WO2013065565A1 - 樹脂製保持器の欠陥検査装置及び欠陥検査方法 - Google Patents

樹脂製保持器の欠陥検査装置及び欠陥検査方法 Download PDF

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resin cage
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孝 今中
育彦 榊原
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    • G01S17/18—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves wherein range gates are used

Definitions

  • the present invention relates to a defect inspection apparatus and a defect inspection method for a resin cage.
  • a bearing (ball bearing) includes an inner ring, an outer ring, a ball (rolling element) interposed between the inner ring and the outer ring, and a cage that holds the ball. If the cage is scratched, it may be inferior in durability and accuracy. Therefore, it is necessary to detect deformation and defects in the cage.
  • the electromagnetic induction type flaw detection probe is composed of an AC power source that outputs an AC current, an excitation coil that generates an AC magnetic field by the AC current output from the AC power source, and a portion that is in contact with the excitation coil to be coaxial with the excitation coil.
  • the method for inspecting defects using such an electromagnetic induction type flaw detection probe is to bring the excitation coil of the electromagnetic induction type flaw detection probe close to the welded part of the pin type cage and supply an alternating current from an AC power source to the excitation coil. Generate a magnetic field. At this time, if there is a weld defect such as a crack in the welded portion of the pin type cage, the induced power generated in the induction coil changes according to the size of the weld defect by changing the magnetic flux density of the AC magnetic field.
  • the inductance change of the induction coil is detected by the inductance change detection circuit, and the inductance change detected by the inductance change detection circuit and the threshold value are compared by a comparator, so that a weld defect such as a crack or a foreign substance mixed in the welded portion of the cage. You can check if there is any.
  • Patent Document 2 There is also a conventional defect inspection method using a transmission type laser sensor (Patent Document 2).
  • Patent Document 2 the presence or absence of a surface defect on the outer peripheral cylindrical surface of the workpiece is detected based on a change in the amount of light received by the light receiving sensor.
  • the inspection object is limited to metal and cannot be applied to inspection of a resin cage.
  • the transmission type laser sensor can perform only a rough inspection such as a large so-called “sledge”.
  • the present invention intends to provide a defect inspection apparatus and a defect inspection method for a resin cage that can detect a defect or the like with high accuracy with respect to the resin cage.
  • a defect inspection apparatus for a resin cage according to the present invention is a defect inspection apparatus for a resin cage having a plurality of pockets in which a rolling element is held at a predetermined pitch along a circumferential direction.
  • the reflection type laser displacement sensor includes a diffuse reflection light reception type and a regular reflection light reception type.
  • the resin cage defect inspection apparatus of the present invention uses a reflection type laser displacement sensor as the displacement amount detecting means, so that the displacement of the resin cage can be detected with high accuracy. Moreover, since the displacement amount detection by the displacement amount detection means is performed while rotating the cage around its axis, the displacement amount can be detected over the entire circumference.
  • the displacement of the cage made of resin is the displacement of the cage in the axial direction, and the displacement amount detecting means holds even if it has an axial direction detector that detects the displacement of the cage in the axial direction.
  • the displacement detection means may include a radial direction detector that detects the radial displacement of the cage.
  • the displacement of the resin cage is the displacement of the cage in the axial direction and the displacement of the cage in the radial direction, and the displacement amount detecting means detects the displacement in the axial direction of the cage.
  • a radial direction detector that detects a radial displacement of the cage.
  • the resin cage has a pocket constituted by recesses arranged at a predetermined pitch along the circumferential direction on one axial end surface of the annular cage body.
  • claw part which protrudes from the opening end which opposes a direction is provided.
  • an effective range is set in the data obtained from the displacement amount detection means, and the determination process by the determination means is based on the data in the effective range. For example, when the axial length (cage height) is detected, if the claw portion is provided, the claw portion has a pointed shape, and thus the reliability of the obtained data is low. Therefore, the reliability of the data obtained can be increased by setting such an effective range that removes the data of the claw portion.
  • the average value of the data in the effective range can be calculated by the number of pillars between adjacent pockets along the circumferential direction of the cage, and harmonic analysis can be performed on the obtained average value.
  • the harmonic analysis results it is possible to determine whether the cage warp is non-defective according to the magnitude of the primary and secondary components in the axial direction, or from the harmonic analysis results, the magnitude is greater than the third order component in the axial direction.
  • the variation in the height of the column portion can be determined.
  • 1Determining non-defective product can be performed by obtaining a first-order approximation formula using the least-squares method for data in the effective range, and by determining the magnitude of the slope coefficient.
  • the maximum value and the average value are obtained for the data in the effective range, and the quality of the protruding shape of the gate trace generated at the time of molding can be determined based on the difference between the obtained maximum value and the average value.
  • the average value and the minimum value are obtained for the data in the effective range, and the quality of the sink mark (shrinkage strain appearing on the outer surface of the molded product) is determined based on the difference between the obtained average value and the minimum value. Can be.
  • the displacement of the resin cage can be detected with high accuracy, and the displacement amount detection by the displacement amount detection means is performed while rotating the cage around its axis.
  • the amount of displacement can be detected over a wide range. For this reason, it is possible to accurately evaluate defects of the resin cage such as warpage / deformation, the protruding shape of the gate trace, and sink marks.
  • the effective range is set, the reliability of the obtained data can be increased and the accuracy of defect detection can be increased.
  • a cage that has been inspected and determined to be a non-defective product by inspection by such an inspection device is a high-quality cage, and a bearing using such a cage has a stable function as a bearing for a long time. Can be exerted over.
  • FIG. 1 is an overall simplified view of a defect inspection apparatus for a resin cage showing an embodiment of the present invention. It is a top view of the resin-made cage in which a defect inspection is performed with the said defect inspection apparatus.
  • FIG. 4 is a front view of the resin cage shown in FIG. 3. It is a principal part enlarged front view of the resin cage of the said FIG. It is sectional drawing of a rolling bearing. It is a wave form diagram which shows the measurement data of displacement.
  • FIG. 7 is an enlarged waveform diagram of the measurement data of FIG. 6. It is a wave form diagram which shows the measurement raw data of the displacement amount when there exists a curvature. It is a wave form diagram which shows the average value data of the measurement raw data of the said FIG.
  • Figure 1 shows a defect inspection system for resin cages.
  • This defect inspection apparatus includes a rotational driving means 2 for rotationally driving the resin cage 1 around its axis, and a displacement of the resin cage 1 that is rotationally driven around the axis by the rotational driving means 2.
  • Displacement amount detection means 3 using reflection type laser displacement sensors 3a, 3b to be detected, and determination means 4 for determining whether the product is defective or non-defective based on the displacement amount detected by the displacement amount detection means 3.
  • Resin cage 1 is used for a rolling bearing (ball bearing) as shown in FIG.
  • the ball bearing includes an inner ring 5 having an inner rolling surface 5a formed on the outer diameter surface, an outer ring 6 disposed on the outer side of the inner ring 5 and having an outer rolling surface 6a formed on the inner diameter surface, and an inner ring 5
  • a plurality of balls 7 as rolling elements interposed between the inner raceway surface 5a and the outer raceway surface 6a of the outer ring 6 so as to roll freely, and are arranged between the inner race 5 and the outer race 6, each ball 7
  • the retainer 1 having the pockets 8 that hold them at equal intervals in the circumferential direction.
  • the cage material of the cage 1 it is preferable to use a polyamide resin excellent in tensile elongation, tensile strength, impact resistance, wear resistance, lubricity and the like.
  • the polyamide resin may be PA66 (polyamide 66), PA46 (polyamide 46), PA9T (polyamide 9T), PA11 (polyamide 11), or PA6 (polyamide 6).
  • a polyamide resin excellent in tensile elongation, tensile strength, impact resistance, wear resistance, lubricity, etc. can be used as the cage material, and a high-quality cage can be provided.
  • bowl 7 are formed, for example with metals, such as bearing steel and carburized steel.
  • the cage 1 in this case includes an annular cage body 13 in which concave portions 12 are arranged on the axial end surface 11 at a predetermined pitch along the circumferential direction.
  • a claw portion 14 that protrudes from an opening end facing the circumferential direction of the concave portion 12 of the cage body 13 is provided.
  • bowl 7 is comprised by the recessed part 12 and a pair of nail
  • the column part 10 is formed between the pockets 8 and 8 which adjoin along the circumferential direction, and the nail
  • Rotational drive means 2 includes a rotary table 15 and a drive mechanism 16 that drives the rotary table 15 to rotate about its axis. That is, the drive mechanism 16 has a drive motor 18 such as a servo motor attached to the gantry 17.
  • the gantry 17 includes a base 17a and a leg 17b that supports the base 17a.
  • the drive motor 18 has a main body 18a fixed to the back side of the base 17a.
  • the output shaft 18b of the drive motor 18 is coupled to the rotary table 15 disposed on the surface side of the base 17a via a coupling member such as a coupling (not shown).
  • the rotary table 15 has a table main body 15a and a rising peripheral wall 15b provided on the outer peripheral portion of the upper surface of the table main body 15a.
  • a receiving portion 20 for receiving the cage 1 is provided on the rising peripheral wall 15b. Is provided.
  • the displacement amount detection means 3 includes a pair of reflective laser displacement sensors 3a and 3b as described above.
  • one reflection type laser displacement sensor 3a is an axial direction detector that measures displacement in the axial direction
  • the other reflection type laser displacement sensor 3b is a radial direction detector that measures displacement in the radial direction. It is said.
  • one reflection type laser displacement sensor 3 a is supported by a support 21 erected from a base 17 a of the gantry 17, and the other reflection type laser displacement sensor 3 b is a base 17 a of the gantry 17. It is supported by the support body 22 standing upright. That is, the support 21 can project laser light (small spot laser light) projected from the light projecting portion of the reflective laser displacement sensor 3 a toward the axial end surface 11 of the holder 1. The laser beam (reflected light) reflected by the end face 11 can be arranged and maintained so that it can be received by the light receiving portion of the reflective laser displacement sensor 3a.
  • the support 22 can project laser light (small spot laser light) projected from the light projecting portion of the reflective laser displacement sensor 3 b toward the outer diameter surface of the holder 1.
  • the laser beam (reflected light) reflected by the radial surface can be arranged and maintained so that it can be received by the light receiving portion of the reflective laser displacement sensor 3b.
  • the axial direction detector 3 a can measure the displacement of the axial end surface 11 of the cage 1
  • the radial direction detector 3 b can measure the displacement of the outer diameter surface of the column portion 10 of the cage 1. Can be measured.
  • the laser light spot diameter of the laser displacement sensor is about ⁇ 0.03 mm to ⁇ 0.1 mm.
  • the judging means 4 includes an arithmetic unit (programmable logic controller, PLC) 26 having an A / D converter 25.
  • the calculation result (good / bad determination result) can be displayed on the display device 27 on the calculation device 26.
  • the cage 1 is placed and fixed on the rotary table 15.
  • the drive motor 18 of the drive means 2 is driven.
  • the cage 1 rotates around its axis.
  • the rotation speed (rotation speed) is constant, for example, 30 rpm.
  • the displacement measurement is started by each detector 3a (step S1).
  • the obtained displacement signal is first converted into digital data by the AD converter 25 (step S2).
  • This data has a waveform as shown in FIG.
  • a claw portion 14 is provided on the end surface 11 of the cage 1, and the claw portion 14 is steep and the reliability of data is lowered. Therefore, it is necessary to remove such data with low reliability from the acquired data.
  • a threshold value (threshold value) is set in advance, and only the central portion of the data range exceeding the threshold value is used (utilized) (Ste S3). At this time, the average value of the data within the effective range is calculated (step S4).
  • This average value is obtained by the number of the column portions 10.
  • FIG. 8 shows raw data acquired from the sensor
  • FIG. 9 shows average data of displacement extracted from the raw data for the number of pillars 10.
  • the resin cage 1 has 14 column portions 10.
  • the Fourier transform is performed on the average value thus obtained (step S5).
  • Fourier transform discrete Fourier transform
  • DFT discrete Fourier transform
  • the Fourier transformation fast Fourier transformation
  • FIG. 10 shows the result of Fourier transform by DFT on the average value data of FIG.
  • ⁇ ⁇ Judge the quality of warpage / deformation based on the magnitude of the angle component determined by the direction of displacement from the obtained Fourier transform data. In other words, the quality after Fourier transform is compared with a determined threshold value to determine pass / fail (step S6).
  • the quality of the warp is judged based on the magnitude of the primary component and the secondary component. Moreover, the quality determination of the height variation of the column part 10 can be performed by the magnitude of the tertiary component or more.
  • the quality determination of the fall of the pillar part 10 in the radial direction can be performed based on the magnitude of the tertiary component or more.
  • a method of directly using raw data within the effective range for quality judgment may be used in combination without using the average Fourier transform data.
  • the quality determination method is as shown in the quality determination algorithm as shown in FIG. 13, that is, the maximum value and the average value within the effective range are obtained (step S9), and the difference between the maximum value and the average value is determined.
  • the pass / fail judgment is made according to the magnitude, and the pass / fail judgment is made by comparing the maximum value-average value with a predetermined threshold (step S10).
  • the quality determination of unsatisfaction (sink) at the time of injection molding is a quality determination method as shown in a quality determination algorithm as shown in FIG. That is, the minimum value and the average value within the effective range are obtained (step S11), and pass / fail judgment is performed based on the difference between the average value and the minimum value, and the average value ⁇ maximum value is compared with a predetermined threshold value. Then, pass / fail judgment is performed (step S12).
  • the result is displayed on the display device 27.
  • the display method even if the type of each defect is displayed, any defect is displayed. If it exists, it may be simply displayed as “bad”. Further, it may be displayed as a numerical value, or may be displayed as XX. In addition, if there is a defect (defect) in displaying, it may be notified to the operator or the like by voice or warning sound together with these displays. For this reason, only the generator which produces
  • the defect inspection apparatus for the resin cage of the present invention uses the reflection type laser displacement sensors 3a and 3b as the displacement amount detection means 3, so that the displacement of the resin cage 1 can be detected with high accuracy. Moreover, since the displacement amount detection by the displacement amount detection means 3 is performed while rotating the cage 1 around its axis, the displacement amount can be detected over the entire circumference. For this reason, the defects of the resin cage 1 such as warpage / deformation, the protruding shape of the gate trace, and sink marks can be accurately evaluated.
  • the effective range is set, the reliability of the obtained data can be increased and the accuracy of defect detection can be increased.
  • a cage that has been inspected and determined to be a non-defective product by inspection by such an inspection device is a high-quality cage, and a bearing using such a cage has a stable function as a bearing. It can be demonstrated over a long period of time.
  • the embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.
  • the holder 1 for performing the inspection is shown in FIGS. 2 to 4. Although the number of pockets was twelve, the present invention is not limited to this, and the increase / decrease is arbitrary.
  • the axial direction detector 3a and the radial direction detector 3b are provided.
  • the defect inspection apparatus may be provided with at least one of the detectors. . That is, in the present invention, even if the displacement amount detecting means 3 is only the axial direction detector 3a for detecting the displacement in the axial direction, only the radial direction detector 3b for detecting the displacement in the radial direction. Alternatively, both the axial direction detector 3a and the radial direction detector 3b may be provided.
  • any bearing can be used as long as it can measure a displacement in at least one of the axial direction and the radial direction and can use a cage capable of determining the presence or absence of a defect.
  • the present invention can perform a defect inspection capable of detecting a defect or the like with high accuracy for a resin cage.
  • Defects include warpage / deformation, protruding shape of gate traces and sink marks (shrinkage strain appearing on the outer surface of the molded product).

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Abstract

　樹脂製保持器に対して高精度に欠陥等を検出することができる樹脂製保持器の欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供する。転動体（７）が保持されるポケット（８）を周方向に沿って複数個有する樹脂製保持器（１）の欠陥を検査する。樹脂製保持器（１）をその軸心廻りに回転駆動させつつ、樹脂製保持器（１）のアキシャル方向とラジアル方向の少なくとも一方の変位を検出し、この変位量に基づいて良品判定を行う。

Description

樹脂製保持器の欠陥検査装置及び欠陥検査方法
　本発明は、樹脂製保持器の欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関する。
　一般に、軸受（玉軸受）は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に介在されるボール（転動体）と、ボールを保持する保持器とを備える。保持器に傷等があった場合、耐久性や精度上劣ることになったりする。そこで、保持器に対して変形や欠陥を検出する必要がある。
　従来の検査装置としては、電磁誘導式探傷プローブを用いたものがある（特許文献１）。電磁誘導式探傷プローブは、交流電流を出力する交流電源と、この交流電源から出力された交流電流により交流磁界を発生する励磁コイルと、この励磁コイルに一部を接触させて励磁コイルと同軸に巻回された誘導コイルと、この誘導コイルのインダクタンス変化を検出するインダクタンス変化検出回路と、このインダクタンス変化検出回路で検出されたインダクタンス変化を予め設定された閾値と比較する比較器等を備えたものである。
　このような電磁誘導式探傷プローブを用いて欠陥を検査する方法は、電磁誘導式探傷プローブの励磁コイルをピンタイプ保持器の溶接部に近づけ、交流電源から励磁コイルに交流電流を供給して交流磁界を発生させる。このとき、ピンタイプ保持器の溶接部にクラックなどの溶接欠陥があると、交流磁界の磁束密度が変化することによって誘導コイルに発生する誘起電力が溶接欠陥の大きさに応じて変化する。
　したがって、誘導コイルのインダクタンス変化をインダクタンス変化検出回路で検出し、インダクタンス変化検出回路で検出したインダクタンス変化と閾値とを比較器で比較することによって保持器の溶接部にクラックや異物混入などの溶接欠陥があるか否かを検査できる。
　また、透過型レーザセンサを用いた欠陥検査方法も従来にはある（特許文献２）。この文献２に記載のものは、受光センサの受光量変化をもってワークの外周円筒面における表面欠陥の有無を検出するものである。
特開２００８－２０１９２号公報
　しかしながら、前記特許文献１のように磁気誘導式探傷プローブを用いた検査方法では、検査対象が金属製に限られ、樹脂製の保持器の検査には適用することができない。また、透過型レーザセンサでは大きないわゆる「そり」などの大まかな検査しか行うことができない。
　そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、樹脂製保持器に対して高精度に欠陥等を検出することができる樹脂製保持器の欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供しようとするものである。
　本発明の樹脂製保持器の欠陥検査装置は、転動体が保持されるポケットを周方向に沿って所定ピッチで複数個有する樹脂製保持器の欠陥検査装置であって、樹脂製保持器をその軸心廻りに回転駆動させる回転駆動手段と、回転駆動手段にてその軸心廻りに回転駆動している樹脂製保持器の変位を検出する反射型レーザ式変位センサを用いた変位量検出手段と、変位量検出手段にて検出された変位量に基づいて欠陥品か良品か判断する判断手段とを備えたものである。反射型レーザ式変位センサには、拡散反射受光型と正反射受光型とがある。
　本発明の樹脂製保持器の欠陥検査装置は、変位量検出手段として反射型レーザ式変位センサを用いるので、高精度に樹脂製保持器の変位を検出できる。しかも、変位量検出手段による変位量検出は、保持器をその軸心廻りに回転させつつ行うものであるので、全周にわたって変位量を検出できる。
　樹脂製保持器の変位は、保持器のアキシャル方向の変位であり、変位量検出手段は、保持器のアキシャル方向の変位を検出するアキシャル方向用検出器を備えているものであっても、保持器のラジアル方向の変位であり、変位量検出手段は、保持器のラジアル方向の変位を検出するラジアル方向用検出器を備えているものであってもよい。さらには、樹脂製保持器の変位は、保持器のアキシャル方向の変位と保持器のラジアル方向の変位であり、変位量検出手段は、保持器のアキシャル方向の変位を検出するアキシャル方向用検出器と、保持器のラジアル方向の変位を検出するラジアル方向用検出器とを備えたものであってもよい。
　前記樹脂製保持器は、環状の保持器本体の軸方向一端面に周方向に沿って所定ピッチで配設される凹部にて構成されるポケットを有するものであり、さらには、前記凹部の周方向に対向する開口端から突出する一対の爪部が設けられている。
　変位量検出手段から得られるデータに有効範囲が設定され、前記判断手段による判断処理はこの有効範囲のデータに基づくようにするのが好ましい。例えば、軸方向長さ（保持器高さ）を検出する際、爪部が設けられていれば、爪部が先尖状であるので、得られるデータの信頼度が低い。そこで、このような爪部のデータを外すような有効範囲を設定することによって、得られるデータの信頼度を高めることができる。
　有効範囲中のデータの平均値を、保持器の周方向に沿って隣り合うポケット間の柱部の数だけ算出し、その得られた平均値に対して、調和解析を行うようにできる。
　調和解析結果の中から、アキシャル方向の１次成分と２次成分の大小によって、保持器のそりの良品判定を行うようにしたり、調和解析結果の中から、アキシャル方向の３次成分以上の大小によって、柱部の高さのバラツキを判定するようにしたりできる。また、調和解析結果の中から、ラジアル方向の１次成分と２次成分の大小によって、変形の良品判定を行うようにしたりでき、調和解析結果の中から、ラジアル方向の３次成分以上の大小によって、柱部の径方向の倒れを判定するようにできる。
　有効範囲のデータに対して、最小二乗法による１次近似式を求め、その傾きの係数の大小によって、変形の良品判定を行うことができる。
　有効範囲のデータに対して、最大値と平均値とを求め、得られた最大値と平均値の差の大小によって、成形時に生成するゲート跡の突形状の良否判定を行うようにできる。また、有効範囲のデータに対して、平均値と最小値とを求め、得られた平均値と最小値の差の大小によって、ヒケ（成形品の外面に現れる収縮歪）の良否判定を行うようにできる。
　本発明によれば、高精度に樹脂製保持器の変位を検出でき、しかも、変位量検出手段による変位量検出は、保持器をその軸心廻りに回転させつつ行うものであるので、全周にわたって変位量を検出できる。このため、そり・変形やゲート跡の突形状やヒケなどの樹脂製保持器の欠陥を精度良く評価することができる。
　有効範囲を設定するようにすれば、得られるデータの信頼度を高めることができ、欠陥検出の精度を高めることができる。
　このような検査装置による検査によって、検査されて欠陥がない良品と判定された保持器は、高品質な保持器であり、このような保持器を用いた軸受は、軸受として安定した機能を長期にわたって発揮することができる。
本発明の実施形態を示す樹脂製保持器の欠陥検査装置の全体簡略図である。 前記欠陥検査装置にて欠陥検査が行われる樹脂製保持器の平面図である。 前記図３の樹脂製保持器の正面図である。 前記図３の樹脂製保持器の要部拡大正面図である。 転がり軸受の断面図である。 変位量の測定データを示す波形図である。 前記図６の測定データの拡大波形図である。 そりがある場合の変位量の測定生データを示す波形図である。 前記図８の測定生データの平均値データを示す波形図である。 前記１０に示す平均値データのフーリエ変換結果を示す波形図である。 そり・変形の良否判断アルゴリズムを示すフローチャート図である。 変形の良否判断アルゴリズムを示すフローチャート図である。 ゲート跡突形状の良否判断アルゴリズムを示すフローチャート図である。 ヒケの良否判断アルゴリズムを示すフローチャート図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
　図１に樹脂製保持器の欠陥検査装置を示す。この欠陥検査装置は、樹脂製保持器１をその軸心廻りに回転駆動させる回転駆動手段２と、回転駆動手段２にてその軸心廻りに回転駆動している樹脂製保持器１の変位を検出する反射型レーザ式変位センサ３ａ、３ｂを用いた変位量検出手段３と、変位量検出手段３にて検出された変位量に基づいて欠陥品か良品か判断する判断手段４とを備える。
　樹脂製保持器１は、図５に示されるような転がり軸受(玉軸受)に使用される。この玉軸受は、外径面に内側転走面５ａが形成された内輪５と、その内輪５の外側に配置され、内径面に外側転走面６ａが形成された外輪６と、内輪５の内側転走面５ａと外輪６の外側転走面６ａとの間に転動自在に介在された転動体としての複数のボール７と、内輪５と外輪６との間に配され、各ボール７を円周方向等間隔に保持するポケット８を有する前記保持器１とで主要部が構成されている。
　保持器１の保持器材料として、引張伸び，引張強さ，耐衝撃性，耐摩耗性，潤滑性等に優れたポリアミド樹脂を用いるのが好ましい。ポリアミド樹脂としては、ＰＡ６６（ポリアミド６６）であったり、ＰＡ４６（ポリアミド４６）であったり、ＰＡ９Ｔ（ポリアミド９Ｔ）であったり、ＰＡ１１（ポリアミド１１）であったり、ＰＡ６（ポリアミド６）であったりする。このように、本発明では、保持器材料として、引張伸び，引張強さ，耐衝撃性，耐摩耗性，潤滑性等に優れたポリアミド樹脂を用いることができ、高品質な保持器を提供できる。なお、外輪６、内輪５、ボール７は、例えば軸受鋼、浸炭鋼等の金属で形成される。
　この場合の保持器１は、図２から図４に示すように、軸方向一端面１１に周方向に沿って所定ピッチで配設される凹部１２を形成した環状の保持器本体１３と、この保持器本体１３の凹部１２の周方向に対向する開口端から突出する爪部１４とを備えたものである。そして、凹部１２と、この開口端から突出する一対の爪部１４，１４とで、ボール７を保持する前記ポケット８が構成される。この場合、周方向に沿って隣り合うポケット８，８間に柱部１０が形成され、各柱部１０の周方向両端部に爪部１４，１４が形成されるものである。
　回転駆動手段２は、回転テーブル１５と、この回転テーブル１５をその軸心廻りに回転駆動させる駆動機構１６とを備える。すなわち、駆動機構１６は架台１７に付設されるサーボモータ等の駆動用モータ１８を有するものである。また、架台１７は、基台１７ａと、この基台１７ａを支持する脚体１７ｂとからなり、駆動用モータ１８はこの基台１７ａの裏面側にその本体部１８ａが固着されている。そして、駆動用モータ１８はその出力軸１８ｂが、基台１７ａの表面側に配置される前記回転テーブル１５に図示省略のカップリング等の連結部材を介して連結される。
　また、回転テーブル１５は、テーブル本体１５ａと、テーブル本体１５ａの上面の外周部に設けられる立上周壁１５ｂとを有し、この立上周壁１５ｂに前記保持器１を受ける受け部２０が設けられている。
　このため、図１に示すように、回転テーブル１５の立上周壁１５ｂの受け部２０にて保持器１を受けた状態で、駆動用モータ１８を駆動すれば、回転テーブル１５がその軸心廻りに回転し、この回転に伴って保持器１はその軸心廻りに回転する。
　変位量検出手段３は、前記したように、一対の反射型レーザ式変位センサ３ａ、３ｂを備える。この場合、一方の反射型レーザ式変位センサ３ａをアキシャル方向の変位を測定するアキシャル方向用検出器であり、他方の反射型レーザ式変位センサ３ｂはラジアル方向の変位を測定するラジアル方向用検出器とされる。
　この場合、一方の反射型レーザ式変位センサ３ａは、架台１７の基台１７ａから立設される支持体２１にて支持され、他方の反射型レーザ式変位センサ３ｂは、架台１７の基台１７ａから立設される支持体２２にて支持される。すなわち、支持体２１は、反射型レーザ式変位センサ３ａの投光部から投光されるレーザ光（小スポットのレーザ光）を、保持器１の軸方向一端面１１に向けて投光でき、この端面１１にて反射されたレーザ光（反射光）をこの反射型レーザ式変位センサ３ａの受光部にて受光できるように配置維持できるものである。また、支持体２２は、反射型レーザ式変位センサ３ｂの投光部から投光されるレーザ光（小スポットのレーザ光）を、保持器１の外径面に向けて投光でき、この外径面にて反射されたレーザ光（反射光）をこの反射型レーザ式変位センサ３ｂの受光部にて受光できるように配置維持できるものである。
　このため、アキシャル方向用検出器３ａは、保持器１の軸方向一端面１１の変位を測定することができ、ラジアル方向用検出器３ｂは、保持器１の柱部１０の外径面の変位を測定することができる。なお、レーザ変位センサのレーザ光のスポット径をφ０．０３ｍｍ～φ０．１ｍｍ程度とする。
　判断手段４は、Ａ／Ｄ変換器２５を有する演算装置（programmable logic controller、ＰＬＣ）２６を備えている。また、この演算装置２６に演算結果（良否判定結果）を表示器２７にて表示することができる。
　次に前記のように構成された欠陥検出装置を用いて、保持器１に欠陥があるか否かの検出方法を説明する。まず、保持器を図１に示すように、保持器１を回転テーブル１５上に載置固定する。この状態で、駆動手段２の駆動用モータ１８を駆動する。この駆動によって保持器１がその軸心廻りに回転する。この場合の回転数（回転速度）を一定、例えば３０ｒｐｍとする。
　そして、アキシャル方向用検出器３ａにて保持器１のアキシャル方向の変位量を測定するとともに、ラジアル方向用検出器３ｂにて保持器１のラジアル方向の変位量を測定する。この場合、図１１等の良否判定アルゴリズムを示すフローチャート図を用いて説明する。
　各検出器３ａにて変位測定を開始する（ステップＳ１）。そして、得られた変位信号を、まず、ＡＤ変換器２５にてデジタルデータに変換する(ステップＳ２)。このデータは図６に示すような波形となる。この場合、保持器１の端面１１には爪部１４が設けられており、この爪部１４の部分が急峻であり、データの信頼度が低くなる。そこで、この取得したデータからこのような信頼度が低いデータを除去する必要がある。
　このため、この装置では、図７に示すように、予め、閾値（しきい値）を設定し、この閾値を超えたデータ範囲の中からその中央部のみを有効範囲として使用（利用）する(ステップＳ３)。この際、有効範囲内のデータの平均値を算出する(ステップＳ４)。この平均値は柱部１０の本数分得ることになる。ところで、図８は、センサから取得した生データであり、図９はこの生データから柱部１０の本数分に変位の平均値データを抽出したものである。なお、図８と図９では、柱部１０が１４本有する樹脂製保持器１である。
　このように得られた平均値に対してフーリエ変換を行う(ステップＳ５)。この場合、爪部１４の本数が２のｎ乗とならないため、ＤＦＴによるフーリエ変換（離散フーリエ変換）を用いる。なお、爪部１４の本数が２のｎ乗となる場合、ＦＦＴによるフーリエ変換（高速フーリエ変換）を用いることができる。図１０は、前記図９の平均値データに対してＤＦＴによるフーリエ変換を行ったものである。
　得られたフーリエ変換データから、変位の向きによって決められた角数成分の大小によってそり・変形の良否判定を行う。すなわち、フーリエ変換後データを決められた閾値と比較し良否判定を行うことになる（ステップＳ６）。
　アキシャル方向の測定では、１次成分と２次成分の大小によりそりの良否判定を行うことになる。また、３次成分以上の大小により柱部１０の高さバラツキの良否判定を行うことができる。
　ラジアル方向の測定では、１次成分の大小による偏肉の良否判定を行うことができ、２次成分の大小により変形（楕円つぶれ）の良否判定を行うことができる。また、３次成分以上の大小により、柱部１０の径方向の倒れの良否判定を行うことができる。
　ところで、変形の良否判定方法として、平均値のフーリエ変換データを用いずに、有効範囲内の生データを直接良否判定に用いる方法を併用するようにしてもよい。この場合、図１２に示すような良否判定アルゴリズムに示すような良否判定の方法となり、有効範囲内の傾きの大小を用いる。すなわち、有効範囲内データに対して最小二乗法による一次近似式（ｙ=ａｘ+ｂ）を算出する（ステップＳ７）。そして、この一次近似式の傾きａの大小によって変形の良否判定を行う（ステップＳ８）。
　また、成形時 (射出成形時)の不具合の良否判定を有効範囲内の生データから行うことができる。この場合、図１３に示すような良否判定アルゴリズムに示すような良否判定の方法となる、すなわち、有効範囲内の最大値と平均値とを求め(ステップＳ９)、最大値と平均値の差の大小によって良否判定を行うものであって、最大値－平均値を決められた閾値と比較して良否判定を行う（ステップＳ１０）。
　また、射出成形時の不充足（ヒケ）の良否判定は、図１４に示すような良否判定アルゴリズムに示すような良否判定の方法となる。すなわち、有効範囲内の最小値と平均値とを求め(ステップＳ１１)、平均値と最小値の差の大小によって良否判定を行うものであって、平均値－最大値を決められた閾値と比較して良否判定を行う（ステップＳ１２）。
　このように、良否判定を行った場合、その結果を表示器２７にて表示することになるが、この表示方法としては、各欠陥の種類を表示するものであっても、いずれかの欠陥があれば、単に「不良」と表示するものであってもよい。また、数値としての表示であっても、○×等の表示であってもよい。なお、表示する際に、不良（欠陥）があれば、これらの表示とともに、音声や警告音等でオペレータ等に知らせるものであってもよい。このため、表示器２７を設けることなく、音声や警告音等を発生する発生器のみを配置したものであってもよい。
　本発明の樹脂製保持器の欠陥検査装置は、変位量検出手段３として反射型レーザ式変位センサ３ａ，３ｂを用いるので、高精度に樹脂製保持器１の変位を検出できる。しかも、変位量検出手段３による変位量検出は、保持器１をその軸心廻りに回転させつつ行うものであるので、全周にわたって変位量を検出できる。このため、そり・変形やゲート跡の突形状やヒケなどの樹脂製保持器１の欠陥を精度良く評価することができる。
　有効範囲を設定するようにすれば、得られるデータの信頼度を高めることができ、欠陥検出の精度を高めることができる。
　このような検査装置による検査によって、検査されて欠陥がない良品と判定された保持器は、高品質な保持器であり、このような保持器を用いた軸受は、軸受して安定した機能を長期にわたって発揮することができる。
　以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、検査を行う保持器１としては、前記図２から図４に示すものではポケット数が１２個であったが、これに限るものではなく、増減は任意である。
　前記実施形態では、アキシャル方向用検出器３ａとラジアル方向用検出器３ｂとを備えたものであったが、欠陥検査装置としては、少なくともいずれか一方の検出器を備えたものであってもよい。すなわち、本発明においては、変位量検出手段３として、アキシャル方向の変位を検出するアキシャル方向用検出器３ａのみであっても、ラジアル方向の変位を検出するラジアル方向用検出器３ｂのみであっても、アキシャル方向用検出器３ａ及びラジアル方向用検出器３ｂの両方を備えたものであってもよい。
　軸受として、アキシャル方向とラジアル方向の少なくとも一方の変位を測定できて、欠陥の有無を判定できる保持器を用いることができるものであればよいので、種々のタイプのものに適用できる。
　本発明は、樹脂製保持器に対して高精度に欠陥等を検出することができる欠陥検査を行うことができる。欠陥としては、そり・変形、ゲート跡の突形状やヒケ（成形品の外面に現れる収縮歪）などである。
１     樹脂製保持器
２     回転駆動手段
２     駆動手段
３ａ   反射型レーザ式変位センサ（アキシャル方向用検出器）
３ｂ   反射型レーザ式変位センサ（ラジアル方向用検出器）
３     変位量検出手段
４     判断手段
７     転動体（ボール）
８     ポケット
１０   柱部
１１   軸方向一端面
１２   凹部
１３   保持器本体
１４   爪部

Claims (17)

  1. 　転動体が保持されるポケットを周方向に沿って所定ピッチで複数個有する樹脂製保持器の欠陥検査装置であって、
    　樹脂製保持器をその軸心廻りに回転駆動させる回転駆動手段と、
    　回転駆動手段にてその軸心廻りに回転駆動している樹脂製保持器の変位を検出する反射型レーザ式変位センサを用いた変位量検出手段と、
    　変位量検出手段にて検出された変位量に基づいて欠陥品か良品か判断する判断手段とを備えたことを特徴とする樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  2. 　樹脂製保持器の変位は、保持器のアキシャル方向の変位であり、変位量検出手段は、保持器のアキシャル方向の変位を検出するアキシャル方向用検出器を備えていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  3. 　樹脂製保持器の変位は、保持器のラジアル方向の変位であり、変位量検出手段は、保持器のラジアル方向の変位を検出するラジアル方向用検出器を備えていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  4. 　樹脂製保持器の変位は、保持器のアキシャル方向の変位と保持器のラジアル方向の変位であり、変位量検出手段は、保持器のアキシャル方向の変位を検出するアキシャル方向用検出器と、保持器のラジアル方向の変位を検出するラジアル方向用検出器とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  5. 　前記樹脂製保持器は、環状の保持器本体の軸方向一端面に周方向に沿って所定ピッチで配設される凹部にて構成されるポケットを有することを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  6. 　前記凹部の周方向に対向する開口端から突出する一対の爪部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  7. 　変位量検出手段から得られるデータに有効範囲が設定され、前記判断手段による判断処理はこの有効範囲のデータに基づくことを特徴とする請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  8. 　有効範囲中のデータの平均値を、保持器の周方向に沿って隣り合うポケット間の柱部の数だけ算出し、その得られた平均値に対して、調和解析を行うことを特徴とする請求項７に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  9. 　調和解析結果の中から、アキシャル方向の１次成分と２次成分の大小によって、保持器のそりの良品判定を行うことを特徴とする請求項７に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  10. 　調和解析結果の中から、アキシャル方向の３次成分以上の大小によって、柱部の高さのバラツキを判定することを特徴とする請求項７に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  11. 　調和解析結果の中から、ラジアル方向の１次成分と２次成分の大小によって、変形の良品判定を行うことを特徴とする請求項７に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  12. 　調和解析結果の中から、ラジアル方向の３次成分以上の大小によって、柱部の径方向の倒れを判定することを特徴とする請求項７に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  13. 　有効範囲のデータに対して、最小二乗法による１次近似式を求め、その傾きの係数の大小によって、変形の良品判定を行うことを特徴とする請求項７に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  14. 　前記有効範囲のデータに対して、最大値と平均値とを求め、得られた最大値と平均値の差の大小によって、成形時に生成されるゲート跡の突形状の良否判定を行うことを特徴とする請求項７に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  15. 　前記有効範囲のデータに対して、平均値と最小値とを求め、得られた平均値と最小値の差の大小によって、ヒケの良否判定を行うことを特徴とする請求項７に記載の樹脂製保持器の欠陥検査装置。
  16. 　転動体が保持されるポケットを周方向に沿って複数個有する樹脂製保持器の欠陥検査方法であって、
    　樹脂製保持器をその軸心廻りに回転駆動させつつ、樹脂製保持器のアキシャル方向とラジアル方向の少なくとも一方の変位を検出し、この変位量に基づいて良品判定を行うことを特徴とする樹脂製保持器の欠陥検査方法。
  17. 　前記請求項１６に記載の樹脂製保持器の欠陥検査方法を含むことを特徴とする樹脂製保持器の製造方法。
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