(57)【要約】【課題】鋼管の切断リングの黒皮を旋削することなく、疵検査して切断リングをベアリングレース用に出荷する場合に、切断リング内面と渦流探傷機のプローブの間隙を一定に保持して検出能力を下げることなく、センサーを破壊することなく、切断リング内面の疵検査方法およびそのプローブ装置を提供する。【解決手段】偏肉のある鋼管から切断した切断リング１を旋削することなく切断リング内面４の探傷面１６と渦流探傷機のプローブ１０のセンサー先端面１７の間隙１８を一定に保持して切断リング１を回転させながらセンサー１１を切断リング１の幅方向に移動させて切断リング内面４の疵を探傷する。【選択図】        図３
2004198204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏肉のある鋼管から切断した切断リングを旋削することなく切断リング内面の探傷面と探傷機のプローブのセンサー先端面間を一定間隙に保持して切断リングを回転させながらセンサーを切断リング幅方向に移動させて切断リング内面の疵を探傷することを特徴とする鋼管切断リングの疵の検査方法。
【請求項２】
探傷は渦流探傷によることを特徴とする請求項１に記載の鋼管切断リングの疵の検査方法。
【請求項３】
ホルダー下面側が上方に下面に弾撥的なスプリングを介してプローブを取付け、該プローブに下向きのセンサーおよび該センサーの前方と後方にプローブ下面より下方に一部突出する前部球面体と後部球面体をそれぞれ回転自在に配設し、センサー先端面を被測定面から一定間隙に保持し、かつ、プローブ先端からテーパー面を形成して斜め下方に前部球面体手前位置まで延びて水平に延びるプローブ下面に接続する進入ガイドを設けたことを特徴とする切断リング内面の疵を渦流探傷する探傷機のプローブ装置。
【請求項４】
プローブ下面より下方に一部突出する前部球面体と後部球面体の突出量は、センサー先端面から探傷面までを０．５〜０．７ｍｍの範囲の一定値とする大きさであることを特徴とする請求項３に記載の切断リング内面の疵を渦流探傷する探傷機のプローブ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は鋼管から切断したベアリングレース用の鋼管切断リングに関し、特に鋼管切断リングの内面疵の検査に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベアリングレースのリング素材を例えば熱間圧延などによる鋼管からリングに突切切断して製造するものにあって、鋼管に疵を有するものは、製品レースに加工することができない。そこで鋼管の疵を加工に供する前に予め検査する必要がある。ところで疵の検査を長尺のままの鋼管で行うと、長尺の鋼管に１箇所でも疵があるとその長尺鋼管を不合格材として製造ラインから除去しなければならない。しかし、これは長尺材であるために極めて無駄が大きい。そこで長尺の鋼管をベアリングレース素材の大きさのリングに切断して切断リングとした後、この疵の検査をするならば疵の発見された切断リングのみを除去すればよく、歩留りが向上することとなる。
【０００３】
ところでベアリングレースのリング素材を熱間圧延鋼管から切断して製造する場合、リング素材に切断後、さらに熱間圧延時の偏肉や表面に形成されている黒皮を旋削により除去して仕上げてから疵の検査をし、ベアリングレース加工メーカーに出荷している。しかしながら、コスト削減が一層に求められている現状では切断後の旋削を省いて切断リングの疵を検査し、ベアリングレース加工メーカーに出荷する必要がある。
【０００４】
この場合における疵の検査では、図４に示すように、切断リング１をチャック５で３点支持し、切断リング内面４にセンサー１１を有するプローブ１０からなる渦流探傷機を挿入してチャック５により切断リング１を回転しながら切断リング内面４の疵の検査を行う。この場合、切断リング内面４とプローブ１０のセンサー１１との間隙１８は０．５〜０．７ｍｍあけておく必要がある。図４に示すように、切断リング１に偏肉が無く均一な肉厚からなるものであるときは、プローブ１０のセンサー１１の高さは一定であり、従ってセンサー１１と切断リング内面４の探傷面１６との間隙１８は一定で安定して疵の検査を行うことができる。しかし、図５に示すように、切断リング１に通常は偏肉があるので、（ｂ）に示すように、切断リング１の回転により肉厚部２がプローブ１０側になると、プローブ１０の高さ位置は一定であるので、切断リング内面４の探傷面１６とプローブ１０のセンサー１１との間隙はなくなり、切断リング内面４の探傷面１６とセンサー１１が接触することとなり、センサー１１は破損することとなる。一方、切断リング１の肉薄部３がプローブ１０側になると、切断リング内面４の探傷面１６とプローブ１０の間隙１８は必要以上に広くなり、検出能力が低下することとなる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３３７５３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、偏肉のある熱間圧延鋼管の切断リングにおいて、黒皮を旋削することなく、切断リングの疵を検査して切断リングをベアリングレース用に出荷する場合に、切断リング内面の探傷面と渦流探傷機のプローブとの間隙を常に一定に保持して検出能力を下げることなく、かつ、センサーを破壊することなく切断リング内面の疵の検査方法およびこの方法に使用する渦流探傷機のプローブ装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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、偏肉のある鋼管から切断した切断リングを旋削することなく切断リング内面の探傷面と探傷機のプローブのセンサー先端面間を一定間隙に保持して切断リングを回転させながらセンサーを切断リング幅方向に移動させて切断リング内面の疵を探傷することを特徴とする鋼管切断リングの疵の検査方法である。
【０００８】
請求項２の発明では、探傷は渦流探傷によることを特徴とする請求項１の手段の鋼管切断リングの疵の検査方法である。
【０００９】
請求項３の発明では、上記の方法に使用する探傷機のプローブの構造に係る発明で、それは、ホルダー下面側が上方に下面に弾撥的なスプリングを介してプローブを取付け、該プローブに下向きのセンサーおよび該センサーの前方と後方にプローブ下面より下方に一部突出する前部球面体と後部球面体をそれぞれ回転自在に配設し、センサー先端面を被測定面から一定間隙に保持し、かつ、プローブ先端からテーパー面を形成して斜め下方に前部球面体手前位置まで延びて水平に延びるプローブ下面に接続する進入ガイドを設けたことを特徴とする切断リング内面の疵を渦流探傷する探傷機のプローブ装置である。
【００１０】
請求項４の発明では、プローブ下面より下方に一部突出する前部球面体と後部球面体の突出量は、センサー先端面から探傷面までを０．５〜０．７ｍｍの範囲の一定値とする大きさであることを特徴とする請求項３の手段の切断リング内面の疵を渦流探傷する探傷機のプローブ装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は本発明の原理を説明するための切断リングと渦流探傷機の模式的説明図で、（ａ）は切断リングとチャックをリング端面側から見た図で、（ｂ）は肉厚部を説明する切断リングとプローブの側面から見た切断図で、（ｃ）は肉薄部を説明する切断リングとプローブの側面から見た切断図である。図２は本発明における渦流探傷機のプローブの構造を模式的に示す図で、（ａ）はブローブの構造を示す側面図で、（ｂ）は球面体の突出量を説明する模式的断面の側面図である。図３は本発明における渦流探傷機のプローブを切断リングの内面に適用する方法を模式的に説明する図である。
【００１２】
熱間圧延鋼管などの鋼管を突切切断により切断してベアリングレースようの素材の切断リング１とする。図１に示すように、この切断リング１は偏肉の肉厚部２と肉薄部３を有し、表面に熱処理による黒皮を有する。この切断リング１の黒皮および偏肉は旋削して除去したり、偏肉補整をしたりしないで、この黒皮を表面に有し偏肉のある切断リング１の外周先端部を回転機構のチャック５で３点把持して回転可能とする。さらに切断リング内面４に渦流探傷機のプローブ１０のセンサー先端面１７を切断リング１の幅方向端部から対面させて位置させる。このとき対面させた切断リング内面４を探傷面１６とし、この探傷面１６とセンサー先端面１７の間を一定間隙１８に常時保持するようにする。しかし、単にセンサー１１を有するプローブ１０を一定高さ位置、例えば、図１の（ｂ）のように肉厚部２がプローブ１０側に回転してきた状態で最も切断リング内面４とプローブ１０の下面が接近する高さ位置になるようにすると、切断リング１が回転して肉薄部３がプローブ１０に接近してくると、図１の（ｃ）に示すように、切断リング内面４とプローブ１０の下面との間隔が開き過ぎることとなり疵の検出能力が落ちることとなる。
【００１３】
そこで、本発明の方法では、切断リング１が回転して肉厚部２となってもあるいは肉薄部３となっても切断リング内面４の探傷面１６とプローブ１０のセンサー先端面１７との間隙１８を、上記したように、常に一定に保ちながら、一方、回転機構により切断リング１を軸芯の周りに回転させながら、図３に示すように、プローブ１０を切断リング１の幅方向に１端から他端まで移動させて切断リング内面４の疵をセンサー１１により探傷して疵の有無を検査する。
【００１４】
上記の方法に使用する渦流探傷機のプローブ装置の発明の実施の形態について説明すると、切断リング１の渦流探傷装置は検査する切断リング１内に挿入して前後に移動可能なホルダー６を有し、このホルダー６は切断リング１内の一定高さ位置に設定されている。図２の（ｂ）に示すように、プローブ１０はホルダー６の先端部下面に圧縮可能なスプリング７を介してボルト９で取り付けられ、スプリング力調整ナット８を締めつけることでスプリング７の弾撥力を調整できる。プローブ１０はセンサー１１をセンサーロック１２で取付けている。センサー先端面１７はプローブ１０の下面に位置している。センサー１１の前後のプローブ１０の下面には、それぞれ球面軸受１３を介して径の大きさ３〜６ｍｍの範囲の一定の径の前部球面体１４ａと後部球面体１４ｂからなる球面体１４がその下側先端をプローブ１０の下面から一部突出させて回転自在に取り付けられている。したがって、図２の（ｃ）に示すように、プローブ１０の下面から突出する球面体１４の先端の存在によりプローブ１０の下面と探傷面１６である切断リング内面４との間隙１８を０．５〜０．７ｍｍ内の一定値に常に設定して維持できる。前部球面体１４ａの前部からプローブ１０の下面は先端になるにつれて斜め上に向いてテーパー状に形成され、切断リング１内への進入ガイド１５となっている。このプローブ１０の先端部に進入ガイド１５があることで、探傷のためにプローブ１０を切断リング１内に挿入する際にプローブ１０で切断リング１の後端部を傷付けることなく挿入できる。
【００１５】
上記の探傷機のプローブ装置の使用方法を図３の（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。（ａ）に示すように、例えば、切断リング１の肉薄部３を下方に位置させた状態でプローブ１０の先端の進入ガイド１５のテーパー状の下面を切断リング内面４に沿わせながら切断リング１側へホルダー６で押し進め、テーパーの進入ガイド１５を切断リング１内に（ｂ）に示すように挿入し、この時のホルダー６のホルダー高さ１９の位置を一定高さに維持するものとする。さらに切断リング１を回転させながらホルダー６でプローブ１０を押し進めて球面体１４からセンサー１１までを切断リング１内に挿入位置させて、（ｃ）に示す切断リング内面４とセンサー先端面１７との間隙１８を一定の状態とする。この状態から切断リング１を略１周半ずつ同一箇所で回転させながらセンサー１１で切断リング１の黒皮下面の疵を渦流により検査しながら徐々にプローブ１０を切断リング１の先端側に移動させる。この間、切断リング１の肉厚部２がセンサー先端面１７側にくるとホルダー６のホルダー高さ１９の位置は不変であるのでスプリング７が縮まることとなるが、図３の（ｄ）に示すように、センサー先端面１７と探傷面１６である切断リング内面４の位置は常に設定された０．５〜０．７ｍｍの一定値の球面体１４の突出長さの間隙１８に保たれることとなる。以上のようにして切断リング１の内周面内の全ての疵の検査が全く同じ検出能力で実行される。
【００１６】
外径６０ｍｍの１個の切断リングを毎分回転数１２０回で周側２３ｍ／ｍｉｎの割合で回転するとき、１０回転の５秒間で検査を終了することができ、肉厚部も肉薄部も等しい精度で検出能力を低下することなく、黒皮を有しながら黒皮の下部に隠れた微小な疵を検査することができ、疵による欠陥のある切断リングのみを取り除くことができ、鋼管による検査に比して高い歩留りでベアリングレース用リング素材とすることができ、さらに旋削工程を省くことで省力化を図って出荷することができた。
【００１７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明は、鋼管の突切による切断リングを旋削することなく、熱処理における黒皮を有したままで内面の疵の検査が偏肉にもかかわらず検出能力を低下することなく精度よく実施でき、さらに、探傷装置のプローブの損傷を起こすことなく、省力化および高歩留りでベアリングレース用リングなどのリング体を得ることができるなど、優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための切断リングと渦流探傷機の模式的説明図である。
【図２】本発明における渦流探傷機のプローブの構造を模式的に示す図である。
【図３】本発明における渦流探傷機のプローブを切断リングの内面に適用する方法を模式的に説明する図である。
【図４】従来例の原理を説明するための偏肉のない切断リングと渦流探傷機の模式的説明図である。
【図５】従来例の偏肉のある切断リングと渦流探傷機の模式的説明図である。
【符号の説明】
１  切断リング
２  肉厚部
３  肉薄部
４  切断リング内面
５  チャック
６  ホルダー
７  スプリング
８  スプリング力調整ナット
９  ボルト
１０  プローブ
１１  センサー
１２  センサーロック
１３  球面軸受
１４  球面体
１４a  前部球面体
１４b  後部球面体
１５  進入ガイド
１６  探傷面
１７  センサー先端面
１８  間隙
１９  ホルダー高さ
【図１】
2004198204.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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