(57)【要約】【課題】本発明は、薄鋼板の板幅が変化しても、磁化器の薄鋼板の移動方向の設置寸法が変わらず、磁気センサが移動方向に同一位置に設けることが可能な、小型化が容易な磁気探傷装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数の磁気センサヘッドを固定する取り付けベースと、薄鋼板と対向する先端部に開口部が設けられ、該開口部の中心で、該薄鋼板の基準平面と該薄鋼板の幅方向とに垂直な平面に対して対称となる閉ループ磁路を形成して、薄鋼板を一方向に、所定幅分を磁化する磁化器と、開口部の垂直平面の中央で、薄鋼板と所定距離で離間させ、薄鋼板の幅方向に複数の漏洩磁気センサを設けた検出器とから成る複数の磁気センサヘッドとから成り、２つの磁化コイル取り付け部と磁化コイルとで形成される磁化コイル部の薄鋼板の幅方向の最大寸法を固定端部の幅方向寸法以下に成形したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄鋼板を走行方向に磁化し、この薄鋼板の内部及び表層の欠陥部によって生ずる漏洩磁束を、前記薄鋼板の幅方向に漏洩磁気センサを複数並べて検出し、前記薄鋼板の欠陥部を検出する磁気探傷装置であって、
複数の磁気センサヘッドを固定する取り付けベースと、
前記薄鋼板と対向する先端部に開口部が設けられ、該開口部の中心で、該薄鋼板の基準平面と該薄鋼板の幅方向とに垂直な平面に対して対称となる閉ループ磁路を形成して、前記薄鋼板を一方向に、所定幅分を磁化する磁化器と、前記開口部の前記垂直な平面の中央で、前記薄鋼板と所定距離で離間させ、前記薄鋼板の幅方向に複数の漏洩磁気センサを設けた検出器とから成る複数の前記磁気センサヘッドとを備え、
前記磁化器は、一方の端部に前記開口部を備える前記先端部と、他方の固定端部と、該先端部と該固定端部とを前記薄鋼板の移動方向及び幅方向において前記垂直な平面に対し対称に固定する２つの磁化コイル取り付け部とを備え、前記固定端部を前記取り付けベースに固定された磁化ヨークと、
２つの前記磁化コイル取り付け部に所定回数巻かれた２つの磁化コイルと
を備え、
２つの前記磁化コイル取り付け部と前記磁化コイルとで形成される磁化コイル部の前記薄鋼板の幅方向の最大寸法を前記固定端部の幅方向寸法以下に成形し、
前記固定端部の幅方向の端面同士を密着させて、複数の前記磁気センサヘッドを前記取り付けベースに並設するようにしたことを特徴とする磁気探傷装置。
【請求項２】
前記磁化器の前記固定端部の幅方向寸法と前記先端部の幅方向寸法とを等しくし、前記先端部の端面及び前記固定端部端面の端面同士を密着させて、複数の前記磁気センサヘッドを前記取り付けベースに並設するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の磁気探傷装置。
【請求項３】
前記磁化器は、前記磁化ヨークと前記磁化コイル取り付け部と、夫々の前記磁化コイルとを前記垂直な平面に対して対称な形状で、２つに分割されたな形状で形成し、その後分割された前記磁化器を一体化成形するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の磁気探傷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気探傷装置に係り、特に、薄鋼板の欠陥部によって生じる漏洩磁束を検出する磁気探傷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、食缶等の材料となるブリキ板等のストリップ（薄鋼板）の表層，及び内部に存在する微小な欠陥の検出装置として、その欠陥部によって生じる漏洩磁束を検出して欠陥の有無を判定する磁気探傷装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この磁気探傷装置の磁気センサヘッド２０の構成を図３に示す。図３に示すように、磁気センサヘッド２０は、非磁性ロール１１面に圧接されて矢印方向に搬送される薄鋼板１０の表面と近接する磁化ヨーク２４の開口部に、薄鋼板１０と所定のギャップ（ここではリフトオフと言う）を設けて、磁化ヨーク２４と磁化ヨーク２４に巻かれた磁化コイル２２とから成る磁化器によって薄鋼板１０を磁化するための磁場を成形する。
【０００４】
そして、この開口部において、薄鋼板１０に予め設定される距離に近接して、薄鋼板１０の欠陥部で発生する漏洩磁束を検出する半導体磁気センサ１２と、この半導体磁気センサ１２の感度を改善するための軟質磁性体１４とを設け、薄鋼板１０からの漏洩磁束を検出する。
【０００５】
このような磁気センサヘッド２０は、通常、薄鋼板１０の走行中に疵をつけたりする恐れがないように、少なくとも１ｍｍ以上のリフトオフを確保しておく必要があるが、薄鋼板１０の微小な欠陥部で発生する漏洩磁束を検出するためには、薄鋼板１０、磁化ヨーク２４、及びリフトオフとから成る磁路の磁束密度は、少なくとも２Ｔ（テスラ）程度の強磁場が必要であることが、実験からも知られている。
【０００６】
例えば、図４に示すように、磁化ヨーク２４の断面積Ｓ、磁化コイル２２の巻き数ｎ、磁化電流Ｉ、透磁率μ０のリフトオフΔｇ、透磁率をμの磁化ヨーク２４の磁路の長さＬｍ、この磁路の磁気抵抗をＲｍとして、この磁気回路を簡略化すると、
Ｒｍ＝Ｌｍ／μ・Ｓ＋Δｇ／μ０・Ｓ
で示される。
【０００７】
また、印加する起磁力ｎ・Ｉと、磁路の磁束Φ、磁束密度Ｂとの間には、次の関係がある。  
ｎ・Ｉ＝Φ・Ｒｍ
＝μＢ・Ｓ・Ｒｍ
したがって、磁束密度Ｂは、
Ｂ＝ｎ・Ｉ／（Ｒｍ・μ・Ｓ）
＝ｎ・Ｉ・１／（Ｌｍ＋Δｇ・μＳ）
＝ｋ・ｎ・Ｉ        （１）
となる。ここでμＳは磁化ヨークの比透磁率を示す。
【０００８】
例えば、Ｌｍが１ｍ、Δｇが１ｍｍ、μＳが２０００の場合、ｋが２となり、２Ｔの磁束密度を得ようとすると、磁化コイルの巻き数ｎ、磁化電流Ｉは、例えば、ｎを２０００×２個、電流２．５Ａとなる。
【０００９】
このような磁化器の外観は、例えば、磁化ヨーク２４を軟鉄、磁化コイル２２をエナメル銅線で成形すると、図５に示すように、薄鋼板１０の移動方向の縦寸法Ｌが２００ｍｍ、薄鋼板の板幅Ｗｉが２０００ｍｍの場合には、この板幅Ｗｉに対して幅寸法Ｗが２０００ｍｍ以上、高さＨが４００ｍｍ程度の大きさとなり、その重量も数百Ｋｇとなる。
【００１０】
したがって、このような磁化器から成る磁気探傷装置は、薄鋼板１０の板幅毎に磁化器を用意する必要があるだけでなく、重量物となるので組立や保守時の取り扱いが困難と成る問題がある。
【００１１】
そのため、磁化器の幅方向の寸法を分割して小型化し、薄鋼板の移動方向に千鳥配置しようとすると、縦寸法Ｌａは、非分割時の磁化器の縦寸法Ｌに対して２倍以上の寸法が必要となるので、大きな設置スペースが必要となる問題がある。
【００１２】
この分割された磁気ヨーク２４ａとその磁化コイル２２ａ、及び半導体磁気センサ１２ａの配置の例を図６に示す。図６の平面図に示すように、分割された磁化ヨーク２４ａの開口部に設けられる半導体磁気センサ１２ａは、薄鋼板１０の移動方向に対して距離Ｌｓずれた位置に設けられるために、検出した信号の位置を正確に処理しようとする場合には、位置を補正する手段が必要になる。
【００１３】
同様に、分割された半導体磁気センサ１２ａ同士のオーバーラップＬｓの部分の幅方向の検出信号の位置を正確に処理しようとする場合には、検出信号の位置合わせ処理手段が必要となる。
【００１４】
即ち、このように分割された磁化器を配置する場合には、印加する起磁力の大小に係らず、検出信号の位置ずれを補正する問題が発生する。
【特許文献１】特開２００２−１９５９８４号公報（図１、第１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上述べたように、従来の磁気探傷装置は、薄鋼板の板幅が変化しても、磁化器の薄鋼板の移動方向の設置寸法が変わらず、磁気センサが移動方向に同一位置に設けることが可能な、小型化が容易な磁気探傷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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明による磁気探傷装置は、薄鋼板を走行方向に磁化し、この薄鋼板の内部及び表層の欠陥部によって生ずる漏洩磁束を、前記薄鋼板の幅方向に漏洩磁気センサを複数並べて検出し、前記薄鋼板の欠陥部を検出する磁気探傷装置であって、複数の磁気センサヘッドを固定する取り付けベースと、前記薄鋼板と対向する先端部に開口部が設けられ、該開口部の中心で、該薄鋼板の基準平面と該薄鋼板の幅方向とに垂直な平面に対して対称となる閉ループ磁路を形成して、前記薄鋼板を一方向に、所定幅分を磁化する磁化器と、前記開口部の前記垂直な平面の中央で、前記薄鋼板と所定距離で離間させ、前記薄鋼板の幅方向に複数の漏洩磁気センサを設けた検出器とから成る複数の前記磁気センサヘッドとを備え、前記磁化器は、一方の端部に前記開口部を備える前記先端部と、他方の固定端部と、該先端部と該固定端部とを前記薄鋼板の移動方向及び幅方向において前記垂直な平面に対し対称に固定する２つの磁化コイル取り付け部とを備え、前記固定端部を前記取り付けベースに固定された磁化ヨークと、２つの前記磁化コイル取り付け部に所定回数巻かれた２つの磁化コイルとを備え、２つの前記磁化コイル取り付け部と前記磁化コイルとで形成される磁化コイル部の前記薄鋼板の幅方向の最大寸法を前記固定端部の幅方向寸法以下に成形し、前記固定端部の幅方向の端面同士を密着させて、複数の前記磁気センサヘッドを前記取り付けベースに並設するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、薄鋼板の板幅が変化しても、磁化器の薄鋼板の移動方向の設置寸法が変わらず、磁気センサが移動方向に同一位置に設けることが可能な、小型化が容易な磁気探傷装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について、図１及び図２を参照して説明する。図１（ａ）及び図１（ｂ）は、複数の磁気センサヘッド２から成る磁気探傷装置の構成図で、夫々、薄鋼板１０の走行方向の正面及び側面から見た断面図を示す。また、図２は、この１つの磁気センサヘッド２の正面図及び側面図を示す。
【００１９】
磁気探傷装置は、複数の磁気センサヘッド２を固定する取り付けベース１と、薄鋼板１０と対向する先端部３ａ３に開口部Ａが設けられ、この開口部Ａの中心で、薄鋼板１０の予め設定される基準平面とその幅方向とに垂直な平面に対して対称となる閉ループ磁路を形成して、薄鋼板１０を一方向に、所定幅分を磁化する磁化器３と、開口部Ａの中央で、薄鋼板１０と所定距離（リフトオフ）Δｇ離間させ、薄鋼板の幅方向に複数の漏洩磁気センサ４ａを設けた検出器４とから成る複数の磁気センサヘッド２とから成る。
【００２０】
また、磁化器３は、磁化ヨーク３ａと、磁化コイル３ｂ１及びと３ｂ２とを備える。磁化コイル３ａは、一方の端部を取り付けベース１に固定される固定端部３ａ１と、他方の端部に開口部Ａを備える先端部３ａ３と、固定端部３ａ１と先端部３ａ３とを薄鋼板１０の移動方向及び幅方向において軸対象に固定する２つの磁化コイル巻き付け部３ａ２とからなる。
【００２１】
２つの磁化コイル巻き付け部３ａ２には、所定回数巻かれた２つの磁化コイル３ｂ１及び３ｂ２を備える。
【００２２】
そして、２つの磁化コイル巻き付け部３ａ２に巻き付けられた磁化コイル３ｂ１及び３ｂ２の幅方向の最大寸法を固定端部３ａ１の幅方向寸法以下に成形し、固定端部３ａ１の幅方向の端面Ｂ同士を密着させて、複数の前記磁気センサヘッド２を取り付けベース１に並設するようにする。
【００２３】
次に、磁化器３の詳細設定について説明する。本発明の磁化器３の設定は、図４を参照して説明したものと同様の磁気回路で表される。即ち、磁化ヨーク３ａを軟鉄で成形すれば、軟鉄の透磁率μは、開口部Ａの磁路間隙の透磁率μ０より非常に大きいので、磁化ヨーク３ａと間隙の磁束密度に注目して、磁化器３の起磁力を設定する。
【００２４】
本実施例の磁化器３は、図４においては、磁化コイル２２は磁化コイル３ｂ１及び３ｂ２に、また、磁化ヨーク２４は、磁化ヨーク３ａを構成する固定端部３ａ１、磁化コイル取り付け部３ａ２、及び先端部３ａ３に相当する。
【００２５】
したがって、この磁気回路においては、磁路の磁束密度Ｂは、式（１）に示したように、
Ｂ＝ｋ・ｎ・Ｉ
で示されるから、薄鋼板１０の微小欠陥から漏洩される漏洩磁束が漏洩磁気センサ４ａで検出可能に与えられる大きさの起磁力（ｎ・Ｉ）を、磁化コイル３ｂ１及び３ｂ２の巻き数ｎと印加する電流Ｉとから選定して設定する。
【００２６】
そして、磁化ヨーク３ａの形状は、図２に示すように、薄鋼板１０の走行方向には逆Ｕ字形状で、板幅方向にはII（アラビア数字の２）の形状に成形され、薄鋼板１０の最大測定板幅の分割数で幅方向の寸法が決められる。
【００２７】
例えば、最大板幅２０００ｍｍで、分割数を１０とすると、磁化ヨーク３ａの固定端部３ａ１の幅方向寸法ｗ１ｔ及び先端部３ａ１の幅方向寸法ｗ１ｂは、夫々２００ｍｍとなる。
【００２８】
また、固定端部３ａ１と先端部３ａ３とを接続する２本の柱の部分となる磁化ヨーク３ａの磁化コイル巻き付け部３ａ２の形状は、最大高さ（ｈ２）×最大幅（ｙ２）となる。そして、この２本の磁化コイル巻き付け部３ａ２に、磁化コイル３ｂ１及び３ｂ２が、夫々所定回数（ｎ／２）巻き付けられる。
【００２９】
この時、巻き付けられた磁化コイルの３ｂ１及び３ｂ２の幅方向の最大寸法は、固定端部ｗ１ｔ以下の幅で、走行方向には幅ｃ２、且つ、磁化コイル３ｂ１と磁化コイル３ｂ２との間は、最大寸法がｃ１に成形される。
【００３０】
また、薄鋼板１０に近接する磁化ヨーク３ａ１の先端部３ａ１の形状は、薄鋼板１０の走行方向には逆八の字形状に、且つ、幅方向には一様に成形され、その尖端は走行方向に所定のリフトオフΔｇで設定される。
【００３１】
次に、このようにして形成される磁路から漏洩する漏洩磁束を検出する検出器４について説明する。検出器４は、磁路の間隙中央部Ａで薄鋼板１０に近接して、幅方向には、直線上に所定の間隔で並べられた漏洩磁気センサ４ａと、その両端を先端部３ａ３に固定して支持する漏洩磁気センサ支持部４ｂ１及び４ｂ２とから成る。
【００３２】
漏洩磁気センサ４ａは、例えば、多数のホール素子等の感磁性体素子群の感受面が、漏洩磁束を高感度で検知できるように配置される。
【００３３】
次に、このように構成された磁化器３と検出器４とから成る複数の磁気センサヘッドの並設方法について説明する。図１（ｂ）に示すように、磁気センサヘッド２は、非磁性ロール１上に圧接するように巻かれた薄鋼板１０の走行面の基準平面（接線面）に対して垂直に固定される。
【００３４】
また、固定端部３ａ１と先端部３ａ３の幅方向寸法は同一とし、幅方向にも同じ位置となるように予め組み立てておき、幅方向には固定端部３ａ１の両端面Ｂ１、及び、先端部３ａ３の両端面Ｂ２の夫々の端面が、密着して取り付けベース１に並設固定される。
【００３５】
磁気センサヘッド２は、予め設定される台数分、同様にして取り付けベース１に並設固定される。
【００３６】
ところで、この磁化器３ａは、磁化ヨーク３ａと磁化コイル取り付け部３ａ２と、夫々の磁化コイル３ｂ１及び３ｂ２とを、薄鋼板１０の検査基準平面及び幅方向に対して垂直な平面に対して、対称な形状となる単位で２つに分割形成し、その後、分割された夫々の磁化器を一体化成形するようにすれば、磁化コイルの成形及び組立がしやすくなる利点がある。
【００３７】
従って、本実施例に拠れば、薄鋼板の測定対象の最大板幅が変化した場合には、予め設定される複数台の磁気センサヘッドの台数分を並設し、漏洩磁気センサ４ａを幅方向に直線状に並べ、微小欠陥の検出位置がずれることない設定が可能となる。
【００３８】
また、このように分割型の磁気センサヘッドとすることで、製造性が良くなるだけでなく、全幅を１台の磁化器とする場合に比べ、１台当りの磁気コイルの長さも分割数分短くなる。
【００３９】
したがって、磁化コイルの直流抵抗による発熱を同一にする場合には、コイル径の小さいものを使用することが出来るので、成形する磁化コイルの形状を小型化できる効果もある。
【００４０】
尚、本発明は上述したような実施例に何ら限定されるものでなく、磁化ヨーク、及び磁気コイルは幅方向に一様な磁場を形成できる構造であれば良く、検出すべき欠陥の大きさと、その漏洩磁束分布に応じて、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜形状を変えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の磁気探傷装置の構成図。
【図２】本発明の磁気センサヘッドの構成図。
【図３】従来の磁気センサヘッドの構成図。
【図４】従来の磁気センサヘッドの磁気回路の説明図。
【図５】従来の磁気センサヘッドの外観図。
【図６】従来の磁気センサヘッドを分割型とした場合の配置図の例。
【符号の説明】
【００４２】
１  取り付けベース
２  磁気センサヘッド
３  磁化器
３ａ  磁化ヨーク
３ａ１  固定端部
３ａ２  磁化コイル巻き付け部
３ａ３  先端部
３ｂ１、３ｂ２  磁化コイル
４  検出器
４ａ  漏洩磁気センサ
４ｂ１、４ｂ２  漏洩磁気センサ支持部
１０  薄鋼板（ストリップ）
１１  非磁性ロール
１２  半導体磁気センサ
１４  軟磁性体
２０  磁気センサヘッド
２２、２２ａ  磁化コイル
２４、２４ａ  磁化ヨーク
【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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