(57)【要約】【課題】軌道輪や転動体などの転がり軸受部品に介在物や割れなどの欠陥があるか否かを高精度に渦流探傷検査することのできる転がり軸受部品の渦流探傷検査方法を提供する。【解決手段】転がり軸受の軌道輪表層部または転動体表層部を渦流探傷検査するに際して、検出コイル径が１ｍｍ以下の渦流探傷プローブを用いて前記表層部を渦流探傷検査する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受の軌道輪表層部または転動体表層部を渦流探傷検査するに際して、検出コイル径が１ｍｍ以下の渦流探傷プローブを用いて前記表層部を渦流探傷検査することを特徴とする転がり軸受部品の渦流探傷検査方法。
【請求項２】
前記渦流探傷プローブから前記軌道輪表層部または転動体表層部に伝播する励磁周波数を４００〜１６００ＫＨｚにして前記表層部を渦流探傷検査することを特徴とする請求項１記載の転がり軸受部品の渦流探傷検査方法。
【請求項３】
前記渦流探傷プローブにより渦流探傷される軌道輪または転動体として、熱硬化処理が施され且つ表面硬度がＨＲＣ５８〜６４、表面粗さが０．０８μｍＲａ以下の軌道輪または転動体を用いることを特徴とする請求項１又は２記載の転がり軸受部品の渦流探傷検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道輪や転動体などの転がり軸受部品を渦流探傷法により検査する転がり軸受部品の渦流探傷検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複列アンギュラ玉軸受などの自動車用転がり軸受は、比較的大きな荷重が軌道輪に付加されるため、介在物などの欠陥が軌道輪の表層部、特に軌道輪外周面あるいは軌道輪内周面に形成された転動体軌道溝の表層部に存在すると軌道輪の破損に至ることがある。また、従来においては、金属材料の表層部を探傷する装置として、貫通型の渦流探傷装置（特許文献１参照）を用いて軌道輪の表層部に欠陥が存在するか否かを検査している。
【特許文献１】特公平２−６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来方法では、欠陥の大きさが数ミリ以上の場合や多数の微小欠陥が一箇所に集中している場合には検出できるが、欠陥の大きさが数百ミクロン以下の場合や欠陥の深さが数十ミクロン程度の場合には精度よく検出できず、探傷精度が低いという問題があった。
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、軌道輪や転動体などの転がり軸受部品に介在物や割れなどの欠陥があるか否かを高精度に渦流探傷検査することのできる転がり軸受部品の渦流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、本発明に係る転がり軸受部品の渦流探傷検査方法は、転がり軸受の軌道輪表層部または転動体表層部を渦流探傷検査するに際して、検出コイル径が１ｍｍ以下の渦流探傷プローブを用いて前記表層部を渦流探傷検査することを特徴とする。
本発明に係る転がり軸受部品の渦流探傷検査方法において、前記渦流探傷プローブから前記軌道輪表層部または転動体表層部に伝播する励磁周波数としては、４００〜１６００ＫＨｚであることが望ましい。また、渦流探傷プローブにより渦流探傷される軌道輪または転動体としては、熱硬化処理が施され且つ表面硬度がＨＲＣ５８〜６４、表面粗さが０．０８μｍＲａ以下の軌道輪または転動体であることが望ましい。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る転がり軸受部品の渦流探傷検査方法では、プローブのコイル径が１ｍｍより大きいものを用いて渦流探傷検査を行なった場合と比較して、Ｓ／Ｎ比が向上する。したがって、転がり軸受部品の表層部に存在する介在物、割れなどの欠陥を高精度に渦流探傷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】
【０００６】
以下、本発明に係る転がり軸受部品の渦流探傷検査方法について説明する。
表１に、試験片の表面に作製した人工欠陥をコイル径が３ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ、０．２ｍｍの上置型渦流探傷プローブを用いて渦流探傷試験を実施したときの試験結果を示す。なお、このときの渦流探傷試験は、人工欠陥径：５０μｍ、人工欠陥深さ：３０μｍ、励磁周波数：１０００ｋＨｚ、試験片表面とプローブとのギャップ量：０．５ｍｍ、試験片表面硬度：ＨＲＣ６２、試験片表面粗さ：０．０４μｍＲａの試験条件で行なった。
【０００７】
【表１】
2007101524.tif 000002
【０００８】
表１の事例１と事例２とを比較すると、事例１は上置型渦流探傷プローブの検出コイルから出力される信号のＳ／Ｎ比が低く、試験片の人工欠陥を検出できなかったのに対し、事例２はＳ／Ｎ比が比較例１に比べ高いことがわかる。そして、表１の事例２と事例３とを比較すると上置型渦流探傷プローブの検出コイルから出力される信号のＳ／Ｎ比は事例３のほうが高くなり、事例３と事例４とを比較すると事例４のほうがＳ／Ｎ比は高くなる。
したがって、上置型渦流探傷プローブの検出コイル径を１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．２ｍｍ以下にすることで、プローブの検出コイルから出力される信号のＳ／Ｎ比が向上するので、軸受軌道輪の表層部に存在する介在物などの欠陥を高精度に渦流探傷検査することができる。
【０００９】
表２に、試験片表面と上置型渦流探傷プローブとのギャップ量を１ｍｍ、０．５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．１ｍｍ、０．０５ｍｍに設定した場合の渦流探傷試験結果を示す。なお、このときの渦流探傷試験は、人工欠陥径：５０μｍ、人工欠陥深さ：３０μｍ、励磁周波数：１０００ｋＨｚ、プローブコイル径：０．５ｍｍ、試験片表面硬度：ＨＲＣ６２、試験片表面粗さ：０．０４μｍＲａの試験条件で行なった。
【００１０】
【表２】
2007101524.tif 000003
【００１１】
表２の事例５と事例６とを比較するとＳ／Ｎ比は事例６のほうが高くなり、事例６と事例７とを比較するとＳ／Ｎ比は事例７のほうが高くなる。また、事例７と事例８とを比較するとＳ／Ｎ比は事例８のほうが高くなり、事例８と事例９とを比較するとＳ／Ｎ比は事例９のほうが高くなる。
したがって、軌道輪の表層部を上置型渦流探傷プローブにより渦流探傷検査する際に、軌道輪表面と上置型渦流探傷プローブとのギャップ量を０．５ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下、より好ましくは０．１ｍｍ以下、更により好ましくは０．０５ｍｍ以下にすることで、高いＳ／Ｎ比が得られるので、軸受軌道輪の表層部に存在する介在物などの欠陥を高精度に渦流探傷検査することができる。ただし、軌道輪にプローブが接触し難くするためには、軌道輪とプローブとのギャップ量は０．１ｍｍ以上であることが好ましい。また、転動体についても同様の上限下限範囲が好ましい。
【００１２】
表３に、上置型渦流探傷プローブの励磁周波数を２００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、６００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、１０００ｋＨｚ、１２００ｋＨｚ、１４００ｋＨｚ、１６００ｋＨｚ、２０００ｋＨｚに設定した場合の渦流探傷試験結果を示す。なお、このときの渦流探傷試験は、人工欠陥径：５０μｍ、人工欠陥深さ：３０μｍ、プローブコイル径：０．５ｍｍ、試験片表面とプローブとのギャップ量：０．３ｍｍ、試験片表面硬度：ＨＲＣ６２、試験片表面粗さ：０．０４μｍＲａの試験条件で行なった。
【００１３】
【表３】
2007101524.tif 000004
【００１４】
表３の事例１０と事例１１とを比較すると、Ｓ／Ｎ比は事例１１のほうが高くなる。そして、事例１１と事例１２とを比較するとＳ／Ｎ比は事例１２のほうが高くなり、事例１２と事例１３とを比較するとＳ／Ｎ比は事例１３のほうが高くなる。
また、事例１７と事例１８とを比較するとＳ／Ｎ比は事例１８のほうが低くなり、事例１７と事例１６とを比較するとＳ／Ｎ比は事例１７のほうが低くなる。そして、事例１７と事例１６とを比較するとＳ／Ｎ比は事例１７のほうが低くなる。
【００１５】
したがって、軌道輪の表層部を上置型渦流探傷プローブにより渦流探傷検査する際に、上置型渦流探傷プローブの励磁周波数を４００〜１６００ｋＨｚ、好ましくは６００〜１４００ｋＨｚ、より好ましくは８００〜１２００ｋＨｚにすることで、高いＳ／Ｎ比が得られるので、軸受軌道輪の表層部に存在する介在物などの欠陥を高精度に渦流探傷検査することができる。
【００１６】
表４に、試験片表面に形成した転動体軌道溝の表面粗さを０．０１μｍＲａ、０．０２μｍＲａ、０．０４μｍＲａ、０．０８μｍＲａ、０．１μｍＲａ、０．２μｍＲａに設定した場合の渦流探傷試験結果を示す。なお、このときの渦流探傷試験は、人工欠陥径：５０μｍ、人工欠陥深さ：３０μｍ、プローブコイル径：０．５ｍｍ、試験片表面とプローブとのギャップ量：０．３ｍｍ、試験片表面硬度：ＨＲＣ６２の試験条件で行なった。
【００１７】
【表４】
2007101524.tif 000005
【００１８】
表４の事例１９と事例２０とを比較すると、Ｓ／Ｎ比は事例１９のほうが高くなる。また、事例２０と事例２１とを比較するとＳ／Ｎ比は事例２０のほうが高くなり、事例２１と事例２２とを比較するとＳ／Ｎ比は事例２１のほうが高くなる。そして、事例２２と事例２３とを比較するとＳ／Ｎ比は事例２２のほうが高くなり、事例２３と事例２４とを比較するとＳ／Ｎ比は事例２３のほうが高くなる。
【００１９】
したがって、軌道輪の表層部を上置型渦流探傷プローブにより渦流探傷検査する際に、
転動体軌道溝の表面粗さを０．１μｍＲａ以下、好ましくは０．０８μｍＲａ以下、より好ましくは０．０４μｍＲａ以下、更に好ましくは０．０２μｍＲａ以下、更により好ましくは０．０１μｍＲａ以下にすることで、高いＳ／Ｎ比が得られるので、軸受軌道輪の表層部に存在する介在物などの欠陥を高精度に渦流探傷検査することができる。
【００２０】
表５に、人工欠陥を表層部に有する試験片を用いた場合と酸化物等の鋼中介在物を表層部に有する試験片を用いた場合の渦流探傷試験結果を示す。なお、このときの渦流探傷試験は、励磁周波数：１０００ｋＨｚ、プローブコイル径：０．５ｍｍ、試験片表面とプローブとのギャップ量：０．３ｍｍ、試験片表面硬度：ＨＲＣ６２、試験片表面粗さ：０．０４μｍＲａの試験条件で行なった。
【００２１】
【表５】
2007101524.tif 000006
【００２２】
表５の事例２５と事例２７とを比較すると欠陥サイズとしては同等であるが、事例２７のほうがＳ／Ｎ比は高くなることがわかる。このことから、従来、渦流探傷で検出可能な欠陥の大きさは５０μｍ以上であると言われてきたが、検出対象が酸化物等の鋼中介在物であれば大きさが１０μｍ程度のものでも検出することができる。
表６に、試験片表面から鋼中介在物までの距離を１０μｍ、３０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、１５０μｍとした場合の渦流探傷試験結果を示す。なお、このときの渦流探傷試験は、鋼中介在物径：３０μｍ、励磁周波数：１０００ｋＨｚ、プローブコイル径：０．５ｍｍ、試験片表面とプローブとのギャップ量：０．３ｍｍ、試験片表面硬度：ＨＲＣ６２、試験片表面粗さ：０．０４μｍＲａの試験条件で行なった。
【００２３】
【表６】
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【００２４】
事例２８〜３２の試験結果を比較すると、事例２８〜３０ではＳ／Ｎ比が１０ｄｂ以上の値を示しているが、事例３２ではＳ／Ｎ比が４ｄｂに低下していることがわかる。このことから、従来、渦流探傷により検出できる欠陥は軌道輪表面からの距離が５０μｍまでと言われてきたが、検出対象が酸化物等の鋼中介在物であれば軌道輪表面からの距離が１００μｍ程度であっても良好に検出することができる。
【００２５】
次に、割れなどの表面欠陥が玉軸受の転動体にあるか否かを検査する場合に用いられる表面欠陥検査装置の一例を図１及び図２に示す。
図１及び図２に示される表面欠陥検査装置は割れなどの表面欠陥を探傷する渦流探傷プローブ１と、この渦流探傷プローブ１を水平に支持する方形枠状のプローブ支持体２とを備えており、プローブ支持体２の内側には、玉軸受の転動体を転動自在に保持する転動体ホルダ３が設けられている。また、図１及び図２に示される表面欠陥検査装置は転動体ホルダ３に保持された転動体を下方から支持する転動体支持板４を備えており、この転動体支持板４は図中Ｘ及びＹ方向に移動可能となっている。なお、転動体ホルダ３の上方には、玉軸受の転動体を吸引する吸引管５が設けられている。また、渦流探傷プローブ１の検出コイルはその直径が１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍとなっている。
【００２６】
このような表面欠陥検査装置を用いて割れなどの表面欠陥が玉軸受の転動体にあるか否かを検査する場合は、先ず、図３（ａ）に示すように、検査すべき転動体Ｂを吸引管５にて吸引する。次に、吸引管５を転動体ホルダ３の上方に移動させた後、吸引管５内を大気圧に戻すと、吸引管５の下端に吸引されていた転動体Ｂが吸引管５から離れて転動体ホルダ３に保持される。その後、図３（ｂ）に示すように、渦流探傷プローブ１の先端を転動体Ｂの表面に近づけて割れなどの表面欠陥を渦流探傷プローブ１で探傷するわけであるが、このとき、図示しない支持板送り機構により転動体支持板４を図中Ｘ及びＹ方向に動かすと、転動体ホルダ３に保持された転動体Ｂが前後左右に転動するため、転動体Ｂの表面全体を容易に検査することができる。
上述した実施形態のように、割れなどの表面欠陥を探傷する手段として、検出コイル径が１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍの渦流探傷プローブ１を用いることにより、割れなどの表面欠陥が玉軸受の転動体に存在するか否かを高精度に検査することができる。
【００２７】
次に、割れなどの表面欠陥がころ軸受の転動体にあるか否かを検査する場合に用いられる表面欠陥検査装置の一例を図４に示す。
図４に示される表面欠陥検査装置は割れなどの表面欠陥を探傷する渦流探傷プローブ６と、この渦流探傷プローブ６は図中Y軸方向に移動可能に設けられている。また、図４に示される表面欠陥検査装置はころ軸受の転動体を転動自在に保持する転動体ホルダ７を備えており、この転動体ホルダ７の下方には、転動体ホルダ７に保持された転動体を下方から支持する転動体支持板８が図中Ｘ方向に移動可能に設けられている。なお、渦流探傷プローブ６の検出コイルはその直径が１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍとなっている。
【００２８】
このような表面欠陥検査装置を用いて割れなどの表面欠陥がころ軸受の転動体にあるか否かを検査する場合は、先ず、図５（ａ）に示すように、検査すべき転動体Ｒを検査すべき転動体Ｒを吸引管９にて吸引する。次に、吸引管９を転動体ホルダ７の上方に移動させた後、吸引管９内を大気圧に戻すと、吸引管９の下端に吸引されていた転動体Ｒが吸引管９から離れて転動体ホルダ７に保持される。その後、図５（ｂ）に示すように、渦流探傷プローブ６の先端を転動体Ｒの周面部に近づけて割れなどの表面欠陥を渦流探傷プローブ６で探傷するわけであるが、このとき、図示しない支持板送り機構により転動体支持板８を図中Ｘ方向に動かすと、転動体ホルダ７に保持された転動体Ｒが転動するため、転動体Ｒの周面部全体を容易に検査することができる。また、割れなどの表面欠陥を探傷する手段として、検出コイル径が１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍの渦流探傷プローブ６を用いることにより、割れなどの表面欠陥がころ軸受の転動体に存在するか否かを高精度に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】割れなどの表面欠陥が玉軸受の転動体にあるか否かを検査する場合に用いられる表面欠陥検査装置の一例を示す側面図である。
【図２】図１に示す表面欠陥検査装置の平面図である。
【図３】図１に示す表面欠陥検査装置を用いて割れなどの表面欠陥が玉軸受の転動体にあるか否かを検査する場合の手順を説明するための図である。
【図４】割れなどの表面欠陥がころ軸受の転動体にあるか否かを検査する場合に用いられる表面欠陥検査装置の一例を示す平面図である。
【図５】図４に示す表面欠陥検査装置を用いて割れなどの表面欠陥がころ軸受の転動体にあるか否かを検査する場合の手順を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３０】
１，６  探傷プローブ
２  プローブ支持体
３，７  転動体ホルダ
４，８  転動体支持板
５，９  吸引管
【図１】
2007101524.tif 000008
【図２】
2007101524.tif 000009
【図３】
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【図４】
2007101524.tif 000011
【図５】
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