(57)【要約】【課題】  渦電流探傷プローブにおいて、１個の渦電流探傷プローブにより、探傷対象物の２方向以上（２面以上）の探傷面を同時に探傷できる渦電流探傷プローブを提供すること。【解決手段】  渦電流探傷プローブは、矩形状の励磁コイル２１と渦巻き状のプレーナ型の検出コイル３１からなり、Ｌ字状の探傷対象物４１に設置してある。検出コイル３１は、探傷対象物４１の探傷面の形状に合わせて２つに屈曲し、２つのコイル面が探傷対象物４１の探傷面と並行するように配置してある。渦電流探傷プローブは、探傷対象物４１の水平部４１ａと垂直部４１ｂを同時に探傷できる。【選択図】                図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルと検出コイルを備え、両コイルのコイル面は略直交し、励磁コイルはコイル面が探傷対象物の２方向以上の探傷面に垂直になるように配置し、検出コイルはコイル面が探傷対象物の２方向以上の探傷面と並行になるように屈曲させて配置してあることを特徴とする渦電流探傷プローブ。
【請求項２】
請求項１に記載の渦電流探傷プローブにおいて、前記検出コイルはプレーナ型コイルからなることを特徴とする渦電流探傷プローブ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の渦電流探傷プローブにおいて、前記励磁コイルは矩形状コイルからなることを特徴とする渦電流探傷プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、探傷対象物の２方向以上の探傷面を同時に探傷できる渦電流探傷プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来励磁コイルにより一様磁界を発生し、その一様磁界により探傷対象物に発生する一様渦電流によって探傷対象物のキズを検知する渦電流探傷プローブが提案されている（例えば特許文献１参照）。
図７により従来の渦電流探傷プローブを説明する。
図７(ａ)は、渦電流探傷プローブの外観図であり、図７(ｂ)は、図７(ａ)の矢印Ｘ１方向の側面図である。
渦電流探傷プローブは、励磁コイル１１と検出コイル１２からなり、励磁コイル１１と検出コイル１２は、コイル面が直交するように配置してある。励磁コイル１１は、矩形状コイルからなり、検出コイルは、円環状コイルからなる。渦電流探傷プローブは、励磁コイル１１のコイル面が探傷対象物１３と垂直になり、検出コイル１２のコイル面が探傷対象物１３と並行するように上置してある。
ここで本願は、コイルの中心軸に垂直な面をコイル面と呼ぶ。
【０００３】
【特許文献１】特開平２００４−２０５２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の渦電流探傷プローブは、探傷対象物１３の探傷面に渦電流探傷プローブを上置して、一方向の探傷面或いは１つの探傷面を探傷するものである。したがって探傷対象物が、例えばＬ字状やＵ字状等のように２方向の探傷面或いは２面以上の探傷面を持つ構造物の場合には、各探傷面毎に別々に探傷しなければならない。また従来の渦電流探傷プローブは、探傷対象物のキズが、２方向の面（２つの面）が交差するコーナー部分にある場合には、探傷が困難であった。
本願発明は、従来の渦電流探傷プローブの前記問題点に鑑み、１個の渦電流探傷プローブにより、２方向以上（２面以上）の探傷面を同時に探傷でき、２方向の面が交差するコーナー部分のキズも容易に検知できる渦電流探傷プローブ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】
【０００５】
本願発明は、その目的を達成するため、請求項１に記載の渦電流探傷プローブは、励磁コイルと検出コイルを備え、両コイルのコイル面は略直交し、励磁コイルはコイル面が探傷対象物の２方向以上の探傷面に垂直になるように配置し、検出コイルはコイル面が探傷対象物の２方向以上の探傷面と並行になるように屈曲させて配置してあることを特徴とする。
請求項２に記載の渦電流探傷プローブは、請求項１に記載の渦電流探傷プローブにおいて、前記検出コイルはプレーナ型コイルからなることを特徴とする。
請求項３に記載の渦電流探傷プローブは、請求項１又は請求項２に記載の渦電流探傷プローブにおいて、前記励磁コイルは矩形状コイルからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本願発明の渦電流探傷プローブは、探傷対象物がＬ字状、Ｕ字状、ロ字状等のように、２方向以上（２面以上）の探傷面を持つ場合にも、１個の渦電流探傷プローブにより同時に２方向以上の探傷面の探傷が可能になる。また本願発明の渦電流探傷プローブは、検出コイルを屈曲させて用いるから、探傷面が交差するコーナー部のキズも容易に探傷きる。特にプレーナ型の検出コイルは、コーナー部のキズの探傷に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１〜図６により本願発明の実施例を説明する。なお各図に共通の部分は、同じ符号を使用している。
【実施例１】
【０００８】
図１、図２により本願発明の実施例１を説明する。
図１（ａ）は、探傷対象物に設置した渦電流探傷プローブの外観図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｙ１方向の側面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）の矢印Ｙ２方向の平面図、図１（ｄ）は、図１（ｂ）のＹ３部分の矢印方向の断面図、図１（ｅ）、図１（ｆ）は、検出コイルの外観図と平面図である。
【０００９】
図１において、２１は、渦電流探傷プローブの励磁コイル、３１は、渦電流探傷プローブの検出コイル、４１は、Ｌ字状の探傷対象物であり、２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、励磁コイル２１の水平部、垂直部、水平部、４１a，４１ｂは、探傷対象物の水平部、垂直部、４１１は、水平部４１aと垂直部４１ｂの境界（交差部分）のコーナー部である。励磁コイル２１は、巻線を矩形状に巻いたコイル（矩形状コイル）からなり、検出コイル３１は、図１（ｆ）のように巻線を渦巻状に平面状に巻いたコイル（プレーナ型コイル）からなる。検出コイル３１は、１層に巻いてあるが、２層以上に巻いて巻き回数を多くすることもでる。検出コイル３１は、巻き層が厚くなると、後述するように検出コイル３１を屈曲する際、屈曲作業がし難くなり、また屈曲部分の探傷対象物４１のコーナー部４１１に対向する側が丸くなるから、層数は少ない方がよい。なお励磁コイル２１は、円環状コイルであってもよい。
【００１０】
励磁コイル２１と検出コイル３１は、コイル面が略直交するように配置してある。そして励磁コイル２１は、コイル面が探傷対象物４１の水平部４１ａ及び垂直部４１ｂと垂直になるように、即ち水平部２１ａが水平部４１ａに対向し、垂直部２１ｂが垂直部４１ｂと対向するように配置してある。また検出コイル３１は、図１（ｅ）のように２つに屈曲し、２つのコイル面が、探傷対象物４１の水平部４１ａ及び水平部４１ｂと並行するように、励磁コイル２１の外側に配置してある。励磁コイル２１は、後述するように一様磁界を発生し、探傷対象物４１の水平部４１ａ及び垂直部４１ｂに一様渦電流を発生する。
図１の渦電流探傷プローブは、Ｌ字状の探傷対象物４１の水平部４１ａ、垂直部４１ｂの２方向の探傷面（２面の探傷面）を同時に探傷することができる。
【００１１】
次に図２により、図１の渦電流探傷プローブが発生する磁界と渦電流について説明する。
図２は、図２（ａ）のように、Ｌ字状の探傷対象物４１の水平部４１ａと垂直部４１ｂを平面状に展開し、その展開した水平部４１ａと垂直部４１ｂに、検出コイル３１、励磁コイル２１の水平部２１ａと垂直部２１ｂを上置した状態を示す。即ち図１（ｂ）の矢印Ｙｏ方向の展開図である。
【００１２】
励磁コイル２１に電流を流すと、図２（ｂ）のように、励磁コイル２１の巻線と直交する方向（励磁コイル２１のコイル面と直交する方向）に一様磁界を発生し、磁束Ｍを発生する。磁束Ｍにより、探傷対象物４１の水平部４１ａと垂直部４１ｂには、図２（ｃ）のように、励磁コイル２１の巻線方向（磁束Ｍと直交する方向）に一様渦電流Ｉが発生する。一様渦電流Ｉにより、検出コイル３１には、電流Ｉｄ１，Ｉｄ２が発生する。検出コイル３１の中心の左右部分（渦電流Ｉの方向の左半分と右半分）は、対称であるから、電流Ｉｄ１と電流Ｉｄ２は大きさが同じになる。したがって電流Ｉｄ１と電流Ｉｄ２は、打消され、検出コイル３１には電流が発生しない。
【００１３】
探傷対象物４１にキズがある場合、例えば図２（ｄ）のように、水平部４１ａにキズ５１がある場合、キズ５１の周囲には、渦電流ｉが発生する。図２（ｄ）において、渦電流探傷プローブ（コイル３１）を矢印Ｙ４方向へ移動し、検出コイル３１がＰ１の位置へ進むと、検出コイル３１には、渦電流ｉによって電流が発生する。検出コイル３１がキズ５１の真上へ進むと、キズ５１の両側の渦電流ｉは方向が逆になるから、検出コイル３１に発生する電流は打ち消され、検出コイル３１には電流が発生しない。検出コイル３１がＰ２の位置へ進むと、検出コイル３１には、渦電流ｉによって電流が発生する。その際検出コイル３１に発生する電流は、位置Ｐ１における電流と極性が逆になる。
以上のように、図１の渦電流探傷プローブは、探傷対象物４１の水平部４１ａにキズ５１がある場合、検出コイル３１に検出信号が発生するから、キズ５１を検知することができる。
【００１４】
図２（ｄ）は、キズ５１が探傷対象物４１の水平部４１ａにある例であるが、キズ５１が垂直部４１ｂにある場合、或いは水平部４１ａと垂直部４１ｂ双方にある場合も同様に、キズを検知することができる。またキズが、コーナー部４１１にあるときも、そのキズを検知することができる。
【実施例２】
【００１５】
図３により本願発明の実施例２を説明する。
図３（ａ）は、探傷対象物に設置した渦電流探傷プローブの外観図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢印Ｙ５方向の側面図、図３（ｃ）は、図３（ａ）の矢印Ｙ６方向の平面図、図３（ｄ）は、図３（ｂ）のＹ７部分の矢印方向の断面図である。
図３の渦電流探傷プローブは、Ｕ字状の探傷対象物４２を探傷する例である。
励磁コイル２１の水平部２１ａ、垂直部２１ｂ、垂直部２１ｄは、夫々探傷対象物４２の水平部４２ａ、垂直部４２ｂ、垂直部４２ｄに対向し、検出コイル３１は、探傷対象物４２の形状に合わせてＵ字状に屈曲してある。なお検出コイル３１は、楕円形状のプレーナ型コイルの例であるが、円形状のプレーナ型コイルであってもよい。
図３の渦電流探傷プローブは、Ｕ字状の探傷対象物４２の水平部４２ａ、垂直部４２ｂ、垂直部４２ｄの３方向の探傷面（３面の探傷面）を同時に探傷することができる。
【実施例３】
【００１６】
図４により本願発明の実施例３を説明する。
図４（ａ）は、探傷対象物に設置した渦電流探傷プローブの外観図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の矢印Ｙ８方向の側面図、図４（ｃ）は、図４（ｂ）のＹ９部分の矢印方向の平面図、図４（ｄ）は、図４（ｂ）のＹ１０部分の矢印方向の断面図である。
図４の渦電流探傷プローブは、ロ字状（筒状）の探傷対象物４３を探傷する例である。
励磁コイル２１の水平部２１ａ、垂直部２１ｂ、水平部２１ｃ、垂直部２１ｄは、夫々探傷対象物４３の水平部４３ａ、垂直部４３ｂ、水平部４３ｃ、垂直部４３ｄに対向し、検出コイル３１は、探傷対象物４３の形状に合わせてロ字状に屈曲してある。なお検出コイル３１は、楕円形状のプレーナ型コイルであるが、円形状のプレーナ型コイルであってもよい。
図４の渦電流探傷プローブは、ロ字状の探傷対象物４３の水平部４３ａ、垂直部４３ｂ、水平部４３ｃ、垂直部４３ｄの４方向の探傷面（４面の探傷面）を同時に探傷することができる。
【実施例４】
【００１７】
図５により本願発明の実施例４を説明する。
図５は、図１〜図４の検出コイルの実施例を示す。
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、プレーナ型コイルの例で、図５（ａ）は円形のプレーナ型コイル、図５（ｂ）は、楕円形のプレーナ型コイル、図５（ｃ）は正方形のプレーナ型コイル、図５（ｄ）は長方形のプレーナ型コイルの例である。これらのプレーナ型コイルの巻き層は、１層でも２層以上でもよい。
図５（ｅ）は円環状コイル、図５（ｆ）は矩形状コイルの例である。図５（ｅ）、図５（ｆ）のコイルは、探傷対象物の形状に合わせて屈曲させてもよいし、屈曲した形状に巻線を巻いてもよい。
【００１８】
ここで本願発明の渦電流探傷プローブの試験結果について説明する。
励磁コイルは、幅（巻線方向の幅）１．５ｍｍ、高さ５ｍｍ、長さ（コイル面と直交する方向の長さ）５ｍｍのボビンンに、直径０．０７ｍｍの銅線を１００回巻いたものを用い、検出コイルは、直径０．０７ｍｍの銅線を平面状に２０回巻き、直径６ｍｍに形成したものを用いた。探傷対象物は、アルミニウムの板状体に溝部（凹部）を加工形成し、その溝部の底部にキズを形成したものと溝部の側部にキズを形成したものとを用いた。溝部は、幅３．５ｍｍ、高さ（深さ）１．５ｍｍに加工し、キズは、底部又は側部に長さ５ｍｍに形成した。
【００１９】
試験は、キズが溝部の底部にある探傷対象物と溝部の側部にある探傷対象物について、励磁コイルに５０ｋＨｚの励磁電流を流し、検出コイル３１の検出電圧を計測して行った。
試験結果は、図６の通りである。図６（ａ）は、溝部の底部にキズがある場合の検出電圧を示し、図６（ｂ）は、溝部の側部にキズがある場合の検出電圧を示す。形成図６において、検出電圧Ｖｘは、励磁電流と同相成分であり、検出電圧Ｖｙは、励磁電流と９０度進相成分である。
図６により、本発明の渦電流探傷プローブは、溝部の底部にあるキズも、溝部の側部にあるキズも検知できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願発明の実施例１に係る渦電流探傷プローブを示す。
【図２】図１の渦電流探傷プローブが発生する磁界と渦電流について説明する図である。
【図３】本願発明の実施例２に係る渦電流探傷プローブを示す。
【図４】本願発明の実施例３に係る渦電流探傷プローブを示す。
【図５】本願発明の実施例に係る検出コイルを示す。
【図６】本願発明の渦電流探傷プローブの試験結果を示す。
【図７】従来の渦電流探傷プローブを示す。
【符号の説明】
【００２１】
２１    励磁コイル
３１    検出コイル
４１，４２，４３    探傷対象物
５１  キズ
Ｍ    磁束
Ｉ，ｉ    渦電流
Ｉｄ１，Ｉｄ２    検出コイルに発生する電流
【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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【図７】
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