(57)【要約】【課題】  欠陥（傷）を有するワークを確実に検出して、その検査歩留りを高めることのできる渦流探傷方法を提供する。【解決手段】  渦流探傷プローブを用いて検査対象物における渦電流の大きさおよび／またはその変化を検出して前記検査対象物における傷の有無を検査する（渦流探傷ユニット１３）に先立ち、前記検査対象物を脱磁処理する（脱磁ユニット１２）。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流磁界を加えた検査対象物における渦電流の大きさおよび／またはその変化から前記検査対象物における傷の有無を検査するに先立ち、前記検査対象物を脱磁処理することを特徴とする渦流探傷方法。
【請求項２】
前記検査対象物の脱磁処理は、予め前記検査対象物に印加する複数交番磁界の磁場方向を変化させて、および／または磁場の強さを徐々に弱くして行われるものである請求項１に記載の渦流探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高感度な渦流探傷プローブを用いて欠陥検査するに際して、ノイズの影響を軽減してその検査精度を高めることのできる好適な渦流探傷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼材の表面に生じた微小な傷（欠陥）を検出する手法の１つに、渦電流を利用した渦流探傷方式がある。この渦流探傷方式は、検査対象とする鋼材等のワークに交流磁界を印加したとき、電磁誘導作用によりワークの表面に生じる渦電流が傷の有無によって変化することに着目し、渦電流の大きさやその変化から傷の有無を検出するものである（例えば特許文献１を参照）。このような渦流探傷に用いられるプローブは、例えば棒状のヨークに励磁コイルと一対の逆巻きされた検出コイルとを巻装したもので、励磁コイルを高周波駆動することで上記ヨークの先端からワークに向けて交流磁界を印加し、ワークに生じた渦電流による新たな磁界を上記一対の検出コイルにて検出するように構成される。
【特許文献１】特開２００３−６６００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで車輪用軸受（検査対象物）のようなワークを検査する場合、一般的にはワークを高速に回転させながらその周面に渦流探傷プローブを近接させてその全周に亘る欠陥検査を行うので、ワークとの接触によるプローブの破損を未然に防ぐことが重要である。そこで高感度な渦流探傷プローブを用いることで、ワークとプローブとのクリアランス（離間距離）を確保することが試みられている。
【０００４】
しかしながら高感度な渦流探傷プローブを用いた場合には種々の磁気的ノイズの影響を受け易くなる。しかもワークとのクリアランスを大きくした分、ワークに印加した交流磁界により生起される渦電流、ひいてはこの渦電流により発生する磁界の検出が難くなることが否めない。この為、渦流探傷プローブの出力から欠陥（傷）を有するワークだけを確実に検出することが困難となる。そして一般的にはレベルの高いノイズ成分までも欠陥として誤検出することが多いので、検査歩留りが悪くなると言う不具合がある。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、欠陥（傷）を有するワークを確実に検出して、その検査歩留りを高めることのできる探傷方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するべく本発明に係る探傷方法は、高感度な渦流探傷プローブを用いてワーク（検査対象物）を探傷検査したときに検出される磁気的ノイズが、ワーク表面の凹凸のみならず、その残留磁気に依存していることが多いことに着目している。そこで本発明においては、特に交流磁界を加えた検査対象物における渦電流の大きさおよび／またはその変化から前記検査対象物における傷の有無を検査するに先立ち、前記検査対象物を脱磁処理することを特徴としている。
【０００７】
即ち、本発明は、予め検査対象物（ワーク）を脱磁処理し、これによって上記検査対象物の残留磁気を十分に小さくした後に探傷検査に供することで、高感度な渦流探傷プローブを用いた場合であっても、上記渦流探傷プローブから信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ）の良い探傷信号を得て、その検査歩留りを高くしたことを特徴としている。
ちなみに上記検査対象物の脱磁処理は、予め前記検査対象物に印加する複数交番磁界の磁場方向を変化させて、および／または磁場の強さを徐々に弱くして行われる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては渦流探傷プローブを用いてワーク（検査対象物）を欠陥検査するに先立って上記ワークを脱磁処理するので、ワーク自体からの磁気的ノイズを低減し、ワーク表面の凹凸に起因するノイズを含めてそのノイズレベルを低く抑えることができる。この結果、傷（欠陥）に起因する渦電流により発生する磁界が磁気的ノイズに埋もれることがなくなるので、渦流探傷プローブの出力から検査対象物（ワーク）における欠陥の有無をＳ／Ｎ良く確実に検出することが可能となる。
【０００９】
しかも欠陥検査に先立ってワーク（検査対象物）を脱磁処理するだけでＳ／Ｎを高めることができるので、レベルの高い磁気的ノイズを欠陥として誤検出することがなくなる。従ってワークと渦流探傷プローブとのクリアランスを大きく設定して上記プローブの破損を未然に防ぎながら、簡易に、しかも効果的にその検査歩留りを高めることができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る探傷方法について、検査対象物の欠陥検査を例に説明する。
検査対象物としての車輪用軸受は、自動車の車軸に取り付けられて車輪の装着部をなす鉄鋼製の部品であり、例えば図１に示すように異径部分を同軸に連続的に連ねた形状のフランジ構造体をなす。このような丸棒状の検査対象物（ワーク）の欠陥検査は、一般的には上記ワークを回転軸に装着し、例えば３５０回転／分程度の速度で回転させながら渦流探傷プローブを用いて行われる。具体的にはワークの表面に渦流探傷プローブを近接させて該プローブからワークに交流磁界を印加し、電磁誘導作用によりワークに生じた渦電流によって発生する磁界を上記渦流探傷プローブにて検出することによって行われる。
【００１１】
尚、このような欠陥検査に用いられる渦流探傷プローブは、例えば断面略長方形状の棒状のヨークの先端部に検出コイルを先端集中巻きすると共に、この検出コイルに重ねて励磁コイルを巻回したものからなる。そして上記励磁コイルから発生させた、例えば５１２ｋＨzの交流磁界を検査対象物に印加しながら、該検査対象物に存在する傷（欠陥）に起因して該検査対象物から新たに発生する磁界を上記検出コイルにて検出するように構成される。
【００１２】
このような渦流探傷プローブを、前述した如く高速に回転させたワークの表面に近接させた場合、ワークが傷（欠陥）のない良品である場合には、前記渦流探傷プローブからは図２(ａ)に示すような、略一定レベルのノイズ成分だけからなる出力波形が得られる。これに対してワークに傷（欠陥）が存在する場合には、その傷（欠陥）位置にて信号レベルが上述したノイズレベルに比較して大きくなる、例えば図２(ｂ)に示すような出力波形が得られる。しかもレベルの大なる信号は、ワークの回転周期に同期したタイミングで検出されることになる。従って渦流探傷プローブの出力波形の信号レベルを所定の閾値で弁別し、その検出周期を判定することによってワークに傷（欠陥）が存在するか否か、つまりワークが良品であるか、或いは傷（欠陥）を有する不良品であるかを検査することが可能となる。
【００１３】
本発明に係る探傷方法は、このようにして渦流探傷プローブを用いて検査対象物（ワーク）を欠陥検査するに先立ち、例えば図３に示すような脱磁器を用いて上記ワーク（検査対象物）を脱磁処理することを特徴としている。この図３に示す脱磁器は、円盤状の基台１に正三角形の頂点をなして平行に配置した３つのヨーク２ａ,２ｂ,２ｃにそれぞれ励磁コイル３ａ,３ｂ,３ｃを巻装し、これらの各励磁コイル３ａ,３ｂ,３ｃに三相交流電流を通電することにより各ヨーク２ａ,２ｂ,２ｃの先端から１２０°位相の異なる複数の交番磁界を発生させるようにしたものである。尚、このような複数交番磁界を用いた脱磁器については、特許第８１８２０６号公報等に詳しく紹介される。
【００１４】
ワークの脱磁（消磁）処理は、このような脱磁器が発生する交番磁界中にワークを挿入し、交番磁界の磁場方向を変化させることによって、或いは磁場の強さを徐々に弱くすることによって、具体的には上記交番磁界中からワークを遠ざけることによって行われる。好ましくは図４に示すように一対の脱磁器５,６を上下に所定の間隔を隔てて設け、これらの脱磁器５,６間に複数交流磁界を発生させた磁場を形成するようにする。そしてこの磁場内にワークＷを位置付けた後、該ワークＷを上記磁場から徐々に遠ざけることによってワークＷを脱磁処理するようにすれば良い。
【００１５】
尚、複数交流磁界を発生させた脱磁器５,６間にワークＷを位置付け、更には上記磁場からワークＷを遠ざけることによって該ワークＷを脱磁処理する場合には、例えば図４にその概念を示すようにワークＷを移動テーブル７上に載置し、エアチャック８等を用いて上記ワークＷを保持した状態で上記移動テーブル７を移動させるようにすれば良い。
このようにしてワークＷを欠陥検査するに先立って該ワークＷを脱磁処理すれば、例えば図５に示すようにワークＷの残留磁気を、その表面の凹凸に起因する磁気的ノイズ成分を含めて低減することができる。具体的には最大０.７８ｍＴ（テスラ）、平均０.２８ｍＴ程度認められた磁気的ノイズ成分を、脱磁処理によって最大０.２９ｍＴ（テスラ）、平均０.１０ｍＴ程度に低減することができた。この結果、例えば僅かな漏洩磁束しか生じない微小な欠陥（傷）であっても、これを高感度に検出することが可能となった。
【００１６】
即ち、前述した渦流探傷プローブを用いてワークＷの欠陥検査を行った際、上記渦流探傷プローブにて同時に検出される磁気的ノイズは、ワークＷに存在する残留磁気のみならず、検査面表面における凹凸等の表面性状の影響も受けている。これ故、ワークＷの表面に微小な欠陥（傷）が存在した場合、その欠陥（傷）に起因して生じる漏洩磁気のレベルが上述したノイズレベルの範囲に含まれることがある。従って単に渦流探傷プローブを用いてワークＷからの漏洩磁気を計測しても、欠陥（傷）に起因して発生した磁気であるか、或いは残留磁気とその表面形状とに起因して発生している磁気（ノイズ）であるかを区別することが困難である。
【００１７】
しかしながら前述したようにその欠陥検査に先立ってワークＷを脱磁処理すれば、ワークＷに存在する残留磁気を小さくし、これに伴ってその表面形状の凹凸に起因する漏洩磁気自体も小さくすることができ、その磁気的ノイズレベル自体を全体的に低くすることが可能となる。この結果、ワークＷの残留磁気、およびその表面性状に起因する磁気的ノイズと区別して欠陥検出を行うことが可能となり、その検査精度を高めることが可能となる。そして欠陥検出の判定閾値をそのノイズレベルと区別して設定することが可能となるので、ノイズレベルの高いワークＷを不良品として誤検出することがなくなるので、その検査歩留りを高めることが可能となる。
【００１８】
尚、上述した探傷方法（検査方法）を適用して構築される検査装置は、例えば図６に示すように、ワークＷを搬送する搬送ライン１１に沿って脱磁ユニット１２，渦流探傷ユニット１３，そして欠陥排出ユニット１４を順に並べて構成される。即ち、この検査装置は、上記搬送ライン１１に供給されたワークＷを、その供給口から前記脱磁ユニット１２への装脱位置１２ａに、またこの脱磁ユニット１２への装脱位置１２ａから渦流探傷ユニット１３への装脱位置１３ａに、更には渦流探傷ユニット１３の装脱位置１３ａから選別位置１５へと順次間欠的に搬送する。そして傷等の欠陥が検出されたワークＷを不良品として欠陥排出ユニット１４に排出すると共に、欠陥が検出されなかったワークＷを良品（正常）として次工程搬送ライン１６へと送り出すように構成される。
【００１９】
ちなみに脱磁ユニット１２は前述した脱磁器５,６を備えると共に、装脱位置１２ａに位置付けられたワークＷをチャック機構１２ｂにて保持して上記脱磁器５,６の設置位置に移送した後、上記ワークＷを該脱磁器５,６から徐々に遠ざけて脱磁する移動テーブル機構１２ｃを備えて構成される。また渦流探傷ユニット１３は、ワークＷを図示しない回転軸（回転テーブル）に同軸に保持するチャック機構や、このチャック機構に保持されて高速に回転されるワークＷの表面に近接させて前述した構造の渦流探傷プローブ１３ｂを位置付け、この渦流探傷プローブ１３ｂを用いてワークＷを欠陥検査するように構成される。この渦流探傷ユニット１３による欠陥検査結果に応じて、前述した選別位置１５において傷（欠陥）を有する不良品が欠陥排出ユニット１４に排出され、良品だけが次工程搬送ライン１６に送り出されることになる。
【００２０】
このように渦流探傷ユニット１３の前段に脱磁ユニット１２を一体に備えた検査装置によれば、検査対象物（ワーク）Ｗに対する脱磁処理とその後の渦流探傷処理とを連続してパイプライン的に行うことができるので、その検査効率を十分に高くすることができる。また前述した脱磁ユニット１２における脱磁器５,６としてヨーク型のものを用いれば、交流磁界を絞り込んで検査対象物に印加することができ、その周囲への交流磁界の漏れを十分に少なくすることができる。従って渦流探傷ユニット１３と共に脱磁ユニット１２を一体に組み込んで検査装置を構築する上で、そのコンパクト化を容易に図るることができる等の利点がある。
【００２１】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば検査対象物に対する脱磁処理を専用の脱磁器を用いて行うことも勿論可能である。またその脱磁の手法も特に限定されない。また車輪用軸受以外の検査対象物を欠陥検査する場合にも同様に適用可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】欠陥検査対象物の一例を示す概略構成図。
【図２】欠陥検査時における渦流探傷プローブの出力波形の例を示す図。
【図３】本発明方法で用いられる脱磁器の構成例を示す図。
【図４】一対の脱磁器を用いた検査対象物の脱磁処理の形態を模式的に示す図。
【図５】脱磁処理の前後における検査対象物からの磁気的ノイズ成分を示す渦流探傷プローブの出力波形。
【図６】本発明を適用した欠陥検査装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００２３】
Ｗ  検査対象物（ワーク）
２ａ,２ｂ,２ｃ  ヨーク
３ａ,３ｂ,３ｃ  励磁コイル
５,６  脱磁器
８  エアチャック
１２  脱磁ユニット
１３  渦流探傷ユニット
１３ａ  渦流探傷プローブ
【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】
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