(57)【要約】  表面処理を施した被検体の表面処理状態を深さ方向の分布を考慮して精度良く評価することができる表面特性評価方法、表面特性評価装置及び表面特性評価システムを提供する。被検体の深さ方向のインピーダンスの分布を取得する測定工程と、求められたインピーダンスに基づいて、被検体の深さ方向の表面処理状態を評価する評価工程と、を備え、評価工程は、未処理品、良品及び評価品用意し、未処理品及び良品のインピーダンスについて周波数毎にインピーダンス比γ１を算出した基準測定値群を作成する工程と、評価品のインピーダンスについて周波数毎に未処理品のインピーダンスとのインピーダンス比γ２を算出した評価測定値群を作成する工程と、エリア判定、ピーク判定及び面積判定、のうちから、表面処理工程に応じて選択した評価方法に基づいて基準測定値群と評価測定値群とを比較し、評価品の表面処理状態を評価する工程と、を備える。
2019012991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面処理が施された被検体の表面処理状態を評価する表面特性評価方法であって、
表面処理が施されていない未処理品、適切な表面処理が行われている良品、及び評価対象である評価品を、被検体として準備する準備工程と、
前記各被検体についてインピーダンス分布を取得するインピーダンス分布取得工程と、
このインピーダンス分布取得工程において取得されたインピーダンス分布に基づいて、評価品である被検体の表面処理状態を評価するインピーダンス分布解析工程と、を有し、
前記インピーダンス分布取得工程は、
被検体をコイルの内部に配置し、前記コイルに交流電流を印加して前記コイルにより励起される交流磁気を被検体内部に浸透させる工程と、
前記コイルに印加する交流電流の周波数を変化させて、前記被検体への前記交流磁気の浸透深さを変化させる工程と、
複数の周波数について前記コイルのインピーダンスを測定し、被検体の深さ方向のインピーダンスの分布を取得するデータ取得工程と、を有し、
前記インピーダンス分布解析工程は、
前記データ取得工程において取得した複数の周波数における未処理品のインピーダンスＺ0と良品のインピーダンスＺ1の比であるインピーダンス比γ１を周波数毎に算出し、基準測定値群Ｇγ1を作成する工程と、
前記基準測定値群Ｇγ1と同じ複数の周波数について、前記データ取得工程において取得した評価品のインピーダンスＺ2と未処理品のインピーダンスＺ0の比であるインピーダンス比γ２を周波数毎に算出し、評価測定値群Ｇγ2を作成する工程と、
前記基準測定値群Ｇγ1に基づいて設定された所定の評価基準と前記評価測定値群Ｇγ2とを比較して、評価品の表面処理状態を評価する工程と、を有し、
前記所定の評価基準は、
前記基準測定値群Ｇγ1の各周波数におけるインピーダンス比γ１に基づいて、各周波数において許容可能なインピーダンス比の範囲を設定し、当該許容可能なインピーダンス比の範囲とインピーダンス比γ２とを比較して評価品の表面処理状態を評価するエリア基準、
周波数に対する前記基準測定値群Ｇγ1のピーク位置に基づいて、許容可能なピーク位置の範囲を設定し、当該許容可能なピーク位置の範囲とインピーダンス比γ２のピーク位置とを比較して評価品の表面処理状態を評価するピーク基準、及び、
前記基準測定値群Ｇγ1のインピーダンス比γ１の所定の周波数範囲における積分値に基づいて、許容可能な積分値の範囲を設定し、当該許容可能な積分値の範囲と当該周波数範囲におけるインピーダンス比γ２の積分値とを比較して評価品の表面処理状態を評価する面積基準、
から選択されることを特徴とする表面特性評価方法。
【請求項２】
前記インピーダンス分布解析工程は、前記コイルに印加した交流電流の周波数に基づいて交流磁気の前記被検体への浸透深さを算出する工程を有し、前記基準測定値群Ｇγ1に基づいて良品の表面からの深さに対するインピーダンス比γ１を表示した基準２次元マップと、前記評価測定値群Ｇγ2に基づいて評価品の表面からの深さに対するインピーダンス比γ２を表示した評価２次元マップとを、それぞれ作成して、表面処理状態の評価に用いることを特徴とする請求項１に記載の表面特性評価方法。
【請求項３】
前記インピーダンス分布解析工程において、複数の表面処理工程を経た評価品の表面処理状態を評価する場合には、評価品の表面からの深さに応じて異なる評価基準が選択されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面特性評価方法。
【請求項４】
被検体に施した表面処理がショットピーニング処理を含む場合には、評価品の表面近傍の表面処理状態を評価するために、前記ピーク基準または前記面積基準が選択されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の表面特性評価-方法。
【請求項５】
前記インピーダンス分布解析工程において、ショットピーニング処理による表面処理状態が評価されることを特徴とする請求項４に記載の表面特性評価方法。
【請求項６】
前記エリア基準、前記ピーク基準、及び前記面積基準における許容可能な範囲は、複数の基準測定値群Ｇγ1のばらつきに基づいて設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の表面特性評価方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の表面特性評価方法を行うための表面特性評価装置であって、
交流電源及び前記交流電源により出力される交流電流の周波数を変更可能な周波数可変回路を備える発振器と、
前記発振器に接続され、前記周波数可変回路から印加された前記交流電流により交流磁気を励起するコイルを備え、被検体に交流磁気を浸透させる検出器と、
前記周波数可変回路及び前記検出器に接続され、各被検体についてインピーダンス分布を取得する計測器と、
前記評価品について取得されたインピーダンス分布に基づいて、評価品の表面処理状態を評価する評価手段と、
を備えていることを特徴とする表面特性評価装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表面特性評価装置と、
前記表面特性評価装置に接続された１又は複数の表面処理装置と、を備え、
前記表面特性評価装置は、評価品の表面処理状態の評価結果を、選択された前記表面処理装置に送出可能に構成されていることを特徴とする表面特性評価システム。
【請求項９】
前記表面特性評価装置は、前記選択された表面処理装置を制御可能に構成されていることを特徴とする請求項８に記載の表面特性評価システム。
【請求項１０】
前記表面特性評価装置は、評価品に表面処理を施した複数の表面処理装置のうち、どの表面処理装置による表面処理に異常があるかを判定することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の表面特性評価システム。
【請求項１１】
請求項７に記載の表面特性評価装置を備えた表面特性評価システムであって、評価品の表面処理状態の評価結果を記録及び再生可能に構成されていることを特徴とする表面特性評価システム。
【請求項１２】
さらに、前記表面特性評価装置に接続された１又は複数の表面処理装置を備え、評価品に表面処理を施した表面処理装置における表面処理条件を、前記評価品の評価結果に関連付けて記録可能に構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の表面特性評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理を施した鋼材製品などの被検体について、その表面処理状態を評価する表面特性評価方法、表面特性評価装置及び表面特性評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼材製品などの表面処理として、各種熱処理（浸炭焼き入れ、窒化熱処理、高周波焼き入れ、等）やショットピーニング処理が広く行われている。これら表面処理により、製品の所望の特性を向上させることができる。例えば、ショットピーニング処理によれば、製品の表面近傍には残留応力が付与され、疲労強度が向上する。表面処理は、製品の用途に応じて所望の残留応力となるよう、処理条件を考慮している。このような表面処理が適正に行われたか否かを精度良く評価するには、製品表面からの深さ方向の表面処理状態（例えば、残留応力の分布）を把握する必要がある。【０００３】
鋼材の疲労強度を測定する方法が、特許文献１に開示されている。特許文献１では、表面処理としてショットピーニングを行った鋼材の圧縮残留応力がピーク値を示す深さを評価している。しかし、特許文献１に開示されている評価方法は、測定対象や表面処理の条件毎に測定条件を設定する必要がある。従って、材料の個体差等のバラツキにより精度よい評価を行うことができない。【０００４】
鋼材の疲労強度を測定する別の方法が、特許文献２に開示されている。特許文献２では、鋼材に当接させた励磁コイルに流す励磁電流の周波数を順次変更させることで鋼材表面における磁束の浸透深さ（透磁率）を順次変更させながら、検出コイルの出力電圧値を順次測定することで、鋼材の圧縮残留応力の分布を算出する。しかし、検出コイルの出力電圧値には、透磁率の変化による電圧成分及び検出コイル自体のインピーダンスによる電圧成分が含まれている。その為、周辺環境の変化（温度、ノイズ、等）により検出コイル自体のインピーダンスの特性が変化した場合、測定値の信頼性が低下する。また、この測定装置における励磁コイルは鋼材との距離による検出信号が変化する現象（リフトオフ現象）を考慮して設計する必要があるが、この視点での開示はされていない。このように、特許文献２の測定装置では鋼材の圧縮残留応力を正確に評価することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−０９２１４０号公報
【特許文献２】特開平０５−２０３５０３号公報
【特許文献３】国際公開第２０１６／２０８３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の課題を解決すべく、出願人は、被検体に検出器のコイルにより交流磁気を浸透させ、インピーダンスの周波数に対する変化を取得し、当該インピーダンスについて未処理品と表面処理品との比（インピーダンス比）を算出し、算出したインピーダンス比に基づいて、表面処理を施した鋼材の残留応力を、深さ方向の分布を考慮して精度良く評価できる表面特性評価装置及びこの表面特性評価装置を用いた表面特性評価方法を開発した（特許文献３）。【０００７】
これにより、表面処理を施した鋼材の残留応力を、深さ方向の分布を考慮して精度良く評価できるようになったが、出願人は鋭意研究を行い、更に精度よく表面処理状態を評価する表面特性評価方法を見出した。【０００８】
また、複数の表面処理が施された製品、例えば、浸炭処理後にショットピーニング処理が行われた製品について、１回の測定により、各工程における表面処理状態の良否を工程毎に区別して評価することの要請もあった。【０００９】
そこで、本発明では、表面処理を施した鋼材製品などの被検体について、その表面処理状態を深さ方向の分布を考慮して精度良く評価することができる表面特性評価方法、表面特性評価装置及び表面特性評価システムを提供することを目的とする。また、複数の表面処理工程が行われる場合に、１回の測定により、各工程における表面処理状態の良否を工程毎に区別して評価することができる表面特性評価方法、表面特性評価装置及び表面特性評価システム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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本件発明は、表面処理が施された被検体の表面処理状態を評価する表面特性評価方法であって、表面処理が施されていない未処理品、適切な表面処理が行われている良品、及び評価対象である評価品を、被検体として準備する準備工程と、各被検体についてインピーダンス分布を取得するインピーダンス分布取得工程と、このインピーダンス分布取得工程において取得されたインピーダンス分布に基づいて、評価品である被検体の表面処理状態を評価するインピーダンス分布解析工程と、を有し、インピーダンス分布取得工程は、被検体をコイルの内部に配置し、コイルに交流電流を印加してコイルにより励起される交流磁気を被検体内部に浸透させる工程と、コイルに印加する交流電流の周波数を変化させて、被検体への交流磁気の浸透深さを変化させる工程と、複数の周波数についてコイルのインピーダンスを測定し、被検体の深さ方向のインピーダンスの分布を取得するデータ取得工程と、を有し、インピーダンス分布解析工程は、データ取得工程において取得した複数の周波数における未処理品のインピーダンスＺ0と良品のインピーダンスＺ1の比であるインピーダンス比γ１を周波数毎に算出し、基準測定値群Ｇγ1を作成する工程と、基準測定値群Ｇγ1と同じ複数の周波数について、前記データ取得工程において取得した評価品のインピーダンスＺ2と未処理品のインピーダンスＺ0の比であるインピーダンス比γ２を周波数毎に算出し、評価測定値群Ｇγ2を作成する工程と、前記基準測定値群Ｇγ1に基づいて設定された所定の評価基準と評価測定値群Ｇγ2とを比較して、評価品の表面処理状態を評価する工程と、を有し、所定の評価基準は、基準測定値群Ｇγ1の各周波数におけるインピーダンス比γ１に基づいて各周波数において許容可能なインピーダンス比の範囲を設定し、当該許容可能なインピーダンス比の範囲とインピーダンス比γ２とを比較して評価品の表面処理状態を評価するエリア基準、周波数に対する基準測定値群Ｇγ1のピーク位置に基づいて、許容可能なピーク位置の範囲を設定し、当該許容可能なピーク位置の範囲とインピーダンス比γ２のピーク位置とを比較して評価品の表面処理状態を評価するピーク基準、及び基準測定値群Ｇγ1のインピーダンス比γ１の所定の周波数範囲における積分値に基づいて、許容可能な積分値の範囲を設定し、当該許容可能な積分値の範囲と当該周波数範囲におけるインピーダンス比γ２の積分値とを比較して評価品の表面処理状態を評価する面積基準、から選択される、という技術的手段を用いる。【００１１】
このように構成された発明によれば、表面処理が施された被検体の表面処理状態を評価する表面特性評価方法が、被検体の深さ方向のインピーダンスの分布を取得するデータ取得工程と、データ取得工程により求められたインピーダンスに基づいて、被検体の深さ方向の表面処理状態を評価するインピーダンス分布解析工程と、を備えており、インピーダンス分布解析工程において複数の周波数における未処理品及び良品のインピーダンスについて周波数毎にインピーダンス比γ１を算出した基準測定値群Ｇγ1と、基準測定値群Ｇγ1と同じ複数の周波数における評価品のインピーダンスについて周波数毎に未処理品のインピーダンスとのインピーダンス比γ２を算出した評価測定値群Ｇγ2とを、比較することにより、評価品の表面からの深さ方向を考慮した表面処理状態の評価を行うことができる。評価基準として、エリア基準、ピーク基準及び面積基準から選択して評価を行うため、より精度の高い評価を行うことができる。【００１２】
本発明において、好ましくは、インピーダンス分布解析工程は、コイルに印加した交流電流の周波数に基づいて交流磁気の被検体への浸透深さを算出する工程を有し、基準測定値群Ｇγ1に基づいて良品の表面からの深さに対するインピーダンス比γ１を表示した基準２次元マップと、評価測定値群Ｇγ2に基づいて評価品の表面からの深さに対するインピーダンス比を表示した評価２次元マップとを、それぞれ作成して、表面処理状態の評価に用いる、という技術的手段を用いる。【００１３】
このように構成された本発明によれば、基準２次元マップと、評価２次元マップとを、比較することができ、評価結果の良否、その程度など、深さ方向の表面処理状態を視覚的に把握しやすくすることができる。【００１４】
本発明において、好ましくは、インピーダンス分布解析工程において、複数の表面処理工程を経た評価品の表面処理状態を評価する場合には、評価品の表面からの深さに応じて異なる評価基準が選択される、という技術的手段を用いる。【００１５】
表面処理工程により、インピーダンスに影響を及ぼす因子、表面処理が影響する深さが異なるため、未処理品に対する表面処理品のインピーダンス比の深さ方向の傾向は、表面処理工程により異なっている。上記のように構成された本発明のように、評価品の表面からの深さに応じて、異なる評価基準を選択することにより、評価品について１回の測定を行うだけで、各工程における表面処理状態の良否を工程毎に区別して評価することができる。【００１６】
本発明において、好ましくは、被検体に施した表面処理がショットピーニング処理を含む場合には、評価品の表面近傍の表面処理状態を評価するためにピーク基準または面積基準が選択される、という技術的手段を用いる。【００１７】
表面処理がショットピーニング処理を含む場合には、評価測定値群、評価２次元マップがショットピーニング処理特有の挙動を示すため、上記のように構成された本発明のように、その挙動を評価するのに適したピーク基準または面積基準を選択することが好ましい。【００１８】
本発明において、好ましくは、ショットピーニング処理による表面処理状態が評価される、という技術的手段を用いる。【００１９】
このように構成された本発明によれば、ピーク基準または面積基準による評価結果に基づいてショットピーニング処理の良否を判断することができる。【００２０】
本発明において、好ましくは、エリア基準、ピーク基準、及び面積基準における許容可能な範囲は、複数の基準測定値群Ｇγ1のばらつきに基づいて設定される、という技術的手段を用いる。【００２１】
このように構成された本発明によれば、評価基準の各許容範囲を複数の基準測定値群Ｇγ1のばらつきに基づいて設定するので、品質の管理幅に沿って統計的に適切な許容範囲を設定することができ、表面処理状態の評価の精度を向上させることができる。【００２２】
また、本発明は表面特性評価方法を行うための表面特性評価装置であって、交流電源及び交流電源により出力される交流電流の周波数を変更可能な周波数可変回路を備える発振器と、発振器に接続され、周波数可変回路から印加された交流電流により交流磁気を励起するコイルを備え、被検体に交流磁気を浸透させる検出器と、周波数可変回路及び検出器に接続され、各被検体についてインピーダンス分布を取得する計測器と、評価品について取得されたインピーダンス分布に基づいて、評価品の表面処理状態を評価する評価手段と、を備えている、という技術的手段を用いる。【００２３】
このように構成された本発明の表面特性評価装置によれば、本発明の表面特性評価方法を好適に実施することができる。【００２４】
また、本発明は表面特性評価システムであって、本発明の表面特性評価装置と、表面特性評価装置に接続された１又は複数の表面処理装置と、を備え、表面特性評価装置は、評価品の表面処理状態の評価結果を、選択された表面処理装置に送出可能に構成されている、という技術的手段を用いる。【００２５】
このように構成された本発明によれば、表面処理装置と接続、または内蔵させて、評価品の表面処理状態の評価結果を送出する表面特性評価システムを構成することができる。【００２６】
本発明において、好ましくは、表面特性評価装置は、選択された表面処理装置を制御可能に構成されている、という技術的手段を用いる。【００２７】
このように構成された本発明によれば、評価品の表面処理状態の評価結果に基づいて、表面処理装置を制御することができる。【００２８】
本発明において、好ましくは、表面特性評価装置は、評価品に表面処理を施した複数の表面処理装置のうち、どの表面処理装置による表面処理に異常があるかを判定する、という技術的手段を用いる。【００２９】
このように構成された本発明によれば、表面特性評価装置により、評価品の表面処理状態の評価結果に基づいて、複数の表面処理装置のうち、どの表面処理装置による表面処理工程に異常があるかを判定することができる。【００３０】
また、本発明は、表面特性評価装置を備えた表面特性評価システムであって、評価品の表面処理状態の評価結果を記録可能に構成されている、という技術的手段を用いる。【００３１】
このように構成された本発明によれば、評価記録を記録できるので、記録に基づいて様々な解析、表面特性検査装置の測定値の補正、前後工程における加工条件の補正、などを行うことができる。【００３２】
本発明において、好ましくは、さらに、前記表面特性評価装置に接続された１又は複数の表面処理装置を備え、評価品に表面処理を施した表面処理装置における表面処理条件を、評価品の評価結果に関連付けて記録可能に構成されている、という技術的手段を用いる。【００３３】
このように構成された本発明では、評価品それぞれに対する表面処理の履歴が記録されるため、より信頼性の高い製品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】表面特性評価装置の構成を示す回路図である。
【図２】コイルに発生する交流磁気（磁束）を模式的に示す説明図である。
【図３】表面特性評価方法を示すフローチャートである。
【図４】浸炭処理品、ＳＰ処理品及び浸炭処理後にＳＰ処理を行った浸炭処理後ＳＰ処理品のインピーダンス比の２次元マップである。
【図５Ａ】判定工程におけるエリア基準による評価品の表面処理状態の評価方法の説明図である。
【図５Ｂ】エリア基準による評価における許容範囲の説明図である。
【図６Ａ】判定工程におけるピーク基準による評価品の表面処理状態の評価方法の説明図である。
【図６Ｂ】ピーク基準による評価における許容範囲の説明図である。
【図７】ショットピーニング処理に用いるショットのショット径によるインピーダンス比の変化を示す説明図である。
【図８】判定工程におけるピーク基準による評価品の表面処理状態の評価方法の説明図である。
【図９】エリア基準と面積基準とを組み合わせた評価品の表面処理状態の評価方法の説明図である。
【図１０】基準２次元マップと評価２次元マップとによりエリア基準を行う評価品の表面処理状態の評価方法の説明図である。
【図１１】表面特性評価システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
（表面特性評価装置）
本発明の表面特性評価装置について、図を参照して説明する。なお、以下の説明における上下左右方向とは、特に断りのない限り図中の方向を示す。
【００３６】
図１に示すように、本実施形態による表面特性評価装置１は、発振器１０、検出器２０、計測器３０、を備えている。
【００３７】
発振器１０は交流電源１１と周波数可変回路１２とを備えている。周波数可変回路１２は、交流電源１１に接続されており、交流電源１１から出力される交流電流の周波数を変更することができる。
【００３８】
検出器２０は、図２に示すようなコイル２１を含む。コイル２１の一端側（点Ａ）は交流電源１１と接続されており、交流電源１１から出力された交流電流が供給される。なお、コイル２１の詳細は後述する。
【００３９】
計測器３０は、増幅回路３１、絶対値回路３２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３、Ｉ／Ｖ変換回路３４、絶対値回路３５、ＬＰＦ３６、制御手段３７、表示器３８、を備えている。制御手段３７は、後述する評価方法により被検体の表面処理状態を評価する評価手段を備えている。また、記憶手段を、制御手段３７の内部または図示しない領域に備えている。
【００４０】
増幅回路３１は、コイル２１の両端である点Ａと点Ｂに接続されている。点Ａと点Ｂとの間の電位差の信号は増幅回路３１に入力され、増幅される。この増幅された信号は、絶対値回路３２により全波整流された後、ＬＰＦ３３により直流に変換される。この変換された信号は制御手段３７に入力される。
【００４１】
Ｉ／Ｖ変換回路３４は、コイル２１の他端側（点Ｂ）に接続されている。コイル２１を流れた電流の電流値を示す信号はＩ／Ｖ変換回路３４に入力され、電位差を示す信号に変換される。そして、絶対値回路３５により全波整流された後、ＬＰＦ３６により直流に変換される。この変換された信号は制御手段３７に入力される。
【００４２】
制御手段３７は、周波数可変回路１２、ＬＰＦ３３、及びＬＰＦ３６に接続されており、コイル２１に印加した交流電流の周波数と、この周波数に対するＬＰＦ３３、３６を通過した信号がそれぞれ入力される。入力されたこれらの信号に基づいて演算を行い、演算結果により被検体の表面特性の評価を行う。なお、交流電流の周波数の変更は手動で行ってもよく、制御手段３７に周波数を連続的に変更する信号を周波数可変回路１２に出力させる機能を持たせて自動で周波数の変更を行ってもよい。本実施形態では、後者とした。
【００４３】
表示器３８は、制御手段３７による評価結果の表示または警告を行う。
【００４４】
次に、コイル２１について説明する。コイル２１は、導通性のある線材を巻回して円筒状に形成されている。この線材は、単一の導線を用いてもよいが、複数本の細い導線を束ねて一本の線のように形成された物を用いてもよい。後者の場合、複数本の細い導線を縒り合せて形成してもよいし、複数本の細い導線を編み込んで一本の線のように形成してもよい。また、複数本の細い導線を編み込んで一本の線のように形成した後、これをねじることで細い一本の線のように形成してもよい。複数本の細い導線を束ねて一本の線のように形成したものをコイル２１の線材として用いることで、コイル２１の（自己）共振周波数を高くすることができる。
【００４５】
また、コイル２１は中空の円筒形状のコアに線材を巻回した構成（有芯コイル）としてもよいが、本実施形態では、コアを持たない構成（空芯コイル）とした。
【００４６】
コイル２１に交流電流を印加することで励起された交流磁気を被検体に浸透させることで、被検体には渦電流が発生する。渦電流により、交流磁気に対する反磁界が生じて、交流磁気の浸透する深さが変化する。この反磁界と交流磁気とを合わせた磁束の大きさは、表面処理の程度を示す残留応力の大きさにより異なる。よって、コイル２１を流れる電流の電気特性を評価することで、表面処理の程度を評価することができる。この場合、被検体の表面特性を精度よく評価するためには、反磁界をより精度よく捉える必要がある。そのため、本実施形態のコイル２１は、共振周波数が使用周波数帯域以上となるように、線材を巻回する回数を調整した。表面処理によって改質される表面からの深さ（影響層）は、概ね１０〜１０００μｍである。この場合、使用周波数帯域を０．５×１０3Ｈｚ〜２０×１０6Ｈｚとし、コイル２１の共振周波数を１０ＭＨｚ以上（好ましくは使用周波数帯の２倍以上）としてもよい。また、表面処理としてショットピーニング処理を選択した場合の影響層は概ね１０〜３００μｍであるので、使用周波数帯域を１×１０3Ｈｚ〜２０×１０6Ｈｚとし、コイル２１の共振周波数を１０ＭＨｚ以上（好ましくは使用周波数帯の２倍以上）としてもよい。
【００４７】
コイル２１に励起された交流磁気を被検体の内部に浸透できるようにコイル２１が被検体に近接できればよく、検出器２０の形状は特に限定されない。本実施形態の検出器２０は円筒形状とし、中心部に被検体を挿入して配置できる構成とした。即ち、コイルの中心部に被検体を挿入して配置することで、コイル２１が被検体の側周面を包囲できる構成とした。この構成では、材料に起因する被検体内部の深さ方向に直行する方向のバラツキを軽減することができるので、評価精度を向上させることができる。また、被検体の側周面、即ち評価対象面の全体に渦電流を透過させることができるので、評価対象面の全体を一度の測定で評価することができる。
【００４８】
コイル２１により被検体を囲っているため、被検体の局所的な状態の影響が少ない。例えば、電解研磨を用いて微小な破壊試験（応力測定やＸ線測定）を行い、残留応力の実測値などと表面処理状態評価結果との比較を行うことにより、より正確な表面処理評価を行うことができる。
【００４９】
（表面特性評価方法）
次に、被検体の表面特性状態及び表面処理工程を評価する方法について説明する。以下では、表面処理として、浸炭処理後にショットピーニング処理（以下、「ＳＰ処理」という。）が施された被検体の表面処理状態及び表面処理工程の評価を行う場合を例に説明する。
【００５０】
本発明における表面特性評価方法は、準備工程と、インピーダンス分布取得工程と、インピーダンス分布解析工程とからなる。
【００５１】
まず、準備工程においては、表面処理が施されていない未処理品と、適切な表面処理が行われている良品と、評価対象である評価品と、を被検体として用意する。
【００５２】
次に、インピーダンス分布取得工程は、交流磁気を被検体内部に浸透させる工程と、交流磁気の浸透深さを変化させる工程と、インピーダンスの分布を取得するデータ取得工程から構成されている。
交流磁気を被検体内部に浸透させる工程では、まず、被検体を検出器２０のコイル２１の内部に配置し、コイル２１に交流電流を印加することにより交流磁気を被検体内部に浸透させる。なお、コイル２１に交流磁気を励起させた際にこの交流磁気が被検体の内部に浸透しさえすれば、被検体を配置する方法は特に限定されない。本実施形態では、未処理品をコイル２１の円形断面中心で、且つ被検体全体がコイル２１の内部に位置するようにセットする。被検体をこのようにセットすることで、材料に起因する被検体内部の深さ方向に直行する方向のバラツキを軽減することができるので、測定精度を向上させることができる。
【００５３】
続いて、交流磁気の浸透深さを変化させる工程として、交流電源１１によって出力される交流電流の周波数を制御する信号を、制御手段３７から周波数可変回路１２に出力し、交流電源１１を作動させる。交流電源１１の作動により、コイル２１には交流磁気が励起される（図２）。コイル２１の内周側には被検体がセットされているので、この交流磁気が被検体に浸透する。交流磁気の浸透により被検体の表面には渦電流が発生する。渦電流により、交流磁気に対する反磁界が生じる。この時、残留応力の大きさによって透磁率が変わる。したがって、この反磁界と交流磁気とを合わせた磁束の大きさは、表面処理の程度を示す残留応力の大きさによって異なる。即ち、残留応力の大きさによって、交流電流がコイルに流れる際のコイルの電気特性を示す信号（コイル間（Ａ−Ｂ間）の電位差を示す信号及びコイルを流れた後の電流値を示す信号）が変化する。増幅回路３１−絶対値回路３２−ＬＰＦ３３を通って制御手段３７に入力された信号と、Ｉ／Ｖ変換回路３４−絶対値回路３５−ＬＰＦ３６を通って制御手段３７に入力された信号と、から、制御手段３７によりその周波数におけるインピーダンスＺ0を算出する。
【００５４】
ここで、交流磁気が被検体に浸透する深さは、交流電流の周波数に依存する。交流電源１１より出力される交流電流の周波数を制御手段３７により変化させながら、各々の周波数毎にこれらの信号からコイル２１のインピーダンスＺ0を算出し、記憶手段に記憶する。つまり、データ取得工程においては、被検体への交流磁気の浸透深さを複数の周波数に対応して変化させ、複数の周波数についてコイル２１のインピーダンスを測定し、被検体の深さ方向のインピーダンスの分布を取得する。
【００５５】
同様の操作を、良品及び評価品について行い、それぞれ深さ方向のインピーダンスＺ1、Ｚ2の分布を取得する。ここで、交流電流の周波数は未処理品での周波数と同じ周波数とする。
【００５６】
次に、インピーダンス分布解析工程は、基準測定値群Ｇγ1を作成する工程と、評価測定値群Ｇγ2を作成する工程と、評価品の表面処理状態を評価する工程とを含む。即ち、インピーダンス分布解析工程では、インピーダンス分布取得工程において求められたインピーダンス分布に基づいて、被検体の深さ方向の表面処理状態を評価する。
【００５７】
図３に示すように、ステップＳ１では、基準測定値群Ｇγ1を作成する工程として、複数の周波数における未処理品のインピーダンスＺ0及び良品のインピーダンスＺ1について、制御手段３７により周波数毎にインピーダンス比γ１（Ｚ1／Ｚ0）を算出した基準測定値群Ｇγ1を作成する。
【００５８】
ここで、未処理品のインピーダンスＺ0は、１０以上の未処理品の測定結果を周波数毎に平均し、その平均値を用いて、周波数毎のインピーダンス比γ１を算出する基準値とすることが好ましい。また、良品のインピーダンスＺ1は、後述する評価方法の閾値を設定するときに用いる標準偏差を算出するために、３０以上の良品について測定することが好ましい。
【００５９】
ステップＳ２では、評価測定値群Ｇγ2を作成する工程として、基準測定値群と同じ複数の周波数における評価品のインピーダンスＺ2について周波数毎に未処理品のインピーダンスＺ0とのインピーダンス比γ２（Ｚ2／Ｚ0）を算出した評価測定値群Ｇγ2を作成する。
【００６０】
表面特性の評価にインピーダンス比γ１、γ２を用いることで、測定環境の変化（温度や湿度等）による電圧のドリフトを軽減することができる。また、表面処理による被検体の電磁気特性変化のみを抽出できるので、表面特性の評価の精度が向上する。更に、インピーダンス比の差に比べて、変化を顕著に検出することができるので、表面特性の評価の精度が向上する。
【００６１】
続くステップＳ３では、基準測定値群Ｇγ1に基づいて良品の表面からの深さに対するインピーダンス比γ１を表示した基準２次元マップを作成する。基準２次元マップは、周波数に基づいて良品の表面からの深さを算出し、これを横軸として、対応するインピーダンス比γ１をプロットしたものである。周波数と良品表面からの深さとの関係は、下記の数式より周波数と表面からの深さとの関係を示す検量線を作成し、この検量線から算出することができる。
【００６２】
2019012991.tif 000003
【００６３】
周波数が高い場合には、表面近傍の表面処理状態を反映した信号が得られ、周波数が低い場合には、より深い領域の表面処理状態を反映した信号が得られる。上記数式における補正係数ｋは、被検体の形状（例えば被検体の体積）や性状（例えば、前段階としての熱処理の有無）やＳＰ処理の条件（例えば、ショットの粒子径、硬度、噴射時間、噴射圧力）等の影響を受けて変動する値であり、実験により予め算出される。
【００６４】
ここで、基準２次元マップは、周波数に対してインピーダンス比をプロットして作成することもできる。
【００６５】
以下に、インピーダンス比の基準２次元マップを例示する。図４に、浸炭処理品、ＳＰ処理品及び浸炭処理後にＳＰ処理を行った浸炭処理後ＳＰ処理品におけるインピーダンス比の基準２次元マップを示す。
【００６６】
浸炭焼き入れを行ったクロムモリブデン鋼（φ４０ｍｍ×３０ｍｍ）に向かって、平均粒子径５０μｍ〜１０００μｍのショット（いずれも新東工業株式会社製）をショットピーニング機（新東工業株式会社製）にて、０．３ＭＰａの噴射圧力でカバレージが３００％となるように噴射してショットピーニング処理を行った。このショットピーニング処理を施したクロムモリブデン鋼を被検体とした。交流電流の周波数（使用周波数）は、１０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚとした。また、前述の検量線より使用周波数から交流磁気の浸透深さを算出した。
【００６７】
インピーダンス比の基準２次元マップにおいて、インピーダンス比が１を超えたときには、未処理品に比べ透磁率が上昇しており、インピーダンス比が１未満の時には、未処理品に比べ透磁率が減少していることになる。
【００６８】
表面処理工程により、インピーダンスに影響を及ぼす因子、表面処理が影響する深さが異なるため、未処理品に対する表面処理品のインピーダンス比の傾向は、表面処理工程により異なっている。インピーダンスに影響を及ぼす因子として、浸炭処理では組織変化、ＳＰ処理ではマルテンサイト変態、歪の付与による残留応力など、インピーダンスに影響を及ぼす因子が異なっている。また、表面処理の影響を受ける深さは、浸炭処理品では数１００μｍ程度に対し、ＳＰ処理品では数１０μｍ程度であり、ＳＰ処理品の方が表面近傍の浅い領域となっている。
【００６９】
浸炭処理品では、インピーダンス比は表面近傍で１であり、表面からの距離が増大するにつれて大きく低下する傾向を示している。
【００７０】
ＳＰ処理品では、インピーダンス比は表面近傍では１を超えている。表面からの距離が増大するにつれて徐々に低下する傾向を示している。また、インピーダンス比の低下度合いは、浸炭処理品に比べて小さい。
【００７１】
浸炭処理後ＳＰ処理品では、インピーダンス比は表面近傍では１を超えており、表面から１５μｍ程度までは増大した後に減少に転じ、４０μｍ程度で１以下となる傾向を示している。このように、表面処理工程が複数で、浸炭処理とＳＰ処理とが組み合わされた場合には、インピーダンス比の基準２次元マップは極大値を有する曲線を描く。
【００７２】
得られた基準２次元マップ及び評価測定値群Ｇγ2により、制御手段３７で表面処理状態の良否を判定する。
【００７３】
ステップＳ４では、表面処理工程に応じた評価基準が選択される。評価基準として、基準２次元マップと評価測定値群とを、用いた、エリア基準、ピーク基準及び面積基準の３種類の基準が使用され、この中から評価基準が選択される。
【００７４】
エリア基準は、基準測定値群Ｇγ1から各周波数におけるインピーダンス比の許容範囲Ｗ１を設定し、当該許容範囲と評価測定値群Ｇγ2のインピーダンス比γ２とを比較して被検体の表面処理状態を評価する。
【００７５】
上記許容範囲は、各周波数に対してインピーダンス比γ１の平均値及び標準偏差σを算出して、それらの値に基づいて設定する。例えば、品質の管理幅に沿って、標準偏差の倍数：Ｎを設定し、インピーダンス比γ１の平均値γに対して、標準偏差σのＮ倍の値を加減した閾値群として設定する。
【００７６】
ここで、許容範囲Ｗ１は、深さ毎に異なる値を取り得る。また、許容範囲Ｗ１は、平均値に対し上下一定の幅で設定してもよいし、特定の周波数に対し、上下で異なる閾値幅で設定することもできる。
【００７７】
図５Ａに、許容範囲Ｗ１を表示した基準２次元マップを示す。インピーダンス比γ１の曲線は、各周波数におけるインピーダンス比γ１の平均値により描かれており、インピーダンス比γ１を算出した周波数に対応する深さ毎に許容範囲Ｗ１が設定されている。許容範囲Ｗ１の幅は図５Ａ中△で示されている。エリア基準による評価を行う深さを複数点選択し、図５Ｂに示すように、深さ毎にインピーダンス比γ２（図中：◆）をインピーダンス比γ１の曲線と比較する。即ち、インピーダンス比γ２（図中：◆）が、その周波数（浸透深さ）において設定された許容範囲Ｗ１（図中：△）の内側であればＯＫ、外側である場合にはＮＧと評価される。インピーダンス比γ２が深さ毎にすべて許容範囲Ｗ１内に収まっているときには、制御手段３７において表面処理状態が良好であると評価される。一方、インピーダンス比γ２が許容範囲Ｗ１内に収まっていないときには、制御手段３７において表面処理状態が良好ではないと評価される。
【００７８】
ピーク基準は、基準測定値群Ｇγ1からインピーダンス比の極値Ｍの位置（ピーク位置）の許容範囲を設定し、当該許容範囲とインピーダンス比γ２の極値の位置とを比較して被検体の表面処理状態を評価する。
【００７９】
図６Ａに示すように、基準２次元マップにおいて、表面処理が良好なときに、極値が存在しうる範囲を許容範囲Ｗ２として設定する。許容範囲Ｗ２は、品質の管理幅に沿って、深さの標準偏差とインピーダンス比の標準偏差に基づいて定めた深さの許容幅とインピーダンス比の許容幅とに囲まれる矩形状の領域（図６Ｂ）として設定される。
【００８０】
図６Ｂに示すようにインピーダンス比γ２の極値Ｍがこの矩形状の領域（許容範囲Ｗ２）内に存在するときには、制御手段３７において表面処理状態が良好であると評価される。一方、インピーダンス比γ２の極値Ｍがこの矩形状の領域内に存在しないときには、制御手段３７において表面処理状態が良好ではないと評価される。
【００８１】
ここで、被検体の表面近傍にこのような極値を有する２次元マップ（インピーダンス比の分布）は、被検体の表面近傍にＳＰ処理の作用が付与したために顕著な極値が発現したものであるため、ＳＰ処理の良否判定に好適に用いることができる。なお、ＳＰ処理以外の表面処理においても、このような極値は発現しうる。
【００８２】
図７に、ＳＰ処理に用いるショットのショット径によるインピーダンス比の変化を示す。前述と同様、浸炭焼き入れを行ったクロムモリブデン鋼（φ４０ｍｍ×３０ｍｍ）に対して、平均粒子径５０μｍ〜８００μｍの４水準のショット（新東工業株式会社製）を用いてＳＰ処理を行い、被検体とした。交流電流の周波数（使用周波数）は、１０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚとした。また、前述の検量線より使用周波数から交流磁気の浸透深さを算出した。ショット径が大きい程、極値（極大値）は表面から深い方向に発現し、その値も大きくなっている。
【００８３】
なお、鋼種、表面処理工程によっては、極値として極小値が発現する場合もある。
【００８４】
矩形領域に隣接する領域として、図６Ｂに示す以下の領域を設定することができる。
・ＨＩ：インピーダンス比γ２の極値の座標が、深さの許容幅は充足しているが、インピーダンス比が高い領域
・ＬＯ：インピーダンス比γ２の極値の座標が、深さの許容幅は充足しているが、インピーダンス比が低い領域
・ＬＴ：インピーダンス比γ２の極値の座標が、深さが浅い方に許容幅から外れている領域
・ＲＴ：インピーダンス比γ２の極値の座標が、深さが深い方に許容幅から外れている領域
【００８５】
図７に示した傾向を考慮し、インピーダンス比γ２の極値が上記のどの領域に存在しているかにより、ＳＰ処理状態を把握することができる。
・ＨＩ：投射時間が長く、ＳＰ処理量が多い場合のオーバーピーニングの検知
・ＬＯ：投射時間が短く、ＳＰ処理量が少ない場合のピーニング不足の検知
・ＬＴ：ショット粒径が小さくなり、処理範囲が最表面より寄った状態のショット磨耗の検知若しくは、仕様よりも小さなショットを使用してしまった場合の異粒径混入の検知
・ＲＴ：仕様よりも大きなショットを使用してしまった場合の異粒径混入の検知
【００８６】
次に、面積基準は、基準測定値群Ｇγ1からあらかじめ設定した周波数範囲におけるインピーダンス比の積分値の許容範囲Ｗ３を設定し、当該許容範囲Ｗ３と当該周波数範囲におけるインピーダンス比γ２の積分値とを比較して被検体の表面処理状態を評価する。
【００８７】
具体的には、図８に示すように、インピーダンス比γ２の曲線と、インピーダンス比＝所定値を表す直線によって囲まれる面積Ｓを算出する。図８に示す例では、極値Ｍを含むインピーダンス比γ２の曲線（評価２次元マップ）と、インピーダンス比＝１の直線によって囲まれた領域の面積Ｓを算出している。即ち、図８に示す例では、インピーダンス比γ２の曲線は、渦電流の浸透深さ＝約２０μｍの位置で極大値Ｍをとり、渦電流の浸透深さ＝約４０μｍの位置でインピーダンス比γ２＝１まで低下している。従って、インピーダンス比γ２から１を減じた値を、渦電流の浸透深さ０〜約４０μｍの範囲で積分することにより、図８における面積Ｓを求めることができる。
【００８８】
面積Ｓの許容範囲Ｗ３は、複数の基準２次元マップ（インピーダンス比γ１の曲線）から同様にして計算した面積Ｓの平均値と、その標準偏差を算出し、品質の管理幅に沿って予め設定される。次いで、評価品について取得されたインピーダンス比γ２の曲線（インピーダンス分布）に対して計算された面積Ｓが許容範囲Ｗ３内であれば、その評価品の表面処理状態は良好であると評価される。
【００８９】
以下に、各評価方法の特徴を示す。
【００９０】
エリア基準は、深さ方向の広い範囲にわたり判定が可能である。従って、浸炭処理など深い範囲まで改質が行われる表面処理工程において、所定の深さまで適切な処理が行われているどうかを判定するために好適に用いることができる。
【００９１】
ピーク基準は、評価２次元マップにおけるインピーダンス比γ２の極値の座標により判定を行うため、極値を有する評価２次元マップを呈する表面処理、特にＳＰ処理の良否判定に好適に用いることができる。
【００９２】
面積基準は、エリア基準やピーク基準では判定が困難な評価２次元マップと基準２次元マップとの微小な差異を検出することができる。また、深さの範囲と極値を含むインピーダンス比γ２の曲線の底辺とするインピーダンス比を設定し、囲まれる面積Ｓを算出することにより、ＳＰ処理の良否判定に好適に用いることができる。
【００９３】
ステップＳ５では、評価品の表面処理状態を評価する工程として、基準測定値群Ｇγ1に基づいて設定された所定の評価基準と評価測定値群Ｇγ2とを比較して、評価品の表面処理状態が評価される。評価測定値群Ｇγ2に基づいて求められた評価２次元マップに対して、エリア基準、ピーク基準、及び面積基準のうちの少なくとも１つが適用され、評価品の表面処理状態が評価される。表面処理状態の評価結果は、表示器３８に出力され表示される。表示器３８では、良否結果のみ表示してもよいし、否と判定したときに警告を発するようにしてもよい。
【００９４】
さらに、ステップＳ６においては、後述するように、評価品に対して施された表面処理工程の良否の判定が行われる。
以上の工程により、被検体の表面からの深さ方向を考慮した表面処理状態の評価を表面処理工程に応じた評価方法を選択して行うことができる。
【００９５】
ステップＳ４では、各判定方法の特徴を生かし、評価品に対して施された表面処理工程に応じて、複数の評価方法を採用することができる。
【００９６】
例えば、図９に示すように、浸炭処理後にＳＰ処理を行った評価品に対し、インピーダンス比が１以上の深さ領域では面積基準を用い、それ以上の深さ領域ではエリア基準を用いる、という判定方法を採用することができる。これにより、浅い領域でのＳＰ処理工程の良否の判定は面積基準で行い、深い領域での浸炭処理工程の良否の判定はエリア基準で行うことができるので、浸炭処理後の被検体の評価を行う必要がなく、すべての表面処理が完了した被検体を評価するだけで、１回で複数の表面処理工程の評価を行うことができる。
【００９７】
また、浸炭処理後にＳＰ処理を行った評価品に対し、浅い領域ではピーク基準による判定を行い、深い領域ではエリア基準を用いる、という評価方法を採用することもできる。これにより、表面近傍で極値を有するＳＰ処理工程の良否の判定はピーク基準で行い、深い領域での浸炭処理工程の良否の判定はエリア基準で行うことができるので、浸炭処理後の被検体の評価を行う必要がなく、すべての表面処理が完了した被検体を評価するだけで、複数の表面処理工程の評価を１回で行うことができる。
【００９８】
その他、複数の表面処理工程が行われる例を、表面処理が行われる順に示す。
・浸炭焼入れ焼戻し処理→ＳＰ処理→研磨
・浸炭焼入れ焼戻し処理→ＳＰ処理（１段目）→ＳＰ処理（２段目）→研磨
・窒化熱処理→ＳＰ処理→低温焼鈍
【００９９】
上記のように、複数の表面処理工程が行われる場合に、評価品について１回の測定を行うだけで、各工程における表面処理状態の良否を工程毎に区別して評価することができる。
【０１００】
ここで、複数の表面処理工程が行われる場合に、各工程における表面処理状態の良否は、１の判定方法、例えば、エリア基準のみで評価することもできる。
【０１０１】
複数の表面処理工程が行われる場合に、ステップＳ６では、表面処理状態の評価結果に基づき、表面処理工程の良否を判定する。判定結果は、表示器３８に出力され表示される。表示器３８では、良否結果のみ表示してもよいし、否と判定したときに警告を発するようにしてもよい。
【０１０２】
ステップＳ３同様に、評価測定値群Ｇγ2に基づいて評価品の表面からの深さに対するインピーダンス比γ２を表示した評価２次元マップを作成することもできる。評価２次元マップを作成すると、基準２次元マップと重ね合わせて比較することにより、評価結果の良否、その程度などを視覚的に把握しやすくすることができる。また、評価２次元マップに示されるインピーダンス比γ２の軌跡により、深さ方向の表面処理状態を視覚的に把握することができる。
【０１０３】
例えば、エリア基準による判定を行うときに、図１０に示すように、基準２次元マップと評価２次元マップとを重ね合わせて、許容範囲Ｗ１との比較により判定を行うことができる。
【０１０４】
（表面特性評価システム）
表面特性評価装置１は、表面処理装置と接続、または内蔵させて、評価品の表面処理状態の評価結果を送出する表面特性評価システムを構成することができる。
【０１０５】
図１１に表面特性評価システムＳの例を示す。表面特性評価システムＳは、表面特性評価装置１、表面処理装置４０、データ処理装置５０を備えている。表面特性評価システムＳは、評価品の表面処理状態の評価結果に基づいて、表面処理装置４０を制御可能に構成されている。ここで、表面処理装置４０の制御は、表面処理装置４０、データ処理装置５０のいずれが行ってもよい。
【０１０６】
表面処理工程が複数ある場合には、当該表面処理を行う表面処理装置４０（熱処理機、複数のショットピーニング機、等）のすべてを選択、または一部を選択して、表面特性評価装置１と接続、または内蔵させることができ、表面特性評価装置１と選択された表面処理装置とにより表面特性評価システムが構成される。
【０１０７】
表面特性評価システムＳでは、表面特性評価装置１における評価品の表面処理状態の評価結果に基づいて、複数の選択された表面処理装置のうち、いずれの表面処理装置４０による表面処理工程に異常があるかを判定することができる。ここで、当該判定は、表面処理装置４０、データ処理装置５０のいずれが行ってもよい。
【０１０８】
表面特性評価システムＳでは、表面特性評価装置１における評価結果を、ショットピーニング処理装置などの表面処理装置４０に出力することができる。これにより、評価結果に基づいて表面処理条件を変更できるので、不良品の発生を抑制することができる。この表面処理条件の変更は、評価結果に基づいて作業者が手動で変更してもよく、評価結果に基づいて表面処理条件を補正、変更する信号を表面処理装置４０に出力して自動で変更してもよい。
【０１０９】
また、表面特性評価システムＳは、少なくとも１つ以上の表面処理装置４０と接続し、評価品の表面処理状態の結果を記録し、適宜再生できるように構成することもできる。これらの蓄積されたデータは工程管理に適用することができる。
【０１１０】
更に、この表面特性評価システムＳは、接続された表面処理装置４０における処理条件を、表面特性評価装置１により測定した評価結果と関連付けてデータ処理装置５０に記録させることができる。それぞれの評価品について表面処理条件と評価結果が関連付けられて記録されているので、例えば後工程で不具合が発生した場合、前処理である表面処理の履歴を確認し、どの工程で問題が生じたかを特定することができる。そして、その結果をそれぞれの工程に反映できるので、より信頼性のある製品を製造することができる。
【０１１１】
（実施形態の効果）
本発明の表面特性評価方法及び表面特性評価装置１によれば、被検体の深さ方向のインピーダンスの分布を取得するインピーダンス分布取得工程と、インピーダンス分布取得工程により求められたインピーダンス分布に基づいて、被検体の深さ方向の表面処理状態を評価するインピーダンス分布解析工程と、を備えており、インピーダンス分布解析工程において複数の周波数における未処理品及び良品のインピーダンスについて周波数毎にインピーダンス比γ１を算出した基準測定値群Ｇγ1と、基準測定値群Ｇγ1と同じ複数の周波数における評価品のインピーダンスについて周波数毎に未処理品のインピーダンスとのインピーダンス比γ２を算出した評価測定値群Ｇγ2とを、比較することにより、被検体の表面からの深さ方向を考慮した表面処理状態の評価を行うことができる。評価方法として、エリア基準、ピーク基準及び面積基準、のうちから、表面処理工程に応じた基準を選択して評価を行うため、より精度の高い評価を行うことができる。また、評価品の表面からの深さに応じて、表面処理工程に対応した評価方法を選択することにより、評価品について１回の測定を行うだけで、各工程における表面処理状態の良否を工程毎に区別して評価することができる。
【０１１２】
また、本発明の表面特性評価システムによれば、表面特性評価装置１を、表面処理装置４０と接続、または内蔵させて、評価品の表面処理状態の評価結果を送出することができる。また、表面特性評価システムは、評価品の表面処理状態の評価結果に基づいて、表面処理装置４０を制御することができる。表面特性評価装置１は、評価品の表面処理状態の評価結果に基づいて、複数の選択された表面処理装置４０のうち、いずれの表面処理装置４０による表面処理工程に異常があるかを判定することができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１…表面特性評価装置
１０…発振器
１１…交流電源
１２…周波数可変回路
２０…検出器
２１…コイル
３０…計測器
３１…増幅回路
３２…絶対値回路
３３…ＬＰＦ
３４…Ｉ／Ｖ変換回路
３５…絶対値回路
３６…ＬＰＦ
３７…制御手段
３８…表示器
４０…表面処理装置
５０…データ処理装置
Ｓ…表面特性評価システム
Ｚ0…未処理品のインピーダンス
Ｚ1…良品のインピーダンス
Ｚ2…評価品のインピーダンス
γ１…基準測定値群のインピーダンス比
γ２…評価測定値群のインピーダンス比
【図１】
2019012991.tif 000004
【図２】
2019012991.tif 000005
【図３】
2019012991.tif 000006
【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
2019012991.tif 000010
【図６Ｂ】
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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】
2019012991.tif 000016
【国際調査報告】
2019012991.tif 000017
2019012991.tif 000018
2019012991.tif 000019
2019012991.tif 000020