(57)【要約】【課題】対象物の形状、重量あるいは材質のバラツキがある場合でも対象物の欠陥の有無を精度良く検出することが可能な欠陥検出装置および欠陥検出方法を提供する。【解決手段】焼結品１０に打撃を付与し、焼結品１０から発せられる振動を収集し、収集された振動を周波数毎の強度を表す信号に変換し、欠陥が無いことが分かっているＮ個の基準対象物について予め取得された周波数毎の強度を表す信号における複数のピークのピーク周波数（Ｘ１乃至Ｘ１６）と、ＦＦＴアナライザ１３０により変換された信号に含まれる複数のピークのピーク周波数（Ｙ１乃至Ｙ１６）と、の間の相関係数（ｒ１〜ｒＮ）を算出し、算出された相関係数（Ｎ個の相関係数ｒ１〜ｒＮの平均値）に基づいて焼結品１０の欠陥の有無を判定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に打撃を付与する打撃付与手段と、
前記打撃付与手段により打撃が付与された対象物から発せられる振動を収集する振動収集手段と、
前記振動収集手段により収集された振動を周波数毎の強度を表す信号に変換する信号変換手段と、
欠陥が無いことが分かっている基準対象物について予め取得された周波数毎の強度を表す信号における複数のピークのピーク周波数と、前記振動変換手段により変換された信号に含まれる複数のピークのピーク周波数と、の間の相関係数を算出する相関係数算出手段と、
前記相関係数算出手段により算出された相関係数に基づいて前記対象物の欠陥の有無を判定する判定手段と、
を具備する欠陥検出装置。
【請求項２】
前記判定手段は、
前記相関係数算出手段により算出された相関係数が、予め設定された所定の閾値以上である場合には前記対象物に欠陥が無いと判定し、前記閾値未満である場合には前記対象物に欠陥が有ると判定する請求項１に記載の欠陥検出装置。
【請求項３】
前記対象物の表面領域における誘起領域に誘起された渦電流の変化を検出する渦電流検出手段と、
前記対象物の表面領域における誘起領域の位置を検出する誘起領域位置検出手段と、
前記渦電流検出手段により検出された渦電流の変化および前記誘起領域位置検出手段により検出された誘起領域の位置に基づいて、前記対象物における欠陥の位置を判定する欠陥位置判定手段と、
を具備する請求項１または請求項２に記載の欠陥検出装置。
【請求項４】
打撃が付与された対象物から発せられる振動を収集する振動収集工程と、
前記振動収集工程において収集された振動を周波数毎の強度を表す信号に変換する信号変換工程と、
欠陥が無いことが分かっている基準対象物について予め取得された周波数毎の強度を表す信号における複数のピークのピーク周波数と、前記振動変換工程において変換された信号に含まれる複数のピークのピーク周波数と、の間の相関係数を算出する相関係数算出工程と、
前記相関係数算出工程において算出された相関係数に基づいて前記対象物の欠陥の有無を判定する判定工程と、
を具備する欠陥検出方法。
【請求項５】
前記判定工程は、
前記相関係数算出工程において算出された相関係数が、予め設定された所定の閾値以上である場合には前記対象物に欠陥が無いと判定し、前記閾値未満である場合には前記対象物に欠陥が有ると判定する請求項４に記載の欠陥検出方法。
【請求項６】
前記判定工程において前記対象物に欠陥が有ると判定した場合に、前記対象物の表面領域における誘起領域に誘起された渦電流の変化および前記対象物の表面領域における誘起領域の位置を検出する渦電流変化・誘起領域位置検出工程と、
前記渦電流変化・誘起領域位置検出工程において検出された渦電流の変化および誘起領域の位置に基づいて、前記対象物における欠陥の位置を判定する欠陥位置判定工程と、
を具備する請求項４または請求項５に記載の欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の欠陥を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非破壊で対象物の欠陥（例えば、クラックやピンホール等）の有無を検出する技術としては、対象物の打撃音を利用する技術が知られている。例えば、特許文献１および特許文献２に記載の如くである。
特許文献１および特許文献２に記載の技術は、対象物をハンマ等で打撃して打音を発生し、発生した打音を振動信号として検出し、振動信号の特徴量、例えば周波数帯域毎の最大値（ピーク強度）を抽出し、これを予め設定された基準データと比較することにより欠陥の有無を判定するものである。
【０００３】
また、同一の対象物の異なる複数の位置にそれぞれ打撃を付与し、得られた打撃音の所定の周波数帯におけるピーク強度の大きさに基づいて対象物の欠陥の有無およびその位置を検査する技術も知られている。例えば、特許文献３に記載の如くである。
【０００４】
また、設備内の不法侵入者等の監視（防犯）や機器の無人監視等の目的で、過去に収集された音（通常は異常が発生していないときの音）の所定の周波数帯域の周波数スペクトルの積分強度の分布と新たに収集された音の所定の周波数帯域の周波数スペクトルの積分強度の分布とを比較することにより、新たに収集された音が異常であるか否かを判定する技術も知られている。例えば、特許文献４に記載の如くである。
【０００５】
特許文献１乃至特許文献３に記載の技術は、対象物の種類が全く異なる場合には基準となる対象物の打音の振動信号（音圧）のピークが異なる周波数帯に現れること、あるいは欠陥が有る対象物は欠陥が無い対象物に比べて打撃音に含まれる特定の周波数成分のピーク周波数が低周波数側にシフトする傾向があることを利用するものである。
特許文献１乃至特許文献３に記載の技術は、一般に対象物の一個あたりの検査に要する時間が短く、対象物の全数検査を行う用途等への適用が有望視される。
【０００６】
特許文献４に記載の技術は、設備や機器等の監視対象に異常が発生した場合には、監視対象から収集される音の振動信号（音圧）のピークが異なる周波数帯に現れることを利用するものである。
【０００７】
しかし、特許文献１乃至特許文献３に記載の技術は、対象物の形状、重量あるいは材質等のバラツキによる振動信号の特徴量（例えば、ピーク強度やピーク周波数等）の変化が欠陥の有無による振動信号の特徴量の変化よりも大きい場合には、欠陥が無い対象物について欠陥が有ると判定したり欠陥が有る対象物について欠陥が無いと判定したりするといった過検出の頻度が高くなり、対象物の欠陥の有無を精度良く検出することが困難であるという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−１３１２９４号公報
【特許文献２】特開２００２−３３３４３６号公報
【特許文献３】特開平７−５１５４号公報
【特許文献４】特開２００５−１７２５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の如き状況に鑑み、対象物の形状、重量あるいは材質のバラツキがある場合でも対象物の欠陥の有無を精度良く検出することが可能な欠陥検出装置および欠陥検出方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、
対象物に打撃を付与する打撃付与手段と、
前記打撃付与手段により打撃が付与された対象物から発せられる振動を収集する振動収集手段と、
前記振動収集手段により収集された振動を周波数毎の強度を表す信号に変換する信号変換手段と、
欠陥が無いことが分かっている基準対象物について予め取得された周波数毎の強度を表す信号における複数のピークのピーク周波数と、前記振動変換手段により変換された信号に含まれる複数のピークのピーク周波数と、の間の相関係数を算出する相関係数算出手段と、
前記相関係数算出手段により算出された相関係数に基づいて前記対象物の欠陥の有無を判定する判定手段と、
を具備するものである。
【００１１】
請求項２においては、
前記判定手段は、
前記相関係数算出手段により算出された相関係数が、予め設定された所定の閾値以上である場合には前記対象物に欠陥が無いと判定し、前記閾値未満である場合には前記対象物に欠陥が有ると判定するものである。
【００１２】
請求項３においては、
前記対象物の表面領域における誘起領域に誘起された渦電流の変化を検出する渦電流検出手段と、
前記対象物の表面領域における誘起領域の位置を検出する誘起領域位置検出手段と、
前記渦電流検出手段により検出された渦電流の変化および前記誘起領域位置検出手段により検出された誘起領域の位置に基づいて、前記対象物における欠陥の位置を判定する欠陥位置判定手段と、
を具備するものである。
【００１３】
請求項４においては、
打撃が付与された対象物から発せられる振動を収集する振動収集工程と、
前記振動収集工程において収集された振動を周波数毎の強度を表す信号に変換する信号変換工程と、
欠陥が無いことが分かっている基準対象物について予め取得された周波数毎の強度を表す信号における複数のピークのピーク周波数と、前記振動変換工程において変換された信号に含まれる複数のピークのピーク周波数と、の間の相関係数を算出する相関係数算出工程と、
前記相関係数算出工程において算出された相関係数に基づいて前記対象物の欠陥の有無を判定する判定工程と、
を具備するものである。
【００１４】
請求項５においては、
前記判定工程は、
前記相関係数算出工程において算出された相関係数が、予め設定された所定の閾値以上である場合には前記対象物に欠陥が無いと判定し、前記閾値未満である場合には前記対象物に欠陥が有ると判定するものである。
【００１５】
請求項６においては、
前記判定工程において前記対象物に欠陥が有ると判定した場合に、前記対象物の表面領域における誘起領域に誘起された渦電流の変化および前記対象物の表面領域における誘起領域の位置を検出する渦電流変化・誘起領域位置検出工程と、
前記渦電流変化・誘起領域位置検出工程において検出された渦電流の変化および誘起領域の位置に基づいて、前記対象物における欠陥の位置を判定する欠陥位置判定工程と、
を具備するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、対象物の形状、重量あるいは材質のバラツキがある場合でも対象物の欠陥の有無を精度良く検出することが可能である、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下では、図１乃至図６を用いて本発明に係る欠陥検出装置の実施の一形態である欠陥検出装置１００について説明する。
図１に示す如く、欠陥検出装置１００は焼結品１０の内部の欠陥の有無を検出する装置であり、主として載置台１０５、電磁インパクタ１１０、マイクロホン１２０、ＦＦＴアナライザ１３０、制御装置１４０、渦流センサ１５０、スライドユニット１６０、アンプ１７０、ロータリエンコーダ１８０等を具備する。
【００１８】
焼結品１０は本発明に係る対象物の実施の一形態であり、欠陥検出装置１００による欠陥の有無の検出の対象となる物品である。焼結品１０は、例えば無加圧焼結法（雰囲気焼結法）、通電加熱焼結法、放電プラズマ焼結法等の方法を用いて粉末状の材料（主として金属材料）を所定の型に収容して加圧し、所定の形状とした後加熱する、あるいは所定の型に収容して加圧した状態で加熱することにより得られる。
図２に示す如く、本実施例の焼結品１０は略リング状の部材であり、その内周面には複数の突起１０ａ・１０ａ・・・が形成され、突起１０ａ・１０ａ・・・にはそれぞれ貫通孔１０ｂ・１０ｂ・・・が形成される。
なお、本実施例の対象物は焼結品１０であるが、本発明はこれに限定されず、内部にクラックやピンホール等の種々の欠陥を有する物品に適用可能である。
【００１９】
載置台１０５は欠陥の有無を検出する際に焼結品１０を載置する台である。載置台１０５はターンテーブル１０６、モータ１０７を具備する。
ターンテーブル１０６は略円盤形状の部材であり、その上面に焼結品１０が所定の姿勢で載置される。
モータ１０７はターンテーブル１０６を旋回するためのアクチュエータであり、モータ１０７の回転軸はターンテーブル１０６の下面に固定される。
【００２０】
電磁インパクタ１１０は本発明に係る打撃付与手段の実施の一形態であり、焼結品１０に打撃を付与するものである。
電磁インパクタ１１０は、電磁コイルを収容する本体１１１、および当該電磁コイルが発生する電磁力により本体１１１の側方に突出および没入するハンマ１１２を具備する。ハンマ１１２が突出するとハンマ１１２の先端部が焼結品１０に衝突し、焼結品１０に打撃が付与される。
なお、本発明に係る打撃付与手段は本実施例の電磁インパクタ１１０に限定されず、他の構成でも良い。他の構成としては、例えば振り子式インパクタ等が挙げられる。
【００２１】
マイクロホン１２０は本発明に係る振動収集手段の実施の一形態であり、電磁インパクタ１１０により打撃が付与された焼結品１０から発せられる振動を収集するものである。
ここで、「振動」には、人間が聴覚により知覚可能な周波数（可聴域）の弾性波である音波、音波よりも高い周波数帯の弾性波である超音波、音波よりも低い周波数帯の弾性波である超低周波音が含まれる。
本実施例のマイクロホン１２０はいわゆる音響センサの一種であり、周波数が４０ｋＨｚ以下程度の周波数帯の振動（弾性波）を収集することが可能である。マイクロホン１２０は電磁インパクタ１１０により打撃が付与される焼結品１０の上方、かつ所定の間隔を空けた位置に配置される。
【００２２】
ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；高速フーリエ変換）アナライザ１３０は本発明に係る信号変換手段の実施の一形態であり、マイクロホン１２０により収集された振動（本実施例の場合、４０ｋＨｚ以下程度の周波数帯の弾性波）を図２に示す如き周波数毎の強度を表す信号に変換するものである。
ここで、「高速フーリエ変換」は離散フーリエ変換を高速で計算するためのアルゴリズムを指す。
ＦＦＴアナライザ１３０はマイクロホン１２０に接続され、マイクロホン１２０により収集された振動に係る情報を取得することが可能である。
ＦＦＴアナライザ１３０は、内部に格納された所定のアルゴリズムに従ってマイクロホン１２０から取得した振動に係る情報に高速フーリエ変換処理を施し、周波数毎の強度を表す信号に変換する。
図３に示す如く、マイクロホン１２０により収集された振動（弾性波）を周波数毎の強度を表す信号に変換すると、当該信号には複数のピーク（ピーク番号（１）乃至（１６）で示す）が含まれる。これら複数のピークは焼結品１０の材質や形状により特定の周波数帯に現れる。
【００２３】
渦流センサ１５０は本発明に係る渦電流検出手段の実施の一形態であり、焼結品１０の表面領域における誘起領域に誘起された渦電流の変化を検出するものである。渦流センサ１５０は専用品でも良いが、市販の渦流センサを用いて達成することも可能である。
ここで、「対象物の表面領域」は、対象物の表面および当該表面から所定の深さ（渦電流が発生し得る深さ）までの領域を指す。
また、「対象物の表面領域における誘起領域」は、対象物の表面領域のうち渦電流検出手段により渦電流が誘起されている領域を指し、通常は対象物の表面領域のうち渦流検出手段と近接（対向）する部分を指す。
【００２４】
渦流センサ１５０はコイルを有し、当該コイルを焼結品１０の表面近傍に配置（焼結品１０の表面に対向）した状態で交流電流を流すことにより、焼結品１０の表面領域における誘起領域に電磁誘導による渦電流を誘起する。
また、焼結品１０の表面領域における誘起領域に割れ（クラック）等の欠陥が有る場合と欠陥が無い場合とでは誘起領域に誘起された渦電流の分布が異なり、当該渦電流により渦流センサ１５０のコイルに誘起される誘起電圧が変化する。従って、渦流センサ１５０のコイルに誘起される誘起電圧の変化を検出することにより、誘起領域における欠陥の有無を判定することが可能である。
【００２５】
スライドユニット１６０は渦流センサ１５０を所定の位置に所定の姿勢で支持するものであり、レール部材１６１、スライド部材１６２を具備する。
【００２６】
レール部材１６１は長手方向に延びた形状の部材である。本実施例のレール部材１６１はその長手方向を略上下方向に一致させた姿勢で他の構造体または地面に固定される。
【００２７】
スライド部材１６２はレール部材１６１に係合しつつレール部材１６１の長手方向に沿って摺動可能であり、かつレール部材１６１の長手方向の任意の位置で固定可能である。
また、スライド部材１６２は渦流センサ１５０を載置台１０５に載置された焼結品１０に対して接近または離間可能に支持する。
【００２８】
このように、スライドユニット１６０は、渦流センサ１５０を所定の位置（本実施例の場合、載置台１０５に載置された焼結品１０の外周面から所定の間隔を空けるとともに渦電流を誘起可能な程度に近接した位置であり、焼結品１０の外周面から０．５ｍｍ程度離間した位置）に支持することが可能であるとともに、渦流センサ１５０を所定の姿勢（本実施例の場合、渦流センサ１５０のコイルが載置台１０５に載置された焼結品１０の外周面に対向した姿勢）で支持することが可能である。
【００２９】
アンプ１７０は渦流センサ１５０に接続され、渦流センサ１５０からの出力信号、すなわち渦電流により渦流センサ１５０のコイルに誘起される誘起電圧を増幅するものである。
アンプ１７０は専用品でも良いが、市販のアンプを用いて達成することも可能である。
【００３０】
ロータリエンコーダ１８０は本発明に係る誘起領域位置検出手段の実施の一形態であり、焼結品１０の表面領域における誘起領域の位置を検出するものである。
ロータリエンコーダ１８０は載置台１０５のモータ１０７に設けられ、モータ１０７の回転軸の回転角度を検出する。
本実施例の場合、焼結品１０を載置台１０５に載置する位置および姿勢（より厳密にはターンテーブル１０６と焼結品１０との相対的な位置関係）を予め設定しておけば、（１）焼結品１０の形状が略リング形状であり、（２）焼結品１０の外周面に対向する位置に渦流センサ１５０が配置され、（３）焼結品１０の表面領域における誘起領域は通常は渦流センサ１５０が近接（対向）する部分であることから、モータ１０７の回転軸の回転角度を検出することにより焼結品１０の外周面のうちどの部分が渦流センサ１５０に近接（対向）した位置にあるか（焼結品１０の外周面のうちどの部分が誘起領域となっているか）を判定することができる。
【００３１】
制御装置１４０は主として制御部１４１、入力部１４２、表示部１４３等を具備する。
【００３２】
制御部１４１は欠陥検出装置１００の一連の動作を制御するものである。
制御部１４１は、種々のプログラム等（例えば、後述する検出動作制御プログラム、相関係数算出プログラム、判定プログラム、欠陥位置判定プログラムおよび各種データ等）を格納し、これらのプログラム等を展開し、これらのプログラム等に従って所定の演算を行い、演算結果等を保管（記憶）することができる。
【００３３】
制御部１４１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であっても良い。
本実施例の制御部１４１は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等を格納したもので達成することも可能である。
【００３４】
制御部１４１はモータ１０７に接続され、載置台１０５のターンテーブル１０６、ひいてはターンテーブル１０６に載置された焼結品１０を水平面に沿って回転させるための信号を送信することが可能である。
制御部１４１は電磁インパクタ１１０に接続され、電磁インパクタ１１０の動作を制御する（ハンマ１１２の突出および没入を行う、ひいては焼結品１０への打撃の付与を行う）ための信号を送信することが可能である。
制御部１４１はＦＦＴアナライザ１３０に接続され、ＦＦＴアナライザ１３０により変換された周波数毎の強度を表す信号を取得することが可能である。
制御部１４１はアンプ１７０に接続され、アンプ１７０からの出力信号、すなわち渦電流により渦流センサ１５０のコイルに誘起される誘起電圧を増幅したものを取得することが可能である。
制御部１４１はロータリエンコーダ１８０に接続され、ロータリエンコーダ１８０により検出された回転角に係る信号、すなわち焼結品１０の外周面における渦流センサ１５０に対向する位置に係る情報を取得することが可能である。
【００３５】
入力部１４２は制御部１４１に接続され、制御部１４１に欠陥検出装置１００の動作に係る種々の情報・指示等を入力するものである。
本実施例の入力部１４２は専用品であるが、市販のキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、スイッチ等を用いても同様の効果を達成することが可能である。
【００３６】
表示部１４３は欠陥検出装置１００の動作状況、入力部１４２から制御部１４１への入力内容、欠陥検出装置１００による検出結果等を表示するものである。
本実施例の表示部１４３は専用品であるが、市販のモニターや液晶ディスプレイ等を用いても同様の効果を達成することが可能である。
【００３７】
また、市販のタッチパネル等を用いて入力部１４２としての機能と表示部１４３としての機能を一体化したものを達成することが可能である。
【００３８】
以下では、制御部１４１の詳細構成について説明する。
制御部１４１は、機能的には検出動作制御部１４１ａ、相関係数算出部１４１ｂ、判定部１４１ｃ、欠陥位置判定部１４１ｄを具備する。
【００３９】
検出動作制御部１４１ａは欠陥検出装置１００の動作を制御するものである。
実体的には、制御部１４１が、予め格納された検出動作制御プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、検出動作制御部１４１ａとしての機能を果たす。
【００４０】
本実施例では、検出動作制御部１４１ａは電磁インパクタ１１０の動作を制御して焼結品１０に打撃を付与する。
【００４１】
相関係数算出部１４１ｂは本発明に係る相関係数算出手段の実施の一形態であり、欠陥が無いことが分かっている基準対象物について予め取得された周波数毎の強度を表す信号における複数のピークのピーク周波数と、前記振動変換手段により変換された信号に含まれる複数のピークと、の間の相関係数を算出するものである。
実体的には、制御部１４１が、予め格納された相関係数算出プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、相関係数算出部１４１ｂとしての機能を果たす。
【００４２】
「基準対象物」は対象物と基本的には同じ形状、材質、重量の物品であり、他の方法（例えば、Ｘ線透過画像による欠陥の有無の判定、渦流センサや超音波による探傷等）により欠陥が内部（または表面）に無いことが予め確認されている（分かっている）ものを指す。
「ピーク周波数」は、振動変換手段により変換された信号に含まれる複数のピークのそれぞれについて、その強度が最大となるときの周波数を指す。
【００４３】
制御部１４１は、他の方法により欠陥が内部（または表面）に無いことが予め確認されている計Ｎ個の焼結品１０を基準対象物（図４では「基準品」と表示）として、これらの基準対象物についてそれぞれ取得された周波数毎の強度を表す信号（図３と同様の信号）における（ａ）計１６個のピークのピーク周波数の値（Ｘ１〜Ｘ１６）、および、（ｂ）各基準対象物についての計１６個のピークのピーク周波数の平均値（Ｘａｖｅ）を算出し、これらを図４（Ａ）に示す如き「基準データ」として格納している。
なお、図４（Ａ）に示すピーク番号は、各ピークに付した番号であり、本実施例では周波数が低い順に１、２・・・、１６と番号を付している。
【００４４】
相関係数算出部１４１ｂは、ＦＦＴアナライザ１３０により変換された検査対象となる焼結品１０（検査品）についての周波数毎の強度を表す信号に基づいて、当該信号に含まれる計１６個のピーク（図３参照）のピーク周波数の値（Ｙ１〜Ｙ１６）、および、これらのピーク周波数の平均値（Ｙａｖｅ）を算出し、これらを図４（Ｂ）に示す如き「検査データ」とする。
【００４５】
相関係数算出部１４１ｂは、上記「基準データ」と「検査データ」とに基づいて、以下の数１に示す「基準データ」と「検査データ」との間の相関係数（ｒ）を算出する。
【００４６】
【数１】
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【００４７】
なお、本実施例における相関係数（ｒ）は、いわゆるピアソンの積率相関係数（Ｐｅａｒｓｏｎ  ｐｒｏｄｕｃｔ−ｍｏｍｅｎｔ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）であるが、本発明に係る相関係数はこれに限定されず、他の相関係数、例えばスピアマンの順位相関係数（Ｓｐｅａｒｍａｎ’ｓ  ｒａｎｋ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）やケンドールの順位相関係数（Ｋｅｎｄａｌｌ  ｔａｕ  ｒａｎｋ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）でも良い。
【００４８】
本実施例では、計Ｎ個の基準対象物のそれぞれについての基準データと検査データとの間で計Ｎ個の相関係数（ｒ１〜ｒＮ）をそれぞれ算出する。なお、基準対象物の数（Ｎ個）については、対象物の性質等に応じて適宜選択する必要がある。
【００４９】
判定部１４１ｃは本発明に係る判定手段の実施の一形態であり、相関係数算出部１４１ｂにより算出された相関係数（ｒ）に基づいて焼結品１０の欠陥の有無を判定するものである。
実体的には、制御部１４１が、予め格納された判定プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、判定部１４１ｃとしての機能を果たす。
【００５０】
制御部１４１は、他の方法により欠陥が内部（または表面）に無いことが予め確認されている複数の焼結品１０・・・（図５において「良品」と表示）、および、他の方法により欠陥が内部（または表面）に有ることが予め確認されている複数の焼結品１０・・・（図５において「不良品」と表示）のそれぞれについて、複数（本実施例の場合、１６個）のピーク周波数の値およびこれらの平均値を算出し、これらの算出値と上記「基準データ」との間の相関係数（本実施例の場合、計Ｎ個の相関係数の平均値）を算出することにより設定された「閾値」を格納している。
【００５１】
図５に示す如く、不良品群の相関係数の値と良品群の相関係数とは値が大きく異なっており、不良品群の相関係数の値は０．９９９７未満であるのに対して良品群の相関係数の値は０．９９９９以上である。従って、両者の境界となる相関係数の値を閾値として設定し、当該閾値と検査対象となる対象物についての相関係数の値とを比較することにより、欠陥の有無を判定することが可能である。
なお、本実施例では図５に示す如く閾値を「０．９９９９８」に設定しているが、不良品群の相関係数の値と良品群の相関係数との境界領域にある数値であれば良い。従って、図５に示す場合であれば、閾値を０．９９９７〜０．９９９９の範囲に含まれる他の値に設定しても良い。
また、閾値の値は対象物の性状等により変動し得るものであることから、対象物の種類毎に予め実験等を行うことにより適宜設定することが望ましい。
【００５２】
判定部１４１ｃは、相関係数算出部１４１ｂにより算出された計Ｎ個の相関係数（ｒ１〜ｒＮ）の平均値を算出し、これを「最終的な相関係数」とする。
判定部１４１ｃは、「最終的な相関係数」の値が、「閾値（０．９９９８）」以上である場合には検査対象となる焼結品１０には欠陥が無いと判定し、「閾値（０．９９９８）」未満である場合には検査対象となる焼結品１０には欠陥が有ると判定する。
【００５３】
本実施例では複数の基準対象物と検査対象たる対象物との間でそれぞれ相関係数を算出し、算出された複数の相関係数の平均値を「最終的な相関係数」として、「最終的な相関係数」に基づいて（相関係数の平均値と閾値とを比較することにより）検査対象たる対象物の欠陥の有無を判定する構成としたが、本発明はこれに限定されず、一つの基準対象物についての基準データと検査データとの相関係数を算出し、これを「最終的な相関係数」とする構成としても良い。
【００５４】
欠陥位置判定部１４１ｄは本発明に係る欠陥位置判定手段の実施の一形態であり、（ａ）渦流センサ１５０により検出された焼結品１０の表面領域における誘起領域に誘起された渦電流の変化、および（ｂ）ロータリエンコーダ１８０により検出された誘起領域の位置（本実施例の場合、モータ１０７の回転軸の回転角度）に基づいて、焼結品１０における欠陥の位置を判定するものである。
実体的には、制御部１４１が、予め格納された欠陥判定プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、欠陥位置判定部１４１ｄとしての機能を果たす。
【００５５】
欠陥位置判定部１４１ｄは、判定部１４１ｃが検査対象たる焼結品１０（ターンテーブル１０６に載置された焼結品１０）に欠陥が有ると判定した場合には、モータ１０７を回転駆動して焼結品１０を回転させつつ、渦流センサ１５０により図６に示す如き渦電流の変化（コイルの誘導電圧の変化）を取得するとともにロータリエンコーダ１８０によりモータ１０７の回転軸の回転角度θを取得する。
【００５６】
欠陥位置判定部１４１ｄは、渦流センサ１５０のコイルの誘導電圧の変化が所定の上限値Ｂ１を上回ったときまたは所定の下限値Ｂ２を下回ったときのモータ１０７の回転軸の回転角度を算出し、算出された回転角度に基づいて焼結品１０における欠陥の位置を判定する。
渦流センサ１５０のコイルの誘導電圧の変化が所定の上限値Ｂ１を上回ること、または所定の下限値Ｂ２を下回ることは、そのときに焼結品１０において渦流センサ１５０に近接する（対向する）位置、すなわち誘起領域に欠陥が存在することを意味する。
従って、渦流センサ１５０のコイルの誘導電圧の変化が所定の上限値Ｂ１を上回るまたは所定の下限値Ｂ２を下回るときのモータ１０７の回転軸の回転角度を算出することにより、焼結品１０における欠陥の位置を精度良く判定することが可能である。
【００５７】
なお、本実施例では、対象物である焼結品１０の形状が略リング状であり、焼結品１０の外周面のどの部分に欠陥が有るかを判定することを目的とすることから、焼結品１０を回転しつつ渦流センサ１５０でコイルの誘導電圧の変化を検出する構成としたが、本発明はこれに限定されず、対象物の形状によっては対象物を固定し、渦流センサを対象物に沿って走査することにより欠陥の位置を判定する構成としても良い。
【００５８】
以上の如く、欠陥検出装置１００は、
焼結品１０に打撃を付与する電磁インパクタ１１０と、
電磁インパクタ１１０により打撃が付与された焼結品１０から発せられる振動を収集するマイクロホン１２０と、
マイクロホン１２０により収集された振動を周波数毎の強度を表す信号に変換するＦＦＴアナライザ１３０と、
欠陥が無いことが分かっている基準対象物（本実施例の場合、図４に示す基準品１乃至基準品Ｎ）について予め取得された周波数毎の強度を表す信号における複数のピークのピーク周波数（Ｘ１乃至Ｘ１６）と、ＦＦＴアナライザ１３０により変換された信号に含まれる複数のピークのピーク周波数（Ｙ１乃至Ｙ１６）と、の間の相関係数（ｒ１〜ｒＮ）を算出する相関係数算出部１４１ｂと、
相関係数算出部１４１ｂにより算出された相関係数（本実施例の場合、ｒ１〜ｒＮの平均値）に基づいて焼結品１０の欠陥の有無を判定する判定部１４１ｃと、
を具備するものである。
このように構成することは、以下の如き利点を有する。
すなわち、打撃が付与された対象物から発せられる振動をマイクロホン等により収集し、これを周波数毎に強度を表す信号に変換したもののうち、特定の周波数帯を一つだけ選択し、選択された周波数帯におけるピーク周波数の値により対象物の欠陥の有無を判定する従来の構成では、対象物の重量や形状、材質等のバラツキによるピーク周波数の変動量が欠陥の有無によるピーク周波数の変動量よりも大きい場合には対象物の欠陥の有無を精度良く検出することが困難である。
これに対して、欠陥検出装置１００は、複数のピーク周波数についての相関係数を算出しこれに基づいて欠陥の有無を判定することから、焼結品１０から発せられる振動の広範囲な周波数帯におけるピーク周波数の変動量を総合的に勘案して焼結品１０の欠陥の有無を判定することとなる。
従って、欠陥検出装置１００は、従来の構成では欠陥の有無の判定が困難であった対象物についても精度良く欠陥の有無を判定することが可能である。
【００５９】
また、欠陥検出装置１００の判定部１４１ｃは、
相関係数算出部１４１ｂにより算出された相関係数（本実施例の場合、ｒ１〜ｒＮの平均値）が、予め設定された所定の閾値以上である場合には焼結品１０に欠陥が無いと判定し、閾値未満である場合には焼結品１０に欠陥が有ると判定するものである。
このように構成することにより、欠陥の有無の判定に係る演算量を削減し、当該判定に要する時間を短縮することが可能である。
【００６０】
本実施例では焼結品１０についての周波数毎の強度を表す信号のうち、計１６個のピークを用いて相関係数を算出する構成としたが、用いるピークの数は２個以上であれば本発明の効果を奏する。
ただし、本発明は本来単一のピークについてのピーク周波数の値のみでは欠陥の有無の判定が困難な対象物について精度良く欠陥の有無の判定を行うものであることから、相関係数を算出する際に用いるピークの数は本実施例の如く極力多く設定することが望ましい。
【００６１】
また、欠陥検出装置１００は、
焼結品１０の表面領域における誘起領域に誘起された渦電流の変化を検出する渦流センサ１５０と、
焼結品１０の表面領域における誘起領域の位置を検出するロータリエンコーダ１８０と、
渦流センサ１５０により検出された渦電流の変化およびロータリエンコーダ１８０により検出された誘起領域の位置に基づいて、焼結品１０における欠陥の位置を判定する欠陥位置判定部１４１ｄと、
を具備するものである。
このように構成することにより、焼結品１０について欠陥の位置を精度良く判定することが可能である。
特に、焼結品１０の欠陥の位置に係る情報を焼結品１０の製造工程にフィードバックすることにより、焼結品１０の製造工程における欠陥の発生の原因究明、ひいては焼結品１０の製造工程の改善（製品歩留まり、生産性の向上）に寄与する。
【００６２】
以下では、図１および図７を用いて本発明に係る欠陥検出方法の第一実施例について説明する。
本発明に係る欠陥検出方法の第一実施例は欠陥検出装置１００を用いて焼結品１０の内部の欠陥の有無を検出する方法であり、図７に示す如く、主として振動収集工程Ｓ１１００、信号変換工程Ｓ１２００、相関係数算出工程Ｓ１３００、判定工程Ｓ１４００、を具備する。
【００６３】
振動収集工程Ｓ１１００は打撃が付与された焼結品１０から発せられる振動（弾性波）を収集する工程である。
振動収集工程Ｓ１１００において、電磁インパクタ１１０により焼結品１０に打撃が付与され、マイクロホン１２０により焼結品１０から発せられる振動（弾性波）が収集される。
振動収集工程Ｓ１１００が終了したら、信号変換工程Ｓ１２００に移行する。
【００６４】
信号変換工程Ｓ１２００は振動収集工程Ｓ１１００において収集された振動を周波数毎の強度を表す信号に変換する工程である。
信号変換工程Ｓ１２００において、ＦＦＴアナライザ１３０はマイクロホン１２０により収集された振動（弾性波）を図３に示す如き周波数毎の強度を表す信号に変換する。
信号変換工程Ｓ１２００が終了したら、相関係数算出工程Ｓ１３００に移行する。
【００６５】
相関係数算出工程Ｓ１３００は欠陥が無いことが分かっているＮ個の基準対象物について予め取得された周波数毎の強度を表す信号における複数のピークのピーク周波数（Ｘ１〜Ｘ１６）と、信号変換工程Ｓ１２００において変換された信号に含まれる複数のピークのピーク周波数（Ｙ１〜Ｙ１６）と、の間の相関係数（ｒ１〜ｒＮ）を算出する工程である。
相関係数算出工程Ｓ１３００が終了したら、判定工程Ｓ１４００に移行する。
【００６６】
判定工程Ｓ１４００は、相関係数算出工程Ｓ１３００において算出された相関係数（本実施例の場合、ｒ１〜ｒＮの平均値）に基づいて焼結品１０の欠陥の有無を判定する工程である。
【００６７】
以上の如く本発明に係る欠陥検出方法の第一実施例を構成することにより、従来の構成では欠陥の有無の判定が困難であった対象物についても精度良く欠陥の有無を判定することが可能である。
【００６８】
また、本発明に係る欠陥検出方法の第一実施例の判定工程Ｓ１４００は、
相関係数算出工程Ｓ１３００において算出された相関係数（本実施例の場合、ｒ１〜ｒＮの平均値）が、予め設定された所定の閾値以上である場合には焼結品１０に欠陥が無いと判定し、閾値未満である場合には焼結品１０に欠陥が有ると判定するものである。
このように構成することにより、欠陥の有無の判定に係る演算量を削減し、当該判定に要する時間を短縮することが可能である。
【００６９】
以下では、図１および図８を用いて本発明に係る欠陥検出方法の第二実施例について説明する。
本発明に係る欠陥検出方法の第二実施例は欠陥検出装置１００を用いて焼結品１０の内部の欠陥の有無を検出する方法であり、図８に示す如く、主として振動収集工程Ｓ２１００、信号変換工程Ｓ２２００、相関係数算出工程Ｓ２３００、判定工程Ｓ２４００、渦電流変化・誘起領域位置検出工程Ｓ２５００、欠陥位置判定工程Ｓ２６００を具備する。
なお、振動収集工程Ｓ２１００、信号変換工程Ｓ２２００、相関係数算出工程Ｓ２３００については、それぞれ先に説明した本発明に係る欠陥検出方法の第一実施例における振動収集工程Ｓ１１００、信号変換工程Ｓ１２００、相関係数算出工程Ｓ１３００と略同じ構成であることから、詳細な説明を省略する。
【００７０】
判定工程Ｓ２４００は、相関係数算出工程Ｓ２３００において算出された相関係数（本実施例の場合、ｒ１〜ｒＮの平均値）に基づいて焼結品１０の欠陥の有無を判定する工程である。
判定工程Ｓ２４００において焼結品１０に欠陥が無いと判定された場合には本発明に係る欠陥検出方法の第二実施例は終了し、判定工程Ｓ２４００において焼結品１０に欠陥が有ると判定された場合には渦電流変化・誘起領域位置検出工程Ｓ２５００に移行する。
【００７１】
渦電流変化・誘起領域位置検出工程Ｓ２５００は、判定工程Ｓ２４００において焼結品１０に欠陥が有ると判定した場合に、焼結品１０の表面領域における誘起領域に誘起された渦電流の変化および焼結品１０の表面領域における誘起領域の位置を検出する工程である。
渦電流変化・誘起領域位置検出工程Ｓ２５００が終了したら、欠陥位置判定工程Ｓ２６００に移行する。
【００７２】
欠陥位置判定工程Ｓ２６００は渦電流変化・誘起領域位置検出工程Ｓ２５００において検出された渦電流の変化および誘起領域の位置に基づいて、焼結品１０における欠陥の位置を判定する工程である。
【００７３】
以上の如く本発明に係る欠陥検出方法の第二実施例を構成することにより、焼結品１０について欠陥の位置を精度良く判定することが可能である。
特に、判定工程Ｓ２４００において欠陥が無いと判定された焼結品１０に対してのみ渦電流変化・誘起領域位置検出工程Ｓ２５００および欠陥位置判定工程Ｓ２６００を施して欠陥の位置を判定することから、欠陥が無い焼結品１０に対して渦電流を用いた欠陥の検出を行うといった無駄な作業を省略することが可能であり、作業効率が良い。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る欠陥検出装置の実施の一形態を示す図。
【図２】焼結品を示す斜視図。
【図３】周波数帯毎の強度を表す信号を示す図。
【図４】複数の基準対象物のピーク周波数、および検査対象たる対象物のピーク周波数を示す図。
【図５】欠陥が無い複数の対象物および欠陥が有る複数の対象物についての相関係数を示す図。
【図６】渦電流に起因する誘導電圧とターンテーブルの回転角度との関係を示す図。
【図７】本発明に係る欠陥検出方法の第一実施例を示すフロー図。
【図８】本発明に係る欠陥検出方法の第二実施例を示すフロー図。
【符号の説明】
【００７５】
１０        焼結品（対象物）
１１０      電磁インパクタ（打撃付与手段）
１２０      マイクロホン（振動収集手段）
１３０      ＦＦＴアナライザ（信号変換手段）
１４１ｂ    相関係数算出部（相関係数算出手段）
１４１ｃ    判定部（判定手段）
【図１】
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【図２】
2008232763.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008232763.tif 000008
【図６】
2008232763.tif 000009
【図７】
2008232763.tif 000010
【図８】
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