JP2012189455A - 潤滑剤分布取得装置及び潤滑剤分布取得方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】軸受内部における潤滑剤の挙動を詳細に取得する。
【解決手段】軸心方向あるいは軸心に対して斜め方向から軸受を透過した中性子線を電磁波に変換し、当該電磁波を受けて撮像することにより上記軸受内部における潤滑剤の分布を示す潤滑剤分布データを取得する。
【選択図】図１
【解決手段】軸心方向あるいは軸心に対して斜め方向から軸受を透過した中性子線を電磁波に変換し、当該電磁波を受けて撮像することにより上記軸受内部における潤滑剤の分布を示す潤滑剤分布データを取得する。
【選択図】図１
Description
本発明は、潤滑剤分布取得装置及び潤滑剤分布取得方法に関するものである。
例えば、特許文献１には、中性子ラジオグラフィ法を用いて、流体軸受内部の潤滑剤の有無を検査する発明が開示されている。
このような特許文献１に開示された発明を用いることによって、従来は分解して確認を行っていた潤滑剤の有無の検査を、軸受を分解することなく行うことができる。
このような特許文献１に開示された発明を用いることによって、従来は分解して確認を行っていた潤滑剤の有無の検査を、軸受を分解することなく行うことができる。
しかしながら、特許文献１に開示された発明では、潤滑剤の有無を検出することはできるものの、軸受内部全体で潤滑剤がどのように分布していることを知ることはできず、潤滑剤の挙動を詳しく取得することができない。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、軸受内部における潤滑剤の挙動を詳細に取得することが可能な潤滑剤分布取得装置及び潤滑剤分布取得方法を提供することを目的とする。
本発明者等は、軸受内部における潤滑剤の挙動と軸受の寿命との関係について、鋭意研究を行った。その結果、軸受の寿命には、使用環境等が同様の場合であっても個体差が存在することが分かった。寿命の異なるこれらの軸受の分解調査を行ったところ、内部に残存する潤滑剤の様子が大きく異なることが分かった。特に、転がり軸受では、内部の潤滑剤の挙動が寿命に大きく影響していることが分かった。
これは、軸受の寿命が内部の潤滑剤の挙動に依存することを示唆するものである。つまり、軸受内部の潤滑剤の挙動を知ることができれば、軸受の寿命を改善できる可能性があることとなる。
これは、軸受の寿命が内部の潤滑剤の挙動に依存することを示唆するものである。つまり、軸受内部の潤滑剤の挙動を知ることができれば、軸受の寿命を改善できる可能性があることとなる。
かかる研究結果を踏まえ、第１の発明は、潤滑剤分布取得装置であって、軸心方向あるいは軸心に対して斜め方向から軸受を透過した中性子線を受けて電磁波に変換する電磁波変換手段と、上記電磁波変換手段から射出される電磁波を受けて撮像することにより上記軸受内部における潤滑剤の分布を示す潤滑剤分布データを取得する撮像処理手段とを備えるという構成を採用する。
第２の発明は、上記第１の発明において、上記軸受を回転駆動する回転駆動手段と、上記中性子線を遮蔽すると共に当該回転駆動手段の少なくとも一部を囲う防護部材とを備えるという構成を採用する。
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記軸受を通過しない上記中性子線あるいは当該軸受を通過しない上記中性子線が上記電磁波変換手段にて変換されて生成された電磁波を遮蔽する遮蔽部材を備えるという構成を採用する。
第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記中性子線の入射方向から見て上記軸受よりも大径に設定されて上記軸受に固定されると共に上記中性子線を透過する材料によって形成される車輪部と、上記車輪部に廻し掛けられる帯状部材と、当該帯状部材を走行させる動力部とを備えるという構成を採用する。
第５の発明は、上記第４の発明において、上記車輪部が、アルミニウム材料によって形成されているという構成を採用する。
第６の発明は、上記第１〜第５いずれかの発明において、 上記撮像処理手段が、内部に上記潤滑剤が存在する第１の上記軸受を透過した上記中性子線が上記電磁波変換手段によって変換された電磁波を受けて得られる第１撮像データと、内部に上記潤滑剤が存在しない第２の上記軸受を透過した上記中性子線が上記電磁波変換手段によって変換された電磁波を受けて得られる第２撮像データとを取得し、上記第１撮像データと上記第２撮像データとの差分から上記潤滑剤分布データを取得するという構成を採用する。
第７の発明は、潤滑剤分布取得方法であって、軸心方向あるいは軸心に対して斜め方向から軸受を透過した中性子線を電磁波に変換し、当該電磁波を受けて撮像することにより上記軸受内部における潤滑剤の分布を示す潤滑剤分布データを取得するという構成を採用する。
潤滑剤は有機物からなり軸受よりも中性子線の吸収率が高い。このため、軸受を透過した中性子線は、潤滑剤が存在する領域で大きく減衰する。一方で、中性子線の強度分布と当該中性子線が変換された電磁波の強度分布とは比例する。
したがって、軸受に対して軸心方向あるいは軸心に対して斜め方向から中性子線が入射し、軸受を透過した中性子線を電磁波に変換して撮像することによって、撮像データの明るさの分布から軸心を中心とする半径方向における潤滑剤の分布を取得することができる。
したがって、軸受に対して軸心方向あるいは軸心に対して斜め方向から中性子線が入射し、軸受を透過した中性子線を電磁波に変換して撮像することによって、撮像データの明るさの分布から軸心を中心とする半径方向における潤滑剤の分布を取得することができる。
また、中性子線の減衰量は、通過領域における潤滑剤の厚みに比例する。つまり、通過領域における潤滑剤の厚みが厚い程、中性子線の減衰量が大きくなって当該領域における中性子線の強度が低下する。一方で、中性子線の強度分布と当該中性子線が変換された電磁波の強度分布とは比例する。したがって、軸受に対して軸心方向あるいは軸心に対して斜め方向から中性子線が入射し、軸受を透過した中性子線を電磁波に変換して撮像することによって、撮像データの明るさ分布から軸心方向の潤滑剤の厚み分布を取得することができる。
そして、本発明においては、軸受に対して軸心方向あるいは軸心に対して斜め方向から入射して透過した中性子線を電磁波に変化し、当該電磁波を受けて撮像することにより軸受内部における潤滑剤の分布を示す潤滑剤分布データを取得する。
このため、本発明によれば、軸受を分解することなく、軸心を中心とする半径方向における潤滑剤の分布及び軸心方向の潤滑剤の厚み分布を含む潤滑剤分布データを取得することができ、軸受内部における潤滑剤の挙動を詳細に取得することが可能となる。
このため、本発明によれば、軸受を分解することなく、軸心を中心とする半径方向における潤滑剤の分布及び軸心方向の潤滑剤の厚み分布を含む潤滑剤分布データを取得することができ、軸受内部における潤滑剤の挙動を詳細に取得することが可能となる。
以下、図面を参照して、本発明に係る潤滑剤分布取得装置及び潤滑剤分布取得方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
（第１実施形態）
図１は、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１の概略構成を模式的に示すものであり、（ａ）が機構の一部を示す模式図であり、（ｂ）が機能構成の一部を示すブロック図である。
本実施形態の潤滑剤分布取得装置１は、軸受Ｘの内部における潤滑剤Ｙ（例えばグリース）の分布を取得することにより玉軸受である軸受Ｘが回転駆動されている最中の潤滑剤Ｙの挙動を取得するためのものである。
そして、この本実施形態の潤滑剤分布取得装置１は、図１に示すように、中性子線照射装置２と、軸受支持機構３と、回転駆動装置４（回転駆動手段）と、回転検出器５と、シンチレータ６（電磁波変換手段）と、導光機構７と、光増幅器８と、撮像装置９と、信号処理部１０と、制御装置１１とを備えている。
図１は、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１の概略構成を模式的に示すものであり、（ａ）が機構の一部を示す模式図であり、（ｂ）が機能構成の一部を示すブロック図である。
本実施形態の潤滑剤分布取得装置１は、軸受Ｘの内部における潤滑剤Ｙ（例えばグリース）の分布を取得することにより玉軸受である軸受Ｘが回転駆動されている最中の潤滑剤Ｙの挙動を取得するためのものである。
そして、この本実施形態の潤滑剤分布取得装置１は、図１に示すように、中性子線照射装置２と、軸受支持機構３と、回転駆動装置４（回転駆動手段）と、回転検出器５と、シンチレータ６（電磁波変換手段）と、導光機構７と、光増幅器８と、撮像装置９と、信号処理部１０と、制御装置１１とを備えている。
中性子線照射装置２は、例えば原子炉等の中性子源から射出された中性子線Ｌ１を案内して軸受Ｘに対して軸心方向から照射するものである。
なお、中性子源から射出される中性子線を案内することなく軸心方向から軸受Ｘに照射可能である場合には、中性子線照射装置２を省略することもできる。
また、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１では、例えばイオン発生器で派生させた水素あるいはヘリウム等のイオンをターゲットに照射することによって中性子線を発生する中性子源を別途備えていても良い。
なお、中性子源から射出される中性子線を案内することなく軸心方向から軸受Ｘに照射可能である場合には、中性子線照射装置２を省略することもできる。
また、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１では、例えばイオン発生器で派生させた水素あるいはヘリウム等のイオンをターゲットに照射することによって中性子線を発生する中性子源を別途備えていても良い。
軸受支持機構３は、軸受Ｘを支持するためのものであり、筐体３ａと、ハウジング３ｂとを備えている。
筐体３ａは、内部にハウジング３ｂ及び当該ハウジング３ｂに固定される軸受Ｘを収容する枠体あるいは箱状の部材である。本実施形態において筐体３ａは、図１（ａ）に示すように、回転駆動装置４の支持台としても機能する。
ハウジング３ｂは、軸受Ｘの外輪を覆って支持するものであり、軸受Ｘを着脱可能に支持している。そして、本実施形態においてハウジング３ｂは、図１（ａ）に示すように、軸受Ｘの軸心が中性子線照射装置２側を向くように軸受Ｘを支持する。
なお、筐体３ａ及びハウジング３ｂは、中性子線Ｌ１の通過領域を避ける形状を有していることが好ましいが、中性子線Ｌ１の吸収率が極めて低いアルミニウム材料等によって形成すれば中性子線Ｌ１の通過領域を跨ぐ形状を有することも可能である。
筐体３ａは、内部にハウジング３ｂ及び当該ハウジング３ｂに固定される軸受Ｘを収容する枠体あるいは箱状の部材である。本実施形態において筐体３ａは、図１（ａ）に示すように、回転駆動装置４の支持台としても機能する。
ハウジング３ｂは、軸受Ｘの外輪を覆って支持するものであり、軸受Ｘを着脱可能に支持している。そして、本実施形態においてハウジング３ｂは、図１（ａ）に示すように、軸受Ｘの軸心が中性子線照射装置２側を向くように軸受Ｘを支持する。
なお、筐体３ａ及びハウジング３ｂは、中性子線Ｌ１の通過領域を避ける形状を有していることが好ましいが、中性子線Ｌ１の吸収率が極めて低いアルミニウム材料等によって形成すれば中性子線Ｌ１の通過領域を跨ぐ形状を有することも可能である。
回転駆動装置４は、軸受Ｘを回転駆動するものであり、図１（ａ）に示すように、軸受Ｘを回転駆動するための動力を発生するモータ４ａ（動力部）と、当該モータ４ａにて発生された動力を軸受Ｘにベルト伝達するためのプーリ４ｂ、ベルト４ｃ（帯状部材）及び駆動軸部４ｄとを備えている。
より詳細には、プーリ４ｂは、カップリング等によってモータ４ａの軸部と連結されている。また、駆動軸部４ｄは、軸受Ｘの軸心方向に長い棒状部材であり、軸受Ｘの内輪に固定されると共に軸受Ｘの中央を貫通して水平に配設されている。そして、無端ベルトからなるベルト４ｃは、プーリ４ｂ及び駆動軸部４ｄに廻し掛けられている。
なお、駆動軸部４ｄの周面には、回転検出器５が駆動軸部４ｄの回転状態を検出するためのマークや磁性体が設けられている。
より詳細には、プーリ４ｂは、カップリング等によってモータ４ａの軸部と連結されている。また、駆動軸部４ｄは、軸受Ｘの軸心方向に長い棒状部材であり、軸受Ｘの内輪に固定されると共に軸受Ｘの中央を貫通して水平に配設されている。そして、無端ベルトからなるベルト４ｃは、プーリ４ｂ及び駆動軸部４ｄに廻し掛けられている。
なお、駆動軸部４ｄの周面には、回転検出器５が駆動軸部４ｄの回転状態を検出するためのマークや磁性体が設けられている。
回転検出器５は、駆動軸部４ｄの回転を検出することによって駆動軸部４ｄに固定された軸受Ｘの内輪の回転（すなわち軸受Ｘの回転）を検出するものである。
この回転検出器５は、駆動軸部４ｄの周面に設けられたマークや磁性体を検出する光検出器や磁性検出器から構成されており、図１（ａ）に示すように、ハウジング３ｂに対して固定されている。
この回転検出器５は、駆動軸部４ｄの周面に設けられたマークや磁性体を検出する光検出器や磁性検出器から構成されており、図１（ａ）に示すように、ハウジング３ｂに対して固定されている。
シンチレータ６は、軸受Ｘを透過した中性子線Ｌ１を受けて光Ｌ２を発光するものであり、中性子線Ｌ１を可視光に変換するものである。
このシンチレータ６としては、例えば、ＬｉＦ／ＺｎＳ(Ａｇ)、ＢＮ／ＺｎＳ (Ａｇ)、Ｇｄ２Ｏ３／ＺｎＳ(Ａｇ)、Ｇｄ２Ｏ３Ｓ(Ｔｂ)を用いることができる。
このシンチレータ６としては、例えば、ＬｉＦ／ＺｎＳ(Ａｇ)、ＢＮ／ＺｎＳ (Ａｇ)、Ｇｄ２Ｏ３／ＺｎＳ(Ａｇ)、Ｇｄ２Ｏ３Ｓ(Ｔｂ)を用いることができる。
導光機構７は、シンチレータ６から射出された光Ｌ２を光増幅器８を介して撮像装置９まで導光するものである。
この導光機構７は、図１（ａ）に示すように、光Ｌ２を反射して案内するミラー７ａと、光Ｌ２を集光するレンズ７ｂ等を備えている。
この導光機構７は、図１（ａ）に示すように、光Ｌ２を反射して案内するミラー７ａと、光Ｌ２を集光するレンズ７ｂ等を備えている。
光増幅器８は、導光機構７を介して入射される光の強度を高めて出力するものであり、例えば、イメージインテンシファイアを用いることができる。
なお、撮像装置９において十分に長い露光時間が確保できる場合には、光増幅器８を省略することも可能である。
なお、撮像装置９において十分に長い露光時間が確保できる場合には、光増幅器８を省略することも可能である。
撮像装置９は、シンチレータ６から射出され、導光機構７及び光増幅器８を介して到達した光Ｌ２を受光して撮像するものであり、撮像結果を撮像データとして出力する。
なお、撮像装置９としては、ＣＣＤカメラ、ＳＩＴ管カメラ、高速度カメラ等を用いることが可能であるが、例えば６０００ｒｐｍ程度で高速回転する軸受Ｘの内部での潤滑剤Ｙの移動は高速であるため、２０００ｆｐｓ程度のフレームレートの高い撮像が可能な高速度カメラを用いることが好ましい。
なお、撮像装置９としては、ＣＣＤカメラ、ＳＩＴ管カメラ、高速度カメラ等を用いることが可能であるが、例えば６０００ｒｐｍ程度で高速回転する軸受Ｘの内部での潤滑剤Ｙの移動は高速であるため、２０００ｆｐｓ程度のフレームレートの高い撮像が可能な高速度カメラを用いることが好ましい。
信号処理部１０は、撮像装置９から入力される撮像データを加工して要求される潤滑剤分布データとして出力するものである。
なお、ここで言う潤滑剤分布データとは、軸心を中心とする半径方向における潤滑剤の分布情報及び軸心方向の潤滑剤の厚み分布情報を含むデータである。そして、本実施形態において信号処理部１０は、例えば、撮像データにおける明るさ情報から潤滑剤分布データを算出したり、当該潤滑剤分布データを回転検出器５の検出結果と関連付ける処理を行ったりする。
なお、撮像装置９で撮像された撮像データ自体にも軸心を中心とする半径方向における潤滑剤の分布情報及び軸心方向の潤滑剤の厚み分布情報が含まれるため、要求される潤滑剤分布データを撮像データとすることも可能である。この場合には、信号処理部１０は、撮像装置９から入力される撮像データをそのまま潤滑剤分布データとして出力する。
なお、ここで言う潤滑剤分布データとは、軸心を中心とする半径方向における潤滑剤の分布情報及び軸心方向の潤滑剤の厚み分布情報を含むデータである。そして、本実施形態において信号処理部１０は、例えば、撮像データにおける明るさ情報から潤滑剤分布データを算出したり、当該潤滑剤分布データを回転検出器５の検出結果と関連付ける処理を行ったりする。
なお、撮像装置９で撮像された撮像データ自体にも軸心を中心とする半径方向における潤滑剤の分布情報及び軸心方向の潤滑剤の厚み分布情報が含まれるため、要求される潤滑剤分布データを撮像データとすることも可能である。この場合には、信号処理部１０は、撮像装置９から入力される撮像データをそのまま潤滑剤分布データとして出力する。
なお、本実施形態においては、本発明の撮像処理手段が、撮像装置９と信号処理部１０とによって構成されている。
制御装置１１は、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１の動作全体を制御するものであり、図１（ｂ）に示すように、中性子線照射装置２、回転駆動装置４、回転検出器５、光増幅器８、撮像装置９及び信号処理部１０と電気的に接続されている。
軸受Ｘは、内部に潤滑剤を含む玉軸受（転がり軸受）であり、本実施形態においてはラジアル軸受として構成されている。
図２は、軸受Ｘの概略構成を示すカットモデルの斜視図である。この図に示すように、軸受Ｘは、半径方向に対向配置される環状の外輪Ｘ１及び内輪Ｘ２と、外輪Ｘ１と内輪Ｘ２との間に配置される複数の玉Ｘ３と、玉Ｘ３同士の間隔を等間隔に保持するための保持器Ｘ４と、玉Ｘ３の収容空間を封止するシールＸ５とを備えている。
なお、撮像データにおける潤滑剤Ｙの視認性を高めてより正確な分布を取得するためには、撮像データに軸受Ｘの構成要素が写らないことが望ましい。このため、軸受Ｘのこれらの構成要素（外輪Ｘ１、内輪Ｘ２、玉Ｘ３、保持器Ｘ４及びシールＸ５）は、中性子線Ｌ１の吸収率が低いアルミニウム材料から形成されていることが好ましい。
図２は、軸受Ｘの概略構成を示すカットモデルの斜視図である。この図に示すように、軸受Ｘは、半径方向に対向配置される環状の外輪Ｘ１及び内輪Ｘ２と、外輪Ｘ１と内輪Ｘ２との間に配置される複数の玉Ｘ３と、玉Ｘ３同士の間隔を等間隔に保持するための保持器Ｘ４と、玉Ｘ３の収容空間を封止するシールＸ５とを備えている。
なお、撮像データにおける潤滑剤Ｙの視認性を高めてより正確な分布を取得するためには、撮像データに軸受Ｘの構成要素が写らないことが望ましい。このため、軸受Ｘのこれらの構成要素（外輪Ｘ１、内輪Ｘ２、玉Ｘ３、保持器Ｘ４及びシールＸ５）は、中性子線Ｌ１の吸収率が低いアルミニウム材料から形成されていることが好ましい。
次に、上述のように構成された本実施形態の潤滑剤分布取得装置１の動作（潤滑剤分布取得方法）について説明する。なお、以下に説明する本実施形態の潤滑剤分布取得装置１の動作の主体は、制御装置１１である。
まず、制御装置１１は、回転駆動装置４に軸受Ｘを回転駆動させる。この結果、軸受Ｘの内輪Ｘ２が回転駆動されて内輪Ｘ２と外輪Ｘ１との間に挟まれた玉Ｘ３が自転しながら、軸心を中心として公転し、潤滑剤Ｙが玉Ｘ３の移動に伴って軸受Ｘ内部を移動する。
そして、中性子線照射装置２にて中性子線Ｌ１が案内されることによって、図１（ａ）に示すように、中性子線Ｌ１が軸受Ｘの軸心方向から軸受Ｘに入射すると、軸受Ｘを透過した中性子線Ｌ１がシンチレータ６に入射する。
このようにシンチレータ６に中性子線Ｌ１がシンチレータ６に入射すると、シンチレータ６が中性子線Ｌ１の強度分布と同様の強度分布を有する光Ｌ２を発光する。つまり、シンチレータ６は、中性子線Ｌ１を光Ｌ２に変換して射出する。
シンチレータ６から射出された光Ｌ２は、導光機構７に案内されて光増幅器８にて増幅された後、撮像装置９に入射する。
そして、制御装置１１は、撮像装置９に撮像を行わせる。この結果、撮像装置９にて撮像データが取得される。
そして、制御装置１１は、撮像装置９に撮像を行わせる。この結果、撮像装置９にて撮像データが取得される。
続いて制御装置１１は、信号処理部１０に撮像データを加工等させることによって、軸心を中心とする半径方向における潤滑剤の分布情報及び軸心方向の潤滑剤の厚み分布情報を含む潤滑剤分布データを算出させる。
また、制御装置１１は、算出した潤滑剤分布データを回転検出器５の検出結果と関連付ける処理を行ったりする。この結果、潤滑剤分布データは、軸受Ｘの回転角度に関連付けられて出力されることとなる。
また、制御装置１１は、算出した潤滑剤分布データを回転検出器５の検出結果と関連付ける処理を行ったりする。この結果、潤滑剤分布データは、軸受Ｘの回転角度に関連付けられて出力されることとなる。
ここで、潤滑剤Ｙは有機物からなり軸受Ｘよりも中性子線の吸収率が高い。このため、軸受Ｘを透過した中性子線Ｌ１は、潤滑剤Ｙが存在する領域で大きく減衰する。一方で、中性子線Ｌ１の強度分布と当該中性子線Ｌ１が変換された光Ｌ２の強度分布とは比例する。
したがって、軸受Ｘに対して軸心方向から中性子線Ｌ１が入射し、軸受Ｘを透過した中性子線Ｌ１を光Ｌ２に変換して撮像することによって、撮像データの明るさの分布から軸心を中心とする半径方向における潤滑剤Ｙの分布を取得することができる。
したがって、軸受Ｘに対して軸心方向から中性子線Ｌ１が入射し、軸受Ｘを透過した中性子線Ｌ１を光Ｌ２に変換して撮像することによって、撮像データの明るさの分布から軸心を中心とする半径方向における潤滑剤Ｙの分布を取得することができる。
また、中性子線Ｌ１の減衰量は、通過領域における潤滑剤Ｙの厚みに比例する。つまり、通過領域における潤滑剤Ｙの厚みが厚い程、中性子線Ｌ１の減衰量が大きくなって当該領域における中性子線Ｌ１の強度が低下する。一方で、中性子線Ｌ１の強度分布と当該中性子線Ｌ１が変換された光Ｌ２の強度分布とは比例する。したがって、軸受Ｘに対して軸心方向から中性子線Ｌ１が入射し、軸受Ｘを透過した中性子線Ｌ１を光Ｌ２に変換して撮像することによって、撮像データの明るさ分布から軸心方向の潤滑剤の厚み分布を取得することができる。
そして、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１及び潤滑剤分布取得方法においては、軸受Ｘに対して軸心方向から入射して透過した中性子線Ｌ１を光Ｌ２に変化し、当該光Ｌ２を受光して撮像することにより軸受Ｘ内部における潤滑剤Ｙの分布を示す潤滑剤分布データを取得する。
このため、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１及び潤滑剤分布取得方法によれば、軸受Ｘを分解することなく、軸心を中心とする半径方向における潤滑剤Ｙの分布及び軸心方向の潤滑剤Ｙの厚み分布を含む潤滑剤分布データを取得することができ、軸受Ｘ内部における潤滑剤Ｙの挙動を詳細に取得することが可能となる。
このため、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１及び潤滑剤分布取得方法によれば、軸受Ｘを分解することなく、軸心を中心とする半径方向における潤滑剤Ｙの分布及び軸心方向の潤滑剤Ｙの厚み分布を含む潤滑剤分布データを取得することができ、軸受Ｘ内部における潤滑剤Ｙの挙動を詳細に取得することが可能となる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
図３（ａ）は、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ａの機構の一部を示す模式図である。そして、この図に示すように、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ａは、防護箱１２（防護部材）を備えている。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
図３（ａ）は、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ａの機構の一部を示す模式図である。そして、この図に示すように、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ａは、防護箱１２（防護部材）を備えている。
この防護箱１２は、中性子線を遮蔽する材料によって形成されており、中性子線Ｌ１が内部に透過することを防止するものである。具体的には、防護箱１２は、例えばホウ素を含有するゴム材料から形成されている。
この防護箱１２は、図３（ａ）に示すように、回転駆動装置４の一部であるモータ４ａを囲うように、軸受支持機構３の筐体３ａ上に設置されている。
この防護箱１２は、図３（ａ）に示すように、回転駆動装置４の一部であるモータ４ａを囲うように、軸受支持機構３の筐体３ａ上に設置されている。
このような構成を採用する本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ａによれば、防護箱１２の内部に収容されたモータ４ａへの中性子線の到達を防止することができ、モータ４ａの放射化を防ぐことができる。
放射化された部品は、周知のように定められた環境の下に管理を行う必要があり、管理コストが増大する。これに対して、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ａにおいてはモータ４ａの放射化を防ぐことができるため、管理コストの増大を抑制することが可能となる。
放射化された部品は、周知のように定められた環境の下に管理を行う必要があり、管理コストが増大する。これに対して、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ａにおいてはモータ４ａの放射化を防ぐことができるため、管理コストの増大を抑制することが可能となる。
なお、本発明における防護部材は、必ずしも箱形状である必要はない。このため、防護箱１２に変えて板状の防護部材をモータ４ａに中性子線Ｌ１が照射されないように配置しても良い。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本第３実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
図３（ｂ）は、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ｂの機構の一部を示す模式図である。そして、この図に示すように、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ｂは、遮蔽壁１３（遮蔽部材）を備えている。
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本第３実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
図３（ｂ）は、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ｂの機構の一部を示す模式図である。そして、この図に示すように、本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ｂは、遮蔽壁１３（遮蔽部材）を備えている。
遮蔽壁１３は、軸受Ｘを通過しない中性子線を遮蔽するものであり、本実施形態においては図３（ｂ）に示すように、軸受Ｘとシンチレータ６との間に配設されており、軸受Ｘの周囲を通過した中性子線を遮蔽するように、軸心方向から見て軸受Ｘの周囲に配置されている。
この遮蔽壁１３は、例えばホウ素を含有するゴム材料から形成することができる。
この遮蔽壁１３は、例えばホウ素を含有するゴム材料から形成することができる。
軸受Ｘを通過しない中性子線は、殆ど減衰することなくシンチレータ６に入射する。このため、シンチレータ６から非常に強度の強い光が射出されることとなる。この結果、撮像データには、潤滑剤Ｙの存在領域の外部に非常に明るい領域が存在することとなり、潤滑剤Ｙの存在領域におけるダイナミックレンジが上述の非常に明るい領域の存在によって低下してしまう。
これに対して本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ｂによれば、軸受Ｘを通過しない中性子線が遮蔽壁１３によって遮蔽されるため、撮像データにて潤滑剤Ｙの存在領域の外部に非常に明るい領域が発生することを防止することができ、潤滑剤Ｙの存在領域におけるダイナミックレンジを高くすることが可能となる。このため、潤滑剤分布データをより詳細に取得することができ、軸受Ｘ内部における潤滑剤Ｙの挙動をより詳細に取得することが可能となる。
これに対して本実施形態の潤滑剤分布取得装置１Ｂによれば、軸受Ｘを通過しない中性子線が遮蔽壁１３によって遮蔽されるため、撮像データにて潤滑剤Ｙの存在領域の外部に非常に明るい領域が発生することを防止することができ、潤滑剤Ｙの存在領域におけるダイナミックレンジを高くすることが可能となる。このため、潤滑剤分布データをより詳細に取得することができ、軸受Ｘ内部における潤滑剤Ｙの挙動をより詳細に取得することが可能となる。
なお、本発明の遮蔽部材の設置箇所は、遮蔽壁１３の設置箇所に限定されるものではない。潤滑剤Ｙの存在領域におけるダイナミックレンジを高くするためには、撮像データにて潤滑剤Ｙの存在領域の外部に非常に明るい領域が発生することを防止すれば良いため、軸受Ｘと中性子線照射装置２との間に遮蔽壁１３を配置することもできる。
また、中性子線を遮蔽するのではなく、シンチレータ６から射出された光を遮光するようにしても良い。つまり、軸受Ｘを通過しない中性子線がシンチレータ６にて変換されて生成された光を遮蔽するようにしても良い。
また、中性子線を遮蔽するのではなく、シンチレータ６から射出された光を遮光するようにしても良い。つまり、軸受Ｘを通過しない中性子線がシンチレータ６にて変換されて生成された光を遮蔽するようにしても良い。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、本第４実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、本第４実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
図４は、本実施形態の潤滑剤分布取得装置が備える駆動軸部４ｄとその近傍を拡大した図であり、（ａ）が平面断面図であり、（ｂ）が軸心方向から見た正面図である。
この図に示すように、本実施形態の潤滑剤分布取得装置は、駆動軸部４ｄを介して軸受Ｘに固定されると共に軸受Ｘよりも大径に設定された大径プーリ１４を備えている。
この図に示すように、本実施形態の潤滑剤分布取得装置は、駆動軸部４ｄを介して軸受Ｘに固定されると共に軸受Ｘよりも大径に設定された大径プーリ１４を備えている。
この大径プーリ１４は、中性子線を透過する材料によって形成されており、例えばアルミニウム材料によって形成されている。
そして、本実施形態の潤滑剤分布取得装置においては、この大径プーリ１４に対してベルト４ｃが廻し掛けられている。
そして、本実施形態の潤滑剤分布取得装置においては、この大径プーリ１４に対してベルト４ｃが廻し掛けられている。
このような構成を採用する本実施形態の潤滑剤分布取得装置によれば、軸心方向から見た場合に、潤滑剤Ｙの存在領域とベルト４ｃとが重なることがない。ベルト４ｃは、通常ゴム材料であり、中性子線の吸収率が高いため撮像データにおいて明るく映し出されるが、本実施形態の潤滑剤分布取得装置によれば潤滑剤Ｙの存在領域とベルト４ｃとが重なることがないため、潤滑剤Ｙの視認性を高めることができる。
なお、大径プーリ１４は、図４に示すように駆動軸部４ｄと別体であってもよいが、駆動軸部４ｄの一部として構成されていても良い。
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、本第５実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、本第５実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
図５は、本実施形態の潤滑剤分布取得装置に設置される軸受Ｘの様子を示す平面図である。本実施形態の潤滑剤分布取得装置には、軸受Ｘとして、潤滑剤Ｙが内部に存在する軸受ＸＡ（第１の軸受）と、潤滑剤Ｙが内部に存在しない軸受ＸＢ（第２の軸受）が並んで設置されている。
そして、これらの軸受ＸＡ，ＸＢは、回転駆動装置４によって回転駆動されるように構成されている。
そして、これらの軸受ＸＡ，ＸＢは、回転駆動装置４によって回転駆動されるように構成されている。
そして、本実施形態の潤滑剤分布取得装置では、信号処理部１０において、撮像データの中の軸受ＸＡが写った領域を切り出して第１撮像データとし、撮像データの中の軸受ＸＢが写った領域を切り出して第２撮像データとし、軸受ＸＡと軸受ＸＢとを重ねて第１撮像データと第２撮像データとの差分を算出し、この差分に基づいて潤滑剤分布データを算出する。
このような構成を採用する本実施形態の潤滑剤分布取得装置によれば、第１撮像データと第２撮像データとの差分を算出することで、第１撮像データと第２撮像データとの相違部分である、潤滑剤Ｙのみの撮像データを得ることができる。このため、この潤滑剤Ｙのみの撮像データを用いることによって、より正確に潤滑剤分布データをより詳細に取得することができ、軸受Ｘ内部における潤滑剤Ｙの挙動をより詳細に取得することが可能となる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、回転駆動装置において、歯付きのプーリや歯付きのベルトを用いることもできる。また、スプロケット（車輪部）とチェーン（帯状部材）を用いることも可能である。
また、上記実施形態においては、軸受Ｘがラジアル方向に荷重を受ける玉軸受である構成について説明した。
しかしながら、本発明は、例えば、コロ軸受、滑り軸受、またはスラスト方向に荷重を受ける軸受等の他の軸受内部における潤滑剤の挙動の取得に用いることも可能である。
しかしながら、本発明は、例えば、コロ軸受、滑り軸受、またはスラスト方向に荷重を受ける軸受等の他の軸受内部における潤滑剤の挙動の取得に用いることも可能である。
また、上記実施形態においては、中性子線Ｌ１が軸心方向から軸受を透過する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、中性子線Ｌ１が軸心に対して斜め方向から軸受を透過する構成を採用することも可能である。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、中性子線Ｌ１が軸心に対して斜め方向から軸受を透過する構成を採用することも可能である。
また、上記実施形態においては、シンチレータ６を用いて中性子線Ｌ１を光Ｌ２に変換する構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、中性子線Ｌ１をγ線等の放射線（電磁波）に変換して撮像するようにしても良い。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、中性子線Ｌ１をγ線等の放射線（電磁波）に変換して撮像するようにしても良い。
また、上記実施形態においては、撮像装置９でデジタル撮影を行う構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像装置でフィルム撮影を行っても良い。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像装置でフィルム撮影を行っても良い。
なお、上述のように中性子線Ｌ１をγ線に変換してフィルム撮影を行った結果、図６に示すような画像が撮像された。
このような撮像結果から分かるように、本発明によれば、軸受の内部を撮像することができる。
このような撮像結果から分かるように、本発明によれば、軸受の内部を撮像することができる。
１，１Ａ，１Ｂ……潤滑剤分布取得装置、２……中性子線照射装置、４……回転駆動装置、４ａ……モータ（動力部）、４ｂ……プーリ、４ｃ……ベルト（帯状部材）、５……回転検出器、６……シンチレータ（電磁波変換手段）、８……光増幅器、９……撮像装置、１０……信号処理部、１１……制御装置、１２……防護箱（防護部材）、１３……遮蔽壁（遮蔽部材）、１４……大径プーリ（車輪部）、Ｌ１……中性子線、Ｌ２……光（電磁波）、Ｘ，ＸＡ，ＸＢ……軸受、Ｙ……潤滑剤
Claims (7)
- 軸心方向あるいは軸心に対して斜め方向から軸受を透過した中性子線を受けて電磁波に変換する電磁波変換手段と、
前記電磁波変換手段から射出される電磁波を受けて撮像することにより前記軸受内部における潤滑剤の分布を示す潤滑剤分布データを取得する撮像処理手段と
を備えることを特徴とする潤滑剤分布取得装置。 - 前記軸受を回転駆動する回転駆動手段と、
前記中性子線を遮蔽すると共に当該回転駆動手段の少なくとも一部を囲う防護部材と
を備えることを特徴とする請求項１記載の潤滑剤分布取得装置。 - 前記軸受を通過しない前記中性子線あるいは当該軸受を通過しない前記中性子線が前記電磁波変換手段にて変換されて生成された電磁波を遮蔽する遮蔽部材を備えることを特徴とする請求項１または２記載の潤滑剤分布取得装置。
- 前記中性子線の入射方向から見て前記軸受よりも大径に設定されて前記軸受に固定されると共に前記中性子線を透過する材料によって形成される車輪部と、
前記車輪部に廻し掛けられる帯状部材と、
当該帯状部材を走行させる動力部と
を備えることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の潤滑剤分布取得装置。 - 前記車輪部は、アルミニウム材料によって形成されていることを特徴とする請求項４記載の潤滑剤分布取得装置。
- 前記撮像処理手段は、
内部に前記潤滑剤が存在する第１の前記軸受を透過した前記中性子線が前記電磁波変換手段によって変換された電磁波を受けて得られる第１撮像データと、
内部に前記潤滑剤が存在しない第２の前記軸受を透過した前記中性子線が前記電磁波変換手段によって変換された電磁波を受けて得られる第２撮像データとを取得し、
前記第１撮像データと前記第２撮像データとの差分から前記潤滑剤分布データを取得することを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の潤滑剤分布取得装置。 - 軸心方向あるいは軸心に対して斜め方向から軸受を透過した中性子線を電磁波に変換し、当該電磁波を受けて撮像することにより前記軸受内部における潤滑剤の分布を示す潤滑剤分布データを取得することを特徴とする潤滑剤分布取得方法。
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