(57)【要約】【課題】ピーニング処理材の表面処理状態を、非破壊で精度よく検査することができるとともに汎用性が高い表面特性検査装置を提供する。【解決手段】表面特性検査装置１は、交流ブリッジ回路２０と、交流電源１０と、判断装置３０と、を備え、交流ブリッジ回路は、第１の抵抗と第２の抵抗とに分配比が可変に構成された可変抵抗２１と、磁気的特性を検出可能な第１の磁気センサを備えた基準検出器２２と、表面処理状態の良否を検査すべき被検体の磁気的特性を検出可能な第２の磁気センサを備えた検査検出器２３とを有し、第１の抵抗、第２の抵抗、基準検出器及び検査検出器はブリッジ回路を構成し、判断装置は、交流ブリッジ回路に交流電力が供給され、第２の磁気センサが前記被検体の磁気的特性を検出している状態における前記交流ブリッジ回路からの出力信号に基づいて、被検体の表面処理状態の良否を判断する。【選択図】図１
2014066733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピーニング処理を施した被検体の表面処理状態の良否を判断する表面特性検査装置であって、
交流ブリッジ回路と、
前記交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流電源と、
前記交流ブリッジ回路からの出力信号に基づいて、被検体の表面処理状態の良否を判断する判断装置と、を備え、
前記交流ブリッジ回路は、第１の抵抗と第２の抵抗とに分配比が可変に構成された可変抵抗と、磁気的特性を検出可能な第１の磁気センサを備えた基準検出器と、表面処理状態の良否を検査すべき被検体の磁気的特性を検出可能な第２の磁気センサを備えた検査検出器とを有し、前記第１の抵抗、前記第２の抵抗、前記基準検出器及び前記検査検出器はブリッジ回路を構成し、
前記判断装置は、前記交流ブリッジ回路に交流電力が供給され、前記第２の磁気センサが前記被検体の磁気的特性を検出している状態における前記交流ブリッジ回路からの出力信号に基づいて、前記被検体の表面処理状態の良否を判断する表面特性検査装置。
【請求項２】
更に、前記交流電源から供給する交流電力の周波数を調整し、設定する周波数調整器を有する請求項１に記載の表面特性検査装置。
【請求項３】
前記周波数調整器は、前記第１の磁気センサが表面状態が良好な前記基準検体の磁気的特性を検出し、前記第２の磁気センサが表面処理を施していない検体または表面処理状態が不良な検体である参照検体の磁気的特性を検出している状態において、前記交流ブリッジ回路からの出力信号の振幅が大きくなるように周波数が設定される請求項２に記載の表面特性検査装置。
【請求項４】
前記可変抵抗は、その分配比が、前記第１の磁気センサが前記基準検体の磁気的特性を検出し、前記第２の磁気センサが表面処理を施していない検体または表面処理状態が不良な検体である参照検体の磁気的特性を検出している状態において、前記交流ブリッジ回路からの出力信号の振幅が大きくなるように設定される請求項３に記載の表面特性検査装置。
【請求項５】
更に、前記交流電源から供給される交流電力の波形と前記交流ブリッジ回路からの出力信号波形の位相差を検出する位相比較器を備え、前記判断装置は、前記位相比較器により検出された位相差に基づいて、検査が良好に行われているか否かを判断する請求項４に記載の表面特性検査装置。
【請求項６】
前記第１の磁気センサ及び第２の磁気センサは、夫々、磁性体からなるコアおよびこのコアに巻回されたコイルを備え、前記第２の磁気センサは、前記交流電源からの交流電力を前記コイルに供給することにより、前記コアおよび被検体の表面に閉磁路を形成して、被検体の電磁気特性を検出する請求項５に記載の表面特性検査装置。
【請求項７】
更に、被検体を前記第２の磁気センサに当接させる箇所及び押付荷重を調整する被検体配置装置を有する請求項６に記載の表面特性検査装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載された表面特性検査装置を用い、ピーニング処理を施した被検体の表面処理状態の良否を判断する表面特性検査方法。
【請求項９】
ピーニング処理を施した被検体の表面処理状態の良否を判断する表面特性検査方法であって、
第１の抵抗と第２の抵抗とに分配比が可変に構成された可変抵抗、磁気的特性を検出可能な第１の磁気センサを備えた基準検出器、及び表面処理状態の良否を判定すべき被検体の磁気的特性を検出可能な第２の磁気センサを備えた検査検出器を有し、前記第１の抵抗、前記第２の抵抗、前記基準検出器、及び前記検査検出器により構成される交流ブリッジ回路と、前記交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流電源と、を準備する工程と、
磁気的特性が検出されるように、前記被検体を前記第２の磁気センサに当接または近接させる検体配置工程と、
前記交流電源から前記交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流供給工程と、
前記交流ブリッジ回路から出力された出力信号に基づいて、被検体の表面処理状態の良否を判断する良否判断工程と、を備えた表面特性検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピーニング処理を施した処理材の表面処理状態の良否を非破壊で検査する表面特性検査装置及び表面特性検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品などに使用されるギア、シャフトなどの鋼材製品では、耐摩耗性向上、疲労強度向上などのために、熱処理、窒化処理などによる表面硬化、ショットピーニング処理などの表面処理が行われている。
従来、これら製品の表面処理後の残留応力、硬度などの表面特性の評価は、抜き取りの破壊検査により行われていた。そのため、製品を全て直接検査できないという問題、破壊検査であるため検査された製品が使えなくなるという問題などがあった。
そこで、製品の表面特性を非破壊で検査できる装置の開発の要請が高まっている。このような装置として、例えば、特許文献１には、ショットピーニング処理面上方に配置されるコイルを備えた検査回路に周波数を変化させながら交流信号を入力して、検査回路におけるインピーダンスの周波数応答特性を用いて検査対象における残留応力の発生状態を検査するショットピーニング処理面の非破壊検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、表面処理によって変化する透磁率や導電率等の磁気測定の要素は、環境変化の影響を受けるため、特開２００８−２９７３号公報記載の装置においては、基準となる検体を測定した環境と被検体を測定する環境が異なる場合、測定誤差が発生しやすいという問題がある。
また、インピーダンスの周波数応答特性を用いた表面処理面の検査方法では、測定用に印加する電力の周波数の変化に対して、検出器及び被検体のインピーダンスがともに変化してしまうため、被検体の表面処理状態に起因する電磁気変化を精度よく検出することが困難である。
測定用に印加する交流電力は、被検体の良否を検出する感度が高くなる周波数が、被検体の材質や表面処理状態によって変化する。このため、検出器を１つだけ備えた測定装置においては、表面処理品及び未処理品夫々について、周波数の変化に対する出力値を測定しておき、表面処理品と未処理品で出力値の差が大きくなる最適な周波数を選定する必要がある。従って、周波数選定作業に時間や労力を費やすという問題がある。
また、被検体の形状や材質、表面処理方法が異なる場合には、検出器全体のインピーダンスの変化に対応するように検出回路を設計しなければならない。更に、インピーダンス値に対する残留応力分布との校正なども必要となり、汎用性の高い装置とはならない。
【０００５】
そこで、本発明は、ピーニング処理を施した鋼材などの処理材の表面処理状態を、非破壊で精度よく検査することができるとともに汎用性が高い表面特性検査装置及び表面特性検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ピーニング処理を施した被検体の表面処理状態の良否を判断する表面特性検査装置であって、交流ブリッジ回路と、交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流電源と、交流ブリッジ回路からの出力信号に基づいて、被検体の表面処理状態の良否を判断する判断装置と、を備え、交流ブリッジ回路は、第１の抵抗と第２の抵抗とに分配比が可変に構成された可変抵抗と、磁気的特性を検出可能な第１の磁気センサを備えた基準検出器と、表面処理状態の良否を検査すべき被検体の磁気的特性を検出可能な第２の磁気センサを備えた検査検出器とを有し、第１の抵抗、第２の抵抗、基準検出器及び検査検出器はブリッジ回路を構成し、判断装置は、交流ブリッジ回路に交流電力が供給され、第２の磁気センサが被検体の磁気的特性を検出している状態における交流ブリッジ回路からの出力信号に基づいて、被検体の表面処理状態の良否を判断する、という特徴を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、交流ブリッジ回路から出力された出力信号に基づいて、判断装置により被検体の表面処理状態の良否を判断するため、基準検出器の検出信号と常に比較しながら同じ測定環境で被検体の表面処理状態を検査することができ、簡単な回路構成で高精度の表面状態の検査が可能である。交流ブリッジ回路の構成を採用することにより、温度補正、被検体の材質に応じた試験データの取得、残留応力分布などに対する装置出力の校正を行う必要がない。また、可変抵抗の分配比が可変であるため、基準検出器、検査検出器のインピーダンスが変わっても回路を再設計する必要がない。
以上より、ピーニング処理を施した鋼材などの処理材の表面処理状態を、非破壊で精度よく検査することができるとともに汎用性が高い表面特性検査装置を実現することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表面特性検査装置において、更に、交流電源から供給する交流電力の周波数を調整し、設定する周波数調整器を備えている。
請求項２に記載の発明によれば、交流電源から供給する交流電力の周波数も調整することができるので、基準検出器、検査検出器のより広汎なインピーダンスの変化にも対応することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の表面特性検査装置において、周波数調整器が、第１の磁気センサが表面状態が良好な基準検体の磁気的特性を検出し、第２の磁気センサが表面処理を施していない検体または表面処理状態が不良な検体である参照検体の磁気的特性を検出している状態において、交流ブリッジ回路からの出力信号の振幅が大きくなるように周波数が設定されるように構成されている。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、周波数調整器により交流ブリッジ回路に供給する交流電力の周波数を変化させて交流ブリッジ回路から出力される信号の振幅が大きくなる周波数を設定する構成を有するので、表面処理状態、形状などが異なりインピーダンスが異なる被検体に対応して交流ブリッジ回路からの出力を大きくする周波数を一度の操作により設定することができる。これにより、表面処理状態の変化に出力が敏感に対応し、検査の感度を向上させることができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の表面特性検査装置において、可変抵抗が、その分配比が、第１の磁気センサが基準検体の磁気的特性を検出し、第２の磁気センサが表面処理を施していない検体または表面処理状態が不良な検体である参照検体の磁気的特性を検出している状態において、交流ブリッジ回路からの出力信号の振幅が大きくなるように設定されるように構成されている。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、交流ブリッジ回路の２辺を分配比が可変な可変抵抗で構成することにより、交流ブリッジ回路から出力が大きくなるように分配比を調整して、適切な状態で検査することができるように設定することができるので、表面特性検査装置を適用することができる被検体の種類、表面処理の種類などの範囲を拡げることができるとともに、複数種の検出器に対応可能な汎用性が高い装置とすることができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の表面特性検査装置において、更に、交流電源から供給される交流電力の波形と交流ブリッジ回路からの出力信号波形の位相差を検出する位相比較器を備え、判断装置は、位相比較器により検出された位相差に基づいて、検査が良好に行われているか否かを判断するという構成を有する。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、位相比較器により、交流電源から供給される交流電力と交流ブリッジ回路の出力との位相差を検出することができる。この位相差をモニターすることにより、検査状態が良好であるか否かを判断することができる。例えば、交流ブリッジ回路からの出力が同じでも位相差が大きく変化した場合には、検査状態に変化があったおそれがあると判断することができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の表面特性検査装置において、第１の磁気センサ及び第２の磁気センサは、夫々、磁性体からなるコアおよびこのコアに巻回されたコイルを備え、第２の磁気センサは、交流電源からの交流電力をコイルに供給することにより、コアおよび被検体の表面に閉磁路を形成して、被検体の電磁気特性を検出する、という構成を有する。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、第１の磁気センサ及び第２の磁気センサは、それらのコアと、被検体の表面が閉磁路を形成するので、被検体と磁気センサとの間での磁気の減衰、漏洩を防ぐことができる。これにより、基準検出器及び検査検出器による電磁気特性の検出感度を向上させることができ、表面処理状態に応じた電磁気特性の検出感度が向上するので、被検体の表面処理状態を非破壊で精度良く評価することができる。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の表面特性検査装置において、更に、被検体を第２の磁気センサに当接させる箇所及び押付荷重を調整する被検体配置装置を有する。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、各検体を各磁気センサに当接させる位置、押付荷重を略同一に調整することができるので、各検体と各磁気センサの接触条件を揃えることができ、検査精度を向上させることができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載された表面特性検査装置を用い、ピーニング処理を施した被検体の表面処理状態の良否を判断する表面特性検査方法である。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、ピーニング処理を施した被検体の表面処理状態の良否を判断する表面特性検査方法であって、第１の抵抗と第２の抵抗とに分配比が可変に構成された可変抵抗、磁気的特性を検出可能な第１の磁気センサを備えた基準検出器、及び表面処理状態の良否を判定すべき被検体の磁気的特性を検出可能な第２の磁気センサを備えた検査検出器を有し、第１の抵抗、第２の抵抗、基準検出器、及び検査検出器により構成される交流ブリッジ回路と、交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流電源と、を準備する工程と、磁気的特性が検出されるように、被検体を前記第２の磁気センサに当接または近接させる検体配置工程と、交流電源から交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流供給工程と、交流ブリッジ回路から出力された出力信号に基づいて、被検体の表面処理状態の良否を判断する良否判断工程と、を備えている。
【００２０】
請求項９に記載の発明によれば、交流ブリッジ回路から出力された信号に基づいて被検体の表面処理状態の良否を判断するため、簡単な回路構成で高精度の表面状態の検査が可能である。交流ブリッジ回路の構成を採用することにより、温度補正、被検体の材質に応じた試験データの取得、残留応力分布などに対する装置出力の校正を行う必要がない。
また、可変抵抗の分配比が可変であるため、基準検出器、検査検出器のインピーダンスが変わっても回路を再設計する必要がない。
以上より、ピーニング処理を施した鋼材などの処理材の表面処理状態を、非破壊で精度よく検査することができるとともに汎用性が高い表面特性検査方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態による表面特性検査装置の回路構成を示す説明図である。
【図２】磁気センサの一例を示す説明図である。
【図３】交流ブリッジ回路からの出力について説明する等価回路図である。
【図４】表面特性検査方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の変形実施形態による表面特性検査装置の回路構成の変更例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に示すように、本発明の実施形態による表面特性検査装置１は、交流電源１０、交流ブリッジ回路２０及び判断装置３０を備えている。
【００２３】
交流電源１０は、交流ブリッジ回路２０に周波数が可変の交流電力を供給可能に構成されている。
【００２４】
交流ブリッジ回路２０は、可変抵抗２１、基準検体Ｓの磁気的特性を検出する磁気センサを備えた基準検出器２２及び被検体Ｍの磁気的特性を検出する磁気センサを備えた検査検出器２３を備えている。
【００２５】
可変抵抗２１は、抵抗ＲAを抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とに分配比γを可変に分配することができるように構成されている。抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２は、基準検出器２２及び検査検出器２３とともにブリッジ回路を構成している。本実施形態では、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とを分配する点Ａ及び基準検出器２２と検査検出器２３との間の点Ｂが判断装置３０の交流電源１０に接続され、抵抗Ｒ１と基準検出器２２との間の点Ｃ及び抵抗Ｒ２と検査検出器２３との間の点Ｄが増幅器３１に接続されている。また、ノイズの低減のため、基準検出器２２及び検査検出器２３側が接地されている。
【００２６】
判断装置３０は、交流ブリッジ回路２０から出力される電圧信号を増幅する増幅器３１、全波整流を行う絶対値回路３２、直流変換を行うローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３、交流電源１０から供給される交流電圧と増幅器３１から出力される電圧の位相を比較する位相比較器３４、交流電源１０から供給される交流電圧の周波数を調整する周波数調整器３５、Ｒ１とＲ２の分配を最適化する非平衡調整を行うとともに、ＬＰＦ３３からの出力に基づいて被検体Ｍの表面状態の良否を判断する判断手段３６及び判断手段３６による判断結果を表示、警告する表示手段３７を備えている。
【００２７】
増幅器３１は、点Ｃ及び点Ｄに接続され、点Ｃと点Ｄとの間の電位差が入力される。また、絶対値回路３２、ＬＰＦ３３の順に判断手段３６に接続されている。位相比較器３４は、交流電源１０、増幅器３１及び判断手段３６に接続されている。周波数調整器３５は、交流電源１０及び増幅器３１に接続されている。また、判断手段３６は、制御信号を出力することにより、交流ブリッジ回路２０の点Ａの位置、即ち、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の分配比γを変更することができるように構成されており、これにより、後述する可変抵抗設定工程が実行される。
【００２８】
基準検出器２２及び検査検出器２３を構成する磁気センサとして、磁気センサと被検体の表面を当接、又は近接させることにより閉磁路を形成する形状の磁気センサを用いる。本実施形態では、図２に示すように、Ｅ字型のコアを備えた磁気センサを採用した。
【００２９】
磁気センサ４０は、中央の脚部４１ａと、脚部４１ａの両脇に配置された脚部４１ｂ、４１ｃとが被検体Ｍの表面Ｍａに対向して配置される基部４１ｄから表面Ｍａに向かってＥ字型になるように立設された磁性体からなるＥ字型のコア４１と、脚部４１ａに巻かれたコイル４２から構成されている。
【００３０】
ここで、コア４１を磁性体により形成すると、コア４１内部の磁束密度を高くすることができ、Ｓ／Ｎ比（Ｓ：鋼材へ浸透する磁気、Ｎ：漏れ磁気）を高くすることができるので、磁気センサ４０による電磁気特性の検出感度を向上させることができ、好ましい。強磁性体としては、例えば鉄、スーパーマロイ、パーマロイ、珪素鋼、フェライト（Ｍｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系）、カーボニル鉄ダスト、モリブデン・パーマロイ、センダスト等が挙げられる。
【００３１】
磁気センサ４０は、脚部４１、４１ｂ、４１ｃのそれぞれの先端部が被検体Ｍの表面に接触可能に形成されている。例えば、被検体Ｍが平板の場合には、脚部４１ａ、４１ｂ、４１の先端部を同一平面上になるように形成し、脚部４１ａ、４１ｂ、４１ｃが被検体Ｍの表面に夫々当接されるように磁気センサ４０が配置される。
なお、本実施形態の表面特性検査装置１は、基準検出器２２の磁気センサに基準検体Ｓを当接させて配置するための基準検体配置装置５１、及び検査検出器２３の磁気センサに被検体Ｍを当接させて配置するための被検体配置装置５２を備えている（図１）。
【００３２】
表面Ｍａ近傍にショットピーニングによる残留応力層Ｍｂが形成された鋼材を被検体Ｍの例として説明する。交流電源１０によりコイル４２に所定の周波数の交流電力を供給すると、コア４１に交流磁界Ｈが発生し、周波数に応じて被検体Ｍの残留応力層Ｍｂの所定の深さまで磁気が浸透し、脚部４１ａ、４１ｃ及び被検体Ｍの残留応力層Ｍｂの所定の深さまでの領域により閉磁路が形成される。
【００３３】
コイル１２に鎖交する交流磁界Ｈは、磁気が浸透した残留応力層Ｍｂの電磁気特性に応じて変化するため、残留応力層Ｍｂの特性（表面処理状態）に応じてコイル４２のインピーダンスが変化する。このため、コイル４２により、残留応力層Ｍｂの電磁気特性を検出することができる。
【００３４】
好ましくは、磁気センサ４０を被検体Ｍの表面Ｍａに接触するように配置することにより、被検体Ｍと磁気センサ４０との間での磁気の減衰、漏洩を防ぐことができる。これにより、表面処理状態に応じた電磁気特性の検出感度が向上するので、被検体の表面処理状態を非破壊で精度良く評価することができる。また、リフトオフによる変動誤差を低減することができる。
なお、磁気センサ４０と被検体Ｍの表面（残留応力層Ｍｂ）とにより閉磁路を形成し、交流ブリッジ回路２０から十分な大きさの電圧を出力することができる場合には、磁気センサ４０を被検体Ｍの表面Ｍａに接触させなくてもよく、近接させるだけでよい。
【００３５】
次に、非平衡状態に調整された交流ブリッジ回路２０からの出力について、図３の等価回路を参照して説明する。基準検出器２２には表面処理状態が良好であると保証されている基準検体Ｓが当接され、検査検出器２３には表面処理状態の良否を判定すべき被検体Ｍが当接されている。
【００３６】
可変抵抗ＲAの分配比をγとした場合、抵抗Ｒ１はＲA／（１＋γ）、抵抗Ｒ２はＲAγ／（１＋γ）となる。基準検出器２２のインピーダンスをＲS＋ｊωＬS、検査検出器２３のインピーダンスをＲT＋ｊωＬTとする。また、点Ａの電位をＥとし、基準検出器２２、検査検出器２３に各検体（基準検体Ｓ、被検体Ｍ）を当接させていないときのブリッジの各辺に流れる励磁電流をそれぞれｉ1、ｉ2、各検体を基準検出器２２、検査検出器２３に当接させることにより磁気量が変化し、その変化量に応じて流れる電流をそれぞれｉα、ｉβとする。このときの基準検出器２２及び検査検出器２３の電位Ｅ１、Ｅ２及び励起電流ｉ1、ｉ2は以下の式（１）〜（４）で表される。
【００３７】
【数１】
2014066733.tif 000003
【００３８】
【数２】
2014066733.tif 000004
【００３９】
【数３】
2014066733.tif 000005
【００４０】
【数４】
2014066733.tif 000006
【００４１】
増幅器３１に出力される電圧はＥ１、Ｅ２の差分であり、次式で表される。
【００４２】
【数５】
2014066733.tif 000007
【００４３】
式（３）〜（５）より次式が導かれる。
【００４４】
【数６】
2014066733.tif 000008
【００４５】
式（６）の右辺を次の成分Ａ、Ｂに分けて差分電圧の各成分について考える。
成分Ａ:   
2014066733.tif 000009
成分Ｂ ： 
2014066733.tif 000010
【００４６】
成分Ａは、各検出器成分：（ＲS＋ｊωＬS）、（ＲT＋ｊωＬT）、各検出器に各検体が当接したときに変化する電流量：ｉα、ｉβにより構成される。ｉα、ｉβは各検体の透磁率、導電率などの電磁気特性に起因する検体を通る磁気量によって大きさが変化する。このため各検出器から発生する磁気量を左右する励磁電流ｉ1、ｉ2を変えることでｉα、ｉβの大きさを変化させることができる。また、式（３）、式（４）より、励磁電流ｉ1、ｉ2は可変抵抗の配分比γによって変わるので、可変抵抗の配分比γを調整することにより成分Ａの大きさを変化させることができる。
【００４７】
成分Ｂは、各検出器成分：（ＲS＋ｊωＬS）、（ＲT＋ｊωＬT）、可変抵抗の配分比γで分けられた抵抗のパラメーターにより構成される。このため、成分Ａ同様に可変抵抗の配分比γの調整により成分Ｂの大きさを変化させることができる。
【００４８】
次に、表面特性検査装置１による被検体の表面特性検査方法について図４を参照して説明する。
【００４９】
まず、準備工程Ｓ１では、本発明の実施形態による表面特性検査装置１を準備する。また、表面処理状態が良好であると保証されている基準検体及び表面処理を施していない検体または表面処理状態が不良な検体である参照検体を用意しておく。
【００５０】
次に、可変抵抗設定工程Ｓ２では、基準検体Ｓを基準検出器２２に当接させ、参照検体を検査検出器２３に当接させる。ここで、検査精度を向上させるためには、各検体と各検出器の接触条件を揃えておくことが好ましい。本実施形態においては、基準検体配置装置５１により、基準検体Ｓと基準検出器２２の間の位置関係及び押付荷重が設定され、被検体配置装置５２により、参照検体又は被検体Ｍと検査検出器２３の間の位置関係及び押付荷重が設定される。また、基準検体配置装置５１及び被検体配置装置５２は、各検体と検出器の位置関係及び押付荷重が略同一になるように設定される。なお、本実施形態においては、基準検体配置装置５１及び被検体配置装置５２は、各検体を載置する位置調整可能なＸＹステージ、及び押付荷重を一定とする負荷荷重調整装置によって構成されている。また、負荷荷重調整装置は、マイクロメータと、一定荷重が負荷されると空転する公知の機構とを組み合わせることにより構成されている。さらに、基準検出器２２及び検査検出器２３は、近接して配置されているため、これらの検出器の設置環境を同じにすることができ、温湿度や周囲の電磁気環境が変化した場合でも、その影響を受けにくなっている。
【００５１】
続いて、交流電源１０から交流ブリッジ回路２０に交流電力を供給する。この状態で、表面特性検査装置１による不良な検体の検出感度が高くなるように、可変抵抗２１の分配比γを調整する。即ち、基準検出器２２に基準検体Ｓが押し付けられ、検査検出器２３に参照検体が押し付けられた状態で、交流ブリッジ回路２０から大きな出力信号が出力されるように、可変抵抗２１の分配比γを調整する。このように可変抵抗２１を設定しておくことにより、検査検出器２３に押し付けられた被検体Ｍの表面処理状態が不良である場合と、表面処理状態が良好である場合の出力信号の差異が大きくなり、検出精度を高くすることができる。具体的には、オシロスコープなど波形表示機能を持つ表示装置（例えば、判断手段３６が備えている）にて交流ブリッジ回路２０からの出力信号の電圧振幅、またはＬＰＦ３３からの電圧出力をモニターし、出力が大きくなるように分配比γを調整する。好ましくは、出力が最大値又は極大値（局所平衡点）をとるように、可変抵抗２１の分配比γを調整して、設定する。
【００５２】
可変抵抗２１の分配比γの調整は、差分電圧（Ｅ２−Ｅ１）を大きくすることにより表面状態の差異に応じた出力差を増大させ、検査精度を向上させるために行われる。上述したように成分Ａ、Ｂは分配比γを調整することにより変化するため、基準検出器２２、検査検出器２３のインピーダンス（ＲS＋ｊωＬS）、（ＲT＋ｊωＬT）に応じて、可変抵抗２１の分配比γを調整し、交流ブリッジ回路２０からの出力である差分電圧（Ｅ２−Ｅ１）を大きくすることができ、検査精度を向上させることができる。
【００５３】
周波数設定工程Ｓ３では、基準検体Ｓを基準検出器２２に当接させ、参照検体を検査検出器２３に当接させた状態で、交流電源１０から交流ブリッジ回路２０に交流電力を供給し、周波数調整器３５により交流ブリッジ回路２０に供給する交流電力の周波数を変化させて交流ブリッジ回路２０から電圧振幅出力またはＬＰＦ３３からの電圧出力をモニターする。
【００５４】
周波数調整器３５は、周波数調整器３５において設定された初期周波数ｆ１になるように交流電源１０へ制御信号を出力し、周波数ｆ１における増幅器３１からの出力電圧Ｅｆ１が周波数調整器３５に入力され、記憶される。続いて、周波数ｆ１よりも所定の値、例えば１００Ｈｚ高い周波数ｆ２になるように交流電源１０へ制御信号を出力し、周波数ｆ２における増幅器３１からの出力電圧Ｅｆ２が周波数調整器３５に入力され、記憶される。
続いて、Ｅｆ１とＥｆ２との比較を行い、Ｅｆ２＞Ｅｆ１であれば、周波数ｆ２よりも所定の値高い周波数ｆ３になるように制御信号を出力し、周波数ｆ３における増幅器３１からの出力電圧Ｅｆ３が周波数調整器３５に入力され、記憶される。そして、Ｅｆ２とＥｆ３との比較を行う。これを繰り返し、Ｅｆｎ＋１＜Ｅｆｎとなったときの周波数ｆｎ、つまり出力が最大となる周波数ｆｎを、しきい値設定工程Ｓ４及び交流供給工程Ｓ６で用いる周波数として設定する。これにより、表面処理状態、形状などが異なりインピーダンスが異なる被検体Ｍに対応して交流ブリッジ回路２０からの出力を大きくする周波数を一度の操作により設定することができる。最適な周波数は、被検体の材料、形状、表面処理状態により、変化することとなるが、これがあらかじめわかっている場合、周波数の設定は不要である。これにより、表面処理状態の変化に出力が敏感に対応し、検査の感度を向上させることができる。
ここで、周波数設定工程Ｓ３は、可変抵抗設定工程Ｓ２よりも先に実施することもできる。
【００５５】
しきい値設定工程Ｓ４では、基準検体Ｓを基準検出器２２に当接させ、基準検体Ｓまたは参照検体を検査検出器２３に当接させ、周波数設定工程Ｓ３において設定された周波数の交流電力を交流電源１０から交流ブリッジ回路２０に供給する。交流ブリッジ回路２０から出力された電圧出力は、増幅器３１で増幅され、絶対値回路３２において全波整流を行い、ＬＰＦ３３において直流変換を行い、判断手段３６へ出力される。
検査検出器２３に基準検体Ｓを当接させたときに判断手段３６へ出力された出力値を正常しきい値、検査検出器２３に参照検体を当接させたときに判断手段３６へ出力された出力値を不良しきい値として設定し、判断手段３６に記憶させておく。
【００５６】
表面処理状態と電磁気特性との関係では、例えば、化合物層が形成されると透磁率は低下する。また、表面が硬化すると透磁率は上昇する。ショットピーニング処理などにより圧縮の残留応力を付与した場合には、逆磁歪効果により透磁率が低下する。不良しきい値は、透磁率の差に対応して正常しきい値から変化する。
後述する良否判断工程（Ｓ７）においては、被検体Ｍを検査検出器２３に当接させたときの出力値と、正常しきい値及び不良しきい値を比較して、被検体Ｍの良否が判断される。設定された正常しきい値が不良しきい値よりも大きい場合には、被検体Ｍの出力値が正常しきい値以上のとき良品と判断され、被検体Ｍの出力値が不良しきい値以下のとき不良品と判断される。
なお、被検体の種類等によっては、不良しきい値の方が正常しきい値よりも大きくなる場合がある。このような場合には、被検体Ｍの出力値が正常しきい値以下のとき良品と判断され、被検体Ｍの出力値が不良しきい値以上のとき不良品と判断される。
【００５７】
また、上記のように被検体Ｍの良否を判断した場合、被検体Ｍの出力値が、正常しきい値と不良しきい値の間の値である場合には、良否を判定できないことになる。そこで、表面状態が異なる複数の参照検体を用いて出力測定を行い、正常しきい値との差が小さくなるように不良しきい値を設定することもできる。また、被検体の破壊検査を併用することにより、不良しきい値をより精密に決定しても良い。
【００５８】
検体配置工程Ｓ５では、表面処理状態の良否を判定すべき被検体Ｍを検査検出器２３に当接させる。なお、基準検出器２２は、しきい値設定工程Ｓ４において当接させた基準検体Ｓが当接された状態となっている。
次いで、交流供給工程Ｓ６では、周波数設定工程Ｓ３において設定された周波数の交流電力を交流電源１０から交流ブリッジ回路２０に供給する。交流ブリッジ回路２０に交流電力が供給されることにより、交流ブリッジ回路２０から電圧出力信号が出力される。この出力信号は、増幅器３１で増幅され、絶対値回路３２において全波整流され、ＬＰＦ３３において直流変換される。
良否判断工程Ｓ７では、ＬＰＦ３３において直流変換された信号が判断手段３６に入力され、判断手段３６は、入力された信号に基づいて被検体Ｍの表面状態の良否を判断する。判断手段３６による判断結果は、表示手段３７により表示され、表面状体が不良である場合には警告する。
【００５９】
被検体Ｍの表面処理状態の良否の判断は、ＬＰＦ３３からの出力値（測定値）と、しきい値設定工程Ｓ４において設定された正常しきい値及び不良しきい値を比較することにより行われる。
【００６０】
検査状態判断工程Ｓ８では、位相比較器３４により交流電源１０から供給される交流電力の波形と交流ブリッジ回路２０から出力される交流電圧波形を比較し、それらの位相差を検出する。この位相差をモニターすることにより、検査状態が良好であるか否かを判断することができる。例えば、検査検出器２３の被検体Ｍへの接触状態が異なり検出器と被検体とのリフトオフが変化すると位相がずれる場合がある。このため、交流ブリッジ回路２０からの出力が同じであっても、位相差が大きく変化した場合には、検査状態に変化があり、検査が適正に行われていない可能性があると判断することができる。
【００６１】
以上の工程により、被検体Ｍの表面処理状態の良否を簡単かつ高精度に検査することができる。検査を継続するには、被検体Ｍのみを交換して、検体配置工程Ｓ５、交流供給工程Ｓ６、良否判断工程Ｓ７、検査状態判断工程Ｓ８を繰り返し行えばよい。被検体Ｍの種類、表面処理の種類などを変更する場合には、再度、可変抵抗設定工程Ｓ２、周波数設定工程Ｓ３、しきい値設定工程Ｓ４を実施する。
【００６２】
ここで、可変抵抗２１の分配比γを変化させることにより、検査可能な被検体の種類、表面処理の種類などの範囲を拡げることができる。例えば、異なる材質の被検体Ｍの検査を行う場合、上述したｉα、ｉβが変化し、差分電圧（Ｅ２−Ｅ１）が変化する。そこで、可変抵抗設定工程Ｓ１において分配比γを調整して、被検体Ｍの材質に応じて差分電圧（Ｅ２−Ｅ１）が大きくなるように設定することにより、材質の異なる被検体Ｍを測定する場合にも、それぞれに対して適切な状態で検査することが可能となる。
【００６３】
また、表面特性検査装置１において、好ましくは、被検体Ｍの大きさや形状に対応して閉磁路を形成するために適した複数種の基準検出器２２、検査検出器２３を用意しておき、被検体Ｍに応じて交換して使用する。
ここで、検出器毎にインピーダンスが異なるが、可変抵抗設定工程Ｓ１において分配比γを調整して、検出器のインピーダンスに応じて差分電圧（Ｅ２−Ｅ１）が大きくなるように設定することができるので、複数の検出器のそれぞれに対して適切な状態で検査することが可能となる。
【００６４】
以上のように、交流ブリッジ回路２０の２辺を分配比γが可変な可変抵抗２１で構成することにより、差分電圧（Ｅ２−Ｅ１）の調整ができるので、表面特性検査装置１を複数種の検出器、被検体に対応可能な汎用性が高い装置とすることができる。
そして、本回路構成では、分配比γを調整して、基準検出器２２、検査検出器２３に流れる励磁電流ｉ1、ｉ2の割合に大きな差を持たせることができるので、表面処理状態の検査で必要な、被検体Ｍの電磁気特性に起因する成分Ａをより大きくすることも可能である。
【００６５】
（変更例）
図５に示すように、交流ブリッジ回路２０の回路構成として、増幅器３１が点Ａ及び点Ｂに接続され、交流電源１０が点Ｃ及び点Ｄに接続される構成を採用することもできる。
【００６６】
可変抵抗設定工程Ｓ２は、２つの基準検体Ｓを基準検出器２２及び検査検出器２３にそれぞれ当接させた状態で調整を行うこともできる。この方法によっても、交流ブリッジ回路２０からの電圧振幅出力またはＬＰＦ３３からの電圧出力が大きくなるように可変抵抗２１の分配比γを調整することにより、検出感度が高くなる場合がある。可変抵抗２１は、検査すべき被検体の種類、表面処理の種類等に応じて、検査検出器２３に基準検体Ｓ又は参照検体を当接させた状態で、検出感度が高くなるように適宜分配比γを設定するのが良い。
【００６７】
検査状態判断工程Ｓ８を実施しない場合には、表面特性検査装置１は位相比較器３４を省略することができる。また、位相比較器３４、周波数調整器３５または表示手段３７は、判断手段３６に内蔵させるなど一体的に設けることもできる。
【００６８】
被検体Ｍの測定時の交流ブリッジ回路２０からの出力が十分に大きい場合には、可変抵抗設定工程Ｓ２、周波数設定工程Ｓ３を省略することもできる。周波数設定工程Ｓ３を省略する場合には、表面特性検査装置１は周波数調整器３５を省略することができる。
【００６９】
基準検出器２２及び検査検出器２３は、表面処理状態の変化に伴う磁気変化を高精度に検出できるものであれば、各種検出器を採用することができる。
【００７０】
磁気センサ４０のコア４１は、被検体Ｍの表面形状に沿って接触可能に構成することができる。例えば、被検体Ｍの外形形状が円筒形状である場合には、コア４１が被検体Ｍに接触する部分を円筒面に沿った形状にすることができる。これにより、十分なコア４１と被検体Ｍとの接触面積を確保することができるとともに、被検体と磁気センサとの間での磁気の減衰、漏洩を防ぐことができる。
【００７１】
［実施形態の効果］
本発明の実施形態による表面特性検査装置１では、交流ブリッジ回路２０が、分配比γが可変に構成された可変抵抗２１、表面処理状態が良好であると保証されている基準検体Ｓの磁気的特性を検出する基準検出器２２及び表面処理状態の良否を判定する被検体Ｓの磁気的特性を検出する検査検出器２３を備えている。交流ブリッジ回路２０は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、基準検出器２２及び検査検出器２３により非平衡状態のブリッジ回路として構成されている。
本発明の表面特性検査装置１及び表面特性検査方法によれば、交流ブリッジ回路２０から出力された電圧値に基づいて、判断装置３０により被検体Ｍの表面処理状態の良否を判断するため、基準検体Ｓと常に比較しながら同じ測定環境で被検体Ｍの表面処理状態を検査することができ、簡単な回路構成で高精度の表面状態の検査が可能である。
交流ブリッジ回路２０の構成を採用することにより、温度補正、被検体の材質に応じた試験データの取得、残留応力分布などに対する装置出力の校正を行う必要がない。また、可変抵抗２１の分配比γ、交流電源１０の周波数が可変であるため、基準検出器２２、検査検出器２３のインピーダンスが変わっても回路を再設計する必要がない。
また、交流ブリッジ回路２０の２辺を分配比γが可変な可変抵抗２１で構成することにより、交流ブリッジ回路２０から出力が最大となるように分配比を調整して、最適な状態で検査することができるように設定することができるので、表面特性検査装置１を検査可能な被検体の種類、表面処理の種類などの範囲を拡げることができるとともに、複数種の検出器に対応可能な汎用性が高い装置とすることができる。
そして、周波数調整器３５により交流ブリッジ回路２０に供給する交流電力の周波数を変化させて交流ブリッジ回路２０から出力される電圧の振幅が最大となる周波数を設定する構成により、表面処理状態、形状などが異なりインピーダンスが異なる被検体Ｍに対応して交流ブリッジ回路２０からの出力を大きくする周波数を一度の操作により設定することができる。これにより、表面処理状態の変化に出力が敏感に対応し、検査の感度を向上させることができる。
以上より、ショットピーニング処理や熱処理、窒化処理などの表面処理を施した鋼材などの処理材の表面処理状態を、非破壊で精度よく検査することができるとともに汎用性が高い表面特性検査装置１及び表面特性検査方法を実現することができる。
【００７２】
なお、好ましい構成態様として、本発明を次のように構成することもできる。
１．本発明は、交流ブリッジ回路と、交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流電源と、交流ブリッジ回路からの出力信号に基づいて、被検体の表面処理状態の良否を判断する判断装置と、を備え、交流ブリッジ回路は、第１の抵抗と第２の抵抗とに分配比が可変に構成された可変抵抗と、表面処理状態が良好な基準検体の磁気的特性を検出するための第１の磁気センサを備えた基準検出器と、表面処理状態の良否を検査すべき被検体の磁気的特性を検出するための第２の磁気センサを備えた検査検出器とを有し、第１の抵抗、第２の抵抗、基準検出器及び検査検出器はブリッジ回路を構成し、判断装置は、交流ブリッジ回路に交流電力が供給され、第１の磁気センサが基準検体の磁気的特性を検出し、第２の磁気センサが被検体の磁気的特性を検出している状態における交流ブリッジ回路からの出力信号に基づいて、被検体の表面処理状態の良否を判断する、という特徴を備えている。
【００７３】
上記１に記載の発明によれば、交流ブリッジ回路から出力された出力信号に基づいて、判断装置により被検体の表面処理状態の良否を判断するため、基準検体と常に比較しながら同じ測定環境で被検体の表面処理状態を検査することができ、簡単な回路構成で高精度の表面状態の検査が可能である。交流ブリッジ回路の構成を採用することにより、温度補正、被検体の材質に応じた試験データの取得、残留応力分布などに対する装置出力の校正を行う必要がない。また、可変抵抗の分配比が可変であるため、基準検出器、検査検出器のインピーダンスが変わっても回路を再設計する必要がない。
以上より、ショットピーニング処理や熱処理、窒化処理などの表面処理を施した鋼材などの処理材の表面処理状態を、非破壊で精度よく検査することができるとともに汎用性が高い表面特性検査装置を実現することができる。
【００７４】
２．また、本発明は、上記１に記載の表面特性検査装置において、更に、交流電源から供給する交流電力の周波数を調整し、設定する周波数調整器を備えている。
上記２に記載の発明によれば、交流電源から供給する交流電力の周波数も調整することができるので、基準検出器、検査検出器のより広汎なインピーダンスの変化にも対応することができる。
３．また、本発明は、上記２に記載の表面特性検査装置において、周波数調整器が、第１の磁気センサが基準検体の磁気的特性を検出し、第２の磁気センサが表面処理を施していない検体または表面処理状態が不良な検体である参照検体の磁気的特性を検出している状態において、交流ブリッジ回路からの出力信号の振幅が大きくなるように周波数が設定されるように構成されている。
【００７５】
上記３に記載の発明によれば、周波数調整器により交流ブリッジ回路に供給する交流電力の周波数を変化させて交流ブリッジ回路から出力される信号の振幅が大きくなる周波数を設定する構成を有するので、表面処理状態、形状などが異なりインピーダンスが異なる被検体に対応して交流ブリッジ回路からの出力を大きくする周波数を一度の操作により設定することができる。これにより、表面処理状態の変化に出力が敏感に対応し、検査の感度を向上させることができる。
【００７６】
４．また、本発明は、上記３に記載の表面特性検査装置において、可変抵抗が、その分配比が、第１の磁気センサが基準検体の磁気的特性を検出し、第２の磁気センサが表面処理を施していない検体または表面処理状態が不良な検体である参照検体の磁気的特性を検出している状態において、交流ブリッジ回路からの出力信号の振幅が大きくなるように設定されるように構成されている。
【００７７】
上記４に記載の発明によれば、交流ブリッジ回路の２辺を分配比が可変な可変抵抗で構成することにより、交流ブリッジ回路から出力が大きくなるように分配比を調整して、適切な状態で検査することができるように設定することができるので、表面特性検査装置を適用することができる被検体の種類、表面処理の種類などの範囲を拡げることができるとともに、複数種の検出器に対応可能な汎用性が高い装置とすることができる。
【００７８】
５．また、本発明は、上記４に記載の表面特性検査装置において、更に、交流電源から供給される交流電力の波形と交流ブリッジ回路からの出力信号波形の位相差を検出する位相比較器を備え、判断装置は、位相比較器により検出された位相差に基づいて、検査が良好に行われているか否かを判断するという構成を有する。
【００７９】
上記５に記載の発明によれば、位相比較器により、交流電源から供給される交流電力と交流ブリッジ回路の出力との位相差を検出することができる。この位相差をモニターすることにより、検査状態が良好であるか否かを判断することができる。例えば、交流ブリッジ回路からの出力が同じでも位相差が大きく変化した場合には、検査状態に変化があったおそれがあると判断することができる。
【００８０】
６．また、本発明は、上記５に記載の表面特性検査装置において、第１の磁気センサ及び第２の磁気センサは、夫々、磁性体からなるコアおよびこのコアに巻回されたコイルを備え、第２の磁気センサは、交流電源からの交流電力をコイルに供給することにより、コアおよび被検体の表面に閉磁路を形成して、被検体の電磁気特性を検出する、という構成を有する。
【００８１】
上記６に記載の発明によれば、第１の磁気センサ及び第２の磁気センサは、それらのコアと、被検体の表面が閉磁路を形成するので、被検体と磁気センサとの間での磁気の減衰、漏洩を防ぐことができる。これにより、基準検出器及び検査検出器による電磁気特性の検出感度を向上させることができ、表面処理状態に応じた電磁気特性の検出感度が向上するので、被検体の表面処理状態を非破壊で精度良く評価することができる。
【００８２】
７．また、本発明は、上記６に記載の表面特性検査装置において、更に、被検体を第２の磁気センサに当接させる箇所及び押付荷重を調整する被検体配置装置を有する。
【００８３】
上記７に記載の発明によれば、各検体を各磁気センサに当接させる位置、押付荷重を略同一に調整することができるので、各検体と各磁気センサの接触条件を揃えることができ、検査精度を向上させることができる。
【００８４】
８．また、本発明は、表面特性検査方法であって、第１の抵抗と第２の抵抗とに分配比が可変に構成された可変抵抗、表面処理状態が良好な基準検体の磁気的特性を検出するための第１の磁気センサを備えた基準検出器、及び表面処理状態の良否を判定すべき被検体の磁気的特性を検出するための第２の磁気センサを備えた検査検出器を有し、第１の抵抗、第２の抵抗、基準検出器、及び検査検出器により構成される交流ブリッジ回路と、交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流電源と、を準備する工程と、磁気的特性が検出されるように、基準検体を第１の磁気センサに当接または近接させると共に、被検体を第２の磁気センサに当接または近接させる検体配置工程と、交流電源から交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流供給工程と、交流ブリッジ回路から出力された出力信号に基づいて、被検体の表面処理状態の良否を判断する良否判断工程と、を備えている。
【００８５】
上記８に記載の発明によれば、交流ブリッジ回路から出力された信号に基づいて被検体の表面処理状態の良否を判断するため、基準検体と常に比較しながら同じ測定環境で被検体の表面処理状態を検査することができ、簡単な回路構成で高精度の表面状態の検査が可能である。交流ブリッジ回路の構成を採用することにより、温度補正、被検体の材質に応じた試験データの取得、残留応力分布などに対する装置出力の校正を行う必要がない。
また、可変抵抗の分配比が可変であるため、基準検出器、検査検出器のインピーダンスが変わっても回路を再設計する必要がない。
以上より、ショットピーニング処理や熱処理、窒化処理などの表面処理を施した鋼材などの処理材の表面処理状態を、非破壊で精度よく検査することができるとともに汎用性が高い表面特性検査方法を実現することができる。
【００８６】
９．また、本発明は、上記８に記載の表面特性検査方法において、更に、第１の磁気センサが基準検体の磁気的特性を検出し、第２の磁気センサが表面処理を施していない検体または表面処理状態が不良な検体である参照検体の磁気的特性を検出している状態において、交流電源から供給される交流電力の周波数を変化させ、交流ブリッジ回路から出力される信号の振幅が大きくなるように周波数を決定する周波数設定工程を備え、交流供給工程においては、周波数設定工程において決定された周波数の交流電力が供給される、という構成を備えている。
【００８７】
上記９に記載の発明によれば、交流ブリッジ回路に供給する交流電力の周波数を変化させて交流ブリッジ回路から出力される電圧の振幅が大きくなる周波数を設定することにより、表面処理状態、形状などが異なりインピーダンスが異なる被検体に対応して交流ブリッジ回路からの出力を大きくする周波数を一度の操作により設定することができる。これにより、表面処理状態の変化に出力が敏感に対応し、検査の感度を向上させることができる。
【００８８】
１０．また、本発明は、上記９に記載の表面特性検査方法において、更に、第１の磁気センサが基準検体の磁気的特性を検出し、第２の磁気センサが表面処理を施していない検体または表面処理状態が不良な検体である参照検体の磁気的特性を検出している状態において、可変抵抗を調整して出力が大きくなるように分配比を決定する可変抵抗設定工程を備え、交流供給工程においては、可変抵抗設定工程において決定された分配比となるように可変抵抗が設定される、という構成を備えている。
【００８９】
上記１０に記載の発明によれば、交流ブリッジ回路の２辺を分配比が可変な可変抵抗で構成することにより、交流ブリッジ回路からの出力が大きくなるように分配比を調整して、適切な状態で検査することができるように設定することができるので、表面特性検査装置を検査可能な被検体の種類、表面処理の種類などの範囲を拡げることができるとともに、複数種の検出器に対応可能な汎用性が高い装置とすることができる。
【００９０】
１１．また、本発明は、上記１０に記載の表面特性検査方法において、更に、第１の磁気センサが基準検体の磁気的特性を検出し、第２の磁気センサが表面処理を施していない検体または表面処理状態が不良な検体である参照検体の磁気的特性を検出している状態における交流ブリッジ回路からの出力信号、および、第１、第２の磁気センサが夫々基準検体の磁気的特性を検出している状態における交流ブリッジ回路からの出力信号に基づいて良否判断のしきい値を決定するしきい値設定工程を有し、良否判断工程においては、しきい値に基づいて被検体の表面処理状態の良否が判断される、という構成を備えている。
【００９１】
上記１１に記載の発明によれば、第２の磁気センサに基準検体及び参照検体の磁気的特性を検出している状態で交流ブリッジ回路から出力されたそれぞれの出力信号に基づいて、それぞれしきい値を設定し、良否判断工程における被検体の表面処理状態の良否判断に用いることができる。
【００９２】
１２．また、本発明は、上記１１に記載の表面特性検査方法において、更に、交流電源から供給される交流電力の波形と交流ブリッジ回路からの出力信号波形の位相差を検出し、検出された位相差に基づいて検査状態の良否を判断する検査状態判断工程を備えている。
【００９３】
上記１２に記載の発明によれば、検査状態判断工程により交流電源から供給される交流電力波形と交流ブリッジ回路から出力される信号波形の位相差を検出し、検出された位相差に基づいて検査状態の良否を判断することができる。例えば、交流ブリッジ回路からの出力が同じでも位相差が大きく変化した場合には、検査状態に変化があったおそれがあると判断することができる。
【００９４】
１３．また、本発明は、上記１２に記載の表面特性検査方法において、第１の磁気センサ及び第２の磁気センサは、夫々、磁性体からなるコアおよびこのコアに巻回されたコイルを備え、第２の磁気センサは、交流電源からの交流電力をコイルに供給することにより、コアおよび被検体の表面に閉磁路を形成して、被検体の電磁気特性を検出するように構成されている。
【００９５】
上記１３に記載の発明によれば、第１の磁気センサ及び第２の磁気センサは、コアが被検体の表面と閉磁路を形成するので、被検体と磁気センサとの間での磁気の減衰、漏洩を防ぐことができる。これにより、基準検出器及び検査検出器による電磁気特性の検出感度を向上させることができ、表面処理状態に応じた電磁気特性の検出感度が向上するので、被検体の表面処理状態を非破壊で精度良く評価することができる。
【００９６】
１４．また、本発明は、上記１３に記載の表面特性検査方法であって、検体配置工程において、第１の磁気センサと基準検体を当接させる押付荷重、及び、第２の磁気センサと参照検体又は被検体を当接させる押付荷重は、略同一に設定されている。
【００９７】
上記１４に記載の発明によれば、各検体を各磁気センサに当接させる押付荷重を略同一とし、各検体と各磁気センサの接触条件を揃えることができるので、検査精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９８】
１…表面特性検査装置
１０…交流電源
２０…交流ブリッジ回路
２１…可変抵抗
２２…基準検出器
２３…検査検出器
３０…判断装置
３１…増幅器
３２…絶対値回路
３３…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
３４…位相比較器
３５…周波数調整器
３６…判断手段
３７…表示手段
４０…磁気センサ
４１…コア
４２…コイル
Ｓ…基準検体
Ｍ…被検体
【図１】
2014066733.tif 000011
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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