JPH06213854A - 静電容量形球面探傷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼球等の導電性球表面の傷を確実にしかも迅
速に検出することができる低価格の静電容量形球面探傷
装置を提供する。 【構成】 回転磁界発生装置２は導電性球１を定位させ
つつ自転させる。この装置２の上面に電極３，４および
５が取り付けられている。電極４は薄い板状で、端面４
ａは導電性球１の直径よりわずかに大きい円弧状をして
いる。電極３および５は厚い板状で、電極４と同じよう
な形状の端面３ａおよび５ａを有している。電極４の端
面は導電性球１の表面に対し、微小間隔ａを隔てて配置
され、各電極は静電容量検出器６の検出端子に接続され
ている。導電性球に傷がある場合は導電性球１を回転さ
せると、静電容量が変化し、それによって傷の有無を簡
単にしかも迅速に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はボールベアリングに用い
る鋼球等の磁性体球表面の傷の有無を検査する球面探傷
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボールベアリングは、ハードディスクド
ライブやＶＴＲ等、精密な回転を必要とする機器に必須
のものであり、これら機器の性能を左右する重要な部品
の１つである。このボールベアリングの回転精度を向上
させるために、ボールベアリングを構成する鋼球の精度
を向上させることが必要である。鋼球は、線状の鋼鉄線
を短く切断し、略球形にプレス成形した後、溝を切った
２枚の円盤状の砥石で挟み、長時間転がして研磨するこ
とによって製造される。精度の高い鋼球を製造するため
には、この研磨工程が最も重要な工程である。しかし、
この工程において、プレス工程での傷を除ききれない場
合や、砥粒の脱落によって鋼球表面に傷が生じる場合が
あり、これらの傷はボールベアリングの振動や騒音を引
き起こす原因となる。

【０００３】そのため完成した鋼球をボールベアリング
として組み立てる前に、表面を検査し傷のあるものを除
く作業が必要となる。ボール表面の傷の検出は目視によ
る方法が一般的であるが、この方法は信頼性に乏しい上
に多くの工数がかかり経済的ではない。そこで、機械的
な方法で傷を検出することが試みられている。これらの
方法には、レーザやカメラ等の光学的検査装置で傷を検
出するものがいくつか知られている（例えば特開平１−
２０６２３９、発明の名称「鋼球の検査装置」）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
装置は処理時間がかかる上に高価な光学系を有してお
り、コストがかかるという問題があった。本発明の目的
は上記問題を解決するもので、鋼球等の導電性球表面の
傷を確実にしかも迅速に検出することができる低価格の
静電容量形球面探傷装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による静電容量形球面探傷装置は、ボールベア
リングに用いる鋼球などの導電性球の探傷装置におい
て、静電容量検出器と、前記導電性球を所定の位置に保
持しつつ回転させる定位回転手段と、前記導電性球の球
表面に沿うような形状の端面を有しており、前記端面
が、前記導電性球の球表面に対し所定の間隔を有するよ
うに前記定位回転手段に配置されるとともに前記静電容
量検出器の検出端子に接続された複数の電極とからな
り、前記導電性球の回転に伴い前記導電性球と電極との
間で形成される静電容量の変化を検出することにより、
その導電性球表面の傷の有無を検出するように構成され
ている。

【０００６】

【作用】前記構成によれば、導電性球表面の傷の有無を
容易かつ低コストで検出することができる。また、導電
性球の表面のほぼ全面を球の１回転で走査でき、迅速に
探傷することができる。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。図１は本発明による静電容量形球面探傷装置
の実施例を示す図で、同図（ａ）（ｂ）および（ｃ）は
平面図，正面図および側面図をそれぞれ示している。回
転磁界発生装置２はその中央部Ｏ点に導電性球１を定位
させつつ、軸ＯＯ’を中心に導電性球１を右方向または
左方向（平面から見て）に回転させることができる。回
転磁界発生のために内部に複数個の電磁石が配置されて
いる。

【０００８】この回転磁界発生装置２の上面に、電極
３，４および５が取り付けられている。電極４は薄い板
形状をしており、その導電性球１に対面する端面４ａは
導電性球の直径よりわずかに大きい円弧状をしている。
そして、その円弧状の端面４ａは導電性球の表面から間
隔ａだけ離れ、導電性球の軸ＯＯ’のＯ’付近からＲ点
付近まで及んでいる。電極３および５は電極４に比較し
充分厚い板形状をしており、電極４を挟んで両側に配置
されている。電極３および５の正面から見た端面の形状
は電極４と同じ形状をしている。また、側面から見ると
明らかなように電極３および５の円弧状の端面３ａおよ
び５ａは導電性球１の外周面より外側の位置まで及んで
いる。上記のように電極３および５の厚さを電極４のそ
れより充分に厚くすることにより、導電性球１と電極３
および電極５との間の静電容量は導電性球１と電極４と
の間の静電容量より充分に大きくなるようにしてある。

【０００９】電極４は静電容量検出器６の非接地側入力
端子ｐに接続されている。また、電極３と電極５は、い
ずれも静電容量検出器６の接地側入力端子ｑに接続され
るとともに接地されている。静電容量検出器６は非接地
側入力端子ｐと接地側入力端子ｑ間の静電容量を測定す
ることができる。導電性球１の表面に傷が全くない時
は、導電性球１を回転磁界発生装置２によって回転させ
ても電極４と接地間の静電容量は変化せず、静電容量検
出器６の出力は変動しない。しかし、導電性球１の表面
に傷があると、その傷が電極４と対向した瞬間のみ電極
４と接地間の静電容量が変化し、静電容量検出器６の出
力が変動する。一方、傷が電極３または５に対向した場
合は、電極３および５の幅が充分広いので、静電容量は
ほとんど変化しない。よって、導電性球１に傷があった
場合は、静電容量検出器６の出力はパルス的に、しかも
導電性球１の回転に同期して変動することになる。

【００１０】導電性球１が１回転すれば、全周に渡って
傷の有無を判別することができる。本実施例では傷が導
電性球１の回転軸ＯＯ’付近にあった場合は、電極４と
導電性球１との間の静電容量の変化が少なく、傷を検出
しにくいことが考えられる。しかし、傷が回転磁界発生
器２と導電性球の接点Ｏの反対側にあった場合、例えば
Ｓ点にあった場合には、傷が真円でしかもその中心が回
転軸と完全に一致していない限り静電容量検出器６の出
力は変動する。したがって、傷の有無を判別することが
可能である。また、傷が導電性球１と回転磁界発生器２
との接点にあった場合は球の回転自体が不安定となり、
回転軸が定まらなくなるので、電極３，４または５と接
触したり、または定位できなくなって導電性球が定位位
置から外へ飛出したりすることが起こる。これによって
も傷が存在することを判別できる。

【００１１】この実施例では、電極３，４および５は平
行になるように取り付けられているが、電極３と電極５
は導電性球１をほぼ接地電位に保つためのものであるか
ら、必ずしもこのような配置でなくてもよい。また、電
極３，４および５は、導電性球表面の傷によって静電容
量が変化しやすく、かつ表面の広い面積にわたって傷が
検出できるようになっていれば形状は本実施例に限定さ
れるものではない。さらに、本実施例の静電容量検出器
６は、非接地側入力端子と接地側入力端子間の容量を検
出するような構成としているが、３端子構成、すなわ
ち、１つの接地端子（あるいはガード端子）と２つの非
接地側入力端子を持ち、２つの非接地側入力端子間の静
電容量を検出するものであっても良い。この場合、電極
４は静電容量検出器６の接地側入力端子に、電極３と５
は接続して残りの非接地側入力端子に接続すれば良い。

【００１２】また、回転磁界発生装置２は、複数個の電
磁石を内蔵させた例について説明したが、回転磁界が発
生できるものであれば実施例に限定されることはない。
例えば、コイルを用いる代わりに永久磁石等を回転させ
るものでもよく、さらにそれらを鋼球の下に配置しなく
ても良い。さらに、導電性球１を定位回転させることが
できれば、回転磁界発生装置の代わりにローラ等他の機
械的手段を用いる定位回転装置でも良い。

【００１３】図２は本発明の他の実施例を示す斜視図で
ある。本実施例は図１とは電極の形状が異なっており、
他の構成は同じである。電極７，８および９は図１と同
じような配列で配置されており、各電極の導体球１０に
対面する端面は導体球１０のほぼ全周面をカバーするよ
うに構成されている。すなわち、電極７，８および９の
端面は略円形状に設けられた孔７ｂ，８ｂおよび９ｂの
内壁７ａ，８ａおよび９ａとなっている。導電性球１０
はこれら孔７ｂ，８ｂおよび９ｂ内を回転する。回転軸
は図１と同様であり、回転磁界発生装置１２の上面と垂
直方向である。このような電極形状にすると、導電性球
１０が半回転するごとに静電容量検出器１１の出力が変
動するので、より迅速に傷の有無の判定が可能となる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、静電容量
検出器と、導電性球を所定の位置に保持しつつ回転させ
る定位回転手段と、複数の電極を備え、複数の電極は導
電性球の球表面に沿うような形状の端面を有しており、
この端面が、導電性球の球表面に対し所定の間隔を有す
るように定位回転手段に配置されるとともに静電容量検
出器の検出端子に接続され、検出端子の静電容量の変化
を検出できるように構成されている。したがって、ボー
ルベアリングに用いる鋼球等の導電性球の製造過程で生
じた傷を、簡単にしかも迅速に検出することが可能とな
る。また、装置自体も低価格で製造可能となる。また、
本発明による装置を用いて傷の検査を行えば、傷のある
ボーリベアリングを確実に除くことができ、当該ボール
ベアリングを用いた機器の回転精度の向上に寄与すると
ともに騒音低下にも著しい効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による静電容量形球面探傷装置の
実施例を示す図で、同図（ａ）（ｂ）および（ｃ）は平
面図，正面図および側面図をそれぞれ示している。

【図２】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，１０ 導電性球 ２，１２ 回転磁界発生装置 ３，４，５，７，８，９ 電極 ３ａ，４ａ，５ａ 円弧端面 ６，１１ 静電容量検出器 ７ａ，８ａ，９ａ 円形状端面 ７ｂ，８ｂ，９ｂ 孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボールベアリングに用いる鋼球などの導
   電性球の探傷装置において、 静電容量検出器と、 前記導電性球を所定の位置に保持しつつ回転させる定位
   回転手段と、 前記導電性球の球表面に沿うような形状の端面を有して
   おり、前記端面が、前記導電性球の球表面に対し所定の
   間隔を有するように前記定位回転手段に配置されるとと
   もに前記静電容量検出器の検出端子に接続された複数の
   電極とからなり、 前記導電性球の回転に伴い前記導電性球と電極との間で
   形成される静電容量の変化を検出することにより、その
   導電性球表面の傷の有無を検出するように構成したこと
   を特徴とする静電容量形球面探傷装置。
2. 【請求項２】 前記複数の電極は一列に配列させられた
   板状電極であり、そのうちの１つの電極はわずかな間隔
   で略前記導電性球の回転軸の一方端付近から他方端付近
   まで、または略一周に及ぶように前記導電性球の表面に
   対向させられた円弧状または略円状の端面を有すること
   を特徴とする請求項１記載の静電容量形球面探傷装置。