JPH05281160A

JPH05281160A - 軸受部品の欠陥検査方法

Info

Publication number: JPH05281160A
Application number: JP8207092A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Abe; 豊阿部
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1993-10-29
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: JP3202311B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、放射線を用いて軸受部品の内部欠陥
を容易且つ精度良く検査することができる軸受部品の欠
陥検査方法を提供することを目的とする。【構成】軸受部品に対して、少なくとも２方向およびこ
の２方向で形成される平面に位置しない１方向の計３方
向から放射線を照射して軸受部品の内部欠陥を検査する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軸受用球体および軸受用
ころなどの軸受部品の内部欠陥を検査する軸受部品の欠
陥検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、玉軸受に用いる球体およびころ軸
受に用いるころなどの軸受部品を、セラミックス、例え
ば高強度、軽量、耐摩耗性にすぐれた窒化けい素で形成
することが行われている。このセラミックスで形成され
た部品を用いた軸受は、セラミックスの優れた特性を生
かして航空機用エンジンなどの過酷な条件の用途に使用
されている。

【０００３】ところが、セラミックスは元来脆性材料で
あるために、この材料からなる軸受部品は内部の微小欠
陥が寿命に大きく影響を与える。特に航空機用エンジン
などに使用される軸受は高い信頼性が要求されるため
に、この用途に使用される軸受に用いられる部品は内部
の微小欠陥の影響は極めて重要である。従って、セラミ
ックスからなる軸受部品に対する内部欠陥の検査は極め
て重要である。

【０００４】内部欠陥の検査方法としては、放射線を用
いた検査例えばＸ線探傷検査、超音波探傷検査などが挙
げられる。しかし、超音波探傷検査は、欠陥検出エコー
と欠陥形態との対応関係が不明確であり、被検体中での
超音波の減衰が大きいなどの問題がある。

【０００５】これに対してＸ線探傷検査などの放射線を
用いた検査は、超音波探傷検査における前記問題がない
ためにセラミックスからなる軸受部品の内部欠陥の検査
には適している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、発明者は放射
線探傷検査を適用してセラミックスからなる軸受部品の
内部欠陥の検査を試みた。しかし、この結果次に述べる
問題があることを発見した。この問題点についてＸ線探
傷検査を例に挙げて説明する。

【０００７】第一に、Ｘ線探傷検査ではＸ線の照射条件
を被検体のある肉厚に対して設定する。しかし、被検体
の肉厚が部分的に異なる場合に、Ｘ線があらかじめ設定
した肉厚と異なる肉厚の部分を透過すると、透過状態が
変化してフィルム上に均質な画像が得られなくなる。軸
受部品のうち玉軸受に用いる球体およびころ軸受に用い
るころはその形状から肉厚が連続的に変化しする。この
ため、これら球体やころにＸ線を照射して得られた画像
は、肉厚が大きい球体の中心部およびころの中心部と、
肉厚が小さい球体の周縁部およびころの周縁部とでは画
質が異なる。

【０００８】第二に、Ｘ線を照射して得られた被検体の
画像の中央部は明瞭であるが、この中央部を囲む周辺部
は半影状態と称する不明瞭な状態（ボケた状態）とな
る。これは放射線が有する特有の問題である。これらの
ことから、球体およびころの内部欠陥を良好に撮影でき
ず、得られた画像から内部欠陥を精度良く検査できない
ことがある。

【０００９】従って、従来は放射線探傷検査を軸受部品
の内部欠陥の検査に採用することができなかった。そこ
で、従来は外観目視検査、光線を用いた検査、蛍光浸透
探傷検査などの検査方法により軸受部品の外観検査、す
なわち軸受部品の外面に存在する欠陥を検出する検査の
みを行ったいた。

【００１０】本発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、放射線を用いて軸受部品の内部欠陥を容易且つ精度
良く検査することができる軸受部品の欠陥検査方法を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の軸受部品の欠陥検査方法は、軸受部品に対し
て、少なくとも２方向およびこの２方向で形成される平
面に位置しない１方向の計３方向から放射線を照射して
前記軸受部品の内部欠陥を検査することを特徴とするも
のである。

【００１２】

【作用】本発明の検査方法において対象となる軸受部品
は、玉軸受に用いる球体、ころ軸受に用いるころ、その
他外輪、内輪などが挙げられる。特に球体、ころは肉厚
が連続的に変化するので、これらの部品の内部欠陥を検
査する場合には効果的である。

【００１３】軸受部品を形成する材料は、セラミック
ス、金属、硝子、種々の樹脂、高分子物質などである。
特に窒化けい素などのセラミックスからなる軸受部品に
本発明の検査方法を適用すると効果的である。

【００１４】本発明の検査方法において、軸受部品に照
射する放射線はＸ線、γ線、中性子線などが挙げられ
る。放射線Ｘ線の照射条件は原則的に各方向とも一定と
するが、必要に応じて変更する。

【００１５】本発明の検査方法において、軸受部品に放
射線を照射する方向は少なくとも３方向である。この３
方向は、２方向およびこの２方向で形成される平面に位
置しない１方向という条件を満足するもので良い。３方
向がなす角度も特定されない。軸受部品の形状に応じ
て、その軸受部品の内部欠陥が最も明瞭且つ容易に撮影
できるように、放射線の照射方向およびその数を設定す
る。

【００１６】すなわち、軸受部品の肉厚の異なる部分を
それぞれ網羅できる３以上の方向から放射線を照射し各
放射線方向の画像を得る。また、各放射線方向の画像に
おける半影部を相互に補うようにして各放射線方向の画
像を得る。これらの画像を組合せて軸受部品の肉厚の変
化および軸受部品の周縁部の存在に制約されずに、軸受
部品全体にわたり評価対象となる明瞭で均質な画質の画
像を得る。この結果、放射線の照射により得られた画像
から軸受部品の内部欠陥を容易且つ明瞭に見ることがで
き、内部欠陥を容易且つ高い精度で検査することができ
る。さらに、３方向以上から放射線を照射するので、内
部欠陥の形状に制限されずその検出が可能である。

【００１７】軸受部品に放射線を照射する方向の代表的
な例は、相互に９０度の角度をもった位置関係にある３
方向から放射線を照射する、すなわち、Ｘ方向、Ｙ方向
およびＺ方向から放射線を照射するものである。図１
（ａ）は玉軸受に用いる球体１にＸ方向、Ｙ方向および
Ｚ方向から放射線を照射する場合を、図１（ｂ）はころ
軸受に用いるころ２にＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向から
放射線を照射する場合を夫々示している。次に本発明の
検査方法について具体的に説明する。

【００１８】軸受部品の肉厚が異なる場合には次の方法
を実施する。１回目の放射線照射時に得られる画像で
は、主に中心部を評価対象とする。軸受部品の周縁部の
画像は半影によるボケ、肉厚が薄いことによる照射条件
不適性のため評価対象から外す。２回目以降の放射線照
射は、少なくとも４５度の異なる角度をもった方向から
行う。さらに３回目以降の放射線照射は、少なくとも４
５度の異なる角度をもった方向から行う。好ましくは前
述したＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向から照射する。２回
目および３回目の照射により得られた画像においても、
主に軸受部品の中心部を評価対象にし、周縁部の画像は
半影によるボケ、肉厚が薄いことによる照射条件不適性
のため評価対象から外す。しかし、この時は１回目で評
価対象から外した部分が評価対象とする。このため、軸
受部分の全体を確実に検査する事ができる。

【００１９】また、照射された放射線を受ける媒体とし
てフィルムを用いる場合には、感度が異なる複数枚のフ
ィルムを同時に使用する。これにより高感度のフィルム
の画像では、軸受部品の肉厚の厚い部分を評価対象に
し、低感度のフィルムの画像では、軸受部品の肉厚の厚
い部分を評価対象にする。ただし、高感度のフィルムで
は粒状性が劣る場合が多いので、欠陥検出能力に影響の
ない範囲で選択する必要がある。

【００２０】照射された放射線を受ける媒体として蛍光
増幅管を用いる場合には、照射条件を２以上選択するこ
ともある。つまり、軸受部品の肉厚が厚い部分を評価す
るための照射条件と、肉厚が薄い部分を評価するための
照射条件とを選択する。

【００２１】

【実施例】

実施例：１

【００２２】図２に示すようにＸ線探傷検査法により窒
化けい素セラミックスからなる球体１の内部欠陥を検査
した。図２において１１はＸ線管、１２、１３は感度が
異なるフィルム、１４は球体１の撮影位置に設けるマス
クである。

【００２３】球体は直径３／８インチ（９．５２５mm）
で、内部には直径が３７５μm 、２００μm 、１００μ
m 、７６μm である４個の人工欠陥（空孔）が形成され
ている。

【００２４】Ｘ線は球体１に対して互いに９０度づつ方
向が異なるＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の３方向から照
射した。Ｘ線管１１の中心からフィルム１２、１３の間
隙までの距離Ｌ１が６００mm、Ｘ線管１１から球体１の
中心までの距離Ｌ２が２０mmである。

【００２５】Ｘ線照射条件は、管電圧９０KV、菅電流
０．１mA、照射時間２５分である。フィルムはフジフィ
ルム＃５０、＃８０を重ねて使用し、フィルム像で判定
した。この場合、球体の外周部を＃５０のフィルムの画
像で、それ以外の部分を＃８０のフィルムの画像で夫々
判定した。

【００２６】この結果、Ｘ線をＸ方向から照射して得ら
れた画像では３７５μm の欠陥しか判定できなかった。
しかし、Ｘ線をＹ方向およびＺ方向から照射して得られ
た画像では３７５μm 〜７６μm の各欠陥すべてを検出
できた。また、球体１の中心部の欠陥、周縁部の欠陥は
夫々明瞭に検出できた。実施例：２

【００２７】図３に示すようにＸ線探傷検査法により窒
化けい素セラミックスからなるころの内部欠陥の検査し
た。図３において図２と同じ部分は同じ符号を付して示
している。

【００２８】ころ２は直径７．５mm、長さ８．０mmで、
内部には直径が３７５μm 、２００μm 、１００μm 、
７６μm である４個の人工欠陥（空孔）が形成されてい
る。Ｘ線は、ころ２の中心軸線を挟んで互いに相対向す
る一方の周面部および他方の周面部に向けて中心軸線に
対して直交する方向に沿うＡ方向およびＢ方向からと、
ころ２の一端面および他端面に向けてころ２の中心軸線
に沿うＣ方向およびＤ方向からとの計４方向から照射し
た。図３（ａ）、（ｂ）に示すようにＸ線管１１の中心
からフィルム１２、１３の間隙までの距離Ｌ１が６００
mmであり、図３（ａ）に示すようにＡ方向およびＢ方向
から照射する場合にはＸ線管１１からころ２の中心軸線
までの距離Ｌ２が２０mmであり、図３（ｂ）に示すよう
にＣ方向およびＤ方向から照射する場合にはＸ線管１１
からころ２の長さ方向中心までの距離Ｌ２が２０mmであ
る。

【００２９】また、Ｘ線の照射条件は、管電圧９０KV、
菅電流０．１mA、照射時間１５分である。フィルムはフ
ジフィルム＃５０、＃８０を重ねて使用し、フィルム像
で判定した。この場合、球体の外周部を＃５０のフィル
ムの画像で、それ以外の部分を＃８０フィルムの画像で
夫々判定した。

【００３０】この結果、Ｘ線をＸ方向から照射して得ら
れた画像では３７５μm の欠陥しか判定できなかった。
しかし、Ｘ線をＢ方向ないしＤ方向から照射して得られ
た画像では３７５μm 〜７６μm の各欠陥すべてを検出
できた。さらに、球体の中心部の欠陥、周縁部の欠陥は
夫々明瞭に検出できた。

【００３１】なお、本発明の方法は、フィルムに像を写
し出して検査する場合に限らず、テレンビジョンカメラ
で撮影した像をＣＲＴのモニター画面に写出して検査す
ることもできる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の軸受部品の
欠陥検査方法によれば、軸受部品に対して３方向以上か
ら放射線を照射することにより、放射線の照射により得
られた画像から軸受部品の内部欠陥を容易且つ明瞭に判
定することができ、軸受部品の内部欠陥を容易且つ高い
精度で検査することができる。従って、本発明によれば
従来の放射線探傷検査における欠点を改善し、放射線探
傷検査法を採用して軸受部品の内部欠陥の検査を可能に
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】軸受部品に対する放射線を照射する方向を示す
説明図。

【図２】球体に対してＸ線探傷検査を行う状態の一例を
示す説明図。

【図３】ころに対してＸ線探傷検査を行う状態の一例を
示す説明図。

【符号の説明】

１…球体、２…ころ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸受部品に対して、少なくとも２方向お
よびこの２方向で形成される平面に位置しない１方向の
計３方向から放射線を照射して前記軸受部品の内部欠陥
を検査することを特徴とする軸受部品の欠陥検査方法。