(57)【要約】      （修正有）【課題】探傷検査を行う被測定物の表面や接触媒質中に異物が存在する場合を判別可能とすることで、誤認識を回避でき、探傷検査精度を向上させることが出来る超音波探傷装置を提供する。【解決手段】接触媒質２中に浸漬された被測定物５内に存在する非金属介在物量を検査する超音波探傷装置１であって、接触媒質２中に浸漬され超音波を送信しその反射エコーを受信する探触子６と、探触子６に隣接して設けられ探触子６から被測定物５までの距離を測定する距離センサ７と、前記探触子の受信した反射エコーを記録する探傷器８と、距離センサ７の計測結果を記録するレコーダ９と、探傷器６に記録された反射エコー強度が強いポイントと前記レコーダに記録された計測結果を照合する照合装置１０と、を備える。【選択図】図１
2016102665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触媒質中に浸漬された被測定物内に存在する非金属介在物量を検査する超音波探傷装置であって、
前記接触媒質中に浸漬され超音波を送信しその反射エコーを受信する探触子と、
当該探触子に隣接して設けられ当該探触子から前記被測定物までの距離を測定する距離センサと、
前記探触子の受信した反射エコーを記録する探傷器と、
前記距離センサの計測結果を記録するレコーダと、
前記探傷器に記録された反射エコー強度が強いポイントと前記レコーダに記録された計測結果を照合する照合装置と、
を備えた超音波探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受、ボールねじ、リニアガイド用に用いられる素材内に存在する非金属介在物の量を超音波により探傷検査する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転がり軸受の軸受軌道輪素材や転動体素材等は、ＳＵＪ２等の軸受鋼を棒状に加工して製鋼されており、このような素材内に非金属介在物が存在すると、転がり軸受等の寿命を低下させる原因となる。したがって、製鋼された素材を受け入れる際にはこの素材（以下「被測定物」という。）を超音波により探傷検査し、単位体積あたりに存在する介在物の量が所定量以下しか存在しないこと（清浄度）を確認してから、旋削などの工程に回されている。
【０００３】
かかる超音波探傷の結果は、従来から図４に示すような反射エコー強度をデジタル式に表示する方法が実施されている（例えば特許文献１も参照）。図は、被測定物の軸方向及び円周方向における探傷ピッチ毎の反射エコー強度を測定してデジタル信号に変換し、軸方向の探傷ピッチを縦軸に、円周方向の探傷ピッチを横軸に取って、デジタル式で記録するものである。かかる方法でデータを表示することにより、被測定物の軸方向および円周方向に対しての探傷結果を、一覧表示することが可能になり、全体像が容易に把握できることとなる。
【０００４】
ところがこの検査の際、被測定物の表面に異物や気泡が付着していると、被測定物の内部に存在する非金属介在物の量を精度よく超音波で探傷検査することが困難となる。すなわち、図４に示すような探傷結果が得られた場合、図中Ｘで示された部分は、超音波探触子（以下単に「探触子」という。）から送信された超音波が被測定物中に存在する非金属介在物に当たって反射した反射エコーなのか、又は、被測定物表面もしくは水等の接触媒質中に浮遊している異物に当たって反射した反射エコーなのかを判別することが困難である。
【０００５】
このため、従来においては、このような異物の誤認識を回避するため、被測定物にジェット水流を噴射しながら探傷検査を行ったり（特許文献２参照）、あるいは被測定物の表面に気泡が付着しないよう脱気装置で除去しながら探傷検査を行なっている。
【０００６】
しかしながら、被測定物にジェット水流を噴射して異物や気泡を除去する方式では、水流を相当強くしないと被測定物の表面に付着した異物を完全に除去しきれないという問題があり、また脱気装置を用いる方式では脱気装置が高価なため、探傷コストを上昇させるという問題があった。このため、被測定物の表面や接触媒質中に存在する異物を完全に除去しきれないことも考慮に入れ、精度よく超音波で探傷検査できる装置が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２２２６１７号公報
【特許文献２】特開２００２−２９６２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
発明は、このような問題点に着目してなされたもので、探傷検査を行う被測定物の表面や接触媒質中に異物が存在する場合を判別可能とすることで、誤認識を回避でき、探傷検査精度を向上させることが出来る超音波探傷装置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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る被測定物の超音波探傷検査方法は、以下のように構成される。
接触媒質中に浸漬された被測定物内に存在する非金属介在物量を検査する超音波探傷装置であって、
前記接触媒質中に浸漬され超音波を送信しその反射エコーを受信する探触子と、
当該探触子に隣接して設けられ当該探触子から前記被測定物までの距離を測定する距離センサと、
前記探触子の受信した反射エコーを記録する探傷器と、
前記距離センサの計測結果を記録するレコーダと、
前記探傷器に記録された反射エコー強度が強いポイントと前記レコーダに記録された計測結果を照合する照合装置と、
を備えた超音波探傷装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る超音波探傷装置によれば、反射エコー強度が強いポイントと距離センサの計測結果を照合する照合装置を備えることにより、反射エコー強度が強いポイントにおいて、距離センサによる計測結果が探触子から被測定物までの距離よりも短い場合は、被測定物の表面や接触媒質中に異物が存在すると判別できるので、誤認識を回避でき、探傷検査精度を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る超音波探傷装置を説明する斜視図、
【図２】図１のＡ方向矢視断面図、
【図３】距離センサによる計測結果の一例を示す図、
【図４】超音波探傷結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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に示すように、被測定物５の超音波探傷装置１は、水等の接触媒質２が充満された液槽３と、検査対象物である被測定物５が載置される回転テーブル４と、探触子６と、距離センサ７と、探傷器８と、レコーダ９と、照合装置１０と、判定装置１１と、を備えている。
【００１３】
接触媒質２を収容するための容器としての液槽３は、収納されている回転テーブル４の上に被測定物５を縦置きしたとき、被測定物５の全長を接触媒体２中に沈めることができる深さを備えている。
【００１４】
超音波探傷が行われる被測定物５は、例えば軸受の転動体のコロに使用される素材であり、その大きさは、例えば直径２０〜２００ｍｍで、全長３００〜５００ｍｍ程度であるが、これに限定されるものではない。又素材に限らず、内外輪や転動体などの軸受部品も探傷対象とすることもできる。
【００１５】
回転テーブル４は、被測定物５が縦置きされる上面が水平になるように液槽３の底面に配置され、図示を省略したモータによって図中矢印Ｃ方向に回転するようになっている。被測定物５は、その軸心を回転テーブル４の中心軸（回転軸）に一致させるようにしてセンタリングされて固定される。
【００１６】
回転テーブル４上には、被測定物５を縦置きに固定するための保持部材１２が配置されている。保持部材１２は、被測定物５の下部を支持するために、被測定物５の外周に沿って周方向に等間隔に３つの爪が配置された三つ爪チャック１３を備えている。
【００１７】
探触子６は、図２に示すように、被測定物５の表面５ａに対して一定の距離をもって配置され、被測定物５とともに接触媒体２が充満された液槽３中に浸漬されている。この探触子６は、被測定物５の表面５ａに対し垂直となる方向から超音波を送信し、送信された超音波によって被測定物５内で生起された反射エコーを受信し垂直探傷を行なうものである。受信された信号は波形信号に変換され、この波形信号を検出信号として、液槽３の外部に設置された探傷器８に送信する。
【００１８】
探触子６は、特に限定されるものではないが、例えば、周波数２０ＭＨｚの焦点型のものが用いられ、これを被測定物５の表面５ａより一定の距離を保った位置に配置する。そして、被測定物５が１回転する毎に、図１中の矢印Ｄ方向（被測定物５の長手方向）に案内され、引き続き探傷することで被測定物５内部の欠陥の検査が行われる。
【００１９】
距離センサ７は、探触子に隣接して設置され、例えばレーサや超音波を一定のインターバルで被測定物５の方向に向けて照射することにより、探触子と被測定物５との間の距離を計測する。
【００２０】
探傷器８は、記録計を備え受信した検出信号（反射エコー）の強度を記録する。また、探傷器８は、探傷時に、探触子６と信号授受を行いながら、図示を省略した移動機構を制御して、上述したように探触子６を被測定物５の表面５ａに沿って案内する。
【００２１】
レコーダ９は距離センサ７による計測結果を記録する。
【００２２】
照合装置１０は、探傷器８に記録された反射エコー強度を示すデータとレコーダ９に記録された距離センサ７による計測結果とを、各々の計測ポイントにおける反射エコー強度とそのときの距離センサ７による計測結果とが互いに対応するように照合させる。具体的には、例えば、図３に示す距離センサ７による計測結果に、探触子６による計測ポイントを表示する。
【００２３】
判定装置１１は、照合装置１０による照合結果に基き、反射エコー強度が強いポイントにおける反射エコーが探触子６と被測定物５との間で反射されたエコーであるか否かを判定する。すなわち、図４における反射エコー強度が強いポイント（Ｘ部）における距離センサ７の計測結果Ｌｘと、探触子６と被測定物５との間の距離Ｌｎとを比較し、Ｌｘ＜Ｌｎであれば、探触子６と被測定物５との間に存在する異物２０と当たって反射した反射エコーであると判定する。従って、この場合は、非測定物の当該部分についてのさらなる調査分析は不要と判断できる。一方、Ｌｘ＝Ｌｎであれば、探触子６と被測定物５との間には異物は存在せず、従って被測定物５内の非金属介在物と当たって反射した反射エコーであると判定する。この場合は、被測定物５の当該部分についてのさらなる詳細な分析調査が必要と判断できる。
【００２４】
次に、被測定物５の探傷検査方法について説明する。
【００２５】
先ず、接触媒質２が充満された液槽３内に配置された回転テーブル４上に被測定物５を、その軸心を回転テーブル４の中心軸に一致させて縦置きにセットする。そして、被測定物５の一端を保持部材１２の三つ爪チャック１３で挟むようにして固定する。
【００２６】
次に、縦置きされた被測定物５の軸方向一端部近傍に、表面５ａから例えば５〜２０ｍｍ程度距離を置いて、探触子６をセットする。
【００２７】
次に、図示を省略したモータによって回転テーブル４を回転させることによって、図１矢印Ｃ方向に、被測定物５をその軸心の回りに一定の速度で回転させつつ、探触子６からは超音波を送信して探傷を行なう。
【００２８】
次に、探触子６を、図１矢印Ｄ方向に移動させて、被測定物５の表面５ａに沿って引続いて探傷を行う。このとき、被測定物５が１回転する毎に、探触子６を被測定物５の表面５ａに沿って矢印Ｄ方向に移動させ、探傷するようにする。
【００２９】
探触子６によって検出された検出信号は、探傷器８に送信され、探傷器８の記録計に記録される。このようにして、被測定物５の内部の欠陥の検査が行われる。
【００３０】
そして、探触子６が被測定物５の軸方向の他端部に到達したら探傷を終了し、回転テーブル４の回転を停止させる。
【００３１】
この測定の際に、被測定物５内に問題となる非金属介在物が存在する場合は、探触子６は非金属介在物から反射されるエコーを検出するので、探傷器８には反射エコー波形が表示され、同時に記録計には反射エコー強度が記録される。また同時に、距離センサ７により、探触子６と被測定物５との間の距離を一定のインターバルで計測し、この計測結果がレコーダ９に記録される。
【００３２】
従って、図４のような探傷結果が得られた場合、エコー強度が強いＸ部には非金属介在物が検出された可能性があるが、照合装置１０により距離センサ７による計測結果と照合させることで、非金属介在物かどうかを判定することができる。すなわち、Ｘ部に相当する部分の距離センサ７による計測結果Ｌｘと探触子６と被測定物５との間の距離Ｌｎとを比較し、Ｌｘ＜Ｌｎであれば、探触子６と被測定物５との間に存在する異物と当たって反射した反射エコーであると判断できる。一方、Ｌｘ＝Ｌｎであれば、探触子６と被測定物５との間には異物は存在せず、従って被測定物５内の非金属介在物と当たって反射した反射エコーであると判断できる。
【００３３】
図２に示す例では、距離センサ７は探触子６と異物２０との間の距離Ｌｘを計測するので、図３に示すようにＸ部に相当する部分の距離Ｌｘが、本来の探触子６と被測定物５との間の距離Ｌｎよりも短くなる。これにより、Ｘ部については非金属介在物からの反射エコーではなく、さらなる詳細な分析は不要と判断できる。
【００３４】
本実施形態によれば、反射エコー強度が強いポイントと距離センサ７の計測結果を照合する照合装置１０を備えることにより、反射エコー強度が強いポイントにおいて、距離センサ７による計測結果Ｌｘが探触子６から被測定物までの距離Ｌｎよりも短い場合は、被測定物の表面や接触媒質中に異物２０が存在すると判別できるので、誤認識を回避でき、探傷検査精度を向上させることが出来る。
【００３５】
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。例えば、垂直探傷だけでなく、斜角探傷にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  超音波探傷装置
２  接触媒質
３  液槽
５  被測定物
６  探触子
７  距離センサ
８  探傷器
９  レコーダ
１０  照合装置
【図１】
2016102665.tif 000003
【図２】
2016102665.tif 000004
【図３】
2016102665.tif 000005
【図４】
2016102665.tif 000006