JP2000167723A - 転がり軸受の製造ライン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数の狭帯域バンドで音響検査を行う場合に
も、製造ライン中で全数の検査が可能なものとする。 【解決手段】 軌道輪と転動体とを組み立てる組立工程
部１２と、この工程で組立てられた軌道組立品６を検査
する検査工程部１４，１６とを備える。検査工程部１
４，１６は、組立品６を回転させ、軌道輪にセンサ２２
を接触させて振動を検査する音響検査装置２０を有す
る。この音響検査装置２０は、センサ２２の振動信号の
周波数分析を行う周波数分析手段３６と、時間軸分析手
段３７と、分析結果の判定手段３８とを有する。周波数
分析手段３６は、ＦＦＴ演算部４０と、１／３オクター
ブ実効値算出部４３と、パワースペクトル演算部４４を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、製造途中または
完成品の状態の軸受組立品の検査を行う音響装置を備え
た転がり軸受の製造ラインに関する。

【０００２】

【従来の技術】軸受軌道輪の転走面または転動体に、研
削不良、打ち疵等が存在するか、軸受完成品に塵等の異
物が混入するか、あるいは公差外の転動体が混入した場
合、内輪または外輪を一定回転数で回転させたときに、
正常品よりも音響レベル（振動レベル）が高くなる。一
定レベル以上の音響値を生じる軸受は、欠陥品とみなさ
れ、出荷することができない。一般的に、この欠陥品と
正常品とを選別する方法として、加速度型センサまたは
速度型センサを内輪に接触させて外輪を回転させるか、
または外輪に接触させて内輪を回転させ、その振動を検
出する方法が採られている。軸受の異常振動は、ある一
定の周波数（この周波数は、回転数や内外輪の径、転動
体の大きさ等によって定まる）に顕著に現れる。転走面
角数等のうねりは低い周波数に、表面粗さは高い周波数
に現れる。この特性を利用して、特定周波数のみを通過
させるフィルタを通して得られた実効値を、規格に沿っ
たＮＧレベルと比較し、そのレベルよりも大きな値であ
れば欠陥品とする選別が行える。また、従来、前記のう
ねりに対応した選別と、表面粗さに対応した選別とが行
えるように、所定の低い周波数帯と、高い周波数帯との
２バンド、あるいは３バンドで前記の選別が行われてお
り、広い帯域の実効値にて欠陥品を全数選別している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、軸受の高品質化
の要望が強く、また軸受使用機器の種類によって、うね
り、表面粗さなど、軸受品質のうちの高品質化の要求さ
れる品質種類が異なる。このため、要求される品質の軸
受を製造するためには、さらに細かなバンド幅に分けて
音響レベルの解析を行うことが必要となっている。とこ
ろが、細かなバンド幅で音響レベルの解析を行うには、
従来の音響検査方法では、時間がかかり、実用化するこ
とが難しい。また、従来、前記の音響検査は製造ライン
とは別のラインで行われており、軸受製造から出荷まで
の生産性が悪いうえ、占有床面積が広く必要になるとい
う課題がある。このため、製造ライン上で音響検査を行
うことを考えたが、前記のように細かなバンド幅で音響
レベルの解析を行おうとすると、検査に時間がかかるた
め、全数検査することができない。

【０００４】この発明の目的は、多数の狭帯域バンドで
音響検査を行う場合にも、製造ライン中で全数の検査が
可能な転がり軸受の製造ラインを提供することである。
この発明の他の目的は、他の各種の軸受品質の検査と共
に、軌道輪の転走面および転動体の疵の検査が行えるよ
うにすることである。この発明のさらに他の目的は、検
査工程部で、軌道輪の転走面および転動体のうねり、粗
さが効果的に判別できるようにすることである。この発
明のさらに他の目的は、異公差の転動体の混入判別を、
製造ライン中で可能とすることである。この発明のさら
に他の目的は、軸受完成状態における各種品質の検査を
可能とすることである。この発明のさらに他の目的は、
グリース充填およびシール取付前の状態における軸受の
各種品質の検査を可能とすることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の転がり軸受の
製造ラインは、軌道輪と転動体とを組み立てる組立工程
部（１２）と、この工程部（１２）で組立てられた軌道
輪と転動体との組立品（６）を検査する検査工程部（１
４），（１６）とを備える。前記検査工程部（１４），
（１６）は、組立品（６）を回転させ、軌道輪にセンサ
（２２）を接触させて振動を検査する音響検査装置（２
０）を有する。この音響検査装置（２０）は、組立品回
転時に前記センサ（２２）で検出された振動信号の周波
数分析を行う周波数分析手段（３６）を有するものとす
る。この構成によると、軸受が製造される過程で、軌道
輪と転動体との組立品（６）が音響検査装置（２０）に
より検査される。音響検査装置（２０）は、周波数分析
手段（３６）により周波数分析を行うものであるため、
高速フーリェ変換等の周波数解析手法を用いることによ
り高速処理が可能であり、多数の狭帯域バンドで音響検
査を行う場合にも、製造ライン中で全数の検査が可能と
なる。多数の狭帯域バンドで検査することにより、高精
度な検査が行える。また、製造ライン上で検査を行うた
め、検査工程を含めた軸受生産の生産性が良く、占有床
面積も小さくて済む。

【０００６】この発明において、前記音響検査装置（２
０）は、前記センサ（２２）の振動信号の時間軸分析を
行う時間軸分析手段（３７）を有するものとしても良
い。転動体の疵や軌道輪の転走面の疵は、時間軸に沿っ
て周期的に現れるため、時間軸分析手段（３７）を設け
ることで、転動体の疵や軌道輪の転走面の疵を検出する
ことができる。また、周波数分析手段（３６）と時間軸
分析手段（３７）とを併用するため、時間軸分析手段
（３７）は転動体の疵等の、周波数分析手段で得られな
い品質の検査を行うだけで良く、複雑な演算処理が不要
で、高速処理が可能である。したがって、転動体の疵検
出を含めて製造ライン上で全数検査をすることができ
る。

【０００７】この発明において、前記音響検査装置（２
０）は、前記周波数分析手段（３６）の分析結果および
時間軸分析手段（３７）の分析結果に応じた所定の判定
処理を行う判定手段（３８）を有するものとしても良
い。このように、音響検査装置（２０）に判定手段（３
８）を設けることで、単に周波数分析や時間軸分析を行
うだけでなく、それらの分析結果に応じて、所定の品質
の判定までが同じ検査装置（２０）内で行える。この判
定は、単なる良否判定であっても良く、また複数段階の
判定であっても良い。

【０００８】この発明において、前記周波数分析手段
（３６）は、各設定周波数帯の中心周波数に対する１／
３オクターブ実効値振幅を算出する手段（４３）を有
し、前記周波数分析の結果の判定手段（３８）として、
前記１／３オクターブ実効値振幅を設定値と比較して所
定の判定を行う１／３オクターブ判定手段（４７）を有
するものとしても良い。軌道輪の転走面のうねりは、１
／３オクターブ実効値振幅に明確に現れる。そのため、
１／３オクターブ実効値振幅を算出する手段（４３）、
およびその算出結果の判定手段（４７）を設けること
で、軌道輪の転走面のうねりを精度良く判定することが
できる。

【０００９】この発明において、前記周波数分析手段
（２０）は、パワースペクトラムデータを演算するパワ
ースペクトル演算部（４３）を有し、前記周波数分析の
結果の判定手段（３８）として、複数設定される各設定
周波数帯毎に、前記パワースペクトラムデータを設定値
と比較して所定の判定を行うバンド別判定手段（４８）
を有するものとしても良い。この構成により、設定周波
数帯毎に所定の品質の判定が行える。例えば、低い周波
数帯では、軌道輪の転走面の真円度等の判定が行え、高
い周波数帯では、軌道輪の転走面の表面粗さの判定が行
える。パワースペクトラムデータは、所定の判定データ
（例えば、測定データ実効値振幅）に加工したデータの
状態で設定値との比較を行っても良い。

【００１０】この発明において、前記周波数分析手段
（３６）は、パワースペクトラムデータを演算するパワ
ースペクトル演算部（４４）を有し、前記周波数分析結
果の判定手段として、前記軌道輪と転動体との組立品に
異公差の転動体が混入した場合に発生する異公差周波数
におけるパワースペクトラム値から異公差転動体の混入
有無の判定を行う異公差判定手段（４９）を有するもの
としても良い。このように、異公差周波数におけるパワ
ースペクトラム値を調べることで、異公差転動体の混入
有無の判定が行える。異公差周波数は、前記組立品の回
転数と、この組立品の軌道輪径等の既知データから算出
することができる。異公差判定手段（４９）には、この
ように算出される異公差周波数を、例えば検査前に設定
しておく。なお、周波数分析は、高速フーリェ変換手法
等を用いることで高速処理が可能であるため、前記の１
／３オクターブ判定手段（４７）、バンド別判定手段
（４８）、および異公差判定手段（４９）は、３者を全
て併用することが可能であり、また３者の中の任意の２
者を併用することもできる。すなわち、１／３オクター
ブ判定手段（４７）とバンド別判定手段（４８）、１／
３オクターブ判定手段（４７）と異公差判定手段（４
９）、バンド別判定手段（４８）と異公差判定手段（４
９）のいずれの組み合わせも可能である。

【００１１】この発明において、前記検査工程部（１
６）は、前記組立工程部（１２）で組立てられた軌道輪
と転動体との組立品（６）に対してシールの取付けおよ
びグリースの充填を行う充填工程部（１５）の後工程に
設けても良い。これにより、軸受完成品の状態の各種品
質が検査できる。

【００１２】この発明において、前記検査工程部（１
４）は、前記組立工程部（１２）で組立てられた軌道輪
と転動体との組立品（６）に対してシールの取付けおよ
びグリースの充填を行う充填工程部（１５）と、前記組
立工程部（１２）との間に設けても良い。これにより、
シールの取付けおよびグリース充填の前の状態の軸受組
立品（６）における各種品質を検査することができる。
音響検査では、シールの取付けおよびグリース充填の前
と後とでは、異なる値となることがあり、このようにシ
ール取付等の前に検査を行うことで、完成品の状態では
検出されないような軸受品質が検査できる場合がある。
したがって、シール取付けおよびグリース充填の前、お
よび後の両方で音響検査を行うことで、より一層高精度
な検査結果が得られる。

【００１３】この発明の転がり軸受の製造ラインは、前
記組立工程部（１２）で組立に使用する軌道輪を製造す
るライン部（１１）を含み、このライン部として、軌道
輪素材を旋削する旋削工程部（１１ｂ）、およびこの旋
削工程部（１１ｂ）で切削された軌道輪素材を研削する
研削工程部（１１ｄ）を有するものであっても良い。ま
た、この発明の転がり軸受の製造ラインは、前記音響検
査装置（２０）が、前記周波数分析手段（３６）の分析
結果および時間軸分析手段（３７）の分析結果に応じた
所定の判定処理を行う判定手段（３８）を有するもので
ある場合に、この判定手段（３８）の判定結果に応じて
不良品を良品搬送経路外に排出する選別工程部（１４
ａ），（１６ａ）を、前記検査工程部（１４），（１
６）またはこの検査工程部の直後に設けても良い。この
ように選別工程部（１４ａ），（１６ａ）を検査工程部
（１４），（１６）またはその直後に設けることで、不
良品を効率良く確実に排除できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図７と共に説明する。図１は、音響検査装置を備えた
転がり軸受製造ラインを示すブロック図である。この軸
受製造ラインは、図７に軸受完成品の一例を示すよう
に、内輪および外輪となる軌道輪１，２の間に、保持器
４に保持された転動体３を介在させ、内部にグリースを
充填してシール５を軌道輪２に取付けた転がり軸受６Ａ
を製造するものである。同図の軸受６Ａは、シール付き
深溝玉軸受からなる。図１に示すように、この軸受製造
ラインは、軌道輪製造ライン部１１、組立工程部１２、
洗浄工程部１３、第１の検査工程部１４、充填工程部１
５、第２の検査工程部１６、および梱包部１７を順に有
し、この他に転動体準備部１８および保持器準備部１９
を有する。転動体準備部１８および保持器準備部１９
は、他のラインで製造された転動体３および保持器４を
各々準備する準備部であるが、これら転動体３および保
持器４を製造する製造ライン部であっても良い。軌道輪
製造ライン部１１は、１本のライン部のみを図示してあ
るが、２本設けられ、各々の軌道輪製造ライン部１１で
内外の軌道輪１，２が各々製造される。これら軌道輪製
造ライン部１１は、軌道輪１，２の概略形状に鍛造した
軌道輪素材を準備する素材準備部１１ａと、旋削工程部
１１ｂと、熱処理工程部１１ｃと、研削工程部１１ｄと
を順に有し、素材準備部１１ａで準備された鍛造品の素
材を旋削し、熱処理し、その後に研削する。

【００１５】組立工程部１２は、軌道輪製造ライン部１
１で製造された内外の軌道輪１，２と、転動体準備部１
８および保持器準備部１９で各々準備された転動体３お
よび保持器４とを組立て、組立品６とするものである。
この組立品６は、洗浄工程部１３で洗浄され、第１の検
査工程部１４で所定の検査が行われ、充填工程部１５で
グリースの充填およびシール５の取付けが行われて完成
品の軸受６Ａとされた後、第２の検査工程部１６で再度
所定の検査が行われ、梱包工程部１７で梱包される。各
検査工程部１４，１６は、音響検査装置２０を備え、そ
れぞれ組立品６を、シール未装着の状態、および完成品
軸受６Ａとなった状態で音響検査する。また、各検査工
程部１４，１６は、音響検査装置２０の検査の結果、不
良品と判定された組立品６を良品搬送経路外に排出する
選別工程部１４ａ，１６ａを有している。選別工程部１
４ａ，１６ａは、検査工程部１４，１６の直後の工程と
して設けても良く、また省略しても良い。各検査工程部
１４，１６は、音響検査の他に適宜の検査を加えても良
い。両検査工程部１４，１６の音響検査装置２０は、同
じ構成のものであり、設定値等を適宜異ならせて使用さ
れる。第１の検査工程部１４は設けない場合もある。音
響検査装置２０の概略構成は、同図の下部に拡大して示
してあるが、次に図２，図３等を参照して説明する。

【００１６】図２は、音響検査装置２０のハードウェア
構成例を示すブロック図である。この音響検査装置２０
は、音響検査装置本体２１と、軸受組立体６の軌道輪
１，２を回転させる回転駆動手段２３と、軌道輪１，２
に接して振動をピックアップするセンサ２２とを備え
る。回転駆動手段２３は、内外の軌道輪１，２のいずれ
を回転させるものであっても良く、センサ２２は静止側
の軌道輪１，２に接触して振動検出する。この例では、
内輪側の軌道輪１を回転させ、外輪側の軌道輪２にセン
サ２２を接触させて振動検出するものとしてある。セン
サ２２は、速度型センサまたは加速度型センサであり、
振動信号は、電圧値等のアナログ信号で出力する。

【００１７】音響検査装置本体２１は、アンプ２４と、
分析器本体２５と、表示・入出力手段２６と、プログラ
マブルコントローラ２７とを備える。アンプ２４は、セ
ンサ２２の振動信号を増幅し、ローパスフィルタを通し
て分析器本体２５に送る。

【００１８】分析器本体２５は、アンプ２４から送られ
てきたアナログ信号をディジタル変換し、ソフトウェア
処理により、高速フーリェ変換演算（ＴＴＦ演算）や、
疵検出処理、各種判定処理を行う。分析器本体２５は、
電源ユニット３１、専用チップユニット３２、ＣＰＵユ
ニット３３、および入出力ユニット３４で構成される。
入出力ユニット３４は、分析器本体２５の外部に対する
ディジタル入力ポートおよびディジタル出力ポートを有
し、さらにシリアル伝送ポートを有するものである。専
用チップユニット３２およびＣＰＵユニット３３の構
成，機能は、後に説明する。

【００１９】表示・入出力手段２６は、後述の各種の判
定処理を行うための周波数範囲の設定、良否判定レベル
の設定など、作業者による初期設定をキースイッチによ
り行い、その設定データをプログラマブルコントローラ
２７に送ると共に、プログラマブルコントローラ２７か
ら送られて来た測定値や判定結果等を画面に表示する手
段である。表示・入出力手段２６にはプログラマブル表
示器，パネルコンピュータ等が用いられる。プログラマ
ブルコントローラ２７は、分析器本体２５へ、初期設定
データや測定開始信号等を送り、分析器本体２５から測
定値、判定結果等を受け取る。また、自動機制御部２８
へ判定結果を送り、自動機制御部２８からは測定開始信
号を受け取る。自動機制御部２８は、測定物である組立
品６の搬送、不良品の排出など、軸受製造ライン中の検
査工程部１４，１６での機械動作、および選別工程部１
４ａ，１６ａでの機械動作を制御する。ネットワーク構
成機器２９は、この音響検査装２０とは別に設けられ、
分析器本体２５とデータ通信を行う手段であり、パソコ
ン等のコンピュータや、通信機器等で構成される。ネッ
トワーク構成機器２９を構成するパソコン等から遠隔操
作で、分析器本体２５の作業者による初期設定や、分析
器本体２５で得られた測定値、判定結果のモニタが可能
とされる。ネットワーク構成機器２９は、分析器本体２
５のシリアル伝送ポートに、インタフェース３０を介し
て接続される。

【００２０】図３は、音響検査装置２０の機能ブロック
図である。センサ２２の出力は、前記アンプ２４を構成
するアンプ部２４ａで増幅され、ローパスフィルタ２４
ｂを通してＡ／Ｄ変換手段３５に送られる。Ａ／Ｄ変換
手段３５は、ローパスフィルタ２４ｂから出力されたア
ナログ信号の振動信号をディジタル信号に変換する手段
であり、例えば１２ビットのディジタル信号とされる。
これらアンプ２４およびＡ／Ｄ変換手段３５は、ＩＣチ
ップ等のハードウェアで構成される。

【００２１】Ａ／Ｄ変換手段３５から出力されるディジ
タル信号の振動信号は、ソフトウェア処理を行う周波数
・時間軸分析部５２で所定の解析が行われ、その解析結
果が分析結果判定部５３で判定される。周波数・時間軸
分析部５２は、周波数分析手段３６と、時間軸分析手段
３７とを備える。

【００２２】周波数分析手段３６は、高速フーリェ変換
を行うＦＦＴ演算部４０と、その演算結果を解析する解
析部４２とで構成され、解析部４２は、１／３オクター
ブ実効値算出部４３と、パワースペクトル演算部４４と
で構成される。ＦＦＴ演算部４０は、互いに測定範囲が
異なる複数のものが設けられる。この例では、一つのＦ
ＦＴ演算部４０は高周波域の演算を、他の一つのＦＦＴ
演算部４０は低周波域の演算を行うものとしてある。各
ＦＦＴ演算部４０は、同じデータ点数の高速フーリェ変
換を行うものであるが、各々の前段に設けたディジタル
フィルタ処理手段３９により、Ａ／Ｄ変換手段３５の出
力をローパスフィルタ処理およびサンプリングして入力
することで、周波数範囲および周波数分解能を異ならせ
てある。これらディジタルフィルタ処理手段３９は、所
定測定時間に得られるデータ個数のうち、所定のデータ
個数のデータのみを出力するものとしてある。このう
ち、低周波数域用のＦＦＴ演算部４０に入力するディジ
タルフィルタ処理手段３９は、Ａ／Ｄ変換手段３５の出
力を所定間隔で間引くサンプリング処理を行うものとし
てある。これにより、いずれのディジタルフィルタ処理
手段３９，３９も、例えば１秒の測定時間に得られる２
５０００点のデータのうち、１０２４点のデータを出力
するものとしている。

【００２３】１／３オクターブ実効値算出部４３は、設
定された各周波数帯につき（つまり各バンド毎に）、中
心周波数の１／３オクターブ実効値振幅を、ＦＦＴ演算
部４０の演算結果から算出する手段である。周波数帯の
設定は、各中心周波数を設定することで行われ、例えば
数個から数十程度の周波数帯が設定される。算出結果
は、所定の共有メモリ４４ａに記憶させる。

【００２４】パワースペクトル演算部４４は、ＦＦＴ演
算部４０の演算結果からパワースペクトラムデータを算
出する手段であり、例えば図５（Ａ），（Ｂ）に示すよ
うな横軸を周波数、縦軸を振動レベルとした波形のパワ
ースペクトラムデータを出力する。パワースペクトル演
算部４４は、算出した各周波数のパワー（振動レベル）
を、所定の共有メモリ４４ａに記憶させる。

【００２５】時間軸分析手段３７は、振動信号を時間軸
で表されるデータによって分析する手段であり、Ａ／Ｄ
変換手段３５の出力を設定された遮断周波数でハイパス
フィルタ処理するディジタルフィルタ処理手段４５と、
この手段４５の出力から転動体３の疵や、軌道輪１，２
の転走面の疵の検出用データを算出する疵検出用データ
算出部４６とで構成される。疵検出用データ算出部４６
は、算出した疵検出用データを所定の共有メモリ４４ａ
に記憶させる。

【００２６】分析結果判定部５３は、判定手段３８で構
成される。判定手段３８は、１／３オクターブ判定手段
４７、バンド別判定手段４８、異公差判定手段４９、疵
判定手段５０、および総合判定手段５１で構成される。

【００２７】１／３オクターブ判定手段４７は、１／３
オクターブ実効値算出部４２で算出された各バンド毎の
１／３オクターブ実効値振幅を、各バンド毎に設定され
た良否判定レベルの設定値と比較し、良否の判定を行う
手段である。また、いずれか一つのバンドにおいて、不
良の結果となれば、不良品であるとの判定結果を出力す
る。良否判定レベルの設定値は、作業者のキー入力等で
手動で設定しても良く、また良品を所定個数測定してそ
の測定結果から所定の演算を行って自動的に設定するよ
うにしても良い。

【００２８】バンド別判定手段４８は、複数設定された
各周波数帯の所定周波数における測定データ実効値振幅
を、パワースペクトル演算部４４の演算結果（共有メモ
リ４４ａに記憶されている）から演算し、その演算結果
である判定データを、良否判定レベルとなる設定値と比
較して良否判定を行う手段である。この例では、測定デ
ータ実効値振幅は、各周波数帯の上限周波数および下限
周波数における測定データ実効値振幅につき算出してい
る。周波数帯は、例えばハイバンド、ミドルバンド、ロ
ーバンドの３バンドとされる。この場合に、例えば、ロ
ーバンドでは、軌道輪１，２の転走面の真円度等の良否
判定を行い、ハイバンドでは、軌道輪１，２の転走面の
表面粗さの良否判定を行う。なお、バンド別判定手段４
８は、パワースペクトル演算部４４の演算結果と共に、
１／３オクターブ実効値算出部４３の演算結果を用いて
判定データを演算し、これを設定値と比較して良否判定
するものとしても良い。

【００２９】異公差判定手段４９は、パワースペトル演
算部４４で演算した各周波数の振動レベル（共有メモリ
４４ａに記憶されている）のうち、異公差周波数の振動
レベルを良否判定レベルとなる設定値と比較し良否判定
を行う手段である。異公差周波数は、軸受組立体６を回
転駆動手段２３で回転させる回転数と、軸受の型番から
得られる諸寸法（軌道輪径，転動体径等）とから算出で
きる。このように算出した異公差周波数を、段取り時等
に異公差判定手段４９に設定しておく。なお、異公差周
波数の算出は、異公差判定手段４９で行うようにしても
良く、またその他の箇所で自動算出して異公差判定手段
４９に設定しても良い。

【００３０】疵判定手段５０は、時間軸分析手段３７で
出力された時間軸の振動レベルデータから、所定の判定
を行って疵不良の判定結果を出力するものである。疵判
定手段５０は、具体的には、良否判定レベルとなる設定
値を超えたデータを疵候補として抽出し、その疵候補間
の周期を計算すると共に、疵候補数をカウントする。そ
の結果、設定した疵候補数を上回る疵候補カウント数の
場合は、疵過多不良の判定結果を出力し、それ以下の場
合は設定された疵周期に合致したカウント数が設定値以
上のときに疵不良の判定結果を出力する。疵周期は、軌
道輪１，２の転走面の疵であるか、また転動体３の疵で
あるかなどによって定まり、予め各部品の疵周期を設定
しておくことで、いずれの部品の疵であるかが特定でき
る。疵判定手段５０による処理，判定例を説明すると、
図６（Ａ）に示すボール疵（転動体疵）を含む振動波形
の生データは、ディジタルフィルタ処理手段４５による
ハイパスフィルタ処理を通り、疵判定手段５０により同
図（Ｂ）のように包絡線処理され、この包絡線処理され
た波形から、同図（Ｃ）のように疵候補が抽出される。
同図（Ｃ）に示されるピッチｐがボール疵（転動体疵）
ピッチである。

【００３１】総合判定手段５１は、１／３オクターブ判
定手段４７，バンド別判定手段４８，異公差判定手段４
９，および疵判定手段５０の判定結果を総合的に判定し
て良否の判定結果を出力するものであり、例えば前記各
判定手段４７〜５０のいずれか一つから不良の判定結果
が出力されると、その軸受組立品６につき不良の判定結
果を出力する。総合判定手段５１の判定結果出力など、
判定手段３８で出力された判定結果は判定結果利用手段
５４で利用される。判定結果利用手段５４には、判定結
果を統計処理する手段や、判定結果またはその統計処理
結果から、軸受製造ラインの該当工程部の加工条件を自
動調整する手段や、前記プログラマブルコントローラ２
７および表示・入出力手段等が含まれる。

【００３２】図２の分析器本体２５と、図３に示された
各手段との関係を説明する。分析器本体２５の専用チッ
プユニット３２は、単数または複数の専用処理チップを
ボードに搭載して、図３のＡ／Ｄ変換手段３５、ディジ
タルフィルタ手段３８，３９、周波数分析手段３６、お
よび時間軸分析手段３７を構成したものである。専用処
理チップは、所定の処理を行うＩＣチップからなるが、
一つのチップでいずれの処理を行うようにしても良い。
例えば、Ａ／Ｄ変換手段３５、およびディジタルフィル
タ手段３８，３９を各々一つのチップとし、かつ周波数
分析手段３６を一つのチップとしても良く、また周波数
分析手段３６のうち、各ＦＦＴ演算部４０，４１と、１
／３周波数実効算出部４３と、パワースペトル演算部４
４とを各々一つのチップで構成しても良い。図２のＣＰ
Ｕユニット３３は、それ自体がマイクロコンピュータを
構成するものであって、ボード上にＣＰＵや他の電子部
品を搭載したものであり、図３の判定手段３８を構成し
たものである。なお、専用チップユニット３２およびＣ
ＰＵユニット３３は、ボード上に複数の電子部品を搭載
したものに限らず、各々単独のチップで構成されたもの
であっても良い。

【００３３】つぎに、上記構成の製造ラインによる軸受
製造過程と、音響検査装置２０による音響検査の全体流
れを説明すると共に、各部分の補足説明をする。図１の
製造ラインにおいて、軌道輪製造ライン部１１で製造さ
れた内外の軌道輪１，２と、各準備部１８，１９で準備
された転動体３および保持器４とが、組立工程部１２で
組立体６に組立られる。その組立体６は、洗浄工程部１
３で洗浄された後、第１の検査工程部１４で音響検査装
置２０により音響検査され、充填工程部１５でグリース
の充填およびシール５の取付けが行われた後、第２の検
査工程部１６で音響検査装置２０により再度音響検査さ
れる。各検査工程部１４，１６の選別工程部１４ａ，１
６ａで、不良品は選別して排出され、良品のみが梱包工
程部１７に搬送されて梱包される。第１，第２の検査工
程部１４，１６で行う音響検査は、良否判定の設定値等
が異なるだけで、同じ検査である。

【００３４】音響検査装置２０による検査を説明する。
この検査は、図２のように、被測定物となる組立体６の
片方の軌道輪１を回転駆動手段２３により一定回転速度
で回転させながら、静止側の軌道輪２にセンサ２２を接
触させて振動信号を検出し、この振動信号を処理するこ
とで行われる。センサ２２で検出された振動信号は、ア
ンプ２４で増幅すると共に、所定の遮断周波数でローパ
スフィルタ処理を行い、その出力をＡ／Ｄ変換手段３５
（図３）でディジタルデータに変換する。ディジタル化
された振動信号は、図３の周波数分析手段３６および時
間軸分析手段３６により、周波数分析および時間軸分析
が各々行われる。

【００３５】周波数分析手段３６は、ＦＦＴ演算部４０
と、解析部４２とを備え、Ａ／Ｄ変換された振動信号
は、ディジタルフィルタ処理手段３９でローパスフィル
タ処理およびサンプリング処理された後、ＦＦＴ演算部
４０に入力され、高速フーリェ変換される。二つのＦＦ
Ｔ演算部４０，４０は、各々高周波数域用と低周波数域
用のものである。解析部４２は、１／３オクターブ実効
値算出部４３と、パワースペクトル演算部４４とを備
え、１／３オクターブ実効値算出部４３では、各ＦＦＴ
演算部４０，４０の高速フーリェ変換結果から、設定さ
れた周波数帯毎の１／３オクターブ実効値振幅を算出す
る。算出結果は所定の共有メモリ４４ａに記憶させる。
パワースペクトル演算部４４は、各ＦＦＴ演算部４０，
４０の高速フーリェ変換結果から、パワースペクトラム
データ（図５参照）を算出する。その算出結果である各
周波数の振動レベルデータは共有メモリ４４ａに記憶さ
せる。

【００３６】時間軸分析手段３７は、Ａ／Ｄ変換された
振動信号につき、ディジタルフィルタ処理手段４５によ
り所定の遮断周波数でハイパスフィルタ処理を行い、疵
検出用データ算出部４６により、所定の疵検出用データ
を算出する。その算出結果である疵検出用データは共有
メモリ４４ａに記憶させる。

【００３７】このように周波数分析および時間軸分析を
行った結果から、判定手段３８により良否判定される。
判定手段３８では１／３オクターブ実効値の良否判定
と、バンド別の良否判定と、異公差転動体の混入の判定
と、転動体の疵判定とが各々行われ、それらの判定結果
を総合した判定結果が、総合判定手段５１により行われ
る。

【００３８】これらの分析および判定は、例えば図４に
示す測定サイクルで行われる。同図に示すように、測定
開始信号により、所定時間の振動測定が行われる。この
測定された振動信号は、測定と並行して各ディジタルフ
ィルタ処理手段３９，４５によりディジタルフィルタ処
理され、このフィルタ処理の完了後に、各ＦＦＴ演算部
４０による高速フーリェ変換処理、並びに１／３オクタ
ーブ実効値振幅の算出およびパワースペクトラムデータ
の算出が行われる。これらの演算結果および疵検出用デ
ータは、共有メモリに記憶される。これまでの処理は、
専用チップユニット３２（図２）により行われる。つい
で、ＣＰＵユニット３３により、１／３オクターブ判
定、バンド別判定、異公差検出、疵検出の各判定処理が
行われ、各結果から総合判定されて総合判定結果が出力
される。これにより、１サイクルの測定，検査が完了す
る。被検査物である軸受組立体６は、１サイクルの測
定，検査が完了すると、音響検査装置２０から排出さ
れ、次工程に搬送される。

【００３９】なお、周波数分析のバンド幅は、必ずしも
１／３オクターブである必要はなく、必要に応じて、さ
らに細かく、あるいは粗く設定してもよい。例えば前記
１／３オクターブ実効値振幅の算出手段および１／３オ
クターブ判定手段に代えて、１／ｎオクターブ実効値振
幅の算出手段および１／ｎ判定手段を設けてもよい。ｎ
は正の整数である。

【００４０】

【発明の効果】この発明の転がり軸受の製造ラインは、
ライン上の検査工程部に音響検査装置を有し、この音響
検査装置は、振動信号の周波数分析を行う周波数分析手
段を有するものとしたため、多数の狭帯域バンドで音響
検査を行う場合にも、製造ライン中で全数の検査を行う
ことができる。また、次の各手段を追加した場合は、製
造ライン中で次の各種の判定が行える。時間軸分析手段
を設けた場合は、軌道輪の転走面および転動体の疵の検
出も行える。１／３オクターブ判定手段を設けた場合
は、軌道輪の転走面および転動体のうねり、粗さが精度
良く判定できる。バンド別判定手段を設けた場合は、各
バンド毎に判定が行え、各種の周波数域で検出される特
有の軸受品質を判定することができる。異公差判定手段
を設けた場合は、異公差転動体の混入有無の判定を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる転がり軸受製造
ラインの工程説明図である。

【図２】同製造ライン中の音響検査装置のハードウェア
構成を示すブロック図である。

【図３】同音響検査装置の機能ブロック図である。

【図４】同音響検査装置の測定サイクル例のタイムチャ
ートである。

【図５】同音響検査装置の周波数分析手段の出力である
パワースペクトラムデータの説明図である。

【図６】同音響検査装置の時間軸分析手段およびその判
定手段による生データから転動体疵抽出までの波形処理
例を示す説明図である。

【図７】同軸受製造ラインで製造する転がり軸受を示す
断面図である。

【符号の説明】

１，２…軌道輪 ３６…周波数分析手段 ３…転動体 ３７…時間軸分析手段 ６…組立品 ３８…判定手段 ６Ａ…転がり軸受 ３９…ディジタルフィ
ルタ手段 １４…検査工程部 ４０…ＦＦＴ演算部 １５…充填工程部 ４２…解析部 １６…検査工程部 ４３…１／３オクター
ブ実効値算出部 ２０…音響検査装置 ４４…パワースヘクト
ル演算部 ２２…センサ ４７…１／３オクター
ブ判定手段 ２３…回転駆動手段 ４８…バンド別判定手
段 ２５…分析器本体 ４９…異公差判定手段 ３２…専用チップユニット ５０…疵判定手段 ３３…ＣＰＵユニット ５１…総合判定手段 ３５…Ａ／Ｄ変換手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 進 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 (72)発明者 吉野 博紀 静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ ヌ株式会社内 Ｆターム(参考） 3C030 BC31 BC34 CA12 3J017 HA04

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軌道輪と転動体とを組み立てる組立工程
   部と、この工程で組立てられた軌道輪と転動体との組立
   品を検査する検査工程部とを備え、前記検査工程部は、
   組立品を回転させ、軌道輪にセンサを接触させて振動を
   検査する音響検査装置を有し、この音響検査装置は、前
   記センサの振動信号の周波数分析を行う周波数分析手段
   を有するものとした転がり軸受の製造ライン。
2. 【請求項２】 前記音響検査装置は、前記センサの振動
   信号の時間軸分析を行う時間軸分析手段を有するものと
   した請求項１記載の転がり軸受の製造ライン。
3. 【請求項３】 前記音響検査装置は、前記周波数分析手
   段の分析結果および時間軸分析手段の分析結果に応じた
   所定の判定処理を行う判定手段を有するものとした請求
   項２記載の転がり軸受の製造ライン。
4. 【請求項４】 前記周波数分析手段は、複数設定される
   各設定周波数帯の中心周波数に対する１／３オクターブ
   実効値振幅を算出する手段を有し、前記周波数分析の結
   果の判定手段として、前記１／３オクターブ実効値振幅
   を設定値と比較して所定の判定を行う１／３オクターブ
   判定手段を有するものとした請求項１ないし請求項３の
   いずれかに記載の転がり軸受の製造ライン。
5. 【請求項５】 前記周波数分析手段は、パワースペクト
   ラムデータを演算するパワースペクトル演算部を有し、
   前記周波数分析の結果の判定手段として、複数設定され
   る各設定周波数帯毎に、前記パワースペクトラムデータ
   を設定値と比較して所定の判定を行うバンド別判定手段
   を有するものとした請求項１ないし請求項４のいずれか
   に記載の転がり軸受の製造ライン。
6. 【請求項６】 前記周波数分析手段は、パワースペクト
   ラムデータを演算するパワースペクトル演算部を有し、
   前記周波数分析結果の判定手段として、前記軌道輪と転
   動体との組立品に異公差の転動体が混入した場合に発生
   する異公差周波数におけるパワースペクトラム値から異
   公差転動体の混入有無の判定を行う異公差判定手段を有
   するものとした請求項１ないし請求項５のいずれかに記
   載の転がり軸受の製造ライン。
7. 【請求項７】 前記検査工程部は、前記組立工程部で組
   立てられた軌道輪と転動体との組立品に対してシールの
   取付けおよびグリースの充填を行う充填工程部の後工程
   に設けた請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の転
   がり軸受の製造ライン。
8. 【請求項８】 前記検査工程部は、前記組立工程部で組
   立てられた軌道輪と転動体との組立品に対してシールの
   取付けおよびグリースの充填を行う充填工程部と、前記
   組立工程部との間に設けた請求項１ないし請求項７のい
   ずれかに記載の転がり軸受の製造ライン。
9. 【請求項９】 前記組立工程部で組立に使用する軌道輪
   を製造するライン部を含み、このライン部に、軌道輪素
   材を旋削する旋削工程部、およびこの旋削工程部で旋削
   された軌道輪素材を研削する研削工程部とを有する請求
   項１ないし請求項８のいずれかに記載の転がり軸受の製
   造ライン。
10. 【請求項１０】 前記音響検査装置は、前記周波数分析
    手段の分析結果および時間軸分析手段の分析結果に応じ
    た所定の判定処理を行う判定手段を有するものであり、
    この判定手段の判定結果に応じて不良品を良品搬送経路
    外に排出する選別工程部を、前記検査工程部またはこの
    検査工程部の直後に設けた請求項２ないし請求項９のい
    ずれかに記載の転がり軸受の製造ライン。