(57)【要約】【課題】ピンタイプ保持器やプレス保持器などの転動装置部品の溶接部に溶接欠陥があるか否かを簡便かつ迅速に検査できるようにする。【解決手段】電磁誘導式探傷プローブの励磁コイル１１２に印加された交流電圧によって発生する交流磁界内に転動装置または転動装置部品を配置し、電磁誘導式探傷プローブの誘導コイル１１３に発生する誘導起電力の変化から転動装置部品の溶接部に溶接欠陥があるか否かを検査する。【選択図】図２
2008020192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導式探傷プローブの励磁コイルに印加された交流電圧により発生する交流磁界内に溶接部を有する転動装置部品を配置し、前記電磁誘導式探傷プローブの誘導コイルに発生する誘導起電力の変化から前記転動装置部品の溶接部に溶接欠陥があるか否かを検査することを特徴とする転動装置部品の溶接欠陥検査方法。
【請求項２】
前記転動装置部品がころ軸受のプレス保持器であることを特徴とする請求項１記載の転動装置部品の溶接欠陥検査方法。
【請求項３】
前記転動装置部品がころ軸受のピンタイプ保持器であることを特徴とする請求項１記載の転動装置部品の溶接欠陥検査方法。
【請求項４】
前記溶接欠陥を探傷するプローブとして、複数の電磁誘導式探傷プローブを用いて前記溶接欠陥の有無を検査することを特徴とする請求項１記載の転動装置部品の溶接欠陥検査方法。
【請求項５】
転動装置部品に溶接欠陥があるか否かを検査する装置であって、励磁コイルと誘導コイルとを有する電磁誘導式探傷プローブと、該電磁誘導式探傷プローブの誘導コイルのインダクタンス変化を検出するインダクタンス変化検出手段とを具備してなることを特徴とする転動装置部品用溶接欠陥検査装置。
【請求項６】
前記転動装置部品がころ軸受のプレス保持器であることを特徴とする請求項５記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置。
【請求項７】
前記転動装置部品がころ軸受のピンタイプ保持器であることを特徴とする請求項５記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置。
【請求項８】
前記電磁誘導式探傷プローブを上下方向に昇降駆動するプローブ昇降機構を備えたことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置。
【請求項９】
前記電磁誘導式探傷プローブを互いに直交する二つの軸方向に水平面内で送り駆動するプローブ送り機構を備えたことを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置。
【請求項１０】
前記電磁誘導式探傷プローブを鉛直な軸回りに揺動駆動するプローブ揺動機構を備えたことを特徴とする請求項５〜９のいずれか一項記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置。
【請求項１１】
前記電磁誘導式探傷プローブの下方に配置されたターンテーブルと、該ターンテーブルを鉛直な軸回りに回転駆動するターンテーブル駆動手段とを備えたことを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一項記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置。
【請求項１２】
前記ターンテーブルを一軸方向に送り駆動するターンテーブル送り機構を備えたことを特徴とする請求項１１記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置。
【請求項１３】
前記インダクタンス変化検出手段で検出された前記誘導コイルのインダクタンス変化を予め設定された閾値と比較し、前記インダクタンス変化検出手段の検出値が閾値より大きい場合に欠陥有りと判定する比較器と、該比較器の比較結果を記録する記録手段又は／及び比較器の比較結果を表示する表示手段とを具備したことを特徴とする請求項５〜１２のいずれか一項記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ころ軸受、玉軸受、ボールねじ、直動案内軸受装置などの転動装置の転動装置部品（例えば保持器など）に溶接欠陥があるか否かを検査する方法及び転動装置部品用欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば圧延機のバックアップロール用軸受として用いられるころ軸受のころには、非常に大きな負荷荷重が加わるため、ころを保持する保持器として、ピンタイプ保持器と称されるものが使用される。
図６及び図７はピンタイプ保持器の一例を示す図であって、同図に示されるピンタイプ保持器２は、複数本の支持ピン３と、これらの支持ピン３を介してころ軸受の中空ころ１を支持する一対の環状プレート４，４とを備えている。
【０００３】
支持ピン３は、例えば合金鋼などの鉄鋼材料で形成されている。また、支持ピン３は中空ころ１の中心部を貫通する軸部３ａを有しており、その一端部には、一方の環状プレート４に穿設されたテーパ孔５と螺合する先細り状のテーパねじ部３ｂが形成されている。
一方、環状プレート４，４は鋼板を環状にプレス成形して形成されており、これらの環状プレート４，４のうち一方の環状プレート４には、支持ピン３の一端部に形成された先細り状のテーパ軸部３ｃとテーパブッシュ６を介して係合する複数のブッシュ圧入孔７が環状プレート４の周方向に一定ピッチで穿設されている。このようなピンタイプ保持器はブッシュ圧入孔７を有する環状プレート４とテーパブッシュ６と支持ピン３とを溶接接合して組立てられている。
【０００４】
また、図８に示すプレス保持器９のように、リング状にプレス成形された鋼板の一端部と他端部とを溶接接合して形成されているものもある。したがって、ころ軸受のころを保持する保持器としてピンタイプ保持器やプレス保持器を使用する場合には、ピンタイプ保持器やプレス保持器の溶接部１０（図７及び図８参照）にクラックや溶込み不足などの溶接欠陥があるか否かを検査する必要がある。
【０００５】
転がり軸受の保持器を材料ベースで品質保証する方法としては、銅合金などの保持器素材を超音波伝達媒体中に配置し、保持器素材中に存在する内部欠陥を超音波探傷法により探傷して保持器素材を評価する方法がある（特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特開平１１−３３７５３０号公報
【特許文献２】特開２００３−３２９６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ピンタイプ保持器やプレス保持器の溶接部に溶接欠陥があるか否かの検査は、従来、目視に頼ることが多く、確かな検査方法は確立されていないのが現状である。しかし、目視による検査では、溶接部内部に存在するクラックや異物を捉えることは不可能である。また、外観検査においても検査員の経験や知識が必要であり、個々によって経験や知識に差がある。
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、ピンタイプ保持器やプレス保持器などの転動装置部品の溶接部に溶接欠陥があるか否かを精度を向上させて簡便かつ迅速に検査することのできる転動装置部品の溶接欠陥検査方法及び転動装置部品用溶接欠陥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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明に係る転動装置部品の溶接欠陥検査方法は、電磁誘導式探傷プローブの励磁コイルに印加された交流電圧によって発生する交流磁界内に溶接部を有する転動装置部品を配置し、前記電磁誘導式探傷プローブの誘導コイルに発生する誘導起電力の変化から前記転動装置部品の溶接部に溶接欠陥があるか否かを検査することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明に係る転動装置部品の溶接欠陥検査方法は、請求項１記載の転動装置部品の溶接欠陥検査方法において、前記転動装置部品がころ軸受のプレス保持器であることを特徴とする。
請求項３の発明に係る転動装置部品の溶接欠陥検査方法は、請求項１記載の転動装置部品の溶接欠陥検査方法において、前記転動装置部品がころ軸受のピンタイプ保持器であることを特徴とする。
請求項４の発明に係る転動装置部品の溶接欠陥検査方法は、請求項１記載の転動装置部品の溶接欠陥検査方法において、前記溶接欠陥を検出するプローブとして、複数の電磁誘導式探傷プローブを用いて溶接欠陥の有無を検査することを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明に係る転動装置部品用溶接欠陥検査装置は、転動装置部品に溶接欠陥があるか否かを検査する装置であって、励磁コイルと誘導コイルとを有する電磁誘導式探傷プローブと、該電磁誘導式探傷プローブの誘導コイルのインダクタンス変化を検出するインダクタンス変化検出手段とを具備してなることを特徴とする。
請求項６の発明に係る転動装置部品用溶接欠陥検査装置は、請求項５記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置において、前記転動装置部品がころ軸受のプレス保持器であることを特徴とする。
【００１０】
請求項７の発明に係る転動装置部品用溶接欠陥検査装置は、請求項５記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置において、前記転動装置部品がころ軸受のピンタイプ保持器であることを特徴とする。
請求項８の発明に係る転動装置部品用溶接欠陥検査装置は、請求項５〜７のいずれか一項記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置において、前記電磁誘導式探傷プローブを上下方向に昇降駆動するプローブ昇降機構を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項９の発明に係る転動装置部品用溶接欠陥検査装置は、請求項５〜８のいずれか一項記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置において、前記電磁誘導式探傷プローブを互いに直交する二つの軸方向に水平面内で送り駆動するプローブ送り機構を備えたことを特徴とする。
請求項１０の発明に係る転動装置部品用溶接欠陥検査装置は、請求項５〜９のいずれか一項記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置において、前記電磁誘導式探傷プローブを鉛直な軸回りに揺動駆動するプローブ揺動機構を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１１の発明に係る転動装置部品用溶接欠陥検査装置は、請求項５〜１０のいずれか一項記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置において、前記電磁誘導式探傷プローブの下方に配置されたターンテーブルと、該ターンテーブルを鉛直な軸回りに回転駆動するターンテーブル駆動手段とを備えたことを特徴とする。
請求項１２の発明に係る転動装置部品用溶接欠陥検査装置は、請求項１１記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置において、前記ターンテーブルを一軸方向に送り駆動するターンテーブル送り機構を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１３の発明に係る転動装置部品用溶接欠陥検査装置は、請求項５〜１２のいずれか一項記載の転動装置部品用溶接欠陥検査装置において、前記インダクタンス変化検出手段で検出された前記誘導コイルのインダクタンス変化を予め設定された閾値と比較し、前記インダクタンス変化検出手段の検出値が閾値より大きい場合に欠陥有りと判定する比較器と、該比較器の比較結果を記録する記録手段又は／及び比較器の比較結果を表示する表示手段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、溶接欠陥であるか否かの判断を表面だけでなく内部に存在するクラックや異物を捉えることができるので、ピンタイプ保持器やプレス保持器などの転動装置部品の溶接部に溶接欠陥があるか否かをより精度を向上させ、簡便かつ迅速に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溶接欠陥検査装置を図１及び図２に示す。図１に示される転動装置部品用溶接欠陥検査装置はターンテーブル１１と、このターンテーブル１１を水平面内の一軸方向（図中Ｘ方向）に送り駆動するターンテーブル送り機構１２とを備えており、ターンテーブル１１はターンテーブル駆動手段としてのターンテーブル駆動モータ１３により鉛直な軸方向に回転駆動されるようになっている。また、図１に示される転動装置部品用溶接欠陥検査装置はターンテーブル１１の上方に配置された電磁誘導式探傷プローブ１４と、この電磁誘導式探傷プローブ１４を互いに直交する二つの軸方向（図中Ｘ及びＹ方向）に水平面内で送り駆動するプローブ送り機構１５と、電磁誘導式探傷プローブ１４を上下方向に昇降駆動するプローブ昇降機構１６とを備えている。
【００１６】
電磁誘導式探傷プローブ１４は、図２に示すように、交流電流を出力する交流電源１１１と、この交流電源１１１から出力された交流電流により交流磁界を発生する励磁コイル１１２と、この励磁コイル１１２に一部を接触させて励磁コイル１１２と同軸に巻回された誘導コイル１１３と、この誘導コイル１１３のインダクタンス変化を検出するインダクタンス変化検出回路１１４と、このインダクタンス変化検出回路１１４で検出されたインダクタンス変化を予め設定された閾値と比較する比較器１１５と、この比較器１１５の比較結果を記録すると共に表示する記録及び表示装置１１６とを備えており、比較器１１５は、誘導コイル１１３のインダクタンス変化が閾値より大きい場合には被測定物であるピンタイプ保持器の溶接部に割れなどの欠陥があると判定するように構成されている。なお、図１中８はころ軸受の外輪を示している。
【００１７】
このような溶接欠陥検査装置を用いてピンタイプ保持器２の溶接部に溶接欠陥があるか否かを検査する手順としては、先ず、ターンテーブル１１の上面部に内輪が取り除かれたころ軸受を載置する。次に、電磁誘導式探傷プローブ１４の励磁コイル１１２をピンタイプ保持器２の溶接部１０に近づけた後、交流電源１１１から励磁コイル１１２に交流電流を供給して交流磁界を発生させる。このとき、ピンタイプ保持器２の溶接部１０にクラックなどの溶接欠陥があると、交流磁界の磁束密度が変化することによって誘導コイル１１３に発生する誘起電力が溶接欠陥の大きさに応じて変化する。
【００１８】
したがって、誘導コイル１１３のインダクタンス変化をインダクタンス変化検出回路１１４で検出し、インダクタンス変化検出回路１１４で検出したインダクタンス変化と閾値とを比較器１１５で比較することによってピンタイプ保持器２の溶接部１０にクラックや異物混入などの溶接欠陥があるか否かを検査でき、これにより、溶接欠陥であるか否かの判断を検査員の経験や知識に頼る必要がなく、かつ内部欠陥も検出できるので、ピンタイプ保持器２の溶接部１０にクラックや異物混入などの溶接欠陥があるか否かを精度を向上させ、簡便かつ迅速に検査することができる。
【００１９】
上述した第１の実施形態では内輪を取り除いたころ軸受をターンテーブル１１の上面部に載置してピンタイプ保持器２の溶接部１０に溶接欠陥があるか否かを検査するようにしたが、図３に示すように、ターンテーブル１１の上面部にピンタイプ保持器２にころを組み込んだ状態で載置して溶接欠陥の有無を検査するようにしてもよい。
【００２０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る転動装置部品用溶接欠陥検査装置を図４及び図５に示す。図４に示される転動装置部品用溶接欠陥検査装置は、ターンテーブル２１と、このターンテーブル２１を水平面内の一軸方向（図中Ｘ方向）に送り駆動するターンテーブル送り機構２２とを備えており、ターンテーブル２１はターンテーブル駆動手段としてのターンテーブル駆動モータ２３により鉛直な軸方向に回転駆動されるようになっている。また、図４に示される転動装置部品用溶接欠陥検査装置はターンテーブル２１の上方に配置された電磁誘導式探傷プローブ２４と、電磁誘導式探傷プローブ２４を図中θz方向に揺動駆動するプローブ揺動機構２５と、プローブ揺動機構２５を介して電磁誘導式探傷プローブ２４を互いに直交する二つの軸方向（図中Ｘ及びＹ方向）に水平面内で送り駆動するプローブ送り機構２６と、電磁誘導式探傷プローブ２４を上下方向に昇降駆動するプローブ昇降機構２７とを備えている。
【００２１】
電磁誘導式探傷プローブ２４は、図５に示すように、交流電流を出力する交流電源２１１と、この交流電源２１１から出力された交流電流により交流磁界を発生する励磁コイル２１２と、この励磁コイル２１２に一部を接触させて励磁コイル２１２と同軸に巻回された誘導コイル２１３と、この誘導コイル２１３のインダクタンス変化を検出するインダクタンス変化検出回路２１４と、このインダクタンス変化検出回路２１４で検出されたインダクタンス変化を予め設定された閾値と比較する比較器２１５と、この比較器２１５の比較結果を記録すると共に表示する記録及び表示装置２１６とを備えており、比較器２１５は、誘導コイル２１３のインダクタンス変化が閾値より大きい場合にはプレス保持器の溶接部に割れなどの欠陥があると判定するように構成されている。なお、記録及び表示装置２１６（第１の実施形態における記録及び表示装置１１６も同じ）は一体の筐体内に収容されていても良いし別体でも良い。また、記録装置と表示装置のどちらか一方で欠陥を保存できる場合は少なくとも一方の装置を有する構成とすることもできる。
【００２２】
このような溶接欠陥検査装置を用いてプレス保持器９の溶接部に溶接欠陥があるか否かを検査する手順としては、先ず、ターンテーブル２１の上面部に内輪を取り除いたころ軸受を載置する。次に、電磁誘導式探傷プローブ２４の励磁コイル２１２をプレス保持器９の溶接部に近づけた後、交流電源２１１から励磁コイル２１２に交流電流を供給して交流磁界を発生させる。このとき、プレス保持器９の溶接部にクラックなどの溶接欠陥があると、交流磁界の磁束密度が変化することによって誘導コイル２１３に発生する誘起電力が溶接欠陥の大きさに応じて変化する。
【００２３】
したがって、誘導コイル２１３のインダクタンス変化をインダクタンス変化検出回路２１４で検出し、インダクタンス変化検出回路２１４で検出したインダクタンス変化と閾値とを比較器２１５で比較することによってプレス保持器９の溶接部にクラックや異物混入などの溶接欠陥があるか否かを検査でき、これにより、溶接欠陥であるか否かの判断を検査員の経験や知識に頼る必要がなく、かつ内部欠陥も検出できるので、プレス保持器９の溶接部にクラックや異物混入などの溶接欠陥があるか否かを精度を向上させ、簡便かつ迅速に検査することができる。
【００２４】
上述した第１及び第２の実施形態では溶接欠陥を探傷するプローブとして１個の電磁誘導式探傷プローブを用いて溶接欠陥の有無を検査するようにしたが、複数個の電磁誘導式探傷プローブを用いて複数箇所を同時に探傷するようにしてもよい。
また、上述した第１及び第２の実施形態ではピンタイプ保持器あるいはプレス保持器の溶接部に溶接欠陥があるか否かを検査する方法に本発明を適用した場合を示したが、検査対象物はピンタイプ保持器やプレス保持器に限定されるものではなく、溶接部を有する転動装置部品全般に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る転動装置部品用溶接欠陥検査装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す転動装置部品用溶接欠陥検査装置における電磁誘導式探傷プローブの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す転動装置部品用溶接欠陥検査装置のターンテーブル上にピンタイプ保持器を載置した状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る転動装置部品用溶接欠陥検査装置の概略構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示す転動装置部品用溶接欠陥検査装置における電磁誘導式探傷プローブの概略構成を示すブロック図である。
【図６】ピンタイプ保持器の一部を示す正面図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】プレス保持器の斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ころ
２  ピンタイプ保持器
３  支持ピン
４  環状プレート
６  テーパブッシュ
８  外輪
９  プレス保持器
１０  溶接部
１１，２１  ターンテーブル
１２，２２  ターンテーブル送り機構
１３，２３  ターンテーブル駆動モータ
１４，２４  電磁誘導式探傷プローブ
１５，２６  プローブ昇降機構
１６，２７  プローブ送り機構
１１１，２１１  交流電源
１１２，２１２  励磁コイル
１１３，２１３  誘導コイル
１１４，２１４  インダクタンス変化検出回路
１１５，２１５  比較器
１１６，２１６  記録及び表示装置
【図１】
2008020192.tif 000003
【図２】
2008020192.tif 000004
【図３】
2008020192.tif 000005
【図４】
2008020192.tif 000006
【図５】
2008020192.tif 000007
【図６】
2008020192.tif 000008
【図７】
2008020192.tif 000009
【図８】
2008020192.tif 000010