JPH0627085A

JPH0627085A - 炭素繊維強化管状複合材の検査方法及び装置

Info

Publication number: JPH0627085A
Application number: JP4184169A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nanjo; 敦南條; Akiyoshi Kojima; 章義小島
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1994-02-04
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JP2929402B2; US5438262A

Abstract

(57)【要約】【目的】傷を定量的に把握し、製品の良否の判定を定量
的に行えるようにして、製品の品質管理の向上を図る。【構成】標準品35が貫通した第２コイル14及び検査品31
が貫通した第３コイル15に交流を印加し、ブリッジ回路
75により渦電流を測定する。第３コイル15から傷37がは
ずれていると、出力電圧Ｖ₇₅はゼロとなり（図９Ｃ
１）、第３コイル15が傷37の位置にのっていると、所定
の出力電圧Ｖ₇₃が上方にでる（図９Ｃ２）。そして、こ
の出力を径に係る補正、場所による傷の大きさの影響に
係る補正を行って、シャフトの検査を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は炭素繊維強化管状複合材
の検査方法及び装置に関し、炭素繊維強化管状複合材及
びこれを使用した製品の品質管理に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維、特に高い弾性を有する炭素繊
維を用いた管状複合材中に、製造時の条件の不備等によ
り糸折れ等の欠陥が生じた場合、該管状複合材料の物性
値が設計値より大幅に低下することが知られている。こ
のような欠陥は、特にシートラッピング法により製造し
た場合に発生し易く、また外観からは検査不可能な場合
が多い。

【０００３】このため、従来の検査方法としては、当該
管状複合材料を破壊して破壊強度を測定するといった方
法がとられていた。しかしながらこれらの方法にあって
は、被検査品を全て破壊しなければならず、全数検査が
不可能であった。このため、本出願人は、渦流探傷法を
用いることを特徴とした炭素繊維強化管状複合材の欠陥
検出方法について先に出願した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、一般の金属管等
の検査に広く用いられている渦流探傷法にあっては、隣
接する２点間の相対的な状態を比較することにより、図
27に示すように、欠陥Ａ〜Ｅの位置に対応して出力信号
を得ている。このため、欠陥である傷の始点（添字１）
と終点（添字２）とにおいてのみ信号ａ₁〜ｅ₁，ａ₂
〜ｅ₂が出力されることとなり、傷が連続して存在する
場合等においては、正確な傷の状況を把握することがで
きず、炭素繊維強化管状複合材の検査の精度を向上させ
る際の妨げとなっていた。

【０００５】本発明は、このような従来の実情に鑑みな
されたもので、テーパー状の炭素繊維強化管状複合材を
検査する際に、正確な傷の把握を可能とすると共に、該
傷を定量的に把握し、製品の良否の判定を定量的に行え
るようにして、製品の品質管理の向上を可能とした炭素
繊維強化管状複合材の検査方法及び装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明に係る方
法は、軸方向に対して所定の角度を有して炭素繊維が巻
回されたテーパー状の炭素繊維強化管状複合材の検査を
行う炭素繊維強化管状複合材の検査方法において、外径
寸法が炭素繊維強化管状複合材検査品と等しく傷の程度
が予め確かめられた標準品及び検査品に夫々１または２
つのコイルを嵌挿し、該１または２つの中の一方のコイ
ルに所定の交流電流を通電して標準品及び検査品に渦電
流を発生させ、これらのコイルと標準品及び検査品とを
軸方向に相対移動させて走査させつつ、該１または２つ
の中の他方のコイルによって傷に基づく該渦電流の出力
変化を検出し、該渦電流の出力を検査品の走査位置にお
ける径寸法に基づいて補正し、該補正された出力に基づ
いて検査品の強度を検査する方法とした。

【０００７】また、本発明に係る装置は、図１に示すよ
うに、第１の技術的手段として、軸方向に対して所定の
角度を有して炭素繊維が巻回されたテーパー状の炭素繊
維強化管状複合材の検査を行う炭素繊維強化管状複合材
の検査装置において、外径寸法が炭素繊維強化管状複合
材検査品と等しく傷の程度が予め確かめられた標準品を
装着する１または２つの標準品用コイルと、該検査品を
装着する１または２つの検査品用コイルと、標準品用コ
イル及び検査品用コイルの１または２つの中の一方のコ
イルに交流電流を流す交流印加手段と、前記標準品用コ
イル及び検査品用コイルと標準品及び検査品とが軸方向
に相対移動するように走査する走査手段と、前記交流印
加手段によって標準品及び検査品に発生した傷に基づく
渦電流の出力変化を標準品用コイル及び検査品用コイル
の１または２つの中の他方のコイルにより検出する渦電
流検出手段と、前記渦電流検出手段の出力を検査品の走
査位置における径寸法に基づいて補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された出力に基づいて検査品の
強度を検査する検査手段とを、含む構成とした。

【０００８】第２の技術的手段として、前記補正手段
は、渦電流検出手段の出力を外径寸法あるいは内径寸法
の二乗の逆数に基づいて補正する比較感度補正手段を含
む構成とした。第３の技術的手段として、前記補正手段
は、渦電流検出手段の出力を外径寸法の四乗と内径寸法
の四乗の差の逆数に基づいて補正する径補正手段を含む
構成とした。

【０００９】第４の技術的手段として、前記補正手段
は、前記比較感度補正手段及び径補正手段を含む構成と
した。

【００１０】

【作用】前記の炭素繊維強化管状複合材の検査方法によ
れば、外径寸法が炭素繊維強化管状複合材検査品と等し
く傷の程度が予め確かめられた標準品及び検査品に夫々
１または２つのコイルが嵌挿される。そして、該１また
は２つの中の一方のコイルに所定の交流電流が通電され
て、標準品及び検査品に渦電流が発生する。ここで、前
記検査品中に傷がある場合には、該１または２つの中の
他方のコイルによって傷に基づく該渦電流の出力変化が
検出される。さらにこれらのコイルと標準品及び検査品
とが軸方向に相対移動されるので、前記出力は検査品の
走査位置における径寸法に基づいて補正され、該補正さ
れた出力に基づいて検査品の強度が検出される。

【００１１】また、前記の炭素繊維強化管状複合材の検
査装置に係る第１の技術的手段によれば、外径寸法が炭
素繊維強化管状複合材検査品と等しく傷の程度が予め確
かめられた標準品が１または２つの標準品用コイルに装
着され、検査品が１または２つの検査品用コイルに装着
される。そして、交流印加手段が標準品用コイル及び検
査品用コイルの１または２つの中の一方のコイルに交流
電流を流す。該コイルに電流が流れることにより、コイ
ルの内部及びその周囲に交流磁界が発生し、標準品が１
または２つの標準品用コイルに装着され、検査品が１ま
たは２つの検査品用コイルに装着されるので、標準品及
び検査品に渦電流が流れる。ここで、検査品に傷等が存
在すると、渦電流はこれを迂回せざるを得ないため、渦
電流が変化することとなる。一方、前記交流印加手段に
よって標準品及び検査品に発生した傷に基づく渦電流の
出力変化は、前記交流印加手段により交流が印加された
標準品用コイル及び検査品用コイルのまたは前記標準品
用コイル及び検査品用コイルの２つの中の他方のコイル
により検出される。

【００１２】さらに、走査手段が、前記標準品用コイル
及び検査品用コイルと標準品及び検査品とを軸方向に相
対移動するように走査し、補正手段が前記渦電流検出手
段の出力を検査品の走査位置における径寸法に基づいて
補正し、径寸法に係る感度，影響等を補正する。即ち、
渦電流を検出する際の検出感度はシャフトの細い部分と
太い部分とで異なる。即ち、コイルの断面積に対する検
査品の断面積が小さいと感度が低くなる。もって、前記
第２の技術的手段では、比較感度補正手段により渦電流
検出手段の出力を外径寸法の二乗の逆数、あるいは内径
寸法の二乗の逆数に基づいて補正することにより、検査
品の断面関に係る感度の補正がなされた渦電流検出手段
の出力が得られることとなり、前記検査手段は、当該補
正がなされた出力の変化に基づいて検査品の強度を検出
する。

【００１３】また、同じ大きさの強度であっても、強度
に影響を及ぼす傷が存在する位置の径が異なると、ねじ
り破断トルクに与える影響が異なる。即ち、同じ大きさ
の傷であっても、径が細い箇所ではその影響が大きい。
もって、前記第３の技術的手段では、径補正手段により
渦電流検出手段の出力を外径寸法の四乗と内径寸法の四
乗の差の逆数に基づいて補正することにより、傷が存在
する箇所に係る径の補正がなされた渦電流検出手段の出
力が得られることとなり、前記検査手段は、当該補正が
なされた出力の変化に基づいて検査品の強度を検出す
る。

【００１４】また、前記第４の技術的手段によれば、比
較感度補正手段により検査品の断面関に係る感度の補
正、及び径補正手段により傷が存在する箇所に係る径の
補正がなされた渦電流検出手段の出力が得られることと
なり、前記検査手段は、当該補正がなされた出力の変化
に基づいて検査品の強度を検出する。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例として、炭素繊維強化管状
複合材としてのゴルフシャフトの検査装置について、図
に基づいて説明する。図２に示すゴルフシャフトの検査
装置１はフレーム11上に検査すべきゴルフシャフト（以
下検査品と称する）31及び標準となるゴルフシャフト
（以下標準品と称する）35を隣接して載せる載置台12が
設けられ、第１コイル13及び第２コイル14の内側を貫通
した検査品31及び第３コイル15の内側を貫通した標準品
35が、その軸線が互いに平行になるように載置されてい
る。即ち、検査品31と標準品35とは、その中間位置を中
心として線対称状に装着されている。また、第１コイル
13及び第２コイル14が検査品用コイルを構成し、第３コ
イル15が標準品用コイルを構成する。さらに、検査品31
及び標準品35はクランプ装置17により前記載置台12に確
実に固定され、検査品31は第１コイル13及び第２コイル
14に対して所定の隙間を保つように保持され、また標準
品35は第３コイル15に対して所定の隙間を保つように保
持される。

【００１６】ここで、検査品31は図３に示すように、先
端31ａにおけるバイアス層の外径Ａ（ｘ）が細く、後端
31ｂにおけるバイアス層の外径Ａ（ｘ）が太く、所謂テ
ーパー状に形成されている。またバイアス層の厚みδは
先端31ａから後端31ｂまで一律であり、所謂中空構造
（内径Ｂ（ｘ））のものである。さらに、当該バイアス
層には軸方向に対して所定の角度を有して炭素繊維が巻
回されている。

【００１７】そして、標準品35は、検査品31と同一仕様
であると共に、その形状も全く同一であり、検査品31に
比較して欠陥としての傷が非常に少ないと予め確認され
たゴルフシャフトである。また、前記載置台12は、モー
タ18により駆動されるボールネジ19によって前記軸線に
沿って上下方向に走査される。尚、リミットスイッチ2
1，22は前記載置台12の各々下限位置、上限位置を規定
するリミットスイッチである。即ち、モータ18、ボール
ネジ19等により走査手段が構成される。

【００１８】ここで、本発明に係る第１実施例に係る構
成を説明する。前記第１コイル13、第２コイル14及び第
３コイル15は、夫々単一のコイル13、14及び15により構
成されており、更に、図４に示すように、前記第１コイ
ル13及び第２コイル14に交流電源が接続されるか、ある
いは図７に示すように前記第２コイル14及び第３コイル
15に交流電源が接続される。尚、前記接続の切換は自己
比較／標準比較切換スイッチ24により切換可能となって
いる。即ち、前記交流電源が交流印加手段を構成してい
る。

【００１９】ここで、まず、前記第１コイル13及び第２
コイル14のみが使用される第１の使用態様を図４及び図
５に基づいて説明する。即ち、前記第１コイル13に交流
電源53及びインピーダンス63が接続され、前記第２コイ
ル14に交流電源53及びインピーダンス64が接続される。
そして、このときは、切換スイッチ24は自己比較側に切
換られる。

【００２０】更に、図５に示すように、当該第１コイル
13及び第２コイル14は、自己誘導電流による逆起電力の
変化を検出するためにブリッジ回路73が構成され、試験
品の欠陥部分が第２コイル14に入るとブリッジ回路73の
バランスが崩れ、欠陥による第２コイル14コイルのイン
ピーダンスの変化に応じた出力電圧Ｖ₇₃が端子73ａ及び
73ｂ間に出力される。

【００２１】ここで、当該第１の使用態様は、試験品と
しての標準品35を用い、当該標準品35にどれほど傷39等
の欠陥があるあるか否かを検査するのに用いられる使用
態様である。次に、当該第１の使用態様として前記第１
実施例に係る検査装置１を使用した場合の、標準品35の
傷39の位置と出力電圧Ｖ₇₃との出力状態について、図６
を参照しつつ説明する。

【００２２】尚、図６においては、図６Ａは第１コイル
13及び第２コイル14が標準品35に対して走査されて、第
２コイル14と傷39の位置との位置関係を示す図であり、
図６Ｂは出力電圧Ｖ₇₃を検出する出力電圧計83の指針の
概略位置を示す回路模式図であり、図６Ｃは当該出力電
圧計83により検出される出力電圧Ｖ₇₃を示した図であ
る。

【００２３】図６Ａ１は第２コイル14が傷39の位置にの
っており、図６Ｃ１に示すように、出力電圧Ｖ₇₃は上方
にでる。図６Ａ２は第１コイル13及び第２コイル14が傷
39の位置にのっており、ブリッジ回路73が平衡となるの
で、図６Ｃ２に示すように、出力電圧Ｖ₇₃はゼロとな
る。

【００２４】図６Ａ３は第１コイル13が傷39の位置にの
っており、図６Ｃ３に示すように、出力電圧Ｖ₇₃は下方
にでる。図６Ａ４は第１コイル13及び第２コイル14とも
傷39からはずれた位置にあり、やはりブリッジ回路73が
平衡となるので、図６Ｃ４に示すように、出力電圧Ｖ₇₃
はゼロとなる。

【００２５】従って、以上説明したように、当該第１の
使用態様によると、標準品35にどれほど傷39等の欠陥が
あるあるか否かを検査することが可能となるが、当該第
１の使用態様は、従来から行われてきた検査方法である
と共に、該標準品35に傷39が重なって複数存在する場合
には、解析不可能となってしまう。次に、前記第２コイ
ル14及び第３コイル15のみが使用される第２の使用態様
を図７及び図８に基づいて説明する。即ち、前記第２コ
イル14に交流電源55及びインピーダンス64が接続され、
前記第３コイル15に交流電源55及びインピーダンス65が
接続される。そして、このときは、切換スイッチ24は標
準比較側に切換られる。

【００２６】更に、図８に示すように、当該第２コイル
14及び第３コイル15は、自己誘導電流による逆起電力の
変化を検出するためにブリッジ回路75が構成され、試験
品の欠陥部分が第３コイル15に入るとブリッジ回路75の
バランスが崩れ、欠陥による第３コイル15コイルのイン
ピーダンスの変化に応じた出力電圧Ｖ₇₅が端子75ａ及び
75ｂ間に出力される。

【００２７】ここで、当該第２の使用態様は、標準品35
が第２コイル14に嵌挿され、試験品としての検査品31が
第３コイル15に嵌挿され、当該検査品31が標準品35と比
較して、どれほど傷37等の欠陥があるか否かを検査する
のに用いられる使用態様である。次に、当該第２の使用
態様として前記第１実施例に係る検査装置１を使用した
場合の、検査品31の傷37の位置と出力電圧Ｖ₇₅との出力
状態について、図９を参照しつつ説明する。

【００２８】尚、図９においては、図９Ａは第２コイル
14及び第３コイル15が検査品31に対して走査されて、第
３コイル15と傷37の位置との位置関係を示す図であり、
図９Ｂは出力電圧Ｖ₇₅を検出する出力電圧計85の指針の
概略位置を示す回路模式図であり、図９Ｃは当該出力電
圧計85により検出される出力電圧Ｖ₇₅を示した図であ
る。

【００２９】図９Ａ１は第３コイル15は傷37からはずれ
た位置にあり、ブリッジ回路75が平衡となるので、図９
Ｃ１に示すように、出力電圧Ｖ₇₅はゼロとなる。図９Ａ
２は第３コイル15が傷37の位置にのっており、図９Ｃ２
に示すように、所定の出力電圧Ｖ₇₃が上方にでる。図９
Ａ３は第３コイル15が傷37からはずれた位置にあり、ブ
リッジ回路75が平衡となるので、図９Ｃ１に示すよう
に、出力電圧Ｖ₇₅はゼロとなる。

【００３０】従って、以上説明したように、当該第２の
使用態様によると、検査品31が標準品35と比較して、ど
れほど傷37等の欠陥があるか否かを検査することが可能
となり、当該第２の使用態様が、本発明に係る第１実施
例の構成，作用を奏するものである。即ち、ブリッジ回
路73、ブリッジ回路75により渦電流検出手段が構成され
る。

【００３１】次に、本発明に係る第２実施例に係る構成
を説明する。尚、以下の説明において、前述の第１実施
例と同一構成要素には同一符号を付して説明を省略す
る。前記第１コイル13、第２コイル14及び第３コイル15
は、夫々２個のコイル13Ａ，13Ｂ、14Ａ，14Ｂ及び15
Ａ，15Ｂにより構成される。ここで、図10あるいは図12
に示すように、前記第１コイル13、第２コイル14及び第
３コイル15は夫々２個のコイルにより構成されている。
さらに詳しくは、夫々のコイルは、交流電源が接続され
る励磁コイル13Ａ、14Ａ及び15Ａと、該励磁コイル13
Ａ、14Ａ及び15Ａに交流が印加されることにより生じた
誘導起電力の変化を検出するための検出コイル13Ｂ、14
Ｂ及び15Ｂとにより構成されている。

【００３２】ここで、まず、前記第１コイル13及び第２
コイル14のみが使用される第１の使用態様を図10及び図
11に基づいて説明する。即ち、前記第１励磁コイル13
Ａ、第２励磁コイル14Ａに交流電源53が接続される。さ
らに、第１検出コイル13Ｂにインピーダンス63、第２検
出コイル14Ｂにインピーダンス64が接続される。

【００３３】更に、図11に示すように、当該第１検出コ
イル13Ｂ及び第２検出コイル14Ｂは、第１励磁コイル13
Ａ、第２励磁コイル14Ａに交流が印加されることにより
第１検出コイル13Ｂ及び第２検出コイル14Ｂに生じた誘
導起電力の変化を検出するためにブリッジ回路 173が構
成され、試験品の欠陥部分が第２検出コイル14Ｂに入る
とブリッジ回路 173のバランスが崩れ、欠陥による第２
検出コイル14Ｂのインピーダンスの変化に応じた出力電
圧Ｖ₁₇₃が端子 173ａ及び 173ｂ間に出力される。

【００３４】即ち、前記第１実施例においては、第１コ
イル13及び第２コイル14がそれ自身で励磁コイル13Ａ，
14Ａ及び検出コイル13Ｂ，14Ｂを兼ねている構成であっ
たが、本第２実施例では夫々別々に設ける構成である。
また、当該第２実施例においては、ブリッジ回路 173を
構成する代わりに、検出コイル13Ｂ，14Ｂを逆向きに接
続するようにしてもよい。

【００３５】従って、当該第１の使用態様として当該第
２実施例に係る検査装置１を使用した場合の出力電圧Ｖ
₁₇₃の出力状態については、前記標準品35の傷39の位置
と出力電圧Ｖ₇₃との出力状態と同様であるので、その説
明を省略する。次に、前記第２コイル14及び第３コイル
15のみが使用される第２の使用態様を図12及び図13に基
づいて説明する。即ち、前記第２励磁コイル14Ａ、第３
励磁コイル15Ａに交流電源55が接続される。

【００３６】さらに、第２検出コイル14Ｂにインピーダ
ンス64、第３検出コイル15Ｂにインピーダンス65が接続
される。更に、図13に示すように、当該第２検出コイル
14Ｂ及び第３検出コイル15Ｂは、第２励磁コイル14Ａ、
第３励磁コイル15Ａに交流が印加されることにより第２
検出コイル14Ｂ及び第３検出コイル15Ｂに生じた誘導起
電力の変化を検出するためにブリッジ回路 175が構成さ
れ、試験品の欠陥部分が第３検出コイル15Ｂに入るとブ
リッジ回路 175のバランスが崩れ、欠陥による第３検出
コイル15Ｂのインピーダンスの変化に応じた出力電圧Ｖ
₁₇₅が端子 175ａ及び 175ｂ間に出力される。

【００３７】即ち、前記第１実施例においては、第２コ
イル14及び第３コイル15がそれ自身で励磁コイル14Ａ，
15Ａ及び検出コイル14Ｂ，15Ｂを兼ねている構成であっ
たが、本第２実施例では夫々別々に設ける構成である。
ここで、当該第２の使用態様は、標準品35が第２コイル
14に嵌挿され、試験品としての検査品31が第３コイル15
に嵌挿され、当該検査品31が標準品35と比較して、どれ
ほど傷37等の欠陥があるか否かを検査するのに用いられ
る使用態様である。

【００３８】従って、当該第２の使用態様として当該第
２実施例に係る検査装置１を使用した場合の出力電圧Ｖ
₁₇₅の出力状態については、前記標準品35の傷39の位置
と出力電圧Ｖ₇₅との出力状態と同様であるので、その説
明を省略する。従って、以上説明したように、当該第２
の使用態様によると、検査品31が標準品35と比較して、
どれほど傷37等の欠陥があるか否かを検査することが可
能となり、当該第２の使用態様が、本発明に係る第２実
施例の構成，作用を奏するものである。

【００３９】そして、検査スタートスイッチ25を押圧す
ることにより検査装置１が作動を開始する。まず、切換
スイッチ24が自己比較側に切換られ、標準品35にどれほ
ど傷39等の欠陥があるあるか否かが検査される。即ち、
当該標準品35を第１励磁コイル13Ａ、第１検出コイル13
Ｂ及び第２励磁コイル14Ａ、第２検出コイル14Ｂを貫通
するように配設し、前記第１励磁コイル13Ａ、前記第２
励磁コイル14Ａに交流電源53が接続され、ブリッジ回路
173 の出力電圧Ｖ₁₇₃が検出される。

【００４０】即ち、ブリッジ回路173 、ブリッジ回路17
5 により渦電流検出手段が構成される。ここでほとんど
傷が無い場合には、前記出力電圧Ｖ₁₇₃がほとんど出力
されないこととなる。よって、傷の程度を予め確認する
ことが可能となると共に、ほとんど傷が無いものを標準
品35として選択することが可能となる。

【００４１】次に切換スイッチ24が標準比較側に切換ら
れ、以下に述べるように検査品31の検査が行われる。ま
ず、検査装置１が検査品31に欠陥があるか否かを検出
し、該検査品31が製品として合格か不合格かを判断する
機能を奏する場合について、以下図14〜図21を参照しつ
つ説明する。

【００４２】前記第１実施例においては、第２コイル14
及び第３コイル15が検査品31に対して走査されて、出力
電圧計85により出力電圧Ｖ₇₅が検出される。また、前記
第２実施例においては、第２検出コイル14Ｂ及び第３検
出コイル15Ｂが検査品31に対して走査されて、出力電圧
Ｖ₁₇₅が検出される。第１実施例及び第２実施例とも出
力電圧に係る欠陥発生状態の検出は同様であるので、以
下の説明においては、出力電圧Ｖ₇₅について説明する。

【００４３】出力電圧Ｖ₇₅は、マイクロコンピュータを
内蔵したコントロールユニット26に入力され、種々の補
正がなされ、欠陥が検出される。以下に、該コントロー
ルユニット26により行われるゴルフシャフトの検査のた
めの各種演算ルーチンをフローチャートに従って説明す
る。尚、以下の説明において、検査品31及び標準品35の
先端から後端に向いた軸方向にｘ軸を仮想してある。

【００４４】先ず、良品・不良品の判定に用いるしきい
値ＶSLを決定するしきい値決定ルーチンにおいて用いら
れる検出強度Ｈを決定する検出強度決定ルーチンについ
て、図14を参照しつつ説明する。尚、当該ルーチンは検
査スタートスイッチ信号が入力されると、その一本の検
査品に対して実行される。ステップ１（図ではＳ１と記
す。以下同様）では、前記走査に従って得られる、検査
品31のｘ軸上の各点における出力電圧Ｖ₇₅（ｘ）を読込
む。（例えば図15に示すように出力される。尚、図15に
示すものは傷の数が多い場合の例を示したものであ
る。）当該出力電圧Ｖ₇₅（ｘ）は直流であり、図15に示
す出力は、図９Ｃ１〜Ｃ３が集合したものである。な
お、コントロールユニット26に入力のため、当該信号は
図16に示すようなデジタル変換される。尚、図16に示す
例は簡単のため傷の数が少ない場合の例を示したもので
ある。

【００４５】ステップ２では、前記出力される電圧値Ｖ
₇₅（ｘ）の径による検出感度の補正を行う。即ち、第２
コイル14の断面積に対する検査品31の断面積が小さけれ
は、感度が低くなるので、前記電圧値Ｖ₇₅（ｘ）に外径
Ａ（ｘ）の二乗の逆数を積算することによりテーパ補正
値Ｋ（ｘ）＝Ｖ₇₅（ｘ）×〔１／（Ａ（ｘ））²〕を演
算する。

【００４６】なお、前記補正は外径Ａ（ｘ）の二乗の逆
数を積算することにより行ったが、外径Ａ（ｘ）ではな
く、内径Ｂ（Ｘ）の二乗の逆数を積算することにより行
ってもよい。即ち、テーパ補正値Ｋ（ｘ）＝Ｖ₇₅（ｘ）
×〔１／（Ｂ（Ｘ））²〕でもよい。ステップ３では、
前記出力される電圧値Ｖ₇₅（ｘ）の傷が存在する位置の
径による影響の補正を行う。

【００４７】即ち、同じ大きさの傷であっても、検査品
31の径が細い箇所ではその影響が大きく、径が太い程そ
の影響は小さなものとなるので、前記ステップ４で演算
したテーパ補正値Ｋ（ｘ）を次式に従って補正し、図17
に示すような径補正値Ｔ（ｘ）を演算する。Ｔ（ｘ）＝Ｋ（ｘ）×〔１／｛（Ａ（ｘ））⁴−（Ｂ
（ｘ））⁴｝〕ステップ４では、径補正値Ｔ（ｘ）の最大ピーク値の絶
対値を求め、検出強度Ｈとする（図17参照）。

【００４８】そして、当該ステップ終了後、検査品31は
当該検査装置１から取外され、図示しないねじり破断ト
ルク測定装置にかけられる。ステップ５では、図示しな
いねじり破断トルク測定装置によって測定した当該検査
品31のねじり破断トルクＴ_BRを入力する。以上説明した
検出強度決定ルーチンにより、検査品31についての検出
強度Ｈとねじり破断トルクＴ_BRとの関係を求めることが
できる。そして、当該ルーチンを同一積層構成、同一形
状、同一寸法の複数本の検査品31について行い、図18に
示すような、複数の検出強度Ｈとねじり破断トルクＴ_BR
との関係を示す検量線41を得る。

【００４９】次に、前記検出強度決定ルーチンにより得
られた検出強度Ｈとねじり破断トルクＴ_BRとの関係より
前記しきい値ＶSLを決定するしきい値決定ルーチンにつ
いて、図19を参照しつつ説明する。ステップ11では、図
18に示す検量線41のデータを入力する。ステップ12で
は、ねじり破断トルクＴ_BRの許容可能な最小値としての
最小ねじり破断トルクＴ_BRmiを入力する。

【００５０】ステップ13では、前記最小ねじり破断トル
クＴ_BRmiに相当する検出強度Ｈとしてのスライスレベル
SLを検量線41より読取る。ステップ14では、前記読取っ
たスライスレベルSLの傷が存在する位置の径による影響
の補正を行う。即ち、前記ステップ５と同様に、スライ
スレベルSLを次式に従って補正し、補正値ＫSL（ｘ）を
演算する。

【００５１】ＫSL（ｘ）＝SL×｛（Ａ（ｘ））⁴−（Ｂ（ｘ））⁴｝ステップ15では、前記出力される補正値ＫSL（ｘ）の径
による検出感度の補正を行う。即ち、前記ステップ４と
同様に、補正値ＫSL（ｘ）を次式に従って補正し、しき
い値ＶSLを演算する。

【００５２】ＶSL（ｘ）＝ＫSL（ｘ）×（Ａ（ｘ））² 尚、前記ステップ４と同様に、ＶSL（ｘ）＝ＫSL（ｘ）
×（Ｂ（Ｘ））²でもよい。以上説明した検出強度決定
ルーチン及びしきい値決定ルーチンにより、図20に示す
ような、検査品31の軸方向（ｘ軸）に沿う位置に係るし
きい値ＶSL（ｘ）が決定される。

【００５３】また、ステップ２及びステップ15が比較感
度補正手段の機能を奏し、ステップ３及びステップ14が
径補正手段の機能を奏する。次に、前記しきい値決定ル
ーチンにより得られたしきい値ＶSL（ｘ）に基づいて検
査品31の欠陥を検出するための欠陥検出ルーチンについ
て、図21を参照しつつ説明する。

【００５４】ステップ21では、前記ステップ１と同様
に、前記走査に従って得られる、検査品31のｘ軸上の各
点において検出される電圧値Ｖ₇₅（ｘ）を読込む。ステ
ップ22では、前記電圧値Ｖ₇₅（ｘ）としきい値ＶSL
（ｘ）とを各々の位置で比較を行う。そして、前記電圧
値Ｖ₇₅（ｘ）がしきい値ＶSL（ｘ）を越えることが無い
場合は、ステップ23に進み、当該検査品31は合格である
として、検査を終了する。

【００５５】また、図22に示すように、前記電圧値Ｖ₇₅
（ｘ）がしきい値ＶSL（ｘ）を越える点がある場合（図
中×印で示す）は、ステップ24に進み、当該検査品31は
不合格であるとして、不合格ランプ29を点灯し、検査を
終了する。即ち、当該欠陥検出ルーチンは検査手段の機
能を奏するものである。以上説明したように、本実施例
によれば、検査品31のｘ軸上の各点において検出される
欠陥の有無に係る電圧値Ｖ₇₅（ｘ）を、標準品35のしき
い値ＶSL（ｘ）と比較しているので、傷が連続して存在
する場合等においても、正確な傷の状況を把握すること
が可能となり、当該傷が欠陥であるか否かの判断が適切
に行え、検査品31の欠陥検出の精度が向上する。

【００５６】また、前記電圧値Ｖ₇₅（ｘ）の径による検
出感度の補正や、傷が存在する位置の径による影響の補
正を行っているので、該検査品31において異なる位置に
同一の傷が存在しても、当該傷が検査品31に及ぼす影響
を定量的に把握することが可能となり、欠陥検出の精度
が向上する。また、スライスレベルＳＬを径による検出
感度の補正や、傷が存在する位置の径による影響の補正
を行うことにより、しきい値ＶSL（ｘ）とし、当該しき
い値と、検査品31から得られる電圧値Ｖ（ｘ）との比較
を行っているため、該電圧値Ｖ₇₅（ｘ）を補正する場合
と較べて評価に掛かる時間が短くて済むという効果もあ
る。

【００５７】さらに、欠陥の存在位置を確実に捕らえる
ことが可能となるので、欠陥の場所の確定をすることが
できる。次に、検査装置１が、検査品31がどれ程の許容
ねじり破断トルク値を有しているかを大まかに予測する
機能を奏する場合について、以下図23〜図26を参照しつ
つ説明する。

【００５８】まず、図14に示した検出強度決定ルーチン
により、検出強度Ｈとねじり破断トルクＴ_BRとの関係を
示す検量線45を得る（図23参照）。次に、前記検出強度
決定ルーチンにより得られた検出強度Ｈとねじり破断ト
ルクＴ_BRとの関係より所定のねじり破断トルクに相当す
る所定のしきい値を決定する所定しきい値決定ルーチン
について、図24を参照しつつ説明する。

【００５９】ステップ41では、図23に示す検量線45のデ
ータを入力する。ステップ42では、所定のねじり破断ト
ルクＴ_BR1，Ｔ_BR2及びＴ_BR3を入力する。ステップ43
では、前記所定のねじり破断トルクＴ_BR1，Ｔ_BR2及び
Ｔ_BR3に相当する検出強度ＨとしてのレベルSL₁，SL₂
及びSL₃を検量線45より読取る。

【００６０】ステップ44では、前記読取ったレベルS
L₁，SL₂及びSL₃の傷が存在する位置の径による影響
の補正値ＫSL₁(ｘ），ＫSL₂(ｘ）及びＫSL₃(ｘ）を前記
しきい値決定ルーチンにおけるステップ14と同様に得
る。ステップ45では、前記出力される補正値ＫSL
₁(ｘ），ＫSL₂(ｘ）及びＫSL₃(ｘ）の径による検出感度
の補正値ＶSL₁(ｘ），ＶSL₂(ｘ）及びＶSL₃(ｘ）を、前
記しきい値決定ルーチンにおけるステップ15と同様に行
う。

【００６１】以上説明した所定しきい値決定ルーチンに
より、図25に示すような、軸方向（ｘ軸）に沿う位置に
係る所定のしきい値ＶSL₁(ｘ），ＶSL₂(ｘ）及びＶSL
₃(ｘ）が決定される。次に、前記しきい値決定ルーチン
により得られたしきい値ＶSL（ｘ）に基づいて検査品31
がどれ程の許容ねじり破断トルク値を有しているかを大
まかに予測するねじり破断トルク予測ルーチンについ
て、図26を参照しつつ説明する。

【００６２】ステップ51では、前記ステップ１と同様
に、前記走査に従って得られる、検査品31のｘ軸上の各
点において検出される電圧値Ｖ₇₅（ｘ）を読込む。ステ
ップ52では、前記電圧値Ｖ₇₅（ｘ）としきい値ＶSL
₁(ｘ），ＶSL₂(ｘ）及びＶSL₃(ｘ）とを各々の位置で比
較を行う。そして、前記電圧値Ｖ₇₅（ｘ）がしきい値Ｖ
SL₁(ｘ），ＶSL₂(ｘ）及びＶSL₃(ｘ）を越える点がある
場合は、当該検査品31は、その位置において所定のねじ
り破断トルクで破断すると予測すること、及び当該検査
品31がどれ程のねじり破断トルクを有しているかを判断
することが可能となる。

【００６３】即ち、ステップ52でＶ₇₅（ｘ）≦ＶSL
₃(ｘ）と判断された場合は、ステップ53に進み、検査品
31のねじり破断トルクはＴ_BR3以下であると判断でき
る。また、ステップ52でＶSL₃(ｘ）＜Ｖ₇₅（ｘ）≦ＶSL
₂(ｘ）と判断された場合は、ステップ54に進み、検査品
31のねじり破断トルクはＴ_BR2とＴ_BR3との間であると
判断できる。

【００６４】また、ステップ52でＶSL₂(ｘ）＜Ｖ
₇₅（ｘ）≦ＶSL₁(ｘ）と判断された場合は、ステップ55
に進み、検査品31のねじり破断トルクはＴ_BR1とＴ_BR2
との間であると判断できる。また、ステップ52でＶSL
₁(ｘ）＜Ｖ₇₅（ｘ）と判断された場合は、ステップ56に
進み、検査品31のねじり破断トルクはＴ_BR1より大きい
と判断することが可能となる。

【００６５】即ち、当該ねじり破断トルク予測ルーチン
は検査手段の機能を奏するものである。以上説明したよ
うに、本実施例によれば、検査品31のｘ軸上の各点がど
れ程のねじり破断トルクを有しているかを瞬時に判断す
ることが可能となり、例えば、当該検査品31がどれほど
の強度を有しているかを即座に判断することが可能とな
る。

【００６６】また、前記電圧値Ｖ₇₅（ｘ）の径による検
出感度の補正や、傷が存在する位置の径による影響の補
正を行っているので、該検査品31において異なる位置に
同一の傷が存在しても、当該傷が検査品31に及ぼす影響
を定量的に把握することが可能となり、欠陥検出の精度
が向上する。さらに、欠陥の存在位置を確実に捕らえる
ことが可能となるので、欠陥の場所の確定をすることが
できる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると正
確な傷の把握が可能となり、該傷が定量的に把握される
ので、正確な欠陥の把握が可能となり、該欠陥が定量的
に把握される。もって、検査品のねじれ破断トルクが、
合格基準値を上回っているか下回っているかが、全く非
破壊で瞬時に判るという効果がある。また、製品の良否
の判定が定量的に行われるので、良否の判定に係る判定
精度が向上し、製品の品質管理の向上が図れるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図

【図２】本発明の一実施例を示すゴルフシャフトの検査
装置の正面図

【図３】同上実施例における検査品の断面図

【図４】本発明の第１実施例の第１の使用態様を説明す
る構成図

【図５】同上第１実施例の第１の使用態様に係るブリッ
ジ回路図

【図６】同上第１実施例の第１の使用態様に係る傷の位
置と出力電圧との関係を示す説明図

【図７】本発明の第１実施例の第２の使用態様を説明す
る構成図

【図８】同上第１実施例の第２の使用態様に係るブリッ
ジ回路図

【図９】同上第１実施例の第２の使用態様に係る傷の位
置と出力電圧との関係を示す説明図

【図10】本発明の第２実施例の第１の使用態様を説明す
る構成図

【図11】同上第２実施例の第１の使用態様に係るブリッ
ジ回路図

【図12】本発明の第２実施例の第２の使用態様を説明す
る構成図

【図13】同上第２実施例の第２の使用態様に係るブリッ
ジ回路図

【図14】同上実施例における検出強度決定ルーチンを示
すフローチャート

【図15】同上実施例における検出位置と出力電圧との関
係を示す特性図

【図16】同上実施例において検出された出力電圧の変換
値を示す特性図

【図17】同上実施例における出力電圧の補正値及び検出
強度Ｈを説明する図

【図18】同上実施例における複数の検出強度Ｈと破断ト
ルクＴ_BRとの関係を示す特性図

【図19】同上実施例におけるしきい値決定ルーチンを示
すフローチャート

【図20】同上実施例におけるしきい値ＶSL（ｘ）の軸方
向（ｘ軸）に沿う位置に係る変化を示す特性図

【図21】同上実施例における欠陥検出ルーチンを示すフ
ローチャート

【図22】同上実施例において不良品の場合の、出力電圧
の変換値としきい値ＶSL（ｘ）との関係を示す特性図

【図23】同上実施例における複数の検出強度Ｈと破断ト
ルクＴ_BRとの関係を示す特性図

【図24】同上実施例におけるしきい値決定ルーチンを示
すフローチャート

【図25】同上実施例におけるしきい値ＶSL₁(ｘ），ＶSL
₂(ｘ）及びＶSL₃(ｘ）の軸方向（ｘ軸）に沿う位置に係
る変化を示す特性図

【図26】同上実施例におけるねじり破断トルク予測ルー
チンを示すフローチャート

【図27】従来例における欠陥と出力電圧との関係を示す
説明図

【符号の説明】

１ゴルフシャフトの検査装置 12 載置台 13 第１コイル 13Ａ第１励磁コイル 13Ｂ第１検出コイル 14 第２コイル 14Ａ第２励磁コイル 14Ｂ第２検出コイル 15 第３コイル 15Ａ第３励磁コイル 15Ｂ第３検出コイル 31 検査品 35 標準品 53，55，交流電源 73，75，173, 175 ブリッジ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向に対して所定の角度を有して炭素繊
維が巻回されたテーパー状の炭素繊維強化管状複合材の
検査を行う炭素繊維強化管状複合材の検査方法におい
て、外径寸法が炭素繊維強化管状複合材検査品と等しく傷の
程度が予め確かめられた標準品及び検査品に夫々１また
は２つのコイルを嵌挿し、該１または２つの中の一方の
コイルに所定の交流電流を通電して標準品及び検査品に
渦電流を発生させ、これらのコイルと標準品及び検査品
とを軸方向に相対移動させて走査させつつ、該１または
２つの中の他方のコイルによって傷に基づく該渦電流の
出力変化を検出し、該渦電流の出力を検査品の走査位置
における径寸法に基づいて補正し、該補正された出力に
基づいて検査品の強度を検査することを特徴とする炭素
繊維強化管状複合材の検査方法。
【請求項２】軸方向に対して所定の角度を有して炭素繊
維が巻回されたテーパー状の炭素繊維強化管状複合材の
検査を行う炭素繊維強化管状複合材の検査装置におい
て、外径寸法が炭素繊維強化管状複合材検査品と等しく傷の
程度が予め確かめられた標準品を装着する１または２つ
の標準品用コイルと、該検査品を装着する１または２つ
の検査品用コイルと、標準品用コイル及び検査品用コイ
ルの１または２つの中の一方のコイルに交流電流を流す
交流印加手段と、前記標準品用コイル及び検査品用コイ
ルと標準品及び検査品とが軸方向に相対移動するように
走査する走査手段と、前記交流印加手段によって標準品
及び検査品に発生した傷に基づく渦電流の出力変化を標
準品用コイル及び検査品用コイルの１または２つの中の
他方のコイルにより検出する渦電流検出手段と、前記渦
電流検出手段の出力を検査品の走査位置における径寸法
に基づいて補正する補正手段と、前記補正手段により補
正された出力に基づいて検査品の強度を検査する検査手
段とを、含んで構成したことを特徴とする炭素繊維強化
管状複合材の検査装置。
【請求項３】前記補正手段は、渦電流検出手段の出力を
外径寸法あるいは内径寸法の二乗の逆数に基づいて補正
する比較感度補正手段を含んで構成されることを特徴と
する請求項２に記載の炭素繊維強化管状複合材の検査装
置。
【請求項４】前記補正手段は、渦電流検出手段の出力を
外径寸法の四乗と内径寸法の四乗の差の逆数に基づいて
補正する径補正手段を含んで構成されることを特徴とす
る請求項２に記載の炭素繊維強化管状複合材の検査装
置。
【請求項５】前記補正手段は、前記比較感度補正手段及
び径補正手段を含んで構成されることを特徴とする請求
項２に記載の炭素繊維強化管状複合材の検査装置。