JP2011085502A - 金属部品の磁界検出センサー及び金属部品の良否判定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】励振コイル3と検出コイル4を用いた磁界検出センサー1である。金属の歯車1の歯に励振コイル3と検出コイル4が装着される。同期整流器7の出力は、平滑回路8を通して平均電圧となり、位相比較器11は位相信号を出力する。周波数を変化させることで、平均電圧と位相信号に基づいて、金属部品内の空孔率、金属部品内の残留磁界、金属部品内の残留応力が測定できる。金属部品は、溶製加工金属部品、焼結加工金属部品、それらを転造加工した転造加工金属部品にも適応できる。
【選択図】図1
Description
本発明の目的は、非破壊でかつ高精度に、金属部品の空孔率、金属部品の残留磁界、金属部品の残留応力が測定できる、金属部品の磁界検出センサー及び金属部品の良否判定方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、センサーを用いることにより、金属部品の良否を簡便に判定する、金属部品の磁界検出センサー及び金属部品の良否判定方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、金属部品の製造・加工・品質管理の高精度化に寄与する、金属部品の磁界検出センサー及び金属部品の良否判定方法を提供することにある。
本発明の第3発明の金属部品の磁界検出センサーは、第1又は2発明の金属部品の磁界検出センサーにおいて、前記励磁手段は、導線の外周を磁性体薄膜で覆った構造を有する磁性メッキ線コイルを用いた、ことを特徴とする。
更に、本発明によれば、溶製加工金属部品、焼結加工金属部品、それらの転造加工部品の空孔率分布、残留磁界、残留応力を非破壊で、かつ高精度、短時間で測定できて、製造工程、転造加工、品質管理工程で、これらの金属部品が一定の品質を有するか否かの良否判定ができる。
図1は、本発明の実施の形態1の励振コイルと検出コイルを用いた磁界検出センサーの全体構成を示している。焼結歯車1は、焼結金属を転造加工した歯車であり、その歯の1つの一方の歯面に接触して励振コイル3が装着され、他方の歯面に接触して検出コイル4が装着されている。励振コイル3は、その周囲に交流磁界を発生させるためのものである。励振コイル3は、所定の強さの交流磁界を発生させるものであれば、公知の任意の構造のものを用いて良い。励振コイル3は、本例ではボビンに導線を巻いたものである。
図5は、本発明の実施の形態2であり、励振コイル3と磁気抵抗素子12を用いた磁界検出センサーを示している。第2実施の形態における磁界検出センサーは、第1実施の形態(図1参照)における検出コイル4の代わりに、励振コイル3の下に多数の磁気抵抗素子12が配置されている。磁気抵抗素子12は、強磁性体の素子であり、磁界がこの磁気抵抗素子12に加わるとその電気抵抗の値が増大し、磁気抵抗素子12を流れる電流が変化するものである。磁気抵抗素子12は、材料の磁気抵抗効を利用したものである。
上述の実施の形態1及び実施の形態2は、焼結金属の焼結素材を扱っているが、焼結素材の代わりに、溶製で製造された金属部品も利用できる。更に、実施の形態1及び実施の形態2は、焼結金属の空孔率を測定しているが、同様な方法で、残留磁界、残留応力も検出できる。
2…転造加工によって空孔率が減少した部位
3…励振コイル
4…検出コイル
5…発振器
6…増幅器
7…同期整流器
8…平滑回路
9…比較器
10…比較器
11…位相比較器
12…磁気抵抗素子
Claims (7)
- 金属を加工して製造された金属部品の一部に装着され、交流磁界を発生するための励振手段と、
前記金属部品の一部に装着され、前記交流磁界を検出するための検出手段と、
前記励振手段に交流電圧を供給するための周波数可変型の発振器と、
前記検出手段の出力と前記発振器の出力を入力とし、前記検出手段の出力を、前記交流電圧と同期して整流するための同期整流器と、
前記同期整流器の出力を平滑化して平均電圧を出力する平滑回路と、
前記検出手段の出力と前記発振器の出力とから位相信号を出力する位相比較器とを有する、ことを特徴とする金属部品の磁界検出センサー。 - 前記請求項1に記載の金属部品の磁界検出センサーにおいて、
前記金属部品は、前記金属を溶解して溶製された溶製加工金属部品、前記金属の粉体を焼結して製造された焼結加工金属部品、前記溶製加工金属部品を転造加工した転造溶製加工金属部品、及び、前記焼結加工金属部品を転造加工した転造焼結加工金属部品から選択される1種である
ことを特徴とする金属部品の磁界検出センサー。 - 前記請求項1又は2に記載の金属部品の磁界検出センサーにおいて、
前記励磁手段は、導線の外周を磁性体薄膜で覆った構造を有する磁性メッキ線コイルを用いた、ことを特徴とする金属部品の磁界検出センサー。 - 前記請求項1又は2に記載の金属部品の磁界検出センサーにおいて、
前記検出手段は、導線からなる導線コイル、導線の外周を磁性体薄膜で覆った構造を有する磁性メッキ線コイル、強磁性体に磁界が加わると電気抵抗の値が増大し電流が変化する磁気抵抗効を利用した磁気抵抗素子、ホール効果を利用して磁界を検出するホール素子、及び磁気インピーダンス効果を利用して磁界を検出する磁気インピーダンスセンサの中から選択される1種である、ことを特徴とする金属部品の磁界検出センサー。 - 前記請求項1〜請求項4に記載の金属部品の磁界検出センサーのいずれか1項に記載の磁界検出センサーを用い、
前記発振器の周波数を可変させて、前記位相比較器からの位相信号の余弦成分に前記平均電圧を乗じて得た値に対する前記位相信号の正弦成分と前記平均電圧を乗じて得た値の軌跡と、予め設定した軌跡とを比較することにより、前記金属部品内の空孔率分布、前記金属部品内の残留磁界、及び前記金属部品内の残留応力の中から選択される1つの特性を求めて、前記金属部品が所定の品質であるか否かの良否判定をする、
ことを特徴とする金属部品の良否判定方法。 - 金属加工して製造された金属部品の一部の近傍に、励振手段に交流電圧を供給して交流磁界を発生させ、
磁界を検出ための検出手段で前記交流磁界を検出し、
前記検出手段の出力電圧又は出力電流を整流し、平滑化して平均電圧を求め、
前記検出された前記交流磁界と、前記交流電圧の位相差を示す位相信号を求め、
前記交流電圧の周波数を可変させたとき、前記位相信号の余弦成分に前記平均電圧を乗じて得た値に対する前記位相信号の正弦成分と前記平均電圧を乗じて得た値の軌跡と、予め設定した軌跡と比較することにより、前記金属部品内の空孔率分布、前記金属部品内の残留磁界、及び前記金属部品内の残留応力から選択される1以上の特性を求めて、
前記金属部品が所定の品質であるか否かの良否判定をする
ことを特徴とする金属部品の良否判定方法。 - 前記請求項6に記載の金属部品の良否判定方法において、
前記金属部品は、前記金属を溶解して溶製された溶製加工金属部品、前記金属の粉体を焼結して製造された焼結加工金属部品、前記溶製加工金属部品を転造加工した転造溶製加工金属部品、及び、前記焼結加工金属部品を転造加工した転造焼結加工金属部品から選択される1種である
ことを特徴とする金属部品の良否判定方法。
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