KR20160034314A

KR20160034314A - 얇은 대형 베어링의 시험 장치

Info

Publication number: KR20160034314A
Application number: KR1020167002097A
Authority: KR
Inventors: 미키 가라사와; 겐 고호리; 요시쓰구 가와세
Original assignee: 엔티엔 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 고바야시 세이사쿠쇼
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2016-03-29
Also published as: EP3026414A1; JP6173815B2; CN105408732A; WO2015012139A1; US20160139000A1; EP3026414A4; JP2015021921A

Abstract

얇은 대형 베어링의 시험 장치(1)는, 시험 대상이 되는 얇고 대형의 베어링(60)을 설치 가능한 면반(2)과, 경사 이동 중심축(12) 주위에 면반(2)을 경사 가능하게 지지하는 면반 지지 기구(3)와, 면반(2)의 경사 각도를 변경시키는 각도 변경용 구동 장치(4)와, 베어링(60)의 내륜을 회전시키는 베어링 회전용 모터(52)를 구비한다. 면반 지지 기구(3) 및 각도 변경용 구동 장치(4)는, 면반(2)을 수평 자세, 수직 자세, 및 경사 자세에 걸쳐 변경 가능하게 한다. 면반(2)에, 이 면반(2) 상에 베어링(60)을 탑재한 상태로 또한 이 베어링(60)의 외륜을 고정 상태로 설치하는 베어링 설치 기구(6)를 설치한다. 이와 같이 구성하였으므로, 시험 대상이 되는 얇은 대형 베어링(60)을 용이하고 또한 양호한 정밀도로 설치할 수 있어, 설치된 얇은 대형 베어링(60)을 임의의 자세로 경사지게 하여 성능 평가 시험을 행할 수 있다.

Description

얇은 대형 베어링의 시험 장치{TESTING DEVICE FOR THIN-WALLED LARGE BEARING}

본 출원은, 2013년 7월 23일자 일본 특허출원 제2013―152397의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체를 참조에 의해 본원의 일부를 이루는 것으로서 인용한다.

본 발명은, 의료용 검사 기기(機器)인 CT 스캐너 장치 등에 사용되는 얇은 대형 베어링(thin-walled large bearing)의 각종 시험을 행하는 시험 장치에 관한 것이다

CT 스캐너 장치(예를 들면, 특허 문헌 1의 도 13)는, 검사부로서, 환자 등의 피검사체(被檢査體)를 탑재한 침대가 출입하는 환형(環形)의 회전 가대(rotating mount) [갠트리(gantry)]를 가진다. 회전 가대는, 외주측의 고정부에 대하여 베어링을 통하여 회전 가능하게 지지되고, 화상 촬영을 위한 X선 관구(管球), X선 검출기 등이 탑재되어 있다. 회전 가대의 지지에 사용되는 베어링은, 외경(外徑)이 약 600∼1300㎜의 얇은 대형이며, 그 내륜에는 상기 X선 관구 등의 탑재물의 하중이 약 1t 정도 걸려 있다. 예를 들면, 안구(眼球) 등과 같이 촬영 부위에 따라서는 촬영의 각도를 바꿀 필요가 있으므로, 회전 가대의 경사 각도를 바꿀 수 있는 구조의 CT 스캐너 장치도 있다. 이와 같은 CT 스캐너 장치의 경우, 회전 가대의 경사 각도에 따라서, 베어링이 받는 부하가 변동된다.

일반적으로, CT 스캐너 장치의 회전 가대 지지용의 베어링에는, 이하의 성능이 요구된다.

(1) 정숙성. 이것은, 환자가 긴장(緊張)하여 장기가 위축하는 것을 막아, 환자에게 안심감을 주어, 장기를 정상(正常)으로 활동하는 상태로 유지하기 위해서이다.

(2) 저진동. 진동이 적을수록, 촬영 화상의 화질이 향상된다.

(3) 고속성. 촬영에 필요로 하는 시간을 단축함으로써, X선 피폭량을 저감시키게 된다.

회전 가대 지지용의 베어링의 상기 성능을 보증하기 위해, 베어링이 CT 스캐너 장치에 내장되기 전에, 성능 평가 시험을 행할 필요가 있다. 이를 위한 시험 장치로서, 예를 들면, 특허 문헌 2에 기재된 것이 있다. 이 시험 장치는, 베어링 유지 기구(機構)에 의해 베어링을 임의의 각도로 경사 가능하게 유지하고, 유지된 베어링의 내륜을 임의의 회전 속도로 회전시키도록 한 것이며, 다양한 조건 하에서 베어링의 성능 평가 시험을 행할 수 있다.

일본 공개특허 제2012―82844호 공보 일본 공개특허 제2005―315681호 공보

특허 문헌 2의 시험 장치는, 베어링을 임의의 각도로 경사 가능하므로, 「예를 들면, CT 스캐너 갠트리 헤드의 지지에 사용되는 롤링 베어링의 장착 자세를 같은 장착 자세」로 할 수 있는 취지의 기재가 있다. 그러나, 동 특허 문헌의 명세서 중에, 베어링을 수평으로 유지할 수 있다는 기재는 없다. 또한, 하우징의 오목부에 베어링을 끼워넣어 고정시키는 방식이므로, 베어링이 수직 자세의 상태라도 하우징에 고정시키는 것이 가능하다. 따라서, 이 시험 장치는, 베어링이 수직 자세 또는 경사 자세의 상태로, 베어링 유지 기구에 베어링을 장착할 수 있을 것으로 생각된다. CT 스캐너 장치에 사용되는 베어링은 대형이며 중량이 무겁기 때문에, 베어링을 적정한 자세로 사람의 손으로 지지하면서 베어링 유지 기구에 장착하는 것은 용이하지 않다. 또한, 베어링이 수직 자세 또는 경사 자세이면, 베어링 자중(自重)의 영향에 의해 베어링 유지 기구와 베어링과의 사이의 간극이 주위 방향으로 균등하게 되지 않으므로, 베어링 유지 기구의 중심에 베어링을 장착하는 것이 어렵다.

본 발명의 목적은, 시험 대상이 되는 얇은 대형 베어링을 용이하고 또한 양호한 정밀도로 설치할 수 있어, 설치된 얇은 대형 베어링을 임의의 자세로 경사지게 하여 성능 평가 시험을 행할 수 있는 얇은 대형 베어링의 시험 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 얇은 대형 베어링의 시험 장치는, 시험 대상이 되는 얇고 대형의 베어링을 설치 가능한 면반(面盤; face board)과, 이 면반에 설치된 상기 베어링의 직경선(diameter line)과 일치하거나 또는 평행하게 되는 경사 이동 중심축을 수평으로 하여 이 경사 이동 중심축 주위에 상기 면반을 경사 가능하게 지지하는 면반 지지 기구와, 상기 면반의 경사 각도를 변경시키는 각도 변경용 구동 장치와, 상기 면반에 설치되어 상기 베어링의 내륜을 회전시키는 베어링 회전용 모터를 구비한다. 상기 면반 지지 기구 및 상기 각도 변경용 구동 장치는, 상기 면반을 수평 자세, 수직 자세, 및 경사 자세에 걸쳐 변경 가능하게 하고, 상기 면반에, 이 면반 상에 상기 베어링을 탑재한 상태로 또한 이 베어링의 외륜을 고정 상태로 설치하는 베어링 설치 기구를 설치한 것이다. 그리고, 본 발명에서 시험 대상으로 하는 「얇은 대형 베어링」이란, 내경(內徑)에 대하여 내경과 외경의 차이가 일반적인 베어링에 비해 작고, 또한 내경이 큰 베어링을 말하고, 예를 들면(외경―내경)/(내경)의 값이 0.3 이하이며, 내경이 600㎜ 이상의 베어링을 말한다.

이 구성에 의하면, 면반 지지 기구 및 각도 변경용 구동 장치에 의해 면반을 수평 자세로 하고, 베어링 설치 기구에 의해 수평 자세의 면반 상에 베어링을 탑재한 상태로 설치한다. 면반이 수평이면, 베어링 설치 시에, 수평 자세의 베어링을 위로부터 면반 상으로 내리는 것만으로 되므로, 베어링을 적정 자세로 사람의 손으로 지지하지 않아도 된다. 그러므로, 베어링이 얇고 대형의 베어링이라도, 베어링을 면반에 용이하게 설치할 수 있다. 또한, 수평 자세의 면반 상에 베어링을 탑재하면, 면반에 대하여 베어링의 자중이 일정하게 걸리므로, 면반의 베어링 설치면을 따르는 베어링의 위치 조정이 용이하며, 면반의 중심에 베어링을 양호한 정밀도로 설치할 수 있다. 또한, 면반 상에 베어링을 탑재한 상태로 설치하는 방식이므로, 면반에 베어링을 끼워넣는 방식과 달리, 각종 외경의 베어링에 대응하기 쉽다.

면반에 베어링을 설치한 후, 면반을 수직 자세 또는 경사 자세로 하고, 면반에 설치된 베어링의 내륜을 베어링 회전용 모터에 의해 회전시켜, 베어링의 성능 평가 시험을 행한다. 면반을 임의의 경사 각도, 또는 소정의 경사 각도로 변경할 수 있으므로, 사용 상태에 가까운 상태로 베어링의 성능 평가 시험을 행할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 베어링 설치 기구는, 상기 면반 상에 착탈(着脫) 가능하게 설치되어 복수 종류의 외경의 베어링을 택일적으로 또한 동심(同心) 위치에 고정 가능한 환형의 범용 프레임과, 이 범용 프레임을 상기 면반에 고정시키는 프레임 고정 수단을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 1개의 베어링 설치 기구로, 외경이 상이한 복수 종류의 베어링에 대응 가능하다. 또한, 시험 장치로부터 이격된 장소에서 범용 프레임에 베어링을 고정하고, 그 베어링을 고정한 범용 프레임을 면반에 고정시킬 수 있다. 범용 프레임에 고정되어 있는 베어링의 외경의 종류가 상이해도, 범용 프레임을 면반에 고정시키는 동작은 같으므로, 면반으로의 베어링의 설치 작업이 간략하게 된다.

상기 프레임 고정 수단이, 상기 범용 프레임 또는 상기 면반에 설치된 볼트 삽통공(揷通孔)과, 이 볼트 삽통공에 조정용 간극이 생기는 상태로 삽입되어 상기 범용 프레임을 상기 면반에 고정시키는 고정 볼트를 가지고, 이 고정 볼트에 의한 체결 전의 상태로 상기 범용 프레임의 중심을 상기 면반의 중심에 일치시키는 위치 결정 기구를 설치하고, 이 위치 결정 기구는, 상기 면반에 수직인 축심(軸心) 주위의 편심(偏心) 위치에서 회전 가능하게 설치되어 상기 범용 프레임의 외주면(外周面)의 복수의 각각에 접촉되는 복수의 편심 접촉 부재와, 이 편심 접촉 부재를 회전 방지 상태와 회전 가능 상태로 전환하는 회전 방지 수단으로 되어 있어도 된다.

이 경우, 이하의 순서로 범용 프레임을 면반에 고정시킨다. 먼저, 시험 대상이 되는 베어링이 고정된 범용 프레임을, 면반 상의 목표로 하는 설치 위치에 대하여 대략의 위치에 탑재한다. 이 단계에서는, 면반에 대하여 범용 프레임이 고정되어 있지 않고, 볼트 삽통공과 고정 볼트와의 사이의 조정용 간극의 범위 내에서, 범용 프레임을 움직이는 것이 가능하다. 그 상태에서, 위치 결정 기구에 의해, 범용 프레임의 중심을 면반의 중심에 일치시킨다. 그리고, 고정 볼트를 체결하여, 범용 프레임을 면반에 고정시킨다. 위치 결정 기구는, 복수 조의 편심 접촉 부재와 회전 방지 수단으로 되어, 각각의 편심 접촉 부재를 범용 프레임의 외주면의 복수 개소의 각각에 접촉시킴으로써 범용 프레임을 위치결정하는 구성이므로, 기구가 간단하고, 또한 위치 결정 조작이 간단하다.

본 발명에 있어서, 상기 베어링의 내륜에 착탈 가능하게 장착되어 상기 베어링에 모멘트 하중을 생기게 하는 추(錘)를 설치해도 된다. 추를 설치함으로써, 베어링이 사용 상태에서 받는 모멘트 하중과 같은 모멘트 하중을 베어링에 줄 수가 있다.

본 발명에 있어서, 상기 각도 변경용 구동 장치와는 별도로, 상기 면반을 임의의 경사 각도, 또는 소정의 경사 각도로 상기 면반 지지 기구에 고정시키는 면반 고정 기구를 설치해도 된다. 면반 고정 기구를 설치하면, 시험 중 등에 면반의 경사 각도가 뜻하지 않게 변경되는 것을 고정밀도로 방지할 수 있다.

이상으로부터, 본 발명의 얇은 대형 베어링의 시험 장치는, CT 스캐너 장치의 회전 가대를 지지하는 베어링의 성능 평가 시험을 행하는 데 바람직하다.

특허청구범위 및/또는 명세서 및/또는 도면에 개시된 2개 이상의 구성의 어떠한 조합도, 본 발명에 포함된다. 특히, 청구의 범위의 각 청구항의 2개 이상의 어떠한 조합도, 본 발명에 포함된다.

본 발명은, 첨부한 도면을 참고로 한 이하의 바람직한 실시형태의 설명으로부터, 보다 명료하게 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 실시형태 및 도면은 단순한 도시 및 설명을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 정하기 위해 이용되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해 정해진다. 첨부 도면에 있어서, 복수의 도면에서의 동일한 부호는, 동일 또는 상당하는 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 정면도이다.
도 2는 동일한 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 측면도이다.
도 3a는 동일한 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 면반이 수직 자세로 있는 상태를 간략화하여 나타낸 측면도이다.
도 3b는 동일한 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 면반이 경사 자세로 있는 상태를 간략화하여 나타낸 측면도이다.
도 3c는 동일한 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 면반이 수평 자세로 있는 상태를 간략화하여 나타낸 측면도이다.
도 4는 동일한 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 면반 고정 기구의 측면도이다.
도 5는 동일한 면반 고정 기구의 사시도에 그 부분 확대도를 부가한 도면이다.
도 6은 동일한 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 일부분의 파단(破斷) 측면도이다.
도 7a는 동일한 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 위치 결정 기구의 평면도이다.
도 7b는 동일한 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 위치 결정 기구의 측면도이다.
도 8은 CT 스캐너 장치의 일례의 단면도(斷面圖)이다.

본 발명에 관한 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 일 실시형태를 도 1∼도 7b와 함께 설명한다. 도 1은 이 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 정면도, 도 2는 그 측면도이다. 이 얇은 대형 베어링의 시험 장치(1)는, 면반(2)과, 면반 지지 기구(3)와, 각도 변경용 구동 장치(4)와, 면반 고정 기구(5)와, 베어링 설치 기구(6)와, 베어링 회전 기구(7)를 구비한다. 이 시험 장치(1)에 의해 성능 평가 시험되는 시험 대상의 베어링(60)은, 예를 들면, 도 8에 나타낸다. T 스캐너 장치(70)의 갠트리 등의 회전 가대(71)를 지지하기 위해 사용되는 얇고 대형의 베어링이다. 얇고 대형의 베어링은, 예를 들면, 깊은 홈 볼베어링, 앵귤러 볼베어링, 4점 접촉 볼베어링, 원통 롤러 베어링, 테이퍼진(tapered) 롤러 베어링 등의 롤링 베어링이다. CT 스캐너 장치(70)의 구체적 구성에 대해서는, 다음에 설명한다.

도 1 및 도 2에 있어서, 상기 면반(2)은, 얇고 대형의 베어링인 시험 대상의 베어링(60)을 설치하는 것이며, 이 예에서는 외형이 8각형으로 중앙부에 개구(2a)(도 6)를 가지는 환형의 판형체로 되어 있다. 상기 면반 지지 기구(3)는, 바닥면(F)에 설치되는 프레임(10)과, 이 프레임(10)의 상단(上端)에 설치된 좌우 한 쌍의 경사 이동 지지용 베어링 기구(11)를 가지고, 면반(2)의 좌우의 측면으로부터 돌출하는 한 쌍의 경사 이동 중심축(12)을, 상기 좌우 한 쌍의 경사 이동 지지용 베어링 기구(11)에 의해 각각 회전 가능하게 지지한다. 경사 이동 중심축(12)의 축심(C1)은, 좌우 방향을 따른 수평 상태로, 또한 면반(2)에 설치된 시험 대상의 베어링(60)의 직경선과 일치한다. 경사 이동 중심축(12)의 축심(C1)이, 시험 대상의 베어링(60)의 직경선과 일치하지 않고, 시험 대상의 베어링(60)의 직경선과 평행해도 된다. 이 면반 지지 기구(3)에 의해, 면반(2)이 경사 이동 중심축(12)의 축심(C1) 주위에 경사 가능하게 지지된다.

상기 각도 변경용 구동 장치(4)는, 경사 이동 중심축(12)의 축심(C1) 주위의 면반(2)의 경사 각도를 변경시키는 장치이다. 각도 변경용 구동 장치(4)는, 면반(2)의 좌우 한쪽(도면의 예에서는 우측)의 측면에 고정된 피회전체(14)와, 프레임(10)에 설치된 회전체(15)로 이루어지는 회전 전달 기구(16)를 가지고, 프레임(10)에 설치한 모터 등의 회전 구동원(17)에 의해 회전체(15)를 회전시킴으로써, 피회전체(14)와 함께 면반(2)을 경사 이동시킨다. 회전 구동원(17)의 회전은, 웜 감속기 등의 감속기(도시하지 않음)를 통하여, 회전체(15)에 감속하여 전달된다. 예를 들면, 피회전체(14)는, 경사 이동 중심축(12)의 축심(C1)을 중심으로 하는 부채형의 판재의 외주(外周)에 체인(14a)을 고정시켜 장착한 것이며, 회전체(15)는, 상기 체인(14a)과 맞물리는 클로우(claw)(15a)가 외주에 형성된 스프로켓(sprocket)이다. 피회전체(14)와 회전체(15)는, 톱니가 맞물리는 기어라도 된다.

도 3a∼도 3c에 나타낸 바와 같이, 상기 각도 변경용 구동 장치(4)에 의해, 면반(2)을 수평 자세, 수직 자세, 및 경사 자세에 걸쳐 변경 가능하다. 예를 들면, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 수직 자세를 기준으로 하여, 도 3b에 나타낸 경사 자세(전방 경사 35°) 내지 도 3c에 나타낸 수평 자세(후방 경사 90°)까지, 면반(2)을 자세 변경할 수 있다. 그리고, CT 스캐너 장치(70)(도 8)는, 회전 가대(71)(도 8)를 ±30°전후의 범위에서 경사 변화시켜 검사를 행한다.

상기 면반 고정 기구(5)는, 면반(2)을 임의의 경사 각도, 또는 소정의 경사 각도로 면반 지지 기구(3)에 고정시키는 기구이다. 면반 고정 기구(5)의 일례를 도 4 및 도 5에 나타낸다. 이 면반 고정 기구(5)에서는, 도 4에 나타낸 경사 이동 중심축(12)의 축심(C1)과 동심으로 반경이 다른 복수의 원호형의 가이드홈(20a, 20b, 20c)을 가지는 고정용 플레이트(20)가, 프레임(10) 상에 설치되어 있다. 그리고, 이 고정용 플레이트(20)의 각각의 가이드홈(20a, 20b, 20c)에, 선단을 면반(2)의 측면에 나사삽입한 나사축(21A, 21B, 21C)의 각각이 삽통(揷通)되어 있다. 각각의 나사축(21A, 21B, 21C)에는, 이들 나사축(21A, 21B, 21C)보다 직경이 큰 접촉 부재(22)가 일체로 설치되고, 이 접촉 부재(22)에 회전 조작용 레버(23)가 장착되어 있다. 회전 조작용 레버(23)를 돌려 조작하여, 나사축(21A)[21B, 21C]을 면반(2)에 나사삽입하고, 접촉 부재(22)를 고정용 플레이트(20)에 강하게 맞닿게 함으로써, 접촉 부재(22)와 고정용 플레이트(20)와의 마찰력에 의해, 고정용 플레이트(20)에 대하여 면반(2)을 고정시킨다. 이로써, 면반(2)이 임의의 경사 각도로 고정된다.

상기 구성 대신에, 나사축(21A, 21B, 21C)를 면반(2)에 고정하여 설치하고, 나사축(21A, 21B, 21C)에 나사장착시킨 너트(도시하지 않음)를 체결함으로써, 너트와 고정용 플레이트(20)와의 마찰력으로 고정용 플레이트(20)에 대하여 면반(2)을 고정시키는 구성으로 해도 된다. 도 4 및 도 5의 예에서는, 가이드홈(20a, 20b, 20c)와 나사축(21A, 21B, 21C)의 조합이 3조 설치되어 있지만, 3조에 한정되지 않는다. 또한, 도 4 및 도 5의 예에서는, 면반 고정 기구(5)가 좌우에 각각 설치되어 있지만, 좌우 어느 한쪽에만 설치해도 된다.

상기 베어링 설치 기구(6)는, 면반(2)에 시험 대상의 베어링(60)을 탑재한 상태로 설치하는 기구이며, 시험 대상의 베어링(60)의 외륜(60a)(도 6)이 고정되는 범용 프레임(30)과, 이 범용 프레임(30)을 면반(2)에 고정시키는 프레임 고정 수단(31)을 가진다. 도 6의 예에서는, 범용 프레임(30)은, 중앙부에 개구(30a)를 가지는 환형의 판형재이다.

범용 프레임(30)으로의 외륜(60a)의 고정은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 외륜(60a)에 설치된 축 방향의 관통공(61)에 볼트(33)를 삽통하고, 그 볼트(33)의 나사부를, 범용 프레임(30)에 형성된 나사공(34)에 나사결합시킴으로써 행한다. 상기 관통공(61) 및 나사공(34)은, 외륜(60a) 및 범용 프레임(30)의 각각에 다해 동심원 상의 복수 개소에 설치되어 있다. 또한, 범용 프레임(30)에는, 직경이 상이한 복수의 동심원 상의 복수 개소에 나사공(34)이 형성되어 있다. 그러므로, 1개의 범용 프레임(30)에, 복수 종류의 외경의 시험 대상의 베어링(60) 중에서 임의의 외경의 베어링(60)을 선택하여 교환 가능하게, 즉 택일적으로, 또한 동심 위치에 설치할 수 있다. 그리고, 면반(2) 및 범용 프레임(30)에 축 방향의 관통공(도시하지 않음)을 형성하고, 또한 외륜(60a)에 나사공(도시하지 않음)을 형성하고, 면반(2) 측으로부터 삽입한 볼트(도시하지 않음)로 범용 프레임(30)에 대하여 외륜(60a)을 체결 고정시켜도 된다. 단, 취급성, 장착성 등을 고려하면, 이 실시형태와 같이, 외륜(60a) 측으로부터 삽입한 볼트(33)와 범용 프레임(30)에 대하여 외륜(60a)을 체결 고정시키는 편이 바람직하다.

상기 프레임 고정 수단(31)은, 범용 프레임(30)에 설치된 축 방향의 볼트 삽통공(36)과, 이 볼트 삽통공(36)에 대응하여 면반(2)에 형성된 나사공(37)과, 볼트 삽통공(36)에 삽통되어 나사공(37)에 나사장착되는 고정 볼트(38)로 이루어진다. 볼트 삽통공(36)에 고정 볼트(38)가 삽통되었을 때, 양자 간에 적어도 직경 방향으로 조정용 간극(39)이 생기는 상태로 된다. 조정용 간극(39)이 발생하도록, 볼트 삽통공(36)은, 구멍 직경이 고정 볼트(38)의 직경보다 큰 원형공이거나, 또는 직경 방향으로 긴 장공(長孔)으로 되어 있다.

볼트 삽통공(36)에 삽통된 고정 볼트(38)를 나사공(37)에 나사결합시킴으로써 범용 프레임(30)을 면반(2)에 고정시키지만, 고정 볼트(38)를 체결하기 전의 상태로 범용 프레임(30)의 중심을 면반(2)의 중심(O)에 일치시키는 위치 결정 기구(41)(도 1)가 설치되어 있다. 이 위치 결정 기구(41)는, 면반(2)의 원주 방향으로 이격된 2개소(箇所)에 배치된 2개의 위치 결정 기구부(41A, 41B)로 이루어진다. 위치 결정 기구부(41A, 41B)의 설치 개소는 특별히 한정되지 않지만, 면반(2)을 경사시켰을 때 경사 이동 중심축(12)보다 하측으로 되는 개소인 것이 바람직하다.

각 위치 결정 기구부(41A, 41B)는, 도 7a, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 면반(2)의 범용 프레임 고정면(2a)에 수직인 축심(C2) 주위로 회전 가능한 편심 접촉 부재(42)를 가진다. 구체적으로는, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 편심 접촉 부재(42)의 상하 단면(端面)으로부터 상하로 연장되는 상하 부분(43a, 43b)을 가지는 회전 지지축(43)이, 면반(2)에 고정된 지지 부재(44)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전 지지축(43)의 중심은, 상기 축심(C2)과 일치한다. 편심 접촉 부재(42)는 원기둥형이며, 그 원기둥의 중심(Q)에 대하여 축심(C2)은 편심되어 있다. 회전 지지축(43)의 상부분(43a)에는, 축심(C2)과 직교하는 방향으로 관통하는 조작용 구멍(45)이 형성되고, 이 조작용 구멍(45)에 공구(도시하지 않음)를 꽂아서 돌림으로써, 편심 접촉 부재(42)를 축심(C2) 주위로 회전 조작할 수 있다.

상기 지지 부재(44) 상의 축지지부(44a)는, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 선단측이 슬릿(47)을 통하여 두 파트로 나누어져, 각각이 분기편(分岐片)(44aa, 44ab)으로 되어 있다. 한쪽의 분기편(44aa)의 측으로부터 체결용 나사(48)가 삽입되고, 그 체결용 나사(48)의 나사부가 다른 쪽의 분기편(44ab)에 나사삽입되어 있다. 체결용 나사(48)의 기단(基端)에 장착된 레버(49)를 돌려 조작하여, 체결용 나사(48)의 다른 쪽의 분기편(44ab)으로의 나사식돌려끼움량을 변경함으로써, 각각의 분기편(44aa, 44ab)이 탄성 변형되어 양자 간의 거리가 변경된다. 거리를 좁히면, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 회전 지지축(43)의 상부분(43a)이 체결되어, 편심 접촉 부재(42)가 회전 방지 상태로 된다. 거리를 넓히면, 회전 지지축(43)의 상부분(43a)이 체결로부터 개방되어, 편심 접촉 부재(42)가 회전 가능 상태로 된다. 즉, 도 7a에 나타낸 분기편(44aa, 44ab), 체결용 나사(48), 및 레버(49)는, 편심 접촉 부재(42)를 회전 방지 상태와 회전 가능 상태로 전환하는 회전 방지 수단(50)을 구성한다.

도 1 및 도 2에 있어서, 상기 베어링 회전 기구(7)는, 면반(2)에 고정된 브래킷(bracket)(51)에 설치된 베어링 회전용 모터(52)의 회전을, 벨트 전동 장치(53)를 통하여 시험 대상의 베어링(60)의 내륜(60b)에 전달한다. 벨트 전동 장치(53)는, 베어링 회전용 모터(52)의 출력축(52a)에 장착된 구동측 풀리(pully)(54)와, 시험 대상의 베어링(60)의 내륜(60b)에 고정된 종동측 풀리(55)에 벨트(56)를 권취한 것이다. 종동측 풀리(55)는, 내륜(60b)과 동심으로 설치되고, 도 6에 나타낸 바와 같이, 벨트 걸림부(55a)보다 외경측으로 길게 돌출된 대경부(大徑部)(55b)에서 볼트(57)에 의해 내륜(60b)에 고정되어 있다. 예를 들면, 이 베어링 회전 기구(7)에 의해, 시험 대상의 베어링(60)의 내륜(60b)을 매분 400 회전 정도의 회전 속도로 회전시키는 것이 가능하다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 종동측 풀리(55)의 시험 대상의 베어링(60)의 내륜(60b)과 접하는 면과는 반대측의 면에는, 내륜(60b)에 대하여 모멘트 하중을 부여하기 위한 복수의 추(58A, 58B, 58C)가, 볼트(59)에 의해 중첩하여 장착되어 있다. 추(58A, 58B, 58C)의 각각의 중량, 및 장착하는 개수를 임의로 선택할 수 있다. 종동측 풀리(55) 및 추(58A, 58B, 58C)를 시험 대상의 베어링(60)에 대하여 축 방향의 같은 쪽에 배치한 것에 의해, 시험 대상의 베어링(60)에 모멘트 하중을 효과적으로 부여할 수 있다. 또한, 이 시험 장치(1)의 적정 개소에, 시험 대상의 베어링(60)에 작용하는 토크, 회전 시에 발생하는 진동, 열, 음 등을 검출하기 위한 센서(도시하지 않음)가 장착된다.

이 시험 장치(1)의 사용 방법을 설명한다. 면반 지지 기구(3) 및 각도 변경용 구동 장치(4)에 의해, 면반(2)을 도 3c에 나타낸 바와 같이, 수평 자세로 해 둔다. 그리고, 이 수평 자세의 면반(2) 상에, 시험 대상의 베어링(60)이 고정된 범용 프레임(30)을 설치한다. 범용 프레임(30)으로의 시험 대상의 베어링(60)의 고정은, 시험 장치(1)로부터 이격된 장소에서 행해도 된다.

면반(2) 상으로의 범용 프레임(30)의 설치는, 상세하게는 이하의 순서로 행한다. 먼저, 시험 대상의 베어링(60)이 고정된 범용 프레임(30)을, 크레인 등을 사용하여, 면반(2) 상의 목표로 하는 설치 위치에 대하여 대략의 위치에 탑재한다. 그리고, 범용 프레임(30)의 볼트 삽통공(36)에 고정 볼트(38)를 삽입하고, 그 고정 볼트(38)를 면반(2)의 나사공(37)에 나사삽입한다. 이 단계에서는, 고정 볼트(38)를 나사공(37)에 완전히 나사삽입하지 않는다. 그러므로, 면반(2)에 대하여 범용 프레임(30)이 고정되어 있지 않고, 볼트 삽통공(36)과 고정 볼트(38)와의 사이의 조정용 간극(39)의 범위 내에서, 범용 프레임(30)을 움직이는 것이 가능하다.

이 상태에서, 위치 결정 기구(41)에 의해, 범용 프레임(30)의 중심이 면반(2)의 중심(O)과 일치하도록, 범용 프레임(30)을 위치결정한다. 위치 결정 방법은, 각 위치 결정 기구부(41A, 41B)에 대하여, 편심 접촉 부재(42)를 회전 가능 상태로 하여, 도 7a에 실선으로 나타낸 바와 같이, 편심 접촉 부재(42)의 최대 직경부가 면반(2)의 중심(O)의 방향을 향하도록 회전시키고, 그 후에 편심 접촉 부재(42)를 회전 방지 상태로 한다. 이로써, 대략의 위치에 탑재된 범용 프레임(30)의 중심이 면반(2)의 중심(O)보다 위치 결정 기구부(41A, 41B)에 가까운 쪽에 위치하고 있었던 경우에는, 범용 프레임(30)의 외주면의 복수 개소의 각각이 편심 접촉 부재(42)의 최대 직경부에 접촉되고, 범용 프레임(30)의 중심이 면반(2)의 중심(O)과 일치하는 적정한 위치에 위치 결정된다. 대략의 위치에 탑재된 범용 프레임(30)의 중심이 면반(2)의 중심(O)보다 위치 결정 기구부(41A, 41B)로부터 먼 쪽에 위치하고 있었던 경우에는, 범용 프레임(30)과 편심 접촉 부재(42)와의 사이에 간극이 있으므로, 이 간극이 없도록 범용 프레임(30)을 면반(2) 상에서 어긋나게 함으로써, 범용 프레임(30)을 적정한 위치에 위치결정한다. 위치 결정이 종료되면, 고정 볼트(38)(도 1)를 체결하여, 범용 프레임(30)을 면반(2)에 고정시킨다.

면반(2)에 범용 프레임(30)을 고정시킨 후, 편심 접촉 부재(42)의 회전 방지 상태를 해제하고, 편심 접촉 부재(42)의 최소 경부가 면반(2)의 중심(O)의 방향을 향하도록 회전시켜, 범용 프레임(30)에 대하여 편심 접촉 부재(42)가 비접촉인 상태로 한다. 이로써, 시험 시에서의, 편심 접촉 부재(42)의 프레팅(fretting)에 의한 시험 대상의 베어링(60)의 마모를 방지할 수 있다.

이와 같이, 수평 자세의 면반(2) 상에 범용 프레임(30)을 설치하면, 베어링 설치 시에, 범용 프레임(30)을 면반(2) 상에 위로부터 아래로 하는 것만으로 되므로, 범용 프레임(30)을 적정 자세로 사람의 손으로 지지하지 않아도 된다. 그러므로, 시험 대상의 베어링(60)이 얇고 대형의 베어링이며 대중량이라도, 범용 프레임(30)을 면반(2) 상에 용이하게 설치할 수 있다. 또한, 수평 자세의 면반(2) 상에 범용 프레임(30)을 탑재하면 면반(2)에 대하여 시험 대상의 베어링(60) 및 범용 프레임(30)의 하중이 일정하게 걸리므로, 면반(2)의 베어링 설치면(2b)에 따르는 범용 프레임(30)의 위치 조정이 용이하며, 면반(2)의 중심에 시험 대상의 베어링(60)을 양호한 정밀도로 설치할 수 있다.

면반(2) 상에 범용 프레임(30)을 설치한 후, 시험 대상의 베어링(60)의 내륜(60b)에 종동측 풀리(55) 및 추(58A, 58B, 58C)를 장착한다. 종동측 풀리(55) 및 추(58A, 58B, 58C)는, 면반(2) 상에 범용 프레임(30)을 설치하기 전에, 시험 대상의 베어링(60)의 내륜(60b)에 장착하여 두어도 된다. 마지막으로, 구동측 풀리(54) 및 종동측 풀리(55)에 벨트(56)를 감아 거는 것에 의해, 시험 준비가 완료된다.

시험 준비가 완료되었으면, 면반(2)을 수직 자세 또는 경사 자세로 하여, 시험 대상의 베어링(60)의 성능 평가 시험을 행한다. 이 때, 면반 고정 기구(5)에 의해, 면반(2)을 결정된 경사 각도로 고정하여 둔다. 이로써, 시험 중 등에 면반(2)의 경사 각도가 뜻하지 않게 변경되는 것을 확실하게 방지할 수 있어 안전하다. 성능 평가 시험은, 시험 대상의 베어링(60)의 내륜(60b)을 베어링 회전용 모터(52)에 의해 회전시켜, 상기 각 센서의 값을 판독함으로써 행한다. 면반(2)을 임의의 경사 각도, 또는 소정의 경사 각도로 변경할 수 있으므로, 사용 상태에 가까운 상태로 시험 대상의 베어링(60)의 성능 평가 시험을 행할 수 있다.

도 8에 나타낸 T 스캐너 장치(70)에 대하여 설명한다. 이 CT 스캐너 장치(70)는, 개구부(72)가 형성된 검사부(73)와, 상기 개구부(72) 내를 이동 가능한 침대(74)를 구비한다. 검사부(73)에서는, 외주측의 고정부(75)에 대하여 내주측의 회전 가대(71)가 2개의 롤링 시험 대상의 베어링(60)을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 회전 가대(71)에는, 직경 방향으로 대향 배치하여 X선 관구(76)와 X선 검출기(77)가 탑재되어 있다. 환자 등의 피검사체(78)를 탑재한 침대(74)를 검사부(73)의 개구부(72) 내에 넣고, X선 관구(76)로부터 X선을 조사한 상태에서, 회전 가대(71)를 침대(74)의 주위로 회전시키고, 피검사체를 투과한 X선을 X선 검출기(77)에 의해 검출함으로써, 피검사체(78)의 단면(斷面) 화상을 얻는다.

전술한 바와 같이, 도면을 참조하면서 바람직한 실시형태 및 응용 형태를 설명하였으나, 당업자이면, 본건 명세서를 볼 때, 자명한 범위 내에서 각종 변경 및 수정을 용이하게 상정(想定)할 수 있을 것이다. 따라서, 그와 같은 변경 및 수정은, 청구의 범위로부터 정해지는 발명의 범위 내의 것으로 해석된다.

1…시험 장치
2…면반
3…면반 지지 기구
4…각도 변경용 구동 장치
5…면반 고정 기구
6…베어링 설치 기구
7…베어링 회전 기구
12…경사 이동 중심축
30…범용 프레임
31…프레임 고정 수단
41…위치 결정 기구
42…편심 접촉 부재
50…회전 방지 수단
52…베어링 회전용 모터
58A, 58B, 58C…추
60…시험 대상의 베어링
70…CT 스캐너 장치
71…회전 가대
C1…경사 이동 중심축의 축심
C2…면반에 수직인 축심
O…면반의 중심

Claims

시험 대상이 되는 얇고 대형의 베어링(thin-walled large bearing)을 설치 가능한 면반(面盤; face board);
상기 면반에 설치된 상기 베어링의 직경선(diameter line)과 일치하거나 또는 평행하게 되는 경사 이동 중심축을 수평으로 하여 상기 경사 이동 중심축 주위에 상기 면반을 경사 가능하게 지지하는 면반 지지 기구(機構);
상기 면반의 경사 각도를 변경시키는 각도 변경용 구동 장치; 및
상기 면반에 설치되어 상기 베어링의 내륜을 회전시키는 베어링 회전용 모터;
를 포함하고,
상기 면반 지지 기구 및 상기 각도 변경용 구동 장치는, 상기 면반을 수평 자세, 수직 자세, 및 경사 자세에 걸쳐 변경 가능하게 하고,
상기 면반에, 상기 면반 상에 상기 베어링을 탑재한 상태로 또한 상기 베어링의 외륜을 고정 상태로 설치하는 베어링 설치 기구를 설치한,
얇은 대형 베어링의 시험 장치.
제1항에 있어서,
상기 베어링 설치 기구가,
상기 면반 상에 착탈(着脫) 가능하게 설치되어 복수 종류의 외경(外徑)의 베어링을 택일적으로 또한 동심(同心) 위치에 고정 가능한 환형(環形)의 범용 프레임; 및
상기 범용 프레임을 상기 면반에 고정시키는 프레임 고정 수단;을 구비하는, 얇은 대형 베어링의 시험 장치.
제2항에 있어서,
상기 프레임 고정 수단이,
상기 범용 프레임 또는 상기 면반에 형성된 볼트 삽통공(揷通孔); 및
상기 볼트 삽통공에 조정용 간극이 생기는 상태로 삽입되어 상기 범용 프레임을 상기 면반에 고정시키는 고정 볼트;를 구비하고,
상기 고정 볼트에 의한 체결 전의 상태에서 상기 범용 프레임의 중심을 상기 면반의 중심에 일치시키는 위치 결정 기구를 설치하고,
상기 위치 결정 기구는,
상기 면반에 수직인 축심(軸心) 주위의 편심(偏心) 위치에서 회전 가능하게 설치되어 상기 범용 프레임의 외주면(外周面)의 복수 개소의 각각에 접촉되는 복수의 편심 접촉 부재; 및
상기 편심 접촉 부재를 회전 방지 상태와 회전 가능 상태로 전환하는 회전 방지 수단;으로 이루어지는, 얇은 대형 베어링의 시험 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베어링의 내륜에 착탈 가능하게 장착되어 상기 베어링에 모멘트 하중을 생기게 하는 추(錘)를 설치한, 얇은 대형 베어링의 시험 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각도 변경용 구동 장치와는 별도로, 상기 면반을 임의의 경사 각도, 또는 소정의 경사 각도로 상기 면반 지지 기구에 고정시키는 면반 고정 기구를 설치한, 얇은 대형 베어링의 시험 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베어링은 CT 스캐너 장치의 회전 가대(rotating mount)를 지지하는 베어링인, 얇은 대형 베어링의 시험 장치.