JPS60100047A - 磁気的性質による硬度検査の方法および装置 - Google Patents
磁気的性質による硬度検査の方法および装置Info
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- JPS60100047A JPS60100047A JP20727183A JP20727183A JPS60100047A JP S60100047 A JPS60100047 A JP S60100047A JP 20727183 A JP20727183 A JP 20727183A JP 20727183 A JP20727183 A JP 20727183A JP S60100047 A JPS60100047 A JP S60100047A
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- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は物質の磁気的性質の測定によって、硬度を検査
する方法および装置に関する。
する方法および装置に関する。
硬度測定法として従来から種々の方法がある。
例えば、自動車エンジンの部品(例えばクランクシャフ
ト)についての硬度検査は、テストピースを切断・研磨
した後、ロックウェル硬度計を用いて行々われている。
ト)についての硬度検査は、テストピースを切断・研磨
した後、ロックウェル硬度計を用いて行々われている。
しかしながらこの硬度検査の方法は次の欠点を有してい
る。
る。
(1)テストピースの切断・研磨の工数が大きい。
(11)破壊検査であるのでそのテストピース自体は使
用不可能となる。
用不可能となる。
fliil 全数検査が不可能である。
本発明は物(例えばエンジンの部品)の磁気的性質を利
用して、上記問題点を解決した非破壊硬度検査の方法お
よび装置を提供する。
用して、上記問題点を解決した非破壊硬度検査の方法お
よび装置を提供する。
工業的に製造される物は材料の品質および形状が一定に
なるように品質管理がなされる。このような目的のため
に行なわれる硬度検査においては、品質の上限・下限に
対応する硬度の相対値が重要である。そして硬度の相対
値を測定する場合には、硬度と相関関係を有する他の物
理量があれば、その物理量を測定することにより硬度を
知ることができる。
なるように品質管理がなされる。このような目的のため
に行なわれる硬度検査においては、品質の上限・下限に
対応する硬度の相対値が重要である。そして硬度の相対
値を測定する場合には、硬度と相関関係を有する他の物
理量があれば、その物理量を測定することにより硬度を
知ることができる。
本発明に係る硬度検査の方法および装置は一次の原理に
基き、物の磁気的性質と硬度の相関関係を利用するもの
である。
基き、物の磁気的性質と硬度の相関関係を利用するもの
である。
(11同一品質の材料からなる同一形状を有する物を外
部磁界の中に置き磁化させた後、該外部磁界を零にした
ときの残留磁化は同一である。
部磁界の中に置き磁化させた後、該外部磁界を零にした
ときの残留磁化は同一である。
(2)品質の異なる材料からなる場合は、同一形状であ
っても上記残留磁化は異なる。
っても上記残留磁化は異なる。
(3)硬度および残留磁化は、材料の品質に依存する。
(4)同一形状の場合に硬度と残留磁化に相関関係が存
在するときには、残留磁化を検査することにより硬度の
検査をすることができる。
在するときには、残留磁化を検査することにより硬度の
検査をすることができる。
(5)残留磁化は、コイルの中を物体が通過する際に該
コイルに誘起される起電力によって、検出することがで
きる。
コイルに誘起される起電力によって、検出することがで
きる。
上記原理に基き、本発明において硬度検査は次のように
行なわ几る。
行なわ几る。
+11 被検査物を磁化コイルで磁化させる。
(2) 外部磁界を零にする。
(3)検出コイルの中を被検査物が通過するときの該検
出コイルに誘起される起電力を測定する。
出コイルに誘起される起電力を測定する。
(4)検出コイルの中を被検査物が通過する速度と上記
起電力から、残留磁化に比例する量をめる。
起電力から、残留磁化に比例する量をめる。
(5) 被検査物を脱磁して、後段工程に送る。(脱磁
工程は必要がなければ省略できる。)(6)上記残留磁
化に比例する量と硬度との間の較正曲線から硬度をめる
。
工程は必要がなければ省略できる。)(6)上記残留磁
化に比例する量と硬度との間の較正曲線から硬度をめる
。
(7) または較正曲線を用いることにかえて、上記残
留磁化に比例する量の許容される上限・下限値から、被
検査物の硬度についての検査の合否判断を行う。
留磁化に比例する量の許容される上限・下限値から、被
検査物の硬度についての検査の合否判断を行う。
以下に、本発明に係る硬度検査の方法および装置を、そ
の好ましい実施例に基きさらに詳しく説明する。
の好ましい実施例に基きさらに詳しく説明する。
第1図は本発明に係る硬度検査の装置の実施例の概念的
側面図である。
側面図である。
第1図の装置において、被検査物1(例えばクランクシ
ャフト)は取付は治具2の上に載置され、該治具2はモ
ータ4の回転によって該レール3上を左右に滑動可能で
ある。ここにおいて該レール3は磁化コイル5.脱磁コ
イル6゜検出コイル7の中を貫通するように配設されて
いる。
ャフト)は取付は治具2の上に載置され、該治具2はモ
ータ4の回転によって該レール3上を左右に滑動可能で
ある。ここにおいて該レール3は磁化コイル5.脱磁コ
イル6゜検出コイル7の中を貫通するように配設されて
いる。
該磁化コイル5には電流電源(図示せず)から直流電流
が供給され、これによって該磁化コイル5のコイルの内
部に直流磁界を発生する。
が供給され、これによって該磁化コイル5のコイルの内
部に直流磁界を発生する。
したがって上記治具2とともに被検査物1が通過すると
き上記直流磁界によって被検査物は磁化される。検査の
安定性あるいは再現性のためには、磁気飽和するまで磁
化することが好ましい。すなわち上記直流電流をできる
だけ大きくするなどして磁界を大きくすることが好まし
い。
き上記直流磁界によって被検査物は磁化される。検査の
安定性あるいは再現性のためには、磁気飽和するまで磁
化することが好ましい。すなわち上記直流電流をできる
だけ大きくするなどして磁界を大きくすることが好まし
い。
磁化コイル5を通過後、該被検査物1は脱出コイル6を
経て検出コイル7の中を通過する。
経て検出コイル7の中を通過する。
なお、このときは脱磁コイル6に電流が供給されないの
で、脱磁コイル6による磁界は存在せず、脱磁コイル6
は被検査物1に磁気的影響を与えない。
で、脱磁コイル6による磁界は存在せず、脱磁コイル6
は被検査物1に磁気的影響を与えない。
寺≠磁化コイル5を被検査物が通過した後、例えば上記
磁化コイル5の電流をOFFにすることによって、被検
査物1に作用する外部磁界をゼロにする。この結果、該
被検査物1にともなう磁場は残留磁化によるものだけに
なる。
磁化コイル5の電流をOFFにすることによって、被検
査物1に作用する外部磁界をゼロにする。この結果、該
被検査物1にともなう磁場は残留磁化によるものだけに
なる。
治具2上の被検査物1は、さらに検出コイル7に進む。
該被検査物1が上記検出コイル7の中を通過することは
、該被検査物1にともなう残留磁化Mが通過することを
意味する。したがって該被検査物1が該検出コイル7を
通過する際に、該検出コイル7に磁束変化に起因する起
電力Eが発生する。
、該被検査物1にともなう残留磁化Mが通過することを
意味する。したがって該被検査物1が該検出コイル7を
通過する際に、該検出コイル7に磁束変化に起因する起
電力Eが発生する。
被検査物1の移動方向をX軸+(X+y+z)を直交座
標軸2時間をt、上記残留磁化が作る磁束をΦ(Xr
V r z) +上記残留磁化に因る磁場をB (X
+ y+ Z ) r検出コイルの断面の微小部分をd
s、被検査物1の速度を■とすると、次の関係式が成立
つ。
標軸2時間をt、上記残留磁化が作る磁束をΦ(Xr
V r z) +上記残留磁化に因る磁場をB (X
+ y+ Z ) r検出コイルの断面の微小部分をd
s、被検査物1の速度を■とすると、次の関係式が成立
つ。
d ・・・・・・(1a)
E−dtΦ(Xr y+ z)
4 ・・・・・・(1b)
= −tπB (x 、 y 、 z ) d sx
d ニー /mnB (X 、 y、 z ) ds 曲・
・Dc)= −V/ πB (x、 y、 z) ds
−−−−−−(1d)(1d)式中の積分は被検査物
1の残留磁化Mに比例する。したがって比例定数をaと
すると、磁束変化による起電力Eは(2)式で与えられ
る。
d ニー /mnB (X 、 y、 z ) ds 曲・
・Dc)= −V/ πB (x、 y、 z) ds
−−−−−−(1d)(1d)式中の積分は被検査物
1の残留磁化Mに比例する。したがって比例定数をaと
すると、磁束変化による起電力Eは(2)式で与えられ
る。
E = a 、V −M °°°曲(2)Mは一定値で
あり、■は一定値とすることができ一定値とすることが
好ましい。aは位置の関数であるので、被検査物1の移
動にともなって起電力Eが変化する。
あり、■は一定値とすることができ一定値とすることが
好ましい。aは位置の関数であるので、被検査物1の移
動にともなって起電力Eが変化する。
第2図は起電力Eの変化の典型的な波形を図示したもの
である。
である。
第2図の波形の最大値と最小値は、(2)式から分るよ
うに残留磁化Mに比例する。したがって第2図の最大値
と最小値を設定限界値と比較することにより、被検査物
の残留磁化すなわち材料の硬度を管理することができる
。
うに残留磁化Mに比例する。したがって第2図の最大値
と最小値を設定限界値と比較することにより、被検査物
の残留磁化すなわち材料の硬度を管理することができる
。
なお該波形を半波整流した後に積分回路を用いて積分す
るとこの積分値はMに比例する。したがって第2図の波
形の振幅が極めて小さい場合には、後述するように、そ
の積分値によって硬度を検査することもできる。
るとこの積分値はMに比例する。したがって第2図の波
形の振幅が極めて小さい場合には、後述するように、そ
の積分値によって硬度を検査することもできる。
検出コイル7を被検査物1が完全に通過すると、モータ
4が反転し該被検査物1は反対方向に移動する。被検査
物1が検出コイル7を再び通過するときに、磁束変化に
よる起電力を必要に応じて再び測定することができる。
4が反転し該被検査物1は反対方向に移動する。被検査
物1が検出コイル7を再び通過するときに、磁束変化に
よる起電力を必要に応じて再び測定することができる。
被検査物1が脱磁コイル6を通過するときに脱磁コイル
6に交流電流源(図示せず)から交流電流が供給され、
脱磁コイルの交流磁界によって被検査物は脱磁される、
すなわち残留磁化を零にした後に後工程に送られる。
6に交流電流源(図示せず)から交流電流が供給され、
脱磁コイルの交流磁界によって被検査物は脱磁される、
すなわち残留磁化を零にした後に後工程に送られる。
治具2が元の位置(すなわち第1図に図示した位置)に
戻ると被検査物1が新しい被検査物と交換されて、検査
の一周期が終了する。なおこの実施例においては被検査
物は往復運動を行うが、往復運動は必ずしも必要でなく
一方向のラインとすることも可能である。
戻ると被検査物1が新しい被検査物と交換されて、検査
の一周期が終了する。なおこの実施例においては被検査
物は往復運動を行うが、往復運動は必ずしも必要でなく
一方向のラインとすることも可能である。
第3図は本発明に係る硬度検査のための装置の電気回路
部のブロックダイヤグラムの例でおる。
部のブロックダイヤグラムの例でおる。
第3図(A)の場合は、検出コイル7の中を通過する被
検査物の残留磁化による磁束変化に起因する起電力Eを
増幅回路8で増幅した後、整流回路9(例えば半波整流
回路)で整流し、さらに電圧/周波数変換回路10で周
波数信号に変換し、レベル設定回路11で硬度について
の判断規準に対応するレベルを設定し、判別回路12に
おいて該被検査物の硬度についての合否が判別されその
結果が表示される。
検査物の残留磁化による磁束変化に起因する起電力Eを
増幅回路8で増幅した後、整流回路9(例えば半波整流
回路)で整流し、さらに電圧/周波数変換回路10で周
波数信号に変換し、レベル設定回路11で硬度について
の判断規準に対応するレベルを設定し、判別回路12に
おいて該被検査物の硬度についての合否が判別されその
結果が表示される。
第3図(Blの場合は、検出コイル7に誘起された起電
力を増幅回路8で増幅した後、整流回路9で整流してか
ら積分回路13で積分し、その出力を比較回路14で比
較して硬度についての合否が判別されその結果が表示さ
れる。
力を増幅回路8で増幅した後、整流回路9で整流してか
ら積分回路13で積分し、その出力を比較回路14で比
較して硬度についての合否が判別されその結果が表示さ
れる。
検出コイル7に誘起された起電力を増幅回路8で増幅し
た後の信号処理の方法は、第3図にブロックダイヤグラ
ムで示したものに限られない。例えば増幅回路8の出力
信号のp−p電圧によって判別することも可能であり、
また積分回路13の出力信号の積分値と実測硬度の較正
曲線を用いて硬度をめることも可能である。
た後の信号処理の方法は、第3図にブロックダイヤグラ
ムで示したものに限られない。例えば増幅回路8の出力
信号のp−p電圧によって判別することも可能であり、
また積分回路13の出力信号の積分値と実測硬度の較正
曲線を用いて硬度をめることも可能である。
第4図は、自動車エンジンのクランクシャフトをロック
ウェル硬度計で測定した内部硬度の測定値(横軸)と、
約2.5 X 10’AT/メートルの磁界の中で磁化
した後の残留磁化による誘起々電力の積分値(縦軸)と
の関係を示すグラフである。
ウェル硬度計で測定した内部硬度の測定値(横軸)と、
約2.5 X 10’AT/メートルの磁界の中で磁化
した後の残留磁化による誘起々電力の積分値(縦軸)と
の関係を示すグラフである。
第4図は、両者の相関度が高く(相関係数R=0.98
5)、本発明に係る硬度検査の方法および装置による硬
度検査の信頼性が高いことを示している。
5)、本発明に係る硬度検査の方法および装置による硬
度検査の信頼性が高いことを示している。
以上説明したように、本発明に係る硬度検査の方法およ
び装置は、簡単な構造の装置でありながら短時間にかつ
非破壊的に硬度を検査することを可能にし、しかも硬度
との相関度が高いものである。
び装置は、簡単な構造の装置でありながら短時間にかつ
非破壊的に硬度を検査することを可能にし、しかも硬度
との相関度が高いものである。
本発明の技術思想を自動車工業における応用例によって
説明したが、本発明の応用可能な範囲はこれに限られず
例えば鋼材・鋼管等の硬度検査においても使用可能であ
る。
説明したが、本発明の応用可能な範囲はこれに限られず
例えば鋼材・鋼管等の硬度検査においても使用可能であ
る。
第1図は本発明に係る硬度検査装置の概念的側面図、第
2図は検出コイル7に誘起される起電力の典型的な波形
を示すグラフ、第3回国。 (B)は本発明に係る硬度検査装置の電気回路部のブロ
ックダイヤグラムの例、第4図は誘起起電力の時間積分
と硬度の相関を表わすグラフである。 1・・・・・・被検査物、 2・・・・・・治具、3・
・・・・・レール、 4・・・・・・モータ、5・・・
・・・磁化コイル、 6・・・・・・脱磁コイル、7・
・・・・・検出コイル、 8・・・・・・増幅回路、9
・・・・・・整流回路0 /1\ 10\ く 口 \−/ \−ノ 第4図 硬 度 手続補正書(自発) ■、事件の表示 昭和 58年 特許願 第 207271 号2、発明
の名称 磁気的性質による硬度検査の方法および装置3、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所 4、代 理 人〒107 補正の内容 第4図をこの手続き補正書に添付した図面(第4図)に
差し替える。 第4回
2図は検出コイル7に誘起される起電力の典型的な波形
を示すグラフ、第3回国。 (B)は本発明に係る硬度検査装置の電気回路部のブロ
ックダイヤグラムの例、第4図は誘起起電力の時間積分
と硬度の相関を表わすグラフである。 1・・・・・・被検査物、 2・・・・・・治具、3・
・・・・・レール、 4・・・・・・モータ、5・・・
・・・磁化コイル、 6・・・・・・脱磁コイル、7・
・・・・・検出コイル、 8・・・・・・増幅回路、9
・・・・・・整流回路0 /1\ 10\ く 口 \−/ \−ノ 第4図 硬 度 手続補正書(自発) ■、事件の表示 昭和 58年 特許願 第 207271 号2、発明
の名称 磁気的性質による硬度検査の方法および装置3、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所 4、代 理 人〒107 補正の内容 第4図をこの手続き補正書に添付した図面(第4図)に
差し替える。 第4回
Claims (4)
- (1)被検査物を外部磁界によって磁化した後、該外部
磁界をゼロとしたときの残留磁化を、該被検査物が検出
コイルの中を通過するときに該検出コイルに誘起される
起電力を測定することにより検出し、該起電力の値を用
いて硬度を検査することを特徴とする、磁気的性質によ
る硬度検査の方法。 - (2) 被検査物を移動する移動手段と、被検査物を磁
化するための磁化コイルと、該磁化コイルに直流電流を
供給する直流電源と、該被検査物の残留磁化を検出する
ための検出コイルと、該検出コイルに誘起された起電力
を検出する入力回路と、該入力回路の出力によって該被
検査物の硬度を判別する回路とからなることを特徴とす
る、磁気的性質による硬度検査の装置。 - (3)上記移動手段が、レールと該レール上を移動し被
検査物を載置する治具と、該治具を移動させるモータと
からなることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
磁気的性質による硬度検査の装置。 - (4)上記治具が上記レール上を左右に移動することを
特徴とする特許請求の範囲第3項記載の磁気的性質によ
る硬度検査の装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20727183A JPS60100047A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 磁気的性質による硬度検査の方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20727183A JPS60100047A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 磁気的性質による硬度検査の方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60100047A true JPS60100047A (ja) | 1985-06-03 |
Family
ID=16537027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20727183A Pending JPS60100047A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 磁気的性質による硬度検査の方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60100047A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2018109824A1 (ja) * | 2016-12-13 | 2019-10-24 | 東京製綱株式会社 | ワイヤロープの損傷検出方法,ならびにワイヤロープの損傷検出に用いられる信号処理装置および損傷検出装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4526142Y1 (ja) * | 1967-06-05 | 1970-10-12 |
-
1983
- 1983-11-04 JP JP20727183A patent/JPS60100047A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4526142Y1 (ja) * | 1967-06-05 | 1970-10-12 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2018109824A1 (ja) * | 2016-12-13 | 2019-10-24 | 東京製綱株式会社 | ワイヤロープの損傷検出方法,ならびにワイヤロープの損傷検出に用いられる信号処理装置および損傷検出装置 |
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