JP4575029B2 - 渦流探傷装置のマルチコイル式プローブ - Google Patents

Description

この発明は、コイルによる磁束変化を与えたときに導電部材に生じる渦電流の変化から検査対象の傷等を検出する渦流探傷装置に関し、特に、検出効率を高めるために複数の探傷コイルを用いる渦流探傷装置のマルチコイル式プローブに関する。

この種のマルチコイル式プローブは、電源回路と制御部を内蔵した探傷装置本体にケーブルによって接続され、探傷コイルに対する給電や探傷装置本体への信号出力をこのケーブルを通して行なうようになっている。しかし、このようなプローブにおいては、検出効率をより高めるために探傷コイルの数を増やすと、探傷コイルと探傷装置本体を結ぶ信号線数が増加し、これらの信号線を束ねるケーブル全体が必要以上に太くなり、探傷作業時における操作性が悪化してしまう。

そこで、これに対処するものとして、例えば、特許文献１に記載されるようなマルチコイル式プローブが案出されている。
このマルチコイル式プローブは、各探傷コイルに電気的に接続されるマルチプレクサ基板を設け、そのマルチプレクサ基板と探傷装置本体を信号線で接続するようにしている。したがって、このプローブにおいては、複数のコイル群の駆動をマルチプレクサ基板を介して時分割して行なうことができるため、探傷コイル側と探傷装置本体を接続する信号線数を大幅に減らしケーブル全体の径を細くすることができる。
特開２０００−２３５０１９号公報

ところで、部材表面等の探傷は、傷の深さ等の条件によって最適なコイルの選定が必要となる。例えば、φ２mm程度の小型のコイルは表面の傷の探傷に適し、φ１０mm程度の大型のコイルは深い傷の探傷に適している。このため、対象となる傷の深さ等に応じて専用のプローブが必要となり、探傷作業の開始前には多数のプローブを予め準備しておかなければならない。

しかし、上記従来のマルチコイル式プローブは、探傷装置本体に接続されるケーブルからマルチプレクサ基板、さらに探傷コイルまでが全て一体化された構造となっているため、特性の異なる探傷コイルを用いる場合には、ケーブルごと探傷装置から取り外してプローブ全体の交換を行なわなければならず、交換作業が大掛かりとなってしまう。また、検査対象の傷等の種類に応じた数のプローブを用意しなければならないため、持ち運び時に嵩張るばかりでなく、総コストが高騰してしまう。

そこで、この発明は、必要最低限の簡単なユニット部品の交換のみによって検査対象の特性の相違に容易に対応できるようにして、交換作業性の向上と、交換ユニット部品を含めた総容量、総コストの削減を図ることのできる渦流探傷装置のマルチコイル式プローブを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、この発明は、複数の探傷コイルを有するコイル群が、前記探傷コイル単体若しくは時分割駆動で駆動される渦流探傷装置のマルチコイル式プローブにおいて、電源回路と制御部とを内蔵した探傷装置本体にケーブルによって接続され、支持母材と一体に組付けられたマルチプレクサ基板と、検査対象の特性に応じて前記探傷コイルの種類が異なる複数のコイルユニットから選択された１つのコイルユニットと、前記複数の探傷コイルが電気的に接続されたコイル基板を有し、前記検査対象の特性に応じて前記選択された１つのコイルユニットと前記マルチプレクサ基板とを着脱可能に結線する結線手段と、を備える構造とした。

この発明の場合、任意のコイルユニットのコイル基板が、支持母材のマルチプレクサ基板に選択的に接続されるため、種類の異なる探傷コイルを使用する場合にあっても、支持母材のマルチプレクサ基板とケーブルはそのまま共用することができる。

具体的には、例えば、前記複数のコイルユニットの任意の一つを選択して前記支持母材に脱着可能に取り付け、このとき取り付けたコイルユニットのコイル基板がマルチプレクサ基板に接続される構造としても良い。このようにした場合、特性の異なる検査対象に対処するときには、現在のコイルユニットを支持母材から取り外し、その支持母材に別のコイルユニットを取り付け、そのユニットのコイル基板をマルチプレクサ基板に接続する。

また、このとき、前記各コイルユニットのコイル基板とマルチプレクサ基板に相互に嵌合接続可能なコネクタを設けると共に、そのコネクタ相互の嵌合方向がコイルユニットと支持母材の組付け方向と合致するようにしても良い。このようにした場合、コイルユニットを支持母材に組付けるときに両者のコネクタが相互に嵌合されるようになる。

また、前記複数のコイルユニットのそれぞれには前記検査対象の特性に適合する所定径を有する探傷コイルが前記一セットとして設けられ、前記所定径が異なる前記コイルユニットが前記コイル基板に対して交換されることで前記検査対象の特性に適合する前記探傷コイルが前記一セットを単位として交換可能であることが好ましい。

また、電源回路と制御部を内蔵した探傷装置本体にケーブルによって接続されたマルチプレクサ基板と、このマルチプレクサ基板に電気的に接続された複数の探傷コイルと、を備え、前記探傷コイルの単体、若しくは、その幾つかを一セットにしたコイル群が前記マルチプレクサ基板を介して時分割駆動される渦流探傷装置のマルチコイル式プローブにおいて、前記マルチプレクサ基板が一体に組付けられた支持母材を設けると共に、前記複数の探傷コイルとその探傷コイルを結線したコイル基板とが一体に組付けられ、検査対象の特性に応じて種類の異なる複数のコイルユニットを設け、前記複数のコイルユニットが共通の軸回りに配置された多面コイルブロックを形成し、この多面コイルブロックを前記支持母材に回転可能に組付け、その多面コイルブロックの回転位置に応じて複数のコイルユニットのうち、前記検査対象の特性に適合する任意のコイルユニットのコイル基板がマルチプレクサ基板に選択的に接続される構造としても良い。このようにした場合、特性の異なる検査対象に対処するときには、支持母材に対して多面コイルブロックを適宜回転させ、マルチプレクサ基板の接続を、選択したコイルユニットのコイル基板との接続に切り換える。
また、このときマルチプレクサ基板と各コイルユニットのコイル基板との間には多面コイルブロックの回転位置に応じて切り換わるばね接点を設けることが望ましく、このようにした場合には、多面コイルブロックを任意の位置に回転させたところで、対応するコイル基板がばね接点を介してマルチプレクサ基板に自動的に接続されるようになる。
さらに、前記複数のコイルユニットのそれぞれには前記検査対象の特性に適合する所定径を有する探傷コイルが前記一セットとして設けられ、前記所定径が異なる前記コイルユニットが前記コイル基板に対して交換されることで前記検査対象の特性に適合する前記探傷コイルが前記一セットを単位として交換可能であることが好ましい。

この発明は、支持母材側のケーブルやマルチプレクサ基板を共用し、マルチプレクサ基板に接続されるコイルユニットのみを交換することができるため、プローブ全体をケーブルごと交換する場合に比較して交換作業が容易になり、しかも、交換部品を含めた部材の総容量と総コストを削減することが可能となる。

次に、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態については、同一部分に同一符号を付し、重複する部分については説明を省略するものとする。

まず、図１〜図５に示す第１の実施形態について説明する。
図２〜図４は、この発明にかかる渦流探傷装置のマルチコイル式プローブの外観を示すものであり、同図に示すようにこのプローブは支持母材を構成する直方体状のハウジング１の下面側にコイルユニット２が結合され、ハウジング１の端面の上端部近傍からケーブル３が引き出されている。このケーブル３は、電源回路と制御部を内蔵する図示しない探傷装置本体に接続され、探傷装置本体からプローブ内部への給電とプローブからの信号出力を行なうようになっている。

コイルユニット２は、図１，図５に示すように、上面が凹状に形成された略直方体状のコイル保持ブロック４と、このコイル保持ブロック４の下壁に取り付けられた複数の探傷コイル５と、これらの探傷コイル５が結線されたコイル基板６と、このコイル基板６の上面略中央に取り付けられたコネクタ７と、を備えている。

一方、ハウジング１の凹部内には、前記複数の探傷コイル５を時分割駆動するマルチプレクサ基板８が取り付けられており、このマルチプレクサ基板８には、先端部がコイル基板６の前記コネクタ７に脱着可能に接続される接続線９が設けられている。前記各探傷コイル５はコイル基板６とコネクタ７を介してマルチプレクサ基板８に接続されているが、この実施形態の場合、マルチプレクサ基板８は幾つかの個数の探傷コイル５を一セットにしたコイル群に対し順次電源供給を行なうようになっている。尚、図中１０は、接続線９の基端側が接続されるマルチプレクサ基板８側のコネクタである。また、図示は省略されているが、ケーブル３内の配線はマルチプレクサ基板８に接続されている。

また、コイルユニット２は、コイル保持ブロック４の上端部周縁をハウジング１の下面周縁に付き合わせ、その状態でハウジング１に複数のビス１１によって締付固定されている。この実施形態の場合、コイルユニット２はビス１１のねじ操作によってハウジング１に対して脱着可能となっている。

尚、以上説明したコイルユニット２は、構造や形状が同じで探傷コイル５の特性のみが異なるものが何種類か用意されている。

以上のように構成されたマルチコイル式プローブは、ケーブル３の先端部を探傷装置本体に接続し、同プローブのコイルユニット２の下面（コイル保持ブロック４の下面）を検査対象に宛がってその検査対象の傷等を検出する。そして、検査対象の特性（傷の深さ等）に適合するように異なる探傷コイル５を用いる場合には、ハウジング１のビス１１を緩めてコイルユニット２をハウジング１から分離させ、コイルユニット２側のコネクタ７から接続線９を引き抜く。そして、特性の異なる探傷コイル５を持つ新たなコイルユニット２を以上と逆の順序でハウジング１側に連結する。

このマルチコイル式プローブは、以上のようにコイルユニット２のみの交換によって検査対象の様々な特性に対応することができるため、交換作業が容易であり、しかも、マルチプレクサ基板８とケーブル３を共用できることから、作業現場に持ち運ぶ装置の総容量を小さくできると共に、交換ユニットを含めた装置全体のコストを削減できるという利点がある。

次に、図６，図７に示す第２の実施形態について説明する。
この実施形態のマルチコイル式プローブは、基本的な構成は第１の実施形態のものとほぼ同様であるが、支持母材であるハウジング１とコイルユニット２の接合部の構造と、マルチプレクサ基板８とコイル基板６の間の接続部構造が異なっている。

即ち、この実施形態のマルチコイル式プローブでは、コイルユニット２と接合されるハウジング１の下面周縁にパッキン１３が接着され、コイルユニット２とハウジング１がこのパッキン１３を挟み込むかたちで締結されている。したがって、このプローブでは、コイルユニット２とハウジング１の間の隙間を通して内部に水分や油分が浸入するのを確実に防止することができる。

また、コイル基板６とマルチプレクサ基板８の相互に向き合う位置には、上下方向で嵌合する接続構造を持つコネクタ１４，１５が取り付けられ、コイルユニット２とハウジング１を組付けたときに、この両コネクタ１４，１５が相互に嵌合されるようになっている。したがって、コイルユニット２とハウジング１の分解組付とコネクタ１４，１５の脱着を同時に行なうことかできるため、コイルユニット２の交換作業効率を大幅に向上させることができる。

つづいて、図８〜図１０に示す第３の実施形態について説明する。
この実施形態のマルチコイル式プローブは、対向して配置された一対の支持円板２０（図面は、いずれも片方の支持円板２０のみ示す。）がマルチプレクサ基板８や他の連結壁（図示せず）を介して相互に連結され、これらが支持母材を構成するようになっている。そして、前記支持円板２０には断面が略方形状である中空な多面コイルブロック２１が回転可能に支持されている。具体的には、多面コイルブロック２１の軸方向両側の端部壁には円形の支持孔２２が形成され、この支持孔２２部分が各支持円板２０に回転可能に嵌合支持されている。また、図１０に示すように各支持円板２０とそれに対応する支持孔２２には段差部が設けられ、これらの段差部間に円環状のパッキン２３が介装されている。

多面コイルブロック２１は、支持円板２０(支持穴２２)の中心を結ぶ軸線の回りに４面（コーナの湾曲した面は除く。）が設けられており、その４面には複数の探傷コイル５を配置したコイルユニット２Ａ〜２Ｄが夫々設けられている。この各コイルユニット２Ａ〜２Ｄの構成は第１の実施形態のものとほぼ同様であり、コイル保持ブロック４の外面側に複数の探傷コイル５が配置されると共に、同ブロック４の内側に、各探傷コイル５が結線されたコイル基板６が取り付けられている。尚、各コイルユニット２Ａ〜２Ｄの探傷コイル５は夫々特性の異なるものが採用されている。

一方、支持円板２０に固定されたマルチプレクサ基板８は、探傷装置本体に接続されるケーブル３（信号線）がその裏面に接続されると共に、表面側にばね接点２４が取り付けられている。このばね接点２４は、ばね性を有する湾曲した金属板から成り、その先端部は対向するコイルユニット２Ａ〜２Ｄのコイル基板６に接触接続されるようになっている。

このマルチコイル式プローブは、支持円板２０に対して多面コイルブロック２１を相対的に回転させ、マルチプレクサ基板８のばね接点２４を任意のコイルユニット（２Ａ〜２Ｄ）のコイル基板６に接触接続させることにより、そのコイルユニット（２Ａ〜２Ｄ）を有効にする。そして、こうして有効になったコイルユニット（２Ａ〜２Ｄ）を検査対象に宛がうことによって検査対象の傷等の検出を行なう。また、異なる探傷コイル５を用いる場合には、多面コイルブロック２１を支持円板２０に対してさらに回転させ、前述と同様にして別のコイルユニット（２Ａ〜２Ｄ）が有効になるように切り換える。

このマルチコイル式プローブは、以上のように多面コイルブロック２１を適宜回転させることによって任意のコイルユニット（２Ａ〜２Ｄ）に切り換えることができるため、基本的に第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができるうえ、交換の都度にコイルユニット（２Ａ〜２Ｄ）を取り外さなくて良い分、第１の実施形態のものに比較して交換作業がさらに容易になるという利点がある。

また、この実施形態のプローブにおいては、支持円板２０と多面コイルブロック２１の相対回動部にパッキン２３を介装してあるため、この相対回動部からの水分や油分の浸入を確実に防止できるという利点がある。

尚、この発明の実施形態は以上で説明したものに限るものでなく、例えば、第３の実施形態の説明では多面コイルブロック２１の４面に夫々コイルユニット２Ａ〜２Ｄを配置し、多面コイルブロック２１を回転させることによって使用するコイルユニットを切り換えたが、さらに、多面コイルブロック２１を支持円板２０に対して脱着可能にし、必要に応じて予め用意にした別の多面コイルブロック２１と交換できるようにしても良い。

この発明の第１の実施形態を示す分解斜視図。 同実施形態示す斜視図。 同実施形態を示す背面図。 同実施形態を示す側面図。 同実施形態を示す図４のＡ−Ａ線に沿う断面図。 この発明の第２の実施形態を示す側面図。 同実施形態を示す図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図。 この発明の第３の実施形態を示す斜視図。 同実施形態を示す部分破断斜視図。 同実施形態を示す拡大縦断面図。

符号の説明

１ ハウジング（支持母材）
２，２Ａ〜２Ｄ コイルユニット
３ ケーブル
５ 探傷コイル
６ コイル基板
８ マルチプレクサ基板（支持母材）
１３ パッキン
２０ 支持円板（支持母材）
２１ 多面コイルブロック
２３ パッキン
２４ ばね接点

Claims (6)

1. 複数の探傷コイルを有するコイル群が、前記探傷コイル単体若しくは時分割駆動で駆動される渦流探傷装置のマルチコイル式プローブにおいて、
   電源回路と制御部とを内蔵した探傷装置本体にケーブルによって接続され、支持母材と一体に組付けられたマルチプレクサ基板と、
   検査対象の特性に応じて前記探傷コイルの種類が異なる複数のコイルユニットから選択された１つのコイルユニットと、
   前記複数の探傷コイルが電気的に接続されたコイル基板を有し、前記検査対象の特性に応じて前記選択された１つのコイルユニットと前記マルチプレクサ基板とを着脱可能に結線する結線手段と、
   を備えることを特徴とする渦流探傷装置のマルチコイル式プローブ。
2. 前記各コイルユニットのコイル基板とマルチプレクサ基板に相互に嵌合接続可能なコネクタを設けると共に、そのコネクタ相互の嵌合方向がコイルユニットと支持母材の組付け方向と合致するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の渦流探傷装置のマルチコイル式プローブ。
3. 前記複数のコイルユニットのそれぞれには前記検査対象の特性に適合する所定径を有する探傷コイルが前記一セットとして設けられ、前記所定径が異なる前記コイルユニットが前記コイル基板に対して交換されることで前記検査対象の特性に適合する前記探傷コイルが前記一セットを単位として交換可能である請求項１に記載の渦流探傷装置のマルチコイル式プローブ。
4. 電源回路と制御部を内蔵した探傷装置本体にケーブルによって接続されたマルチプレクサ基板と、このマルチプレクサ基板に電気的に接続された複数の探傷コイルと、を備え、
   前記探傷コイルの単体、若しくは、その幾つかを一セットにしたコイル群が前記マルチプレクサ基板を介して時分割駆動される渦流探傷装置のマルチコイル式プローブにおいて、
   前記マルチプレクサ基板が一体に組付けられた支持母材を設けると共に、前記複数の探傷コイルとその探傷コイルを結線したコイル基板とが一体に組付けられ、検査対象の特性に応じて種類の異なる複数のコイルユニットを設け、
   前記複数のコイルユニットが共通の軸回りに配置された多面コイルブロックを形成し、この多面コイルブロックを前記支持母材に回転可能に組付け、その多面コイルブロックの回転位置に応じて複数のコイルユニットのうち、前記検査対象の特性に適合する任意のコイルユニットのコイル基板がマルチプレクサ基板に選択的に接続される構造としたことを特徴とする渦流探傷装置のマルチコイル式プローブ。
5. 前記マルチプレクサ基板と各コイルユニットのコイル基板との間に多面コイルブロックの回転位置に応じて切り換わるばね接点を設けたことを特徴とする請求項４に記載の渦流探傷装置のマルチコイル式プローブ。
6. 前記複数のコイルユニットのそれぞれには前記検査対象の特性に適合する所定径を有する探傷コイルが前記一セットとして設けられ、前記所定径が異なる前記コイルユニットが前記コイル基板に対して交換されることで前記検査対象の特性に適合する前記探傷コイルが前記一セットを単位として交換可能である請求項４に記載の渦流探傷装置のマルチコイル式プローブ。

Images