JPH1130607A - 導体非破壊検査用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導体からの磁気的な信号を精度よく検出でき
る導体非破壊検査用装置を提供すること。 【解決手段】 銅線Ｗを送り経路に沿って送る伸線設備
１０に設けられた導体非破壊検査用装置１２では、銅線
Ｗの磁気的な検査が連続的に行われる。送り経路に沿う
所定の検査領域４２に隣接して、検査領域４２における
磁界を検出するＳＱＵＩＤ４４が配置されている。検査
領域４２に位置する導体の検査部分７０には、電流が流
れることを阻止するダイス６８ａ，６８ｂが設けられて
いる。このような構成では、銅線Ｗの検査部分７０に電
流が流れることが阻止されるので、検査部分７０の周囲
にはこの電流に起因して誘起される磁界の発生が防止さ
れ、バックグラウンドの磁界が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導体の非破壊検査
を、例えば伸線工程中に連続的に行うための導体非破壊
検査用装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に導体の用途は広いが、特に、銅線
等のように線条体になったものは、ケーブル又はワイヤ
等に用いられる。銅線は、伸線機により連続的に伸線す
ることにより得られることが典型的である。しかし、伸
線工程における異物の混入や欠陥の発生、若しくは表面
汚染や表面のきずの形成が、線条体の品質の低下や生産
性の低下につながるおそれがある。例えば、銅線に不純
物としての鉄が含まれると、散乱体となって電気伝導性
の劣化の原因になる。そこで、そのような品質及び生産
性の低下を防止するため、予め荒引きされた銅線を、伸
線機により伸線する前に電界研磨することが、特公昭６
１−２８７５８号公報や特公昭６１−５８９２９号公報
に開示されている。

【０００３】また、電解研磨された銅線の導体表面に付
着した鉄等付着物が除去されて銅線が一定の品質を有し
ているか否かを、銅線が伸線機により伸線される前に検
査することが望ましい。この検査としては、鉄が磁性を
有していることが多いので、特開平７−１９０９９１号
公報、特開平７−１８１１６６号公報及び特開平７−１
４６２７７号公報に開示されているように、磁気的に非
破壊で検査する方法を用いることができる。特に、特開
平７−１４６２７７号公報では、検出精度の向上を図る
べく、磁界検出のために超電導量子干渉素子(Supercond
ucting QuantumInterference Device;以下「ＳＱＵＩ
Ｄ」という）を用いる技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
に、銅線の磁気的な非破壊検査を伸線工程中に行う場
合、バックグラウンドの磁界が誤差として現れるおそれ
がある。特に、ＳＱＵＩＤを用いる場合には、磁界検出
の検出精度が高いため、鉄の存在を示す信号が磁界のバ
ックグラウンド信号に埋もれてしまい、そこから所望の
信号を取り出すことが困難である。

【０００５】そこで、本発明は、銅線等の線条体やその
他の導体から発する磁気的な信号を、精度よく検出する
ことができる導体非破壊検査用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】本発明者等は、電解研磨
された銅線に鉄が含まれているか否かを、伸線工程中の
銅線の送り経路に沿う所定の検査領域に隣接して配置さ
れるＳＱＵＩＤのような磁界検出手段を用いて検査する
とき、検査領域に位置する銅線の検査部分に電流が流れ
ることを見出した。そして、この電流は、長尺の銅線の
周囲に磁界を誘起し、磁気的測定のバックグラウンドと
して大きな影響を及ぼすことが確認された。そこで、本
発明者等は、この点を考慮して次のような発明を創案す
るに至ったのである。

【０００７】すなわち、本発明は、導体を磁気的に検査
するための導体非破壊検査用装置において、所定の検査
領域における磁界を検出する磁界検出手段と、検査領域
に置かれた導体の検査部分に、電流が流れることを阻止
する電流阻止手段とを備えることを特徴としている。こ
のような構成では、導体の検査部分に電流が流れること
が阻止されるので、検査領域にはこの電流に起因して誘
起される磁界の発生が防止され、バックグラウンドの磁
界が低減される。

【０００８】また、本発明の導体非破壊検査用装置が、
導体を繰り出す繰り出し部と、導体を巻き取る巻き取り
部とを有し、検査領域を繰り出し部から巻き取り部まで
送られる導体の送り経路の一部を含むものとすることが
好適である。この場合、導体の磁気的な検査を連続的に
行うことができる。

【０００９】電流阻止手段としては、検査領域の外部で
導体に電気的に接続されて導体を接地する導電部材を備
えるものが好ましい。この導電部材は、導体の検査部分
に向かう電流を大地に流し、当該検査部分への通電を阻
止することができるからである。

【００１０】また、本発明の導体非破壊検査用装置が、
繰り出し部と巻き取り部との間に配置され、送り経路に
沿って送られる導体の電解研磨を行う電解研磨部を含む
とき、電流阻止手段として、磁界検出手段と電解研磨部
との間で、導体に電気的に接続されて導体を接地する導
電部材を備えるものが好適である。電解研磨部から部分
的に導体の検査部分に流れる電流を好適に阻止すること
ができるからである。

【００１１】さらに、本発明者等は、コイル状になった
長尺の導体を巻き解いて繰り出す繰り出し部と、当該導
体を巻き取る巻き取り部とを有している場合には、コイ
ル状に巻かれた導体がアンテナとして機能していること
を見出した。すなわち、繰り出し部又は巻き取り部が、
電波やその他電磁波ノイズを含む電磁波を受け取って導
体の検査部分に電流が流れることが見出された。このよ
うな電流も、バックグラウンドとして磁気的検査に大き
な影響を及ぼす。

【００１２】そこで、本発明は、電流阻止手段として、
繰り出し部を電磁気的に遮蔽する第１の電磁シールド、
又は、巻き取り部を電磁気的に遮蔽する第２の電磁シー
ルドを備えることを特徴としてもよい。このような構成
では、第１の電磁シールド又は第２の電磁シールドによ
り導体が電磁波を受け取ることが防止され、検査部分に
向かう電流の流れを阻止することができる。

【００１３】また、この導体非破壊検査用装置は、磁界
検出手段に対する環境磁界の影響をさらに抑制するた
め、磁界検出手段を電磁気的に遮蔽する第３の電磁シー
ルドを有することを特徴としてもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同
一又は相当部分には同一符号を付すこととする。

【００１５】図１は、本発明の導体非破壊検査用装置の
第１実施形態を概略的に示す構成図である。図１によれ
ば、荒引きされた銅線Ｗの冷間引抜を行う伸線設備１０
に、銅線Ｗの磁気的な検査を連続的に行うことができる
導体非破壊検査用装置１２が設けられ、かかる検査の迅
速化・効率化を図っている。図示の伸線設備１０では、
繰り出しリール（繰り出し部）１４と巻き取りリール
（巻き取り部）１６が所定の間隔をあけて配置され、繰
り出しリール１４から繰り出される銅線Ｗを、送りロー
ラ間１８ａ，１８ｂの送り経路に沿って送り、巻き取り
リール１６により巻き取ることができる。

【００１６】送りローラ間１８ａ，１８ｂには伸線機２
０が設けられており、繰り出しリール１４から繰り出さ
れた銅線Ｗの伸線加工が、送り経路に沿って連続的に行
われる。この伸線機２０にはダイス２２，２４が設けら
れている。ダイス２４の穴の径はダイス２２の径よりも
わずかに小さくされており、銅線Ｗをダイス２２，２４
の穴に通すことにより所定の太さに引き延ばすことがで
きるようになっている。

【００１７】繰り出しリール１４と伸線機２０との間に
は、銅線Ｗの送り方向上流側から順に電解研磨槽２６と
水洗槽２８が設けられている。電解研磨槽２６は、銅線
Ｗの表面に付着した鉄粉等の表面異物の除去と、導体た
る銅線Ｗの軟化を図るために、銅線Ｗの電解研磨をする
ためのものであって、その内部には電解液３０が溜めら
れている。銅線Ｗは連続的に電解研磨されるよう、電解
研磨槽２６を貫通して電解液３０と接しており、また、
電解液３０内部には、ステンレス鋼からなる電極板３２
が配置されている。銅線Ｗ及び電極板３２は、電気リー
ド３４ａ，３４ｂを介して直流電源３６に接続されてい
る。なお、符号３８は銅線Ｗに給電するための治具であ
る。水洗槽２８内には、銅線Ｗに付着した電解液３０を
洗浄する水４０が入っている。また、銅線Ｗは水洗槽２
８を貫通することで、連続的な水洗処理が可能となる。

【００１８】伸線設備１０に設けられた本実施形態の導
体非破壊検査用装置１２は、伸線機２０と電解研磨槽２
６との間に設けられている。より詳細に述べると、伸線
機２０と水洗槽２８との間の送り経路に沿う適当な領域
を検査領域４２としており、この検査領域４２に隣接し
て磁界検出手段たるＳＱＵＩＤ４４が、液体窒素のよう
な低温液体４６の入っているデュワー瓶４８内で低温に
維持されて配置されている。ＳＱＵＩＤは、検査領域４
２に形成される磁界を検出して電気的な信号に変換する
磁気センサであって、ジョセフソン接合と称される弱結
合を有する超電導体で構成されており、超電導状態にお
いて磁界が量子化される巨視的な量子力学的効果を有
し、この効果を利用して磁界を高精度に測定することが
できるように構成されている。したがって、検査領域４
２内に磁界が形成され或いは検査領域４２内の磁界が変
化すると、この磁界変化をＳＱＵＩＤ４４で検出するこ
とができるようになる。

【００１９】ＳＱＵＩＤ４４には、その検出結果を処理
して銅線の検査を行うために、マイクロコンピュータの
ような処理装置５０が接続されている。図示の処理装置
５０は、ＳＱＵＩＤ４４を駆動するためのＳＱＵＩＤ駆
動回路５２と、ＳＱＵＩＤ駆動回路５２からのアナログ
信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ５４
と、Ａ／Ｄコンバータ５４からのディジタル信号を受け
所定の処理を行う中央処理演算装置（ＣＰＵ）５６と、
ＣＰＵ５６による検査結果を表示するディスプレイ等の
表示装置５８を備えている。また、検査結果を記憶して
おくために、ＣＰＵ５６には記憶装置６０が接続されて
いることが好ましい。

【００２０】水洗槽２８とＳＱＵＩＤ４４との間には磁
石６２が設けられ、ＳＱＵＩＤ４４により検査されるべ
き鉄粉等の被検査物の磁化を所定の方向に揃えて、検出
感度の向上を図っている。しかし、このときの磁石６２
により形成される磁界や空間に存在する電磁波のような
環境磁界が、ＳＱＵＩＤ４４に影響を与えるおそれがあ
る。そこで、このような影響を抑制するため、検査領域
４２及びＳＱＵＩＤ４４を、アルミニウムやパーマロイ
等の電磁シールド材からなる筒状の電磁シールド容器６
４が覆って、特定の範囲の周波数についての電磁気的な
遮蔽を行っている。例えば、電磁シールド材がアルミニ
ウムの場合、周波数が数ｋＨｚ〜数十ＧＨｚについての
電磁気的な遮蔽を行うことができる。また、電磁シール
ド材がパーマロイの場合は、周波数が０（直流）〜数ｋ
Ｈｚについての電磁気的な遮蔽を行うことができる。

【００２１】さらに、本実施形態の導体非破壊検査用装
置１２では、水洗槽２８を挟んで銅線Ｗの上流側及び下
流側に、不純物を含む導電性の合成ダイヤモンドからな
るダイス６６ａ，６６ｂが、それぞれ、電気リード６８
ａ，６８ｂにより電気的に接地されて設けられている。
これらダイス６６ａ，６６ｂは、伸線機２０での伸線加
工の前処理として、銅線Ｗを予め伸線加工するためのも
のである。

【００２２】このような構成では、繰り出しリール１４
及び巻き取りリール１６が回転駆動して、電解研磨後に
銅線Ｗの磁気的な検査が連続的に行われる。このとき、
直流電源３６に銅線Ｗが接続されているために、電解研
磨が行われる銅線Ｗと電極板３２との間の他に、電解研
磨槽３２の下流側に向かって電流が部分的に流れる。そ
の結果、検査領域４２に位置する銅線Ｗの検査部分７０
に電流が流れようとするが、本実施形態では、ダイス６
６ａ，６６ｂがＳＱＵＩＤ４４の上流側において、それ
ぞれ、電気リード６８ａ，６８ｂを介して銅線を接地し
ているので、電流を大地に流し、銅線Ｗの検査部分７０
に流れる電流を阻止することができる。

【００２３】このように、ダイス６６ａ，６６ｂ及び電
気リード６８ａ，６８ｂが電流阻止手段の１つである導
電部材として機能した結果、検査部分７０を取り囲む検
査領域４２には、検査部分７０に流れる電流に起因して
誘起される磁界の発生が防止され、バックグラウンドの
磁界が低減される。バックグラウンドの磁界が低減され
ると、Ｓ／Ｎ比が向上する。別言すれば、ＳＱＵＩＤ
は、銅線中の鉄等の磁性体により生成される磁界のみを
検出することが可能となり、微量な検出が可能となる。
したがって、銅線のような線条体の品質管理の質が向上
するようになる。

【００２４】なお、銅線の接地により電流を阻止する態
様は、第１実施形態に限定されない。図２に示されるよ
うに、水洗槽２８とＳＱＵＩＤ４４との間に、銅線Ｗを
下流側に送る導電性のキャプスタン７２が、図１のダイ
ス６６ａ，６６ｂの代わりの導電部材として、電気リー
ド７４を介して大地に接続された状態で設けられてもよ
い。

【００２５】図３は、本発明の導体非破壊検査用装置の
第２実施形態を概略的に示す構成図である。図示の導体
非破壊検査用装置８０は、繰り出しリール１４から巻き
解かれて繰り出されたコイル状の銅線Ｗが送り経路に沿
って進み、巻き取りリール１６によって巻き取られると
き、銅線Ｗの磁気的な検査を連続的に行うことができる
型式のものである。この型式では、送りローラ間１８
ａ，１８ｂの送り経路に沿う適当な領域を検査領域４２
としており、この検査領域４２に隣接してＳＱＵＩＤ４
４が、低温液体４６の入っているデュワー瓶８２内で低
温に維持されて配置されている。

【００２６】また、ＳＱＵＩＤ４４の被検査物の感度向
上の観点から、第１実施形態と同様に、繰り出しリール
１４とＳＱＵＩＤ４４との間には磁石６２が設けられ、
被検査物の磁化を揃えるようにしている。しかし、この
時の磁石６２２より形成される磁界や空間に存在する電
磁波のような環境磁界が、ＳＱＵＩＤ４４に影響を与え
るおそれがある。そこで、このような影響を抑制するた
め、検査領域４２及びＳＱＵＩＤ４４を、第１実施形態
で述べた電磁シールド材からなる筒状の電磁シールド容
器６４が覆って、それらの電磁気的な遮蔽を行ってい
る。

【００２７】このような構成では、銅線Ｗが繰り出しリ
ール１４及び巻き取りリール１６によりコイル状に巻か
れているため、かかる部分がアンテナとして機能する。
その結果、コイル状の銅線Ｗが、空間に存在する電磁波
のような環境磁界を受け取り、検査領域４２に置かれた
銅線Ｗの検査部分７０に電流が流れるおそれがある。そ
こで、本実施形態では、繰り出しリール１４及び巻き取
りリール１６を、上述の電磁シールド材からなる筒状の
電磁シールド容器８４ａ，８４ｂ（第１のシールド、第
２シールド）が収容し、電磁気的な遮蔽を行っている。
その結果、コイル状に巻かれた銅線Ｗがアンテナとして
機能するのが抑えられ、電磁シールド容器８４ａ，８４
ｂが電流阻止手段として機能するようになる。したがっ
て、検査部分７０を取り囲む検査領域４２には、検査部
分７０に流れる電流に起因して誘起される磁界の発生が
防止され、バックグラウンドの磁界が低減される。

【００２８】また、本実施形態では、電磁シールド容器
６４，８４ａ，８４ｂによって十分に遮蔽をしえなかっ
た環境磁界について低減を図るため、デュワー瓶８２の
外面（第３のシールド）には、上述の電磁シールド材が
含まれている。その結果、ＳＱＵＩＤ４４に及ぼす環境
磁界の影響がさらに低減され、ＳＱＵＩＤ４４は、銅線
Ｗ中の磁性体のみを容易に且つ精度よく検出することが
できるようになる。

【００２９】以上、好適な実施形態にしたがって本発明
の導体非破壊検査用装置を説明したが、本発明はこれら
に限定されるものではない。電気リードを介して接地さ
れるダイス及びキャプスタンの位置は、線条体の検査部
分に流れる電流を阻止するところであれば、上記に限定
されず、例えば電解研磨槽の上流側及び下流側等でもよ
い。また、それらが設置される数量も、線条体の検査部
分に流れる電流を阻止することができるのであれば、上
記に限定されない。

【００３０】また、上記各実施形態では、電磁シールド
容器がいずれも接地されていないけれども、電磁シール
ド容器は接地されてもよい。導体非破壊検査用装置に近
接して比較的強い電磁波発生源や比較的大きな電力を消
費する装置がある場合には、接地箇所を通して当該検査
用装置に影響を与えるからである。

【００３１】また、線条体は上述したような銅からなる
ものに限定されず、アルミニウムからなるものでもよ
い。また、線条体が、鉄線等のように、磁性を有してい
てもよい。この場合には、鉄線表面上に形成された漏れ
磁束を検出することにより、欠陥等の有無の非破壊検査
をすることもできる。

【００３２】さらに、導体非破壊検査用装置の検査対象
物である導体を、銅線のような線条体に限って説明をし
たが、このように限定しなくても本発明の範囲を逸脱し
ない。

【００３３】なお、銅線のような導体の検査部分に流れ
る電流を多重阻止する観点から、第１実施形態及びその
変形例で述べたダイス及びキャプスタンと、第２実施形
態で述べた容器とを組み合わせることも有効である。

【００３４】また、第１実施形態の電解研磨槽がない場
合、何らかの原因で導体の検査部分に電流が流れるとき
でも、導電部材により検査部分に電流が流れることが阻
止されることは当業者ならば容易に想到することができ
る。

【００３５】

【発明の効果】本発明の導体非破壊検査用装置によれ
ば、所定の検査領域に位置する導体の検査部分に流れる
電流が、電流阻止手段によって阻止されるので、この電
流に起因する磁界が検査部分の周囲にバックグラウンド
として誘起されることはない。したがって、Ｓ／Ｎ比が
向上し、導体の検査部分上に形成された磁界を、磁界検
出手段により精度よく検出することができる。この結
果、導体の品質管理の質が向上するようになる。

【００３６】また、本発明の導体非破壊検査装置が、導
体を繰り出す繰り出し部と、導体を巻き取る巻き取り部
とを有し、検査領域が繰り出し部から巻き取り部まで送
られる送り経路の一部を含む場合は、導体の磁気的検査
を連続的に行うことができる。その結果、かかる検査の
迅速化・効率化を図ることができる。

【００３７】検査部分への通電を好適に阻止することが
できる電流阻止手段の一つである導電部材は、導体の検
査部分に向かう電流を大地に流すことができる。したが
って、導体の検査部分上に形成された磁界を磁界検出手
段により精度よく容易に検出することができ、導体の品
質管理の質が向上する。

【００３８】また、繰り出し部から繰り出される導体が
巻き取り部で巻き取られるまでに電解研磨の処理がなさ
れる場合、本発明の導体非破壊検査装置が、磁界検出手
段と電解研磨部との間に導電部材を備えるとき、電解研
磨の処理時に導体の検査部分に電流が流れるのが容易に
阻止され、検査への影響が低減される。

【００３９】また、繰り出し部又は巻き取り部において
コイル状になっている導体が、特定の周波数領域につい
て電磁気的に遮蔽されていれば、その部分がその領域で
環境磁界を受け取ることが抑制される。したがって、磁
界検出手段は、導体中の磁性体のみを精度よく検出する
ことができるようになる。

【００４０】また、磁界検出手段に対する環境磁界の影
響をさらに低減させるため、磁界検出手段が特定の周波
数領域について電磁気的に遮蔽されているのがよい。そ
の結果、磁界検出手段が、場合によっては、特定の帯域
の周波数を有する磁界のみを実質的に検出することもで
きるようになり、所望の信号のみを容易に取り出すこと
ができ、導体の品質管理の質がさらに向上するようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導体非破壊検査用装置の第１実施形態
を概略的に示す構成図である。

【図２】本発明の導体非破壊検査用装置の第１実施形態
の変形例を概略的に示す構成図である。

【図３】本発明の導体非破壊検査用装置の第２実施形態
を概略的に示す構成図である。

【符号の説明】

Ｗ…銅線、１０…伸線設備、１２，８０…導体非破壊検
査用装置、１４…繰り出しリール、１６…巻き取りリー
ル、１８ａ，１８ｂ…送りローラ、２０…伸線機、２
２，２４…ダイス、２６…電解研磨槽、２８…水洗槽、
３０…電解液、３２…電極板、３４ａ，３４ｂ，６８
ａ，６８ｂ，７４…電気リード、３６…直流電源、３８
…治具、４０…水、４２…検査領域、４４…ＳＱＵＩ
Ｄ、４６…低温液体、４８，８２…デュワー瓶、５０…
処理装置、５２…ＳＱＵＩＤ駆動回路、５４…Ａ／Ｄコ
ンバータ、５６…ＣＰＵ、５８…表示装置、６０…記憶
装置、６２…磁石、６４，８４ａ，８４ｂ…電磁シール
ド容器、６６ａ，６６ｂ…ダイス、６８ａ，６８ｂ，７
４…電気リード、７０…検査部分、７２…キャプスタ
ン。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体を磁気的に検査するための導体非破
   壊検査用装置において、 所定の検査領域における磁界を検出する磁界検出手段
   と、 前記検査領域に置かれた前記導体の検査部分に、電流が
   流れることを阻止する電流阻止手段と、を備えることを
   特徴とする導体非破壊検査用装置。
2. 【請求項２】 前記導体を繰り出す繰り出し部と、 前記導体を巻き取る巻き取り部と、を有し、 前記検査領域が、前記繰り出し部から前記巻き取り部ま
   で送られる前記導体の送り経路の一部を含むことを特徴
   とする請求項１に記載の導体非破壊検査用装置。
3. 【請求項３】 前記電流阻止手段が、前記検査領域の外
   部で前記導体に電気的に接続されて前記導体を接地する
   導電部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の導体非破壊検査用装置。
4. 【請求項４】 前記繰り出し部と前記巻き取り部との間
   に配置され、前記送り経路に沿って送られる前記導体の
   電解研磨を行う電解研磨部を含み、 前記電流阻止手段が、前記磁界検出手段と前記電解研磨
   部との間で、前記導体に電気的に接続されて前記導体を
   接地する導電部材を備えることを特徴とする請求項２に
   記載の導体非破壊検査用装置。
5. 【請求項５】 前記電流阻止手段が、前記繰り出し部を
   電磁気的に遮蔽する第１の電磁シールドを備えることを
   特徴とする請求項２又は４に記載の導体非破壊検査用装
   置。
6. 【請求項６】 前記電流阻止手段が、前記巻き取り部を
   電磁気的に遮蔽する第２の電磁シールドを備えることを
   特徴とする請求項２，４又は５に記載の導体非破壊検査
   用装置。
7. 【請求項７】 前記磁界検出手段を、電磁気的に遮蔽す
   る第３の電磁シールドを有することを特徴とする請求項
   １〜６のいずれか１項に記載の導体非破壊検査用装置。