(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-07
(45)【発行日】2024-08-16
(54)【発明の名称】金属部品の研削焼け評価装置および研削焼け評価方法
(51)【国際特許分類】
G01N 23/2055 20180101AFI20240808BHJP
G01N 23/207 20180101ALI20240808BHJP
【ＦＩ】
G01N23/2055 320
G01N23/207
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2020204615
(22)【出願日】2020-12-09
(65)【公開番号】P2022091636
(43)【公開日】2022-06-21
【審査請求日】2023-06-30
(73)【特許権者】
【識別番号】000004293
【氏名又は名称】株式会社ノリタケカンパニーリミテド
(74)【代理人】
【識別番号】100085361
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 治幸
(74)【代理人】
【識別番号】100147669
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 光治郎
(72)【発明者】
【氏名】籾井 孝平
【審査官】比嘉 翔一
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－２７１３５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１５６２６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１２８９４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０８３５７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１４４９２３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ２３／００－Ｇ０１Ｎ２３／２２７６
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍ３）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
研削加工された金属部品の表面に発生する研削焼けを評価する金属部品の研削焼け評価装置であって、前記金属部品への入射Ｘ線の入射光軸と前記金属部品の表面の法線とが成す角度Ψを変化させて、入射Ｘ線を前記金属部品の表面に照射するＸ線照射制御部と、
前記角度Ψ毎に、前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線の強度プロファイルを検出する回折Ｘ線検出制御部と、
前記回折Ｘ線検出制御部においてそれぞれ検出された前記角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルから得た半価幅の平均値を算出する半価幅平均値算出部と、
前記半価幅の平均値と、研削加工熱の影響を受けた再硬化層である白層よりも半価幅が低く且つ研削加工熱の影響を受けた軟化層である黒層よりも半価幅が高い正常判定領域を有するように予め設定された研削焼け判定閾値との比較に基づいて前記金属部品の研削焼けを評価する研削焼け評価部と、を含む
ことを特徴とする金属部品の研削焼け評価装置。
【請求項2】
前記研削焼け判定閾値は、前記白層の存在により半価幅が前記正常判定領域よりも高い値を示す不合格品を除去するための上限値以下、且つ前記黒層の存在により半価幅が前記正常判定領域よりも低い値を示す不合格品を除去するための下限値以上の前記正常判定領域を有するように設定されていることを特徴とする請求項１の金属部品の研削焼け評価装置。
【請求項3】
前記Ｘ線照射制御部は、入射Ｘ線を前記金属部品の表面に、前記角度Ψを０°～４５°の範囲内の複数の角度に変化させて照射することを特徴とする請求項１又は２の金属部品の研削焼け評価装置。
【請求項4】
前記研削焼け判定閾値は、前記研削加工された前記金属部品のうち、研削焼けが正常であると評価された前記金属部品の表面に、前記Ｘ線照射制御部と同様に前記角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、前記回折Ｘ線検出制御部と同様に前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線を検出し、前記半価幅平均値算出部と同様にして回折Ｘ線の強度プロファイルから算出した前記半価幅の平均値に基づいて設定した値であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１の金属部品の研削焼け評価装置。
【請求項5】
前記研削焼け判定閾値は、前記研削加工された前記金属部品の表面を研削加工熱による影響のない深さまで電解研磨により研磨し、前記金属部品の前記電解研磨により研磨された表面に、前記角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、前記回折Ｘ線検出制御部と同様に前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線を検出し、前記半価幅平均値算出部と同様にして回折Ｘ線の強度プロファイルから算出した前記半価幅の平均値に基づいて設定した値であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１の金属部品の研削焼け評価装置。
【請求項6】
研削加工された金属部品の表面に発生する研削焼けを評価する金属部品の研削焼け評価方法であって、前記金属部品への入射Ｘ線の入射光軸と前記金属部品の表面の法線とが成す角度Ψを変化させて、入射Ｘ線を前記金属部品の表面に照射するＸ線照射工程と、
前記角度Ψ毎に、前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線の強度プロファイルを検出する回折Ｘ線検出工程と、
前記回折Ｘ線検出工程においてそれぞれ検出された前記角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルから得た半価幅の平均値を算出する半価幅平均値算出工程と、
前記半価幅の平均値と、研削加工熱の影響を受けた再硬化層である白層よりも半価幅が低く且つ研削加工熱の影響を受けた軟化層である黒層よりも半価幅が高い正常判定領域を有するように予め設定された研削焼け判定閾値との比較に基づいて前記金属部品の研削焼けを評価する研削焼け評価工程と、を含む
ことを特徴とする金属部品の研削焼け評価方法。
【請求項7】
前記研削焼け判定閾値は、前記白層の存在により半価幅が前記正常判定領域よりも高い値を示す不合格品を除去するための上限値以下、且つ前記黒層の存在により半価幅が前記正常判定領域よりも低い値を示す不合格品を除去するための下限値以上の前記正常判定領域を有するように設定されていることを特徴とする請求項６の金属部品の研削焼け評価方法。
【請求項8】
前記Ｘ線照射工程は、入射Ｘ線を前記金属部品の表面に、前記角度Ψを０°～４５°の範囲内の複数の角度に変化させて照射することを特徴とする請求項６又は７の金属部品の研削焼け評価方法。
【請求項9】
前記研削焼け判定閾値は、前記研削加工された前記金属部品のうち、研削焼けが正常であると評価された前記金属部品の表面に、前記Ｘ線照射工程と同様に前記角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、前記回折Ｘ線検出工程と同様に前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線を検出し、前記半価幅平均値算出工程と同様にして回折Ｘ線の強度プロファイルから算出した前記半価幅の平均値に基づいて設定した値であることを特徴とする請求項６から８のいずれか１の金属部品の研削焼け評価方法。
【請求項10】
前記研削焼け判定閾値は、前記研削加工された前記金属部品の表面を研削加工熱による影響のない深さまで電解研磨により研磨し、前記金属部品の前記電解研磨により研磨された表面に、前記Ｘ線照射工程と同様に前記角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、前記回折Ｘ線検出工程と同様に前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線を検出し、前記半価幅平均値算出工程と同様にして回折Ｘ線の強度プロファイルから算出した前記半価幅の平均値に基づいて設定した値であることを特徴とする請求項６から８のいずれか１の金属部品の研削焼け評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、研削加工された金属部品の表面に発生する研削焼けを評価する金属部品の研削焼け評価装置および研削焼け評価方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
研削加工された金属部品に発生する研削焼けは、硝酸および塩酸を用いて腐食させた表面を観察する腐食表面観察法（ＪＩＳ Ｇ ０５６１：２０１１）が知られている。しかし、この腐食表面観察法では、測定対象となる金属部品の切断工程および研磨工程が必要となるので、多くの工数が必要となること、および、腐食範囲や腐食時間により生じる腐食ムラに起因して研削焼けの評価精度が得られ難いこと等の欠点があった。
【0003】
また、金属部品の表面に圧子を押し当てたときに生じる窪みの大きさを測定することで硬度を測定する硬度測定法（ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９、ＪＩＳ Ｚ ２２４５：２０１６）が知られている。しかし、この硬度測定法では、金属部品の極表層に生じる研削焼けを圧子が捉えることが困難であり、母層の硬度が測定値として現れるという欠点があった。
【0004】
これに対して、Ｘ線を金属部品の表面に照射したとき、その金属部品の表面で回折した回折Ｘ線の半価幅が予め設定した閾値以下であれば、研削焼けと判定する回折Ｘ線を用いた研削焼け評価装置および研削焼け評価方法が提案されている。特許文献１の金属部品の研削焼け検査方法がそれである。これによれば、金属部品の表層に発生する研削焼けの影響を受けた回折Ｘ線を用いるので、金属部品の表層の研削焼けを評価することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００４－２７１３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、特許文献１の金属部品の研削焼け評価方法によれば、照射Ｘ線と回折Ｘ線との間の測定角度（角度Ψ）が１つであるため、金属のような多結晶体で複数の格子面を有し且つ極表層に発生する研削焼けを評価するには、充分な精度が得られない。また、回折Ｘ線の半価幅が一定値以下すなわち６°以下であるときに金属部品の研削焼けを一律に判定しているが、格子面によって半価幅が異なるため、評価基準としては不適当であった。さらに、研削加工熱の影響の強弱による金属部品の表層の組織が正常組織層よりも軟質な黒層となったり、正常組織層よりも硬質の白層となったりして、必ずしも正確に研削焼けを評価できない場合があった。
【0007】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、研削加工された金属部品の表面に発生する研削焼けをより正確に評価することができる金属部品の研削焼け評価装置および研削焼け評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
第１発明の要旨とするところは、（ａ）研削加工された金属部品の表面に発生する研削焼けを評価する金属部品の研削焼け評価装置であって、（ｂ）前記金属部品への入射Ｘ線の入射光軸と前記金属部品の表面の法線とが成す角度Ψを変化させて、入射Ｘ線を前記金属部品の表面に照射するＸ線照射制御部と、（ｃ）前記角度Ψ毎に、前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線の強度プロファイルを検出する回折Ｘ線検出制御部と、（ｄ）前記回折Ｘ線検出制御部においてそれぞれ検出された前記角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルから得た半価幅の平均値を算出する半価幅平均値算出部と、（ｅ）前記半価幅の平均値と、研削加工熱の影響を受けた再硬化層である白層よりも半価幅が低く且つ研削加工熱の影響を受けた軟化層である黒層よりも半価幅が高い正常判定領域を有するように予め設定された研削焼け判定閾値との比較に基づいて前記金属部品の研削焼けを評価する研削焼け評価部と、を含むことにある。
【0009】
第２発明の要旨とするところは、第１発明において、前記研削焼け判定閾値は、前記白層の存在により半価幅が前記正常判定領域よりも高い値を示す不合格品を除去するための上限値以下、且つ前記黒層の存在により半価幅が前記正常判定領域よりも低い値を示す不合格品を除去するための下限値以上の前記正常判定領域を有するように設定されていることにある。
【0010】
第３発明の要旨とするところは、第１発明又は第２発明において、前記Ｘ線照射制御部は、入射Ｘ線を前記金属部品の表面に、前記角度Ψを０°～４５°の範囲内の複数の角度に変化させて照射するものである。
【0011】
第４発明の要旨とするところは、第１発明から第３発明のいずれか１の発明において、前記研削焼け判定閾値は、前記金属部品のうち、研削焼けが正常であると評価された前記金属部品の表面に、前記Ｘ線照射制御部と同様に前記角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、前記回折Ｘ線検出制御部と同様に前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線を検出し、前記半価幅平均値算出部と同様にして回折Ｘ線の強度プロファイルから算出した前記半価幅の平均値に基づいて設定した値である。
【0012】
第５発明の要旨とするところは、第１発明から第３発明のいずれか１の発明において、前記研削焼け判定閾値は、前記研削加工された前記金属部品の表面を研削加工熱による影響のない深さまで電解研磨により研磨し、前記金属部品の前記電解研磨により研磨された表面に、前記角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、前記回折Ｘ線検出制御部と同様に前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線を検出し、前記半価幅平均値算出部と同様にして回折Ｘ線の強度プロファイルから算出した前記半価幅の平均値に基づいて設定した値である。
【0013】
第６発明の要旨とするところは、（ａ）研削加工された金属部品の表面に発生する研削焼けを評価する金属部品の研削焼け評価方法であって、（ｂ）前記金属部品への入射Ｘ線の入射光軸と前記金属部品の表面の法線とが成す角度Ψを変化させて、入射Ｘ線を前記金属部品の表面に照射するＸ線照射工程と、（ｃ）前記角度Ψ毎に、前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線の強度プロファイルを検出する回折Ｘ線検出工程と、（ｄ）前記回折Ｘ線検出工程においてそれぞれ検出された前記角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルから得た半価幅の平均値を算出する半価幅平均値算出工程と、（ｅ）前記半価幅の平均値と、研削加工熱の影響を受けた再硬化層である白層よりも半価幅が低く且つ研削加工熱の影響を受けた軟化層である黒層よりも半価幅が高い正常判定領域を有するように予め設定された研削焼け判定閾値との比較に基づいて前記金属部品の研削焼けを評価する研削焼け評価工程と、を含むことにある。
【0014】
第７発明の要旨とするところは、第６発明において、前記研削焼け判定閾値は、前記白層の存在により半価幅が前記正常判定領域よりも高い値を示す不合格品を除去するための上限値以下、且つ前記黒層の存在により半価幅が前記正常判定領域よりも低い値を示す不合格品を除去するための下限値以上の正常判定領域を有するように設定されていることにある。
【0015】
第８発明の要旨とするところは、第６発明又は第７発明において、前記Ｘ線照射工程は、入射Ｘ線を前記金属部品の表面に、前記角度Ψを０°～４５°の範囲内の複数の角度に変化させて照射するものである。
【0016】
第９発明の要旨とするところは、第６発明から第８発明のいずれか１の発明において、前記研削焼け判定閾値は、前記金属部品のうち、研削焼けが正常であると評価された前記金属部品の表面に、前記Ｘ線照射工程と同様に前記角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、前記回折Ｘ線検出工程と同様に前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線を検出し、前記半価幅平均値算出工程と同様にして回折Ｘ線の強度プロファイルから算出した前記半価幅の平均値に基づいて設定した値である。
【0017】
第１０発明の要旨とするところは、第６発明から第８発明のいずれか１の発明において、前記研削焼け判定閾値は、前記研削加工された前記金属部品の表面を研削加工熱による影響のない深さまで電解研磨により研磨し、前記金属部品の前記電解研磨により研磨された表面に、前記Ｘ線照射工程と同様に前記角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、前記回折Ｘ線検出工程と同様に前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線を検出し、前記半価幅平均値算出工程と同様にして回折Ｘ線の強度プロファイルから算出した前記半価幅の平均値に基づいて設定した値である。
【発明の効果】
【0018】
第１発明の金属部品の研削焼け評価装置、および第６発明の金属部品の研削焼け評価方法によれば、研削焼け評価工程或いは研削焼け評価部において、半価幅平均値算出工程或いは半価幅平均値算出部により算出された前記角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルから得た半価幅の平均値と、研削加工鵜熱の影響を受けた再硬化層である白層よりも半価幅が低く且つ研削加工熱の影響を受けた軟化層である黒層よりも半価幅が高い正常判定領域を有するように予め設定された研削焼け判定閾値との比較に基づいて前記金属部品の研削焼けを評価する。このため、研削加工された金属部品の表面に発生する研削焼けをより正確に評価することができる。
【0019】
第２発明の金属部品の研削焼け評価装置、および第７発明の金属部品の研削焼け評価方法によれば、前記研削焼け判定閾値は、前記白層の存在により半価幅が前記正常判定領域よりも高い値を示す不合格品を除去するための上限値以下、且つ前記黒層の存在により半価幅が前記正常判定領域よりも低い値を示す不合格品を除去するための下限値以上の前記正常判定領域を有するように設定されたものである。このため、半価幅の平均値が研削焼け判定閾値の上限値を上まわる不良品および研削焼け判定閾値の下限値を下まわる不良品を判定することができるので、研削加工された金属部品の表面に発生する研削焼けをより正確に評価することができる。
【0020】
第３発明の金属部品の研削焼け評価装置、および第８発明の金属部品の研削焼け評価方法によれば、前記角度Ψは０°～４５°の範囲内の複数の角度に変化させられる。このため、Ｘ線照射工程および回折Ｘ線検出工程を行なう回折Ｘ線検出装置が小型となる。
【0021】
第４発明の金属部品の研削焼け評価装置、および第９発明の金属部品の研削焼け評価方法によれば、前記研削焼け判定閾値は、前記金属部品のうち、研削焼けが正常であると評価された前記金属部品の表面に、前記Ｘ線照射工程と同様に前記角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、前記回折Ｘ線検出工程と同様に前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線を検出し、前記半価幅平均値算出工程と同様にして回折Ｘ線の強度プロファイルから算出した前記半価幅の平均値に基づいて設定した値である。このような研削焼け判定閾値と半価幅の平均値との比較に基づいて金属部品の研削焼けを評価するので、研削加工された金属部品の表面に発生する研削焼けをより正確に評価することができる。
【0022】
第５発明の金属部品の研削焼け評価装置、および第１０発明の金属部品の研削焼け評価方法によれば、前記研削焼け判定閾値は、前記研削加工された前記金属部品の表面を研削加工熱による影響のない深さまで電解研磨により研磨し、前記金属部品の前記電解研磨により研磨された表面に、前記Ｘ線照射工程と同様に前記角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、前記回折Ｘ線検出工程と同様に前記金属部品の表面において回折された回折Ｘ線を検出し、前記半価幅平均値算出工程と同様にして回折Ｘ線の強度プロファイルから算出した前記半価幅の平均値に基づいて設定した値である。このような研削焼け判定閾値と半価幅の平均値との比較に基づいて金属部品の研削焼けを評価するので、研削加工された金属部品の表面に発生する研削焼けをより正確に評価することができる。
【0023】
ここで、好適には、前記研削焼け判定閾値は、前記角度Ψ毎の半価幅の平均値を中心とした±０．５°の幅、或いは±０．２５°の幅の正常判定領域を有するように設定した値である。
【0024】
また、好適には、前記入射Ｘ線の入射光軸とは、入射Ｘ線の中心軸である。また、回折角２θとは、入射Ｘ線の入射光軸と、金属部品の表面のうち入射Ｘ線が入射した部分から出射された回折Ｘ線との間の角度（線型変換を施した角度も含む）である。
【0025】
また、好適には、前記回折Ｘ線の半価幅とは、回折角２θを表す軸と回折Ｘ線の強度を表す軸との二次元座標において、回折Ｘ線の強度プロファイル中に形成されたピーク（山）の高さの半分に対応する角度幅である。上記回折Ｘ線の強度とは、単位時間当たりに検知されるＸ線格子の数、或いは、それを表す物理量（たとえば電圧、電流等）である。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の金属部品の研削焼け判定方法或いは研削焼け評価装置に用いられる回折Ｘ線検出装置および電子制御装置を説明するブロック線図である。
【図4】ビッカース硬度Ｈｖの研削代断面積に対する変化を、研削焼けによる異常品を●印で、正常品を○印で対比して示す図である。
【図5】円筒研削された金属部品（ＳＣｒ４２０）について、半価幅ＨＷの研削代断面積に対する変化を、研削焼けによる異常品を●印で、正常品を○印で対比して示す図である。
【図12】平面研削された金属部品（ＳＣＭ４４０）について、６種類の角度Ψ毎にそれぞれ得られた半価幅ＨＷを、深さ０μｍから１００μｍまで示す図である。
【図16】金属部品（ＳＣｒ４２０）を円筒研削した場合における、砥石単位円周長さ当たりの研削代断面積（ｍｍ２／ｍｍ）と砥石軸の消費電力値（ｋＷ）との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は発明に関連する要部を説明するものであり、寸法及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例】
【0028】
図１は、研削砥石を用いて研削加工された金属部品１４たとえば焼入鋼から成る軸受部品の研削焼けを評価するための研削焼け評価装置１０を示している。研削焼け評価装置１０は、鋼製たとえば焼入鋼製の金属部品１４の表面１６に入射Ｘ線を入射させ、金属部品１４の表面１６のうち入射Ｘ線が入射した部分から出射される回折Ｘ線を検出する回折Ｘ線検出装置１２と、その回折Ｘ線検出装置１２を制御する電子制御装置３０を備えている。
【0029】
回折Ｘ線検出装置１２は、金属部品１４の表面（照射面）１６上の点Ｐに向う入射光軸Ｌｘ１に沿って入射Ｘ線を出力するＸ線管１８と、点Ｐにおいて回折を受けて回折光軸Ｌｘ２に沿って出射される回折Ｘ線を受けて回折Ｘ線を検知するＸ線検出器２０とを備えている。
【0030】
Ｘ線管１８は、点Ｐを中心とする円弧状のガイド２２により移動可能に支持されている。Ｘ線管１８は、後述の角度Ψが異なる位置に位置決めされるように、ガイド２２に沿って点Ｐまわりの周方向の複数位置にＸ線管１８を位置決めするアクチュエータ１８ａを備えている。Ｘ線検出器２０は、点Ｐを中心とする円弧状のガイド２４により移動可能に支持されている。Ｘ線検出器２０は、後述の角度Ψが異なる毎に回折Ｘ線の強度プロファイルを得るために、ガイド２４に沿って点Ｐまわりの周方向にＸ線検出器２０を位置決めするアクチュエータ２０ａを備えている。
【0031】
図１では、Ｘ線管１８からの入射光軸Ｌｘ１が金属部品１４の表面１６の法線（照射面法線）ｚ１と一致するように、Ｘ線管１８が位置させられている。すなわち、Ｘ線管１８からの入射光軸Ｌｘ１と金属部品１４の表面１６の法線ｚ１との成す角度として定義される角度Ψが０°となるように、Ｘ線管１８が位置させられている。本実施例では、角度Ψが複数種類に切り換えられた状態で、角度Ψ毎に回折Ｘ線の強度プロファイルが検出される。図１の破線で示すＸ線管１８は、角度Ψが０°から切り換えられた位置を示している。
【0032】
図１において示す角度ηは、入射光軸Ｌｘ１と格子面２６の法線（結晶面法線）ｚ２とが成す角であり、格子面２６の法線（結晶面法線）ｚ２と回折光軸Ｌｘ２とが成す角である。この角度ηは、回折角２θに線型変換をほどこすことによって導かれる角度であり、入射光軸Ｌｘ１と回折光軸Ｌｘ２との位置関係を特定できる回折角の一つである。
【0033】
電子制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースを含む所謂マイクロコンピュータであって、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、金属部品１４の研削焼けの評価を実行する。電子制御装置３０は、Ｘ線照射制御部３２と回折Ｘ線検出制御部３４と半価幅平均値算出部３６と研削焼け評価部３８とを機能的に備え、研削焼け評価部３８による評価結果を出力して表示器４０に表示させる。
【0034】
Ｘ線照射制御部３２は、金属部品１４への入射Ｘ線の入射光軸Ｌｘ１と金属部品１４の表面１６の法線ｚ１との成す角度Ψを、Ｘ線管１８をアクチュエータ１８ａによりガイド２２に沿って移動させることにより、複数種類たとえば０°、１８．４°、２６．６°、３３．２°、３９．２°、４５．０°の６種類に変化させてＸ線管１８をそれぞれ位置決めし、Ｘ線管１８から入射Ｘ線を金属部品１４の表面１６へ照射する。
【0035】
回折Ｘ線検出制御部３４は、角度Ψが異なる毎に回折Ｘ線の強度プロファイルを得るために、角度Ψが異なる毎にアクチュエータ２０ａを用いてＸ線検出器２０をガイド２４に沿って点Ｐまわりの周方向に移動させ、複数種類（本実施例では６種類）の角度Ψ毎に、金属部品１４の表面において回折された回折Ｘ線の強度を検出して強度プロファイルを検出する。
【0036】
半価幅平均値算出部３６は、回折Ｘ線検出制御部３４においてそれぞれ検出された角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルの半価幅ＨＷ（°）を、角度Ψが異なる毎にそれぞれ測定するとともに、それらの半価幅ＨＷ（°）の平均値である半価幅平均値ＨＷａｖ（°）を算出する。図２は、回折Ｘ線の強度プロファイルの一部を、回折角２θを表す軸と回折Ｘ線強度Ｉを表す軸との二次元座標において示す図である。この回折Ｘ線強度Ｉとは、単位時間当たりに検知されるＸ線格子の数、或いは、それを表す物理量（たとえば電圧、電流等）である。図２における強度プロファイル中のピーク波形の最大値Ｉｍａｘに対応する回折角が、所謂ブラッグの式（２ｄｓｉｎθ＝ｎλ（ここで、ｄは格子定数、λは波長））を満足するブラッグ角度θの倍数２θである。半価幅ＨＷは、ピーク波形の最大値Ｉｍａｘの２分の１、すなわち１／２Ｉｍａｘに対応する回折角の範囲（°）である。
【0037】
研削焼け評価部３８は、半価幅平均値算出部３６により算出された半価幅平均値ＨＷａｖと予め設定された研削焼け判定閾値ＴＨとの比較に基づいて金属部品１４の研削焼けを評価する。たとえば、半価幅平均値ＨＷａｖが研削焼け判定閾値ＴＨを上回れば合格判定し、半価幅平均値ＨＷａｖが研削焼け判定閾値ＴＨ以下であるときには研削焼けによる不合格判定を行なう。
【0038】
上記予め設定された研削焼け判定閾値ＴＨは、たとえば、研削加工された金属部品１４のうち、研削焼けが正常であると評価された金属部品１４の表面に、Ｘ線照射制御部３２と同様に金属部品１４への入射Ｘ線の入射光軸Ｌｘ１と金属部品１４の表面１６の法線ｚ１とが成す角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、回折Ｘ線検出制御部３４と同様に金属部品１４の表面１６において回折された回折Ｘ線を検出し、半価幅平均値算出部３６と同様にして角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルの半価幅平均値ＨＷａｖを算出し、その半価幅平均値ＨＷａｖに基づいて設定した値である。
【0039】
また、上記予め設定された研削焼け判定閾値ＴＨは、たとえば、研削加工された金属部品１４の表面を研削加工熱による影響のない深さまで電解研磨により研磨し、その電解研磨により研磨された金属部品１４の表面に、Ｘ線照射制御部３２と同様に金属部品１４への入射Ｘ線の入射光軸Ｌｘ１と金属部品１４の表面１６の法線ｚ１とが成す角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、回折Ｘ線検出制御部３４と同様に金属部品１４の表面１６において回折された回折Ｘ線を検出し、半価幅平均値算出部３６と同様にして角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルの半価幅平均値ＨＷａｖを算出し、その半価幅平均値ＨＷａｖに基づいて設定した値である。
【0040】
上記の研削焼け判定閾値ＴＨは、半価幅平均値ＨＷａｖそのままの値に設定されてもよいし、半価幅平均値ＨＷａｖを基準としてたとえば±１０％の程度の範囲内の正常判定領域を有するように設定された値であってもよい。また、半価幅平均値ＨＷａｖを基準として、たとえば、±５°の幅、或いは±２．５°の幅の正常判定領域を有するように設定された値であってもよい。
【0041】
図３は、電子制御装置３０の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図３において、Ｘ線照射制御部３２に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略する）のＸ線照射工程では、金属部品１４への入射Ｘ線の入射光軸Ｌｘ１と金属部品１４の表面１６の法線ｚ１との成す角度Ψが、Ｘ線管１８をアクチュエータ１８ａにより移動させることにより、０°、１８．４°、２６．６°、３３．２°、３９．２°、４５．０°の６種類に変化させられてＸ線管１８がそれぞれ位置決めされ、位置決めされる毎にＸ線管１８から入射Ｘ線が金属部品１４の表面１６上の点Ｐへ照射される。
【0042】
次に、回折Ｘ線検出制御部３４に対応するＳ２の回折Ｘ線検出工程では、角度Ψが異なる毎の回折Ｘ線の強度プロファイルをそれぞれ得るために、角度Ψが異なる毎にアクチュエータ２０ａを用いてＸ線検出器２０をガイド２４に沿って点Ｐまわりの周方向に移動させ、６種類の角度Ψ毎に、金属部品１４の表面１６上のＰ点において回折された回折Ｘ線の強度が検出されて強度プロファイルが検出される。
【0043】
次いで、半価幅平均値算出部３６に対応するＳ３の半価幅平均値算出工程では、Ｓ２の回折Ｘ線検出工程においてそれぞれ検出された角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルの半価幅ＨＷ（°）が、角度Ψが異なる毎にそれぞれ測定されるとともに、それらの半価幅ＨＷ（°）の平均値である半価幅平均値ＨＷａｖ（°）が算出される。
【0044】
そして、研削焼け評価部３８に対応するＳ４の研削焼け評価工程では、Ｓ３の半価幅平均値算出工程により算出された半価幅平均値ＨＷａｖと予め設定された研削焼け判定閾値ＴＨとの比較に基づいて金属部品１４の研削焼けが評価される。たとえば、半価幅平均値ＨＷａｖが研削焼け判定閾値ＴＨを上回れば合格判定され、半価幅平均値ＨＷａｖが研削焼け判定閾値ＴＨ以下であるときには研削焼けによる不合格判定が行なわれる。
【0045】
本発明者は、以下に示す研削条件で円筒研削された浸炭焼入鋼製の金属部品１４のうちの、砥石１を用いて研削加工した正常品（合格品）と、砥石２を用いて研削加工した研削焼けによる異常品（不合格品）とについて、ビッカース硬度Ｈｖ（ＪＩＳ Ｚ ２２４４：２００９）と半価幅ＨＷとを比較する試験を、以下の測定条件を用いて行なった。
【0046】
（円筒研削条件）
砥石１ ：ＰＡ １２０ Ｈ＋ １０ Ｖ（焼け無）
砥石２ ：ＰＡ ８０ Ｈ＋ １０ Ｖ（焼け有）
機械 ：円筒研削盤
研削方式 ：湿式円筒プランジ研削
砥石周速度 ：６０ｍ／ｓ
被削材周速度 ：０．６ｍ／ｓ
周速度比 ：１００
研削能率 ：２．０ｍｍ３／ｍｍ・ｓ
ドレッサ ：□０．８角柱ダイヤ単石ドレッサ
ドレスリード ：０．１ｍｍ／ｒ．ｏ．ｗ．
ドレス切込量 ：０．０１ｍｍ／ｐａｓｓ
被削材 ：ＳＣｒ４２０（浸炭焼入鋼）
砥石１ ：ＰＡ １２０ Ｈ＋ １０ Ｖ（焼け無）
砥石２ ：ＰＡ ８０ Ｈ＋ １０ Ｖ（焼け有）
機械 ：円筒研削盤
研削方式 ：湿式円筒プランジ研削
砥石周速度 ：６０ｍ／ｓ
被削材周速度 ：０．６ｍ／ｓ
周速度比 ：１００
研削能率 ：２．０ｍｍ３／ｍｍ・ｓ
ドレッサ ：□０．８角柱ダイヤ単石ドレッサ
ドレスリード ：０．１ｍｍ／ｒ．ｏ．ｗ．
ドレス切込量 ：０．０１ｍｍ／ｐａｓｓ
被削材 ：ＳＣｒ４２０（浸炭焼入鋼）
【0047】
（ビッカース硬度測定条件）
観察レンズの倍率 ：１０倍
荷重保持時間 ：１０ｓｅｃ
荷重 ：１０ｋｇｆ
観察レンズの倍率 ：１０倍
荷重保持時間 ：１０ｓｅｃ
荷重 ：１０ｋｇｆ
【0048】
（半価幅測定条件）
測定部位 ：表層０μｍ
回折Ｘ線の測定範囲 ：１４０°～１７０°
２θ ：１５６．４０°（α－Ｆｅ（２１１））
ステップ ：０．２０°
角度Ψ ：４５．０°
管球 ：Ｃｒ
特性Ｘ線 ：Ｋα線
測定部位 ：表層０μｍ
回折Ｘ線の測定範囲 ：１４０°～１７０°
２θ ：１５６．４０°（α－Ｆｅ（２１１））
ステップ ：０．２０°
角度Ψ ：４５．０°
管球 ：Ｃｒ
特性Ｘ線 ：Ｋα線
【0049】
図４および図５は、ビッカース硬度Ｈｖ（ＨＶ１０）および半価幅ＨＷ（°）の測定値を示している。図４では、砥石単位円周長さ当たりの研削代断面積（ｍｍ２／ｍｍ）を表す横軸とビッカース硬度を表す縦軸との二次元座標において、研削焼けによる異常品（不合格品）のビッカース硬度Ｈｖを●にて研削代断面積の増加毎に表示し、研削焼け無しの合格品のビッカース硬度Ｈｖを○にて研削代断面積の増加毎に表示している。図５では、砥石単位円周長さ当たりの研削代断面積（ｍｍ２／ｍｍ）を表す横軸と半価幅ＨＷ（°）を表す縦軸との二次元座標において、研削焼けによる異常品（不合格品）のビッカース硬度Ｈｖを●にて研削代断面積の増加毎に表示し、研削焼け無しの合格品のビッカース硬度Ｈｖを○にて研削代断面積の増加毎に表示している。ここで、砥石単位円周長さ当たりの研削代断面積（ｍｍ２／ｍｍ）とは、研削代断面積を砥石円周長さで割った値である。
【0050】
図４に示すように、異常品についてのビッカース硬度Ｈｖは、研削代断面積の増加初期において正常品と同等の値を示しているが、その後に急減している。これに対して、図５に示すように、合格品についての半価幅ＨＷは、研削代断面積の増加に拘わらず、略一定の値を示している。異常品についての半価幅ＨＷは、研削代断面積の増加初期から緩やかに減少し、正常品の値よりも研削代断面積の増加初期から全体に小さい値を示している。すなわち、○印の正常品の最小値と●印の異常品の最大値との間に差ΔＨＷが形成されているので、半価幅ＨＷを用いれば、研削代断面積の増加初期から、異常品と合格品との判定が可能であることを示している。
【0051】
次に、本発明者は、研削代断面積が少ない領域においてビッカース硬度Ｈｖにおいて正常品と同じ値を示した研削焼け有りの金属部品１４（異常品）のうち、図５のＡ、Ｂ、Ｃに示す３つの金属部品Ａ、Ｂ、Ｃについて、電解研磨によって異なる深さの試料を作成し、異なる深さ毎に半価幅ＨＷを、前述の半価幅測定条件を用いて測定した。図６、図７、図８は、上記図５のＡ、Ｂ、Ｃに示す３つの金属部品１４についての、深さに対する半価幅ＨＷの値を、それぞれ示している。
【0052】
図６および図７に示すように、ビッカース硬度Ｈｖでは正常品と同等の値を示した金属部品ＡおよびＢは、ビッカース硬度ＨＶ１０での測定深さ（１０ｋｇｆでの圧子の押し込み深さ）以内の深さでの半価幅ＨＷは正常組織層ＮＬよりも低いが、ビッカース硬度ＨＶ１０での測定深さを超えると正常組織層ＮＬの半価幅ＨＷの範囲内であることを示している。これら金属部品ＡおよびＢの組織図では、後述する黒層（軟化層）ＢＬが表面に存在していた。この黒層ＢＬの影響により、ビッカース硬度ＨＶ１０により評価不可能な表層の研削焼けは、半価幅ＨＷが正常組織層ＮＬよりも低いことで示されている。これにより、半価幅ＨＷを用いるとビッカース硬度ＨＶ１０での測定深さ以内での評価が可能であることを示している。
【0053】
図８に示すように、金属部品Ｃについては、表層の半価幅ＨＷよりも表層から数μｍ下の位置の半価幅ＨＷが一旦低くなり、ビッカース硬度ＨＶ１０での測定深さを超えると正常範囲に向って増加することが確認された。図９は、金属部品Ｂについての、光学顕微鏡により撮影した組織図である。また、図１０は、金属部品Ｃについての、光学顕微鏡により撮影した組織図であり、研削加工熱の影響を受けていない正常組織層ＮＬの上に、研削加工熱の影響を受けた黒層（軟化層）ＢＬおよび白層（再硬化層）ＷＬが順次形成されている。
【0054】
図８の半価幅ＨＷの値は、図１０の組織図の白層ＷＬと黒層ＢＬとを包括した値である。この点において、半価幅ＨＷにより白層ＷＬの存在が捉えられており、ビッカース硬度ＨＶ１０により評価不可能な表層（ビッカース硬度ＨＶ１０での測定深さより浅い部分）の研削焼けは、半価幅ＨＷを用いると測定可能であることを示している。ここで、白層ＷＬは、研削加工熱の影響で組織が変化しており、研削加工熱の影響を受けていない正常組織層ＮＬよりもビッカース硬度Ｈｖが高い再硬化層であるが、黒層ＢＬは、研削加工熱の影響で組織が変化しており、研削加工熱の影響を受けていない正常組織層ＮＬよりもビッカース硬度Ｈｖが低い軟化層である。
【0055】
次に、本発明者は、研削代断面積が少ない領域においてビッカース硬度Ｈｖにおいて正常品と同じ値を示した研削焼け有りの金属部品１４（異常品）の外周面の４箇所について、前述の半価幅測定条件と同じ条件ではあるが、０°、１８．４°、２６．６°、３３．２°、３９．２°、４５．０°の６種類を角度Ψ毎に半価幅ＨＷの測定を行ない、図５と同様の二次元座標にその測定値をプロットすると、図１１に示すように、角度Ψによっても半価幅ＨＷの値は上下することが判明した。このため、本発明者は、各角度Ψから得られた半価幅ＨＷを平均した半価幅平均値ＨＷａｖで研削焼けを評価することで、均一に研削加工熱が加えられている訳ではない金属部品１４の複数の結晶面の情報から研削焼けを評価することができる点を見出した。
【0056】
図６～図８から明らかなように、金属部品１４では、研削加工熱の影響を強く受けるほど白層（再硬化層）ＷＬが形成されて半価幅ＨＷが正常品よりも高く検出され、研削加工熱の影響を弱いほど黒層（軟化層）ＢＬが形成されて半価幅ＨＷが正常品よりも低く検出される。この点において、研削焼けの判定には、研削加工された浸炭焼入鋼ＳＣｒ４２０について、例えば、後述の図１５に示す場合と同様に求められたＴＨｍａｘ１、ＴＨｍａｘ２等の上限値ＴＨｍａｘ以下、且つ、ＴＨｍｉｎ１、ＴＨｍｉｎ２等の下限値ＴＨｍｉｎ以上の正常判定領域を有するように設定された研削焼け判定閾値ＴＨが用いられる。ここで、研削焼け判定閾値ＴＨの中央値ＴＨＣは、図５に示すように半価幅ＨＷの平均値である半価幅平均値ＨＷａｖと同じ値である６．７５に設定されている。
【0057】
上限値ＴＨｍａｘは、研削焼けの影響を受けて生じた白層ＷＬの存在により半価幅ＨＷが正常品よりも高い値を示す不合格品を除去するための値であり、下限値ＴＨｍｉｎは、研削焼けの影響を受けて生じた黒層ＢＬの存在により半価幅ＨＷが正常品よりも低い値を示す不合格品を除去するための値である。
【0058】
図５から図８に示す、上限値ＴＨｍａｘ１は、前記各角度Ψから得られた半価幅ＨＷを平均した半価幅平均値ＨＷａｖである中央値ＴＨＣの＋０．５°（＋７．４０％）に設定され、下限値ＴＨｍｉｎ１は、前記各角度Ψから得られた半価幅ＨＷを平均した半価幅平均値ＨＷａｖである中央値ＴＨＣの－０．５°（－７．４０％）に設定されている。この±０．５°の絶対値は、図５に示す異常品の最大値と、半価幅平均値ＨＷａｖである中央値ＴＨＣとの差に基づいている。
【0059】
また、図５から図８に示す、上限値ＴＨｍａｘ２は、前記各角度Ψから得られた半価幅ＨＷを平均した半価幅平均値ＨＷａｖである中央値ＴＨＣの＋０．２５°（＋３．７０％）に設定され、下限値ＴＨｍｉｎ２は、前記各角度Ψから得られた半価幅ＨＷを平均した半価幅平均値ＨＷａｖである中央値ＴＨＣの－０．２５°（－３．７０％）に設定されている。この±０．２５°の絶対値は、図７及び図９に示す金属部品Ｂにおける黒層ＢＬ（深さ約２０μｍ）を削除した時の半価幅ＨＷの値と、半価幅平均値ＨＷａｖである中央値ＴＨＣとの差に基づいている。
【0060】
さらに、本発明者は、以下に示す研削条件で平面研削された焼入鋼（ＳＣＭ４４０）製の金属部品１４について、深さと半価幅ＨＷとの関係を明らかとする試験を、以下の測定条件を用いて行なった。
【0061】
（平面研削条件）
機械 ：平面研削盤
研削方式 ：レシプロ研削（ダウンカット）
研削能率 ：３．３ｍｍ３／ｍｍ・ｓ
ドレス方式 ：トラバース（ダウンカット）
ドレッサ ：ＳＤ ４０ Ｑ ７５ Ｍ（ロータリータイプ）
ドレッサ周速度 ：２８ｍ／ｓ
ドレッサ切込量 ：２．５μｍ／ｐａｓｓ
ドレスリード ：０．１ｍｍ／ｒ．ｏ．ｗ
ドレッサ周速度比 ：０．７
砥石（ホイールスペック） ：ＣＢＮ ８０ Ｌ ２００ Ｖ
砥石周速度 ：４０ｍ／ｓ
左右テーブル速度 ：４ｍ／ｍｉｎ
被削材 ：ＳＣＭ４４０（焼入鋼）
機械 ：平面研削盤
研削方式 ：レシプロ研削（ダウンカット）
研削能率 ：３．３ｍｍ３／ｍｍ・ｓ
ドレス方式 ：トラバース（ダウンカット）
ドレッサ ：ＳＤ ４０ Ｑ ７５ Ｍ（ロータリータイプ）
ドレッサ周速度 ：２８ｍ／ｓ
ドレッサ切込量 ：２．５μｍ／ｐａｓｓ
ドレスリード ：０．１ｍｍ／ｒ．ｏ．ｗ
ドレッサ周速度比 ：０．７
砥石（ホイールスペック） ：ＣＢＮ ８０ Ｌ ２００ Ｖ
砥石周速度 ：４０ｍ／ｓ
左右テーブル速度 ：４ｍ／ｍｉｎ
被削材 ：ＳＣＭ４４０（焼入鋼）
【0062】
（半価幅測定条件）
測定部位 ：表層０μｍ
回折Ｘ線の測定範囲 ：１４０°～１７０°
２θ ：１５６．４０°（α－Ｆｅ（２１１））
ステップ ：０．２０°
角度Ψ ：０°、１８．４°、２６．６°、３３．２°、
３９．２°、４５．０°
管球 ：Ｃｒ
特性Ｘ線 ：Ｋα線
測定部位 ：表層０μｍ
回折Ｘ線の測定範囲 ：１４０°～１７０°
２θ ：１５６．４０°（α－Ｆｅ（２１１））
ステップ ：０．２０°
角度Ψ ：０°、１８．４°、２６．６°、３３．２°、
３９．２°、４５．０°
管球 ：Ｃｒ
特性Ｘ線 ：Ｋα線
【0063】
図１２および図１３は、電解研磨によって金属部品１４の表面から測定面まで除去された深さ（μｍ）を示す横軸とその表層の深さ毎に６種類の角度Ψでそれぞれ得られた半価幅ＨＷ（°）を示す縦軸との二次元座標において、６種類の角度Ψ毎に得られた半価幅ＨＷの測定値をそれぞれ示している。図１２は、深さ０μｍから１００μｍまでの半価幅ＨＷの測定値を示しており、６種類の角度Ψに影響されたばらつきを示している。図１３は、深さ１００μｍから６００μｍまでの深さの半価幅ＨＷの測定値を示しており、図１２に比較して６種類の角度Ψに応じたばらつきが小さい。すなわち、深さが１００μｍまでは、角度Ψの影響を受けて半価幅ＨＷが異なることを示している。
【0064】
図１４は、電解研磨によって金属部品１４の表面から除去された表層の深さ（μｍ）を示す横軸とその表層の深さ毎に６種類の角度Ψ毎に得られた半価幅ＨＷを平均した半価幅平均値ＨＷａｖ（°）を示す縦軸との二次元座標において、６種類の角度Ψ毎に得られた半価幅ＨＷを平均した半価幅平均値ＨＷａｖ（°）が示されている。図１５に示すように、研削加工された焼入鋼ＳＣＭ４４０から成る金属部品１４についての研削焼け判定閾値ＴＨの中央値ＴＨＣは、研削焼けが正常であると評価された金属部品１４の表面に、６種類の角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、回折Ｘ線検出制御部３４と同様に金属部品１４の表面１６において回折された回折Ｘ線を検出し、半価幅平均値算出部３６と同様にして角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルの半価幅ＨＷの平均値である半価幅平均値ＨＷａｖと同じ値である４．１８に設定されている。
【0065】
上限値ＴＨｍａｘ１或いは上限値ＴＨｍａｘ２は、研削焼けの影響を受けて生じた白層ＷＬの存在により半価幅ＨＷが正常品よりも高い値を示す不合格品を除去するための値であり、下限値ＴＨｍｉｎ１或いは下限値ＴＨｍｉｎ２は、研削焼けの影響を受けて生じた黒層ＢＬの存在により半価幅ＨＷが正常品よりも低い値を示す不合格品を除去するための値である。たとえば、上限値ＴＨｍａｘ１及び下限値ＴＨｍｉｎ１は、前記各角度Ψから得られた半価幅ＨＷを平均した半価幅平均値ＨＷａｖである中央値ＴＨＣの＋０．５°（＋１１．９６％）値或いは－０．５°（－１１．９６％）値に設定される。この±０．５°の絶対値は、半価幅平均値ＨＷａｖと異常品の最大値との差に相当する。上限値ＴＨｍａｘ２及び下限値ＴＨｍｉｎ２は、前記各角度Ψから得られた半価幅ＨＷを平均した半価幅平均値ＨＷａｖである中央値ＴＨＣの＋０．２５°（＋５．９８％）値或いは－０．２５°（－５．９８％）値に設定される。この±０．２５°の絶対値は、半価幅平均値ＨＷａｖと軟化層である黒層ＢＬを削除した時の半価幅ＨＷとの差に相当する。
【0066】
図１６、図１７、図１８は、上記の円筒研削条件と同じ研削条件により浸炭焼入鋼（ＳＣｒ４２０）製の金属部品１４を研削した場合における、砥石単位円周長さ当たりの研削代断面積（ｍｍ２／ｍｍ）と、砥石軸の消費電力値（ｋＷ）、砥石摩耗量（μｍ）、および研削面の面粗度（最大高さ粗さ）Ｒｚ（μｍ）（ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３）との関係を示している。図１６、図１７、図１８において、●は金属部品１４が例えば上述の砥石２を用いることで研削焼けが生成される研削条件で研削された場合、○印は金属部品１４が例えば上述の砥石１を用いることで研削焼けが生成される研削条件で研削された場合である。
【0067】
図１６、図１７、図１８に示すように、砥石軸の消費電力値（ｋＷ）、砥石摩耗量（μｍ）、面粗度Ｒｚ（μｍ）のいずれにおいても、研削焼け無し品に比較して、研削焼け有り品が上回ることを示している。このような研削焼け無し品を得るように、研削砥石の開発、研削砥石の選択、研削条件の選択を行なうために、本実施例の研削焼け評価装置１０、および研削焼け評価装置１０により実施される研削焼け評価方法を用いることは、工業的に重要な意味がある。
【0068】
上述のように、本実施例の研削焼け評価装置１０および研削焼け評価装置１０により実施される研削焼け評価方法によれば、金属部品１４への入射Ｘ線の入射光軸Ｌｘ１と金属部品１４の表面１６の法線ｚ１とが成す角度Ψを変化させて、入射Ｘ線を金属部品１４の表面１６に照射するＸ線照射制御部３２或いはＸ線照射工程Ｓ１と、角度Ψ毎に、金属部品１４の表面１６において回折された回折Ｘ線の強度プロファイルを検出する回折Ｘ線検出制御部３４或いは回折Ｘ線検出工程Ｓ２と、回折Ｘ線検出工程Ｓ２においてそれぞれ検出された角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルから得た半価幅ＨＷの平均値ＨＷａｖを算出する半価幅平均値算出部３６或いは半価幅平均値算出工程Ｓ３と、半価幅ＨＷの平均値ＨＷａｖと予め設定された研削焼け判定閾値ＴＨとの比較に基づいて金属部品１４の研削焼けを評価する研削焼け評価部３８或いは研削焼け評価工程Ｓ４と、を含む。このように、研削焼け評価部３８或いは研削焼け評価工程Ｓ４において、半価幅平均値算出部３６或いは半価幅平均値算出工程Ｓ３により算出された角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルの半価幅ＨＷの平均値ＨＷａｖと、予め設定された研削焼け判定閾値ＴＨとの比較に基づいて金属部品１４の研削焼けが評価されるので、研削加工された金属部品１４の表面に発生する研削焼けを正確に評価することができる。
【0069】
また、本実施例の研削焼け評価装置１０、および研削焼け評価装置１０により実施される研削焼け評価方法によれば、研削焼け判定閾値ＴＨは、上限値ＴＨｍａｘ以下且つ下限値ＴＨｍｉｎ以上の正常判定領域を有するように設定されたものであることから、半価幅ＨＷの平均値ＨＷａｖが研削焼け判定閾値ＴＨの上限値ＴＨｍａｘを上まわる不良品および研削焼け判定閾値ＴＨの下限値ＴＨｍｉｎを下まわる不良品を判定することができるので、研削加工された金属部品１４の表面１６に発生する研削焼けを正確に評価することができる。
【0070】
また、本実施例の研削焼け評価装置１０、および研削焼け評価装置１０により実施される研削焼け評価方法によれば、角度Ψは０°以上４５°以下の範囲内の複数の角度に変化させられるので、Ｘ線照射工程Ｓ１および回折Ｘ線検出工程Ｓ２を行なうための回折Ｘ線検出装置１２が小型となる。
【0071】
また、本実施例の研削焼け評価装置１０、および研削焼け評価装置１０により実施される研削焼け評価方法によれば、研削焼け判定閾値ＴＨの中央値ＴＨＣは、研削加工された金属部品１４のうち、研削焼けが正常であると評価された金属部品１４の表面に、前記Ｘ線照射工程Ｓ１と同様に金属部品１４への入射Ｘ線の入射光軸Ｌｘ１と金属部品１４の表面１６の法線ｚ１とが成す角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、回折Ｘ線検出工程Ｓ２と同様に金属部品１４の表面１６において回折された回折Ｘ線を検出し、半価幅平均値算出工程Ｓ３と同様にしてそれぞれ検出された角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルの半価幅ＨＷの平均値ＨＷａｖを算出し、角度Ψ毎の半価幅の平均値ＨＷａｖに基づいて設定した値である。このような研削焼け判定閾値ＴＨと角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルの半価幅の平均値ＨＷａｖとの比較に基づいて金属部品１４の研削焼けを評価するので、研削加工された金属部品１４の表面１６に発生する研削焼けを正確に評価することができる。
【0072】
また、本実施例の研削焼け評価装置１０、および研削焼け評価装置１０により実施される研削焼け評価方法によれば、研削焼け判定閾値ＴＨの中央値ＴＨＣは、研削加工された金属部品１４の表面を研削加工による影響のない深さまで電解研磨により研磨し、その金属部品１４の電解研磨により研磨された表面に、Ｘ線照射工程Ｓ１と同様に金属部品１４への入射Ｘ線の入射光軸Ｌｘ１と金属部品１４の表面１６の法線ｚ１とが成す角度Ψを変化させて入射Ｘ線を照射し、回折Ｘ線検出工程Ｓ２と同様に金属部品１４の表面１６において回折された回折Ｘ線を検出し、半価幅平均値算出工程Ｓ３と同様にしてそれぞれ検出された角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルの半価幅ＨＷの平均値ＨＷａｖを算出し、角度Ψ毎の半価幅ＨＷの平均値ＨＷａｖに基づいて設定した値である。このような研削焼け判定閾値ＴＨと角度Ψ毎の回折Ｘ線の強度プロファイルの半価幅ＨＷの平均値ＨＷａｖとの比較に基づいて金属部品１４の研削焼けを評価するので、研削加工された金属部品１４の表面１６に発生する研削焼けを正確に評価することができる。
【0073】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【0074】
例えば、前述の実施例において、半価幅平均値ＨＷａｖを算出するための６種類の角度Ψが用いられていたが、５種類以下或いは７種類以上の複数種類の角度Ψであってもよい。
【0075】
また、前述の実施例において、研削焼け判定閾値ＴＨの中央値ＴＨＣは、角度Ψ毎の半価幅ＨＷの平均値ＨＷａｖと同じ値であったが、異なる値であってもよい。例えば、研削焼け判定閾値ＴＨの中央値ＴＨＣは、平均値ＨＷａｖより０．１°大きい値であってもよく、その場合の正常判定領域は、例えば、平均値ＨＷａｖを基準として－０．４°から＋０．６°までの幅を有する。
【0076】
また、前述の実施例において、金属部品１４は、浸炭焼入れされたクロム鋼ＳＣｒ４２０、或いは焼入れされたクロムモリブデン鋼ＳＣＭ４４０であったが、他の種類の焼入鋼であっても良い。要するに、焼き入れ可能な材料から成る部品であればよい。
【0077】
また、前述の実施例において、金属部品１４は、たとえば円柱状部品のように円筒研削される外周面を備える形状の部品や、たとえば板状部品のように平面研削される面を備える形状の部品であったが、他の形状であっても差し支えない。
【0078】
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【0079】
１０：研削焼け評価装置
１２：回折Ｘ線検出装置
１４：金属部品
１６：表面
３２：Ｘ線照射制御部
３４：回折Ｘ線検出制御部
３６：半価幅平均値算出部
３８：研削焼け評価部
Ｌｘ１：入射光軸
ｚ１：照射面法線（金属部品の表面の法線）
ＴＨ：研削焼け判定閾値
ＴＨｍａｘ，ＴＨｍａｘ１，ＴＨｍａｘ２：上限値
ＴＨｍｉｎ，ＴＨｍｉｎ１，ＴＨｍｉｎ２：下限値
ＨＷ：半価幅
ＨＷａｖ：半価幅平均値（半価幅の平均値）
１２：回折Ｘ線検出装置
１４：金属部品
１６：表面
３２：Ｘ線照射制御部
３４：回折Ｘ線検出制御部
３６：半価幅平均値算出部
３８：研削焼け評価部
Ｌｘ１：入射光軸
ｚ１：照射面法線（金属部品の表面の法線）
ＴＨ：研削焼け判定閾値
ＴＨｍａｘ，ＴＨｍａｘ１，ＴＨｍａｘ２：上限値
ＴＨｍｉｎ，ＴＨｍｉｎ１，ＴＨｍｉｎ２：下限値
ＨＷ：半価幅
ＨＷａｖ：半価幅平均値（半価幅の平均値）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】