(57)【要約】【課題】渦電流探傷検査用プローブの種類や数を増やすことなく、少ない検査工数で且つ高精度で中空押出形材の内部リブの健全性を検査できる、渦電流探傷検査用プローブを提供することである。【解決手段】本発明の一実施形態に係る渦電流探傷検査用プローブは、対向する２枚の面板と、これら面板同士を接続する複数のリブと、を有する中空押出形材のリブを探傷するためのものである。渦電流探傷検査用プローブは、略直方体形状の第１コイル保持部及び第２コイル保持部を有し、探傷検査時にはこの第１コイル保持部及び第２コイル保持部がリブ上に載置される。第１コイル保持部及び第２コイル保持部の各々の周囲には、銅線を巻回してなるコイルが１以上巻きつけられており、第１コイル保持部の第１の長辺と第２コイル保持部の第１の長辺とが、第１の長辺を軸に回動可能に結合されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する２枚の面板同士を接続する複数のリブを有する中空押出形材の前記リブの探傷検査をするための渦電流探傷検査用プローブであって、
前記渦電流探傷検査用プローブは、
前記リブの探傷検査時に前記リブ上に載置される、略直方体形状の第１コイル保持部及び第２コイル保持部を有し、
前記第１コイル保持部及び第２コイル保持部の各々の周囲には、銅線を巻回してなるコイルが１以上巻きつけられており、
前記第１コイル保持部の第１の長辺と前記第２コイル保持部の第１の長辺とが、前記第１の長辺を軸に回動可能に結合されている、
ことを特徴とする渦電流探傷検査用プローブ。
【請求項２】
前記第１コイル保持部は、前記第１コイル保持部の前記第１の長辺の一部から幅方向に張り出す第１張出部を有し、
前記第２コイル保持部は、前記第２コイル保持部の前記第１の長辺の一部から幅方向に張り出す第２張出部を有しており、
前記第１張出部及び前記第２張出部にはそれぞれ、前記第１または第２コイル保持部の長手方向に沿って貫通する孔が設けられており、
前記渦電流探傷検査用プローブはさらに、前記第１コイル保持部と前記第２コイル保持部を結合するための軸部を有し、
前記軸部は、前記第１コイル保持部の前記第１の長辺と前記第２コイル保持部の前記第１の長辺とを対向させ、前記第１張出部と前記第２張出部が直列に配置された状態において、前記第１張出部及び前記第２張出部に設けられている前記孔を貫通するよう配置される、
ことを特徴とする、請求項１に記載の渦電流探傷検査用プローブ。
【請求項３】
前記渦電流探傷検査用プローブは、前記軸部の両端部に設けられた固定具により、前記第１コイル保持部と前記第２コイル保持部とがなす展開角度を、検査対象の２つの前記リブがなす角度と等しい角度に固定可能に構成されている、
ことを特徴とする、請求項２に記載の渦電流探傷検査用プローブ。
【請求項４】
前記第１コイル保持部及び前記第２コイル保持部の底面に摩擦低減部材を備える、
ことを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の渦電流探傷検査用プローブ。
【請求項５】
前記摩擦低減部材はボールプランジャであり、前記ボールプランジャは前記第１コイル保持部及び前記第２コイル保持部の底面に離散的に複数設けられている、
ことを特徴とする、請求項４に記載の渦電流探傷検査用プローブ。
【請求項６】
前記第１コイル保持部及び前記第２コイル保持部の長手方向の端部には、前記コイルに電流を通電するための端子と、端子保護部とが設けられており、
前記端子保護部は、前記端子よりも大きく前記長手方向に突出している、
ことを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載の渦電流探傷検査用プローブ。
【請求項７】
前記第１コイル保持部及び前記第２コイル保持部は、
前記第１コイル保持部及び前記第２コイル保持部の前記第１の長辺の反対側の長辺である第２の長辺付近の形状が、前記第１の長辺から離れる方向に向かって厚さ寸法が徐々に小さくなる鋭角であること
を特徴とする、請求項１乃至６の何れか一項に記載の渦電流探傷検査用プローブ。
【請求項８】
前記鋭角は、
前記面板と前記リブとがなす角度であること
を特徴とする、請求項７に記載の渦電流探傷検査用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流を用いて非破壊的に被検査物の欠陥を探知する渦電流探傷検査用プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性の被検査物（試験体）の近くに交流電流を流したコイルを置くと、コイルに発生した交流磁束が試験体内部を通過するとともに、電磁誘導によって試験体内部に渦電流が誘起される。渦電流探傷検査は、この試験体内部に生じる渦電流によってコイルに生じるインピーダンスの変化を監視（モニタ）することによって、間接的に試験体内部の変化（クラック、傷、孔などの欠陥）を探知できる検査（試験）方法である。
【０００３】
特許文献１に、熱交換器を構成する銅製の伝熱管の傷などの欠陥の有無を非破壊的に検査する渦流探傷検査用プローブ及びその渦電流探傷検査方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９４７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、車内音の低減による高品質化や部品点数の削減による低コスト化を目的として、アルミニウム合金製の中空押出形材で、鉄道車両構体を製造する場合がある。中空押出形材は、対向する２枚の面板とこれら面板を接続するリブ（端部リブと内部リブ）からなるアルミニウム合金製の部材である。複数の中空押出形材を定盤上に並べて接合して、鉄道車両構体の床面をなす台枠、側面をなす側構体、屋根をなす屋根構体等のパネルを製造した後、これらパネルを６面体に組み立てることによって製造される。
【０００６】
中空押出形材は、一対の面板と、押出方向に交差する方向の両端部に位置する端部リブと、面板と端部リブで囲まれる領域に備えられる複数の内部リブから構成される。面板と端部リブの健全性は、それらの外観を目視あるいは触診（打検）等で確認するができるが、外部に露出しない内部リブの健全性を確認することは非常に困難であった。
【０００７】
本発明の目的は、中空押出形材の内部リブの健全性を、渦電流探傷検査用プローブの種類や数を増やすことなく、少ない検査工数且つ高精度で検査できる渦電流探傷検査用プローブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る渦電流探傷検査用プローブは、対向する２枚の面板と、これら面板同士を接続する複数のリブと、を有する中空押出形材のリブを探傷するためのもので、略直方体形状の第１コイル保持部及び第２コイル保持部を有し、探傷検査時にはこの第１コイル保持部及び第２コイル保持部がリブ上に載置される。第１コイル保持部及び第２コイル保持部の各々の周囲には、銅線を巻回してなるコイルが１以上巻きつけられており、第１コイル保持部の第１の長辺と第２コイル保持部の第１の長辺とが、第１の長辺を軸に回動可能に結合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、渦電流探傷検査用プローブの種類や数を増やすことのなく、少ない検査工数で且つ高精度で中空押出形材の内部リブの健全性を検査できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１に係る渦電流探傷検査用プローブの平面図である。
【図２】図２は、実施例１に係る渦電流探傷検査用プローブを長手方向から見た図（図１  視Ａ−Ａ相当）である。
【図３】図３は、実施例１に係る渦電流探傷検査用プローブで中空押出形材の欠陥部を探傷する様子を示す模式図である。
【図４】図４は、実施例１に係る渦電流探傷検査用プローブで探傷中の中空押出形材の長手方向に交差する断面図である（図３Ｂ−Ｂ断面相当）。
【図５】図５は、実施例２に係る渦電流探傷検査用プローブで探傷中の中空押出形材の長手方向に交差する断面図である（図３Ｂ−Ｂ断面相当）。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のいくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、説明に用いられる各方向を定義する。各図面において、矢印１００，１１０，１２０が記載されているが、矢印１００は、渦電流探傷検査用プローブ及び被検査対象である中空押出形材の長手方向を表しており、以下の説明では「長手方向１００」と表記する。また矢印１１０と矢印１２０はそれぞれ、渦電流探傷検査用プローブ及び中空押出形材の幅方向と厚さ（高さ）方向を表しており、以下の説明ではそれぞれを「幅方向１１０」、「厚さ（高さ）方向１２０」と表記する。
【実施例１】
【００１２】
まず、実施例１に係る渦電流探傷検査用プローブの構成と、この渦電流探傷検査用プローブを用いた中空押出形材の内部リブの欠陥の探傷方法の説明を行う。図１は実施例１に係る渦電流探傷検査用プローブ５０の平面図であり、図２は渦電流探傷検査用プローブ５０を長手方向１００から見た図（図１  視Ａ−Ａ相当）である。渦電流探傷検査用プローブ５０は、対向する２枚の面板と両面板を接続する複数のリブを有するアルミ合金製の中空押出形材の内部リブの欠陥を探傷するものである（図３、図４参照）。
【００１３】
渦電流探傷検査用プローブ５０は、コイル２ａ（２ｂ）の巻き付けられるコイル保持部１ａと、コイル３ａ（３ｂ）の巻き付けられるコイル保持部１ｂと、から構成される。コイル保持部１ａ（１ｂ）は、長手方向１００に沿って長辺を有し、幅方向１１０に沿って短辺を有する略直方体形状の部材と、この部材の長辺の一部から幅方向１１０に向けて張り出す張出部５ａ（５ｂ）を有する。コイル２ａ（２ｂ、３ａ、３ｂ）は、銅線がコイル保持部１ａ（１ｂ）の幅方向１１０に１または複数回巻回されることにより形成されたものである。
【００１４】
なお、詳細は後述するが、本実施例に係る渦電流探傷検査用プローブ５０を用いて中空押出形材の内部リブの欠陥の探傷検査を行う際、コイル保持部１ａ（１ｂ）の長辺と短辺から成る面（２つ存在する）のうち一方の面が、内部リブに対向するように載置される。本明細書ではこの面のことを「底面」と呼び、逆にコイル保持部１ａ（１ｂ）の長辺と短辺から成る面のうち底面でない方の面を「上面」と呼ぶ。
【００１５】
コイル保持部１ａの張出部５ａとコイル保持部１ｂの張出部５ｂにはそれぞれ、長手方向１００に沿って貫通する孔があけられている。図１に示されているように、コイル保持部１ａの張出部５ａを有する長辺とコイル保持部１ｂの張出部５ｂを有する長辺を、張出部５ａと張出部５ｂが直列に配置されるように対向させた状態で、張出部５ａ及び張出部５ｂに設けられている孔に、直線形状の軸部１０を貫通させる。これによりコイル保持部１ａとコイル保持部１ｂが結合され、かつコイル保持部１ａとコイル保持部１ｂは長辺を軸に（正確には軸部１０を軸に）回動可能に構成される。
【００１６】
また軸部１０の両端部には、座金１４とナット１２が取り付けられ、ナット１２はコイル保持部１ａ及びコイル保持部１ｂが軸部１０周りに回動可能な程度に締め付けられる。ただし必要があれば、コイル保持部１ａとコイル保持部１ｂが回動しないように、ナット１２を増し締めしてもよい。この構成によって、コイル保持部１ａとコイル保持部１ｂとがなす展開角度（以下、角度と記す）θ１（図２参照）を７５〜１８０度の範囲の任意の角度に維持できる。
【００１７】
コイル保持部１ａのコイル２ａ（２ｂ）が巻き付けられる部位には、長手方向１００に交差する面内に溝（図示なし）が設けてあり、この溝にコイル２ａ（２ｂ）が巻き付けられる。コイル２ｂは、コイル２ａから長手方向１００に所定の間隔をおいてコイル保持部１ａに巻き付けられる。コイル保持部１ｂに巻き付けられるコイル３ａ（３ｂ）も同様である。コイル保持部１ａ（１ｂ）は、低い比透磁率（又は磁化率）を有する樹脂等から構成される。
【００１８】
コイル保持部１ａ（１ｂ）の長手方向１００の端部には、後述するケーブル４０（図３参照）を介してコイル２ａ等に交流電流を通電する端子３等が備えられる。また、コイル保持部１ａ（１ｂ）の底面には、コイル保持部１ａ（１ｂ）が内部リブの検査面を滑らかに移動できるとともに探傷時の振動に起因する外乱（がた信号）を抑制するボールプランジャ６（摩擦低減部材）が離散的に備えられる。
【００１９】
また、コイル保持部１ｂの上面には、複数（一例として２つ）のケーブル保持部７が長手方向１００に沿って離散的に備えられる。また、コイル保持部１ａ（１ｂ）の長手方向１００の一方の端部の端面には、コイル２ａ等に交流電流を印加するための複数の端子３と、端子保護部８とが長手方向１００に突出している。端子保護部８の長手方向１００の寸法は、端子３のそれより大きく設定されており、端子保護部８は端子３に比較してより大きく突出している。図１では、コイル保持部１ａとコイル保持部１ｂのそれぞれに、端子保護部８が１つ設けられているが、複数の端子保護部８が設けられていてもよい。
【００２０】
端子保護部８が端子３より大きく突出するように構成されていることにより、端子３と信号線４との接続部が被検査物等に衝突する前に、端子保護部８が衝突するため、接続部を保護することができる。また、各ケーブル保持部７は、長手方向１００に沿って貫通する孔を備えており、信号線４を束ねたケーブル４０は、それぞれのケーブル保持部７の孔に貫通する態様で備えられるとともに長手方向１００に沿ってコイル保持部１ｂに備えられる。
【００２１】
図３は渦電流探傷検査用プローブで中空押出形材の欠陥部を探傷する様子を示す模式図であり、図４は渦電流探傷検査用プローブで探傷中の中空押出形材の長手方向１００に交差する断面図である（図３Ｂ−Ｂ断面相当）。
【００２２】
検査対象であるアルミニウム合金製の中空押出形材３０は、対向する第１面板３２ａと第２面板３２ｂと、これら面板を接続する端部リブ３４及び内部リブ３５ａから３５ｃ等を有する。図４に示す代表的な中空押出形材は、端部リブ３４に隣接する内部リブ３５ａは第１面板３２ａに角度θａで接続するとともに、内部リブ３５ａと内部リブ３５ｂとは角度θｂで接続される。
【００２３】
鉄道車両の構体を構成するパネルに供される中空押出形材３０の全長Ｌ（長手方向１００の寸法）は、２０〜２６ｍに及ぶため、第１面板３２ａ、第２面板３２ｂ、中空押出形材３０の幅方向１１０の端部に位置する端部リブ３４で囲まれる領域に含まれる複数の内部リブ３５ａから３５ｃ等に生じたクラックや空隙等の欠陥部７７（図４参照）を検査することは非常に困難であった。
【００２４】
本実施例に係る渦電流探傷検査用プローブ５０による中空押出形材３０の内部リブ３５ａ等に生じる欠陥の有無を検査する様子を説明する。以下では一例として、内部リブ３５ａと内部リブ３５ｂに生じた欠陥の有無を検査する場合について説明する。まず、渦電流探傷検査用プローブ５０を構成するコイル保持部１ａとコイル保持部１ｂとの角度θ１を、検査対象となる中空押出形材３０の内部リブ３５ａと内部リブ３５ｂとの角度θｂとほぼ同じ角度に合せて、コイル保持部１ａ（１ｂ）の底面が内部リブ３５ａ（３５ｂ）にボールプランジャ６を介して対面する態様とする。必要に応じて、軸部１０の両端部に備えられるナット１２を増し締めして、コイル保持部１ａとコイル保持部１ｂとの角度を所定の角度θ１に保持する。
【００２５】
コイル保持部１ａとコイル保持部１ｂが角度θ１で展開された状態で保持された渦電流探傷検査用プローブ５０を、中空押出形材３０の長手方向１００の一方の端部の内部リブ３５ａ及び３５ｂの上面に載置する。続いて、ケーブル４０を経由してコイル保持部１ａ（１ｂ）に備えられるコイル２ａ（２ｂ、３ａ、３ｂ）に交流電流を通電するとともに、渦電流探傷検査用プローブ５０に接続されるケーブル４０を引張って、渦電流探傷検査用プローブ５０を移動させることにより、中空押出形材３０の一方の長手方向１００の端部から他方の長手方向１００の端部に至る間のインピーダンス変化を渦電流探傷検査用プローブ５０で計測する。
【００２６】
渦電流探傷検査用プローブ５０を、コイル保持部１ａとコイル保持部１ｂの角度θ１を可変にできる構成としたことにより、検査対象である中空押出形材の隣接する２枚（一対）の内部リブ（たとえば内部リブ３５ａと内部リブ３５ｂ）に生じる欠陥部７７（図４参照）を、コイル保持部１ａ（１ｂ）に隣接して備えられるコイル２ａ（３ａ）、２ｂ（３ｂ）の応答差を利用した自己比較方式による１工程で探傷することができるので、検査工程を短縮することができる。
【００２７】
さらに、上記の構成に依って、隣接する一対の内部リブがなす角度θｂに応じて、渦電流探傷検査用プローブ５０を、コイル保持部１ａとコイル保持部１ｂの角度θ１を変更できるので、多くの種類（異なるθｂを備える）の中空押出形材に対して渦電流探傷検査用プローブ５０を用いた検査が可能である。そのため本実施例に係る渦電流探傷検査用プローブ５０の汎用性は高く、検査に要するコストを削減することができる。
【００２８】
さらに、上記の構成に依って、隣接する一対の内部リブがなす角度θｂに、コイル保持部１ａとコイル保持部１ｂの角度θ１を調整できるので、内部リブ３５ａ等の面とコイル保持部１ａ（１ｂ）の面を略平行に配置することができる。このため、渦電流探傷検査用プローブ５０による高い精度の探傷試験を実施することができる。
【００２９】
さらに、コイル保持部１ａ（１ｂ）に離散的にボールプランジャ６を備えるため、渦電流探傷検査用プローブ５０を中空押出形材３０の長手方向１００に滑らかに移動させることができる。さらに、コイル保持部１ａ（１ｂ）と内部リブ３５ａ等の検査表面との間隔（隙間）が渦電流探傷検査用プローブ５０の走査時に変化するリフトオフ（外乱）を抑制することができるので、外乱（ノイズ）を少なくして高い探傷精度を得ることができる。
【００３０】
さらに、例えば、内部リブ３５ａと内部リブ３５ｂのうち一方（たとえば内部リブ３５ａ）の健全性が確認出来ている場合、内部リブ３５ａを基準体とするとともに、内部リブ３５ａに隣接する内部リブ３５ｂを検査体とする標準比較方式による探傷検査を実施することができる。この場合、コイル保持部１ａには１つのコイルのみ（コイル２ａのみ、あるいはコイル２ｂのみ）が設けられている構成でも良い。同様にコイル保持部１ｂにも１つのコイルのみ（コイル３ａのみ、あるいはコイル３ｂのみ）が設けられている構成で良い。
【実施例２】
【００３１】
続いて、実施例２に係る渦電流探傷検査用プローブの説明を行う。図５は、実施例２に係る渦電流探傷検査用プローブ５２で探傷中の中空押出形材の長手方向１００に交差する断面図である（図３Ｂ−Ｂ断面相当）。実施例２では、実施例２に係る渦電流探傷検査用プローブ５２の構成のうち、実施例１で述べた渦電流探傷検査用プローブ５０と共通の構成については説明を省略して、実施例１と異なる点と、それによって導かれる新しい効果について記す。
【００３２】
渦電流探傷検査用プローブ５２は、一対のコイル保持部１ａ（１ｂ）から構成されており、コイル保持部１ａ（１ｂ）の軸部１０と反対側の幅方向１１０の端部の形状を、測定対象の中空押出形材３０の第１面板３２ａと内部リブ３５ａ（３５ｂ）とがなす角度θａとほぼ同じ角度のθ２としたものである。つまり、コイル保持部１ａ（１ｂ）の軸部１０と反対側の長辺付近の形状を、コイル保持部１ａ（１ｂ）の厚さ寸法が、軸部１０から幅方向１１０の方向に離れるにつれ、徐々に小さくなるようにすることで、コイル保持部１ａ（１ｂ）を長手方向１００から見た時に、この部分が鋭角θ２になるようにしたものである。
【００３３】
実施例２に係る渦電流探傷検査用プローブ５２は、このような構成をとるため、検査対象となる内部リブ３５ａ等の幅方向１１０の寸法Ｗ１とほぼ同寸法のコイル保持部１ａ（１ｂ）を準備することができる。そのため実施例１において説明した効果に加えて、実施例２に係る渦電流探傷検査用プローブ５２では、内部リブ３５ａ等の全幅寸法Ｗ１に渡る範囲の欠陥部７７を探傷することができる。このため、少ない検査工数でより広い範囲の内部リブ３５ａ等を探傷できるため、より品質の高い探傷結果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１ａ、１ｂ…コイル保持部，                    ２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ…コイル，
６…ボールプランジャ（ローラタイプ），        １０…軸部，
１２…固定具（ナット），                      １４…座金（平座金とばね座金），
３０…中空押出形材，
３２ａ…第１面板，                            ３２ｂ…第２面板，
３４…端部リブ，                              ３５ａ、３５ｂ…内部リブ，
５０、５２…渦電流探傷検査用プローブ，        ７７…欠陥部，
θａ…中空押出形材の第１面板と内部リブのなす角，
θｂ…中空押出形材の隣接する内部リブのなす角，
θ１…渦電流探傷検査用プローブの展開角度，
θ２…コイル保持部の幅方向の端部の傾斜角
【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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