JP2016090468A - 超音波探傷検査方法及び超音波探傷検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接触媒質内の気泡による誤検知を抑制するための処理時間を短縮できる超音波探傷検査方法及び超音波探傷検査装置を提案することを課題とする。【解決手段】複数の電極間の溶接箇所Ｗと探触子１０との間に接触媒質１２を介在させて溶接箇所Ｗを検査する超音波探傷検査装置１であって、接触媒質１２に直流磁場を付与する直流磁場付与部２０と、接触媒質１２に交流電流を付与する交流電流付与部２１とを備え、接触媒質１２内で力の作用する方向が周期的に反転するローレンツ力を発生させる。【選択図】図１

Description

本発明は、超音波探傷検査方法及び超音波探傷検査装置に関する。

溶接箇所等の被検査体の内部を検査するために、非破壊検査の超音波探傷検査装置が用いられる。超音波探傷検査装置は、探触子から被検査体内に超音波を発信し、その反射波を受信することによって被検査体内の欠陥等を検知する。超音波探傷検査装置には、超音波を効率良く伝搬させるために、探触子と被検査体との間に液体の接触媒質を介在させているものがある（例えば、特許文献１）。

特開平８−２５４５２７号公報

液体の接触媒質の用いた場合、接触媒質内に気泡が存在すると、超音波が気泡で反射するため、誤検知の虞がある。特許文献１には、真空引きにより真空状態にするとともに接触媒質を充填することで、探触子と被検査体との間のギャップへの接触媒質の充填を容易にすることが記載されている。しかし、接触媒質には粘性の高いグリセリンなどが使用されるため、接触媒質内に気泡が混入していた場合、この気泡を取り除くには、真空引きでは検査に長時間を要する。

そこで、本発明は、接触媒質内の気泡による誤検知を抑制するための処理時間を短縮できる超音波探傷検査方法及び超音波探傷検査装置を提案することを課題とする。

本発明の一側面に係る超音波探傷検査方法は、複数の電極間の溶接箇所と探触子との間に接触媒質を介在させて溶接箇所を検査する超音波探傷検査方法であって、接触媒質に直流磁場と交流電流を付与し、力の作用する方向が周期的に反転するローレンツ力を接触媒質内に発生させるローレンツ力発生工程を含む。

この超音波探傷検査方法は、接触媒質内に気泡が入った場合でも、周期的に反転するローレンツ力により気泡が破裂し、細分化する。これにより、気泡による誤検知を抑制できるとともに、誤検知を抑制するための処理時間を短縮できる。

一実施形態の超音波探傷検査方法では、接触媒質が容器内に収容され、容器内を真空引きする真空引き工程を含む。真空引きにより接触媒質から大きな気泡を迅速に抜き出すので、誤検知を抑制するための処理時間をより短縮できる。

一実施形態の超音波探傷検査方法では、ローレンツ力発生工程は、真空引き工程の後に実施される。これにより、真空引きにより大きな気泡を抜き出した後に、周期的に反転するローレンツ力により小さい気泡を効率良く細分化できる。

本発明の一側面に係る超音波探傷検査装置は、複数の電極間の溶接箇所と探触子との間に接触媒質を介在させて溶接箇所を検査する超音波探傷検査装置であって、接触媒質に直流磁場を付与する直流磁場付与部と、接触媒質に交流電流を付与する交流電流付与部とを備える。

この超音波探傷検査装置は、直流磁場付与部で直流磁場を付与するとともに交流電流付与部で交流電流を付与することにより、接触媒質内に力の作用する方向が周期的に反転するローレンツ力を発生させる。このローレンツ力により接触媒質内の気泡が破裂し、細分化する。これにより、気泡による誤検知を抑制できるとともに、誤検知を抑制するための処理時間を短縮できる。

一実施形態の超音波探傷検査装置では、接触媒質を収容する容器と、容器内を排気するための真空ポンプとを備える。この真空ポンプで容器内を真空引きすることにより、接触媒質から大きな気泡を迅速に抜き出すことができる。

本発明によれば、接触媒質内の気泡による誤検知を抑制するための処理時間を短縮できる。

第１実施例に係るローレンツ力発生機能を有する超音波探傷検査装置を模式的に示す図である。 図１の直流磁場付与部と交流電流付与部の構成を模式的に示す図である。 直流磁場、交流電流、ローレンツ力の関係を模式的に示す図である。 接触媒質内で気泡が細分化する過程を示す図であり、図４（ａ）と図４（ｂ）が気泡にローレンツ力が作用している状態を示す図であり、図４（ｃ）が気泡が細分化した状態を示す図である。 反射波の強度の時間変化の一例を示すグラフである。 第２実施例に係る真空引き機能を有する超音波探傷検査装置を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る超音波探傷検査方法及び超音波探傷検査装置を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態では、積層型の電池に用いられる電極のタブの溶接箇所を検査する超音波探傷検査装置に適用する。電池は、例えば、積層型のリチウムイオン二次電池である。溶接は、例えば、接合する部分に電流を流して、その抵抗熱で金属を溶かして溶接する抵抗溶接（スポット溶接）である。

本実施形態に係る超音波探傷検査方法は、検査工程の前に誤検知を抑制するための前工程を行う。実施形態には、２つの実施例があり、第１実施例が前工程としてローレンツ力発生工程を行う実施例であり、第２実施例が前工程として真空引き工程とローレンツ力発生工程を行う実施例である。

実施形態の各実施例を説明する前に、リチウムイオン二次電池について説明しておく。リチウムイオン二次電池は、電槽缶、電槽缶内に収容される電極組立体及び電解液等を備えている。電槽缶は、略直方体形状である。電槽缶は、金属製であり、例えば、アルミニウム製、アルミニウム合金製である。電槽缶は、有底の角筒状の本体と、本体の開口部を覆う蓋とからなる。蓋には、正極端子と負極端子が取り付けられている。

電極組立体は、電極である正極及び負極と、正極と負極とを絶縁するセパレータとを備えている。電極は、シート状の集電部材と、集電部材の少なくとも一面に形成された活物質層からなる。電極は、集電部材の端部に活物質層が形成されていないタブを有する。タブは、電極の一辺より突出して設けられており、導電部材を介して電極端子（正極端子、負極端子）に電気的に接続される。セパレータは、正極と負極とを隔離して両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させる。

この構成をより具体化すると、例えば、電極の集電部材は、薄い金属箔であり、その一辺よりタブが突出して延びている形状をなす。活物質層は、長方形状をなし、金属箔の両面においてタブを除く部分を覆っている。各電極のタブは、正極と負極にて、積層時に重複しないように、異なる位置に配置されている。セパレータは、樹脂よりなる多孔質の薄いシートであり、長方形状である。電極組立体は、多数（例えば、数１０枚）の正極と負極とがセパレータを挟んだ状態で積層されている。電極組立体は、上端部に各電極のタブを有する略直方体形状の積層構造体である。積層時、各電極は、上端にて各電極のタブが突出し、表裏について、同極同士のタブが重なる向きに配置されている。この積層された複数の正極のタブは、一端側に導電部材を重ね、抵抗溶接によって接合されている。負極も同様に、負極のタブ同士、ならびに導電部材が抵抗溶接によって接合されている。この導電部材の他端部は、各々、正極端子および負極端子に接合されている。

多数の非常に薄いタブ同士が抵抗溶接されるので、タブとタブとの間に空気が残りやすく、タブとタブとの間にボイド等の空隙ができる場合がある。この空隙は、溶接箇所内の欠陥である。電極のタブの溶接箇所内に欠陥があると、リチウムイオン二次電池の性能が低下する。本実施形態に係る超音波探傷検査装置は、この溶接箇所内の欠陥を非破壊検査で検知する。なお、超音波探傷検査装置では、空隙以外の溶接箇所内の異物等も検知できる。

図１及び図２を参照して、第１実施例に係る超音波探傷検査装置１について説明する。図１は、第１実施例に係るローレンツ力発生機能を有する超音波探傷検査装置１を模式的に示す図である。図２は、直流磁場付与部と交流電流付与部の構成を模式的に示す図である。

なお、図１には、超音波探傷検査装置１の被検査体として積層状態のタブＴの溶接箇所Ｗを示しており、電極のタブ以外の部分は示していない。導電部材も溶接されている場合、図示はしないが導電部材をタブの下側に配置する。この積層状態のタブＴは、検査台Ｄに載置されている。図１には、溶接箇所Ｗ内に欠陥Ａがある場合を示している。

超音波探傷検査装置１は、超音波を溶接箇所Ｗに発信し、その反射波を受信することにより溶接箇所Ｗ内の欠陥を検知する（検査工程）。特に、超音波探傷検査装置１は、誤検知を抑制するために、この検査工程の前に、ローレンツ力発生工程を行う。そのために、超音波探傷検査装置１は、検査機能、ローレンツ力発生機能を有している。

超音波探傷検査装置１の検査機能について説明する。超音波探傷検査装置１は、探触子（プローブ）１０と、検知部１１とを備えている。

探触子１０は、超音波の発信と受信を行うセンサーである。探触子１０は、発信部と受信部が一体で構成された一つの振動子からなる探触子である。探触子１０で用いる超音波の周波数は、電極の金属箔に用いられる金属材料を考慮して適宜設定するとよい。探触子１０の検知可能範囲は、溶接箇所Ｗの大きさよりも十分広い範囲とする。なお、探触子は、発信部と受信部とが別体で構成された二つの振動子からなるもの等の他の構成のものでもよい。

探触子１０では、発信部から所定の周波数の超音波を発信し、受信部でその超音波の反射波を受信する。受信部では、検知可能範囲（二次元範囲）内における任意の箇所での反射波を受信する毎に、この任意の箇所の位置情報に対応付けて下記の各情報を検知部１１に出力する。受信部では、反射波の振動の大きさを電気情報（例えば、電圧値）に変換し、その電気情報を検知部１１に出力する。また、受信部では、発信部から超音波を発信してから反射波を受信するまでの経過時間を計測し、その時間情報を検知部１１に出力する。

検知部１１は、探触子１０からの反射波の情報を用いて溶接箇所Ｗ内の欠陥を検知する検知部である。検知部１１では、探触子１０から反射波の情報を入力する毎に以下の処理を行う。検知部１１では、反射波の電気情報から反射波の強度を取得し、その反射波の強度が閾値以上か否かを判定する。この閾値は、反射波の強度から溶接箇所Ｗ内の欠陥か否かを判定するための閾値であり、実験等により適宜設定するとよい。反射波の強度が閾値以上と判定した場合、検知部１１は、超音波を発信してからの経過時間と超音波の伝搬速度から探触子１０の先端面から欠陥までの距離を算出する。この距離情報と検知可能範囲（二次元範囲）内での位置情報とから、溶接箇所Ｗ内での欠陥の三次元位置が判る。検知部１１では、溶接箇所Ｗの欠陥の情報（有無情報、欠陥がある場合には欠陥の個数、位置情報等）を出力する。この出力としては、例えば、モニタ出力である。

なお、上記の検知部１１での処理は一例であり、他の処理を行ってもよい。例えば、検知可能範囲内における各箇所について、超音波を発信してからの経過時間と反射波の強度との関係をグラフ化したものをモニタ出力する（図５参照）。また、反射波の強度の閾値判定だけを行い、溶接箇所Ｗの欠陥の有無情報だけを出力する。

超音波探傷検査装置１は、超音波の伝搬性を向上させるために、検査を行う前に探触子１０の先端面に接触媒質１２が付着される。これにより、検査時には、探触子１０の先端面と溶接箇所Ｗの表面（但し、一部がタブＴの表面の部分もある）との間には接触媒質１２が介在することになる。このように接触媒質１２を介在させるのは、超音波を被検査体まで効率良く伝搬させるためである。ちなみに、探触子１０と溶接箇所Ｗ等の被検査体との間に空気の層があると、空気の層での超音波の反射等により、超音波が伝搬し難い。

接触媒質１２は、液体である。接触媒質１２は、探触子１０の先端面への付着性を考慮して、ある程度以上の粘度を有している液体である。接触媒質１２は、例えば、グリセリンである。グリセリンは、音響インピーダンスが大きいので、超音波の伝搬性が良い。なお、図１等に示す接触媒質１２は接触媒質の存在を判り易くするために所定の厚さを有する矩形形状で示しているが、実際には探触子１０の先端面と被検査体の表面との間に薄い任意の形状で存在する。

探触子１０の先端面と溶接箇所Ｗの表面との間に介在させた接触媒質１２には、気泡が入ってしまう場合がある。図１には、接触媒質１２内に複数の気泡Ｃが入った場合を示している。このような気泡Ｃが存在すると、探触子１０から発信された超音波が気泡Ｃで反射する。そのため、気泡Ｃを、溶接箇所Ｗの欠陥と誤検知してしまう虞がある。特に、気泡Ｃが大きいほど、反射波の強度が大きくなり、誤検知する可能性が高くなる。そこで、超音波探傷検査装置１は、このような誤検知を抑制するために、検査工程の前に、周期的に反転するローレンツ力による電磁振動で気泡Ｃを細分化する（ローレンツ力発生工程）。

超音波探傷検査装置１のローレンツ力発生機能について説明する。このローレンツ力発生機能は、接触媒質１２に直流磁場と交流電流とを同時に付加し、接触媒質１２内に力の作用する方向が周期的に反転するローレンツ力を発生させる機能である。超音波探傷検査装置１は、直流磁場付与部２０と、交流電流付与部２１とを備えている。

直流磁場付与部２０は、接触媒質１２に直流磁場を付与する付与部である。直流磁場付与部２０は、励磁用電源２０ａと、電磁石２０ｂとを備えている。励磁用電源２０ａは、励磁用の直流電流を発生させる電源である。電磁石２０ｂは、磁化コイル２０ｃと鉄芯２０ｄからなる。磁化コイル２０ｃは、励磁用電源２０ａに接続されている。磁化コイル２０ｃは、励磁用電源２０ａで発生した直流電流により磁束を発生させる。鉄芯２０ｄは、磁化コイル２０ｃで発生した磁束を誘導する。鉄芯２０ｄは、略Ｃ字状であり、その先端部が磁極２０ｅ，２０ｆである。磁極２０ｅと磁極２０ｆとは、所定間隔をあけて対向している。この対向する磁極２０ｅ，２０ｆは、接触媒質１２に非接触で、接触媒質１２の側方において接触媒質１２を挟み込む位置に配置される。直流磁場付与部２０では、励磁用電源２０ａから磁化コイル２０ｃに直流電流を供給すると、磁化コイル２０ｃで磁束を発生し、電磁石２０ｂで一方の磁極２０ｅから他方の磁極２０ｆに磁束が流れる。これにより、接触媒質１２には、所定の方向に直流磁場が付与されることになる。

交流電流付与部２１は、接触媒質１２に交流電流を付与する付与部である。交流電流付与部２１は、交流電源２１ａと、電極２１ｂ，２１ｃとを備えている。交流電源２１ａは、交流電流を発生させる電源である。交流電源２１ａには、電線２１ｄを介して電極２１ｂが接続され、電線２１ｅを介して電極２１ｃが接続されている。電極２１ｂと電極２１ｃとは、所定間隔をあけて対向している。この対向する電極２１ｂ，２１ｃは、接触媒質１２に非接触で、接触媒質１２の側方において接触媒質１２を挟み込む位置に配置される。特に、図２に示すように、対向する電極２１ｂ，２１ｃの配置方向と対向する磁極２０ｅ，２０ｆの配置方向とが直交するように、電極２１ｂ，２１ｃ及び磁極２０ｅ，２０ｆが配置される。交流電流付与部２１では、交流電源２１ａで交流電流を発生すると、電極２１ｂと電極２１ｃとの間に交流電流が流れる。これにより、接触媒質１２には、所定の方向に交流電流が付与されることになる。特に、交流電流であるので、電極２１ｂと電極２１ｃとの間で流れる向きが周期的に変化する。直流磁場が付与される方向と交流電流が付与される方向とは、直交する。

なお、直流磁場付与部２０及び交流電流付与部２１は、探触子１０から発信される超音波及びその反射波の伝搬を妨げないように配置されている。接触媒質１２に対して直流磁場と交流電流とを付与する各方向は、特に上記の各方向に限定されることなく、直流磁場と交流電流とが直交する方向であればよい。

図３及び図４を参照して、ローレンツ力による接触媒質１２内の気泡Ｃの細分化について説明する。図３は、直流磁場、交流電流、ローレンツ力の関係を模式的に示す図である。図４は、接触媒質１２内で気泡Ｃが細分化する過程を示す図である。

図３に示すように、直流磁場Ｂの方向と交流電流Ｊの流れる方向とが水平面内で直交する状態になると、直流磁場Ｂの方向及び交流電流Ｊの流れる方向に直交する方向にローレンツ力Ｆが作用する。このローレンツ力Ｆの方向は、フレミングの左手の法則で決まる。直流磁場Ｂの方向は、一方向である。一方、交流電流Ｊの電流の流れる方向は、一定の周期で反転する。そのため、ローレンツ力Ｆが作用する方向も、交流電流Ｊの反転の周期に合わせて、一定の周期で反転する。したがって、接触媒質１２には、直流磁場Ｂの方向及び交流電流Ｊの流れる方向に直交する方向において、一定の周期で反転するローレンツ力Ｆが作用する。このローレンツ力Ｆにより、液体の接触媒質１２は、交流電流Ｊと同じ周波数で振動（電磁振動）する。

液体の接触媒質１２の中で気泡Ｃが存在する場合、気泡Ｃには一定の周期で反転するローレンツ力Ｆが作用する。図４（ａ）に示すように、気泡Ｃには方向Ｆ１のローレンツ力が作用して、その方向Ｆ１に応じて気泡Ｃが変形する。また、図４（ｂ）に示すように、気泡Ｃには図４（ａ）に示す方向Ｆ１とは逆方向Ｆ２のローレンツ力が作用して、その逆方向Ｆ２に応じて気泡Ｃが逆方向に変形する。この反転するローレンツ力で気泡Ｃの変形が短い周期で繰り返される。これにより、キャビテーション効果が発生し、気泡Ｃが破裂する。気泡Ｃが破裂すると、図４（ｃ）に示すように、気泡Ｃが細分化し、非常に小さい気泡Ｃ’となる。

ローレンツ力Ｆの大きさは、直流磁場Ｂの方向と交流電流Ｊの流れる方向とのなす角度が９０°の場合が最も大きくなる。したがって、対向する磁極２０ｅ，２０ｆの配置方向と対向する電極２１ｂ，２１ｃの配置方向とを直交させている。磁極２０ｅ，２０ｆの配置方向と電極２１ｂ，２１ｃの配置方向とを直交する方向に配置できない場合、直流磁場Ｂの方向と交流電流Ｊの流れる方向とのなす角度が出来るだけ９０°に近く角度になるように磁極２０ｅ，２０ｆと電極２１ｂ，２１ｃを配置させるとよい。また、ローレンツ力Ｆの大きさは、直流磁場Ｂの磁束密度、交流電流Ｊの荷電粒子の電荷と速度に比例する。

なお、接触媒質１２内の気泡Ｃが大きいほど、気泡Ｃを細分化するためには大きなローレンツ力が必要となる。したがって、接触媒質１２内に入る可能性のある気泡の大きさを考慮して、直流磁場付与部２０で付与する直流磁場の磁束密度と交流電流付与部２１で付与する交流電流の電流値（最大振幅）等を適宜設定するとよい。また、気泡Ｃを破裂させるのに適した振動の周波数が実験等で得られた場合には、その周波数を考慮して交流電流付与部２１で付与する交流電流の周波数を適宜設定するとよい。また、直流磁場付与部２０及び交流電流付与部２１を作動させる時間は、誤検知されないまで気泡Ｃを細分化できる時間を、実験等によって適宜設定するとよい。

図５を参照して、検知部１１での閾値の設定方法を説明する。図５は、横軸が超音波を発信してからの経過時間、縦軸が反射波の強度である。図５には、探触子１０の検知可能範囲（二次元範囲）内の任意の箇所での反射波の受信情報から得られた反射波の強度の時間変化のグラフの一例を示している。この例では、接触媒質１２内に細分化後の気泡Ｃ’が存在し、溶接箇所Ｗ内に欠陥Ａが存在したとする。

細分化後の気泡Ｃ’は、非常に小さいので、探触子１０から発信された超音波が当たる表面の面積が非常に小さい。そのため、探触子１０で受信される反射波の強度も小さい。図５に示す例では、符号ＳＢ’の反射波の強度の変化が、気泡Ｃ’で反射した反射波によるものである。ちなみに、細分化前の気泡Ｃが存在していたと仮定した場合、符号ＳＢの破線で示す反射波の強度の変化となる。

溶接箇所Ｗ内の欠陥Ａは、例えばタブ間に残留した空気に起因するボイドの場合、ある程度の大きさを有しているので、探触子１０から発信された超音波が当たる表面の面積が大きい。そのため、探触子１０で受信される反射波の強度も大きい。図５に示す例では、符号ＳＡの反射波の強度の変化が、欠陥Ａで反射した反射波によるものである。

図５に示す例からも判るように、細分化後の気泡Ｃ’で反射した反射波の強度と欠陥Ａで反射した反射波の強度との間には大きな差がある。そこで、この細分化後の気泡Ｃ’の反射波の強度を確実に閾値未満と判定できるような値を、閾値Ｓとして設定すればよい。この閾値設定によって検知部１１での検知感度を調整することにより、細分化後の気泡Ｃ’を除いて、溶接箇所Ｗ内の欠陥Ａだけを検知できる。

なお、反射波の強度によって判定する以外にも、他のパラメーターによって判定してもよいし、また、複数のパラメーターによって判定してもよい。例えば、図５の例からも判るように、細分化後の気泡Ｃ’と欠陥Ａとでは反射波を受信している時間に大きな差があるので、この受信時間によって判定してもよい。

図１〜図５を参照して、超音波探傷検査装置１での動作の流れについて説明する。多数の電極が積層され、積層された状態でタブの部分が抵抗溶接（スポット溶接）される。この溶接された箇所Ｗ内には、ボイド等の欠陥Ａが存在する場合がある。溶接後に、積層状態のタブＴは、検査台Ｄに載置される。

超音波探傷検査装置１の探触子１０には、接触媒質１２が付着される。探触子１０は、溶接箇所Ｗの上方に配置される。この探触子１０と溶接箇所Ｗとの間には、接触媒質１２が介在する。また、直流磁場付与部２０の対向する磁極２０ｅ，２０ｆと交流電流付与部２１の対向する電極２１ｂ，２１ｃとが、直交するように、接触媒質１２の側方に配置される。

ローレンツ力発生工程を開始すると、直流磁場付与部２０の励磁用電源２０ａでは、磁化コイル２０ｃに直流電流を供給する。磁化コイル２０ｃでは、その直流電流により磁束を発生する。鉄芯２０ｄでは、磁束を誘導し、磁極２０ｅから磁極２０ｆに磁束を流す。これにより、接触媒質１２には、直流磁場が付与される。これと同時に、交流電流付与部２１の交流電源２１ａでは、交流電流を発生する。電極２１ｂと電極２１ｃとの間には、交流電流が流れる。これにより、接触媒質１２には、直流磁場の流れる方向と直交する方向に交流電流が付与される。交流電流は、周期的に電流の流れる方向が反転する。

この直流磁場と交流電流により、接触媒質１２には周期的に力の方向が反転するローレンツ力が作用する。そのため、接触媒質１２が振動（電磁振動）し、接触媒質１２内に入っている気泡Ｃが振動する。これにより、気泡Ｃが、破裂して細分化する。ローレンツ力発生工程開始から所定時間経過すると、励磁用電源２０ａでの直流電流の供給を停止するとともに、交流電源２１ａでの交流電流の発生を停止する。

検査工程を開始すると、探触子１０では、超音波を発信する。接触媒質１２内に細分化した小さい気泡Ｃ’が存在する場合、その各気泡Ｃ’で超音波がそれぞれ反射される。探触子１０では、この反射された超音波の反射波を受信し、反射波の強度等の情報を検知部１１に出力する。検知部１１では、この反射波の強度が閾値未満と判定し、検知しない。一方、溶接箇所Ｗ内に欠陥Ａが存在する場合、その欠陥Ａで超音波が反射される。探触子１０では、この反射された超音波の反射波を受信し、反射波の強度等の情報を検知部１１に出力する。検知部１１では、この反射波の強度が閾値以上と判定し、欠陥として検知する。なお、溶接箇所Ｗ内に欠陥が存在しない場合、検知部１１では欠陥が検知されない。

超音波探傷検査装置１によれば、接触媒質１２内に気泡Ｃが入った場合でも、周期的に反転するローレンツ力によって気泡Ｃが破裂し、細分化する。細分化した気泡Ｃ’は超音波を反射したとしても検知され難いので、誤検知を抑制できる。また、ローレンツ力を所定時間発生させるだけなので、誤検知を抑制するための処理時間を短縮できる。

ちなみに、接触媒質１２はある程度以上の粘度を有する液体であるので、真空引きによって接触媒質１２から気泡を抜き出すには時間を要する。具体的には、大きな気泡は真空引きによる減圧にて容易に潰れるが、ある程度以下の小さな気泡は接触媒質１２内に残る。この場合、小さな気泡も、真空引きと外気圧相当への昇圧とを複数回繰り返すことにより、抜き出すことはできる。しかし、真空引きによって接触媒質１２内に入っている全ての気泡を抜くためには、長い時間を要する。

図６を参照して、第２実施例に係る超音波探傷検査装置２について説明する。図６は、第２実施例に係る真空引き機能を有する超音波探傷検査装置２を模式的に示す図である。

超音波探傷検査装置２は、第１実施例に係る超音波探傷検査装置１と比較すると、ローレンツ力発生工程の前に真空引き工程を行う点が異なる。超音波探傷検査装置２は、検査機能、ローレンツ力発生機能に加えて真空引き機能を有している。ローレンツ力発生工程では接触媒質１２内の気泡を細分化するが、例えば溶接条件等により大きな気泡が混入している可能性があるときには、大きな気泡であっても誤検知されない程度の大きさまで細分化するために、処理時間を長く設定する必要がある。そこで、大きな気泡があったとしても、真空引き工程で接触媒質１２内から大きな気泡を抜いておき、ローレンツ力発生工程で残った小さい気泡を細分化する。

超音波探傷検査装置２の真空引き機能について説明する。この真空引き機能は、少なくとも接触媒質１２を収容する容器内を真空引きする機能である。超音波探傷検査装置１は、真空引き部３０を備えている。

真空引き部３０は、容器３１と、真空ポンプ３２とを備えている。容器３１は、接触媒質１２及び探触子１０を囲い、接触媒質１２及び探触子１０を収容する容器である。容器３１は、取り付け及び取り外しが自在である。容器３１は、取り付け時にはタブＴの上に載置される。容器３１は、タブＴの一面との間で密閉状態の空間Ｋを形成する。容器３１は、例えば、真空チャンバーである。容器３１の一面には、内部に貫通する配管３３が設けられている。真空ポンプ３２は、容器３１内（密閉空間Ｋ）から空気を排出するポンプである。真空ポンプ３２には、配管３３が接続されている。また、真空ポンプ３２には、吸い込んだ空気を排出するための配管３４が接続されている。真空引き部３０では、容器３１がタブＴの一面に載置されて密閉空間Ｋを形成すると、真空ポンプ３２が稼動し、容器３１の内部の空気を排出する（真空引き）。なお、容器３１は、少なくとも接触媒質１２を囲う容器であればよい。

容器３１内を真空引きすると、容器３１内が減圧する。これにより、液体の接触媒質１２に吸引力が作用し、接触媒質１２内に入っている気泡が徐々に抜け出る。特に、図６に示すように、接触媒質１２内に大きさの異なる気泡Ｃ１，Ｃ２が存在すると、接触媒質１２に吸引力が作用すると大きな気泡Ｃ１から抜けていく。真空ポンプ３２を稼動させる時間は、容器３１で形成される空間Ｋの容積、真空ポンプ３２の排気能力、接触媒質１２に用いられる液体の粘度等を考慮して、接触媒質１２内の大きな気泡Ｃ１が抜け出るために必要な時間が適宜設定される。この稼動時間は、接触媒質１２内の小さい気泡Ｃ２を含む全て気泡が抜け出るために必要な時間に比べて、非常に短い時間である。

なお、真空引きによって大きな気泡Ｃ１が接触媒質１２内から取り除かれるので、接触媒質１２内には小さい気泡Ｃ２のみが残る。したがって、超音波探傷検査装置２のローレンツ発生工程では、接触媒質１２内に残った小さい気泡Ｃ２を細分化する。小さい気泡Ｃ２を細分化する場合、大きい気泡Ｃ１を細分化する場合に比べて、接触媒質１２にローレンツ力を作用させる時間は短くかつローレンツ力の大きさも小さくてよい。したがって、第１実施例に係る超音波探傷検査装置１に比べて、直流磁場付与部２０及び交流電流付与部２１を作動させる時間として短い時間が設定され、直流磁場付与部２０で付与する直流磁場の磁束密度及び交流電流付与部２１で付与する交流電流の電流値（最大振幅）等の各値として小さい値が設定される。

図１〜図６を参照して、超音波探傷検査装置２での動作の流れについて説明する。第１実施例での動作説明と同様に、溶接後に、積層状態のタブＴは検査台Ｄに載置される。探触子１０には接触媒質１２が付着され、その探触子１０が溶接箇所Ｗの上方に配置される。そして、容器３１が、積層状態の最上部のタブＴに載置され、接触媒質１２及び探触子１０を囲んだ状態で取り付けられる。

真空引き工程が開始すると、真空ポンプ３２が稼動され、容器３１内を真空引きする。この真空引きにより、接触媒質１２には吸引力が作用する。そのため、接触媒質１２から大きな気泡Ｃ１が抜け出る。真空引き工程開始から所定時間経過すると、真空ポンプ３２が停止する。そして、容器３１が、取り外される。

真空引き工程が終了すると、直流磁場付与部２０の対向する磁極２０ｅ，２０ｆと交流電流付与部２１の対向する電極２１ｂ，２１ｃとが、直交するように、接触媒質１２の側方に配置される。そして、第１実施例での動作説明と同様に、ローレンツ力発生工程が実施される。このローレンツ力発生工程では、接触媒質１２内に残っている小さい気泡Ｃ２が細分化される。このローレンツ力発生工程が実施される時間は、第１実施例でのローレンツ力発生工程が実施される時間に比べて短い時間である。

ローレンツ力発生工程が終了すると、第１実施例での動作説明と同様に、検査工程が実施される。この検査工程でも、第１実施例と同様に、細分化された気泡Ｃ’が欠陥として誤検知されない。

超音波探傷検査装置２によれば、真空引きによって大きな気泡Ｃ１を迅速に取り除くことができる。さらに、超音波探傷検査装置２によれば、真空引きによって大きな気泡Ｃ１を短時間で取り除いた後に周期的に反転するローレンツ力によって小さい気泡Ｃ２を効率良く細分化できる。その結果、誤検知を抑制するための処理時間をより短縮できる。また、超音波探傷検査装置２によれば、真空引き部３０と直流磁場付与部２０及び交流電流付与部２１とを別々に構成できるので、装置構成が複雑化しない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

上記実施形態では検査の対象を積層型の電池に用いられるタブの溶接箇所としたが、これに限定されるものではなく、例えば、捲回型の電池であっても、同極より延びる複数のタブを接合する構造に対して適用することもできる。また、タブを形成せず、長方形の電極本体に活物質の未塗工部を形成し、未塗工部にて金属箔同士を溶接する構造に対して適用することもできる。また、本発明は、抵抗溶接以外のレーザー溶接等による溶接箇所を検査する場合に適用してもよい。

また、第２実施例ではローレンツ力発生工程の前に減圧工程を行う構成としたが、ローレンツ力発生工程と減圧工程とを併行して行ってもよい。これにより、接触媒質内の大きな気泡の抜き出しと小さな気泡の細分化とを同時に行うので、接触媒質内の気泡による誤検知を抑制するための処理時間をより短縮できる。

１，２…超音波探傷検査装置、１０…探触子、１１…検知部、１２…接触媒質、２０…直流磁場付与部、２０ａ…励磁用電源、２０ｂ…電磁石、２０ｃ…磁化コイル、２０ｄ…鉄芯、２０ｅ，２０ｆ…磁極、２１…交流電流付与部、２１ａ…交流電源、２１ｂ，２１ｃ…電極、２１ｄ，２１ｅ…電線、３０…真空引き部、３１…容器、３２…真空ポンプ、３３，３４…配管。

Claims (5)

1. 複数の電極間の溶接箇所と探触子との間に接触媒質を介在させて前記溶接箇所を検査する超音波探傷検査方法であって、
   前記接触媒質に直流磁場と交流電流を付与し、力の作用する方向が周期的に反転するローレンツ力を前記接触媒質内に発生させるローレンツ力発生工程を含む、超音波探傷検査方法。
2. 前記接触媒質が容器内に収容され、前記容器内を真空引きする真空引き工程を含む、請求項１に記載の超音波探傷検査方法。
3. 前記ローレンツ力発生工程は、前記真空引き工程の後に実施される、請求項２に記載の超音波探傷検査方法。
4. 複数の電極間の溶接箇所と探触子との間に接触媒質を介在させて前記溶接箇所を検査する超音波探傷検査装置であって、
   前記接触媒質に直流磁場を付与する直流磁場付与部と、
   前記接触媒質に交流電流を付与する交流電流付与部と、
   を備える、超音波探傷検査装置。
5. 前記接触媒質を収容する容器と、
   前記容器内を排気するための真空ポンプと、
   を備える、請求項４に記載の超音波探傷検査装置。

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