KR101564572B1 - 윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 방법 - Google Patents

윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 방법 Download PDF

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Abstract

이 윤활제 분포 취득 장치(1)에서는, 베어링(X)을 투과한 중성자선을 전자파로 변환하고, 인코더(5)로부터 출력되는 베어링의 회전 각도를 나타내는 회전 각도 신호에 기초하여 상기 전자파를 받아 촬상함으로써 상기 베어링 내부에서의 윤활제의 분포를 나타내는 윤활제 분포 데이터를 취득한다. 그 결과, 촬상 데이터별 회전 각도 피치를 균일하게 하여 베어링 내부에서의 윤활제의 거동을 정확하게 취득할 수 있게 된다.

Description

윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 방법{Lubricant distribution acquisition device and lubricant distribution acquisition method}
본 발명은, 윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 방법에 관한 것이다. 본원은 2011년 3월 10일 일본에 출원된 일본특허출원 2011-53438호에 기초하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.
예를 들면 특허문헌 1에는, 중성자 라디오그래피법을 이용하여 유체 베어링 내부의 윤활제 유무를 검사하는 발명이 개시되어 있다.
이러한 특허문헌 1에 개시된 발명을 이용함으로써 종래에는 분해하여 확인을 행하였던 윤활제 유무의 검사를, 베어링을 분해하지 않고 행할 수 있다.
일본공개특허 2000-292373호 공보
그런데 특허문헌 1에서는, 윤활제 유무만을 검사하고 윤활제의 거동을 검출하지 않기 때문에 베어링의 회전과 촬상의 타이밍이 동기(同期)되지 않았다. 따라서 베어링의 회전 속도에 불균일성이나 경시적인 변화가 있는 경우에는 촬상 데이터별 회전 각도의 피치가 불균일해져 비교 대조성이 저하된다.
본 발명은, 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 촬상 데이터별 회전 각도 피치를 균일하게 할 수 있으며, 베어링 내부에서의 윤활제의 거동을 정확하게 취득할 수 있는 윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 베어링 내부에서의 윤활제의 거동과 베어링의 수명과의 관계에 대해 연구하였다. 그 결과, 베어링의 수명에는 사용 환경 등이 같은 경우에도 개체차가 존재한다는 것을 알 수 있었다. 수명이 다른 이들 베어링의 분해 조사를 행한 결과, 내부에 잔존하는 윤활제의 모습이 크게 다르다는 것을 알 수 있었다. 특히 구름 베어링에서는, 내부의 윤활제의 거동이 수명에 크게 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.
이것은, 베어링의 수명이 내부의 윤활제의 거동에 의존한다는 것을 시사하고 있다. 즉, 베어링 내부의 윤활제의 거동을 알 수 있다면 베어링의 수명을 개선할 수 있는 가능성이 있다.
상기 연구 결과를 감안하여 본 발명에 관한 제1 발명은, 베어링을 투과한 중성자선을 받아 전자파로 변환하는 전자파 변환 수단과, 상기 전자파 변환 수단으로부터 사출되는 전자파를 받아 촬상함으로써 상기 베어링 내부에서의 윤활제의 분포를 나타내는 윤활제 분포 데이터를 취득하는 촬상 처리 수단과, 상기 베어링의 회전 각도를 나타내는 회전 각도 신호를 출력하는 인코더와, 상기 회전 각도 신호에 기초하여 상기 촬상 처리 수단에 의한 촬상 타이밍을 제어하는 제어 수단을 구비한 윤활제 분포 취득 장치라는 구성을 채용한다.
본 발명에 관한 제2 발명은, 상기 제1 발명에 있어서, 상기 전자파 변환 수단으로부터 사출된 전자파를 상기 촬상 처리 수단에 도달하기 전에 증폭하는 전자파 증폭 수단을 구비하고, 상기 제어 수단이 상기 촬상 타이밍에 맞춰 상기 전자파 증폭 수단에 상기 전자파를 증폭하게 한다는 구성을 채용한다.
본 발명에 관한 제3 발명은, 상기 제2 발명에 있어서, 상기 촬상 처리 수단에서의 노광 기간의 개시 타이밍이, 상기 전자파 증폭 수단에서의 상기 전자파의 증폭 개시 타이밍보다 상기 전자파 증폭 수단에서의 잔상(殘像) 기간 이상 늦게 설정되어 있다는 구성을 채용한다.
본 발명에 관한 제4 발명은, 상기 제1∼제3 중 어느 한 발명에 있어서, 베어링이 적어도 1개의 전동체(轉動體)가 다른 전동체와 중성자선 흡수율이 다른 재료인 구름 베어링이 되고, 상기 제어 수단이, 미리 정해진 설정 회전 각도에서 상기 촬상 처리 수단에 촬상시킴으로써 복수의 촬상 데이터를 취득시킴과 아울러 상기 촬상 처리 수단에 복수의 촬상 데이터를 이용하여 상기 전동체의 미끄러짐량을 산출하게 한다는 구성을 채용한다.
본 발명에 관한 제5 발명은, 윤활제 분포 취득 방법으로서, 베어링을 투과한 중성자선을 전자파로 변환하고, 인코더로부터 출력되는 베어링의 회전 각도를 나타내는 회전 각도 신호에 기초하여 상기 전자파를 받아 촬상함으로써 상기 베어링 내부에서의 윤활제의 분포를 나타내는 윤활제 분포 데이터를 취득한다는 구성을 채용한다.
본 발명에 의하면, 인코더로부터 출력되는 베어링의 회전 각도를 나타내는 신호인 회전 각도 신호에 기초하여 촬상이 행해진다.
따라서 베어링의 회전 속도의 불균일성이나 경시적인 변화가 생긴 경우에도 항상 정확하게 베어링의 회전 각도에 맞춰 촬상을 행할 수 있다.
따라서 촬상 데이터별 회전 각도 피치를 균일하게 할 수 있어 베어링 내부에서의 윤활제의 거동을 정확하게 취득할 수 있게 된다.
도 1a는, 본 발명의 제1 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치의 개략 구성을 도시한, 그 기구의 일부 모식도이다.
도 1b는, 본 발명의 제1 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치의 개략 구성을 도시한, 그 기능의 일부를 도시한 블럭도이다.
도 2는, 본 발명의 일실시형태의 윤활제 분포 취득 장치에 설치되는 베어링의 개략 구성을 도시한 절단 모델의 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일실시형태의 윤활제 분포 취득 장치에서의 촬상 타이밍을 도시한 타이밍 차트이다.
도 4는, 본 발명의 일실시형태의 윤활제 분포 취득 장치에 이용되는 베어링의 변화예를 도시한 모식도이다.
도 5는, 본 발명에 의한 베어링 내부의 촬상 결과를 도시한 사진이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관한 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 및 도 1b는, 본 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치(1)의 개략 구성을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 1a는, 윤활제 분포 취득 장치(1)의 기구 일부를 도시한 모식도이며, 도 1b는, 윤활제 분포 취득 장치(1)의 기능 일부를 도시한 블럭도이다.
본 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치(1)는, 베어링(X) 내부에서의 윤활제(Y)(예를 들면 그리스)의 분포를 취득함으로써 볼 베어링인 베어링(X)이 한창 회전 구동되고 있는 동안의 윤활제(Y)의 거동을 취득한다.
그리고 본 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치(1)는, 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 중성자선 조사 장치(2)와, 베어링 지지 기구(3)와, 회전 구동 장치(4)(회전 구동 수단)와, 로터리 인코더(5)와, 신틸레이터(6)(전자파 변환 수단)와, 도광 기구(7)와, 광증폭기(8)와, 촬상 장치(9)와, 신호 처리부(10)와, 제어 장치(11)를 구비한다.
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 본 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치(1)에서는, 예를 들면 이온 발생기에서 발생시킨 수소 혹은 헬륨 등의 이온을 타겟에 조사함으로써 중성자선을 발생하는 중성자원을 별도로 구비해도 좋다.
베어링 지지 기구(3)는, 베어링(X)을 지지하기 위한 부재로서, 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 1a에 도시한 바와 같이 회전 구동 장치(4)의 지지대로서도 기능한다.
하우징(3b)은, 베어링(X)의 외륜을 덮어 지지하는 부재로서, 베어링(X)을 착탈 가능하게 지지하고 있다. 그리고 본 실시형태에서 하우징(3b)은, 도 1a에 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 가지고 있는 것이 바람직하지만, 중성자선(L1)의 흡수율이 매우 낮은 알루미늄 재료 등으로 형성하면 중성자선(L1)의 통과 영역을 걸치는 형상을 갖는 것도 가능하다.
회전 구동 장치(4)는, 베어링(X)을 회전 구동하는 부재로서, 도 1a에 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.
로터리 인코더(5)는, 베어링(X)의 내륜의 회전 각도를 나타내는 회전 각도 신호를 출력한다.
이 로터리 인코더(5)는, 베어링(X)과 동기되어 회전하는 모터(4a)의 회전축에 대해 접속되고, 모터(4a)의 회전축이 회전 구동됨으로써 회전 각도(회전 속도)에 대응한 펄스 신호를 출력한다. 이 로터리 인코더(5)로서는, 예를 들면 펄스 출력(인크리멘탈)형의 로터리 인코더를 이용할 수 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 개재하여 촬상 장치(9)까지 도광한다.
이 도광 기구(7)는, 도 1a에 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 개재하여 입사되는 광의 강도를 높여 출력하는 부재이다. 광증폭기(8)로서는, 예를 들면 이미지 인텐시파이어를 이용할 수 있다.
그리고 본 실시형태에서 광증폭기(8)는, 제어 장치(11)의 제어하에, 제어 장치(11)로부터 지시받은 기간만 광(L2)의 강도를 증폭한다. 보다 상세하게는, 광증폭기(8)는, 제어 장치(11)로부터 광의 증폭 기간을 나타내는 게이트 신호가 입력되고, 이 게이트 신호에 기초하여 광(L2)의 증폭을 행한다.
본 실시형태에서 광증폭기(8)는, 제어 장치(11)로부터 지시받은 기간만 광(L2)의 강도를 증폭하기 때문에, 항상 광(L2)의 증폭을 행하는 것이 아니라 휴지 기간을 얻을 수 있다. 이러한 휴지 기간을 얻음으로써 광증폭기(8)가 타들어가는 것을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있기 때문에 본 실시형태의 광증폭기(8)에서는 광(L2)을 증폭하는 기간에 그 출력을 높인다.
이와 같이 광증폭기(8)의 출력을 높임으로써, 촬상 장치(9)에서의 노광 시간을 짧게 해도 선명한 촬상 데이터를 얻을 수 있다. 또 노광 시간을 짧게 함으로써 흔들림이 적은 촬상 데이터를 얻을 수 있다.
촬상 장치(9)는, 신틸레이터(6)로부터 사출되어 도광 기구(7) 및 광증폭기(8)를 개재하여 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 고속이므로 2000fps 정도로 프레임 레이트가 높은 촬상이 가능한 고속도 카메라를 이용하는 것이 바람직하다.
그리고 본 실시형태에서 촬상 장치(9)는, 제어 장치(11)의 제어하에, 제어 장치(11)로부터 지시받은 타이밍으로 촬상을 행한다. 보다 상세하게는, 촬상 장치(9)에는, 제어 장치(11)로부터 촬상 타이밍을 나타내는 트리거 신호가 입력되고, 촬상 장치(9)는 이 트리거 신호에 기초하여 촬상을 행한다.
광증폭기(8)에서는, 상기 게이트 신호의 입력에 대한 응답이 일정 시간 늦어지는 특성이 있다. 즉, 광증폭기(8)는 일정한 잔상 기간을 가지고 있다. 따라서 본 실시형태에서는, 촬상 장치(9)의 노광 기간의 개시 타이밍이 광증폭기(8)의 잔상 기간 이상 늦게 설정되어 있다.
이와 같이 촬상 장치(9)의 노광 기간의 개시 타이밍이 광증폭기(8)의 잔상 기간 이상 늦게 설정됨으로써, 촬상 장치(9)에서 광(L2)이 증폭되기 전에 촬상이 개시되는 것을 방지할 수 있다.
노광 기간의 종료 타이밍은, 광증폭기(8)의 광증폭 기간의 종료 타이밍에 잔상 기간을 더한 기간보다 짧게 설정되면 좋다.
신호 처리부(10)는, 촬상 장치(9)로부터 입력되는 촬상 데이터를 가공하여 요구되는 윤활제 분포 데이터로서 출력한다.
여기서 말하는 윤활제 분포 데이터란, 축심을 중심으로 하는 반경 방향에서의 윤활제의 분포 정보 및 축심 방향의 윤활제의 두께 분포 정보를 포함한 데이터이다. 그리고 본 실시형태에서 신호 처리부(10)는, 예를 들면 촬상 데이터에서의 밝기 정보로부터 윤활제 분포 데이터를 산출하거나 윤활제 분포 데이터를 로터리 인코더(5)의 검출 결과와 관련시키는 처리를 행하기도 한다.
촬상 장치(9)에서 촬상된 촬상 데이터 자체에도 축심을 중심으로 하는 반경 방향에서의 윤활제의 분포 정보 및 축심 방향의 윤활제의 두께 분포 정보가 포함되기 때문에, 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)에 의해 구성되어 있다.
제어 장치(11)는, 본 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치(1)의 동작 전체를 제어하는 부재로서, 도 1b에 도시한 바와 같이 중성자선 조사 장치(2), 회전 구동 장치(4), 로터리 인코더(5), 광증폭기(8), 촬상 장치(9) 및 신호 처리부(10)와 전기적으로 접속되어 있다.
그리고 본 실시형태에서 제어 장치(11)는, 로터리 인코더(5)로부터 입력되는 회전 각도 신호에 기초하여 촬상 장치(9)의 촬상 타이밍을 제어하고 촬상 타이밍에 맞춰 광증폭기(8)에 광(L2)을 증폭하게 한다.
보다 상세하게는, 제어 장치(11)는 도 1b에 도시한 바와 같이 분주기(11a)와 지연기(11b)를 구비하고 있다. 그리고 제어 장치(11)는, 로터리 인코더(5)로부터 입력된 회전 각도 신호를 분주기(11a)로 분주함으로써 트리거 신호를 생성하고, 이 트리거 신호를 기점으로 하여 광증폭기의 동작 기간을 나타내는, 시간적인 폭을 가진 게이트 신호(광증폭기(8)로 광증폭하는 타이밍을 나타내는 신호)를 생성하여 광증폭기(8)에 입력한다.
또 전술한 바와 같이 본 실시형태에서는, 촬상 장치(9)의 노광 시간의 개시 타이밍이 광증폭기(8)의 잔상 시간을 고려하여 광증폭의 개시 타이밍보다 늦도록 설정되어 있다. 따라서 제어 장치(11)는, 회전 각도 신호를 분주기(11a)로 분주하여 얻어진 트리거 신호를 일정 시간 지연시킨 시점을 기점으로 하여 노광 시간을 나타내는, 시간적인 폭을 가진 노광 지령 신호(촬상 장치(9)로 촬상하는 타이밍을 나타내는 신호)를 생성하여 노광 지령 신호를 촬상 장치(9)에 입력한다.
그 결과, 도 3에 도시한 바와 같이 분주 후의 트리거 신호의 주파수에 맞춰 광증폭기(8)가 동작한다. 광증폭기(8)의 동작 기간은 미리 광증폭기(8)에 기억시키고 제어 장치(11)로부터 광증폭기(8)에 트리거 신호를 직접 입력하는 구성으로 해도 좋다. 또 촬상 장치(9)의 노광 시간을 미리 촬상 장치(9)에 기억시키고 제어 장치(1)로부터 촬상 장치(9)에 트리거 신호를 일정 시간 지연시킨 신호를 주는 구성으로 해도 좋다. 촬상 장치(9)의 노광 시간은, 광증폭기(8)의 동작 기간과 잔상 기간을 고려한 범위가 된다.
본 실시형태에서는, 로터리 인코더(5)로부터의 회전 각도 신호인 펄스 신호의 주파수가 게이트 신호나 트리거 신호의 주파수보다 높은 것을 전제로 하고 있기 때문에 제어 장치(11)가 분주기(11a)를 구비한 구성으로 되어 있다. 그러나 로터리 인코더(5)로부터 출력되는 펄스 신호가 게이트 신호나 트리거 신호의 주파수보다 낮은 경우에는 제어 장치(11)는 분주기(11a) 대신에 체배기를 구비한다.
베어링(X)은, 내부에 윤활제를 포함한 볼 베어링(구름 베어링)으로서, 본 실시형태에서는 래디얼 베어링으로서 구성되어 있다.
도 2는, 베어링(X)의 개략 구성을 도시한 절단 모델의 사시도이다. 이 도에 도시한 바와 같이, 베어링(X)은, 반경 방향으로 대향 배치되는 환형의 외륜(X1) 및 내륜(X2)과, 외륜(X1)과 내륜(X2) 사이에 배치되는 복수의 볼(X3)과 볼(X3)끼리의 간격을 등간격으로 유지하기 위한 보유지지기(X4)와, 볼(X3)의 수용 공간을 봉지하는 실링(X5)을 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 이들 구성요소(외륜(X1), 내륜(X2), 볼(X3), 보유지지기(X4) 및 실링(X5))는 중성자선(L1)의 흡수율이 낮은 알루미늄 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
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, 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.
이와 같이 베어링(X)이 회전 구동되면, 로터리 인코더(5)로부터 회전 각도 신호인 펄스 신호가 제어 장치(11)에 입력된다.
제어 장치(11)는, 펄스 신호로부터 게이트 신호 및 트리거 신호를 생성하여 게이트 신호를 광증폭기(8)에 입력하고, 트리거 신호를 촬상 장치(9)에 입력한다.
그 결과, 촬상 장치(9)는 항상 베어링(X)의 회전 각도에 동기하여 촬상을 행하고, 광증폭기(8)는 촬상 장치(9)로 촬상되는 타이밍에 맞춰 광(L2)을 증폭하게 된다.
다음으로, 중성자선 조사 장치(2)로부터 중성자선(L1)이 베어링(X)측에 안내된다. 그 결과, 도 1a에 도시한 바와 같이 중성자선(L1)이 베어링(X)의 축심 방향으로부터 베어링(X)에 입사되고, 베어링(X)을 투과한 중성자선(L1)이 신틸레이터(6)에 입사된다.
중성자선(L1)이 신틸레이터(6)에 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 행하게 한다. 그 결과, 촬상 장치(9)에서 촬상 데이터가 취득된다.
계속해서 제어 장치(11)는, 신호 처리부(10)에 촬상 데이터를 가공시켜, 축심을 중심으로 하는 반경 방향에서의 윤활제의 분포 정보 및 축심 방향의 윤활제의 두께 분포 정보를 포함한 윤활제 분포 데이터를 산출하게 한다.
또 제어 장치(11)는, 산출한 윤활제 분포 데이터를 회전 검출기(5)의 검출 결과와 관련시키는 처리를 행한다. 그 결과, 윤활제 분포 데이터는 베어링(X)의 회전 각도에 관련지어져 출력된다.
여기서, 윤활제(Y)는 유기물로 이루어져 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)을 입사시키고, 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 중성자선(L1)의 감쇠량은, 통과 영역에서의 윤활제(Y)의 두께에 비례한다. 즉, 통과 영역에서의 윤활제(Y)의 두께가 두꺼울수록 중성자선(L1)의 감쇠량이 커져, 통과 후의 중성자선(L1)의 강도가 저하된다. 한편 중성자선(L1)의 강도 분포와 중성자선(L1)이 변환된 광(L2)의 강도 분포는 비례한다. 따라서 베어링(X)에 대해 축심 방향으로부터 중성자선(L1)을 입사시키고, 베어링(X)을 투과한 중성자선(L1)을 광(L2)으로 변환하여 촬상함으로써 촬상 데이터의 밝기 분포로부터 축심 방향의 윤활제의 두께 분포를 취득할 수 있다.
그리고 본 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치(1) 및 윤활제 분포 취득 방법에서는, 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 본 실시형태의 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 있어 베어링(X) 내부에서의 윤활제(Y)의 거동을 상세히 취득할 수 있게 된다.
이상과 같은 본 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치(1) 및 윤활제 분포 취득 방법에 의하면, 로터리 인코더(5)로부터 출력되는 베어링(X)의 회전 각도를 나타내는 신호인 회전 각도 신호에 기초하여 촬상이 행해진다.
따라서 베어링(X)에서 회전 속도의 불균일성이나 경시적인 변화가 생긴 경우에도 항상 정확하게 베어링(X)의 회전 각도에 맞춰 촬상을 행할 수 있다.
따라서 촬상 데이터별 회전 각도 피치를 균일하게 할 수 있어 베어링(X) 내부에서의 윤활제의 거동을 정확하게 취득할 수 있게 된다.
본 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치(1)에서는, 도 4에 도시한 바와 같이 1개만 재질이 다른(중성자선 흡수율이 다른) 볼(X3A)(전동체)을 구비한 베어링(XA)을 설치해도 좋다.
이러한 베어링(XA)을 설치함으로써 촬상 데이터에 있어서 볼(X3A)을 다른 볼(X3)과 구별할 수 있다.
또 볼(X3) 및 볼(X3A)은, 베어링(X)이 회전 구동됨으로써 베어링(X) 내부에서 공전한다. 그리고 공전량은, 볼(X3) 및 볼(X3A)에 작용하는 마찰력 등에 의해 계산할 수 있다. 따라서 본 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치(1)에 의하면, 촬상 데이터별 회전 각도 피치를 균일하게 할 수 있기 때문에 이 회전 각도 피치로부터 볼(X3) 및 볼(X3A)의 공전량을 정확하게 산출할 수 있다.
따라서 예를 들면, 복수의 촬상 데이터를 취득하고 신호 처리부(10)에 회전 각도 피치로부터 볼(X3) 및 볼(X3A)의 공전량을 산출시키고, 실제의 촬상 데이터에서의 볼(X3) 및 볼(X3A)의 위치와 비교시킴으로써 볼(X3) 및 볼(X3A)의 미끄러짐량을 산출시킬 수 있다.
이와 같이 본 실시형태의 윤활제 분포 취득 장치(1)에 의하면, 1개의 볼(X3A)이 다른 볼(X3)과 중성자선 흡수율이 다른 베어링(XA)을 이용함으로써 볼(X3) 및 볼(X3A)의 미끄러짐량을 산출할 수 있다.
중성자선 흡수율이 다른 볼(X3A)는 반드시 1개일 필요는 없으며 복수여도 좋다.
또 볼(X3A) 전체의 중성자 흡수율을 변화시킬 필요도 없고, 예를 들면 볼(X3A)의 일부 재질을 변화시킴으로써 볼(X3A)의 중성자 흡수율을 변화시키도록 해도 좋다. 볼(X3A)의 일부 재질은, 예를 들면 철, 알루미늄, 세라믹 등으로부터 적절히 선택하면 좋다.
이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않는다는 것은 말할 필요도 없다. 상술한 실시형태에서 도시한 각 구성 부재의 제형상이나 조합 등은 일례이며, 본 발명의 취지에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 부가, 생략, 치환 및 기타 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되지는 않으며 첨부한 특허청구범위에 의해서만 한정된다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는 본 발명의 인코더로서 인크리멘탈 인코더를 이용하는 구성에 대해 설명하였다.
그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면 앱솔루트 인코더 등 다른 인코더를 이용하는 것도 가능하다.
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 윤활제의 거동 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 촬상해도 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.
본 발명의 윤활제 분포 취득 장치를 이용하여 전술한 바와 같이 중성자선(L1)을 γ선으로 변환하여 필름 촬영을 행한 결과, 도 5에 도시한 바와 같은 화상이 촬상되었다.
이 촬상 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 의하면 베어링의 내부를 촬상할 수 있다.
<산업상 이용 가능성>
본 발명에 의하면, 촬상 데이터별 회전 각도 피치를 균일하게 하여 베어링 내부에서의 윤활제의 거동을 정확하게 취득할 수 있는 윤활제 분포 취득 장치 및 윤활제 분포 취득 방법을 제공할 수 있다.
1……윤활제 분포 취득 장치, 2……중성자선 조사 장치, 4……회전 구동장치, 5……로터리 인코더(인코더), 6……신틸레이터(전자파 변환 수단), 8……광증폭기(전자파 증폭 수단), 9……촬상 장치(촬상 수단), 10……신호 처리부, 11……제어 장치, L1……중성자선, L2……광(전자파), X,XA……베어링, Y……윤활제

Claims (7)

  1. 베어링을 투과한 중성자선을 받아 전자파로 변환하는 전자파 변환 수단과,
    상기 전자파 변환 수단으로부터 사출되는 전자파를 받아 촬상함으로써 상기 베어링 내부에서의 윤활제의 분포를 나타내는 윤활제 분포 데이터를 취득하는 촬상 처리 수단과,
    상기 베어링의 회전 각도를 나타내는 회전 각도 신호를 출력하는 인코더와,
    상기 회전 각도 신호에 기초하여 상기 촬상 처리 수단에 의한 촬상 타이밍을 제어하는 제어 수단과,
    상기 전자파 변환 수단으로부터 사출된 전자파를 상기 촬상 처리 수단에 도달하기 전에 증폭하는 전자파 증폭 수단을 구비하며,
    상기 제어 수단은, 상기 촬상 타이밍에 맞춰 상기 전자파 증폭 수단에 상기 전자파를 증폭하게 하며,
    상기 촬상 처리 수단에서의 노광 기간의 개시 타이밍이, 상기 전자파 증폭 수단에서의 상기 전자파의 증폭 개시 타이밍보다 상기 전자파 증폭 수단에서의 잔상(殘像) 기간 이상 늦게 설정되어 있는 윤활제 분포 취득 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 베어링이 적어도 1개의 전동체(轉動體)가 다른 전동체와 중성자선 흡수율이 다른 재료인 구름 베어링이 되고,
    상기 제어 수단은, 미리 정해진 설정 회전 각도에서 상기 촬상 처리 수단에 촬상시킴으로써 복수의 촬상 데이터를 취득시킴과 아울러, 상기 촬상 처리 수단에 복수의 촬상 데이터를 이용하여 상기 전동체의 미끄러짐량을 산출시키는 윤활제 분포 취득 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 베어링을 투과한 중성자선을 전자파로 변환하고, 인코더로부터 출력되는 베어링의 회전 각도를 나타내는 회전 각도 신호에 기초하여 상기 전자파를 받아 촬상함으로써 상기 베어링 내부에서의 윤활제의 분포를 나타내는 윤활제 분포 데이터를 취득하는 윤활제 분포 취득 방법으로서,
    변환된 상기 전자파를, 전자파 증폭 수단을 이용하여 상기 촬상 타이밍에 맞춰 증폭하며,
    상기 촬상에서의 노광 기간의 개시 타이밍이, 전자파 증폭 수단에서의 상기 전자파의 증폭 개시 타이밍보다 상기 전자파 증폭 수단에서의 잔상(殘像) 기간 이상 늦게 설정되어 있는 윤활제 분포 취득 방법.
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