(57)【要約】【課題】  鍛造リングにおける割れや疵などの表面欠陥の検出を自動で短時間に精度よく行える検出装置を提供する。【解決手段】  励磁コイル及び検出コイルからなる渦流センサー８の２個をそれぞれ被検体である鍛造リング１１のリング側面１１ａの表面と微小間隔をあけて配置し、この鍛造リング１１に対し渦流センサー８を相対的に移動させ、励磁コイルに高周波電流を流して渦電流をこの鍛造リング１１の表面に発生させ、検出コイルにて渦電流により生ずる、隣接した鍛造リング１１の表面の健全部と疵などの表面欠陥部の２箇所の、磁気特性に基づく信号の差異を検出することにより鍛造リング１１の表面欠陥を検出する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造などで製造した外周面に傾斜のついたリング状素材を駆動ローラと従動ローラからなる支持機構により支持回転して渦流センサーによりリング状素材のリング側面の鋼材表面の欠陥部を渦電流を利用して検出する方法において、被検査材である鍛造リング状素材のリング側面を検査基準面と平行にして該検査基準面上で回転させながら、それぞれのローラ外周面に所定の傾斜を設けた駆動ローラと従動ローラの該ローラ外周面の小径側を検査基準面側に配置して該ローラ外周面を該被検査材の外周面に押しつけることにより、被検査材を軸方向の検査基準面側に押しつけて支持しながら検査する方法からなることを特徴とする鍛造リング状素材の表面欠陥の検査方法。
【請求項２】
渦流センサーは被検査材のリング側面とリング幅方向の微小間隔を空けて検査基準面に対して固定し、被検査材と渦流センサーの間隔を一定に保った状態で被検査材が１回転以上する間に渦流センサーにより被検査材のリング側面の表面欠陥を検出する方法からなることを特徴とする請求項１に記載の鍛造リング状素材の表面欠陥の検査方法。
【請求項３】
被検査材を検査基準面側に押しつけて支持しながら検査する方法は、検査基準面上において検査基準面に対して位置を固定した２個の駆動ローラと、駆動ローラの方向に可動自在な１個の従動ローラとの間に、被検査材のリング側面を外周面を挟持し、固定された駆動ローラに従動ローラを押しつけることにより被検査材を検査基準面側に押しつけながら支持して回転することにより、渦流センサーにより被検査材のリング側面の表面欠陥を検出する方法からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の鍛造リング状素材の表面欠陥の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鍛造等で製造されたリング状素材の割れや疵などの表面欠陥を渦電流の利用により検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
丸鋼材を切断し、この切断材を据え込み加工し、ついで鍛造により拡径し、さらに抜き工程により製造されるリング状鍛造品は、例えばベアリングレースに使用されるリング状素材は、鍛造時に金型の異常等によりその表面に表面疵が発生する。特に、鍛造の母材である丸鋼材を切断したときに発生する破面は、上記の据え込み加工、及び、その後の鍛造などの成形工程において、製品にプリントされ、最終的には製品の表面疵となる。この表面疵は、その鋼材の破面の位置からリング状鍛造品のリング側面側に発生することが知られている。
【０００３】
通常、この表面疵は旋削加工により除去されるが、鋼材を切断する刃具の異常等によりこの表面疵が大きくなると、旋削後に疵残りなどの問題が生ずることがある。
【０００４】
これを防ぐために、従来では目視による表面欠陥の確認を行い、欠陥の発見されたものを不良品としていた。しかし、その作業は面倒なものであり、非効率なものであった。
また、他の従来技術として旋削リングについて渦電流を用いた表面欠陥の検査装置の実施例が示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
これは被検査材の外周面及び内径面の欠陥を検出するものであるが、励磁コイル及び検出コイルからなる渦流センサーを被検査材のリング側面側に配設することにより、被検査材のリング側面の欠陥の検出も可能である。すなわち、励磁コイルに高周波電流を流して渦電流をこの鍛造リング１１の表面に発生させ、検出コイルにて渦電流により生ずる、隣接した被検査材の表面の健全部と疵などの表面欠陥部の２箇所の、磁気特性に基づく信号の差異を検出することにより、被検査材の表面欠陥の検出を可能とする。
【０００６】
しかし、図１に示すように、鍛造リング１１には、リング外周面１１ｂに溝はなく、かつリング外周面１１ｂに成形後に金型からワークである鍛造リング１１を容易に排出するための抜き勾配の傾斜角αが設けられており、特許文献１の方法では、被検査材の軸方向に対する支持機構がないため、検査中に被検査材が軸方向に振れ、被検査材表面と渦流センサーの間隔が一定に保てなくなって表面欠陥の検出が困難であった。また、被検査材が渦流センサーに接触し破損するという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１２２２９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、鍛造等で製造されたベアリングレース等のリング状素材の表面欠陥を検出する方法を提供することであり、特に、外周面に抜き勾配のテーパー面を有する鍛造リング状素材のリング側面上の表面欠陥を励磁コイル及び検出コイルからなる渦流センサーにより渦電流を用いて精度よく検出する方法を提供することである。
【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の本発明の手段は、請求項１の発明では、鍛造などで製造した外周面に傾斜のついたリング状素材を駆動ローラと従動ローラからなる支持機構により支持回転して渦流センサーによりリング状素材のリング側面の鋼材表面の欠陥部を渦電流を利用して検出する方法において、被検査材である鍛造リング状素材のリング側面を検査基準面と平行にして該検査基準面上で回転させながら、それぞれのローラ外周面に所定の傾斜を設けた駆動ローラと従動ローラの該ローラ外周面の小径側を検査基準面側に配置して該ローラ外周面を該被検査材の外周面に押しつけることにより、被検査材を軸方向の検査基準面側に押しつけて支持しながら検査する方法からなることを特徴とする鍛造リング状素材の表面欠陥の検査方法である。
【００１０】
請求項２の発明では、渦流センサーは被検査材のリング側面とリング幅方向の微小間隔を空けて検査基準面に対して固定し、被検査材と渦流センサーの間隔を一定に保った状態で被検査材が１回転以上する間に渦流センサーにより被検査材のリング側面の表面欠陥を検出する方法からなることを特徴とする請求項１の手段の鍛造リング状素材の表面欠陥の検査方法である。
【００１１】
請求項３の発明では、被検査材を検査基準面側に押しつけて支持しながら検査する方法は、検査基準面上において検査基準面に対して位置を固定した２個の駆動ローラと、駆動ローラの方向に可動自在な１個の従動ローラとの間に、被検査材のリング側面を外周面を挟持し、固定された駆動ローラに従動ローラを押しつけることにより被検査材を検査基準面側に押しつけながら支持して回転することにより、渦流センサーにより被検査材のリング側面の表面欠陥を検出する方法からなることを特徴とする請求項１又は２の手段の鍛造リング状素材の表面欠陥の検査方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は外周面にテーパーのついた鍛造リング状素材の表面欠陥の検出方法において、渦流センサーと被検査材の被検査表面との間隔を一定に保って検査できるため、被検査材である鍛造リング状素材の表面欠陥を精度よく検出することができ、さらに渦流センサーに接触して破損することがなく、従来にない優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。図２は本発明に用いる鍛造リングのリング側面の表面欠陥を検査する検査装置を模式的に示した図である。図３は本発明における駆動ローラと従動ローラからなる被検査材の位置決め機構を模式的に示した図である。図４は鍛造リングのリング側面に形成の表面欠陥を模式的に示す図である。
【００１４】
本発明における鍛造などにより製造されたベアリングレースなどのリング状素材の疵などの表面欠陥の検査方法を実施する装置を図２の（ａ）の平面図及び（ｂ）のリング側面図を参照して説明する。上記した本発明に使用する疵検査装置は、図２に示すように、検査基準面１に対して固定されている２個の駆動ローラ２、２と検査基準面１上を駆動ローラ２方向に可動自在に配設されている１個の従動ローラ３からなる位置決め機構を有する。これらの２個の駆動ローラ２、２と１個の従動ローラ３はそれぞれ所定の傾斜を設けたローラ外周面２ａ、３ａを有し、該ローラ外周面２ａ、３ａの小径側が検査基準面１側に配置されている。さらに、これらの２個の駆動ローラ２、２は水平方向に離間して配置されている。さらに、１個の従動ローラ３はシリンダー６で駆動されるシリンダーヘッドに固定されて検査基準面１上を駆動ローラ２の方向に移動され、検査位置５付近に搬送された被検査材４を駆動ローラ２側に押しつけることで位置決めされる。
【００１５】
検査位置５の上流側には被検査材４を検査位置５に供給するためのシリンダーで駆動されるプッシャー７がある。被検査材４は、検査完了後にプッシャー７により押し出された次の被検査材４により、玉突き状に検査位置５から押し出され排出される。検査位置５から排出された被検査材４は、検査位置５の下流側に配設された、図示していないベルトコンベアで次工程へ搬送される。一方、検査基準面１上の検査位置５にプッシャー７により配置された被検査材４は、これら２個の駆動ローラ２と１個の従動ローラ３の３個のローラにより挟持されて３点支持により位置決めされる。この位置決めの後、駆動ローラ２の回転により図２の矢印方向に回転され、被検査材４の回転を通じて従動ローラ３も回転される。
【００１６】
この場合、図２に示すように被検査材４のリング側面と上下に微小な間隔をあけて２個の渦流センサー８、８が配設されている。この渦流センサー８は励磁コイル及び検出コイルからなっている。被検査材４が検査位置に３点のローラにより支持されると、この渦流センサー８、８により被検査材４の表面欠陥部が渦電流を利用して検出され画像１０として表示される。
【００１７】
本発明の請求項１に係る実施の形態を、図３を参照して説明する。図３に示すように、被検査材４の外周面は２個の駆動ローラ２と１個の可動自在な従動ローラ３により支持される。駆動ローラ２と従動ローラ３は、検査基準面１から遠いローラ外周面２ｂ、３ｂの外径が検査基準面１に近いローラ外周面２ｃ、３ｃの外径より大きくなるように、それぞれのローラ外周面２ａ、３ａに図３に示すように傾斜角βが設けてあり、従動ローラ３をシリンダー６で押して駆動ローラ２の方向へスライドさせることにより、検査位置５付近にある被検査材４を２個の駆動ローラ２側に押しつけると同時に、３個のローラに設けた外周面２ａ、３ａの傾斜角βにより被検査材４を検査基準面１の方向に押しつけることとなる。被検査材４は駆動ローラ２により回転している間も軸方向にも支持される。なお、ローラ外周面２ａ、３ａの傾斜角は必ずしも同一の角度でなくてもよい。
【００１８】
上記の作用により、被検査材４は３点のローラに支持され、駆動ローラ２により回転している間、渦流センサー８と被検査材４の表面との間隔が一定に保たれている。
【実施例１】
【００１９】
上記の本発明に使用する鍛造リング状素材の表面疵検査装置において、表１に示すように、渦流センサー８と鍛造リング１１であるリング状の被検査材４の間隔を０．５ｍｍとし、検査周波数を１２８ｋＨｚで、出力４０ｄｂ、合否判定の閾値として出力をＸ方向１．２Ｖ、Ｙ方向０．５Ｖとする条件により、被検査材４をそれぞれ３回ずつ測定した。得られた結果を、表２に示す。なお、図４において、鍛造リング１１は、表２の不良品として、そのリング側面１１ａの表面に深さ０．３ｍｍの人工疵９を与えたものであり、表２の不良品２として、そのリング側面に深さ０．５ｍｍの人工疵９を与えたものである。表２に示すように、渦流センサー８による良品は３回とも○であり、不良品１は３回とも×であり、不良品２は同様に３回とも×であり、これらにおいて誤判定は全くなかった。
【００２０】
【表１】
2006145301.tif 000003
【００２１】
【表２】
2006145301.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】鍛造リングを模式的に表した図である。
【図２】本発明における疵検査装置を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明における疵検査装置の位置決め機構を模式的に示す説明図である。
【図４】被検査材として用いた鍛造リングを模式的に示す図で、（ａ）は平面図で、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  検査基準面
２  駆動ローラ
２ａ  ローラ外周面
２ｂ  検査基準面から遠いローラ側面
２ｃ  検査基準面に近いローラ側面
３  従動ローラ
３ａ  ローラ外周面
３ｂ  検査基準面から遠いローラ側面
３ｃ  検査基準面に近いローラ側面
４  被検査材
５  検査位置
６  シリンダー
７  プッシャー
８  渦流センサー
９  人工疵
１０  画像
１１  鍛造リング
１１ａ  リング側面
１１ｂ  リング外周面
α  傾斜角
β  傾斜角
【図１】
2006145301.tif 000005
【図２】
2006145301.tif 000006
【図３】
2006145301.tif 000007
【図４】
2006145301.tif 000008