(57)【要約】【課題】作業時間の短縮が容易であり、かつ作業性に優れた品質評価方法および品質評価装置を提供する。【解決手段】本発明に係る品質評価方法は、鉄鋼材料からなる対象物１０に打撃を付与する打撃付与工程１００と、該打撃付与工程において打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出工程２００と、該打撃音検出工程において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて該対象物の焼入れ深さを算出する焼入れ深さ算出工程３１０と、を具備する。【選択図】図２
2006284548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に打撃を付与する打撃付与工程と、
該打撃付与工程において打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出工程と、
該打撃音検出工程において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて対象物の焼入れ深さを算出する焼入れ深さ算出工程と、
を具備することを特徴とする品質評価方法。
【請求項２】
前記焼入れ深さ算出工程において、
異なる焼入れ深さを有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、前記対象物に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較することを特徴とする請求項１に記載の品質評価方法。
【請求項３】
前記所定の周波数帯は２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の品質評価方法。
【請求項４】
対象物に打撃を付与する打撃付与工程と、
該打撃付与工程において打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出工程と、
該打撃音検出工程において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて対象物の焼き割れの有無を判定する焼き割れ判定工程と、
を具備することを特徴とする品質評価方法。
【請求項５】
前記焼き割れ判定工程において、
焼き割れが無いことが予め確認されたリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、前記対象物に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較することを特徴とする請求項４に記載の品質評価方法。
【請求項６】
前記所定の周波数帯は２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の品質評価方法。
【請求項７】
対象物に打撃を付与する打撃付与工程と、
該打撃付与工程において打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出工程と、
該打撃音検出工程において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて対象物の密度を算出する密度算出工程と、
を具備することを特徴とする品質評価方法。
【請求項８】
前記密度算出工程において、
異なる密度を有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、前記対象物に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較することを特徴とする請求項７に記載の品質評価方法。
【請求項９】
前記所定の周波数帯は２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の品質評価方法。
【請求項１０】
対象物に打撃を付与する打撃付与手段と、
該打撃付与手段が打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出手段と、
該打撃音検出手段が検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて対象物の焼入れ深さを算出する焼入れ深さ算出手段と、
を具備することを特徴とする品質評価装置。
【請求項１１】
前記焼入れ深さ算出手段は、
異なる焼入れ深さを有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、前記対象物に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較することを特徴とする請求項１０に記載の品質評価装置。
【請求項１２】
前記所定の周波数帯は２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の品質評価装置。
【請求項１３】
対象物に打撃を付与する打撃付与手段と、
該打撃付与手段が打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出手段と、
該打撃音検出手段が検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて対象物の焼き割れの有無を判定する焼き割れ判定手段と、
を具備することを特徴とする品質評価装置。
【請求項１４】
前記焼き割れ判定手段は、
焼き割れが無いことが予め確認されたリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、前記対象物に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較することを特徴とする請求項１３に記載の品質評価装置。
【請求項１５】
前記所定の周波数帯は２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の品質評価装置。
【請求項１６】
対象物に打撃を付与する打撃付与手段と、
該打撃付与手段が打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出手段と、
該打撃音検出手段が検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて対象物の密度を算出する密度算出手段と、
を具備することを特徴とする品質評価装置。
【請求項１７】
前記密度算出手段は、
異なる密度を有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、前記対象物に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較することを特徴とする請求項１６に記載の品質評価装置。
【請求項１８】
前記所定の周波数帯は２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の品質評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼入れが施された対象物あるいは焼結された対象物の品質を評価する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼入れが施された対象物の品質の評価（例えば焼入れ深さの算出や焼き割れの有無の判定）、あるいは焼結された対象物の品質の評価（例えば、密度の算出）の等を行う技術は公知となっている。例えば、特許文献１および特許文献２に記載の如くである。
特許文献１および特許文献２に記載の品質評価装置は、対象物に所定の周波数の超音波を照射（送信）する送波手段と、対象物を透過した透過波または対象物により反射した反射波を受信する受波手段と、該受波手段が受信した透過波または反射波に基づいて焼入れ品質の評価を行う制御手段と、を具備するものである。
また、焼入れが施された対象物の焼入れ品質の評価を行う別の装置としては、渦流センサを用いて対象物の表層部に渦電流を発生させ、該渦電流の大きさや変化等に基づいて焼入れ品質の評価を行う装置も知られている。
【特許文献１】特開平６−１８４８７号公報
【特許文献２】特開２００４−１７７１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１および特許文献２に記載の品質評価装置は、効果的に超音波を対象物に送信し、あるいは効果的に透過波または反射波を対象物から受信するために対象物と送波手段との間、および対象物と受波手段との間を水またはゲル状の媒体（グリース等）で満たす必要がある。そのため、対象物を水槽に浸漬したり対象物の表面にグリースを塗布したりする等の煩雑な作業を行わねばならず、作業時間の短縮や工数の削減という観点からは好ましくない。
【０００４】
また、渦流センサを用いた品質評価装置は、渦流センサを対象物に沿って走査する必要があるが、その走査速度を上昇させると一般的に検出精度が低下する。そのため、作業時間の短縮が困難であるという問題がある。さらに、渦流センサを用いた品質評価装置は一般的に高価であり、製造工程等に広く展開する場合には好ましくない。
【０００５】
本発明は以上の如き状況に鑑み、作業時間の短縮が容易であり、かつ作業性に優れた品質評価方法および品質評価装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、
対象物に打撃を付与する打撃付与工程と、
該打撃付与工程において打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出工程と、
該打撃音検出工程において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて対象物の焼入れ深さを算出する焼入れ深さ算出工程と、
を具備するものである。
【０００８】
請求項２においては、
前記焼入れ深さ算出工程において、
異なる焼入れ深さを有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、前記対象物に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較するものである。
【０００９】
請求項３においては、
前記所定の周波数帯は２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であるものである。
【００１０】
請求項４においては、
対象物に打撃を付与する打撃付与工程と、
該打撃付与工程において打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出工程と、
該打撃音検出工程において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて対象物の焼き割れの有無を判定する焼き割れ判定工程と、
を具備するものである。
【００１１】
請求項５においては、
前記焼き割れ判定工程において、
焼き割れが無いことが予め確認されたリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、前記対象物に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較するものである。
【００１２】
請求項６においては、
前記所定の周波数帯は２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であるものである。
【００１３】
請求項７においては、
対象物に打撃を付与する打撃付与工程と、
該打撃付与工程において打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出工程と、
該打撃音検出工程において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて対象物の密度を算出する密度算出工程と、
を具備するものである。
【００１４】
請求項８においては、
前記密度算出工程において、
異なる密度を有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、前記対象物に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較するものである。
【００１５】
請求項９においては、
前記所定の周波数帯は２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であるものである。
【００１６】
請求項１０においては、
対象物に打撃を付与する打撃付与手段と、
該打撃付与手段が打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出手段と、
該打撃音検出手段が検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて対象物の焼入れ深さを算出する焼入れ深さ算出手段と、
を具備するものである。
【００１７】
請求項１１においては、
前記焼入れ深さ算出手段は、
異なる焼入れ深さを有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、前記対象物に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較するものである。
【００１８】
請求項１２においては、
前記所定の周波数帯は２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であるものである。
【００１９】
請求項１３においては、
対象物に打撃を付与する打撃付与手段と、
該打撃付与手段が打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出手段と、
該打撃音検出手段が検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて対象物の焼き割れの有無を判定する焼き割れ判定手段と、
を具備するものである。
【００２０】
請求項１４においては、
前記焼き割れ判定手段は、
焼き割れが無いことが予め確認されたリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、前記対象物に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較するものである。
【００２１】
請求項１５においては、
前記所定の周波数帯は２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であるものである。
【００２２】
請求項１６においては、
対象物に打撃を付与する打撃付与手段と、
該打撃付与手段が打撃を付与した対象物が発する超音波を検出する打撃音検出手段と、
該打撃音検出手段が検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて対象物の密度を算出する密度算出手段と、
を具備するものである。
【００２３】
請求項１７においては、
前記密度算出手段は、
異なる密度を有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、前記対象物に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較するものである。
【００２４】
請求項１８においては、
前記所定の周波数帯は２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であるものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２６】
請求項１においては、作業が簡便で作業性に優れるとともに作業時間を短縮することが可能である。また、高価な装置や部品を必要としないため、安価に実施することが可能である。
【００２７】
請求項２においては、対象物の焼入れ深さを精度良く算出することが可能である。
【００２８】
請求項３においては、対象物の焼入れ深さを精度良く算出することが可能である。
【００２９】
請求項４においては、作業が簡便で作業性に優れるとともに作業時間を短縮することが可能である。また、高価な装置や部品を必要としないため、安価に実施することが可能である。
【００３０】
請求項５においては、対象物の焼き割れの有無を精度良く判定することが可能である。
【００３１】
請求項６においては、対象物の焼き割れの有無を精度良く判定することが可能である。
【００３２】
請求項７においては、作業が簡便で作業性に優れるとともに作業時間を短縮することが可能である。また、高価な装置や部品を必要としないため、安価に実施することが可能である。
【００３３】
請求項８においては、対象物の密度を精度良く算出することが可能である。
【００３４】
請求項９においては、対象物の密度を精度良く算出することが可能である。
【００３５】
請求項１０においては、作業が簡便で作業性に優れるとともに作業時間を短縮することが可能である。また、高価な装置や部品を必要としないため、安価に実施することが可能である。
【００３６】
請求項１１においては、対象物の焼入れ深さを精度良く算出することが可能である。
【００３７】
請求項１２においては、対象物の焼入れ深さを精度良く算出することが可能である。
【００３８】
請求項１３においては、作業が簡便で作業性に優れるとともに作業時間を短縮することが可能である。また、高価な装置や部品を必要としないため、安価に実施することが可能である。
【００３９】
請求項１４においては、対象物の焼き割れの有無を精度良く判定することが可能である。
【００４０】
請求項１５においては、対象物の焼き割れの有無を精度良く判定することが可能である。
【００４１】
請求項１６においては、作業が簡便で作業性に優れるとともに作業時間を短縮することが可能である。また、高価な装置や部品を必要としないため、安価に実施することが可能である。
【００４２】
請求項１７においては、対象物の密度を精度良く算出することが可能である。
【００４３】
請求項１８においては、対象物の密度を精度良く算出することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下では、図１、図９および図１５を用いて本発明に係る品質評価装置の実施の一形態である品質評価装置１の構成について説明する。
【００４５】
品質評価装置１は、ドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４等の品質の評価を行う装置である。
ドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４は、それぞれ本発明に係る対象物の実施の一形態である。
なお、本発明に係る品質評価装置の対象物はドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４に限定されない。
【００４６】
図１に示す如く、ドライブシャフト１０は略円柱形状の部材であり、その表層部には焼入れによる焼入れ層が形成されている。
【００４７】
図９に示す如く、ＣＶＪアウターレース１１はいわゆるボールジョイント型の等速ジョイント（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｊｏｉｎｔ；ＣＶＪ）を構成する部材の一つであり、その表層部には焼入れによる焼入れ層が形成されている。
ＣＶＪアウターレース１１は、主としてカップ部１２とジョイント部１３とを具備する。
カップ部１２は一方に開口した略カップ状の形状を有し、その内部に図示せぬＣＶＪインナーレースおよび複数のボールを収容する。カップ部１２の内周面には開口部から内周面の奥部に向かって延びたボール溝１２ａ・１２ｂ・１２ｃ・１２ｄ・１２ｅ・１２ｆが成形されている。ボール溝１２ａ・１２ｂ・１２ｃ・１２ｄ・１２ｅ・１２ｆには、使用時において図示せぬ複数のボールがそれぞれ嵌合する。
ジョイント部１３はカップ部１２の底部からカップ部１２の開口方向と逆の方向に突出した略円柱状の部分であり、その先端部には図示せぬ駆動力伝達軸等に固定するための雄ネジ１３ａが形成される。
【００４８】
図１５に示す如く、焼結部材１４は焼結により形成された背の低い略円柱形状の部材であり、その中央部には上下面を貫通する貫通孔が設けられ、外周面および貫通孔の内周面にはそれぞれ係合歯が設けられる。
【００４９】
ここで、本出願における「対象物」は、品質評価装置が品質を評価する対象となるものである。本実施例の場合、対象物には焼入れが施されているか、あるいは焼結により形成される。
また、本出願における「焼入れ」は、対象物を所定の焼入れ温度に昇温した後、該対象物を所定の温度に急冷する（例えば、該対象物を油槽または水槽に浸漬する）ことにより、該対象物の表層部に微細な結晶組織を形成することを指すものとする。
さらに、本出願における「対象物の表層部」は、対象物の表面から所定の深さまでの領域を指すものとする。
また、本出願における「焼結」は、粉末状の材料（主として金属材料）を所定の型に収容して加圧し、所定の形状とした後加熱する、あるいは所定の型に収容して加圧した状態で加熱する成形方法を広く指すものとする。焼結の具体例としては、無加圧焼結法（雰囲気焼結法）、通電加熱焼結法、放電プラズマ焼結法等が挙げられる。
【００５０】
また、本出願における「品質の評価」は、より具体的には、（１）焼入れが施された対象物の焼入れ深さの算出および焼き割れの有無の判定といった焼入れ品質の評価、あるいは（２）焼結された対象物の密度の算出等を指すものとする。
ここで、本出願における「焼入れ深さ」は、上記焼入れ層の厚さまたはこれに類する指標を指す。
また、本出願における「焼き割れ」は、焼入れを施した際に対象物に生じる割れ（欠陥）を指すものとする。
【００５１】
本発明に係る対象物の実施の一形態であるドライブシャフト１０は鉄鋼材料からなり、焼入れにより表層部に耐摩耗性に優れたマルテンサイト組織を主とする焼入れ層が形成される。ドライブシャフト１０の焼入れ深さは、表面から表層部の焼入れ層を構成するマルテンサイト組織と対象物のバルクを構成する組織（例えばフェライト組織やパーライト組織等）との境界までの深さを指すものでも良く、ＪＩＳ規格において定められている「有効硬化層深さ」でも良い。また、焼入れを行う前の浸炭の有無は限定されない。
なお、対象物の材質は鉄鋼材料に限定されず、焼入れにより表層部に焼入れ層が形成され得るもの、あるいは焼結により成形され得るものであれば、他の材質（例えば、チタン合金やアルミニウム合金等）にも適用可能である。
【００５２】
品質評価装置１は、主として打撃付与装置２、載置台３、打撃音検出装置４、制御装置５等を具備する。
【００５３】
打撃付与装置２は本発明に係る打撃付与手段の実施の一形態であり、ドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４に打撃を付与するものである。
打撃付与装置２は、主としてドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４と衝突する部材であるハンマ部材２１、ハンマ部材２１をドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４に向かって衝突させるアクチュエータ等からなる駆動ユニット２２等を具備する。本実施例では、駆動ユニット２２によりハンマ部材２１が側方に突出し、ドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４に衝突することによりドライブシャフト１０に打撃が付与される。
なお、本発明に係る打撃付与手段は、本実施例の打撃付与装置２に限定されず、対象物に打撃を付与可能であれば別の構成でも良い。
【００５４】
載置台３はドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４を載置する台である。前記打撃付与装置２は載置台３に載置されたドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４に打撃を付与する。
なお、載置台３の上面にはスポンジやゴム等の振動を減衰させることができる部材を敷いておき、その上にドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４を載置することが好ましい。このようにすることにより、打撃が付与されたドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４が発する超音波が載置台３に伝播することを防止することが可能である。
また、本実施例の品質評価装置１をドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４の製造ラインにおけるドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４の搬送経路の中途部に設ける場合には、載置台３にドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４を載置せず、搬送経路上のドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４に直接打撃を付与する場合も想定される。このような場合には、載置台３を省略することも可能である。
【００５５】
打撃音検出装置４は、本発明に係る打撃音検出手段の実施の一形態であり、打撃付与装置２が打撃を付与したドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４が発する超音波を検出するものである。
ここで、本出願における「超音波」は、人間が聴覚により知覚可能な周波数よりも高い周波数帯の音波を指し、より具体的には周波数が２０ｋＨｚ以上の音波を指す。
打撃音検出装置４は、主として所定の周波数帯の超音波を検出可能な音響センサ４１と、該音響センサ４１が検出した超音波の信号を、例えば図３に示す如き周波数と強度との関係を示すデータに変換するＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）アナライザ４２と、該音響センサ４１を所定の位置、例えばドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１、焼結部材１４において前記ハンマ部材２１が打撃を付与する位置の近傍に支持する支持部材４３と、を具備する。
なお、本発明に係る打撃音検出手段は、本実施例の打撃音検出装置４に限定されず、打撃が付与された対象物が発する超音波を検出可能であれば別の構成でも良い。
【００５６】
制御装置５は品質評価装置１を構成する各部の動作を制御する装置である。
本実施例の制御装置５は、上記品質評価装置１を構成する各部の動作を制御する機能に加えて、焼入れ品質を評価する機能、より具体的にはドライブシャフト１０、ＣＶＪアウターレース１１の焼入れ深さを算出する焼入れ深さ算出手段としての機能、ドライブシャフト１０の焼き割れの有無を判定する焼き割れ判定手段としての機能、および焼結部材１４の密度を算出する密度算出手段としての機能を兼ねている。
制御装置５は、制御部５１、入力部５２、表示部５３等を具備する。
【００５７】
制御部５１は打撃付与装置２の駆動ユニット２２に接続され、打撃付与装置２の動作を制御することが可能である。
また、制御部５１は打撃音検出装置４の音響センサ４１に接続され、音響センサ４１が検出した所定の周波数帯の音（打撃音）に係る情報を取得することが可能である。
【００５８】
制御部５１は打撃付与装置２の動作を行うためのプログラム、および後述する品質の評価に係るプログラム（焼入れ深さの算出に係るプログラム、焼き割れの有無の判定に係るプログラム、および密度の算出に係るプログラム）を格納する格納手段、該プログラム等を展開する展開手段、該プログラム等に従って所定の演算を行う演算手段、後述する焼入れ品質の評価の結果等を記憶する記憶手段等を具備する。
制御部５１は、より具体的にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であっても良い。
また、制御部５１は専用品でも良いが、市販のパソコンやワークステーション等を用いて達成することも可能である。
【００５９】
入力部５２は、作業者等が品質評価装置１の動作や品質の評価に係るデータ等を制御部５１に入力するものである。
入力部５２は専用品でも良いが、市販のキーボードやタッチパネル等を用いて達成することも可能である。
【００６０】
表示部５３は、入力部５２により入力されたデータや品質の評価結果等を表示するものである。
表示部５３は専用品でも良いが、市販のモニターや液晶ディスプレイ等を用いて達成することも可能である。
【００６１】
以下では、図１、図２、図３、図４、図５および図６を用いて本発明に係る品質評価方法の第一実施例について説明する。
本実施例の品質評価方法は、ドライブシャフト１０の焼入れ深さを算出する方法である。
【００６２】
図２に示す如く、本発明に係る品質評価方法の第一実施例は、打撃付与工程１００、打撃音検出工程２００、焼入れ深さ算出工程３１０等を具備する。
【００６３】
打撃付与工程１００は、ドライブシャフト１０に打撃を付与する工程である。
打撃付与工程１００において、制御装置５は打撃付与装置２の駆動ユニット２２に信号を送信し、駆動ユニット２２は当該信号に基づいてハンマ部材２１をドライブシャフト１０に衝突させる。
打撃付与工程１００が終了したら、打撃音検出工程２００に移行する。
【００６４】
打撃音検出工程２００は、打撃付与工程１００において打撃を付与したドライブシャフト１０が発する超音波を検出する工程である。
打撃音検出工程２００において、打撃音検出装置４の音響センサ４１は、打撃付与装置２がドライブシャフト１０に打撃を付与することにより該ドライブシャフト１０が発する超音波を検出する。次に、ＦＦＴアナライザ４２は、音響センサ４１が検出した超音波に係る信号に基づき、当該超音波の周波数と強度との関係を示すデータ（図３参照）に変換する。
図３に示す如く、ドライブシャフト１０が発する超音波は、ある周波数においてピークを有している（以下、超音波の強度がピークとなる周波数を「ピーク周波数」という。）。
打撃音検出工程２００が終了したら、焼入れ深さ算出工程３１０に移行する。
【００６５】
焼入れ深さ算出工程３１０は、打撃音検出工程２００において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて、ドライブシャフト１０の焼入れ深さを算出する工程である。
【００６６】
焼入れ深さ算出工程３１０において、制御装置５の制御部５１は、ＦＦＴアナライザ４２から、ドライブシャフト１０が発する超音波の周波数と強度との関係を示すデータを取得する。
【００６７】
また、制御装置５の制御部５１は、異なる焼入れ深さを有する複数のドライブシャフトからなるリファレンスについて、予め上記打撃付与工程１００および打撃音検出工程２００を施し、該リファレンスが発する超音波についての周波数と強度との関係を示すデータ（図４参照）を取得している。
【００６８】
ここで、本実施例における「リファレンス」は、対象物と同一の材質からなる同一の形状の物体であって、焼入れ深さ（の分布）が予め分かっているもの、（２）打撃により発する超音波を取得後、断面について組織観察またはビッカース硬度測定を行うことにより焼入れ深さ（の分布）を測定したものを指す。
【００６９】
図４に示す如く、リファレンスに打撃を付与することによりリファレンスが発する超音波のうち、所定の周波数帯におけるピーク周波数は、焼入れ深さが大きくなる程、低周波数側にシフトする。
一方、リファレンスに打撃を付与することにより、リファレンスは可聴域の音波（周波数が３０Ｈｚ以上２０ｋＨｚ以下の音波）やそれ以下の周波数の音波も発するが、これらの音波については焼入れ深さが変化してもほとんどピーク周波数が変化しない。
これは、焼入れ層を構成するマルテンサイト組織が微細であるため、打撃により発する超音波のうち、波長が短い、すなわち周波数が高い成分の当該焼入れ層通過時の減衰が大きいことに起因する。
また、同一の焼入れ深さのリファレンスに複数回打撃を付与し、発する超音波についての周波数と強度との関係を示すデータを取得した場合、ピーク周波数の強度はハンマ部材２１がリファレンスに衝突する際の速度や衝突位置の微妙なずれによって多少変化するが、ピーク周波数の値自体はほとんど変化しない。
【００７０】
従って、図５に示す如く、異なる焼入れ深さを有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と焼入れ深さとの関係を求めることが可能である。
【００７１】
制御装置５の制御部５１は、異なる焼入れ深さを有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に関するデータ（図５参照）と、ドライブシャフト１０に打撃を付与することによりドライブシャフト１０が発する超音波のピーク周波数と、を比較することにより、ドライブシャフト１０の焼入れ深さを算出する。
【００７２】
なお、焼入れ深さ算出工程３１０は、制御装置５の制御部５１に格納された焼入れ深さの算出に係るプログラムに基づいて行われる。従って、焼入れ深さの算出に係るプログラムが格納された制御装置５の制御部５１は、本発明に係る焼入れ深さ算出手段の実施の一形態である。
【００７３】
以上の如く、本発明に係る品質評価方法の第一実施例は、
鉄鋼材料からなるドライブシャフト１０に打撃を付与する打撃付与工程１００と、
打撃付与工程１００において打撃を付与したドライブシャフト１０が発する超音波を検出する打撃音検出工程２００と、
打撃音検出工程２００において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて該対象物の焼入れ深さを算出する焼入れ深さ算出工程３１０と、
を具備するものである。
【００７４】
このように構成することは、以下の如き効果を奏する。
【００７５】
第一に、本実施例の品質評価方法は、従来の超音波を照射する形式の品質評価装置の如く、対象物たるドライブシャフト１０を水に浸漬したり表面にグリース等を塗布したりするといった煩雑な作業を必要とせず、作業が簡便で作業性に優れるとともに作業時間を短縮することが可能である。
【００７６】
第二に、本実施例の品質評価方法は、高価な装置や部品を必要としないため、安価に実施することが可能である。
【００７７】
また、本発明に係る品質評価方法の第一実施例は、
焼入れ深さ算出工程３１０において、
異なる焼入れ深さを有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、ドライブシャフト１０に打撃を付与することによりドライブシャフト１０が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較するものである。
このように構成することにより、ドライブシャフト１０の焼入れ深さを精度良く算出することが可能である。
【００７８】
なお、対象物の焼入れ深さを精度良く算出するという観点から、本実施例における対象物またはリファレンスが発する超音波の「所定の周波数帯」は、２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であることが望ましい。
これは、周波数が２０ｋＨｚ以下の音波は可聴域の音波に属し、焼入れ層を通過する際の減衰が小さいために焼入れ深さの算出に用いることが困難であることによる。
また、周波数が４０ｋＨｚを超える超音波は、焼入れ層を通過する際の減衰が大き過ぎるために一般的に検出強度が小さくなり、ノイズと分離不可能となって実質的に焼入れ深さの算出に用いることが困難であることによる。
【００７９】
本発明に係る品質評価方法の第一実施例は、ドライブシャフト１０の一箇所に一回の打撃を付与する場合だけでなく、一箇所に複数回の打撃を付与する場合や、異なる複数の箇所に一回または複数回の打撃を付与する場合も含まれる。
【００８０】
本発明に係る品質評価方法の第一実施例は、ドライブシャフト１０の一箇所に複数回の打撃を付与し、それぞれの打撃に係る超音波のピーク周波数の平均値を当該打撃付与位置のピーク周波数とすることにより、超音波のピーク周波数の精度を向上させることが可能である。
【００８１】
また、本発明に係る品質評価方法の第一実施例は、ドライブシャフト１０の異なる複数の箇所に打撃を付与することにより、ドライブシャフト１０の焼入れ深さの分布を精度良く算出することが可能である。
【００８２】
図６はドライブシャフト１０の焼入れ深さの分布の算出方法の一例を示す図である。
図６の（ａ）は、ドライブシャフト１０へ打撃を付与する位置と当該位置の焼入れ深さを示す模式図である。
図６の（ａ）に示す如く、ドライブシャフト１０の外周面のＰ１からＰ１０までの計１０箇所を打撃付与位置とする。Ｐ１からＰ１０までの打撃付与位置はライブシャフト１０の外周面において一端から他端まで一直線上かつ略等間隔に配置される。
また、図６の（ａ）に示すドライブシャフト１０には、両端部において薄く、略中央部において厚い焼入れ層１０ａが形成されていたものとする。
図６の（ｂ）は、上記図６の（ａ）に示すドライブシャフト１０のＰ１からＰ１０に打撃を付与することによりドライブシャフト１０が発する超音波のピーク周波数と、焼入れを行っていない（すなわち、焼入れ深さがゼロの）リファレンスについてのピーク周波数との差を示す図である。
図６の（ｂ）に示す如く、ドライブシャフト１０が発する超音波のピーク周波数と、焼入れを行っていない（すなわち、焼入れ深さがゼロの）リファレンスについてのピーク周波数との差は、ドライブシャフト１０の両端部において小さく、ドライブシャフト１０の略中央部において大きくなる。
すなわち、図６の（ａ）に示す焼入れ層１０ａの厚さの分布（焼入れ深さの分布）と、図６の（ｂ）に示すドライブシャフト１０が発する超音波のピーク周波数と、焼入れを行っていないリファレンスについてのピーク周波数との差の分布とは略同じ傾向を示す。
【００８３】
なお、上記打撃を付与する位置の変更は専用の装置（例えば、打撃位置変更手段）を用いて行っても良く、作業者が対象物を手で持って移動させることにより行っても良い。
【００８４】
以下では、図１、図７、図８および図９を用いて本発明に係る品質評価方法の第二実施例について説明する。
本実施例の品質評価方法は、ドライブシャフト１０の焼き割れの有無を判定する方法である。
【００８５】
図７に示す如く、本発明に係る品質評価方法の第一実施例は、打撃付与工程１００、打撃音検出工程２００、焼き割れ判定工程３２０等を具備する。
なお、打撃付与工程１００および打撃音検出工程２００は本発明に係る品質評価方法の第一実施例と略同じであるため、説明を省略する。
【００８６】
焼き割れ判定工程３２０は、打撃音検出工程２００において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて、ドライブシャフト１０の焼き割れの有無を算出する工程である。
【００８７】
焼き割れ判定工程３２０において、制御装置５の制御部５１は、ＦＦＴアナライザ４２から、ドライブシャフト１０が発する超音波の周波数と強度との関係を示すデータを取得する。
【００８８】
また、制御装置５の制御部５１は、リファレンスについて予め上記打撃付与工程１００および打撃音検出工程２００を施し、該リファレンスが発する超音波についての周波数と強度との関係を示すデータ（図８の（ｂ）の実線で示す）を取得している。
ここで、本実施例における「リファレンス」は、対象物と同一の材質からなる同一の形状の物体であって、焼き割れが無いことが他の測定方法（例えば、渦流センサを用いた方法等）により確認されているものを指す。
図８の（ａ）に示す如く、ドライブシャフト１０の内部に焼き割れ１０ｂが存在している場合、当該ドライブシャフト１０に打撃を付与することによりドライブシャフト１０が発する超音波のピーク周波数は、図８の（ｂ）の点線で示す如く、低周波数側にずれる。
また、周波数が２０ｋＨｚ以下の可聴域の音波については、上記リファレンスと焼き割れが存在するドライブシャフト１０とを比較してもほとんど差異が無い。
制御装置５の制御部５１は、焼き割れが無いことが予め確認されたリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、ドライブシャフト１０に打撃を付与することにより該対象物が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較することにより、ドライブシャフト１０の焼き割れの有無を判定する。
【００８９】
なお、焼き割れ判定工程３２０は、制御装置５の制御部５１に格納された焼き割れの有無の判定に係るプログラムに基づいて行われる。従って、焼き割れの有無の判定に係るプログラムが格納された制御装置５の制御部５１は、本発明に係る焼き割れ判定手段の実施の一形態である。
【００９０】
以上の如く、本発明に係る品質評価方法の第二実施例は、
鉄鋼材料からなる対象物に打撃を付与する打撃付与工程１００と、
打撃付与工程１００において打撃を付与したドライブシャフト１０が発する超音波を検出する打撃音検出工程２００と、
打撃音検出工程２００において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて該対象物の焼き割れの有無を判定する焼き割れ判定工程３２０と、
を具備するものである。
【００９１】
このように構成することは、以下の如き効果を奏する。
【００９２】
第一に、本実施例の品質評価方法は、従来の超音波を照射する形式の品質評価装置の如く、対象物たるドライブシャフト１０を水に浸漬したり表面にグリース等を塗布したりするといった煩雑な作業を必要とせず、作業が簡便で作業性に優れるとともに作業時間を短縮することが可能である。
【００９３】
第二に、本実施例の品質評価方法は、高価な装置や部品を必要としないため、安価に実施することが可能である。
【００９４】
また、本発明に係る品質評価方法の第二実施例は、
焼き割れ判定工程３２０において、
焼き割れが無いことが予め確認されたリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、ドライブシャフト１０に打撃を付与することによりドライブシャフト１０が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較するものである。
このように構成することにより、ドライブシャフト１０の焼き割れの有無を精度良く判定することが可能である。
【００９５】
なお、対象物の焼き割れの有無を精度良く判定するという観点から、本実施例における対象物またはリファレンスが発する超音波の「所定の周波数帯」は、２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であることが望ましい。
これは、周波数が２０ｋＨｚ以下の音波は可聴域の音波に属し、焼入れ層を通過する際の減衰が小さいために焼入れ深さの算出に用いることが困難であることによる。
また、周波数が４０ｋＨｚを超える超音波は、焼入れ層を通過する際の減衰が大き過ぎるために一般的に検出強度が小さくなり、ノイズと分離不可能となって実質的に焼入れ深さの算出に用いることが困難であることによる。
【００９６】
本発明に係る品質評価方法の第二実施例は、例えば図８の（ａ）に示すＰ１１の如くドライブシャフト１０の一箇所に一回の打撃を付与する場合だけでなく、一箇所に複数回の打撃を付与する場合や、異なる複数の箇所に一回または複数回の打撃を付与する場合も含まれる。
【００９７】
本発明に係る品質評価方法の第二実施例は、ドライブシャフト１０の一箇所に複数回の打撃を付与し、それぞれの打撃に係る超音波のピーク周波数の平均値を当該打撃付与位置のピーク周波数とすることにより、超音波のピーク周波数の精度を向上させることが可能である。
【００９８】
また、本発明に係る品質評価方法の第二実施例は、ドライブシャフト１０の異なる複数の箇所に打撃を付与することにより、ドライブシャフト１０の焼き割れの存在位置を精度良く検出することが可能である。
【００９９】
図９はドライブシャフト１０の焼き割れの存在位置の検出方法の一例を示す図である。
図９の（ａ）は、ドライブシャフト１０へ打撃を付与する位置と焼き割れ１０ｂの存在位置の関係を示す模式図である。
図９の（ａ）に示す如く、ドライブシャフト１０の外周面のＮ１からＮ１５、およびこれらからドライブシャフト１０の外周面の周方向に９０度ずつ回転した位置を打撃付与位置とする。従って、打撃付与位置は計６０箇所となる。Ｎ１からＮ１５までの打撃付与位置はドライブシャフト１０の外周面において一端から他端まで一直線上かつ略等間隔に配置される。
図９の（ｂ）は、上記図９の（ａ）に示すドライブシャフト１０のＮ１からＮ１５、およびドライブシャフト１０の外周面の周方向に９０度ずつ回転した位置に打撃を付与することによりドライブシャフト１０が発する超音波のピーク周波数と、焼き割れが無いことが予め確認されたリファレンスについてのピーク周波数との差を示す図である。
図９の（ｂ）に示す如く、ドライブシャフト１０が発する超音波のピーク周波数と、焼入れを行っていない（すなわち、焼入れ深さがゼロの）リファレンスについてのピーク周波数との差は、焼き割れ１０ｂが存在するＮ８、Ｎ９およびこれらからドライブシャフト１０の外周面の周方向に９０度ずつ回転した位置において大きくなる。
【０１００】
なお、上記打撃を付与する位置の変更は専用の装置（例えば、打撃位置変更手段）を用いて行っても良く、作業者が対象物を手で持って移動させることにより行っても良い。
【０１０１】
また、本発明に係る品質評価方法の第一実施例および第二実施例は、いずれも、対象物の材質が異なる場合における当該対象物の検出を行うことも可能である。
【０１０２】
以下では、図１、図２、図１０、図１１、図１２および図１３を用いて本発明に係る品質評価方法の第三実施例について説明する。
本実施例の品質評価方法は、ＣＶＪアウターレース１１の焼入れ深さを算出する方法であり、その基本的な構成は上記品質評価方法の第三実施例と略同じである。
【０１０３】
図２に示す如く、本発明に係る品質評価方法の第三実施例は、打撃付与工程１００、打撃音検出工程２００、焼入れ深さ算出工程３１０等を具備する。
【０１０４】
打撃付与工程１００は、ＣＶＪアウターレース１１に打撃を付与する工程である。
打撃付与工程１００において、制御装置５は打撃付与装置２の駆動ユニット２２に信号を送信し、駆動ユニット２２は当該信号に基づいてハンマ部材２１をドライブシャフト１０に衝突させる。
このとき、ハンマ部材２１がＣＶＪアウターレース１１に衝突する位置はカップ部１２の開口部の周縁部の６箇所（図１０および図１１中の位置Ｂ１〜Ｂ６）である。
打撃付与工程１００が終了したら、打撃音検出工程２００に移行する。
【０１０５】
打撃音検出工程２００は、打撃付与工程１００において打撃を付与したＣＶＪアウターレース１１が発する超音波を検出する工程である。
打撃音検出工程２００において、打撃音検出装置４の音響センサ４１は、打撃付与装置２がＣＶＪアウターレース１１に打撃を付与することによりＣＶＪアウターレース１１が発する超音波を検出する。
このとき、音響センサ４１はＣＶＪアウターレース１１のカップ部１２の開口部の開口方向に少し離れた位置（図１０参照）に配置されている。
次に、ＦＦＴアナライザ４２は、音響センサ４１が検出した超音波に係る信号に基づき、当該超音波の周波数と強度との関係を示すデータに変換する。
打撃音検出工程２００が終了したら、焼入れ深さ算出工程３１０に移行する。
【０１０６】
焼入れ深さ算出工程３１０は、打撃音検出工程２００において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて、ＣＶＪアウターレース１１の焼入れ深さを算出する工程である。
【０１０７】
焼入れ深さ算出工程３１０において、制御装置５の制御部５１は、ＦＦＴアナライザ４２から、ＣＶＪアウターレース１１が発する超音波の周波数と強度との関係を示すデータを取得する。
【０１０８】
また、制御装置５の制御部５１は、異なる焼入れ深さを有する複数のＣＶＪアウターレースからなるリファレンスについて、予め上記打撃付与工程１００および打撃音検出工程２００を施し、該リファレンスが発する超音波についての周波数と強度との関係を示すデータを取得している。
【０１０９】
制御装置５の制御部５１は、異なる焼入れ深さを有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に関するデータと、ドライブシャフト１０に打撃を付与することによりＣＶＪアウターレース１１が発する超音波のピーク周波数と、を比較することにより、ＣＶＪアウターレース１１の焼入れ深さを算出する。
本実施例の場合、カップ部１２の開口部の周縁部の６箇所（図１０および図１１中の位置Ｂ１〜Ｂ６）にハンマ部材２１を衝突させたときのピーク周波数がいずれも２１２４０Ｈｚから２１２８０Ｈｚの範囲内にある場合には当該ＣＶＪアウターレース１１が良品である（ＣＶＪアウターレース１１の焼入れ深さが適正な範囲である）と判定し、カップ部１２の開口部の周縁部の６箇所（図１０および図１１中の位置Ｂ１〜Ｂ６）にハンマ部材２１を衝突させたときのピーク周波数のいずれかが２１２４０Ｈｚ未満である場合には当該ＣＶＪアウターレース１１は上限外れ品である（ＣＶＪアウターレース１１の焼入れ深さが適正な範囲よりも大きい方に外れている）と判定し、カップ部１２の開口部の周縁部の６箇所（図１０および図１１中の位置Ｂ１〜Ｂ６）にハンマ部材２１を衝突させたときのピーク周波数のいずれかが２１２８０Ｈｚよりも大きい場合には当該ＣＶＪアウターレース１１は下限外れ品である（ＣＶＪアウターレース１１の焼入れ深さが適正な範囲よりもちいさい方に外れている）と判定する。図１３に良品、上限外れ品および下限はずれ品の判定結果の一例を示す。
【０１１０】
なお、図１２に示す如く、カップ部１２の開口部の周縁部の１箇所（位置Ａ、図１０および図１１参照）にのみハンマ部材２１を衝突させた場合のピーク周波数とカップ部１２のボール溝１２ａの表面における焼入れ深さとの関係は相関関係の良い直線関係となっており、これでも十分に判定可能であるが、最終的な判定結果（ＣＶＪアウターレース１１の複数箇所の焼入れ深さをビッカース硬度等に基づいて算出し、当該算出結果に基づいて焼入れ深さが適正な範囲にあるか否かを判定したもの）により下限外れ品となったものの一部と良品となったものの一部とがオーバーラップしている。
従って、ハンマ部材２１による打撃の付与を一箇所よりも複数箇所に行うことにより、」判定結果の精度をさらに向上させることが可能である。
【０１１１】
なお、焼入れ深さ算出工程３１０は、制御装置５の制御部５１に格納された焼入れ深さの算出に係るプログラムに基づいて行われる。従って、焼入れ深さの算出に係るプログラムが格納された制御装置５の制御部５１は、本発明に係る焼入れ深さ算出手段の実施の一形態である。
【０１１２】
以下では、図１、図１４、図１５、図１６、図１７および図１８を用いて本発明に係る品質評価方法の第四実施例について説明する。
【０１１３】
図１４に示す如く、本発明に係る品質評価方法の第四実施例は、打撃付与工程１４０、打撃音検出工程２４０、密度算出工程３４０等を具備する。
【０１１４】
打撃付与工程１４０は、焼結部材１４に打撃を付与する工程である。
打撃付与工程１４０において、制御装置５は打撃付与装置２の駆動ユニット２２に信号を送信し、駆動ユニット２２は当該信号に基づいてハンマ部材２１を焼結部材１４に衝突させる。
このとき、ハンマ部材２１が焼結部材１４に衝突する位置は、焼結部材１４の外周面の周方向において略等間隔となっている８箇所である。
打撃付与工程１４０が終了したら、打撃音検出工程２４０に移行する。
【０１１５】
打撃音検出工程２４０は、打撃付与工程１４０において打撃を付与した焼結部材１４が発する超音波を検出する工程である。
打撃音検出工程２４０において、打撃音検出装置４の音響センサ４１は、打撃付与装置２が焼結部材１４に打撃を付与することにより焼結部材１４が発する超音波を検出する。
このとき、音響センサ４１は焼結部材１４の上方（図１５参照）に配置されている。
次に、ＦＦＴアナライザ４２は、音響センサ４１が検出した超音波に係る信号に基づき、当該超音波の周波数と強度との関係を示すデータに変換する。
打撃音検出工程２４０が終了したら、密度算出工程３４０に移行する。
【０１１６】
密度算出工程３４０は、打撃音検出工程２４０において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて、焼結部材１４の密度を算出する工程である。
【０１１７】
密度算出工程３４０において、制御装置５の制御部５１は、ＦＦＴアナライザ４２から、焼結部材１４が発する超音波の周波数と強度との関係を示すデータを取得する。
【０１１８】
また、制御装置５の制御部５１は、異なる密度を有する複数のＣＶＪアウターレースからなるリファレンスについて、予め上記打撃付与工程１４０および打撃音検出工程２４０を施し、該リファレンスが発する超音波についての周波数と強度との関係を示すデータ（図１６参照）を取得している。
ここで、図１６に示す本実施例のリファレンスのデータは、体積および重量から算出された平均の密度が６．４ｇ／ｃｍ３、６．６ｇ／ｃｍ３、６．８ｇ／ｃｍ３、７．０ｇ／ｃｍ３であり、形状および材質が焼結部材１４と同じである計４つのリファレンスを用いて求められた。その結果、周波数と密度との間には比較的相関の強い直線関係が得られた。
【０１１９】
制御装置５の制御部５１は、異なる密度を有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に関するデータ（図１６参照）と、焼結部材１４に打撃を付与することにより焼結部材１４が発する超音波のピーク周波数と、を比較することにより、焼結部材１４の密度を算出する。
また、制御部５１は、焼結部材１４の外周面の周方向において略等間隔となっている８箇所の発する超音波の周波数のばらつきを判定することにより、焼結部材１４の密度の分布が略均一化否かを判定することが可能である。
すなわち、図１７（ａ）に示す如く焼結部材１４の密度の分布が略均一である場合には異なる複数の位置にハンマ部材２１を衝突させた場合のピーク周波数が略同じ値となり、図１７（ｂ）に示す如く焼結部材１４の密度の分布が不均一である場合には異なる複数の位置にハンマ部材２１を衝突させた場合のピーク周波数が異なる値となる。
図１８に本実施例における焼結部材１４の密度の分布の算出結果の一例を示す。図１８に示す如く、ハンマ部材２１で複数箇所に打撃を付与することにより、焼結部材１４の密度の分布が略均一か否かを容易に判定することが可能である。
【０１２０】
なお、密度算出工程３４０は、制御装置５の制御部５１に格納された密度の算出に係るプログラムに基づいて行われる。従って、密度の算出に係るプログラムが格納された制御装置５の制御部５１は、本発明に係る密度算出手段の実施の一形態である。
【０１２１】
以上の如く、本発明に係る品質評価方法の第四実施例は、
焼結部材１４に打撃を付与する打撃付与工程１４０と、
打撃付与工程１４０において打撃を付与した焼結部材１４が発する超音波を検出する打撃音検出工程２４０と、
打撃音検出工程２４０において検出した超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数に基づいて焼結部材１４の密度を算出する密度算出工程３４０と、
を具備するものである。
【０１２２】
このように構成することは、以下の如き効果を奏する。
【０１２３】
第一に、本実施例の品質評価方法は、従来の超音波を照射する形式の品質評価装置の如く、対象物たる焼結部材１４を水に浸漬したり表面にグリース等を塗布したりするといった煩雑な作業を必要とせず、作業が簡便で作業性に優れるとともに作業時間を短縮することが可能である。
【０１２４】
第二に、本実施例の品質評価方法は、高価な装置や部品を必要としないため、安価に実施することが可能である。
【０１２５】
また、本発明に係る品質評価方法の第四実施例は、
密度算出工程３４０において、
異なる密度を有する複数のリファレンスに打撃を付与することにより該リファレンスが発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、焼結部材１４に打撃を付与することにより焼結部材１４が発する超音波の所定の周波数帯におけるピーク周波数と、を比較するものである。
このように構成することにより、焼結部材１４の密度を精度良く算出することが可能である。
【０１２６】
なお、対象物の密度を精度良く算出するという観点から、本実施例における対象物またはリファレンスが発する超音波の「所定の周波数帯」は、２０ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下であることが望ましい。
これは、周波数が２０ｋＨｚ以下の音波は可聴域の音波に属し、焼結された対象物の内部を通過する際の減衰が小さいために焼入れ深さの算出に用いることが困難であることによる。
また、周波数が４０ｋＨｚを超える超音波は、焼結された対象物の内部を通過する際の減衰が大き過ぎるために一般的に検出強度が小さくなり、ノイズと分離不可能となって実質的に密度の算出に用いることが困難であることによる。
【０１２７】
本発明に係る品質評価方法の第四実施例は、焼結部材１４の一箇所に一回の打撃を付与する場合だけでなく、一箇所に複数回の打撃を付与する場合や、異なる複数の箇所に一回または複数回の打撃を付与する場合も含まれる。
【０１２８】
本発明に係る品質評価方法の第四実施例は、焼結部材１４の一箇所に複数回の打撃を付与し、それぞれの打撃に係る超音波のピーク周波数の平均値を当該打撃付与位置のピーク周波数とすることにより、超音波のピーク周波数の精度を向上させることが可能である。
【０１２９】
また、本発明に係る品質評価方法の第四実施例は、焼結部材１４の異なる複数の箇所に打撃を付与することにより、焼結部材１４の密度の分布を精度良く算出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明に係る品質評価装置の実施の一形態を示す図。
【図２】本発明に係る品質評価方法の第一実施例を示すフロー図。
【図３】対象物が発する超音波の周波数と強度との関係を示す図。
【図４】異なる焼入れ深さを有するリファレンスが発する超音波の周波数と強度との関係を示す図。
【図５】ピーク周波数と焼入れ深さとの関係を示す図。
【図６】対象物の焼入れ深さの分布の算出方法の一例を示す図。
【図７】本発明に係る品質評価方法の第二実施例を示すフロー図。
【図８】本発明に係る品質評価方法の第二実施例を示す図。
【図９】対象物の焼き割れの存在位置の検出方法の一例を示す図。
【図１０】ＣＶＪアウターレースの斜視図。
【図１１】ＣＶＪアウターレースの平面図。
【図１２】ＣＶＪアウターレースに打撃を付与した場合のピーク周波数と焼入れ深さの関係を示す図。
【図１３】ＣＶＪアウターレースの複数箇所に打撃を付与した場合のピーク周波数の分布を示す図。
【図１４】本発明に係る品質評価方法の第四実施例を示すフロー図。
【図１５】焼結部材の斜視図。
【図１６】焼結部材に打撃を付与した場合のピーク周波数と密度との関係を示す図。
【図１７】密度の分布とピーク周波数との関係を示す図。
【図１８】焼結部材の密度の分布を示す図。
【符号の説明】
【０１３１】
１０      ドライブシャフト（対象物）
１１      ＣＶＪアウターレース（対象物）
１４      焼結部材（対象物）
１００    打撃付与工程
２００    打撃音検出工程
３１０    焼入れ深さ算出工程
３２０    焼き割れ判定工程
３４０    密度算出工程
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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