JP2009133694A

JP2009133694A - 渦流測定用貫通コイルおよび渦流測定方法

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Publication number: JP2009133694A
Application number: JP2007309347A
Authority: JP
Inventors: Eiji Sasaki; 栄聡佐々木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2007-11-29
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2027-11-29
Also published as: JP5018431B2

Abstract

【課題】ワークのコーナー部において、精度良く渦流測定を行うことができる貫通コイルおよび該貫通コイルによる渦流測定方法を提供することにより、焼入品質の管理を改善し、ワークの品質確保を容易にする。
【解決手段】励磁コイル３により発生させる磁束の流れを、貫通コイル１の検出端１ａ側では非検出端１ｂ側では貫通孔５の軸心（軸Ａ）に近づけつつ、貫通コイル１の非検出端１ｂ側では検出端１ａ側よりも貫通孔５の軸Ａから遠ざけて、貫通コイル１の検出端１ａ側よりも外側に集中させて、かつ、検出コイル４を、貫通コイル１の検出端１ａ側では非検出端１ｂ側では貫通孔５の軸Ａに近づけつつ、貫通コイル１の非検出端１ｂ側では検出端１ａ側よりも貫通孔５の軸Ａから遠ざけて、励磁コイル３により発生させる磁束の流れに近づけて、貫通コイル１の検出端１ａ側よりも外側において、ワーク６の貫通孔５に挿通されない部位の渦流測定をする。
【選択図】図５

Description

本発明は、渦流測定の技術に関し、より詳しくは、渦流測定に用いる貫通コイルの構造と、該貫通コイルを用いた渦流測定方法に関する。

従来、貫通コイルを用いて測定対象物の渦流測定をすることによって、測定対象物の欠陥の有無や焼入状態を非破壊で把握する技術が知られており、貫通コイルによる渦流測定の技術が製造部品の品質管理等に広く活用されている。

貫通コイルによる渦流測定の技術としては、同心状に配置した二個のコイルからなる貫通コイルを用いて、測定対象物を貫通コイルに挿通した状態で、貫通コイルをその軸長方向に相対移動させて、測定対象物のインピーダンス変化を貫通コイルによって検知することにより、測定対象物の有疵部分を検知する渦流測定による探傷装置が知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示されている。

しかしながら、貫通コイルを用いて渦流測定を行う場合、測定対象物のうち貫通コイルを通過した部位についてのみ渦流測定を行うことが可能であった。そのため、測定対象物に拡径部がある場合、拡径部の手前までしか貫通コイルに挿通することができず、貫通コイルに挿通できない部位（例えば、拡径部始端のコーナー部（所謂、Ｒ部）等）は正確に渦流測定をすることが困難であった。拡径部始端のコーナー部は、測定対象物に対して作用する応力が集中する箇所となる場合が多いため、より正確に焼入深さ等を把握することが望まれるが、従来の貫通コイルを用いた渦流測定方法では、精度良く拡径部始端のコーナー部の渦流測定を行うことが困難であった。

ここで、従来構成に係る貫通コイル３１の全体構成について説明をする。
図７（ａ）は従来構成に係る貫通コイルの全体構成を示した平面図、図７（ｂ）は従来構成に係る貫通コイルの全体構成を示した側面断面図、図８は従来構成に係る貫通コイルによる渦流測定方法を示す模式図、図９は従来構成に係る励磁コイルにより発生する磁束の流れを示す模式図である。

図７（ａ）・（ｂ）に示す如く、従来の貫通コイル３１は、本体部３２、励磁コイル３３および検出コイル３４等により構成している。
本体部３２は、リング状の部材であり、軸Ｃを軸心とする貫通孔３５を形成しつつ、励磁コイル３３と検出コイル３４を内蔵している。

図７（ｂ）に示す如く、励磁コイル３３は、軸Ｃを軸心として銅線等を終始同一の巻線直径で螺旋状に形成したコイル部材であり、励磁コイル３３に通電することによって、励磁コイル３３の周囲に磁束の流れを生じさせることができる。そして、励磁コイル３３の内側の貫通孔３５に測定対象物（例えば、後述する図８に示すワーク３６）を挿通し、測定対象物の内部に磁束の流れを浸透させることによって、測定対象物の内部に渦流を生じさせるものである。

検出コイル３４は、励磁コイル３３と同様に、軸Ｃを軸心として銅線等を終始同一の巻線直径で螺旋状に形成したコイル部材であり、検出コイル３４の内側の貫通孔３５に測定対象物を挿通した状態で、励磁コイル３３によって測定対象物の内部に生じさせた渦流を検出するものである。

このように従来構成に係る貫通コイル３１では、励磁コイル３３、検出コイル３４および貫通孔３５の各軸心（即ち、軸Ｃ）を一致させるようにしている。さらに、励磁コイル３３の巻線直径を検出コイル３４の巻線直径に比して大きくして、励磁コイル３３の内側に検出コイル３４を配置する構成としている。

次に、従来の貫通コイル３１による渦流測定方法について説明をする。
本説明では、例えば、ワーク３６について、図８および図９中のワーク３６内に二点鎖線で示す焼入パターン３７とワーク３６の外形線によって囲まれる範囲に焼入処理が施されている場合を例に挙げて、以下の説明をする。

従来、渦流検出値と透磁率の間には相関関係があり、さらに、透磁率と硬度の間にも相関関係があることが知られている。このため、実験等によって、透磁率と硬度の関係（所謂、検量線）を求めておけば、渦流測定により測定された渦流検出値から硬度を求めることができる。
そして、この原理を利用して、貫通コイル３１によってワーク３６の渦流検出値を測定し、またワーク３６の検量線（渦流検出値と硬度の相関）を予め求めておくことにより、測定した渦流検出値と予め求めておいた検量線からワーク３６の硬度を求め、硬度から焼入深さを推算して、焼入品質の管理に活用している。

図８に示す如く、ワーク３６の軸心を貫通コイル３１の軸心（軸Ｃ）に合致させた状態で、ワーク３６を貫通孔３５に挿通しつつ、軸Ｃ上で貫通コイル３１をワーク３６に対して相対移動させる。
このとき、励磁コイル３３によってワーク３６の内部に渦流を発生させて、それと同時に、検出コイル３４によって、発生した渦流を検出するようにしている。
そして、検出コイル３４による渦流検出値を図示しないＰＣ等に取り込んで演算処理を施して、ワーク３６の焼入パターン３７周辺の硬度を求めるとともに、求めた硬度から焼入深さを推算するようにしている。

図９に示す如く、従来の貫通コイル３１では、励磁コイル３３によって発生した磁束の流れは、貫通コイル３１の内側付近に集中しているため、貫通コイル３１に内包されている部位は、磁束の強度が高く、精度良く渦流測定を行うことができる。

一方、貫通コイル３１の外部となる部位は、磁束の流れを集中させることができないため、磁束の強度が低く、精度良く渦流測定を行うことができない。
例えば、ワーク３６のように拡径部３６ａが形成されている部材は、拡径部３６ａ直前の部位までしか貫通コイル３１内部に挿通することができず、拡径部３６ａの始端に形成されているコーナー部３６ｂも、精度良く渦流測定を行うことができない。

コーナー部３６ｂは、ワーク３６に作用する応力が集中しやすく、破断等が発生しやすい部位である。このため、コーナー部３６ｂは焼入品質の管理をする上で、重点的に確認をすべき部位となっているが、従来の貫通コイル３１では、コーナー部３６ｂの渦流測定を精度良く行うことができなかった。

このため従来は、コーナー部の焼入深さを検査するために、貫通コイルではなく、別途上置コイルを用いて検査をする場合が多く、この場合、複数のコイルを使い分ける必要があるため検査作業が煩雑になっていた。
そこで、貫通コイルを用いて、ワークのコーナー部の渦流測定を精度良く行うことができる技術の開発が望まれている状況であった。
特開平２−６６４４７号公報

本発明は、係る現状を鑑みて成されたものであり、ワークのコーナー部において、精度良く渦流測定を行うことができる貫通コイルおよび該貫通コイルによる渦流測定方法を提供することにより、焼入品質の管理を改善し、ワークの品質確保を容易にすることを課題としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、測定対象物たるワークを挿通する貫通孔が形成されるリング状の本体部と、該本体部に内蔵され巻線の軸心を前記貫通孔の軸心と同一とする励磁コイルと、前記本体部に内蔵され巻線の軸心を前記貫通孔の軸心と同一とする検出コイルと、を備えた渦流測定用の貫通コイルによる渦流測定方法であって、前記励磁コイルにより発生させる磁束の流れを、前記貫通コイルの一端側では前記貫通孔の軸心に近づけつつ、前記貫通コイルの他端側では一端側よりも前記貫通孔の軸心から遠ざけて、かつ、前記検出コイルを、前記貫通コイルの前記一端側では前記貫通孔の軸心に近づけつつ、前記貫通コイルの前記他端側では一端側よりも前記貫通孔の軸心から遠ざけて、前記一端側の前記貫通コイルよりも外側に位置する、前記ワークの前記貫通孔に挿通されない部位の渦流測定をするものである。

請求項２においては、前記貫通コイルの一端側は、前記貫通孔の前記ワークを挿通する入口側に設定するものである。

請求項３においては、測定対象物たるワークを挿通する貫通孔が形成されるリング状の本体部と、該本体部に内蔵され巻線の軸心を前記貫通孔の軸心と同一とする励磁コイルと、前記本体部に内蔵され巻線の軸心を前記貫通孔の軸心と同一とする検出コイルと、を備える渦流測定用の貫通コイルであって、前記励磁コイルの巻線の直径を、前記貫通コイルの一端側から他端側に向かって漸次拡大し、かつ、前記検出コイルの巻線の直径を、前記貫通コイルの前記一端側から前記他端側に向かって漸次拡大するものである。

請求項４においては、前記貫通コイルの一端側は、前記貫通孔の前記ワークを挿通する入口側に設定するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、ワークのコーナー部を、精度良く渦流測定することができる。

請求項２においては、励磁コイルにより発生させる磁束の流れを、ワークの貫通コイルの外側に位置し貫通コイルに挿通できない部位に集中させることができる。

請求項３においては、ワークのコーナー部を、精度良く渦流測定することができる。

請求項４においては、励磁コイルにより発生させる磁束の流れを、ワークの貫通コイルの外側に位置し貫通コイルに挿通できない部位に集中させることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１（ａ）は本発明の第一実施例に係る貫通コイルの全体構成を示した平面図、図１（ｂ）は本発明の第一実施例に係る貫通コイルの全体構成を示した側面断面図、図２は本発明の第一実施例に係る励磁コイルおよび検出コイルの構成を示した模式図、図３は本発明の第二実施例に係る励磁コイルおよび検出コイルの構成を示した模式図、図４は本発明の一実施例に係る貫通コイルによる渦流測定方法を示す模式図、図５は本発明の一実施例に係る励磁コイルにより発生する磁束の流れを示す模式図、図６は（ａ）従来の渦流測定方法による焼入深さの測定結果を示す図、（ｂ）本発明に係る渦流測定方法による焼入深さの測定結果を示す図である。

まず始めに、本発明の第一実施例に係る貫通コイル１の全体構成について説明をする。
図１（ａ）・（ｂ）に示す如く、本発明に係る貫通コイル１は、本体部２、励磁コイル３および検出コイル４等により構成している。

本体部２は、リング状の部材であり、軸Ａを軸心とする貫通孔５を形成しつつ、励磁コイル３と検出コイル４を内蔵している。尚、本実施例では、本体部２の軸心と貫通孔５の軸心が一致する（共通の軸Ａとする）例を示しているが、本発明においては、必ずしも本体部２と貫通孔５の軸心を一致させる必要は無い。

また、貫通コイル１は極性を有しており、貫通孔５に測定対象物（例えば、後述する図４に示すワーク６）が挿通される入口側の端部を検出端１ａとし、貫通孔５に挿通される測定対象物が突出する出口側の端部を非検出端１ｂとしている。

図１（ｂ）に示す如く、励磁コイル３は、軸Ａを軸心として銅線等を貫通コイル１の検出端１ａ側から非検出端１ｂ側へ向けて漸次巻線直径を拡大させながら螺旋状に形成したコイル部材であり、コイル形状が従来の励磁コイル３３と異なっている。そして、従来の励磁コイル３３と同様に、励磁コイル３に通電することによって、励磁コイル３の周囲に磁束の流れを生じさせることができる。そして、検出端１ａ側から貫通孔５に測定対象物を挿通して、励磁コイル３の内側に測定対象物を挿通し、測定対象物の内部に磁束の流れを浸透させることによって、測定対象物の内部に渦流を生じさせるものである。

検出コイル４は、励磁コイル３と同様に、軸Ａを軸心として銅線等を貫通コイル１の検出端１ａ側から非検出端１ｂ側へ向けて漸次巻線直径を拡大させながら螺旋状に形成したコイル部材であり、コイル形状が従来の検出コイル３４と異なっている。そして、従来の検出コイル３４と同様に、検出コイル４の内側に測定対象物を挿通した状態で、励磁コイル３によって測定対象物の内部に生じさせた渦流を検出するものである。

このように本発明の第一実施例に係る貫通コイル１では、従来の貫通コイル３１と同様に、励磁コイル３、検出コイル４および貫通孔５の各軸心（即ち、軸Ａ）を一致させるようにしている。さらに、励磁コイル３の検出端１ａ側端部の巻線直径を検出コイル４の検出端１ａ側端部の巻線直径に比して大きくして、かつ、励磁コイル３の非検出端１ｂ側端部の巻線直径を検出コイル４の非検出端１ｂ側端部の巻線直径に比して大きくして、励磁コイル３の内側に検出コイル４を配置する構成としている。

次に、本発明の第一実施例に係る貫通コイル１に内蔵される励磁コイル３および検出コイル４の構成について説明をする。
図２に示す如く、本実施例に係る貫通コイル１と従来構成に係る貫通コイル３１を比較すると、本実施例に係る励磁コイル３の検出端１ａ側端部の巻線直径が、従来構成に係る励磁コイル３３の巻線直径に比して縮小されている。また、励磁コイル３の非検出端１ｂ側端部の巻線直径が、励磁コイル３３の巻線直径に比して拡大されている。

また、本実施例に係る検出コイル４の検出端１ａ側端部の巻線直径が、従来構成に係る検出コイル３４の巻線直径に比して縮小されており、さらに、検出コイル４の非検出端１ｂ側端部の巻線直径が、検出コイル３４の巻線直径に比して拡大されている。

つまり、本発明の第一実施例に係る励磁コイル３および検出コイル４は、検出端１ａ側端部の巻線を軸Ａにより近づける構成としている。
これにより、検出端１ａ側において、励磁コイル３によって発生させる磁束の流れと、検出コイル４による渦流の測定範囲を軸Ａに近づけることができる。

さらに、本発明に係る励磁コイル３および検出コイル４は、非検出端１ｂ側端部の巻線を軸Ａからより遠ざける構成としている。
これにより、非検出端１ｂ側において、励磁コイル３によって発生させる磁束の流れと、検出コイル４による渦流の測定範囲を軸Ａから遠ざけることができる。

このような構成とすることにより、検出端１ａ側では貫通コイル１による渦流測定の感度を高めることができ、貫通コイル１の検出端１ａ側では、貫通孔５の外側においても精度良く渦流測定を行うことが可能となる。
さらに、非検出端１ｂ側では貫通コイル１による渦流測定の感度を鈍らせて外乱による影響を極力排除するようにしている。これにより、貫通コイル１の検出端１ａ側では、貫通孔５の外側において、さらに精度良く渦流測定を行うことが可能となる。

即ち、本発明に係る貫通コイル１は、測定対象物（例えば、ワーク６）を挿通する貫通孔５が形成されるリング状の本体部２と、該本体部２に内蔵され巻線の軸心を貫通孔５の軸心（軸Ａ）と同一とする励磁コイル３と、本体部２に内蔵され巻線の軸心を貫通孔５の軸心（軸Ａ）と同一とする検出コイル４と、を備える渦流測定用の貫通コイル１であって、励磁コイル３の巻線の直径を、貫通コイル１の検出端１ａ側から非検出端１ｂ側に向かって漸次拡大し、かつ、検出コイル４の巻線の直径を、貫通コイル１の検出端１ａ側から非検出端１ｂ側に向かって漸次拡大する構成としている。
これにより、貫通孔５の外側においても精度良く渦流測定を行うことが可能となり、ワーク６の貫通コイル１の外側に位置し貫通コイル１に挿通できない部位を、精度良く渦流計測することができるのである。

また、貫通コイル１の検出端１ａ側は、貫通孔５の測定対象物（例えば、後述する図４に示すワーク６）を挿通する入口側に設定している。
これにより、励磁コイル３により発生させる磁束の流れを、貫通孔５の外側であって測定対象物の貫通コイル１に挿通できない部位（つまり、測定対象物のうち、貫通コイル１に挿通できないため貫通孔５の外側に位置している部位）に集中させることができるのである。

次に、本発明に係る第二実施例に係る貫通コイル１１の全体構成について説明をする。
図３に示す如く、本発明の第二実施例に係る貫通コイル１１は、本体部１２、励磁コイル１３および検出コイル１４等により構成している。
本体部１２は、リング状の部材であり、軸Ｂを軸心とする貫通孔１５を形成しつつ、励磁コイル１３と検出コイル１４を内蔵している。また、貫通コイル１１は極性を有しており、貫通孔１５に測定対象物が挿通される入口側の端部を検出端１１ａとし、貫通孔１５に挿通される測定対象物が突出する出口側の端部を非検出端１１ｂとしている。

励磁コイル１３は、軸Ｂを軸心として銅線等を検出端１１ａ側から非検出端１１ｂ側へ向けて巻線直径をステップ状に拡大させながら螺旋状に形成したコイル部材であり、この点が第一実施例に示す励磁コイル３と異なっている。そして、従来の励磁コイル３３と同様に、励磁コイル１３に通電することによって、励磁コイル１３の周囲に磁束の流れを生じさせることができる。そして、検出端１１ａから励磁コイル１３の内側に測定対象物を挿通し、該測定対象物の内部にまで磁束の流れを浸透させることによって、測定対象物の内部に渦流を生じさせるものである。

検出コイル１４は、励磁コイル１３と同様に、軸Ｂを軸心として銅線等を検出端１ａ側から非検出端１ｂ側へ向けて巻線直径をステップ状に拡大させながら螺旋状に形成したコイル部材であり、この点が第一実施例に示す検出コイル４と異なっている。そして、従来の検出コイル３４と同様に、検出コイル１４の内側に測定対象物を挿通した状態で、前記励磁コイル１３によって測定対象物の内部に生じさせた渦流を検出するものである。

このように本発明の第二実施例に係る貫通コイル１１では、従来の構成に係る貫通コイル３１と同様に、本体部１２、励磁コイル１３、検出コイル１４の各軸心（即ち、軸Ｂ）を一致させるようにしている。さらに、励磁コイル１３の検出端１１ａ側端部の巻線直径を検出コイル１４の検出端１１ａ側端部の巻線直径に比して大きくして、かつ、励磁コイル１３の非検出端１１ｂ側端部の巻線直径を検出コイル１４の非検出端１１ｂ側端部の巻線直径に比して大きくして、励磁コイル１３の内側に検出コイル１４を配置する構成としている。

次に、本発明の第二実施例に係る貫通コイル１１に内蔵される励磁コイル１３および検出コイル１４の構成について説明をする。
図３に示す如く、本実施例に係る貫通コイル１１と従来構成に係る貫通コイル３１を比較すると、本実施例に係る励磁コイル１３の検出端１１ａ側端部の巻線直径が、従来構成に係る励磁コイル３３の巻線直径に比して縮小されている。また、励磁コイル１３の非検出端１１ｂ側端部の巻線直径が、励磁コイル３３の巻線直径に比して拡大されている。

また、本実施例に係る検出コイル１４の検出端１１ａ側端部の巻線直径が、従来構成に係る検出コイル３４の巻線直径に比して縮小されており、さらに、検出コイル１４の非検出端１１ｂ側端部の巻線直径が、検出コイル３４の巻線直径に比して拡大されている。

つまり、本発明の第二実施例に係る励磁コイル１３および検出コイル１４は、本発明の第一実施例に係る励磁コイル３および検出コイル４と同様に、検出端１１ａ側の端部を軸Ｂに近づける構成としている。
これにより、検出端１１ａ側において、励磁コイル１３によって発生させる磁束の流れと、検出コイル１４による渦流の測定範囲を軸Ｂに近づけることができる。

さらに、本発明の第二実施例に係る励磁コイル１３および検出コイル１４は、非検出端１１ｂ側の端部を軸Ｂから遠ざける構成としている。
これにより、本発明の第一実施例に係る励磁コイル３および検出コイル４と同様に、非検出端１１ｂ側において、励磁コイル１３によって発生させる磁束の流れと、検出コイル１４による渦流の測定範囲を軸Ｂから遠ざけることができる。

このような構成とすることにより、本発明の第一実施例に係る励磁コイル３および検出コイル４と同様に、検出端１１ａ側では貫通コイル１１による渦流測定の感度を高めることができ、貫通コイル１１の検出端１１ａ側では、貫通孔１５の外側において、精度良く渦流測定を行うことが可能となる。
さらに、本発明の第一実施例に係る励磁コイル３および検出コイル４と同様に、非検出端１１ｂ側では貫通コイル１１による渦流測定の感度を鈍らせて外乱による影響を極力排除するようにしている。これにより、貫通コイル１１の検出端１１ａ側では、貫通孔１５の外側において、さらに精度良く渦流測定を行うことが可能となる。

尚、励磁コイルによって発生させる磁束の流れと検出コイルによる渦流の計測範囲を、検出端側では貫通孔の軸心に近づけつつ、非検出端側では貫通孔の軸心から遠ざけるようにするための貫通コイルの構成は、本発明の第一実施例に係る貫通コイル１に示す如く、励磁コイルおよび検出コイルの巻線直径を検出端側から非検出端側に向けて直線的に漸次拡大させる構成や、本発明の第二実施例に係る貫通コイル１１に示す如く、励磁コイルおよび検出コイルの巻線直径を検出端側から非検出端側に向けてステップ状に拡大させる構成に限定されるものではなく、励磁コイルおよび検出コイルの検出端側から非検出端側に向けた拡大形状は適宜選択することが可能である。

次に、本発明の第一実施例に係る貫通コイル１による渦流測定方法について説明をする。尚、以後の本発明に係る渦流測定方法の説明においては、第一実施例に係る貫通コイル１を第二実施例に係る貫通コイル１１に置き換えることが可能であるため、貫通コイル１１を用いた場合の渦流測定方法の説明は省略する。
また本説明では、例えば、ワーク６について、図４および図６中のワーク６内に二点鎖線で示す焼入パターン７とワーク６の外形線によって囲まれる範囲に焼入処理が施されている場合を例に挙げて、以下の説明をする。

図４に示す如く、ワーク６の軸心を貫通コイル１の軸心（軸Ａ）に合致させた状態で、該ワーク６を貫通孔５に挿通しつつ、軸Ａ上で貫通コイル１をワーク６に対して相対移動させる。
このとき、励磁コイル３によってワーク６の内部に渦流を発生させて、それと同時に、検出コイル４によって、発生した渦流を検出するようにしている。
そして、検出コイル４による渦流検出値を図示しないＰＣ等に取り込んで演算処理を施して、ワーク６の表面硬度および焼入深さを求めるようにしている。
このように、測定時の操作方法は従来の貫通コイル３１による渦流測定方法と同様である。

しかしながら、図５に示す如く、本発明に係る貫通コイル１では、励磁コイル３によって発生した磁束の流れは、貫通コイル１の検出端１ａ側においては、軸Ａ側に傾いた磁束の流れとなっているため、貫通コイル１に内包されていない部位（例えば、コーナー部６ｂ）であっても、高い強度の磁束を与えることができ、精度の良い渦流測定を行うことができる。

一方、ワーク６の貫通コイル１の非検出端１ｂ側に位置している部位に対しては、検出端１ａ側に位置している部位に比べて磁束の流れを遠ざけるようにしているため、ワーク６に与える磁束の強度を低く抑えて、積極的には渦流測定を行わないようにしている。つまり、貫通コイル１の検出端１ａ側の外側で検出する渦流検出値に対して、外乱となる渦流検出値を検出しないようにしている。

例えば、ワーク６のように拡径部６ａが形成されている部材は、拡径部６ａ直前の部位までしか貫通コイル１に挿通することができず、拡径部６ａの手前に形成されているコーナー部６ｂは、貫通孔５に内包されていない状態となるが、本発明に係る貫通コイル１を用いれば、コーナー部６ｂが貫通孔５に内包されていない状態であっても、精度良く渦流測定を行うことができる。

即ち、本発明に係る貫通コイル１による渦流測定方法は、測定対象物たるワーク６を挿通する貫通孔５が形成されるリング状の本体部２と、該本体部２に内蔵され巻線の軸心を貫通孔５の軸心（軸Ａ）と同一とする励磁コイル３と、本体部２に内蔵され巻線の軸心を貫通孔５の軸心（軸Ａ）と同一とする検出コイル４と、を備えた渦流測定用の貫通コイル１による渦流測定方法であって、励磁コイル３により発生させる磁束の流れを、貫通コイル１の検出端１ａ側では非検出端１ｂ側よりも貫通孔５の軸心（軸Ａ）に近づけつつ、貫通コイル１の非検出端１ｂ側では検出端１ａ側よりも貫通孔５の軸心（軸Ａ）から遠ざけて、かつ、検出コイル４を、貫通コイル１の検出端１ａ側では非検出端１ｂ側よりも貫通孔５の軸心（軸Ａ）に近づけつつ、貫通コイル１の非検出端１ｂ側では検出端１ａ側よりも貫通孔５の軸心（軸Ａ）から遠ざけて、貫通コイル１の検出端１ａ側よりも外側において、ワーク６の貫通孔５に挿通されない部位の渦流測定を可能とするものである。

これにより、ワーク６のコーナー部６ｂを、精度良く渦流計測することができるのである。そして、コーナー部６ｂは焼入品質の管理をする上で、重点的に確認をすべき部位であるため、本発明に係る貫通コイル１を用いて、コーナー部６ｂの渦流測定を容易に精度良く行うことにより、焼入品質の管理を容易化し、ワーク６の品質向上に寄与することができるのである。

次に、本発明に係る貫通コイル１による渦流測定方法の測定精度について説明をする。
図６（ａ）は、コーナー部の焼入深さが既知である複数の試料を用いて、従来の貫通コイル３１による渦流測定方法によって、各試料の渦流検出値を測定し、既知の焼入深さに対する渦流検出値をグラフ上にプロットしたものである。そして、プロットした各データから検量線Ｘ１を求めている。つまり、図６（ａ）には従来の貫通コイル３１を用いて渦流測定を行った場合のコーナー部３６ｂの焼入深さの測定結果を示している。

同様に、図６（ｂ）は、コーナー部の焼入深さが既知である複数の試料を用いて、本発明に係る貫通コイル１による渦流測定方法によって、各試料の渦流検出値を測定し、既知の焼入深さに対する渦流検出値をグラフ上にプロットしたものである。そして、プロットした各データから検量線Ｘ２を求めている。つまり、図６（ｂ）には本発明に係る貫通コイル１を用いて渦流測定を行った場合のコーナー部６ｂの焼入深さの測定結果を示している。

そして、各検量線Ｘ１およびＸ２の決定係数（相関係数ｒの二乗）を求めると、検量線Ｘ１では、ｒ²＝０．７９となり、検量線Ｘ２では、ｒ²＝０．９７となる。

決定係数ｒ²は、検量線の妥当性を評価する指標であり、決定係数が１に近いほど、検量線の妥当性が高いものと評価できる。つまり、図６に示す実験結果からは、検量線Ｘ１に比して検量線Ｘ２の妥当性が高いことが把握できる。

即ち、本発明に係る貫通コイル１による渦流測定方法を採用すれば、従来の貫通コイル３１による渦流測定方法に比して、コーナー部６ｂの焼入深さをより精度良く測定することが可能となることがわかる。

（ａ）本発明の第一実施例に係る貫通コイルの全体構成を示した平面図、（ｂ）本発明の第一実施例に係る貫通コイルの全体構成を示した側面断面図。本発明の第一実施例に係る励磁コイルおよび検出コイルの構成を示した模式図。本発明の第二実施例に係る励磁コイルおよび検出コイルの構成を示した模式図。本発明の一実施例に係る貫通コイルによる渦流測定方法を示す模式図。本発明の一実施例に係る励磁コイルにより発生する磁束の流れを示す模式図。（ａ）従来の渦流測定方法による焼入深さの測定結果を示す図、（ｂ）本発明に係る渦流測定方法による焼入深さの測定結果を示す図。（ａ）従来構成に係る貫通コイルの全体構成を示した平面図、（ｂ）従来構成に係る貫通コイルの全体構成を示した側面断面図。従来構成に係る貫通コイルによる渦流測定方法を示す模式図。従来構成に係る励磁コイルにより発生する磁束の流れを示す模式図。

符号の説明

１貫通コイル
１ａ検出端
１ｂ非検出端
２本体部
３励磁コイル
４検出コイル
５貫通孔
６ワーク

Claims

測定対象物たるワークを挿通する貫通孔が形成されるリング状の本体部と、
該本体部に内蔵され巻線の軸心を前記貫通孔の軸心と同一とする励磁コイルと、
前記本体部に内蔵され巻線の軸心を前記貫通孔の軸心と同一とする検出コイルと、
を備えた渦流測定用の貫通コイルによる渦流測定方法であって、
前記励磁コイルにより発生させる磁束の流れを、
前記貫通コイルの一端側では前記貫通孔の軸心に近づけつつ、
前記貫通コイルの他端側では一端側よりも前記貫通孔の軸心から遠ざけて、かつ、
前記検出コイルを、
前記貫通コイルの前記一端側では前記貫通孔の軸心に近づけつつ、
前記貫通コイルの前記他端側では一端側よりも前記貫通孔の軸心から遠ざけて、
前記一端側の前記貫通コイルよりも外側に位置する、
前記ワークの前記貫通孔に挿通されない部位の渦流測定をする、
ことを特徴とする渦流測定方法。
前記貫通コイルの一端側は、
前記貫通孔の前記ワークを挿通する入口側に設定する、
ことを特徴とする請求項１記載の渦流測定方法。
測定対象物たるワークを挿通する貫通孔が形成されるリング状の本体部と、
該本体部に内蔵され巻線の軸心を前記貫通孔の軸心と同一とする励磁コイルと、
前記本体部に内蔵され巻線の軸心を前記貫通孔の軸心と同一とする検出コイルと、
を備える渦流測定用貫通コイルであって、
前記励磁コイルの巻線の直径を、
前記渦流測定用貫通コイルの一端側から他端側に向かって漸次拡大し、かつ、
前記検出コイルの巻線の直径を、
前記渦流測定用貫通コイルの前記一端側から前記他端側に向かって漸次拡大する、
ことを特徴とする渦流測定用貫通コイル。
前記渦流測定用貫通コイルの一端側は、
前記貫通孔の前記ワークを挿通する入口側に設定する、
ことを特徴とする請求項３記載の渦流測定用貫通コイル。