(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪軌道面が形成された円環状の内輪と、
外輪軌道面が形成されて前記内輪と同軸に配置された外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に形成される環状空間において保持器とともに配設されて自転しながら公転する複数のころと、を有するラジアルころ軸受において、前記ラジアルころ軸受の回転軸線である軸受回転軸線に対する前記ころの自転軸線の正規の傾斜状態からの傾斜のズレであるスキュー角度を測定する、ラジアルころ軸受のスキュー角度測定方法であって、
光を透過する部材で形成された前記外輪と、
照明光軸に平行な照明光である平行照明光を照射する照明装置と、
前記平行照明光の反射光であって撮像光軸と平行な前記反射光のみを取り込むレンズを有する撮像装置と、
前記撮像装置が撮像した撮像画像を処理する画像処理装置と、
前記撮像光軸が前記軸受回転軸線と交差するように前記外輪の径方向外方に配置されているとともに、前記外輪を透過して前記ころの転動面が撮像可能となるように配置された、前記撮像装置と、
互いに交差する前記撮像光軸と前記軸受回転軸線とを含む仮想平面と前記照明光軸とが平行となるように配置されているとともに前記撮像装置に対向する位置の前記ころにおける前記撮像装置の側の転動面に、前記外輪を透過した前記平行照明光が照射されるように配置された、前記照明装置と、を用いて、
前記外輪を固定した状態で前記内輪を前記軸受回転軸線回りに回転させて複数の前記ころを、自転軸線回りに自転させながら、前記軸受回転軸線回りに公転させる、軸受回転ステップと、
前記照明装置から前記平行照明光を照射する、照明光照射ステップと、
前記撮像装置にて、当該撮像装置に対向している位置にある前記ころを、当該ころの転動面における前記平行照明光の前記反射光であって前記外輪を透過してきた前記反射光とともに撮像して撮像画像を取得する、撮像ステップと、
前記撮像画像を前記撮像装置から前記画像処理装置に転送する、撮像画像転送ステップと、
前記画像処理装置にて、転送された前記撮像画像中の前記ころの転動面に線状となって撮像されている前記反射光を抽出する、反射光抽出ステップと、
前記画像処理装置にて、抽出した前記反射光の位置と前記軸受回転軸線の位置との距離に基づいたころ位置と、前記軸受回転軸線に対する前記反射光の傾斜角度である測定傾斜角度と、前記ころ位置に対する正規の傾斜角度と、に基づいて、前記スキュー角度を求める、スキュー角度算出ステップと、を有する、
ラジアルころ軸受のスキュー角度測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のラジアルころ軸受のスキュー角度測定方法であって、
前記外輪における前記撮像装置に対
向する部位を、前記撮像光軸に対して直交する平面状に形成する、
ラジアルころ軸受のスキュー角度測定方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のラジアルころ軸受のスキュー角度測定方法であって、
さらに、前記撮像光軸が前記軸受回転軸線と直交するように前記撮像装置を配置する、撮像装置配置ステップを有する、
ラジアルころ軸受のスキュー角度測定方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のラジアルころ軸受のスキュー角度測定方法であって、
前記撮像画像中のピクセルである実ピクセルには、前記反射光が撮像された反射光撮像ピクセルと、前記反射光が撮像されていない反射光非撮像ピクセルと、が有り、
前記スキュー角度算出ステップにおいて、
前記撮像画像中から、全ての前記反射光撮像ピクセルを含む反射光撮像領域を抽出し、
前記反射光撮像領域を予め設定した倍率で拡大した仮想拡大領域を用意し、
前記仮想拡大領域にて、前記反射光撮像領域内の各実ピクセルを、複数のピクセルにて構成された仮想ピクセル集合体に置き換え、
それぞれの前記反射光撮像ピクセルに対して、当該反射光撮像ピクセルにて検出された輝度値に応じた数の仮想点を有する仮想点群を、それぞれ用意し、
用意したそれぞれの前記仮想点群を、前記仮想拡大領域内でバラ撒き、バラ撒きの際は、それぞれの前記仮想点群の各仮想点を、当該仮想点群に対応する前記反射光撮像ピクセルを置き換えた前記仮想ピクセル集合体の中心から予め設定した広がり幅を有する予め設定した分布関数に基づいた分布密度となるように、前記仮想ピクセル集合体の中心から放射状にバラ撒き、
全ての前記反射光撮像ピクセルに対応する前記仮想点群を、前記仮想拡大領域内にバラ撒いた後、バラ撒かれた複数の前記仮想点に基づいた仮想直線を求め、求めた前記仮想直線を、前記反射光が抽出された前記ころの自転軸とみなし、前記軸受回転軸線に対する前記仮想直線の傾斜角度を、前記測定傾斜角度として求め、
特定の前記ころに関して、それぞれの前記ころ位置における前記測定傾斜角度を求めた後、それぞれの前記ころ位置と、それぞれの前記ころ位置に対応する前記測定傾斜角度と、に基づいた回帰線を求め、それぞれの前記ころ位置に対する前記回帰線の値を、それぞれの前記ころ位置における前記正規の傾斜角度とみなし、
それぞれの前記ころ位置に対して、前記正規の傾斜角度と前記測定傾斜角度との差を前記スキュー角度とする、
ラジアルころ軸受のスキュー角度測定方法。
【請求項５】
内輪軌道面が形成された円環状の内輪と、
外輪軌道面が形成されて前記内輪と同軸に配置された外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に形成される環状空間において保持器とともに配設されて自転しながら公転する複数のころと、を有するラジアルころ軸受において、前記ラジアルころ軸受の回転軸線である軸受回転軸線に対する前記ころの自転軸線の正規の傾斜状態からの傾斜のズレであるスキュー角度を測定する、ラジアルころ軸受のスキュー角度測定装置であって、
照明光軸に平行な照明光である平行照明光を照射する照明装置と、
前記平行照明光の反射光であって撮像光軸と平行な前記反射光のみを取り込むレンズを有する撮像装置と、
前記撮像装置が撮像した撮像画像であって前記撮像装置から転送された前記撮像画像中の前記ころの転動面に線状となって撮像されている前記反射光を抽出し、かつ、抽出した前記反射光の位置と前記軸受回転軸線の位置との距離に基づいたころ位置と、前記軸受回転軸線に対する前記反射光の傾斜角度である測定傾斜角度と、前記ころ位置に対する正規の理想傾斜角度と、に基づいて、前記スキュー角度を求める、画像処理装置と、を有する、ラジアルころ軸受のスキュー角度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアルころ軸受におけるころのスキュー角度を算出する、ラジアルころ軸受のスキュー角度計測方法及びラジアルころ軸受のスキュー角度計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラジアルころ軸受においては、その回転軸線に対するころの自転軸線が、正規の傾斜状態からズレる場合がある。この傾斜のズレであるスキュー角度を計測したいという要望がある。
【０００３】
従来においては、例えばラジアルころ軸受が円錐ころ軸受である場合、外輪の周方向の所定位置に軸方向に離間した２つのセンサを設け、両センサにて公転中の円錐ころの大端側と小端側との通過を個別に検知して、大端側と小端側との通過時刻差からスキュー角度を算出していた。しかし、この方法では、センサを配置した所定位置のみでしかスキュー角度を算出することができず、ころの公転位置に応じてスキュー角度を算出することができなかった。
【０００４】
そこで、特許文献１に開示されたころ軸受のスキュー測定装置においては、円錐ころ軸受に対して円錐ころの大端面の側において円錐ころ軸受の回転軸線方向に所定距離だけ離れた位置に照明光学系を配置して、照明光学系から円錐ころの大端面の公転軌道に対応する位置に向けて前記回転軸線に平行な円環状のレーザ光を照射する。そして、公転中の特定の円錐ころの大端面にてレーザ光が反射された反射光を受光し、その受光軌跡と基準軌跡とを比較してスキュー角度を算出する。この構成によれば、ころの公転位置に応じてスキュー角度を算出できる。
【０００５】
なお、円錐ころの大端面にて反射された反射光は、円錐ころ軸受の回転軸線に対する円錐ころの配置角度に起因して、当該回転軸線から遠ざかる方向に向かう。この反射光は、照明光学系の近傍において円錐ころ軸受と同軸に配置された円筒ミラーであって円錐ころの大端面にて反射された反射光を受光可能な内径を有する円筒ミラーにおける内周面に亘るミラーによって、前記回転軸線の側へ反射される。そして、前記回転軸の側へ反射された反射光は、ＣＣＤにて構成された受光手段にて受光される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３８７１２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された技術においては、円錐ころからの反射光を直接受光することなく、円筒ミラーにて一旦反射させている。そのため、円筒ミラーの設置位置の微細な誤差に起因して、反射光の受光軌跡に誤差が生じる恐れがあり、結果として、スキュー角度に誤差が生じる恐れがある。スキュー角度は、極めて小さいため、高い精度にて算出することが求められる。
【０００８】
本発明の課題は、ラジアルころ軸受におけるころのスキュー角度を算出するに際して、ころの公転位置に応じてスキュー角度を算出し、かつ、スキュー角度の算出精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明におけるラジアルころ軸受のスキュー角度計測方法及びラジアルころ軸受のスキュー角度計測装置は、つぎの手段をとる。
【００１０】
本発明の第１の発明は、内輪軌道面が形成された円環状の内輪と、外輪軌道面が形成されて内輪と同軸に配置された外輪と、内輪軌道面と外輪軌道面との間に形成される環状空間において保持器とともに配設されて自転しながら公転する複数のころと、を有するラジアルころ軸受において、ラジアルころ軸受の回転軸線である軸受回転軸線に対するころの自転軸線の正規の傾斜状態からの傾斜のズレであるスキュー角度を測定する、ラジアルころ軸受のスキュー角度測定方法であって、光を透過する部材で形成された外輪と、照明光軸に平行な照明光である平行照明光を照射する照明装置と、平行照明光の反射光であって撮像光軸と平行な反射光のみを取り込むレンズを有する撮像装置と、撮像装置が撮像した撮像画像を処理する画像処理装置と、撮像光軸が軸受回転軸線と交差するように外輪の径方向外方に配置されているとともに、外輪を透過してころの転動面が撮像可能となるように配置された、撮像装置と、互いに交差する撮像光軸と軸受回転軸線とを含む仮想平面と照明光軸とが平行となるように配置されているとともに撮像装置に対向する位置のころにおける撮像装置の側の転動面に、外輪を透過した平行照明光が照射されるように配置された、照明装置と、を用いる。そして、外輪を固定した状態で内輪を軸受回転軸線回りに回転させて複数のころを、自転軸線回りに自転させながら、軸受回転軸線回りに公転させる、軸受回転ステップと、照明装置から前記平行照明光を照射する、照明光照射ステップと、撮像装置にて、当該撮像装置に対向している位置にあるころを、当該ころの転動面における平行照明光の反射光であって外輪を透過してきた反射光とともに撮像して撮像画像を取得する、撮像ステップと、撮像画像を撮像装置から画像処理装置に転送する、撮像画像転送ステップと、画像処理装置にて、転送された撮像画像中のころの転動面に線状となって撮像されている反射光を抽出する、反射光抽出ステップと、画像処理装置にて、抽出した反射光の位置と軸受回転軸線の位置との距離に基づいたころ位置と、軸受回転軸線に対する反射光の傾斜角度である測定傾斜角度と、ころ位置に対する正規の傾斜角度と、に基づいて、スキュー角度を求める、スキュー角度算出ステップと、を有する。
【００１１】
本発明の第２の発明は、第１の発明に記載のラジアルころ軸受のスキュー角度測定方法であって、外輪における撮像装置に対向する部位を、撮像光軸に対して直交する平面状に形成する。
【００１２】
本発明の第３の発明は、第１の発明または第２の発明に記載のラジアルころ軸受のスキュー角度測定方法であって、撮像装置配置ステップにおいて、撮像光軸が軸受回転軸線と直交するように撮像装置を配置する。
【００１３】
本発明の第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれか一つに記載のラジアルころ軸受のスキュー角度測定方法であって、撮像画像中のピクセルである実ピクセルには、反射光が撮像された反射光撮像ピクセルと、反射光が撮像されていない反射光非撮像ピクセルと、がある。そして、スキュー角度算出ステップにおいて、撮像画像中から、全ての反射光撮像ピクセルを含む反射光撮像領域を抽出し、当該反射光撮像領域を予め設定した倍率で拡大した仮想拡大領域を用意する。そして、仮想拡大領域にて、反射光撮像領域内の各実ピクセルを、複数のピクセルにて構成された仮想ピクセル集合体に置き換え、それぞれの反射光撮像ピクセルに対して、当該反射光撮像ピクセルにて検出された輝度値に応じた数の仮想点を有する仮想点群を、それぞれ用意し、用意したそれぞれの仮想点群を、仮想拡大領域内でバラ撒く。このバラ撒きの際は、それぞれの仮想点群の各仮想点を、当該仮想点群に対応する反射光撮像ピクセルを置き換えた仮想ピクセル集合体の中心から予め設定した広がり幅を有する予め設定した分布関数に基づいた分布密度となるように、仮想ピクセル集合体の中心から放射状にバラ撒く。そして、全ての反射光撮像ピクセルに対応する仮想点群を、仮想拡大領域内にバラ撒いた後、バラ撒かれた複数の仮想点に基づいた仮想直線を求め、求めた仮想直線を、反射光が抽出されたころの自転軸とみなし、軸受回転軸線に対する仮想直線の傾斜角度を、測定傾斜角度として求める。特定のころに関して、それぞれのころ位置における測定傾斜角度を求めた後、それぞれのころ位置と、それぞれのころ位置に対応する測定傾斜角度と、に基づいた回帰線を求め、それぞれのころ位置に対する回帰線の値を、それぞれのころ位置における正規の傾斜角度とみなし、それぞれのころ位置に対して、正規の傾斜角度と測定傾斜角度との差をスキュー角度とする。
【００１４】
本発明の第５発明は、内輪軌道面が形成された円環状の内輪と、外輪軌道面が形成されて内輪と同軸に配置された外輪と、内輪軌道面と外輪軌道面との間に形成される環状空間において保持器とともに配設されて自転しながら公転する複数のころと、を有するラジアルころ軸受において、ラジアルころ軸受の回転軸線である軸受回転軸線に対するころの自転軸線の正規の傾斜状態からの傾斜のズレであるスキュー角度を測定する、ラジアルころ軸受のスキュー角度測定装置であって、照明光軸に平行な照明光である平行照明光を照射する照明装置と、平行照明光の反射光であって撮像光軸と平行な反射光のみを取り込むレンズを有する撮像装置と、撮像処理装置が撮像した撮像画像であって撮像処理装置から転送された撮像画像中のころの転動面に線状となって撮像されている反射光を抽出し、かつ、抽出した反射光の位置と軸受回転軸線の位置との距離に基づいたころ位置と、軸受回転軸線に対する反射光の傾斜角度である測定傾斜角度と、ころ位置に対する正規の理想傾斜角度と、に基づいて、スキュー角度を求める、画像処理装置と、を有する。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明においては、ころの転動面からの反射光であって外輪を透過してきた反射光を、ミラーを用いることなく直接撮像して測定傾斜角度を求めることで、測定傾斜角度の算出精度が向上する。したがって、スキュー角度の算出精度が向上する。また、第１の発明においては、ころの転動面からの反射光に基づいて測定傾斜角度を求めるため、測定傾斜角度の測定精度が向上する。したがって、スキュー角度の算出精度が向上する。また、第１の発明においては、撮像画像からころの公転位置に対応するころ位置を算出し、そのころ位置での測定傾斜角度と正規の傾斜角度と、に基づいてスキュー角度を求めるため、ころの公転位置に応じたスキュー角度を算出できる。例えば、公転中の特定のころを連続的に撮像することで、当該特定のころのスキュー角度を経時的に求めることができる。
【００１６】
第２の発明においては、外輪における撮像装置に対向する部位が、撮像光軸に対して直交する平面状に形成されていることから、撮像装置は、ころの転動面からの反射光を当該反射光の歪みやぼやけを抑えて撮像できる。したがって、測定傾斜角度の算出精度が向上し、スキュー角度の算出精度が向上する。
【００１７】
第３の発明においては、撮像光軸が軸受回転軸線と直交していることから、撮像装置は、軸受回転軸線に対する反射光の傾きを適切に捉えることができる。したがって、測定傾斜角度の算出精度が向上し、スキュー角度の算出精度が向上する。
【００１８】
第４の発明においては、反射光が抽出されたピクセルのそれぞれに対応させて複数の仮想点をばら撒き、それらの仮想点の分布に基づいてころの自転軸線の位置を算出することから、例えば反射光が抽出されたピクセルの分布そのものに基づいてころの自転軸線の位置を算出する場合に比べて、ころの自転軸線の位置を算出するための標本数が増幅されている。したがって、ころの自転軸線の位置の信頼性が高まり、測定傾斜角度の算出精度が向上する。この結果、スキュー角度の算出精度が向上する。
【００１９】
第５の発明においては、ころの転動面からの反射光であって外輪を透過してきた反射光を、例えばミラーを用いることなく直接撮像して測定傾斜角度を求めることで、測定傾斜角度の算出精度が向上する。したがって、スキュー角度の算出精度が向上する。また、第５の発明においては、ころの転動面からの反射光に基づいて測定傾斜角度を求めるため、測定傾斜角度の測定精度が向上する。したがって、スキュー角度の算出精度が向上する。また、第５の発明においては、撮像画像からころの公転位置に対応するころ位置を算出し、そのころ位置での測定傾斜角度と正規の傾斜角度とに基づいてスキュー角度を求めるため、ころの公転位置に応じたスキュー角度を算出できる。例えば、公転中の特定のころを連続的に撮像することで、当該特定のころのスキュー角度を経時的に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ラジアルころ軸受のスキュー角度計測装置の斜視図である。
【図２】ラジアルころ軸受の斜視図である。
【図３】外輪の斜視図である。
【図４】ラジアルころ軸受のスキュー角度計測装置の側面図であり、ラジアルころ軸受に対する撮像装置と照明装置の配置位置を説明する図である。
【図５】ラジアルころ軸受のスキュー角度計測装置の上面図であり、ラジアルころ軸受に対する撮像装置と照明装置の配置位置を説明する図である。
【図６】撮像画像の例を表した図である。
【図７】特定のころが公転する様子を表した外輪の側面図である。
【図８】撮像画像の例を表した図である。
【図９】撮像画像の例を表した図である。
【図１０】ラジアルころ軸受のスキュー角度計測方法の各ステップを表したフローチャートである。
【図１１】画像処理装置の処理手順を表したフローチャートである。
【図１２】時刻ｔ（１）における撮像画像の例を表した図である。
【図１３】図１２のXIII領域をピクセル単位で表した図である。
【図１４】仮想拡大領域の一部を表した図である。
【図１５】仮想ピクセル集合体に仮想点をばら撒いた例を表した図である。
【図１６】仮想ピクセル集合体に仮想点をばら撒いた例を表した図である。
【図１７】仮想点の分布密度に対応する正規分布を表した図である。
【図１８】全ての反射光仮想ピクセル集合体に対応させて仮想点をばら撒いた図である。
【図１９】図１８において測定傾斜角度ところ位置とを算出した図である。
【図２０】測定傾斜角度ところ位置とをプロットした例を表した図である。
【図２１】スキュー角度ところ位置とをプロットした例を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。図１に示すラジアルころ軸受のスキュー角度計測装置１は、ラジアルころ軸受５０におけるころ９０のスキュー角度を計測する装置である。以下、ころ９０のスキュー角度を単にスキュー角度と記す。スキュー角度は、ラジアルころ軸受５０の回転軸線である軸受回転軸線５０Ｊに対する、ころ９０の自転軸線の正規の傾斜状態からの傾斜のズレである。なお、ころ９０は、後述する内輪６０と外輪７０とで挟まれているため、計測されるスキュー角度は主としてラジアルころ軸受５０の周方向（ころ９０の公転方向）に関する角度である。
【００２２】
ラジアルころ軸受５０は、図２に示すように、内輪６０と外輪７０と保持器８０ところ９０とを有する。内輪６０は円環状である。内輪６０の外周部には、周方向に亘る内輪軌道面６２が形成されている。外輪７０の外側の形状は、図３に示すように直方体状に構成されており、対向する２面に亘る円錐台形状の貫通孔７０Ｈを有する。この貫通孔７０Ｈは、内輪６０と同軸で配置されており、当該貫通孔７０Ｈの周壁は内輪軌道面６２と対向した外輪軌道面７２を構成している。貫通孔７０Ｈ及び内輪６０の中心軸線が、軸受回転軸線５０Ｊに対応している。なお、外輪７０は、光を透過する部材で形成されており、その材質は、例えばアクリル、ガラス、サファイアである。ころ９０は、円錐ころであり、内輪軌道面６２と外輪軌道面７２との間に形成される環状空間において保持器８０とともに配設されている。ころ９０は、内輪軌道面６２及び外輪軌道面７２の周方向に等間隔で複数設けられている。ころ９０は、その外周面である転動面９２にて内輪軌道面６２及び外輪軌道面７２を転動する。ラジアルころ軸受５０においては、外輪７０を固定した状態で内輪６０を軸受回転軸線５０Ｊ回りに回転させることで、各ころ９０が自身の自転軸線回りに自転しながら軸受回転軸線５０Ｊ回りに公転する。以下、内輪６０を回転させた状態をラジアルころ軸受５０の動作状態とする。ラジアルころ軸受５０の動作状態は、図示しない制御手段によって制御される。
【００２３】
ラジアルころ軸受のスキュー角度計測装置１は、図１,４,５に示すように、照明装置１０と撮像装置２０と画像処理装置３０とを有する。照明装置１０と撮像装置２０とはそれぞれ、後述の照明装置配置ステップと撮像装置配置ステップとにて図１,４,５に示す使用位置にセットされる。画像処理装置３０は、予め所定の使用位置にセットされている。以下、各機器１０,２０,３０が使用位置にあるものとしてそれぞれを説明する。なお、図４,５では、図１に示した内輪６０と保持器８０とが省略されている。また、図４では、外輪７０が断面図によって示されている。
【００２４】
照明装置１０は、図４,５に示すように、自身の光軸である照明光軸１０Ｊに平行な照明光である平行照明光Ｗａを照射できる。照明装置１０は、例えば、凸レンズ１４と、凸レンズ１４の焦点距離Ｎに対応する位置に配置された点光源１２と、を有する。点光源１２から照射された照射光は、凸レンズ１４を通じて平行照明光Ｗａとなる。凸レンズ１４と点光源１２とは、照明光軸１０Ｊ上に配置されている。照明装置１０は、照明光軸１０Ｊと、後述の撮像光軸２０Ｊと軸受回転軸線５０Ｊとを含む仮想平面Ｙ（図１,４参照）と、が平行となるように配置されている。撮像光軸２０Ｊと軸受回転軸線５０Ｊとは互いに交差している。照明装置１０は、後述する撮像装置２０と対向する位置にあるころ９０Ａにおける撮像装置２０の側の転動面９２に、外輪７０を透過した平行照明光Ｗａが照射されるように配置されている。照明装置１０は、撮像装置２０に対向する位置にあるころ９０Ａに平行照明光Ｗａを向けて照射する。照明装置１０は、図示しない制御手段によって照明機能を制御される。
【００２５】
撮像装置２０は、図４,５に示すように、自身の光軸である撮像光軸２０Ｊと平行な平行光のみを取り込むレンズ２２を有する。レンズ２２は、例えばテレセントリックレンズであり、例えば複数のレンズ群にて構成されている。レンズ２２は、撮像光軸２０Ｊ上に配置されている。撮像装置２０は、撮像光軸２０Ｊが軸受回転軸線５０Ｊと直交するように外輪７０の径方向外方に配置されているとともに、外輪７０を透過してころ９０Ａの転動面９２が撮像可能となるように配置されている。また、撮像装置２０は、外輪７０の一側面である対向面７４と対向している。対向面７４は平面状に構成されている。撮像光軸２０Ｊは対向面７４と直交している。
【００２６】
撮像装置２０は、自身に対向している位置にあるころ９０Ａを反射光Ｗｂとともに撮像して撮像画像を取得し、かつ、取得した撮像画像を画像処理装置３０に転送する。反射光Ｗｂは、平行照明光Ｗａがころ９０Ａの転動面９２にて反射されたものであり、外輪７０を透過して撮像装置２０に到達する。なお、撮像装置２０は、画像処理装置３０と情報を送受信できるように構成されており、例えば画像処理装置３０によって動作を制御される。撮像装置２０は、例えば１００［ｆｐ］以上のフレームレートで画像を撮像可能な、いわゆるハイスピードカメラであることが好ましい。
【００２７】
画像処理装置３０は、例えばパーソナルコンピュータであり、撮像装置２０に制御信号を出力して撮像装置２０を撮像動作させるとともに、撮像装置２０にて撮像した撮像画像を自身に転送させる。また、画像処理装置３０は、表示画面３０ａを有し、当該表示画面３０ａに撮像画像を表示できる。図６は、撮像画像の一例を示している。撮像画像Ｆにおいては、撮像装置２０に対向している位置にあるころ９０Ａが後述の反射光撮像ピクセル領域ＲＰＸＡとともに撮像されている。なお、図６においては、撮像装置２０に対向する位置にあるころ９０Ａのみが撮像された例を示しているが、撮像画像においてはころ９０Ａに隣り合うころ９０が映りこんでいてもよい。撮像画像Ｆにおけるｕ軸は、撮像光軸２０Ｊと軸受回転軸線５０Ｊとに直交している。ｖ軸は、撮像光軸２０Ｊに直交し、かつ、軸受回転軸線５０Ｊと平行に配置されている。軸受回転軸線５０Ｊは、撮像画像Ｆにおいてｕ軸方向の中心に位置している。撮像画像Ｆにおいては、例えば軸受回転軸線５０Ｊの位置を表示するように設定されている。
【００２８】
画像処理装置３０は、撮像画像Ｆ（図６参照）に撮像されている反射光撮像ピクセル領域ＲＰＸＡを抽出する。かつ、画像処理装置３０は、ころ位置と、正規の傾斜角度θＷと、測定傾斜角度θＭと、に基づいて、スキュー角度θＳを算出する。ころ位置は、抽出した反射光撮像ピクセル領域ＲＰＸＡの重心位置Ｇと軸受回転軸線５０Ｊの位置との距離に基づいている。正規の傾斜角度θＷは、算出したころ位置における軸受回転軸線５０Ｊに対する反射光撮像ピクセル領域ＲＰＸＡの正規の傾斜角度である。測定傾斜角度θＭは、軸受回転軸線５０に対する反射光撮像ピクセル領域ＲＰＸＡの実際の傾斜角度である。重心位置Ｇ、ころ位置、正規の傾斜角度θＷ、測定傾斜角度θＭ、スキュー角度θＳの具体的な算出方法については、後述するラジアルころ軸受のスキュー角度計測方法にて詳しく説明する。
【００２９】
以上に説明したラジアルころ軸受のスキュー角度計測装置１においては、撮像装置２０としてハイスピードカメラを用いて公転中の特定のころ９０を連続して撮像し、時刻毎の撮像画像のそれぞれに関してスキュー角度を求めることで、当該特定のころ９０に関するスキュー角度の経時的な変化を求めることができる。なお、撮像装置２０から見た場合の、特定のころ９０の軸受回転軸線５０Ｊに対する傾斜角度は、当該特定のころ９０の公転に伴って変化する。この傾斜角度の変化の様子が、図７に示されている。図７に示すころ１９０,１９１,１９２,１９３は、全て同一のころ９０である。ころ９０は、太矢印で示す公転に伴って、ころ１９０の位置からころ１９１の位置へ、ころ１９１の位置からころ１９２の位置へ、ころ１９２の位置からころ１９３の位置へ、と移動する。自転軸線９０Ｊの軸受回転軸線５０Ｊに対する傾斜角度は、ころ１９０の位置からころ１９１の位置に向けて徐々に小さくなり、やがてころ１９３の位置に向けて反対方向へ大きくなる。したがって、特定のころ９０を連続撮像した場合、例えば図６に示した撮像画像Ｆに引き続く撮像画像として、図８に示す撮像画像Ｆ２や図９に示す撮像画像Ｆ３が得られる。
【００３０】
つづいて、ラジアルころ軸受のスキュー角度計測方法について説明する。ラジアルころ軸受のスキュー角度計測方法は、図１０に示すように、撮像装置配置ステップＺ１と、照明装置配置ステップＺ２と、軸受回転ステップＺ３と、照明光照射ステップＺ４と、画像処理装置制御ステップＺ５と、を有する。画像処理装置制御ステップＺ５は、撮像ステップＺ５ａと、撮像画像転送ステップＺ５ｂと、反射光抽出ステップＺ５ｃと、スキュー角度算出ステップＺ５ｄと、を有する。
【００３１】
撮像装置配置ステップＺ１では、作業者が、撮像装置２０（図４,５参照）を上述の使用位置にセットする。この後、作業者は、照明装置配置ステップＺ２にて、照明装置１０を上述の使用位置にセットする。そして、作業者は、軸受回転ステップＺ３にて、ラジアルころ軸受５０を動作状態とする。この後、作業者は、照明光照射ステップＺ４にて、照明装置１０をオンにする。この結果、平行照明光Ｗａがころ９０Ａに向けて照射される。この後、作業者は、画像処理装置３０を起動する。すると、画像処理装置３０が画像処理装置制御ステップＺ５を行う。この画像処理装置制御ステップＺ５における画像処理装置３０の処理手順を図１１に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３２】
作業者が画像処理装置３０を起動すると、画像処理装置３０は、ステップＳ０１０へと処理を進める。ステップＳ０１０にて画像処理装置３０は、作業者からの各種の入力待ち状態となり、作業者からの各種の入力が完了すると、ステップＳ０１５に進む。例えば作業者からの入力には、画像数（ｒ）、有効輝度値、分布関数、仮想直線算出法がある。
・画像数（ｒ）：撮像装置２０の連続撮像回数であり、時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（ｒ）の間に撮像された回数に相当する。本実施形態では、例えば１００［ｆｐ］の撮像スピードの撮像装置に対してｒ＝２５と設定したものとする。この場合、撮像装置２０は、０．０１［ｓｅｃ］毎に２５枚の画像を撮像する。各撮像画像は、時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（２５）のそれぞれのタイミングで撮像される。
・有効輝度値：撮像画像中において、反射光の輝度が高い領域を特定するための輝度の閾値である。有効輝度値よりも高い輝度を有するピクセルが、後述の反射光撮像ピクセルＲＰＸとして定義される。
・分布関数：後述の各反射光仮想ピクセル集合体ＲＢに対応させて仮想点ｍをばら撒く（後述参照）際の、仮想点ｍの分布密度を決定するための関数である。本実施形態では、予め設定された広がり幅を有する正規分布の確率密度関数が設定されたものとする。確立密度関数Ｄ（ｘ）は、つぎの式（１）で与えられる。
【数１】
0006746968.tif 000002
ｍ：次元数。本実施形態では２である。
ｘ：確立変数（ｍ次元ベクトル）。本実施形態では、ｕ軸及びｖ軸の２次元座標系における各座標位置ｘ＝（ｕ，ｖ）を指す（図１７参照）。
μ：各確率変数の平均値（ｍ次元ベクトル）。本実施形態では、ｕ軸及びｖ軸のそれぞれにおいて０であり、μ＝（０，０）である。図１７においては、原点０の位置が、μ＝（０，０）に対応している。
Ｓ：分散共分散行列。各確率変数の標準偏差（ｍ次元ベクトル）、及び各確率変数間の相関係数から算出されるものであり、予め設定されている。
・仮想直線算出法：各反射光仮想ピクセル集合体ＲＢに対して仮想点ｍをばら撒いた後、ばら撒かれた仮想点群の分布傾向を表す仮想直線ｍＬを算出するための算出方法である。本実施形態では、主成分分析が設定されたものとする。
【００３３】
ステップＳ０１５にて画像処理装置３０は、時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（ｒ）のそれぞれのタイミングで、撮像装置２０を撮像動作させる。撮像装置２０は、時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（ｒ）のそれぞれのタイミングで、当該撮像装置２０自身に対向している位置にあるころ９０Ａ（図４，５参照）を、当該ころ９０Ａの転動面９２における平行照明光Ｗａの反射光Ｗｂであって外輪７０を透過してきた反射光Ｗｂとともに撮像して撮像画像を取得する。このステップＳ０１５が、図１０に示す撮像ステップＺ５ａに相当する。画像処理装置３０は、撮像装置２０の撮像が終了すると、ステップＳ０２０に進む。なお、撮像装置２０にて撮像されるころ９０Ａは、特定の一つのころ９０であるものとする。
【００３４】
ステップＳ０２０にて画像処理装置３０は、ｒ枚の撮像画像を撮像装置２０から自身に転送させる。このステップＳ０２０が、図１０に示す撮像画像転送ステップＺ５ｂに相当する。画像処理装置３０は、各撮像画像の転送が終了すると、ステップＳ０２５に進む。
【００３５】
ステップＳ０２５にて画像処理装置３０は、時刻に対応させた変数ｓに１を代入して（時刻ｔ（１）を設定して）、ステップＳ０３０に進む。本実施形態では、例えばｓ＝１の場合は時刻ｔ（１）を表し、ｓ＝２の場合は時刻ｔ（２）を表し、ｓ＝ｒの場合は時刻ｔ（ｒ）を表している。
【００３６】
ステップＳ０３０にて画像処理装置３０は、表示画面３０ａに、時刻ｔ（ｓ）における撮像画像Ｆ[ｔ（ｓ）]を表示する。図１２は、時刻ｔ（１）における撮像画像Ｆ[ｔ（１）]の例を示している。図１２のハッチングは、後述する反射光撮像ピクセル領域ＲＰＸＡを示している。反射光撮像ピクセル領域ＲＰＸＡは、撮像画像Ｆ[ｔ（１）]中のころ９０Ａの転動面９２において自転軸線９０Ｊに沿って線状に延びている。この後、画像処理装置３０は、ステップＳ０３５に進む。
【００３７】
ステップＳ０３５にて画像処理装置３０は、撮像画像Ｆ[ｔ（ｓ）]の中から上述の有効輝度値に基づいて反射光撮像ピクセルＲＰＸを抽出する。図１３は、図１２の点線XIIIの領域をピクセル単位で表した例である。なお便宜上、図１３においては、各ピクセルの位置を基準として、ｕ軸方向に関して１〜１０、ｖ軸方向に関してａ〜ｐの座標位置を付している。この後説明する図１４〜１６において、図１３と対応する位置には、図１３と同一の座標位置を付している。図１３に示すように、撮像画像Ｆ[ｔ（１）]中のピクセルである実ピクセルｐｘ１には、反射光撮像ピクセルＲＰＸと反射光非撮像ピクセルＮＰＸとがある。反射光撮像ピクセルＲＰＸは、有効輝度値以上の輝度値を有する反射光が撮像されているピクセルである。反射光非撮像ピクセルＮＰＸは、有効輝度値以上の輝度値を有する反射光が撮像されていないピクセルである。図１３では、反射光撮像ピクセルＲＰＸが太実線にて示されている。画像処理装置３０は、撮像画像Ｆ[ｔ（１）]の中から、反射光撮像ピクセルＲＰＸを抽出する。この反射光撮像ピクセルＲＰＸを全てまとめた領域が図１２に示す反射光撮像ピクセル領域ＲＰＸＡである。この後、画像処理装置３０は、ステップＳ０４０に進む。なお、ステップＳ０３０が図１０に示す反射光抽出ステップＺ５ｃに相当する。
【００３８】
ステップＳ０４０にて画像処理装置３０は、全ての反射光撮像ピクセルＲＰＸを含む領域である反射光撮像領域ＲＡを抽出する。図１３では、反射光撮像領域ＲＡを点線にて示している。なお、反射光撮像領域ＲＡは、軸受回転軸線５０Ｊを含むものとする。この後、画像処理装置３０は、ステップＳ０４５に進む。
【００３９】
ステップＳ０４５にて画像処理装置３０は、反射光撮像領域ＲＡを、予め設定した倍率で拡大して表示画面３０ａに表示する。この拡大して表示された反射光撮像領域ＲＡを仮想拡大領域ＥＡと記す。図１４は、仮想拡大領域ＥＡの一部を表している。仮想拡大領域ＥＡにおいては、拡大前の撮像画像Ｆ[ｔ（１）]における各ピクセルである各実ピクセルｐｘ１が、複数のピクセルｐｘ２にて構成された各仮想ピクセル集合体Ｂに置き換えられている。ピクセルｐｘ２は、拡大後における表示画面３０ａ上の各ピクセルである。なお、仮想ピクセル集合体Ｂのうち、反射光撮像ピクセルＲＰＸに対応するものを反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ（図１４の太実線）と記し、反射光非撮像ピクセルＮＰＸに対応するものを非反射光仮想ピクセル集合体ＮＢ（図１４の細実線）と記す。画像処理装置３０は、ステップＳ０４５を完了すると、ステップＳ０５０に進む。
【００４０】
ステップＳ０５０にて画像処理装置３０は、各反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ（図１４参照）に対応させて以下に説明する仮想点ｍのばら撒きを行う。まず、画像処理装置３０は、各反射光仮想ピクセル集合体ＲＢに対して、当該反射光仮想ピクセル集合体ＲＢの輝度値に応じた数の仮想点ｍを有する仮想点群ｍｇを用意する。そして、画像処理装置３０は、用意した仮想点群ｍｇを、対応する反射光仮想ピクセル集合体ＲＢまわりにばら撒く。このばら撒きに際しては、ステップＳ０１０にて設定した分布関数（本実施形態では、正規分布の確率密度関数）に基づいて仮想点ｍがばら撒かれる。以下に、図１４にてハッチングで示す２つの反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ１,ＲＢ２を例として、仮想点群ｍｇのばら撒き方を説明する。
【００４１】
図１５は、反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ１を中心とした９つの仮想ピクセル集合体を示している。図１６は、反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ２を中心とした９つの仮想ピクセル集合体を示している。画像処理装置３０は、例えば、図１５に示す反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ１に対しては、当該反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ１の輝度値に応じたｎ１個の仮想点ｍを有する仮想点群ｍｇ１を用意する。一方、画像処理装置３０は、図１６に示す反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ２に対しては、当該反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ２の輝度値に応じたｎ２個の仮想点ｍを有する仮想点群ｍｇ２を用意する。ここで、反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ１の輝度値は、反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ２の輝度値よりも高いものとする。この場合、ｎ１＞ｎ２となる。図１５に示すように、仮想点群ｍｇ１は、反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ１の中心から所定の広がり幅ＳＷに設定された２次元の正規分布に基づいた分布密度となるように、反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ１の中心から放射状にばら撒かれる。同様にして、仮想点群ｍｇ２は、反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ２の中心から所定の広がり幅ＳＷに設定された２次元の正規分布に基づいた分布密度となるように、反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ２の中心から放射状にばら撒かれる。各仮想点ｍは、各ピクセルｐｘ２に配置される。図１５,１６に示すように、両仮想点群ｍｇ１,ｍｇ２は、それぞれの反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ１,ＲＢ２の中心から一定の範囲に対して同一の分布密度でばら撒かれる。ただし、上述のとおり、両仮想点群ｍｇ１,ｍｇ２では、仮想点ｍの数が異なる。
【００４２】
図１７は、両仮想点群ｍｇ１,ｍｇ２をばら撒く際の、正規分布の例を示している。図１７の原点０は、それぞれの反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ１,ＲＢ２の中心に対応している。
【００４３】
画像処理装置３０は、以上に説明した仮想点ｍのばら撒きを、全ての反射光仮想ピクセル集合体ＲＢに対応させて実施する。図１８は、全ての各反射光仮想ピクセル集合体ＲＢに対応させて仮想点ｍをばら撒いた例を、仮想拡大領域ＥＡの全域にて示している。なお、図１８においては、反射光仮想ピクセル集合体ＲＢを太実線にて示し、非反射光仮想ピクセル集合体ＮＢを細実線にて示している。以下、ばら撒かれたすべての仮想点ｍをまとめて、ばら撒き仮想点群ｍｍと記す。画像処理装置３０は、全ての反射光仮想ピクセル集合体ＲＢに対応させて仮想点ｍのばら撒きを行った後、ステップＳ０５５に進む。
【００４４】
ステップＳ０５５にて画像処理装置３０は、ばら撒き仮想点群ｍｍの分布傾向を表す仮想直線ｍＬと、ばら撒き仮想点群ｍｍの重心位置Ｇ（ｕ１,ｖ１）と、を求める。図１９には、算出された仮想直線ｍＬを示している。この仮想直線ｍＬは、ステップＳ０１０にて設定された仮想直線算出法（本実施形態では主成分分析）を用いて算出される。具体的には、画像処理装置３０は、ばら撒き仮想点群ｍｍに対して主成分分析を適用して固有値が最大となる固有ベクトル（第１主成分の固有ベクトル）を算出し、その固有ベクトルを直線状に延ばして仮想直線ｍＬを算出している。図１９には、ばら撒き仮想点群ｍｍの重心位置Ｇ（ｕ１,ｖ１）を示している。なお、ｕ１及びｖ１はそれぞれ、仮想拡大領域ＥＡにおけるｕ軸及びｖ軸の座標位置である。仮想拡大領域ＥＡにおけるｕ軸及びｖ軸の各座標は、各ピクセルｐｘ２をベースとして設定されている。そしてｕ軸の座標は、軸受回転軸線５０Ｊを原点として、軸受回転軸線５０Ｊに対して図１９の右側が正、左側が負、に設定されている。画像処理装置３０は、仮想直線ｍＬと重心位置Ｇ（ｕ１,ｖ１）とを算出した後、ステップＳ０６０に進む。
【００４５】
ステップＳ０６０にて画像処理装置３０は、仮想直線ｍＬと重心位置Ｇ（ｕ１,ｖ１）とに基づいて、測定傾斜角度θＭところ位置Ｐとを算出する。測定傾斜角度θＭは、軸受回転軸線５０Ｊに対する、ころ９０Ａの自転軸線９０Ｊ（反射光撮像ピクセル領域ＲＰＸＡ）（図１２参照）の実際の傾斜角度である。画像処理装置３０は、図１９に示す仮想直線ｍＬをころ９０Ａの自転軸線９０Ｊ（反射光撮像ピクセル領域ＲＰＸＡ）とみなして、軸受回転軸線５０Ｊに対する仮想直線ｍＬの傾斜角度を測定傾斜角度θＭとして算出する。ころ位置Ｐは、軸受回転軸線５０Ｊに対する重心位置Ｇ（ｕ１,ｖ１）により算出される。本実施形態では、ころ位置Ｐは、重心位置Ｇ（ｕ１,ｖ１）のｕ軸成分であるｕ１の値に設定されている。ころ位置Ｐは、ころ９０Ａの公転位置に対応している。画像処理装置３０は、測定傾斜角度θＭところ位置Ｐとを算出した後、ステップＳ０６５に進む。
【００４６】
ステップＳ０６５にて画像処理装置３０は、変数ｓにｓ＋１を代入して（次の時刻の画像を設定して）、ステップＳ０７０に進む。
【００４７】
ステップＳ０７０にて画像処理装置３０は、変数ｓがｒより大きいか否かを判定し、変数ｓがｒより大きい場合（時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（ｒ）までの処理が全て終了した場合）はステップＳ０７５に進み、変数ｓがｒ以下である場合はステップＳ０３０に戻り、次の時刻における撮像画像Ｆ[ｔ（ｓ）]に対して、上記の処理を繰り返す。以上の処理により、時刻ｔ（１）から時刻ｔ（ｒ）における撮像画像Ｆ［ｔ（ｒ）］のそれぞれにて、測定傾斜角度θＭところ位置Ｐとを求める。
【００４８】
ステップＳ０７５にて画像処理装置３０は、時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（ｒ）までのころ９０Ａの測定傾斜角度θＭと、ころ位置Ｐと、に基づいて、各ころ位置Ｐに対応する正規の傾斜角度θＷを算出する。正規の傾斜角度θＷは、軸受回転軸線５０Ｊに対するころ９０Ａの自転軸線９０Ｊの正規の傾斜角度である。正規の傾斜角度θＷは、ころ９０Ａの公転に伴う、ころ９０Ａの自転軸線９０Ｊの軸受回転軸線５０Ｊに対する傾斜状態を反映している。公転に伴う自転軸線９０Ｊの傾斜角度の変化については、図７にて説明したとおりである。画像処理装置３０は、表示画面３０ａに、各時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（ｒ）におけるころ９０Ａの測定傾斜角度θＭと、ころ位置Ｐと、の対応関係をプロットする。図２０では、横軸にころ位置Ｐをとり、縦軸に測定傾斜角度θＭをとった場合の、両者の対応関係をプロットした例を示している。この後、画像処理装置３０は、図２０に示すプロットに対して線形回帰を行い、回帰直線ｋを算出する。回帰直線ｋは、各ころ位置Ｐに対する正規の傾斜角度θＷを示している。つまり、各ころ位置Ｐに対応する回帰直線ｋの値が、正規の傾斜角度θＷである。図２０では、ころ位置Ｐ１に対する正規の傾斜角度θＷ１が示されている。この後、画像処理装置３０は、ステップＳ０８０に進む。なお、本実施形態で示す正規の傾斜角度θＷは、計測されたラジアルころ軸受５０に固有のものであり、計測するラジアルころ軸受５０毎に異なる。
【００４９】
ステップＳ０８０にて画像処理装置３０は、時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（ｒ）までのころ９０Ａのスキュー角度θＳを算出する。具体的には、画像処理装置３０は、時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（ｒ）における各ころ位置Ｐを参照して、それぞれのころ位置Ｐに対応する正規の傾斜角度θＷを図２０に示す回帰直線ｋから算出する。そして、画像処理装置３０は、時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（ｒ）のそれぞれの測定傾斜角度θＭから対応する正規の傾斜角度θＷを差し引いて、時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（ｒ）のそれぞれのころ位置Ｐでのスキュー角度θＳを算出する。図２０には、ころ位置Ｐ１においてスキュー角度θＳ１を算出した例が示されている。スキュー角度θＳ１は、ころ位置Ｐ１における測定傾斜角度θＭ１と正規の傾斜角度θＷ１との差異であるΔθに対応している。画像処理装置３０は、時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（ｒ）のそれぞれのスキュー角度θＳを算出すると、時刻ｔ（１）〜時刻ｔ（ｒ）のそれぞれのスキュー角度θＳと、ころ位置Ｐと、の対応関係をプロットする。図２１は、横軸にころ位置Ｐをとり、縦軸にスキュー角度θＳをとった場合の、両者の対応関係をプロットした例を示している。
【００５０】
画像処理装置３０は、ステップＳ０８０の後、処理を終了する。なお、図１０に示すスキュー角度算出ステップＺ５ｄは、ステップＳ０４０〜Ｓ０６０及び、ステップＳ０７５〜ステップＳ０８０の各ステップを含んでいる。
【００５１】
上述の構成においては、ころ９０Ａの転動面９２からの反射光Ｗｂ（図４,５参照）であって外輪７０を透過してきた反射光Ｗｂを、ミラーを用いることなく直接撮像して測定傾斜角度θＭを求めることで、測定傾斜角度θＭの算出精度が向上する。したがって、スキュー角度θＳの算出精度が向上する。
【００５２】
上述の構成においては、ころ９０Ａの転動面９２からの反射光Ｗｂ（図４,５参照）に基づいて測定傾斜角度θＭ（図１９参照）を求めるため、測定傾斜角度θＭの測定精度が向上する。したがって、スキュー角度θＳの算出精度が向上する。
【００５３】
上述の構成においては、各時刻ｔ（ｓ）の撮像画像Ｆ［ｔ（ｓ）］のそれぞれにてころ位置Ｐ（図１９参照）を算出した上で、それぞれのころ位置Ｐでの測定傾斜角度θＭと正規の傾斜角度θＷとに基づいてスキュー角度θＳ（図６参照）を求めるため、各ころ位置Ｐに応じたスキュー角度θＳを算出できる。したがって、公転中の特定のころ９０Ａを連続的に撮像して当該特定のころ９０Ａのスキュー角度θＳを経時的に求めることができる。
【００５４】
上述の構成においては、外輪７０における撮像装置２０に対向する部位である対向面７４（図１,４,５参照）が、撮像光軸２０Ｊに対して直交する平面状に形成されている。そのため、撮像装置２０は、ころ９０Ａの転動面９２からの反射光Ｗｂを当該反射光Ｗｂの歪みやぼやけを抑えて撮像できる。したがって、測定傾斜角度θＭ（図１９参照）の算出精度が向上し、スキュー角度θＳの算出精度が向上する。
【００５５】
上述の構成においては、撮像光軸２０Ｊが軸受回転軸線５０Ｊと直交している（図４,５参照）ことから、撮像装置２０は、ころ９０Ａの転動面９２からの反射光Ｗｂの軸受回転軸線５０Ｊに対する傾きを適切に捉えることができる。したがって、測定傾斜角度θＭ（図１９参照）の算出精度が向上し、スキュー角度θＳの算出精度が向上する。
【００５６】
上述の構成においては、各反射光仮想ピクセル集合体ＲＢ（図１９参照）のそれぞれに対応させて複数の仮想点ｍをばら撒く。それらの仮想点ｍの分布に基づいてころ９０Ａの自転軸線９０Ｊに対応する仮想直線ｍＬを算出する。これにより、例えば反射光仮想ピクセル集合体ＲＢの分布そのものに基づいて上述の仮想直線を算出する場合に比べて、仮想直線ｍＬを算出するための標本数が増幅されている。したがって、仮想直線ｍＬの位置の信頼性が高まり、測定傾斜角度θＭの算出精度が向上する。この結果、スキュー角度θＳの算出精度が向上する。
【００５７】
以上は、本発明を実施するための形態を図面に関連して説明したが、本発明は上述の実施形態にて説明した構造、構成、外観、形状等に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、撮像光軸２０Ｊは、軸受回転軸線５０Ｊと交差していればよく、軸受回転軸線５０Ｊと直交していなくてもよい。撮像装置２０に照明機能を持たせて、撮像光軸２０Ｊと照明光軸１０Ｊとを同軸としてもよい。仮想点ｍの分布密度を決定する分布関数は、正規分布に限定されるものではなく、自由に設定変更可能である。仮想直線ｍＬを算出するための仮想直線算出法は、主成分分析に限定されるものではなく、自由に設定変更可能である。正規の傾斜角度θＷの算出方法は、上述した回帰直線ｋに基づく方法に限定されるものではなく、自由に設定変更可能である。回帰直線に代えて回帰曲線を用いて正規の傾斜角度θＷを算出してもよい。正規の傾斜角度θＷは、例えば、ラジアルころ軸受の設計上から求められる理論的値でもよく、計測するラジアルころ軸受毎に変化しない普遍的な理論値でもよい。反射光撮像領域ＲＡは、軸受回転軸線５０Ｊを含まなくてもよい。ラジアルころ軸受は、円錐ころを有するものに限定されるものではなく、例えば円柱ころや針状ころを有するものでもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１        ラジアルころ軸受のスキュー角度計測装置
１０     照明装置
１０Ｊ  照明光軸
２０     撮像装置
２０Ｊ  撮像光軸
３０   画像処理装置
５０     ラジアルころ軸受
５０Ｊ 軸受回転軸線
６０     内輪
６２     内輪軌道面
７０     外輪
７２     外輪軌道面
７４     対向面
８０     保持器
９０,９０Ａ     ころ
９０Ｊ  自転軸線
９２     転動面
Ｂ     仮想ピクセル集合体
ＥＡ   仮想拡大領域
Ｆ,Ｆ２,Ｆ３,Ｆ［ｔ（ｓ）］,Ｆ［ｔ（１）］  撮像画像
ｍ        仮想点
ｍｇ,ｍｇ１,ｍｇ２      仮想点群
ｍＬ     仮想直線
ＮＰＸ 反射光非撮像ピクセル
Ｐ        ころ位置
ＲＡ   反射光撮像領域
ＲＰＸ 反射光撮像ピクセル
ＲＰＸＡ      反射光撮像ピクセル領域
Ｗａ   平行照明光
Ｗｂ     反射光
Ｚ１     撮像装置配置ステップ
Ｚ２     照明装置配置ステップ
Ｚ３     軸受回転ステップ
Ｚ４     照明光照射ステップ
Ｚ５ａ 撮像ステップ
Ｚ５ｂ 撮像画像転送ステップ
Ｚ５ｃ 反射光抽出ステップ
Ｚ５ｄ  スキュー角度算出ステップ
θＭ     測定傾斜角度
θＳ     スキュー角度
θＷ     正規の傾斜角度
【図１】
0006746968.tif 000003
【図２】
0006746968.tif 000004
【図３】
0006746968.tif 000005
【図４】
0006746968.tif 000006
【図５】
0006746968.tif 000007
【図６】
0006746968.tif 000008
【図７】
0006746968.tif 000009
【図８】
0006746968.tif 000010
【図９】
0006746968.tif 000011
【図１０】
0006746968.tif 000012
【図１１】
0006746968.tif 000013
【図１２】
0006746968.tif 000014
【図１３】
0006746968.tif 000015
【図１４】
0006746968.tif 000016
【図１５】
0006746968.tif 000017
【図１６】
0006746968.tif 000018
【図１７】
0006746968.tif 000019
【図１８】
0006746968.tif 000020
【図１９】
0006746968.tif 000021
【図２０】
0006746968.tif 000022
【図２１】
0006746968.tif 000023