KR20160134671A

KR20160134671A - 얇은 대형 베어링의 시험 장치

Info

Publication number: KR20160134671A
Application number: KR1020167025076A
Authority: KR
Inventors: 미키 가라사와; 겐 고호리
Original assignee: 엔티엔 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-22
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2016-11-23
Also published as: JP2015184080A; US20160377505A1; WO2015146687A1; EP3124949A1; JP6297373B2; EP3124949A4; CN106104249A

Abstract

시험 장치(1)는, 시험 대상이 되는 얇은 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 바꾸는 각도 변경용 구동 장치(4)와, 베어링(60)의 내륜을 회전시키는 베어링 회전용 모터(52)와, 베어링(60)에 모멘트 하중이 생기게 하는 추(58C)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, 베어링(60)의 외주에 끼워맞추어지고, 또한 면반(2)에 끼워맞추어진 상태로 장착되는 전용 프레임(6)을 설치한다.

Description

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

본 출원은, 2014년 3월 22일자 일본 특허출원 제2014―059350호의 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(thin-walled large-sized) 베어링의 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 등을 탑재하고 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 1 t 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 정상적으로 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―082844호 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 있다는 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 장착하는 것으로 생각된다. CT 스캐너 장치에 사용되는 베어링은 대형이며 중량이 무겁기 때문에, 베어링을 적정한 자세로 사람의 손으로 지지하면서 베어링 유지 기구에 장착하는 것은 용이하지 않다.

본 발명의 목적은, 시험 대상이 되는 얇은 대형의 베어링을 용이하게 또한 양호한 정밀도로 설치할 수 있어, 베어링을 임의의 자세로 경사지게 하여 성능 평가 시험을 행할 수 있고, 또한 베어링이 모멘트 하중을 받는 경우의 성능 평가 시험, 및 편심(偏心) 하중을 받는 경우의 성능 평가 시험도 행할 수 있는 얇은 대형 베어링의 시험 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 얇은 대형 베어링의 시험 장치는, 시험 대상이 되는 얇은 대형의 베어링을 설치 가능한 면반(面盤; face board)과, 이 면반에 설치된 베어링의 직경선과 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 바꾸는 각도 변경용 구동 장치와, 상기 면반에 설치되어 상기 베어링의 내륜을 회전시키는 베어링 회전용 모터와, 상기 베어링의 내륜에 착탈(着脫) 가능하게 장착되어 상기 베어링에 모멘트 하중을 생기게 하는 추(錘)를 구비한다. 상기 면반 지지 기구 및 상기 각도 변경용 구동 장치는, 상기 면반을 수평 자세, 수직 자세, 및 경사 자세에 걸쳐 변경할 수 있도록 지지하고, 상기 면반에, 상기 베어링의 외주(外周)에 끼워맞추어지고, 또한 상기 면반에 설치된 프레임 설치공에 끼워맞추어진 상태로 장착되는 전용(專用) 프레임이 설치되어 있다. 상기 모멘트 하중은, 상기 시험 대상의 베어링에 대하여 축 방향으로 이격된 위치에서 동 베어링의 중심축과 수직인 방향으로 하중이 작용하는 것에 의해, 상기 시험 대상의 베어링에 주어지는 모멘트의 것이다.

그리고, 본 발명에서 시험 대상으로 하는 「얇은 대형 베어링」이란, 내경(內徑)에 대하여 내외 직경의 차이가 일반적인 베어링에 비해 크고, 또한 내경이 큰 베어링을 말하며, 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, 이 수평 상태의 면반의 프레임 설치공에, 시험 대상의 베어링의 외주에 끼워맞춘 전용 프레임을 끼워맞춤 상태로 장착함으로써, 시험 대상의 베어링을 면반에 설치한다. 면반이 수평이므로, 베어링 설치 시에, 수평으로 한 전용 프레임 또는 베어링을 면반에 대하여 위로부터 내리는 것만으로 된다. 전용 프레임 또는 베어링을 사람의 손으로 적정 자세로 지지하는 것이 불필요하다. 그러므로, 시험 대상의 베어링이 얇은 대형의 베어링이며 대중량이라도, 시험 대상의 베어링을 면반 상에 용이하게 설치할 수 있다. 전용 프레임이 면반의 프레임 설치공에 끼워맞추어지고, 또한 시험 대상의 베어링의 외주가 전용 프레임의 내주면(內周面)에 끼워맞추어지므로, 면반의 상면에 대하는 전용 프레임 및 시험 대상의 베어링의 위치 어긋남이 생기지 않고, 면반의 중심에 시험 대상의 베어링을 양호한 정밀도로 설치할 수 있다.

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. 추에 의해 시험 대상의 베어링에 모멘트 하중을 부여함으로써, 베어링이 모멘트를 받는 상태에서의 성능 평가 시험을 행할 수 있다. 또한, 베어링의 외주에 전용 프레임이 끼워맞추어지고, 또한 전용 프레임은 면반의 프레임 설치공에 끼워맞추어져 있으므로, 추에 의해 시험 대상의 베어링이 베어링의 중심축에 대하여 편심된 편심 하중을 받는 경우라도, 그 하중이 전용 프레임을 통하여 면반에 의해 받게 된다. 그러므로, 시험 대상의 베어링이 편심 하중을 받는 경우의 성능 평가 시험도 행할 수 있다. 또한, 전용 프레임을 통하여 베어링을 면반에 설치하는 구성이므로, 베어링을 직접 면반에 설치하는 구성으로 한 경우와 상이하고, 후술하는 바와 같이, 복수 종류의 베어링에 대응할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 전용 프레임은, 상기 베어링의 외주에 끼워맞추어지는 내주면, 및 이 내주면의 축 방향 일단(一端)으로부터 내경측(內徑側)으로 돌출되어 상기 베어링의 측면을 받는 받이면(receiving surface)을 가지고, 또한 상기 면반의 상기 프레임 설치공에 끼워맞추어지는 외주면(外周面), 및 이 외주면의 축 방향 일단으로부터 돌출되어 상기 면반 상에 탑재되는 플랜지부를 가지고 있어도 된다.

전용 프레임이 베어링의 측면을 받는 받이면을 가지면, 전용 프레임으로 시험 대상의 베어링의 축 방향 하중을 받을 수 있다. 또한, 전용 프레임이 면반 상에 탑재되는 플랜지부를 가지면, 면반에 의해 전용 프레임의 축 방향 하중을 받을 수 있다. 그러므로, 시험 대상의 베어링을 안정적으로 지지할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 전용 프레임으로서, 상기 면반에 대하여 교환 가능하게 설치되어 각각이 상이한 외경의 베어링을 끼워맞추는 복수 종류의 전용 프레임을 구비하고 있어도 된다.

이 경우, 시험 대상의 베어링의 외경에 맞추어 전용 프레임을 교환함으로써, 외경이 상이한 복수 종류의 베어링에 대응할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 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 확실하게 방지할 수 있어, 안전하다.

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 동 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 측면도이다.
도 3a는 동 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 수직 자세 상태를 간략화하여 나타낸 측면도이다.
도 3b는 동 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 경사 자세 상태를 간략화하여 나타낸 측면도이다.
도 3c는 동 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 수평 자세 상태를 간략화하여 나타낸 측면도이다.
도 4는 동 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 면반 고정 기구의 측면도이다.
도 5는 동 면반 고정 기구의 사시도에 그 부분 확대도를 부가한 도면이다.
도 6은 동 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 일부분의 파단(破斷) 측면도이다.
도 7a는 동 얇은 대형 베어링의 시험 장치에 사용되는 전용 프레임의 일례를 나타낸 단면도(斷面圖)이다.
도 7b는 동 얇은 대형 베어링의 시험 장치에 사용되는 전용 프레임의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 8은 CT 스캐너 장치의 일례의 단면도이다.

본 발명에 관한 얇은 대형 베어링의 시험 장치의 일 실시형태를 도 1∼도 7a, 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 설치용의 전용 프레임(6)과, 베어링 회전 기구(7)와, 시험 대상의 베어링(60)에 모멘트 하중을 생기게 하는 추(weight)(58A, 58B, 58C)를 구비한다. 이 시험 장치(1)에 의해 성능 평가 시험되는 시험 대상의 베어링(60)은, 예를 들면, 도 8에 나타낸 CT 스캐너 장치(70)의 갠트리 등의 회전 가대(71)를 지지하기 위해 사용되는 얇은 대형의 베어링이다. 얇은 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)에 대해서는, 다음에 설명한다.

도 1 및 도 2에 있어서, 상기 면반(2)은, 얇은 대형의 베어링인 시험 대상의 베어링(60)을 설치하는 것이며, 이 예에서는 외형이 8각형으로 중앙부에 프레임 설치공(2a)(도 6)을 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(軸心)(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 평행하게도 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 변경하는 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 감속되어 전달된다. 피회전체(14)는, 예를 들면, 경사 이동 중심축(12)의 축심(C1)을 중심으로 하는 부채형의 판재의 외주에 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, 서로의 톱니가 맞물리는 기어라도 된다.

도 3a∼도 3c에 나타낸 바와 같이, 상기 각도 변경용 구동 장치(4)에 의해, 면반(2)의 자세를 수평 자세, 수직 자세, 및 경사 자세에 걸쳐 변경 가능하다. 각도 변경용 구동 장치(4)는, 예를 들면, 도 3a의 수직 자세를 기준으로 하여, 도 3b의 전방 경사 35°의 자세 내지 도 3c의 후방 경사 90°(수평)의 자세까지, 면반(2)의 자세를 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)는, 경사 이동 중심축(12)의 축심(C1)과 동심(同心)과 반경이 서로 다른 복수의 원호형의 가이드홈(20a, 20b, 20c)을 가지는 고정용 플레이트(20)를 구비한다. 고정용 플레이트(20)는 프레임(10) 상에 설치되어 있다. 그리고, 이 고정용 플레이트(20) 각각의 가이드홈(20a, 20b, 20c)에, 선단을 면반(2)의 측면에 나사삽입한 나사축(21A)[21B, 21C]이 각각 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, 각각의 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. 도면의 예에서는, 가이드홈(20a, 20b, 20c)과 나사축(21A, 21B, 21C)의 조합이 3조 설치되어 있지만, 3조에 한정되지 않는다. 또한, 도 1의 예에서는, 면반 고정 기구(5)가 시험 장치(1)의 좌우에 각각 설치되어 있지만, 좌우 어느 한쪽에만 설치해도 된다.

상기 전용 프레임(6)은, 면반(2)에 시험 대상의 베어링(60)을 설치하기 위한 프레임이다. 전용 프레임(6)은, 시험 대상의 베어링(60)의 외주에 끼워맞추어지고, 또한 면반(2)의 상기 프레임 설치공(2a)에 끼워맞추어진 상태로 장착된다. 전용 프레임(6)은, 외경이 상이한 복수의 시험 대상의 베어링(60)마다, 복수 종류(예를 들면, 3 종류)가 준비되어 있다.

도 6은, 복수 종류의 전용 프레임(6) 중 1개의 종류의 전용 프레임(6)을 사용한 시험 장치의 일부분의 파단 측면도이다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 전용 프레임(6)은, 환형의 부재이며, 시험 대상의 베어링(60)의 외주에 끼워맞추어지는 내주면(6a), 및 이 내주면(6a)의 축 방향 일단으로부터 내경측으로 돌출되어 시험 대상의 베어링(60)의 측면을 받는 받이면(6b)을 가진다. 또한, 면반(2)의 프레임 설치공(2a)에 끼워맞추어지는 외주면(6c), 및 이 외주면(6c)의 축 방향 일단으로부터 돌출되어 면반(2) 상에 탑재되는 플랜지부(6d)를 가진다.

시험 대상의 베어링(60)은, 외륜(60a)의 외주가 전용 프레임(6)의 상기 내주면(6a)에 끼워맞추어지고, 또한 외륜(60a)의 한쪽의 단면(端面)이 전용 프레임(6)의 상기 받이면(6b)에 받게 된 상태로, 전용 프레임(6)에 유지된다. 그리고, 외륜(60a)에 설치된 축 방향의 볼트 삽통공(揷通孔)(61)에 볼트(33)를 삽통하고, 그 볼트(33)의 나사부를, 전용 프레임(6)에 형성된 나사공(34)에 나사결합시킴으로써, 외륜(60a)이 전용 프레임(6)에 고정된다. 상기 볼트 삽통공(61) 및 나사공(34)은, 외륜(60a) 및 전용 프레임(6)의 각각에 대해, 동심원 상의 복수 개소에 형성되어 있다.

그리고, 면반(2) 및 전용 프레임(6)에 축 방향의 관통공(도시하지 않음)을 형성하고, 또한 외륜(60a)에 나사공(도시하지 않음)을 형성하고, 면반(2) 측으로부터 삽입한 볼트(도시하지 않음)와 전용 프레임(6)에 대하여 외륜(60a)을 체결 고정시켜도 된다. 단, 취급성, 장착성 등을 고려하면, 이 실시형태와 같이, 외륜(60a) 측으로부터 삽입한 볼트(33)와 전용 프레임(6)에 대하여 외륜(60a)을 체결 고정시키는 편이 바람직하다.

전용 프레임(6)은, 상기 외주면(6c)이 면반(2)의 프레임 설치공(2a)에 끼워맞추어지고, 상기 플랜지부(6d)가 면반(2) 상에 탑재된 상태로, 면반(2)에 유지된다. 그리고, 전용 프레임(6)에 설치된 축 방향의 볼트 삽통공(36)에 볼트(37)를 삽통하고, 그 볼트(37)의 나사부를 면반(2)에 형성된 나사공(38)에 나사결합시킴으로써, 전용 프레임(6)이 면반(2)에 고정된다. 상기 볼트 삽통공(36) 및 나사공(38)은, 전용 프레임(6) 및 면반(2)의 각각에 다해 동심원 상의 복수 개소에 설치되어 있다.

또한, 면반(2)에는, 서로 직경이 상이한 복수(이 예에서는 3개)의 동심원 상의 각각에 나사공(38)이 형성되어 있다. 이들 각각의 동심원 상의 나사공(38)은, 복수 종류의 전용 프레임(6)의 볼트 삽통공(36)에 각각 대응하고 있다. 도 6은, 직경이 최소의 동심원 상에 형성된 나사공(38)에 볼트(37)를 나사결합시켜, 전용 프레임(6)이 면반(2)에 고정되어 있는 상태를 나타낸다. 이 경우의 전용 프레임(6)은, 3종류의 전용 프레임(6) 중, 외경이 가장 작은 시험 대상의 베어링(60)을 고정시키는 것이다.

3종류의 전용 프레임(6) 중, 외경이 중간의 시험 대상의 베어링(60)이 고정되는 전용 프레임(6)은, 예를 들면, 도 7a에 나타낸 단면(斷面) 형상으로, 직경이 중간의 동심원 상에 형성된 나사공(38)에 볼트(37)를 나사결합시켜, 전용 프레임(6)이 면반(2)에 고정된다. 또한, 3종류의 전용 프레임(6) 중, 외경이 최대의 시험 대상의 베어링(60)이 고정되는 전용 프레임(6)은, 예를 들면, 도 7b에 나타낸 단면 형상으로, 직경이 최대의 동심원 상에 형성된 나사공(38)에 볼트(37)를 나사결합시켜, 전용 프레임(6)이 면반(2)에 고정된다. 어느 전용 프레임(6)도, 단면 형상은 서로 다른이, 각각 상기 내주면(6a), 받이면(6b), 외주면(6c), 및 플랜지부(6d)를 가진다.

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)와, 이들 풀리(54, 55)에 감겨진 벨트(56)를 구비하고 있다. 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.

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 중첩되어 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 개소(箇所)에, 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 3c의 수평 자세로 한다. 그리고, 이 수평 상태의 면반(2)의 프레임 설치공(2a)에, 시험 대상의 베어링(60)의 외주에 끼워맞추어진 전용 프레임(6)을 끼워맞춘 상태로 장착함으로써, 시험 대상의 베어링(60)을 면반(2)에 설치한다. 면반(2)에 전용 프레임(6)을 고정시키고 나서, 전용 프레임(6)에 시험 대상의 베어링(60)을 고정시켜도 되고, 전용 프레임(6)에 시험 대상의 베어링(60)을 고정시키고 나서, 전용 프레임(6)을 면반(2)에 고정시켜도 된다. 어느 경우에도, 면반(2)이 수평 자세이므로, 수평으로 한 전용 프레임(6) 또는 베어링(60)을, 크레인 등을 사용하여 면반(2)에 대하여 위로부터 아래로 하는 것만으로 된다. 전용 프레임(6) 또는 베어링(60)을 사람의 손으로 적정 자세로 지지하는 것이 불필요하다. 그러므로, 시험 대상의 베어링(60)이 얇은 대형의 베어링이며 대중량이라도, 시험 대상의 베어링(60)을 면반(2) 상에 용이하게 설치할 수 있다. 전용 프레임(6)이 면반(2)의 프레임 설치공(2a)에 끼워맞추어지고, 또한 시험 대상의 베어링(60)의 외주가 전용 프레임(6)의 내주면(6a)에 끼워맞추어지므로, 면반(2)의 상면에 대한 전용 프레임(6) 및 시험 대상의 베어링(60)의 위치 어긋남이 생기지 않고, 면반(2)의 중심(O)에 시험 대상의 베어링(60)의 중심을 맞추어 양호한 정밀도로 설치할 수 있다.

면반(2) 상에 시험 대상의 베어링(60)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 전용 프레임(6)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 감음으로써, 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 막을 수 있어, 안전하다. 성능 평가 시험은, 시험 대상의 베어링(60)의 내륜(60b)을 베어링 회전용 모터(52)에 의해 회전시키고, 상기 각 센서의 값을 판독함으로써 행한다. 면반(2)을 임의의 경사 각도, 또는 소정의 경사 각도로 변경할 수 있으므로, 사용 상태에 가까운 상태에서 시험 대상의 베어링(60)의 성능 평가 시험을 행할 수 있다. 또한, 추(58A, 58B, 58C)에 의해 시험 대상의 베어링(60)에 모멘트 하중이 부여되므로, 이 베어링(60)에 의해 회전 지지되는 물체(예를 들면, CT 스캐너의 회전 가대)에 검사 기기 등을 장착한 상태를 재현한 성능 평가 시험을 행할 수 있다.

통상의 성능 평가 시험은, 추(58A, 58B, 58C)의 중심(重心)이 면반(2)의 중심(O)과 동축 상에 위치하고 있어, 시험 대상의 베어링(60)이 편심 하중을 받지 않는 상태에서 행한다. 그러나, 이 시험 장치(1)는, 시험 대상의 베어링(60)이 편심 하중을 받는 상태로 성능 평가 시험을 행할 수도 있다. 이것은, 시험 대상의 베어링(60)의 외주가 전용 프레임(6)의 내주면(6a)에 끼워맞추어져 있으므로, 편심 하중이 전용 프레임(6)을 통하여 면반(2)에 의해 받게 되기 때문이다.

시험 대상의 베어링(60)에 편심 하중을 부여하는 시험 장치(1)의 구성으로서는, 예를 들면, 상기 추(58A, 58B, 58C) 대신에, 중심이 면반(2)의 중심(O)으로부터 어긋난 별개의 추(도시하지 않음)를 설치한 구성, 상기 추(58A, 58B, 58C)를 직경 방향으로 편심시켜 종동측 풀리(55)에 장착한 구성, 상기 추(58A, 58B, 58C)의 원주 방향의 일부에 편심 하중 부가용의 추(도시하지 않음)를 착탈 가능하게 장착한 구성 등이 있고, 어느 구성을 채용해도 된다.

시험 대상의 베어링(60)이 편심 하중을 받는 상태에서 행하는 성능 평가 시험의 일례로서, 예를 들면, 시험 대상의 베어링(60)에 편심 하중을 부여하여, 내륜(60b)의 진동을 계측하는 시험이 있다. 내륜(60b)의 진동의 계측에는, 예를 들면, 다이얼 게이지(도시하지 않음)가 사용된다. 이 경우, 이 도면의 예와 같이 시험 대상의 베어링(60)의 정면측에 추(58A, 58B, 58C)가 설치되어 있어도, 면반(2)의 이면측(裏面側)으로부터, 다이얼 게이지를 면반(2)의 프레임 설치공(2a) 및 환형의 전용 프레임(6)의 개구 부분에 삽입하여, 내륜(60b)의 진동을 계측할 수 있다.

도 8에 나타낸 CT 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)는, 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 회전시켜, 피검사체를 투과한 X선을 X선 검출기(77)에 의해 검출함으로써, 피검사체(78)의 단면 화상을 얻는다.

1: 시험 장치
2: 면반
3: 면반 지지 기구
4: 각도 변경용 구동 장치
5: 면반 고정 기구
6: 전용 프레임
6a: 내주면
6b: 받이면
6c: 외주면
6d: 플랜지부
7: 베어링 회전 기구
12: 경사 이동 중심축
52: 베어링 회전용 모터
58A, 58B, 58C: 추
60: 시험 대상의 베어링
70: CT 스캐너 장치
71: 회전 가대
C1: 경사 이동 중심축의 축심

Claims

시험 대상이 되는 얇은 대형(thin-walled large-sized)의 베어링을 설치 가능한 면반(面盤; face board);
상기 면반에 설치된 베어링의 직경선과 일치하거나 또는 평행하게 되는 경사 이동 중심축을 수평으로 하여 상기 경사 이동 중심축 주위에 상기 면반을 경사 가능하게 지지하는 면반 지지 기구;
상기 면반의 경사 각도를 바꾸는 각도 변경용 구동 장치;
상기 면반에 설치되어 상기 베어링의 내륜을 회전시키는 베어링 회전용 모터; 및
상기 베어링의 내륜에 착탈(着脫) 가능하게 장착되어 상기 베어링에 모멘트 하중을 생기게 하는 추(錘);
를 포함하고,
상기 면반 지지 기구(機構) 및 상기 각도 변경용 구동 장치는, 상기 면반을 수평 자세, 수직 자세, 및 경사 자세에 걸쳐 변경할 수 있도록 지지하고,
상기 면반에, 상기 베어링의 외주(外周)에 끼워맞추어지고, 또한 상기 면반에 설치된 프레임 설치공에 끼워맞추어진 상태로 장착되는 전용(專用) 프레임을 설치한,
얇은 대형 베어링의 시험 장치.
제1항에 있어서,
상기 전용 프레임은,
상기 베어링의 외주에 끼워맞추어지는 내주면(內周面), 및 상기 내주면의 축 방향 일단(一端)으로부터 내경측(內徑側)으로 돌출되어 상기 베어링의 측면을 받는 받이면을 구비하고, 또한 상기 면반의 상기 프레임 설치공에 끼워맞추어지는 외주면(外周面), 및 상기 외주면의 축 방향 일단으로부터 돌출되어 상기 면반 상에 탑재하고 플랜지부를 구비하는, 얇은 대형 베어링의 시험 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전용 프레임으로서, 상기 면반에 대하여 교환 가능하게 설치되어 각각이 상이한 외경(外徑)의 베어링을 끼워맞추는 복수 종류의 전용 프레임을 구비하는, 얇은 대형 베어링의 시험 장치.
제1항 내지 제3항 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 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베어링은 CT 스캐너 장치의 회전 가대(rotating mount)를 지지하는 베어링인, 얇은 대형 베어링의 시험 장치.