(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体部および非磁性体部が一体に形成されている複合磁性部材の検査方法であって、
前記磁性体部と前記非磁性体部との境界部の位置を透磁率の変化により測定する段階を含み、
隣接する前記磁性体部と前記非磁性体部との透磁率により予め決定された変換係数に基づいて、前記非磁性体部の透磁率を求めることを特徴とする複合磁性部材の検査方法。
【請求項２】
磁性体部および非磁性体部が一体に形成されている複合磁性部材の検査方法であって、
前記複合磁性部材を載置部に載置する載置工程と、
前記載置部を移動し、前記載置部が一定の間隔で移動されるごとに前記複合磁性部材の透磁率を測定する測定工程とを含み、
隣接する前記磁性体部と前記非磁性体部との透磁率により予め決定された変換係数に基づいて、前記非磁性体部の透磁率を求めることを特徴とする複合磁性部材の検査方法。
【請求項３】
前記測定工程では、前記複合磁性部材の透磁率の変化を微分値として測定することを特徴とする請求項２記載の複合磁性部材の検査方法。
【請求項４】
前記測定工程では、前記複合部材の端部から所定距離の隔てた位置から測定が実施されることを特徴とする請求項２または３記載の検査方法。
【請求項５】
前記測定工程で測定された透磁率を図示する図示工程を含むことを特徴とする請求項２、３または４記載の複合磁性部材の検査方法。
【請求項６】
前記図示工程では、前記載置部の移動距離と前記測定工程で測定された透磁率との関係が図示されることを特徴とする請求項５記載の検査方法。
【請求項７】
磁性体部および非磁性体部が一体に形成されている複合磁性部材の検査装置であって、
前記複合磁性部材を載置可能な載置部と、
前記載置部が一定の間隔で移動されるように、前記載置部を駆動可能な駆動手段と、
前記複合磁性部材の透磁率を測定可能な測定手段とを備え、
隣接する前記磁性体部と前記非磁性体部との透磁率により予め決定された変換係数に基づいて、前記非磁性体部の透磁率を求めることを特徴とする複合磁性部材の検査装置。
【請求項８】
前記測定手段は、前記載置部が一定の間隔で移動されるごとに前記複合磁性部材の透磁率を測定することを特徴とする請求項７記載の複合磁性部材の検査装置。
【請求項９】
前記測定手段は、前記複合磁性部材の透磁率の変化を微分値として測定することを特徴とする請求項８記載の複合磁性部材の検査装置。
【請求項１０】
前記測定手段は、前記載置部の移動距離と測定された前記複合磁性部材の透磁率との関係を表示可能な表示部を有することを特徴とする請求項７、８または９記載の複合磁性部材の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性体部および非磁性体部が一体に形成される複合磁性部材の検査方法および検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁性体および非磁性体が一体に形成されている複合磁性部材が広く利用されている。複合磁性部材は、電磁力により可動部材を駆動する例えば燃料噴射装置や流量制御装置など電磁駆動弁装置に利用されている。複合磁性部材の磁性体部は磁気回路を構成するために用いられ、非磁性体部は磁気回路を遮断するために用いられる。複合磁性部材は、例えば磁性部材の一部を焼きなますことにより結晶構造が変化され、非磁性体部が形成されている。そのため、これら磁性体部および非磁性体部が継ぎ目なく一体に形成され、磁性体部および非磁性体部の境界部を可視化することはできない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように磁性体部および非磁性体部の境界部は可視化することができない。そのため、従来は複合磁性部材の表面を研磨した後、その表面を腐食させ磁性体部と非磁性体部との腐食率の差を利用することにより磁性体部および非磁性体部を可視化している。磁性体部と非磁性体部とを可視化することにより、複合磁性部材自体あるいは非磁性体部の寸法の測定が可能となる。
【０００４】
しかしながら、複合磁性部材の表面の腐食には王水が用いられているため、塩酸と硝酸との混合および加熱、ならびに王水による複合磁性部材の処理といった危険な作業をともなうことになる。また、王水は使用後に廃棄する必要がある。
また、複合磁性部材の品質検査の項目として非磁性体部の透磁率を測定する必要がある。しかし、非磁性体部の透磁率を測定する場合、近傍にある強磁性体など磁性体部の磁気的影響を低減するため、非磁性体部を切り出す必要がある。上述のように磁性体部および非磁性体部が一体に形成されている場合、磁性体部と非磁性体部との境界部は可視化することができない。そのため、王水による腐食の後、複合磁性部材を磁性体部と非磁性体部とに切断する必要がある。その結果、検査のためにサンプリングされた複合磁性部材はその後の工程で使用することはできず、検査のためのコストが増大するという問題がある。また、複合磁性部材の表面の研磨、王水による表面処理あるいは切り出しなどの作業には熟練した技能が求められる。
【０００５】
さらに近年では、企業における廃棄物の低減を目指す「ゼロエミッションの励行」が提案されている。そのため、危険な溶剤や化学物質の廃棄、あるいは切削や研削時に発生する塵や屑あるいは廃棄冷却水の処理などについても配慮が必要である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、廃棄物が発生せず、検査対象となる複合磁性部材に加工を施すことなく、低コストかつ簡単な操作で磁性体部と非磁性体部との境界部ならびに非磁性体部の透磁率を測定する複合磁性部材の検査方法および検査装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、複合磁性部材の磁性体部と非磁性体部との境界部が視覚的に認識される複合磁性部材の検査方法および検査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１もしくは２記載の複合磁性部材の検査方法または請求項７記載の複合部材の検査装置によると、磁性体部と非磁性体部との境界部の位置を透磁率の変化により測定する。透磁率の変化を測定する場合、検査対象となる複合磁性部材を非破壊で検査することができる。そのため、複合磁性部材を腐食させたり、切断したりする必要がない。したがって、廃棄物が発生したり、複合磁性部材に加工を施す必要がない。また、磁性体部と非磁性体部との境界部を低コストかつ簡単な操作で測定することができる。そのため、検査のための熟練した技能が不要である。さらに、複合磁性部材の透磁率を測定することにより、複合磁性部材の非磁性体部を切り出すことなく、非磁性体部の透磁率を正確に測定することができる。
【０００８】
本発明の請求項３記載の複合磁性部材の検査方法によると、複合磁性部材の透磁率の変化を微分値として測定する。複合磁性部材の透磁率は、載置部が一定の間隔で移動されるごとに測定する。そのため、複合磁性部材の透磁率をいわゆる微分値として測定することができ、透磁率の変化を容易に測定することができる。
【０００９】
本発明の請求項４記載の複合磁性部材の検査方法によると、複合磁性部材の端部から所定の距離だけ離れた位置から測定が実施される。そのため、端部から測定開始位置までの距離をあらかじめ設定することで、複合磁性部材を端部から全体を測定する必要がなく、短時間で磁性体部と非磁性体部との境界部を測定することができる。
本発明の請求項５記載の複合磁性部材の検査方法によると、載置部が一定の距離移動されるごとに透磁率が測定され、測定された透磁率は図示される。そのため、可視化できない磁性体部と非磁性体部との境界部を視覚的に認識することができる。
【００１０】
本発明の請求項６記載の複合磁性部材の検査方法によると、図示工程では載置部の移動距離と透磁率との関係が図示される。そのため、複合磁性部材の磁性体部と非磁性体部との境界部ならびに非磁性体部の透磁率を視覚的に認識することができる。
【００１１】
本発明の請求項８記載の複合磁性部材の検査装置によると、測定手段は載置部に搭載された複合磁性部材の透磁率を、載置部が一定の間隔で移動されるごとに測定する。
本発明の請求項９記載の複合磁性部材の検査装置によると、複合磁性部材の透磁率をいわゆる微分値として測定することができ、透磁率の変化を容易に測定することができる。
【００１２】
本発明の請求項１０記載の複合磁性部材の検査装置によると、載置部の移動距離と測定された透磁率との関係は表示部に表示される。そのため、複合磁性部材の磁性体部と非磁性体部との境界部ならびに非磁性体部の透磁率を視覚的に認識することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の一実施例による複合磁性部材の検査装置１は、載置部２０、駆動手段３０および測定手段４０を備えている。
【００１４】
載置部２０は、台座部２１と当接部２２とを有している。台座部にはＶ字型溝２３が形成されており、このＶ字型溝２３に複合磁性部材が載置される。本実施例では複合磁性部材として図２に示すような燃料噴射装置１００のバルブホルダ５０を使用する。
【００１５】
図１に示すように当接部２２は台座部２１の一方の端部に配設されており、バルブホルダ５０の先端部５０ａが当接する。当接部２２にバルブホルダ５０の先端部５０ａを当接させることにより、バルブホルダ５０の載置位置が決定される。
【００１６】
載置部２０の反当接部側の端部に載置部２０を駆動する駆動手段３０が配設されている。駆動手段３０は、マイクロメータヘッド３１に接続されている図示しない例えばステッピングモータを有しており、載置部２０が一定の間隔で移動するように駆動する。駆動手段３０は、載置部２０を図１の矢印Ｘ１−Ｘ２方向へ駆動する。
【００１７】
測定手段４０は、測定針部４１、処理部４２および表示部４３から構成されている。測定針部４１は複合磁性部材であるバルブホルダ５０の透磁率を測定するための触針４１１を有している。測定針部４１は、図示しない昇降手段により図１の矢印Ｙ１−Ｙ２方向へ上下移動される。
【００１８】
処理部４２は駆動手段３０のマイクロメータヘッド３１および測定針部４１と電気的に接続されている。処理部４２とマイクロメータヘッド３１および測定針部４１とは、電気信号を伝送可能なケーブル１１、１２により接続されている。処理部４２には、マイクロメータヘッド３１に接続されている台座部２１の移動距離すなわちバルブホルダ５０の移動距離ならびに測定針部４１で測定された透磁率が入力される。処理部４２では、入力されたバルブホルダ５０の移動距離および透磁率から、台座部２１の移動距離に対する透磁率の変化が記録される。記録されたバルブホルダ５０の移動距離に対する透磁率の変化は、図３に示すようにグラフ化され表示部４３に表示される。
【００１９】
透磁率は台座部２１が所定の距離移動するごとに測定され、測定された透磁率の値は測定針部４１から処理部４２へ出力される。すなわち、バルブホルダ５０の軸方向へ透磁率の変化が微分値として測定される。
【００２０】
本実施例で検査対象となる複合磁性部材は、図２に示す燃料噴射装置１００のバルブホルダ５０である。バルブホルダ５０は円筒形状に形成されている。図４に示すようにバルブホルダ５０は図２に示す燃料噴射装置１００の噴孔１０１側から軸線方向へ第１磁性体部５１、第１非磁性体部５２、第２磁性体部５３、第２非磁性体部５４および第３磁性体部５５を有している。バルブホルダ５０は、図２に示すような燃料噴射装置１００の電磁駆動部１１０において、コイル１１１に流れる電流により弁部材１０２と一体のアーマチャ１０３との間に磁気回路を構成するために、第１磁性体部５１と第２磁性体部５３との間に第１非磁性体部５２が形成されている。
【００２１】
図４に示すようにバルブホルダ５０は、第１磁性体部５１、第１非磁性体部５２、第２磁性体部５３、第２非磁性体部５４および第３磁性体部５５が一体に継ぎ目なく形成されている。これは、バルブホルダ５０を均一な磁性材料により円筒形に形成した後、第１非磁性体部５２および第２非磁性体部５４に対応する位置を焼きなますことにより結晶構造を変化させ非磁性体部を形成しているためである。そのため、焼きなまされたバルブホルダ５０の外観からは、第１非磁性体部５２および第２非磁性体部５４を認識することはできない。
【００２２】
図２に示すような燃料噴射装置１００の場合、弁部材１０２の駆動力およびリフト量を規定するため、磁気回路が構成される部位を正確に決定する必要がある。そのため、バルブホルダ５０の先端部５０ａから第１非磁性体部５２までの長さＬ１ならびに第１非磁性体部５２の軸方向の長さＬ２を規定しなければならない。同様にバルブホルダ５０の先端部５０ａから第２非磁性体部５４までの長さＬ３ならびに第２非磁性体部５４の軸方向の長さＬ４を規定しなければならない。
【００２３】
したがって、本実施例ではバルブホルダ５０の先端部５０ａから第１非磁性体部５２までの長さＬ１、第１非磁性体部５２の軸方向の長さＬ２、バルブホルダ５０の先端部５０ａから第２非磁性体部５４までの長さＬ３ならびに第２非磁性体部５４の軸方向の長さＬ４を測定する。
【００２４】
以下、本実施例による検査装置１を用いる複合磁性部材の検査方法について説明する。
１．  測定針部４１を反台座部方向すなわち図１のＹ１方向へ移動し、台座部２１のＶ字型溝２３にバルブホルダ５０を載置するための空間を確保する。
２．  検査対象となるバルブホルダ５０を台座部２１のＶ字型溝２３に載置する。載置したバルブホルダ５０の先端部５０ａを当接部２２に当接させる。バルブホルダ５０と当接部２２とを当接することによりバルブホルダ５０の位置が決定される。当接部２２に当接したバルブホルダ５０の先端部５０ａを図４に示すように測定の基準点Ｐ０、すなわち距離０と設定する。
【００２５】
３．  触針４１１とバルブホルダ５０の外周面とが接触するように測定針部４１を図１のＹ２方向へ移動させる。そして、触針４１１が上述の基準点Ｐ０から所定の距離の位置に接触するようにマイクロメータヘッド３１を操作し、台座部２１の初期位置を設定する。そのため、バルブホルダ５０の測定の初期位置は図４に示す初期位置Ｐ１となる。測定の初期位置Ｐ１を基準点Ｐ０から所定の距離だけ離れた位置とすることにより、第１磁性体部５１と第１非磁性体部５２との境界部Ｂ１の近傍から透磁率の測定が開始される。その結果、測定時間が短縮される。
【００２６】
４．  触針４１１とバルブホルダ５０とが接触し触針４１１が初期位置Ｐ１にセットされると、透磁率の測定が開始される。台座部２１はマイクロメータヘッド３１により一定の間隔で図１のＸ２方向へ移動される。そして、台座部２１が所定の距離移動するごとに、バルブホルダ５０の透磁率が測定針部４１により測定される。台座部２１はマイクロメータヘッド３１により移動されため、マイクロメータヘッド３１の変位は台座部２１の移動距離、すなわちバルブホルダ５０の移動距離として処理部４２へ出力される。また、マイクロメータヘッド３１が一定の距離だけ移動するごとに測定針部４１で透磁率の測定が実施される。すなわち、バルブホルダ５０の透磁率は等間隔で測定される。測定された透磁率は処理部４２へ出力される。
【００２７】
５．  処理部４２には、マイクロメータヘッド３１から出力される移動距離と測定針部４１で測定された透磁率が入力される。処理部４２では、測定されたマイクロメータヘッド３１の移動距離すなわちバルブホルダ５０の移動距離と透磁率とを記録する。そして、記録されたバルブホルダ５０の移動距離と透磁率とから、バルブホルダ５０の移動距離に対する透磁率の変化をグラフ化する。グラフ化されたバルブホルダ５０の移動距離に対する透磁率の変化は、図３に示すようなグラフとして表示部４３に表示される。
【００２８】
バルブホルダ５０の移動距離に対する透磁率の変化には、図３に示すように２つの谷部が測定される。第１の谷部Ｔ１は第１非磁性体部５２の位置を示し、第２の谷部Ｔ２は第２非磁性体部５４の位置を示している。第１非磁性体部５２および第２非磁性体部５４には隣接して第１磁性体部５１、第２磁性体部５３および第３磁性体部５５が存在しているため、透磁率は徐々に変化する。透磁率が特定の値Ｖよりも小さくなる位置Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３およびＢ４が磁性体部と非磁性体部との境界部となる。図３に示すＢ１とＢ２との間の距離から第１非磁性体部５２の長さＬ２が求められ、Ｂ３とＢ４との間の距離から第２非磁性体部５４の長さＬ４が求められる。また、Ｐ１からＢ１までの距離にあらかじめ設定されているＰ０からＰ１までの距離を加えると、バルブホルダ５０の先端部５０ａから第１磁性体部５１と第１非磁性体部５２との境界部Ｂ１までの長さＬ１が求められる。同様に、バルブホルダ５０の先端部５０ａから境界部Ｂ３までの長さＬ３が求められる。
【００２９】
第１非磁性体部５２および第２非磁性体部５４には隣接する第１磁性体部５１、第２磁性体部５３および第３磁性体部５５により、第１非磁性体部５２および第２非磁性体部５４はそれらの影響で正確な透磁率が測定できない。そこで、隣接する磁性体と非磁性体との透磁率の関係を関数化することによりあらかじめ変換係数を決定する。この変換係数を用いて谷部Ｔ１およびＴ２の底における透磁率Ｖｍｉｎを換算することで非磁性体部の真の透磁率が求められる。
【００３０】
６．  表示部４３に表示されたグラフから測定されたバルブホルダ５０が評価される。評価の対象となるのは、前述のようにバルブホルダ５０の先端部５０ａから第１非磁性体部５２までの長さＬ１、第１非磁性体部５２の軸方向の長さＬ２、バルブホルダ５０の先端部５０ａから第２非磁性体部５４までの長さＬ３、第２非磁性体部５４の軸方向の長さＬ４ならびに第１非磁性体部５２および第２非磁性体部５４の透磁率である。
【００３１】
以上、説明したように本発明の一実施例によると、研磨処理あるいは腐食処理などを施すことなくバルブホルダ５０の先端部５０ａから第１非磁性体部５２および第２非磁性体部５４までの長さを正確に測定することができる。そのため、作業の安全性が向上し、作業の効率を向上することができる。また、非磁性体部の透磁率を測定するために検査対象となるバルブホルダ５０を研磨、腐食あるいは切断する必要がないため、製品を有効に活用でき、コストを低下することができる。
【００３２】
また、所定の間隔で測定されたバルブホルダ５０の透磁率をグラフ化することにより、第１磁性体部５１、第１非磁性体部５２、第２磁性体部５３、第２非磁性体部５４および第３磁性体部５５の境界部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を可視化することができる。そのため、検査のために切断あるいは透磁率の測定など熟練した技能を必要としない。
さらに、切断や腐食などの加工あるいは処理を実施しないので、切屑や塵あるいは廃液が生じることがないため、ゼロエミッションを励行することができる。
【００３３】
以上、本発明の一実施例では検査対象となる複合磁性部材として燃料噴射装置のバルブホルダに本発明を適用した。しかし、本発明は燃料噴射装置のバルブホルダに限らず、磁性体部と非磁性体部とを備える複合磁性部材の検査に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による複合部材の検査装置を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施例による複合部材の検査方法に適用されるバルブホルダを備えた燃料噴射装置を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の一実施例による複合部材の検査方法において、バルブホルダの位置と透磁率との関係をグラフ化した模式図である。
【図４】本発明の一実施例による複合部材の検査方法に適用されるバルブホルダを示す断面図である。
【符号の説明】
１    検査装置
２０    載置部
２１    台座部
２２    当接部
２３    Ｖ字型溝
３０    駆動手段
４０    測定手段
４１    測定針部
４２    処理部
４３    表示部
５０    バルブホルダ（複合磁性部材）
【図１】
0003690582.tif 000002
【図２】
0003690582.tif 000003
【図３】
0003690582.tif 000004
【図４】
0003690582.tif 000005