WO2012121384A1 - 軸受、潤滑剤分布取得装置及び潤滑剤分布取得方法 - Google Patents

軸受、潤滑剤分布取得装置及び潤滑剤分布取得方法 Download PDF

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bearing
marker
lubricant
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高野　武寿
裕之 野瀬
昭 伊藤
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株式会社Ihi
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Definitions

  • the present invention relates to a bearing, a lubricant distribution acquisition device, and a lubricant distribution acquisition method.
  • This application claims priority on March 10, 2011 based on Japanese Patent Application No. 2011-053439 for which it applied to Japan, and uses the content here.
  • Patent Document 1 discloses an invention for inspecting the presence or absence of a lubricant in a fluid bearing using a neutron radiography method.
  • the invention disclosed in Patent Document 1 it is possible to inspect the presence or absence of the lubricant, which has been conventionally disassembled and confirmed, without disassembling the bearing.
  • Patent Document 1 In order to acquire the behavior of the lubricant in more detail, it is required to accurately acquire the distribution of the lubricant in three dimensions.
  • the invention disclosed in Patent Document 1 checks only the presence or absence of a lubricant and does not detect the behavior of the lubricant. For this reason, in patent document 1, it is not considered about imaging a bearing from several directions simultaneously.
  • the neutron source generally used in neutron radiography is a nuclear reactor or an accelerator, it is difficult to arrange in a plurality of directions. For this reason, when the bearing is imaged from a plurality of directions, the bearing itself is rotated to change the direction in which the bearing faces, and the imaging timings of the plurality of imaging data are naturally different in time series.
  • One aspect of the present invention has been made in view of the above-described problems. Among imaging data captured at different timings in time series, imaging data captured with the same rotation angle of the bearings. It is an object of the present invention to provide a bearing, a lubricant distribution acquisition device, and a lubricant distribution acquisition method that can be easily combined and thereby can accurately acquire the behavior of the lubricant inside the bearing.
  • the present inventor has intensively studied the relationship between the behavior of the lubricant inside the bearing and the life of the bearing. As a result, it has been found that there are individual differences in the life of the bearing even when the usage environment is the same. In addition, we disassembled these bearings with different lifetimes. As a result, it has been found that the state of the lubricant remaining inside the bearing is greatly different. In particular, in rolling bearings, it has been found that the behavior of the internal lubricant greatly affects the service life. The above results suggest that the life of the bearing depends on the behavior of the internal lubricant. That is, if the behavior of the lubricant inside the bearing can be known, the life of the bearing may be improved.
  • the first invention is a bearing capable of enclosing a lubricant therein, and is provided with a rotary moving body that is moved at the time of rotational driving, the rotary moving body, and the rotational movement.
  • a configuration is adopted in which a rotation angle index that is moved to a position corresponding to the rotation angle of the rotary moving body as the body moves is provided.
  • both the position of the rotation angle index when viewed from the axial direction of the bearing and the position viewed from the direction orthogonal to the axial direction are A configuration of moving according to the rotation angle of the moving body is adopted.
  • the rotation angle index includes a first marker and a second marker made of a material having a radiation absorption rate higher than that of the rotational moving body.
  • the first marker and the second marker are opposed to each other with the moving center of the rotary moving body as a center when viewed from the axial direction, and are displaced in the axial direction when viewed from a direction orthogonal to the axial direction.
  • the configuration of being arranged is adopted.
  • the rotation angle index further includes a third marker made of a material having a radiation absorption rate higher than that of the rotary moving body, and the third marker is orthogonal to the axial direction.
  • a configuration is adopted in which the first marker and the second marker are displaced in the axial direction as viewed from the direction in which they are viewed.
  • the third marker is at a predetermined angle with respect to the first marker or the second marker with respect to the moving center of the rotary moving body as viewed from the axial direction.
  • a configuration is adopted in which it is arranged at a position displaced by a distance.
  • the sixth invention adopts a configuration in which the predetermined angle is 45 ° in the fifth invention.
  • a seventh invention is a lubricant distribution acquisition device, wherein the electromagnetic wave conversion device receives the radiation transmitted through the bearing according to any one of the first to sixth inventions and converts it into electromagnetic waves, and the electromagnetic waves A configuration is adopted in which an imaging processing device is provided that acquires the lubricant distribution data indicating the lubricant distribution in the bearing by receiving and imaging the electromagnetic waves emitted from the conversion device.
  • An eighth invention is a method for obtaining a lubricant distribution, wherein the radiation transmitted through the bearing according to any one of the first to sixth inventions is converted into an electromagnetic wave, and the electromagnetic wave is received and imaged.
  • a configuration is adopted in which lubricant distribution data indicating the distribution of the lubricant is acquired.
  • the ninth invention adopts a configuration in which the radiation is a neutron beam in any one of the third to eighth inventions.
  • the bearing of the present invention includes a rotary moving body that is moved during rotational driving. Since the rotary moving body is moved along with the rotational drive of the bearing, the rotation angle of the rotary moving body and the rotation angle of the bearing are synchronized. For this reason, the imaging data imaged in the state with the same rotation angle of a bearing can be combined by combining the imaging data imaged in the state with the same rotation angle of a rotary moving body. And the bearing of this invention is provided with the rotation angle parameter
  • the rotational angle of the rotary moving body (that is, the bearing) is the same.
  • the captured image data can be combined. Therefore, according to the present invention, it is possible to accurately acquire the behavior of the lubricant inside the bearing.
  • a rotation angle index is provided for the rotary moving body. For this reason, even if the rotational speed of the bearing is uneven or changes with time, the rotational angle of the rotary moving body can be accurately known. As a result, it is possible to reliably combine image data that are imaged with the rotational angle of the rotary moving body (that is, the bearing) being the same.
  • FIG. 1A to 1C are schematic configuration diagrams of the bearing X of the present embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view of a cut model.
  • FIG. 1B is a front view seen from the axial direction.
  • FIG. 1C is a side view seen from a direction orthogonal to the axial direction.
  • the bearing X of the present embodiment is a ball bearing (rolling bearing) containing a lubricant Y (for example, grease) inside, and is configured as a radial bearing.
  • the bearing X of the present embodiment has an annular outer ring X1 and an inner ring X2 that are arranged to face each other in the radial direction, a plurality of balls X3 that are arranged between the outer ring X1 and the inner ring X2, and a space between the balls X3.
  • a holder X4 for holding at equal intervals, a seal X5 for sealing the accommodation space of the ball X3, and a rotation angle index X6 are provided.
  • the components of the bearing X are not reflected in the imaging data.
  • the components (the outer ring X1, the inner ring X2, the ball X3, the cage X4, and the seal X5) of the bearing X are made of an aluminum material having a low absorptance of the neutron beam L1.
  • the bearing X of the present embodiment is used with the outer ring X1 fixed and the inner ring X2 being driven to rotate. That is, in the present embodiment, the inner ring X2 functions as a rotary moving body of the present invention that rotates around the axis when the bearing X is driven to rotate.
  • the rotation angle index X6 is provided for the inner ring X2 corresponding to the rotary moving body of the present invention.
  • the rotation angle index X6 is moved to a position corresponding to the rotation angle of the inner ring X2, and includes a first marker A, a second marker B, and a third marker C as shown in FIGS. 1A to 1C.
  • the 1st marker A, the 2nd marker B, and the 3rd marker C are comprised from the material (rubber material containing a boron) with a higher neutron absorption rate than the inner ring
  • the first marker A and the second marker B are arranged to face each other with the movement center (that is, the axis) of the inner ring X2 as the center when viewed from the axial direction.
  • the third marker C is disposed at a position displaced by 45 ° with respect to the first marker A with respect to the movement center (that is, the axis) of the inner ring X2 when viewed from the axial direction. ing.
  • the first marker A is provided directly on the inner ring X2.
  • the 2nd marker B and the 3rd marker C are being fixed with respect to the inner ring
  • the second marker B and the third marker C are fixed to the inner ring X2 via the spacer S.
  • the 1st marker A and the 2nd marker B are displaced and arrange
  • the third marker C is arranged so as to be displaced in the axial direction with respect to the first marker A and the second marker B.
  • the first marker A, the second marker B, and the third marker C are displaced in the order of the first marker A, the third marker C, and the second marker B in the axial direction from the inner ring X2 side.
  • the spacer S can also be formed of the same material as the first marker A, the second marker B, and the third marker C.
  • the spacer S is formed so that all of the first marker A, the second marker B, and the third marker C can be imaged at any position when imaging from a direction orthogonal to the axial direction. It is preferable. That is, the spacer S is preferably formed of a material having a low absorptance with respect to neutron beams (for example, an aluminum material).
  • the arrangement of the first marker A, the second marker B, and the third marker C viewed from the axial direction is rotationally asymmetric. Therefore, the positions of the first marker A, the second marker B, and the third marker C viewed from the axial direction are configured to change according to the rotation angle of the inner ring X2. Further, the arrangement pattern of the first marker A, the second marker B, and the third marker C viewed from the axial direction is configured to change according to the rotation angle of the inner ring X2.
  • the 1st marker A, the 2nd marker B, and the 3rd marker C are displaced and arrange
  • the first marker A, the second marker B, and the third marker C can always be imaged from the direction orthogonal to the axial direction.
  • the arrangement of the first marker A, the second marker B, and the third marker C viewed from a direction orthogonal to the axial direction is asymmetric with respect to the axial center. For this reason, as shown in FIG.
  • the offset amount from the axial center of the 1st marker A, the 2nd marker B, and the 3rd marker C is comprised so that it may always change according to the rotation angle of the inner ring
  • the arrangement pattern of the first marker A, the second marker B, and the third marker C viewed from the direction orthogonal to the axial direction is configured to change according to the rotation angle of the inner ring X2.
  • the positions of the first marker A, the second marker B, and the third marker C are the position viewed from the axial direction and the position viewed from the direction orthogonal to the axial direction.
  • the inner ring X2 moves according to the rotation angle. For this reason, it is possible to reliably acquire the rotation angle of the inner ring X2 by imaging the bearing X from the axial direction and the direction orthogonal to the axial direction.
  • FIG. 3A and 3B schematically show a schematic configuration of the lubricant distribution acquisition device 1.
  • FIG. 3A is a schematic diagram showing a part of the mechanism.
  • FIG. 3B is a block diagram illustrating a part of the functional configuration.
  • the lubricant distribution acquisition device 1 includes a neutron beam irradiation device 2, a bearing support mechanism 3, a rotation drive device 4 (rotation drive device), a rotation detector 5, A scintillator 6 (electromagnetic wave conversion device), a light guide mechanism 7, an optical amplifier 8, an imaging device 9, a signal processing unit 10, and a control device 11 are provided.
  • the neutron beam irradiation apparatus 2 guides a neutron beam L1 emitted from a neutron source such as a nuclear reactor, for example, and irradiates the bearing X from the axial direction. If the bearing X can be irradiated from the axial direction without guiding the neutron beam emitted from the neutron source, the neutron beam irradiation apparatus 2 can be omitted.
  • the lubricant distribution acquisition apparatus 1 may include another neutron source that generates a neutron beam by irradiating the target with ions such as hydrogen or helium derived from an ion generator, for example.
  • the bearing support mechanism 3 supports the bearing X and includes a housing 3a and a housing 3b.
  • the housing 3a is a frame or a box-like member that houses the housing 3b and the bearing X fixed to the housing 3b.
  • the housing 3a also functions as a support for the rotation drive device 4 as shown in FIG. 3A.
  • the housing 3b covers and supports the outer ring of the bearing X, and supports the bearing X in a detachable manner. And in this embodiment, the housing 3b supports the bearing X so that the axial center of the bearing X faces the neutron beam irradiation apparatus 2 side, as shown to FIG. 3A.
  • the housing 3a and the housing 3b preferably have a shape that avoids the passage region of the neutron beam L1, but the passage of the neutron beam L1 if formed by an aluminum material having an extremely low absorption rate of the neutron beam L1 It is also possible to have a shape that straddles the region.
  • the rotational drive device 4 rotationally drives the bearing X.
  • the rotation drive device 4 includes a motor 4 a (power unit) that generates power for rotationally driving the bearing X, and a belt for transmitting the power generated by the motor 4 a to the bearing X.
  • a pulley 4b, a belt 4c (band member), and a drive shaft portion 4d are provided. More specifically, the pulley 4b is coupled to the shaft portion of the motor 4a by a coupling or the like.
  • the drive shaft portion 4d is a rod-like member that is long in the axial direction of the bearing X, is fixed to the inner ring of the bearing X, and is horizontally disposed through the center of the bearing X.
  • the belt 4c which consists of an endless belt is wound around the pulley 4b and the drive shaft part 4d.
  • a mark or a magnetic body is provided on the peripheral surface of the drive shaft portion 4d so that the rotation detector 5 detects the rotation state of the drive shaft portion 4d.
  • the rotation detector 5 detects the rotation of the inner ring of the bearing X fixed to the drive shaft portion 4d (that is, the rotation of the bearing X) by detecting the rotation of the drive shaft portion 4d.
  • the rotation detector 5 includes a photo detector and a magnetic detector for detecting a mark and a magnetic body provided on the peripheral surface of the drive shaft portion 4d, and is fixed to the housing 3b as shown in FIG. 3A. Has been.
  • the scintillator 6 receives the neutron beam L1 that has passed through the bearing X, emits light L2, and converts the neutron beam L1 into visible light.
  • the scintillator 6 for example, LiF / ZnS (Ag), BN / ZnS (Ag), Gd 2 O 3 / ZnS (Ag), or Gd 2 O 3 S (Tb) can be used.
  • the light guide mechanism 7 guides the light L ⁇ b> 2 emitted from the scintillator 6 to the imaging device 9 via the optical amplifier 8. As illustrated in FIG. 3A, the light guide mechanism 7 includes a mirror 7a that reflects and guides the light L2, a lens 7b that collects the light L2, and the like.
  • the optical amplifier 8 increases the intensity of light incident through the light guide mechanism 7 and outputs the light.
  • an image intensifier can be used as the optical amplifier 8.
  • the optical amplifier 8 may be omitted if a sufficiently long exposure time can be secured in the imaging device 9.
  • the imaging device 9 receives the light L2 emitted from the scintillator 6 and arrives through the light guide mechanism 7 and the optical amplifier 8 and images it, and outputs the imaging result as imaging data.
  • a CCD camera, a SIT tube camera, a high-speed camera, or the like can be used as the imaging device 9, a CCD camera, a SIT tube camera, a high-speed camera, or the like.
  • the lubricant Y moves at a high speed inside the bearing X that rotates at a high speed of about 6000 rpm. .
  • the signal processing unit 10 processes the imaging data input from the imaging device 9 and outputs it as the required lubricant distribution data.
  • the lubricant distribution data in the present embodiment is data including the distribution information of the lubricant in the radial direction centered on the axial center and the distribution information of the lubricant in the axial direction.
  • the signal processing unit 10 calculates the lubricant distribution data from the brightness information in the imaging data, or performs a process of associating the lubricant distribution data with the detection result of the rotation detector 5.
  • the imaging data itself captured by the imaging device 9 also includes lubricant distribution information in the radial direction centered on the axial center and lubricant distribution information in the axial direction. For this reason, the required lubricant distribution data can be used as imaging data. In this case, the signal processing unit 10 outputs the imaging data input from the imaging device 9 as the lubricant distribution data as it is.
  • the imaging processing device of the present invention is configured by the imaging device 9 and the signal processing unit 10.
  • the control device 11 controls the entire operation of the lubricant distribution acquisition device 1. As shown in FIG. 3B, the control device 11 is electrically connected to the neutron beam irradiation device 2, the rotation drive device 4, the rotation detector 5, the optical amplifier 8, the imaging device 9, and the signal processing unit 10.
  • the main body of the operation of the lubricant distribution acquisition device 1 described below is the control device 11.
  • the bearing X is set in a state where the axial direction is directed to the incident direction of the neutron beam L1. Then, the control device 11 causes the rotational drive device 4 to rotationally drive the bearing X. As a result, the inner ring X2 of the bearing X is rotationally driven and the ball X3 sandwiched between the inner ring X2 and the outer ring X1 rotates while revolving around the axis, and the lubricant Y moves along with the movement of the ball X3. To move inside the bearing X.
  • the neutron beam L1 As the neutron beam L1 is guided by the neutron beam irradiation device 2, the neutron beam L1 enters the bearing X from the axial direction of the bearing X as shown in FIG. 3A. Thereafter, the neutron beam L1 that has passed through the bearing X enters the scintillator 6.
  • the scintillator 6 When the neutron beam L1 is incident on the scintillator 6, the scintillator 6 emits light L2 having an intensity distribution similar to the intensity distribution of the neutron beam L1. That is, the scintillator 6 converts the neutron beam L1 into light L2 and emits it.
  • the light L2 emitted from the scintillator 6 is guided by the light guide mechanism 7 and amplified by the optical amplifier 8, and then enters the imaging device 9. Then, the control device 11 causes the imaging device 9 to continuously perform imaging a plurality of times. As a result, a plurality of imaging data obtained by viewing the bearing X from the axial center direction is acquired by the imaging device 9.
  • the bearing X is set in a state where the axial direction is oriented in a direction orthogonal to the incident direction of the neutron beam L1. Thereafter, the control device 11 repeats the above-described operation, thereby causing the imaging device 9 to acquire a plurality of imaging data when the bearing X is viewed from a direction orthogonal to the axial direction.
  • the control device 11 causes the signal processing unit 10 to process the imaging data, thereby including a lubricant distribution information in the radial direction centered on the axial center and a lubricant thickness distribution information in the axial direction. Calculate distribution data. Further, the signal processing unit 10 performs processing for associating the calculated lubricant distribution data with the detection result of the rotation detector 5. As a result, the lubricant distribution data is output in association with the rotation angle of the bearing X.
  • the lubricant Y is made of an organic substance and has a higher neutron absorption rate than the bearing X. For this reason, the neutron beam L1 transmitted through the bearing X is greatly attenuated in the region where the lubricant Y exists.
  • the intensity distribution of the neutron beam L1 is proportional to the intensity distribution of the light L2 converted from the neutron beam L1. Therefore, the neutron beam L1 is incident on the bearing X from the axial direction, and the neutron beam L1 transmitted through the bearing X is converted into the light L2 and imaged, whereby the axis is centered from the brightness distribution of the imaging data.
  • the distribution of the lubricant Y in the radial direction can be acquired.
  • the neutron beam L1 is incident on the bearing X from the direction orthogonal to the axial direction, and the neutron beam L1 transmitted through the bearing X is converted into the light L2 and imaged.
  • the distribution of the lubricant Y in the axial direction can be acquired.
  • the neutron beam L1 incident on the bearing X from the axial direction and transmitted is changed to the light L2, and the light L2 is received and imaged.
  • the lubricant distribution data indicating the distribution of the lubricant Y in the bearing X is acquired.
  • the distribution of the lubricant Y in the radial direction centered on the shaft center and the lubricant Y in the shaft center direction without disassembling the bearing X, the distribution of the lubricant Y in the radial direction centered on the shaft center and the lubricant Y in the shaft center direction.
  • Lubricant distribution data including thickness distribution can be acquired.
  • the behavior of the lubricant Y inside the bearing X can be acquired in detail.
  • the signal processing unit 10 captures image data captured with the same rotation angle of the inner ring X2 from the positions of the first marker A, the second marker B, and the third marker C included in the image data. Lubricant distribution data is acquired by combining them.
  • the bearing X of the present embodiment even when the imaging timings of a plurality of imaging data are different in time series, the imaging data captured with the same rotation angle of the bearing X are combined. Can do. Therefore, it is possible to accurately acquire the behavior of the lubricant Y inside the bearing X.
  • a rotation angle index X6 is provided for the inner ring X2. For this reason, even if the rotational speed of the bearing X is uneven or changes with time, the rotational angle of the inner ring X2 can be accurately known. As a result, it is possible to reliably combine image data captured in a state where the rotation angle of the inner ring X2 (that is, the bearing X) is the same.
  • the present invention is not limited to this, and a configuration in which the outer ring X1 is rotated and the inner ring X2 is fixed may be employed.
  • the rotation angle index is provided for the outer ring X1.
  • the ball X3 when the bearing X is driven to rotate, the ball X3 revolves around the axis. That is, the ball X3 also functions as a rotationally movable body of the present invention. For this reason, the structure which provides a rotation angle parameter
  • a toothed pulley or a toothed belt can be used.
  • Sprockets and chains can also be used.
  • the bearing X is a ball bearing that receives a load in the radial direction
  • the present invention can also be used to acquire the behavior of lubricants in other bearings, such as roller bearings, sliding bearings, or bearings that receive a load in the thrust direction.
  • transmits a bearing from the axial center direction was demonstrated.
  • the present invention is not limited to this, and it is also possible to employ a configuration in which the neutron beam L1 passes through the bearing from an oblique direction with respect to the axis.
  • the structure which converts the neutron beam L1 into the light L2 using the scintillator 6 was demonstrated.
  • the present invention is not limited to this, and imaging may be performed by converting the neutron beam L1 into radiation (electromagnetic waves) such as ⁇ rays.
  • the present invention is not limited to this, and film shooting may be performed with an imaging device.
  • the bearing of the present invention includes a rotationally movable body that moves during rotational driving. Since the rotary moving body moves as the bearing is driven to rotate, the rotation angle of the rotary moving body and the rotation angle of the bearing are synchronized. Therefore, it is possible to combine the imaging data captured with the same rotational angle of the bearing by combining the imaging data captured with the same rotational angle of the rotary moving body.
  • the bearing of the present invention is provided with a rotation angle index that moves to a position corresponding to the rotation angle of the rotary moving body as the rotary moving body moves.
  • imaging data with the same position of the rotation angle index even when the imaging timings of a plurality of imaging data are different in time series, imaging is performed with the same rotational angle of the rotary moving body (ie, bearing).
  • the captured image data can be combined.
  • X Bearing, X1: Outer ring, X2: Inner ring (rotary moving body), X3: Ball, X4: Cage, X5 ... Seal, X6 ... Rotation angle index, A ... First marker, B ... 2nd marker, C ... 3rd marker, S ... Spacer, 1 ... Lubricant distribution acquisition device, 2 ... Neutron beam irradiation device, 4 ... Rotation drive device, 5 ... Rotation detector, 6... Scintillator (electromagnetic wave conversion device), 8... Optical amplifier, 9... Imaging device, 10... Signal processing unit, 11. —lubricant

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Abstract

　内部に潤滑剤を封入可能とされる軸受（Ｘ）であって、回転駆動時に移動される回転移動体（Ｘ２）と、回転移動体（Ｘ２）に対して設けられると共に回転移動体（Ｘ２）の移動に伴って回転移動体（Ｘ２）の回転角度に応じた位置に移動される回転角度指標（Ｘ６）とを備える。

Description

軸受、潤滑剤分布取得装置及び潤滑剤分布取得方法
　本発明は、軸受、潤滑剤分布取得装置、及び潤滑剤分布取得方法に関する。本願は、２０１１年３月１０日に、日本に出願された特願２０１１－０５３４３９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　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。
　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。
日本国特開２０００－２９２３７３号公報
　潤滑剤の挙動をより詳細に取得しようとした場合には、潤滑剤の分布を立体的に正確に取得することが要求されている。しかしながら、特許文献１に開示された発明は、潤滑剤の有無のみを検査し、潤滑剤の挙動を検出しない。このため、特許文献１においては、同時に複数方向から軸受を撮像することについては考慮されていない。
　また、一般的に中性子ラジオグラフィにて用いられる中性子源は、原子炉や加速器であるために複数方向に配置することが困難である。
　このため、軸受を複数方向から撮像する場合には、軸受自体を回して軸受が向いている方向を変え、当然ながら複数の撮像データの撮像タイミングが時系列的に異なる。
　潤滑剤の分布を立体的に取得するためには、軸受の回転角度が同じ状態で撮像された撮像データ同士を組み合わせる必要がある。
　しかしながら、特許文献１に開示された発明は、上述のように潤滑剤の挙動を検出しない。このため、特許文献１に開示された発明において、撮像した撮像データからは軸受の回転角度を知ることはできず、時系列的に異なるタイミングで撮像した複数の撮像データ同士を組み合わせることは非常に困難である。
　本発明の一つの態様は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、時系列的には異なるタイミングで撮像された撮像データのうち軸受の回転角度が同じ状態で撮像された撮像データ同士を容易に組み合わせることが可能であり、これによって軸受内部における潤滑剤の挙動を正確に取得することが可能な軸受、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。さらに、寿命の異なるこれらの軸受の分解調査を行った。その結果、軸受の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。
　上記の結果は、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している。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。
　研究結果を踏まえ、第１の発明は、内部に潤滑剤を封入可能とされる軸受であって、回転駆動時に移動される回転移動体と、前記回転移動体に対して設けられると共に前記回転移動体の移動に伴って前記回転移動体の回転角度に応じた位置に移動される回転角度指標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、上記回転角度指標が、軸受の軸心方向から見た位置と前記軸心方向と直交する方向から見た位置との両方の位置が、上記回転移動体の回転角度に応じて移動するという構成を採用する。
　第３の発明は、上記第２の発明において、上記回転角度指標が、上記回転移動体よりも放射線吸収率の高い材料からなる第１マーカ及び第２マーカからなる。上記第１マーカと上記第２マーカとが、上記軸心方向から見て上記回転移動体の移動中心を中心として対向配置され、上記軸心方向と直交する方向から見て上記軸心方向に変位して配置されているという構成を採用する。
　第４の発明は、上記第３の発明において、前記回転角度指標が前記回転移動体よりも放射線吸収率の高い材料からなる第３マーカをさらに備え、前記第３マーカが前記軸心方向と直交する方向から見て前記第１マーカ及び前記第２マーカに対して前記軸心方向に変位して配置されてい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、前記第３マーカが前記軸心方向から見て前記第１マーカあるいは前記第２マーカに対して前記回転移動体の移動中心を中心として所定の角度だけ変位した位置に配置されているという構成を採用する。
　第６の発明は、上記第５の発明において、前記所定の角度が４５°であるという構成を採用する。
　第７の発明は、潤滑剤分布取得装置であって、上記第１～第６の発明のいずれか１つの発明である軸受を透過した放射線を受けて電磁波に変換する電磁波変換装置と、上記電磁波変換装置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装置とを備えるという構成を採用する。
　第８の発明は、潤滑剤分布取得方法であって、上記第１～第６いずれかの発明である軸受を透過した放射線を電磁波に変換し、前記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。
　第９の発明は、上記第３から第８のいずれか１つの発明において、前記放射線が中性子線であるという構成を採用する。
　本発明の軸受は、回転駆動時に移動される回転移動体を備えている。回転移動体が軸受の回転駆動に伴って移動されるため、回転移動体の回転角度と軸受の回転角度とは同期している。このため、回転移動体の回転角度が同じ状態で撮像された撮像データ同士を組み合わせることによって、軸受の回転角度が同じ状態で撮像された撮像データ同士を組み合わせられる。
　そして、本発明の軸受は、上記回転移動体の移動に伴って前記回転移動体の回転角度に応じた位置に移動される回転角度指標が上記回転移動体に対して設けられている。このため、回転角度指標の位置が同じ撮像データ同士を組み合わせることによって、複数の撮像データの撮像タイミングが時系列的に異なっている場合も、回転移動体（すなわち軸受）の回転角度が同じ状態で撮像された撮像データ同士を組み合わせることができる。
　したがって、本発明によれば、軸受内部における潤滑剤の挙動を正確に取得することが可能となる。
　なお、本発明においては、回転移動体に対して回転角度指標が設けられている。このため、仮に軸受の回転速度にムラや経時変化があった場合であっても、回転移動体の回転角度を正確に知ることができる。その結果、確実に回転移動体（すなわち軸受）の回転角度が同じ状態で撮像された撮像データ同士を組み合わせることができる。
本発明の一実施形態における軸受の概略構成図であり、カットモデルの斜視図である。 本発明の一実施形態における軸受の概略構成図であり、軸心方向から見た正面図である。 本発明の一実施形態における軸受の概略構成図であり、軸心方向と直交する方向から見た側面図である。 本発明の一実施形態における軸受が備える第１マーカ、第２マーカ及び第３マーカの位置関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態における軸受を用いる潤滑剤分布取得装置の概略構成図であり、機構の一部を示す模式図である。 本発明の一実施形態における軸受を用いる潤滑剤分布取得装置の概略構成図であり、機能構成の一部を示すブロック図である。 本発明の一実施形態における軸受を用いる潤滑剤分布取得装置の動作を説明するための説明図である。
　以下、図面を参照して、本発明に係る軸受、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。
　図１Ａ～図１Ｃは、本実施形態の軸受Ｘの概略構成図である。図１Ａは、カットモデルの斜視図である。図１Ｂは、軸心方向から見た正面図である。また図１Ｃは、軸心方向と直交する方向から見た側面図である。
　本実施形態の軸受Ｘは、内部に潤滑剤Ｙ（例えばグリース）を含む玉軸受（転がり軸受）であり、ラジアル軸受として構成されている。
　そして、本実施形態の軸受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、回転角度指標Ｘ６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。
　本実施形態の軸受Ｘは、後に詳説するが、外輪Ｘ１が固定され、内輪Ｘ２が回転駆動されて用いられる。つまり、本実施形態において内輪Ｘ２は、軸受Ｘの回転駆動時に軸心を中心として回転移動する本発明の回転移動体として機能する。
　そして、回転角度指標Ｘ６は、本発明の回転移動体に相当する上記内輪Ｘ２に対して設けられている。
　回転角度指標Ｘ６は、内輪Ｘ２の回転角度に応じた位置に移動され、図１Ａから図１Ｃに示すように、第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣによって構成されている。
　第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣは、内輪Ｘ２よりも中性子吸収率の高い材料（ホウ素を含有するゴム材料）から構成されており、本実施形態においてはピン状に形状設定されている。
　そして、第１マーカＡと第２マーカＢとは、図１Ｂに示すように、軸心方向から見て内輪Ｘ２の移動中心（すなわち軸心）を中心として対向配置されている。
　また、第３マーカＣは、図１Ｂに示すように、軸心方向から見て、第１マーカＡに対して内輪Ｘ２の移動中心（すなわち軸心）を中心として４５°変位した位置に配置されている。
　また、図１Ｃに示すように、第１マーカＡは、内輪Ｘ２に対して直接設けられている。これに対して、第２マーカＢ及び第３マーカＣは、軸心方向の高さが異なるスペーサＳを介して内輪Ｘ２に対して固定されている。
　本実施形態においては、スペーサＳを介して第２マーカＢ及び第３マーカＣを内輪Ｘ２に固定する。これにより、図１Ｃに示すように、第１マーカＡと第２マーカＢとが、軸心方向と直交する方向から見て軸心方向に変位して配置されている。また、第３マーカＣが、第１マーカＡ及び第２マーカＢに対して軸心方向に変位して配置されている。
　より詳細には、第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣは、内輪Ｘ２側から軸心方向に、第１マーカＡ、第３マーカＣ、第２マーカＢの順で変位して配置されている。
　なお、スペーサＳは、第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣと同一の材料で形成することもできる。スペーサＳは、軸心方向と直交する方向から撮像する場合に、どの位置であっても第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣの全てが撮像可能なように形成されていることが好ましい。すなわち、スペーサＳは、中性子線に対して吸収率の低い材料（例えばアルミニウム材料）によって形成されていることが好ましい。
　上記構成を有する本実施形態の軸受Ｘでは、軸心方向から見た第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣの配置が回転非対称となっている。このため、軸心方向から見た第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣの位置が、内輪Ｘ２の回動角度に応じて変化するように構成されている。また、軸心方向から見た第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣの配置パターンが、内輪Ｘ２の回転角度に応じて変化するように構成されている。
　また、本実施形態の軸受Ｘでは、軸心方向と直交する方向から見て第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣが軸心方向に変位して配置されている。このため、軸心方向と直交する方向から、第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣとを常に撮像することができる。
　また、軸心方向と直交する方向から見た第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣの配置が軸心に対して非対称となっている。このため、図２に示すように、第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣの軸心からのオフセット量が、内輪Ｘ２の回動角度に応じて常に変化するように構成されている。また、軸心方向と直交する方向から見た第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣの配置パターンが、内輪Ｘ２の回転角度に応じて変化するように構成されている。
　つまり、本実施形態の軸受Ｘでは、第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣの位置は、軸心方向から見た位置と前記軸心方向と直交する方向から見た位置との両方の位置において、内輪Ｘ２の回転角度に応じて移動する。
　このため、軸受Ｘを軸心方向と軸心方向と直交する方向とから撮像することによって、確実に内輪Ｘ２の回転角度を取得することが可能となる。
　続いて、本実施形態の軸受Ｘを用いて軸受Ｘ内部の潤滑剤Ｙの挙動を取得する潤滑剤分布取得装置及び潤滑剤分布取得装置について図３Ａ、図３Ｂ、及び図４を参照して説明する。
　図３Ａ及び図３Ｂは、潤滑剤分布取得装置１の概略構成を模式的に示している。図３Ａは、機構の一部を示す模式図である。図３Ｂは、機能構成の一部を示すブロック図である。
　そして、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、潤滑剤分布取得装置１は、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（回転駆動装置）と、回転検出器５と、シンチレータ６（電磁波変換装置）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。
　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、潤滑剤分布取得装置１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他の中性子源を備えていても良い。
　軸受支持機構３は、軸受Ｘを支持し、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３Ａ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し、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３Ａ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。回転駆動装置４は、図３Ａ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、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。
　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。
　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３Ａ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を発光し、中性子線Ｌ１を可視光に変換する。
　シンチレータ６としては、例えば、ＬｉＦ／ＺｎＳ(Ａｇ)、ＢＮ／ＺｎＳ (Ａｇ)、Ｇｄ２Ｏ３／ＺｎＳ(Ａｇ)、又は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。
　導光機構７は、図３Ａ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。光増幅器８として、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。
　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を受光して撮像し、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。このため、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。
　なお、本実施形態における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、前記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分布情報が含まれる。このため、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、本発明の撮像処理装置が、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、潤滑剤分布取得装置１の動作全体を制御する。制御装置１１は、図３Ｂ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。
　次に、上述のように構成された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、図３Ａに示すように、軸心方向が中性子線Ｌ１の入射方向に向けられた状態で軸受Ｘがセットされる。そして、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３Ａ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。その後、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。
　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に撮像を連続して複数回行わせる。この結果、撮像装置９にて軸受Ｘを軸心方向から見た撮像データが複数取得される。
　次に、図４に示すように、軸心方向が中性子線Ｌ１の入射方向と直交する方向に向けられた状態で軸受Ｘがセットされる。
　その後、制御装置１１は、上述した動作を繰り返すことによって、撮像装置９にて軸受Ｘを軸心方向と直交した方向から見た撮像データを複数取得させる。
　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、信号処理部１０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。
　なお、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。また、軸受Ｘに対して軸心方向と直交する方向から中性子線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方向における潤滑剤Ｙの分布を取得することができる。
　そして、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、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、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る。その結果、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。
　また、本実施形態において信号処理部１０は、撮像データに含まれる第１マーカＡ、第２マーカＢ、及び第３マーカＣの位置から、内輪Ｘ２の回転角度が同じ状態で撮像された撮像データ同士を組み合わせて潤滑剤分布データを取得する。
　本実施形態の軸受Ｘを用いることによって、複数の撮像データの撮像タイミングが時系列的に異なっている場合であっても、軸受Ｘの回転角度が同じ状態で撮像された撮像データ同士を組み合わせることができる。したがって、軸受Ｘ内部における潤滑剤Ｙの挙動を正確に取得することが可能となる。
　なお、本実施形態の軸受Ｘにおいては、内輪Ｘ２に対して回転角度指標Ｘ６が設けられている。このため、仮に軸受Ｘの回転速度にムラや経時変化があった場合であっても、内輪Ｘ２の回転角度を正確に知ることができる。その結果、確実に内輪Ｘ２（すなわち軸受Ｘ）の回転角度が同じ状態で撮像された撮像データ同士を組み合わせることができる。
　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。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、上記実施形態においては、軸受Ｘにおいて、外輪Ｘ１が固定され、内輪Ｘ２が回転され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、外輪Ｘ１が回転され、内輪Ｘ２が固定される構成を採用することもできる。
　この場合には、外輪Ｘ１が本発明の回転移動体として機能するため、回転角度指標は外輪Ｘ１に対して設けられる。
　また、軸受Ｘにおいては、軸受Ｘが回転駆動されると、玉Ｘ３が軸心を中心として公転する。つまり、玉Ｘ３も本発明の回転移動体として機能している。
　このため、玉Ｘ３に回転角度指標を設ける構成を採用することもできる。
　この場合には、玉Ｘ３のいくつかの全体あるいは一部を他の玉Ｘ３と異なる中性子線吸収率の高い材料によって形成し、玉Ｘ３自体を回転角度指標として用いる構成を採用することができる。その結果、回転角度指標を別体として設ける必要がなくなる。
　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、スプロケットとチェーン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。
　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。
　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。
　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。
　本発明の軸受は、回転駆動時に移動する回転移動体を備えている。回転移動体は軸受の回転駆動に伴って移動するため、回転移動体の回転角度と軸受の回転角度とは同期している。したがって、回転移動体の回転角度が同じ状態で撮像された撮像データ同士を組み合わせることによって、軸受の回転角度が同じ状態で撮像された撮像データ同士を組み合わせることができる。
　本発明の軸受は、上記回転移動体の移動に伴って前記回転移動体の回転角度に応じた位置に移動する回転角度指標が上記回転移動体に対して設けられている。したがって、回転角度指標の位置が同じ撮像データ同士を組み合わせることによって、複数の撮像データの撮像タイミングが時系列的に異なっている場合も、回転移動体（すなわち軸受）の回転角度が同じ状態で撮像された撮像データ同士を組み合わせることができる。その結果、本発明によれば、軸受内部における潤滑剤の挙動を正確に取得することが可能となる。
　Ｘ……軸受、Ｘ１……外輪、Ｘ２……内輪（回転移動体）、Ｘ３……玉、Ｘ４……保持器、Ｘ５……シール、Ｘ６……回転角度指標、Ａ……第１マーカ、Ｂ……第２マーカ、Ｃ……第３マーカ、Ｓ……スペーサ、１……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、５……回転検出器、６……シンチレータ（電磁波変換装置）、８……光増幅器、９……撮像装置、１０……信号処理部、１１……制御装置、Ｌ１……中性子線、Ｌ２……光（電磁波）、Ｙ……潤滑剤

Claims (14)

  1. 　内部に潤滑剤を封入可能とされる軸受であって、
    　回転駆動時に移動される回転移動体と、
    　前記回転移動体に対して設けられると共に前記回転移動体の移動に伴って前記回転移動体の回転角度に応じた位置に移動される回転角度指標と
    　を備える軸受。
  2. 　前記回転角度指標は、
    　軸受の軸心方向から見た位置と前記軸心方向と直交する方向から見た位置との両方の位置が、前記回転移動体の回転角度に応じて移動する請求項１に記載の軸受。
  3. 　前記回転角度指標は、
    　前記回転移動体よりも放射線吸収率の高い材料からなる第１マーカ及び第２マーカからなり、
    　前記第１マーカと前記第２マーカとが前記軸心方向から見て前記回転移動体の移動中心を中心として対向配置されると共に前記軸心方向と直交する方向から見て前記軸心方向に変位して配置されている、
    　請求項２に記載の軸受。
  4. 　前記回転角度指標は前記回転移動体よりも放射線吸収率の高い材料からなる第３マーカをさらに備え、前記第３マーカが前記軸心方向と直交する方向から見て前記第１マーカ及び前記第２マーカに対して前記軸心方向に変位して配置されている請求項３に記載の軸受。
  5. 　前記第３マーカが前記軸心方向から見て前記第１マーカあるいは前記第２マーカに対して前記回転移動体の移動中心を中心として所定の角度だけ変位した位置に配置されている請求項４に記載の軸受。
  6. 　前記所定の角度が４５°である請求項５に記載の軸受。
  7. 　前記放射線が中性子線である請求項３に記載の軸受。
  8. 　前記放射線が中性子線である請求項４に記載の軸受。
  9. 　前記放射線が中性子線である請求項５に記載の軸受。
  10. 　前記放射線が中性子線である請求項６に記載の軸受。
  11. 　請求項１～１０のいずれか一項に記載の軸受を透過した放射線を受けて電磁波に変換する電磁波変換装置と、
    　前記電磁波変換装置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装置と
    　を備える潤滑剤分布取得装置。
  12. 　前記放射線が中性子線である請求項１１に記載の軸受。
  13. 　請求項１～１０のいずれか一項に記載の軸受を透過した放射線を電磁波に変換し、前記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潤滑剤分布取得方法。
  14. 　前記放射線が中性子線である請求項１３に記載の潤滑剤分布取得方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101664562B1 (ko) 2014-10-14 2016-10-11 현대자동차주식회사 저전압 배터리 충전 제어방법 및 장치
KR101836586B1 (ko) 2015-12-14 2018-04-20 현대자동차주식회사 저전압 배터리 충전 제어 방법 및 시스템
KR101878032B1 (ko) 2016-05-04 2018-07-16 현대자동차주식회사 차량의 저전압배터리 충전 제어 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000088600A (ja) * 1998-09-11 2000-03-31 Toshiba Corp アクチュエータ及び移動位置検出方法
JP2000292373A (ja) 1999-04-07 2000-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受内部検査方法
JP2004053589A (ja) * 2002-05-29 2004-02-19 Nsk Ltd 回転状態検出装置および転動装置
JP2008196938A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Nsk Ltd 回転情報算出装置
JP2010054500A (ja) * 2008-07-29 2010-03-11 Nsk Ltd 転動装置及びこの転動装置を用いた転動装置内部観察方法
JP2011038557A (ja) * 2009-08-07 2011-02-24 Jtekt Corp 転がり軸受装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1542860A (en) * 1975-12-23 1979-03-28 Rolls Royce Equipment and method for diagnosing fluid movements within engines
JPH07218248A (ja) * 1994-01-28 1995-08-18 Ntn Corp 回転角度検出器付軸受
IT1284323B1 (it) * 1996-01-18 1998-05-18 Skf Ind Spa Dispositivo ottico per il rilevamento di dati di posizione e/o velocita' di rotazione relativa degli anelli di un cuscinetto
JPH10274546A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Mitsubishi Materials Corp 磁気回転検出システム
FR2806764B1 (fr) * 2000-03-24 2002-08-23 Skf France Palier a roulement instrumente muni d'un dispositif d'etancheite
WO2003044381A1 (fr) * 2001-11-22 2003-05-30 Nsk Ltd. Palier a roulement equipe d'un detecteur et dispositif de detection d'un mode de rotation
JP4217423B2 (ja) * 2002-05-07 2009-02-04 株式会社アミテック 軸受における回転位置検出装置
WO2004038426A1 (ja) * 2002-10-28 2004-05-06 Nsk Ltd. センサ付軸受装置及びセンサ付転がり軸受
FR2856757B1 (fr) * 2003-06-27 2006-10-20 Skf Ab Palier a roulement instrumente et codeur pour ensemble capteur d'informations
JP4983154B2 (ja) * 2005-09-06 2012-07-25 日本精工株式会社 車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法
JP4810659B2 (ja) * 2006-03-17 2011-11-09 国立大学法人宇都宮大学 外観検査装置、外観検査方法、外観検査プログラム及びそれを記録した情報記録媒体
DE102007042478A1 (de) * 2007-02-14 2008-08-21 Schaeffler Kg Wälzlagereinrichtung mit integriertem Sensorsystem
JP5036045B2 (ja) 2007-07-18 2012-09-26 内山工業株式会社 磁気エンコーダ
DE102007036271A1 (de) * 2007-07-31 2009-02-05 Baumer Hübner GmbH Drehgeber mit Überwachung des Lagerverschleißes sowie Verfahren hierzu
JP2009292373A (ja) * 2008-06-06 2009-12-17 New Delta Ind Co 作業台車

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000088600A (ja) * 1998-09-11 2000-03-31 Toshiba Corp アクチュエータ及び移動位置検出方法
JP2000292373A (ja) 1999-04-07 2000-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流体軸受内部検査方法
JP2004053589A (ja) * 2002-05-29 2004-02-19 Nsk Ltd 回転状態検出装置および転動装置
JP2008196938A (ja) * 2007-02-13 2008-08-28 Nsk Ltd 回転情報算出装置
JP2010054500A (ja) * 2008-07-29 2010-03-11 Nsk Ltd 転動装置及びこの転動装置を用いた転動装置内部観察方法
JP2011038557A (ja) * 2009-08-07 2011-02-24 Jtekt Corp 転がり軸受装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2685116A4 *

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Publication number Publication date
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