転動装置部品の検査方法及び転動装置部品用検査装置
【課題】転動装置部品の表面に付着した異物の影響を受けることなく地疵などの欠陥が転動装置部品の内部に存在しているか否かを精度よく検査することのできる転動装置部品の検査方法を提供する。
【解決手段】地疵などの欠陥が転動装置部品の内部にあるか否かを電磁誘導センサ１１により検査する際に、転動装置部品の表面に異物除去部材１７を軽く押し当て、転動装置部品の表面に付着した異物１９を異物除去部材１７により電磁誘導センサ１１の手前で除去しながら欠陥の有無を検査する。
【解決手段】地疵などの欠陥が転動装置部品の内部にあるか否かを電磁誘導センサ１１により検査する際に、転動装置部品の表面に異物除去部材１７を軽く押し当て、転動装置部品の表面に付着した異物１９を異物除去部材１７により電磁誘導センサ１１の手前で除去しながら欠陥の有無を検査する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受、ボールねじ、直動案内軸受装置等の転動装置の部品を検査する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ころ軸受の転動体素材や軌道輪素材として用いられる棒鋼は、一般に、鋼材を圧延して製鋼される。このため、地疵などの欠陥が棒鋼の内部に存在していることが多く、従って、ころ軸受の転動体素材や軌道輪素材として棒鋼を用いる場合には、地疵などの欠陥が棒鋼の内部に存在しているか否かを検査する必要がある。
地疵などの欠陥が棒鋼の内部に存在しているか否かを検査する場合、棒鋼を軸心回りに回転させながら欠陥の有無を電磁誘導により検査することが考えられる。また、これらの素材を鍛造等に型取りした研削加工や超仕上げ加工前の前加工を施した部材にも適用可能である。さらに、研削加工や超仕上げ加工した後の部品にも適用可能である。
【０００３】
しかしながら、棒鋼を軸心回りに回転させながら欠陥の有無を電磁誘導により検査する場合、棒鋼の表面に異物が付着していると棒鋼の内部に存在している欠陥を精度よく検出することが困難になるという問題がある。
また、地疵などの欠陥が転動装置部品の内部に存在するか否かを検査する方法としては、超音波探傷を利用した検査方法がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、この検査方法は超音波探傷プローブと被検査面との間に油、水等の超音波伝達媒体を介在させる必要があるため、検査後に被測定物を洗浄する必要があり、検査コストの上昇を招くなどの問題がある。
【特許文献１】特開平１１−３３７５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、転動装置部品の表面に付着した異物の影響を受けることなく地疵などの欠陥が転動装置部品の内部に存在しているか否かを精度よく検査することのできる転動装置部品の検査方法及び転動装置部品用検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと、この励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサを用い、かつ前記転動装置部品と前記電磁誘導センサを相対移動させながら前記転動装置部品の表面または内部に存在する欠陥、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入のいずれかを検査する転動装置部品の検査方法であって、前記転動装置部品を検査する際に前記転動装置部品の表面に異物除去部材の先端を軽く接触させ、前記転動装置部品の表面に付着した異物を前記異物除去部材により前記電磁誘導センサの手前で除去しながら前記転動装置部品の検査を行うことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項１記載の転動装置部品の検査方法において、前記異物除去部材が弾性体であることを特徴とする。
請求項３記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項２記載の転動装置部品の検査方法において、前記弾性体が刷毛、ウレタン、ゴム、プラスチックのいずれかであることを特徴とする。
【０００７】
請求項４記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと、この励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサを用い、かつ前記転動装置部品と前記電磁誘導センサを相対移動させながら前記転動装置部品の表面または内部に存在する欠陥、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入のいずれかを検査する転動装置部品の検査方法であって、前記電磁誘導センサの先端面を前記転動装置部品の表面形状に合わせた形状としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項５記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項４記載の転動装置部品の検査方法において、前記電磁誘導センサと前記転動装置部品は交流磁界の磁力線が前記転動装置部品に対して９０度となるように、それぞれの形状が規定されていることを特徴とする。
請求項６記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項１〜５のいずれか一項記載の転動装置部品の検査方法において、前記転動装置部品の素材が棒鋼であることを特徴とする。
【０００９】
請求項７記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項１〜５のいずれか一項記載の転動装置部品の検査方法において、被検出部材は素材となる部材を鍛造により、転動装置部品として型取りした部材であることを特徴とする。
請求項８記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項１〜５のいずれか一項記載の転動装置部品の検査方法において、被検出部材は転動装置部品として研削加工または超仕上げ加工した部材であることを特徴とする。
【００１０】
請求項９記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと、この励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサを用い、かつ前記転動装置部品と前記電磁誘導センサを相対移動させながら前記転動装置部品の表面または内部に存在する欠陥、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入のいずれかを検査する転動装置部品の検査方法であって、前記転動装置部品を検査する際に前記転動装置部品の表面に異物除去部材の先端を接触させ、前記転動装置部品の表面に付着した異物を前記異物除去部材により前記電磁誘導センサの手前で除去しながら前記転動装置部品の検査を行うようにし、かつ前記電磁誘導センサの先端面を前記転動装置部品の表面形状に合わせて検査を行うようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１０記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項１記載の検査方法に用いられる転動装置部品用検査装置であって、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと該励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサと、前記誘導コイルに発生した誘導起電力の振幅と位相のうち少なくとも一方の変化量を測定するデータ処理部と、前記データ処理部の出力を閾値と比較して合否判定する判定部とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
請求項１１記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項４記載の検査方法に用いられる転動装置部品用検査装置であって、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと該励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサと、前記誘導コイルに発生した誘導起電力の振幅と位相のうち少なくとも一方の変化量を測定するデータ処理部と、前記データ処理部の出力を閾値と比較して合否判定する判定部とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項１２記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項９記載の検査方法に用いられる転動装置部品用検査装置であって、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと該励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサと、前記誘導コイルに発生した誘導起電力の振幅と位相のうち少なくとも一方の変化量を測定するデータ処理部と、前記データ処理部の出力を閾値と比較して合否判定する判定部とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、転動装置部品の表面に付着した異物が異物除去部材により電磁誘導センサの手前で除去されるため、転動装置部品の表面に付着した異物によって検査精度が低下することを防止することができる。また、地疵などの欠陥が転動装置部品の内部に存在しているか否かを検査する際に、超音波探傷法を利用しないで済み、検査後に転動装置部品を洗浄する必要がないので、検査コストの上昇を招くことなく転動装置部品を精度よく検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の第１の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を図１に示す。同図に示される転動装置部品用検査装置は、転動装置部品等の被測定物１に交流磁界を付与する励磁コイル２と、この励磁コイル２のインピーダンス変化量を検出するインピーダンス変化検出回路（データ処理部）３と、このインピーダンス変化検出回路３で検出された励磁コイル２のインピーダンス変化量を予め設定された閾値と比較して欠陥等の有無を判定する判定装置（判定部）４と、この判定装置４の判定結果を表示する表示装置５とを備えており、判定装置４は、インピーダンス変化検出回路３で検出された励磁コイル２のインピーダンス変化量が閾値より大きいと転動装置部品の内部に地疵などの欠陥が存在すると判定するように構成されている。
【００１６】
また、第１の実施形態に係る転動装置部品用検査装置は記録装置６を備えており、判定装置４の判定結果は記録装置６により記録用紙等の記録媒体に記録されるようになっている。なお、図１中７は励磁コイル２に交流電流を供給する交流電源である。
このように構成される転動装置部品用検査装置を用いて転動装置部品の内部に地疵などの欠陥が存在するか否かを検査する場合は、先ず、転動装置部品の表面に励磁コイル２を近づけ、この状態で交流電源７から励磁コイル２に交流電流を供給すると、励磁コイル２が励磁状態となることによって励磁コイル２から転動装置部品に交流磁界が付与される。このとき、転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度は転動装置部品の内部に存在する欠陥の大きさに応じて変化し、励磁コイル２のインピーダンスは交流磁界の磁束密度に応じて変化する。
【００１７】
したがって、励磁コイル２のインピーダンス変化量をインピーダンス変化検出回路３で測定し、その測定値を予め設定された閾値と比較することによって、転動装置部品の内部に地疵などの欠陥が存在するか否かを精度よく検査することができる。よって、地疵などの欠陥を探傷する方式として超音波探傷を用いた場合のように、超音波探傷プローブと被検査面との間に油、水等の超音波伝達媒体を介在させる必要がなく、検査後の洗浄工程が不要となるので、検査コストの上昇を抑えることができる。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を図２に示す。同図に示される転動装置部品用検査装置は棒鋼等の被測定物１に交流磁界を付与する励磁コイル１１ａと、この励磁コイル１１ａから被測定物１に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイル１１ｂとを備えており、これらの両コイル１１ａ，１１ｂは１つの筐体内に収容されて電磁誘導センサ１１を構成している。
【００１９】
また、第２の実施形態に係る転動装置部品用検査装置は誘導コイル１１ｂのインダクタンス変化（誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の大きさ）を検出するインダクタンス変化検出回路（データ処理部）１２と、このインダクタンス変化検出回路１２で検出された誘導コイル１１ｂのインダクタンス変化を予め設定された閾値と比較して欠陥の有無を判定する判定部としての判定装置１３と、この判定装置１３の判定結果を表示する表示装置１４とを備えており、判定装置１３では、誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の振幅変化量または位相変化量が閾値より大きいと被測定物１の内部に欠陥が存在すると判定するように構成されている。
【００２０】
さらに、第２の実施形態に係る転動装置部品用検査装置は記録装置１５を備えており、判定装置１３の判定結果は記録装置１５により記録用紙等の記録媒体に記録されるようになっている。
図３は円筒ころ軸受の転動体素材や軌道輪素材として用いられる棒鋼の内部に欠陥が存在するか否かを電磁誘導センサにより検査するときの方法を説明するための図であり、以下、同図を参照して本発明に係る検査方法を説明する。
【００２１】
棒鋼の内部に欠陥が存在するか否かを検査する場合は、図３に示すように、刷毛あるいはウレタン、ゴム、プラスチック等の弾性体からなる異物除去部材１７を棒鋼１６の表面に軽く押し当てる。次に、この状態で棒鋼１６の表面に電磁誘導センサ１１を近づけた後、棒鋼１６を図中矢印方向に回転させる。そして、電磁誘導センサ１１の励磁コイル１１ａに交流電流を供給し、励磁コイル１１ａから棒鋼１６に交流磁界を付与すると、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに誘導起電力が発生する。このとき、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力は棒鋼１６に付与された交流磁界の磁束密度に応じて変化し、交流磁界の磁束密度は棒鋼１６の内部に存在する地疵などの欠陥の大きさに応じて変化する。
【００２２】
したがって、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の振幅変化量または位相変化量をインダクタンス変化検出回路１２で検出し、インダクタンス変化検出回路１２で検出された誘導起電力の振幅変化量または位相変化量を予め設定された閾値と比較することで、地疵などの欠陥が棒鋼１６の内部に存在しているか否かを精度よく検査することができる。これにより、地疵などの欠陥を探傷する方式として超音波探傷を用いた場合のように、超音波探傷プローブと被検査面との間に油、水等の超音波伝達媒体を介在させる必要がなく、検査後の洗浄工程が不要となるので、検査コストの上昇を抑えることができる。
【００２３】
また、地疵などの欠陥が棒鋼１６の内部に存在しているか否かを電磁誘導センサ１１により検査する際に、刷毛あるいは弾性体からなる異物除去部材１７を棒鋼１６の表面に軽く押し当てると、棒鋼１６の表面に付着した異物１９（図３参照）が異物除去部材１７により電磁誘導センサ１１の手前で除去される。したがって、棒鋼１６の表面に付着した異物１９によって検査精度が低下することを防止することができる。
【００２４】
上述した第２の実施形態では、検査対象物として棒鋼を例示したが、棒鋼以外のものでも本発明を適用することができる。また、棒鋼の内部に存在する欠陥の有無を検査する場合を例示したが、たとえば、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入の有無などを検出する場合にも本発明を適用することができる。
次に、図４〜図６を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。
【００２５】
図４は本発明の第３の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を示す図であり、同図に示される転動装置部品用検査装置は、もみ抜き保持器２０を載置するためのターンテーブル２１と、このターンテーブル２１の上方に設けられた電磁誘導センサ１１と、この電磁誘導センサ１１をターンテーブル２１の上面に対して垂直に支持する支持軸２２と、この支持軸２２を介して電磁誘導センサ１１をＸ軸回り（図中矢印θＸ方向）に揺動駆動するセンサ揺動機構２３と、このセンサ揺動機構２３を介して電磁誘導センサ１１を図中Ｚ軸方向に昇降駆動するセンサ昇降機構２４と、電磁誘導センサ１１を図中Ｘ軸方向及びＹ軸方向に動かして電磁誘導センサ１１を位置決めするセンサ位置決め機構２５と、ターンテーブル２１を図中Ｘ軸方向に動かしてもみ抜き保持器２０を位置決めする位置決め機構２６とを備えている。
【００２６】
電磁誘導センサ１１の概略構成を図５に示す。同図に示されるように、電磁誘導センサ１１は被検査物に交流磁界を付与する励磁コイル１１ａと、この励磁コイル１１ａから被検査物に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイル１１ｂとからなり、励磁コイル１１ａ及び誘導コイル１１ｂは１つの筐体内に収容されている。なお、図４中２７は円筒ころ軸受の外輪、２８は円筒ころ軸受のころを示している。
【００２７】
このような構成の転動装置部品用検査装置を用いてもみ抜き保持器２０の内部に巣などの欠陥が存在しているか否かを検査する場合は、もみ抜き保持器２０をターンテーブル２１上に載置した後、刷毛あるいはウレタン、ゴム、プラスチック等の弾性体からなる異物除去部材１７をもみ抜き保持器２０の端面に軽く押し当てる。次に、センサ揺動機構２３、センサ昇降機構２４、センサ位置決め機構２５及び位置決め機構２６を駆動して電磁誘導センサ１１をもみ抜き保持器２０の端面に近づけると共に、ターンテーブル２１を図中反時計方向に回転させる。そして、この状態で電磁誘導センサ１１の励磁コイル１１ａに交流電流を供給してもみ抜き保持器２０に交流磁界１８（図６参照）を付与すると、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに誘導起電力が発生する。このとき、誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の大きさはもみ抜き保持器２０に付与された交流磁界１８の磁束密度に応じて変化し、交流磁界１８の磁束密度はもみ抜き保持器２０の内部に存在する欠陥の大きさに応じて変化する。
【００２８】
したがって、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の振幅変化量または位相変化量を測定し、その測定値を予め設定された閾値と比較することで、巣などの欠陥がもみ抜き保持器２０の内部に存在するか否かを精度よく検査することができる。
また、巣などの欠陥がもみ抜き保持器２０の内部に存在するか否かを電磁誘導センサ１１により検査する際に、刷毛あるいはウレタン、ゴム、プラスチック等の弾性体からなる異物除去部材１７をもみ抜き保持器２０の端面に軽く押し当てると、もみ抜き保持器２０の端面に付着した異物が異物除去部材１７により電磁誘導センサ１１の手前で除去される。したがって、もみ抜き保持器２０の端面に付着した異物によって検査精度が低下することを防止することができる。
【００２９】
図７に、本発明の第４の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を示す。同図に示される転動装置部品用検査装置は、もみ抜き保持器２０を載置するためのターンテーブル２１と、このターンテーブル２１の上方に設けられた電磁誘導センサ１１と、この電磁誘導センサ１１をターンテーブル２１の上面に対して水平に支持する支持軸２９とを備えており、電磁誘導センサ１１には、刷毛あるいはウレタン、ゴム、プラスチック等のの弾性体からなる二つの異物除去部材１７，１７がもみ抜き保持器２０の内周面に接触するように設けられている。
【００３０】
また、第４の実施形態に係る転動装置部品用検査装置は、支持軸２９を介して電磁誘導センサ１１をＺ軸回り（図中矢印θＺ方向）に揺動駆動するセンサ揺動機構３０と、このセンサ揺動機構３０を介して電磁誘導センサ１１を図中Ｚ軸方向に昇降駆動するセンサ昇降機構２４と、電磁誘導センサ１１を図中Ｘ軸方向及びＹ軸方向に動かして電磁誘導センサ１１を位置決めするセンサ位置決め機構２５とを備えており、ターンテーブル２１は検査対象物を位置決めする位置決め機構２６により図中Ｘ軸方向に移動可能となっている。
【００３１】
なお、電磁誘導センサ１１は、図３に示すように、検査物に交流磁界を付与する励磁コイル１１ａと、この励磁コイル１１ａから被検査物に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイル１１ｂとから構成されている。
このような構成の転動装置部品用検査装置を用いてもみ抜き保持器２０の内部に巣などの欠陥が存在しているか否かを検査する場合は、先ず、もみ抜き保持器２０をターンテーブル２１上に載置する。次に、センサ揺動機構３０、センサ昇降機構２４、センサ位置決め機構２５及び位置決め機構２６を駆動して電磁誘導センサ１１の先端をもみ抜き保持器２０の内周面に近づけた後、ターンテーブル２１を図中反時計方向に回転させる。そして、この状態で電磁誘導センサ１１の励磁コイル１１ａに交流電流を供給してもみ抜き保持器２０に交流磁界を付与すると、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに誘導起電力が発生する。このとき、誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の大きさはもみ抜き保持器２０に付与された交流磁界の磁束密度に応じて変化し、交流磁界の磁束密度はもみ抜き保持器２０の内部に発生した欠陥の大きさに応じて変化する。
【００３２】
したがって、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の振幅変化量または位相変化量を測定し、その測定値を予め設定された閾値と比較することで、巣などの欠陥がもみ抜き保持器２０の内部に存在しているか否かを精度よく検査することができる。
また、電磁誘導センサ１１の先端をもみ抜き保持器２０の内周面に近づけると、電磁誘導センサ１１に設けられた二つの異物除去部材１７，１７がもみ抜き保持器２０の内周面に接触する。そして、異物除去部材１７，１７がもみ抜き保持器２０の内周面に接触すると、もみ抜き保持器２０の内周面に付着した異物が異物除去部材１７，１７により電磁誘導センサ１１の手前で除去される。したがって、もみ抜き保持器２０の内周面に付着した異物によって検査精度が低下することを防止することができる。
【００３３】
図８に、本発明の第５の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を示す。同図に示される転動装置部品用検査装置は、もみ抜き保持器２０を載置するためのターンテーブル２１と、このターンテーブル２１の上方に設けられた電磁誘導センサ１１と、この電磁誘導センサ１１をターンテーブル２１の上面に対して水平に支持する支持軸２９と、この支持軸２９を介して電磁誘導センサ１１をＺ軸回りに揺動駆動するセンサ揺動機構３０と、このセンサ揺動機構３０を介して電磁誘導センサ１１を図中Ｚ軸方向に昇降駆動するセンサ昇降機構２４と、電磁誘導センサ１１を図中Ｘ軸方向及びＹ軸方向に動かして電磁誘導センサ１１を位置決めするセンサ位置決め機構２５とを備えている。なお、電磁誘導センサ１１は、図３に示すように、被検査物に交流磁界を付与する励磁コイル１１ａと、この励磁コイル１１ａから被検査物に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイル１１ｂとから構成されている。
【００３４】
図９は電磁誘導センサ１１の先端部を示す図であり、同図に示されるように、もみ抜き保持器２０の内径を２Ｒ、もみ抜き保持器２０の内周面２０ａと電磁誘導センサ１１の先端面１１ｃとの間のギャップをΔＲとすると、電磁誘導センサ１１の先端面１１ｃはＲ−ΔＲの曲率半径で曲面状に形成され、かつもみ抜き保持器２０の内周面２０ａに対して凸状に湾曲している。
【００３５】
このような構成の転動装置部品用検査装置を用いてもみ抜き保持器２０の内部に巣などの欠陥が存在しているか否かを検査する場合は、先ず、もみ抜き保持器２０をターンテーブル２１上に載置した後、センサ揺動機構３０、センサ昇降機構２４及びセンサ位置決め機構２５を駆動して電磁誘導センサ１１の先端をもみ抜き保持器２０の内周面に近づける。そして、この状態で電磁誘導センサ１１の励磁コイル１１ａに交流電流を供給してもみ抜き保持器２０に交流磁界を付与すると、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに誘導起電力が発生する。このとき、誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の大きさはもみ抜き保持器２０に付与された交流磁界の磁束密度に応じて変化し、交流磁界の磁束密度はもみ抜き保持器２０の内部に発生した欠陥の大きさに応じて変化する。
【００３６】
したがって、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の振幅変化量または位相変化量を測定し、その測定値を予め設定された閾値と比較することで、巣などの欠陥がもみ抜き保持器２０の内部に存在しているか否かを精度よく検査することができる。
また、電磁誘導センサ１１の先端面１１ｃをもみ抜き保持器２０の内周面に合わせた形状にしたことで、誘導起電力の変化を感度よく捉えることができる。
【００３７】
図１０に、本発明の第６の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を示す。同図に示される転動装置部品用検査装置は、円筒ころ軸受の外輪２７を載置するためのターンテーブル２１と、このターンテーブル２１の上方に設けられた電磁誘導センサ１１と、この電磁誘導センサ１１をターンテーブル２１の上面に対して水平に支持する支持軸２９と、この支持軸２９を介して電磁誘導センサ１１をＺ軸回りに揺動駆動するセンサ揺動機構３０と、このセンサ揺動機構３０を介して電磁誘導センサ１１を図中Ｚ軸方向に昇降駆動するセンサ昇降機構２４と、電磁誘導センサ１１を図中Ｘ軸方向及びＹ軸方向に動かして電磁誘導センサ１１を位置決めするセンサ位置決め機構２５とを備えており、電磁誘導センサ１１は、図５に示すように、被測定物に交流磁界を付与する励磁コイル１１ａと、この励磁コイル１１ａから被測定物に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイル１１ｂとから構成されている。電磁誘導センサ１１の先端面は、誘導起電力の変化を感度よく捉えることができるよう、円筒ころ軸受の外輪外径面に合わせた凹形状としてある。
【００３８】
このような構成の転動装置部品用検査装置を用いて外輪２７の内部に地疵などの欠陥が存在しているか否かを検査する場合は、外輪２７をターンテーブル２１上に載置した後、刷毛あるいはウレタン、ゴム、プラスチック等の弾性体からなる異物除去部材１７を外輪２７の外周面に軽く押し当てる。次に、センサ揺動機構３０、センサ昇降機構２４及びセンサ位置決め機構２５を駆動して電磁誘導センサ１１を外輪２７の外周面に近づけると共に、ターンテーブル２１を図中時計方向に回転させる。そして、この状態で電磁誘導センサ１１の励磁コイル１１ａに交流電流を供給して外輪２７に交流磁界を付与すると、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに誘導起電力が発生する。このとき、誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の大きさは外輪２７に付与された交流磁界の磁束密度に応じて変化し、交流磁界の磁束密度は外輪２７の内部に発生した欠陥の大きさに応じて変化する。
【００３９】
したがって、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の振幅変化量または位相変化量を測定し、その測定値を予め設定された閾値と比較することで、地疵などの欠陥が外輪２７の内部に存在しているか否かを精度よく検査することができる。
また、地疵などの欠陥が外輪２７の内部に存在しているか否かを電磁誘導センサ１１により検査する際に、刷毛あるいはウレタン、ゴム、プラスチック等の弾性体からなる異物除去部材１７を外輪２７の外周面に接触させると、外輪２７の外周面に付着した異物が異物除去部材１７により電磁誘導センサ１１の手前で除去される。したがって、外輪２７の外周面に付着した異物によって検査精度が低下することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を示す図である。
【図３】棒鋼の内部に欠陥が存在するか否かを電磁誘導センサにより検査するときの方法を説明するための図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る転動装置部品用検査装置を示す図である。
【図５】電磁誘導センサの概略構成を示す図である。
【図６】電磁誘導センサの励磁コイルから転動装置部品に付与される交流磁界を説明するための図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る転動装置部品用検査装置を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る転動装置部品用検査装置を示す図である。
【図９】電磁誘導センサの先端部を示す図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る転動装置部品用検査装置を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
２ 励磁コイル
３ インピーダンス変化検出回路
４，１３ 判定装置
５，１４ 表示装置
６，１５ 記録装置
１１ 電磁誘導センサ
１１ａ 励磁コイル
１１ｂ 誘導コイル
１２ インダクタンス変化検出回路
１６ 棒鋼
１７ 異物除去部材
１８ 交流磁界
２０ もみ抜き保持器
２１ ターンテーブル
２２，２９ 支持軸
２３，３０ センサ揺動機構
２４ センサ昇降機構
２５ センサ位置決め機構
２７ 外輪
２８ ころ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受、ボールねじ、直動案内軸受装置等の転動装置の部品を検査する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ころ軸受の転動体素材や軌道輪素材として用いられる棒鋼は、一般に、鋼材を圧延して製鋼される。このため、地疵などの欠陥が棒鋼の内部に存在していることが多く、従って、ころ軸受の転動体素材や軌道輪素材として棒鋼を用いる場合には、地疵などの欠陥が棒鋼の内部に存在しているか否かを検査する必要がある。
地疵などの欠陥が棒鋼の内部に存在しているか否かを検査する場合、棒鋼を軸心回りに回転させながら欠陥の有無を電磁誘導により検査することが考えられる。また、これらの素材を鍛造等に型取りした研削加工や超仕上げ加工前の前加工を施した部材にも適用可能である。さらに、研削加工や超仕上げ加工した後の部品にも適用可能である。
【０００３】
しかしながら、棒鋼を軸心回りに回転させながら欠陥の有無を電磁誘導により検査する場合、棒鋼の表面に異物が付着していると棒鋼の内部に存在している欠陥を精度よく検出することが困難になるという問題がある。
また、地疵などの欠陥が転動装置部品の内部に存在するか否かを検査する方法としては、超音波探傷を利用した検査方法がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、この検査方法は超音波探傷プローブと被検査面との間に油、水等の超音波伝達媒体を介在させる必要があるため、検査後に被測定物を洗浄する必要があり、検査コストの上昇を招くなどの問題がある。
【特許文献１】特開平１１−３３７５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、その目的は、転動装置部品の表面に付着した異物の影響を受けることなく地疵などの欠陥が転動装置部品の内部に存在しているか否かを精度よく検査することのできる転動装置部品の検査方法及び転動装置部品用検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと、この励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサを用い、かつ前記転動装置部品と前記電磁誘導センサを相対移動させながら前記転動装置部品の表面または内部に存在する欠陥、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入のいずれかを検査する転動装置部品の検査方法であって、前記転動装置部品を検査する際に前記転動装置部品の表面に異物除去部材の先端を軽く接触させ、前記転動装置部品の表面に付着した異物を前記異物除去部材により前記電磁誘導センサの手前で除去しながら前記転動装置部品の検査を行うことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項１記載の転動装置部品の検査方法において、前記異物除去部材が弾性体であることを特徴とする。
請求項３記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項２記載の転動装置部品の検査方法において、前記弾性体が刷毛、ウレタン、ゴム、プラスチックのいずれかであることを特徴とする。
【０００７】
請求項４記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと、この励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサを用い、かつ前記転動装置部品と前記電磁誘導センサを相対移動させながら前記転動装置部品の表面または内部に存在する欠陥、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入のいずれかを検査する転動装置部品の検査方法であって、前記電磁誘導センサの先端面を前記転動装置部品の表面形状に合わせた形状としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項５記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項４記載の転動装置部品の検査方法において、前記電磁誘導センサと前記転動装置部品は交流磁界の磁力線が前記転動装置部品に対して９０度となるように、それぞれの形状が規定されていることを特徴とする。
請求項６記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項１〜５のいずれか一項記載の転動装置部品の検査方法において、前記転動装置部品の素材が棒鋼であることを特徴とする。
【０００９】
請求項７記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項１〜５のいずれか一項記載の転動装置部品の検査方法において、被検出部材は素材となる部材を鍛造により、転動装置部品として型取りした部材であることを特徴とする。
請求項８記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項１〜５のいずれか一項記載の転動装置部品の検査方法において、被検出部材は転動装置部品として研削加工または超仕上げ加工した部材であることを特徴とする。
【００１０】
請求項９記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと、この励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサを用い、かつ前記転動装置部品と前記電磁誘導センサを相対移動させながら前記転動装置部品の表面または内部に存在する欠陥、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入のいずれかを検査する転動装置部品の検査方法であって、前記転動装置部品を検査する際に前記転動装置部品の表面に異物除去部材の先端を接触させ、前記転動装置部品の表面に付着した異物を前記異物除去部材により前記電磁誘導センサの手前で除去しながら前記転動装置部品の検査を行うようにし、かつ前記電磁誘導センサの先端面を前記転動装置部品の表面形状に合わせて検査を行うようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１０記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項１記載の検査方法に用いられる転動装置部品用検査装置であって、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと該励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサと、前記誘導コイルに発生した誘導起電力の振幅と位相のうち少なくとも一方の変化量を測定するデータ処理部と、前記データ処理部の出力を閾値と比較して合否判定する判定部とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
請求項１１記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項４記載の検査方法に用いられる転動装置部品用検査装置であって、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと該励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサと、前記誘導コイルに発生した誘導起電力の振幅と位相のうち少なくとも一方の変化量を測定するデータ処理部と、前記データ処理部の出力を閾値と比較して合否判定する判定部とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項１２記載の発明に係る転動装置部品の検査方法は、請求項９記載の検査方法に用いられる転動装置部品用検査装置であって、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと該励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサと、前記誘導コイルに発生した誘導起電力の振幅と位相のうち少なくとも一方の変化量を測定するデータ処理部と、前記データ処理部の出力を閾値と比較して合否判定する判定部とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、転動装置部品の表面に付着した異物が異物除去部材により電磁誘導センサの手前で除去されるため、転動装置部品の表面に付着した異物によって検査精度が低下することを防止することができる。また、地疵などの欠陥が転動装置部品の内部に存在しているか否かを検査する際に、超音波探傷法を利用しないで済み、検査後に転動装置部品を洗浄する必要がないので、検査コストの上昇を招くことなく転動装置部品を精度よく検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の第１の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を図１に示す。同図に示される転動装置部品用検査装置は、転動装置部品等の被測定物１に交流磁界を付与する励磁コイル２と、この励磁コイル２のインピーダンス変化量を検出するインピーダンス変化検出回路（データ処理部）３と、このインピーダンス変化検出回路３で検出された励磁コイル２のインピーダンス変化量を予め設定された閾値と比較して欠陥等の有無を判定する判定装置（判定部）４と、この判定装置４の判定結果を表示する表示装置５とを備えており、判定装置４は、インピーダンス変化検出回路３で検出された励磁コイル２のインピーダンス変化量が閾値より大きいと転動装置部品の内部に地疵などの欠陥が存在すると判定するように構成されている。
【００１６】
また、第１の実施形態に係る転動装置部品用検査装置は記録装置６を備えており、判定装置４の判定結果は記録装置６により記録用紙等の記録媒体に記録されるようになっている。なお、図１中７は励磁コイル２に交流電流を供給する交流電源である。
このように構成される転動装置部品用検査装置を用いて転動装置部品の内部に地疵などの欠陥が存在するか否かを検査する場合は、先ず、転動装置部品の表面に励磁コイル２を近づけ、この状態で交流電源７から励磁コイル２に交流電流を供給すると、励磁コイル２が励磁状態となることによって励磁コイル２から転動装置部品に交流磁界が付与される。このとき、転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度は転動装置部品の内部に存在する欠陥の大きさに応じて変化し、励磁コイル２のインピーダンスは交流磁界の磁束密度に応じて変化する。
【００１７】
したがって、励磁コイル２のインピーダンス変化量をインピーダンス変化検出回路３で測定し、その測定値を予め設定された閾値と比較することによって、転動装置部品の内部に地疵などの欠陥が存在するか否かを精度よく検査することができる。よって、地疵などの欠陥を探傷する方式として超音波探傷を用いた場合のように、超音波探傷プローブと被検査面との間に油、水等の超音波伝達媒体を介在させる必要がなく、検査後の洗浄工程が不要となるので、検査コストの上昇を抑えることができる。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を図２に示す。同図に示される転動装置部品用検査装置は棒鋼等の被測定物１に交流磁界を付与する励磁コイル１１ａと、この励磁コイル１１ａから被測定物１に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイル１１ｂとを備えており、これらの両コイル１１ａ，１１ｂは１つの筐体内に収容されて電磁誘導センサ１１を構成している。
【００１９】
また、第２の実施形態に係る転動装置部品用検査装置は誘導コイル１１ｂのインダクタンス変化（誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の大きさ）を検出するインダクタンス変化検出回路（データ処理部）１２と、このインダクタンス変化検出回路１２で検出された誘導コイル１１ｂのインダクタンス変化を予め設定された閾値と比較して欠陥の有無を判定する判定部としての判定装置１３と、この判定装置１３の判定結果を表示する表示装置１４とを備えており、判定装置１３では、誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の振幅変化量または位相変化量が閾値より大きいと被測定物１の内部に欠陥が存在すると判定するように構成されている。
【００２０】
さらに、第２の実施形態に係る転動装置部品用検査装置は記録装置１５を備えており、判定装置１３の判定結果は記録装置１５により記録用紙等の記録媒体に記録されるようになっている。
図３は円筒ころ軸受の転動体素材や軌道輪素材として用いられる棒鋼の内部に欠陥が存在するか否かを電磁誘導センサにより検査するときの方法を説明するための図であり、以下、同図を参照して本発明に係る検査方法を説明する。
【００２１】
棒鋼の内部に欠陥が存在するか否かを検査する場合は、図３に示すように、刷毛あるいはウレタン、ゴム、プラスチック等の弾性体からなる異物除去部材１７を棒鋼１６の表面に軽く押し当てる。次に、この状態で棒鋼１６の表面に電磁誘導センサ１１を近づけた後、棒鋼１６を図中矢印方向に回転させる。そして、電磁誘導センサ１１の励磁コイル１１ａに交流電流を供給し、励磁コイル１１ａから棒鋼１６に交流磁界を付与すると、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに誘導起電力が発生する。このとき、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力は棒鋼１６に付与された交流磁界の磁束密度に応じて変化し、交流磁界の磁束密度は棒鋼１６の内部に存在する地疵などの欠陥の大きさに応じて変化する。
【００２２】
したがって、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の振幅変化量または位相変化量をインダクタンス変化検出回路１２で検出し、インダクタンス変化検出回路１２で検出された誘導起電力の振幅変化量または位相変化量を予め設定された閾値と比較することで、地疵などの欠陥が棒鋼１６の内部に存在しているか否かを精度よく検査することができる。これにより、地疵などの欠陥を探傷する方式として超音波探傷を用いた場合のように、超音波探傷プローブと被検査面との間に油、水等の超音波伝達媒体を介在させる必要がなく、検査後の洗浄工程が不要となるので、検査コストの上昇を抑えることができる。
【００２３】
また、地疵などの欠陥が棒鋼１６の内部に存在しているか否かを電磁誘導センサ１１により検査する際に、刷毛あるいは弾性体からなる異物除去部材１７を棒鋼１６の表面に軽く押し当てると、棒鋼１６の表面に付着した異物１９（図３参照）が異物除去部材１７により電磁誘導センサ１１の手前で除去される。したがって、棒鋼１６の表面に付着した異物１９によって検査精度が低下することを防止することができる。
【００２４】
上述した第２の実施形態では、検査対象物として棒鋼を例示したが、棒鋼以外のものでも本発明を適用することができる。また、棒鋼の内部に存在する欠陥の有無を検査する場合を例示したが、たとえば、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入の有無などを検出する場合にも本発明を適用することができる。
次に、図４〜図６を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。
【００２５】
図４は本発明の第３の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を示す図であり、同図に示される転動装置部品用検査装置は、もみ抜き保持器２０を載置するためのターンテーブル２１と、このターンテーブル２１の上方に設けられた電磁誘導センサ１１と、この電磁誘導センサ１１をターンテーブル２１の上面に対して垂直に支持する支持軸２２と、この支持軸２２を介して電磁誘導センサ１１をＸ軸回り（図中矢印θＸ方向）に揺動駆動するセンサ揺動機構２３と、このセンサ揺動機構２３を介して電磁誘導センサ１１を図中Ｚ軸方向に昇降駆動するセンサ昇降機構２４と、電磁誘導センサ１１を図中Ｘ軸方向及びＹ軸方向に動かして電磁誘導センサ１１を位置決めするセンサ位置決め機構２５と、ターンテーブル２１を図中Ｘ軸方向に動かしてもみ抜き保持器２０を位置決めする位置決め機構２６とを備えている。
【００２６】
電磁誘導センサ１１の概略構成を図５に示す。同図に示されるように、電磁誘導センサ１１は被検査物に交流磁界を付与する励磁コイル１１ａと、この励磁コイル１１ａから被検査物に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイル１１ｂとからなり、励磁コイル１１ａ及び誘導コイル１１ｂは１つの筐体内に収容されている。なお、図４中２７は円筒ころ軸受の外輪、２８は円筒ころ軸受のころを示している。
【００２７】
このような構成の転動装置部品用検査装置を用いてもみ抜き保持器２０の内部に巣などの欠陥が存在しているか否かを検査する場合は、もみ抜き保持器２０をターンテーブル２１上に載置した後、刷毛あるいはウレタン、ゴム、プラスチック等の弾性体からなる異物除去部材１７をもみ抜き保持器２０の端面に軽く押し当てる。次に、センサ揺動機構２３、センサ昇降機構２４、センサ位置決め機構２５及び位置決め機構２６を駆動して電磁誘導センサ１１をもみ抜き保持器２０の端面に近づけると共に、ターンテーブル２１を図中反時計方向に回転させる。そして、この状態で電磁誘導センサ１１の励磁コイル１１ａに交流電流を供給してもみ抜き保持器２０に交流磁界１８（図６参照）を付与すると、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに誘導起電力が発生する。このとき、誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の大きさはもみ抜き保持器２０に付与された交流磁界１８の磁束密度に応じて変化し、交流磁界１８の磁束密度はもみ抜き保持器２０の内部に存在する欠陥の大きさに応じて変化する。
【００２８】
したがって、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の振幅変化量または位相変化量を測定し、その測定値を予め設定された閾値と比較することで、巣などの欠陥がもみ抜き保持器２０の内部に存在するか否かを精度よく検査することができる。
また、巣などの欠陥がもみ抜き保持器２０の内部に存在するか否かを電磁誘導センサ１１により検査する際に、刷毛あるいはウレタン、ゴム、プラスチック等の弾性体からなる異物除去部材１７をもみ抜き保持器２０の端面に軽く押し当てると、もみ抜き保持器２０の端面に付着した異物が異物除去部材１７により電磁誘導センサ１１の手前で除去される。したがって、もみ抜き保持器２０の端面に付着した異物によって検査精度が低下することを防止することができる。
【００２９】
図７に、本発明の第４の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を示す。同図に示される転動装置部品用検査装置は、もみ抜き保持器２０を載置するためのターンテーブル２１と、このターンテーブル２１の上方に設けられた電磁誘導センサ１１と、この電磁誘導センサ１１をターンテーブル２１の上面に対して水平に支持する支持軸２９とを備えており、電磁誘導センサ１１には、刷毛あるいはウレタン、ゴム、プラスチック等のの弾性体からなる二つの異物除去部材１７，１７がもみ抜き保持器２０の内周面に接触するように設けられている。
【００３０】
また、第４の実施形態に係る転動装置部品用検査装置は、支持軸２９を介して電磁誘導センサ１１をＺ軸回り（図中矢印θＺ方向）に揺動駆動するセンサ揺動機構３０と、このセンサ揺動機構３０を介して電磁誘導センサ１１を図中Ｚ軸方向に昇降駆動するセンサ昇降機構２４と、電磁誘導センサ１１を図中Ｘ軸方向及びＹ軸方向に動かして電磁誘導センサ１１を位置決めするセンサ位置決め機構２５とを備えており、ターンテーブル２１は検査対象物を位置決めする位置決め機構２６により図中Ｘ軸方向に移動可能となっている。
【００３１】
なお、電磁誘導センサ１１は、図３に示すように、検査物に交流磁界を付与する励磁コイル１１ａと、この励磁コイル１１ａから被検査物に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイル１１ｂとから構成されている。
このような構成の転動装置部品用検査装置を用いてもみ抜き保持器２０の内部に巣などの欠陥が存在しているか否かを検査する場合は、先ず、もみ抜き保持器２０をターンテーブル２１上に載置する。次に、センサ揺動機構３０、センサ昇降機構２４、センサ位置決め機構２５及び位置決め機構２６を駆動して電磁誘導センサ１１の先端をもみ抜き保持器２０の内周面に近づけた後、ターンテーブル２１を図中反時計方向に回転させる。そして、この状態で電磁誘導センサ１１の励磁コイル１１ａに交流電流を供給してもみ抜き保持器２０に交流磁界を付与すると、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに誘導起電力が発生する。このとき、誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の大きさはもみ抜き保持器２０に付与された交流磁界の磁束密度に応じて変化し、交流磁界の磁束密度はもみ抜き保持器２０の内部に発生した欠陥の大きさに応じて変化する。
【００３２】
したがって、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の振幅変化量または位相変化量を測定し、その測定値を予め設定された閾値と比較することで、巣などの欠陥がもみ抜き保持器２０の内部に存在しているか否かを精度よく検査することができる。
また、電磁誘導センサ１１の先端をもみ抜き保持器２０の内周面に近づけると、電磁誘導センサ１１に設けられた二つの異物除去部材１７，１７がもみ抜き保持器２０の内周面に接触する。そして、異物除去部材１７，１７がもみ抜き保持器２０の内周面に接触すると、もみ抜き保持器２０の内周面に付着した異物が異物除去部材１７，１７により電磁誘導センサ１１の手前で除去される。したがって、もみ抜き保持器２０の内周面に付着した異物によって検査精度が低下することを防止することができる。
【００３３】
図８に、本発明の第５の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を示す。同図に示される転動装置部品用検査装置は、もみ抜き保持器２０を載置するためのターンテーブル２１と、このターンテーブル２１の上方に設けられた電磁誘導センサ１１と、この電磁誘導センサ１１をターンテーブル２１の上面に対して水平に支持する支持軸２９と、この支持軸２９を介して電磁誘導センサ１１をＺ軸回りに揺動駆動するセンサ揺動機構３０と、このセンサ揺動機構３０を介して電磁誘導センサ１１を図中Ｚ軸方向に昇降駆動するセンサ昇降機構２４と、電磁誘導センサ１１を図中Ｘ軸方向及びＹ軸方向に動かして電磁誘導センサ１１を位置決めするセンサ位置決め機構２５とを備えている。なお、電磁誘導センサ１１は、図３に示すように、被検査物に交流磁界を付与する励磁コイル１１ａと、この励磁コイル１１ａから被検査物に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイル１１ｂとから構成されている。
【００３４】
図９は電磁誘導センサ１１の先端部を示す図であり、同図に示されるように、もみ抜き保持器２０の内径を２Ｒ、もみ抜き保持器２０の内周面２０ａと電磁誘導センサ１１の先端面１１ｃとの間のギャップをΔＲとすると、電磁誘導センサ１１の先端面１１ｃはＲ−ΔＲの曲率半径で曲面状に形成され、かつもみ抜き保持器２０の内周面２０ａに対して凸状に湾曲している。
【００３５】
このような構成の転動装置部品用検査装置を用いてもみ抜き保持器２０の内部に巣などの欠陥が存在しているか否かを検査する場合は、先ず、もみ抜き保持器２０をターンテーブル２１上に載置した後、センサ揺動機構３０、センサ昇降機構２４及びセンサ位置決め機構２５を駆動して電磁誘導センサ１１の先端をもみ抜き保持器２０の内周面に近づける。そして、この状態で電磁誘導センサ１１の励磁コイル１１ａに交流電流を供給してもみ抜き保持器２０に交流磁界を付与すると、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに誘導起電力が発生する。このとき、誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の大きさはもみ抜き保持器２０に付与された交流磁界の磁束密度に応じて変化し、交流磁界の磁束密度はもみ抜き保持器２０の内部に発生した欠陥の大きさに応じて変化する。
【００３６】
したがって、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の振幅変化量または位相変化量を測定し、その測定値を予め設定された閾値と比較することで、巣などの欠陥がもみ抜き保持器２０の内部に存在しているか否かを精度よく検査することができる。
また、電磁誘導センサ１１の先端面１１ｃをもみ抜き保持器２０の内周面に合わせた形状にしたことで、誘導起電力の変化を感度よく捉えることができる。
【００３７】
図１０に、本発明の第６の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を示す。同図に示される転動装置部品用検査装置は、円筒ころ軸受の外輪２７を載置するためのターンテーブル２１と、このターンテーブル２１の上方に設けられた電磁誘導センサ１１と、この電磁誘導センサ１１をターンテーブル２１の上面に対して水平に支持する支持軸２９と、この支持軸２９を介して電磁誘導センサ１１をＺ軸回りに揺動駆動するセンサ揺動機構３０と、このセンサ揺動機構３０を介して電磁誘導センサ１１を図中Ｚ軸方向に昇降駆動するセンサ昇降機構２４と、電磁誘導センサ１１を図中Ｘ軸方向及びＹ軸方向に動かして電磁誘導センサ１１を位置決めするセンサ位置決め機構２５とを備えており、電磁誘導センサ１１は、図５に示すように、被測定物に交流磁界を付与する励磁コイル１１ａと、この励磁コイル１１ａから被測定物に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイル１１ｂとから構成されている。電磁誘導センサ１１の先端面は、誘導起電力の変化を感度よく捉えることができるよう、円筒ころ軸受の外輪外径面に合わせた凹形状としてある。
【００３８】
このような構成の転動装置部品用検査装置を用いて外輪２７の内部に地疵などの欠陥が存在しているか否かを検査する場合は、外輪２７をターンテーブル２１上に載置した後、刷毛あるいはウレタン、ゴム、プラスチック等の弾性体からなる異物除去部材１７を外輪２７の外周面に軽く押し当てる。次に、センサ揺動機構３０、センサ昇降機構２４及びセンサ位置決め機構２５を駆動して電磁誘導センサ１１を外輪２７の外周面に近づけると共に、ターンテーブル２１を図中時計方向に回転させる。そして、この状態で電磁誘導センサ１１の励磁コイル１１ａに交流電流を供給して外輪２７に交流磁界を付与すると、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに誘導起電力が発生する。このとき、誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の大きさは外輪２７に付与された交流磁界の磁束密度に応じて変化し、交流磁界の磁束密度は外輪２７の内部に発生した欠陥の大きさに応じて変化する。
【００３９】
したがって、電磁誘導センサ１１の誘導コイル１１ｂに発生した誘導起電力の振幅変化量または位相変化量を測定し、その測定値を予め設定された閾値と比較することで、地疵などの欠陥が外輪２７の内部に存在しているか否かを精度よく検査することができる。
また、地疵などの欠陥が外輪２７の内部に存在しているか否かを電磁誘導センサ１１により検査する際に、刷毛あるいはウレタン、ゴム、プラスチック等の弾性体からなる異物除去部材１７を外輪２７の外周面に接触させると、外輪２７の外周面に付着した異物が異物除去部材１７により電磁誘導センサ１１の手前で除去される。したがって、外輪２７の外周面に付着した異物によって検査精度が低下することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る転動装置部品用検査装置の概略構成を示す図である。
【図３】棒鋼の内部に欠陥が存在するか否かを電磁誘導センサにより検査するときの方法を説明するための図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る転動装置部品用検査装置を示す図である。
【図５】電磁誘導センサの概略構成を示す図である。
【図６】電磁誘導センサの励磁コイルから転動装置部品に付与される交流磁界を説明するための図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る転動装置部品用検査装置を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る転動装置部品用検査装置を示す図である。
【図９】電磁誘導センサの先端部を示す図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る転動装置部品用検査装置を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
２ 励磁コイル
３ インピーダンス変化検出回路
４，１３ 判定装置
５，１４ 表示装置
６，１５ 記録装置
１１ 電磁誘導センサ
１１ａ 励磁コイル
１１ｂ 誘導コイル
１２ インダクタンス変化検出回路
１６ 棒鋼
１７ 異物除去部材
１８ 交流磁界
２０ もみ抜き保持器
２１ ターンテーブル
２２，２９ 支持軸
２３，３０ センサ揺動機構
２４ センサ昇降機構
２５ センサ位置決め機構
２７ 外輪
２８ ころ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと、この励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサを用い、かつ前記転動装置部品と前記電磁誘導センサを相対移動させながら前記転動装置部品の表面または内部に存在する欠陥、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入のいずれかを検査する転動装置部品の検査方法であって、
前記転動装置部品を検査する際に前記転動装置部品の表面に異物除去部材の先端を接触させ、前記転動装置部品の表面に付着した異物を前記異物除去部材により前記電磁誘導センサの手前で除去しながら前記転動装置部品の検査を行うことを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の転動装置部品の検査方法において、前記異物除去部材が弾性体であることを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項３】
請求項２記載の転動装置部品の検査方法において、前記弾性体が刷毛、ウレタン、ゴム、プラスチックのいずれかであることを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項４】
転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと、この励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサを用い、かつ前記転動装置部品と前記電磁誘導センサを相対移動させながら前記転動装置部品の表面または内部に存在する欠陥、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入のいずれかを検査する転動装置部品の検査方法であって、
前記電磁誘導センサの先端面を該センサが対向する転動装置部品の表面形状に合わせた形状としたことを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項５】
請求項４記載の転動装置部品の検査方法において、前記電磁誘導センサと前記転動装置部品は交流磁界の磁力線が前記転動装置部品に対して９０度となるように、それぞれの形状が規定されていることを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載の転動装置部品の検査方法において、前記転動装置部品の素材が棒鋼であることを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項記載の転動装置部品の検査方法において、被検出部材は素材となる部材を鍛造により、転動装置部品として型取りした部材であることを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項記載の転動装置部品の検査方法において、被検出部材は転動装置部品として研削加工または超仕上げ加工した部材であることを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項９】
転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと、この励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサを用い、かつ前記転動装置部品と前記電磁誘導センサを相対移動させながら前記転動装置部品の表面または内部に存在する欠陥、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入のいずれかを検査する転動装置部品の検査方法であって、
前記転動装置部品を検査する際に前記転動装置部品の表面に異物除去部材の先端を接触させ、前記転動装置部品の表面に付着した異物を前記異物除去部材により前記電磁誘導センサの手前で除去しながら前記転動装置部品の検査を行うようにし、かつ前記電磁誘導センサの先端面を前記転動装置部品の表面形状に合わせて検査を行うようにしたことを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項１０】
請求項１記載の検査方法に用いられる転動装置部品用検査装置であって、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと該励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサと、前記誘導コイルに発生した誘導起電力の振幅と位相のうち少なくとも一方の変化量を検出するデータ処理部と、前記データ処理部の出力を閾値と比較して合否判定する判定部とを具備したことを特徴とする転動装置部品用検査装置。
【請求項１１】
請求項４記載の検査方法に用いられる転動装置部品用検査装置であって、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと該励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサと、前記誘導コイルに発生した誘導起電力の振幅と位相のうち少なくとも一方の変化量を測定するデータ処理部と、前記データ処理部の出力を閾値と比較して合否判定する判定部とを具備したことを特徴とする転動装置部品用検査装置。
【請求項１２】
請求項９記載の検査方法に用いられる転動装置部品用検査装置であって、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと該励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサと、前記誘導コイルに発生した誘導起電力の振幅と位相のうち少なくとも一方の変化量を測定するデータ処理部と、前記データ処理部の出力を閾値と比較して合否判定する判定部とを具備したことを特徴とする転動装置部品用検査装置。
【請求項１】
転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと、この励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサを用い、かつ前記転動装置部品と前記電磁誘導センサを相対移動させながら前記転動装置部品の表面または内部に存在する欠陥、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入のいずれかを検査する転動装置部品の検査方法であって、
前記転動装置部品を検査する際に前記転動装置部品の表面に異物除去部材の先端を接触させ、前記転動装置部品の表面に付着した異物を前記異物除去部材により前記電磁誘導センサの手前で除去しながら前記転動装置部品の検査を行うことを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の転動装置部品の検査方法において、前記異物除去部材が弾性体であることを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項３】
請求項２記載の転動装置部品の検査方法において、前記弾性体が刷毛、ウレタン、ゴム、プラスチックのいずれかであることを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項４】
転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと、この励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサを用い、かつ前記転動装置部品と前記電磁誘導センサを相対移動させながら前記転動装置部品の表面または内部に存在する欠陥、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入のいずれかを検査する転動装置部品の検査方法であって、
前記電磁誘導センサの先端面を該センサが対向する転動装置部品の表面形状に合わせた形状としたことを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項５】
請求項４記載の転動装置部品の検査方法において、前記電磁誘導センサと前記転動装置部品は交流磁界の磁力線が前記転動装置部品に対して９０度となるように、それぞれの形状が規定されていることを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載の転動装置部品の検査方法において、前記転動装置部品の素材が棒鋼であることを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項記載の転動装置部品の検査方法において、被検出部材は素材となる部材を鍛造により、転動装置部品として型取りした部材であることを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか一項記載の転動装置部品の検査方法において、被検出部材は転動装置部品として研削加工または超仕上げ加工した部材であることを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項９】
転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと、この励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサを用い、かつ前記転動装置部品と前記電磁誘導センサを相対移動させながら前記転動装置部品の表面または内部に存在する欠陥、表面硬さ、焼入れ深さ、金属組織変化、異材混入のいずれかを検査する転動装置部品の検査方法であって、
前記転動装置部品を検査する際に前記転動装置部品の表面に異物除去部材の先端を接触させ、前記転動装置部品の表面に付着した異物を前記異物除去部材により前記電磁誘導センサの手前で除去しながら前記転動装置部品の検査を行うようにし、かつ前記電磁誘導センサの先端面を前記転動装置部品の表面形状に合わせて検査を行うようにしたことを特徴とする転動装置部品の検査方法。
【請求項１０】
請求項１記載の検査方法に用いられる転動装置部品用検査装置であって、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと該励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサと、前記誘導コイルに発生した誘導起電力の振幅と位相のうち少なくとも一方の変化量を検出するデータ処理部と、前記データ処理部の出力を閾値と比較して合否判定する判定部とを具備したことを特徴とする転動装置部品用検査装置。
【請求項１１】
請求項４記載の検査方法に用いられる転動装置部品用検査装置であって、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと該励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサと、前記誘導コイルに発生した誘導起電力の振幅と位相のうち少なくとも一方の変化量を測定するデータ処理部と、前記データ処理部の出力を閾値と比較して合否判定する判定部とを具備したことを特徴とする転動装置部品用検査装置。
【請求項１２】
請求項９記載の検査方法に用いられる転動装置部品用検査装置であって、転動装置部品に交流磁界を付与する励磁コイルと該励磁コイルから転動装置部品に付与された交流磁界の磁束密度の変化を検出するための誘導コイルとを有する電磁誘導センサと、前記誘導コイルに発生した誘導起電力の振幅と位相のうち少なくとも一方の変化量を測定するデータ処理部と、前記データ処理部の出力を閾値と比較して合否判定する判定部とを具備したことを特徴とする転動装置部品用検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−３２６８１（Ｐ２００８−３２６８１Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８０９１（Ｐ２００７−８０９１）
【出願日】平成１９年１月１７日（２００７．１．１７）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１７日（２００７．１．１７）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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