(57)【要約】【課題】  脱磁機を別途設けることなく、残留磁気の影響を受けない高精度の検査を行うことができるバルクハウゼンノイズ検査装置を提供する。【解決手段】  検査対象物３０を磁化する励磁コイル３、および磁化された検査対象物３０が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイル４を有する検出ヘッド１と、前記励磁コイル３に磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源５とを備える。この構成において、検出ヘッド１に脱磁機能を持たせて検査対象物３０の残留磁気を脱磁する脱磁手段２０を設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物を磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源とを備えたバルクハウゼンノイズ検査装置において、
前記検出ヘッドに脱磁機能を持たせて前記検査対象物の残留磁気を脱磁する脱磁手段を設けたことを特徴とするバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項２】
請求項１において、前記脱磁手段は、前記検出ヘッドに設けられ前記検査対象物を脱磁する脱磁コイルと、時間とともに振幅の減衰する交流磁界を発生させる交流電流を前記脱磁コイルに供給する脱磁用電源部とを有し、前記電源は前記脱磁用電源部と、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する励磁用電源部とを有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記励磁コイルを前記脱磁コイルに共用したバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記検出ヘッドで検出されたバルクハウゼンノイズから、前記検査対象物の表面部の性状を検出する信号処理手段を設けたバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、転動装置の表面または転動装置部品の表面の性状の検出に用いられるバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項６】
請求項５において、前記転動装置の表面または転動装置部品の表面に前記検出ヘッドを摺接させることで、表面の性状を検出するものとしたバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６のいずれか１項において、検出する前記表面の性状が、表面の研削焼け、または残留応力、または欠陥であるバルクハウゼンノイズ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バルクハウゼンノイズを利用して非破壊検査を行うバルクハウゼンノイズ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削焼け、残留応力、硬度、荷重などの非破壊検査を行う検査装置として、バルクハウゼンノイズを利用した種々のバルクハウゼンノイズ検査装置が提案されている（例えば特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０２−２６２９５８号公報
【特許文献２】特開２００１−１３３４４１号公報
【特許文献３】特開２００６−２６６６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バルクハウゼンノイズは、検査対象物の残留磁気により変化する。軸受などの機械部品の製作の研磨工程では、マグネットチャックなどを使用するので、部品に磁気が残留する。このため、このような機械部品を検査対象物とする場合、バルクハウゼンノイズの値が機械部品の残留磁気の影響を受け、研削焼けなどの検出精度が悪くなる。この場合には、検査対象物を脱磁してから、バルクハウゼンノイズ検査装置で検査を行なえば良いが、そのために脱磁機を別途準備する必要がある。
【０００５】
この発明の目的は、脱磁機を別途設けることなく、残留磁気の影響を受けない高精度の検査を行うことができるバルクハウゼンノイズ検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のバルクハウゼンノイズ検査装置は、検査対象物を磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源とを備えたバルクハウゼンノイズ検査装置において、前記検出ヘッドに脱磁機能を持たせて前記検査対象物の残留磁気を脱磁する脱磁手段を設けたことを特徴とする。
この構成のバルクハウゼンノイズ検査装置によると、前記検出ヘッドに脱磁機能を持たせて検査対象物の残留磁気を脱磁する脱磁手段を設けたたので、脱磁機を別途設けることなく、残留磁気の影響を受けない高精度の検査を行うことができる。
【０００７】
この発明において、前記脱磁手段は、前記検出ヘッドに設けられ前記検査対象物を脱磁する脱磁コイルと、時間とともに振幅の減衰する交流磁界を発生させる交流電流を前記脱磁コイルに供給する脱磁用電源部とを有し、前記電源は前記脱磁用電源部と、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する励磁用電源部とを有するものとしても良い。このように時間とともに振幅の減衰する交流磁界を発生させることで、効果的に脱磁が行える。
【０００８】
この発明において、前記励磁コイルを前記脱磁コイルに共用しても良い。このように、バルクハウゼンノイズの検出に用いる励磁コイルを、脱磁手段の脱磁コイルに共用すれば、専用の脱磁コイルを別途設ける必要がなく、それだけ検出ヘッドをコンパクトに構成できる。
【０００９】
この発明において、前記検出ヘッドで検出されたバルクハウゼンノイズから、前記検査対象物の表面部の性状を検出する信号処理手段を設けても良い。この発明のバルクハウゼンノイズ検査装置は、バルクハウゼンノイズの検出を行うまでの処理のみを行うものとしても良いが、上記の信号処理手段を設けることで、さらに、検査対象物の表面部の特定の性状の検出までを行うことができる。検出する前記表面の性状は、例えば、表面の研削焼け、残留応力、欠陥等である。検出されたバルクハウゼンノイズから適宜処理して得たバルクハウゼンノイズ値を閾値と比較することなどで、上記研削焼け、残留応力、欠陥等の検出が可能となる。
【００１０】
この発明において、バルクハウゼンノイズ検査装置は、転動装置の表面または転動装置部品の表面の性状の検出に用いるものとしても良い。この場合に、前記転動装置の表面または転動装置部品の表面に前記検出ヘッドを摺接させることで、表面の性状を検出するものとしても良い。検出ヘッドを摺接させると、エアギャップが生じず、感度良く安定して検出が行える。検出する前記表面の性状は、表面の研削焼け、または残留応力、または欠陥であっても良い。
【発明の効果】
【００１１】
この発明のバルクハウゼンノイズ検査装置は、検査対象物を磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源とを備えたバルクハウゼンノイズ検査装置において、前記検出ヘッドに脱磁機能を持たせて前記検査対象物の残留磁気を脱磁する脱磁手段を設けたため、脱磁機を別途設けることなく、残留磁気の影響を受けない高精度の検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の一実施形態にかかるバルクハウゼンノイズ検査装置の概略構成図である。
【図２】同バルクハウゼンノイズ検査装置の脱磁手段における脱磁コイルに発生させる交流磁界の波形図である。
【図３】同バルクハウゼンノイズ検査装置の具体的構成図である。
【図４】同バルクハウゼンノイズ検査装置の一使用例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この実施形態のバルクハウゼンノイズ検査装置は、励磁コイル３と検出コイル４を含む検出ヘッド１と、前記励磁コイル３に磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する励磁用電源部６を含む電源５と、前記検出コイル４の出力信号を処理してバルクハウゼンノイズを抽出するバルクハウゼンノイズ検出回路８と、検出対象物３０の残留磁気を脱磁する脱磁手段２０とを備える。前記電源５およびバルクハウゼンノイズ検出回路８は、検出ヘッド１とは別体の検査装置本体２における回路基板上に実装されている。検査時には、前記検出ヘッド１が検査対象物３０の表面に押し当てられる。検出ヘッド１の検査対象物３０に接触させる接触面には摩擦低減用のカバーや被覆等（図示せず）を設けても良い。
【００１４】
検出ヘッド１における励磁コイル３は、検査対象物３０を磁化するためのコイルであって、磁心となる鉄心１３に巻かれている。また、検出ヘッド１における検出コイル４は、磁化された前記検査対象物３０が発するバルクハウゼンノイズを検出するためのコイルであって、磁心となる鉄心１４に巻かれている。前記各鉄心１３，１４は、フェライトなどの磁性酸化物や積層ケイ素鋼板などからなる。検出コイル４は鉄心１４の無い空心コイルであっても良い。検出ヘッド１を検査対象物３０の表面に押し当てた状態で、前記各鉄心１３，１４が検査対象物３０の表面に押し当てられる。
【００１５】
脱磁手段２０は、前記励磁用コイル３で代用される脱磁用コイルと、図２のように時間とともに振幅の減衰する交流磁界を発生させる交流電流を脱磁用コイル（励磁用コイル３と共用）に供給する脱磁用電源部７とを有する。脱磁用電源部７の供給する交流電流は、時間とともに減衰する交流電流である。前記電源４は、この脱磁用電源部７と前記励磁用電源部６とを有する。励磁用電源部６は振幅の減衰しない交流電流を供給するが、その交流電流の振幅、周波数および波形を変化させることができ、この交流電流に直流バイアス電流を重畳することも可能である。
【００１６】
前記検出ヘッド１には、前記励磁コイル３や検出コイル４のほか、検査対象物３０を励磁する磁束を検出する磁界センサ１５が設けられている。前記電源５は、励磁用電源部６および脱磁用電源部７のほか、前記磁界センサ１５が検出する磁束の強さに基づき励磁用電源部６の交流電流を制御して検査対象物３０を励磁する磁束を一定に保つ図示しない電流制御部を有する。バルクハウゼンノイズ検出回路８は、検出コイル４の検出信号を増幅する増幅器１１や、その増幅された検出信号からバルクハウゼンノイズを抽出する抽出フィルタ１２などからなる。
【００１７】
図３は、前記バルクハウゼンノイズ検査装置のより具体的な構成例を示す。検出ヘッド１は、筒状のケース１６内に、励磁コイル３を巻いた鉄心１３と、検出コイル４を巻いた鉄心１４を設置して構成される。励磁コイル３は巻枠１７を介して鉄心１３に巻かれ、検出コイル４は巻枠１８を介して鉄心１４に巻かれる。励磁コイル３と検出コイル４は、モールド材１９Ａ，１９Ｂにより前記ケース１６内で一体化されている。
【００１８】
検査装置本体２は、前記電源５、バルクハウゼンノイズ検出回路８のほかに、同検出回路８で抽出されたバルクハウゼンノイズを信号処理する信号処理回路９を有する。具体的には、信号処理回路９は、バルクハウゼンノイズ信号の実効値、振幅の最大値や平均値、包絡線の振幅などを測定し、これをバルクハウゼンノイズ値とする。バルクハウゼンノイズ値は、交流磁界の数サイクル分のバルクハウゼンノイズの値を測定し、それらの平均値を求めたものであっても良い。この信号処理回路９では、測定したバルクハウゼンノイズ値から、検査対象物３０の表面の性状を検出する。例えば、バルクハウゼンノイズ値が、予め定められたしきい値を超えたときに、検査対象物３０の表面に研削焼けなどの異常があると判断する。しきい値を別の値とすることで、微細な割れや空洞等の欠陥があると判断するものとできる。また、信号処理回路９は、バルクハウゼンノイズ値から、検査対象物３０の表面部の残留応力を測定するものとしても良い。検査装置本体２は表示部１０に接続される。表示部１０は、測定したバルクハウゼン値や、異常の有無などを表示する。
【００１９】
この構成のバルクハウゼンノイズ検査装置を用いた検査対象物３０の非破壊検査では、バルクハウゼンノイズの検出に先立ち、脱磁手段２０により検査対象物３０の脱磁を行う。この脱磁では、検出ヘッド１を検査対象物３０に押し当てて鉄心１３を検査対象物３０に接触させることで鉄心１３と検査対象物３０とで磁気回路を構成する。この状態で、励磁コイル３を脱磁コイルに代用して、検査装置本体２の電源５の脱磁用電源部７から振幅が時間とともに減衰する交流電流を前記励磁コイル３に供給する。これにより、図２のように振幅が時間とともに減衰する交流磁界を励磁コイル３に発生させ、検査対象物３０を交流脱磁する。
【００２０】
このように、検査対象物３０の残留磁気を脱磁してから、バルクハウゼンノイズの検出を以下のように行う。脱磁の場合と同様に、検査対象物３０に検出ヘッド１を押し当てると、鉄心１３，１４が検査対象物３０に接触し、鉄心１３と検査対象物３０とで磁気閉回路が構成される。この状態で、検査装置本体２の電源５の励磁用電源部７から振幅が減衰しない一定の交流電流を前記励磁コイル３に供給する。これにより、励磁コイル３に一定振幅の交流磁界を発生させ、検査対象物３０を磁化する。検出コイル４は、磁化された検査対象物３０が発するバルクハウゼンノイズを検出する。検出コイル４が検出したバルクハウゼンノイズ信号は、検査装置本体２のバルクハウゼンノイズ検出回路８において、増幅器１１で増幅され、抽出フィルタ１２によりバルクハウゼンノイズ信号が抽出される。抽出されたバルクハウゼンノイズ信号は次段の信号処理回路９で処理されて、バルクハウゼンノイズ値が算出され、この値から検査対象物３０の表面異常（研削焼けなど）の有無などが判断される。
【００２１】
なお、前記脱磁処理によっても検査対象物３０に若干の残留磁気が残る場合には、バルクハウゼンノイズの検出に先立ち、例えば磁界センサ１５（図１）を残留磁気検出用センサとして利用することで残留磁気を検出し、バルクハウゼンノイズ検出時に信号処理回路９でバルクハウゼンノイズ値を算出する際に、前記残留磁気の検出値に基づきバルクハウゼンノイズ値を補正するようにしても良い。
【００２２】
このように、このバルクハウゼンノイズ検査装置では、検査対象物３０の残留磁気を脱磁する脱磁手段２０を設けているので、脱磁機を別途設けることなく、残留磁気の影響を受けない高精度の検査を行うことができる。
【００２３】
また、この実施形態では、バルクハウゼンノイズの検出に用いる励磁コイル３を、脱磁手段２０の脱磁コイルに共用しているので、専用の脱磁コイルを別途設ける必要がなく、それだけ検出ヘッド１をコンパクトに構成できる。
【００２４】
図４は、前記バルクハウゼンノイズ検査装置を使用して行う非破壊検査の一例を示す。ここでは、軸受の品質を検査する装置として使用しており、具体的には軸受の内輪２１の転走面２１ａの研削焼けを検出する。バルクハウゼンノイズ検査装置の検出ヘッド１は、移動可能な支持部材２２に支持され、支持部材２２の移動により軸受内輪２１の転走面２１ａの表面を摺動しながら異常箇所を検出する。軸受内輪２１は回転軸２３の外径面に嵌着されており、回転軸２３を回転させることで、軸受内輪２１の転走面２１ａの全周面に前記検出ヘッド１を摺動させて研削焼けを検査することができる。
オンライン上で、このようにバルクハウゼンノイズ検査装置を使用すると、軸受内輪２１の転走面２１ａの研削焼けなどの異常を全数検査することができ、品質保証能力を高めることができる。
【００２５】
図４では、前記バルクハウゼンノイズ検査装置を軸受内輪２１の転走面２１ａにおける研削焼けの検査に用いた例を示したが、検出する表面情報は残留応力や欠陥であっても良い。また、検査対象物は軸受部品である内輪２１に限らず、例えば軸受そのものの表面情報を検出するものとしても良い。また、検査対象物は軸受に限らず他の転動装置や転動装置部品であっても良く、この場合にもその転動装置や転動装置部品の表面情報を精度良く検出することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１…検出ヘッド
３…励磁コイル（脱磁コイル兼用）
４…検出コイル
５…電源
６…励磁用電源部
７…脱磁用電源部
２０…脱磁手段
２１…軸受内輪（転動装置部品）
３０…検査対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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