(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
中心軸が前記基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、
配置された面と平行する方向の磁場を検出する４つの磁気センサと、
前記４つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力する信号出力部と、
を備え、
前記基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ２つの前記磁気センサの組み合わせが、それぞれ異なる前記励磁コイルに重なるように、該探索方向に直交する探索直交方向に対向して配置されることを特徴とする探傷プローブ。
【請求項２】
基板と、
中心軸が前記基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、
配置された面と平行する方向の磁場を検出する４つの磁気センサと、
前記４つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力する信号出力部と、
を備え、
前記基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ２つの前記磁気センサの組み合わせが、それぞれ異なる前記励磁コイルに重なるように、該探索方向に直交する探索直交方向に対向して配置され、
前記４つの磁気センサからなる探傷ユニットが複数設けられ、
前記励磁コイル１つに対し、前記複数の探傷ユニットのうち少なくとも２つの探傷ユニットの磁気センサが該励磁コイルに重なるように配置されていることを特徴とする探傷プローブ。
【請求項３】
前記４つの磁気センサは、それぞれの長手方向が前記探索方向と直交するように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の探傷プローブ。
【請求項４】
前記磁気センサの組み合わせ中の個々の磁気センサは、対向する他の組み合わせ中の個々の磁気センサと探索方向の位置が異なることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の探傷プローブ。
【請求項５】
基板と、中心軸が該基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、配置された面と平行する方向の磁場を検出する４つの磁気センサとを備え、該基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ２つの該磁気センサの組み合わせが、異なる該励磁コイルに重なるように、該探索方向に直交する探索直交方向に対向して２組配置された探傷プローブを、該探索方向に移動し、
前記４つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力することを特徴とする探傷方法。
【請求項６】
基板と、中心軸が該基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、配置された面と平行する方向の磁場を検出する４つの磁気センサとを備え、該基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ２つの該磁気センサの組み合わせが、異なる該励磁コイルに重なるように、該探索方向に直交する探索直交方向に対向して２組配置され、該励磁コイル１つに対し、該４つの磁気センサからなる複数の探傷ユニットのうち少なくとも２つの探傷ユニットの磁気センサが該励磁コイルに重なるように配置された探傷プローブを、該探索方向に移動し、
前記４つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力することを特徴とする探傷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属表面のきずを探索するために用いる探傷プローブおよび探傷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属表面のきず（JIS Z2300:2009）を非破壊的に探索するために探傷装置を用いる場合がある。探傷装置では、例えば、探索方向に探傷プローブを移動させながら金属表面に渦電流を生じさせ、その渦電流による磁場を検出コイルで検出し、その磁場の変化に基づいて金属表面のきずを特定する。
【０００３】
しかし、探傷装置は、金属表面にきずが存在する場合のみならず、探傷プローブと金属表面との距離が変化した場合の磁場の変化も検出してしまう。したがって、磁場の変化を検出したとしても、それが金属表面のきずによるものか、探傷プローブと金属表面との距離の変化（以下、単に「リフトオフ」という）によるものかを区別することができない。
【０００４】
そこで、探傷プローブに検出コイルを４つ設け、対角に配置される検出コイル同士を逆相接続することで、リフトオフの影響を相殺する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９７４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、４つの検出コイルを有する探傷プローブを用いることで金属表面のきず等による磁場の変化を検出することができる。しかし、このような探傷プローブでは、４つの検出コイルを平面上に並べて配置しなければならないため、その占有面積が大きくなってしまう。そうすると、金属表面において細かい凹凸が連続する場合、４つの検出コイルそれぞれと金属表面との距離が異なってしまい、やはり、探傷プローブがリフトオフの影響を受け、その磁場の変化を適切に検出できなくなってしまう。
【０００７】
そこで本発明は、このような課題に鑑み、金属表面において細かい凹凸が連続する場合であっても、磁場の変化を適切に検出可能な探傷プローブおよび探傷方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の探傷プローブは、基板と、中心軸が基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、配置された面と平行する方向の磁場を検出する４つの磁気センサと、４つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力する信号出力部と、を備え、基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ２つの磁気センサの組み合わせが、それぞれ異なる励磁コイルに重なるように、探索方向に直交する探索直交方向に対向して配置されることを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の他の探傷プローブは、基板と、中心軸が基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、配置された面と平行する方向の磁場を検出する４つの磁気センサと、４つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力する信号出力部と、を備え、基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ２つの磁気センサの組み合わせが、それぞれ異なる励磁コイルに重なるように、探索方向に直交する探索直交方向に対向して配置され、４つの磁気センサからなる探傷ユニットが複数設けられ、励磁コイル１つに対し、複数の探傷ユニットのうち少なくとも２つの探傷ユニットの磁気センサが励磁コイルに重なるように配置されていることを特徴とする。
【００１２】
４つの磁気センサは、それぞれの長手方向が探索方向と直交するように配置されるとしてもよい。
【００１３】
磁気センサの組み合わせ中の個々の磁気センサは、対向する他の組み合わせ中の個々の磁気センサと探索方向の位置が異なるとしてもよい。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の探傷方法は、基板と、中心軸が基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、配置された面と平行する方向の磁場を検出する４つの磁気センサとを備え、基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ２つの磁気センサの組み合わせが、異なる励磁コイルに重なるように、探索方向に直交する探索直交方向に対向して２組配置された探傷プローブを、探索方向に移動し、４つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力する。
また、上記課題を解決するために、本発明の他の探傷方法は、基板と、中心軸が基板の表面に直交し、隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように並置された複数の励磁コイルと、配置された面と平行する方向の磁場を検出する４つの磁気センサとを備え、基板の表面に、予め定められた探索方向に並ぶ２つの磁気センサの組み合わせが、異なる励磁コイルに重なるように、探索方向に直交する探索直交方向に対向して２組配置され、励磁コイル１つに対し、４つの磁気センサからなる複数の探傷ユニットのうち少なくとも２つの探傷ユニットの磁気センサが励磁コイルに重なるように配置された探傷プローブを、探索方向に移動し、４つの磁気センサそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、金属表面において細かい凹凸が連続する場合であっても、磁場の変化を適切に検出し、ひいては、金属表面のきずを適切に探索することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】探傷装置の概略的な構成を示す説明図である。
【図２】信号出力部の機能を説明するための図である。
【図３】探傷プローブの他の例を示した説明図である。
【図４】探傷プローブの他の例を示した説明図である。
【図５】探傷プローブの他の検出態様を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１８】
（探傷装置１０）
図１は、探傷装置１０の概略的な構成を示す説明図である。図１では、説明の便宜のため、各要素間の電気接続を省略している。探傷装置１０は、磁場を検出するための探傷プローブ（探触子）１２と、探傷プローブ１２から出力された信号に基づいて金属表面のきずを特定する受信器１４とから構成される非破壊的試験装置である。ここでは、本実施形態の特徴である探傷プローブ１２について詳述し、受信器１４の説明は省略する。
【００１９】
探傷プローブ１２は、基板２０と、励磁コイル２２と、磁気センサ２４と、信号出力部２６とを含んで構成され、探傷プローブ１２を、図１に白抜き矢印で示した、探傷装置１０に対し予め定められた探索方向に移動させながら金属表面のきずに相当する信号を出力する。かかる探傷プローブ１２の移動は、電動機構により自動的に実行するとしてもよいし、手動で行ってもよい。
【００２０】
基板２０は、例えば、変形可能な板形状のＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）で形成され、その面上に薄い銅箔を貼付して電気的な配線が施される。かかる基板２０は、変形可能であるが、変形によっては、配線の電気的特性が変わらない。
【００２１】
励磁コイル２２は、図１に示すように、基板２０の表面２０ａ上において、渦巻状（グラウンド形状）に２つ（励磁コイル２２ａ、２２ｂ）形成され、それぞれに交流電流を流すことで磁束を発生する。本実施形態においては、測定対象である金属に探傷プローブ１２を接近させた状態で励磁コイル２２に電流を流すことで金属表面に渦電流を生じさせる。
【００２２】
また、ここでは、発生させた磁束が相殺されるのを防止するため、励磁コイル２２ａ、２２ｂにおける、互いに隣接する部位（図１に一点鎖線で示す）同士に流れる電流の方向が等しくなるようにコイル巻回方向が定められている。例えば、励磁コイル２２ａにおいて破線の矢印で示される方向に電流が流れているとき、励磁コイル２２ｂでも、破線の矢印で示される方向に電流が流れている。
【００２３】
ここで、基板２０の表面２０ａ上に励磁コイル２２を２つ並置する構成としたのは以下の理由からである。すなわち、渦巻状に励磁コイル２２を形成した場合、金属表面のきずを探索するために必要な磁束が生じ得るコイルの巻数を実現しようとすると、励磁コイル２２を２つに分割した方が、１つで形成した場合より、占有面積を小さく（約１／２）抑えられるからである。こうして、励磁コイル２２ａ、２２ｂは、小さな占有面積で十分に強い励磁を行うことができる。
【００２４】
磁気センサ２４は、例えば、全長２．２ｍｍ、直径３０μｍのアモルファス磁性ワイヤ等、柱状（棒状、円柱状、線状）の磁気インピーダンス素子（Magneto Impedance element）で構成され、長手方向が基板２０の上側の表面２０ａに沿うように配される。そして、磁気センサ２４は、外部磁界によりインピーダンスが変化する磁気インピーダンス効果に基づいて、配置された面（基板２０の上側の表面２０ａ）の面方向の磁場の変化（乱れ）を検出する。ここでは、磁気センサ２４として磁気インピーダンス素子を用いる例を挙げているが、外部磁界により抵抗が変化する磁気抵抗効果に基づいて周囲の磁場の変化を検出する平板状の磁気抵抗素子（magneto resistive element）等、比較的小型な様々なセンサ素子で構成することができる。ただし、磁気センサ２４の形状は、上述した柱状、平板状に限定されず、様々な形状の磁気センサ２４を用いることができる。
【００２５】
また、本実施形態において磁気センサ２４は４つ準備され（磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ）、励磁コイル２２ａ、２２ｂの中心軸に直交する面（基板２０の上側の表面２０ａ）において、探索方向に並んだ２つの磁気センサ２４の組み合わせ（磁気センサ２４ａ、２４ｂの組み合わせ、または、磁気センサ２４ｃ、２４ｄの組み合わせ）が、ハッチングを施した矢印で示した、励磁コイル２２ａ、２２ｂの中心軸に直交する面における探索方向に直交する探索直交方向に対向して２組配置されている。かかる４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄによって１つの探傷ユニット３０が構成される。
【００２６】
ここでは、図１の拡大図に示すように、組み合わせ毎の磁気センサ２４の距離ｄ１（磁気センサ２４ａ、２４ｂ間の距離、または、磁気センサ２４ｃ、２４ｄ間の距離）が大凡等しくなるように、かつ、組み合わせ同士で対向する磁気センサ２４の探索直交方向の距離ｄ２（磁気センサ２４ａ、２４ｃ間の距離、磁気センサ２４ｂ、２４ｄ間の距離）が大凡等しくなるように、４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが配置されている。かかる配置や姿勢については後程詳述する。
【００２７】
このような４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、それぞれ、励磁コイル２２との位置関係が固定されており、それぞれ独立して、金属表面に生成した渦電流による磁場を検出する。
【００２８】
信号出力部２６は、複数の差動増幅器を含んで構成され、４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄそれぞれの検出結果の相対量に基づく信号を出力する。
【００２９】
図２は、信号出力部２６の機能を説明するための図である。ここでは、図２（ａ）のように、３つの差動増幅器２６ａ、２６ｂ、２６ｃが準備されている。そして、磁気センサ２４ａの出力端子が差動増幅器２６ａの正極入力に接続され、磁気センサ２４ｂの出力端子が差動増幅器２６ａの負極入力に接続される。したがって、差動増幅器２６ａからは、磁気センサ２４ａと磁気センサ２４ｂとの差分（Ａ−Ｂ）が出力される。また、磁気センサ２４ｃの出力端子が差動増幅器２６ｂの正極入力に接続され、磁気センサ２４ｄの出力端子が差動増幅器２６ｂの負極入力に接続される。したがって、差動増幅器２６ｂからは、磁気センサ２４ｃと磁気センサ２４ｄとの差分が出力される（Ｃ−Ｄ）。ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ、磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの出力である。
【００３０】
さらに、差動増幅器２６ａの出力端子が差動増幅器２６ｃの正極入力に接続され、差動増幅器２６ｂの出力端子が差動増幅器２６ｃの負極入力に接続される。したがって、差動増幅器２６ｃからは、差動増幅器２６ａと差動増幅器２６ｂとの差分、すなわち、磁気センサ２４ａと磁気センサ２４ｂとの差分から、磁気センサ２４ｃと磁気センサ２４ｄとの差分を減算した信号（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）が出力される。また、信号出力部２６の接続態様は上記の場合に限らず、結果的に（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）となれば足り、例えば、Ａ＋Ｄの演算結果から、Ｂ＋Ｃの演算結果を減算する等、様々な接続態様で代用できる。
【００３１】
ここで、４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの位置関係は、上述したように、探索方向に並んだ２つの磁気センサ２４の組み合わせが、探索直交方向に対向して２組形成され、組み合わせ毎の磁気センサ２４の距離ｄ１が大凡等しく、かつ、組み合わせ同士で対向する磁気センサ２４の距離ｄ２が大凡等しくなっている（図１の拡大図参照）。特に、ここでは、組み合わせ中の個々の磁気センサ２４は、対向する他の組み合わせ中の個々の磁気センサ２４（磁気センサ２４ａに対する磁気センサ２４ｃ、および、磁気センサ２４ｂに対する磁気センサ２４ｄ）と探索方向の位置が等しい（探索方向の距離＝０）場合を挙げて説明する。
【００３２】
４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが上記の位置関係であると、図２（ｂ）のように、探傷プローブ１２と金属表面５０との距離が離れたとしても、その距離の変化が磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに対して均等に影響するので、差動増幅器２６ｃの出力には影響しない。具体的に、磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの出力Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄがそれぞれ均等にαだけ変化したとしても、差動増幅器２６ｃの出力（（（Ａ＋α）−（Ｂ＋α））−（（Ｃ＋α）−（Ｄ＋α）））＝（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）となり、リフトオフの影響を受けないのが理解できる。
【００３３】
また、図２（ｃ）のように、探索方向を軸にして探傷プローブ１２が回転した場合であっても、その距離の変化は差動増幅器２６ｃの出力には影響しない。具体的に、磁気センサ２４ａ、２４ｂの出力Ａ、Ｂがそれぞれ均等にαだけ変化し、磁気センサ２４ｃ、２４ｄの出力Ｃ、Ｄがそれぞれ均等にβだけ変化したとしても、差動増幅器２６ｃの出力（（（Ａ＋α）−（Ｂ＋α））−（（Ｃ＋β）−（Ｄ＋β）））＝（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）となり、リフトオフの影響を受けないのが理解できる。
【００３４】
さらに、図２（ｄ）のように、探索直交方向を軸にして探傷プローブ１２が回転した場合であっても、その距離の変化は差動増幅器２６ｃの出力には影響しない。具体的に、磁気センサ２４ａ、２４ｃの出力Ａ、Ｃがそれぞれ均等にαだけ変化し、磁気センサ２４ｂ、２４ｄの出力Ｂ、Ｄがそれぞれ均等にβだけ変化したとしても、差動増幅器２６ｃの出力（（（Ａ＋α）−（Ｂ＋β））−（（Ｃ＋α）−（Ｄ＋β）））＝（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）となり、リフトオフの影響を受けないのが理解できる。
【００３５】
このように、４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを上記のように配置し、その出力の相対量（（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ））に基づいて信号を生成することで（標準比較方式）、探傷プローブ１２の姿勢の変化に伴い探傷プローブ１２の各磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄと金属表面との距離が変化したとしても、そのリフトオフの影響を抑制することが可能となる。
【００３６】
したがって、信号出力部２６は、リフトオフの有無に拘わらず、金属表面にきずが存在する場合にのみ、そのきずに基づいて変化した信号を出力することが可能となる。例えば、金属表面のうち、磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄのいずれかに近い位置にきずが存在する場合、そのきずによる磁場の変化が、きずに近い磁気センサ２４にのみ生じ、その結果、きずに対応する位置の磁気センサ２４の信号のみが差動増幅器２６ｃの信号となって現れる。
【００３７】
また、４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、図１に示すように、励磁コイル２２の配線上に配されている。特に本実施形態において、４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、２つの磁気センサ２４の組み合わせ単位（磁気センサ２４ａ、２４ｂの組み合わせ、および、磁気センサ２４ｃ、２４ｄの組み合わせ）で異なる励磁コイル２２ａ、２２ｂに重なるように（基板２０の面方向の位置を等しくして）それぞれ配置されている。すなわち、磁気センサ２４ａ、２４ｂは励磁コイル２２ａ上に配され、磁気センサ２４ｃ、２４ｄは励磁コイル２２ｂ上に配される。
【００３８】
かかる配置により、大きな渦電流が生じる金属位置と磁気センサ２４との距離を最小限に抑えることができるので、励磁コイル２２によって生じる渦電流の磁場の変化を高感度に検出することが可能となる。
【００３９】
また、４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、図１に示すように、それぞれの長手方向が探索方向と直交する姿勢で配置される。このように４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを同一の姿勢で配置することで、渦電流に対する４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの感度を統一することが可能となる。また、長手方向が探索方向と直交する姿勢とすることで、結果的に、磁気センサ２４の長手方向を金属表面と平行な位置関係とすることができ、励磁コイル２２によって生じる渦電流の磁場の変化を高感度で検出することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態では、探傷プローブ１２が、ＭＩセンサ等、小型の磁気センサ２４で構成されているので、磁気センサ２４間の距離を短くすることができる（例えば、図１の拡大図における探傷ユニット３０の占有面積（磁気検出領域）＝１．６ｍｍ×１．２ｍｍ）。したがって、金属表面において細かい凹凸が連続する場合であっても、リフトオフの影響を受けることなく、金属表面のきずを適切に探索することが可能となる。
【００４１】
また、図１のように、励磁コイル２２を２つに分割し、かつ、小型の４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを全て励磁コイル２２（基板２０）に配することができるので、探傷プローブ１２を小型化（例えば、５．６ｍｍ×２．８ｍｍ）することが可能となる。
【００４２】
（変形例１）
上述した実施形態では、４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの位置関係として、組み合わせ中の個々の磁気センサ２４を、対向する他の組み合わせ中の個々の磁気センサ２４（磁気センサ２４ａに対する磁気センサ２４ｃ、および、磁気センサ２４ｂに対する磁気センサ２４ｄ）と探索方向の位置を等しくする場合を挙げて説明した。しかし、このような磁気センサ２４同士の探索方向の位置が異なっていたとしても、探索方向の位置が等しい場合同様に、リフトオフの影響を回避することができる。
【００４３】
図３は、探傷プローブ１２の他の例を示した説明図である。ここで、図３（ａ）に示すように、磁気センサ２４の組み合わせ中の個々の磁気センサ２４ａ、２４ｂは、対向する他の組み合わせ中の個々の磁気センサ２４ｃ、２４ｄと、それぞれ探索方向の位置が異なっている。具体的に、磁気センサ２４ａは、磁気センサ２４ｃより探索方向前方に位置し、磁気センサ２４ｂは、磁気センサ２４ｄより探索方向前方に位置している。
【００４４】
また、ここでは、図３（ａ）の拡大図に示すように、組み合わせ毎の磁気センサ２４の距離ｄ１（磁気センサ２４ａ、２４ｂ間の距離、磁気センサ２４ｃ、２４ｄ間の距離）が大凡等しくなるように、また、組み合わせ同士で対向する磁気センサ２４の探索直交方向の距離ｄ２（磁気センサ２４ａ、２４ｃ間の距離、磁気センサ２４ｂ、２４ｄ間の距離）が大凡等しく、探索方向の離間距離ｄ３も等しくなるように、４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが配置されている。
【００４５】
４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが上記の位置関係であると、図３（ｂ）のように、探傷プローブ１２と金属表面との距離が離れたとしても、その距離の変化が磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに対して均等に影響するので、上述した組み合わせ間で対向する磁気センサ２４同士の探索方向の位置が等しい場合同様、差動増幅器２６ｃの出力には影響しない。また、図３（ｃ）のように、探索方向を軸にして探傷プローブ１２が回転した場合であっても、その距離の変化は差動増幅器２６ｃの出力には影響しない。
【００４６】
また、図３（ｄ）のように、探索直交方向を軸にして探傷プローブ１２が回転した場合、磁気センサ２４ａ、２４ｂと磁気センサ２４ｃ、２４ｄとの探索方向の位置が異なることによって、探傷プローブ１２と金属表面との距離の変化が磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに対して不均等な影響を与える。しかし、この場合であっても、その距離の変化は差動増幅器２６ｃの出力には影響しない。具体的に、磁気センサ２４ａの出力Ａの変化αに対し、磁気センサ２４ｃの出力Ｃがα＋βに変化したとする。この場合、磁気センサ２４ｂの出力Ｂの変化γに対し、磁気センサ２４ｄの出力Ｄはγ＋βに変化することとなる。ここで、差動増幅器２６ｃの出力（（（Ａ＋α）−（Ｂ＋γ））−（（Ｃ＋α＋β）−（Ｄ＋γ＋β）））＝（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）となり、影響を及ぼさないことが理解できる。
【００４７】
また、このように磁気センサ２４ａと磁気センサ２４ｃ、または、磁気センサ２４ｂと磁気センサ２４ｄとを探索方向にずらすことで、磁気センサ２４一つ分に相当する大きさのきずのみならず、２つの磁気センサ２４を跨ぐ長さで探索直交方向に延在するような直線状のきずであっても、探索直交方向に並置された２つの磁気センサ２４同士で信号が相殺されないので、適切に検出することが可能となる。
【００４８】
（変形例２）
また、上述した実施形態では、１つの探傷プローブ１２に、４つの磁気センサ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄからなる１組の探傷ユニット３０を設ける例を挙げて説明した。しかし、かかる場合に限らず、１つの探傷プローブ１２に複数の探傷ユニットを設けることもできる。
【００４９】
図４は、探傷プローブ１２の他の例を示した説明図である。ここでは、基板２０に５つの励磁コイル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅが、それぞれ隣接する部位同士に流れる電流の方向が等しくなるように探索直交方向に並置されている。また、ここでは、隣接する２つの励磁コイル２２に１つの探傷ユニット３０が跨がるように、４つの探傷ユニット３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが配されている。
【００５０】
したがって、５つの励磁コイル２２のうち内側に位置する励磁コイル２２ｂは、２つの探傷ユニット３０ａと探傷ユニット３０ｂと重なるように配置され、励磁コイル２２ｃは、２つの探傷ユニット３０ｂと探傷ユニット３０ｃと重なるように配置され、励磁コイル２２ｄは、２つの探傷ユニット３０ｃと探傷ユニット３０ｄと重なるように配置されていることとなる。
【００５１】
かかる１つの励磁コイル２２を複数の探傷ユニット３０と重なるように配置する構成により、励磁コイル２２の占有面積を抑制しつつ、探傷プローブ１２に、多くの探傷ユニット３０を形成することが可能となる。
【００５２】
また、探傷ユニット３０を探索直交方向に複数並置する構成により、金属表面に対し、探傷プローブ１２の幅方向（探索直交方向）のきずを一度に探索することができる。さらに、複数の探傷ユニット３０はそれぞれ独立して金属表面のきずを探索するので、１つのきずを複数の探傷ユニット３０で同時に検出することもでき、その検出結果を互いに補完することも可能となる。
【００５３】
以上、説明したように、本実施形態の探傷装置１０では、金属表面において細かい凹凸が連続する場合であっても、磁場の変化を適切に検出し、ひいては、金属表面のきずを適切に探索することが可能となる。
【００５４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５５】
例えば、上述した実施形態においては、励磁コイル２２によって金属表面に渦電流を生じさせ、その磁場の変化を磁気センサ２４で検出する例を挙げて説明した。しかし、かかる場合に限らず、磁気センサ２４によって磁場の変化を検出する様々なアプリケーションに適用できる。
【００５６】
例えば、図５に示すように、強磁性材上に、所定間隔離隔させた状態で、２つの磁極（Ｓ極、Ｎ極）を配置すると、その磁極によって矢印で示すような磁束が発生する。ここで、図５のように、強磁性材表面６０にきず６２が生じている場合、磁束がきず６２による空間を回避するように流れるので、強磁性材表面６０に漏洩磁束６４が生じる。したがって、当該磁気センサ２４によって、強磁性材表面６０の磁場を検出し、漏洩磁束６４が生じている箇所にきずが存在すると判定することができる。このように、当該磁気センサ２４を有する探傷プローブ１２は、様々な磁場の変化を検出することができる。
【００５７】
また、上述した実施形態においては、基板２０における金属と対向しない面（上側の表面２０ａ）に磁気センサ２４を配する構成を挙げて説明した、しかし、磁気センサ２４の位置は、その位置に限らず、基板２０における金属と対向する面（下側の表面）に設けられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、金属表面のきずを探索するために用いる探傷プローブおよび探傷方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１２  探傷プローブ
２０  基板
２２  励磁コイル
２４  磁気センサ
２６  信号出力部
３０  探傷ユニット
【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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