(57)【要約】 【課題】  磁気検出素子を飽和させない状態で微小な磁界変化を検出し、被検査物の微小部分に渦電流を集中させ、より効率的に磁界変化を検出する磁界検出装置を提供すること。【解決手段】  渦電流検出方式により励磁磁界１１を印加した非磁性導電体の被検査物１３から発生する磁界を検出する磁界検出装置において、励磁磁界１１を発生させるための励磁用コイルとして薄膜パターンまたは線材からなる８字形コイル１を使用し、被検査物１３の微小部分１２に渦電流を集中させ、その微小部分１２による磁界変化を検出する。また８字形コイル１による励磁磁界１１の方向に対し、磁気検出方向が励磁磁界１１の方向に直交するように１軸磁気検出素子２を配置することにより、微小部分１２からの励磁磁界１１と直交する方向の発生磁界のみを検出する。  【選択図】  図１
2007225506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁磁界を印加した非磁性導電体から発生する磁界を渦電流検出方式により検出する磁界検出装置において、前記励磁磁界を発生させるための励磁用コイルとして薄膜パターンまたは線材からなる８字形コイルを使用し、前記非磁性導電体の微小部分に渦電流を集中させ、前記微小部分による磁界変化を検出することを特徴とする磁界検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁界検出装置において、前記８字形コイルによる励磁磁界方向に対し、磁界検出方向が前記励磁磁界方向に直交するように磁気検出素子を配置することにより、 前記非磁性導電体からの発生磁界のうち前記励磁磁界方向との直交成分のみを検出することを特徴とする磁界検出装置。 
【請求項３】
請求項１または２記載の磁界検出装置において、前記非磁性導電体の表面または内部にある欠陥もしくは歪みに対し、前記８字形コイルで励磁することにより、渦電流密度を集中的に高め、前記欠陥もしくは歪みによる磁界変化を検出することを特徴とする磁界検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁界検出装置に関し、特に、渦電流検出方式により非磁性導電体からなる被検査物の微小部分による磁界変化の検出に適した磁界検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の磁界検出装置は、主に励磁コイルとして単一の空心コイルが使用されており、１軸磁気検出素子については、励磁コイルの発生磁界方向と検出する磁界の発生方向が同じであることから、励磁磁界中での磁界変化を検出するため、微小な磁界変化を検出することが難しい構成となっていた。                   
【０００３】
また、８字形コイルについては、生体磁気の分野において局所的な磁界刺激を与えるような目的（特許文献１）、あるいは、８の字を構成する各空心コイルから互いに逆向きに発生する磁界のループ上に磁界センサを配置しバイアスをかける目的（特許文献２）のために使用されていた。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２３７１９７号公報
【特許文献２】特開２００３−３２９７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上記の問題点を解決し、磁気検出素子を飽和させない状態で微小な磁界変化を検出し、局所的に渦電流を集中させ、より効率的に磁界変化を検出する磁界検出装置を提供することにある。                   
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために、励磁コイルと磁気検出素子の配置や、非磁性導電体に発生する渦電流の制御について検討した結果なされたものである。
【０００７】
すなわち、本発明の磁界検出装置は、励磁磁界を印加した非磁性導電体から発生する磁界を渦電流検出方式により検出する磁界検出装置において、前記励磁磁界を発生させるための励磁用コイルとして薄膜パターンまたは線材からなる８字形コイルを使用し、前記非磁性導電体の微小部分に渦電流を集中させ、前記微小部分による磁界変化を検出することを特徴とする。このように、８字形コイルを使用することで、８の字形を構成する各空心コイルから互いに逆向きに発生する磁界により励磁された非磁性導電体において、励磁によって非磁性導電体に発生する渦電流が互いに逆向きのループ電流となり、８の字形コイルの交点に対応して互いに強め合い、局所的に電流密度の高い渦電流を発生させることを可能としたものである。
【０００８】
また、前記８字形コイルによる励磁磁界方向に対し、磁界検出方向が前記励磁磁界方向に直交するように磁気検出素子を配置することにより、前記非磁性導電体からの発生磁界のうち前記励磁磁界方向との直交成分のみを検出する。このように、８の字形を構成する各空心コイルから互いに逆向きに発生する磁界ループに対し、８の字形コイルの交点上に磁気検出素子を、その磁気検出軸方向が直交するように、配置することで、磁気検出素子の飽和磁界強度による制限に関係なく、非磁性導電体への励磁を可能としたものである。
【０００９】
また、前記非磁性導電体の表面または内部にある欠陥もしくは歪みに対し前記８字形コイルで励磁することにより、渦電流密度を集中的に高め、前記欠陥もしくは歪みによる磁界変化を検出する。このように、局所的に渦電流密度を集中させることにより、非磁性導電体の表面および内部にある欠陥・ひずみ等による微小な磁界変化を効率よく検出することを可能としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による磁界検出装置は、前述の構成をとることで、第１に、非磁性導電体に互いに逆向きの渦電流のループを発生させ、局所的に渦電流密度を強めることができる。すなわち、場所的に高分解能の磁界検出装置が可能になる。
【００１１】
第２に、前述の構成をとることで、非磁性導電体への励磁磁界強度を、磁気検出素子の飽和磁界強度による制限なく印加することができる。すなわち、高感度の磁界検出装置が可能になる。
【００１２】
第３に、前述の構成をとることで、非磁性導電体の表面および内部にある欠陥・ひずみ等に対して集中的に渦電流密度が強められ、それによって電流密度が強められた部分で前記欠陥・ひずみ等の検出が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態での磁界検出装置を概念的に示し、図１（ａ）は８字形コイルの平面図、図１（ｂ）は磁界検出装置の側面図である。この実施の形態での磁界検出装置は、例えば、線材や薄膜パターン導体からなる８字形コイル１と、ガラスウェハ、シリコンウェハあるいはセラミックスの基板上に形成されたチップ型の１軸磁気検出素子２とから概略構成されている。また、図１（ｂ）のように、８字形コイル１によって生成された励磁磁界１１は２つの矢印で示されたループに沿って形成され、８字形コイル１の真上に配置される１軸磁気検出素子２の付近では、１軸磁気検出素子２の磁気検出方向（図面では上下方向）と直交している。従って、励磁磁界１１を強めても、１軸磁気検出素子２が飽和することはない。このような励磁磁界１１により非磁性導電体の被検査物１３の微小部分１２に渦電流を集中させ、それによる磁界変化を１軸磁気検出素子２によって検出する。
【００１５】
一例として、アルミ板を被検査物として、その微小な穴状の欠陥を検出することができる。ただし、検出対象は穴状の欠陥のみではなく、被検査物の表面の欠陥や、内部または裏面にある欠陥でもよい。
【００１６】
次に、この実施の形態での磁界検出装置の製造方法について説明する。図２は、本発明の一実施の形態での励磁用コイルを示し、図２（ａ）は８字形コイルを示す平面図、図２（ｂ）は２つの略半円形状をかたどったコイルを示す平面図である。
【００１７】
その製造方法としては、まず図２（ａ）または図２（ｂ）に示すように、８の字または２つの略半円形状をかたどった主に樹脂材からなるボビン３、ボビン４に、ＵＥＷ（ウレタン被覆銅線）もしくは自己融着線の導線５を巻線し、その端部をはんだ接合部６に接続し、８字形コイルを作製する。
【００１８】
他方、ガラスウェハ、シリコンウェハあるいはセラミックスからなる基板上にチップ型の１軸磁気検出素子２を作製し、図３に平面図で示すように、例えばマイクロストリップラインを作製したようなプリント基板７に取り付け、１軸磁気検出素子２の電極と前記プリント基板の信号ライン８をワイヤーボンディング部９で接続する。このときの１軸磁気検出素子２としてはＭＩ（磁気インピーダンス）素子が好適であるが、ＭＲ（磁気抵抗）素子などであってもよい。
【００１９】
図４は本発明の一実施の形態での磁界検出装置を示し、図４（ａ）は微動台上の１軸磁気検出素子を示す正面図、図４（ｂ）は微動台上の８字形コイルの平面図である。図４（ａ）のプリント基板７を垂直方向に、図４（ｂ）の８字形コイル１を水平方向に固定できるセンサユニット１０ａ，１０ｂを作製し、それぞれを図４に示すような微動台に固定し、８字形コイル１の発生磁界に対して、１軸磁気検出素子２の検出方向が直交するような磁界検出装置を得る。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、渦電流検出方式を用い、さらに磁気検出素子に励磁磁界をかけずに対象物への励磁を可能とし、また渦電流密度を局所的に高めることができるという特徴を生かし、非磁性導電体の表面および内部の欠陥やひずみ等に対する非破壊検査装置としての利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態での磁界検出装置を概念的に示し、図１（ａ）は８字形コイルの平面図、図１（ｂ）は磁界検出装置の側面図。
【図２】本発明の一実施の形態での励磁用コイルを示し、図２（ａ）は８字形コイルを示す平面図、図２（ｂ）は２つの略半円形状をかたどったコイルを示す平面図。
【図３】本発明に係るプリント基板を示す平面図。
【図４】本発明の一実施の形態での磁界検出装置を示し、図４（ａ）は微動台上の１軸磁気検出素子を示す正面図、図４（ｂ）は微動台上の８字形コイルの平面図。
【符号の説明】
【００２２】
１    ８字形コイル
２    １軸磁気検出素子
３、４    ボビン
５    導線
６  はんだ接合部
７    プリント基板
８    信号ライン
９    ワイヤーボンディング部
１０ａ，１０ｂ    センサユニット
１１    励磁磁界
１２    微小部分
１３    被検査物
【図１】
2007225506.tif 000003
【図２】
2007225506.tif 000004
【図３】
2007225506.tif 000005
【図４】
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