(57)【要約】【課題】接着状態を検査する２つの固体に超音波を入射することができない状態であっても、また、製品が大きくて異常部分が小さい場合であっても、接着状態を検査できる接着状態検査装置及び方法を提供する。【解決手段】磁石１と母材２との接着状態を検査する際、前記磁石１に近接した位置にコイル３を設け、送受信器５から前記コイル３に交流信号を印加することにより磁界を発生させ、前記磁界が作る電流と前記磁石１による磁界との電磁誘導作用により前記磁石１を振動させ、レーザー変位計４で前記磁石１の振動に伴う変動を検出し、その検出信号に基づいて前記磁石１と前記母材２との接着状態を検査する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石と母材との接着状態を検査する接着状態検査装置において、
前記磁石に近接した位置に設けられたコイルと、
前記コイルに交流信号を供給する交流信号供給手段と、
前記交流信号印加手段による前記コイルへの交流信号の印加に基づいて前記コイルに生じる磁界が作る電流と前記磁石による磁界との電磁誘導作用により発生する前記磁石の振動に伴う変動信号を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された信号に基づいて前記磁石と前記母材との接着状態を検査する検査手段と
を備えたことを特徴とする接着状態検査装置。
【請求項２】
前記交流信号供給手段は、振幅変調された交流信号を供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の接着状態検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の接着状態検査装置において、
前記母材は、モータの回転子であり、
前記磁石は、前記回転子に接着されているものであり、
前記コイルは、前記回転子を回転させるために用いられるコイルである
ことを特徴とする接着状態検査装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の接着状態検査装置において、
前記検出手段は、前記磁石の振動に伴う変動信号として、前記母材の振動を検出するレーザー変位計である
ことを特徴とする接着状態検査装置。
【請求項５】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の接着状態検査装置において、
前記検出手段は、前記磁石の振動に伴う変動信号として、前記母材の振動を検出する加速度センサである
ことを特徴とする接着状態検査装置。
【請求項６】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の接着状態検査装置において、
前記検出手段は、前記磁石の振動に伴う変動信号として、前記磁石の振動に伴い前記コイルに流れる電流の変化を検出する電流検出手段である
ことを特徴とする接着状態検査装置。
【請求項７】
磁石と母材との接着状態を検査する接着状態検査方法において、
前記磁石に近接した位置にコイルを設け、
前記コイルに交流信号を印加することにより磁界を発生させ、
前記磁界が作る電流と前記磁石による磁界との電磁誘導作用により前記磁石を振動させ、
前記磁石の振動に伴う変動を検出し、
その検出信号に基づいて前記磁石と前記母材との接着状態を検査する
ことを特徴とする接着状態検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２つの固体の接着状態を検査する接着状態検査装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体と固体との接着状態を検査する方法には様々な方法がある。例えば通常の超音波探傷試験のように、固体の中に超音波を入射して接着している部分で超音波が反射された場合には、接着状態が不良であると判定する方法がある。この方法が最も簡単な方法であると考えられる。
【０００３】
しかし、通常の超音波探傷試験では、固体の面に超音波探触子を直接接触させるか、あるいは水などの接触媒質を介して超音波を固体中に入射する必要がある。すなわち、２つの固体の接着状態を検査するには、どちらか一方の固体に超音波を入射する必要があるので、２つの固体のどちらにも超音波を入射できない場合には検査することができない。
【０００４】
このような場合でも、電磁誘導作用を用いて固体を振動させることにより、接着状態を検査するという従来技術がある。この種の従来の接着状態検査方法として、例えば、缶詰のタブ脱落を検査する方法が既に開示されている（例えば、特許文献１参照）。その方法は電磁誘導作用によって缶詰を強制励振させ、その時に発生した振動音からタブ脱落を判定するものである。
【０００５】
しかし、上述した方法では、製品全体を強制的に振動できる製品に対しては適用できるが、製品が大きく強制的に振動させることができない場合には、適用できない。また、製品が大きくて異常部分が小さい場合、正常な製品と異常な製品の振動音の差異が小さくなり、結果として異常検知が困難となると考えられる。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１５８４２７号公報（第３−４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は上述した従来例に係る問題点に鑑みてなされたもので、接着状態を検査する２つの固体に超音波を入射することができない状態であっても、また、製品が大きくて異常部分が小さい場合であっても、接着状態を検査できる接着状態検査装置及び方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る接着状態検査装置及び方法は、磁石と母材との接着状態を検査する際、前記磁石に近接した位置にコイルを設け、前記コイルに交流信号を印加することにより磁界を発生させ、前記磁界が作る電流と前記磁石による磁界との電磁誘導作用により前記磁石を振動させ、前記磁石の振動に伴う変動を検出し、その検出信号に基づいて前記磁石と前記母材との接着状態を検査することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、接着状態を検査する２つの固体に超音波を入射することができない状態であっても、また、製品が大きくて異常部分が小さい場合であっても、接着状態を検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る接着状態検査方法を実現する装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、母材２に接着された磁石１に近接した位置にコイル３が設けられ、このコイル３には、交流信号供給手段を含む送受信器５から交流の送信信号が供給される。母材２へはレーザー変位計４からレーザービームが照射される。ここで、前記コイル３への交流信号の印加に基づいてコイル３に磁界が生じ、その磁界が作る電流と磁石１による磁界との電磁誘導作用により発生する磁石１の振動に伴って発生する変動信号として母材２の振動を検出する検出手段としてのレーザー変位計４で検出する。そして、その検出信号は、検査手段を含む送受信器５へ送られ、送受信器５は、検出信号に基づいて磁石１と母材２との接着状態を検査する。なお、検査の対象となる部分は、磁石１と母材２との間であり、磁石１と母材２との接着状態を検査する。また、この発明における接着状態の検査とは、剥離に限らず一般的な接合不良の検査などを含む。
【００１１】
図１において、コイル３は磁石１の近くに設置されており、その間は何も無い状態であり、完全に非接触の状態である。レーザー変位計４と母材２との間も何も無い状態であり、完全に非接触の状態である。レーザー変位計４から母材２へはレーザービームが照射されており、図１ではレーザービームを矢印で示している。図２及び図３は、送受信器５からコイル３に送られる交流の送信信号の波形を示している。
【００１２】
次に、図１に示す構成を備える接着状態検査装置の動作について説明する。送受信器５からは、図２に示す交流の送信信号がコイル３に送られる。送信信号は、図２に示すようにバースト信号であり、周期Ｔは、磁石１と母材２が効率よく振動する周波数ｆの逆数としておく。すなわち、送信信号のキャリア周波数はｆである。これにより、コイル３では送信信号に基づいて磁界が発生する。発生した磁界により磁石１と母材２との境界面付近には電流が発生し、その結果、電磁誘導作用により磁石１が振動する。磁石１と母材２が完全に接着している状態であるならば、磁石１の振動に伴い母材２も振動する。
【００１３】
磁石１の振動によって発生した母材２の振動は、母材２中を伝搬し、レーザー変位計４のレーザービームが照射されている場所まで到達する。レーザー変位計４では、その振動を検出し、検出された信号は、送受信器５へ送られる。送受信器５には、図示しないが検出された信号に基づいて磁石１と母材２との接着状態を検査する検査手段としての信号処理部が含まれており、この信号処理部においてレーザー変位計４から送られた信号を処理する。
【００１４】
一方、磁石１と母材２との剥離などの接着不良を起こしている場合には、振動の伝搬が異なる。電磁誘導作用により磁石１が振動するところまでは同様であるが、磁石１と母材２との接着状態が悪いため、母材２への振動の伝達の状況は異なる。すなわち、接着している状態に比べて伝達する振動の振幅が変化する。また、検査対象物にもよるが、振動の位相も変化する場合がある。結果として、母材２中を伝搬する振動は、接着している状態とは異なる振動となる。
【００１５】
送受信器５内の信号処理部では、レーザー変位計４からの信号を処理し、磁石１と母材２との接着状態を判定する。信号処理方法として、例えば、信号の振幅がある一定の値を超えた場合には、磁石１から母材２へ大きな振動が伝達したので接着状態良好と判定し、信号の振幅が一定の値以下である場合には、磁石１から母材２へ小さな振動しか伝達しなかったので接着状態不良と判定する方法がある。
【００１６】
信号処理方法は、上記のような単純な方法以外にも種々の方法が考えられる。例えば、接着が良い状態の振動と、接着が悪い状態の振動の位相が異なる場合、これらの振動の位相差を利用した方法もある。どのような信号処理方法を適用するかは、実際の検査対象物の特性により適宜検討して決める。
【００１７】
また、図２に示した送信信号のバースト波は、信号の最初の部分と最後の部分にキャリア周波数ｆ以外の周波数成分を含むので、振動を複雑にする。この余分な周波数成分を除去するため、図３に示すように、信号の最初の部分と最後の部分に振幅変調をかけて余分な周波数成分を低減させ、この信号を送信信号として用いれば、送受信器５の信号処理における処理が簡単になる。
【００１８】
この発明の実施の形態１で示した接着状態検査方法は、電磁誘導作用を用いているので、磁石１及び母材２に超音波を入射することができない場合でも適用できる。また、接着状態を検査したい箇所だけを振動させるので、母材２が大きくて磁石１が小さい場合、すなわち製品が大きくて異常部分が小さい場合であっても適用できる。
【００１９】
以上説明したように、実施の形態１によれば、磁石１の近くに設置したコイル３に交流の送信信号を流して磁界を発生させ、この磁界による電流と磁石１による電磁誘導作用によって磁石１を振動させ、磁石１から母材２へ伝達した振動をレーザー変位計４で検知することにより、磁石１及び母材２に超音波を入射することができない状態であっても、また、製品が大きくて異常部分が小さい場合にであっても接着状態を検査できるという効果がある。
【００２０】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る接着状態検査方法を実現する装置の構成を示すブロック図である。図４に示す実施の形態２に係る接触状態検査装置は、図１に示す実施の形態１とほぼ同じであるが、実施の形態１における、磁石１の振動に伴う変動信号として母材２の振動を検出するレーザー変位計４の代わりに、加速度センサ６を用いる。レーザー変位計４は、完全に非接触な状態で振動を検知できるが、セッティングが複雑であるので実際の現場における検査は困難となる場合が考えられる。実施の形態２では、実際の現場でもセッティングが簡単な加速度センサ６を用いて磁石１の振動に伴う変動信号として母材２の振動を検出する。
【００２１】
実施の形態２の動作は、振動を検知する方法が異なるだけで実施の形態１とほぼ同じである。すなわち、送受信器５からは、図２に示した交流の送信信号がコイル３に送られる。コイル３では送信信号に基づいて磁界が発生する。発生した磁界により磁石１母材２との境界面付近には電流が発生し、その結果、電磁誘導作用により磁石１が振動する。接着が良好な場合には、磁石１の振動はそのまま母材２へ伝達し、接着が不良な場合には、伝達される振動の振幅が変化する。検査対象物によっては、振動の位相も変化する。加速度センサ６で検知した振動は送受信器５に送られ、送受信器５内の信号処理部で処理される。
【００２２】
信号処理の方法は実施の形態１と同様に、例えば信号の振幅がある一定の値を超えた場合には、磁石１から母材２へ大きな振動が伝達したので接着状態良好と判定し、信号の振幅が一定の値以下である場合には磁石１から母材２へ小さな振動しか伝達しなかったので接着状態不良と判定する方法がある。また、接着が良好である状態と不良である状態の振動の位相が異なる場合、これらの振動の位相差を利用した方法もある。どのような信号処理方法を適用するかは、実際の検査対象物の特性により適宜検討して決める。
【００２３】
また、実施の形態１と同様に、図２に示した送信信号のバースト波は、信号の最初の部分と最後の部分にキャリア周波数ｆ以外の周波数成分を含むので、振動を複雑にする。この余分な周波数成分を除去するため、図３に示すように信号の最初の部分と最後の部分に振幅変調をかけて余分な周波数成分を低減させ、この信号を送信信号として用いれば、送受信器５の信号処理における処理が簡単になる。
【００２４】
この発明の実施の形態２で示した接着状態検査方法は、実施の形態１で示した方法と同様に電磁誘導作用を用いているので、磁石１及び母材２に超音波を入射することができない場合でも適用できる。また、実施の形態１で示した方法と同様に接着状態を検査したい箇所だけを振動させるので、母材２が大きくて磁石１が小さい場合、すなわち製品が大きくて異常部分が小さい場合であっても適用できる。
【００２５】
以上説明したように、実施の形態２によれば、磁石１の近くに設置したコイル３に交流の送信信号を流して磁界を発生させ、この磁界による電流と磁石１による電磁誘導作用によって磁石１を振動させ、磁石１から母材２へ伝達した振動を加速度センサ６で検知することにより、磁石１及び母材２に超音波を入射することができない状態であっても、また製品が大きくて異常部分が小さい場合であっても、接着状態を検査できるという効果がある。
【００２６】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る接着状態検査方法を実現するための装置の構成を示すブロック図である。図５に示す実施の形態３に係る接着状態検査装置は、図１及び図４に示す実施の形態１及び２とほぼ同じであるが、実施の形態１及び２における振動を検知する専用装置としてのレーザー変位計４及び加速度センサ６を有していなく、送受信器５内に電流検出手段を備え、磁石の１の振動に伴う変動信号として、磁石の振動に伴いコイル３に流れる電流の変化を検出することで、磁石１と母材２との接着状態を検査する。
【００２７】
次に、実施の形態３の動作について説明する。図２に示した交流の送信信号をコイル３により磁界が発生し、電磁誘導作用により磁石１が振動するまでは、実施の形態１及びに２と同様である。
【００２８】
磁石１が振動すると、この振動により磁界が変化し、結果として、コイル３に流れる交流電流が変化する。磁石１と母材２との接着状態が良好である場合と不良である場合とでは、磁石１の振動状態が異なるため、コイル３に流れる交流電流も接着状態が良好である場合と不良である場合とでは差異が生じる。なお、交流電流の差異は、信号の振幅の差異だけでなく位相の差異も含む。
【００２９】
実施の形態３において、送受信器５では、コイル３に交流電流を送信するだけでなく、コイルに流れ込む電流の変化も検知する電流検出手段を有している。送受信器５の信号処理部における信号処理方法は、接着状態が良好である場合のコイル３に流れ込む電流を予め測定して記憶しておき、実際の検査で得られた交流電流と比較して、有為な差異がなければ接着状態良好と判定し、有為な差異があれば接着状態不良と判定する。
【００３０】
また、実施の形態１及び実施の形態２と同様に、図２に示した送信信号のバースト波は、信号の最初の部分と最後の部分にキャリア周波数ｆ以外の周波数成分を含むので、振動を複雑にする。この余分な周波数成分を除去するため、図３に示すように信号の最初の部分と最後の部分に振幅変調をかけて余分な周波数成分を低減させ、この信号を送信信号として用いれば、送受信器５の信号処理における処理が簡単になる。
【００３１】
この発明の実施の形態３で示した接着状態検査方法は、実施の形態１及び２で示した方法と同様に電磁誘導作用を用いているので、磁石１及び母材２に超音波を入射することができない場合でも適用できる。また、実施の形態１及び２で示した方法と同様に接着状態を検査したい箇所だけを振動させるので、母材２が大きくて磁石１が小さい場合、すなわち製品が大きくて異常部分が小さい場合であっても適用できる。
【００３２】
以上説明したように、実施の形態３によれば、磁石１の近くに設置したコイル３に交流の送信信号を流して磁界を発生させ、この磁界による電流と磁石１による電磁誘導作用によって磁石１を振動させ、コイル３に流れ込む電流の変化を測定することで、磁石１及び母材２に超音波を入射することができない状態であっても、また、製品が大きくて異常部分が小さい場合であっても接着状態を検査できるという効果がある。
【００３３】
実施の形態４．
図６は、この発明の実施の形態４に係る接着状態検査方法を実現するための装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１〜３では、磁石１及びコイル３は、どのような部品に用いられるのか特定していなかったが、実施の形態４では、磁石１及びコイル３がモータの部品である場合について示したものである。
【００３４】
図６（ａ）及び（ｂ）は、モータの断面図及び側面図をそれぞれ示している。この実施の形態４では、実施の形態１〜３における母材２が図６に示すモータの回転子７に対応し、実施の形態１〜３における磁石１が図６に示すモータの回転子７に接着されている磁石１に対応し、実施の形態１〜３におけるコイル３が図６に示す回転子７を回転させるために用いられるコイル３に対応する。なお、図６において、５は送受信器、６は加速度センサ、８はモータの固定子、９はモータの軸である。磁石１は回転子７に接着されており、磁石１と回転子７との間の接着状態が検査される。コイル３は固定子８に組み込まれている。なお、図６（ａ）ではコイルを１個図示しているが、実際はコイルも複数個存在する。図面及び説明を簡単にするため、コイルを１個だけ図示している。
【００３５】
モータとしての動作としては、コイル３に電流を流して磁石１を動かし回転子７を回転させるので、接着状態検査で用いるコイル３はモータを駆動するコイルと同一のものを用いる。実際のモータは回転子７を固定子８が覆うような構成となっており、磁石１の近くに検査専用のコイルを新たに設置することは事実上無理である。実施の形態４では、固定子８に組み込まれているモータ駆動用コイル３を検査用に兼用する構成となっている。この構成ならば、新たに検査コイルを設置する必要はなく、装置構成が簡単になる。
【００３６】
次に、実施の形態４の動作について説明する。モータとして使用する場合には、コイル３はモータ駆動回路に接続されているが、検査を行う場合には接続を変えてコイル３を検査用の送受信器５に接続する。送受信器５からは、図２に示した交流の送信信号がコイル３に送られ、電磁誘導作用により磁石１が振動し、実施の形態１〜３と同様に、磁石１と回転子７との接着状態が良好な場合には振動がそのまま回転子７へ伝達する。回転子７の振動は、モータの軸９を介して固定子８に伝搬する。加速度センサ６を固定子８に設置することにより、振動を検知する。
【００３７】
送受信器５の信号処理部では、加速度センサ６で検知した振動を処理することにより、接着状態を判定する。信号処理の方法は、実施の形態２と同様に、例えば信号の振幅がある一定の値を超えた場合には、磁石１から回転子７へ大きな振動が伝達したので接着状態は良好であると判定し、信号の振幅が一定の値以下である場合には磁石１から回転子７へ小さな振動しか伝達しなかったので接着状態は不良であると判定する方法がある。また、接着が良好である状態と不良である状態の振動の位相が異なる場合、これらの振動の位相差を利用した方法もある。どのような信号処理方法を適用するかは、実際のモータの特性により適宜検討して決める。
【００３８】
また、実施の形態１〜３と同様に、図２に示した送信信号のバースト波は、信号の最初の部分と最後の部分にキャリア周波数ｆ以外の周波数成分を含むので、振動を複雑にする。この余分な周波数成分を除去するため、図３に示すように信号の最初の部分と最後の部分に振幅変調をかけて余分な周波数成分を低減させ、この信号を送信信号として用いれば、送受信器５の信号処理における処理が簡単になる。
【００３９】
図６では、加速度センサ６を固定子８に接触させて振動を検知する装置構成を示したものであるが、実施の形態１と同様に、レーザー変位計４を用いて振動を検知しても構わない。また、実施の形態３と同様に、コイル３に流れ込む電流の変化を測定することで、接着状態を判定しても構わない。
【００４０】
この発明の実施の形態４で示した接着状態検査方法は、実施の形態１〜３で示した方法と同様に、電磁誘導作用を用いているので、磁石１及び回転子７に超音波を入射することができない場合でも適用できる。また、実施の形態１〜３で示した方法と同様に接着状態を検査したい箇所だけを振動させるので、回転子７が大きくて磁石１が小さい場合、すなわち製品が大きくて異常部分が小さい場合であっても適用できる。
【００４１】
以上説明したように、実施の形態４によれば、モータ駆動に用いるコイルと同一のコイル３に交流の送信信号を流して磁界を発生させ、この磁界と磁石１による電磁誘導作用によって磁石１及び回転子７を振動させ、モータの軸９を介して固定子８まで伝搬した振動を加速度センサ６で検知することにより、磁石１及び回転子７に超音波を入射することができない状態であっても、また、製品が大きくて異常部分が小さい場合であっても、接着状態を検査できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る接着状態検査方法を実現する装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の送受信器５からコイル３に送られる交流の送信信号の波形を示す図である。
【図３】図２に示す信号波形の最初の部分と最後の部分に振幅変調をかけて余分な周波数成分を低減させた波形を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る接着状態検査方法を実現する装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る接着状態検査方法を実現する装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係る接着状態検査方法を実現する装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  磁石、２  母材、３  コイル、４  レーザー変位計、５  送受信器、６  加速度センサ、７  回転子、８  モータの固定子、９  モータの軸。
【図１】
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【図２】
2005321358.tif 000004
【図３】
2005321358.tif 000005
【図４】
2005321358.tif 000006
【図５】
2005321358.tif 000007
【図６】
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