(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物表面に複数存在する亀裂の平均亀裂深さを検出する方法であって、
上記複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となるように周波数ｆP を決定する工程と、
上記被測定物の表面に当接された電流入力端子に上記周波数ｆP の交流電流を供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により該電流供給時に発生する電位差ＶP を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記周波数ｆP の交流電流供給時に発生する電位差ＶPOを求める工程と、
上記電位差ＶP と上記電位差ＶPOとを比較し、下記式
ＶP ／ＶPO  ＝（Δ＋２ｎａ）／Δ
より、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａを求める工程と、
上記電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎを求め、該亀裂数ｎ及び上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａから平均亀裂深さａを求める工程とからなることを特徴とする亀裂深さの非破壊検査法。
【請求項２】
ある周波数ｆP で測定して求めた平均亀裂深さａの値と、その周波数ｆP に対応する表皮深さδの値とを比較し、ａの値とδの値とが異なる場合は、周波数ｆP を増減しながら繰り返し測定して平均亀裂深さａを求め、ａの値と測定時の周波数ｆP に対応する表皮深さδの値とが一致したときのａの値を信頼性の高い平均亀裂深さと判定することを特徴とする請求項１記載の亀裂深さの非破壊検査法。
【請求項３】
被測定物表面に複数存在する亀裂の平均亀裂深さを検出する方法であって、
上記複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２となるように周波数ｆQ を決定する工程と、
上記被測定物の表面に当接された電流入力端子に上記周波数ｆQ の交流電流を供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により該電流供給時に発生する電位差ＶQ を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記周波数ｆQ の交流電流供給時に発生する電位差ＶQOを求める工程と、
上記電位差ＶQ と上記電位差ＶQOとを比較し、下記式
ＶQ ／ＶQO＝（Δ＋２ａ）／Δ
より、平均亀裂深さａを求める工程とからなり、
ある周波数ｆQ で測定して求めた平均亀裂深さａの値と、その周波数ｆQ に対応する表皮深さδの値とを比較し、ａの値とδの値とが異なる場合は、周波数ｆQ を増減しながら繰り返し測定して平均亀裂深さａを求め、ａの値と測定時の周波数ｆQ に対応する表皮深さδの値とが一致したときのａの値を信頼性の高い平均亀裂深さと判定することを特徴とする亀裂深さの非破壊検査法。
【請求項４】
被測定物表面に複数存在する亀裂の亀裂数を検出する方法であって、
上記複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となるように周波数ｆP を決定する工程と、
上記被測定物の表面に当接された電流入力端子に上記周波数ｆP の交流電流を供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により該電流供給時に発生する電位差ＶP を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記周波数ｆP の交流電流供給時に発生する電位差ＶPOを求める工程と、
上記電位差ＶP と上記電位差ＶPOとを比較し、下記式
ＶP ／ＶPO＝（Δ＋２ｎａ）／Δ
より、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａを求める工程と、
上記平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２となるように周波数ｆQ を決定する工程と、
上記被測定物の表面に当接された電流入力端子に上記周波数ｆQ の交流電流を供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により該電流供給時に発生する電位差ＶQ を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記周波数ｆQ の交流電流供給時に発生する電位差ＶQOを求める工程と、
上記電位差ＶQ と上記電位差ＶQOとを比較し、下記式
ＶQ ／ＶQO＝（Δ＋２ａ）／Δ
より、平均亀裂深さａを求める工程と、
上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａ及び上記平均亀裂深さａから亀裂数ｎを求める工程とからなることを特徴とする亀裂数の非破壊検査法。
【請求項５】
被測定物表面に複数存在する亀裂の平均亀裂深さを検出する方法であって、
上記複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となる範囲の異なる周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…の交流電流を上記被測定物の表面に当接された電流入力端子にそれぞれ供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により、上記各電流供給時に発生する電位差ＶP1，ＶP2，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…及び上記電位差ＶP1，ＶP2，…より、電位差ＶP の周波数依存性を調べて、ＶP とｆP 1/2 の傾きＫP を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記各周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…の交流電流供給時に発生する電位差ＶPO1 ，ＶPO2 ，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…及び上記電位差ＶPO1 ，ＶPO2 ，…より、電位差ＶPOの周波数依存性を調べて、ＶPOとｆP 1/2 の傾きＫPOを求める工程と、
上記ＶP とｆP 1/2 の傾きＫP と上記ＶPOとｆP 1/2 の傾きＫPOとを比較し、下記式
ＫP ／ＫPO＝（Δ＋２ｎａ）／Δ
より、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａを求める工程と、
上記電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎを求め、該亀裂数ｎ及び上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａから平均亀裂深さａを求める工程とからなることを特徴とする亀裂深さの非破壊検査法。
【請求項６】
被測定物表面に複数存在する亀裂の平均亀裂深さを検出する方法であって、
上記複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２となる範囲の異なる周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…の交流電流を上記被測定物の表面に当接された電流入力端子にそれぞれ供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により、上記各電流供給時に発生する電位差ＶQ1，ＶQ2，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…及び上記電位差ＶQ1，ＶQ2，…より、電位差ＶQ の周波数依存性を調べて、ＶQ とｆQ 1/2 の傾きＫQ を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記各電流供給時に発生する電位差ＶQO1 ，ＶQO2 ，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…及び上記電位差ＶQO1 ，ＶQO2 ，…より、電位差ＶQOの周波数依存性を調べて、ＶQOとｆQ 1/2 の傾きＫQOを求める工程と、
上記ＶQ とｆQ 1/2 の傾きＫQ と上記ＶQOとｆQ 1/2 の傾きＫQOとを比較し、下記式
ＫQ ／ＫQO＝（Δ＋２ａ）／Δ
より、平均亀裂深さａを求める工程とからなることを特徴とする亀裂深さの非破壊検査法。
【請求項７】
被測定物表面に複数存在する亀裂の亀裂数を検出する方法であって、
上記複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となる範囲の異なる周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…の交流電流を上記被測定物の表面に当接された電流入力端子にそれぞれ供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により、上記各電流供給時に発生する電位差ＶP1，ＶP2，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…及び上記電位差ＶP1，ＶP2，…より、電位差ＶP の周波数依存性を調べて、ＶP とｆP 1/2 の傾きＫP を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記各周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…の交流電流供給時に発生する電位差ＶPO1 ，ＶPO2 ，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…及び上記電位差ＶPO1 ，ＶPO2 ，…より、電位差ＶPOの周波数依存性を調べて、ＶPOとｆP 1/2 の傾きＫPOを求める工程と、
上記ＶP とｆP 1/2 の傾きＫP と上記ＶPOとｆP 1/2 の傾きＫPOとを比較し、下記式
ＫP ／ＫPO＝（Δ＋２ｎａ）／Δ
より、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａを求める工程と、
上記平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２となる範囲の異なる周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…の交流電流を上記被測定物の表面に当接された電流入力端子にそれぞれ供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により、上記各電流供給時に発生する電位差ＶQ1，ＶQ2，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…及び上記電位差ＶQ1，ＶQ2，…より、電位差ＶQ の周波数依存性を調べて、ＶQ とｆQ 1/2 の傾きＫQ を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記各電流供給時に発生する電位差ＶQO1 ，ＶQO2 ，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…及び上記電位差ＶQO1 ，ＶQO2 ，…より、電位差ＶQOの周波数依存性を調べて、ＶQOとｆQ 1/2 の傾きＫQOを求める工程と、
上記ＶQ とｆQ 1/2 の傾きＫQ と上記ＶQOとｆQ 1/2 の傾きＫQOとを比較し、下記式
ＫQ ／ＫQO＝（Δ＋２ａ）／Δ
より、平均亀裂深さａを求める工程と、
上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａ及び上記平均亀裂深さａから亀裂数ｎを求める工程とからなることを特徴とする亀裂数の非破壊検査法。
【請求項８】
前記被測定物は焼結体よりなり、該焼結体の原料粉末の平均粒子径から前記亀裂の亀裂間隔ｂを求め、かつ、該焼結体の原料粉末の平均粒子径と前記電位差測定探触子の間隔Δとから前記電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎを求めることを特徴とする請求項１、２又は５記載の亀裂深さの非破壊検査法。
【請求項９】
前記被測定物は焼結体よりなり、該焼結体の原料粉末の平均粒子径から前記亀裂の亀裂間隔ｂを求めることを特徴とする請求項３又は６記載の亀裂深さの非破壊検査法。
【請求項１０】
前記被測定物は焼結体よりなり、該焼結体の原料粉末の平均粒子径から前記亀裂の亀裂間隔ｂを求めることを特徴とする請求項４又は７記載の亀裂数の非破壊検査法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、亀裂深さの非破壊検査法及び亀裂数の非破壊検査法に関し、詳しくは、交流電位差法を利用して、被測定物表面に複数存在する亀裂の平均亀裂深さ及び亀裂数を検出する方法に関する。本発明方法は、特に焼結鍛造材の未焼結部に代表されるように、被測定物表面に複数存在する微小な亀裂の平均亀裂深さを検出する際に好適に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非常に微小な亀裂が複数分布するような表面欠陥、例えば焼結鍛造材の未焼結部にみられるような表面欠陥について、その亀裂深さを定量的に把握する方法としては、断面研磨試料の光学顕微鏡観察や、あるいは静的破面のＳＥＭ観察などの破壊検査法に限定されていた。
【０００３】
しかし、このような試料の破壊を伴う破壊検査法は、量産品の品質チェックや品質管理には適用することが困難である。また上記従来の各破壊検査法により例えば焼結鍛造部材の未焼結部を検査する場合、以下に示す欠点がある。すなわち、光学顕微鏡観察の場合、酸化が顕著な部分については断面の研磨試料を光学顕微鏡で観察することが可能であるが、このような部分は未焼結部の一部に過ぎない。このため、光学顕微鏡観察により、未焼結部の全体像を捕らえることはできない。一方、静的破面のＳＥＭ観察の場合、例えば断面積に占める未焼結部の面積率を測定することにより、未焼結部の量を定量的に計測することは可能であるが、試料内で一つの破断面の計測はできても試料全体にわたる欠陥の分布をこの方法で計測することはきわめて困難である。
【０００４】
そこで、試料の破壊を伴わない非破壊検査法の適用が考えられる。亀裂深さの定量的な非破壊検査法としては、交流電位差法が提案されている。例えば、Ｍａｔｅｒｉａｌｐｒｕｅｆｕｎｇ  ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．７／８，ＰＰ２１２〜２１７（１９９３）には、微小表面疲れ亀裂の測定に交流電位差法を適用した報告例がある。この交流電位差法は、疲労亀裂を導入した金属試験片に交流電流を流し、亀裂をはさんで位置する２点間の電位差を計測し、亀裂に沿って交流電流が迂回して流れることによる電気抵抗の変化を電位差の変化として検出することにより、亀裂の長さを測定する方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記文献の報告例は、交流電位差法を応力拡大係数の評価に利用するもので、単一の大きな亀裂（数ｍｍオーダー）を検査する場合に限定されている。すなわち、交流電位差法を利用して、焼結鍛造材の未焼結部に代表されるような非常に微細な亀裂が複数分布する表面欠陥について、その亀裂深さを定量的に検出する試みは従来なされていなかった。また、疲労強度を推定するには、亀裂深さとともに亀裂数も考慮する必要があるが、それも検出されていなかった。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、交流電位差法を利用して、微細な亀裂が複数分布するような表面欠陥について、亀裂の平均亀裂深さ及び亀裂数を定量的に検査することができる亀裂深さの非破壊検査法及び亀裂数の非破壊検査法を創出することを解決すべき技術課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記課題を解決する請求項１記載の亀裂深さの非破壊検査法は、被測定物表面に複数存在する亀裂の平均亀裂深さを検出する方法であって、
上記複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となるように周波数ｆＰ  を決定する工程と、
上記被測定物の表面に当接された電流入力端子に上記周波数ｆＰ  の交流電流を供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により該電流供給時に発生する電位差ＶＰ  を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記周波数ｆＰ  の交流電流供給時に発生する電位差ＶＰＯを求める工程と、
上記電位差ＶＰ  と上記電位差ＶＰＯとを比較し、下記式
ＶＰ  ／ＶＰＯ    ＝（Δ＋２ｎａ）／Δ
より、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａを求める工程と、
上記電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎを求め、該亀裂数ｎ及び上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａから平均亀裂深さａを求める工程とからなることを特徴とするものである。
【０００８】
（２）請求項１に記載された亀裂深さの非破壊検査法の好適な態様において、ある周波数ｆＰ  で測定して求めた平均亀裂深さａの値と、その周波数ｆＰ  に対応する表皮深さδの値とを比較し、ａの値とδの値とが異なる場合は、周波数ｆＰ  を増減しながら繰り返し測定して平均亀裂深さａを求め、ａの値と測定時の周波数ｆＰ  に対応する表皮深さδの値とが一致したときのａの値を信頼性の高い平均亀裂深さと判定する。
【０００９】
（３）上記課題を解決する請求項３記載の亀裂深さの非破壊検査法は、被測定物表面に複数存在する亀裂の平均亀裂深さを検出する方法であって、
上記複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２となるように周波数ｆQ を決定する工程と、
上記被測定物の表面に当接された電流入力端子に上記周波数ｆQ の交流電流を供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により該電流供給時に発生する電位差ＶQ を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記周波数ｆQ の交流電流供給時に発生する電位差ＶQOを求める工程と、
上記電位差ＶQ と上記電位差ＶQOとを比較し、下記式
ＶQ ／ＶQO＝（Δ＋２ａ）／Δ
より、平均亀裂深さａを求める工程とからなり、
ある周波数ｆQ で測定して求めた平均亀裂深さａの値と、その周波数ｆQ に対応する表皮深さδの値とを比較し、ａの値とδの値とが異なる場合は、周波数ｆQ を増減しながら繰り返し測定して平均亀裂深さａを求め、ａの値と測定時の周波数ｆQ に対応する表皮深さδの値とが一致したときのａの値を信頼性の高い平均亀裂深さと判定することを特徴とするものである。
【００１１】
（４）上記課題を解決する請求項４記載の亀裂数の非破壊検査法は、被測定物表面に複数存在する亀裂の亀裂数を検出する方法であって、
上記複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となるように周波数ｆP を決定する工程と、
上記被測定物の表面に当接された電流入力端子に上記周波数ｆP の交流電流を供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により該電流供給時に発生する電位差ＶP を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記周波数ｆP の交流電流供給時に発生する電位差ＶPOを求める工程と、
上記電位差ＶP と上記電位差ＶPOとを比較し、下記式
ＶP ／ＶPO＝（Δ＋２ｎａ）／Δ
より、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａを求める工程と、
上記平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２となるように周波数ｆQ を決定する工程と、
上記被測定物の表面に当接された電流入力端子に上記周波数ｆQ の交流電流を供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により該電流供給時に発生する電位差ＶQ を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記周波数ｆQ の交流電流供給時に発生する電位差ＶQOを求める工程と、
上記電位差ＶQ と上記電位差ＶQOとを比較し、下記式
ＶQ ／ＶQO＝（Δ＋２ａ）／Δ
より、平均亀裂深さａを求める工程と、
上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａ及び上記平均亀裂深さａから亀裂数ｎを求める工程とからなることを特徴とするものである。
【００１２】
（５）上記課題を解決する請求項５記載の亀裂深さの非破壊検査法は、被測定物表面に複数存在する亀裂の平均亀裂深さを検出する方法であって、
上記複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となる範囲の異なる周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…の交流電流を上記被測定物の表面に当接された電流入力端子にそれぞれ供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により、上記各電流供給時に発生する電位差ＶP1，ＶP2，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…及び上記電位差ＶP1，ＶP2，…より、電位差ＶP の周波数依存性を調べて、ＶP とｆP 1/2 の傾きＫP を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記各周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…の交流電流供給時に発生する電位差ＶPO1 ，ＶPO2 ，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…及び上記電位差ＶPO1 ，ＶPO2 ，…より、電位差ＶPOの周波数依存性を調べて、ＶPOとｆP 1/2 の傾きＫPOを求める工程と、
上記ＶP とｆP 1/2 の傾きＫP と上記ＶPOとｆP 1/2 の傾きＫPOとを比較し、下記式
ＫP ／ＫPO＝（Δ＋２ｎａ）／Δ
より、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａを求める工程と、
上記電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎを求め、該亀裂数ｎ及び上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａから平均亀裂深さａを求める工程とからなることを特徴とするものである。
【００１３】
（６）上記課題を解決する請求項６記載の亀裂深さの非破壊検査法は、被測定物表面に複数存在する亀裂の平均亀裂深さを検出する方法であって、
上記複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２となる範囲の異なる周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…の交流電流を上記被測定物の表面に当接された電流入力端子にそれぞれ供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により、上記各電流供給時に発生する電位差ＶQ1，ＶQ2，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…及び上記電位差ＶQ1，ＶQ2，…より、電位差ＶQ の周波数依存性を調べて、ＶQ とｆQ 1/2 の傾きＫQ を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記各電流供給時に発生する電位差ＶQO1 ，ＶQO2 ，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…及び上記電位差ＶQO1 ，ＶQO2 ，…より、電位差ＶQOの周波数依存性を調べて、ＶQOとｆQ 1/2 の傾きＫQOを求める工程と、
上記ＶQ とｆQ 1/2 の傾きＫQ と上記ＶQOとｆQ 1/2 の傾きＫQOとを比較し、下記式
ＫQ ／ＫQO＝（Δ＋２ａ）／Δ
より、平均亀裂深さａを求める工程とからなることを特徴とするものである。
【００１４】
（７）上記課題を解決する請求項７記載の亀裂数の非破壊検査法は、被測定物表面に複数存在する亀裂の亀裂数を検出する方法であって、
上記複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となる範囲の異なる周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…の交流電流を上記被測定物の表面に当接された電流入力端子にそれぞれ供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により、上記各電流供給時に発生する電位差ＶP1，ＶP2，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…及び上記電位差ＶP1，ＶP2，…より、電位差ＶP の周波数依存性を調べて、ＶP とｆP 1/2 の傾きＫP を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記各周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…の交流電流供給時に発生する電位差ＶPO1 ，ＶPO2 ，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…及び上記電位差ＶPO1 ，ＶPO2 ，…より、電位差ＶPOの周波数依存性を調べて、ＶPOとｆP 1/2 の傾きＫPOを求める工程と、
上記ＶP とｆP 1/2 の傾きＫP と上記ＶPOとｆP 1/2 の傾きＫPOとを比較し、下記式
ＫP ／ＫPO＝（Δ＋２ｎａ）／Δ
より、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａを求める工程と、
上記平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２となる範囲の異なる周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…の交流電流を上記被測定物の表面に当接された電流入力端子にそれぞれ供給し、上記電流入力端子間で上記被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により、上記各電流供給時に発生する電位差ＶQ1，ＶQ2，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…及び上記電位差ＶQ1，ＶQ2，…より、電位差ＶQ の周波数依存性を調べて、ＶQ とｆQ 1/2 の傾きＫQ を求める工程と、
上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記各電流供給時に発生する電位差ＶQO1 ，ＶQO2 ，…をそれぞれ求め、上記周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…及び上記電位差ＶQO1 ，ＶQO2 ，…より、電位差ＶQOの周波数依存性を調べて、ＶQOとｆQ 1/2 の傾きＫQOを求める工程と、
上記ＶQ とｆQ 1/2 の傾きＫQ と上記ＶQOとｆQ 1/2 の傾きＫQOとを比較し、下記式
ＫQ ／ＫQO＝（Δ＋２ａ）／Δ
より、平均亀裂深さａを求める工程と、
上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａ及び上記平均亀裂深さａから亀裂数ｎを求める工程とからなることを特徴とするものである。
【００１５】
（８）請求項１、２又は５に記載された亀裂深さの非破壊検査法の好適な態様において、前記被測定物は焼結体よりなり、該焼結体の原料粉末の平均粒子径から前記亀裂の亀裂間隔ｂを求め、かつ、該焼結体の原料粉末の平均粒子径と前記電位差測定探触子の間隔Δとから前記電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎを求める。
【００１６】
（９）請求項３又は６に記載された亀裂深さの非破壊検査法の好適な態様において、前記被測定物は焼結体よりなり、該焼結体の原料粉末の平均粒子径から前記亀裂の亀裂間隔ｂを求める。
（１０）請求項４又は７に記載された亀裂数の非破壊検査法の好適な態様において、前記被測定物は焼結体よりなり、該焼結体の原料粉末の平均粒子径から前記亀裂の亀裂間隔ｂを求める。
【００１７】
【作用】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る亀裂深さ又は亀裂数の非破壊検査法の作用について説明する。
本発明に係る亀裂深さ又は亀裂数の非破壊検査法は、図１に示すように、亀裂が複数分布するような被測定物の表面欠陥について、亀裂の平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係に応じて、異なる方法により亀裂の平均亀裂深さ又は亀裂数を検出する。
【００１８】
ここで、表皮深さδは、自然対数の底をｅとして、電流密度が最表面の値の１／ｅになる深さを示す。この表皮深さδは、周波数ｆ、透磁率μ、電気伝導度σにより下記数１式のように表される。したがって、表皮深さδの値は、供給する交流電流の周波数ｆを調整することにより調整することができる。
【００１９】
【数１】
0003565970.tif 000002
【００２０】
また、電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定した場合、該電位差測定探触子により測定される電位差ＶＯ  は、電位差測定探触子の間隔をΔ、被測定物の表面に当接された電流入力端子に供給される交流電流の電流路の幅をｗ、電気抵抗をＲ、電気抵抗率をＲＯ  とすれば、下記数２式のように表される。
【００２１】
【数２】
0003565970.tif 000003
【００２２】
（１）請求項１記載の亀裂深さの非破壊検査法は、亀裂の平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２を満たす場合のものである。すなわち、請求項１記載の方法では、複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となるように上記数１式より周波数ｆＰ  を決定する。そして、被測定物の表面に当接された電流入力端子に上記周波数ｆＰ  の交流電流を供給し、この時発生する電位差ＶＰ  を、電流入力端子間で被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により求める。
【００２３】
ここで請求項１記載の方法では、亀裂の平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２を満たす周波数ｆＰ  の交流電流を供給しているので、図２に示すように、表皮効果により、電流は被測定物の表面及び亀裂の表面に沿ってのみ流れる（図２中、黒く帯状に示した部分が電流が流れる部分である。）。このため、亀裂の平均亀裂深さａ、電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎとすると、上記数２式のΔは（Δ＋２ｎａ）となる。したがって、上記電位差測定探触子により求められた電位差ＶＰ  は、下記数３式により表される。
【００２４】
【数３】
0003565970.tif 000004
【００２５】
一方、上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記周波数ｆＰ  の交流電流供給時に発生する電位差ＶＰＯを求めれば、上記電位差ＶＰ  と、この電位差ＶＰＯとの比Ｖｎｏｒｍａｌｉｚｅｄは、下記式のように表される。
Ｖｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ＝ＶＰ  ／ＶＰＯ＝（Δ＋２ｎａ）／Δ
したがって、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａは、下記数４式のように表される。
【００２６】
【数４】
0003565970.tif 000005
【００２７】
そして、上記電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎを求め、該亀裂数ｎ及び上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａから平均亀裂深さａを求めることができる。
（２）請求項１記載の方法において、ある周波数ｆＰ  に対応する表皮深さδの値と、その周波数を用いて測定された平均亀裂深さａの値とが一致するとき、このときのａの値と実際の亀裂深さとがよく対応することが実験的にわかった。この理由については不明だが、亀裂深さと同等の表皮深さδとなる周波数ｆＰ  で測定すると、常に亀裂深さと電流路の相対的関係が同じ条件になるためと考えられる。
【００２８】
したがって、まず、ある周波数ｆＰ  で測定し、その結果得られた平均亀裂深さａの値と、その周波数ｆＰ  に対応する表皮深さδの値とを比較し、ａの値とδの値とが一致するまで、周波数ｆＰ  を増減しながら繰り返し測定することにより、信頼性の高い平均亀裂深さａの値を求めることができる。
なお、ａの値とδの値とが一致するとは、許容誤差の範囲内に入ることである。
【００２９】
（３）請求項３記載の亀裂深さの非破壊検査法は、亀裂の平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２を満たす場合のものである。すなわち、請求項３記載の方法では、複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２となるように上記数１式より周波数ｆＱ  を決定する。そして、被測定物の表面に当接された電流入力端子に上記周波数ｆＱ  の交流電流を供給し、この時発生する電位差ＶＱ  を、電流入力端子間で被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子により求める。
【００３０】
ここで請求項３記載の方法では、亀裂の平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２を満たす周波数ｆＱ  の交流電流を供給しているので、図３に示すように、電流は亀裂を避けて流れるようになる（図３中、黒く帯状に示した部分が電流が流れる部分である。）。すなわち、亀裂間隔が相対的に狭いため、隣接する亀裂表面の表皮効果が互いに干渉し合って電流が亀裂表面に沿って流れ難くなる。このため、電流は被測定物の表面から両端に位置する亀裂の外側表面に沿って流れるとともに、各亀裂の最深部を結んだ直線に沿って流れることとなる。したがって、上記数２式のΔは、電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎにかかわらず亀裂の平均亀裂深さａのみが関与して、（Δ＋２ａ）となる。したがって、上記電位差測定探触子により求められた電位差ＶＱ  は、下記数５式により表される。
【００３１】
【数５】
0003565970.tif 000006
【００３２】
一方、上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記周波数ｆＱ  の交流電流供給時に発生する電位差ＶＱＯを求めれば、上記電位差ＶＱ  と、この電位差ＶＱＯとの比Ｖｎｏｒｍａｌｉｚｅｄは、下記式のように表される。
Ｖｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ＝ＶＱ  ／ＶＱＯ＝（Δ＋２ａ）／Δ
したがって、平均亀裂深さａは、下記数６式により求めることができる。
【００３３】
【数６】
0003565970.tif 000007
【００３４】
このように請求項３記載の方法では、電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎを求めることなく（亀裂数ｎが未知の場合でも）、電位差測定探触子間に存在する亀裂の平均亀裂深さａを求めることができる。
そして、この請求項３記載の方法においても、請求項１記載の方法と同様に、ある周波数ｆQ に対応する表皮深さδの値と、その周波数を用いて測定された平均亀裂深さａの値とが一致するとき、このときのａの値と実際の亀裂深さとがよく対応することが実験的にわかった。
【００３５】
したがって、まず、ある周波数ｆＱ  で測定し、その結果得られた平均亀裂深さａの値と、その周波数ｆＱ  に対応する表皮深さδの値とを比較し、ａの値とδの値とが一致するまで、周波数ｆＱ  を増減しながら繰り返し測定することにより、信頼性の高い平均亀裂深さａの値を求めることができる。
なお、ａの値とδの値とが一致するとは、許容誤差の範囲内に入ることである。
【００３６】
（４）請求項４記載の亀裂数の非破壊検査法は、基本的には請求項１記載の方法の要部及び請求項３記載の方法の要部を併用するものである。すなわち、まず請求項１記載の方法と同様に、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａを求める。そして、請求項３記載の方法と同様に平均亀裂深さａを求め、このａの値と上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａの値とから、亀裂数ｎを求めることができる。
【００３７】
このように、請求項４記載の方法によれば、電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎが未知の場合でも、該亀裂数ｎの値を求めることができる。
（５）請求項５記載の亀裂深さの非破壊検査法は、亀裂の平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２を満たす場合のものである。すなわち、請求項５記載の方法では、複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となる範囲の異なる周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…の交流電流を被測定物の表面に当接された電流入力端子にそれぞれ供給し、この時発生する電位差ＶP1，ＶP2，…を、電流入力端子間で被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子によりそれぞれ求める。そして、上記周波数ｆP1 ,ｆP2 ,…及び上記電位差ＶP1，ＶP2，…より、電位差ＶP の周波数依存性を調べ、ＶP とｆP 1/2 の傾きＫP を求める。すなわち、ｆP 1/2 をｘ軸とし、ＶP をｙ軸とした場合の直線の傾きＫP を求める。なお、ｆP 1/2 をｘ軸とし、ＶP をｙ軸とした場合の直線の傾きは、前記数３式で表される直線の傾き（前記数３式の下線部で示す部分）と一致する。
【００３８】
一方、上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記各周波数ｆＰ１  ，ｆＰ２  ，…の交流電流供給時に発生する電位差ＶＰＯ１，ＶＰＯ２  ，…をそれぞれ求める。そして、上記周波数ｆＰ１  ，ｆＰ２  ，…及び上記電位差ＶＰＯ１，ＶＰＯ２  ，…より、電位差ＶＰＯの周波数依存性を調べ、ＶＰＯとｆＰ  １／２  の傾きＫＰＯを求める。すなわち、ｆＰ  １／２  をｘ軸とし、ＶＰＯをｙ軸とした場合の直線の傾きＫＰＯを求める。なお、ｆＰ  １／２  をｘ軸とし、ＶＰＯをｙ軸とした場合の直線の傾きは、前記数２式で表される直線の傾き（前記数２式の下線部で示す部分）と一致する。
【００３９】
ここで請求項５記載の方法では、請求項１記載の方法と同様に、亀裂の平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２を満たす周波数ｆの交流電流を供給しているので、表皮効果により、電流は被測定物の表面及び亀裂の表面に沿ってのみ流れる。このため、上記ＶP とｆP 1/2 の傾きＫP と上記ＶPOとｆP 1/2 の傾きＫPOの比は、前記数２式及び前記数３式より、下記式のように表される。
【００４０】
ＫＰ  ／ＫＰＯ＝（Δ＋２ｎａ）／Δ（＝Ｖｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ＝Ｖ／ＶＯ  ）
したがって、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａは、下記数７式のように表される。
【００４１】
【数７】
0003565970.tif 000008
【００４２】
そして、上記電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎを求め、該亀裂数ｎ及び上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａから平均亀裂深さａを求めることができる。
このように請求項５記載の方法では、周波数を複数変えて電位差測定を行い、得られた電位差の周波数依存性から平均亀裂深さａを求めるものであるから、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係から計算上求めた１点の周波数で電位差測定を行う請求項１記載の方法と比べて、信頼性が向上する。
【００４３】
（６）請求項６記載の亀裂深さの非破壊検査法は、亀裂の平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２を満たす場合のものである。すなわち、請求項６記載の方法では、複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂを求め、該平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２となる範囲の異なる周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…の交流電流を被測定物の表面に当接された電流入力端子にそれぞれ供給し、この時発生する電位差ＶQ1，ＶQ2，…を、電流入力端子間で被測定物の表面に所定の間隔Δで当接された電位差測定探触子によりそれぞれ求める。そして、上記周波数ｆQ1 ,ｆQ2 ,…及び上記電位差ＶQ1，ＶQ2，…より、電位差ＶQ の周波数依存性ＫQ を調べ、ＶQ とｆQ  1/2の傾きＫQ を求める。すなわち、ｆQ 1/2 をｘ軸とし、ＶQ をｙ軸とした場合の直線の傾きＫQ を求める。なお、ｆQ 1/2 をｘ軸とし、ＶQ をｙ軸とした場合の直線の傾きは、前記数５式で表される直線の傾き（前記数５式の下線部で示す部分）と一致する。
【００４４】
一方、上記電位差測定探触子間に亀裂がないと仮定したときに上記各周波数ｆＱ１  ，ｆＱ２  ，…の交流電流供給時に発生する電位差ＶＱＯ１，ＶＱＯ２  ，…をそれぞれ求める。そして、上記周波数ｆＱ１  ，ｆＱ２  ，…及び上記電位差ＶＱＯ１，ＶＱＯ２  ，…より、電位差ＶＱＯの周波数依存性を調べ、ＶＱＯとｆＱ  １／２  の傾きＫＱＯを求める。すなわち、ｆＱ  １／２  をｘ軸とし、ＶＱＯをｙ軸とした場合の直線の傾きＫＱＯを求める。なお、ｆＱ  １／２  をｘ軸とし、ＶＱＯをｙ軸とした場合の直線の傾きは、前記数２式で表される直線の傾き（前記数２式の下線部で示す部分）と一致する。
【００４５】
ここで請求項６記載の方法では、請求項３記載の方法と同様に、亀裂の平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２を満たす周波数ｆの交流電流を供給しているので、電流は被測定物の表面から両端に位置する亀裂の外側表面に沿って流れるとともに、各亀裂の最深部を結んだ直線に沿って流れる。このため、上記ＶQ とｆQ 1/2 の傾きＫQ と上記ＶQOとｆQ 1/2 の傾きＫQOの比は、前記数２式及び前記数５式より、下記式のように表される。
【００４６】
ＫＱ  ／ＫＱＯ＝（Δ＋２ａ）／Δ（＝Ｖｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ＝Ｖ／ＶＯ  ）
したがって、平均亀裂深さａは、下記数８式により求めることができる。
【００４７】
【数８】
0003565970.tif 000009
【００４８】
このように請求項６記載の方法では、周波数を複数変えて電位差測定を行い、得られた電位差の周波数依存性から平均亀裂深さａを求めるものであるから、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係から計算上求めた１点の周波数で電位差測定を行う方法と比べて、信頼性が向上する。
（７）請求項７記載の亀裂数の非破壊検査法は、基本的には請求項５記載の方法の要部及び請求項６記載の方法の要部を併用するものである。すなわち、まず請求項５記載の方法と同様に、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａを求める。そして、請求項６記載の方法と同様に平均亀裂深さａを求め、このａの値と上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａの値とから、亀裂数ｎを求めることができる。
【００４９】
このように、請求項７記載の方法によれば、電位差測定探触子間に存在する亀裂数ｎが未知の場合でも、該亀裂数ｎの値を求めることができる。
（８）請求項１、２又は５に記載された亀裂深さの非破壊検査法において、被測定物が焼結体よりなる場合は、亀裂間隔は焼結体の粒子間隔と考えることができるため、前記亀裂の平均亀裂間隔ｂは焼結体の原料粉末の平均粒子径から求めることができる。また、前記電位差測定探触子間に存在する亀裂の亀裂数ｎは、前記電位差測定探触子の間隔Δと焼結体の原料粉末の平均粒子径とから、Δ／ｂの式より求めることができる。
【００５０】
（９）請求項３又は６に記載された亀裂深さの非破壊検査法において、被測定物が焼結体よりなる場合は、亀裂間隔は焼結体の粒子間隔と考えることができるため、前記亀裂の平均亀裂間隔ｂは焼結体の原料粉末の平均粒子径から求めることができる。
（１０）請求項４又は７に記載された亀裂数の非破壊検査法において、被測定物が焼結体よりなる場合は、亀裂間隔は焼結体の粒子間隔と考えることができるため、前記亀裂の平均亀裂間隔ｂは焼結体の原料粉末の平均粒子径から求めることができる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態により本発明を具体的に説明する。
〔第１実施形態〕
図４に模式的に示すように、鋼製（ＪＩＳ  Ｓ４５Ｃ）の鉄板１に幅０．１５ｍｍ、深さ１．０ｍｍの亀裂２をカットワイヤを用いて０．５ｍｍ間隔で多数加工した。
【００５２】
ここで、上記鉄板１は、透磁率μ＝２×１０−４Ｈ／ｍ、電気伝導度σ＝５．８×１０６  Ω−１／ｍであり、前記数１より求めた周波数ｆと表皮深さδとの関係を表１に示す。
【００５３】
【表１】
0003565970.tif 000010
（実施形態１）
本実施形態１は、請求項１記載の方法を適用して、鉄板１に加工された亀裂２の平均亀裂深さａを求めるものである。すなわち、亀裂２の平均亀裂間隔ｂ＝０．５ｍｍであり、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となり、しかも表皮深さδがｂ／２より相対的にはるかに小さくなるように（具体的にはｂ／２に対して、１／１０〜１／２倍以下）、測定周波数ｆＰ  ＝３０ｋＨｚを決定した（表皮深さδ＝０．０９６ｍｍ）。なお、電位差測定機器としては、Ｍａｔｅｌｅｃｔ製の汎用機器ＣＧＭ−５を用い、供給交流電流は２Ａ一定とした。
【００５４】
図５に模式的に示すように、鉄板１の表面で亀裂２が形成された箇所を含むように交流電源３に接続された電流入力端子４、４を当接した。なお、電流入力端子４、４の間隔は２４ｍｍとした。そして、交流電源３から周波数ｆＰ  ＝３０ｋＨｚの交流電流を電流入力端子４、４に供給した。この時、鉄板１の表面で亀裂２が形成された範囲内に一定の間隔Δ＝５ｍｍで当接された電位差測定探触子５、５により電位差ＶＰ  を測定した。その結果、電位差ＶＰ  ＝５．９４Ｖであった。また、鉄板１の表面で亀裂２が形成されていない範囲内に一定の間隔Δ＝５ｍｍで当接された電位差測定探触子６、６により電位差ＶＰＯを測定した。その結果、電位差ＶＰＯ＝１．１０Ｖであった。
【００５５】
したがって、上記電位差ＶＰ  と、上記電位差ＶＰＯとの比Ｖｎｏｒｍａｌｉｚｅｄは、
Ｖｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ＝ＶＰ  ／ＶＰＯ＝５．４
となり、Δ＝５ｍｍ、及び前記数４式より、
ｎａ＝５×（５．４−１）÷２＝１１（ｍｍ個）
を求めることができる（ａ＝平均亀裂深さ）。
【００５６】
ここで、電位差測定探触子５、５間に存在する亀裂２の亀裂数ｎは、電位差測定探触子５、５の間隔Δ＝５ｍｍ、及び亀裂２の平均亀裂間隔ｂ＝０．５ｍｍより、ｎ＝１０個となる。したがって、亀裂２の平均亀裂深さａ＝１．１ｍｍを求めることができる。
なお、本実施形態では亀裂２の平均亀裂間隔ｂが０．５ｍｍと既知であり、また電位差測定探触子５、５間に存在する亀裂２の亀裂数ｎは上記のように計算により求めることができるが、これらの値がわからない場合は予めＳＥＭ写真や光学顕微鏡写真等を利用して求めておく必要がある。但し、後述する第２実施形態のように被測定物として焼結体を用いる場合は、その焼結体の原料粉末の平均粒子径から亀裂２の平均亀裂間隔ｂを求めることができるとともに、ｎ＝Δ／ｂより亀裂２の亀裂数ｎを求めることができる。
【００５７】
（参考形態１）
参考形態１は、請求項３記載の方法を部分的に適用して、鉄板１に加工された亀裂２の平均亀裂深さａを求めるものである。すなわち、亀裂２の平均亀裂間隔ｂ＝０．５ｍｍであり、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２、具体的には表皮深さδがｂ／２の５〜１倍以上となるように、測定周波数ｆQ ＝１ｋＨｚを決定した（表皮深さδ＝０．５２ｍｍ）。
【００５８】
そして、上記実施形態１に準ずる方法により、電位差ＶＱ  及び電位差ＶＱＯを測定した。その結果、電位差ＶＱ  ＝０．２１７Ｖであり、電位差ＶＱＯ＝０．１５Ｖであった。
したがって、上記電位差ＶＱ  と、上記電位差ＶＱＯとの比Ｖｎｏｒｍａｌｉｚｅｄは、
Ｖｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ＝ＶＱ  ／ＶＱＯ＝１．４５                                  となり、Δ＝５ｍｍ、及び前記数６式より、
ａ＝５×（１．４５−１）÷２＝１．１２５（ｍｍ）
を求めることができる（ａ＝平均亀裂深さ）。
【００５９】
このように、参考形態１の方法によれば、電位差測定探触子５、５間に存在する亀裂２の亀裂数ｎを求めることなく（亀裂数ｎが未知の場合でも）、亀裂２の平均亀裂深さａを求めることができる。
なお、参考形態１では亀裂２の平均亀裂間隔ｂが０．５ｍｍと既知であるが、この値がわからない場合は予めＳＥＭ写真や光学顕微鏡写真等を利用して求めておく必要がある。但し、後述する第２実施形態のように被測定物として焼結体を用いる場合は、その焼結体の原料粉末の平均粒子径から亀裂２の平均亀裂間隔ｂを求めることができる。
【００６０】
（実施形態２）
本実施形態２は、請求項４記載の方法を適用して、鉄板１に加工された亀裂２の平均亀裂深さａ、及び電位差測定探触子５、５間に存在する亀裂２の亀裂数ｎを求めるものである。すなわち、上記実施形態１及び参考形態１の方法の要部を併用するもので、まず実施形態１と同様に、電位差Ｖp 及び電位差ＶPOを測定し、Ｖnormalizedを求め、前記数４式より、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａの値（ｎａ＝１１ｍｍ個）を求めた。そして、上記参考形態１と同様に、電位差ＶQ 及び電位差ＶQOを測定し、Ｖnormalizedを求め、前記数６式より、平均亀裂深さａの値（ａ＝１．１２５ｍｍ）を求めた。さらに、この平均亀裂深さａの値（ａ＝１．１２５ｍｍ）及び上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａの値（ｎａ＝１１ｍｍ個）より、電位差測定探触子５、５間に存在する亀裂２の亀裂数ｎの値（ｎ＝９．７）を求めることができる。
【００６１】
このように、本実施形態２の方法によれば、電位差測定探触子５、５間に存在する亀裂２の亀裂数ｎが未知の場合でも、該亀裂数ｎの値を求めることができる。
（実施形態３）
本実施形態３は、請求項５記載の方法を適用して、鉄板１に加工された亀裂２の平均亀裂深さａを求めるものである。すなわち、亀裂２の平均亀裂間隔ｂ＝０．５ｍｍであり、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となり、しかも表皮深さδがｂ／２より相対的にはるかに小さくなる範囲内で（具体的にはｂ／２に対して、１／１０〜１／２倍以下）、測定周波数ｆP1＝３０ｋＨｚ（表皮深さδ＝０．０９６ｍｍ）, ｆP2＝１００ｋＨｚ（表皮深さδ＝０．０５２ｍｍ）を決定した。
【００６２】
そして、亀裂２が形成された範囲内に、上記実施形態１と同様に、各周波数ｆＰ１＝３０ｋＨｚ，  ｆＰ２＝１００ｋＨｚの交流電流を供給した時の電位差ＶＰ１，  ＶＰ２をそれぞれ求めた。その結果、電位差ＶＰ１＝５．９４Ｖ，  ＶＰ２＝１３．５Ｖであった。そして、上記周波数ｆＰ１＝３０ｋＨｚ，  ｆＰ２＝１００ｋＨｚ、及び上記電位差ＶＰ１＝５．９４Ｖ，  ＶＰ２＝１３．５Ｖより、電位差ＶＰ  の周波数依存性を調べ、ＶＰ  とｆＰ  １／２  の傾きＫＰ  を求めた。すなわち、ｆＰ  １／２  をｘ軸とし、ＶＰ  をｙ軸とした場合の直線の傾きＫＰ  を求めた。その結果、ＫＰ  ＝１．８４１であった。
【００６３】
一方、亀裂２が形成されていない範囲内に、上記実施形態１と同様に、各周波数ｆＰ１＝３０ｋＨｚ，  ｆＰ２＝１００ｋＨｚの交流電流を供給した時の電位差ＶＰＯ１，ＶＰＯ２  をそれぞれ求めた。その結果、電位差ＶＰＯ１  ＝１．１０Ｖ，  ＶＰＯ２  ＝２．７Ｖであった。そして、上記周波数ｆＰ１＝３０ｋＨｚ，  ｆＰ２＝１００ｋＨｚ、及び上記電位差ＶＰＯ１  ＝１．１０Ｖ，  ＶＰＯ２  ＝２．７Ｖより、電位差ＶＰＯの周波数依存性を調べ、ＶＰＯとｆＰ  １／２  の傾きＫＰＯを求めた。すなわち、ｆＰ  １／２  をｘ軸とし、ＶＰＯをｙ軸とした場合の直線の傾きＫＰＯを求めた。その結果、ＫＰＯ＝０．３５４であった。
【００６４】
したがって、上記傾きＫＰ  と、上記傾きＫＰＯとの比、すなわちＶｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ（＝Ｖ／ＶＯ  ）は、
ＫＰ  ／ＫＰＯ＝５．２（＝Ｖｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ＝ＶＰ  ／ＶＰＯ）
となり、Δ＝５ｍｍ、及び前記数７式より、
ｎａ＝５×（５．２−１）÷２＝１０．５（ｍｍ個）
を求めることができる（ａ＝平均亀裂深さ）。
【００６５】
ここで、電位差測定探触子５、５間に存在する亀裂２の亀裂数ｎは、電位差測定探触子５、５の間隔Δ＝５ｍｍ、及び亀裂２の平均亀裂間隔ｂ＝０．５ｍｍより、ｎ＝１０個となる。したがって、亀裂２の平均亀裂深さａ＝１．０５ｍｍを求めることができる。
このように、本実施形態３の方法では、周波数を複数変えて電位差測定を行い、得られた電位差の周波数依存性から平均亀裂深さａを求めるので、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係から計算上求めた１点の周波数で電位差測定を行う実施形態１の方法と比べて、信頼性を向上させることができる。
【００６６】
なお、本実施形態では亀裂２の平均亀裂間隔ｂが０．５ｍｍと既知であり、また電位差測定探触子５、５間に存在する亀裂２の亀裂数ｎは上記のように計算により求めることができるが、これらの値がわからない場合は予めＳＥＭ写真や光学顕微鏡写真等を利用して求めておく必要がある。但し、後述する第２実施形態のように被測定物として焼結体を用いる場合は、その焼結体の原料粉末の平均粒子径から亀裂２の平均亀裂間隔ｂを求めることができるとともに、ｎ＝Δ／ｂより亀裂２の亀裂数ｎを求めることができる。
【００６７】
（実施形態４）
本実施形態４は、請求項６記載の方法を適用して、鉄板１に加工された亀裂２の平均亀裂深さａを求めるものである。すなわち、亀裂２の平均亀裂間隔ｂ＝０．５ｍｍであり、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２、具体的には表皮深さδがｂ／２の１〜１．５倍以上となる範囲内で、測定周波数ｆQ1＝１ｋＨｚ（表皮深さδ＝０．５２ｍｍ）, ｆQ2＝３ｋＨｚ（表皮深さδ＝０．３ｍｍ）を決定した。
【００６８】
そして、上記実施形態１に準ずる方法により、各周波数ｆＱ１＝１ｋＨｚ，  ｆＱ２＝３ｋＨｚの交流電流を供給した時の電位差ＶＱ１，  ＶＱ２をそれぞれ求め、電位差ＶＱ  の周波数依存性を調べ、ＶＱ  とｆＱ  １／２  の傾きＫＱ  を求めた。その結果、電位差ＶＱ１＝０．２１７Ｖ，  ＶＱ２＝０．３５９Ｖであり、ＫＱ  ＝０．１９４０であった。
【００６９】
また、上記実施形態１に準ずる方法により、各周波数ｆＱ１＝１ｋＨｚ，  ｆＱ２＝３ｋＨｚの交流電流を供給した時の電位差ＶＱＯ１，ＶＱＯ２  をそれぞれ求め、電位差ＶＱＯの周波数依存性を調べ、ＶＱＯとｆＱ  １／２  の傾きＫＱＯを求めた。その結果、電位差ＶＱＯ１  ＝０．１５Ｖ，  ＶＱＯ２  ＝０．２５Ｖであり、ＫＱＯ＝０．１３６６であった。
【００７０】
したがって、上記傾きＫＱ  と、上記傾きＫＱＯとの比、すなわちＶｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ（＝Ｖ／ＶＯ  ）は、
ＫＱ  ／ＫＱＯ＝１．４２（＝Ｖｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ＝ＶＱ  ／ＶＱＯ）
となり、Δ＝５ｍｍ、及び前記数８式より、
ａ＝５×（１．４２−１）÷２＝１．０５（ｍｍ）
を求めることができる（ａ＝平均亀裂深さ）。
【００７１】
このように、本実施形態４の方法では、周波数を複数変えて電位差測定を行い、得られた電位差の周波数依存性から平均亀裂深さａを求めるので、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係から計算上求めた１点の周波数で電位差測定を行う参考形態１の方法と比べて、信頼性を向上させることができる。
なお、本実施形態では亀裂２の平均亀裂間隔ｂが０．５ｍｍと既知であるが、この値がわからない場合は予めＳＥＭ写真や光学顕微鏡写真等を利用して求めておく必要がある。但し、後述する第２実施形態のように被測定物として焼結体を用いる場合は、その焼結体の原料粉末の平均粒子径から亀裂２の平均亀裂間隔ｂを求めることができる。
【００７２】
（実施形態５）
本実施形態５は、請求項７記載の方法を適用して、鉄板１に加工された亀裂２の平均亀裂深さａ、及び電位差測定探触子５、５間に存在する亀裂２の亀裂数ｎを求めるものである。
すなわち、上記実施形態３及び実施形態４の方法の要部を併用するもので、まず実施形態３と同様に、電位差ＶP1, ＶP2をそれぞれ測定し、ＶP とｆP 1/2 の傾きＫP を求めるとともに、電位差ＶPO1,ＶPO2 をそれぞれ測定し、ＶPOとｆP 1/2 の傾きＫPOを求めた。そして、上記上記傾きＫP と、上記傾きＫPOとの比、すなわちＶnormalized（＝ＶP ／ＶPO）を求め、前記数４式より、亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａの値（ｎａ＝１０．５ｍｍ個）を求めた。
【００７３】
次に、上記実施形態４と同様に、電位差ＶQ1, ＶQ2をそれぞれ測定し、ＶQ とｆQ 1/2 の傾きＫQ を求めるとともに、電位差ＶQO1,ＶQO2 をそれぞれ測定し、ＶQOとｆQ 1/2 の傾きＫQOを求めた。そして、上記上記傾きＫQ と、上記傾きＫQOとの比、すなわちＶnormalized（＝ＶQ ／ＶQO）を求め、前記数６式より、平均亀裂深さａの値（ａ＝１．０５ｍｍ）を求めた。
【００７４】
したがって、この平均亀裂深さａの値（ａ＝１．０５ｍｍ）及び上記亀裂数ｎと平均亀裂深さａとの積ｎａの値（ｎａ＝１０．５ｍｍ個）より、電位差測定探触子５、５間に存在する亀裂２の亀裂数ｎの値（ｎ＝１０）を求めることができる。
このように、本実施形態５の方法によれば、電位差測定探触子５、５間に存在する亀裂２の亀裂数ｎが未知の場合でも、該亀裂数ｎの値を求めることができる。
【００７５】
なお、上記実施形態１〜５及び参考形態１の方法により求めたそれぞれの値を表２に示す。なお、表２中、実施１〜５は実施形態１〜５を示し、参考１は参考形態１を示す。
【００７６】
【表２】
0003565970.tif 000011
〔第２実施形態〕
アトマイズ鉄粉（神戸製鋼社製、商品名「アトメル３００Ｍ」、平均粒径：約８０μｍ）、電解銅粉（福田金属箔粉社製、商品名「ＣＥ２５」、平均粒径：４０μｍ）、天然黒鉛粉（日本黒鉛社製、商品名「ＡＣＰ１０００」、平均粒径：６μｍ）、及び潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛（日本油脂社製）を用いて、Ｆｅ−２ｗｔ％Ｃｕ−０．６ｗｔ％グラファイト−０．６ｗｔ％ステアリン酸亜鉛の組成で、Ｖ型混粉機で６００秒間混合した。この混合粉末を圧粉成形した後、得られた成形プリフォームを吸熱型分解ガス（Ｒｘガス）中で、１４２３Ｋ、６００秒の条件で焼結した。なお、上記成形プリフォームの密度は６．０Ｍｇ／ｍ3 であり、その形状は鍛造型とのクリアランスが片側で０．２ｍｍである。そして、得られた焼結体を１ＧＰａの圧力で鍛造して、図６に示す形状（幅１５ｍｍ×長さ１３３ｍｍ×厚さ１５ｍｍ）の焼結鍛造粗材７を得た。なお、上記焼結体を炉から取り出してから鍛造するまでに、焼結体が大気中に露出する時間は１０秒とした。また上記鍛造は、コイニングタイプのものであり、鍛造型は水溶性グラファイトで潤滑した。また、図６（ａ）は焼結鍛造材７の平面図を示し、図６（ｂ）は側面図を示し、図６（ｂ）に示す焼結鍛造材７の上下面が鍛造時のパンチ加圧面である。
【００７７】
得られた焼結鍛造粗材７に含まれる未焼結部の面積率分布を測定するため、粗材７の長手方向の中央部に切欠きを設けた後、静的に破断し、破面をＳＥＭ写真で平面的に観察した。このＳＥＭ写真（５００倍、観察視野：２５０μｍ×１７０μｍ）を図７に示す。また、上記破面を光学顕微鏡写真で断面的に観察した。この光学顕微鏡写真（２００倍）を図８に示す。
【００７８】
そして、上記ＳＥＭ写真をもとに未焼結部を識別し、イメージアナライザーを用いて未焼結部の面積率を測定し、定量化した。その測定結果を図９に示す。なお、図９中のＡＣＰＤ  ｍｅｓｕｒｅｄ  ｓｕｒｆａｃｅとは、本実施形態法で測定した上パンチ面側のことをいう。
図９から明らかなように、上記焼結鍛造粗材７は表面から約０．６ｍｍの深さまでの部分に未焼結部が分布しており、それより深いところでは未焼結部は観察されなかった。
【００７９】
次に、交流電位差測定に際し、未焼結部深さの異なる試験片を作製するため、図１０に示すように、焼結鍛造材７の鍛造時の上側加圧面を長手方向に１／１００の傾きで斜め研磨を行い、同一試料の中で未焼結部深さを連続的に変えた試料を作製した。したがって、１／１００の傾きで斜め研磨した試料において、未焼結部の分布深さは、研磨開始位置で０．６ｍｍと最大となり、研磨開始位置から６ｃｍの位置まで徐々に減少して６ｃｍの位置でゼロとなり、それ以降は未焼結部を含まない試料となっている。
【００８０】
本実施形態で用いる被測定物としての試料は鉄系焼結鍛造材７であり、この未焼結部は図８に示す断面組織より、最表面ではほぼ全ての鉄粉の境界に酸化物が観察されることから明らかなように、亀裂の平均間隔ｂは使用した鉄粉の平均粒径（約８０μｍ）のレベルと考えられる。
（参考形態２）
参考形態２は、請求項３記載の方法を部分的に適用して、鉄系焼結鍛造材７よりなる試料の未焼結部としての亀裂の平均亀裂深さａを求めるものである。すなわち、上記したように亀裂の平均亀裂間隔ｂ＝８０μｍであり、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２、具体的には表皮深さδがｂ／２の５〜１倍以上となるように、測定周波数ｆQ ＝１０ｋＨｚを決定した（表皮深さδ＝０．１７ｍｍ）。
【００８１】
そして、電位差測定機器として、英国Ｍａｔｅｌｅｃｔ製のＣＧＭ５を用い、前記参考形態１に準ずる方法により、斜め研磨した試料の中央部を５ｍｍおきに  電位ＶQ 、ＶQOを測定した。なお、電力入力端子４、４間の間隔は２４ｍｍ、電位差測定探触子５、５及び６、６の間隔Δは１０ｍｍとした。
そして、前記参考形態１と同様に電位差ＶQ と電位差ＶQOとの比Ｖnormalizedをそれぞれ求め、前記数６式より、平均亀裂深さａをそれぞれ求めた。
【００８２】
このようにして得られた平均亀裂深さａと、前記静的破面のＳＥＭ観察から実測した未焼結部深さＤとの関係を図１１に示す。
図１１から明らかなように、全体としてはほぼ１対１の相関が得られており、未焼結部の分布深さを非破壊的に定量することが可能であった。
なお、参考形態２では、被測定物としての試料は鉄系焼結鍛造材７を用いており、亀裂の平均亀裂間隔ｂは使用した鉄粉の平均粒径（約８０μｍ）から求めることができ、したがって間隔Δ（＝１０ｍｍ）の電位差測定探触子５、５間に存在する亀裂の亀裂数ｎは、ｎ＝Δ／ｂより求めることができる。
【００８３】
また、請求項１記載の方法を適用して、鉄系焼結鍛造材７よりなる試料の未焼結部としての亀裂の平均亀裂深さａを求めることも可能である。すなわち、亀裂の平均亀裂間隔ｂ＝８０μｍであり、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２、具体的には表皮深さδがｂ／２の１／１０〜１／２倍以下となるように、測定周波数ｆＰ  ＝１ＭＨｚを決定し（表皮深さδ＝０．０１７μｍ）、前記実施形態１に準ずる方法により、ｎａの値を求め、ｎ＝Δ／ｂよりｎを求めて、ａを求めることができる。
【００８４】
さらに、請求項５又は６記載の方法を適用して、鉄系焼結鍛造材７よりなる試料の未焼結部としての亀裂の平均亀裂深さａを求めることもでき、また請求項４又は７記載の方法を適用して、鉄系焼結鍛造材７よりなる試料の未焼結部としての亀裂の亀裂数ｎを求めることもできる。
（参考形態３）
参考形態３は、上記参考形態２において、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２となる範囲内で周波数ｆQ を、０．３ｋＨｚ（表皮深さδ＝０．９０ｍｍ）、１ｋＨｚ（表皮深さδ＝０．５２ｍｍ）、ｋＨｚ（表皮深さδ＝０．３０ｍｍ）、１０ｋＨｚ（表皮深さδ＝０．１７ｍｍ）と種々変更して、平均亀裂深さａをそれぞれ求めた。
【００８５】
このようにして得られた平均亀裂深さａと、静的破面のＳＥＭ観察から実測した未焼結部深さＤとの関係を図１２に示す。
図１２から明らかなように、全体としてはほぼ１対１の相関が得られており、未焼結部の分布深さを非破壊的に定量することが可能であった。
また、図１２の結果のうち、１ｋＨｚ、３ｋＨｚ、１０ｋＨｚのそれぞれの測定周波数における表皮深さδと同等の未焼結部深さＤを計測したデータのみを選択し、平均亀裂深さａと未焼結部深さＤとの間にみられる関係を調べた。その結果を図１３に示す。
【００８６】
図１３から明らかなように、未焼結部深さＤが０．１７〜０．５ｍｍとなる広範囲にわたって、１対１の良い相関が得られた。これにより、平均亀裂深さａを求める際の信頼性を向上させる上で、亀裂深さと同等の表皮深さδとなる周波数で測定することが好ましいことがわかる。これは、亀裂深さと同等の表皮深さとなる周波数を選択することにより、常に亀裂深さと電流路の相対的な関係が同じ条件になるためと考えられる。
【００８７】
（実施形態６）
本実施形態６は、請求項３記載の方法を適用して、鉄系焼結鍛造材７よりなる試料の未焼結部としての亀裂の平均亀裂深さａをより信頼性高く求めるもので、図１４に示すフローチャートに従って行った。
まず、上記したように亀裂の平均亀裂間隔ｂ＝８０μｍであり、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２、具体的には表皮深さδがｂ／２の４〜５倍以上となるように、ある測定周波数ｆQ1＝０．３ｋＨｚを決定した（表皮深さδ1 ＝０．９ｍｍ）。
【００８８】
そして、上記参考形態２に準ずる方法により、上記鉄系焼結材７よりなる試料を用い、表面から約０．５ｍｍの深さまで未焼結部が分布している位置で平均亀裂深さａ1 を求めた。その結果、ａ1 ＝０．３ｍｍであった。
ａ1 の値と測定周波数ｆQ1に対応する表皮深さδ1 の値とを比較すると、ａ1 ≠δ1 である。
【００８９】
したがって、次にａ１  ＝δ２  （＝０．３ｍｍ）となる周波数ｆＱ２（ｆＱ２＝３ｋＨｚ）で測定し、平均亀裂深さａ２  を求めた。その結果、ａ２  ＝０．７２ｍｍであった。
ａ２  の値と測定周波数ｆＱ２に対応する表皮深さδ２  の値とを比較すると、ａ２  ≠δ２  である。
【００９０】
したがって、次にａ２  ＝δ３  （＝０．７２ｍｍ）となる周波数ｆＱ３（ｆＱ３＝０．５ｋＨｚ）で測定し、平均亀裂深さａ３  を求め、ａ３  の値と測定周波数ｆＱ３に対応する表皮深さδ３  を比較した。
以下、ａｎ  ≒δｎ  となるまでこれを繰り返した。その結果を表３に示す。
【００９１】
【表３】
0003565970.tif 000012
このようにして、ある周波数ｆＱ１で測定し、その結果得られた平均亀裂深さａ１  の値と、その周波数ｆＱ１に対応する表皮深さδ１  の値とを比較し、ａ１  の値とδ１  の値とが異なる場合は、ａｎ  ≒δｎ  となるまで、周波数ｆＱ  を増減しながら繰り返し測定することにより、信頼性の高い平均亀裂深さａの値を求めることができる。
【００９２】
〔第３実施形態〕
本実施形態においては、請求項２又は３記載の方法を実施する場合に、上記ａn ≒δn になるべく早く到達するための方法について説明する。この方法では、図１５〜図１７のフローチャート及び図１８〜図２１に示すように、Ａ〜Ｄの４つのパターンに分かれる。
【００９３】
なお、前提条件として、複数の亀裂の平均亀裂間隔ｂがわかっているものとする。また、以下に示す方法は、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２となる場合、すなわち請求項３記載の方法を適用する場合について説明するが、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２となる場合、すなわち請求項２記載の方法にも同様に適用することが可能である。
【００９４】
まず、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２、具体的には表皮深さδがｂ／２の４〜５倍以上となるように、測定周波数ｆQ1（この周波数ｆQ1に対応する表皮深さはδ1 ）を決定し、上記参考形態２に準ずる方法により測定して、平均亀裂深さａ1 を求める。そして、図１５に示すように、δ1 とａ1 とを比較する。このとき、δ1 ＝ａ1 なら、この平均亀裂深さａ1 の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【００９５】
（Ａパターン）
（１）δ１  ＜ａ１  のとき、ａ１  ＝δ２  となる周波数ｆＱ２で測定し、同様に平均亀裂深さａ２  を求める。そして、再びδ２  とａ２  とを比較する。このとき、δ２  ＝ａ２  なら、この平均亀裂深さａ２  の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【００９６】
δ２  ≠ａ２  のとき、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ２  ，ａ２  ）より、図１８に示すように、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ２  ，ａ２  ）を通る直線ｙ＝Ａ１  ｘ＋Ｂ１  を求め、この直線ｙ＝Ａ１  ｘ＋Ｂ１  と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ１  を求める。この交点Ｍ１  のｘ座標をδ３  （ｘ＝δ３  ）とし、表皮深さδ３  となる周波数ｆＱ３で測定して平均亀裂深さａ３  を求める。そして、図１６に示すように、再びδ３  とａ３  とを比較する。このとき、δ３  ＝ａ３  なら、この平均亀裂深さａ３  の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【００９７】
（２）δ３  ＜ａ３  のとき、（δ２  ，ａ２  ）及び（δ３  ，ａ３  ）より、図１８に示すように、（δ２  ，ａ２  ）及び（δ３  ，ａ３  ）を通る直線ｙ＝Ａ２  ｘ＋Ｂ２  を求め、この直線ｙ＝Ａ２  ｘ＋Ｂ２  と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ２  を求める。この交点Ｍ２  のｘ座標をδ４  （ｘ＝δ４  ）とし、表皮深さδ４  となる周波数ｆＱ４で測定して平均亀裂深さａ４  を求める。そして、再びδ４  とａ４  とを比較する。このとき、δ４  ＝ａ４  なら、この平均亀裂深さａ４  の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【００９８】
δ４  ≠ａ４  の場合は、（δ２  ，ａ２  ）及び（δ４  ，ａ４  ）より、（δ２  ，ａ２  ）及び（δ４  ，ａ４  ）を通る直線ｙ＝Ａ３  ｘ＋Ｂ３  を求め、この直線ｙ＝Ａ３  ｘ＋Ｂ３  と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ３  を求める。この交点Ｍ３  のｘ座標をδ５  （ｘ＝δ５  ）とし、表皮深さδ５  となる周波数ｆＱ５で測定して平均亀裂深さａ５  を求める。そして、再びδ５  とａ５  とを比較する。このとき、δ５  ＝ａ５  なら、この平均亀裂深さａ５  の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【００９９】
δ５  ≠ａ５  の場合は、それ以降上記操作を繰り返すことにより、最終的にδｎ  ≒ａｎ  となり、信頼性の高い平均亀裂深さａｎ  の値を求めることができる。
（Ｂパターン）
（３）上記Ａパターンにおいて、δ３  とａ３  とを比較した結果、δ３  ＞ａ３  のとき、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ３  ，ａ３  ）より、図１９に示すように、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ３  ，ａ３  ）を通る直線ｙ＝Ａ２  ｘ＋Ｂ２  を求め、この直線ｙ＝Ａ２  ｘ＋Ｂ２  と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ２  を求める。この交点Ｍ２  のｘ座標をδ４  （ｘ＝δ４  ）とし、表皮深さδ４  となる周波数ｆＱ４で測定して平均亀裂深さａ４  を求める。そして、再びδ４  とａ４  とを比較する。このとき、δ４  ＝ａ４  なら、この平均亀裂深さａ４  の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【０１００】
δ４  ≠ａ４  の場合は、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ４  ，ａ４  ）より、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ４  ，ａ４  ）を通る直線ｙ＝Ａ３  ｘ＋Ｂ３  を求め、この直線ｙ＝Ａ３  ｘ＋Ｂ３  と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ３  を求める。この交点Ｍ３  のｘ座標をδ５  （ｘ＝δ５  ）とし、表皮深さδ５  となる周波数ｆＱ５で測定して平均亀裂深さａ５  を求める。そして、再びδ５  とａ５  とを比較する。このとき、δ５  ＝ａ５  なら、この平均亀裂深さａ５  の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【０１０１】
δ５  ≠ａ５  の場合は、それ以降上記操作を繰り返すことにより、最終的にδｎ  ≒ａｎ  となり、信頼性の高い平均亀裂深さａｎ  の値を求めることができる。
（Ｃパターン）
（４）δ１  ＞ａ１  のとき、ａ１  ＝δ２  となる周波数ｆＱ２で測定して平均亀裂深さａ２  を求める。そして、δ２  とａ２  とを比較し、δ２  ＝ａ２  なら、この平均亀裂深さａ２  の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【０１０２】
δ２  ≠ａ２  のとき、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ２  ，ａ２  ）より、図２０に示すように、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ２  ，ａ２  ）を通る直線ｙ＝Ａ１  ｘ＋Ｂ１  を求め、この直線ｙ＝Ａ１  ｘ＋Ｂ１  と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ１  を求める。この交点Ｍ１  のｘ座標をδ３  （ｘ＝δ３  ）とし、表皮深さδ３  となる周波数ｆＱ３で測定して平均亀裂深さａ３  を求める。そして、図１７に示すように、再びδ３  とａ３  とを比較する。このとき、δ３  ＝ａ３  なら、この平均亀裂深さａ３  の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【０１０３】
（５）δ３  ＜ａ３  のとき、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ３  ，ａ３  ）より、図２０に示すように、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ３  ，ａ３  ）を通る直線ｙ＝Ａ２  ｘ＋Ｂ２  を求め、この直線ｙ＝Ａ２  ｘ＋Ｂ２  と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ２  を求める。この交点Ｍ２  のｘ座標をδ４  （ｘ＝δ４  ）とし、表皮深さδ４  となる周波数ｆＱ４で測定して平均亀裂深さａ４  を求める。そして、再びδ４  とａ４  とを比較する。このとき、δ４  ＝ａ４  なら、この平均亀裂深さａ４  の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【０１０４】
δ４  ≠ａ４  の場合は、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ４  ，ａ４  ）より、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ４  ，ａ４  ）を通る直線ｙ＝Ａ３  ｘ＋Ｂ３  を求め、この直線ｙ＝Ａ３  ｘ＋Ｂ３  と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ３  を求める。この交点Ｍ３  のｘ座標をδ５  （ｘ＝δ５  ）とし、表皮深さδ５  となる周波数ｆＱ５で測定して平均亀裂深さａ５  を求める。そして、再びδ５  とａ５  とを比較する。このとき、δ５  ＝ａ５  なら、この平均亀裂深さａ５  の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【０１０５】
δ５  ≠ａ５  の場合は、それ以降上記操作を繰り返すことにより、最終的にδｎ  ≒ａｎ  となり、信頼性の高い平均亀裂深さａｎ  の値を求めることができる。
（Ｄパターン）
（６）上記Ｃパターンにおいて、δ３  とａ３  とを比較した結果、δ３  ＞ａ３  のとき、（δ２  ，ａ２  ）及び（δ３  ，ａ３  ）より、図２１に示すように、（δ２  ，ａ２  ）及び（δ３  ，ａ３  ）を通る直線ｙ＝Ａ２  ｘ＋Ｂ２  を求め、この直線ｙ＝Ａ２  ｘ＋Ｂ２  と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ２  を求める。この交点Ｍ２  のｘ座標をδ４  （ｘ＝δ４  ）とし、表皮深さδ４  となる周波数ｆＱ４で測定して平均亀裂深さａ４  を求める。そして、再びδ４  とａ４  とを比較する。このとき、δ４  ＝ａ４  なら、この平均亀裂深さａ４  の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【０１０６】
δ４  ≠ａ４  の場合は、（δ２  ，ａ２  ）及び（δ４  ，ａ４  ）より、（δ２  ，ａ２  ）及び（δ４  ，ａ４  ）を通る直線ｙ＝Ａ３  ｘ＋Ｂ３  を求め、この直線ｙ＝Ａ３  ｘ＋Ｂ３  と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ３  を求める。この交点Ｍ３  のｘ座標をδ５  （ｘ＝δ５  ）とし、表皮深さδ５  となる周波数ｆＱ５で測定して平均亀裂深さａ５  を求める。そして、再びδ５  とａ５  とを比較する。このとき、δ５  ＝ａ５  なら、この平均亀裂深さａ５  の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できる。
【０１０７】
δ5 ≠ａ5 の場合は、それ以降上記操作を繰り返すことにより、最終的にδn ≒ａn となり、信頼性の高い平均亀裂深さａn の値を求めることができる。
以下、上記方法を具体的に実施した例を示す。
（実施形態７）
本実施形態７は、請求項３記載の方法を適用して、鉄系焼結鍛造材７よりなる試料の未焼結部としての亀裂の平均亀裂深さａをより信頼性高く求めるものである。
【０１０８】
まず、上記したように亀裂の平均亀裂間隔ｂ＝８０μｍであり、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２、具体的には表皮深さδがｂ／２の４〜５倍以上となるように、ある測定周波数ｆQ1＝０．３ｋＨｚを決定した（表皮深さδ1 ＝０．９ｍｍ）。
そして、上記参考形態２に準ずる方法により、上記鉄系焼結材７よりなる試料を用い、表面から約０．３ｍｍの深さまで未焼結部が分布している位置で平均亀裂深さａ1 を求めた。その結果、ａ1 ＝０．０７ｍｍであった。
【０１０９】
ａ１  の値と測定周波数ｆＱ１に対応する表皮深さδ１  の値とを比較すると、δ１  ＞ａ１  である。このため、図１５の（４）に進み、ａ１  ＝δ２  （＝０．０７ｍｍ）となる周波数ｆＱ２（＝５６ｋＨｚ）で測定して平均亀裂深さａ２  を求めた。その結果、ａ２  ＝０．５４ｍｍであった。
ａ２  の値と測定周波数ｆＱ２に対応する表皮深さδ２  の値とを比較すると、δ２  ≠ａ２  である。このため、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ２  ，ａ２  ）、すなわち（０．９，０．０７）及び（０．０７，０．５４）を通る直線ｙ＝Ａ１  ｘ＋Ｂ１  を求めると、ｙ＝−０．５７ｘ＋０．５８となった。この直線と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ１  を求め、この交点Ｍ１  のｘ座標を求めた。その結果、ｘ＝０．３７となり、これをδ３  とした。そして、表皮深さδ３  （＝０．３７）となる周波数ｆＱ３（２ｋＨｚ）で再び測定して平均亀裂深さａ３  を求めた。その結果、ａ３  ＝０．２４ｍｍであった。
【０１１０】
ａ３  の値と測定周波数ｆＱ３に対応する表皮深さδ３  の値とを比較すると、δ３  ＞ａ３  である。このため、図１７の（６）に進み、（δ２  ，ａ２  ）及び（δ３  ，ａ３  ）、すなわち（０．０７，０．５４）及び（０．３７，０．２４）を通る直線ｙ＝Ａ２  ｘ＋Ｂ２  を求めると、ｙ＝−ｘ＋０．６１となった。この直線と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ２  を求め、この交点Ｍ２  のｘ座標を求めた。その結果、ｘ＝０．３１となり、これをδ４  とした。そして、表皮深さδ４  （＝０．３１）となる周波数ｆＱ４（２．９ｋＨｚ）で再び測定して平均亀裂深さａ４  を求めた。その結果、ａ４  ＝０．３１ｍｍであった。
【０１１１】
ａ4 の値と測定周波数ｆQ4に対応する表皮深さδ4 の値とを比較すると、δ4 ＝ａ4 であり、この平均亀裂深さａ4 の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できた。
なお、上記実施形態７の方法により求めたそれぞれの値を表４に示す。また、上記実施形態７では、結果的に上記Ｄパターンで信頼性の高い平均亀裂深さを求めたことになる。
【０１１２】
【表４】
0003565970.tif 000013
（実施形態８）
本実施形態８は、上記実施形態７と同様に、請求項３記載の方法を適用して、鉄系焼結鍛造材７よりなる試料の未焼結部としての亀裂の平均亀裂深さａをより信頼性高く求めるものである。
【０１１３】
まず、亀裂の平均亀裂間隔ｂ＝８０μｍであり、平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２、具体的には表皮深さδがｂ／２の４〜５倍以上となるように、ある測定周波数ｆQ1＝０．３ｋＨｚを決定した（表皮深さδ1 ＝０．９ｍｍ）。
そして、上記参考形態２に準ずる方法により、上記鉄系焼結材７よりなる試料を用い、表面から約０．５ｍｍの深さまで未焼結部が分布している位置で平均亀裂深さａ1 を求めた。その結果、ａ1 ＝０．３ｍｍであった。
【０１１４】
ａ１  の値と測定周波数ｆＱ１に対応する表皮深さδ１  の値とを比較すると、δ１  ＞ａ１  である。このため、図１５の（４）に進み、ａ１  ＝δ２  （＝０．３ｍｍ）となる周波数ｆＱ２（＝３ｋＨｚ）で測定して平均亀裂深さａ２  を求めた。その結果、ａ２  ＝０．７４ｍｍであった。
ａ２  の値と測定周波数ｆＱ２に対応する表皮深さδ２  の値とを比較すると、δ２  ≠ａ２  である。このため、（δ１  ，ａ１  ）及び（δ２  ，ａ２  ）、すなわち（０．９，０．３）及び（０．３，０．７４）を通る直線ｙ＝Ａ１  ｘ＋Ｂ１  を求めると、ｙ＝−０．７３ｘ＋０．９６となった。この直線と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ１  を求め、この交点Ｍ１  のｘ座標を求めた。その結果、ｘ＝０．５５となり、これをδ３  とした。そして、表皮深さδ３  （＝０．５５）となる周波数ｆＱ３（０．９２ｋＨｚ）で再び測定して平均亀裂深さａ３  を求めた。その結果、ａ３  ＝０．４８ｍｍであった。
【０１１５】
ａ３  の値と測定周波数ｆＱ３に対応する表皮深さδ３  の値とを比較すると、δ３  ＞ａ３  である。このため、図１７の（６）に進み、（δ２  ，ａ２  ）及び（δ３  ，ａ３  ）、すなわち（０．３，０．７４）及び（０．５５，０．４８）を通る直線ｙ＝Ａ２  ｘ＋Ｂ２  を求めると、ｙ＝−０．９２ｘ＋１．０２となった。この直線と直線ｙ＝ｘとの交点Ｍ２  を求め、この交点Ｍ２  のｘ座標を求めた。その結果、ｘ＝０．５２となり、これをδ４  とした。そして、表皮深さδ４  （＝０．５２）となる周波数ｆＱ４（１．０ｋＨｚ）で再び測定して平均亀裂深さａ４  を求めた。その結果、ａ４  ＝０．５２ｍｍであった。
【０１１６】
ａ4 の値と測定周波数ｆQ4に対応する表皮深さδ4 の値とを比較すると、δ4 ＝ａ4 であり、この平均亀裂深さａ4 の値が信頼性の高い平均亀裂深さであると判定できた。
なお、上記実施形態８の方法により求めたそれぞれの値を表５に示す。また、上記実施形態８では、結果的に上記Ｄパターンで信頼性の高い平均亀裂深さを求めたことになる。
【０１１７】
【表５】
0003565970.tif 000014
このように、本第２実施形態及び本第３実施形態に係る方法によれば、焼結鍛造材の疲労強度低下の主原因となっている未焼結部、すなわち亀裂の平均亀裂深さａや亀裂数ｎを非破壊的に定量することが可能となる。したがって、同材料を安定して高強度で使用するための量産時の品質チェックや、同材料に圧縮残留応力を付与してさらに高疲労強度で使用する際の品質管理に応用することができる。
【０１１８】
また、本発明に係る方法は、焼結鍛造材に限らず、従来単一の比較的大きなｍｍオーダーの亀裂しか非破壊的に定量できなかったために検査することができなかった全ての導電性の金属、合金について、応用することが可能である。例えば、焼結金属部品については、最終工程で、圧粉成形時などに発生する割れを磁気探傷検査法等により検査していたが、このような磁気探傷検査法では表面に複数分布する微小な亀裂を判別することができなかった。しかし、本発明に係る方法を焼結金属部品の最終工程の検査に適用すれば、微小亀裂が複数分布するような場合でも判別が可能となり、したがって本発明方法は焼結金属部品の品質管理にも好適に利用することができる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る亀裂深さの非破壊検査法及び亀裂数の非破壊検査法によれば、交流電位差法を利用して、微細な亀裂が複数分布するような表面欠陥について、亀裂の平均亀裂深さや亀裂数を定量的に検査することができる。したがって、従来、ＳＥＭ観察などの破壊検査法でしか検査できなかった表面欠陥について、非破壊的に平均亀裂深さ及び亀裂数を定量的に検査することが可能となり、疲労強度の推定の基礎データとすることができるとともに、量産金属部品の品質チックや品質管理に応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の亀裂深さの非破壊検査法を模式的に説明する斜視図である。
【図２】平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ＜ｂ／２の場合に、交流電流が流れる様子を説明する断面図である。
【図３】平均亀裂間隔ｂと表皮深さδとの関係がδ≧ｂ／２の場合に、交流電流が流れる様子を説明する断面図である。
【図４】第１実施形態で用いた被測定物の拡大断面図である。
【図５】本実施形態の亀裂深さの非破壊検査法を模式的に説明する説明図である。
【図６】第２実施形態で用いた試料に係り、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図７】第２実施形態で用いた試料を静的に破断し、破面の金属組織を平面的に示すＳＥＭ写真（５００倍）である。
【図８】第２実施形態で用いた試料を静的に破断し、破面の金属組織を断面的に示す光学顕微鏡写真（２００倍）である。
【図９】第２実施形態で用いた試料について、静的破面のＳＥＭ観察写真により求めた未焼結部の面積率分布を示す図である。
【図１０】第２実施形態で用いた電位差測定用に斜め研磨した試料に係り、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその側面図である。
【図１１】第２実施形態の参考形態２に係る方法で検出した亀裂（未焼結部）の平均亀裂深さａと、静的破面のＳＥＭ観察より実測した未焼結部深さＤとの関係を示す図である。
【図１２】第２実施形態の参考形態３に係る方法で検出した亀裂（未焼結部）の平均亀裂深さａと、静的破面のＳＥＭ観察より実測した未焼結部深さＤとの関係を示す図である。
【図１３】図１２の結果のうち、１ｋＨｚ、３ｋＨｚ、１０ｋＨｚのそれぞれの測定周波数における表皮深さδと同等の未焼結部深さＤを計測したデータのみを選択した結果を示す図である。
【図１４】第２実施形態の実施形態６に係る方法を説明するフローチャートである。
【図１５】第３実施形態に係る方法を説明するフローチャートである。
【図１６】第３実施形態に係る方法を説明するフローチャートである。
【図１７】第３実施形態に係る方法を説明するフローチャートである。
【図１８】第３実施形態に係る方法を説明する図である。
【図１９】第３実施形態に係る方法を説明する図である。
【図２０】第３実施形態に係る方法を説明する図である。
【図２１】第３実施形態に係る方法を説明する図である。
【符号の説明】
１は被測定物、２は亀裂、３は交流電源、４は電流入力端子、５、６は電位差測定探触子である。
【図１】
0003565970.tif 000015
【図２】
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【図３】
0003565970.tif 000017
【図４】
0003565970.tif 000018
【図５】
0003565970.tif 000019
【図６】
0003565970.tif 000020
【図７】
0003565970.tif 000021
【図８】
0003565970.tif 000022
【図９】
0003565970.tif 000023
【図１０】
0003565970.tif 000024
【図１１】
0003565970.tif 000025
【図１２】
0003565970.tif 000026
【図１３】
0003565970.tif 000027
【図１４】
0003565970.tif 000028
【図１５】
0003565970.tif 000029
【図１６】
0003565970.tif 000030
【図１７】
0003565970.tif 000031
【図１８】
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【図１９】
0003565970.tif 000033
【図２０】
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【図２１】
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