(57)【要約】【課題】軸物部品の軸部以外の形状部分を計測対象とすることができ、渦流計測の適用範囲の拡大を実現することができる渦流計測用センサを提供すること。【解決手段】ワーク１５（計測対象部品）に対して所定の交流励磁信号を印加するための励磁コイル２０と、交流励磁信号が印加されたワーク１５から渦電流による検出信号を検出するための検出コイル３０とを有する渦流計測用センサであって、励磁コイル２０として、巻き方向が交互となるように並列に配置された状態で連結される複数のソレノイドコイル２１を備え、励磁コイル２０に対して、ソレノイドコイル２１の中心軸方向の両側のうち少なくとも一側に、検出コイル３０が配置される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象部品に対して所定の交流励磁信号を印加するための励磁コイルと、前記交流励磁信号が印加された計測対象部品から渦電流による検出信号を検出するための検出コイルとを有する渦流計測用センサであって、
前記励磁コイルとして、巻き方向が交互となるように並列に配置された状態で連結される複数のソレノイドコイルを備え、
前記励磁コイルに対して、前記ソレノイドコイルの中心軸方向の両側のうち少なくとも一側に、前記検出コイルが配置されることを特徴とする渦流計測用センサ。
【請求項２】
前記検出コイルとして、前記中心軸方向の磁界に検出感度を有する第一のコイルと、隣り合う前記ソレノイドコイル間に形成される磁界であって前記中心軸方向に略直交する方向の磁界に検出感度を有する第二のコイルとの少なくともいずれかを備えることを特徴とする請求項１に記載の渦流計測用センサ。
【請求項３】
前記複数のソレノイドコイルは、環状に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の渦流計測用センサ。
【請求項４】
前記複数のソレノイドコイルは、前記中心軸方向の同じ側が前記環状の内側に向かうように傾斜した状態で配置されることを特徴とする請求項３に記載の渦流計測用センサ。
【請求項５】
前記励磁コイルは、所定の方向に沿って配置された前記複数のソレノイドコイルであって前記交流励磁信号を独立して印加可能な複数のコイル列を有し、
前記複数のコイル列は、隣り合う前記ソレノイドコイルの巻き方向が交互となるように並んだ状態で配されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の渦流計測用センサ。
【請求項６】
前記コイル列は、前記所定の方向を湾曲方向とする略扇形状に配置される前記複数のソレノイドコイルにより構成されることを特徴とする請求項５に記載の渦流計測用センサ。
【請求項７】
前記励磁コイルは、前記コイル列として、前記複数のソレノイドコイルが他の前記コイル列を構成する前記ソレノイドコイルとの関係において、計測対象部品の形状に対応して傾斜した状態で配置される前記コイル列である傾斜コイル列を有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の渦流計測用センサ。
【請求項８】
前記検出コイルは、前記複数のソレノイドコイルを支持する部材に対して着脱可能な部材により支持されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の渦流計測用センサ。
【請求項９】
前記着脱可能な部材は、前記複数のソレノイドコイルを支持する部材に対して積層される部材であることを特徴とする請求項８に記載の渦流計測用センサ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の渦流計測用センサを用いて渦流計測を行うことにより、計測対象部品を検査することを特徴とする渦流計測用センサによる検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流を用いて鋼材の表面組織や割れ等を検査するために行われる渦流計測に用いられる渦流計測用センサおよびそれによる検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼材における焼入硬化層等の表面組織や割れ等の非破壊検査を目的として、渦電流を用いた計測である渦流計測が行われている。渦流計測は、励磁コイルおよび検出コイルが用いられて行われる。励磁コイルは、鋼材に対して交流励磁信号を印加するためのコイルである。検出コイルは、励磁コイルによって交流励磁信号が印加された鋼材から渦電流による検出信号を検出するためのコイルである。つまり、渦流計測においては、励磁コイルによって対象鋼材が磁化され、それにより発生する渦電流で誘起される誘導磁場が検出コイルによって検出される。したがって、渦流計測には、励磁コイルと検出コイルとを有する構成が、計測系に含まれるセンサ（以下「渦流センサ」という。）として用いられる。
【０００３】
渦流計測に関する技術としては、例えば特許文献１に開示されているものがある。特許文献１には、渦流計測を用いて、自動車部品等の焼入部品の表面部分に形成される焼入パターン（焼入硬化層）の検査を行うための技術が開示されている。具体的には、特許文献１の技術においては、ワーク（対象鋼材）の焼入パターンの良否の判定に際し、検出信号の交流励磁信号に対する位相差に起因する値と、検出信号の大きさの値とから定まる計測点が存在する平面において、良品についての計測点が存在するトレランスゾーンが、判定基準としてあらかじめ設定される。そして、渦流センサが用いられて計測されるワークの検査部位についての計測点が、トレランスゾーン内にあるか否かにより、そのワークの焼入パターンの良否が判定される。
【０００４】
確かに、特許文献１の技術によれば、それまで抜取りによる切断検査等でしか保証できていなかった、高周波焼入等による焼入部品の焼入品質（焼入深さ・焼入硬さ）について、非破壊検査によるインラインでの全数検査が可能となる。しかし、特許文献１の渦流計測によれば、渦流センサの構造上、次のような問題がある。
【０００５】
すなわち、図２１（ａ）に示すように、特許文献１では、渦流センサとして、貫通型コイル１１０が用いられる。貫通型コイル１１０は、励磁コイルおよび検出コイルを、中心軸を共通にして配置した状態で、合成樹脂等により構成されるケース１１１内に収容する。貫通型コイル１１０は、ケース１１１に収容する励磁コイルおよび検出コイルのコイル中空部に対応する部分（内周側の部分）に、ケース１１１によって形成される貫通孔１１１ａを有する。つまり、貫通型コイル１１０においては、励磁コイルおよび検出コイルは、中心軸の位置が貫通孔１１１ａの中心軸の位置に略一致する状態で設けられる。
【０００６】
貫通型コイル１１０は、ケース１１１の貫通孔１１１ａに、軸状（棒状）の部品であるワークが有する軸部１１２を貫通させた状態で用いられる。つまり、貫通型コイル１１０によれば、貫通孔１１１ａにワークの軸部１１２が貫通した状態で、軸部１１２について、焼入パターンの検査のための渦流計測が行われる。
【０００７】
このような貫通型コイル１１０によれば、渦流計測において十分な強さの磁界が得られやすい。また、貫通型コイル１１０によれば、磁束密度の分布の関係から、ワークの計測部位と貫通型コイル１１０との間の距離（コイルの径方向（例えば矢印Ｘ１で示す方向）の距離）の変化の計測値に対する影響が小さく、安定した計測値を得ることができる。
【０００８】
しかし、貫通型コイル１１０による渦流計測では、計測対象が、ワークの軸部１１２のような、軸物部品の軸部のみとなる。つまり、貫通型コイル１１０による渦流計測においては、貫通孔１１１ａに貫通させることができる軸物部品の軸部のみが計測対象となり得る。したがって、渦流センサとしての貫通型コイル１１０では、例えばクランクシャフトのジャーナル部やピン部、あるいはベアリングを構成するアウターレースの軸Ｒ部（軸状の部分の付け根部分）といった、貫通孔１１１ａに貫通させることができない部分を計測対象とすることができない。
【０００９】
一方で、従来用いられている渦流センサには、図２１（ｂ）に示すようなプローブ型コイル１２０がある。プローブ型コイル１２０は、軸状（棒状）のケース１２１に沿ってソレノイドコイル等のコイルが内装されることにより構成され、その一端側に検出部１２２を有する。プローブ型コイル１２０によれば、棒状の構成における一端部に設けられる検出部１２２が計測部位に近付けられることで、渦流計測が行われる。したがって、図２１（ｂ）に示すように、プローブ型コイル１２０によれば、同図（ａ）に示すような貫通型コイル１１０では計測ができないクランクシャフト１２３のジャーナル部１２３ａやピン部１２３ｂを計測対象とすることができる。
【００１０】
しかし、プローブ型コイル１２０の場合、磁界の強さが貫通型コイル１１０と比べて弱く、渦流計測において十分な強さの磁界が得られにくい。また、プローブ型コイル１２０によれば、磁束密度の分布の関係から、ワーク（クランクシャフト１２３）の計測部位とプローブ型コイル１２０との距離（検査部１２２を近付ける方向（矢印Ｘ２参照）の距離）の変化の計測値に対する影響が大きい。このため、プローブ型コイル１２０によれば、計測値が計測部位とプローブ型コイル１２０との距離の変化に非常に敏感に反応することから、再現性のある安定した計測値を得ることが困難である。これらのことから、プローブ型コイル１２０については、焼入品質の検査用としては、実用化に至っていないのが現状である。
【００１１】
なお、プローブ型コイル１２０において、磁界の強さを強めるため、コイルの巻き数を増やしたり、コイルに流す電流を大きくしたりすることが考えられる。しかし、これらの方法によって磁界の強さを強めることは、コイルにおける抵抗値との関係上、限界がある。
【００１２】
以上のように、これまでにおいて、非破壊検査によるインラインでの全数検査が可能となる渦流計測として実用化されているのは、貫通型コイルを用いた軸物部品の軸部のみについての計測である。つまり、現状においては、クランクシャフトのジャーナル部やピン部等といった（軸物部品の軸部以外の）比較的複雑な形状部分についても渦流計測を行うことができる渦流センサの実現が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−１３４１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、軸物部品の軸部以外の形状部分を計測対象とすることができ、渦流計測の適用範囲の拡大を実現することができる渦流計測用センサおよびそれによる検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１６】
すなわち、請求項１においては、計測対象部品に対して所定の交流励磁信号を印加するための励磁コイルと、前記交流励磁信号が印加された計測対象部品から渦電流による検出信号を検出するための検出コイルとを有する渦流計測用センサであって、前記励磁コイルとして、巻き方向が交互となるように並列に配置された状態で連結される複数のソレノイドコイルを備え、前記励磁コイルに対して、前記ソレノイドコイルの中心軸方向の両側のうち少なくとも一側に、前記検出コイルが配置されるものである。
【００１７】
請求項２においては、請求項１に記載の渦流計測用センサにおいて、前記検出コイルとして、前記中心軸方向の磁界に検出感度を有する第一のコイルと、隣り合う前記ソレノイドコイル間に形成される磁界であって前記中心軸方向に略直交する方向の磁界に検出感度を有する第二のコイルとの少なくともいずれかを備えるものである。
【００１８】
請求項３においては、請求項１または請求項２に記載の渦流計測用センサにおいて、前記複数のソレノイドコイルは、環状に配置されるものである。
【００１９】
請求項４においては、請求項３に記載の渦流計測用センサにおいて、前記複数のソレノイドコイルは、前記中心軸方向の同じ側が前記環状の内側に向かうように傾斜した状態で配置されるものである。
【００２０】
請求項５においては、請求項１または請求項２に記載の渦流計測用センサにおいて、前記励磁コイルは、所定の方向に沿って配置された前記複数のソレノイドコイルであって前記交流励磁信号を独立して印加可能な複数のコイル列を有し、前記複数のコイル列は、隣り合う前記ソレノイドコイルの巻き方向が交互となるように並んだ状態で配されるものである。
【００２１】
請求項６においては、請求項５に記載の渦流計測用センサにおいて、前記コイル列は、前記所定の方向を湾曲方向とする略扇形状に配置される前記複数のソレノイドコイルにより構成されるものである。
【００２２】
請求項７においては、請求項５または請求項６に記載の渦流計測用センサにおいて、前記励磁コイルは、前記コイル列として、前記複数のソレノイドコイルが他の前記コイル列を構成する前記ソレノイドコイルとの関係において、計測対象部品の形状に対応して傾斜した状態で配置される前記コイル列である傾斜コイル列を有するものである。
【００２３】
請求項８においては、請求項１〜７のいずれか一項に記載の渦流計測用センサにおいて、前記検出コイルは、前記複数のソレノイドコイルを支持する部材に対して着脱可能な部材により支持されるものである。
【００２４】
請求項９においては、請求項８に記載の渦流計測用センサにおいて、前記着脱可能な部材は、前記複数のソレノイドコイルを支持する部材に対して積層される部材であるものである。
【００２５】
請求項１０においては、渦流計測用センサによる検査方法であって、請求項１〜９のいずれか一項に記載の渦流計測用センサを用いて渦流計測を行うことにより、計測対象部品を検査するものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、軸物部品の軸部以外の形状部分を計測対象とすることができ、渦流計測の適用範囲の拡大を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】焼入部材の深さ方向の層状態、硬さ及び透磁率の関係を示す図。
【図２】本実施形態に係る渦流計測を行うための装置構成を示す模式図。
【図３】渦流計測における交流励磁信号と検出信号との関係を示す図。
【図４】本発明の第一実施形態に係る渦流センサの構成を示す図。
【図５】同じく励磁コイルの構成を示す図。
【図６】同じく検出コイルの構成を示す図。
【図７】本発明の第一実施形態に係る渦流センサの他の構成例を示す図。
【図８】同じく他の構成例を示す図。
【図９】同じく他の構成例を示す図。
【図１０】同じく他の構成例を示す図。
【図１１】同じく他の構成例を示す図。
【図１２】同じく他の構成例を示す図。
【図１３】本発明の第一実施形態に係る渦流センサの適用例を示す図。
【図１４】本発明の第二実施形態に係る渦流センサの励磁コイルの構成を示す図。
【図１５】同じく検出コイルの構成を示す図。
【図１６】図１４におけるＸ方向矢視図。
【図１７】図１４におけるＹ方向矢視図。
【図１８】本発明の第二実施形態に係る渦流センサの適用例を示す図。
【図１９】同じく適用例を示す図。
【図２０】図１９における要部拡大図。
【図２１】従来の渦流センサの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、渦流計測に用いられるセンサである渦流計測用センサ（以下「渦流センサ」という。）が有する励磁コイルおよび検出コイルをそれぞれ複数のコイルによって構成するとともに、それらのコイルの配置や連結方法等を工夫することにより、渦流計測の適用範囲の拡大を図ろうとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の実施の形態では、渦流センサによる渦流計測が高周波焼入等による焼入部品の焼入品質（焼入深さ・焼入硬さ）の検査に用いられる場合を主な例として説明する。つまり、焼入品質については、渦流センサが用いられて渦流計測が行われることにより計測対象部品である焼入部品が検査される。
【００２９】
図１に、焼入が施された鋼材（Ｓ４５Ｃ等）である焼入部材の深さ（表面からの距離）方向の層状態、硬さ及び透磁率の関係を示す。図１に示すように、焼入部材においては、その概略的な組織構成として、表面側から、焼入が施された部分である硬化層１と、母材の部分である母層２とが、境界層３を介して形成される。硬さ変化曲線４を参照すると、硬化層１と母層２とは異なる硬さとなり、硬化層１の硬さが母層２のそれよりも大きくなる。境界層３においては、硬さは硬化層１から母層２にかけて漸減する。硬さの具体例としては、ビッカース硬さ（Ｈｖ）で、硬化層１ではＨｖ＝６００〜７００、母層２ではＨｖ＝３００程度の硬さを示す。
【００３０】
一方、透磁率変化曲線５を参照すると、焼入部材の表面からの距離に対する透磁率の変化は、焼入部材の表面からの距離に対する硬さの変化に対して略逆比例の関係となる。つまり、透磁率については、硬化層１の透磁率が母層２のそれよりも大きくなるとともに、境界層３においては硬化層１から母層２にかけて漸増する。本実施形態に係る渦流計測においては、このような焼入部材における、表面からの距離に対する硬さと透磁率との関係が利用される。
【００３１】
本実施形態に係る渦流計測を行うための装置構成の概略（計測原理）について、図２を用いて説明する。図２に示すように、渦流計測においては、計測対象部品であるワーク（磁性体）６の計測部位６ａに対して、励磁コイル７および検出コイル８を有する渦流センサ９が所定の位置にセットされる。このような構成において、励磁コイル７に電流が供給されると、励磁コイル７の周囲に磁界が発生する。すると、電磁誘導によって磁性体であるワーク６の計測部位６ａの表面近傍に渦電流が発生する（矢印Ｃ１参照）。計測部位６ａの表面における渦電流発生にともない、検出コイル８を磁束が貫通する。そして、検出コイル８によって計測部位６ａの表面における渦電流発生にともなう誘起電圧が計測される。
【００３２】
励磁コイル７は、その両端（両端子）が、交流電源１０に接続される。交流電源１０は、励磁コイル７に対して所定の交流励磁信号（励磁用交流電圧信号）Ｖ１を印加する。検出コイル８は、その両端（両端子）が、計測装置１１に接続される。計測装置１１は、励磁コイル７に交流電源１０からの交流励磁信号Ｖ１が印加されたときの検出コイル８から得られる検出信号（前記誘起電圧についての電圧信号）Ｖ２の大きさと、検出信号Ｖ２の交流励磁信号Ｖ１に対する位相差（位相遅れ）Φ（図３参照）とを検出する。ここで、計測装置１１には、位相差Φを検出するため、増幅された位相検波として、交流励磁信号Ｖ１（波形）が与えられる。
【００３３】
検出コイル８によって検出される検出信号Ｖ２は、計測部位６ａ（ワーク６）の透磁率を反映する。つまり、計測部位６ａの透磁率が高くなると、前述のような渦電流発生にともなう磁束が増して検出信号Ｖ２が大きくなる。逆に、計測部位６ａの透磁率が低くなると、渦電流発生にともなう磁束が減って検出信号Ｖ２が小さくなる。この渦電流に基づく検出信号Ｖ２を定量化（数値化）するため、図３に示すように、検出信号Ｖ２の大きさの値である振幅値Ｙと、検出信号Ｖ２の交流励磁信号Ｖ１に対する位相差Φに起因する値である値Ｘ（＝ＹｃｏｓΦ）とが着目され、次のような知見が得られている。
【００３４】
まず、検出信号Ｖ２の振幅値Ｙは、焼入表面硬さ（焼入された部分の硬さ）との間に相関を有するということがある。すなわち、図１における硬さ変化曲線４と透磁率変化曲線５との比較からわかるように、焼入表面硬さが低いときには透磁率は高いという関係がある。透磁率が高いと、交流励磁信号Ｖ１が励磁コイル７に印加されたときに生じる磁束は増し、計測部位６ａの表面に誘導される渦電流も増大する。これにともない、検出コイル８によって検出される検出信号Ｖ２の振幅値Ｙも増大する。したがって、逆に、検出コイル８によって検出される検出信号Ｖ２の振幅値Ｙから、渦電流が発生している計測部位６ａを貫く磁束、つまり透磁率が導かれる。これにより、図１に示す硬さ変化曲線４と透磁率変化曲線５との関係から焼入表面硬さがわかる。
【００３５】
次に、検出信号Ｖ２の交流励磁信号Ｖ１に対する位相差Φに起因する値Ｘは、焼入深さ（焼入硬化層の深さ）との間に相関を有するということがある。すなわち、焼入深さが深くなること、つまり焼入部材において焼入された硬化層１が増大することは、透磁率の低い範囲が深さ方向に増すこととなり、交流励磁信号Ｖ１に対して検出信号Ｖ２の位相遅れが増すこととなる。これにより、位相差Φに起因する値の大小から、焼入深さの深浅がわかる。
【００３６】
以上のような計測原理によって焼入部品の焼入品質の検査を行うための渦流計測においては、前述したように励磁コイルおよび検出コイルを有する渦流センサが用いられる。以下、渦流センサの構成を、本発明の実施形態として説明する。
【００３７】
本発明の第一実施形態について説明する。図４〜図６に示すように、本実施形態に係る渦流センサは、励磁コイル２０と検出コイル３０とを有する。励磁コイル２０は、ワーク１５に対して所定の交流励磁信号（前記交流励磁信号Ｖ１参照）を印加するためのコイルである。検出コイル３０は、交流励磁信号が印加されたワーク１５から渦電流による検出信号（前記検出信号Ｖ２参照）を検出するためのコイルである。
【００３８】
そして、本実施形態に係る渦流センサは、図４および図５に示すように、励磁コイル２０として、複数のソレノイドコイル２１を備える。本実施形態の渦流センサは、十個のソレノイドコイル２１を有する（図５参照）。十個のソレノイドコイル２１は、その長さ、径、巻き数等が略同じとなるように構成される。
【００３９】
励磁コイル２０が備える複数の（十個の）ソレノイドコイル２１は、並列に配置される。すなわち、複数のソレノイドコイル２１は、その中心軸方向（円筒形状における筒軸方向、以下「コイル中心軸方向」という。）が互いに略平行となるように、並んだ状態で配置される。なお、以下の説明では、図４においてコイル中心軸方向に対応する方向である上下方向を、渦流センサにおける上下方向とする。
【００４０】
また、複数のソレノイドコイル２１は、巻き方向が交互となるように構成される。ここで、巻き方向が交互となるとは、ソレノイドコイル２１のコイルに沿う電流の流れる方向（回転方向）が、隣り合うソレノイドコイル２１間で反対方向となることを意味する。つまり、隣り合うソレノイドコイル２１においては、各ソレノイドコイル２１の内部において右ネジの法則に従って発生する磁界（図４、矢印Ａ１参照、以下「垂直方向の磁界」とする。）の方向が、互いに反対方向となる。
【００４１】
このように巻き方向が交互となるように並列に配置される複数のソレノイドコイル２１は、隣り合うソレノイドコイル２１同士で連結される。本実施形態では、図４に示すように、連続する（一本の）導線が、隣り合うソレノイドコイル２１との関係において各コイルの端部（上下端部）同士が上下で交互に連結された状態となるように巻かれることで、連結された状態の複数のソレノイドコイル２１が形成される。
【００４２】
したがって、図４に示すように、励磁コイル２０においては、ソレノイドコイル２１として、所定の方向（矢印Ｂ１参照）に電流が流れた場合に垂直方向の磁界が下向きに発生するソレノイドコイル２１ａと、同じく垂直方向の磁界が上向きに発生するソレノイドコイル２１ｂとが、交互に存在する。
【００４３】
ここで、図５において、各ソレノイドコイル２１について符号Ｄ１または符号Ｄ２で示す部分は、各ソレノイドコイル２１における垂直方向の磁界の向きを示す記号部分である。符号Ｄ１は、垂直方向の磁界が図５における紙面に対して垂直方向において奥側に向かうことを示し、符号Ｄ２は、垂直方向の磁界が同じく紙面に対して垂直方向において手前側に向かうことを示す。これらの符号Ｄ１、Ｄ２で示されるように、垂直方向の磁界の向きは、隣り合うソレノイドコイル２１間で交互（反対方向）となっている。
【００４４】
また、励磁コイル２０においては、電流が流れることによって隣り合うソレノイドコイル２１の相互作用により回転磁界が発生する（図４、矢印Ａ２参照）。すなわち、この回転磁界は、隣り合うソレノイドコイル２１のそれぞれにおいて発生する垂直方向の磁界の一部が互いに強め合うことで生じる磁界であって、隣り合うソレノイドコイル２１を貫通するとともに両コイルの内部を通って回転する方向に沿う環状の磁界である。
【００４５】
以上のように、励磁コイル２０においては、電流が流れることで発生する磁界として、各ソレノイドコイル２１の内部で発生する垂直方向の磁界（矢印Ａ１参照）と、隣り合うソレノイドコイル２１間の相互作用により発生する回転磁界（矢印Ａ２参照）とが存在する。このように励磁コイル２０において発生する垂直方向の磁界および回転磁界がワーク１５に作用することによって発生する渦電流が、検出コイル３０によって検出される。
【００４６】
本実施形態の渦流センサにおいては、励磁コイル２０に対して、コイル中心軸方向の一側（下側）に、検出コイル３０が配置される。検出コイル３０は、励磁コイル２０において発生する垂直方向の磁界および回転磁界の少なくともいずれかについての検出感度を有する。
【００４７】
検出コイル３０が垂直方向の磁界について検出感度を有する場合、検出コイル３０は、励磁コイル２０におけるコイル中心軸方向の一側における垂直方向の磁界の方向であるコイル中心軸方向（上下方向）に検出感度を有する。また、検出コイル３０が回転磁界について検出感度を有する場合、検出コイル３０は、励磁コイル２０におけるコイル中心軸方向の一側における回転磁界の方向に検出感度を有する。
【００４８】
ここで、励磁コイル２０におけるコイル中心軸方向の一側における回転磁界の方向は、コイル中心軸方向に垂直な平面に平行な方向（上下方向に対する水平方向）となる。つまり、垂直方向の磁界の方向がｚ方向である場合、励磁コイル２０におけるコイル中心軸方向の一側における回転磁界の方向は、ｘ−ｙ平面に沿う方向となる。
【００４９】
したがって、検出コイル３０は、垂直方向の磁界である垂直方向磁界（Ｈｚ）、および回転磁界についての水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）の少なくともいずれかに検出感度を有する。すなわち、検出コイル３０は、垂直方向磁界（Ｈｚ）に検出感度を有する場合、垂直方向磁界（Ｈｚ）の変化を検出し、水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）に検出感度を有する場合、水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）の変化を検出する。
【００５０】
励磁コイル２０において発生する垂直方向磁界（Ｈｚ）および水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）は、渦流計測においてそれぞれ次のような性質を有する。垂直方向磁界（Ｈｚ）は、磁界の強さが比較的強く、渦流計測において十分な強さの磁界が得られやすいという利点を有する。その反面、垂直方向磁界（Ｈｚ）は、磁束密度の分布の関係から、ワーク１５（の計測部位）と励磁コイル２０との距離の変化によって受ける影響が比較的大きいという性質を有する。このため、渦流計測における計測値が、ワーク１５と励磁コイル２０との距離の変化に敏感に反応する。
【００５１】
一方、水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）は、磁束密度の分布の関係から、ワーク１５（の計測部位）と励磁コイル２０との距離の変化によって受ける影響が比較的小さいという利点を有する。このため、渦流計測における計測値が、ワーク１５と励磁コイル２０との距離の変化による影響を受けにくい。その反面、水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）には、磁界の強さが比較的弱く、渦流計測において十分な強さの磁界が得られにくいという性質を有する。
【００５２】
また、本実施形態の渦流センサにおいては、励磁コイル２０を構成する複数のソレノイドコイル２１が、環状に配置されている。すなわち、図５に示すように、本実施形態の渦流センサにおいては、励磁コイル２０が有する十個のソレノイドコイル２１が、コイル中心軸方向が略平行な姿勢で環状（円環状）に並んでいる。
【００５３】
本実施形態の渦流センサにおいて、励磁コイル２０を構成する複数のソレノイドコイル２１は、ハウジング２３によって、前述したような配置・連結状態で支持される。本実施形態では、ハウジング２３は、所定の形状を有する樹脂部材により構成される。
【００５４】
そして、励磁コイル２０においては、複数のソレノイドコイル２１を鋳ぐるんだ状態の樹脂によりハウジング２３が構成される。つまり、例えば、複数のソレノイドコイル２１が前述したような配置・連結状態でセットされた所定の形状を有する型内に樹脂が流し込まれて硬化させられることで、ハウジング２３が形成される。したがって、複数のソレノイドコイル２１は、樹脂製のハウジング２３内に埋め込まれた状態で存在する。
【００５５】
本実施形態のように、複数のソレノイドコイル２１がハウジング２３に埋め込まれた状態で支持されることは、ソレノイドコイル２１について空気に接触することによる酸化が防止されるので、励磁コイル２０の耐久性の観点から好ましい。ただし、ハウジング２３は、複数のソレノイドコイル２１を収容する空間を有する中空のケース体として構成されてもよい。この場合、複数のソレノイドコイル２１は、ハウジング２３の空間内に収容されて前述したような配置・連結状態で支持される。また、ハウジング２３を構成する材料についても、ソレノイドコイル２１による磁界に影響しない（磁界への影響が無視できる程度に小さい）材料であれば特に限定されない。
【００５６】
図５に示すように、ハウジング２３は、環状に配置される複数のソレノイドコイル２１に囲まれる部分において、貫通孔２３ａを有する。貫通孔２３ａは、円筒状の内周面により形成される孔部である。貫通孔２３ａは、本実施形態の渦流センサにより計測されるワーク１５の一部を貫通させるための孔部である。
【００５７】
また、ハウジング２３は、その外周面部２３ｂが、環状に配置されるソレノイドコイル２１の外形に沿う波型の形状を有する。すなわち、図５に示すコイル中心軸方向視において、ハウジング２３の外周面部２３ｂは、円周方向（複数のソレノイドコイル２１が配置される円環状に沿う方向、以下同じ。）について、ソレノイドコイル２１の部分は突部となり、隣り合うソレノイドコイル２１間の部分は凹部となる規則的な凹凸形状を有する。このように、ハウジング２３は、円周方向を回転方向とするリボルバー形状を有する。
【００５８】
本実施形態に係る渦流センサは、図４および図６に示すように、検出コイル３０として、パンケーキコイル３１と、横型ソレノイドコイル３２とを有する。パンケーキコイル３１は、導線が略単層に円形状に巻かれたものである。パンケーキコイル３１は、励磁コイル２０によって形成される垂直方向磁界（Ｈｚ）に検出感度を有する。つまり、パンケーキコイル３１は、本実施形態の渦流センサにおいて、コイル中心軸方向の磁界（垂直方向磁界（Ｈｚ））に検出感度を有する第一のコイルとして機能する。
【００５９】
横型ソレノイドコイル３２は、その中心軸方向が水平方向に沿うように設けられるソレノイドコイルである。横型ソレノイドコイル３２は、励磁コイル２０によって形成される水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）に検出感度を有する。つまり、横型ソレノイドコイル３２は、隣り合うソレノイドコイル２１間に形成される磁界であってコイル中心軸方向に略直交する方向の磁界（水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ））に検出感度を有する第二のコイルとして機能する。
【００６０】
検出コイル３０を構成するパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２は、励磁コイル２０に対してそれぞれ次のようにして配置される。すなわち、パンケーキコイル３１は、その中心軸の位置がソレノイドコイル２１の中心軸の位置と略一致するように配置される。つまり、板状（円板状）の形状を有するパンケーキコイル３１が、励磁コイル２０を構成する各ソレノイドコイル２１のコイル中心軸方向の一側（下側）においてソレノイドコイル２１と同軸に配置される。このように、パンケーキコイル３１は、垂直方向磁界（Ｈｚ）に検出感度を有するように配置される。
【００６１】
横型ソレノイドコイル３２は、水平方向に沿う中心軸方向が、隣り合うソレノイドコイル２１の隣接方向（並ぶ方向）と略一致するように配置される。つまり、横型ソレノイドコイル３２は、その中心軸方向が、隣り合うソレノイドコイル２１間において形成される回転磁界に沿う水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）の方向に沿うような姿勢で配置される。このため、複数のソレノイドコイル２１が環状に配置される本実施形態の渦流センサにおいては、横型ソレノイドコイル３２は、その中心軸方向が、複数のソレノイドコイル２１の配置形状である円環状に沿う円周形状における略接線方向となるように配置される。このように、横型ソレノイドコイル３２は、水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）に検出感度を有するように配置される。
【００６２】
このようにして励磁コイル２０（ソレノイドコイル２１）に対して配置されるパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２は、複数のソレノイドコイル２１が並ぶ方向に沿って交互に配置される。十個のソレノイドコイル２１が環状に配置される本実施形態の渦流センサにおいては、十個ずつのパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２が、ソレノイドコイル２１の配置に沿って環状に交互に配置される。
【００６３】
そして、パンケーキコイル３１のみに着目すると、十個のパンケーキコイル３１は、巻き方向が交互となるように構成される。つまり、図４に示すように、検出コイル３０においては、パンケーキコイル３１として、下向きの垂直方向磁界（Ｈｚ）用のパンケーキコイル３１ａと、上向きの垂直方向磁界（Ｈｚ）用のパンケーキコイル３１ｂとが、交互に存在する。
【００６４】
同様に、横型ソレノイドコイル３２のみに着目すると、十個の横型ソレノイドコイル３２は、巻き方向が交互となるように構成される。つまり、図４に示すように、検出コイル３０においては、横型ソレノイドコイル３２として、隣り合うソレノイドコイル２１の隣接方向における一方の向き（図４において右向き）の水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）用の横型ソレノイドコイル３２ａと、同じく隣接方向における他方の向き（図４において左向き）の水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）用の横型ソレノイドコイル３２ｂとが、交互に存在する。
【００６５】
このように巻き方向が交互となるように配置されるパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２は、隣り合うコイル同士で連結される。本実施形態では、図４および図６に示すように、連続する（一本の）導線が、交互に配置されて隣り合うパンケーキコイル３１と横型ソレノイドコイル３２同士が連結された状態となるように巻かれることで、交互に連結された状態の複数のパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２が形成される。
【００６６】
また、本実施形態の渦流センサにおいて、検出コイル３０を構成する複数のパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２は、ハウジング３３によって、前述したような配置・連結状態で支持される。ハウジング３３は、励磁コイル２０のハウジング２３と同様に、所定の形状を有する樹脂部材により構成される。つまり、複数のパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２は、樹脂製のハウジング３３内に埋め込まれた状態で存在する。なお、ハウジング３３が中空のケース体として構成されてもよいこと、およびハウジング３３を構成する材料が限定されないことは、励磁コイル２０のハウジング２３と同様である。
【００６７】
また、ハウジング３３は、図６に示すように、複数のソレノイドコイル２１に対応して環状に配置される複数のパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２に囲まれる部分において、貫通孔３３ａを有する。貫通孔３３ａは、励磁コイル２０のハウジング２３が有する貫通孔２３ａと連続する孔部を形成する。つまり、貫通孔３３ａは、励磁コイル２０側の貫通孔２３ａとともに、本実施形態の渦流センサにより計測されるワーク１５の一部を貫通させる。また、ハウジング３３の外周面部３３ｂは、励磁コイル２０のハウジング２３と同様に、環状に配置されるソレノイドコイル２１の外形に沿う波型の形状を有する。
【００６８】
検出コイル３０のハウジング３３は、励磁コイル２０のハウジング２３とともに一体的に構成される。両ハウジング２３・３３は、別部材として構成されても、一体の部材として構成されてもよい。
【００６９】
励磁コイル２０のハウジング２３および検出コイル３０のハウジング３３が一体の部材として構成される場合、例えば、次のようにして、励磁コイル２０および検出コイル３０で兼用される一体のハウジング２３が形成される。すなわち、複数のソレノイドコイル２１ならびにパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２が前述したような配置・連結状態でセットされた所定の形状を有する型内に樹脂が流し込まれて硬化させられることで、一体のハウジング２３が形成される。この場合、複数のソレノイドコイル２１ならびにパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２は、貫通孔２３ａおよび外周面部２３ｂを有する一体のハウジング内に埋め込まれた状態で存在する。
【００７０】
以上のような構成を有する渦流センサが用いられ、ワーク１５の焼入品質の検査における渦流計測が行われる。渦流センサによる検査方法は、次のとおりである。すなわち、渦流計測に際しては、渦流センサは、検出コイル３０側からワーク１５（の計測部位）に近付けられる。例えば、ワーク１５が、所定の基部から突出する軸状の部分を有する部品であり、基部と軸状の部分との連結部分（基部に対する軸状の部分の付け根部分）が、計測部位であるとする。この場合、渦流センサが、ワーク１５に対して軸状の部分を検出コイル３０側からハウジング２３の貫通孔２３ａ（およびハウジング３３の貫通孔３３ａ）に貫通させた状態でセットされる。そして、渦流センサが検出コイル３０側から基部と軸状の部分との連結部分に近付けられ、かかる連結部分についての渦流計測が行われる。このように、渦流センサが用いられて渦流計測が行われることにより、ワーク１５（の連結部分）の焼入品質が検査される。
【００７１】
本実施形態の渦流センサによれば、励磁コイル２０について、隣り合うソレノイドコイル２１同士の相互作用による相乗効果として、励磁場の増強が可能となる。これにより、渦流計測において十分な強さの磁界を容易に得ることができる。
【００７２】
また、励磁コイル２０においては、隣り合うソレノイドコイル２１間に回転磁界が発生することから、垂直方向磁界（Ｈｚ）および水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）の双方のトータルを計測に利用することが可能となる。これにより、垂直方向磁界（Ｈｚ）および水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）のそれぞれが有する特徴が生かされ、渦流計測によって把握される磁界の変化の幅を広げることができ、渦流計測の適用範囲の拡大を図ることができる。特に、ワーク１５（の計測部位）と励磁コイル２０との距離の影響が比較的小さいものの磁界の強さが比較的弱い水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）について、回転磁界によって励磁場を増強することができることは、有利な点である。
【００７３】
また、本実施形態の渦流センサにおいては、複数のソレノイドコイル２１が環状に配置されていることから、励磁コイル２０とワーク１５（の計測部位）との距離のバラツキを平均化することが可能となる。
【００７４】
また、本実施形態の渦流センサにおいては、検出コイル３０が、垂直方向磁界（Ｈｚ）に検出感度を有するパンケーキコイル３１と水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）に検出感度を有する横型ソレノイドコイル３２とが巻き方向を含めて交互に配置・連結される構成である。これにより、検出コイル３０による検出感度の増強、および検出効率の向上を図ることができる。
【００７５】
また、検出コイル３０を構成するパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２は、励磁コイル２０を構成するソレノイドコイル２１と同様に環状に配置されていることから、検出コイル３０とワーク１５（の計測部位）との距離のバラツキを平均化することが可能となる。
【００７６】
なお、本実施形態の渦流センサにおいては、検出コイル３０が有するパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２が連続する（一本の）導線により形成される構成であるが、これに限定されない。つまり、検出コイル３０を構成するパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２は、それぞれ独立した（異なる）導線によって連結された状態で形成されてもよい。また、独立した（異なる）導線によって連結された状態で形成されるパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２については、励磁コイル２０のコイル中心軸方向の一側においてコイル中心軸方向に重ねられた状態で配置される多層構造であってもよい。ここで、検出コイル３０が独立した（異なる）導線によって形成される場合は、各導線によって形成されるコイルは、それぞれ独立した計測部（計測装置）に接続される。
【００７７】
また、本実施形態の渦流センサにおいては、渦流センサを構成するハウジング２３（およびハウジング３３）がリボルバー形状を有する構成であるが、これに限定されない。つまり、渦流センサを構成するハウジング（の外周面部）の形状としては、例えば単なる円筒形状や角柱形状等であってもよい。
【００７８】
また、本実施形態の渦流センサにおいては、検出コイル３０は、パンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２のいずれか一方を備える構成であってもよい。つまり、本実施形態の渦流センサにおいては、検出コイル３０がパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２のいずれか一方を備えることで垂直方向磁界（Ｈｚ）または水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）のいずれか一方が検出される構成（以下「単方向検出構成」という。）が採用されてもよい。
【００７９】
単方向検出構成において、検出コイル３０がパンケーキコイル３１のみを備える構成である場合、渦流センサは、例えば図７（ａ）、（ｂ）に示すような態様となる。すなわち、この場合、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、励磁コイル２０を構成するソレノイドコイル２１に対して垂直方向磁界（Ｈｚ）に検出感度を有するように配置される複数の（本実施形態では十個の）パンケーキコイル３１が、巻き方向が交互となるように環状に配置・連結される。
【００８０】
つまりこの場合、連続する（一本の）導線が、巻き方向が交互となるように配置されて隣り合うパンケーキコイル３１同士が連結された状態となるように巻かれることで、連結された状態の複数のパンケーキコイル３１が形成される。このように、検出コイル３０がパンケーキコイル３１のみの連結構造を有する場合、渦流センサは、垂直方向磁界（Ｈｚ）の検出に専用の構成を備える。なお、図７（ａ）においては、便宜上、実際はソレノイドコイル２１の中心軸方向（上下方向）に沿うパンケーキコイル３１の中心軸方向が、紙面に対して垂直方向となるように、パンケーキコイル３１を図示している（図９〜図１３、図１６〜図２０においても同様）。
【００８１】
また、単方向検出構成において、検出コイル３０が横型ソレノイドコイル３２のみを備える構成である場合、渦流センサは、例えば図８（ａ）、（ｂ）に示すような態様となる。すなわち、この場合、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、励磁コイル２０を構成するソレノイドコイル２１に対して水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）に検出感度を有するように配置される複数の（本実施形態では十個の）横型ソレノイドコイル３２が、巻き方向が交互となるように環状に配置・連結される。
【００８２】
つまりこの場合、連続する（一本の）導線が、巻き方向が交互となるように配置されて隣り合う横型ソレノイドコイル３２同士が連結された状態となるように巻かれることで、連結された状態の複数の横型ソレノイドコイル３２が形成される。このように、検出コイル３０が横型ソレノイドコイル３２のみの連結構造を有する場合、渦流センサは、水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）の検出に専用の構成を備える。
【００８３】
以上のように、本実施形態の渦流センサにおいては、検出コイル３０は、垂直方向磁界（Ｈｚ）を検出するためのパンケーキコイル３１と、水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）を検出するための横型ソレノイドコイル３２との少なくともいずれかを備える構成であればよい。
【００８４】
そして、検出コイル３０がパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２の二種類のコイルを有する構成（図４、図６参照）によれば、垂直方向磁界（Ｈｚ）および水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）の双方の検出が可能となる。かかる構成は、例えばワーク１５について可能な限り多くの磁界の変化の検出が望まれる場合に採用される。
【００８５】
また、単方向検出構成のうち、検出コイル３０がパンケーキコイル３１のみを有する構成（図７参照）によれば、垂直方向磁界（Ｈｚ）のみの検出が可能となる。かかる構成は、例えば渦流センサについて通常のプローブ型のセンサ（図２１（ｂ）、プローブ型コイル１２０参照）と同様の使い方をすることが望まれる場合に採用される。すなわち、垂直方向磁界（Ｈｚ）は、ワーク１５との距離の影響を比較的受けやすい。このことから、検出コイル３０がパンケーキコイル３１のみを有する構成は、計測値についてのＳ／Ｎ比が比較的大きくなる、一般にプローブ型のセンサが用いられて行われる割れの検出等に採用される。
【００８６】
また、単方向検出構成のうち、検出コイル３０が横型ソレノイドコイル３２のみを有する構成（図８参照）によれば、水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）のみの検出が可能となる。かかる構成は、例えば渦流センサとワーク１５との距離の変化が比較的大きくなる場合に採用される。すなわち、水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）は、ワーク１５との距離の影響を比較的受けにくく、ワーク１５との距離に対してロバスト性を有する（ワーク１５の表面に存在する異物等に影響されにくい）。このことから、検出コイル３０が横型ソレノイドコイル３２のみを有する構成は、計測値についてのＳ／Ｎ比が比較的小さくなる、焼入品質の検査のような表面組織の検査等に採用される。
【００８７】
また、本実施形態の渦流センサにおいては、検出コイル３０が、励磁コイル２０に対して着脱可能な構成であってもよい。本実施形態では、励磁コイル２０に対する検出コイル３０の着脱可能な構成（以下「着脱構成」という。）は、検出コイル３０においてパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２を支持するハウジング３３が、励磁コイル２０においてソレノイドコイル２１を支持するハウジング２３に対して着脱可能に構成されることにより実現される。
【００８８】
すなわち、着脱構成においては、検出コイル３０のハウジング３３が、励磁コイル２０のハウジング２３に対して取付けおよび取外しが可能に構成される。そして、検出コイル３０のハウジング３３が励磁コイル２０のハウジング２３に取り付けられることにより、両ハウジング２３・３３は一体的となり、励磁コイル２０と検出コイル３０とが渦流センサとして組み立てられる。また、検出コイル３０のハウジング３３が励磁コイル２０のハウジング２３から取り外されることにより、励磁コイル２０および検出コイル３０が互いに分離した状態（別体の状態）とされる。
【００８９】
励磁コイル２０のハウジング２３と検出コイル３０のハウジング３３とを互いに着脱させるための構成は、励磁コイル２０のハウジング２３に対する検出コイル３０のハウジング３３の取付けおよび取外しを容易に行うことができる構成であれば、特に限定されない。両ハウジング２３・３３の着脱のための構成としては、例えば、ボルト等の固定具を用いる構成や、ワンタッチで取付けおよび取外しが行えるチャック機構や、両ハウジング２３・３３の一体的な状態が保持される嵌め合い等が用いられる。
【００９０】
このように、本実施形態の渦流センサにおいて着脱構成が採用される場合、検出コイル３０が、複数のソレノイドコイル２１を支持する部材であるハウジング２３に対して着脱可能な部材であるハウジング３３により支持される。そして、着脱構成を有する渦流センサにおいては、励磁コイル２０および検出コイル３０がそれぞれモジュール（励磁モジュールおよび検出モジュール）として存在する独立二層構造が実現される。
【００９１】
したがって、本実施形態の渦流センサにおける着脱構成によれば、渦流センサによる渦流計測の目的や用途等に合わせて、検出コイル３０の部分を交換することが可能となる。具体的には、図９に示すように、例えば、一つの励磁コイル２０（励磁モジュール）に対して、前述したような三種類の検出コイル３０（検出モジュール）としてそれぞれ構成される第一検出コイル３０Ａ、第二検出コイル３０Ｂ、および第三検出コイル３０Ｃが準備される。
【００９２】
すなわち、この場合、図９に示すように、第一検出コイル３０Ａは、パンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２を有する検出コイル３０であり、垂直方向磁界（Ｈｚ）および水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）を同時に検出することができる検出モジュールとなる。また、第二検出コイル３０Ｂは、パンケーキコイル３１のみを有する検出コイル３０であり、垂直方向磁界（Ｈｚ）専用の検出モジュールとなる。また、第三検出コイル３０Ｃは、横型ソレノイドコイル３２のみを有する検出コイル３０であり、水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）専用の検出モジュールとなる。
【００９３】
そして、渦流センサによる渦流計測の目的や用途等に合わせて、いずれかの検出コイル３０（検出モジュール）が用いられる。つまり、励磁コイル２０（励磁モジュール）に対して、コイル中心軸方向の一側（下側）に、第一検出コイル３０Ａ、第二検出コイル３０Ｂ、および第三検出コイル３０Ｃのいずれかの検出コイル３０（検出モジュール）が取り付けられることで、渦流計測の目的や用途等に合わせた渦流センサが適宜構成される。
【００９４】
また、着脱構成においては、検出コイル３０は、励磁コイル２０において複数のソレノイドコイル２１により形成される磁界に合わせて励磁コイル２０に取り付けられる。つまり、検出コイル３０は、そのハウジング３３が励磁コイル２０のハウジング２３に対して円周方向について励磁コイル２０における磁界に対応するように位置決めされた状態で、励磁コイル２０に取り付けられる。
【００９５】
具体的には、検出コイル３０がパンケーキコイル３１を有する場合、各ソレノイドコイル２１において形成される垂直方向磁界（Ｈｚ）の向きに対応する巻き方向のパンケーキコイル３１がそのソレノイドコイル２１と同軸に位置するように、検出コイル３０が励磁コイル２０に対して円周方向に位置決めされる。また、検出コイル３０が横型ソレノイドコイル３２を有する場合、隣り合うソレノイドコイル２１において形成される水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）の向きに対応する巻き方向の横型ソレノイドコイル３２がその隣り合うソレノイドコイル２１の隣接方向に中心軸方向が略一致するように、検出コイル３０が励磁コイル２０に対して円周方向に位置決めされる。
【００９６】
このような検出コイル３０の励磁コイル２０に対する円周方向の位置決めには、励磁コイル２０および検出コイル３０それぞれのハウジング２３・３３が有するリボルバー形状が利用される。すなわち、前述したようにハウジング２３の外周面部２３ｂが環状に配置されるソレノイドコイル２１の外形に沿う波型の形状を有する励磁コイル２０は、その外形形状によって、複数のソレノイドコイル２１の配置、つまり励磁コイル２０において形成される垂直方向磁界（Ｈｚ）と水平方向磁界（Ｈｘ  ｏｒ  Ｈｙ）の分布が容易に把握され得る。また、検出コイル３０も励磁コイル２０と同様に、ハウジング３３の外周面部３３ｂが、環状に配置されるソレノイドコイル２１の外形に沿う波型の形状を有する。
【００９７】
そこで、励磁コイル２０および検出コイル３０それぞれのハウジング２３・３３の円周方向について、外周面部２３ｂ・３３ｂが有する波型の形状が互いに一致することが、検出コイル３０が励磁コイル２０に対して円周方向に位置決めされた状態の目安として用いられる。これにより、着脱構成において、検出コイル３０の励磁コイル２０に対する配置の精度出しを行うことができ、検出モジュールとしての検出コイル３０の交換作業の容易化を図ることができる。なお、パンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２の巻き方向と、励磁コイル２０において形成される磁界との対応関係については、ハウジング２３・３３等において別途設けられる位置決め用の基準が適宜用いられる。
【００９８】
また、着脱構成においては、異なる種類または同じ種類の複数の検出コイル３０（検出モジュール）が、励磁コイル２０のコイル中心軸方向の一側において積層されてもよい。つまり、本実施形態の渦流センサにおいては、励磁コイル２０のハウジング２３に対して着脱可能な部材である検出コイル３０のハウジング３３は、励磁コイル２０のハウジング２３に対して積層される部材であってもよい。
【００９９】
本実施形態の渦流センサにおいて、検出コイル３０のハウジング３３が励磁コイル２０のハウジング２３に対して積層される構成（以下「積層構成」という。）が採用される場合、渦流センサについて、例えば次のような構成態様が挙げられる。
【０１００】
すなわち、図１０に示すように、本構成態様においては、前述したような三種類の検出コイル３０（検出モジュール）のうち、パンケーキコイル３１のみを有する第二検出コイル３０Ｂと、横型ソレノイドコイル３２のみを有する第三検出コイル３０Ｃとが、励磁コイル２０のコイル中心軸方向の一側（下側）において積層される。
【０１０１】
具体的には、励磁コイル２０のハウジング２３におけるコイル中心軸方向の一側に、第二検出コイル３０Ｂのハウジング３３が取り付けられ、この第二検出コイル３０Ｂに重なるようにして、第三検出コイル３０Ｃが取り付けられる。つまり、励磁コイル２０に取り付けられている第二検出コイル３０Ｂのハウジング３３に対して、励磁コイル２０側と反対側から第三検出コイル３０Ｃのハウジング３３が取り付けられる。
【０１０２】
したがって、積層構成においては、積層される検出コイル３０のハウジング３３同士が着脱可能に構成される。検出コイル３０のハウジング３３同士を互いに着脱させるための構成は、前述した着脱構成における励磁コイル２０（のハウジング２３）と検出コイル３０（のハウジング３３）との関係と同様、特に限定されず、ボルト等の固定具を用いる構成等が適宜採用される。
【０１０３】
本実施形態の渦流センサにおける積層構成によれば、コスト面で有利な効果が期待できる。すなわち、図１０に示すようなパンケーキコイル３１のみを有する第二検出コイル３０Ｂと横型ソレノイドコイル３２のみを有する第三検出コイル３０Ｃとの積層構成によれば、各検出コイル３０からの検出信号が合成されることで、パンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２が交互に配置・連結される構成（第一検出コイル３０Ａ参照）により得られる検出信号と略同様の検出信号が得られる。また、検出コイル３０としては、パンケーキコイル３１または横型ソレノイドコイル３２のいずれかのみを有する構成の方が、パンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２が交互に配置・連結される構成よりも安価に得られる場合がある。
【０１０４】
したがって、パンケーキコイル３１のみを有する第二検出コイル３０Ｂと横型ソレノイドコイル３２のみを有する第三検出コイル３０Ｃとの積層構成によれば、パンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２の両者を併せ持つ検出コイル３０（第一検出コイル３０Ａ）に対して比較的安価に同様の機能が得られる。ただし、本実施形態の渦流センサの積層構成において、積層される検出コイル３０の数や種類等は特に限定されない。
【０１０５】
また、本実施形態の渦流センサにおいては、検出コイル３０は、励磁コイル２０に対して上下方向の両側に設けられてもよい。つまり、本実施形態の渦流センサにおいては、励磁コイル２０に対して、コイル中心軸方向の両側に、検出コイル３０が配置されてもよい。
【０１０６】
本実施形態の渦流センサにおいて、励磁コイル２０に対してコイル中心軸方向の両側に検出コイル３０が配置される構成（以下「両側配置構成」という。）が採用される場合、例えば、前述したような三種類の検出コイル３０のうち、異なる二種類の組合せが用いられる。
【０１０７】
具体的には、両側配置構成において異なる二種類の検出コイル３０が用いられる場合、渦流センサについて以下に示す三つの構成態様が挙げられる。第一の構成態様は、図１１（ａ）に示すように、励磁コイル２０に対して、コイル中心軸方向の一側（下側）に、パンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２が交互に配置・連結される構成を有する検出コイル３０である垂直・水平用検出コイル３０Ｄが配置され、コイル中心軸方向の他側（上側）に、パンケーキコイル３１のみを有する検出コイル３０である垂直用検出コイル３０Ｅが配置される構成である。
【０１０８】
第二の構成態様は、図１１（ｂ）に示すように、励磁コイル２０に対して、コイル中心軸方向の一側（下側）に、垂直・水平用検出コイル３０Ｄが配置され、コイル中心軸方向の他側（上側）に、横型ソレノイドコイル３２のみを有する検出コイル３０である水平用検出コイル３０Ｆが配置される構成である。第三の構成態様は、図１１（ｃ）に示すように、励磁コイル２０に対して、コイル中心軸方向の一側（下側）に、垂直用検出コイル３０Ｅが配置され、コイル中心軸方向の他側（上側）に、水平用検出コイル３０Ｆが配置される構成である。
【０１０９】
そして、渦流センサによる渦流計測の目的や用途等に合わせて、各渦流センサが有するいずれか一方の検出コイル３０が用いられる。すなわち、渦流センサが有する両側の（二種類の）検出コイル３０のうちワーク１５に近付けられる側の検出コイル３０が、渦流計測の目的や用途等に応じて適宜切り換えられる（反転させられる）。このように、本実施形態における両側配置構成によれば、一つの渦流センサにおいて二種類の検出コイル３０を備えさせることができるので、渦流計測についての作業の効率化を図ることができる。
【０１１０】
以上のように、本実施形態の渦流センサにおいては、励磁コイル２０に対して、コイル中心軸方向の両側のうち少なくとも一側に、検出コイル３０が配置されればよい。なお、両側配置構成においては、励磁コイル２０に対して同じ種類の検出コイル３０が配置される構成（例えばコイル中心軸方向の両側に垂直・水平用検出コイル３０Ｄが配置される構成）が採用されてもよい。また、両側配置構成において、前述したような着脱構成が採用されてもよい。
【０１１１】
また、本実施形態の渦流センサにおいては、励磁コイル２０において環状に配置される複数のソレノイドコイル２１が、ワーク１５（の計測部位）の形状に応じて検出コイル３０側で収束するように角度をつけて配置されてもよい。つまり、本実施形態の渦流センサにおいては、複数のソレノイドコイル２１は、コイル中心軸方向の同じ側が環状（複数のソレノイドコイル２１の配置形状である環状、以下同じ。）の内側に向かうように傾斜した状態で配置されてもよい。
【０１１２】
本実施形態の渦流センサにおいて、励磁コイル２０を構成する複数のソレノイドコイル２１がワーク１５の形状に応じて傾斜した状態で配置される構成（以下「傾斜構成」という。）が採用される場合、例えば図１２に示すような態様となる。
【０１１３】
すなわち、図１２に示すように、傾斜構成においては、励磁コイル２０を構成する複数のソレノイドコイル２１が、コイル中心軸方向の同じ側（図１２において下側）が内側（環状の中心側）に向かうように、環状の中心軸方向（図１２における上下方向）に対して角度をつけて配置される。
【０１１４】
このように、傾斜構成においては、複数のソレノイドコイル２１が、各ソレノイドコイル２１のコイル中心軸方向が検出コイル３０側（図１２において下側）に縮径する略円錐形状に沿うように配置される。したがって、本実施形態の渦流センサにおいて傾斜構成が採用される場合、各ソレノイドコイル２１は、そのコイル中心軸方向が上下方向から傾斜した状態で並列に配置される。そして、傾斜構成においては、検出コイル３０を構成するパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２は、傾斜した状態で配置される複数のソレノイドコイル２１によって形成される磁界の方向に対応して適宜配置される。
【０１１５】
本実施形態の渦流センサにおける傾斜構成によれば、ソレノイドコイル２１を傾斜させる角度の調整等により、渦流計測において狙った部位に励磁コイル２０による励磁場を収束させることができる。これにより、例えば、従来の貫通型のコイル（図２１（ａ）、貫通型コイル１１０参照）では困難であった、軸状の部分を有する部品における軸Ｒ部（軸状の部分の付け根部分）についての渦流計測を容易に行うことができる。
【０１１６】
ここで、軸Ｒ部を有する部品の一例としては、ＣＶＪアウターレースが挙げられる。ＣＶＪアウターレースは、等速ジョイント（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｊｏｉｎｔ；ＣＶＪ）を構成する部品である。ＣＶＪアウターレースは、一般に高周波焼入等による焼入部品である。そこで、ワーク１５がＣＶＪアウターレースである場合、傾斜構成を有する渦流センサが、次のようにして用いられる。
【０１１７】
すなわち、図１３に示すように、ワーク１５としてのＣＶＪアウターレース１６は、大径の部分（基部）であるカップ部１６ａと、カップ部１６ａの一側に設けられる軸状の部分であるジョイント部１６ｂとを有する。そして、ＣＶＪアウターレース１６においては、カップ部１６ａとジョイント部１６ｂとの連結部分、つまりジョイント部１６ｂのカップ部１６ａに対する付け根部分に軸Ｒ部１６ｃが存在する。
【０１１８】
このように軸Ｒ部１６ｃを有するＣＶＪアウターレース１６に対して、渦流センサが、ジョイント部１６ｂを検出コイル３０側からハウジング２３の貫通孔２３ａ（およびハウジング３３の貫通孔３３ａ）に貫通させた状態でセットされる。そして、検出コイル３０側が軸Ｒ部１６ｃに近付けられ、軸Ｒ部１６ｃについての渦流計測が行われる。このように、渦流センサが用いられて渦流計測が行われることにより、ＣＶＪアウターレース１６（の軸Ｒ部１６ｃ）の焼入品質が検査される。
【０１１９】
図１３に示すように、傾斜構成を有する渦流センサによれば、励磁コイル２０を構成する複数のソレノイドコイル２１がＣＶＪアウターレース１６の軸Ｒ部１６ｃに向けて収束するように配置される。このため、励磁コイル２０においては、各ソレノイドコイル２１において形成されるコイル中心軸方向に沿う磁界（垂直方向磁界（Ｈｚ））が、軸Ｒ部１６ｃに集中する方向に沿うように形成される（矢印Ｅ１参照）。言い換えると、傾斜構成を有する渦流センサにおいては、励磁コイル２０による励磁場の方向が、軸Ｒ部１６ｃに集中する方向に沿うように、ソレノイドコイル２１についての傾斜させる角度や配置等が設定される。
【０１２０】
このように、傾斜構成を有する渦流センサが用いられ、ＣＶＪアウターレース１６が有する軸Ｒ部１６ｃについての渦流計測が行われることで、励磁コイル２０による励磁場を軸Ｒ部１６ｃに収束させることができ、計測精度の向上を図ることができる。つまり、渦流センサにおいて傾斜構成が採用されることにより、ＣＶＪアウターレース１６の軸Ｒ部１６ｃのように、焼入部品において比較的大きな外部応力が作用する部位であることから焼入品質の保証が望まれる部位について、精度良く渦流計測を行うことができる。
【０１２１】
以上説明した本実施形態の渦流センサによれば、軸物部品の軸部以外の形状部分を計測対象とすることができ、渦流計測の適用範囲の拡大を実現することができる。すなわち、本実施形態の渦流センサにおいては、隣り合うソレノイドコイル２１の相互作用によって十分な強さの磁界が得られるとともに、磁界に方向性をもたせることができることから、コイルの配置や連結方法等によって所望の渦流計測に適した磁界を得ることができる。これにより、ワーク１５の種類・形状や、渦流計測の目的・用途等に応じた幅広い渦流計測が可能となる。そして、本実施形態の渦流センサにおいて、前述したような単方向検出構成、着脱構成、積層構成、両側配置構成、および傾斜構成が適宜用いられることにより、渦流計測の適用範囲のさらなる拡大を図ることが可能となる。
【０１２２】
なお、励磁コイル２０を構成するソレノイドコイル２１の配置形状は、本実施形態のような環状に限定されない。ただし、複数のソレノイドコイル２１が環状に配置される場合、これらは巻き方向が交互となるように配置・連結されることから、励磁コイル２０が有するソレノイドコイル２１の個数は偶数個となる。
【０１２３】
また、本実施形態の渦流センサにおいては、検出コイル３０において垂直方向磁界（Ｈｚ）の検出に用いられるパンケーキコイル３１の代わりに、縦型ソレノイドコイルやプレーナコイル（平面コイル）等が採用されてもよい。この場合、縦型ソレノイドコイルやプレーナコイル等は、パンケーキコイル３１と同様に、その中心軸の位置がソレノイドコイル２１の中心軸の位置と略一致するように配置される。
【０１２４】
本発明の第二実施形態について説明する。なお、前述した本発明の第一実施形態と重複する部分については、同一の符号を用いる等して適宜説明を省略する。本実施形態の渦流センサは、第一実施形態と同様に、ワークに対して所定の交流励磁信号を印加するための励磁コイル４０と、交流励磁信号が印加されたワークから渦電流による検出信号を検出するための検出コイル５０とを有する。
【０１２５】
図１４に示すように、本実施形態の渦流センサにおいては、励磁コイル４０が、所定の方向に沿って配置された複数のソレノイドコイル２１であって交流励磁信号を独立して印加可能な複数のコイル列４５を有する。コイル列４５は、巻き方向（電流の流れる方向）が交互となるように並列に配置される複数のソレノイドコイル２１が所定の方向に配置されたものである。
【０１２６】
本実施形態では、コイル列４５として所定の方向に沿って配置される複数のソレノイドコイル２１は、コイル列４５を構成するいずれかのソレノイドコイル２１のコイル中心軸方向視（図１４参照）において略直線に沿って配置される。このように、本実施形態では、コイル列４５を構成する複数のソレノイドコイル２１が沿う略直線の方向（図１４における左右方向）が、コイル列４５を構成する複数のソレノイドコイル２１の配置についての所定の方向に対応する。以下の説明では、コイル列４５を構成する複数のソレノイドコイル２１の配置についての所定の方向（図１４における左右方向）を「直列方向」という。
【０１２７】
本実施形態では、コイル列４５は、五個のソレノイドコイル２１により構成される。つまり、本実施形態では、コイル列４５は、連続する（一本の）導線により形成され巻き方向が交互となるように並列に配置される五個のソレノイドコイル２１が、直列方向に沿って配置・連結されたものである。
【０１２８】
このように励磁コイル４０が有する複数のコイル列４５は、隣り合うソレノイドコイル２１の巻き方向が交互となるように並んだ状態で配される。本実施形態では、励磁コイル４０は、図１４に示すように平行に並んだ状態で配される三つの（三組の）コイル列４５を有する。つまり、本実施形態の励磁コイル４０は、コイル列４５として直列方向に配置される五個のソレノイドコイル２１が三列に配されることで、計十五個のソレノイドコイル２１を有する。以下の説明では、三つのコイル列４５が平行に並ぶ方向（図１４における上下方向）を「並列方向」という。
【０１２９】
本実施形態では、三つのコイル列４５は、各コイル列４５を構成するソレノイドコイル２１が並列方向に並んだ状態となるように配される。つまり、図１４に示すように、各コイル列４５が有する五個のソレノイドコイル２１は、他のコイル列４５との関係において、直列方向における位置が揃った状態で存在する。したがって、本実施形態の励磁コイル４０が有する十五個のソレノイドコイル２１は、直列方向および並列方向それぞれについて規則的に（略等間隔に）並んだ状態となっている。
【０１３０】
そして、コイル列４５は、隣り合うコイル列４５との関係において並列方向に並ぶ三個のソレノイドコイル２１の巻き方向が交互となるように構成される。つまり、三つのコイル列４５は、並列方向に対応する（隣り合う）ソレノイドコイル２１同士の巻き方向が反対方向となるように並んだ状態で配される。言い換えると、三つのコイル列４５は、隣り合うコイル列４５との関係において最も近接するソレノイドコイル２１同士となる並列方向に隣り合うソレノイドコイル２１同士の巻き方向が反対方向となるように並んだ状態で配される。
【０１３１】
すなわち、図１４に示すように、励磁コイル４０が有する三つのコイル列４５を、図１４における上側から順に第一コイル列４５Ａ、第二コイル列４５Ｂ、第三コイル列４５Ｃとした場合、第一コイル列４５Ａと第二コイル列４５Ｂとの関係においては、並列方向に対応する（隣り合う）ソレノイドコイル２１同士は、巻き方向が反対方向となっている。同様に、第二コイル列４５Ｂと第三コイル列４５Ｃとの関係においても、並列方向に対応する（隣り合う）ソレノイドコイル２１同士は、巻き方向が反対方向となっている。なお、図１４において、各ソレノイドコイル２１について符号Ｄ１または符号Ｄ２で示す部分は、第一実施形態において図５で示した場合と同様に、各ソレノイドコイル２１における垂直方向の磁界の向きを示す記号部分である。
【０１３２】
このように、励磁コイル４０が有する十五個のソレノイドコイル２１は、直列方向および並列方向のそれぞれにおいて隣り合うソレノイドコイル２１の相互作用によって回転磁界が発生するように配置される。つまり、励磁コイル４０が有する十五個のソレノイドコイル２１は、直列方向および並列方向のそれぞれにおいて隣り合うソレノイドコイル２１間で互いの磁界を強め合うように配置される。
【０１３３】
励磁コイル４０が有する三つのコイル列４５は、交流励磁信号を独立して印加可能に構成される。つまり、本実施形態の励磁コイル４０は、交流励磁信号について三つのコイル列４５それぞれで異なる励磁周波数（交流励磁信号の周波数）を設定することができる３チャンネルの励磁コイルとして構成される。したがって、励磁コイル４０が有する三つのコイル列４５は、それぞれ独立した電源部（図２、交流電源１０参照）に接続される。
【０１３４】
図１５に示すように、本実施形態の渦流センサが有する検出コイル５０は、励磁コイル４０が有する三つのコイル列４５それぞれに対応して設けられる三つの（三組の）コイル群５５を有する。また、本実施形態では、各コイル群５５は、パンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２を有する。
【０１３５】
すなわち、図１５に示すように、検出コイル５０は、励磁コイル４０が有する第一コイル列４５Ａに対応するコイル群である第一コイル群５５Ａと、同じく第二コイル列４５Ｂに対応するコイル群である第二コイル群５５Ｂと、同じく第三コイル列４５Ｃに対応するコイル群である第三コイル群５５Ｃとを有する。そして、各コイル群５５を構成するパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２は、対応するコイル列４５を構成するソレノイドコイル２１によって形成される磁界の方向に対応して配置される。
【０１３６】
したがって、検出コイル５０が有する各コイル群５５は、励磁コイル４０のコイル列４５を構成する各ソレノイドコイル２１に対して同軸に位置するように（中心軸の位置が互いに略一致するように）配置される五個のパンケーキコイル３１と、隣り合うソレノイドコイル２１の隣接方向（直列方向）に中心軸の方向が一致するように配置される四個の横型ソレノイドコイル３２とを有する。そして、コイル群５５を構成するパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２は、交互にかつ同種のコイルについては巻き方向が交互となるように、連続する（一本の）導線により形成され、コイル列４５と同様に直列方向に沿って配置・連結される。
【０１３７】
検出コイル５０が有する三つのコイル群５５は、検出信号を独立して検出可能に構成される。つまり、本実施形態の検出コイル５０は、励磁コイル４０が有する三つのコイル列４５によって印加される交流励磁信号に対応する検出信号を各コイル群５５によって検出することができる３チャンネルの検出コイルとして構成される。したがって、検出コイル５０が有する三つのコイル群５５は、それぞれ独立した計測部（図２、計測装置１１参照）に接続される。
【０１３８】
また、励磁コイル４０を構成するソレノイドコイル２１（コイル列４５）、ならびに検出コイル５０を構成するパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２（コイル群５５）は、第一実施形態の場合と同様に、所定の形状を有する樹脂部材により構成されるハウジング４３・５３によって前述したような配置・連結状態で支持される。そして、本実施形態の渦流センサによって渦流計測が行われる際には、渦流センサが、検出コイル５０側からワーク（の計測部位）に近付けられる。
【０１３９】
以上のような構成を備える本実施形態の渦流センサによれば、励磁コイル４０において３チャンネル方式が採用されていることから、各チャンネル（各コイル列４５）による独立した励磁、つまり多重的な励磁を行うことができる。これにより、例えば、計測部位がワークの形状等によって部分的に異なる焼入深さを有する部位である場合、一つの渦流センサにおいて、焼入深さの異なる各部位に対して、焼入深さに応じた励磁周波数を各コイル列４５で独立して選択・設定することが可能となる。
【０１４０】
すなわち、渦流センサによる交流励磁信号については、励磁周波数が低いほど、ワークに対する渦電流の浸透深さは深くなり、励磁周波数が高いほど、浸透深さが浅くなる。具体的には、図１に示すように、渦流センサによる交流励磁信号については、例えば励磁周波数ｆが３０ｋＨｚ程度であれば、焼入部材において表面側に形成される硬化層１のさらに表面側のわずかな部分までの浸透深さとなる。また、励磁周波数ｆが３０Ｈｚ程度であれば、焼入れによる影響を受けてない母層２に達する程度の浸透深さとなる。
【０１４１】
したがって、渦流計測が焼入品質の検査に用いられる場合、各コイル列４５についての励磁周波数が、約３０ｋＨｚから３０Ｈｚの範囲において、計測部位における焼入深さに応じて適宜設定される。つまり、計測部位において焼入深さが比較的浅い部分（に対応するコイル列４５）については、励磁周波数が比較的高く設定され、焼入深さが比較的深い部分（に対応するコイル列４５）については、励磁周波数が比較的低く設定される。
【０１４２】
このように、本実施形態の渦流センサによれば、一つの渦流センサにおいて、ワークの計測部位における部分的な焼入深さの違い等に応じて部分的に（各コイル列４５に）異なる励磁周波数を選択・設定することができる。これにより、焼入品質の検査として行われる渦流計測において、焼入深さに応じた精度の良い計測を行うことができる。
【０１４３】
また、本実施形態の渦流センサは、直列方向に湾曲する略扇形状となるように構成される。すなわち、図１６に示すように、本実施形態の渦流センサにおいては、コイル列４５が、直列方向を湾曲方向とする略扇形状に配置される複数のソレノイドコイル２１により構成される。つまり、励磁コイル４０においてコイル列４５を構成する五個のソレノイドコイル２１が、各ソレノイドコイル２１のコイル中心軸方向が直列方向を円弧の方向とする所定の円形状における中心位置に向かうように配置される。
【０１４４】
このようにコイル列４５を構成する五個のソレノイドコイル２１が略扇形状に配置される励磁コイル４０に対応して、検出コイル５０も略扇形状（湾曲形状）に沿って構成される。つまり、検出コイル５０においてコイル群５５を構成するパンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２が、コイル列４５を構成するソレノイドコイル２１の配置形状である略扇形状にならって直列方向に湾曲する湾曲形状に沿って配置される。
【０１４５】
そして、本実施形態の渦流センサにおいては、一体的に構成される励磁コイル４０のハウジング４３および検出コイル５０のハウジング５３が、コイル列４５およびコイル群５５におけるコイルの配置形状に応じて略扇形状を有する。すなわち、図１６に示すように、励磁コイル４０のハウジング４３および検出コイル５０のハウジング５３によって一体的に構成されるハウジングは、水平方向視（図１４におけるＸ方向視）において、直列方向に湾曲する外周面４３ａおよび内周面５３ａ、ならびに直列方向の両側の側面４３ｂにより略扇形状を形成する。
【０１４６】
図１６に示すように、本実施形態の渦流センサのハウジングが有する外周面４３ａは、励磁コイル４０のハウジング４３におけるコイル中心軸方向の検出コイル５０側と反対側の面であり、円筒形状における外周面の一部形状を有する。また、内周面５３ａは、検出コイル５０のハウジング５３におけるコイル中心軸方向の励磁コイル４０側と反対側の面であり、円筒形状における内周面の一部形状を有する。また、側面４３ｂは、励磁コイル４０のハウジング４３および検出コイル５０のハウジング５３それぞれにおける直列方向の端面により形成される平面部である。
【０１４７】
このように、コイルの配置形状を含め略扇形状に構成される渦流センサによれば、ワークが有する形状上、渦流センサをハウジングが有する孔部等を介して貫通させることができない軸状の部分についての渦流計測を容易に行うことができる。ここで、渦流センサを貫通させることができない軸状の部分としては、クランクシャフトのジャーナル部やピン部が挙げられる。
【０１４８】
具体的には、図１９に示すように、自動車エンジン等のクランクシャフトは、一般に、ジャーナル部６１およびピン部６２を有する。ジャーナル部６１は、クランクシャフトの主軸受に支えられて回転する軸状の部分である。ピン部６２は、アーム部６３を介してジャーナル部６１に連結される部分であって、ジャーナル部６１と平行な軸状の部分である。また、クランクシャフトにおいては、ジャーナル部６１およびピン部６２はクランクシャフトの軸方向（図１９における左右方向）にアーム部６３を介して交互に連結される。
【０１４９】
このようにクランクシャフトにおいてアーム部６３間に存在するジャーナル部６１およびピン部６２は、ジャーナル部６１やピン部６２の外径に対応して渦流計測ができる程度の大きさの孔部（貫通孔）を有するように構成される渦流センサを貫通させることができない部分である。そこで、ジャーナル部６１やピン部６２等の渦流センサを貫通させることができない部分を渦流計測の計測対象とするために、略扇形状に構成される本実施形態の渦流センサが用いられる。
【０１５０】
図１８に示すように、軸状の部分であるジャーナル部６１は、円筒状の外周面６１ａを有する。クランクシャフトが焼入部品である場合、ジャーナル部６１においては、その外周面部に焼入硬化層６１ｂが形成される。このように焼入硬化層６１ｂを有するジャーナル部６１について、焼入品質の検査のための渦流計測が、本実施形態の渦流センサによって行われる。
【０１５１】
すなわち、図１８に示すように、ジャーナル部６１の渦流計測に際しては、本実施形態に係る略扇形状に構成される渦流センサが、検出コイル５０側からジャーナル部６１に近付けられてセットされる。ここで、本実施形態の渦流センサは、検出コイル５０のハウジング５３における内周面５３ａがジャーナル部６１の外周面６１ａに沿うようにセットされる。そして、ジャーナル部６１に対してセットされた状態の渦流センサが、ジャーナル部６１の外周面６１ａに沿って円周方向に適宜移動させられることで、ジャーナル部６１の全周にわたって渦流計測が行われる。
【０１５２】
本実施形態において略扇形状に構成される渦流センサによれば、励磁コイル４０が有する各コイル列４５を構成する五個のソレノイドコイル２１において形成されるコイル中心軸方向に沿う磁界（垂直方向磁界（Ｈｚ））が、ジャーナル部６１の略軸心位置に向かう方向（ジャーナル部６１の略径方向）に沿うように形成される（矢印Ｆ１参照）。つまり、略扇形状に構成される渦流センサによれば、励磁コイル４０による励磁場を、ジャーナル部６１の円周方向について略均等に作用させることができる。これにより、励磁コイル４０とジャーナル部６１との距離のバラツキを平均化することが可能となる。そして、本実施形態の渦流センサによる渦流計測においては、ジャーナル部６１の円周方向の出力変化が合算される。
【０１５３】
したがって、略扇形状に構成される渦流センサについては、その略扇形状についての大きさやハウジング５３に形成される内周面５３ａの形状等が、計測対象である軸状の部分（ジャーナル部６１）の径に応じて設定される。なお、渦流センサにおける略扇形状についての周方向の長さ（中心角の大きさ）は、ジャーナル部６１に対して径方向の移動によって渦流センサをセットさせることができるように、半円分の長さ（中心角で１８０°）以下で適宜設定される。また、略扇形状に構成される渦流センサによってピン部６２（図１９参照）について渦流計測が行われる場合も、ジャーナル部６１の場合と同様である。
【０１５４】
このように、略扇形状に構成される渦流センサによれば、従来の貫通型のコイル（図２１（ａ）、貫通型コイル１１０参照）やプローブ型のセンサ（図２１（ｂ）、プローブ型コイル１２０参照）では困難であった、クランクシャフトのジャーナル部６１やピン部６２についての渦流計測を効率的かつ高感度で行うことができる。なお、本実施形態の渦流センサは、そのコイルの配置形状やハウジングの形状を工夫することにより、例えばエンジンが有するカムシャフトにおけるカムの部分といった、非円形状を有する部分について適用することができる。
【０１５５】
また、本実施形態の渦流センサにおいては、励磁コイル４０のコイル列４５が、ワークの形状に応じて角度をつけて配置される。つまり、図１７に示すように、本実施形態の渦流センサにおいては、励磁コイル４０が、コイル列４５として、傾斜コイル列４５Ｘを有する。傾斜コイル列４５Ｘは、五個のソレノイドコイル２１が他のコイル列４５を構成するソレノイドコイル２１との関係において、ワークの形状に対応して傾斜した状態で配置されるコイル列４５である。
【０１５６】
図１７に示すように、本実施形態では、励磁コイル４０が有する三つのコイル列４５のうち、並列方向において中央に位置する第二コイル列４５Ｂ（図１４参照）が基準とされ、その並列方向両側に位置するコイル列４５（第一コイル列４５Ａおよび第三コイル列４５Ｃ（同図参照））が、傾斜コイル列４５Ｘとされる。
【０１５７】
すなわち、本実施形態において基準とされる第二コイル列４５Ｂを構成するソレノイドコイル２１は、そのコイル中心軸方向が、前述した略扇形状において直列方向を円弧の方向とする所定の円形状における中心位置に向かうように配置される。これに対し、傾斜コイル列４５Ｘである第一コイル列４５Ａおよび第三コイル列４５Ｃを構成するソレノイドコイル２１は、そのコイル中心軸方向が第二コイル列４５Ｂを構成するソレノイドコイル２１のコイル中心軸方向に対して傾斜している。
【０１５８】
そして、本実施形態では、励磁コイル４０が有する傾斜コイル列４５Ｘは、検出コイル５０側が並列方向の外側となるように傾斜する。つまり、図１７に示すように、第二コイル列４５Ｂ（図１４参照）を挟む両側の傾斜コイル列４５Ｘは、検出コイル５０側が広がるように傾斜した状態で配置される。
【０１５９】
このように、励磁コイル４０において傾斜コイル列４５Ｘを有する渦流センサは、クランクシャフトのジャーナル部６１についての渦流計測において、次のようにして用いられる。すなわち、図１９および図２０に示すように、本実施形態の渦流センサによれば、傾斜コイル列４５Ｘが、ジャーナル部６１とアーム部６３との連結部分、つまりジャーナル部６１のアーム部６３に対する付け根部分である軸Ｒ部６１ｃの計測に用いられる。そして、中間に位置するコイル列４５（第二コイル列４５Ｂ）が、ジャーナル部６１の軸中間部６１ｄの計測に用いられる。
【０１６０】
したがって、励磁コイル４０は、本実施形態の渦流センサがジャーナル部６１にセットされた状態（図１９および図２０参照）において、傾斜コイル列４５Ｘを構成するソレノイドコイル２１のコイル中心軸方向が軸Ｒ部６１ｃに向くように構成される。つまり、傾斜コイル列４５Ｘを構成する五個のソレノイドコイル２１において形成されるコイル中心軸方向に沿う磁界（垂直方向磁界（Ｈｚ））は、軸Ｒ部６１ｃに向かう方向に沿うように形成される（図１９、矢印Ｇ１参照）。また、中間に位置するコイル列４５（第二コイル列４５Ｂ）を構成する五個のソレノイドコイル２１において形成されるコイル中心軸方向に沿う磁界（垂直方向磁界（Ｈｚ））は、軸中間部６１ｄに向かう方向に沿うように形成される（図１９、矢印Ｇ２参照）。
【０１６１】
このように、軸Ｒ部６１ｃおよび軸中間部６１ｄそれぞれの部分の計測に用いられるコイル列４５については、各部分に応じて異なる励磁周波数が設定される。具体的には、図２０に示すように、ジャーナル部６１に形成される焼入硬化層６１ｂは、軸Ｒ部６１ｃの部分まで形成される。そして、焼入硬化層６１ｂの焼入深さについては、軸Ｒ部６１ｃの部分が、軸中間部６１ｄよりも浅い。そこで、焼入深さが比較的浅い軸Ｒ部６１ｃの計測に用いられる傾斜コイル列４５Ｘについては、比較的高い励磁周波数に設定され、焼入深さが比較的深い軸中間部６１ｄの計測に用いられるコイル列４５については、比較的低い励磁周波数に設定される。
【０１６２】
励磁周波数の設定例としては、軸Ｒ部６１ｃの計測に用いられる傾斜コイル列４５Ｘを構成するソレノイドコイル２１に対しては、励磁周波数が高周波数である５００Ｈｚに設定される。また、軸中間部６１ｄの計測に用いられるコイル列４５を構成するソレノイドコイル２１に対しては、励磁周波数が低周波数である５０Ｈｚに設定される。
【０１６３】
また、検出コイル５０が有する三つのコイル群５５における増幅位相検波の周波数についても、対応するコイル列４５の励磁周波数に対応する周波数が設定される。つまり、傾斜コイル列４５Ｘに対応するコイル群５５（第一コイル群５５Ａおよび第三コイル群５５Ｃ）を構成するコイルに対しては、増幅位相検波の周波数が高周波数である５００Ｈｚに設定され、中間に位置するコイル列４５に対応するコイル群５５（第二コイル群５５Ｂ）を構成するコイルに対しては、増幅位相検波の周波数が高周波数である５０Ｈｚに設定される。なお、このような傾斜コイル列４５Ｘを有する渦流センサによる渦流計測は、ピン部６２（図１９参照）についてもジャーナル部６１の場合と同様に適用可能である。
【０１６４】
このように、傾斜コイル列４５Ｘを有する渦流センサによれば、ジャーナル部６１の軸方向における両側の軸Ｒ部６１ｃおよび軸中間部６１ｄの同時計測が可能となる。そして、クランクシャフトのジャーナル部６１やピン部６２等のような形状を有する部分についての焼入品質の検査として行われる渦流計測において、焼入深さに応じた精度の良い計測を行うことができる。
【０１６５】
なお、本実施形態の渦流センサにおいて、励磁コイル４０が有するコイル列４５を構成するソレノイドコイル２１の数や配置形状、ならびに検出コイル５０が有するコイル群５５を構成するコイル（パンケーキコイル３１および横型ソレノイドコイル３２）の数や配置形状は、特に限定されない。さらに、励磁コイル４０が有する複数のソレノイドコイル２１については、各ソレノイドコイル２１が交流励磁信号を単独で印加可能に構成されてもよい。同様に、検出コイル５０が有する複数のコイルについても、各コイルが検出信号を独立して検出可能に構成されてもよい。
【０１６６】
以上各実施形態によって説明した渦流センサによれば、焼入品質の検査についてのインラインでの全数検査（全数保証）が可能となる。これにより、従来行われていた破壊試験である抜取りによるねじり試験を廃止することができ、ねじり試験廃止にともなうロスコストや工数の削減を図ることができる。この結果、焼入品質を向上させることができるとともに、焼入品質の検査においてロスコストや時間の削減を図ることができる。
【０１６７】
また、複数のワークについて連続的に焼入品質の検査が行われる場合に、渦流計測結果が常時モニタリングされることで、例えば高周波焼入等の焼入を施すための装置における冷却水の詰まりやパワーの急変動等の焼入異常が生じた場合、それをリアルタイムで検知することができ、焼入異常について早期対策を講ずることが可能となる。
【０１６８】
また、実際の組立ライン等において全部品の渦流計測値が取得されることで、トレーサビリティ管理を行うことが可能となる。これに関連して、前記のような焼入異常の発生とワークにおける焼入不良発生との相関を究明することができ、良品についての製造要件や管理要件を知見化することが可能となる。
【０１６９】
以上の本発明の実施の形態では、渦流計測が焼入品質の検査に用いられる場合を主な例として説明したが、本発明に係る渦流センサは、焼入品質以外の表面組織の検査や割れ等の欠陥の検査や異材判別等の、渦流計測を行うことにより計測対象部品を検査する他の検査にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１７０】
１５    ワーク（計測対象部品）
２０    励磁コイル
２１    ソレノイドコイル
２３    ハウジング
３０    検出コイル
３１    パンケーキコイル（第一のコイル）
３２    横型ソレノイドコイル（第二のコイル）
３３    ハウジング
４０    励磁コイル
４３    ハウジング
４５    コイル列
４５Ｘ  傾斜コイル列
５０    検出コイル
５３    ハウジング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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