JPS63243751A - 軸受用転動体の超音波探傷検査方法、探傷検査用治具及び探傷検査装置 - Google Patents
軸受用転動体の超音波探傷検査方法、探傷検査用治具及び探傷検査装置Info
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- JPS63243751A JPS63243751A JP62078227A JP7822787A JPS63243751A JP S63243751 A JPS63243751 A JP S63243751A JP 62078227 A JP62078227 A JP 62078227A JP 7822787 A JP7822787 A JP 7822787A JP S63243751 A JPS63243751 A JP S63243751A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は軸受用転動体の超音波探傷検査方法、そのため
の探傷検査用治具及び超音波探傷検査装置に関する。
の探傷検査用治具及び超音波探傷検査装置に関する。
［従来の技術］
従来、玉やころ等の軸受用転動体はｘｉ検査やザイクロ
検査、あるいは顕微鏡及び肉眼による外観検査などによ
り、その表面及び内部の検査を行なっていた。
検査、あるいは顕微鏡及び肉眼による外観検査などによ
り、その表面及び内部の検査を行なっていた。
一方、円筒形状物の超音波探傷法として、小径鋼管の内
部欠陥、特に内面傷に対して、第８図に示すような水浸
探傷法か知られている〔日本学術振興会、製鋼第１９委
員会編「超音波探傷法」日刊工業新聞社、第４９１〜４
９３頁（１９７４）参照〕。
部欠陥、特に内面傷に対して、第８図に示すような水浸
探傷法か知られている〔日本学術振興会、製鋼第１９委
員会編「超音波探傷法」日刊工業新聞社、第４９１〜４
９３頁（１９７４）参照〕。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、上記従来のＸ線検査やザイクロ検査、あ
るいは顕微鏡や肉眼による外観検査などにあっては、多
大な検査時間を必要とする欠点かあるほか、微小欠陥、
特に転動体表面直下の微小欠陥を検出することかできな
かった。
るいは顕微鏡や肉眼による外観検査などにあっては、多
大な検査時間を必要とする欠点かあるほか、微小欠陥、
特に転動体表面直下の微小欠陥を検出することかできな
かった。
また、第８図に示す水浸探傷法においても、単にｎ４管
１４の面に対して探触子４を偏心させることを教示する
のみであって、具体的な教示、例えば偏心針、偏心のさ
せ方、そのための具体的な工夫等については何の開示も
ないものである。
１４の面に対して探触子４を偏心させることを教示する
のみであって、具体的な教示、例えば偏心針、偏心のさ
せ方、そのための具体的な工夫等については何の開示も
ないものである。
そこて、本発明者らは、上記従来の検査方法および装置
の欠点を解決すべく鋭意研究し・た結果、軸受用転動体
の転動面表面および表面近傍に存在する微小欠陥を迅速
に検出することがてきる検査方法、そのための治具およ
び検査装置を発明するに至ったものである。
の欠点を解決すべく鋭意研究し・た結果、軸受用転動体
の転動面表面および表面近傍に存在する微小欠陥を迅速
に検出することがてきる検査方法、そのための治具およ
び検査装置を発明するに至ったものである。
即ち、本発明によれば、超音波伝達媒体中に軸受用転動
体及び超音波探傷用探触子を配置し、該探触子より超音
波を送信し、反射してくる超音波エコーにより欠陥を検
出する軸受用転動体の超音波探傷検査方法において、前
記転動体及び前記探触子を所定の偏心量偏心させて配置
し、転動体の転動面の表面及び表面下２ｉｍ以内の微小
欠陥を検出することを特徴とする軸受用転動体の超音波
探傷検査方法（第１発明）、軸受用転動体を回転自在に
保持してなる軸受用転動体の保持部と、超音波探傷用探
触子と、前記転動体及び前記探触子を偏心させて前記探
触子を取付ける探触子取付部とからなる軸受用転動体の
超音波探傷検査用治具（第２発明）、および超音波伝達
媒体中において前記媒体による噴流により軸受用転動体
を回転させる機構を有する軸受用転動体の保持部と、超
音波探傷用探触子と、前記転動体及び前記探触子を偏心
させて前記探触子を取付ける探触子取付部とからなる軸
受用転動体の超音波探傷検査装置（第３発明）、か提供
される。
体及び超音波探傷用探触子を配置し、該探触子より超音
波を送信し、反射してくる超音波エコーにより欠陥を検
出する軸受用転動体の超音波探傷検査方法において、前
記転動体及び前記探触子を所定の偏心量偏心させて配置
し、転動体の転動面の表面及び表面下２ｉｍ以内の微小
欠陥を検出することを特徴とする軸受用転動体の超音波
探傷検査方法（第１発明）、軸受用転動体を回転自在に
保持してなる軸受用転動体の保持部と、超音波探傷用探
触子と、前記転動体及び前記探触子を偏心させて前記探
触子を取付ける探触子取付部とからなる軸受用転動体の
超音波探傷検査用治具（第２発明）、および超音波伝達
媒体中において前記媒体による噴流により軸受用転動体
を回転させる機構を有する軸受用転動体の保持部と、超
音波探傷用探触子と、前記転動体及び前記探触子を偏心
させて前記探触子を取付ける探触子取付部とからなる軸
受用転動体の超音波探傷検査装置（第３発明）、か提供
される。
本発明では、軸受用転動体に対し、超音波探傷用探触子
を所定量偏心させて配置することに特徴を有するのであ
るが、その偏心量は、前記転動体の転動面の直径なり（
［１１１） 、超音波伝達媒体中に配置した前記転動体
の転動面の法線軸と前記探触子の中心軸の偏心量をＸ（
ＩＩｌｌ）、転動体を形成する材質の音の横波の速度を
ＶＢ（ｌ／ｓｅｃ）、転動体と探触子の間にある超音波
伝達媒体の音の縦波の速度をＶｔ、（ｍ／ｓｅｃ）とし
たとき、前記転動体の転動面の法線軸と前記探触子の中
心軸との偏心量Ｘ（Ｉｎ！１１）か（Ｄ／２） Ｘ （
ＶＬ／ＶＢ） −Ｄ Ｘ （２／１．００）≦×≦（Ｄ
／２） Ｘ（ＶＬ／ＶＢ） ＋ Ｄ ｘ （２／１００
）となるように前記転動体及び前記探触子を偏心させて
配置することが好ましい。
を所定量偏心させて配置することに特徴を有するのであ
るが、その偏心量は、前記転動体の転動面の直径なり（
［１１１） 、超音波伝達媒体中に配置した前記転動体
の転動面の法線軸と前記探触子の中心軸の偏心量をＸ（
ＩＩｌｌ）、転動体を形成する材質の音の横波の速度を
ＶＢ（ｌ／ｓｅｃ）、転動体と探触子の間にある超音波
伝達媒体の音の縦波の速度をＶｔ、（ｍ／ｓｅｃ）とし
たとき、前記転動体の転動面の法線軸と前記探触子の中
心軸との偏心量Ｘ（Ｉｎ！１１）か（Ｄ／２） Ｘ （
ＶＬ／ＶＢ） −Ｄ Ｘ （２／１．００）≦×≦（Ｄ
／２） Ｘ（ＶＬ／ＶＢ） ＋ Ｄ ｘ （２／１００
）となるように前記転動体及び前記探触子を偏心させて
配置することが好ましい。
まず本発明において、発明者らが如何にして軸受用転動
体表面および表面近傍に存在する微小欠陥を迅速に検出
するための超音波探傷検査の原理を見出すに至ったかを
第７図に基いて説明する。
体表面および表面近傍に存在する微小欠陥を迅速に検出
するための超音波探傷検査の原理を見出すに至ったかを
第７図に基いて説明する。
第７図において、軸受用転動体の転動面の直径なり（＋
ａｍ） 、転動面の法線軸からの偏心量をＸ（■）、転
動体を形成する材質の音の横波の速度をＶＢ（ｍ／ｓｅ
ｃ） 、超音波伝達媒体の音の縦波の速度をＶＬ（ｍ／
ｓｅｃ） 、超音波の入射角をθ１、超音波の屈折角を
０８とすると、Ｖｔ、／ｓｉｎ ＯＬ ＝ ｖａ／ ｓ
ｉｎ θ８が成立するから、ｓｉｎ Ｏ，＝ｓｉｎ Ｏ
Ｌ・（ＶＢ／ＶＬ）となる。ここて、超音波が転動体転
動面の表面を沿うための条件はθ、＝９０６となること
である。
ａｍ） 、転動面の法線軸からの偏心量をＸ（■）、転
動体を形成する材質の音の横波の速度をＶＢ（ｍ／ｓｅ
ｃ） 、超音波伝達媒体の音の縦波の速度をＶＬ（ｍ／
ｓｅｃ） 、超音波の入射角をθ１、超音波の屈折角を
０８とすると、Ｖｔ、／ｓｉｎ ＯＬ ＝ ｖａ／ ｓ
ｉｎ θ８が成立するから、ｓｉｎ Ｏ，＝ｓｉｎ Ｏ
Ｌ・（ＶＢ／ＶＬ）となる。ここて、超音波が転動体転
動面の表面を沿うための条件はθ、＝９０６となること
である。
そうすると、５ｉｎＯ，＝１となるから、５ｉｎＯＬ・
（ＶＩｌ／ＶＬ） ＝ １、従ッ”Ｃｓｉｎ ＯＬ
＝ ＶＢ／ Ｖｔ、＝ Ｘ／（Ｄ／２）であるから、結
局、転動面の法線軸からの偏心量Ｘ ’？： Ｘ＝ （
Ｄ／２）・（ＶＬ／ＶＢ ）とすれば、超音波が転動面
の表面を伝達することにより、転動体表面および表面近
傍に存在する微小欠陥を検出することかできることにな
る。
（ＶＩｌ／ＶＬ） ＝ １、従ッ”Ｃｓｉｎ ＯＬ
＝ ＶＢ／ Ｖｔ、＝ Ｘ／（Ｄ／２）であるから、結
局、転動面の法線軸からの偏心量Ｘ ’？： Ｘ＝ （
Ｄ／２）・（ＶＬ／ＶＢ ）とすれば、超音波が転動面
の表面を伝達することにより、転動体表面および表面近
傍に存在する微小欠陥を検出することかできることにな
る。
しかし実際上は、探触子より送信される超音波ビームは
ある太さを持っているため、転動体の表面のみでなく、
表面近傍に存在する微小欠陥を検出することができる。
ある太さを持っているため、転動体の表面のみでなく、
表面近傍に存在する微小欠陥を検出することができる。
又、転動体が大きい場合には超音波ビームの径はそれは
ど闇題とはならないが、直径２０ｍｍ以下の軸受用玉の
ように小さい場合には、超音波ビーム径は小さい方かノ
イズか少なく、精密な探傷ができるため、焦点型の探触
子を使用することが望ましい。例えば直径１０ｍｍの玉
では、焦点径が０．２〜０．３ｍｍ程度の探触子を使用
する場合、表面及び表面から１〜２ｍｍ内に存在する３
０ｐ−ｍ程度までの微小欠陥を検出することができる。
ど闇題とはならないが、直径２０ｍｍ以下の軸受用玉の
ように小さい場合には、超音波ビーム径は小さい方かノ
イズか少なく、精密な探傷ができるため、焦点型の探触
子を使用することが望ましい。例えば直径１０ｍｍの玉
では、焦点径が０．２〜０．３ｍｍ程度の探触子を使用
する場合、表面及び表面から１〜２ｍｍ内に存在する３
０ｐ−ｍ程度までの微小欠陥を検出することができる。
次に、第１図および第２図に沿い、転動体の一例として
玉を用いた場合に、玉の中心軸と超音波探傷用探触子の
中心軸の偏心量×をどの範囲の数値とすれば、玉の欠陥
を探傷検査できるかの検討結果を説明する。
玉を用いた場合に、玉の中心軸と超音波探傷用探触子の
中心軸の偏心量×をどの範囲の数値とすれば、玉の欠陥
を探傷検査できるかの検討結果を説明する。
玉か自在に、しかもがたなく回転できるような半球状四
部２を有する玉保持部３に、直径ｌＯ■（φ）の窒化珪
素製玉ｌを取り付け、水の入っている水槽６中に置いた
。探傷周波数１５Ｍ１ｌｚ、振動子径６ＩＩＩ１１、焦
点距＃２０ＩＩＩｌの超音波探傷用探触子４を探触子取
付部５に取り付け、探触子４と玉１の表面の距離が探触
子４の焦点寸法と等しくなるように探触子４の位置を調
節し、探触子固定ねし７により固定した。
部２を有する玉保持部３に、直径ｌＯ■（φ）の窒化珪
素製玉ｌを取り付け、水の入っている水槽６中に置いた
。探傷周波数１５Ｍ１ｌｚ、振動子径６ＩＩＩ１１、焦
点距＃２０ＩＩＩｌの超音波探傷用探触子４を探触子取
付部５に取り付け、探触子４と玉１の表面の距離が探触
子４の焦点寸法と等しくなるように探触子４の位置を調
節し、探触子固定ねし７により固定した。
まず、探触子４の中心軸すと玉１の中心軸ａが一致する
ように探触子取付部５の位置を調整した後、探触子４を
超音波探傷器８に接続し、次いで探傷器８の電源を投入
し、超音波のエコーの波形を探傷器８の（：ＲＴ ９に
より観察した。次に、探触子取付部５の位置を移動し、
玉ｌの中心軸ａと探触子４の中心軸すの偏心量を変えな
がら波形を観察した。
ように探触子取付部５の位置を調整した後、探触子４を
超音波探傷器８に接続し、次いで探傷器８の電源を投入
し、超音波のエコーの波形を探傷器８の（：ＲＴ ９に
より観察した。次に、探触子取付部５の位置を移動し、
玉ｌの中心軸ａと探触子４の中心軸すの偏心量を変えな
がら波形を観察した。
その結果、偏心量ＸかＸ ＜（Ｄ／２） Ｘ（ＶＬ／Ｖ
ｎ） −Ｄ Ｘ （２／１．００）であるときは、玉１
の表面からのエコーが大きく、これがノイズとなり、欠
陥からのエコーは判別できなかった。
ｎ） −Ｄ Ｘ （２／１．００）であるときは、玉１
の表面からのエコーが大きく、これがノイズとなり、欠
陥からのエコーは判別できなかった。
一方、偏心量Ｘか（Ｄ／２） Ｘ （Ｖ、／Ｖ［ｌ）
−Ｄ Ｘ （２／１００） ≦Ｘ ≦（Ｄ／２） Ｘ（
ＶＬ／ＶＢ） ＋Ｄ Ｘ（２／１００） （７）範囲に
ある場合には、Ｘが（Ｄ／２） Ｘ （ＶＬ／ＶＢ）に
近ずく程、欠陥からのエコーの大きさか大きくなり、欠
陥からのエコーを判別することがてきた。
−Ｄ Ｘ （２／１００） ≦Ｘ ≦（Ｄ／２） Ｘ（
ＶＬ／ＶＢ） ＋Ｄ Ｘ（２／１００） （７）範囲に
ある場合には、Ｘが（Ｄ／２） Ｘ （ＶＬ／ＶＢ）に
近ずく程、欠陥からのエコーの大きさか大きくなり、欠
陥からのエコーを判別することがてきた。
更に、ＣＤ／２） Ｘ （ＶＬ／Ｖ［ｌ） ＋Ｄ Ｘ
（２／１００） ＜Ｘである場合には、欠陥からのエコ
ーが小さくなり、エコーをノイズと区別することができ
なくなった。
（２／１００） ＜Ｘである場合には、欠陥からのエコ
ーが小さくなり、エコーをノイズと区別することができ
なくなった。
上記の偏心Ｑ Ｘと欠陥からのエコーの大きさとの関係
を第６図に示す。
を第６図に示す。
以上の結果から明らかな通り、玉の中心軸と超音波探傷
用探触子の中心軸の偏心量χか、（Ｄ／２）Ｘ （Ｖ、
／ＶＢ） −Ｄ Ｘ （２／１（ＩＱ） ≦Ｘ ≦（Ｄ
／２） Ｘ （ＶＬ／ＶＢ） ＋ Ｄ Ｘ （２／１０
０）の範囲となるように、玉と超音波探傷用探触子を偏
心させることが玉の欠陥の検出のために必要であること
かわかる。
用探触子の中心軸の偏心量χか、（Ｄ／２）Ｘ （Ｖ、
／ＶＢ） −Ｄ Ｘ （２／１（ＩＱ） ≦Ｘ ≦（Ｄ
／２） Ｘ （ＶＬ／ＶＢ） ＋ Ｄ Ｘ （２／１０
０）の範囲となるように、玉と超音波探傷用探触子を偏
心させることが玉の欠陥の検出のために必要であること
かわかる。
以上は、転動体として玉の場合の例であるが、その他こ
ろ等の円筒体に対しても適用されることは明らかてあろ
う。従って、本発明の軸受用転動体としては、玉のほか
、ころ等の円筒体を使用することができる。
ろ等の円筒体に対しても適用されることは明らかてあろ
う。従って、本発明の軸受用転動体としては、玉のほか
、ころ等の円筒体を使用することができる。
また、本発明の超音波探傷検査の対象となる軸受用転動
体の材質としては特に限定されるものではなく、セラミ
ックス製、金属製を問わず使用できるが、セラミックス
製の軸受用転動体の場合、微小欠陥の正確な検出かその
強度に極めて大きな影響を与えることから、セラミック
ス製の転動体を対象とすることは特に好ましい。セラミ
ックス製転動体としては、軸受部材、耐摩耗部材、摺動
部材など高強度、高硬度な特性を要求される場合、窒化
珪素、炭化珪素またはジルコニアから成るものが好まし
く用いられることになる。
体の材質としては特に限定されるものではなく、セラミ
ックス製、金属製を問わず使用できるが、セラミックス
製の軸受用転動体の場合、微小欠陥の正確な検出かその
強度に極めて大きな影響を与えることから、セラミック
ス製の転動体を対象とすることは特に好ましい。セラミ
ックス製転動体としては、軸受部材、耐摩耗部材、摺動
部材など高強度、高硬度な特性を要求される場合、窒化
珪素、炭化珪素またはジルコニアから成るものが好まし
く用いられることになる。
本発明における超音波探傷検査用治具および超音波探傷
検査装置の軸受用転動体の保持部においては、転動体を
自在に回転できるような機構を備えている。この回転機
構としては、例えば超音波伝達媒体をポンプ等の噴射手
段によって転動体に噴射すること等の機構か用いられる
。
検査装置の軸受用転動体の保持部においては、転動体を
自在に回転できるような機構を備えている。この回転機
構としては、例えば超音波伝達媒体をポンプ等の噴射手
段によって転動体に噴射すること等の機構か用いられる
。
このような回転機構により転動体の周面なくまなく検査
することか可能となるわけである。
することか可能となるわけである。
なお、具体的には、転動体かころの場合、転動体の保持
部を転動体の転動面（円筒面）の長手方向に自在に移動
させる機構を備え、該保持部を移動させることによって
、また、探触子取付部を転動体の円筒面に沿って円筒面
の長手方向に移動させる機構を備えて、探触子取付部を
移動させることにより１手作業によることなく自動的に
転動体の周面をくまなく、あるいは所定の位置の探傷検
査を回部ならしめることが好ましい。 又、本発明の超
音波探傷検査装置において、転動体が玉の場合、探触子
取付部が転動体の転動面の法線軸（即ち、玉の中心軸）
を中心に転動体の回りを回転する機構を備えることによ
り、又、転動体の保持部か転動体の転動面の法線軸（即
ち、玉の中心軸）を中心に回転する機構を備えることに
より、転動体の全周面の探傷検査を煩雑な操作なく行な
うことか好ましい。
部を転動体の転動面（円筒面）の長手方向に自在に移動
させる機構を備え、該保持部を移動させることによって
、また、探触子取付部を転動体の円筒面に沿って円筒面
の長手方向に移動させる機構を備えて、探触子取付部を
移動させることにより１手作業によることなく自動的に
転動体の周面をくまなく、あるいは所定の位置の探傷検
査を回部ならしめることが好ましい。 又、本発明の超
音波探傷検査装置において、転動体が玉の場合、探触子
取付部が転動体の転動面の法線軸（即ち、玉の中心軸）
を中心に転動体の回りを回転する機構を備えることによ
り、又、転動体の保持部か転動体の転動面の法線軸（即
ち、玉の中心軸）を中心に回転する機構を備えることに
より、転動体の全周面の探傷検査を煩雑な操作なく行な
うことか好ましい。
なお、超音波探傷検査における超音波伝達媒体としては
、一般には水が用いられるか、その他タービン油、シリ
ンダ油等の液体なども使用することかできる。
、一般には水が用いられるか、その他タービン油、シリ
ンダ油等の液体なども使用することかできる。
゛ ［実施例］
以下、本発明を実施例に基き、更に詳細に説明する。
（実施例１）
第２図に示すように、直径１０ｍｍ（φ）の玉１か自在
に、しかもかたなく回転できるような半球状凹部２を持
つ玉保持部３と、玉保持部３に玉ｌを取り付けたとき、
玉１の中心軸ａと超音波探傷用探触子４の中心軸すとの
偏心量Ｘが１．３±０．２ｍｍとなるように予め調節さ
れている探触子取付部５とからなる玉の超音波検査用治
具を、水の入った水槽６中に設置した。偏心量Ｘは、玉
枠：Ｄ＝ １０１１ｎ、水中の音の縦波速度：ＶＬ＝１
５００ｍｌｓｅｃ 、土中の横波の速度：Ｖ、、 ＝
５８００ ｒａ／ｓｅｃカラ式（Ｄ／２） Ｘ （ＶＬ
／ＶＢ） Ｄ Ｘ （２／１００） ≦Ｘ ≦（Ｄ／
２） ｘ （Ｖｌ、／ＶＢ）＋ Ｄ ｘ （２／１００
）によッテ算出した。
に、しかもかたなく回転できるような半球状凹部２を持
つ玉保持部３と、玉保持部３に玉ｌを取り付けたとき、
玉１の中心軸ａと超音波探傷用探触子４の中心軸すとの
偏心量Ｘが１．３±０．２ｍｍとなるように予め調節さ
れている探触子取付部５とからなる玉の超音波検査用治
具を、水の入った水槽６中に設置した。偏心量Ｘは、玉
枠：Ｄ＝ １０１１ｎ、水中の音の縦波速度：ＶＬ＝１
５００ｍｌｓｅｃ 、土中の横波の速度：Ｖ、、 ＝
５８００ ｒａ／ｓｅｃカラ式（Ｄ／２） Ｘ （ＶＬ
／ＶＢ） Ｄ Ｘ （２／１００） ≦Ｘ ≦（Ｄ／
２） ｘ （Ｖｌ、／ＶＢ）＋ Ｄ ｘ （２／１００
）によッテ算出した。
直径１０ｎｕ＋＋（φ）の窒化珪素型土１及び探傷周波
数１５ＭＨｚ、振動子径６Ｉ１１、焦点距＃２０１１１
の超音波探触子４を取り付け、玉１の表面と探触子４と
の距離が探触子４の焦点距離に等しくなるように、探触
子４の位置を調節し探触子固定ねじ７により固定した。
数１５ＭＨｚ、振動子径６Ｉ１１、焦点距＃２０１１１
の超音波探触子４を取り付け、玉１の表面と探触子４と
の距離が探触子４の焦点距離に等しくなるように、探触
子４の位置を調節し探触子固定ねじ７により固定した。
次に、探触子４を外部に設置されている超音波探傷器′
８に接続した。超音波探傷器８の電源を投入し、探触子
４より超音波を発振させ、玉より反射してくる超音波エ
コーを検出し、超音波探傷器８に併設されている（：Ｒ
Ｔ ９により得られたエコーの波形を観測した。波形を
観測しなから玉１を手動により回転させ、 ＣＲＴ ９
に第４図のようなピークが生じた時のピークの大きさを
ＣＲＴ上の目盛より読み取り、またピークの生じた玉１
の表面部分に印を付けた。玉ｌの全面について探傷を行
なった後、玉ｌを玉保持部３より取り外し、光学顕微鏡
により印の部分を観察したところ、表面に空孔状の欠陥
が見られたためその大きさを読み取った。
８に接続した。超音波探傷器８の電源を投入し、探触子
４より超音波を発振させ、玉より反射してくる超音波エ
コーを検出し、超音波探傷器８に併設されている（：Ｒ
Ｔ ９により得られたエコーの波形を観測した。波形を
観測しなから玉１を手動により回転させ、 ＣＲＴ ９
に第４図のようなピークが生じた時のピークの大きさを
ＣＲＴ上の目盛より読み取り、またピークの生じた玉１
の表面部分に印を付けた。玉ｌの全面について探傷を行
なった後、玉ｌを玉保持部３より取り外し、光学顕微鏡
により印の部分を観察したところ、表面に空孔状の欠陥
が見られたためその大きさを読み取った。
このようにして１０個の玉について超音波探傷検査を行
ない、そのうち欠陥のあった５個の玉について得られた
超音波エコーのピークの大きさと欠陥の大きさをグラフ
上にプロットしたものを第５図に示した。第５図から明
らかなように、その大きさか３０〜ｌｏｏｐｍ程度の微
小欠陥を検出することができる。
ない、そのうち欠陥のあった５個の玉について得られた
超音波エコーのピークの大きさと欠陥の大きさをグラフ
上にプロットしたものを第５図に示した。第５図から明
らかなように、その大きさか３０〜ｌｏｏｐｍ程度の微
小欠陥を検出することができる。
（実施例２）
第３図に示すように、直径１０ｎ１１（φ）の玉ｌが自
在に、しかもがたなく回転できるような半球状凹部２に
幅０．２ｍｍ、深さ０．５ｍ＋１のスリットｌＯ及び直
径０．２ｍｍ（φ）の微小孔１１を設けた玉保持部３と
、玉保持部３に直径ｉｏａｍ（φ）の玉１を取付けた時
、玉ｌの中心軸ａと超音波探触子４の中心軸すとの偏心
量Ｘが１．３±０．２ｍｍｍとなるように予め調節され
ている探触子取付部５と、玉保持部３を回転させる回転
機構である電動モーター１２とからなる玉の超音波検査
用装置を、水の入った水槽６中に設置した。続いて、直
径１０■（φ）の窒化珪素型土１を玉保持部３に取り付
け、外部からポンプにより玉保持部３の微小孔１１に水
を送り、微小孔１１より噴出する水流により玉ｌを回転
させ、玉ｌが３００ ｒ、ｐ、ｍ。
在に、しかもがたなく回転できるような半球状凹部２に
幅０．２ｍｍ、深さ０．５ｍ＋１のスリットｌＯ及び直
径０．２ｍｍ（φ）の微小孔１１を設けた玉保持部３と
、玉保持部３に直径ｉｏａｍ（φ）の玉１を取付けた時
、玉ｌの中心軸ａと超音波探触子４の中心軸すとの偏心
量Ｘが１．３±０．２ｍｍｍとなるように予め調節され
ている探触子取付部５と、玉保持部３を回転させる回転
機構である電動モーター１２とからなる玉の超音波検査
用装置を、水の入った水槽６中に設置した。続いて、直
径１０■（φ）の窒化珪素型土１を玉保持部３に取り付
け、外部からポンプにより玉保持部３の微小孔１１に水
を送り、微小孔１１より噴出する水流により玉ｌを回転
させ、玉ｌが３００ ｒ、ｐ、ｍ。
程度で回転するようにポンプより送られてくる水量をバ
ルブにより調節した。
ルブにより調節した。
次に、探傷周波数：１５ＭＨ，、振動子径二６ｍｍ、焦
点距ｇＩ：２０ｍｍの超音波探傷用探触子４を探触子取
付部５に取り付け、探触子４と玉ｌの表面の距離が探触
子４の焦点寸法と等しくなるように探触子４の位置を調
節し、探触子を固定した。
点距ｇＩ：２０ｍｍの超音波探傷用探触子４を探触子取
付部５に取り付け、探触子４と玉ｌの表面の距離が探触
子４の焦点寸法と等しくなるように探触子４の位置を調
節し、探触子を固定した。
次いで、探触子４を超音波探傷器８に接続し、超音波探
傷器８の電源を投入した。玉ｌを回転速度： ３００
ｒ、ｐ、ｍ、で回転させなから探傷器８のＣＲＴ ９
により波形を観測し、同時に探傷器８に接続したペンレ
コーダー１３により波形を記録した。玉１を回転、させ
ながら、同時に玉保持部３を電動モーター１２により回
転速度５ ｒ、ｐ、ｎ で１８０°回転させること
により玉１の全面を探傷した。
傷器８の電源を投入した。玉ｌを回転速度： ３００
ｒ、ｐ、ｍ、で回転させなから探傷器８のＣＲＴ ９
により波形を観測し、同時に探傷器８に接続したペンレ
コーダー１３により波形を記録した。玉１を回転、させ
ながら、同時に玉保持部３を電動モーター１２により回
転速度５ ｒ、ｐ、ｎ で１８０°回転させること
により玉１の全面を探傷した。
このようにして、１０個の窒化珪素型土について超音波
探傷検査を行なったところ、３個の玉に欠陥らしいエコ
ーが観測され、光学顕微鏡により玉の表面を観察したと
ころ、それぞれに空孔状の欠陥か見られた。他の７個に
ついては、何の異常も見られなかった。
探傷検査を行なったところ、３個の玉に欠陥らしいエコ
ーが観測され、光学顕微鏡により玉の表面を観察したと
ころ、それぞれに空孔状の欠陥か見られた。他の７個に
ついては、何の異常も見られなかった。
（実施例３）
第９図に示すように、直径１０ｍｍ（φ）、長さ１２ｍ
ｍのころ１ａが自在にしかもがたなく回転てきるような
半円筒状四部２ａに幅０．２１ｍ、深さ０．５ｎｍのス
リット１０及び直径０．２ｍｍの微小孔１１を設けたこ
る保持部３ａに、直径１０ｍｍ（φ）、長さ１２ｍｍの
ころｌａを取付けた時、ころの円筒面の法線軸Ｃと超音
波探触子の中心軸すとの偏心量Ｘか１．３±０．２ｍｍ
となるように予め調節されている探触子取付部５とこる
保持部３ａを、電動モーターによりころの長手方向に直
線移動させる機構を有するころの超音波検査装置を水の
入った水槽６中に設置した。続いて直径１０ｍｍ（φ）
、長さ１２１１１の窒化珪素製ころをこる保持部３ａに
取付け、外部からポンプによりこる保持部３ａの微小孔
１１に水を送り、微小孔１１より噴出する水流によりこ
ろｌａを回転させ、ころｌａが３００ ｒ、ｐ、ｍ程度
で回転するようにポンプより送られてくる水量をバルブ
にて調節した。
ｍのころ１ａが自在にしかもがたなく回転てきるような
半円筒状四部２ａに幅０．２１ｍ、深さ０．５ｎｍのス
リット１０及び直径０．２ｍｍの微小孔１１を設けたこ
る保持部３ａに、直径１０ｍｍ（φ）、長さ１２ｍｍの
ころｌａを取付けた時、ころの円筒面の法線軸Ｃと超音
波探触子の中心軸すとの偏心量Ｘか１．３±０．２ｍｍ
となるように予め調節されている探触子取付部５とこる
保持部３ａを、電動モーターによりころの長手方向に直
線移動させる機構を有するころの超音波検査装置を水の
入った水槽６中に設置した。続いて直径１０ｍｍ（φ）
、長さ１２１１１の窒化珪素製ころをこる保持部３ａに
取付け、外部からポンプによりこる保持部３ａの微小孔
１１に水を送り、微小孔１１より噴出する水流によりこ
ろｌａを回転させ、ころｌａが３００ ｒ、ｐ、ｍ程度
で回転するようにポンプより送られてくる水量をバルブ
にて調節した。
次に、探傷周波数：１５ＭＨｚ、振動子径＝６■、焦点
距ｇｌ：２０■の超音波探傷用探触子４を探触子取付部
５に取り付け、探触子４ところｌａの表面の距離か探触
子４の焦点寸法と等しくなるように探触子４の位置を調
節し、固定ネジ７により探触子を固定した。
距ｇｌ：２０■の超音波探傷用探触子４を探触子取付部
５に取り付け、探触子４ところｌａの表面の距離か探触
子４の焦点寸法と等しくなるように探触子４の位置を調
節し、固定ネジ７により探触子を固定した。
次いで、探触子４を超音波探傷器８に接続し、超音波探
傷器８の電源を投入した。ころ１ａを回転速度： ３０
０ ｒ、ｐ、ｍ、て回転させなから探傷器８のＣＲＴ
９により波形を観測し、同時に探傷器８に接続したペ
ンレコーダー１３により波形を記録した。ころｌａを回
転させながら、同時にこる保持部３ａを電動モーターに
より速度３ ｒ、ｐ、ｍ でころの長手方向に移動
させることによりころｌａの円筒面の全面を探傷した。
傷器８の電源を投入した。ころ１ａを回転速度： ３０
０ ｒ、ｐ、ｍ、て回転させなから探傷器８のＣＲＴ
９により波形を観測し、同時に探傷器８に接続したペ
ンレコーダー１３により波形を記録した。ころｌａを回
転させながら、同時にこる保持部３ａを電動モーターに
より速度３ ｒ、ｐ、ｍ でころの長手方向に移動
させることによりころｌａの円筒面の全面を探傷した。
このようにして、１０個の窒化珪素製ころについて超音
波探傷検査を行なったところ、４個のころに欠陥らしい
エコーが観測され、光学顕微鏡によりころの円筒面表面
を観察したところ、それぞれに空孔状の欠陥が見られた
。他の６個については、何の異常も見られなかった。
波探傷検査を行なったところ、４個のころに欠陥らしい
エコーが観測され、光学顕微鏡によりころの円筒面表面
を観察したところ、それぞれに空孔状の欠陥が見られた
。他の６個については、何の異常も見られなかった。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の軸受用転動体の超音波探
傷検査方法、探傷検査用治具及び探傷検査装置によれば
、軸受用土などの転動体の表面および表面から２ＩＩＩ
ｍ以内の表面近傍に存在する３０〜１１００ＪＬ程度の
微小欠陥を、迅速且つ正確に検出することができるとい
う利点を有する。
傷検査方法、探傷検査用治具及び探傷検査装置によれば
、軸受用土などの転動体の表面および表面から２ＩＩＩ
ｍ以内の表面近傍に存在する３０〜１１００ＪＬ程度の
微小欠陥を、迅速且つ正確に検出することができるとい
う利点を有する。
第１図は本発明に係る軸受用転動体の超音波探傷検査方
法の一実施例を示す説明図、第２図は本発明に係る軸受
用転動体の超音波探傷検査治具の一実施例を示す説明図
、第３図は本発明に係る軸受用転動体の超音波探傷検査
装置の一実施例を示す説明図、第４図はＣＲＴ上に表わ
せられるエコーの波形を示す図、第５図は欠陥の大きさ
と欠陥からのエコーの大きさの関係を示すグラフ、第６
図は偏心量Ｘと欠陥からのエコーの大きさの関係を示す
グラフ、第７図は軸受用転動体の超音波探傷検査の原理
を説明するための図、第８図は従来の水浸探傷法を示す
説明図で、（ａ）は原理図、（ｂ）はエコーの大きさを
表わすグラフ、第９図は本発明に係る軸受用転動体の超
音波探傷検査装置の他の実施例を示す説明図である。 １・・・玉、ｌａ・・・ころ、２・・・半球状凹部、２
ａ・・・半円筒状凹部、３・・・玉保持部、３ａ・・・
ころ保持部、４・・・超音波探傷用探触子、５・・・探
触子取付部、６・・・水槽、７・・・探触子固定ねし、
８・・・超音波探傷器、９−ＣＲＴ 、 １０・・・
スリット、１１・・・微小孔、１２・・・電動モーター
、１３・・・ペンレコーダー。
法の一実施例を示す説明図、第２図は本発明に係る軸受
用転動体の超音波探傷検査治具の一実施例を示す説明図
、第３図は本発明に係る軸受用転動体の超音波探傷検査
装置の一実施例を示す説明図、第４図はＣＲＴ上に表わ
せられるエコーの波形を示す図、第５図は欠陥の大きさ
と欠陥からのエコーの大きさの関係を示すグラフ、第６
図は偏心量Ｘと欠陥からのエコーの大きさの関係を示す
グラフ、第７図は軸受用転動体の超音波探傷検査の原理
を説明するための図、第８図は従来の水浸探傷法を示す
説明図で、（ａ）は原理図、（ｂ）はエコーの大きさを
表わすグラフ、第９図は本発明に係る軸受用転動体の超
音波探傷検査装置の他の実施例を示す説明図である。 １・・・玉、ｌａ・・・ころ、２・・・半球状凹部、２
ａ・・・半円筒状凹部、３・・・玉保持部、３ａ・・・
ころ保持部、４・・・超音波探傷用探触子、５・・・探
触子取付部、６・・・水槽、７・・・探触子固定ねし、
８・・・超音波探傷器、９−ＣＲＴ 、 １０・・・
スリット、１１・・・微小孔、１２・・・電動モーター
、１３・・・ペンレコーダー。
Claims (18)
- （１）超音波伝達媒体中に軸受用転動体及び超音波探傷
用探触子を配置し、該探触子より超音波を送信し、反射
してくる超音波エコーにより欠陥を検出する軸受用転動
体の超音波探傷検査方法において、前記転動体及び前記
探触子を所定の偏心量偏心させて配置し、転動体の転動
面の表面及び表面下２ｍｍ以内の微小欠陥を検出するこ
とを特徴とする軸受用転動体の超音波探傷検査方法。 - （２）前記転動体の転動面の直径をＤ（ｍｍ）、前記媒
体中に配置した前記転動体の転動面の法線軸と前記探触
子の中心軸の偏心量をＸ（ｍｍ）、転動体を形成する材
質の音の横波の速度をＶ＿Ｂ（ｍ／ｓｅｃ）、転動体と
探触子の間にある超音波伝達媒体の音の縦波の速度をＶ
＿Ｌ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、前記転動体の転動面の
法線軸と前記探触子の中心軸との偏心量Ｘ（ｍｍ）が（
Ｄ／２）×（Ｖ＿Ｌ／Ｖ＿Ｂ）−Ｄ×（２／１００）≦
Ｘ≦（Ｄ／２）×（Ｖ＿Ｌ／Ｖ＿Ｂ）＋Ｄ×（２／１０
０）となるように前記転動体及び前記探触子を偏心させ
て配置する、特許請求の範囲第１項記載の超音波探傷検
査方法。 - （３）前記転動体が玉である特許請求の範囲第１項記載
の超音波探傷検査方法。 - （４）前記転動体がころである特許請求の範囲第１項記
載の超音波探傷検査方法。 - （５）前記転動体が窒化珪素、炭化珪素またはジルコニ
アから成るものである特許請求の範囲第１項記載の超音
波探傷検査方法。 - （６）軸受用転動体を回転自在に保持してなる軸受用転
動体の保持部と、超音波探傷用探触子と、前記転動体及
び前記探触子を偏心させて前記探触子を取付ける探触子
取付部とからなる軸受用転動体の超音波探傷検査用治具
。 - （７）前記探触子取付部は、前記転動体の転動面の直径
をＤ（ｍｍ）、前記転動体の転動面の法線軸と超音波探
傷用探触子の中心軸の偏心量をＸ（ｍｍ）、転動体を形
成する材質の音の横波の速度をＶ＿Ｂ（ｍ／ｓｅｃ）、
転動体と探触子の間にある超音波伝達媒体の音の縦波の
速度をＶ＿Ｌ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、前記転動体の
転動面の法線軸と前記探触子の中心軸との偏心量Ｘ（ｍ
ｍ）が（Ｄ／２）×（Ｖ＿Ｌ／Ｖ＿Ｂ）−Ｄ×（２／１
００）≦Ｘ≦（Ｄ／２）×（Ｖ＿Ｌ／Ｖ＿Ｂ）＋Ｄ×（
２／１００）となるように前記転動体及び前記探触子を
偏心させて前記探触子を取付けるものである特許請求の
範囲第６項記載の超音波探傷検査用治具。 - （８）前記転動体が玉である特許請求の範囲第６項記載
の超音波探傷検査用治具。 - （９）前記転動体がころである特許請求の範囲第６項記
載の超音波探傷検査用治具。 - （１０）前記転動体の保持部が転動体を転動面の長手方
向に自在に移動することができるものである特許請求の
範囲第９項記載の超音波探傷検査用治具。 - （１１）超音波伝達媒体中において前記媒体による噴流
により軸受用転動体を回転させる機構を有する軸受用転
動体の保持部と、超音波探傷用探触子と、前記転動体及
び前記探触子を偏心させて前記探触子を取付ける探触子
取付部とからなる軸受用転動体の超音波探傷検査装置。 - （１２）前記探触子取付部は、前記転動体の転動面の直
径をＤ（ｍｍ）、前記転動体の転動面の法線軸と超音波
探傷用探触子の中心軸の偏心量をＸ（ｍｍ）、転動体を
形成する材質の音の横波の速度をＶ＿Ｂ（ｍ／ｓｅｃ）
、転動体と探触子の間にある超音波伝達媒体の音の縦波
の速度をＶ＿Ｌ（ｍ／ｓｅｃ）としたとき、前記転動体
の転動面の法線軸と前記探触子の中心軸との偏心量Ｘ（
ｍｍ）が（Ｄ／２）×（Ｖ＿Ｌ／Ｖ＿Ｂ）−Ｄ×（２／
１００）≦Ｘ≦（Ｄ／２）×（Ｖ＿Ｌ／Ｖ＿Ｂ）＋Ｄ×
（２／１００）となるように前記転動体及び前記探触子
を偏心させて前記探触子を取付けるものである特許請求
の範囲第１１項記載の超音波探傷検査装置。 - （１３）前記転動体が玉である特許請求の範囲第１１項
記載の超音波探傷検査装置。 - （１４）前記転動体がころである特許請求の範囲第１１
項記載の超音波探傷検査装置。 - （１５）前記探触子取付部が転動体の転動面の法線軸を
中心に転動体の回りを回転する機構を有する特許請求の
範囲第１３項記載の超音波探傷検査装置。 - （１６）前記軸受用転動体の保持部が転動体の転動面の
法線軸を中心に回転する機構を有する特許請求の範囲第
１３項記載の超音波探傷検査装置。 - （１７）前記軸受用転動体の保持部を転動体の円筒面の
長手方向に移動させる機構を有する特許請求の範囲第１
４項記載の超音波探傷検査装置。 - （１８）前記探触子取付部を前記転動体の円筒面に沿っ
て円筒面の長手方向に移動させる機構を有する特許請求
の範囲第１４項記載の超音波探傷検査装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62078227A JPS63243751A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 軸受用転動体の超音波探傷検査方法、探傷検査用治具及び探傷検査装置 |
| DE3810906A DE3810906C2 (de) | 1987-03-31 | 1988-03-30 | Verfahren zur Ermittlung von in Oberflächen von keramischen Drehkörpern entstandenen Fehlern mit Hilfe von Ultraschallwellen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| US07/423,723 US5005417A (en) | 1987-03-31 | 1989-10-20 | Detecting flaws formed in surfaces of rotating members with ultrasonic waves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62078227A JPS63243751A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 軸受用転動体の超音波探傷検査方法、探傷検査用治具及び探傷検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243751A true JPS63243751A (ja) | 1988-10-11 |
| JPH0584865B2 JPH0584865B2 (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=13656162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62078227A Granted JPS63243751A (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 軸受用転動体の超音波探傷検査方法、探傷検査用治具及び探傷検査装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5005417A (ja) |
| JP (1) | JPS63243751A (ja) |
| DE (1) | DE3810906C2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02302662A (ja) * | 1989-05-17 | 1990-12-14 | Ngk Insulators Ltd | 中実碍子類の自動超音波探傷方法 |
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