JP2017072536A - 導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法、及び導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出装置 - Google Patents

導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法、及び導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出装置 Download PDF

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明憲 津田
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寛記 河井
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Koichi Inagaki
宏一 稲垣
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Abstract

【課題】導電性複合材料の繊維の配列の乱れを容易、且つ正確に検出できる導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法、及び導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出装置を提供する。
【解決手段】コイル７を導電性複合材料と対向する位置に配置することで、導電性複合材料に電流を流すことができるため、導電性複合材料に電極を貼り付ける作業等が不要になる。従って、導電性複合材料の繊維の配列の乱れを容易に検出することができる。導電性複合材料の繊維蛇行検出方法は、導電性複合材料の表面Ｓａと対向する位置に、感磁軸方向Ｄが表面Ｓａと水平であるとともにコイル面７ｅに平行となるように磁界センサ８を配置するステップを備える。従って、磁界センサ８が磁界を測定することで導電性複合材料の繊維の配列が乱れている部分を検出することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法、及び導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出装置に関する。
導電性繊維織布、例えば、炭素繊維織布に熱硬化性樹脂もしくは熱可塑性樹脂を含浸させたプリプレグを複数枚積層した導電性複合材料においては、製造時に繊維の配列の乱れが生じる場合がある。例えば、導電性複合材料について繊維の配列の乱れを検出する方法として、超音波探傷試験（例えば、特許文献１参照）が挙げられる。
特開平０２−１５０７６５号公報
しかしながら、このような超音波探傷試験を採用した場合は、繊維の配列の乱れの状況によっては、正確に繊維の配列の乱れを検出できない場合がある。そこで、このような方法に代えて、試験体に電極を貼り付け、電流を流すと共に磁界の変化を検出することで繊維の配列の乱れを検出する方法が採用される場合がある。しかしながら、当該方法では電極を貼り付けることが困難である場合や、手間がかかる場合があった。従って、繊維の配列の乱れを検出するための方法として、手間がかからない容易な検出方法が求められていた。また、そのように手間がかからない検出方法でありながら、正確に繊維の配列の乱れを検出できる検出方法が求められていた。
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、導電性複合材料の繊維の配列の乱れを容易、且つ正確に検出できる導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法、及び繊維の配列の乱れの検出装置を提供することを目的としている。
本発明の一側面に係る導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法は、導電性繊維を用いた導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法であって、導電性複合材料の表面と対向する位置に、コイル面が表面と垂直となるようにコイルを配置するステップと、導電性複合材料の表面と対向する位置に、感磁軸方向が表面と水平であるとともにコイル面に平行となるように磁界測定部を配置するステップと、磁界測定部によって磁界を測定することで導電性複合材料の繊維の配列が乱れている部分を検出するステップと、を備える。
この導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法においては、導電性複合材料の表面と対向する位置に、コイル面が表面と垂直となるようにコイルを配置することで、導電性複合材料に渦電流を発生させることができる。また、導電性複合材料の表面と対向する位置に磁界測定部を配置することで、渦電流によって生じる磁界を測定することができる。このように、コイルを導電性複合材料と対向する位置に配置することで、導電性複合材料に電流を流すことができるため、導電性複合材料に電極を貼り付ける作業等が不要になる。従って、導電性複合材料の繊維の配列の乱れを容易に検出することができる。ここで、本発明者らは、鋭意研究の結果、感磁軸方向が導電性複合材料の表面と水平であるとともにコイル面に平行となるように磁界測定部を配置することで、感磁軸方向を他の方向に設定した時よりも、正確に繊維の配列が乱れている部分を検出できることを見出している。本発明の一側面に係る導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法は、導電性複合材料の表面と対向する位置に、感磁軸方向が表面と水平であるとともにコイル面に平行となるように磁界測定部を配置するステップを備える。従って、磁界測定部が磁界を測定することで正確に導電性複合材料の繊維の配列が乱れている部分を検出することができる。以上によって、導電性複合材料の繊維の配列の乱れを容易、且つ正確に検出できる。
また、本発明の一側面に係る導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法において、磁界測定部は、導電性複合材料の表面と、対向するコイルとの間に設けられていてよい。これによって、磁界測定部と導電性複合材料の表面の距離が近くなり、より正確に磁界の変化を検出することができる。
また、本発明の一側面に係る導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法では、コイルにおいて、導電性複合材料の表面と対向する端部は、当該表面に沿って延びてよい。これによって、導電性複合材料にコイルによる渦電流を発生させ易くなる。
また、本発明の一側面に係る導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法において、コイルに流れる電流の周波数は、１０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚであってよい。これによって、導電性複合材料にコイルによる渦電流を発生させ易くなる。
本発明の一側面に係る導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出装置は、導電性繊維を用いた導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出装置であって、導電性複合材料の表面と対向する位置に、コイル面が表面と垂直となるように配置されるコイルと、導電性複合材料の表面と対向する位置に、感磁軸方向が表面と水平であるとともにコイル面に平行となるように配置される磁界測定部と、磁界測定部によって磁界を測定することで導電性複合材料の繊維の配列が乱れている部分を検出する検出部と、を備える。
この導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出装置は、上述の導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法と同趣旨の作用・効果を得ることができる。
本発明によれば、導電性複合材料の繊維の配列の乱れを容易、且つ正確に検出できる。
図１（ａ）は、本実施形態に係る導電性複合材料の繊維蛇行検出方法を実行するための繊維蛇行検出装置を示す図であり、図１（ｂ）は、導電性複合材料の積層構造を示す斜視図である。 図２（ａ）は、コイル及び磁界センサの概略構成を示す図であり、図２（ｂ）は、コイルによって形成される渦電流を示す図である。 図３（ａ）は、コイル及び磁界センサの走査方向を示す図であり、図３（ｂ）は、コイル及び磁界センサを横方向から見た概略構成図である。 図４は、感磁軸方向と電流の方向の関係を示す図であり、（ａ）は導電性繊維が蛇行していない場合の様子を示し、（ｂ）は導電性繊維が蛇行している場合の様子を示す。 図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、各方向の磁界強度を示す図であり、図５（ｄ）は、ラインＤＬの位置における磁界強度を示すグラフである。 図６（ａ）は実施例で用いられる導電性複合材料の構成を示し、図６（ｂ）は実施例の試験結果を示す図である。 図７は、変形例に係るコイル及び磁界センサを示す図である。 図８は、感磁軸方向と磁界強度の関係を示すグラフである。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。
図１（ａ）に示す繊維蛇行検出装置（導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出装置）１は、導電性複合材料の繊維の蛇行を検出する繊維蛇行検出方法（導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法）を実行するために用いられる装置である。図１（ａ）に示すように、この繊維蛇行検出装置１は、導電性複合材料の試験体Ｓを載せるステージ２と、ステージ２上の試験体Ｓの上方において適宜間隔をもって保持されるコイル７及び磁界センサ（磁界測定手段）８と、コイル７に通電する電流印加部４と、ステージ２を駆動するドライバ５と、制御部６と、を備えている。この制御部６からの指令によりコイル７に対する電流印加部４による通電がなされ、同じく、ドライバ５に対する制御部６からの指令によりステージ２を駆動することで、試験体Ｓに対してコイル７及び磁界センサ８を走査させるようになっている。なお、繊維の配列の乱れの形態は特に限定されず、一定パターンで並んでいる繊維の配列の中で、繊維の部分的な曲げ等によってパターンが崩れている部分が、繊維の配列が乱れている部分に該当する。蛇行は、繊維が曲がることで波打っている状態に該当する。本実施形態では、「導電性複合材料の繊維の配列の乱れ」の一例として「蛇行」を検出するものとして本実施形態の説明を行う。
この場合、図１（ｂ）に示すように、試験体Ｓは、導電性繊維織布ＳＳに熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を含浸させた互いに繊維配向方向が９０°異なる複数枚のプリプレグ（Ｓ1，Ｓ3，…，Ｓn-1），（Ｓ2，Ｓ4，…，Ｓn）を交互に積層して直方体形状に成型されている。本実施形態では、試験体Ｓにおける複数のプリプレグＳ1〜Ｓnの中で蛇行有無確認対象としての複数のプリプレグＳ2，Ｓ4，…，Ｓnの導電性繊維織布ＳＳにおける導電性繊維ＳＥの方向（図示長手方向）に電流を流すべく、図２（ａ）に示すように、コイル７を試験体Ｓの表面と対向する位置に配置し、当該コイル７に電流を流す。
具体的には、図２（ａ）に示すように、コイル７は、試験体Ｓの表面Ｓａと対向する位置に配置される。コイル７は、試験体Ｓの表面Ｓａから離間した位置（ここでは、表面Ｓａの上方へ離間した位置）に配置される。コイル７は、表面Ｓａに沿って延びる巻回軸線ＣＬ周りに巻回される。当該コイル７の巻回軸線ＣＬは、表面Ｓａと平行に延びており、ここでは、蛇行有無確認対象としての導電性繊維ＳＥの方向と直交する方向に延びる。また、コイル７のコイル面７ｅは、試験体Ｓの表面Ｓａと垂直となるように配置されている。ただし、ここでの「垂直」とは厳密に９０°をなしている必要はなく、設置上の誤差等を含む角度であってよい。なお、コイル面７ｅは、コイル７の面のうち、巻回軸線ＣＬの軸方向における両端面に該当する。
図２（ｂ）に示すように、磁界を発生するコイル７を表面Ｓａに近づけることにより、電磁誘導効果によって、コイル７周りに渦電流が発生する。コイル７に対して巻回軸線ＣＬの一方側（図において上側）の位置に中心を有する渦電流（図において時計回り）が発生すると共に、巻回軸線ＣＬの他方側（図において下側）の位置に中心を有する渦電流（図において反時計回り）が発生する。表面Ｓａのうち、コイル７と対向する領域では、二カ所で発生した渦電流による電流が合流して一方（図において左側）へ通過する。以上によって、コイル７と対向する領域に係る試験体Ｓの表面Ｓａでは渦電流が発生し、コイル面７ｅと略平行な方向（巻回軸線ＣＬと略直交する方向）へ電流Ｅが流れる。なお、上方から見て、コイル面７ｅと導電性繊維ＳＥとは完全に平行になっていなくともよく、例えば、−４５〜＋４５°の範囲でずれていてもよい。本実施形態においては、コイル７は、導線を巻回軸線ＣＬ周りに略矩形状に巻回することによって形成される。従って、コイル７の四方の各端部は直線状に延びている。特に、コイル７において、試験体Ｓの表面Ｓａと対向する端部７ａ（ここでは下端）は、当該表面に沿って平行に延びる。図３（ａ）に示すように、コイル７の端部７ａが試験体Ｓの表面Ｓａから寸法Ｌ２だけ離間している。寸法Ｌ２は、例えば０〜５ｍｍに設定してよい。また、コイル７の内側には芯材９が配置されていてよい。芯材９は、フェライト、けい素鋼板などによって構成されてよい。コイル７に流れる電流の周波数は、１０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚである。なお、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）の平面方向の導電率は、材質により異なり、本実施例では約２５０００Ｓ／ｍである。また、表皮深さを考えると、コイル７に流れる電流の周波数が１０ｋＨｚで表皮深さが３０ｍｍとなり、周波数が１００ＭＨｚで表皮深さが３００μｍとなる。従って、コイル７に流れる電流の周波数は、１０ｋＨｚ〜１００ＭＨｚであってよい。
磁界センサ８は、磁界を測定するセンサである。具体的に、磁界センサ８は、ＭＩセンサ、ＧＭＲセンサ、ＴＭＲセンサ、ＡＭＲセンサ、ＦＧセンサ、ホール素子、ＳＱＩＤセンサ、コイル等を採用することができる。磁界センサ８は、試験体Ｓの表面Ｓａと対向する位置に配置される。本実施形態では、磁界センサ８は、表面Ｓａと、対向するコイル７との間に設けられている。磁界センサ８は、コイル７の試験体Ｓの表面Ｓａと対向する端部７ａの下端面に設けられている。図３（ａ）に示すように、磁界センサ８の下端が試験体Ｓの表面Ｓａから寸法Ｌ１だけ離間している。寸法Ｌ１は、例えば０〜５ｍｍに設定してよい。
磁界センサ８の感磁軸方向Ｄは、表面Ｓａに沿って延びると共に巻回軸線ＣＬと交わる方向（ここでは直交）へ延びる。磁界センサ８の感磁軸方向Ｄは、表面Ｓａと水平であるとともにコイル面７ｅに平行となる。感磁軸方向Ｄは、電流が流れる方向と略同一である。ここでは、磁界センサ８の感磁軸方向Ｄは、導電性繊維ＳＥが延びる方向（電流が流れる方向）に沿っている。なお、感磁軸方向Ｄはコイル面７ｅと完全に平行でなくともよく（すなわち巻回軸線ＣＬと完全に直交していなくともよく）、例えば、−６〜＋６°の範囲でずれていてもよい。
磁界センサ８の感磁軸方向Ｄは、コイル面７ｅと平行（ここでは、導電性繊維ＳＥが延びる方向に沿っている）であることが好適である点について、図５を参照して説明する。図５は蛇行部を有する試験体のＹ軸方向に電流を通じたと仮定したシミュレーションを行ったときの、試験体表面での、各軸方向における磁界強度の分布を示すシミュレーション結果の画像である。なお、本シミュレーションは、実施形態のようにコイルを用いて部分的に渦電流を発生させるものではなく、Ｘ軸方向において一様な強さの電流をＹ軸方向に向けて流している。図５（ａ）はＸ軸方向の磁界強度（Ｈｘ）の分布を示し、図５（ｂ）はＹ軸方向の磁界強度（Ｈｙ）の分布を示し、図５（ｃ）はＺ軸方向の磁界強度（Ｈｚ）の分布を示す。図中、ハッチングが付されている部分は、磁界強度の絶対値が大きい部分である。また、各図の右端には、導電性繊維織布ＳＳ及び導電性繊維ＳＥの繊維方向が示されている。Ｙ軸方向が繊維方向であり、Ｚ軸方向が積層方向であり、Ｘ軸方向が繊維方向と直交する方向である。導電性繊維織布ＳＳの導電性繊維ＳＥは、Ｙ軸方向中央位置で蛇行している。図５（ｄ）は、各図に示すラインＤＬ上の各軸方向における磁界強度を示すグラフである。これは、シミュレーションによって得られた磁界強度の値をプロットしたものである。図５の結果を参照し、各軸方向において磁界強度の変化が出現している部分を観察した。磁界強度の変化が出現しているか否かは、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）の色の分布を目視して、周囲の領域に比べて磁界強度の絶対値が大きい部分（ハッチングが付されている部分）が局所的に発生しているか否かによって判定した。あるいは、磁界強度の変化が出現しているか否かは、図５（ｄ）のグラフにおいて、磁界強度のグラフが局所的に増加又は減少することで、所定の絶対値以上の大きさを有する極大点又は極小点が出現しているか否かによって判定した。図５に示す結果より、Ｈｙ、Ｈｚともに蛇行部で磁界強度の変化が出現している。しかしながら、Ｈｚは、図５（ｃ）に示すような端部Ａ，Ｂでは磁界強度が蛇行とは関係なく変化している（局所的に磁界強度の絶対値が大きくなっていることが、観察される）。以上より、磁界センサ８の感磁軸方向ＤはＹ軸方向、すなわち電流が流れる方向（コイル面７ｅと略平行な方向）に設定されることが好ましい。
また、図８を参照して、感磁軸方向Ｄがコイル面７ｅから−６〜＋６°の範囲でずれてもよい点について説明する。図８（ａ）は、蛇行部での磁界強度を示すグラフである。図８（ａ）は、蛇行部（図５（ｄ）において「Ｈｙ」の極大点である「Ｄ」に示す位置に形成されている）での磁界強度を示すグラフである。図８（ａ）では、実線はＸ軸周りの磁界強度を示し、破線はＹ軸周りの磁界強度を示す。なお、図８（ａ）の縦軸は磁界強度を示し、横軸はＹ軸に対する感磁軸方向Ｄのずれθを示している。この感磁軸方向のずれθは、図８（ｂ）に示す角度である。破線で示されるように、「θ＝０°」におけるＹ軸周りの磁界強度は、図５（ｄ）に示す「Ｄ」の極大点における磁界強度と等しくなる。θが大きくなり「θ＝９０°」となると、Ｙ軸周りの磁界強度を測定するにも関わらず感磁軸方向がＹ軸方向の成分を有さなくなるため、磁界強度は０となる。実線で示されるように、「θ＝０°」におけるＸ軸周りの磁界強度は、Ｘ軸周りの磁界強度を測定するにも関わらず感磁軸方向がＸ軸方向の成分を有さなくなるため、磁界強度は０となる。θが大きくなり、「θ＝９０°」となると、磁界強度は、図５（ｄ）に示す「Ｃ」における磁界強度と等しくなる。なお、実線の磁界強度はサインカーブを描くように大きくなっている。これらのグラフを描くと、両グラフは「θ＝６°」にて交わる。このようなグラフより、θが６°を超えると、Ｙ軸周りの磁界強度を測定しているにも関わらず、Ｙ軸周りの磁界よりもＸ軸周りの磁界の方が支配的になってしまうことが理解される。従って、感磁軸方向Ｄがコイル面７ｅから−６〜＋６°の範囲の範囲であれば、Ｘ軸周りの磁界よりもＹ軸周りの磁界の方を支配的にすることができる。
なお、蛇行有無確認対象を複数のプリプレグＳ1，Ｓ3，…，Ｓn-1とする場合には、各々の導電性繊維織布ＳＳにおける導電性繊維ＳＥの方向（図示長手方向と直交する方向）に電流を流すべく、コイル７及び磁界センサ８の向きを複数のプリプレグＳ2，Ｓ4，…，Ｓnを蛇行有無確認対象とした場合から９０°向きを変える。ただし、測定対象に係る導電性繊維ＳＥに沿って渦電流が発生するように、コイル７を設置すればよく、プリプレグＳ1，Ｓ3，…，Ｓn-1とプリプレグＳ2，Ｓ4，…，Ｓnの角度が０°や±４５°をなしていてもよい。
次に、この繊維蛇行検出装置１により試験体Ｓにおける導電性繊維ＳＥの蛇行の有無を確認する繊維蛇行検出方法の手順について説明する。まず、電流印加部４により試験体Ｓの表面Ｓａと対向する位置に配置されたコイル７に電流を流すと、蛇行有無確認対象としての複数のプリプレグＳ2，Ｓ4，…，Ｓnの導電性繊維織布ＳＳにおける導電性繊維ＳＥの方向（図３（ａ）白抜き矢印方向）に電流が流れる。
この状態で試験体Ｓを載せたステージ２を動作させて、図３（ａ）の太い矢印方向に感磁軸方向Ｄを合わせた磁界センサ８をコイル７と共に、試験体Ｓに対して矢印に沿って走査させる。この際、図３（ｂ）に示すように、磁界センサ８を試験体Ｓから寸法Ｌ１だけ離して（リフトオフ量Ｌ１をもたせて）走査させる。
この走査において、導電性繊維ＳＥの蛇行が存在しない場合には、図４（ａ）に示すように、試験体Ｓの表面では導電性繊維ＳＥの真っ直ぐな配列に沿って電流が真っ直ぐに流れる。このように電流が真っ直ぐに流れるため、渦電流から発生する磁界Ｍにも乱れが生じない。従って、磁界センサ８によって磁界Ｍの変化は検出されない。一方、導電性繊維ＳＥの蛇行が存在する場合には、図４（ｂ）に示すように、試験体Ｓの表面では導電性繊維ＳＥの配列が乱れた部分を流れることに伴って、当該部分にて電流が乱れる。この場合、電流が局所的に乱れることにともなって、渦電流から発生する磁界Ｍにも乱れが生じる。磁界センサ８はこのような局所的に発生する磁界Ｍに乱れが生じた場合、当該磁界Ｍの変化を検出する。なお、どのような状態を「磁界の変化」として検出するかは特に限定されない。例えば、磁界センサ８が磁界強度のピーク値を検出した場合に磁界Ｍの変化が生じていると判定してよい。この場合、所定の閾値よりも狭い波長であって、所定の閾値よりも絶対値の大きい磁界強度が検出された場合に、磁界の変化が生じたと判定してよい。あるいは、磁界センサ８で検出された磁界強度の波形が乱れており、波形の周期のばらつきの大きさが所定の閾値以上となった場合に、磁界Ｍの変化が生じたと判定してよい。
そして、制御部６において、磁界センサ８が磁界の変化を検出した部位を、蛇行有無確認対象としての複数のプリプレグＳ2，Ｓ4，…，Ｓnの導電性繊維ＳＥに蛇行が生じている部位として判定する。このように、試験体Ｓに対して非接触で移動可能なコイル７及び磁界センサ８を走査させて、蛇行部を検出するようになっている。したがって、試験体Ｓを部分的に切断したり、細かく裁断したりすることなく、導電性繊維ＳＥの蛇行を検出し得ることとなって、試験体Ｓ全体における導電性繊維ＳＥの状況を把握し得ることとなる。
次に、本実施形態に係る導電性複合材料の繊維蛇行検出方法の作用・効果について説明する。
これに対して、本実施形態に係る導電性複合材料の繊維蛇行検出方法においては、導電性複合材料の表面Ｓａと対向する位置に、コイル面７ｅが表面と垂直となるようにコイルを配置することで、導電性複合材料に渦電流を発生させることができる。このように、コイル７を導電性複合材料と対向する位置に配置することで、導電性複合材料に電流を流すことができるため、導電性複合材料に電極を貼り付ける作業等が不要になる。従って、導電性複合材料の繊維の蛇行（繊維の配列の乱れ）を容易に検出することができる。ここで、本発明者らは、鋭意研究の結果、感磁軸方向Ｄが導電性複合材料の表面Ｓａと水平であるとともにコイル面７ｅに平行となるように磁界センサ８を配置することで、感磁軸方向を他の方向に設定した時よりも、正確に繊維の蛇行部を検出できることを見出している。本実施形態に係る導電性複合材料の繊維蛇行検出方法は、導電性複合材料の表面Ｓａと対向する位置に、感磁軸方向Ｄが表面Ｓａと水平であるとともにコイル面７ｅに平行となるように磁界センサ８を配置するステップを備える。従って、磁界センサ８が磁界を測定することで正確に導電性複合材料の蛇行部を検出することができる。以上によって、導電性複合材料の繊維の蛇行を容易、且つ正確に検出できる。なお、本実施形態に係る繊維蛇行検出装置１も同様な作用・効果を奏することができる。
また、本実施形態に係る導電性複合材料の繊維蛇行検出方法において、磁界センサ８は、表面Ｓａと、対向するコイル７との間に設けられている。これによって、磁界センサ８は、より正確に磁界の変化を検出することができる。
また、本実施形態に係る導電性複合材料の繊維蛇行検出方法では、コイル７において、導電性複合材料の表面Ｓａと対向する端部は、当該表面に沿って延びている。これによって、導電性複合材料にコイル７による渦電流を発生させ易くなる。
また、本実施形態に係る導電性複合材料の繊維蛇行検出方法において、コイル７に流れる電流の周波数は、１０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚである。これによって、導電性複合材料にコイル７による渦電流を発生させ易くなる。
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
上述した実施形態では、互いに繊維配向方向が９０°異なる複数枚のプリプレグ（Ｓ1，Ｓ3，…，Ｓn-1），（Ｓ2，Ｓ4，…，Ｓn）を交互に積層して成る試験体Ｓを示したが、例えば、繊維配向方向が±４５°の複数枚のプリプレグを交互に積層して成る試験体であってもよいし、繊維配向方向がすべて同じ方向の複数枚のプリプレグを積層して成る試験体であってもよい。
また、磁界センサの配置は上述の実施形態に限定されない。例えば、図７（ａ）に示すように、コイル７における端部７ａ以外の端部７ｂ，７ｃ，７ｄを有している場合、破線で示すように、これらの端部７ｂ，７ｃ，７ｄに磁界センサが設けられてよい。また、磁界センサはコイル７の外周側に設けられていなくともよく、図中に破線で示すように内周側に設けられてよい。なお、一つのコイル７に対して複数の磁界センサが設けられてよい。また、コイルの形状は実施形態のような略矩形状に限定されず、あらゆる形状を採用してよい。例えば、図７（ｂ）に示すような長円形状のコイル１７を採用してよい。あるいは、楕円、真円形状、その他多角形状等であってもよい。
［実施例］
以下、実施例に基づいて本発明の一形態に係る導電性複合材料の繊維蛇行検出方法を具体的に説明するが、当該方法は以下の実施例に限定されるものではない。
試験体として、図６（ａ）に示すように、導電性繊維を人工的に蛇行させたものを準備した。試験体の板厚は２ｍｍであり、導電性繊維の繊維方向が一層毎に９０°ずれるように導電性繊維織布を積層した。コイル及び磁界センサを図３（ｂ）に示すように配置した。コイルとして厚さ１ｍｍであって、外寸５．２ｍｍ×４．２ｍｍの励磁コイルを用いた。磁界センサとしてＭＩセンサを用いた。試験周波数を１ＭＨｚとし、コイルへの印加電圧は±２０Ｖとした。磁界センサで検出された磁界信号をロックインアンプで検波して、振幅/位相を測定した。検波された信号に対して、蛇行導入部で出力信号が最大となるように位相を調整した。図３（ａ）に示すような軌跡で磁界センサ及びコイルを走査させた。走査速度を５０ｍｍ/ｓとし、短手方向のスキャンピッチを１ｍｍ、長手方向の記録ピッチを０．５ｍｍとした。
上述の実験による測定結果を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）の画像は、試験体端部から２７５ｍｍ四方の範囲のＹ軸方向の磁界強度を測定した場合の測定結果を示す。試験体には、Ｙ軸方向の中央付近に人工蛇行を導入している。蛇行の発生していない部位は信号電圧が低く、濃い色が付されている一方、蛇行が発生している部位は信号電圧が高く、薄い色が付されている。以上より、実施例にかかる方法によって、導電性繊維の蛇行を検出できることが理解される。
１ 繊維蛇行検出装置
６ 制御部（検出部）
７，１７ コイル
８ 磁界センサ（磁界測定部）
Ｓ 試験体（導電性複合材料）
ＳＳ 導電性繊維織布
Ｓａ 表面
Ｄ 感磁軸方向
ＣＬ 巻回軸線

Claims (5)

  1. 導電性繊維を用いた導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法であって、
    前記導電性複合材料の表面と対向する位置に、コイル面が前記表面と垂直となるようにコイルを配置するステップと、
    前記導電性複合材料の前記表面と対向する位置に、感磁軸方向が前記表面と水平であるとともにコイル面に平行となるように磁界測定部を配置するステップと、
    前記磁界測定部によって磁界を測定することで前記導電性複合材料の繊維の配列が乱れている部分を検出するステップと、を備える、導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法。
  2. 前記磁界測定部は、前記導電性複合材料の前記表面と、対向する前記コイルとの間に設けられている、請求項１に記載の導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法。
  3. 前記コイルにおいて、前記導電性複合材料の前記表面と対向する端部は、当該表面に沿って延びる、請求項１又は２に記載の導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法。
  4. 前記コイルに流れる電流の周波数は、１０ｋＨｚ〜２０ＭＨｚである、請求項１〜３の何れか一項に記載の導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出方法。
  5. 導電性繊維を用いた導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出装置であって、
    前記導電性複合材料の表面と対向する位置に、コイル面が前記表面と垂直となるように配置されるコイルと、
    前記導電性複合材料の前記表面と対向する位置に、感磁軸方向が前記表面と水平であるとともに前記コイル面に平行となるように配置される磁界測定部と、
    前記磁界測定部によって磁界を測定することで前記導電性複合材料の繊維の配列が乱れている部分を検出する検出部と、を備える、導電性複合材料の繊維の配列の乱れの検出装置。
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