(57)【要約】【課題】ワークの被検査面に存在し得る欠陥に対する検出精度を向上させることができる渦流探傷方法、渦流探傷センサを提供することを課題とするにある。【解決手段】ワーク１の被検査面１０に対面するホルダ２０とホルダ２０に巻線を巻回して形成され被検査面１０に対面するリングコイル部３とをもつ渦流探傷センサ２とを準備する。渦流探傷センサ２及びワーク１のうちの少なくとも一方を他方に対してワーク１の長さ方向に沿って相対移動させる。リングコイル部３の軸芯がのびる方向に沿ったリングコイル部３のコイル幅は０．６ｍｍ以下に設定されている。【選択図】  図１
2004257807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁面または外壁面で形成された被検査面をもつワークと、
前記ワークの被検査面に対面するホルダと前記ホルダに巻線を巻回して形成され前記被検査面に対面するリングコイル部とをもつ渦流探傷センサとを準備する工程と、
前記渦流探傷センサ及び前記ワークのうちの少なくとも一方を他方に対してワークの長さ方向に沿って相対移動させることにより、前記ワークの被検査面における欠陥を検出する探傷工程とを順に実施する渦流探傷方法において、
前記渦流探傷センサを構成する前記リングコイル部の軸芯がのびる方向に沿った前記リングコイル部の幅をコイル幅としたとき、前記コイル幅は０．５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする渦流探傷方法。
【請求項２】
ワークの被検査面に対面するホルダと前記ホルダに巻線を巻回して形成され前記被検査面に対面するリングコイル部とをもつ渦流探傷センサにおいて、
前記渦流探傷センサを構成する前記リングコイル部の軸芯がのびる方向に沿った前記リングコイル部の幅をコイル幅としたとき、前記コイル幅は０．５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする渦流探傷センサ。
【請求項３】
請求項２において、前記コイル幅は０．５ｍｍ以下に設定されており、且つ、前記リングコイル部において、前記巻線が前記ホルダに巻回されて前記リングコイル部の軸直角方向に沿って積層されている巻線の積層数をＮ１とし、前記巻線が前記ホルダに巻回されて前記リングコイル部の軸芯がのびる方向に沿って並設されている巻線の並設数をＮ２とすると、Ｎ２はＮ１よりも大きく（Ｎ２＞Ｎ１）に設定されていることを特徴とする渦流探傷センサ。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、前記リングコイル部を形成する前記巻線は、線径が０．２ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする渦流探傷センサ。
【請求項５】
内壁面または外壁面で形成された被検査面をもつと共に前記被検査面に非欠陥である正規構造子をもつワークと、
前記ワークの被検査面に対面するホルダと前記ホルダに巻線を巻回して形成され前記被検査面に対面するリングコイル部とをもつ渦流探傷センサとを準備する工程と、
前記渦流探傷センサ及び前記ワークのうちの一方を他方に対して前記ワークの長さ方向に沿って相対移動させることにより、前記ワークの被検査面における欠陥を検出する探傷工程とを順に実施する渦流探傷方法において、
前記渦流探傷センサを構成する前記リングコイル部は、
前記リングコイル部の軸直角方向に沿った断面において、前記ワークの被検査面に対面するように前記リングコイル部の軸芯の回りに巡らされた本体線部と、前記本体線部に繋がると共に前記リングコイル部の軸芯に向けて前記本体線部の仮想延長線から退避すると共に前記ワークの正規構造子に対面可能な退避線部とを備えており、
前記探傷工程は、
前記渦流探傷センサを構成する前記リングコイル部の退避線部を前記ワークの正規構造子に対面させた状態で、前記渦流探傷センサ及び前記ワークのうちの少なくとも一方を他方に対して前記ワークの長さ方向に沿って相対移動させることにより、前記ワークの被検査面における欠陥を検出する対面探傷工程と、
前記渦流探傷センサを構成する前記リングコイル部の前記退避線部を前記ワークの正規構造子に非対面とした状態で、前記渦流探傷センサ及び前記ワークのうちの少なくとも一方を他方に対して相対移動させることにより、前記ワークの被検査面における欠陥を検出する非対面探傷工程とを含み、
前記対面探傷工程及び前記非対面探傷工程のうちの一方を実施した後に、前記対面探傷工程及び前記非対面探傷工程のうちの他方を実施することを特徴とする渦流探傷方法。
【請求項６】
内壁面または外壁面で形成された被検査面をもつと共に前記被検査面に非欠陥である正規構造子をもつワークを探傷する渦流探傷センサにおいて、
前記ワークの被検査面に対面するホルダと、前記ホルダに巻線を巻回して形成され前記ワークの被検査面に対面するリングコイル部とをもち、
前記リングコイル部は、
前記リングコイル部の軸直角方向に沿った断面において、前記ワークの被検査面に対面するように前記リングコイル部の軸芯の回りに巡らされた本体線部と、前記本体線部に繋がると共に前記リングコイル部の軸芯に向けて前記本体線部の仮想延長線から退避すると共に前記ワークの正規構造子に対面可能な前記退避線部とを備えていることを特徴とする渦流探傷センサ。
【請求項７】
請求項６において、前記渦流探傷センサを構成する前記リングコイル部の軸芯がのびる方向に沿った前記リングコイル部の幅をコイル幅としたとき、前記コイル幅は０．５ｍｍ以下に設定されており、且つ、
前記リングコイル部において、前記巻線が前記ホルダに巻回されて前記リングコイル部の軸直角方向に沿って積層されている巻線の積層数をＮ１とし、前記巻線が前記ホルダに巻回されて前記リングコイル部の軸芯がのびる方向に沿って並設されている巻線の並設数をＮ２とすると、Ｎ２はＮ１よりも大きく（Ｎ２＞Ｎ１）に設定されていることを特徴とする渦流探傷センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はワークの欠陥を探傷する渦流探傷方法、これに使用できる渦流探傷センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワークの被検査面における欠陥（例えば傷、巣）を検出する技術として、渦流探傷技術が知られている。渦流探傷技術は、ワークの被検査面に対面するホルダとホルダに巻線を巻回して形成されたリングコイル部とをもつ渦流探傷センサを用い、渦流探傷センサをワークに対してワークの長さ方向に沿って相対移動させることにより、ワークの被検査面における欠陥を検出する。
【０００３】
探傷の際に、渦流探傷センサのリングコイル部の巻線に交流信号が通電されると、リングコイル部により交流の磁界分布が発生すると共に、磁界分布における磁束の変化に基づいて、電磁誘導現象により、ワークの被検査面において渦電流分布が誘起される。ワークの被検査面において欠陥が存在すると、渦電流の乱れが生じる。これを検出すれば、ワークの被検査面における欠陥が検出される。
【０００４】
ここで、２つのリングコイル部を並設してもつ渦流探傷センサまた、２つのリングコイル部（１次コイル）とその間に配置された１つのリングコイル部（２次コイル）とを並設してもつ渦流探傷センサが開示されている。そして、各渦流探傷センサのリングコイル部を他のインピーダンス素子に接続して交流ブリッジ回路を構成している。そしてワークの被検査面において欠陥が存在すると、渦電流の乱れが生じ、交流ブリッジ回路の平衡が崩れるため、欠陥検出信号が出力され、これにより欠陥を検出することができる。
【０００５】
上記した渦流探傷技術によれば、図２７に示すように、ホルダ２０Ｒの上部にのみ導電材３Ｒを設置した渦流探傷センサ２Ｒを用い、渦流探傷センサ２Ｒをワーク１に対して周方向（矢印Ｕ方向）に回転させつつワーク１の長さ方向（矢印Ｘ１方向）に移動させるコイル上置き技術が知られている。
【０００６】
また図２８に示すように、ホルダ２０Ｓの全周に巻線３０Ｓを同軸的に巻回した渦流探傷センサ２Ｓを用い、渦流探傷センサ２Ｓを非回転としつつ、ワーク１に対してワーク１の長さ方向（矢印Ｘ１方向）に移動させる内挿コイル方式とも呼ばれるコイル全周技術とが知られている。
【０００７】
上記したコイル上置き技術は、渦流探傷センサ２Ｒをワーク１に対して周方向（矢印Ｕ方向）に回転させつつワーク１の長さ方向（矢印Ｘ１方向）に移動させるため、ワーク１の被検査面１０の走査に時間を必要とし、高速探傷には不利であるものの、ホルダ２０Ｒの上部にのみ磁界発生用の導電材３Ｒが設置されているため、磁界分布を小さくでき、ひいては、ワーク１の被検査面１０に誘起される渦電流分布も小さくなる。この結果、ワーク１の被検査面１０において発生する全渦電流に対して、渦電流の乱れの割合が相対的に高くなるため、欠陥に対する検出精度を向上させ得る。
【０００８】
これに対して上記したコイル全周技術は、渦流探傷センサ２Ｓをワーク１に対してワーク１の長さ方向に移動させるものの、ワーク１の周方向に回転させずとも良いため、高速探傷に適する。しかしながらホルダ２０Ｓの全周に巻線３０Ｓを同軸的に巻回しているため、発生する磁界分布が大きくなり、高速探傷できるものの、欠陥に対する検出精度の向上を図るには限界がある。このためワーク１の被検査面１０における欠陥に対する検出精度の更なる向上が期待されている。
【０００９】
上記したコイル全周技術における不具合を改良するため、特許文献２には、巻線が巻装される溝壁に磁性材料からなるパーマロイ、センダスト、アモルファス合金等の薄膜を形成し、この薄膜により磁界分布を尖鋭化させて検出精度を向上させている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−３４３１９号公報
【特許文献２】
特開平８−３１３４８９号公報
【特許文献３】
特開平６−１３８０９５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし特許文献３によれば、検出精度を向上させるためには、巻線が巻装される溝壁に磁性材料からなるパーマロイ、センダスト、アモルファス合金等の薄膜を形成するといった煩雑でコスト高となる処理を必要とする。
【００１２】
本発明は、リングコイル部を改良することにより、ワークの被検査面に存在し得る欠陥に対する検出精度を向上させることができる渦流探傷方法、渦流探傷センサを提供することを課題とするにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
（１）第１様相の本発明に係る渦流探傷方法は、内壁面または外壁面で形成された被検査面をもつワークと、
ワークの被検査面に対面するホルダとホルダに巻線を巻回して形成され被検査面に対面するリングコイル部とをもつ渦流探傷センサとを準備する工程と、
渦流探傷センサ及びワークのうちの少なくとも一方を他方に対してワークの長さ方向に沿って相対移動させることにより、ワークの被検査面における欠陥を検出する探傷工程とを順に実施する渦流探傷方法において、
渦流探傷センサを構成するリングコイル部の軸芯がのびる方向に沿ったリングコイル部の幅をコイル幅としたとき、コイル幅は０．５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
第１様相の本発明に係る渦流探傷方法によれば、リングコイル部の巻線に交流信号が通電されると、リングコイル部により交流の磁界分布が発生すると共に、磁束の変化に基づいて、電磁誘導現象により、ワークの被検査面において渦電流分布が誘起される。ワークの被検査面において欠陥が存在すると、渦電流の乱れが生じ、これを検出すれば、ワークの被検査面における欠陥が検出される。
【００１５】
第１様相の本発明に係る渦流探傷方法によれば、リングコイル部のコイル幅は０．５ｍｍ以下に設定されているため、リングコイル部の軸芯がのびる方向において磁界分布が相対的に狭くなる。このためワークの被検査面において誘起される渦電流分布がリングコイル部の軸芯がのびる方向において相対的に狭くなる。ワークの被検査面において欠陥が存在すると、渦電流の乱れが生じる。このとき、ワークの被検査面において発生する全渦電流に対して、渦電流の乱れの割合が相対的に高くなるため、欠陥に対する検出精度が向上する。
【００１６】
（２）第２様相の本発明に係る渦流探傷センサは、第１様相の本発明に係る渦流探傷方法の実施に使用できるものであり、ワークの被検査面に対面するホルダとホルダに巻線を巻回して形成され被検査面に対面するリングコイル部とをもつ渦流探傷センサにおいて、
渦流探傷センサを構成するリングコイル部の軸芯がのびる方向に沿ったリングコイル部の幅をコイル幅としたとき、コイル幅は０．５ｍｍ以下に設定されていることを特徴とするものである。
【００１７】
第２様相の本発明に係る渦流探傷センサによれば、リングコイル部のコイル幅は０．５ｍｍ以下に設定されているため、リングコイル部の軸芯がのびる方向において磁界分布が相対的に狭くなる。このためワークの被検査面において誘起される渦電流分布がリングコイル部の軸芯がのびる方向において相対的に狭くなる。ワークの被検査面において欠陥が存在すると、渦電流の乱れが生じる。このとき、ワークの被検査面において発生する全渦電流に対して、渦電流の乱れの割合が相対的に高くなるため、欠陥に対する検出精度が向上する。従って、第２様相の本発明に係る渦流探傷センサは、第１様相の本発明に係る渦流探傷方法等の実施に使用することができる。
【００１８】
（３）第３様相の本発明に係る渦流探傷方法は、内壁面または外壁面で形成された被検査面をもつと共に被検査面に非欠陥である正規構造子をもつワークと、ワークの被検査面に対面するホルダとホルダに巻線を巻回して形成され被検査面に対面するリングコイル部とをもつ渦流探傷センサとを準備する工程と、
渦流探傷センサ及びワークのうちの一方を他方に対してワークの長さ方向に沿って相対移動させることにより、ワークの被検査面における欠陥を検出する探傷工程とを順に実施する渦流探傷方法において、
渦流探傷センサを構成するリングコイル部は、
リングコイル部の軸直角方向に沿った断面において、ワークの被検査面に対面するようにリングコイル部の軸芯の回りに巡らされた本体線部と、本体線部に繋がると共にリングコイル部の軸芯に向けて本体線部の仮想延長線から退避すると共にワークの正規構造子に対面可能な退避線部とを備えており、
探傷工程は、
渦流探傷センサを構成するリングコイル部の退避線部をワークの正規構造子に対面させた状態で、渦流探傷センサ及びワークのうちの少なくとも一方を他方に対してワークの長さ方向に沿って相対移動させることにより、ワークの被検査面における欠陥を検出する対面探傷工程と、
渦流探傷センサを構成するリングコイル部の退避線部をワークの正規構造子に非対面とした状態で、渦流探傷センサ及びワークのうちの少なくとも一方を他方に対して相対移動させることにより、ワークの被検査面における欠陥を検出する非対面探傷工程とを含み、
対面探傷工程及び非対面探傷工程のうちの一方を実施した後に、対面探傷工程及び非対面探傷工程のうちの他方を実施することを特徴とするものである。
【００１９】
第３様相の本発明に係る渦流探傷方法によれば、リングコイル部の巻線に交流信号が通電されると、リングコイル部により交流の磁界分布が発生すると共に、磁束の変化に基づいて、電磁誘導現象により、ワークの被検査面において渦電流分布が誘起される。ワークの被検査面において欠陥が存在すると、渦電流の乱れが生じ、これを検出すれば、ワークの被検査面における欠陥が検出される。
【００２０】
ワークの被検査面に正規穴等の正規構造子が存在していると、欠陥の場合と同様に、正規穴等の正規構造子でも渦電流の乱れが生じるため、正規穴等の正規構造子を欠陥と過誤判定するおそれがある。また正規穴等の正規構造子を欠陥と過誤判定しないように磁界分布における磁界の強さを低下させると、ワークの被検査面における欠陥の検出精度が低下するおそれがある。
【００２１】
これらを避けるため第３様相の本発明に係る渦流探傷方法によれば、渦流探傷センサを構成するリングコイル部は、リングコイル部の軸直角方向に沿った断面において、ワークの被検査面に対面するようにリングコイル部の軸芯の回りに巡らされた本体線部と、本体線部に繋がると共にリングコイル部の軸芯に向けて本体線部の仮想延長線から退避すると共にワークの正規構造子に対面可能な退避線部とを備えている。退避線部は本体線部に比較してワークの被検査面から遠ざかるため、退避線部による磁界はワークの被検査面に届きにくくなり、退避線部による検出精度は、本体線部による検出精度に比較して低下する。換言すると、本体線部は退避線部に比較してワークの被検査面に接近するため、本体線部による検出精度は、退避線部による検出精度に比較して向上している。
【００２２】
ここで、上記した対面探傷工程によれば、検出精度が相対的に低い退避線部をワークの正規穴等の正規構造子に対面させつつ、検出精度が相対的に高い本体線部をワークの被検査面のうち正規構造子以外の部位に対面させた状態で、渦流探傷センサ及びワークのうちの少なくとも一方を他方に対して相対移動させて探傷を行うことになる。このため、ワークの正規穴等の正規構造子の影響を受けることを抑えつつ、リングコイル部のうち検出精度が相対的に高い本体線部によってワークの被検査面は良好に探傷される。
【００２３】
しかしながら上記した対面探傷工程だけでは、ワークの被検査面のうち正規構造子と同じ位相の被検査面部分が、検出精度が相対的に低い退避線部に対面してしまうため、当該同位相の被検査面部部分に対する検出精度が低下するおそれがある。
【００２４】
この点について、上記した非対面探傷工程によれば、検出精度が相対的に低い退避線部をワークの正規孔等の正規構造子に非対面とした状態で、つまり、検出精度が相対的に高い本体線部をワークの正規孔等の正規構造子に対面させた状態で、渦流探傷センサ及びワークのうちの少なくとも一方を他方に対して相対移動させることにしている。このため、ワークの被検査面のうち正規構造子と同じ位相の被検査面部分は、検出精度が相対的に高い本体線部によって良好に探傷される。
【００２５】
対面探傷工程と非対面探傷工程とを切り換えるにあたり、渦流探傷センサ及びワークのうちの少なくとも一方を他方に対して、ワークの軸芯の回りで相対回動させる操作を行うことが好ましい。
【００２６】
（４）第４様相の本発明に係る渦流探傷センサは、第３様相の本発明に係る渦流探傷方法の実施に使用できるものであり、
内壁面または外壁面で形成された被検査面をもつと共に被検査面に非欠陥である正規構造子をもつワークを探傷する渦流探傷センサにおいて、
被検査面に対面するホルダと、ホルダに巻線を巻回して形成され被検査面に対面するリングコイル部とをもち、
リングコイル部は、
リングコイル部の軸直角方向に沿った断面において、ワークの被検査面に対面するようにリングコイル部の軸芯の回りに巡らされた本体線部と、本体線部に繋がると共にリングコイル部の軸芯に向けて本体線部の仮想延長線から退避すると共にワークの正規構造子に対面可能な退避線部とを備えていることを特徴とするものである。
【００２７】
第４様相の本発明に係る渦流探傷センサによれば、渦流探傷センサを構成するリングコイル部は、リングコイル部の軸直角方向に沿った断面において、ワークの被検査面に対面するようにリングコイル部の軸芯の回りに巡らされた本体線部と、本体線部に繋がると共にリングコイル部の軸芯に向けて本体線部の仮想延長線から退避すると共にワークの正規構造子に対面可能な退避線部とを備えている。退避線部は本体線部に比較してワークの被検査面から遠ざかるため、退避線部による磁界はワークの被検査面に届きにくくなり、退避線部による検出精度は、本体線部による検出精度に比較して低下する。換言すると、本体線部は退避線部に比較してワークの被検査面に接近するため、本体線部による検出精度は、退避線部による検出精度に比較して向上している。
【００２８】
このため第４様相の本発明に係る渦流探傷センサによれば、前記した第３様相の本発明に係る渦流探傷方法に係る対面探傷工程及び非対面探傷工程の双方を実施することができ、前記した第３様相の本発明に係る渦流探傷方法等の実施に使用することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
・第１様相〜第４様相によれば、ワークは、内壁面または外壁面で形成された被検査面をもつ。ワークとしては、中空室をもつ円筒形状でも、中空室をもたない軸形状でもよい。ワークの材質としては交流磁界により渦電流を発生させ得るものであれば良く、アルミニウム系、鉄系、マグネシウム系、チタン系、銅系等の金属を基材とするものを例示できる。
【００３０】
・第１様相〜第４様相によれば、渦流探傷センサは、ワークの被検査面に対面するホルダと、ホルダに巻線を巻回して形成され被検査面に対面するリングコイル部とをもつ。巻線は、ホルダの外周面または内周面に巻回される。渦流探傷センサがワークの内壁面である被検査面を探傷するときには、巻線はホルダの外周面に巻回される。また、渦流探傷センサがワークの外壁面である被検査面を探傷するときには、巻線はホルダの内周面に巻回される。ホルダにリングコイル部を２個１組で搭載させることができる。なおリングコイル部は、リングコイル部の軸芯の回りを全周長さの６０％以上、周方向に沿って延設されているものであれば良い。リングコイル部としては円リング形状、疑似円リング形状でも、角リング形状、疑似角リング形状でも良く、周方向に１周している形態、周方向に１周していない形態も含む。
【００３１】
・第１様相，第２様相によれば、渦流探傷センサを構成するリングコイル部の軸芯がのびる方向に沿ったリングコイル部の幅をコイル幅としたとき、コイル幅は０．５ｍｍ以下に設定されている。第３様相，第４様相によれば、リングコイル部のコイル幅としては０．５ｍｍ以下に設定することができる。リングコイル部のコイル幅としては、必要に応じて、０．４５ｍｍ以下、０．４０ｍｍ以下、更には、０．３５ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下に設定することができる。巻線の線径を細くすれば、リングコイル部のコイル幅を小さくするのに有利となる。
【００３２】
上記のようにリングコイル部のコイル幅は狭く設定されていれば、リングコイル部の軸芯がのびる方向において磁界分布が相対的に狭くなり、ワークの被検査面において誘起される渦電流分布が相対的に狭くなる。ワークの被検査面において欠陥が存在すると、渦電流の乱れが生じる。このときリングコイル部のコイル幅は狭く設定されていれば、ワークの被検査面において発生する全渦電流に対して、渦電流の乱れの割合が相対的に高くなるため、欠陥に対する検出精度が向上する。
【００３３】
・第１様相〜第４様相によれば、リングコイル部において、巻線がホルダに巻回されてリングコイル部の軸直角方向に沿って積層されている巻線の積層数をＮ１とし、巻線がホルダに巻回されてリングコイル部の軸芯がのびる方向に沿って並設されている巻線の並設数をＮ２とすると、Ｎ２はＮ１よりも大きく（Ｎ２＞Ｎ１）設定されている形態を例示できる。Ｎ２＞Ｎ１の関係に設定されていれば、リングコイル部のコイル巻き厚さを薄く設定することができる。故に、ワークの被検査面までの距離が相対的に遠くなる巻線の数を減少させつつ、ワークの被検査面に到達する磁界を強くでき、欠陥に対する良好な検出精度を向上させるのに有利となる。
【００３４】
・リングコイル部を形成する巻線は、線径が０．２ｍｍ以下に設定されている形態を例示できる。このようにすれば、巻線の巻回数を維持しつつ、リングコイル部の軸芯がのびる方向に沿ったリングコイル部のコイル幅を狭くさせるのに有利となる。巻線の線径としては０．１５ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下、更には、０．０８ｍｍ以下、０．０６ｍｍ以下を例示できる。巻線は、銅系材料で形成された銅線が代表的なものである。
【００３５】
・第３様相、第４様相によれば、渦流探傷センサを構成するリングコイル部は、リングコイル部の軸直角方向に沿った断面において、ワークの被検査面に対面するようにリングコイル部の軸芯の回りに巡らされた本体線部と、本体線部に繋がると共にリングコイル部の軸芯に向けて本体線部の仮想延長線から退避すると共にワークの正規穴等の正規構造子に対面可能な退避線部とを備えている。
【００３６】
退避とは、ワークの被検査面から遠ざかるという意味である。退避線部は本体線部に比較してワークの被検査面から遠ざかるため、退避線部による磁界はワークの被検査面に届きにくくなり、退避線部による検出精度は、本体線部による検出精度に比較して低下する。探傷時においてワークの正規穴等の正規構造子に退避線部を対面させれば、ワークの正規構造子を欠陥と判定することを抑制できる。なお、リングコイル部の本体線部は退避線部に比較してワークの被検査面に接近するため、本体線部による磁界はワークの被検査面に良好に届き、本体線部による検出精度は、退避線部による検出精度に比較して向上する。
【００３７】
【実施例】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１〜図１０を参照して説明する。本実施例に係る渦流探傷センサは、高速探傷性に有利な従来技術に係る全周コイル方式を改良したものである。図１に示すように、金属を基材とするワーク１は、中空室１ｅをもつ円筒形状をなしており、内壁面で形成された被検査面１０をもつ。被検査面１０は、仕上加工（鏡面仕上加工等）により円滑面状に仕上げられており、その表面粗さは極めて小さく（例えば表面粗さＲａ：５μｍ以下または２μｍ以下）設定されている。ワーク１の材質は非磁性材料であるアルミニウム系とされている。ワーク１は保安部品、殊に、車両や産業機器等のブレーキ用のシリンダとして機能するものであり、内壁面における欠陥（傷、巣等）を低減させることが強く要請されている。このためワーク１の被検査面１０において欠陥が検出されると、そのワーク１は製造ラインから外される。
【００３８】
図２に示すように、渦流探傷センサ２は、軸芯Ｐ１を有すると共にワーク１の被検査面１０に対面する外周面２０ｒをもつホルダ２０と、ホルダ２０の外周面２０ｒのリング溝２１に巻線３０を同軸的に巻回して形成された２個１組のリングコイル部３とをもつ。ホルダ２０は、樹脂等の非導電材料を基材とする円筒形状をなしており、中空室２２を有する。
【００３９】
リング溝２１はホルダ２０の外周面２０ｒに２個並設されている。リングコイル部３はホルダ２０と同軸的配置とされており、間隔を隔てて接近状態に２個並設されている。ホルダ２０はワーク１の中空室１ｅにこれの端開口から装入可能とされている。ホルダ２０がワーク１の中空室１ｅに装入されたとき、リングコイル部３はワーク１の被検査面１０に対面する。探傷時にホルダ２０の外周面２０ｒがワーク１の被検査面１０に接触または接近すれば、ワーク１の被検査面１０に対する渦流探傷センサ２の偏芯性が抑えられる。なお、ホルダ２０の外周面２０ｒの外径よりもリングコイル部３の外径は、微小小さく設定されている。リングコイル部３の外周面とワーク１の被検査面１０との摩擦摺動をできるだけ抑え、リングコイル部３の保護性を高めるためである。
【００４０】
本実施例によれば、渦流探傷センサ２を構成するリングコイル部３の軸芯Ｐ２の延設方向に沿ったリングコイル部３の幅をコイル幅Ｗとしたとき、コイル幅Ｗは０．５ｍｍ以下（０．５ｍｍ）に設定されている。
【００４１】
リングコイル部３の巻線３０に交流信号が通電されると、リングコイル部３により交流の磁界分布が発生すると共に、磁束の変化に基づいて、電磁誘導現象により、ワーク１の被検査面１０において渦電流分布が誘起される。ワーク１の被検査面１０において欠陥が存在すると、渦電流の乱れが生じ、これを検出すれば、ワーク１の被検査面１０における欠陥が検出される。
【００４２】
本実施例によれば、前述したように、リングコイル部３のコイル幅Ｗは０．５ｍｍ以下に設定されているため、図３（Ｂ）に模式的に示すように、リングコイル部３の軸芯Ｐ２がのびる方向において磁界分布Ａ１が相対的に狭くなる。このためワーク１の被検査面１０において誘起される渦電流分布がリングコイル部３の軸芯Ｐ２がのびる方向において相対的に狭くなる。これに対して、図３（Ａ）に模式的に示すように、リングコイル部３のコイル幅Ｗ２が長いときには、リングコイル部３の軸芯Ｐ２がのびる方向に拡大し、磁界分布Ａ２が相対的に広くなる。
【００４３】
ところで、ワーク１の被検査面１０において欠陥が存在すると、渦電流の乱れが生じる。このとき本実施例によれば、前記したように、ワーク１の被検査面１０において誘起される渦電流分布がリングコイル部３の軸芯Ｐ２がのびる方向において相対的に狭くなるため、ワーク１の被検査面１０において発生する全渦電流に対して、渦電流の乱れの割合が相対的に高くなるため、欠陥に対する検出精度を向上させることができる。この結果、特許文献３に係る技術とは異なり、巻線３０が巻装される溝壁に磁性材料からなる薄膜を形成するといった煩雑でコスト高となる処理を抑えつつ、欠陥に対する検出精度を向上させることができる。
【００４４】
なお、従来技術に係る渦流探傷センサ２Ｓによれば、図４（Ａ）に示すように、巻線３０がホルダ２０に巻回されてリングコイル部３の軸直角方向に沿って積層されている巻線３０の積層数をＮ１とすると共に、巻線３０がホルダ２０に巻回されてリングコイル部３の軸芯Ｐ２がのびる方向に沿って並設されている巻線３０の並設数をＮ２とすると、Ｎ２はＮ１よりも大きく（Ｎ２＞Ｎ１）に設定されている。つまり、リングコイル部のコイル幅Ｗ２はコイル巻き厚さＴ２よりも大きく設定されている（Ｗ２＞Ｔ２）。このため従来に係る渦流探傷センサ２Ｓによれば、磁界の強さを確保すべく巻線３０の巻数を維持しつつ、コイル幅Ｗ２ａを狭く設定すると、積層数Ｎ１を増加させる必要があるため、図４（Ｂ）に示すように、リングコイル部の径方向におけるコイル巻き厚さＴ２が必然的に増加してしまう。この場合、ワーク１の被検査面１０に相当するＰＡ点の磁界の強さは、リングコイル部を構成する１本１本の巻線３０が作る磁界の強さの総和である。１本１本の巻線３０が作る磁界の強さはビオ・サバールの法則に従うと、ＰＡ点からの距離の２乗に反比例するため、リングコイル部のコイル幅Ｗ２ａを狭くしてコイル巻き厚さＴ２が増加すると、ＰＡ点までの距離が相対的に遠くなる巻線３０の数が相対的に増加するため、ワーク１の被検査面１０に相当するＰＡ点に発生する磁界の強さは弱くなってしまい、結果として良好な検出精度が得られない不具合が生じる。巻線３０の巻数を減少させれば、コイル巻き厚さＴ２を薄くできるが、巻線３０の巻数は、電磁誘導で生じる誘導起電力に基本的には比例するため、巻線３０の巻数を減少させれ誘導起電力が低下し、ワーク１の被検査面１０に到達する磁界の強さが低下するため好ましくない。
【００４５】
この点本実施例によれば図５に示すように、Ｎ２＞Ｎ１に設定しつつも、リングコイル部３を構成する巻線３０の線径ｄを０．１５ｍｍ以下、具体的に０．１ｍｍに設定している。このため、図５に示すように、リングコイル部３における巻線３０の巻数を確保して磁界の強さ（＝検出精度）を確保するために、リングコイル部３のコイル幅Ｗを狭く設定しつつも、リングコイル部３のコイル巻き厚さＴを小さく設定することができる。故に、ＰＡ点までの距離が相対的に遠くなる巻線３０の数を減少させつつ、ワーク１の被検査面１０に相当するＰＡ点に発生する磁界の強さを強くでき、欠陥に対する良好な検出精度を向上させることができる。このためワーク１がブレーキ装置に搭載されるシリンダ等のように保安部品であるときに好適する。
【００４６】
（試験例１）
前記した第１実施例に係る渦流探傷センサ２を試験例１として用い、探傷試験を行った。試験例１では、ホルダ２０の外径は２０．４４ｍｍ、リング溝２１の溝幅０．５ｍｍ、リング溝２１の溝深さは０．４ｍｍとされており、リング溝２１はホルダ２０の外周面に２個並設されていた。１本のリング溝２１の溝幅が０．５ｍｍとなるため、リングコイル部３のコイル幅Ｗは０．５ｍｍとなる。そして線径が０．１ｍｍの巻線３０（銅線）をそれぞれのリング溝２１に２０ターン程度ずつ巻回した。この試験例１によれば、リングコイル部３の外周面とワーク１の被検査面とのクリアランスを０．１ｍｍと一定に保った。ワーク１は、内壁面を被検査面１０とした円筒形状のシリンダ（アルミニウム系）とした。そして図９に示すように、リングコイル部３の巻線３０の端側をホルダ２０の中空室２２を通し、巻線３０の終端をインピーダンス素子４０に電気的に繋くことにより、欠陥検出回路として機能する交流ブリッジ回路４を構成した。交流ブリッジ回路４は、２個１組のリングコイル部３と、２個のインピーダンス素子４０とを有する。
【００４７】
このように本実施例によれば、ワーク１の被検査面１０のうち互いに隣接した部位同士に対面するように、２個１組のリングコイル部３が設けられており、リングコイル部３が交流ブリッジ回路４（欠陥検出回路）に繋がれている。そして、ワーク１の被検査面１０に欠陥が存在していないときには、ブリッジバランスの平衡が維持されるように、リングコイル部３のインピーダンス、インピーダンス素子４０のインピーダンスが調整されている。このためワーク１の被検査面１０に欠陥が存在していないときには、ブリッジ回路４につながる比較器４３の出力端子から欠陥検出信号が出力されない。
【００４８】
これに対して、ワーク１の被検査面１０のうち、片方のリングコイル部３に対面する側に欠陥が仮に存在すると、交流ブリッジ回路４のブリッジバランスが崩れ、交流ブリッジ回路４につながる比較器４３の出力端子から欠陥検出信号が出力される。ワーク１の被検査面１０に、巣状の欠陥（直径：０．５ｍｍ，深さ：０．１５ｍｍ）が発生していることは予め検出されている。またワーク１は、設計に基づいて予め形成された正規構造子としての正規穴をもつ。正規穴は設計に基づいて形成された製品加工穴であり、欠陥ではない。
【００４９】
探傷の際には、上記した試験例１に係る渦流探傷センサ２をワーク１の中空室１ｅに挿入する。そして、ワーク１を固定しつつ、渦流探傷センサ２をワーク１の長さ方向（矢印Ｘ１方向）に沿って移動させることにより、ワーク１の被検査面１０における欠陥を探傷した。探傷結果を図６に示す。図６に示すように、ワーク１の正規穴が波形α１，α２により検出されると共に、ワーク１の被検査面１０における巣状の欠陥も波形α３により良好に検出された。試験例１では、Ｓ／Ｎ比は４であった。
【００５０】
また比較例１に係る渦流探傷センサを作製し、比較例１に係る渦流探傷センサを用いてワーク１に対して同様に探傷試験を行った。比較例１に係る渦流探傷センサは、前記した試験例１に係る渦流探傷センサと基本的には同様な構造である。但し比較例に係る渦流探傷センサによれば、１個のリング溝２１の溝幅が２ｍｍとされているため、リングコイル部３のリング幅は２ｍｍとされており、巻線３０の線径は０．４ｍｍされていた。比較例１に係る渦流探傷センサを用いてワーク１を探傷したときには、リングコイル部３のリング幅が大きいため、欠陥に対する検出精度は良好ではなかった。比較例１に係る渦流探傷センサを用いた探傷結果を図７に示す。図７に示すように、ワーク１の正規穴が波形α１０，α２０により検出されたが、ワーク１の被検査面１０における欠陥（波形α３０）に対する検出精度は低かった。比較例１に係る渦流探傷センサでは、Ｓ／Ｎ比は０であった。図８はリングコイル部３のリング幅Ｗの大きさとＳ／Ｎ比との関係を示す。図８に示すように、リングコイル部３のリング幅が小さくなると、Ｓ／Ｎ比が増加し、欠陥に対する検出精度が向上することがわかる。図８を考慮すれば、リングコイル部３のリング幅は０．４５ｍｍ以下、０．４ｍｍ以下が好ましい。
【００５１】
ところで、特許文献１に係る渦流探傷センサ２（図１１参照）よれば、次の不具合がある。即ち、特許文献１の請求項２には、一対の１次コイル（リングコイル部３）の中央に配置した２次コイルのコイル幅Ｗ（巻幅）を次の式（１）に設定する旨が規定されている。
【００５２】
欠陥の穴径が１．０ｍｍより小さいときには、３≦Ｗ／ｄ≦１０…（１）
この式（ｄ＝欠陥径）に適用すると、欠陥径が０．５ｍｍのとき、コイル幅Ｗの最適範囲は１．５〜５ｍｍとなる。仮にコイル幅Ｗを１．５ｍｍに設定し、欠陥径が０．５ｍｍの欠陥を検出すると共に、欠陥径２ｍｍの欠陥が検出できるか否かを特許文献１の図７で検討すると、コイル幅Ｗを１．５ｍｍに設定すると、Ｗ／ｄ＝１．５／２＝０．７５となり、Ｓ／Ｎ比が高く、検出可能である。
【００５３】
しかしコイル幅を５ｍｍに設定すると、Ｗ／ｄ＝５／２＝２．５となり、特許文献１の図７によりＳ／Ｎ比がかなり低くなり、欠陥径が０．５ｍｍの欠陥を検出できるものの、欠陥径２ｍｍの欠陥の検出は事実上不可能となってしまう。つまり、小さな欠陥と大きな欠陥とが併存するときには、特許文献１のコイル構造によれば、欠陥を検出しきれない場合が存在する。
【００５４】
特許文献１のコイル構造は、相互誘導形単一方式とも呼ばれるものである。相互誘導とは、励磁と検出とをそれぞれ別々のリングコイル部で行うことを意味する。単一方式とは、検出コイルが１個の方式をいう。特許文献１の渦流探傷センサ２のリングコイル部３によれば、特許文献１の図４，図７をみれば、コイル幅Ｗを一定にしたときに、欠陥径がある大きさよりも小さいものはもとより、欠陥径がある大きさよりも大きいものも検出能力が低下するおそれがある。
【００５５】
これに対して上記した試験例１に係る渦流探傷センサ２によれば、欠陥径が小さいもの、欠陥径が大きいものも、検出することができ、欠陥径に応じてリングコイル部３の径を変更することもない。即ち、試験例１に係る渦流探傷センサ２は自己誘導形自己比較方式と呼ばれるものである。自己誘導形とは、各リングコイル部３で励磁作用と欠陥検出作用との双方を兼ねるものである。自己比較方式とは、図１に示すように、２個１組のリングコイル部３を接近させつつホルダ２０に並設し、ワーク１の被検査面１０のうち互いに隣接した部位同士の差異を検出する方式である。
【００５６】
このような試験例１によれば、ワーク１の被検査面１０のうち互いに隣接した部位同士の差異を検出する２個１組のリングコイル部３がブリッジ回路に繋がれているため、片方のリングコイル部３の側に欠陥が存在すると、ブリッジバランスが崩れ、欠陥検出信号が出力される。欠陥検出信号の出力の大きさが大きくなるほど、ブリッジバランスが崩れ易くなるため、容易に検出することができ、特許文献１に係る技術とは異なり、欠陥径が大きくなっても、検出能力が低下することを防止できる。図１０は試験例１に係る渦流探傷センサ２を用いて探傷したときにおける信号波形図を示す。図１０に示すように、試験例１に係る渦流探傷センサ２によれば、欠陥径３ｍｍの欠陥、欠陥径０．５ｍｍの欠陥についても良好に検出されていた。
【００５７】
（第２実施例）
以下、本発明の第２実施例について図１２を参照して説明する。第２実施例は前記した第１実施例と基本的には同様の構成を有し、基本的には同様の作用効果を奏する。リングコイル部３の幅をコイル幅Ｗは０．５ｍｍ以下（０．５ｍｍ）に設定されている。巻数は、電磁誘導で生じる誘導起電力に基本的には比例するため、巻数を増加させれ誘導起電力が増加し、ワーク１の被検査面１０に到達する磁界の強さが増加する。第２実施例によれば、図１２に示すように、リングコイル部３Ｂは、巻線３０を巻回して構成されている。１本の巻線３０は、複数本の微小径線材３０ｓを束ねることにより形成されている。微小径線材３０ｓは直列接続でも並列接続でも良い。この場合、みかけ状の巻数が増加するため、リングコイル部３Ｂのコイル幅Ｗをかなり小さくしたときであっても、発生する磁界の強さを増加させるのに有利であり、欠陥に対する検出精度を向上させるのに有利である。
【００５８】
（第３実施例）
以下、本発明の第３実施例について図１３〜図２０を参照して説明する。本実施例に係る渦流探傷センサ２Ｃは、高速探傷性に有利な従来技術に係る全周コイル方式を改良したものである。第３実施例は前記した第１実施例と基本的には同様の構成を有し、基本的には同様の作用効果を奏する。リングコイル部３の幅をコイル幅Ｗは０．５ｍｍ以下（０．５ｍｍ）に設定されている。図１３に示すように、ワーク１Ｃは中空室１ｅをもつ円筒形状をなしており、内壁面で形成された被検査面１０をもつ。被検査面１０は、仕上加工（鏡面仕上加工等）により円滑面に仕上げられており、その表面粗さは極めて小さく（例えば表面粗さＲａ：５μｍ以下または２μｍ以下）設定されている。ワーク１Ｃの材質は非磁性材料であるアルミニウム系のいずれかとされている。ワーク１Ｃは保安部品、殊に、車両や産業機器等のブレーキ用のシリンダとして機能することものであり、内壁面における欠陥を低減させることが強く要請されている。ワーク１Ｃは、被検査面１０に非欠陥である貫通穴状の正規穴１３（図１７参照）をもつ。正規穴１３は、設計に基づいて形成されるものであるため、その位置、形状、寸法は特定されている。正規穴１３は、欠陥ではないため、欠陥として検出しない対策が必要とされる。
【００５９】
図１３に示すように、本実施例に係る渦流探傷センサ２Ｃは、軸芯Ｐ１を有すると共にワーク１Ｃの被検査面１０に対面するホルダ２０Ｃと、ホルダ２０Ｃの外周面２０ｒのリング溝２１に巻線３０（銅系）を同軸的に巻回して形成され被検査面１０に接近しつつ対面する２個１組のリングコイル部３Ｃとをもつ。ホルダ２０は、樹脂等の非導電材料を基材とする円筒形状をなしており、中空室２２を有する。
【００６０】
ホルダ２０Ｃのリング溝２１はホルダ２０Ｃの外周面２０ｒに２個並設されており、リングコイル部３Ｃを同軸的に収容している。従って、２個のリングコイル部３Ｃは間隔を隔てて接近状態に２個並設されている。ホルダ２０Ｃはワーク１Ｃの中空室１ｅにこれの端開口から装入可能とされている。ホルダ２０Ｃがワーク１Ｃの中空室１ｅに装入されたとき、リングコイル部３Ｃはワーク１Ｃの被検査面１０に対面する。
【００６１】
探傷時にホルダ２０Ｃの外周面２０ｒがワーク１Ｃの被検査面１０に接触または接近すれば、ワーク１Ｃの被検査面１０に対する渦流探傷センサ２の偏芯性が抑えられる。なお、ホルダ２０Ｃの外周面２０ｒの外径よりもリングコイル部３Ｃの外径は、微小小さく設定されている。リングコイル部３Ｃの外周面とワーク１Ｃの被検査面１０との摩擦摺動をできるだけ抑えるためである。
【００６２】
上記した試験例１と同様に、渦流探傷センサ２Ｃは自己誘導形自己比較方式と呼ばれるものである。従って、各リングコイル部３Ｃで励磁作用と欠陥検出作用との双方を兼ねる。
【００６３】
図１４はリングコイル部３Ｃの軸直角方向に沿った断面を模式的に示す。図１４に示すように、渦流探傷センサ２Ｃを構成するリングコイル部３Ｃは、ワーク１Ｃの被検査面１０に対面するようにリングコイル部３Ｃの軸芯Ｐ２の回りに巡らされた本体線部３３と、本体線部３３に繋がると共にリングコイル部３Ｃの軸芯Ｐ２に向けて本体線部３３の仮想延長線３３ｆから退避する退避線部３４とを備えている。退避線部３４は、ワーク１Ｃの正規穴１３に対面可能であり、コイル逃がし寸法Ｅ、逃がし深さｈをもつ。
【００６４】
図１４に示すように、リングコイル部３Ｃの退避線部３４は、本体線部３３に比較して本体線部３３の仮想延長線３３ｆよりも遠さがっているため、つまり、ワーク１Ｃの被検査面１０から遠ざかるため、退避線部３４による磁界はワーク１Ｃの被検査面１０に届きにくくなる。よって退避線部３４による検出精度を、本体線部３３による検出精度に比較して低下させることができる。
【００６５】
図１５は、リングコイル部３Ｃの外周面からワーク１Ｃの被検査面１０までの距離と、検出感度との関係を示す。図１５の特性線ＭＡに示すように、ワーク１Ｃの被検査面１０までの距離が増加するにつれて、磁界はワーク１Ｃの被検査面１０に届きにくくなり、欠陥に対する検出感度は低下する。具体的には、図１５に示すように、ワーク１Ｃの被検査面１０までの距離が０．９ｍｍまたは１．０ｍｍを越えれば、欠陥に対する検出感度を大きく低下させることができる。
【００６６】
図１６は、検出したくない穴面積と退避線部３４のコイル逃がし寸法に基づくコイル逃がし面積との関係を示す。図１６の特性線ＭＢに示すように、検出したくない穴面積が大きいほど、コイル逃がし面積を増加させる必要がある。なお、退避線部３４のコイル逃がし寸法Ｅは、図１６に示す特性線ＭＢに基づいて設定されている。
【００６７】
上記したようにリングコイル部３Ｃの退避線部３４による検出精度を、本体線部３３による検出精度に比較して低下させている。換言すると、リングコイル部３Ｃの本体線部３３は退避線部３４に比較してワーク１Ｃの被検査面１０に接近するため、本体線部３３による検出精度を、退避線部３４による検出精度に比較して向上させている。
【００６８】
本実施例によれば、探傷を行うときには、まず、対面探傷工程を実施する。即ち、図１７，図１８に示すように、渦流探傷センサ２Ｃを構成するリングコイル部３Ｃの退避線部３４をワーク１Ｃの正規穴１３に対面させる。この状態では、本体線部３３はワーク１Ｃの被検査面１０に対面している。この状態で、ワーク１Ｃを保持しつつ、渦流探傷センサ２をワーク１Ｃに対してワーク１の長さ方向に沿ってつまり矢印Ｘ３方向に沿って相対移動させる。これによりワーク１Ｃの被検査面１０のうち本体線部３３に対面している領域における欠陥を検出するようにする。即ち、リングコイル部３Ｃの巻線３０に交流信号が通電されると、リングコイル部３Ｃにより交流の磁界分布が発生すると共に、磁束の変化に基づいて、電磁誘導により、ワーク１Ｃの被検査面１０において渦電流分布が誘起される。ワーク１Ｃの被検査面１０において欠陥が存在すると、渦電流の乱れが生じ、これを検出すれば、ワーク１Ｃの被検査面１０における欠陥が検出される。
【００６９】
上記したように対面探傷工程を実施するときには、図１７，図１８に示すように、リングコイル部３Ｃの本体線部３３は、ワーク１Ｃの被検査面１０のうち正規穴１３以外の部分に対面しているため、本体線部３３による磁界はワーク１Ｃの被検査面１０に良好に到達でき、ワーク１Ｃの被検査面１０のうち正規穴１３以外の部分における欠陥を良好に探傷することができる。そしてリングコイル部３Ｃの退避線部３４をワーク１Ｃの正規穴１３に対面させていため、退避線部３４による磁界はワーク１Ｃの正規穴１３に到達しにくくなり、正規穴１３を欠陥としては検出しない。
【００７０】
しかしながら図１７，図１８に示す上記した対面探傷工程を実施しただけでは、渦流探傷センサ２Ｃを矢印Ｘ３方向に移動させるとき、ワーク１Ｃの被検査面１０の周方向において正規穴１３と同じ位相の被検査面部分１０ｆが、検出精度が相対的に低い退避線部３４に対面してしまうため、当該同位相の被検査面部分１０ｆに存在する欠陥に対する検出精度が低下してしまうおそれがある。
【００７１】
この点について本実施例によれば、上記した対面探傷工程を実施した後に、図１９，図２０に示す非対面探傷工程を実施する。即ち、図１９，図２０に示す非対面探傷工程においては、渦流探傷センサ２Ｃの周方向位相をワーク１Ｃの周方向に１８０度変更させることにより、検出精度が相対的に低い退避線部３４をワーク１Ｃの正規穴１３に非対面とした状態とする。つまり、図１９，図２０に示すように、検出精度が相対的に高い本体線部３３をワーク１Ｃの正規穴１３に対面させた状態とする。この状態で、渦流探傷センサ２Ｃをワーク１Ｃに対して矢印Ｘ１方向に沿って前記と逆方向に相対移動させる。このためワーク１Ｃの被検査面１０のうち正規穴１３と同じ位相の被検査面部分１０ｆに存在する欠陥は、検出精度が相対的に高い本体線部３３によって良好に探傷される。
【００７２】
この結果、本実施例によれば、設計に基づいて正規穴１３がワーク１Ｃに形成されているときであっても、ワーク１Ｃの被検査面１０の全周における欠陥を支障なく良好に探傷することができる。
【００７３】
なお、対面探傷工程と非対面探傷工程とを切り換えるにあたり、渦流探傷センサ２Ｃ及びワーク１Ｃのうちの少なくとも一方を他方に対して、ワーク１Ｃの軸芯の回りで相対回動させる操作を行うことが好ましい。この場合、相対回動角土は１８０度に必ずしも限定されるものではなく、１５０度、９０度等でも良い。
【００７４】
図１９，図２０に示す非対面探傷工程を実施するときには、検出感度が良い本体線部３３が正規穴１３に対面しているため、本体線部３３からの磁界が正規穴１３に到達し、正規穴１３を欠陥として検出してしまうが、正規穴１３の位置、寸法は予めわかっているため、正規穴１３を欠陥として検出しないように処理すれば良い。
【００７５】
また本実施例によれば、高速探傷を実現させる従来技術に係る全周コイル方式を前提としているため、渦流探傷センサ２Ｃをワーク１Ｃに沿って移動させればよく、渦流探傷センサ２Ｃをワーク１Ｃの周方向に連続回転させずとも良いため、高速探傷化に有利である。
【００７６】
本実施例によれば、渦流探傷センサ２Ｃの位相をワーク１Ｃの周方向に１８０度変更させることしているが、渦流探傷センサ２Ｃの位相を固定したまま、ワーク１Ｃの位相をワーク１Ｃの周方向に１８０度変更させることしても良い。
【００７７】
なお上記した実施例によれば、図１７，図１８に示す対面探傷工程を実施した後に、図１９，図２０に示す非対面探傷工程を実施することにしているが、これに限らず、逆にしても良い。上記した実施例によれば、ワーク１Ｃは円筒形状とされているが、これに限らず、角筒形状またはほぼ角筒形状としても良い。この場合には、リングコイル部３Ｃの形状もワーク１Ｃの断面形状に適合するように角リング形状となる。
【００７８】
上記した実施例によれば、ワーク１Ｃの被検査面１０は内壁面とされているが、これに限らず、ワークの外壁面としても良い。この場合には、リングコイル部Ｃ３の内周面がワークの外壁面に対面するように配置される。
【００７９】
なおワーク１Ｃに形成されている正規穴１３がワーク１Ｃの周方向に複数個形成されている場合には、リングコイル部３Ｃに形成される退避線部３４の数もそれに応じた数とし、リングコイル部３Ｃの周方向に沿って配置すれば良い。
【００８０】
ところで本実施例によれば、渦流探傷センサ２Ｃを構成するリングコイル部３Ｃの軸芯Ｐ２がのびる方向に沿った幅をコイル幅Ｗとしたとき、コイル幅Ｗは０．５ｍｍ以下（例えば０．５ｍｍ）に設定されている。リングコイル部３Ｃを形成する巻線３０の線径が０．２ｍｍ以下（例えば０．１ｍｍ）に設定されている。
【００８１】
このため本実施例においても、第１実施例と同様に、リングコイル部３Ｃのコイル幅Ｗは狭く設定されており、リングコイル部３Ｃの軸芯Ｐ２がのびる方向において磁界分布が相対的に狭くなり、ワーク１Ｃの被検査面１０において誘起される渦電流分布相対的に狭くなる。ワーク１Ｃの被検査面１０において欠陥が存在すると、渦電流の乱れが生じる。このとき、ワーク１Ｃの被検査面１０において発生する全渦電流に対して、渦電流の乱れの割合が相対的に高くなるため、欠陥に対する検出精度が向上する。
【００８２】
また本実施例においても、リングコイル部３Ｃの巻線３０の線径ｄは０．１ｍｍ（０．２ｍｍ以下）とされている。更に、リングコイル部３Ｃの軸芯Ｐ２を包囲するように巻線３０がホルダ２０に巻回されてリングコイル部３Ｃの軸直角方向に沿って積層されている巻線３０の積層数をＮ１とし、巻線３０がホルダ２０Ｃに巻回されてリングコイル部３Ｃの軸芯Ｐ２がのびる方向に沿って並設されている巻線３０の並設数をＮ２とすると、Ｎ２はＮ１よりも大きく（Ｎ２＞Ｎ１）に設定されている。
【００８３】
（試験例）
前記した第３実施例に係る渦流探傷センサ２Ｃを試験例１として用い、探傷試験を行った。試験例１では、本実施例に係る渦流探傷センサ２Ｃは、第３実施例と基本的には同様の構成であり、同様の作用効果を奏する。以下、第３実施例と相違する部分を中心として図２１〜図２５を参照して説明する。
【００８４】
図２１に示すように、ホルダ２０Ｃは円筒形状をなしており、２個のリング溝２１にそれぞれリングコイル部３Ｃを収容している。リングコイル部３Ｃは、リング溝２１に差し込み状態に保持された樹脂製のコイルマスキング部２５で離脱しないように保持されている。
【００８５】
図２２は、リングコイル部３Ｃの軸直角方向に沿った断面を模式的に示す。図２２に示すように、渦流探傷センサ２Ｃを構成するリングコイル部３Ｃは、ワーク１Ｃの被検査面１０に対面するようにリングコイル部３Ｃの軸芯Ｐ２の回りに巡らされた本体線部３３と、本体線部３３に繋がると共にリングコイル部３の軸芯Ｐ２に向けて本体線部３３の仮想延長線から退避する退避線部３４とを備えている。退避線部３４はワーク１の正規穴１３ａに対面可能であり、正規穴１３ａ（直径０．５ｍｍ）を検出しないように、コイル逃がし寸法Ｅ２とコイル逃がし深さｈ２とをもつ。
【００８６】
ガイド部２７には複数のスリット２６が軸長方向に沿って形成されており、故にガイド部２７はホルダ２０の径方向において撓み変形可能とされている。スリット２６の先端開口２６ａはリングコイル部３に対向している。ガイド部２７の最大外径は２０．９ｍｍとされている。ホルダ２０Ｃの外径は２０．２４ｍｍ、１個のリング溝２１の溝幅は０．５ｍｍ、リング溝２１の溝深さは０．７ｍｍとされている。このリング溝２１に、線径０．１３ｍｍの巻線３０（銅線）を１個のリング溝２１あたり９ターン同軸的に巻回することにより、リングコイル部３Ｃが形成されている。コイル逃がし寸法Ｅ２は３．６ｍｍ、コイル逃がし深さｈ１は５ｍｍとされている。
【００８７】
渦流探傷センサ２Ｃをワーク１の中空室１ｅに装入すると、ガイド部２７がワーク１Ｃの被検査面１０に摺動しつつ、径内方向に撓み変形するため、ホルダ２０とワーク１Ｃの被検査面１０との偏芯性が抑制されると共に、リングコイル部３の外周面がワーク１の被検査面１０に摺動することが抑制されている。
【００８８】
図２３，図２４はワーク１Ｃを示す。ワーク１Ｃはアルミニウム系であり、貫通穴状をなす正規穴１３ａ，１３ｂ，１３ｃを有する。正規穴１３ａ，１３ｂ，１３ｃの直径はそれぞれ０．５ｍｍである。ワーク１Ｃの周方向において、正規穴１３ａの位置はコイルマスキング部２５（基準位置）に対して０度，正規穴１３ｂの位置はコイルマスキング部２５に対して２０度，正規穴１３ｃの位置はコイルマスキング部２５に対して９０度とされている。
【００８９】
探傷の際には、前述同様に、渦流探傷センサ２Ｃを構成するリングコイル部３Ｃの退避線部３４をワーク１Ｃの正規穴１３ａに対面させた状態で、渦流探傷センサ２Ｃをワーク１Ｃに対してワーク１Ｃの長さ方向（矢印Ｘ１方向）に沿って相対移動させることにより、ワーク１Ｃの被検査面１０における欠陥を検出する対面探傷工程を実施した。探傷結果の波形図を図２５に示す。図２５に示すように、正規穴１３ａは退避線部３４に対面するため、検出できなかったものの、本体線部３３に対面する正規穴１３ｂ及び正規穴１３ｃを良好に検出することができた。正規穴１３ａは非欠陥として位置づけ得ると共に、正規穴１３ｂ及び正規穴１３ｃは欠陥として位置づけ得る。
【００９０】
（第４実施例）
以下、本発明の第４実施例について図２６を参照して説明する。本実施例に係る渦流探傷センサ２Ｄは、高速探傷性に有利な従来技術に係る全周コイル方式を改良したものである。第４実施例は前記した第１実施例と基本的には同様の構成を有し、基本的には同様の作用効果を奏する。図２６に示すように、渦流探傷センサ２Ｄのホルダ２０Ｄの外周面２０ｒには、２個１組のリングコイル部３Ｄ（コイル幅：０．５ｍｍ）、２個１組のリングコイル部３Ｅ（コイル幅：０．５ｍｍ）が同軸的に搭載されている。２個１組のリングコイル部３Ｄは交流ブリッジ回路に接続されている。また、２個１組のリングコイル部３Ｅは別の交流ブリッジ回路に接続されている。
【００９１】
リングコイル部３Ｄは、リングコイル部３Ｄの軸芯Ｐ２の回りに巡らされた本体線部３３ｄと、本体線部３３ｄに繋がると共にリングコイル部３Ｄの軸芯Ｐ２に向けて本体線部３３ｄの仮想延長線３３ｆから退避する退避線部３４ｄとを備えている。検出精度が相対的に低い退避線部３４ｄは、ワーク１Ｄの正規穴１３に対面する。また、リングコイル部３Ｅは、軸芯Ｐ２の回りに巡らされた円リング形状をなす本体線部３３ｅで形成されている。
【００９２】
渦流探傷センサ２Ｄを矢印Ｘ１方向に移動させることによりリングコイル部３Ｄによって探傷工程を実施しただけでは、ワーク１Ｃの被検査面１０の周方向において正規穴１３と同じ位相の被検査面部分１０ｆが、検出精度が相対的に低い退避線部３４ｄに対面してしまうため、当該同位相の被検査面部分１０ｆに存在する欠陥に対する検出精度が低下してしまうおそれがある。
【００９３】
この点について本実施例によれば、検出精度が相対的に高い本体線部３３ｅをワーク１Ｄの正規穴１３に対面させた状態で探傷を行う。この状態で、渦流探傷センサ２Ｄをワーク１Ｄに対して矢印Ｘ１方向に沿って相対移動させる。このためワーク１Ｄの被検査面１０のうち正規穴１３と同じ位相の被検査面部分１０ｆに存在する欠陥は、検出精度が相対的に高い本体線部３３ｅによって良好に探傷される。この結果、本実施例によれば、設計に基づいて正規穴１３がワーク１Ｃに形成されているときであっても、ワーク１Ｃの被検査面１０の全周における欠陥を支障なく良好に探傷することができる。しかも渦流探傷センサ２Ｄの移動回数を減少させることができる。
【００９４】
（その他）
上記した実施例によれば、ワーク１の材質はアルミニウム系とされているが、鉄系でも良い。また上記した実施例によれば、検出精度を更に一層向上させるためには、巻線が巻装されるリング溝の溝壁面に磁性材料からなるパーマロイ、センダスト、アモルファス合金等の薄膜を形成しているものではないが、巻線が巻装されるリング溝の溝壁面に上記した薄膜を形成することも必要に応じてできる。その他、本発明方法及び本発明装置は上記した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ワークの被検査面に存在し得る欠陥に対する検出精度を向上させることができる渦流探傷方法、渦流探傷センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係り、渦流探傷センサでワークの被検査面を探傷している状態を模式的に示す構成図である。
【図２】第１実施例に係り、渦流探傷センサを模式的に示す構成図である。
【図３】（Ａ）はリングコイル部のコイル幅が大きいときにおける磁界発生状態を模式的に示す概念図であり、（Ｂ）はリングコイル部のコイル幅が小さいときにおける磁界発生状態を模式的に示す概念図である。
【図４】従来の渦流探傷センサの構造に係り、（Ａ）はリングコイル部のコイル幅が大きいときにおける巻線の巻回状態を模式的に示す図であり、（Ｂ）はリングコイル部のコイル幅が小さいときにおける巻線の巻回状態を模式的に示す図である。
【図５】第１実施例に係り、リングコイル部のコイル幅が小さいときにおける巻線の巻回状態を模式的に示す図である。
【図６】第１実施例に相当する試験例１に係る渦流探傷センサを用いて探傷したときにおける信号波形図である。
【図７】比較例１に係る渦流探傷センサを用いて探傷したときにおける信号波形図である。
【図８】渦流探傷センサのリングコイル部のコイル幅とＳ／Ｎ比との関係を示すグラフである。
【図９】渦流探傷センサのリングコイル部を交流ブリッジ回路に組み込んだ状態を模式的に示す回路図である。
【図１０】第１実施例に相当する試験例１に係る渦流探傷センサを用いて探傷したときにおける信号波形図である。
【図１１】特許文献１に係る渦流探傷センサでワークの被検査面を探傷している状態を模式的に示す構成図である。
【図１２】第２実施例に係り、リングコイル部における巻線の状態を示す構成図である。
【図１３】第３実施例に係り、渦流探傷センサでワークの被検査面を探傷している状態を模式的に示す構成図である。
【図１４】第３実施例に係り、退避線部及び本体線部をもつリングコイル部の構成図である。
【図１５】リングコイルの外周面からワークの被検査面までの距離と感度との関係を示すグラフである。
【図１６】ワークのうち検出したくない穴面積とコイル逃がし面積との関係を示すグラフである。
【図１７】第３実施例に係り、リングコイル部の退避線部をワークの正規穴に対面させた状態で、渦流探傷センサによりワークの被検査面を探傷している状態を模式的に示す構成図である。
【図１８】第３実施例に係り、リングコイル部の退避線部をワークの正規穴に対面させた状態を模式的に示す構成図である。
【図１９】第３実施例に係り、リングコイル部の退避線部をワークの正規穴に非対面とした状態で、渦流探傷センサによりワークの被検査面を探傷している状態を模式的に示す構成図である。
【図２０】第３実施例に係り、リングコイル部の退避線部をワークの正規穴に非対面とした状態を模式的に示す構成図である。
【図２１】第３実施例の試験例に係り、渦流探傷センサの側面図である。
【図２２】第３実施例の試験例に係り、退避線部及び本体線部をもつリングコイル部の構成図である。
【図２３】第３実施例の試験例に係り、ワークの側面図である。
【図２４】第３実施例の試験例に係り、ワークの正面図である。
【図２５】第３実施例の試験例に係る渦流探傷センサを用いて探傷したときにおける信号波形図である。
【図２６】第４実施例に係り、リングコイル部の退避線部をワークの正規穴に対面させた状態で、渦流探傷センサによりワークの被検査面を探傷している状態を模式的に示す構成図である。
【図２７】従来技術に係り、渦流探傷センサでワークの被検査面を探傷している状態を模式的に示す構成図である。
【図２８】他の従来技術に係り、渦流探傷センサでワークの被検査面を探傷している状態を模式的に示す構成図である。
【符号の説明】
図中、１はワーク、１０は被検査面、１３は正規穴、２は渦流探傷センサ、２０はホルダ、２１はリング溝、３はリングコイル部、３０は巻線、４は交流ブリッジ回路、３３は本体線部、３４は退避線部を示す。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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