(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯電極周囲に同軸状可撓性圧電体を形成した圧電体チューブが配設される孔を有する検査用電極手段と、前記圧電体チューブを移動させる移動手段と、前記検査用電極手段と前記芯電極に接続された直流電圧印加手段と、前記検査用電極手段により欠陥の存在する部分を検出して前記欠陥の存在する部分をマーキングするマーキング手段を備えた同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置。
【請求項２】
マーキング手段がクランプ装置である請求項１に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置。
【請求項３】
クランプ装置にヒータを備えた請求項２に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置。
【請求項４】
マーキング手段がレーザ加熱装置である請求項１に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置。
【請求項５】
マーキング手段が熱風加熱装置である請求項１に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置。
【請求項６】
芯電極、又は検査用電極手段と直流電圧印加手段の間に設けられた電流検出手段を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置。
【請求項７】
検査用電極手段である導電体に設けられた孔を通過する圧電体チューブの芯線と前記検査用電極手段に直流電圧を印加し、電流検出手段により前記圧電チューブの欠陥の存在する部分を検出したとき、前記欠陥部分をマーキングすることを特徴とする同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出方法。
【請求項８】
電流検出手段は電流が所定値以上流れたことを検出することにより前記圧電体チューブの欠陥の存在する部分を検出することを特徴とする請求項７記載の同軸状可撓性圧電ケーブルの欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は同軸状可撓性圧電ケーブルの欠陥検出装置及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
同軸状可撓性圧電ケーブルは、図８に示すように、芯電極１の周囲に同軸状可撓性圧電体２を形成した圧電体チューブ３の外表面に外側電極４を形成し、更に、その周囲に保護被覆５を形成して構成される。
【０００３】
従来、可撓性圧電体ケーブルは、以下のようにして分極されていた。
【０００４】
文献１（圧電セラミック粉末と合成ゴムとから成る圧電複合材料、粉体と工業、２２巻、１号、５０−５６頁、１９９０）では、芯電極１と外側電極４の間に高電圧を印加して、同軸状可撓性複合圧電体２を分極することが示されている。このことは、ＵＳＰ４、５６８、８５１にも明示されている。分極により、セラミック粒子の自発分極の方向が電界方向に揃うので、同軸状可撓性複合圧電体２に圧電性が付与される。この点で、分極は重要な役割を担っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の方法では、次のような課題があった。芯電極１と外側電極４の間に高電圧（５〜１０ｋＶ／ｍｍ）を印加したとき、同軸状可撓性複合圧電体２の中に微小なクラックや空隙などの欠陥が存在する場合、その欠陥部で微小放電が生じる。その結果、芯電極１と外側電極４間に高電圧を印加できなくなるので、同軸状可撓性複合圧電体２（通常、数百ｍ以上の長さ）を分極できなくなるという課題があった。このため、分極する前に欠陥の存在位置を特定することが望まれていた。
【０００６】
また、芯電極１と外側電極４の間に高電圧を印加するまで、言い換えると、同軸状可撓性圧電ケーブルとして完成するまで欠陥の存在を検出できない。よって、製造が不安定になる、歩留まりが低下するという課題もあった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、芯電極周囲に同軸状可撓性圧電体を形成した圧電体チューブが配設される孔を有する検査用電極手段と、前記圧電体チューブを移動させる移動手段と、前記検査用電極手段と前記芯電極に接続された直流電圧印加手段と、前記検査用電極手段により欠陥の存在する部分を検出してマーキングするマーキング手段を備えた同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置を提供する。
【０００８】
上記発明によれば、同軸状可撓性圧電体が検査用電極手段の孔に配設されているので、検査用電極手段は外側電極として作用する。したがって、検査用電極手段と芯電極間に直流電圧印加手段により、直流電圧を同軸状可撓性圧電体に印加できる。検査用電極手段の孔に配設されている部分の同軸状可撓性圧電体（以下、被検査同軸状可撓性圧電体という）に欠陥が存在する場合、その欠陥部で微小放電が生じる。微小放電に伴い、放電電流が流れたり、音や光が発生するので、欠陥の存在を容易に検出できる。したがって、欠陥が被検査同軸状可撓性圧電体に存在することを特定できる。そして、マーキング手段により、欠陥の存在する部分を特定できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置では、同軸状可撓性圧電体が検査用電極手段の孔に配設されているので、検査用電極手段は外側電極として作用する。したがって、検査用電極手段と芯電極間に直流電圧印加手段により、直流電圧を同軸状可撓性圧電体に印加できる。
【００１０】
微小な欠陥が被検査同軸状可撓性圧電体に含まれるとき、その欠陥部で微小放電が生じる。微小放電に伴い、放電電流が流れたり、音や光が発生するので、欠陥部が被検査同軸状可撓性圧電体に存在することを検出できる。そして、マーキング手段により、欠陥の存在する部分を特定できる。例えば、マーキング手段を動作させて、同軸状可撓性圧電体にマークしたり、検査用電極手段とマーキング手段の間の距離を特定しておくことにより、欠陥の存在する部分を特定できる。
【００１１】
請求項２に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置では、マーキング手段がクランプ装置である。同軸状可撓性圧電体はクランプ装置で加圧されることにより変形する。したがって、欠陥の存在する部分を明確に判定できる。
【００１２】
請求項３に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置では、マーキング手段のクランプ装置にヒータを備えている。被検査同軸状可撓性圧電体の欠陥部はクランプ装置で加圧されると同時に加熱される。同軸状可撓性圧電体の中に含まれる樹脂が軟化し、加圧、加熱された部分は容易に変形する。したがって、欠陥の存在する部分を明確に判定できる。
【００１３】
請求項４に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置では、マーキング手段がレーザ加熱装置である。被検査同軸状可撓性圧電体の欠陥部はレーザ加熱装置で加熱されることによりレーザ照射部が溶解する。したがって、欠陥の存在する部分を明確に判定できる。
【００１４】
請求項５に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置では、マーキング手段が熱風加熱装置である。被検査同軸状可撓性圧電体の欠陥部は熱風加熱装置で加熱されることにより加熱された部分が溶解する。したがって、欠陥の存在する部分を明確に判定できる。
【００１５】
請求項６に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置では、芯電極、又は検査用電極手段と直流電圧印加手段の間に設けられた電流検出手段を備えることにより、欠陥の存在する部分を明確に判定できる。
【００１６】
請求項７に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出方法は、検査用電極手段である導電体に設けられた孔を通過する圧電体チューブの芯線と前記検査用電極手段に直流電圧を印加し、電流検出手段により前記圧電チューブの欠陥の存在する部分を検出したとき、前記欠陥部分をマーキングすることを特徴とする。圧電体チューブが停止、又は移動手段により移動しているとき、芯線と検査用電極手段間に直流電圧を印加できるので、欠陥を連続的に検出できる。したがって、同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出作業を自動的に連続してできる。
【００１７】
請求項８に記載の同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出方法は、電流検出手段が電流が所定値以上流れたことを検出することにより前記圧電体チューブの欠陥の存在する部分を検出する。
【００１８】
【実施例】
以下、本本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における同軸状可撓性圧電体２の欠陥検出装置の構成を示す外観見取り図である。芯電極１に対して同軸状可撓性圧電体２を形成して、圧電体チューブ３が構成される。芯電極１として、コイル状金属線や金属細線を束ねた線などが用いられる。可撓性圧電体２として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、クロロプレン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂などの高分子母材に、チタン酸ジルコン酸鉛などのセラミック圧電体粉末を添加した複合圧電体やＰＶＤＦなどの高分子圧電体が用いられる。圧電体チューブ３は、検査用電極手段６を経て、移動手段（図示していない）により移動される。このとき、同軸状可撓性圧電体２の外周面は検査用電極手段６の孔６１に配設されている。検査用電極手段６はリード線７を介して直流電圧発生手段８の一方の極に、また、芯電極１はリード線７１を介して直流電圧発生手段８のほかの極に、それぞれ接続される。なお、図１では、検査用電極手段６の孔６１に配設された圧電体チューブ３の移動方向を矢印で示している。孔６１の内径寸法は圧電体チューブ３の外径寸法よりわずかに大きい。本実施例では、孔６１の外径は１．８ミリメートルの圧電体チューブ３に対して直径２．２ミリメートルとしている。
【００２０】
検査用電極手段６と芯電極１間に直流電圧印加手段８により、直流電圧が被検査同軸状可撓性圧電体に印加される。本実施例では４ｋＶを印可している。このとき、被検査同軸状可撓性圧電体に欠陥が存在する場合、その欠陥部で微小放電が生じる。微小放電に伴い、放電電流が流れたり、音や光が発生するので、欠陥の存在を容易に検出できる。したがって、欠陥が被検査同軸状可撓性圧電体に存在することを特定できる。また、圧電体チューブ３は検査用電極手段６の孔６１に配設され、停止、又は移動手段（図示していない）により移動しているとき、芯電極１と検査用電極手段６の間に直流電圧を印加できるので、欠陥を連続的に検出できる。
【００２１】
検査用電極手段６は導電体であれば、どのようなものでも使用できる。検査用電極手段６としては、容易に入手でき加工の容易な金属（銅、アルミニウム、黄銅、鉄、ステンレス等）が好ましい。また、検査用電極手段６として、黒鉛もまた好ましい。金属と同じように、容易に入手でき加工も容易である。しかも、黒鉛は導電性があるだけでなく、摩擦抵抗も小さいからである。つまり、圧電体チューブ３を移動手段（図示していない）により移動するとき、より少ない力で移動できる。
【００２２】
欠陥検出作業の安全性を確保するために、検査用電極手段６を直流電圧印加手段８の正極又は負極に接続し、芯電極１をアースに接続することが望ましい。直流電圧部は検査用電極手段６及びリード線７などに限定されるので、これらの部分のみを外界から分離することにより、人体が直流電圧部に接触する可能性を容易に低減できる。他方、芯電極１を直流電圧印加手段８の正極又は負極に接続した場合、芯電極１が高電圧に保持されるので、欠陥検出装置全体に直流電圧部が存在する。したがって、人体が高電圧部に接触する可能性が大きくなる。
【００２３】
（実施例２）
図２は、本発明の実施例２における同軸状可撓性圧電体２の欠陥検出装置の構成を示す外観見取り図である。
【００２４】
マーキング手段９が検査用電極手段６の前、又は後ろに配置されている。欠陥部で発生する微小放電に伴う放電電流又は音や光により、欠陥が検出されたとき、マーキング手段９を動作させて、被検査同軸状可撓性圧電体における欠陥部の前、又は後の部分をマークできる。また、したがって、欠陥の存在する部分を明確に特定できる。
【００２５】
また、検査用電極手段６の後ろにマーキング手段９を配置することにより、同軸状可撓性圧電体２の欠陥部にマークできる。つまり、微小放電が生じた被検査同軸状可撓性圧電体の欠陥部が、検査用電極手段６からマーキング手段９の位置まで移動したときマーキング手段を動作させて、同軸状可撓性圧電体の欠陥部にマークできる。
【００２６】
（実施例３）
図３は、本発明の実施例３における同軸状可撓性圧電体２の欠陥検出装置の構成を示す外観見取り図である。
【００２７】
本実施例ではマーキング手段９がクランプ装置１０である。同軸状可撓性圧電体２はクランプ装置１０でクランプされ加圧されることにより変形する。したがって、欠陥の存在する部分を明確に判定できる。クランプ装置１０はエアー、油圧、電気を動力として利用しクランプ金具１０１とクランプ金具１０２で同軸状可撓性圧電体２をクランプする構造である。クランプ力は同軸状可撓性圧電体２が変形する力であればよい。本実施例では５ニュートンの力でクランプしている。クランプ装置１０は検査用電極手段６の前、又は後ろに配置されている。欠陥部で発生する微小放電に伴う放電電流又は音や光により、欠陥が検出されたとき、クランプ装置１０を動作させて、被検査同軸状可撓性圧電体における欠陥部の前、又は後の部分をマークできる。したがって、欠陥の存在する部分を明確に特定できる。
【００２８】
また、検査用電極手段６の後ろにクランプ装置１０を配置することにより、同軸状可撓性圧電体２の欠陥部にマークできる。つまり、微小放電が生じた被検査同軸状可撓性圧電体の欠陥部が、検査用電極手段６からクランプ装置１０の位置まで移動したときクランプ装置１０を動作させて、同軸状可撓性圧電体の欠陥部にマークできる。
【００２９】
（実施例４）
図４は、本発明の実施例４における同軸状可撓性圧電体２の欠陥検出装置の構成を示す外観見取り図である。
【００３０】
本実施例ではマーキング手段９がヒータ１１を備えたクランプ装置１０である。同軸状可撓性圧電体２はクランプ装置１０でクランプされると同時に加熱されることにより変形する。同軸状可撓性圧電体２の中に含まれる樹脂が軟化し、加圧、加熱された部分は容易に変形する。したがって、欠陥の存在する部分を明確に判定できる。
【００３１】
クランプ装置１０はエアー、油圧、電気を動力として利用しクランプ金具１０１とクランプ金具１０２で同軸状可撓性圧電体２をクランプする構造である。クランプ力は同軸状可撓性圧電体２が変形する力であればよい。本実施例では２ニュートンの力でクランプしている。クランプ装置１０は検査用電極手段６の前、又は後ろに配置されている。欠陥部で発生する微小放電に伴う放電電流又は音や光により、欠陥が検出されたとき、クランプ装置１０を動作させて、被検査同軸状可撓性圧電体における欠陥部の前、又は後の部分をマークできる。したがって、欠陥の存在する部分を明確に特定できる。
【００３２】
また、検査用電極手段６の後ろにクランプ装置１０を配置することにより、同軸状可撓性圧電体２の欠陥部にマークできる。つまり、微小放電が生じた被検査同軸状可撓性圧電体の欠陥部が、検査用電極手段６からクランプ装置１０の位置まで移動したときクランプ装置１０を動作させて、同軸状可撓性圧電体の欠陥部にマークできる。
【００３３】
（実施例５）
図５は、本発明の実施例５における同軸状可撓性圧電体２の欠陥検出装置の構成を示す外観見取り図である。
【００３４】
本実施例ではマーキング手段９がレーザ加熱装置１２である。同軸状可撓性圧電体２はレーザ加熱装置１２で加熱されることにより溶解する。したがって、欠陥の存在する部分を明確に判定できる。レーザ加熱装置１２は一般に産業用で使用される炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ装置を使用する。レーザ光線１２１を同軸状可撓性圧電体２に照射する。レーザ加熱装置１２は検査用電極手段６の前、又は後ろに配置されている。欠陥部で発生する微小放電に伴う放電電流又は音や光により、欠陥が検出されたとき、レーザ加熱装置１２を動作させて、被検査同軸状可撓性圧電体における欠陥部の前、又は後の部分をマークできる。したがって、欠陥の存在する部分を明確に特定できる。
【００３５】
また、検査用電極手段６の後ろにレーザ加熱装置１２を配置することにより、同軸状可撓性圧電体２の欠陥部にマークできる。つまり、微小放電が生じた被検査同軸状可撓性圧電体の欠陥部が、検査用電極手段６からレーザ加熱装置１２の位置まで移動したとき、レーザ加熱装置１２を動作させて、同軸状可撓性圧電体の欠陥部にマークできる。
【００３６】
（実施例６）
図６は、本発明の実施例６における同軸状可撓性圧電体２の欠陥検出装置の構成を示す外観見取り図である。
【００３７】
本実施例ではマーキング手段９が熱風加熱装置１３である。同軸状可撓性圧電体２は熱風加熱装置１３で加熱されることにより溶解する。したがって、欠陥の存在する部分を明確に判定できる。熱風加熱装置１３から吹き出された熱風１３１を同軸状可撓性圧電体２に照射する。熱風加熱装置１３は検査用電極手段６の前、又は後ろに配置されている。欠陥部で発生する微小放電に伴う放電電流又は音や光により、欠陥が検出されたとき、熱風加熱装置１３を動作させて、被検査同軸状可撓性圧電体における欠陥部の前、又は後の部分をマークできる。したがって、欠陥の存在する部分を明確に特定できる。
【００３８】
また、検査用電極手段６の後ろに熱風加熱装置１３を配置することにより、同軸状可撓性圧電体２の欠陥部にマークできる。つまり、微小放電が生じた被検査同軸状可撓性圧電体の欠陥部が、検査用電極手段６から熱風加熱装置１３の位置まで移動したとき、熱風加熱装置１３を動作させて、同軸状可撓性圧電体の欠陥部にマークできる。
【００３９】
（実施例７）
図７は本発明の実施例７における同軸状可撓性圧電体２の欠陥検出装置の構成を示す外観見取り図である。
【００４０】
電流検出手段１４が芯電極１と直流電圧印加手段８の間、又は検査用電極手段６と直流電圧印加手段８の間に設けられている。マーキング手段９は電流検出手段１４に応じて動作する。
【００４１】
前述したように、同軸状可撓性圧電体２の中に微小な欠陥が含まれ、その部分が検査用電極手段６の孔６１に配設されているとき、欠陥部で微小な放電が生じる。このとき、放電電流が、芯電極１と検査用電極手段６と間に流れる。欠陥が含まれていない場合でもわずかな定常電流は流れているがこの放電電流は、定常電流よりも１桁以上大きい。したがって、電流値によって、欠陥に起因する放電が生じたかどうかを判定できる。
【００４２】
例えば、電流検出手段１４により検出された電流値が所定の値以上であるかどうかを判定して、所定値以上の場合にのみ、マーキング手段９を動作させことができる。したがって、放電が発生したとき、可撓性圧電体２の表面をマーキング手段９によりマークできる。これにより、欠陥の存在する範囲を自動的に特定できる。
【００４３】
また、検査用電極手段６の後ろにマーキング手段９を配置することにより、同軸状可撓性圧電体２の欠陥部にマークできる。つまり、微小放電が生じた被検査同軸状可撓性圧電体の欠陥部が、検査用電極手段６からマーキング手段９の位置まで移動したときマーキング手段９を動作させて、同軸状可撓性圧電体の欠陥部にマークできる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検査用電極手段に接触する可撓性圧電体部に微小な欠陥が含まれる場合、欠陥の存在する範囲を容易に検出してマーキングできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置の構成図
【図２】  本発明の実施例２における同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置の構成図
【図３】  本発明の実施例３における同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置の構成図
【図４】  本発明の実施例４における同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置の構成図
【図５】  本発明の実施例５における同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置の構成図
【図６】  本発明の実施例６における同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置の構成図
【図７】  本発明の実施例７における同軸状可撓性圧電体ケーブルの欠陥検出装置の構成図
【図８】  従来の同軸状可撓性圧電ケーブルの構成を示す外観斜視図
【符号の説明】
１  芯電極
２  同軸状可撓性圧電体
３  圧電体チューブ
４  外側電極
５  保護被覆
６  検査用電極手段
６１  孔
７  リード線
７１  リード線
８  直流電圧印加手段
９  マーキング手段
１０  クランプ装置
１０１  クランプ装置
１０２  クランプ装置
１１  ヒータ
１２  レーザ装置
１２１  レーザ光
１３  熱風加熱装置
１３１  熱風
１４  電流検出手段
【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】
0003642303.tif 000007
【図７】
0003642303.tif 000008
【図８】
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