(6)(전자파 변환 장치)와, 도광 기구(7)와, 광증폭기(8)와, 촬상 장치(9)와, 신호 처리부(10)와, 제어 장치(11)를 구비하고 있다.

중성자선 조사 장치(2)는, 예를 들면 원자로 등의 중성자원으로부터 사출된 중성자선(L1)을 안내하여 베어링(X)에 대해 축심 방향으로부터 조사한다.

중성자원으로부터 사출되는 중성자선을 안내하지 않고 축심 방향으로부터 베어링(X)에 조사 가능한 경우에는 중성자선 조사 장치(2)를 생략할 수도 있다.

또 윤활제 분포 취득 장치(1)는, 예를 들면 이온 발생기에서 파생시킨 수소 혹은 헬륨 등의 이온을 타겟에 조사함으로써 중성자선을 발생하는 다른 중성자원을 구비하고 있어도 좋다.

베어링 지지 기구(3)는, 베어링(X)을 지지하며, 케이스(3a)와 하우징(3b)을 구비하고 있다.

케이스(3a)는, 내부에 하우징(3b) 및 하우징(3b)에 고정되는 베어링(X)을 수용하는 틀 혹은 상자형의 부재이다. 본 실시형태에서 케이스(3a)는, 도 3a에 도시한 바와 같이 회전 구동 장치(4)의 지지대로서도 기능한다.

하우징(3b)은, 베어링(X)의 외륜을 덮어 지지하고, 베어링(X)을 착탈 가능하게 지지하고 있다. 그리고 본 실시형태에서 하우징(3b)은, 도 3a에 도시한 바와 같이 베어링(X)의 축심이 중성자선 조사 장치(2)측을 향하도록 베어링(X)을 지지한다.

케이스(3a) 및 하우징(3b)은, 중성자선(L1)의 통과 영역을 피하는 형상을 갖는 것이 바람직하지만, 중성자선(L1)의 흡수율이 매우 낮은 알루미늄 재료 등에 의해 형성하면 중성자선(L1)의 통과 영역을 걸치는 형상을 갖는 것도 가능하다.

회전 구동 장치(4)는, 베어링(X)을 회전 구동한다. 회전 구동 장치(4)는 도 3a에 도시한 바와 같이 베어링(X)을 회전 구동하기 위한 동력을 발생하는 모터(4a)(동력부)와, 모터(4a)에서 발생된 동력을 베어링(X)에 벨트 전달하기 위한 풀리(4b), 벨트(4c)(띠형 부재) 및 구동축부(4d)를 구비하고 있다.

보다 상세하게는, 풀리(4b)는 커플링 등에 의해 모터(4a)의 축부와 연결되어 있다. 또 구동축부(4d)는, 베어링(X)의 축심 방향으로 긴 봉상(棒狀) 부재로서, 베어링(X)의 내륜에 고정됨과 아울러 베어링(X)의 중앙을 관통하여 수평으로 배치되어 있다. 그리고 무단 벨트로 이루어진 벨트(4c)는, 풀리(4b) 및 구동축부(4d)에 감아걸려 있다.

구동축부(4d)의 주면(周面)에는, 회전 검출기(5)가 구동축부(4d)의 회전 상태를 검출하기 위한 마크나 자성체가 마련되어 있다.

회전 검출기(5)는, 구동축부(4d)의 회전을 검출함으로써 구동축부(4d)에 고정된 베어링(X)의 내륜의 회전(즉, 베어링(X)의 회전)을 검출한다.

회전 검출기(5)는, 구동축부(4d)의 주면에 마련된 마크나 자성체를 검출하는 광검출기나 자성 검출기로 구성되어 있고, 도 3a에 도시한 바와 같이 하우징(3b)에 대해 고정되어 있다.

신틸레이터(6)는, 베어링(X)을 투과한 중성자선(L1)을 받아 광(L2)을 발광하는 부재로서, 중성자선(L1)을 가시광선으로 변환한다.

이 신틸레이터(6)로서는, 예를 들면 LiF/ZnS(Ag), BN/ZnS(Ag), Gd₂O₃/ZnS(Ag), Gd₂O₃S(Tb)를 이용할 수 있다.

도광 기구(7)는, 신틸레이터(6)로부터 사출된 광(L2)을 광증폭기(8)를 통해 촬상 장치(9)까지 도광한다.

도광 기구(7)는, 도 3a에 도시한 바와 같이 광(L2)을 반사하여 안내하는 미러(7a)와, 광(L2)을 집광하는 렌즈(7b) 등을 구비하고 있다.

광증폭기(8)는, 도광 기구(7)를 통해 입사되는 광의 강도를 높여 출력하는 부재이다. 광증폭기(8)로서는, 예를 들면 이미지 인텐시파이어를 이용할 수 있다.

촬상 장치(9)에서 충분히 긴 노광 시간을 확보할 수 있는 경우에는, 광증폭기(8)를 생략하는 것도 가능하다.

촬상 장치(9)는, 신틸레이터(6)로부터 사출되어 도광 기구(7) 및 광증폭기(8)를 통해 도달한 광(L2)을 수광하여 촬상하는 부재로서, 촬상 결과를 촬상 데이터로서 출력한다.

촬상 장치(9)로서는, CCD 카메라, SIT관 카메라, 고속도 카메라 등을 이용하는 것이 가능한데, 예를 들면 6000rpm 정도로 고속 회전하는 베어링(X) 내부에서의 윤활제(Y)의 이동은 고속이다. 따라서 2000fps 정도로 프레임 레이트가 높은 촬상이 가능한 고속도 카메라를 이용하는 것이 바람직하다.

신호 처리부(10)는, 촬상 장치(9)로부터 입력되는 촬상 데이터를 가공하여 요구되는 윤활제 분포 데이터로서 출력한다.

본 실시형태에서의 윤활제 분포 데이터란, 축심을 중심으로 하는 반경 방향에서의 윤활제의 분포 정보 및 축심 방향의 윤활제의 분포 정보를 포함한 데이터이다. 그리고 본 실시형태에서 신호 처리부(10)는, 예를 들면 촬상 데이터에서의 밝기 정보로부터 윤활제 분포 데이터를 산출하거나 상기 윤활제 분포 데이터를 회전 검출기(5)의 검출 결과와 관련시키는 처리를 행하거나 한다.

촬상 장치(9)에서 촬상된 촬상 데이터 자체에도, 축심을 중심으로 하는 반경 방향에서의 윤활제의 분포 정보 및 축심 방향의 윤활제의 분포 정보가 포함된다. 따라서 요구되는 윤활제 분포 데이터를 촬상 데이터로 하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 신호 처리부(10)는, 촬상 장치(9)로부터 입력되는 촬상 데이터를 그대로 윤활제 분포 데이터로서 출력한다.

본 실시형태에서는, 본 발명의 촬상 처리 수단이 촬상 장치(9)와 신호 처리부(10)로 구성되어 있다.

제어 장치(11)는, 윤활제 분포 취득 장치(1)의 동작 전체를 제어한다. 제어 장치(11)는, 도 3b에 도시한 바와 같이 중성자선 조사 장치(2), 회전 구동 장치(4), 회전 검출기(5), 광증폭기(8), 촬상 장치(9) 및 신호 처리부(10)와 전기적으로 접속되어 있다.

다음으로, 전술한 바와 같이 구성된 본 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치(1)의 동작(윤활제 분포 취득 방법)에 대해 설명하기로 한다. 이하에 설명하는 본 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치(1)의 동작의 주체는, 제어 장치(11)이다.

우선, 도 3a에 도시한 바와 같이 축심 방향이 중성자선(L1)의 입사 방향으로 향해진 상태에서 베어링(X)이 세팅된다. 그리고 제어 장치(11)는, 회전 구동 장치(4)에 베어링(X)을 회전 구동시킨다. 그 결과, 베어링(X)의 내륜(X2)이 회전 구동되어 내륜(X2)과 외륜(X1) 사이에 끼워진 볼(X3)이 자전하면서 축심을 중심으로 하여 공전(公轉)하고 윤활제(Y)가 볼(X3)의 이동에 따라 베어링(X) 내부를 이동한다.

그리고 중성자선 조사 장치(2)에서 중성자선(L1)이 안내됨으로써, 도 3a에 도시한 바와 같이 중성자선(L1)이 베어링(X)의 축심 방향에서 베어링(X)으로 입사된다. 그 후 베어링(X)을 투과한 중성자선(L1)이 신틸레이터(6)로 입사된다.

중성자선(L1)이 신틸레이터(6)로 입사되면, 신틸레이터(6)가 중성자선(L1)의 강도 분포와 마찬가지의 강도 분포를 가진 광(L2)을 발광한다. 즉, 신틸레이터(6)는, 중성자선(L1)을 광(L2)으로 변환하여 사출한다.

신틸레이터(6)로부터 사출된 광(L2)은, 도광 기구(7)에 안내되어 광증폭기(8)에서 증폭된 후 촬상 장치(9)에 입사된다.

그리고 제어 장치(11)는, 촬상 장치(9)에 촬상을 연속하여 복수회 행하게 한다. 그 결과, 촬상 장치(9)에서 베어링(X)을 축심 방향에서 본 촬상 데이터가 복수 취득된다.

다음으로, 도 4에 도시한 바와 같이 축심 방향이 중성자선(L1)의 입사 방향과 직교하는 방향으로 향해진 상태에서 베어링(X)이 세팅된다.

그 후, 제어 장치(11)는 상술한 동작을 반복함으로써, 촬상 장치(9)로 베어링(X)을 축심 방향과 직교된 방향에서 본 촬상 데이터를 복수 취득시킨다.

계속해서 제어 장치(11)는, 신호 처리부(10)에 촬상 데이터를 가공 등 시킴으로써, 축심을 중심으로 하는 반경 방향에서의 윤활제의 분포 정보 및 축심 방향의 윤활제의 두께 분포 정보를 포함한 윤활제 분포 데이터를 산출시킨다.

또 신호 처리부(10)는, 산출한 윤활제 분포 데이터를 회전 검출기(5)의 검출 결과와 관련시키는 처리를 행하거나 한다. 그 결과, 윤활제 분포 데이터는 베어링(X)의 회전 각도에 관련지어져 출력된다.

윤활제(Y)는 유기물로 이루어지고 베어링(X)보다 중성자선의 흡수율이 높다. 따라서 베어링(X)을 투과한 중성자선(L1)은 윤활제(Y)가 존재하는 영역에서 크게 감쇠된다. 한편 중성자선(L1)의 강도 분포와 중성자선(L1)이 변환된 광(L2)의 강도 분포는 비례한다.

따라서 베어링(X)에 대해 축심 방향에서 중성자선(L1)이 입사되고, 베어링(X)을 투과한 중성자선(L1)을 광(L2)으로 변환하여 촬상함으로써, 촬상 데이터의 밝기 분포로부터 축심을 중심으로 하는 반경 방향에서의 윤활제(Y)의 분포를 취득할 수 있다. 또 베어링(X)에 대해 축심 방향과 직교하는 방향에서 중성자선(L1)이 입사되고, 베어링(X)을 투과한 중성자선(L1)을 광(L2)으로 변환하여 촬상함으로써 촬상 데이터의 밝기 분포로부터 축심 방향에서의 윤활제(Y)의 분포를 취득할 수 있다.

그리고 윤활제 분포 취득 장치(1) 및 윤활제 분포 취득 방법에 있어서는, 베어링(X)에 대해 축심 방향으로부터 입사되어 투과한 중성자선(L1)을 광(L2)으로 변화시키고 광(L2)을 수광하여 촬상함으로써, 베어링(X) 내부에서의 윤활제(Y)의 분포를 나타내는 윤활제 분포 데이터를 취득한다.

따라서 윤활제 분포 취득 장치(1) 및 윤활제 분포 취득 방법에 의하면, 베어링(X)을 분해하지 않고 축심을 중심으로 하는 반경 방향에서의 윤활제(Y)의 분포 및 축심 방향의 윤활제(Y)의 두께 분포를 포함한 윤활제 분포 데이터를 취득할 수 있다. 그 결과, 베어링(X) 내부에서의 윤활제(Y)의 거동을 상세히 취득할 수 있게 된다.

또 본 실시형태에서 신호 처리부(10)는, 촬상 데이터에 포함되는 제1 마커(A), 제2 마커(B), 제3 마커(C)의 위치로부터, 내륜(X2)의 회전 각도가 같은 상태에서 촬상된 촬상 데이터끼리 조합하여 윤활제 분포 데이터를 취득한다.

본 실시형태의 베어링(X)을 이용함으로써, 복수의 촬상 데이터의 촬상 타이밍이 시계열적으로 다른 경우에도 베어링(X)의 회전 각도가 같은 상태에서 촬상된 촬상 데이터끼리 조합할 수 있다. 따라서 베어링(X) 내부에서의 윤활제(Y)의 거동을 정확하게 취득할 수 있게 된다.

본 실시형태의 베어링(X)에서는, 내륜(X2)에 대해 회전 각도 지표(X6)가 마련되어 있다. 따라서 가령 베어링(X)의 회전 속도에 불균일이나 경시적인 변화가 있는 경우에도 내륜(X2)의 회전 각도를 정확하게 알 수 있다. 그 결과, 확실하게 내륜(X2)(즉 베어링(X))의 회전 각도가 같은 상태에서 촬상된 촬상 데이터끼리 조합할 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지는 않는다. 상술한 실시형태에서 도시한 각 구성 부재의 제형상이나 조합 등은 일례이며, 본 발명의 취지에서 벗어나지 않는 범위에서 설계 요구 등에 기초하여 다양하게 변경 가능하다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 베어링(X)에서 외륜(X1)이 고정되고 내륜(X2)이 회전되는 구성에 대해 설명하였다.

그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 외륜(X1)이 회전되고 내륜(X2)이 고정되는 구성을 채용할 수도 있다.

이 경우에는, 외륜(X1)이 본 발명의 회전 이동체로서 기능하기 때문에 회전 각도 지표는 외륜(X1)에 대해 마련된다.

또 베어링(X)에서는, 베어링(X)이 회전 구동되면 볼(X3)이 축심을 중심으로 하여 공전한다. 즉, 볼(X3)도 본 발명의 회전 이동체로서 기능하고 있다.

따라서 볼(X3)에 회전 각도 지표를 마련하는 구성을 채용할 수도 있다.

이 경우에는, 볼(X3) 전체 혹은 일부를 다른 볼(X3)과 다른 중성자선 흡수율이 높은 재료에 의해 형성하여 볼(X3) 자체를 회전 각도 지표로서 이용하는 구성을 채용할 수 있다. 그 결과, 회전 각도 지표를 별체(別體)로 마련할 필요가 없어진다.

예를 들면, 회전 구동장치에서 톱니붙이 풀리나 톱니붙이 벨트를 이용할 수도 있다. 또 스프로켓과 체인을 이용하는 것도 가능하다.

또 상기 실시형태에서는, 베어링(X)이 래디얼 방향으로 하중을 받는 볼 베어링인 구성에 대해 설명하였다.

그러나 본 발명은, 예를 들면 롤러 베어링, 슬라이딩 베어링 또는 스러스트 방향으로 하중을 받는 베어링 등 다른 베어링 내부에서의 윤활제 거동의 취득에 이용하는 것도 가능하다.

또 상기 실시형태에서는, 중성자선(L1)이 축심 방향으로부터 베어링을 투과하는 구성에 대해 설명하였다.

그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 중성자선(L1)이 축심에 대해 경사진 방향으로부터 베어링을 투과하는 구성을 채용하는 것도 가능하다.

또 상기 실시형태에서는, 신틸레이터(6)를 이용하여 중성자선(L1)을 광(L2)으로 변환하는 구성에 대해 설명하였다.

그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 중성자선(L1)을 γ선 등의 방사선(전자파)으로 변환하여 촬상하도록 해도 좋다.

또 상기 실시형태에서는, 촬상 장치(9)로 디지털 촬영을 행하는 구성에 대해 설명하였다.

그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 촬상 장치로 필름 촬영을 행해도 좋다.

<산업상 이용 가능성>

본 발명의 베어링은, 회전 구동시에 이동하는 회전 이동체를 구비하고 있다. 회전 이동체는 베어링의 회전 구동에 따라 이동하기 때문에, 회전 이동체의 회전 각도와 베어링의 회전 각도는 동기되어 있다. 따라서 회전 이동체의 회전 각도가 같은 상태에서 촬상된 촬상 데이터끼리 조합함으로써, 베어링의 회전 각도가 같은 상태에서 촬상된 촬상 데이터끼리 조합할 수 있다.

본 발명의 베어링은, 상기 회전 이동체의 이동에 따라 상기 회전 이동체의 회전 각도에 대응한 위치로 이동하는 회전 각도 지표가 상기 회전 이동체에 대해 마련되어 있다. 따라서 회전 각도 지표의 위치가 같은 촬상 데이터끼리 조합함으로써, 복수의 촬상 데이터의 촬상 타이밍이 시계열적으로 다른 경우에도 회전 이동체(즉, 베어링)의 회전 각도가 같은 상태에서 촬상된 촬상 데이터끼리 조합할 수 있다. 그 결과, 본 발명에 의하면 베어링 내부에서의 윤활제의 거동을 정확하게 취득할 수 있게 된다.

X……베어링, X1……외륜, X2……내륜(회전 이동체), X3……볼, X4……보유지지기, X5……시일, X6……회전 각도 지표, A……제1 마커, B……제2 마커, C……제3 마커, S……스페이서, 1……윤활제 분포 취득 장치, 2……중성자선 조사 장치, 4……회전 구동장치, 5……회전 검출기, 6……신틸레이터(전자파 변환 장치), 8……광증폭기, 9……촬상 장치, 10……신호 처리부, 11……제어 장치, L1……중성자선, L2……광(전자파), Y……윤활제

Claims (14)

1. 내부에 윤활제를 봉입 가능한 베어링으로서,
   회전 구동시에 이동되는 회전 이동체와,
   상기 회전 이동체에 대해 마련됨과 아울러 상기 회전 이동체의 이동에 따라 상기 회전 이동체의 회전 각도에 대응한 위치로 이동되는 회전 각도 지표를 구비한 베어링.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전 각도 지표는,
   베어링의 축심 방향에서 본 위치와 상기 축심 방향과 직교하는 방향에서 본 위치의 양쪽 위치가 상기 회전 이동체의 회전 각도에 대응하여 이동하는 베어링.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 회전 각도 지표는,
   상기 회전 이동체보다 방사선 흡수율이 높은 재료로 이루어진 제1 마커 및 제2 마커로 이루어지고,
   상기 제1 마커와 상기 제2 마커가 상기 축심 방향에서 보아 상기 회전 이동체의 이동 중심을 중심으로 하여 대향 배치됨과 아울러 상기 축심 방향과 직교하는 방향에서 보아 상기 축심 방향으로 변위되어 배치되어 있는 베어링.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 회전 각도 지표는 상기 회전 이동체보다 방사선 흡수율이 높은 재료로 이루어진 제3 마커를 더 구비하고, 상기 제3 마커가 상기 축심 방향과 직교하는 방향에서 보아 상기 제1 마커 및 상기 제2 마커에 대해 상기 축심 방향으로 변위되어 배치되어 있는 베어링.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제3 마커가 상기 축심 방향에서 보아 상기 제1 마커 혹은 상기 제2 마커에 대해 상기 회전 이동체의 이동 중심을 중심으로 하여 소정의 각도만큼 변위된 위치에 배치되어 있는 베어링.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 소정의 각도가 45°인 베어링.
7. 청구항 3에 있어서,
   상기 방사선이 중성자선인 베어링.
8. 청구항 4에 있어서,
   상기 방사선이 중성자선인 베어링.
9. 청구항 5에 있어서,
   상기 방사선이 중성자선인 베어링.
10. 청구항 6에 있어서,
    상기 방사선이 중성자선인 베어링.
11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 베어링을 투과한 방사선을 받아 전자파로 변환하는 전자파 변환 장치와,
    상기 전자파 변환 장치로부터 사출되는 전자파를 받아 촬상함으로써 상기 베어링 내부에서의 윤활제의 분포를 나타내는 윤활제 분포 데이터를 취득하는 촬상 처리 장치를 구비한 윤활제 분포 취득 장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 방사선이 중성자선인 베어링.
13. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 베어링을 투과한 방사선을 전자파로 변환하고, 상기 전자파를 받아 촬상함으로써 상기 베어링 내부에서의 윤활제의 분포를 나타내는 윤활제 분포 데이터를 취득하는 윤활제 분포 취득 방법.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 방사선이 중성자선인 윤활제 분포 취득 방법.

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