(57)【要約】【課題】軌道輪素材の超音波探傷検査を比較的短時間で且つ簡単に行なうことのできる軌道輪素材の超音波探傷検査方法を提供する。【解決手段】軌道輪素材１に内部欠陥が存在するか否かを超音波探傷検査する際に、軌道輪素材１の表面粗さを０．２μＲａ以上２．０μＲａ以下とし、かつ軌道輪素材１の外径面を段付き形状に加工して超音波探傷検査を行なう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の軌道輪素材に超音波を送波し、そのエコーを受波して前記軌道輪素材に内部欠陥が存在するか否かを超音波探傷検査する際に、前記軌道輪素材の表面粗さを０．２μＲａ以上２．０μＲａ以下とし、かつ前記軌道輪素材の外径面を段付き形状に加工して超音波探傷検査を行なうことを特徴とする軌道輪素材の超音波探傷検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受の軌道輪素材に内部欠陥が存在するか否かを超音波により探傷検査する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転がり軸受の軌道輪素材はＳＵＪ２等の軸受鋼を円柱状に加工して製鋼されており、このような軌道輪素材に内部欠陥が存在すると転がり軸受の寿命を大きく低下させる原因となる。したがって、軌道輪素材を出荷する際には軌道輪素材を超音波により探傷検査し、内部欠陥が無いことを確認して出荷する必要があり、従来においては、次のような方法で軌道輪素材の超音波探傷検査を行なっている。たとえば、軌道輪素材の外径が６０ｍｍであるとすると、最初に外径６０ｍｍで超音波探傷検査を行ない、次に軌道輪素材の外径を４０ｍｍに削り込んで超音波探傷検査を行ない、最後に軌道輪素材の外径を２０ｍｍに削り込んで超音波探傷検査を行なっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような方法によると、数ミリ程度の微小な内部欠陥までも検出することができるが、軌道輪素材に旋削や研削等の機械加工を行い、超音波探傷検査を数回に分けて行なう必要があるため、手間がかかるという問題点を有していた。
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、軌道輪素材の超音波探傷検査を比較的短時間で且つ簡単に行なうことのできる軌道輪素材の超音波探傷検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するために、本発明に係る軌道輪素材の超音波探傷検査方法は、円柱状の軌道輪素材に超音波を送波し、そのエコーを受波して前記軌道輪素材に内部欠陥が存在するか否かを超音波探傷検査する際に、前記軌道輪素材の表面粗さを０．２μＲａ以上２．０μＲａ以下とし、かつ前記軌道輪素材の外径面を段付き形状に加工して超音波探傷検査を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る軌道輪素材の超音波探傷検査方法によれば、軌道輪素材の外径面を段付き形状に加工することで、軌道輪素材の内部欠陥を二箇所以上の探傷範囲で一度に検出することが可能となり、超音波探傷検査を数回に分けて行なう必要がないので、軌道輪素材の超音波探傷検査を比較的短時間で且つ簡単に行なうことができる。また、軌道輪素材の表面粗さを０．２μＲａ以上とすることで、軌道輪素材の表面を長時間に亘って研削加工する必要がないので、研削加工に要するコストを低減することができる。さらに、軌道輪素材の表面粗さを２．０μＲａ以下にすることで、Ｓ／Ｎ比が２以上の超音波エコーが増加することを抑制できるので、軌道輪素材の内部欠陥を精度良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る軌道輪素材の超音波探傷検査方法を説明するための図である。同図において、符号１は検査対象物である軌道輪素材であり、この軌道輪素材１を超音波探傷検査する場合は、図１に示すように、軌道輪素材１の外径面を段付き形状に旋削加工すると共に軌道輪素材１の外径面を０．２μＲａ以上２．０μＲａ以下に研削加工する。次に、段付き形状に加工された軌道輪素材１を超音波伝質媒体である水２で満たされた水槽３の中に配置する。そして、この状態で超音波探傷用探触子４から軌道輪素材１に超音波を送波し、そのエコーを超音波探傷用探触子４で受波する。
【０００７】
このように、軌道輪素材１を超音波探傷検査する際に軌道輪素材１の外径面を予め段付き形状に旋削加工することで、軌道輪素材の内部欠陥を二箇所以上の探傷範囲で一度に検出することが可能となる。したがって、前述した従来技術のように、超音波探傷検査を数回に分けて行なう必要がないので、軌道輪素材の超音波探傷検査を比較的短時間で且つ簡単に行なうことができる。
【０００８】
また、軌道輪素材１を超音波探傷検査する際に軌道輪素材１の表面粗さを０．２μＲａ以上とすることで、軌道輪素材の表面を長時間に亘って研削加工する必要がないので、研削加工に要するコストを低減することができる。さらに、軌道輪素材１の表面粗さを２．０μＲａ以下にすることで、Ｓ／Ｎ比が２以上の超音波エコーが増加することを抑制できるので、軌道輪素材の内部欠陥を精度良く検出することができる。
【０００９】
次に、図２〜図５を参照して本発明者が行なった実験例について説明する。
軌道輪素材の外径面から内部欠陥までの距離とエコー強度との関係を調査するために、本発明者は、図２に示すように、外径が７０ｍｍの軌道輪素材１の端面に直径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍの人工穴５を軌道輪素材１の外径面から２ｍｍ、４ｍｍ、８ｍｍ、１２ｍｍ、１６ｍｍの深さ位置に設けた。そして、これを試験片として用い、直径：１２ｍｍ、周波数：１５ＭＨｚの焦点型探触子で各人工穴５のエコー強度を測定した。その測定結果を図３に示す。同図において、横軸は試験片として用いた軌道輪素材１の外径面から人工穴５までの距離を示し、縦軸は軌道輪素材１の外径面から８ｍｍの深さ位置にある人工穴５のエコー強度を１００％とした場合の各人工穴５のエコー強度比を示している。
【００１０】
また、軌道輪素材の表面粗さとＳＮ比が２以上の超音波エコー数との関係を調査するために、本発明者は、図４に示すように、外径が７０ｍｍ、４６ｍｍ、２２ｍｍに段付き加工された軌道輪素材１の端面に直径０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍの人工穴５を軌道輪素材１の各外径から８ｍｍの深さ位置に設けた。そして、これを試験片として用い、使用探触子：焦点型探触子（直径：１２ｍｍ、周波数：１５ＭＨｚ）、表面粗さ：０．２μＲａ〜６μＲａの測定条件でＳＮ比が２以上の超音波エコー数を測定した。その測定結果を図５に示す。同図において、横軸は試験片として用いた軌道輪素材１の表面粗さを示し、縦軸はＳＮ比が２以上の超音波エコー数を示している。
【００１１】
図３に示す実験結果から明らかなように、従来方式で軌道輪素材の超音波探傷検査を行なうと、軌道輪素材の外径面から８ｍｍの深さ位置ではエコー強度がピークを示していることがわかる。また、軌道輪素材の外径面から１２ｍｍの深さ位置ではエコー強度が半減し、１６ｍｍの深さ位置ではエコー強度がノイズに紛れて測定不能であることがわかる。したがって、軌道輪素材１の外径面を段付き形状に加工する場合は、エコー強度が５０％となる範囲を探傷範囲と見なして１２ｍｍの深さ位置で探傷できる段付き形状とすることが有効である。
尚、超音波探触子の種類や周波数が変わった場合も同様な考えにより、図４に示す試験片を用い、一定の水距離を取り、探傷した際に得られる各深さ位置のエコー強度より、エコー強度ピークに対し５０％となる範囲を求め、その間隔で段付き形状とすることで同様の効果が得られるものである。
【００１２】
また、図５に示す実験結果から明らかなように、軌道輪素材の表面粗さが０．２〜２．０μＲａまではＳＮ比が２以上の超音波エコー数はゼロであるが、軌道輪素材の表面粗さが４μＲａでは６個となり、６μＲａでは１５個となって大幅に増加することがわかる。これは、表面粗さが４μＲａ以上の場合、表面粗さに起因したエコーが反射する割合が多くなり、いわゆるノイズとしてＳ／Ｎ比が２を越えることを意味している。したがって、軌道輪素材の内部欠陥を高精度に検出するためには、軌道輪素材の表面粗さを０．２μＲａ以上２．０μＲａ以下とすれば良い。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、図１に示した実施形態では軌道輪素材１の外径面を３段の段付き形状としたが、２段または４段以上の段付き形状としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る軌道輪素材の超音波探傷検査方法を説明するための図である。
【図２】エコー強度を測定するときに試験片として用いた軌道輪素材の斜視図である。
【図３】軌道輪素材の外径面から内部欠陥までの距離とエコー強度との関係を示す図である。
【図４】ＳＮ比が２以上の超音波エコー数を測定するときに試験片として用いた軌道輪素材の斜視図である。
【図５】軌道輪素材の表面粗さとＳＮ比が２以上の超音波エコー数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  軌道輪素材
２  水
３  水槽
４  超音波探傷用探触子
５  人工穴
【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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