(57)【要約】      （修正有）【課題】照射する光の強度が変化していたり蛍光物質が劣化したりしても、求める潤滑油の厚さの精度が低下するのを防止する測定装置を提供する。【解決手段】測定装置１０は、蛍光物質２７を含む潤滑油２６を介して接触する幾何形状が既知の外輪２１及び玉２２における潤滑油２６の厚さを求める。照射装置１１は、外輪２１と玉２２との間の二部材間領域３０を含む領域に向けて光を照射する。撮影装置１２は、二部材間領域３０を含む対象領域３１を撮影する。演算装置１３は、対象領域３１の輝度の分布を含む画像情報を取得する。演算装置１３は、取得した画像情報に基づいて前記幾何形状から二部材２１，２２間の各位置における間隔と当該各位置における輝度との相関を求め、取得した画像情報から得られた対象領域３１中の各位置の輝度を前記相関により換算して当該各位置における潤滑油２６の厚さを求める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光物質を含む潤滑油を介して接触する幾何形状が既知の第一部材及び第二部材における潤滑油の厚さを求める測定装置であって、
前記第一部材と前記第二部材との間の二部材間領域を含む領域に向けて光を照射する照射装置と、
前記二部材間領域を含む対象領域を撮影する撮影装置と、
前記撮影装置の撮影画像から前記対象領域の輝度の分布を含む画像情報を取得し当該画像情報に基づいて当該対象領域における潤滑油の厚さを求める演算装置と、を備え、
前記演算装置は、取得した前記画像情報に基づいて前記幾何形状から前記二部材間の各位置における間隔と当該各位置における輝度との相関を求め、取得した前記画像情報から得られた前記対象領域中の各位置の輝度を前記相関により換算して当該各位置における潤滑油の厚さを求める、測定装置。
【請求項２】
前記撮影装置は、前記潤滑油を介して接触した状態で相対移動する前記第一部材と前記第二部材との間の二部材間領域を含む前記対象領域を撮影する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記撮影装置は、前記対象領域を経時的に撮影し、
前記演算装置は、前記撮影装置の撮影画像から複数の前記画像情報を取得し、複数の当該画像情報の内の一つの画像情報から得られた前記対象領域中の各位置の輝度を、当該一つの画像情報に基づいて前記幾何形状から求めた前記相関により換算して、当該各位置における潤滑油の厚さを求める、請求項１又は２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記潤滑油を介して接触した状態で相対移動する前記第一部材と前記第二部材との間の二部材間領域を含む前記対象領域を、経時的に撮影し、
前記演算装置は、前記撮影装置が異なるタイミングで撮影した撮影画像から複数の前記画像情報を取得し、取得した複数の当該画像情報のそれぞれから、前記相関を求めると共に当該相関により換算して前記対象領域中の前記各位置における潤滑油の厚さを求める、請求項１〜３のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記演算装置は、前記相関を求めると共に、前記二部材の間隔の最大値よりも大きい値と当該値の場合の輝度との推定相関を、前記相関の傾向に基づいて求める、請求項１〜４のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記撮影装置は、前記対象領域を経時的に撮影し、
前記演算装置は、前記撮影装置の撮影画像から複数の前記画像情報を取得し、複数の当該画像情報それぞれに基づいて前記相関を求め、当該相関の変化を判定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項７】
蛍光物質を含む潤滑油を介して接触する幾何形状が既知の第一部材及び第二部材における潤滑油の厚さを求める測定方法であって、
前記第一部材と前記第二部材との間の二部材間領域を含む領域に向けて光を照射するステップと、
前記二部材間領域を含む対象領域を撮影するステップと、
前記撮影により得られた画像から前記対象領域の輝度の分布を含む画像情報を取得し当該画像情報に基づいて当該対象領域における潤滑油の厚さを求めるステップと、
を含み、
前記潤滑油の厚さを求めるステップでは、取得した前記画像情報に基づいて前記幾何形状から前記二部材間の各位置における間隔と当該各位置における輝度との相関を求め、取得した前記画像情報から得られた前記対象領域中の各位置の輝度を前記相関により換算して当該各位置における潤滑油の厚さを求める、測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油の厚さを求める測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば金属製の二部材が転がり接触したり滑り接触したりする場合、潤滑油が用いられる。これにより二部材の接触面間に油膜が形成され、焼き付き等の損傷を防ぐことが可能となる。二部材間の油膜の厚さやその周囲の潤滑油の厚さを所定の値とすることによって好ましい潤滑状態が得られることから、潤滑油の研究では、潤滑油の厚さを測定する取り組みが行われている。
【０００３】
その測定方法として、例えば特許文献１に記載されているように、蛍光物質を分散させたオイルを二部材間に塗布し、レーザ光を照射することで蛍光物質から発せられる蛍光の輝度を測定する方法がある（レーザ誘起蛍光法）。これは、潤滑油の厚さが大きくなるにしたがって、蛍光物質の量が増大することから、潤滑油の厚さに比例して輝度が高くなることを利用した測定方法である。なお、前記のように二部材が潤滑油を介して接触する機械要素として、例えば転がり軸受や歯車がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−１７４４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記測定方法の場合、予めテストゲージを用いて潤滑油の厚さと輝度との相関が求められる。例えば図７（Ａ）に示すように、蛍光物質を含む潤滑油９３を平面９１と透明な平板９２とによって挟んだ状態とし、この平板９２の端部を、規定厚さのブロックゲージ９４に載せることで、平面９１と平板９２との間の水平方向の各位置Ｐｎにおける隙間の値Ｄｎが演算によって求められる。そして、レーザ光を照射し、平板９２上のカメラ（図示せず）により、水平方向の各位置Ｐｎにおける輝度を測定する（図７（Ｂ）参照）。これにより、潤滑油の厚さと輝度との相関を得ることができる。
【０００６】
そして、例えば転がり軸受に蛍光物質を含む潤滑油を塗布し、レーザ光を照射し、転動体（第一部材）と軌道輪（第二部材）との間の輝度の分布を示す画像を取得する。取得した画像情報における輝度から、前記相関に基づいてこれら転動体と軌道輪との間における潤滑油の厚さを求めることが可能となる。
【０００７】
しかし、前記平板９２（テストゲージ）を用いて相関を取得した状態と、実機である転がり軸受において転動体及び軌道輪の画像を取得した状態とが、時間や場所等の条件で異なるため、前記のようにして転がり軸受における潤滑油の厚さを求めても、その精度が低くなるおそれがある。その原因としては、例えば、レーザ光の強度が経時的に変化していたり、蛍光物質が経時的に劣化していたりするためである。また、潤滑油成分の付着や表面粗さの変化等といった表面の状態変化が生じて蛍光強度が変化する場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、照射する光の強度が変化していたり蛍光物質が劣化したり、又は、表面の状態変化が生じても、求める潤滑油の厚さの精度が低下するのを防止することが可能となる測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、蛍光物質を含む潤滑油を介して接触する幾何形状が既知の第一部材及び第二部材における潤滑油の厚さを求める測定装置であって、前記第一部材と前記第二部材との間の二部材間領域を含む領域に向けて光を照射する照射装置と、前記二部材間領域を含む対象領域を撮影する撮影装置と、前記撮影装置の撮影画像から前記対象領域の輝度の分布を含む画像情報を取得し当該画像情報に基づいて当該対象領域における潤滑油の厚さを求める演算装置と、を備え、前記演算装置は、取得した前記画像情報に基づいて前記幾何形状から前記二部材間の各位置における間隔と当該各位置における輝度との相関を求め、取得した前記画像情報から得られた前記対象領域中の各位置の輝度を前記相関により換算して当該各位置における潤滑油の厚さを求める。
【００１０】
この測定装置によれば、第一部材と第二部材との幾何形状が既知であることから、これら二部材の間隔（つまり、二部材間の隙間に存在する潤滑油の厚さ）と輝度との相関を、前記対象領域中の各位置における潤滑油の厚さを求めるために取得した画像情報から、求めることが可能となる。このため、例えば経時的に、照射する光の強度が変化したり蛍光物質が劣化したり、また、表面の状態変化が生じても、求める潤滑油の厚さの精度が低下するのを防止することができる。
なお、前記「第一部材及び第二部材における潤滑油の厚さ」は、これら二部材間の潤滑油の厚さの他に、二部材間周辺の潤滑油の厚さであり、例えば、二部材間領域の近傍であって、第一部材の表面に付着している潤滑油の厚さや第二部材の表面に付着している潤滑油の厚さである。
【００１１】
また、前記撮影装置は、前記潤滑油を介して接触した状態で相対移動する前記第一部材と前記第二部材との間の二部材間領域を含む前記対象領域を撮影するように構成することができる。このように、第一部材と第二部材とが相対移動する場合であっても、対象領域中の各位置の輝度を前記相関により換算し、各位置における潤滑油の厚さを求めることができる。
【００１２】
ここで、相対移動する第一部材及び第二部材を撮影装置が経時的に撮影し、演算装置が経時的に連続する複数の画像情報を取得する場合、前記対象領域中の各位置における潤滑油の厚さを求めるために取得した画像情報の直前（又は直後）に取得された別の画像情報から、前記相関を求めてもよい。これは、経時的に連続する複数の画像情報の間では（これらを取得した時間間隔は短いことから）、光の強度が変化したり蛍光物質が劣化したりすることは考えにくいためであり、前記のように直前（又は直後）の別の画像情報から求めた前記相関を用いても、潤滑油の厚さを求める精度が低下するのを防止することが可能となる。
【００１３】
しかし、前記撮影装置は、前記対象領域を経時的に撮影し、前記演算装置は、前記撮影装置の撮影画像から複数の前記画像情報を取得し、複数の当該画像情報の内の一つの画像情報から得られた前記対象領域中の各位置の輝度を、当該一つの画像情報に基づいて前記幾何形状から求めた前記相関により換算して、当該各位置における潤滑油の厚さを求めるのが好ましい。このように、取得した複数の画像情報の内の一つの画像情報から、前記相関を求め、そして、当該一つの画像情報から得られた対象領域中の各位置の輝度をこの相関により換算して当該各位置における潤滑油の厚さを求めるのが好ましい。これにより、求める潤滑油の厚さの精度が低下するのをより一層確実に防止することができる。
【００１４】
また、前記潤滑油を介して接触した状態で相対移動する前記第一部材と前記第二部材との間の二部材間領域を含む前記対象領域を、経時的に撮影し、前記演算装置は、前記撮影装置が異なるタイミングで撮影した撮影画像から複数の前記画像情報を取得し、取得した複数の当該画像情報のそれぞれから、前記相関を求めると共に当該相関により換算して前記対象領域中の前記各位置における潤滑油の厚さを求めるのが好ましい。この構成によれば、第一のタイミングで撮影されたことで取得した画像情報と、別の第二のタイミングで撮影されたことで取得した画像情報とのそれぞれで、前記相関を求め、前記対象領域中の各位置における潤滑油の厚さを求めることができるため、例えば、各位置における潤滑油の厚さについて経時的な変化を示す情報を得ることが可能となる。
【００１５】
また、前記演算装置は、前記相関を求めると共に、前記二部材の間隔の最大値よりも大きい値と当該値の場合の輝度との推定相関を、前記相関の傾向に基づいて求めるのが好ましい。二部材の各位置における間隔はその各位置における潤滑油の厚さと同じであることから、この二部材の間隔の最大値までは、前記相関を求めることができるが、例えば、二部材間領域以外の領域の特定位置における潤滑油が、この最大値を越える厚さである場合、この特定位置の潤滑油の厚さについては、前記相関（のみ）では求めることができないが、前記推定相関を求めることにより、二部材の間隔の最大値を越える厚さの潤滑油についても、その厚さを求めることが可能となる。
【００１６】
また、温度変化によって蛍光物質を含む潤滑油の輝度が変化する場合がある。このような場合において、前記撮影装置は、前記対象領域を経時的に撮影し、前記演算装置は、前記撮影装置の撮影画像から複数の前記画像情報を取得し、複数の当該画像情報それぞれに基づいて前記相関を求め、当該相関の変化を判定するように構成してもよい。この構成によれば、例えば、二部材間領域に含まれる同じ位置での二部材の間隔において前記相関の変化を判定することで、二部材間領域における潤滑油の温度変化を求めることが可能となる。
【００１７】
また、本発明は、蛍光物質を含む潤滑油を介して接触する幾何形状が既知の第一部材及び第二部材における潤滑油の厚さを求める測定方法であって、前記第一部材と前記第二部材との間の二部材間領域を含む領域に向けて光を照射するステップと、前記二部材間領域を含む対象領域を撮影するステップと、前記撮影により得られた画像から前記対象領域の輝度の分布を含む画像情報を取得し当該画像情報に基づいて当該対象領域における潤滑油の厚さを求めるステップと、を含み、前記潤滑油の厚さを求めるステップでは、取得した前記画像情報に基づいて前記幾何形状から前記二部材間の各位置における間隔と当該各位置における輝度との相関を求め、取得した前記画像情報から得られた前記対象領域中の各位置の輝度を前記相関により換算して当該各位置における潤滑油の厚さを求める。
【００１８】
この測定方法は、前記測定装置によって実行され、前記測定装置と同様の作用効果を奏することができる。つまり、例えば経時的に、照射する光の強度が変化したり蛍光物質が劣化したりしても、求める潤滑油の厚さの精度が低下するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、経時的に、照射する光の強度が変化したり蛍光物質が劣化したりしても、求める潤滑油の厚さの精度が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の測定装置の一例を示す構成図である。
【図２】平面直交座標における外輪及び玉の説明図である。
【図３】二部材間領域において、Ｙ軸からの距離がＸｎである位置と、二部材の間隔との関数を示す説明図である。
【図４】測定方法のフロー図である。
【図５】二部材間領域において、Ｙ軸からの距離がＸｎである位置と、画像情報により得られた輝度との関係を示すグラフである。
【図６】二部材の間隔と輝度との相関を示すグラフである。
【図７】従来の測定方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔測定装置の概要及び測定対象となる機械要素について〕
図１は、本発明の測定装置の一例を示す構成図である。この測定装置１０は、潤滑油を介して接触する第一部材及び第二部材を含む機械要素における潤滑油の厚さを求めるための装置である。以下において説明する本実施形態では、前記機械要素は転がり軸受（玉軸受）２０であり、前記第一部材は外輪（第一の軌道輪）２１であり、前記第二部材は玉（転動体）２２である。玉２２は、外輪２１と内輪（第二の軌道輪）２３との間に複数介在しており、内輪２３が回転することによって、玉２２は外輪２１の内周側に設けられている外輪軌道２４及び内輪２３の外周側に設けられている内輪軌道２５それぞれを転がり接触する。外輪２１は静止状態として保持されており、内輪２３の回転により外輪２１に対して玉２２が転がり接触して移動する。この移動方向（回転方向）を矢印Ｓで示している。各玉２２は、図外の保持器によって等間隔で保持されている。なお、転がり軸受２０は、玉軸受以外であってもよく、転動体がころであるころ軸受であってもよい。また、潤滑油２６の厚さの測定の対象とする機械要素は、転がり軸受以外であってもよい。
【００２２】
この測定装置１０では、玉２２及び内輪２３は鋼製（例えば軸受鋼）であるが、外輪２１は（測定用として）光を透過させる透明材料（ガラス又は樹脂）によって構成されている。玉２２は球体であり、図１に示すように、玉２２の中心Ｃを通りかつ転がり軸受２０の（図外の）中心線に直交する断面において、玉２２の断面形状は半径Ｒの円形である。外輪２１及び内輪２３は環状であり、外輪軌道２４及び内輪軌道２５は前記半径Ｒよりも大きな所定の半径を有する環状の面となるが、ここでは、説明を容易とするために平面としている。このように、玉２２の幾何形状、並びに、外輪２１及び内輪２３の幾何形状は既知である。外輪２１及び玉２２の幾何形状については、後にも説明する。なお、転がり軸受２０を構成する玉２２や外輪２１等の各構成部材は、寸法精度が極めて高い。
【００２３】
転がり軸受２０は潤滑油２６により潤滑されており、外輪２１と内輪２３との間に形成されている空間Ｎにおける潤滑油２６の厚さを測定装置１０が求める。図１に示す形態では、主に外輪２１に付着している潤滑油２６の厚さを求める場合について説明する。潤滑油２６としてオイル又はグリースを採用することができる。潤滑油２６には蛍光物質２７が添加され、潤滑油２６において蛍光物質２７が分散して存在しており、所定波長の光によって特定波長の蛍光を発する。蛍光物質２７としては、蛍光染料や蛍光粒子とすることができ、ローダミンＢやクマリン等を採用することが可能である。
【００２４】
〔測定装置１０の構成について〕
測定装置１０は、照射装置１１、撮影装置１２、及び演算装置１３を備えている。本実施形態の測定装置１０は、更に、光学フィルタ１４を備えている。
【００２５】
照射装置１１は、外輪２１の径方向外側に設置されており、外輪２１と玉２２との間の二部材間領域３０を含む領域Ｑに向けて、所定波長の光を照射する。本実施形態の照射装置１１は所定波長のレーザ光（ＹＡＧレーザ）を照射する。つまり、本実施形態では、レーザ誘起蛍光法を用いて潤滑油２６の厚さを求める。または、照射装置１１はＬＥＤにより構成されていてもよい。蛍光物質２７を含む潤滑油２６は、照射装置１１からの照射光を受けて発光する。潤滑油２６（蛍光物質２７）の発光波長は、照射光の波長よりも長い。
【００２６】
光学フィルタ１４は、撮影装置１２が有するレンズ１５と、転がり軸受２０（外輪２１）との間に設置されている。光学フィルタ１４は、潤滑油２６（蛍光物質２７）の発光波長の光を透過させるが、前記照射光の反射光を透過させない（遮断する）。これにより、撮影装置１２は、外輪２１及び玉２２の反射光の影響を除いた潤滑油２６（蛍光物質２７）の発光画像を撮影することができる。
【００２７】
本実施形態の撮影装置１２は、ＣＣＤカメラにより構成されている。この撮影装置１２は、外輪２１の径方向外側に設置されており、発光する潤滑油２６の画像を、透明である外輪２１を通じて取得する。撮影装置１２が有するイメージセンサによって二部材間領域３０を含む対象領域３１の二次元画像を取得することができる。撮影装置１２が撮影する二部材間領域３０を含む対象領域３１と、照射装置１１が光を照らす前記領域Ｑとは一致していてもよく、前記対象領域３１が前記領域Ｑよりも狭くてもよい。撮影装置１２は、イメージセンサの多数の受光素子それぞれが受光した光の輝度に応じた信号を、撮影画像として出力する。この出力信号（撮影画像）を演算装置１３が取得し、演算装置１３がこの出力信号に基づいて各種処理を実行する。
【００２８】
演算装置１３は、コンピュータにより構成されており、各種情報（データ）を記憶する記憶部１６、ＣＰＵにより構成されている演算処理部１７、及び、各種情報を出力する出力部１８（例えば情報を画像として出力するディスプレイ）を備えている。演算装置１３は、撮影装置１２の撮影画像から前記対象領域３１の輝度の分布を含む画像情報を取得し、この画像情報に基づいて対象領域３１における潤滑油２６の厚さを求める処理を実行する。演算装置１３が行う具体的な処理については、後に説明する。
【００２９】
〔外輪２１及び玉２２の幾何形状について〕
図１において、外輪２１及び玉２２の既知である幾何形状から得られる形状情報について説明する。図１に示す転がり軸受２０（その一部）の断面において、玉２２の中心Ｃを原点とする平面直交座標が設定される。この直交座標の平面（前記断面）は、玉２２の中心Ｃを通りかつ転がり軸受２０の中心線に直交する面である。この平面直交座標では、外輪２１と玉２２との接触点Ｐ０を通過する玉２２の半径方向をＹ軸方向とし、このＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とする。図２は、前記平面直交座標における外輪２１及び玉２２の説明図である。なお、平面直交座標の原点は、他の点であってもよい。
【００３０】
玉２２を基準として、この玉２２の移動方向（矢印Ｓ）側の領域（図２では右側の領域）には、その反対側の領域（図２では左側の領域）よりも潤滑油２６が多く（厚く）存在している。ここでは、玉２２の移動方向（矢印Ｓ）側の領域における外輪２１と玉２２との間の二部材間領域３０を対象として説明する。この二部材間領域３０には（全体ではないが）潤滑油２６が存在している。潤滑油２６が存在している二部材間領域３０において、Ｙ軸から距離Ｘｎだけ離れた位置Ｐｎにおける外輪２１と玉２２との間隔（Ｙ軸方向の間隔）Ｄｎは、その位置Ｐｎの潤滑油２６の厚さｔｎと等しくなる。なお、このＹ軸方向の間隔Ｄｎを、二部材間領域３０の幾何すきまとも言う。
【００３１】
外輪２１及び玉２２の幾何形状は既知であることから、Ｙ軸から距離Ｘｎについて離れた位置Ｐｎにおける前記間隔Ｄｎは、次の式（１）で表される。
Ｄｎ＝Ｒ−（Ｒ２−Ｘｎ２）１／２    ・・・  （１）
【００３２】
式（１）において、Ｒは玉２２の半径であり既知の値であることから、二部材間領域３０における前記間隔Ｄｎは、Ｙ軸からの距離Ｘｎの関数となる。図３は、この関数を示す説明図である。以上のように、この関数（式（１）、図３）は、幾何形状が既知である外輪２１及び玉２２により求められる。そして、間隔Ｄｎは、二部材間領域３０における潤滑油２６の厚さｔｎと等しい（Ｄｎ＝ｔｎ）。この関数（式（１）、図３）は、二部材間領域３０の形状情報として演算装置１３（図１参照）の記憶部１６に記憶されている。演算装置１３は、この形状情報、及び、撮影装置１２から取得した撮影画像に基づいて、以下に説明するように、対象領域３１（図１参照）中の各位置における潤滑油２６の厚さを求める。
【００３３】
〔測定方法について〕
前記のように構成された測定装置１０によって行われる潤滑油２６の厚さを求める方法について説明する。なお、測定の対象となる転がり軸受２０は（図１参照）内輪２３が一定速度で回転した状態にある。図４は、測定方法のフロー図である。
【００３４】
この測定方法には、図４において、照射ステップＳ１、撮影ステップＳ２、及び演算ステップＳ３が含まれる。図１及び図４において、照射ステップＳ１では、外輪２１と玉２２との間の前記二部材間領域３０を含む領域Ｑに向けて照射装置１１が光を照射する。撮影ステップＳ２では、前記二部材間領域３０を含む対象領域３１を撮影装置１２が撮影する。演算ステップＳ３では、前記撮影により得られた画像から対象領域３１の輝度の分布を含む画像情報を取得し、この画像情報に基づいて対象領域３１の各位置Ｐｍにおける潤滑油２６の厚さｔｍを求める。以下、各ステップの具体例を説明する。
【００３５】
照射ステップＳ１では、固定状態の照射装置１１（図１参照）は、回転する転がり軸受２０の一部に対して、前記のとおり二部材間領域３０を含む領域Ｑに向けて所定波長の光を照射する。転がり軸受２０（内輪２３）は回転していることから、撮影ステップＳ２では、撮影装置１２により、潤滑油２６を介して接触した状態で相対移動する外輪２１と玉２２との間の二部材間領域３０を含む対象領域３１が、経時的に連続して撮影される。そして、演算ステップＳ３では、演算装置１３が、次の第一測定条件と第二測定条件との内の一方の測定条件にしたがって画像情報を取得する。
【００３６】
＜第一測定条件＞・・・「玉２２の公転周期毎の画像情報を取得する。」
＜第二測定条件＞・・・「玉２２の公転周期を玉２２の数で除算した値の時間間隔（周期）の画像情報を取得する。」
【００３７】
第一測定条件の場合、（撮影装置１２は固定されていることから）複数の玉２２の内の、特定の一つの玉２２と外輪２１との間の二部材間領域３０を含む対象領域３１の画像情報が、複数取得される。
第二測定条件の場合、（撮影装置１２は固定されていることから）複数の玉２２それぞれと外輪２１との間の二部材間領域３０を含む対象領域３１の画像情報が、複数取得される。
第一測定条件と第二測定条件とはいずれが選択されてもよく、この選択に応じて演算装置１３は画像情報を取得する。なお、どちらの測定条件を選択しても、所得した画像情報から、後述する相関を求める処理（第一処理）及び潤滑油２６の厚さを求める処理（第二処理）は同じである。
【００３８】
演算装置１３は、前記第一測定条件と前記第二測定条件との内の一方の測定条件に従って所定のタイミング毎に撮影装置１２によって撮影された複数の撮影画像から、一つの画像情報を取得すると、第一処理及び第二処理を実行する。前記第一処理は、取得した画像情報に基づいて、外輪２１及び玉２２の幾何形状（つまり、前記形状情報）から、これら二部材２１，２２間の各位置（図２においてＰｎ）における間隔（Ｄｎ）と各位置（Ｐｎ）における輝度との相関を求める処理である。前記第二処理は、取得した画像情報から得られた対象領域３１中の各位置（Ｐｍ）の輝度を、前記相関により換算してこの各位置（Ｐｍ）における潤滑油２６の厚さ（ｔｍ）を求める処理である。なお、以下において、特に主体を説明しない処理については、演算装置１３が行う。
【００３９】
前記第一処理について具体的に説明する。取得した画像情報には、二部材間領域３０における輝度の分布が含まれている。このため、図５に示すような、二部材間領域３０において、Ｙ軸からの距離がＸｎである位置Ｐｎと、画像情報により得られた輝度（値）Ｌｎとの関係（グラフ）が得られる。この関係は、輝度情報として記憶部１６に記憶される。この記憶部１６に記憶されている図３に示す前記形状情報と図５に示す輝度情報とに基づいて、二部材２１，２２間の各位置Ｐｎにおける間隔Ｄｎと、各位置Ｐｎにおける輝度Ｌｎとの相関Ｋ０（図６の実線部分）が求められる。間隔Ｄｎは、二部材間領域３０における潤滑油２６の厚さｔｎと等しい（Ｄｎ＝ｔｎ）ことから、この相関Ｋ０は、潤滑油２６の厚さｔｎと、その厚さｔｎの場合の輝度Ｌｎとの相関となる。厚さｔｎ（間隔Ｄｎ）と輝度Ｌｎとの相関Ｋ０は、この相関Ｋ０を求める対象となった前記画像情報と対応付けられて、記憶部１６に記憶される。
【００４０】
前記第二処理について具体的に説明する。取得した画像情報には、前記対象領域３１（図１参照）における二部材間領域３０以外の領域についても、輝度の分布が含まれている。このため、二部材間領域３０以外の領域の位置Ｐｍ（図２参照）における輝度（値）の情報を、取得することができる。そこで、演算装置１３は、この位置Ｐｍでの輝度（値）に対応する潤滑油２６の厚さｔｍを、前記相関Ｋ０（図６参照）から求める。つまり、位置Ｐｍでの輝度（値）を、相関Ｋ０により換算してこの位置Ｐｍにおける潤滑油２６の厚さｔｍを求める。例えば、画像情報によれば、対象領域３１に含まれる、ある位置での輝度（値）がＬ１である場合、図６に示す相関Ｋ０によれば、この位置における潤滑油２６の厚さはｔ１となる。以上のようにして、対象領域３１中の各位置Ｐｍにおける潤滑油２６の厚さｔｍを求めることが可能となる。
【００４１】
演算装置１３は、対象領域３１中の各位置Ｐｍにおける潤滑油２６の厚さｔｍを求めると、位置Ｐｍと厚さｔｍとを対応させて記憶部１６に記憶させる。演算装置１３は、この位置Ｐｍと厚さｔｍとを対応させた対応情報を複数取得すると、例えば、対象領域３１における潤滑油２６の厚さｔｍの分布を画像として出力部１８（ディスプレイ）に出力することができる。
【００４２】
以上のように、本実施形態の測定装置１０が行う測定方法は、蛍光物質２７を含む潤滑油２６を介して接触する幾何形状が既知の外輪２１及び玉２２における潤滑油２６の厚さｔｍを求める方法である。この方法によれば、外輪２１と玉２２との幾何形状が既知であることから、これら二部材２１，２２の間隔Ｄｎ（つまり、二部材２１，２２間の隙間に存在する潤滑油２６の厚さｔｎ）と輝度Ｌｎとの相関Ｋ０を、対象領域３１中の各位置Ｐｍにおける潤滑油２６の厚さｔｍを求めるために取得した画像情報から、求めることが可能となる。つまり、本実施形態では、画像情報を取得する毎に相関Ｋ０を求め、その相関Ｋ０により当該画像情報から潤滑油２６の厚さｔｍを求める処理が行われる。このため、例えば経時的に、照射装置１１が照射する光の強度が変化したり、潤滑油２６中の蛍光物質２７が劣化したり、外乱によって前記相関Ｋ０が経時的に変化するような場合であっても、求める潤滑油２６の厚さｔｍの精度が低下するのを防止することができる。また、潤滑油成分の付着や表面粗さの変化等といった表面の状態変化が生じて蛍光強度が変化する場合であっても、本実施形態によれば、求める潤滑油２６の厚さｔｍの精度が低下するのを防止することができる。
【００４３】
前記のとおり、二部材２１，２２の各位置Ｐｎにおける間隔Ｄｎは、その各位置Ｐｎにおける潤滑油２６の厚さｔｎと同じであることから、理論上、この二部材２１，２２の間隔Ｄｎの最大値（本実施形態では半径Ｒ）までは、前記相関Ｋ０を求めることができる。しかし、図２に示すように、二部材２１，２２間の全領域に潤滑油２６が存在していない場合や、二部材間領域３０以外の領域の特定位置における潤滑油が、前記最大値（Ｒ）を越える厚さである場合、この特定位置の潤滑油２６の厚さについては、前記相関Ｋ０のみでは求めることができない。そこで、本実施形態では、演算装置１３は、次に説明する推定相関Ｋ１（図６の二点鎖線部分）を追加的に求める。これにより、例えば、二部材２１，２２の間隔Ｄｎの最大値（Ｒ）を越える厚さの潤滑油２６についても、その厚さを求めることが可能となる。
すなわち、図６の実線で示す、二部材２１，２２の幾何形状により求めた前記相関Ｋ０を、所定の関数に近似することができ、演算装置１３は、この近似する関数（以下、近似関数と呼ぶ。）を求める。更に、演算装置１３は、相関Ｋ０では不足する図６の二点鎖線で示す範囲（つまり、値Ｒよりも大きい範囲）についての間隔Ｄｎと輝度Ｌｎとの関係（相関）を、前記近似関数に基づいて求め、これを前記推定相関Ｋ１とする。例えば、図６の場合、相関Ｋ０は線形であることから、その延長を前記推定相関Ｋ１とする。このように、演算装置１３は、前記相関Ｋ０を求めると共に、二部材２１，２２の間隔Ｄｎの最大値よりも大きい値と、その値の場合の輝度Ｌｎとの推定相関Ｋ１を、相関Ｋ１の傾向に基づいて求める処理を行う。これにより、例えば、二部材２１，２２の間隔Ｄｎの最大値（Ｒ）を越える厚さの潤滑油２６についても、その厚さを演算装置１３は求めることが可能となる。
【００４４】
そして、本実施形態では、撮影装置１２は、対象領域３１を経時的に連続して撮影しており、前記第一測定条件であっても前記第二測定条件であっても、演算装置１３は、この撮影装置１２の撮影画像から経時的に連続する複数の画像情報を取得する。そして、取得した複数の画像情報の内の一つの画像情報から得られた対象領域３１中の各位置Ｐｍの輝度を、この一つの画像情報に基づいて二部材２１，２２の前記幾何形状から求めた相関Ｋ０により換算して、各位置Ｐｍにおける潤滑油２６の厚さｔｍを求めている。このように、取得した複数の画像情報の内の一つの画像情報から、相関Ｋ０を求め、そして、この一つの画像情報から得られた対象領域３１中の各位置Ｐｍの輝度を、この相関Ｋ０により換算して、各位置Ｐｍにおける潤滑油２６の厚さｔｍを求めている。これにより、より一層確実に測定精度が低下するのを防止することができる。
【００４５】
なお、対象領域３１中の各位置Ｐｍにおける潤滑油２６の厚さｔｍを求めるために取得した画像情報の直前（又は直後）に取得された別の画像情報から、相関Ｋ０を求めてもよい。これは、経時的に連続する複数の画像情報の間では、これらを取得した時間間隔は短い（例えば、前記時間間隔は数ミリ秒である）ことから、光の強度が変化したり蛍光物質が劣化したりすることは考えにくいためであり、前記のように直前（又は直後）の別の画像情報から求めた相関Ｋ０を用いても、測定精度が低下するのを防止することは可能である。
【００４６】
また、本実施形態では、前記第一測定条件であっても前記第二測定条件であっても、演算装置１３は、撮影装置１２が異なるタイミングで撮影した撮影画像から複数の画像情報を取得することとなる。そして、取得した複数の画像情報のそれぞれから、相関Ｋ０を求めると共に、この相関Ｋ０により換算して対象領域３１中の各位置Ｐｍにおける潤滑油２６の厚さｔｍを求めている。この構成によれば、例えば、第一のタイミングで撮影されたことで取得した画像情報と、別の第二のタイミングで撮影されたことで取得した画像情報とのそれぞれで、相関Ｋ０を求め、対象領域３１中の各位置Ｐｍにおける潤滑油２６の厚さｔｍを求めることができるため、例えば、各位置Ｐｍにおける潤滑油２６の厚さｔｍについて、経時的な変化を示す情報を得ることが可能となる。
【００４７】
ここで、前記測定装置１０は、前記のような潤滑油２６の厚さを求める機能以外として、潤滑油２６の温度変化を求める機能も備えている。これは、温度変化によって蛍光物質２７を含む潤滑油２６の輝度が変化する場合に可能となる。この機能を実現するために、撮影装置１２は、対象領域３１を経時的に撮影する。そして、演算装置１３は、撮影装置１２の撮影画像から経時的に連続する複数の画像情報を取得する。演算装置１３は、取得した複数の画像情報それぞれに基づいて相関Ｋ０を求める。以上の処理は、潤滑油２６厚さを求める場合と同様である。潤滑油２６の温度変化を求めるために、演算装置１３は、求めた相関Ｋ０の変化を判定する。この相関Ｋ０の変化の判定は、二部材間領域３０であって潤滑油２６が存在している領域での所定位置において、輝度が変化しているか否かに基づいて行われる。つまり、所定位置において輝度が経時的に変化していることは、潤滑油２６のその所定位置における温度が変化していることを意味する。したがって、この演算装置１３によれば、二部材間領域３０における潤滑油２６の温度変化を求めることが可能となる。
【００４８】
なお、演算装置１３が行う前記の各処理は、撮影装置１２が撮影を行う時間帯と重なる時間帯において実行してもよいが、撮影画像を記録する等して、撮影を行う時間帯の後で実行してもよい。
【００４９】
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の測定装置及び測定方法は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
前記実施形態では、照射装置１１及び撮影装置１２をそれぞれ一台としたが、いずれか一方又は双方を複数台としてもよく、複数の領域を撮影及び測定の対象としてもよい。例えば撮影装置１２を複数とする場合、一つの撮影装置１２は第一部材（外輪２１）を主に撮影し、他の撮影装置１２が第二部材（玉２２）を主に撮影するようにしてもよい。そして、照射装置１１による光の照射方向、及び、撮影装置１２の撮影方向は、転がり軸受２０の半径方向のみならず、転がり軸受２０の軸方向に平行な方向としてもよい。
【００５０】
前記実施形態では、蛍光物質２７を含む潤滑油２６を介して接触する幾何形状が既知の第一部材及び第二部材を、外輪２１及び玉２２とした場合について説明したが、それ以外であってもよく、玉２２（転動体）と、玉２２を保持する（図示していない）保持器としてもよい。
また、測定の対象を転がり軸受２０としたが、相互が接触する一対の歯車であってもよい。歯車の場合、歯形状（インボリュート曲線）が既知であることから、これら歯車に蛍光物質を含む潤滑油を塗布すればよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０：測定装置            １１：照射装置            １２：撮影装置
１３：演算装置            ２１：外輪（第一部材）    ２２：玉（第二部材）
２６：潤滑油              ２７：蛍光物質            ３０：二部材間領域
３１：対象領域            Ｋ０：相関                Ｋ１：推定相関
ｔｎ，ｔｍ：潤滑油の厚さ  Ｐｎ，Ｐｍ：位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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