説明

渦電流探傷プローブ

【課題】可撓性基板の曲がりやねじれに対して断線しにくい渦電流探傷プローブを提供することにある。
【解決手段】可撓性基板1に固定された複数のコイル2と、可撓性基板1の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部3とを有する。可撓性基板1の配線は、各コイルの1素線に対して、並列配置された複数の配線8a,8bと、これらの複数の配線8a,8bを接続する短絡線9とからなる。可撓性基板は、結線部側の巾が、コイル配置部の可撓性基板の巾より広くなるように曲率を設けてある。可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部側に取り付けられた楔形の絶縁物15を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、渦電流探傷プローブに係り、特に、複数のコイルを順次連続して切換えて検出用コイルからの探傷信号を検出して被検査体の探傷を行うに好適な渦電流探傷プローブに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の渦電流探傷プローブとして、可撓性基板上に取り付けた複数のコイルを順次連続して切換えて検出用コイルからの探傷信号を検出して被検査体の探傷を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。これは、基板の可撓性を利用して曲面の検査を行うものである。
【0003】
また、分野は異なるものの、可撓性基板の配線に関する技術として、2本の配線を並列接続するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
【特許文献1】特開2006−194661号公報
【特許文献2】特開8−298364号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
曲面などの形状部を検査するマルチコイルを利用した渦電流探傷では、プローブを、被検査体の形状に合わせて密着させることが重要となる。この対策として、特許文献1に記載の渦電流探傷プローブでば、プローブの反被検査体側に配置した弾性体を予め検査部の曲率に合わせたベークライト等の剛体で構成されているが、渦電流プローブは可撓性基板とこの基板の配線から別の配線(ケーブル)に繋ぎかえる結線部が存在する。この結線部は樹脂等で固められた構造をしているが、プローブは検査対象によっては、可撓性基板に曲がりやねじれを生じるため、この可撓性基板と結線部に応力集中が発生し断線するという問題がある。
【0006】
また、この断線対策として、特許文献2に記載のように、素線を並列に複数設けることで基板の曲がりに対しても断線しにくくできるが、渦電流探傷のプローブでは、上述したように曲がりに加えてねじれも生じる場合があり、更なる断線対策が必要となる。
【0007】
本発明の目的は、可撓性基板の曲がりやねじれに対して断線しにくい渦電流探傷プローブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
(1)上記目的を達成するために、本発明は、被検査体表面に面する可撓性基板と、この可撓性基板に固定された複数のコイルと、前記可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部とを有する渦電流探傷プローブであって、前記可撓性基板の配線は、各コイルの1素線に対して、並列配置された複数の配線と、これらの複数の配線を接続する短絡線とからなるものである。
かかる構成により、可撓性基板の曲がりやねじれに対して断線しにくいものとなる。
【0009】
(2)上記(1)において、好ましくは、前記可撓性基板は、前記結線部側の巾が、コイル配置部の可撓性基板の巾より広くなるように曲率を設けたものである。
【0010】
(3)上記(1)において、好ましくは、前記可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部側に取り付けられた楔形の絶縁物を備えるようにしたものである。
【0011】
(4)また、上記目的を達成するために、被検査体表面に面する可撓性基板と、この可撓性基板に固定された複数のコイルと、前記可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部とを有する渦電流探傷プローブであって、前記可撓性基板は、前記結線部側の巾が、コイル配置部の可撓性基板の巾より広くなるように曲率を設けたものである。
かかる構成により、可撓性基板の曲がりやねじれに対して断線しにくいものとなる。
【0012】
(5)上記(4)において、好ましくは、前記可撓性基板の配線は、各コイルの1素線に対して、並列配置された複数の配線と、これらの複数の配線を接続する短絡線とからなるものである。
【0013】
(6)上記(4)において、好ましくは、前記可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部側に取り付けられた楔形の絶縁物を備えるようにしたものである。
【0014】
(7)また、上記目的を達成するために、本発明は、被検査体表面に面する可撓性基板と、この可撓性基板に固定された複数のコイルと、前記可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部とを有する渦電流探傷プローブであって、前記可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部側に取り付けられた楔形の絶縁物を備えるようにしたものである。
かかる構成により、可撓性基板の曲がりやねじれに対して断線しにくいものとなる。
【0015】
(8)上記(7)において、好ましくは、前記可撓性基板の配線は、各コイルの1素線に対して、並列配置された複数の配線と、これらの複数の配線を接続する短絡線とからなるものである。
【0016】
(9)上記(7)において、好ましくは、前記可撓性基板は、前記結線部側の巾が、コイル配置部の可撓性基板の巾より広くなるように曲率を設けたものである。
【発明の効果】
【0017】
以上説明したように本発明によれば、上記構成の渦電流探傷プローブにおいては、可撓性基板の曲がりやねじりに対しても断線しくくい渦電流探傷プローブを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、図1〜図4を用いて、本発明の第1の実施形態による渦電流探傷プローブの構成について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態による渦電流探傷プローブの全体構成について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態による渦電流探傷プローブの全体構成を示す平面図である。
【0019】
可撓性基板1の先端部には、複数のコイル2が2列に配列して取り付けられている。複数のコイル2は、順次連続して切換えられる。可撓性基板1は、ポリイミドフィルムに銅を蒸着した配線(図2で後述)を設けている。可撓性基板1の根元部は、結線部3に保持されている。結線部3は、可撓性基板1の配線を別の配線(ケーブル4)に繋ぎかえるために用いられる。結線部3は樹脂等で固めている。配線は、ポリイミドフィルムの積層間からコイル2と逆側へ引き出し、結線部3を介して、ケーブル4と結線される。
【0020】
次に、図2を用いて、本実施形態による渦電流探傷プローブにおける配線について説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態による渦電流探傷プローブにおける配線の構成を示す平面図である。
【0021】
コイル2は、その両端部に、それぞれ、素線2a,2bを有している。素線2a,2bは、それぞれ、可撓性基板1の配線端子6a,6bに接続される。配線端子6aは、アース側の幅広配線7に接続されている。アース側の幅広配線7は、複数のコイル2に対して共通に接続され、アース線として用いられる。
【0022】
配線端子6bは、並列配置された2本の信号側配線8a,8bに接続される。信号側配線8a,8bは、並列配置されているとともに、その途中において、1ケ所以上の短絡配線9a,9b,9cにより接続されている。図示の例では、短絡配線9は、3カ所設けている。
【0023】
なお、並列配置された2本の信号側配線8a,8bは、複数個のコイル2に対して、それぞれ設けられる。また、1個のコイル2の素線2bに対して接続される信号側配線の数は、2本に限らず、3本以上とすることもできる。
【0024】
次に、図3及び図4を用いて、本実施形態による渦電流探傷プローブにおける曲げ・ねじれについて説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態による渦電流探傷プローブにおける曲げについて説明する側面図である。図4は、本発明の第1の実施形態による渦電流探傷プローブにおけるねじれについて説明する斜視図である。なお、図3及び図4において、図1と同一符号は、同一部分を示している。
【0025】
図1に示した渦電流探傷プローブは、原子炉容器などの探傷に用いられる。原子炉容器などの被検査体に近接して、レール等が設けられている。渦電流探傷プローブは、移動手段により、このレールに沿って移動する。その際、渦電流探傷プローブの可撓性基板1が、被検査体の表面に接触して曲げられ、可撓性基板1に保持された複数のコイル2が、被検査体に接触し、超音波探傷が可能となる。
【0026】
可撓性基板1は、前述したように、ポリイミドフィルムに配線として用いる銅を蒸着したものであり、そのサイズは、例えば、幅20mmで、長さ200〜300mmと細長く、しかも、厚さは、0.1mmと薄いものである。なお、コイル2の数は、20〜50個であり、コイル2の数が多い場合には、それだけ、配線の数も増えるため、そのときには、銅の蒸着したポリイミドフィルムを複数積層して用いるため、多少厚さが増える。いずれにしても、薄く細長い形状であるため、曲がりやすいものである。
【0027】
図3に示すように、渦電流探傷プローブの可撓性基板1は、被検査体と接触してない状態では、実線で示す直線状であるが、被検査体の表面と接触することで、破線で示すように、曲げられる。
【0028】
結線部3は樹脂等で固めているため、当然、可撓性基板1と結線部3の境部A(図中破線)に、曲がりの影響を強く受けることになる。
【0029】
また、被検査体の表面形状に応じて、渦電流探傷プローブの可撓性基板1は、力を受けるため、図4に示すように、ねじれが生じることもある。
図4に示すように、可撓性基板1がねじれた場合には、同様に破線で示す境部Aに応力集中が発生することになる。
【0030】
それに対して、本実施形態では、図2にて説明したように、コイル2の1本の素線2bは、並列配置された2本の信号側配線8a,8bに接続されるとともに、信号側配線8a,8bは、その途中において、短絡配線9a,9b,9cにより接続されている。
【0031】
したがって、可撓性基板1の曲がりやねじれにより、例えば、配線8bに、図2に×印で示す断線部B1が生じ、また、配線8aに、図2に×印で示す断線部B2が生じたとしても、図中に矢印で示す電流路は確保できるため、強固な渦電流探傷プローブとなる。
【0032】
以上説明したように、本実施形態によれば、可撓性基板1に設ける配線を、並列配置された2本の信号側配線8a,8bと、その途中に設けられた短絡配線9a,9b,9cにより接続することで、曲げやねじれにより配線に断線が生じたとしても、短絡配線により電流路を確保でき、断線しくくいものとなる。
【0033】
次に、図5を用いて、本発明の第2の実施形態による渦電流探傷プローブの構成について説明する。
図5は、本発明の第2の実施形態による渦電流探傷プローブの構成を示す平面図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。また、図5(B)は、図5(A)のX部の拡大図である。
【0034】
本実施形態では、図5(A)に示すように、可撓性基板1Aは、結線部3側で曲率を持たせ、その巾をコイル配置部の可撓性基板の巾より広くしている。
【0035】
また、図5(B)に示すように、図2に示した配線端子6bには、1本の配線8aのみが接続される。そして、可撓性基板1Aの根元の幅広部では、配線8aに対して、並列配置された2本の信号側配線11a,11bに接続される。信号側配線11a,1bは、並列配置されているとともに、その途中において、1ケ所以上の短絡配線9により接続されている。
【0036】
結線部3側で可撓性基板1の巾は曲率を持たして広くすることで、可撓性基板1Aのねじれによる応力集中を緩和することができる。
【0037】
また、可撓性基板1Aに設ける配線は、ねじれの影響が大きい根元部において、並列配置された2本の信号側配線11a,11bと、その途中に設けられた短絡配線9により接続することで、曲げやねじれにより配線に断線が生じたとしても、短絡配線により電流路を確保でき、断線しくくいものとなる。
【0038】
以上説明したように、本実施形態によれば、曲げやねじれにより配線に断線が生じたとしても、短絡配線により電流路を確保でき、断線しくくいものとなる。
【0039】
次に、図6及び図7を用いて、本発明の第3の実施形態による渦電流探傷プローブの構成について説明する。
図6は、本発明の第3の実施形態による渦電流探傷プローブの構成を示す平面図である。図7は、本発明の第3の実施形態による渦電流探傷プローブの構成を示す側面図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。また、図6(B)は、図6(A)のX部の拡大図である。
【0040】
本実施形態では、図6(A)に示すように、可撓性基板1Aは、結線部3側で曲率を持たせ、その巾を広くしている。
【0041】
また、図6(B)に示すように、図2に示した配線端子6bには、1本の配線8aのみが接続される。そして、可撓性基板1Aの根元の幅広部では、配線8aに対して、並列配置された2本の信号側配線11a,11bに接続される。信号側配線11a,11bは、並列配置されているとともに、その途中において、1ケ所以上の短絡配線9により接続されている。
【0042】
さらに、図7に示すように、渦電流探傷プローブは、可撓性基板1Aの配線を別の配線に繋ぎかえる結線部側に、楔形の絶縁物15A,15Bを取り付けている。絶縁物15A,15Bは、弾性体である。したがって、図3に示すように、基板に曲げが生じるような応力が加わった場合や、図4に示すように、基板にねじれが生じるような応力が加わった場合には、その応力は絶縁物15A,15B収縮する方向に作用するため、可撓性基板1Aの根元側における曲げやねじれが生じにくくなる。
【0043】
結線部3側で可撓性基板1の巾は曲率を持たして広くすることで、可撓性基板1Aのねじれによる応力集中を緩和することができる。
【0044】
また、可撓性基板1Aに設ける配線は、ねじれの影響が大きい根元部において、並列配置された2本の信号側配線11a,11bと、その途中に設けられた短絡配線9により接続することで、曲げやねじれにより配線に断線が生じたとしても、短絡配線により電流路を確保でき、断線しくくいものとなる。
【0045】
さらに、可撓性基板1の根元側における曲がりやねじれを低減でき、さらに、断線しにくいものとなる。
【0046】
なお、楔形の絶縁物15A,15Bは、可撓性基板1Aを挟み込むように配置したが、片側のみとしても良い。楔形の絶縁物は弾性シリコンゴム等の弾性体を利用してもよい。
【0047】
以上説明したように、本実施形態によれば、曲げやねじれにより配線に断線が生じたとしても、短絡配線により電流路を確保でき、断線しくくいものとなる。
【0048】
次に、図8及び図9を用いて、本発明の第4の実施形態による渦電流探傷プローブの構成について説明する。
図8は、本発明の第4の実施形態による渦電流探傷プローブの構成を示す平面図である。図9は、本発明の第4の実施形態による渦電流探傷プローブの構成を示す側面図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。
【0049】
本実施形態では、図8に示すように、可撓性基板1Bは、結線部3側で曲率を持たせ、その巾を広くしている。しかし、図6(B)に示したような、並列配置された2本の信号側配線11a,11bや、短絡配線9はなく、コイル2の1本の素線は、1本の配線に接続されている。
【0050】
また、図9に示すように、渦電流探傷プローブは、可撓性基板1Bの配線を別の配線に繋ぎかえる結線部側に、楔形の絶縁物15A,15Bを取り付けている。絶縁物15A,15Bは、楔形の絶縁物は弾性シリコンゴム等の弾性体を利用してもよい。したがって、図3に示すように、基板に曲げが生じるような応力が加わった場合や、図4に示すように、基板にねじれが生じるような応力が加わった場合には、その応力は絶縁物15A,15B収縮する方向に作用するため、可撓性基板1Bの根元側における曲げやねじれが生じにくくなる。
【0051】
結線部3側で可撓性基板1Bの巾は曲率を持たして広くすることで、可撓性基板1Bのねじれによる応力集中を緩和することができる。
【0052】
また、可撓性基板1の根元側における曲がりやねじれを低減でき、さらに、断線しにくいものとなる。
【0053】
以上説明したように、本実施形態によれば、曲げやねじれにより配線に断線が生じたとしても、短絡配線により電流路を確保でき、断線しくくいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明の第1の実施形態による渦電流探傷プローブの全体構成を示す平面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態による渦電流探傷プローブにおける配線の構成を示す平面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態による渦電流探傷プローブにおける曲げについて説明する側面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態による渦電流探傷プローブにおけるねじれについて説明する斜視図である。
【図5】本発明の第2の実施形態による渦電流探傷プローブの構成を示す平面図である。
【図6】本発明の第3の実施形態による渦電流探傷プローブの構成を示す平面図である。
【図7】本発明の第3の実施形態による渦電流探傷プローブの構成を示す側面図である。
【図8】本発明の第4の実施形態による渦電流探傷プローブの構成を示す平面図である。
【図9】本発明の第4の実施形態による渦電流探傷プローブの構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【0055】
1,1A,1B…可撓性基板
2…コイル
3…結線部
4…ケーブル
7,8…配線
9…短絡線
15A,15B…絶縁物

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検査体表面に面する可撓性基板と、この可撓性基板に固定された複数のコイルと、前記可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部とを有する渦電流探傷プローブであって、
前記可撓性基板の配線は、各コイルの1素線に対して、並列配置された複数の配線と、これらの複数の配線を接続する短絡線とからなることを特徴とする渦電流探傷プローブ。
【請求項2】
請求項1記載の渦電流探傷プローブにおいて、
前記可撓性基板は、前記結線部側の巾が、コイル配置部の可撓性基板の巾より広くなるように曲率を設けたことを特徴とする渦電流探傷プローブ。
【請求項3】
請求項1記載の渦電流探傷プローブにおいて、
前記可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部側に取り付けられた楔形の絶縁物を備えることを特徴とする渦電流探傷プローブ。
【請求項4】
被検査体表面に面する可撓性基板と、この可撓性基板に固定された複数のコイルと、前記可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部とを有する渦電流探傷プローブであって、
前記可撓性基板は、前記結線部側の巾が、コイル配置部の可撓性基板の巾より広くなるように曲率を設けたことを特徴とする渦電流探傷プローブ。
【請求項5】
請求項4記載の渦電流探傷プローブにおいて、
前記可撓性基板の配線は、各コイルの1素線に対して、並列配置された複数の配線と、これらの複数の配線を接続する短絡線とからなることを特徴とする渦電流探傷プローブ。
【請求項6】
請求項4記載の渦電流探傷プローブにおいて、
前記可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部側に取り付けられた楔形の絶縁物を備えることを特徴とする渦電流探傷プローブ。
【請求項7】
被検査体表面に面する可撓性基板と、この可撓性基板に固定された複数のコイルと、前記可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部とを有する渦電流探傷プローブであって、
前記可撓性基板の配線を別の配線に繋ぎかえる結線部側に取り付けられた楔形の絶縁物を備えることを特徴とする渦電流探傷プローブ。
【請求項8】
請求項7記載の渦電流探傷プローブにおいて、
前記可撓性基板の配線は、各コイルの1素線に対して、並列配置された複数の配線と、これらの複数の配線を接続する短絡線とからなることを特徴とする渦電流探傷プローブ。
【請求項9】
請求項7記載の渦電流探傷プローブにおいて、
前記可撓性基板は、前記結線部側の巾が、コイル配置部の可撓性基板の巾より広くなるように曲率を設けたことを特徴とする渦電流探傷プローブ。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate