バルクハウゼンノイズ検査装置およびバルクハウゼンノイズ検査方法
【課題】 検査対象物の被検査面の測定位置に起因する励磁の磁気抵抗の変化を抑制し、検査対象物のバルクハウゼンノイズの検出精度の向上を図ることができると共に、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要としたバルクハウゼンノイズ検査装置およびバルクハウゼンノイズ検査方法を提供する。
【解決手段】 このバルクハウゼンノイズ検査装置は、互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃを同時に磁化する励磁コイル１、および磁化された検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイル４を有する検出ヘッドＫＨを有する。さらに、バルクハウゼンノイズ検査装置は、励磁コイル１に磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源と、検出コイル４の検出した信号からバルクハウゼンノイズを検出するバルクハウゼンノイズ検出回路とを備えた。
【解決手段】 このバルクハウゼンノイズ検査装置は、互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃを同時に磁化する励磁コイル１、および磁化された検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイル４を有する検出ヘッドＫＨを有する。さらに、バルクハウゼンノイズ検査装置は、励磁コイル１に磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源と、検出コイル４の検出した信号からバルクハウゼンノイズを検出するバルクハウゼンノイズ検出回路とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バルクハウゼンノイズを利用して非破壊検査を行うバルクハウゼンノイズ検査装置およびバルクハウゼンノイズ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削焼け、残留応力、硬度、荷重などの非破壊検査を行う検査装置として、バルクハウゼンノイズを利用した種々のバルクハウゼンノイズ検査装置が提案されている（例えば特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０２−２６２９５８号公報
【特許文献２】特開２００１−１３３４４１号公報
【特許文献３】特開２００６−２６６６８６号公報
【特許文献４】特願２００９−１０１６３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バルクハウゼンノイズの検出には、コの字型の励磁ヨークで検査対象物を励磁する。この励磁された検査対象物における検査表面の端部を検査するとき、励磁ヨークが検査対象物の被検査面の端部にかかる。しかし、この端部では励磁ヨークと検査対象物との接触部の面積が変化して磁気抵抗が変化してしまうため、この検査対象物における端部の検出精度が低下する問題点がある。
【０００５】
この問題点を解決するため、本件出願人は、検査対象物に近接して延長部材を設け、これら検査対象物と延長部材とを同時に励磁して、検査対象物の端部を測定精度を低下させずに測定し得る技術を提案している（特許文献４）。
しかし、この技術では異なる検査対象物毎に専用の延長部材を準備する必要があり、延長部材の管理が大変になるなどの問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、検査対象物の被検査面の測定位置に起因する励磁の磁気抵抗の変化を抑制し、検査対象物のバルクハウゼンノイズの検出精度の向上を図ることができると共に、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要としたバルクハウゼンノイズ検査装置およびバルクハウゼンノイズ検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のバルクハウゼンノイズ検査装置は、互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を同時に磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源と、前記検出コイルの検出した信号からバルクハウゼンノイズを検出するバルクハウゼンノイズ検出回路とを備えたものである。
前記「近接」とは、前記検出ヘッドで検出される共通の磁気回路を構成する程度に、複数個の検査対象物が互いに近くに位置することを意味する。
【０００８】
この構成によると、電源から供給される交流電流により励磁コイルに交流磁界を発生させ、この励磁コイルにより複数個の検査対象物を同時に磁化する。その際に磁化された検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出コイルで検出する。検出ヘッドが検査対象物に対して相対的に移動して被検査面の端部に近づいても、複数個の検査対象物が互いに接触または近接して並べられているため、検出ヘッドが１個の検査対象物の中央部に配置されて検出コイルで検出する場合に比べて磁気抵抗の変化が小さい。このように検査対象物の中央部と端部のバルクハウゼンノイズを同じ励磁磁界で検出することができ、被検査面の品質検査精度を向上させることができる。また、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とし、その分、管理コストの低減を図ることができる。
【０００９】
前記励磁コイルは、コ字状の磁性体に巻かれ、この磁性体のコ字状の一端と他端とを、隣合う検査対象物にそれぞれ対向させて同時に磁化しても良い。この場合、磁性体のコ字状の一端と他端とを異なる検査対象物に接触させてこれら検査対象物を磁化することで、検査対象物を磁化する経路の磁気抵抗を一定にし得る。よって、検査対象物における検出精度の低下を未然に防止することができる。
【００１０】
前記各検査対象物が円柱状であり、フレームと、このフレームに回転自在に支持され、所定間隔を空けて平行に配置される一対のローラと、これらローラを回転駆動する回転駆動源と、前記検出ヘッドをローラ軸方向に移動させる検出ヘッド移動手段とを備え、前記一対のローラの外周面上に、前記円柱状の検査対象物の外周面を支持すると共に、複数個の円柱状の検査対象物が端面にて互いに接触または近接して並ぶように配置し、前記検出ヘッド移動手段は、前記検出ヘッドを複数個の検査対象物の外周面上に沿ってローラ軸方向に移動可能に構成しても良い。
【００１１】
この構成によると、回転駆動源により一対のローラを回転させて複数個の検査対象物を回転させると共に、検出ヘッド移動手段により検出ヘッドをローラ軸方向に移動させることで、検査対象物全周のバルクハウゼンノイズを検出し得る。この場合、オンライン上で研削焼け等の異常を全数検査することができるので、品質保証能力を高めることができる。
【００１２】
前記バルクハウゼンノイズ検出回路で検出されたバルクハウゼンノイズから前記検査対象物の被検査面の品質を検査する品質検査手段を設けても良い。
【００１３】
前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の研削焼けの検出を行う研削焼け検出手段を有するものであっても良い。焼入れにより表面が硬化した検査対象物つまりワークの最終工程での研削時、研削条件が適当でないと、ワークの温度が上昇して再焼入れ若しくは焼戻しがおきる。再焼入れでは硬くて脆い白層が発生し、焼戻しでは表面が軟化する。この現象を「研削焼け」と呼ぶ。部品に研削焼けがおこると、その箇所にクラック等が発生し、部品の品質上大きな問題になる。
【００１４】
研削焼けによる焼戻しが発生した箇所では、ワークの硬度が軟化し、残留応力が圧縮力から引張力に変化する。鋼材等のワークでは、その硬度が軟化するとバルクハウゼンノイズが大きくなり、引張力を印加するとバルクハウゼンノイズが大きくなる。そのため、研削焼けによる焼戻しによりバルクハウゼンノイズは正常箇所よりも大きくなる。
研削焼けにより再焼入れが起こって、ワークに硬くて脆い白層が発生した場合でも、この白層の下部には焼戻しによる軟化した層が存在する。このため、バルクハウゼンノイズは大きくなる。
【００１５】
以上説明したようにバルクハウゼンノイズを測定することで、被検査面の研削焼けの有無を検出できる。したがって、検査対象物となる部品を破壊等する必要がなく研削焼けの全数検査または抜取り検査を実施することができる。このように被検査面の研削焼けの有無を検出することで、品質検査精度の向上を図ることができる。
【００１６】
前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の残留応力を検出する残留応力検出手段を有するものであっても良い。このように被検査面の残留応力を検出することで、検査対象物の硬度が軟化したか否かを判断し得る。これにより、研削焼けによる焼戻しが発生したか否かを容易に判断することができる。
前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の欠陥、傷を検出する欠陥等検出手段を有するものであっても良い。
前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の割れを検出する割れ検出手段を有するものであっても良い。
【００１７】
前記品質検査手段は、バルクハウゼンノイズの検出値が、予め定められた閾値を越えたときに異常と判断するものであっても良い。例えば、バルクハウゼンノイズの振幅の最大値を検出し、この検出値が前記閾値を越えない場合、品質検査手段は研削焼け無しと判断する。検出値が前記閾値を越えたとき、品質検査手段は研削焼け有りと判断する。但し、検出値は、バルクハウゼンノイズの振幅の最大値に限定されるものではない。
【００１８】
前記バルクハウゼンノイズ検出回路は、前記検出コイルが検出した信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路により増幅した信号からバルクハウゼンノイズを抽出するフィルタ回路とを有するものであっても良い。この場合、必要な検出値を容易に且つ確実に取り出すことができ、品質検査精度の向上をより図ることができる。
【００１９】
この発明のバルクハウゼンノイズ検出方法は、互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を励磁コイルにより同時に磁化し、この磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出コイルにより検出する過程と、前記検出コイルの検出した信号からバルクハウゼンノイズを抽出する過程とを有するものである。
この構成によると、互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を同時に磁化し、磁化された検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出コイルで検出するため、被検査面の中央部と端部のバルクハウゼンノイズを同じ励磁磁界で検出することができる。よって、被検査面の品質検査精度を向上させることができる。また、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とし、その分、管理コストの低減を図ることができる。
【００２０】
前記励磁コイルはコ字状の磁性体に巻かれ、前記バルクハウゼンノイズを検出コイルにより検出する過程では、前記磁性体のコ字状の一端と他端とを、隣合う検査対象物にそれぞれ対向させて同時に磁化しても良い。この場合、検査対象物を磁化する経路の磁気抵抗を一定にし得る。よって、検査対象物における検出精度の低下を未然に防止することができる。
【００２１】
前記抽出されたバルクハウゼンノイズから、前記検査対象物の被検査面の研削焼け、残留応力、欠陥、傷、および割れのうちのいずれか１つ以上の品質検査項目を検査する過程を有するものであっても良い。このような被検査面の研削焼け、残留応力、欠陥、傷、割れを検査することで、品質検査精度の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明のバルクハウゼンノイズ検査装置は、互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を同時に磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源と、前記検出コイルの検出した信号からバルクハウゼンノイズを検出するバルクハウゼンノイズ検出回路とを備えたため、検査対象物の被検査面の測定位置に起因する励磁の磁気抵抗の変化を抑制し、検査対象物のバルクハウゼンノイズの検出精度の向上を図ることができると共に、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とできる。
【００２３】
この発明のバルクハウゼンノイズ検査方法は、互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を励磁コイルにより同時に磁化し、この磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出コイルにより検出する過程と、前記検出コイルの検出した信号からバルクハウゼンノイズを抽出する過程とを有するため、検査対象物の被検査面の測定位置に起因する励磁の磁気抵抗の変化を抑制し、検査対象物のバルクハウゼンノイズの検出精度の向上を図ることができると共に、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施形態に係るバルクハウゼンノイズ検査装置の概略構成図である。
【図２】（Ａ）は同バルクハウゼンノイズ検査装置の平面図、（Ｂ）は同バルクハウゼンノイズ検査装置の正面図である。
【図３】（Ａ）はこの発明の他の実施形態に係るバルクハウゼンノイズ検査装置の平面図、（Ｂ）は同バルクハウゼンノイズ検査装置の正面図である。
【図４】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態に係るバルクハウゼンノイズ検査装置の正面図、（Ｂ）は同バルクハウゼンノイズ検査装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この発明の一実施形態を図１および図２と共に説明する。この実施形態に係るバルクハウゼンノイズ検査装置の基本構造について説明する。以下の説明は、バルクハウゼンノイズ検査方法についての説明をも含む。このバルクハウゼンノイズ検査装置は、バルクハウゼンノイズを利用して非破壊検査を行う装置であって、検査対象物Ｗを磁化する励磁コイル１、および磁化された前記検査対象物Ｗが発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイル４を有する検出ヘッドＫＨと、励磁コイル１に磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源３と、バルクハウゼンノイズ検出回路６とを備えている。
【００２６】
励磁コイル１と検出コイル４とは一つの検出ヘッドＫＨに一体化して設けられている。励磁コイル１は磁性体コア２に巻かれ、この磁性体コア２はコ字状に形成される。検出コイル４は、棒状の磁性体コア５に巻かれ、検査対象物Ｗの表面磁束を検出する。前記各磁性体コア２，５は、例えば、フェライト等の磁性酸化物や積層ケイ素鋼板等からなる。
コ字状の磁性体コア２の両端２ａ，２ｂ、および棒状の磁性体コア５の一端５ａは同一平面上に配置される。すなわち、検出ヘッドＫＨの検出面は、検査対象物Ｗの表面に対向させる平坦面とされる。この平坦面とされた検出面の同一平面上に磁性体コア２の両端２ａ，２ｂ、および磁性体コア５の一端５ａが配置され、且つ、これら磁性体コア２，５が検出ヘッドＫＨ内に配置される。
【００２７】
検出コイル４は、バルクハウゼンノイズ検出回路６に電気的に接続されている。このバルクハウゼンノイズ検出回路６は、検出コイル４の出力信号を増幅する増幅回路ｓｋ１、この増幅回路ｓｋ１で増幅された検出信号からバルクハウゼンノイズを抽出するフィルタ回路ｓｋ２等を有する。バルクハウゼンノイズ検出回路６の次段には、後述の品質検査手段７が設けられる。
【００２８】
同バルクハウゼンノイズ検査装置の詳細構成について説明する。
図２に示すように、このバルクハウゼンノイズ検査装置は、励磁コイル１が、互いに接触または近接して並べられた複数個（この例では３個）の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃを同時に磁化し、検出コイル４が、磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出するようになっている。この図２では、直方体形状の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃを、互いに隙間なく接触させて一列に並べ、この並び状態で検査対象物Ｗｂの端部のバルクハウゼンノイズを検出している例を示す。これら複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃは透磁率が等しいものとする。前記「近接」とは、検出ヘッドＫＨで検出される共通の磁気回路を構成する程度に、複数個の検査対象物が互いに近くに位置することを意味する。
【００２９】
図２の検出ヘッドＫＨの位置では、コ字状の磁性体コア２の一端２ａは検査対象物Ｗｂの被検査面Ｗｂａに接し、同磁性体コア２の他端２ｂは検査対象物Ｗｃの被検査面Ｗｃａに接している。さらに検出コイル４は、磁性体コア２の一端２ａと他端２ｂとの間に位置して検査対象物Ｗｂの端部に対向して位置する。検出ヘッドＫＨが例えば、検査対象物Ｗｂの被検査面Ｗｂａの中央部に配置されているときは、磁性体コア２の一端２ａおよび他端２ｂは、検査対象物Ｗｂの被検査面Ｗｂａに共に接している。また、検出ヘッドＫＨと検査対象物Ｗの間には隙間があっても良い。この場合、検出ヘッドＫＨと検査対象物Ｗが接触することなく検査することができるので、磁性体コア２，５の磨耗や検査対象物Ｗが検出ヘッドにより傷がつくことを防ぐことができる。
【００３０】
検出ヘッドＫＨが検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃに対して相対的に移動して検査対象物Ｗｂの端部に近づくと、検出ヘッドＫＨの磁性体コア２の一端２ａおよび他端２ｂが、隣接する検査対象物Ｗｂ，Ｗｃにそれぞれ対向する図２のような状態になる。この場合、検査対象物Ｗｂと検査対象物Ｗｃの側面が互いに接しているため、検出ヘッドＫＨが複数個の検査対象物Ｗｂ，Ｗｃにまたがって配置された状態となっても、検出ヘッドＫＨが１個の検査対象物の中央部に配置されて検出コイル４で検出する場合に比べて磁気抵抗の変化が小さい。このように検査対象物の中央部と端部のバルクハウゼンノイズを同じ励磁磁界で検出することができ、被検査面の品質検査精度を向上させ得る。また、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とし、その分、管理コストの低減を図ることができる。
【００３１】
このバルクハウゼンノイズ検査装置は、図１に示すように、前記バルクハウゼンノイズ検出回路６で抽出されたバルクハウゼンノイズから検査対象物Ｗの被検査面の品質を検査する品質検査手段７を備えている。品質検査手段７は、マイクロコンピュータ等によって実現される。この品質検査手段７は、検査対象物Ｗの被検査面の研削焼けの検出を行う研削焼け検出手段８と、検査対象物Ｗの被検査面の残留応力を検出する残留応力検出手段９と、被検査面の欠陥、傷を検出する欠陥等検出手段１０と、被検査面の割れを検出する割れ検出手段１１とを有する。
【００３２】
研削焼け検出手段８は、例えば、バルクハウゼンノイズ検出回路６で抽出されたバルクハウゼンノイズの大きさ等を、設定値と比較して研削焼けの有無を判断したり、研削焼けの深さや平面範囲を測定する。具体的には、バルクハウゼンノイズの大きさ等と、研削焼けの有無との関係を演算式またはテーブル等で設定した関係設定手段が、例えば前記マイクロコンピュータのランダムアクセスメモリに設けられる。この関係設定手段におけるテーブル等は必要に応じて書換え可能に記憶されている。マイクロコンピュータの中央演算処理装置は、バルクハウゼンノイズの大きさが、前記テーブル等に記憶される予め定める閾値を越えたときに研削焼け有りと判断する。
残留応力検出手段９は、例えば、バルクハウゼンノイズ検出回路６で抽出されたバルクハウゼンノイズの大きさ等を、設定値と比較して残留応力の大きさを測定する。欠陥等検出手段、割れ検出手段についても、抽出されたバルクハウゼンノイズの大きさ等を設定値と比較して欠陥，傷、割れを検出する。
【００３３】
ここで、研削焼けによる焼戻しが発生した箇所では、検査対象物Ｗの硬度が軟化し、残留応力が圧縮力から引張力に変化する。鋼材等の検査対象物Ｗでは、その硬度が軟化するとバルクハウゼンノイズが大きくなり、引張力を印加するとバルクハウゼンノイズが大きくなる。そのため、研削焼けによる焼戻しによりバルクハウゼンノイズは正常箇所よりも大きくなる。研削焼けにより再焼入れが起こって、検査対象物Ｗに硬くて脆いいわゆる白層が発生した場合でも、この白層の下部には焼戻しによる軟化した層が存在する。このため、バルクハウゼンノイズは大きくなる。
したがって、バルクハウゼンノイズを測定することで、検査対象物Ｗの研削焼け等を検出することが可能である。したがって、検査対象物Ｗとなる部品を破壊等する必要がなく研削焼けの全数検査または抜取り検査を実施することができる。このように被検査面の研削焼けの有無を検出することで、品質検査精度の向上を図ることができる。また、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とし、その分、管理コストの低減を図ることができる。バルクハウゼンノイズ検出回路６は、検出コイル４が検出した信号を増幅する増幅回路ｓｋ１と、この増幅回路ｓｋ１により増幅した信号からバルクハウゼンノイズを抽出するフィルタ回路ｓｋ２とを有するため、必要な検出値を容易に且つ確実に取り出すことができ、品質検査精度の向上をより図ることができる。
【００３４】
次に、この発明の他の実施形態を図３と共に説明する。以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００３５】
図３に示す他の実施形態では、検出ヘッドＫＨの検査面の幅寸法が、１個の検査対象物の被検査面の幅寸法よりも相対的に大きく構成される。したがって、検出ヘッドＫＨの検査面が、複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃの被検査面Ｗａａ，Ｗｂａ，Ｗｃａに対してどの位置にあっても、磁性体コア２の一端２ａと他端２ｂは異なる検査対象物Ｗｂ，Ｗｃの被検査面Ｗｂａ，Ｗｃａに接している。したがって、検出ヘッドＫＨの位置に関係なく、励磁コイル１により検査対象物Ｗを磁化する磁路の磁気抵抗は一定である。
図３の構成の場合、磁性体コア２の一端２ａと他端２ｂが接する２個の検査対象物Ｗｂ，Ｗｃは、離れていても間隔が等しければ良いが、これら検査対象物Ｗｂ，Ｗｃが接している方が全体の磁気抵抗が小さくなるので望ましい。その他の構成は図１および図２の構成と同様である。この図３の構成によると、検査対象物の被検査面の中央部と端部のバルクハウゼンノイズを同じ励磁磁界で検出することができ、被検査面の表面の品質検査精度を向上させることができる。また、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とし、その分、管理コストの低減を図ることができる。
【００３６】
図４の実施形態にかかるバルクハウゼンノイズ検査装置は、円柱状の検査対象物の品質を検査する。このバルクハウゼンノイズ検査装置は、図１に示す構成部品に加え、フレーム１２と、一対のローラ１３，１３と、図示外のモータ等の回転駆動源と、検出ヘッド移動手段１４とを有する。前記フレーム１２には、一対のローラ１３，１３が回転自在に且つ所定間隔を空けて平行に支持され、これらのローラ１３，１３の外周面上に複数個の円柱状の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃが端面にて互いに接触または近接して軸方向に一列に並ぶように設けられる。一対のローラ１３，１３を回転駆動源により同期して回転させることで、これらのロ−ラ１３，１３上の複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃがその軸心Ｌ１回りに回転するようになっている。
【００３７】
検出ヘッドＫＨは、検出ヘッド移動手段１４により、複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃの外周面上を矢符Ａ１にて表記するローラ軸方向に移動する。すなわち検出ヘッド移動手段１４は、モータ等の駆動源１５と、ボールねじ等の送りねじ１６と、ガイド部材１７と、走行体１８とを有する。ガイド部材１７がローラ軸方向に延びるように設置され、このガイド部材１７に走行体１８が移動自在に支持される。走行体１８には、検出ヘッドＫＨが複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃの外周面に対向するように取付けられる。送りねじ１６のねじ軸は、ガイド部材１７に所定間隔を空けて平行に設けられ、送りねじ１６のナットが前記走行体１８に取付けられる。送りねじ１６のねじ軸は駆動源１５により回転駆動可能になっている。よって、送りねじ１６を回転させ、走行体１８をガイド部材１７に沿ってローラ軸方向に移動させることで、検出ヘッドＫＨをローラ軸方向に移動させ得る。
【００３８】
したがって、前記回転駆動源によりローラ１３，１３を回転させて複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃを回転させると共に、検出ヘッド移動手段１４により検出ヘッドＫＨをローラ軸方向に移動させることで、検査対象物全周のバルクハウゼンノイズを検出し得る。この場合、オンライン上で研削焼け等の異常を全数検査することができるので、品質保証能力を高めることができる。その他管理コストの低減を図れる。なお、検出ヘッド移動手段１４のモータ等の駆動源１５および送りねじ１６に代えて、流体圧シリンダや電動シリンダを適用しても良い。
【００３９】
励磁コイルと、前記検出コイルを有する検出ヘッドとを、別体に設けても良い。励磁コイル、検出コイルは、それぞれコイル巻線のみからなる空心コイルであっても良い。
品質検査手段は、研削焼け検出手段、残留応力検出手段、欠陥等検出手段、および割れ検出手段のうちのいずれか１つ以上を有するものとしても良い。抽出されたバルクハウゼンノイズから、検査対象物の被検査面の研削焼け、残留応力、欠陥、傷、および割れのうちのいずれか１つ以上の品質検査項目を検査するようにしても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１…励磁コイル
２…磁性体コア（磁性体）
３…電源
４…検出コイル
６…バルクハウゼンノイズ検出回路
７…品質検査手段
８…研削焼け検出手段
９…残留応力検出手段
１０…欠陥等検出手段
１１…割れ検出手段
１２…フレーム
１３…ローラ
１４…検出ヘッド移動手段
ｓｋ１…増幅回路
ｓｋ２…フィルタ回路
Ｗ…検査対象物
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バルクハウゼンノイズを利用して非破壊検査を行うバルクハウゼンノイズ検査装置およびバルクハウゼンノイズ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削焼け、残留応力、硬度、荷重などの非破壊検査を行う検査装置として、バルクハウゼンノイズを利用した種々のバルクハウゼンノイズ検査装置が提案されている（例えば特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０２−２６２９５８号公報
【特許文献２】特開２００１−１３３４４１号公報
【特許文献３】特開２００６−２６６６８６号公報
【特許文献４】特願２００９−１０１６３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バルクハウゼンノイズの検出には、コの字型の励磁ヨークで検査対象物を励磁する。この励磁された検査対象物における検査表面の端部を検査するとき、励磁ヨークが検査対象物の被検査面の端部にかかる。しかし、この端部では励磁ヨークと検査対象物との接触部の面積が変化して磁気抵抗が変化してしまうため、この検査対象物における端部の検出精度が低下する問題点がある。
【０００５】
この問題点を解決するため、本件出願人は、検査対象物に近接して延長部材を設け、これら検査対象物と延長部材とを同時に励磁して、検査対象物の端部を測定精度を低下させずに測定し得る技術を提案している（特許文献４）。
しかし、この技術では異なる検査対象物毎に専用の延長部材を準備する必要があり、延長部材の管理が大変になるなどの問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、検査対象物の被検査面の測定位置に起因する励磁の磁気抵抗の変化を抑制し、検査対象物のバルクハウゼンノイズの検出精度の向上を図ることができると共に、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要としたバルクハウゼンノイズ検査装置およびバルクハウゼンノイズ検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のバルクハウゼンノイズ検査装置は、互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を同時に磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源と、前記検出コイルの検出した信号からバルクハウゼンノイズを検出するバルクハウゼンノイズ検出回路とを備えたものである。
前記「近接」とは、前記検出ヘッドで検出される共通の磁気回路を構成する程度に、複数個の検査対象物が互いに近くに位置することを意味する。
【０００８】
この構成によると、電源から供給される交流電流により励磁コイルに交流磁界を発生させ、この励磁コイルにより複数個の検査対象物を同時に磁化する。その際に磁化された検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出コイルで検出する。検出ヘッドが検査対象物に対して相対的に移動して被検査面の端部に近づいても、複数個の検査対象物が互いに接触または近接して並べられているため、検出ヘッドが１個の検査対象物の中央部に配置されて検出コイルで検出する場合に比べて磁気抵抗の変化が小さい。このように検査対象物の中央部と端部のバルクハウゼンノイズを同じ励磁磁界で検出することができ、被検査面の品質検査精度を向上させることができる。また、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とし、その分、管理コストの低減を図ることができる。
【０００９】
前記励磁コイルは、コ字状の磁性体に巻かれ、この磁性体のコ字状の一端と他端とを、隣合う検査対象物にそれぞれ対向させて同時に磁化しても良い。この場合、磁性体のコ字状の一端と他端とを異なる検査対象物に接触させてこれら検査対象物を磁化することで、検査対象物を磁化する経路の磁気抵抗を一定にし得る。よって、検査対象物における検出精度の低下を未然に防止することができる。
【００１０】
前記各検査対象物が円柱状であり、フレームと、このフレームに回転自在に支持され、所定間隔を空けて平行に配置される一対のローラと、これらローラを回転駆動する回転駆動源と、前記検出ヘッドをローラ軸方向に移動させる検出ヘッド移動手段とを備え、前記一対のローラの外周面上に、前記円柱状の検査対象物の外周面を支持すると共に、複数個の円柱状の検査対象物が端面にて互いに接触または近接して並ぶように配置し、前記検出ヘッド移動手段は、前記検出ヘッドを複数個の検査対象物の外周面上に沿ってローラ軸方向に移動可能に構成しても良い。
【００１１】
この構成によると、回転駆動源により一対のローラを回転させて複数個の検査対象物を回転させると共に、検出ヘッド移動手段により検出ヘッドをローラ軸方向に移動させることで、検査対象物全周のバルクハウゼンノイズを検出し得る。この場合、オンライン上で研削焼け等の異常を全数検査することができるので、品質保証能力を高めることができる。
【００１２】
前記バルクハウゼンノイズ検出回路で検出されたバルクハウゼンノイズから前記検査対象物の被検査面の品質を検査する品質検査手段を設けても良い。
【００１３】
前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の研削焼けの検出を行う研削焼け検出手段を有するものであっても良い。焼入れにより表面が硬化した検査対象物つまりワークの最終工程での研削時、研削条件が適当でないと、ワークの温度が上昇して再焼入れ若しくは焼戻しがおきる。再焼入れでは硬くて脆い白層が発生し、焼戻しでは表面が軟化する。この現象を「研削焼け」と呼ぶ。部品に研削焼けがおこると、その箇所にクラック等が発生し、部品の品質上大きな問題になる。
【００１４】
研削焼けによる焼戻しが発生した箇所では、ワークの硬度が軟化し、残留応力が圧縮力から引張力に変化する。鋼材等のワークでは、その硬度が軟化するとバルクハウゼンノイズが大きくなり、引張力を印加するとバルクハウゼンノイズが大きくなる。そのため、研削焼けによる焼戻しによりバルクハウゼンノイズは正常箇所よりも大きくなる。
研削焼けにより再焼入れが起こって、ワークに硬くて脆い白層が発生した場合でも、この白層の下部には焼戻しによる軟化した層が存在する。このため、バルクハウゼンノイズは大きくなる。
【００１５】
以上説明したようにバルクハウゼンノイズを測定することで、被検査面の研削焼けの有無を検出できる。したがって、検査対象物となる部品を破壊等する必要がなく研削焼けの全数検査または抜取り検査を実施することができる。このように被検査面の研削焼けの有無を検出することで、品質検査精度の向上を図ることができる。
【００１６】
前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の残留応力を検出する残留応力検出手段を有するものであっても良い。このように被検査面の残留応力を検出することで、検査対象物の硬度が軟化したか否かを判断し得る。これにより、研削焼けによる焼戻しが発生したか否かを容易に判断することができる。
前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の欠陥、傷を検出する欠陥等検出手段を有するものであっても良い。
前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の割れを検出する割れ検出手段を有するものであっても良い。
【００１７】
前記品質検査手段は、バルクハウゼンノイズの検出値が、予め定められた閾値を越えたときに異常と判断するものであっても良い。例えば、バルクハウゼンノイズの振幅の最大値を検出し、この検出値が前記閾値を越えない場合、品質検査手段は研削焼け無しと判断する。検出値が前記閾値を越えたとき、品質検査手段は研削焼け有りと判断する。但し、検出値は、バルクハウゼンノイズの振幅の最大値に限定されるものではない。
【００１８】
前記バルクハウゼンノイズ検出回路は、前記検出コイルが検出した信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路により増幅した信号からバルクハウゼンノイズを抽出するフィルタ回路とを有するものであっても良い。この場合、必要な検出値を容易に且つ確実に取り出すことができ、品質検査精度の向上をより図ることができる。
【００１９】
この発明のバルクハウゼンノイズ検出方法は、互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を励磁コイルにより同時に磁化し、この磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出コイルにより検出する過程と、前記検出コイルの検出した信号からバルクハウゼンノイズを抽出する過程とを有するものである。
この構成によると、互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を同時に磁化し、磁化された検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出コイルで検出するため、被検査面の中央部と端部のバルクハウゼンノイズを同じ励磁磁界で検出することができる。よって、被検査面の品質検査精度を向上させることができる。また、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とし、その分、管理コストの低減を図ることができる。
【００２０】
前記励磁コイルはコ字状の磁性体に巻かれ、前記バルクハウゼンノイズを検出コイルにより検出する過程では、前記磁性体のコ字状の一端と他端とを、隣合う検査対象物にそれぞれ対向させて同時に磁化しても良い。この場合、検査対象物を磁化する経路の磁気抵抗を一定にし得る。よって、検査対象物における検出精度の低下を未然に防止することができる。
【００２１】
前記抽出されたバルクハウゼンノイズから、前記検査対象物の被検査面の研削焼け、残留応力、欠陥、傷、および割れのうちのいずれか１つ以上の品質検査項目を検査する過程を有するものであっても良い。このような被検査面の研削焼け、残留応力、欠陥、傷、割れを検査することで、品質検査精度の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明のバルクハウゼンノイズ検査装置は、互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を同時に磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源と、前記検出コイルの検出した信号からバルクハウゼンノイズを検出するバルクハウゼンノイズ検出回路とを備えたため、検査対象物の被検査面の測定位置に起因する励磁の磁気抵抗の変化を抑制し、検査対象物のバルクハウゼンノイズの検出精度の向上を図ることができると共に、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とできる。
【００２３】
この発明のバルクハウゼンノイズ検査方法は、互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を励磁コイルにより同時に磁化し、この磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出コイルにより検出する過程と、前記検出コイルの検出した信号からバルクハウゼンノイズを抽出する過程とを有するため、検査対象物の被検査面の測定位置に起因する励磁の磁気抵抗の変化を抑制し、検査対象物のバルクハウゼンノイズの検出精度の向上を図ることができると共に、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の一実施形態に係るバルクハウゼンノイズ検査装置の概略構成図である。
【図２】（Ａ）は同バルクハウゼンノイズ検査装置の平面図、（Ｂ）は同バルクハウゼンノイズ検査装置の正面図である。
【図３】（Ａ）はこの発明の他の実施形態に係るバルクハウゼンノイズ検査装置の平面図、（Ｂ）は同バルクハウゼンノイズ検査装置の正面図である。
【図４】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態に係るバルクハウゼンノイズ検査装置の正面図、（Ｂ）は同バルクハウゼンノイズ検査装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
この発明の一実施形態を図１および図２と共に説明する。この実施形態に係るバルクハウゼンノイズ検査装置の基本構造について説明する。以下の説明は、バルクハウゼンノイズ検査方法についての説明をも含む。このバルクハウゼンノイズ検査装置は、バルクハウゼンノイズを利用して非破壊検査を行う装置であって、検査対象物Ｗを磁化する励磁コイル１、および磁化された前記検査対象物Ｗが発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイル４を有する検出ヘッドＫＨと、励磁コイル１に磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源３と、バルクハウゼンノイズ検出回路６とを備えている。
【００２６】
励磁コイル１と検出コイル４とは一つの検出ヘッドＫＨに一体化して設けられている。励磁コイル１は磁性体コア２に巻かれ、この磁性体コア２はコ字状に形成される。検出コイル４は、棒状の磁性体コア５に巻かれ、検査対象物Ｗの表面磁束を検出する。前記各磁性体コア２，５は、例えば、フェライト等の磁性酸化物や積層ケイ素鋼板等からなる。
コ字状の磁性体コア２の両端２ａ，２ｂ、および棒状の磁性体コア５の一端５ａは同一平面上に配置される。すなわち、検出ヘッドＫＨの検出面は、検査対象物Ｗの表面に対向させる平坦面とされる。この平坦面とされた検出面の同一平面上に磁性体コア２の両端２ａ，２ｂ、および磁性体コア５の一端５ａが配置され、且つ、これら磁性体コア２，５が検出ヘッドＫＨ内に配置される。
【００２７】
検出コイル４は、バルクハウゼンノイズ検出回路６に電気的に接続されている。このバルクハウゼンノイズ検出回路６は、検出コイル４の出力信号を増幅する増幅回路ｓｋ１、この増幅回路ｓｋ１で増幅された検出信号からバルクハウゼンノイズを抽出するフィルタ回路ｓｋ２等を有する。バルクハウゼンノイズ検出回路６の次段には、後述の品質検査手段７が設けられる。
【００２８】
同バルクハウゼンノイズ検査装置の詳細構成について説明する。
図２に示すように、このバルクハウゼンノイズ検査装置は、励磁コイル１が、互いに接触または近接して並べられた複数個（この例では３個）の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃを同時に磁化し、検出コイル４が、磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出するようになっている。この図２では、直方体形状の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃを、互いに隙間なく接触させて一列に並べ、この並び状態で検査対象物Ｗｂの端部のバルクハウゼンノイズを検出している例を示す。これら複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃは透磁率が等しいものとする。前記「近接」とは、検出ヘッドＫＨで検出される共通の磁気回路を構成する程度に、複数個の検査対象物が互いに近くに位置することを意味する。
【００２９】
図２の検出ヘッドＫＨの位置では、コ字状の磁性体コア２の一端２ａは検査対象物Ｗｂの被検査面Ｗｂａに接し、同磁性体コア２の他端２ｂは検査対象物Ｗｃの被検査面Ｗｃａに接している。さらに検出コイル４は、磁性体コア２の一端２ａと他端２ｂとの間に位置して検査対象物Ｗｂの端部に対向して位置する。検出ヘッドＫＨが例えば、検査対象物Ｗｂの被検査面Ｗｂａの中央部に配置されているときは、磁性体コア２の一端２ａおよび他端２ｂは、検査対象物Ｗｂの被検査面Ｗｂａに共に接している。また、検出ヘッドＫＨと検査対象物Ｗの間には隙間があっても良い。この場合、検出ヘッドＫＨと検査対象物Ｗが接触することなく検査することができるので、磁性体コア２，５の磨耗や検査対象物Ｗが検出ヘッドにより傷がつくことを防ぐことができる。
【００３０】
検出ヘッドＫＨが検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃに対して相対的に移動して検査対象物Ｗｂの端部に近づくと、検出ヘッドＫＨの磁性体コア２の一端２ａおよび他端２ｂが、隣接する検査対象物Ｗｂ，Ｗｃにそれぞれ対向する図２のような状態になる。この場合、検査対象物Ｗｂと検査対象物Ｗｃの側面が互いに接しているため、検出ヘッドＫＨが複数個の検査対象物Ｗｂ，Ｗｃにまたがって配置された状態となっても、検出ヘッドＫＨが１個の検査対象物の中央部に配置されて検出コイル４で検出する場合に比べて磁気抵抗の変化が小さい。このように検査対象物の中央部と端部のバルクハウゼンノイズを同じ励磁磁界で検出することができ、被検査面の品質検査精度を向上させ得る。また、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とし、その分、管理コストの低減を図ることができる。
【００３１】
このバルクハウゼンノイズ検査装置は、図１に示すように、前記バルクハウゼンノイズ検出回路６で抽出されたバルクハウゼンノイズから検査対象物Ｗの被検査面の品質を検査する品質検査手段７を備えている。品質検査手段７は、マイクロコンピュータ等によって実現される。この品質検査手段７は、検査対象物Ｗの被検査面の研削焼けの検出を行う研削焼け検出手段８と、検査対象物Ｗの被検査面の残留応力を検出する残留応力検出手段９と、被検査面の欠陥、傷を検出する欠陥等検出手段１０と、被検査面の割れを検出する割れ検出手段１１とを有する。
【００３２】
研削焼け検出手段８は、例えば、バルクハウゼンノイズ検出回路６で抽出されたバルクハウゼンノイズの大きさ等を、設定値と比較して研削焼けの有無を判断したり、研削焼けの深さや平面範囲を測定する。具体的には、バルクハウゼンノイズの大きさ等と、研削焼けの有無との関係を演算式またはテーブル等で設定した関係設定手段が、例えば前記マイクロコンピュータのランダムアクセスメモリに設けられる。この関係設定手段におけるテーブル等は必要に応じて書換え可能に記憶されている。マイクロコンピュータの中央演算処理装置は、バルクハウゼンノイズの大きさが、前記テーブル等に記憶される予め定める閾値を越えたときに研削焼け有りと判断する。
残留応力検出手段９は、例えば、バルクハウゼンノイズ検出回路６で抽出されたバルクハウゼンノイズの大きさ等を、設定値と比較して残留応力の大きさを測定する。欠陥等検出手段、割れ検出手段についても、抽出されたバルクハウゼンノイズの大きさ等を設定値と比較して欠陥，傷、割れを検出する。
【００３３】
ここで、研削焼けによる焼戻しが発生した箇所では、検査対象物Ｗの硬度が軟化し、残留応力が圧縮力から引張力に変化する。鋼材等の検査対象物Ｗでは、その硬度が軟化するとバルクハウゼンノイズが大きくなり、引張力を印加するとバルクハウゼンノイズが大きくなる。そのため、研削焼けによる焼戻しによりバルクハウゼンノイズは正常箇所よりも大きくなる。研削焼けにより再焼入れが起こって、検査対象物Ｗに硬くて脆いいわゆる白層が発生した場合でも、この白層の下部には焼戻しによる軟化した層が存在する。このため、バルクハウゼンノイズは大きくなる。
したがって、バルクハウゼンノイズを測定することで、検査対象物Ｗの研削焼け等を検出することが可能である。したがって、検査対象物Ｗとなる部品を破壊等する必要がなく研削焼けの全数検査または抜取り検査を実施することができる。このように被検査面の研削焼けの有無を検出することで、品質検査精度の向上を図ることができる。また、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とし、その分、管理コストの低減を図ることができる。バルクハウゼンノイズ検出回路６は、検出コイル４が検出した信号を増幅する増幅回路ｓｋ１と、この増幅回路ｓｋ１により増幅した信号からバルクハウゼンノイズを抽出するフィルタ回路ｓｋ２とを有するため、必要な検出値を容易に且つ確実に取り出すことができ、品質検査精度の向上をより図ることができる。
【００３４】
次に、この発明の他の実施形態を図３と共に説明する。以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００３５】
図３に示す他の実施形態では、検出ヘッドＫＨの検査面の幅寸法が、１個の検査対象物の被検査面の幅寸法よりも相対的に大きく構成される。したがって、検出ヘッドＫＨの検査面が、複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃの被検査面Ｗａａ，Ｗｂａ，Ｗｃａに対してどの位置にあっても、磁性体コア２の一端２ａと他端２ｂは異なる検査対象物Ｗｂ，Ｗｃの被検査面Ｗｂａ，Ｗｃａに接している。したがって、検出ヘッドＫＨの位置に関係なく、励磁コイル１により検査対象物Ｗを磁化する磁路の磁気抵抗は一定である。
図３の構成の場合、磁性体コア２の一端２ａと他端２ｂが接する２個の検査対象物Ｗｂ，Ｗｃは、離れていても間隔が等しければ良いが、これら検査対象物Ｗｂ，Ｗｃが接している方が全体の磁気抵抗が小さくなるので望ましい。その他の構成は図１および図２の構成と同様である。この図３の構成によると、検査対象物の被検査面の中央部と端部のバルクハウゼンノイズを同じ励磁磁界で検出することができ、被検査面の表面の品質検査精度を向上させることができる。また、検査対象物毎に専用の部材を準備する等の管理を不要とし、その分、管理コストの低減を図ることができる。
【００３６】
図４の実施形態にかかるバルクハウゼンノイズ検査装置は、円柱状の検査対象物の品質を検査する。このバルクハウゼンノイズ検査装置は、図１に示す構成部品に加え、フレーム１２と、一対のローラ１３，１３と、図示外のモータ等の回転駆動源と、検出ヘッド移動手段１４とを有する。前記フレーム１２には、一対のローラ１３，１３が回転自在に且つ所定間隔を空けて平行に支持され、これらのローラ１３，１３の外周面上に複数個の円柱状の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃが端面にて互いに接触または近接して軸方向に一列に並ぶように設けられる。一対のローラ１３，１３を回転駆動源により同期して回転させることで、これらのロ−ラ１３，１３上の複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃがその軸心Ｌ１回りに回転するようになっている。
【００３７】
検出ヘッドＫＨは、検出ヘッド移動手段１４により、複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃの外周面上を矢符Ａ１にて表記するローラ軸方向に移動する。すなわち検出ヘッド移動手段１４は、モータ等の駆動源１５と、ボールねじ等の送りねじ１６と、ガイド部材１７と、走行体１８とを有する。ガイド部材１７がローラ軸方向に延びるように設置され、このガイド部材１７に走行体１８が移動自在に支持される。走行体１８には、検出ヘッドＫＨが複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃの外周面に対向するように取付けられる。送りねじ１６のねじ軸は、ガイド部材１７に所定間隔を空けて平行に設けられ、送りねじ１６のナットが前記走行体１８に取付けられる。送りねじ１６のねじ軸は駆動源１５により回転駆動可能になっている。よって、送りねじ１６を回転させ、走行体１８をガイド部材１７に沿ってローラ軸方向に移動させることで、検出ヘッドＫＨをローラ軸方向に移動させ得る。
【００３８】
したがって、前記回転駆動源によりローラ１３，１３を回転させて複数個の検査対象物Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃを回転させると共に、検出ヘッド移動手段１４により検出ヘッドＫＨをローラ軸方向に移動させることで、検査対象物全周のバルクハウゼンノイズを検出し得る。この場合、オンライン上で研削焼け等の異常を全数検査することができるので、品質保証能力を高めることができる。その他管理コストの低減を図れる。なお、検出ヘッド移動手段１４のモータ等の駆動源１５および送りねじ１６に代えて、流体圧シリンダや電動シリンダを適用しても良い。
【００３９】
励磁コイルと、前記検出コイルを有する検出ヘッドとを、別体に設けても良い。励磁コイル、検出コイルは、それぞれコイル巻線のみからなる空心コイルであっても良い。
品質検査手段は、研削焼け検出手段、残留応力検出手段、欠陥等検出手段、および割れ検出手段のうちのいずれか１つ以上を有するものとしても良い。抽出されたバルクハウゼンノイズから、検査対象物の被検査面の研削焼け、残留応力、欠陥、傷、および割れのうちのいずれか１つ以上の品質検査項目を検査するようにしても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１…励磁コイル
２…磁性体コア（磁性体）
３…電源
４…検出コイル
６…バルクハウゼンノイズ検出回路
７…品質検査手段
８…研削焼け検出手段
９…残留応力検出手段
１０…欠陥等検出手段
１１…割れ検出手段
１２…フレーム
１３…ローラ
１４…検出ヘッド移動手段
ｓｋ１…増幅回路
ｓｋ２…フィルタ回路
Ｗ…検査対象物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を同時に磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源と、前記検出コイルの検出した信号からバルクハウゼンノイズを検出するバルクハウゼンノイズ検出回路とを備えたバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項２】
請求項１において、前記励磁コイルは、コ字状の磁性体に巻かれ、この磁性体のコ字状の一端と他端とを、隣合う検査対象物にそれぞれ対向させて同時に磁化するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記各検査対象物が円柱状であり、
フレームと、このフレームに回転自在に支持され、所定間隔を空けて平行に配置される一対のローラと、これらローラを回転駆動する回転駆動源と、前記検出ヘッドをローラ軸方向に移動させる検出ヘッド移動手段とを備え、前記一対のローラの外周面上に、前記円柱状の検査対象物の外周面を支持すると共に、複数個の円柱状の検査対象物が端面にて互いに接触または近接して並ぶように配置し、前記検出ヘッド移動手段は、前記検出ヘッドを複数個の検査対象物の外周面上に沿ってローラ軸方向に移動可能に構成したバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記バルクハウゼンノイズ検出回路で検出されたバルクハウゼンノイズから前記検査対象物の被検査面の品質を検査する品質検査手段を設けたバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項５】
請求項４において、前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の研削焼けの検出を行う研削焼け検出手段を有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５において、前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の残留応力を検出する残留応力検出手段を有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６のいずれか１項において、前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の欠陥、傷を検出する欠陥等検出手段を有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項８】
請求項４ないし請求項７のいずれか１項において、前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の割れを検出する割れ検出手段を有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項９】
請求項４ないし請求項８のいずれか１項において、前記品質検査手段は、バルクハウゼンノイズの検出値が、予め定められた閾値を越えたときに異常と判断するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記バルクハウゼンノイズ検出回路は、前記検出コイルが検出した信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路により増幅した信号からバルクハウゼンノイズを抽出するフィルタ回路とを有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１１】
互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を励磁コイルにより同時に磁化し、この磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出コイルにより検出する過程と、前記検出コイルの検出した信号からバルクハウゼンノイズを抽出する過程とを有するバルクハウゼンノイズ検出方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記励磁コイルはコ字状の磁性体に巻かれ、前記バルクハウゼンノイズを検出コイルにより検出する過程では、前記磁性体のコ字状の一端と他端とを、隣合う検査対象物にそれぞれ対向させて同時に磁化するバルクハウゼンノイズ検出方法。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２において、前記抽出されたバルクハウゼンノイズから、前記検査対象物の被検査面の研削焼け、残留応力、欠陥、傷、および割れのうちのいずれか１つ以上の品質検査項目を検査する過程を有するバルクハウゼンノイズ検出方法。
【請求項１】
互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を同時に磁化する励磁コイル、および磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出する検出コイルを有する検出ヘッドと、前記励磁コイルに磁化のための交流磁界を発生させる交流電流を供給する電源と、前記検出コイルの検出した信号からバルクハウゼンノイズを検出するバルクハウゼンノイズ検出回路とを備えたバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項２】
請求項１において、前記励磁コイルは、コ字状の磁性体に巻かれ、この磁性体のコ字状の一端と他端とを、隣合う検査対象物にそれぞれ対向させて同時に磁化するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記各検査対象物が円柱状であり、
フレームと、このフレームに回転自在に支持され、所定間隔を空けて平行に配置される一対のローラと、これらローラを回転駆動する回転駆動源と、前記検出ヘッドをローラ軸方向に移動させる検出ヘッド移動手段とを備え、前記一対のローラの外周面上に、前記円柱状の検査対象物の外周面を支持すると共に、複数個の円柱状の検査対象物が端面にて互いに接触または近接して並ぶように配置し、前記検出ヘッド移動手段は、前記検出ヘッドを複数個の検査対象物の外周面上に沿ってローラ軸方向に移動可能に構成したバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記バルクハウゼンノイズ検出回路で検出されたバルクハウゼンノイズから前記検査対象物の被検査面の品質を検査する品質検査手段を設けたバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項５】
請求項４において、前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の研削焼けの検出を行う研削焼け検出手段を有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５において、前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の残留応力を検出する残留応力検出手段を有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６のいずれか１項において、前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の欠陥、傷を検出する欠陥等検出手段を有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項８】
請求項４ないし請求項７のいずれか１項において、前記品質検査手段は、前記検査対象物の被検査面の割れを検出する割れ検出手段を有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項９】
請求項４ないし請求項８のいずれか１項において、前記品質検査手段は、バルクハウゼンノイズの検出値が、予め定められた閾値を越えたときに異常と判断するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記バルクハウゼンノイズ検出回路は、前記検出コイルが検出した信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路により増幅した信号からバルクハウゼンノイズを抽出するフィルタ回路とを有するバルクハウゼンノイズ検査装置。
【請求項１１】
互いに接触または近接して並べられた複数個の検査対象物を励磁コイルにより同時に磁化し、この磁化された前記検査対象物が発するバルクハウゼンノイズを検出コイルにより検出する過程と、前記検出コイルの検出した信号からバルクハウゼンノイズを抽出する過程とを有するバルクハウゼンノイズ検出方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記励磁コイルはコ字状の磁性体に巻かれ、前記バルクハウゼンノイズを検出コイルにより検出する過程では、前記磁性体のコ字状の一端と他端とを、隣合う検査対象物にそれぞれ対向させて同時に磁化するバルクハウゼンノイズ検出方法。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２において、前記抽出されたバルクハウゼンノイズから、前記検査対象物の被検査面の研削焼け、残留応力、欠陥、傷、および割れのうちのいずれか１つ以上の品質検査項目を検査する過程を有するバルクハウゼンノイズ検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−６９６５４（Ｐ２０１１−６９６５４Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１９２１５（Ｐ２００９−２１９２１５）
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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