(57)【要約】【課題】非磁性金属を探傷する装置の探傷深度を深くし、高感度にし、信頼性の高い製品構造とする。【解決手段】励磁器は、門型断面形状の鉄心と励磁コイルからなり、門型断面形状の鉄心は、第一脚部、第二脚部、及び両脚部を繋ぐ梁部からなり、第一脚部は第二脚部より細く、励磁コイルは第一脚部の周りに巻かれ、被金属検体が非磁性ステンレス合金材の場合は、鉄心の細い第一脚部の外側を通る励磁コイルの第２電流線路は、鉄心の第一脚部と第二脚部の間を通る第１電流線路より高い位置で且つ鉄心の高さを超えない高さに位置し、棒状の鉄心の先端側に受信コイルが巻かれた受信器は、励磁器の太い第二脚部の外側で接触しない位置において、被金属検体が無い状態下で一次磁界の磁束を鎖交しない角度に設定される。【選択図】図１
2012026737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁器と受信器を被金属検体に近接又は接触させて、励磁器から発生する一次磁界により被金属検体に渦電流を誘導し、渦電流から発生する二次磁界による磁場の変化を受信器で検出し、受信器から得られる検出信号で探傷する装置において、
励磁器は、門型断面形状の鉄心と励磁コイルからなり、門型断面形状の鉄心は、第一脚部、第二脚部、及び両脚部を繋ぐ梁部からなり、第一脚部は第二脚部より細く、励磁コイルは第一脚部の周りに巻かれ、
被金属検体が非磁性ステンレス合金材の場合は、鉄心の細い第一脚部の外側を通る励磁コイルの第２電流線路は、鉄心の第一脚部と第二脚部の間を通る第１電流線路より高い位置で且つ鉄心の高さを超えない高さに位置し、
棒状の鉄心の先端側に受信コイルが巻かれた受信器は、励磁器の太い第二脚部の外側で励磁器と接触しない位置において、被金属検体が無い状態下で一次磁界の磁束を鎖交しない角度に設定されることを特徴とする渦電流探傷装置。
【請求項２】
励磁器と受信器を被金属検体に近接又は接触させて、励磁器から発生する一次磁界により被金属検体に渦電流を誘導し、渦電流から発生する二次磁界による磁場の変化を受信器で検出し、受信器から得られる検出信号で探傷する装置において、
励磁器は、門型断面形状の鉄心と励磁コイルからなり、門型断面形状の鉄心は、第一脚部、第二脚部、及び両脚部を繋ぐ梁部からなり、第一脚部は第二脚部より細く、励磁コイルは第一脚部の周りに巻かれ、
被金属検体がアルミニュウム合金材の場合は、鉄心の細い第一脚部の外側を通る励磁コイルの第２電流線路は、鉄心の第一脚部と第二脚部の間を通る第１電流線路と平行に同じ高さに位置し、
棒状の鉄心の先端側に受信コイルが巻かれた受信器は、励磁器の太い第二脚部の外側で励磁器と接触しない位置において、探傷深度限界を超える厚みのアルミニュウム被金属検体を検出面に接触させた状態下で一次磁界と二次磁界の合成鎖交磁束が最も少なくなる角度に設定されることを特徴とする渦電流探傷装置。
【請求項３】
受信コイルが検出面に近い側の先端部に巻かれた受信器の棒状の鉄心は、コイルが巻かれていない部分が、両面ＰＣＢ基板に接着固定され、
両面ＰＣＢ基板は、同一形状で同一位置にそれぞれ表面銅箔パターンと裏面銅箔パターンを持ち、各パターンには、コイル線用半田付けランドとケーブル芯線用半田付けランドがあり、
受信コイルのコイル線の両端は、それぞれコイル線用半田付けランドに半田付けされ、
受信用ケーブルには、シールドされたツイストペア線を使用し、ツイストペア線の芯線は、それぞれのパターンのケーブル芯線用半田付けランドに半田付けされることを特徴とする請求項１又は２に記載の渦電流探傷装置。
【請求項４】
励磁器の門型断面形状の鉄心の上部に片面ＰＣＢ基板が接着固定され、
片面ＰＣＢ基板は、表面上にパターン間距離を狭くした二つの銅箔パターンが形成され、各パターンには、コイル線用半田付けランドとケーブル芯線用半田付けランドがあり、
励磁コイルのコイル線の両端は、それぞれコイル線用半田付けランドに半田付けされ、
励磁用ケーブルには、シールドされたツイストペア線を使用し、ツイストペア線の芯線は、それぞれのパターンのケーブル芯線用半田付けランドに半田付けされることを特徴とする請求項１又は２に記載の渦電流探傷装置。
【請求項５】
受信器の棒状の鉄心の下側先端は、先端楔部をもつ形状とし、受信器が据えられる検出面板の上面に三角溝が掘られ、三角溝の開口角は、受信器の鉄心の先端楔部の楔角よりも広く、
検出面上の三角溝と受信器の鉄心の先端楔部が嵌合し、三角溝の谷部と受信器の鉄心の先端楔部の刃先が定まった位置での支点となり、受信器の傾斜を欲する角度に設定できることを特徴とする請求項１又は２に記載の渦電流探傷装置。
【請求項６】
励磁器が据えられる検出面板の上面に段差が設けられ、段差の厚みが薄くなる側で励磁器の鉄心が嵌合し、
三角溝から段差まで距離は、受信器と励磁器が接触しない距離開けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の渦電流探傷装置。
【請求項７】
上面には受信器と励磁器が据えられ、下面は接触面として利用される検出面板は、セラミック材とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の渦電流探傷装置。
【請求項８】
検出面板と受信器と励磁器は、検出面板と歯科用グラスアイオノマーセメント材によって合着することを特徴とする請求項１又は２に記載の渦電流探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次磁界を被金属検体に印加することによって、渦電流を被金属検体に誘導し、渦電流から返される二次磁界を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性の金属検体を探傷、又は検査する場合、励磁コイルと受信コイルを被金属検体の表面に近接して配置し、励磁コイルに交流電流を流し、一次磁界を励磁コイルに発生させる。すると、被金属検体には、渦電流が誘導される。渦電流からは二次磁界が発生する。一次磁界と二次磁界の両磁場内にある受信コイルには、両磁界の鎖交磁束が合成起電力を誘起する。受信コイルの合成起電力、検出信号に基づいて傷の有無を判断する。
【０００３】
励磁コイルと受信コイルを分離した探傷方法において、励磁コイルを導電体の被探傷面に対して配置するに当たり、励磁コイル面を導電体の被探傷面と平行させる方式と、直交させる方式がある。さらに、特許文献１には、励磁コイルを門型断面形状の鉄心に巻いた励磁器に近接して、受信コイルを棒状鉄心に巻いた受信器を検出面に対して傾斜させる方式が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４１６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[背景技術の課題]
特許文献１の課題を列挙する。第一に、さらに高感度が求められる事。第２に、被検体金属の材質によって最適な励磁コイルの巻き線位置と受信器の傾斜角度が異なるので、材質毎に励磁コイルの巻き線位置と受信器の傾斜角度を設定したほうが高感度を得られる事。第３に、検出面は被検体金属との接触や、摩擦に対して、耐久性を要する事。第４に、使用周囲温度の変化や外部からの応力に対して、受信器の傾斜角度が変わらない事。第５に、量産製造する上で、短時間に精度よく作り上げられる事。
【０００６】
[門型断面形状の鉄心の脚幅]  
図１と図２に示すように、励磁器９の第二脚部５は、第一脚部４より太い。第二脚部５を太くすることにより、磁気遮蔽効果が高まり、受信器側の空間領域での一次磁界の磁束密度が下がり、受信器１５に加わる一次磁界の鎖交磁束が減少する。太い第二脚部５により、一次磁界に対して、受信器をより無感に近い状態にすることが出来る。受信器を二次磁界に対して、より敏感にさせることが出来る。
【０００７】
[非磁性ステンレス材での励磁コイル巻き線位置]
非磁性ステンレスが被金属検体の場合、図１の励磁器９の門型断面形状の鉄心２に巻かれる励磁コイル１は、第一コイル辺７が、鉄心２の第一脚部４と第二脚部５の間であり、梁部６の下に位置し、第二コイル辺８が、第一脚部４の外側であり、第一コイル辺７より高くかつ門型断面形状の鉄心２の高さを超えない箇所に位置する。第二コイル辺８が、第一コイル辺７より高い位置に配置される事によって、受信器１５が据えられる一次最小ＲＭＳ傾斜角２８がより垂直に近づき、探傷深度が増し、受信器の探傷感度が向上する。
【０００８】
[非磁性ステンレス材での最適な受信器の傾斜角]
非磁性ステンレスが被金属検体の場合の受信器の傾斜角度１４は図１に示され、傾斜角度１４、２１の特性が図３に示される。図３の太い実線２４は、二次磁界が無い場合の、つまり金属検体が無い場合の、励磁コイル１によって生成される一次磁界の鎖交磁束成分を表す。受信コイル１０を貫通する方向が異なる事により、鎖交磁束には極性が生じ、位相は１８０度異なる。一次磁界の鎖交磁束成分２４がゼロになる傾斜角度を、一次最小ＲＭＳ傾斜角２８とする。一次最小ＲＭＳ傾斜角２８とは、有限の太さと巻き数を持つコイルは、完全に鎖交磁束ゼロを得られることがなく、受信コイルの起電力から変換された受信電圧のＲＭＳ値は、ゼロに近い最小値をとる。この一次最小ＲＭＳ傾斜角２８から左側を受信器の傾斜角１４の増加２２、右側を傾斜角１４の減少２３とした。
【０００９】
非磁性ステンレスの金属検体が、励磁器９と受信器１５に近接すると、金属検体に渦電流が誘起され、渦電流から二次磁界が返される。細い実線２５は、厚みのある非磁性ステンレス材から返される二次磁界の鎖交磁束成分を表す。細い破線２７は、薄い非磁性ステンレス材から返される二次磁界の鎖交磁束成分を表す。非磁性ステンレス材が厚い場合、薄い場合、それぞれ、一次最小ＲＭＳ傾斜角の右側で、つまり傾斜角が減少する側で、一次磁界と二次磁界が相殺し合い、受信電圧のＲＭＳ値が最小となる角度が得られる。これを二次最小ＲＭＳ傾斜角２９としている。二次最小ＲＭＳ傾斜角２９は、二次磁界と一次磁界が完全な１８０度逆位相ではないので、完全なゼロとはならない。非磁性ステンレス材が被金属検体の場合、受信器の傾斜角１４は、一次最小ＲＭＳ傾斜角２８に設定される。非磁性ステンレス材の導電率は低く、よって渦電流密度が低く、結果、二次磁界が弱い。一次磁界を無感とする傾斜角に受信器を据えることによって、より二次磁界に敏感になり、探傷深度が深くなり、傷や欠陥に対して感度が向上する。
【００１０】
[アルミ材での励磁コイルの巻き線位置]
アルミニュウムが被金属検体の場合、図２の励磁器９の門型断面形状の鉄心２に巻かれる励磁コイル１は、第一コイル辺７が、鉄心２の第一脚部４と第二脚部５の間であり、梁部６の下に位置し、第二コイル辺８が、第一脚部４の外側であり、第一コイル辺７と平行に同じ高さに位置する。第二コイル辺８と、第一コイル辺７が平行で同じ高さに位置される事によって、受信器１５が据えられる二次最小ＲＭＳ傾斜角２９がより垂直に近づき、探傷深度が増し、受信器の探傷感度が向上する。
【００１１】
[アルミ材での最適な受信器の傾斜角]
アルミニュウムが被金属検体の場合の受信器の傾斜角度１４は図２に示され、傾斜角度１４、２１の特性が図４に示される。図４の太い実線２４は、二次磁界が無い場合の、つまり金属検体が無い場合の、励磁コイル１によって生成される一次磁界の鎖交磁束成分を表す。受信コイル１０を貫通する方向が異なる事により、鎖交磁束には極性が生じ、位相は１８０度異なる。一次磁界の鎖交磁束成分２４がゼロになる傾斜角度を、一次最小ＲＭＳ傾斜角２８とする。一次最小ＲＭＳ傾斜角２８とは、有限の太さと巻き数を持つコイルは、完全に鎖交磁束ゼロを得られることがなく、受信コイルの起電力から変換された受信電圧のＲＭＳ値は、ゼロに近い最小値をとる。この一次最小ＲＭＳ傾斜角２８から左側を受信器の傾斜角１４の増加２２、右側を傾斜角１４の減少２３とした。
【００１２】
アルミニュウムの金属検体が、励磁器９と受信器１５に近接すると、金属検体に渦電流が誘起され、渦電流から二次磁界が返される。細い実線２５は、厚みのあるアルミニュウム材から返される二次磁界の鎖交磁束成分を表す。細い破線２６は、中間の厚みのアルミニュウム材から返される二次磁界の鎖交磁束成分を表す。細い一点鎖線２７は、薄いアルミニュウム材から返される二次磁界の鎖交磁束成分を表す。アルミニュウム材が厚い場合、中ぐらいの場合、薄い場合とそれぞれ、一次最小ＲＭＳ傾斜角の右側で、つまり傾斜角が減少する側で、一次磁界と二次磁界が相殺し合い、受信電圧のＲＭＳ値が最小となる角度が得られる。これを二次最小ＲＭＳ傾斜角２９としている。二次最小ＲＭＳ傾斜角は、二次磁界と一次磁界が完全な１８０度逆位相ではないので、完全なゼロとはならない。
【００１３】
アルミニュウム材が被金属検体の場合、受信器の傾斜角１４は、探傷深度限界を超える厚みのアルミニュウム金属検体との二次最小ＲＭＳ傾斜角２９に設定される。アルミニュウム材の導電率は高く、よって渦電流密度が高く、結果、二次磁界が強い。受信器１５を、一次最小ＲＭＳ傾斜角２８に設定しては、二次磁界の受信強度が強すぎて、僅かの厚みでダイナミックレンジを超えてしまい、増幅率を上げらない、よって、探傷深度が浅く、傷に対する感度の鋭敏さが得られない。受信器１５を、探傷深度限界を超える厚みのアルミニュウム材を用いて一次磁界と二次磁界が互いに相殺する二次最小ＲＭＳ傾斜角２９に設定する。この傾斜角に受信器１５を設定後、アルミニュウム検体が無い状態で、ＲＭＳ−ＤＣ変換される出力電圧がダイナミックレンジを越えないレベルまで、増幅器の増幅率又は励磁電流を上げる。出力電圧は、アルミニュウム最厚手材で最小電圧を得、薄くなる又は傷があることによって出力電圧は上昇し、被検体が無い状態で電圧最大を得る。この出力電圧特性は、非磁性ステンレス材用探傷装置の出力特性と反転している。  受信器１５の二次最小ＲＭＳ傾斜角２９への設定は、アルミニュウム材から返される二次磁界により敏感になり、探傷深度が深くなり、傷や欠陥に対して感度が向上する。探傷深度限界は、当該アルミニュウム材用探傷装置が感応できる最大厚さであり、また、電磁波が浸透できる深さとして、表皮効果の計算式からおおよそ算出される。
【００１４】
[受信器の構造とケーブル接続]
図５のように、受信器は、先端楔部３３を有する棒型形状の鉄心３１に受信コイル３０が、検出面に近い側の先端部に偏って巻かれている。鉄心は、初透磁率が高く、体積抵抗率が高いソフトフェライト材が用いられる。先端楔部３３は、受信器を傾斜させる回転中心となる。受信器とケーブルとの接続は、両面ＰＣＢ基板３２を用いる。基板上での鎖交磁束が生じないように、両面ＰＣＢ基板３２の表面銅箔パターン３４と裏面銅箔パターン３５は、同一形状で同一位置をとる。コイル巻き線の端部は、それぞれコイル線用半田付けランド３６に半田付けされる。受信用ケーブルは、シールド付ツイストペア線とし、ツイストペア線の芯線は、それぞれケーブル芯線用半田付けランド３７に半田付けされる。受信コイル３０を巻いた棒型形状の鉄心３１は、受信コイル３０が巻かれていない部分で、両面ＰＣＢ基板３２上に接着される。
【００１５】
[励磁器のケーブル接続]
図６のように、励磁器は、門型断面形状の鉄心４２に励磁コイル４１が片側の脚に巻かれている。鉄心は、初透磁率が高く、体積抵抗率が高いソフトフェライト材が用いられる。励磁器とケーブルとの接続は、片面ＰＣＢ基板４３を用いる。基板表面にのみ二つの表面銅箔パターン４４を設け、基板上からの磁界の発生を抑えるべく、二つのパターン間の距離を出来るだけ狭くする。コイル巻き線の端部は、それぞれコイル線用半田付けランド４５に半田付けされる。励磁用ケーブルは、シールド付ツイストペア線とし、ツイストペア線の芯線は、それぞれケーブル芯線用半田付けランド４６に半田付けされる。片面ＰＣＢ基板４３は、門型断面形状の鉄心４２上に接着される。
【００１６】
[検出面板]
図７のように、受信器５６と励磁器５９は、検出面板５１の上面に据え置かれる。検出面板５１の下面は検出面５２であり、被金属検体と接触又は擦れ合う。検出面板５１の上面には、受信器傾斜用三角溝５３が切られている。ここに受信器の先端楔部５５が嵌合する。受信器傾斜用三角溝５３の開口角は、受信器の先端楔部５５の楔角より十分広い。受信器５６は、先端楔部５５の刃先、すなわち受信機用傾斜用三角溝５３の谷を回転中心として傾斜する。検出面板５１の上面には、励磁器用位置決め段差５４がある。この段差の厚みが薄くなる側に励磁器５９の先端エッジが嵌合する。受信器傾斜用三角溝５３と励磁器用位置決め段差５４は、受信器５６と励磁器５９が接触しない距離をあけている。周囲温度の変化、外部応力が印加されても、受信器５６と励磁器５９の相対位置と角度が変わらないことが求められる。よって、検出面板５１は、受信器５６と励磁器５８に使用されているフェライト材とほぼ同等で低い熱膨張率、高い硬度、高いヤング率をもつセラミック材が使用される。また、セラッミク材は、被金属検体と接触し、表面をトレースしても耐摩耗性に優れる。セラミック材の検出面板５１によって受信器５６と励磁器５８の相対的な位置と角度を保障する。
【００１７】
[セメント固着]
受信器の傾斜角２１は、非磁性ステンレス材では、一次最小ＲＭＳ傾斜角２８に、アルミニュウム材では、二次最小ＲＭＳ傾斜角２９に設定される。図８のように、角度設定された受信器６２は、検出面板６４及び励磁器６３とセメント材６１によって固着される。セメント材６１は、歯科用グラスアイオノマーセメントを使用する。歯科用グラスアイオノマーセメントは、熱膨張率がセラミック材やフェライト材とほぼ同等で低く、硬化後の硬度が高いので、周囲温度の変化や外部応力の印加に対して、受信器と励磁器の相対的位置と角度を保存することが出来る。また、凝固時の体積変化が少ないので、固着前と後での受信器の傾斜角度を一定に保つことが出来、品質が安定する。さらに、硬化時間が短いので、製作時間の短縮につながる。歯科用グラスアイオノマーセメントの一般的な配合は、アルミシリケートガラスの粉末とポリアクリル酸水溶液を主成分としている。
【００１８】
[ケーシング]
図９のように、検出面板７７の上面にセメント材７４で固着された受信器７５と励磁器７６は、真空成型によって樹脂封止される。受信器７５に接続される受信用ケーブルと励磁器７６に接続される励磁用ケーブルは、共通のケーブル用シース７１を通る。ケーブル用シース７１は、ケーブルコンジット７２でケース７３と繋がり、耐屈曲性を得ている。セラミック材で出来た薄い検出面板７７は、曲げ応力に対して割れやすい。検出面板７７の上面に厚く樹脂を盛ることによって、曲げ応力が検出面板１７にかからないようにしている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
１）  励磁器と受信器を被金属検体に近接又は接触させて、励磁器から発生する一次磁界により被金属検体に渦電流を誘導し、渦電流から発生する二次磁界による磁場の変化を受信器で検出し、受信器から得られる検出信号で探傷する装置において、
励磁器は、門型断面形状の鉄心と励磁コイルからなり、門型断面形状の鉄心は、第一脚部、第二脚部、及び両脚部を繋ぐ梁部からなり、第一脚部は、第二脚部より細く、励磁コイルは第一脚部の周りに巻かれ、
被金属検体が非磁性ステンレス合金材の場合は、鉄心の細い第一脚部の外側を通る励磁コイルの第２電流線路は、鉄心の第一脚部と第二脚部の間を通る第１電流線路より高い位置で且つ鉄心の高さを超えない高さに位置し、
棒状の鉄心の先端側に受信コイルが巻かれた受信器は、励磁器の太い第二脚部の外側で接触しない位置において、被金属検体が無い状態下で一次磁界の磁束を鎖交しない角度に設定されることを特徴とする渦電流探傷装置。
【００２０】
２）  励磁器と受信器を被金属検体に近接又は接触させて、励磁器から発生する一次磁界により被金属検体に渦電流を誘導し、渦電流から発生する二次磁界による磁場の変化を受信器で検出し、受信器から得られる検出信号で探傷する装置において、
励磁器は、門型断面形状の鉄心と励磁コイルからなり、門型断面形状の鉄心は、第一脚部、第二脚部、及び両脚部を繋ぐ梁部からなり、第一脚部は第二脚部より細く、励磁コイルは第一脚部の周りに巻かれ、
被金属検体がアルミニュウム合金材の場合は、鉄心の細い第一脚部の外側を通る励磁コイルの第２電流線路は、鉄心の第一脚部と第二脚部の間を通る第１電流線路と平行に同じ高さに位置し、
棒状の鉄心の先端側に受信コイルが巻かれた受信器は、励磁器の太い第二脚部の外側で接触しない位置において、探傷深度限界を超える厚みのアルミニュウム被金属検体を検出面に接触させた状態下で一次磁界と二次磁界の合成鎖交磁束が最も少なくなる角度に設定されることを特徴とする渦電流探傷装置。
【００２１】
上記１）または２）の渦電流探傷装置において、
受信コイルが片側の先端部に巻かれた受信器の棒状の鉄心のうちコイルが巻かれていない部分が、両面ＰＣＢ基板に接着固定され、
両面ＰＣＢ基板は、同一形状で同一位置にそれぞれ表面銅箔パターンと裏面銅箔パターンを持ち、各パターンには、コイル線用半田付けランドとケーブル芯線用半田付けランドがあり、
受信コイルのコイル線の両端は、それぞれコイル線用半田付けランドに半田付けされ、
受信用ケーブルには、シールドされたツイストペア線を使用し、ツイストペア線の芯線は、それぞれのパターンのケーブル芯線用半田付けランドに半田付けされることを特徴とする。
【００２２】
上記１）または２）の渦電流探傷装置において、
励磁器の門型断面形状の鉄心の上部に片面ＰＣＢ基板が接着固定され、
片面ＰＣＢ基板は、表面上にパターン間距離を狭くした二つの銅箔パターンが形成され、各パターンには、コイル線用半田付けランドとケーブル芯線用半田付けランドがあり、
励磁コイルのコイル線の両端は、それぞれコイル線用半田付けランドに半田付けされ、
励磁用ケーブルには、シールドされたツイストペア線を使用し、ツイストペア線の芯線は、それぞれのパターンのケーブル芯線用半田付けランドに半田付けされることを特徴とする。
【００２３】
上記１）または２）の渦電流探傷装置において、
受信器の棒状の鉄心の下側先端は、先端楔部をもつ形状とし、受信器が据えられる検出面板の上面に三角溝が掘られ、三角溝の開口角は、受信器の鉄心の先端楔部の楔角よりも広く、
検出面上の三角溝と受信器の鉄心の先端楔部が嵌合し、三角溝の谷部と受信器の鉄心の先端楔部の刃先が定まった位置での支点となり、受信器の傾斜を欲する角度に設定できることを特徴とする。
【００２４】
上記１）または２）の渦電流探傷装置において、
励磁器が据えられる検出面板の上面に段差が設けられ、段差の厚みが薄くなる側に励磁器の鉄心が嵌合し、
三角溝から段差まで距離は、受信器と励磁器が接触しない距離開けられることを特徴とする。
【００２５】
上記１）または２）の渦電流探傷装置において、
上面には受信器と励磁器が据えられ、下面は接触面として利用される検出面板は、セラミック材とすることを特徴とする。  
【００２６】
上記１）または２）の渦電流探傷装置において、
検出面板と受信器と励磁器は、歯科用グラスアイオノマーセメント材によって合着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
探傷深度を深くし、探傷感度を向上させる。周囲温度変化や外部応力が加わっても性能が変化しない。被金属検体と擦れても磨耗しにくい。製造上での品質の安定と製作時間の短縮。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
[非磁性ステンレス用の構成]
図１は、非磁性ステンレス材との励磁器のコイル巻き線の配置と内部構造を表す。門型断面形状の鉄心２の第一脚部４の周りに励磁コイル１は巻かれ、第二脚部５の幅は、第一脚部４の幅よりも太い。励磁コイル１の第一コイル辺７は、第一脚部４と第二脚部５の間で梁部６の下を通り、第二コイル辺８は、第一脚部４の外側で、第一コイル辺７より高く、門型断面形状の鉄心２の高さよりも低い箇所を通る。門型断面形状の鉄心２の上に、励磁器のケーブル接続用基板３が固定される。受信器１５は、励磁器９の前方に、つまり第二コイル辺８の反対側に位置する。第二脚部５と梁部６の磁気シールド効果によって、受信器１５が置かれる空間では、一次磁界強度が小さい。
【００２９】
受信コイル１０は、棒型形状の鉄心１１の下側端部に巻かれる。棒型形状の鉄心１１の下先端には、先端楔部１３があり、傾斜の支点として受信器１５の傾斜設定を可能にする。棒型形状の鉄心１１は、受信コイル１０が巻かれていない部分で、受信器のケーブル接続用基板１２に接着される。
【００３０】
セラミック材で出来た検出面板１６の上面には、受信器傾斜用三角溝１８が掘られており、受信器１５の先端楔部１３と嵌合し、受信器１５の傾斜を許容しながらも、傾斜支点を三角溝１８の谷部に位置決めする。非磁性ステンレス材が被金属検体の場合、受信器の傾斜角１４は、一次最小ＲＭＳ傾斜角２８となる。一次最小ＲＭＳ傾斜角２８は、受信コイル１０の一次磁界の鎖交磁束がほぼゼロとなる角度である。セラミック材で出来た検出面板１６の上面には、励磁器用位置決め段差１９があり、励磁器９は段差１９の薄い側に置かれ、門型断面形状の鉄心２の先端が嵌合する。励磁器９の位置を固定する。検出面板の裏面は、検出面１７として、被金属検体と接触又は擦れる。
【００３１】
受信器のケーブル接続用基板１２は、図５の両面ＰＣＢ基板３２が使われる。基板上での鎖交磁束が生じないように、基板の両面それぞれに、表面銅箔パターン３４と裏面銅箔パターン３５が、同一形状、同一位置に形成されている。受信コイル３０のコイル線の両端は、それぞれコイル線用半田付けランドに半田付けされる。受信用ケーブルは、シールド付ツイストペア線とし、ツイストペア線の芯線が、それぞれケーブル芯線用半田付けランド３７に半田付けされる。
【００３２】
励磁器のケーブル接続用基板３は、図６の片面ＰＣＢ基板４３が使われる。基板上から磁界の発生が抑えられるように、基板の表面に二つの表面銅箔パターン４４が、パターン間の距離を出来るだけ狭くして形成されている。励磁コイル４１のコイル線の両端は、それぞれコイル線用半田付けランド４５に半田付けされる。励磁用ケーブルは、シールド付ツイストペア線とし、ツイストペア線の芯線が、それぞれケーブル芯線用半田付けランド４６に半田付けされる。図６の励磁コイルの位置は、アルミニュウム向け構成であり、非磁性ステンレス用の構成と異なる。
【００３３】
図８のように、セラミック材の検出面板６４上で傾斜設定された受信器６２、及び位置決めされた励磁器６３は、歯科用グラスアイオノマーセメントなるセメント材６１で固着される。さらに、図９のように、検出面板７７上にセメント材７４で固着された受信器７５と励磁器７６は、真空成型によって、樹脂封止される。図８と図９の励磁コイルの位置は、アルミニュウム向け構成であり、非磁性ステンレス用の構成と異なる。
【００３４】
[アルミニュウム用の構成]
前述の[非磁性ステンレス用の構成]と異なる点のみを述べる。  
図２は、アルミニュウム材との励磁器のコイル巻き線の配置と内部構造を表す。門型断面形状の鉄心２の第一脚部４の周りに励磁コイル１は巻かれ、第二脚部５の幅は、第一脚部４の幅よりも太い。励磁コイル１の第一コイル辺７は、第一脚部４と第二脚部５の間で梁部６の下を通り、第二コイル辺８は、第一脚部４の外側で、第一コイル辺７と平行で同じ高さを通る。門型断面形状の鉄心２の上に、励磁器のケーブル接続用基板３が固定される。受信器１５は、励磁器９の前方に、つまり第二コイル辺８の反対側に位置する。第二脚部５と梁部６の磁気シールド効果によって、受信器１５が置かれる空間では、一次磁界強度が小さい。
【００３５】
受信コイル１０は、棒型形状の鉄心１１の下側端部に巻かれる。棒型形状の鉄心１１の下先端には、先端楔部１３があり、傾斜の支点として受信器１５の傾斜設定を可能にする。棒型形状の鉄心１１は、受信コイル１０が巻かれていない部分で、受信器のケーブル接続用基板１２に接着される。
【００３６】
セラミック材で出来た検出面板１６の上面には、受信器傾斜用三角溝１８が掘られており、受信器１５の先端楔部１３と嵌合し、受信器１５の傾斜を許容しながらも、傾斜支点を三角溝１８の谷部に位置固定する。アルミニュウム材が被金属検体の場合、受信器の傾斜角１４は、二次最小ＲＭＳ傾斜角２９となる。二次最小ＲＭＳ傾斜角２９は、検出面１７に探傷深度限界を超える厚みのアルミニュウム材を接触させて、受信コイル１０の鎖交磁束が最小となる角度である。つまり、一次磁界と二次磁界が最も相殺し合い、グロスの鎖交磁束が最小となる角度である。その他、[非磁性ステンレス用の構成]と同じ。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、金属材料加工工程での製品の金属欠陥や不良を発見し品質向上をはかる、又は長年使用され耐用年数が迫る金属構造物の探傷と検査に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】非磁性ステンレス材との励磁コイル巻き線配置と内部構造
【図２】アルミニュウム材との励磁コイルの巻き線配置と内部構造
【図３】非磁性ステンレス材との受信器の角度特性
【図４】アルミニュウム材との受信器の角度特性
【図５】受信器のケーブル接続
【図６】励磁器のケーブル接続
【図７】検出面板の構造
【図８】検出面板上での受信器と励磁器の合着
【図９】ケース、樹脂封止
【符号の説明】
【００３９】
１    励磁コイル、励磁器のコイル
２    門型断面形状の鉄心、強磁性の鉄心
３    励磁器のケーブル接続用基板
４    第一脚部
５    第二脚部
６    梁部
７    第一コイル辺、第一電流線路
８    第二コイル辺、第二電流線路
９    励磁器
１０  受信コイル
１１  棒型形状の鉄心、強磁性体の鉄心
１２  受信器のケーブル接続用基板
１３  先端楔部、受信器を傾斜させる回転中心
１４  受信器の傾斜角  θ
１５  受信器
１６  検出面板
１７  検出面
１８  受信器傾斜用三角溝、受信器の先端楔部と嵌合し、受信器を傾斜させる回転中心
１９  励磁器用位置決め段差
２１  受信器の傾斜角  θ
２２  一次最小ＲＭＳ傾斜角２８より角度増加、検出面と受信器コイル軸がより平行に
２３  一次最小ＲＭＳ傾斜角２８より角度の減少、検出面と受信器コイル軸がより垂直に
２４  一次磁界の鎖交磁束成分
２５  金属検体の厚みが厚い場合の二次磁界鎖交成分
２６  金属検体の厚みが中程の場合の二次磁界の鎖交成分
２７  金属検体の厚みが薄い場合の二次磁界の鎖交成分
２８  一次最小ＲＭＳ傾斜角、二次磁界が無いときの受信器の最小起電力、一次磁界の鎖交磁束ゼロとなる傾斜角
２９  二次最小ＲＭＳ傾斜角、二次磁界を検出している時の受信器の最小起電力、鎖交一次磁界と鎖交二次磁界が相殺し合う傾斜角
３０  受信コイル
３１  棒型形状の鉄心、強磁性体の鉄心
３２  両面ＰＣＢ基板、受信器のケーブル接続用基板
３３  先端楔部、受信器を傾斜させる回転中心
３４  表面銅箔パターン
３５  裏面銅箔パターン
３６  コイル線用半田付けランド
３７  ケーブル芯線用半田付けランド
４１  励磁コイル、励磁器のコイル
４２  門型断面形状の鉄心、強磁性の鉄心
４３  片面ＰＣＢ基板、励磁器のケーブル接続用基板
４４  表面銅箔パターン
４５  コイル線用半田付けランド
４６  ケーブル芯線用半田付けランド
５１  検出面板
５２  検出面
５３  受信器傾斜用三角溝、受信器の先端楔部と嵌合し、受信器を傾斜させる回転中心
５４  励磁器用位置決め段差
５５  受信器の先端楔部、受信器を傾斜させる回転中
５６  受信器
５７  励磁コイル、励磁器のコイル
５８  門型断面形状の鉄心、強磁性の鉄心
５９  励磁器
６１  セメント材
６２  受信器
６３  励磁器
６４  検出面板
７１  ケーブル用シース
７２  ケーブルコンジット
７３  ケース、樹脂封止
７４  セメント材
７５  受信器
７６  励磁器
７７  検出面板
【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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