(57)【要約】【課題】角部を有する試験体に対し、試験体の角部の近傍でも高い測定精度で検査ができる渦電流検査装置を提供する。【解決手段】可撓性の基板２１１と複数のコイル２２２とを有するプローブを備える。基板２１１には、複数のコイル配列体２２０が配置される。コイル配列体２２０は、１つ又は複数のコイル列２２１から形成される。コイル列２２１は、複数のコイル２２２が一方向に並んで形成される。コイル列２２１において複数のコイル２２２が並ぶ方向をコイル列方向とする。コイル配列体２２０では、コイル２２２は、ピッチＰが一定で並んでおり、ピッチＰは、コイル列方向の距離が最短である２つのコイル２２２の中心間の、コイル列方向の距離である。コイル配列体２２０は、コイル列方向に並んで配置される。隣り合う２つのコイル配列体２２０の間隔Ｗは、コイル２２２のピッチＰよりも大きい。【選択図】図４Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の基板と複数のコイルとを有するプローブを備え、
前記基板には、複数のコイル配列体が配置され、
前記コイル配列体は、１つ又は複数のコイル列から形成され、
前記コイル列は、複数の前記コイルが一方向に並んで形成され、
前記コイル列において複数の前記コイルが並ぶ方向をコイル列方向とし、
前記コイル配列体では、前記コイルは、ピッチが一定で並んでおり、前記ピッチは、前記コイル列方向の距離が最短である２つの前記コイルの中心間の、前記コイル列方向の距離であり、
前記コイル配列体は、前記コイル列方向に並んで配置され、
隣り合う２つの前記コイル配列体の間隔は、前記ピッチよりも大きい、
ことを特徴とする渦電流検査装置。
【請求項２】
前記プローブは、前記基板を支持し角部を有する支持部を備え、
前記基板において、隣り合う２つの前記コイル配列体の間に位置し、前記コイルが配置されていない領域をコイル未配置領域とし、
前記支持部は、前記基板の前記コイル未配置領域が前記角部に位置するように、前記基板を支持する請求項１に記載の渦電流検査装置。
【請求項３】
隣り合う２つの前記コイル配列体の間隔は、θを前記支持部の前記角部の角度（単位はｄｅｇｒｅｅ）とし、Ｒを前記支持部の前記角部の曲率半径とすると、｛（１８０−θ）／１８０｝πＲ以上である請求項２に記載の渦電流検査装置。
【請求項４】
前記コイル列方向は、前記プローブを走査する方向と直交する方向である請求項２に記載の渦電流検査装置。
【請求項５】
前記支持部は、基体と、前記基体の表面に設けられた押さえ部材とを備え、
前記基板は、前記押さえ部材の表面に設けられる請求項２に記載の渦電流検査装置。
【請求項６】
前記押さえ部材は、前記基板に接触する押さえ板と、前記押さえ板と前記基体との間に設けられた弾性体とを備える請求項５に記載の渦電流検査装置。
【請求項７】
前記押さえ部材は、前記支持部の前記角部において切りかきを有し、
前記基板は、前記コイル未配置領域が前記切り欠きにより形成された空間に収納されている請求項５に記載の渦電流検査装置。
【請求項８】
前記基板は、位置決め部として凸部又は凹部を備え、
前記支持部は、前記位置決め部と嵌合する嵌合部を備える請求項２に記載の渦電流検査装置。
【請求項９】
前記コイルは、前記基板の厚さ方向に突出し、
前記支持部は、前記コイルと嵌合する嵌合部を備える請求項２に記載の渦電流検査装置。
【請求項１０】
前記プローブは、磁性体と励磁コイルとで構成された励磁部を備え、
前記励磁コイルには、交流電流が供給される請求項２に記載の渦電流検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渦電流検査装置に関し、特に、複数のコイルを備えた渦電流検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
渦電流検査装置は、導電性の試験体（被検査体）中の欠陥の有無を調べる装置である。渦電流検査装置を用いた検査方法では、プローブに設けられたコイルが発生させた交流磁場により試験体に渦電流を誘起させ、欠陥による渦電流の乱れをコイルのインピーダンス変化などで検出し、欠陥の有無を調べる。
【０００３】
このような渦電流検査法ではコイルの近傍の欠陥しか検出できないので、渦電流検査装置は、検査効率を高めるために、複数のコイルが配置されたマルチコイル式プローブを備えることがある。
【０００４】
渦電流検査装置は、例えばタービンの動翼のように表面の曲率が連続的に変化する複雑な形状の試験体を検査することがある。特許文献１と特許文献２には、このような試験体の検査を可能にするために、可撓性を持つ基板、すなわちフレキシブルな基板に複数のコイルを設置したプローブを備える渦電流検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４４３６０号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
可撓性基板を持つマルチコイル式プローブを備える従来の渦電流検査装置は、表面の曲率が小さい試験体に対しては有効である。しかしながら、曲率が大きい部分を有する試験体や角部（曲率が不連続に変化する部分）を有する試験体に対しては、曲率が大きい部分や角部の近傍で測定精度が低下するという課題がある。特に角部の近傍では、後述するように可撓性基板と試験体の表面との間に隙間（「浮き」）が生じ、測定精度が著しく低下するという課題がある。
【０００７】
なお、通例に従い、「曲率が小さい」とは曲率半径が大きいことに対応し、「曲率が大きい」とは曲率半径が小さいことに対応する。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、角部を有する試験体に対し、試験体の角部の近傍でも高い測定精度で検査ができる渦電流検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による渦電流検査装置は、基本的には以下の構成を備える。可撓性の基板と複数のコイルとを有するプローブを備える。前記基板には、複数のコイル配列体が配置される。前記コイル配列体は、１つ又は複数のコイル列から形成される。前記コイル列は、複数の前記コイルが一方向に並んで形成される。前記コイル列において複数の前記コイルが並ぶ方向をコイル列方向とする。前記コイル配列体では、前記コイルは、ピッチが一定で並んでおり、前記ピッチは、前記コイル列方向の距離が最短である２つの前記コイルの中心間の、前記コイル列方向の距離である。前記コイル配列体は、前記コイル列方向に並んで配置される。隣り合う２つの前記コイル配列体の間隔は、前記ピッチよりも大きい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による渦電流検査装置によれば、角部を有する試験体に対し、試験体の角部の近傍でも高い測定精度で検査ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１による渦電流検査装置の構成を示す図である。
【図２Ａ】実施例１による渦電流検査装置でのプローブと試験体との構造的な関係を示す模式図であり、プローブの支持部が試験体の検査面に沿った形状を有する場合を示す図である。
【図２Ｂ】実施例１による渦電流検査装置でのプローブと試験体との構造的な関係を示す模式図であり、プローブの支持部が試験体の一部の溝のみに沿った形状を有する場合を示す図である。
【図２Ｃ】実施例１による渦電流検査装置でのプローブと試験体との構造的な関係を示す模式図であり、プローブの支持部が試験体の検査面の片面のみに沿った形状を有する場合を示す図である。
【図３Ａ】実施例１による渦電流検査装置でのプローブの検出部の構成を示す模式図である。
【図３Ｂ】実施例１による渦電流検査装置でのプローブの検出部の別の構成を示す模式図である。
【図４Ａ】プローブの検出部において、コイル配列体が１つのコイル列から形成されている場合の構成を示す模式図である。
【図４Ｂ】プローブの検出部において、コイル配列体が２つのコイル列から形成されている場合の構成を示す模式図である。
【図５】従来の渦電流検査装置において、試験体の角部での、プローブの検出部のコイルの配置を示す模式図である。
【図６Ａ】実施例１による渦電流検査装置において、試験体の角部での、プローブの検出部のコイルの配置を示す模式図である。
【図６Ｂ】実施例１による渦電流検査装置において、試験体の別の形状の角部での、プローブの検出部のコイルの配置を示す模式図である。
【図７】プローブの支持部の構成例を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例２による渦電流検査装置の構成を示す図である。
【図９Ａ】本発明の実施例３による渦電流検査装置において、プローブの検出部の構成例を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の実施例３による渦電流検査装置において、プローブの検出部の別の構成例を示す図である。
【図９Ｃ】本発明の実施例３による渦電流検査装置において、プローブの検出部のさらに別の構成例を示す図である。
【図１０】本発明の実施例４による渦電流検査装置の構成を示す図である。
【図１１】支持部の角部を示す模式図であり、角部が凹形状の場合を示す図である。
【図１２】支持部の角部を示す模式図であり、角部が凸形状の場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例による渦電流検査装置を説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一の要素には同一の符号を付け、これらの要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。
【実施例１】
【００１３】
図１を参照して、本発明の実施例１による渦電流検査装置１０の構成を説明する。図１は、本実施例による渦電流検査装置１０の構成を示す図である。
【００１４】
渦電流検査装置１０は、プローブ２０と検出装置５０とを備え、プローブ２０が走査することで試験体の欠陥の有無を検査する。
【００１５】
プローブ２０は、検出部２１０と支持部３００とを備える。図１には、プローブ２０の走査方向を矢印で示している。
【００１６】
検出部２１０は、フレキシブルな基板２１１、すなわち可撓性のある基板２１１と、基板２１１に配置された複数のコイル２２２とを備える（後述する図３Ａ、図３Ｂを参照）。なお、図１では、基板２１１やコイル２２２などの、プローブ２０の検出部２１０の内部構造は、図示を省略している。後述する図２Ａ〜図２Ｃ、図７、図８でも同様に、プローブ２０の検出部２１０の内部構造は、図示を省略している。
【００１７】
支持部３００は、基体３１０と、基体３１０の表面に設けられた押さえ部材３２０とを備える。基体３１０は、検出部２１０の基板２１１を所望の形状に支持するための部材である。押さえ部材３２０は、検出部２１０の基板２１１を試験体６０（後述する図２Ａ〜図２Ｃを参照）に密着させるための部材であり、押さえ部材３２０の表面に基板２１１が設置される。検出部２１０は、所望の形状（通常は支持部３００の表面に沿った形状）に変形され、支持部３００の表面に設置される。
【００１８】
検出装置５０は、検出部５１、表示部５２、及び記憶部５３を備える。検出部５１は、プローブ２０の検出部２１０にあるコイル２２２に通電するための励磁回路と、コイル２２２のインピーダンスなどの応答特性を計測する検出回路と、検出した信号を処理する信号処理部とを備える。信号処理部で処理されたデータは、表示部５２に適切な形で表示されるとともに、記憶部５３に適切なデータ形式で保存・記憶される。なお、検出装置５０は、記憶部５３や表示部５２を備えなくてよい。
【００１９】
（プローブの支持部の角部）
図２Ａ〜図２Ｃは、検出部２１０と支持部３００とを備えるプローブ２０と検査対象である試験体６０との構造的な関係を示す模式図である。図２Ａ〜図２Ｃにおいて、プローブ２０の走査方向は図示した通りである。すなわち、プローブ２０は、紙面に垂直な方向に走査する。
【００２０】
図２Ａは、プローブ２０の支持部３００が、試験体６０の検査面６１に沿った形状を有する場合を示す図である。プローブ２０の検出部２１０は、支持部３００の表面に沿った形状に変形されて支持部３００の表面に設置されるので、試験体６０の検査面６１に沿った形状になる。
【００２１】
図２Ｂは、プローブ２０の支持部３００が、試験体６０の一部の溝６２のみに沿った形状を有する場合を示す図である。プローブ２０の検出部２１０は、試験体６０の溝６２に沿った形状になる。
【００２２】
図２Ｃは、プローブ２０の支持部３００が、試験体６０の検査面６１の片面６３のみに沿った形状を有する場合を示す図である。プローブ２０の検出部２１０は、試験体６０の検査面６１の片面６３に沿った形状になる。
【００２３】
図２Ｂと図２Ｃに示すように、支持部３００の形状は、試験体６０の検査面６１の形状と完全に等しくする必要はなく、検査面６１の一部（例えば、溝６２や検査面６１の片面６３などの検査したい場所）と同じ形状にしてもよい。
【００２４】
試験体６０の検査面６１が角部を有する形状であると、この角部に対応して、支持部３００も角部を有する。本明細書において、角部とは、曲率が不連続に変化する部分を意味する。角部には、内角の大きさが１８０°よりも小さい角部（「凸部」と呼ぶ）と、内角の大きさが１８０°よりも大きい角部（「凹部」と呼ぶ）の２つがある。図２Ａ〜図２Ｃにおいて、矢印で示した部分が試験体６０の角部であり、これらの角部に対向する支持部３００の部分が支持部３００の角部である。
【００２５】
（プローブの検出部の構成）
図３Ａは、プローブ２０の構成要素の１つである検出部２１０の構成を示す模式図である。
【００２６】
プローブ２０の検出部２１０は、フレキシブルな基板２１１、すなわち可撓性のある基板２１１と、基板２１１上に配置された複数のコイル２２２と、複数の配線（図示せず）を備える。
【００２７】
基板２１１は、支持部３００の表面に沿って折り曲げ可能なように、可撓性のあるベース材料を用いて構成される。可撓性のある基板２１１の例として、電子機器などに用いられるフレキシブル基板（Flexible Printed Circuit Board）などが挙げられる。基板２１１には、銅などの導体を用いて、コイル２２２や配線などが形成されている。
【００２８】
基板２１１上には、複数のコイル配列体２２０（coil array）が配置される。コイル配列体２２０は、１つ又は複数のコイル列２２１から形成された、コイルの集合体である。コイル列２２１は、複数のコイル２２２が一方向に一定の間隔で並んで形成された、コイルの列である。コイル列２２１におけるコイル２２２の並ぶ方向は、全てのコイル配列体２２０において同じである。複数のコイル配列体２２０は、コイル列２２１におけるコイル２２２の並ぶ方向に並んで配置される。図３Ａに示した例では、基板２１１上に２つのコイル配列体２２０が図の上下方向に並んで配置され、それぞれのコイル配列体２２０は、２つのコイル列２２１から形成されており、それぞれのコイル列２２１は、図の上下方向に等間隔で並んだ４つのコイル２２２から形成されている。
【００２９】
図３Ｂは、検出部２１０の別の構成を示す模式図である。コイル２２２は、それぞれのコイル列２２１において、図３Ａに示したように一直線上に並んでもよいが、一直線上に並んでいなくてもよい。図３Ｂに示した例では、それぞれのコイル列２２１において、コイル２２２は、一直線上に並んでいないが、全体として一方向（図の上下方向）に並んでいる。このように、コイル２２２は、コイル列２２１において、一直線上に並んでもよいし、一直線上に並んでなく全体として一方向に並んでもよい。
【００３０】
コイル配列体２２０を構成するコイル２２２には、巻線コイル、又はフォトリソグラフィによるプリントコイルなどを用いることができる。巻線コイルは、導線を多く巻けるので大きな信号が得られるという特徴がある。本実施例では、コイル２２２に巻線コイルを用いた。
【００３１】
各コイル２２２は、配線により検出装置５０の検出部５１（図１参照）に接続されている。検出部５１の励磁回路から出力される励磁電流又は励磁電圧により、コイル２２２は励磁され、交流磁束を発生する。この交流磁束に対する試験体６０の応答をコイル２２２により検出し、検出部５１の検出回路にて信号として検出する。
【００３２】
一般に、渦電流検査装置には、試験体６０の励磁とこの励磁に対する試験体６０の応答の検出をひとつのコイルで行う絶対値方式と、励磁と検出を別のコイルで行う送受信方式とがある。絶対値方式と送受信方式とには、それぞれ特徴がある。本発明による渦電流検査装置は、絶対値方式と送受信方式のいずれの方式にも有効である。本実施例では、一例として、送受信方式の渦電流検査装置を用いた。
【００３３】
（コイル未配置領域）
以下では、コイル列２２１においてコイル２２２が並ぶ方向のことを「コイル列方向」と呼ぶ。また、「隣り合う」とは、コイル列方向の距離が最短であることを意味する。
【００３４】
図３Ａ、図３Ｂに示したように、プローブ２０の検出部２１０には、複数のコイル配列体２２０が配置されており、隣り合う２つのコイル配列体２２０の間には、コイル未配置領域２３０が設けられている。コイル未配置領域２３０とは、検出部２１０の基板２１１において、隣り合うコイル配列体２２０の間に位置する領域であり、コイル２２２が配置されていない領域と定義する。配線は、コイル未配置領域２３０に配置されてもよい。
【００３５】
本実施例による渦電流検査装置では、以下で説明するように、隣り合うコイル配列体２２０の間隔Ｗは、コイル配列体２２０でのコイル２２２のピッチＰよりも大きく、Ｗ＞Ｐである。すなわち、コイル未配置領域２３０の幅Ｗは、コイル配列体２２０でのコイル２２２のピッチＰよりも大きい。
【００３６】
（コイル未配置領域の幅とコイルのピッチ）
図４Ａと図４Ｂを用いて、本明細書における、隣り合うコイル配列体２２０の間隔Ｗ（コイル未配置領域２３０の幅Ｗ）とコイル２２２のピッチＰについて説明する。図４Ａと図４Ｂは、プローブ２０の検出部２１０の構成を示す模式図である。図４Ａと図４Ｂには、プローブ２０の走査方向を矢印で示している。プローブ２０は、通常、コイル列方向（図４Ａ、図４Ｂの上下方向）に直交する方向に走査する。
【００３７】
図４Ａは、コイル配列体２２０が１つのコイル列２２１から形成され、コイル列２２１が４つのコイル２２２から形成されている場合を示す。プローブ２０の走査方向に直交する仮想的な直線を走査方向直交線７１と呼び、走査方向直交線７１の上に投影したコイル２２２を表す線をコイル投影線７２と呼ぶ。図４Ａにおいて、走査方向直交線７１は点線で示し、コイル投影線７２は太線で示している。
【００３８】
隣り合う２つのコイル配列体２２０において、互いに最も近い位置にあるコイル投影線７２の、互いに最も近い端と端との距離を、コイル未配置領域２３０の幅Ｗと定義する。また、走査方向直交線７１の上に投影したコイル２２２の中心点をコイル中心投影点と呼び、１つのコイル配列体２２０の中で、隣り合う２つのコイル中心投影点の距離を、コイル２２２のピッチＰと定義する。
【００３９】
図４Ｂは、コイル配列体２２０が２つのコイル列２２１から形成され、コイル列２２１が４つのコイル２２２から形成されている場合を示す。図４Ｂに示した例では、１つのコイル配列体２２０に対し１本のコイル投影線７２が描かれるが、この場合も、コイル投影線７２を用いて、コイル未配置領域２３０の幅Ｗを定義することができる。すなわち、隣り合う２つのコイル配列体２２０において、コイル投影線７２の互いに最も近い端と端との距離を、コイル未配置領域２３０の幅Ｗと定義する。また、走査方向直交線７１の上に投影したコイル２２２の中心点をコイル中心投影点と呼び、１つのコイル配列体２２０の中で、隣り合う２つのコイル中心投影点の距離を、コイル２２２のピッチＰと定義する。
【００４０】
以上の説明と図４Ａ、図４Ｂからわかるように、コイル未配置領域２３０の幅Ｗは、隣り合う２つのコイル配列体２２０の間隔Ｗと等しい。また、コイル２２２のピッチＰは、１つのコイル配列体２２０の中で隣り合う（すなわち、１つのコイル配列体２２０の中でコイル列方向の距離が最短である）２つのコイル２２２の中心間の、コイル列方向の距離である。
【００４１】
（コイル未配置領域とプローブの支持部の角部の位置関係）
次に、プローブ２０の検出部２１０のコイル未配置領域２３０とプローブ２０の支持部３００の角部との位置関係を述べる。
【００４２】
本実施例においては、検出部２１０を支持部３００に取り付けた際、コイル未配置領域２３０が支持部３００の角部に位置するようにする。このような構成にすることで、本実施例による渦電流検査装置は、支持部３００の角部（すなわち、試験体６０の角部）の近傍でも高い測定精度で検査ができる。その理由を以下に述べる。
【００４３】
まず、従来の渦電流検査装置において、試験体６０の角部の近傍で計測精度が低下する理由を説明する。
【００４４】
図５は、従来の渦電流検査装置において、試験体６０の角部での、プローブ２０の検出部２１０のコイル２２２の配置を示す模式図である。図５では、基板２１１上に配置されたコイル２２２の位置をわかりやすく示すために、検出部２１０を模式的に示している。
【００４５】
図５に示すように、従来の渦電流検査装置の可撓性基板を用いたプローブは、試験体６０の角部にもコイル２２２が位置するように構成されている。
【００４６】
可撓性基板を用いたプローブでは、コイル２２２が配置されている領域は、コイル２２２が配置されていない領域に比べて可撓性の程度が小さい。すなわち、基板２１１のコイル２２２が配置されている領域は、コイル２２２が配置されていない領域に比べて、曲げたときの最大曲率が小さい（曲がり具合が小さい）。この理由は、コイル２２２に巻線コイルを用いた場合はコイル２２２での配線量が多いために、コイル２２２にプリントコイルを用いた場合は基板２１１の配線面積比率が多くなるために、どちらの場合もコイル２２２が配置されている領域で基板２１１の可撓性の程度が減少するためである。
【００４７】
従来の渦電流検査装置のプローブでは、試験体６０の角部にもコイル２２２が配置されるので、図５に示すように、可撓性基板を用いても試験体６０の角部での可撓性の程度が低い。このため、可撓性基板２１１を試験体６０の表面に完全に沿わせることができず、可撓性基板２１１と試験体６０の表面との間に隙間（「浮き」）が生じてしまう。この「浮き」、すなわち「リフトオフ」により、リフトオフ・ノイズが発生し、渦電流検査装置の測定精度が低下する。図５に示すように、このリフトオフは、試験体６０の角部のみでなく、角部の近傍に配置されたコイル２２２にも波及してしまう。
【００４８】
これに対し、本実施例による渦電流検査装置１０では、プローブ２０の検出部２１０にコイル未配置領域２３０が設けられており、プローブ２０の支持部３００の角部にコイル未配置領域２３０が位置するように、プローブ２０が構成されている。すなわち、本実施例による渦電流検査装置１０では、試験体６０の角部にコイル２２２が配置されないようにプローブ２０が構成されており、試験体６０の角部でプローブ２０の可撓性の程度が低下しない。このため、可撓性基板２１１を試験体６０の表面に沿わせることができ、可撓性基板２１１と試験体６０の表面との間にリフトオフが発生することがない。
【００４９】
図６Ａは、本実施例による渦電流検査装置１０において、試験体６０の角部での、プローブ２０の検出部２１０のコイル２２２の配置を示す模式図である。図６Ｂは、本実施例による渦電流検査装置１０において、試験体６０の別の形状の角部での、プローブ２０の検出部２１０のコイル２２２の配置を示す模式図である。図６Ａと図６Ｂでは、基板２１１上に配置されたコイル２２２の位置をわかりやすく示すために、検出部２１０を模式的に示している。
【００５０】
図６Ａと図６Ｂに示すように、プローブ２０の支持部３００の角部にコイル未配置領域２３０が配置されているため、試験体６０の角部には、コイル未配置領域２３０が位置し、コイル２２２が配置されない。このため、試験体６０の角部とその近傍で、「浮き」すなわちリフトオフが発生せず、リフトオフ・ノイズが発生しない。したがって、本実施例による渦電流検査装置１０では、試験体６０の角部の近傍でも高い測定精度で検査ができる。
【００５１】
（プローブの支持部の構成）
図７は、プローブ２０の支持部３００の構成例を示す模式図である。支持部３００は、支持部３００の骨格である基体３１０と、押さえ部材３２０とを備える。押さえ部材３２０は、基体３１０に機械的に接続されており、プローブ２０の検出部２１０を試験体６０に密着させる機能を持つ。本実施例では、押さえ部材３２０は、押さえ板３２１と押さえ弾性体３２２とからなる。押さえ弾性体３２２は、バネなどの弾性力のある構造体からなり、押さえ板３２１と基体３１０との間に設けられている。押さえ板３２１は、検出部２１０の基板２１１に接触し、押さえ弾性体３２２の弾性力により検出部２１０を試験体６０に密着させる。押さえ板３２１は、検出部２１０に固定してもよく固定しなくてもよい。
【００５２】
押さえ部材３２０は、押さえ板３２１と押さえ弾性体３２２とに分離する必要は必ずしもない。例えば、押さえ部材３２０として、ウレタン樹脂などの弾性力のある材料からなる部材を用いてもよい。このような押さえ部材３２０を用いても、プローブ２０を試験体６０に押しつけながら走査すれば、プローブ２０は、検出部２１０が試験体６０の表面に密着しながら走査方向に移動する。また、押さえ部材３２０として空気バネを用いてもよい。空気バネを用いると、複雑形状の試験体６０に対しても、検出部２１０を均一に密着させやすい。
【００５３】
プローブ２０の走査は、手動で行う場合と自動で行う場合とがある。プローブ２０の走査を手動で行う場合には、支持部３００にハンドル３４０を設置してもよい。ハンドル３４０を設置すると、プローブ２０を手動で走査しやすくなる。また、プローブ２０を機械的に走査する走査器に取り付けると、プローブ２０の走査を自動で行うことができる。
【００５４】
（コイル配列体の間隔Ｗとプローブの支持部の角部の形状）
隣り合う２つのコイル配列体２２０の間隔Ｗ（コイル未配置領域２３０の幅Ｗ）の好ましい値（例えば、最小値）は、プローブ２０の支持部３００の角部の形状から求めることができる。以下では、支持部３００の角部の形状から求めた、隣り合うコイル配列体２２０の間隔Ｗの最小値について説明する。
【００５５】
図１１は、支持部３００の角部を示す模式図であり、支持部３００の角部が凹形状の場合を示す図である。図１１は、一例として、図６Ｂに示した支持部３００の角部を模式的に示している。図１１において、Ｂは、支持部３００の角部を示し、角度θは、支持部３００の角部の角度（角部を形成する２つの面のなす角度）であり、Ｒは、支持部３００の角部の曲率半径（角部を形成する２つの面に接する円柱の半径）である。さらに、ＡとＣは、図１１において半径Ｒの円が支持部３００と接する位置であり、Ｏは、この円の中心である。線分ＯＡは線分ＡＢに直交し、線分ＯＣは線分ＢＣに直交する。なお、角度θは、単位がｄｅｇｒｅｅであり、大きさが０＜θ＜１８０である。
【００５６】
検出部２１０の可撓性基板２１１は、コイル２２２が配置されていないと仮定すると、支持部３００の角部では円弧ＡＣに沿って位置する。図５、図６Ａ、及び図６Ｂを用いて説明したように、基板２１１を試験体６０の表面に沿わせて、基板２１１と試験体６０の表面との間にリフトオフが発生しないようにする必要がある。このためには、コイル２２２が円弧ＡＣ上に位置するのは好ましくない。すなわち、隣り合う２つのコイル配列体２２０の間隔Ｗ（コイル未配置領域２３０の幅Ｗ）は、円弧ＡＣの長さをＬとすると、Ｗ≧Ｌという関係を満たすのが好ましい。
【００５７】
図１１より、支持部３００の角部の曲率半径がＲであるので、円弧ＡＣを持つ円の円周の長さは、２πＲである。円弧ＡＣに対する中心角をα（単位はｄｅｇｒｅｅ）とすると、α＝１８０−θである。よって、円弧ＡＣの長さＬは、Ｌ＝｛（１８０−θ）／３６０｝＊２πＲで表される。すなわち、Ｌ＝｛（１８０−θ）／１８０｝πＲである。
【００５８】
したがって、隣り合う２つのコイル配列体２２０の間隔Ｗ（コイル未配置領域２３０の幅Ｗ）は、
Ｗ≧｛（１８０−θ）／１８０｝πＲ      （１）
の関係を満たすのが好ましい。式（１）より、隣り合う２つのコイル配列体２２０の間隔Ｗの好ましい値は、｛（１８０−θ）／１８０｝πＲ以上である（θは支持部３００の角部の角度（単位はｄｅｇｒｅｅ）であり、Ｒは支持部３００の角部の曲率半径である）。
【００５９】
なお、ここでは、支持部３００の角部が凹形状の場合を述べたが、図１２のように支持部３００の角部が凸形状の場合でも式（１）が成り立つ。図１２は、支持部３００の角部を示す模式図であり、角部が凸形状の場合を示す図である。角部が凸形状の場合も、図１２からわかるように、可撓性基板２１１は、円弧ＡＣに沿って位置するので、上記の議論が成り立つからである。角部が凸形状の場合の角度θは、図１２に示したように、角部を形成する２つの面のなす角度である。Ｒは、支持部３００の角部の曲率半径である。
【実施例２】
【００６０】
図８を用いて、本発明の実施例２による渦電流検査装置１０の構成を説明する。図８は、本実施例による渦電流検査装置１０の構成を示す図である。図８には、渦電流検査装置１０のうちプローブ２０を示しており、検出部２１０と支持部３００とを備えるプローブ２０と検査対象である試験体６０との構造的な関係を模式的に示している。
【００６１】
本実施例による渦電流検査装置１０は、実施例１による渦電流検査装置１０の備える特徴に加えて、以下の特徴を有する。第１に、支持部３００の角部において、押さえ部材３２０は切り欠きを有し、この切り欠きにより押さえ部材３２０に空間が形成されている。第２に、検出部２１０の可撓性基板２１１は、コイル未配置領域２３０の一部又は全てが、押さえ部材３２０の切り欠きにより形成された空間に収納され、支持部３００の内部に入っている。
【００６２】
すなわち、本実施例による渦電流検査装置１０は、支持部３００の角部において、可撓性基板２１１は折り曲げられており、コイル未配置領域２３０の一部又は全ては、押さえ部材３２０の切り欠きにより形成された空間（基体３１０と押さえ部材３２０との間の空間）に収納されている。
【００６３】
本実施例による渦電流検査装置１０は、以上の構成を備えるため、以下の効果を奏する。試験体６０の角部において、プローブ２０の検出部２１０の基板２１１が試験体６０に接触しないので、プローブ２０の走査を長期間にわたって続けても、基板２１１が試験体６０の角部との接触によって摩耗しない。したがって、長期間に亘ってプローブ２０を利用できるという効果がある。
【実施例３】
【００６４】
図９Ａ〜９Ｃを用いて、本発明の実施例３による渦電流検査装置１０の構成を説明する。図９Ａ〜９Ｃは、本実施例による渦電流検査装置１０において、プローブ２０の検出部２１０の構成例を示す図である。図９Ａ〜９Ｃには、渦電流検査装置１０のプローブ２０の検出部２１０を示している。
【００６５】
本実施例による渦電流検査装置１０は、実施例１による渦電流検査装置１０の備える特徴に加えて、プローブ２０の検出部２１０が位置決め部２４０を備えるという特徴を有する。位置決め部２４０は、嵌合部（マーカ）であり、凸部又は凹部である。
【００６６】
さらに、本実施例による渦電流検査装置１０は、支持部３００が、位置決め部２４０と嵌合する嵌合部（図示せず）を備える。この嵌合部は、位置決め部２４０と嵌合するように構成され、例えば凹部又は凸部である。検出部２１０を支持部３００に設置してプローブ２０を構成した際、検出部２１０の位置決め部２４０と支持部３００の嵌合部とは、互いに嵌合する関係になっている。
【００６７】
検出部２１０が位置決め部２４０を備え、支持部３００が位置決め部２４０と嵌合する嵌合部を備える構成にすることで、本実施例による渦電流検査装置１０は、以下の効果を奏する。
【００６８】
検出部２１０の位置決め部２４０と支持部３００の嵌合部とが互いに嵌合することで、検出部２１０と支持部３００との位置関係が正確に定まる。支持部３００の角部と試験体６０の角部は、互いに対応する位置関係にある（互いに対向するように位置する）。このため、本実施例の渦電流検査装置１０では、検出部２１０のコイル２２２と試験体６０の角部との位置関係が一定に保たれ、プローブ２０を走査してもこれらの相対的な位置関係がズレにくい。
【００６９】
渦電流試験法においては、端部効果という現象が知られている。これは、試験体６０の端の近傍では、測定信号にノイズが現れ、測定精度が低下するという現象である。端部効果が現れる原因は、試験体６０の端の近傍では渦電流の分布が試験体６０の形状の影響を受けて変化するため、コイル２２２の検出信号が変化し、測定信号にノイズとして現れるためである。
【００７０】
試験体６０の角部のように試験体６０の形状が変化する場所の近傍では、この端部効果が現れる。したがって、コイル２２２と試験体６０の角部との位置関係にズレが生じると、測定信号にノイズが発生し、測定精度が低下する。
【００７１】
これに対し、本実施例による渦電流検査装置１０では、検出部２１０のコイル２２２と試験体６０の角部との位置関係が一定に保たれるため、端部効果による測定精度の低下を抑制することができ、試験体６０の角部の近傍でも精度良く計測することが可能である。
【００７２】
図９Ａ〜９Ｃには、位置決め部２４０の構成例を示した。
【００７３】
図９Ａに示す検出部２１０は、位置決め部２４０として、基板２１１の面方向（紙面に平行な方向）にへこんでいる凹部（切り欠き部）を基板２１１に備える。支持部３００は、この凹部に嵌合する嵌合部（例えば凸部）を備える。
【００７４】
図９Ｂに示す検出部２１０は、位置決め部２４０として、基板２１１の面方向に突出している凸部を基板２１１に備える。支持部３００は、この凸部に嵌合する嵌合部（例えば凸部）を備える。
【００７５】
図９Ｃに示す検出部２１０は、位置決め部２４０として、基板２１１の厚さ方向（紙面に垂直な方向）に突出している凸部を基板２１１に備える。支持部３００は、この凸部に嵌合する嵌合部（例えば凹部）を備える。
【００７６】
位置決め部２４０として、コイル２２２の物理的な突起を用いてもよい。特に、コイル２２２として巻線コイルを用いた場合には、コイル２２２は、基板２１１よりも厚さが大きいので、基板２１１の厚さ方向に突出する。そこで、コイル２２２は、基板２１１の厚さ方向に突出する位置決め部２４０として、より有効に機能する。この場合、支持部３００は、コイル２２２に嵌合する嵌合部を備える。
【００７７】
本実施例による渦電流検査装置１０は、上述したように、検出部２１０のコイル２２２と試験体６０の角部との位置関係を一定に保つことができるため、端部効果による測定精度の低下を抑制するのが可能であり、試験体６０の角部の近傍でも精度良く計測できるという効果を得ることができる。
【実施例４】
【００７８】
図１０を用いて、本発明の実施例４による渦電流検査装置１０の構成を説明する。図１０は、本実施例による渦電流検査装置１０の構成を示す図である。図１０には、渦電流検査装置１０のうちプローブ２０を示しており、検出部２１０と支持部３００とを備えるプローブ２０と検査対象である試験体６０とを模式的に示している。
【００７９】
本実施例による渦電流検査装置１０は、実施例１による渦電流検査装置１０の備える特徴に加えて、プローブ２０がプローブ励磁部２６０を備えるという特徴を有する。
【００８０】
実施例１による渦電流検査装置１０は、試験体６０の励磁とこの励磁に対する試験体６０の応答の検出とを別のコイルで行う送受信方式を用いていた。この方式では、プローブ２０の検出部２１０に配置されたコイル２２２は励磁機能と検出機能とを備え、コイル２２２のうち一部のコイルが励磁コイルとして機能し、残りのコイルが検出コイルとして機能する。また、時間の経過とともに、励磁コイルと検出コイルの機能の分担を入れ替えてもよい。
【００８１】
また、渦電流検査装置に絶対値方式を用いた場合には、プローブ２０の検出部２１０に配置されたコイル２２２の各々が励磁とこの励磁に対する応答の検出を行う。具体的には、コイル２２２が試験体６０を励磁し、この励磁に対する試験体６０の応答を、試験体６０を励磁したコイル２２２のインピーダンス変化として検出する。実施例１による渦電流検査装置１０は、絶対値方式を採用することも可能であり、絶対値方式を採用した渦電流検査装置も本発明の範囲に入ることは言うまでもない。
【００８２】
実施例４による渦電流検査装置１０は、コイル２２２とは別に設けたプローブ励磁部２６０が試験体６０を励磁する。プローブ励磁部２６０は、プローブ２０の支持部３００の基体３１０に設けられる。また、検出装置５０の検出部５１（図１参照）は励磁回路を備え、プローブ励磁部２６０は、この励磁回路により交流電流が供給される。
【００８３】
プローブ励磁部２６０は、フェライトなどの磁性体のコアと、このコアに磁束を発生させる励磁コイルとで構成される。プローブ励磁部２６０は、励磁コイルに交流電流が供給されると、図１０に矢印で示したように、コア内に交流磁束が発生する。
【００８４】
試験体６０が鉄鋼などの磁性体の場合、プローブ励磁部２６０は、コア内に交流磁束が発生すると、試験体６０に図１０の矢印で示した交流磁束を発生させる。この交流磁束により、試験体６０の表面には渦電流が生成する。この渦電流が誘起する磁界を、検出部２１０のコイル２２２が検出する。
【００８５】
本実施例の渦電流検査装置１０によれば、複数のコイル２２２で渦電流を検出する場合でも、１つのプローブ励磁部２６０に励磁電流を供給すればよいので、検出装置５０の検出部５１の回路構成が簡単になるという効果がある。
【００８６】
図１０に示したように、プローブ２０は、検出部２１０のコイル未配置領域２３０が支持部３００の角部に位置するように構成されている。このため、試験体６０の角部の近傍でも、コイル２２２が試験体６０に密着するため、精度良く計測できるという効果を得ることができる。
【００８７】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。本発明は、上記の実施例を複数組み合わせることもできる。
【００８８】
本発明は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施することができる。本明細書に記載された実施例は、あくまでも例示にすぎず、本発明を限定的に解釈するのに用いてはならないことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８９】
１０…渦電流検査装置、２０…プローブ、５０…検出装置、５１…検出部、５２…表示部、５３…記憶部、６０…試験体、６１…検査面、６２…溝、６３…検査面の片面、７１…走査方向直交線、７２…コイル投影線、２１０…プローブの検出部、２１１…基板、２２０…コイル配列体、２２１…コイル列、２２２…コイル、２３０…コイル未配置領域、２４０…位置決め部、２６０…プローブ励磁部、３００…プローブの支持部、３１０…基体、３２０…押さえ部材、３２１…押さえ板、３２２…押さえ弾性体、３４０…ハンドル。
【図１】
2017009367.tif 000003
【図２Ａ】
2017009367.tif 000004
【図２Ｂ】
2017009367.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
2017009367.tif 000007
【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
2017009367.tif 000014
【図８】
2017009367.tif 000015
【図９Ａ】
2017009367.tif 000016
【図９Ｂ】
2017009367.tif 000017
【図９Ｃ】
2017009367.tif 000018
【図１０】
2017009367.tif 000019
【図１１】
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【図１２】
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