特許 6618046 鋼材製品の表面特性検査方法及び表面特性検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6618046

(24)【登録日】2019年11月22日

(45)【発行日】2019年12月11日

(54)【発明の名称】鋼材製品の表面特性検査方法及び表面特性検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/72 20060101AFI20191202BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/72

【請求項の数】6

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-532413(P2017-532413)

(86)(22)【出願日】2016年6月7日

(86)【国際出願番号】JP2016066920

(87)【国際公開番号】WO2017022328

(87)【国際公開日】20170209

【審査請求日】2018年4月9日

(31)【優先権主張番号】特願2015-156263(P2015-156263)

(32)【優先日】2015年8月6日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100095898

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 満

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100123630

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 誠

(72)【発明者】

【氏名】牧野 良保

【審査官】 蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／１０７７２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１６８５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９７１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２１７１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０９２１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０６６７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００８４９１０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／７２−２７／９０

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の抵抗と第２の抵抗とに分配比が可変に構成された可変抵抗、及び交流磁気を励磁可能なコイルを備えた基準検出器、及び交流磁気を励磁可能なコイルを備えた検査検出器、を備える交流ブリッジ回路と、前記交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流電源と、前記交流ブリッジ回路からの出力信号に基づいて熱処理を含む表面処理を施した鋼材製品の表面特性を評価する評価装置と、を備える表面特性検査装置を用いて、前記鋼材製品の熱処理の程度を検査する表面特性検査方法であって、
熱処理が施された鋼材製品、及び該鋼材製品と同一構造の基準検体、及び前記表面特性検査装置を準備する準備工程と、
熱処理が施された鋼材製品の電磁気特性を前記表面特性検査装置によって検出する予備検出工程と、
該予備検出工程の後に該鋼材製品にショットピーニング処理を施すショットピーニング工程と、
前記基準検出器のコイルを前記基準検体に渦電流が励起するように配置すると共に、前記検査検出器のコイルを前記鋼材製品に渦電流が励起するように配置する配置工程と、
前記交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流供給工程と、
前記基準検出器のコイル及び前記検査検出器のコイルにそれぞれ交流磁気を励磁して、前記基準検体及び前記鋼材製品にそれぞれ渦電流を励起させると共に、前記基準検出器が基準状態を検出している状態における前記鋼材製品の電磁気特性を第１の出力信号として検出する検出工程と、
前記第１の出力信号に基づいて前記評価装置により演算した値を、第１の閾値と比較して前記鋼材製品に施されている熱処理の程度を評価する熱処理評価工程と、
を含み、
前記検出工程は、熱処理後にショットピーニング処理が施された鋼材製品に対して実行され、前記第１の出力信号は、熱処理後にショットピーニング処理を施された鋼材製品の電磁気特性であり、
前記予備検出工程は、前記基準検出器及び前記検査検出器のコイルに交流電圧を供給して、前記基準検出器及び前記検査検出器のそれぞれに配置された前記基準検体及び熱処理が施された鋼材製品にそれぞれ渦電流を励起させると共に、前記基準検出器が基準状態を検出している状態における該鋼材製品の電磁気特性を第２の出力信号として取得するものであり、
前記評価装置は、前記熱処理評価工程において、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号に基づいて前記鋼材製品の熱処理の程度を評価し、
前記基準検出器及び前記検査検出器の各コイルの励磁周波数は５００Ｈｚ〜１０×１０³Ｈｚに設定されることを特徴とする表面特性検査方法。

【請求項2】

前記第１の閾値は、前記表面処理を施していない未処理の鋼材製品の電磁気特性と、該未処理の鋼材製品に熱処理のみを適正に施した鋼材製品の電磁気特性と、に基づいて算出された値であり、
前記評価装置は、前記熱処理評価工程において、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号に基づいて算出された値を当該第１の閾値と比較することにより前記鋼材製品の熱処理の程度を評価することを特徴とする請求項１に記載の表面特性検査方法。

【請求項3】

前記評価装置は、前記熱処理評価工程において、前記第１の出力信号と前記第２の出力信号との比を演算し、この値と前記第１の閾値と比較することにより前記鋼材製品の熱処理の程度を評価することを特徴とする請求項１または２に記載の表面特性検査方法。

【請求項4】

前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号は、共に前記基準検出器及び前記検査検出器間の電位差であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の表面特性検査方法。

【請求項5】

前記評価装置は、前記熱処理評価工程において、更に、前記第１の出力信号を第２の閾値と比較して、前記ショットピーニング工程においてショットピーニング処理が適正に行われていたか否かを評価することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の表面特性検査方法。

【請求項6】

前記第２の閾値Ｅ_th2は、熱処理及びショットピーニング処理を施していない未処理の鋼材製品を前記検査検出器に配置したときの出力信号Ｅ_A、及び前記表面処理が適正に行われた鋼材製品を前記検査検出器に配置したときの出力信号Ｅ_Cに基づいて下式により計算された値であり、この第２の閾値を初期値として、前記評価装置は前記熱処理評価工程を繰り返し実行することを特徴とする請求項５に記載の表面特性検査方法。ただし、次式においては、Ｅ_Aav：出力信号Ｅ_Aの平均値、Ｅ_Cav：出力信号Ｅ_Cの平均値、σ_A：出力信号Ｅ_Aの標準偏差、σ_C：出力信号Ｅ_Cの標準偏差、とする。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表面処理を施した鋼材製品の表面状態を検査する表面特性検査方法及び表面特性検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車部品などに使用されるギヤやシャフト等の鋼材製品に対して、その機械的性質を向上する目的で、熱処理（焼き入れ、焼き戻し、窒化処理、浸炭処理、等）を行うことは広く知られている。また、熱処理後の鋼材製品に対して、圧縮残留応力を付与するショットピーニング処理（ショットピーニングを、以降「ＳＰ」と記す）を施す表面処理方法が、広く採用されている。（例えば、特許文献１）

【0003】

熱処理は通常バッチ処理で行われるので、熱処理の程度は鋼材製品ごとにバラツキが生じる。その為、ＳＰの処理条件を適正に管理しても、鋼材製品に対する表面処理の程度にバラツキが生じる。その為、鋼材製品に対してこれらの表面処理が適正に行われたか否かを検査する必要がある。

【0004】

本願発明者は、表面処理を施した鋼材などの処理材の表面処理状態を検査することができる表面特性検査装置として、特許文献２を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平０６−１５８１５９号公報

【特許文献2】特開２０１３−５２９２８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、熱処理はＳＰに比べて影響層が深く、従来の表面特性検査方法では、熱処理の程度を精度よく測定することは困難であった。本発明は、表面処理として、少なくとも熱処理が施された鋼材製品を検査し、この熱処理が適正に行われたか否かを精度よく検査する方法及び装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一側面の表面特性検査方法は、熱処理を含む表面処理を施した鋼材製品の熱処理の程度を評価する表面特性検査方法である。この表面特性検査方法は、交流ブリッジ回路と、交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流電源と、交流ブリッジ回路からの出力信号に基づいて、熱処理を含む表面処理を施した鋼材製品の熱処理の程度を評価する評価装置と、を備える表面特性検査装置を用いる。交流ブリッジ回路は、第１の抵抗と第２の抵抗とに分配比が可変に構成された可変抵抗と、交流磁気を励磁可能なコイルを備えた基準検出器と、交流磁気を励磁可能なコイルを備えた検査検出器と、により構成されたブリッジ回路である。そして、この表面特性検査方法は、下記１〜５の工程を備える。これらの工程は、別々に行っても良いし、２以上を同時に行ってもよい。
（１）準備工程：少なくとも熱処理を施した鋼材製品、及び該鋼材製品と同一構造の基準検体、及び表面特性検査装置、を準備する工程。
（２）配置工程：基準検出器のコイルを前記基準検体に渦電流が励起するように配置すると共に、検査検出器のコイルを前記鋼材製品に渦電流が励起するように配置する工程。
（３）交流供給工程：交流ブリッジ回路に交流電力を供給する工程。
（４）検出工程：基準検出器のコイル及び前記検査検出器のコイルにそれぞれ交流磁気を励磁して、基準検体及び前記鋼材製品にそれぞれ渦電流を励起させると共に、基準検出器が基準状態を検出している状態における前記鋼材製品の電磁気特性を第１の出力信号として検出する工程。
（５）熱処理評価工程：評価装置によって、第１の出力信号より演算した値を第１の閾値と比較して前記鋼材製品に施されている熱処理の程度を評価する工程。
そして、前記基準検出器及び前記検査検出器の各コイルの励磁周波数を５００Ｈｚ〜１０×１０³Ｈｚに設定する。

【0008】

基準検出器及び前記検査検出器の各コイルの励磁周波数を５００Ｈｚ〜１０×１０³Ｈｚの範囲で設定することで、コイルより発生する渦電流が被検体に浸透する深さを熱処理の影響層の深さに合わせて設定することができる。その上で鋼材製品の電磁気特性を検出し、この結果に基づいて演算することで熱処理の程度を精度よく評価することができる。

【0009】

ここで、「表面特性」とは、被検体の最表面から内面の影響層までの特性のことをいう。また、「同一構造」とは、材質、形状が同一のことを意味し、表面処理の有無は問わない。従って、表面処理の有無に関わらず、材質、形状が同一の鋼材製品を基準検体として使用することができる。

【0010】

本発明の一実施形態の表面特性検査方法において、検出工程は、熱処理に後にショットピーニング処理が施された鋼材製品に対して実行してもよい。そして、前記第１の出力信号は、熱処理後にショットピーニング処理を施された鋼材製品の電磁気特性としてもよい。

【0011】

通常、熱処理はバッチ処理により行われるため、被検体ごとにバラツキが生じやすいと共に、表面処理の中でも影響層が深く、熱処理の程度を非破壊で精度良く評価することは困難であった。一方、ＳＰ処理はＳＰ処理条件を制御することで、比較的安定して処理を行うことができる。このような状況において、本件発明者は、熱処理及びＳＰを施した後の鋼材製品の電磁気特性を評価することで、熱処理の直後に測定した場合に比べて熱処理の程度を更に精度良く評価できることを見出した。また、その評価結果を熱処理工程にフィードバックすることができる。その為、熱処理不良による製品歩留まりの低下を抑制することができる。

【0012】

本発明の一実施形態の表面特性検査方法において、前記準備工程で準備する鋼材製品は熱処理が施され、ショットピーニング処理が施されていない鋼材製品としてもよい。そして、この熱処理が施された鋼材製品の電磁気特性を前記表面特性検査装置によって検出する予備検出工程と、該予備検出工程の後に該鋼材製品にショットピーニング処理を施すショットピーニング工程と、を更に含んでも良い。前記予備検出工程は、前記基準検出器及び前記検査検出器のコイルに交流電圧を供給して、前記基準検出器及び前記検査検出器のそれぞれに配置された前記基準検体及び被検体にそれぞれ渦電流を励起させると共に、前記基準検出器が基準状態を検出している状態における前記被検体の電磁気特性を第２の出力信号として取得するものであり、前記評価装置は、前記熱処理評価工程において、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号に基づいて前記被検体の熱処理の程度を評価することもできる。
そして、本発明の一実施形態の表面特性検査方法における前記熱処理評価工程は、第１の出力信号と第２の出力信号との比を演算し、この値と前記第１の閾値と比較することにより前記鋼材製品の熱処理の程度を評価する工程を含んでもよい。第２の出力信号によって、鋼材製品の個体差による第１の出力信号のバラツキを少なくすることができるので、測定精度をさらに向上させることができる。

【0013】

本発明の一実施形態の表面特性検査方法における前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号は、共に前記基準検出器及び前記検査検出器間の電位差としてもよい。閾値の設定時や検査時の周囲環境（温度、湿度、ノイズ、等）の影響を低減することができる。また、前記交流ブリッジ回路の下流に差動アンプを設けることで、電位差を増幅することができる。これにより、精度の高い検査ができる。

【0014】

一実施形態の表面特性検査方法における前記第１の閾値は、熱処理及びＳＰ処理を施していない、即ちいずれの表面処理を施していない未処理の鋼材製品（以降、「未処理品」と記す）の電磁気特性と、この未処理の鋼材製品に熱処理のみを適正に施した鋼材製品（以降、「熱処理基準品」と記す）の電磁気特性と、に基づいて算出される値としてもよい。そして、前記熱処理評価工程は、前記第１の出力信号及び前記第２の出力信号に基づいて算出された値を当該第１の閾値と比較することにより前記鋼材製品の熱処理の程度を評価してもよい。鋼材製品の固体差による測定値のバラツキを少なくすることができるので、閾値を適切に設定することができる。

【0015】

本発明の一実施形態の表面特性検査方法における前記熱処理評価工程は、前記第１の出力信号を演算して、その値を第２の閾値と比較して前記被検体に対してＳＰ処理が適正に行われているか否かを評価することを更に含んでもよい。ＳＰ処理に対する評価結果をＳＰ処理にフィードバックできるので、安定したＳＰ処理を行うことができると共に、熱処理の程度を評価する精度が向上する。即ち、熱処理不良による製品歩留まりの低下をさらに抑制することができる。

【0016】

一実施形態の表面特性検査方法における前記第２の閾値Ｅ_th2は、熱処理及びショットピーニング処理を施していない未処理の被検体を前記検査検出器に配置したときの出力信号Ｅ_A、及び前記熱処理及び前記ショットピーニング処理が適正に行われた被検体を前記検査検出器に配置したときの出力信号Ｅ_Cに基づいて下式により計算された値であり、この第２の閾値を初期値として、前記評価装置は前記熱処理評価工程を繰り返し実行してもよい。ただし、下式においては、Ｅ_Aav：出力信号Ｅ_Aの平均値、Ｅ_Cav：出力信号Ｅ_Cの平均値、σ_A：出力信号Ｅ_Aの標準偏差、σ_C：出力信号Ｅ_Cの標準偏差、とする。

【0017】

この式により、少ない測定数でも精度の高い適切な初期閾値を設定することができる。

【0018】

本発明の別の側面は、少なくとも熱処理を含む表面処理を施した鋼材製品における熱処理の程度を評価する表面特性検査装置である。この表面特性検査装置は、可変抵抗と基準検出器と検査検出器を備える交流ブリッジ回路と、前記交流ブリッジ回路に交流電力を供給する交流電源と、前記交流ブリッジ回路からの出力信号に基づいて前記鋼材製品の熱処理の程度を評価する評価装置と、を備える。可変抵抗は、第１の抵抗と第２の抵抗とに分配比が可変に構成されている。基準検出器は交流磁気を励磁可能なコイルを備えている。検査検出器は交流磁気を励磁可能なコイルを備えている。そして、前記基準検出器及び前記検査検出器の各コイルの励磁周波数は５００Ｈｚ〜１０×１０³Ｈｚに設定される。

【0019】

基準検出器及び前記検査検出器の各コイルの励磁周波数をこの範囲で設定することで、コイルより発生する渦電流が被検体に浸透する深さを熱処理の影響層の深さに合わせて設定することができる。その上で鋼材製品の電磁気特性を検出し、この結果に基づいて演算することで熱処理の程度を精度よく評価することができる。
また、この表面特性検査方法に用いる表面特性検査装置は、検出信号として出力する際に被検体と同一構造の基準検体を用いていることから、測定時期の違いによる周囲の環境（温度や湿度）の影響を受けにくい。その為、測定精度を高くすることができる。

【0020】

本発明の一実施形態は、前記表面処理を施した鋼材製品を、熱処理後にショットピーニング処理を施した鋼材施品としてもよい。熱処理及びＳＰを施した後の鋼材製品の電磁気特性を評価することで、熱処理の直後に測定した場合に比べて熱処理の程度を精度良く評価できる。

【発明の効果】

【0021】

一側面及び一実施形態により、鋼材製品に対して少なくとも熱処理を施す表面処理が良好に行われたか否かの検査を精度よく行うことができる表面特性検査方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1A】実施形態で用いた表面特性検査装置の構成を示す説明図であって、表面特性検査装置の回路構成を示す模式図である。

【図1B】実施形態で用いた表面特性検査装置の構成を示す説明図であって、検査検出器の構成を示す模式図（透視図）である。

【図2】実施形態で用いた交流ブリッジ回路からの出力について説明する模式図である。

【図3】第１実施形態の表面特性検査方法を示すフローチャートである。

【図4】第１実施形態における実施例の評価結果を示すグラフである。

【図5】第２実施形態の表面特性検査方法を示すフローチャートである。

【図6】第２の初期閾値の設定方法を説明するための模式図である。

【図7A】実施形態の効果を説明するためのグラフであって、熱処理の良否に対するＳＰ処理前後の測定電圧の変化を示すグラフである。

【図7B】実施形態の効果を説明するためのグラフであって、ＳＰ処理前後における熱処理良否の測定電圧比を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

（第１実施形態）
本発明において表面特性を検査される鋼材製品に施されている表面処理は、鋼材製品に熱処理（焼き入れ、焼き戻し、焼き鈍し、窒化処理、オーステンパー処理等）を施した後、ＳＰ処理を施している。この表面処理を施した鋼材製品の表面特性検査方法の一側面の実施形態を第１実施形態として、図を参照して説明する。なお、以下の説明における上下左右方向は、特に断りのない限り図における方向を指す。

【0024】

（表面特性検査装置）
図１Ａに示すように、本発明の実施形態による表面特性検査装置１は、交流電源１０、交流ブリッジ回路２０及び評価装置３０を備えている。

【0025】

交流電源１０は、交流ブリッジ回路２０に周波数が可変の交流電力を供給可能に構成されている。

【0026】

交流ブリッジ回路２０は、可変抵抗２１、基準検出器２２、検査検出器２３、を備えている。検査検出器２３は、被検体Ｍに渦電流を励起するようにコイルを配置可能に形成されている。また、基準検出器２２は、被検体Ｍと同一構造の基準検体Ｓを配置可能に形成されている。ここで、「被検体Ｍと同一構造」とは、材質、形状が同一のことを意味し、表面処理の有無を問わない。

【0027】

可変抵抗２１は、抵抗Ｒ_Aを分配比γで抵抗Ｒ₁と抵抗Ｒ₂とに分配することができるように構成されている。分配比γは任意に設定することができる。抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２は、基準検出器２２及び検査検出器２３とともにブリッジ回路を構成している。本実施形態では、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とを分配する点Ａ及び基準検出器２２と検査検出器２３との間の点Ｂが表面特性検査装置１の交流電源１０に接続され、抵抗Ｒ₁と基準検出器２２との間の点Ｃ及び抵抗Ｒ₂と検査検出器２３との間の点Ｄが評価装置３０の増幅回路３１に接続されている。また、ノイズの低減のため、基準検出器２２と検査検出器２３の接続点Ｂが接地されている。なお、基準検出器２２及び検査検出器２３の詳細は後述する。

【0028】

評価装置３０は、増幅回路３１、絶対値回路３２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３、位相比較器３４、周波数調整器３５、判断手段３６、表示手段３７、温度測定手段３８、を備えている。また記憶手段を、判断手段３６の内部又は図示しない領域に備えている。

【0029】

増幅回路３１は、点Ｃ及び点Ｄに接続され、点Ｃと点Ｄとの間の電位差、即ち、基準検出器２２と検査検出器２３の間の電位差が入力され、この電圧信号を増幅する。そして、増幅回路３１より出力された信号は、この信号を全波整流する絶対値回路３２に入力され、絶対値回路３２から出力された信号は、この信号を直流に変換するＬＰＦ３３を介して判断手段３６に接続されている。

【0030】

位相比較器３４は、交流電源１０及び増幅回路３１及び判断手段３６に接続されており、交流電源１０から供給される交流電圧と増幅回路３１から出力される電圧の位相を比較し、その結果を判断手段３６に出力する。

【0031】

周波数調整器３５は、交流電源１０及びＬＰＦ３３の出力側に接続されており、ＬＰＦ３３の出力に基づいて交流電源１０から供給される交流電圧の周波数を調整する機能を備えている。

【0032】

判断手段３６は、制御信号を出力することで、交流ブリッジ回路２０の点Ａの位置、即ち、抵抗Ｒ₁と抵抗Ｒ₂の分配比γを変更することができるように構成されている。これにより、Ｒ₁とＲ₂の分配を最適化する非平衡調整（後述の可変抵抗設定工程）を行うことができる。また、ＬＰＦ３３からの出力に基づいて被検体Ｍの表面状態の良否を判断する。

【0033】

表示手段３７は、判断手段３６による判断結果の表示又は警告を行う。

【0034】

温度測定手段３８は、評価位置の温度、即ち被検体Ｍの表面の温度を検出し、その温度信号を判断手段３６に出力する。温度測定手段３８として、非接触式の赤外センサや熱電対などを用いることができる。
判断手段３６は、温度測定手段３８で検出された被検体Ｍの温度が所定範囲内である場合に、被検体Ｍの表面処理状態の良否を判断する。また、温度測定手段３８で検出された温度が所定範囲外である場合に、被検体Ｍの表面処理状態の良否の判断を行わない。後者では、被検体Ｍの温度が検査の精度に影響を及ぼすような場合に被検体の表面処理状態の良否の判断を行わないようにすることができるので、精度の高い検査を行うことができる。ここで、熱電対などで評価位置の温度を測定し、被検体Ｍの表面の温度を代表する温度として被検体Ｍの表面処理状態の良否を判断するか否かの判断を行う構成を採用することもできる。

【0035】

次に、基準検出器２２及び検査検出器２３について説明する。基準検出器２２及び検査検出器２３は同様の構成であり、被検体Ｍの評価部を挿通可能なコアの外周にコイルが巻回されて形成され、コイルを被検体Ｍの表面と対向させて近接させ被検体Ｍに渦電流を励起可能に構成された検出器とした。即ち、このコイルは、被検体の表面特性検査領域を囲むように対向されて巻回されている。ここで、被検体の表面特性検査領域を囲むとは、少なくとも表面特性検査領域の一部を包囲する（包むよう囲む）ことで、表面特性検査領域に渦電流を励起することを含むことを意味している。

【0036】

ここでは、被検体Ｍとして歯車部を備えたギヤＧの表面特性を検査するために用いる検査検出器２３について説明する。検査検出器２３は、図１Ｂに示すように、ギヤＧの歯車部を覆うように形成された円筒状のコア２３ａと、コア２３ａの外周面に巻回されたコイル２３ｂと、を備えている。コア２３ａは非磁性材料（例えば、樹脂）により形成されている。なお、コア２３ａの形状は、ギヤＧを内側に配置できれば円筒状に限らない。なお、表面特性の検査時においては、基準検出器２２には、被検体Ｍは配置されず、基準出力を出力するための基準検体Ｓを配置して検査を行うことができる。

【0037】

本実施形態の検査検出器２３は、表面特性を検査したい領域に渦電流が流れるように、被検体Ｍに対して配置することが好ましい。つまり、コイル２３ｂの巻方向が渦電流を流したい方向と同方向となるように配置することが好ましい。この構成により、渦電流の反応を高精度に捉えて表面特性を評価することができる。

【0038】

ギヤＧはＳＰ処理により歯車部に残留応力層が形成される。被検体ＭとしてギヤＧを評価する場合には、歯先だけではなく、歯面及び歯底の表面特性を評価することが好ましい。そのため、コイル２３ｂの巻方向がギヤＧの回転軸とほぼ直交するようにコイル２３ｂを配置するとよい。これにより、回転軸の方向に磁界ループが発生するため、ギヤＧの回転方向に渦電流を励起させることができるので、歯先だけではなく、歯面及び歯底の表面特性を評価することができる。従来の接触型の検出器では、歯の形状に合わせて数種類の検出器を用意する必要があるとともに、接触部近傍の表面特性しか検査することができなかった。これに対し、本実施形態の表面特性検査装置１は、単一の検出器で広い範囲の表面特性を一度に検査することができる。

【0039】

検査検出器２３は、コイル２３ｂが形状を維持できればコア２３ａを備えていなくてもよい。このようなコイル２３ｂは、例えば、硬化性のエポキシ樹脂等にて、空芯にて巻回したエナメル銅線を接着して形成し、若しくは、熱にて硬化する作用のある融着エナメル銅線を用いて空芯にて巻回した後に熱風や乾燥炉等の熱にて硬化させて形成してもよい。

【0040】

コイル２３ｂが被検体Ｍの検査対象面を囲むように対向させて検査検出器２３を配置し、交流電源１０によりコイル２３ｂに所定の周波数の交流電力を供給すると交流磁界が発生し、被検体Ｍの表面に交流磁界に交差する方向に流れる渦電流が励起される。渦電流は被検体Ｍの表面特性によって変化する。したがって、増幅回路３１から出力されるＣ−Ｄ間の電位差の変化により電磁気特性を検出して、熱処理の程度に関する検査を行うことができる。

【0041】

また、渦電流はＳＰ処理後の残留応力層の特性（表面処理状態）に応じて、増幅回路３１から出力される出力波形（電圧波形）の位相及び振幅（インピーダンス）が変化する。この出力波形の変化により表面処理層の電磁気特性を検出し、表面処理全体の程度に関する検査を行うことができる。

【0042】

検査検出器２３には、磁気シールド２３ｃを設けてもよい。本実施形態では、磁気シールド２３ｃを、検査検出器２３の外方に被検体Ｍを囲むように配置した。磁気シールド２３ｃにより、外部磁気を遮蔽することができるため、誤検知を防止することができる。

【0043】

次に、非平衡状態に調整された交流ブリッジ回路２０からの出力について、図２の等価回路を参照して説明する。基準検出器２２には基準出力を出力するための基準検体Ｓが近接するように配置され、検査検出器２３には表面処理状態の良否を判定すべき被検体Ｍが近接するように配置されている。ここで、基準検体Ｓは被検体Ｍと同一構造であり、好ましくは表面処理を行っていない未処理品を用いる。

【0044】

可変抵抗Ｒ_Aの分配比をγとした場合、抵抗Ｒ₁はＲ_A／（１＋γ）、抵抗Ｒ₂はＲ_Aγ／（１＋γ）となる。基準検出器２２のインピーダンスをＲ_S＋ｊωＬ_S、検査検出器２３のインピーダンスをＲ_γ＋ｊωＬ_Tとする。また、点Ａの電位をＥとし、基準検出器２２、検査検出器２３に各検体（基準検体Ｓ、被検体Ｍ）を近接させていないときのブリッジの各辺に流れる励磁電流をそれぞれｉ₁、ｉ₂、各検体を基準検出器２２、検査検出器２３に近接させることにより磁気量が変化し、その変化量に応じて流れる電流をそれぞれｉ_α、ｉ_βとする。このときの基準検出器２２及び検査検出器２３の電位Ｅ₁、Ｅ₂及び励起電流ｉ₁、ｉ₂は以下の式（１）〜（４）で表される。

【0045】

【数1】

【0046】

【数2】

【0047】

【数3】

【0048】

【数4】

【0049】

増幅回路３１に出力される電圧はＥ₁、Ｅ₂の差分であり、次式で表される。

【0050】

【数5】

【0051】

式（５）に式（３）及び式（４）を代入して得られた式の右辺を次の成分Ａ、Ｂに分けて差分電圧の各成分について考える。
成分Ａ:

成分Ｂ：

【0052】

成分Ａは、各検出器成分：（Ｒ_S＋ｊωＬ_S）、（Ｒ_γ＋ｊωＬ_T）、各検出器に各検体が近接したときに変化する電流量：ｉ_α、ｉ_βにより構成される。ｉ_α、ｉ_βは各検体の透磁率、導電率などの電磁気特性に起因する検体を通る磁気量によって大きさが変化する。このため各検出器から発生する磁気量を左右する励磁電流ｉ₁、ｉ₂を変えることでｉ_α、ｉ_βの大きさを変化させることができる。また、式（３）、式（４）より、励磁電流ｉ₁、ｉ₂は可変抵抗の分配比γによって変わるので、可変抵抗の分配比γを調整することにより成分Ａの大きさを変化させることができる。

【0053】

成分Ｂは、各検出器成分：（Ｒ_S＋ｊωＬ_S）、（Ｒ_γ＋ｊωＬ_T）、可変抵抗の分配比γで分けられた抵抗のパラメーターにより構成される。このため、成分Ａ同様に可変抵抗の分配比γの調整により成分Ｂの大きさを変化させることができる。

【0054】

被検体Ｍを所定の位置に配置し、交流電源１０により検査検出器２３のコイル２３ｂに所定の周波数の交流電力を供給すると、被検体Ｍの表面に交流磁界に交差する方向に流れる渦電流が励起される。渦電流は残留応力層の電磁気特性に応じて変化するため、残留応力層の特性（表面処理状態）に応じて増幅回路３１から出力される出力波形（電圧波形）の位相及び振幅（インピーダンス）が変化する。この出力波形の変化により残留応力層の電磁気特性を検出し、表面処理層の検査を行うことができる。

【0055】

ブリッジの増幅回路３１から出力される信号は、基準検出器２２及び検査検出器２３の電圧波形の差分面積を抽出した信号であり、検出器を流れる電流（励磁電流）を一定にする回路構成になっている。また、抽出された電圧信号は電力信号として考えることができる。また、検出器へ供給する電力は常に一定となる。これにより、被検体Ｍへ供給する磁気エネルギーも一定とすることができる。

【0056】

（表面特性検査方法）
次に、表面処理特性検査装置１による鋼材製品の表面特性検査方法について、さらに図３を参照して説明する。

【0057】

＜Ｓ０１：準備工程＞
表面特性検査装置１、基準検体Ｓ、未処理品、熱処理のみを施した鋼材製品（以降、「熱処理品」と記す）、を用意する。

【0058】

＜Ｓ０２：可変抵抗設定工程＞
まず、交流電源１０から交流ブリッジ回路２０に交流電力を供給する。この状態で、表面特性検査装置１による検体の検出感度が高くなるように、可変抵抗２１の分配比γを調整する。即ち、基準検出器２２及び検査検出器２３に、基準検体Ｓ、被検体Ｍを夫々近接させずに、交流ブリッジ回路２０の出力信号が小さくなるように、可変抵抗２１の分配比γを調整する。このように可変抵抗２１を設定しておくことにより、検査検出器２３に近接した表面処理を施した鋼材製品（以降、「表面処理品」と記す）の表面処理状態が不良である場合と、表面処理状態が良好である場合の出力信号の差異が大きくなり、検出精度を高くすることができる。具体的には、オシロスコープなど波形表示機能を持つ表示装置（例えば、判断手段３６が備えている）にて交流ブリッジ回路２０からの出力信号の電圧振幅、またはＬＰＦ３３からの電圧出力をモニターし、出力が小さくなるように分配比γを調整する。好ましくは、出力が最小値又は極小値（局所平衡点）をとるように、可変抵抗２１の分配比γを調整して、設定する。

【0059】

可変抵抗２１の分配比γの調整は、増幅回路３１の出力電圧（Ｅ₂−Ｅ₁）を小さくすることにより表面状態の差異に応じた出力差を増大させ、検査精度を向上させるために行われる。上述したように成分Ａ、Ｂは分配比γを調整することにより変化するため、基準検出器２２、検査検出器２３のインピーダンス（Ｒ_S＋ｊωＬ_S）、（Ｒ_γ＋ｊωＬ_T）に応じて、可変抵抗２１の分配比γを調整し、交流ブリッジ回路２０からの差分出力である増幅回路３１の出力電圧（Ｅ₂−Ｅ₁）を小さくすることができる。これにより、基準検出器２２と検査検出器２３との特性の違いを軽減して、被検体Ｍの本来の特性を少しでも大きく抽出することができるので、検査精度を向上させることができる。

【0060】

＜Ｓ０３：周波数設定工程＞
基準検体Ｓを基準検出器２２に近接させた状態で、交流電源１０から交流ブリッジ回路２０に交流電力を供給し、周波数調整器３５により交流ブリッジ回路２０に供給する交流電力の周波数を変化させて交流ブリッジ回路２０から電圧振幅出力またはＬＰＦ３３からの電圧出力をモニターする。

【0061】

周波数調整器３５は、周波数調整器３５において設定された初期周波数ｆ₁になるように交流電源１０へ制御信号を出力し、周波数ｆ₁における増幅回路３１からの出力電圧Ｅ_f1が周波数調整器３５に入力され、記憶される。続いて、周波数ｆ₁よりも所定の値、例えば１００Ｈｚ高い周波数ｆ₂になるように交流電源１０へ制御信号を出力し、周波数ｆ₂における増幅回路３１からの出力電圧Ｅ_f2が周波数調整器３５に入力され、記憶される。続いて、Ｅ_f1とＥ_f2との比較を行い、Ｅ_f2＞Ｅ_f1であれば、周波数ｆ₂よりも所定の値だけ高い周波数ｆ₃になるように制御信号を出力し、周波数ｆ₃における増幅回路３１からの出力電圧Ｅ_f3が周波数調整器３５に入力され、記憶される。そして、Ｅ_f2とＥ_f3との比較を行う。これを繰り返し、Ｅ_fn＋１＜Ｅ_fnとなったときの周波数ｆ_n、つまり出力が最大となる周波数ｆ_nを、閾値設定工程Ｓ０４及び交流供給工程Ｓ０５で用いる周波数として設定する。これにより、表面処理状態、形状などが異なりインピーダンスが異なる被検体Ｍに対応して交流ブリッジ回路２０からの出力を大きくする周波数を一度の操作により設定することができる。最適な周波数は、被検体の材料、形状、表面処理状態により、変化することとなるが、これがあらかじめわかっている場合、周波数の設定は不要である。これにより、表面処理状態の変化に出力が敏感に対応し、検査の感度を向上させることができる。ここで、周波数設定工程Ｓ０３は、可変抵抗設定工程Ｓ０２よりも先に実施することもできる。

【0062】

＜Ｓ０４：第１の閾値設定工程＞
表面処理品の表面状態の良否を判断するために用いる閾値を設定する。ここでは、表面処理品の評価開始時に用いるために予め設定しておく閾値（以下、「第１の初期閾値」と記す）の設定方法について説明する。まず、基準検体Ｓを基準検出器２２に近接させ、周波数設定工程Ｓ０３において設定された周波数の交流電力を交流電源１０から交流ブリッジ回路２０に供給する。交流ブリッジ回路２０から出力された電圧出力は、増幅回路３１で増幅され、絶対値回路３２において全波整流を行い、ＬＰＦ３３において直流変換を行い、判断手段３６へ出力される。被検体Ｍとして未処理品（熱処理又はＳＰ処理のいずれも施されていない鋼材製品）及び熱処理基準品（熱処理のみを適正に施した鋼材製品）をそれぞれ１０〜数１０個程度用意し、まず、各未処理品を検査検出器２３に近接させて、全ての未処理品の出力値Ｅ_Aを計測し、その平均値Ｅ_Aavを算出する。次いで、各熱処理基準品を検査検出器２３に近接させて出力値Ｅ_Bを計測し、未処理品の出力値の平均値に対する熱処理基準品の比Ｅ_B／Ｅ_Aavを算出する。これより得られた値の最小値が第１の初期閾値Ｅ_th1となる。

【0063】

これにより、少ない測定数により精度の高い適切な閾値を設定することができる。この初期閾値Ｅ_th1を閾値として設定し、記憶手段に記憶させておく。

【0064】

また、第１の初期閾値Ｅ_th1を設定する別の方法として、例えば、未処理品の出力値Ｅ_A及びその標準偏差σ_A、適正に熱処理基準品の出力値Ｅ_B及びその標準偏差σ_Bに基づいて、次式によって定めることができる。この式によって第１の初期閾値を定めた場合には、後述する評価工程において、第２の出力信号である電圧値と第１の初期閾値を比較することにより、良否を判断することができる。

【0065】

【数6】

【0066】

また、適当な閾値が予め判っている場合には、その値を第１の閾値Ｅ_th1とすることもできる。

【0067】

更に、第１の閾値設定工程Ｓ０４では検査検出器２３に被検体Ｍが近接していない状態での出力信号を第１の初期オフセット値Ｅ_i1として記憶手段に記憶させておく。

【0068】

＜Ｓ０５：交流供給工程＞
周波数設定工程Ｓ０３において設定された周波数の交流電力を交流電源１０から交流ブリッジ回路２０に供給する。ここで、基準検体Ｓは基準検出器２２に近接している。

【0069】

＜Ｓ０６：熱処理品配置・予備検出工程＞
熱処理品（熱処理のみを施した鋼材製品）を被検体Ｍとして検査検出器２３に近接させ、被検体Ｍに渦電流が励起されるように配置する。同時に、基準検体Ｓを基準検出器２２に近接させている状態で、交流ブリッジ回路２０のＣ−Ｄ間の電位差の信号を出力させる。この信号は、増幅回路３１で増幅され、絶対値回路３２において全波整流され、ＬＰＦ３３において直流変換された電位差の信号が第２の出力信号として予備的に検出される。ここで、基準状態とは検査検出器２３からの出力と比較する為の基準となる状態のことを指す。

【0070】

この時、温度測定手段３８は、被検体Ｍが検査検出器２３に近接する前、または被検体Ｍの配置後に被検体Ｍの表面の温度を測定し、その温度の信号を判断手段３６に出力する。

【0071】

＜Ｓ０７：検査状態判断工程＞
被検体Ｍの検査状態の良否を判定する。位相比較器３４により交流電源１０から供給される交流電力の波形と交流ブリッジ回路２０から出力される交流電圧波形を比較し、それらの位相差を検出する。この位相差をモニターすることにより、検査状態が良好である（例えば、検査検出器２３と被検体Ｍの位相ずれがない）か否かを判断することができる。交流ブリッジ回路２０からの出力が同じであっても、位相差が大きく変化した場合には、検査状態に変化があり、検査が適正に行われていない可能性があると判断することができる。

【0072】

また、判断手段３６は、温度測定手段３８で検出された被検体Ｍの温度が所定範囲内である場合に、被検体Ｍの表面処理状態の良否を判断し、温度測定手段３８で検出された温度が所定範囲外である場合に、被検体Ｍの表面処理状態の良否の判断を行わない。ここで、所定の温度範囲は、被検体Ｍの温度変化が検査に実質的に影響を及ぼさない温度範囲であり、例えば、０〜６０℃と設定することができる。被検体Ｍの表面の温度が所定の温度範囲外であった場合には、被検体Ｍが所定の温度範囲内になるまで待機する、被検体Ｍにエアを吹き付ける、被検体Ｍの検査を行わず別のラインに移動させる、などを行うことができる。

【0073】

＜Ｓ０８：熱処理品の電位差信号記憶工程＞
検査状態判断工程Ｓ０７で被検体Ｍの検査状態が「良」と判定された場合、熱処理品配置・予備検出工程Ｓ０６においてＬＰＦ３３で直流変換された電位差の信号を第２の出力信号として記憶手段で記憶する。

【0074】

＜Ｓ０９：ＳＰ処理工程＞
電位差Ｅ_hを測定した熱処理品に対して、ＳＰ処理を施す。ＳＰ処理は、高硬度（例えば、ビッカース硬さＨｖが５００〜８５０）のショット（略球形若しくは切断された線材を丸め加工したもの）などを高速度で被処理材に衝突させて行う。なお、上述のビッカース硬さの数値はＪＩＳ Ｚ２２４４（２００９）により記載された試験方法で測定されたものである。

【0075】

投射材は、粒径０.５〜４.０ｍｍの範囲から適宜選定することができる。また、投射条件としては、例えば、直圧式ショットピーニング装置を用いた場合、投射圧は０.０５〜０.７ＭＰａ、投射量は最大２０ｋｇ／ｍｉｎ、という高強度の条件を採用することができる。

【0076】

例えば、粒径０．６ｍｍ、ビッカース硬さＨｖ７００のスチール製のショットを用い、噴射圧力を０．３ＭＰａ、噴射量を１３ｋｇ／ｍｉｎ、投射時間を１０秒としてＳＰ処理を行うことができる。

【0077】

＜Ｓ１０：表面処理品配置・検出工程＞
表面処理品（ＳＰ工程後の鋼材製品）を被検体Ｍとして、熱処理品配置・予備検出工程Ｓ０６と同様の工程を行い、ＬＰＦ３３において直流変換された電位差の信号が第１の出力信号として検出される。

【0078】

＜Ｓ１１：検査状態判断工程＞
被検体Ｍの検査状態の良否を判定する。この工程は、検査状態判断工程Ｓ０７と同様の工程である。

【0079】

＜Ｓ１２：表面処理品の電位差信号記憶工程＞
検査状態判断工程Ｓ１１で被検体Ｍの検査状態が「良」と判定された場合、表面処理品配置・検出工程Ｓ１０においてＬＰＦ３３で直流変換された電位差の信号を第１の出力信号として記憶手段で記憶する。

【0080】

＜Ｓ１３：熱処理の評価工程＞
鋼材製品に適正に熱処理が施されているか否かを判定する工程である。まず、第２の出力信号である出力電圧値Ｅ_Hに対する第１の出力信号である出力電圧値Ｅ_Sの比（出力電圧比：Ｅ_S／Ｅ_H）を判断手段３６にて演算する。この出力電圧比を第１の閾値Ｅ_th1とを比較し、熱処理が適正に施されているか否かを判断手段３６によって判定する。例えば、後述の実施例の場合、出力電圧比が第１の閾値Ｅ_th1を下回っていたら「熱処理が適正に施されていた（良品）」と判断し、出力電圧比が第１の閾値Ｅ_th1以上の場合は「熱処理が適正に施されていない（不良品）」と判断する（図４参照）。判断手段３６による判断結果は、表示手段３７により表示され、「熱処理が適正に施されていない」と判定した場合には警告を発する。

【0081】

熱処理品配置工程Ｓ０６及び表面処理品配置工程Ｓ１０において被検体Ｍに渦電流を励起させた際の基準検出器２２及び検査検出器２３の各コイルの励磁周波数を５００Ｈｚ〜１０×１０³Ｈｚに設定することができる。コイルより発生する渦電流が被検体Ｍに浸透する深さを熱処理の影響層の深さに合わせて設定することができるので、熱処理の条件にあわせて適切な評価を行うことができる。

【0082】

なお、上述のＳＰ処理工程で、予め見出した最適なＳＰ処理の条件で常に適切なＳＰ処理を行った場合は、熱処理の程度のみが表面処理が適正に行われているか否かの判定に影響を及ぼす。この場合は、熱処理の評価工程Ｓ１３により、表面処理全体の評価を兼ねることができる。

【0083】

また、自動化可能なシステムとして構築した際に、前述の熱処理の評価工程Ｓ１３において「熱処理が適正に施されていない（不良品）」と判断された結果を熱処理工程にフィードバックするシステムを構成することもできる。検査結果に応じて熱処理条件を修正することができるので、熱処理不良による鋼材製品の不良品発生率を低減することができる。

【0084】

（実施例）
一実施形態の表面特性検査方法を用いて、ギヤＧの表面特性を検査した結果について説明する。クロムモリブデン鋼材で構成され、適正な条件にてガス浸炭焼き入れを行ったギヤＧ（良品）と、不適正な条件で熱処理を行ったギヤＧ（不良品）をそれぞれ用意する。ここでの、「不適正な条件」とは、適正な条件で２度ガス浸炭焼き入れを行った。ＳＰ処理は、粒子径６００μｍの鉄系ショット（新東工業株式会社製）をエア式のショットピーニング装置（新東工業株式会社製）を用いて、０．３ＭＰａの噴射圧力にて行った。

【0085】

図４に、熱処理品を測定した場合における出力値Ｅ_Hに対する表面処理品を測定した場合における出力値Ｅ_Sの比（出力電圧比：Ｅ_S／Ｅ_H）を演算した結果を示す。熱処理が適正に行われているか否かによって、出力電圧比に差異が生じている。第１の閾値Ｅ_th1を適切に設定することで、熱処理が適切に行われたか否かを判定することができる。

【0086】

次に、別の実施形態を第２実施形態として説明する。なお、以下の説明では第１実施形態との相違点を中心に説明する。

【0087】

別の実施形態では、第１実施形態と同様の表面特性検査装置を用い、熱処理が適正に行われたか否かの判定と、ＳＰ処理が適正に行われたか否かの判定と、の双方を行う。

【0088】

図５に、第２実施形態の表面特性検査方法のフロー図を示す。

【0089】

準備工程Ｓ１０１、可変抵抗設定工程Ｓ１０２、周波数設定工程Ｓ１０３、第１の閾値設定工程Ｓ１０４、は順に第１実施形態におけるＳ０１〜Ｓ０４と同じである。

【0090】

＜Ｓ１０５：第２の閾値設定工程＞
熱処理及びＳＰ処理による表面処理全体の程度に関する検査を行う際の、表面処理品の表面状態の良否を判断するために用いる閾値を設定する。ここでは、表面処理品の評価開始時に用いるため、あらかじめ設定しておく閾値（以下、「第２の初期閾値」と記す）の設定方法について説明する。まず、基準検体Ｓを基準検出器２２に近接させ、周波数設定工程Ｓ１０３において設定された周波数の交流電力を交流電源１０から交流ブリッジ回路２０に供給する。交流ブリッジ回路２０から出力された電圧出力は、増幅回路３１で増幅され、絶対値回路３２において全波整流を行い、ＬＰＦ３３において直流変換を行い、判断手段３６へ出力される。未処理品と適正に表面処理（熱処理及びＳＰ処理）された良品と判断されるものとをそれぞれ１０〜数１０個程度用意し、検査検出器２３にそれぞれの被検体を近接させたときに判断手段３６へ出力された出力値から、出力値の分布データを取得する。図６に模式的に示す。

【0091】

第２の初期閾値Ｅ_th2は、検査検出器２３に未処理の被検体Ｍを配置したときの出力信号Ｅ_A及び検査検出器２３に良品である表面処理後の被検体Ｍを配置したときの出力信号Ｅ_Cに基づいて、それぞれの出力信号のばらつきを考慮し、次式により定める。図６に未処理の被検体の出力信号Ｅ_A及び表面処理後の被検体の出力信号Ｅ_Cの分布を模式的に示す。

【0092】

【数7】

【0093】

これにより、少ない測定数により精度の高い適切な閾値を設定することができる。この第２の初期閾値Ｅ_th2を閾値として設定し、判断手段３６に記憶させておく。ここで、第２の初期閾値Ｅ_th2は、出力信号Ｅ_Aの最大値Ｅ_Amax及び出力信号Ｅ_Cの最小値Ｅ_Cminとの間に、

の関係を持つ。

【0094】

なお、上記関係が成立しない場合にも、出力信号Ｅ_A及び出力信号Ｅ_Cのばらつき、分布から大きく外れた特異的な測定値がないか、など考慮して、適切な第２の初期閾値Ｅ_th2を設定することができる。例えば、同じ被検体の未処理状態、表面処理状態を複数個測定し、これを用いて初期閾値Ｅ_th2を再度算出する等の方法がある。

【0095】

また、適当な閾値があらかじめわかっている場合には、その値を第２の閾値Ｅ_th2とすることもできる。

【0096】

更に、第２の閾値設定工程Ｓ１０５では検査検出器２３に被検体Ｍが近接していない状態での出力信号を第２の初期オフセット値Ｅ_i2として記憶手段に記憶させておく。

【0097】

交流供給工程Ｓ１０６は第１実施形態におけるＳ０５と同じである。

【0098】

＜Ｓ１０７：未処理品配置・予備検出工程＞
未処理品を被検体Ｍとして、第１実施形態における熱処理品配置工程Ｓ０６と同様の工程を行う。

【0099】

＜Ｓ１０８：検査状態判断工程＞
被検体Ｍの検査状態の良否を判定する。この工程は、第１実施形態における検査状態判断工程Ｓ０７と同様の工程である。

【0100】

＜Ｓ１０９：未処理品の電位差信号記憶工程＞
検査状態判断工程Ｓ１０８で被検体Ｍの検査状態が「良」と判定された場合、未処理品配置工程Ｓ１０７においてＬＰＦ３３で直流変換された電位差の信号を記憶手段で記憶する。

【0101】

熱処理品配置工程Ｓ１１０、熱処理品の検査状態判断工程Ｓ１１１、熱処理品の電位差信号記憶工程Ｓ１１２、ＳＰ処理工程Ｓ１１３、表面処理品配置工程Ｓ１１４、表面処理品の検査状態判断工程Ｓ１１５、表面処理品の電位差信号記憶工程Ｓ１１６、熱処理の評価工程Ｓ１１７、は順に第１実施形態におけるＳ０６〜Ｓ１３と同じである。

【0102】

＜Ｓ１１８：表面処理全体の評価工程＞
表面処理品が適正に表面処理が施されているか否かを判定する工程である。第１の出力信号である出力電圧値Ｅ_sと第２の閾値Ｅ_th2を比較し、出力電圧値Ｅ_sが第２の閾値Ｅ_th2を下回っていたら「表面処理が適正に施されていた（良品）」と、出力電圧値Ｅ_sが第２の閾値Ｅ_th2以上の場合は「表面処理が適正に施されていない（不良品）」と、判断手段３６によって判断する。判断手段３６による判断結果は、表示手段３７により表示され、「表面処理が適正に施されていない」と判定した場合には警告を発する。
また、熱処理の評価工程Ｓ１１７において「熱処理が適正に施されている」と判定され、表面処理全体の評価工程Ｓ１１８において「表面処理が適正に施されていない」と判定された場合には、ＳＰ処理が適正に施されていない可能性があるため、その旨を警告すると共に、このとこをＳＰ処理にフィードバックすることもできる。

【0103】

（第１の閾値及び第２の閾値の更新）
第１実施形態及び第２実施形態において、第１の初期閾値Ｅ_th1は、検査検出器２３に未処理の被検体Ｍを配置したときの出力信号Ｅ_A及び検査検出器２３に表面状態が良好である表面処理後の被検体Ｍを配置したときの出力信号Ｅ_Bの差が大きい場合などには、出力信号Ｅ_Aの平均値Ｅ_Aav側に近づいて、良品と判定される出力の幅が大きくなる可能性がある。第２の初期閾値Ｅ_th2も同様である。そのため、更に精度の高い閾値を設定したい場合には、第１の初期閾値Ｅ_th1及び第２の初期閾値Ｅ_th2を用いて繰り返し測定を行うことにより蓄積された数多くの検査データに基づいて、閾値を設定し直すことができる。

【0104】

（測定値の校正）
第１実施形態及び第２実施形態において、前述した第１の初期オフセット値Ｅ_i1及び第２の初期オフセット値Ｅ_i2と、第１の検査オフセット値Ｅ_ik1及び第２の検査オフセット値Ｅ_ik2と、を用いて測定値の校正を行うことができる。
また、未処理品配置・予備検出工程Ｓ１０７において取得され、未処理品の電位差信号記憶工程Ｓ１０９において記憶された検出信号を利用して、第１又は第２の閾値を修正し、又は、熱処理評価及び／又は表面処理評価の信頼度を評価することもできる。

【0105】

（第１実施形態及び第２実施形態の効果）
以上のように、表面処理として熱処理及びＳＰ処理を行った鋼材製品に対する、表面処理が適正に行われたか否かの評価は、ＳＰ処理後の鋼材製品の測定を行うことで、良好に評価できる。この事項について図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明を加える。

【0106】

図７Ａ及び図７Ｂは、いずれも前述の実施例のギヤＧを測定した結果を編集したグラフである。図７Ａは、ＳＰ処理前後におけるギヤＧ（良品）及びギヤＧ（不良品）それぞれの測定電圧を示す。ＳＰ前におけるギヤＧ（良品）及びギヤＧ（不良品）の測定値の差ΔＥ１と、ＳＰ後におけるギヤＧ（良品）及びギヤＧ（不良品）の測定値の差ΔＥ２と、を比較すると、明らかにΔＥ２の方が大きい。これは、ＳＰ処理後のギヤＧを測定する方が、より精度の高い判定を行うことができることを示唆している。

【0107】

図７Ｂは、ＳＰ処理前後におけるギヤＧ（良品）及びギヤＧ（不良品）それぞれの測定電圧の比（１−（ギヤＧ（良品）／ギヤＧ（不良品））×１００）を示す。ＳＰ後の値の方が明らかに大きくなっていることから、図７Ａと同様にＳＰ処理後のギヤＧを測定する方が、より精度の高い判定を行うことができることを示唆している。

【産業上の利用可能性】

【0108】

実施例ではギヤに対する表面処理の判定について説明したが、ばね、シャフト、ベアリング、等鋼材製品の表面処理の判定に広く用いることができる。

【符号の説明】

【0109】

１ 表面特性検査装置
１０ 交流電源
２０ 交流ブリッジ回路
２１ 可変抵抗
２２ 基準検出器
２３ 検査検出器
２３ａ コア
２３ｂ コイル
２３ｃ 磁気シールド
３０ 評価装置
３１ 増幅回路
３２ 絶対値回路
３３ ＬＰＦ
３４ 位相比較器
３５ 周波数調整器
３６ 判断手段
３７ 表示手段
３８ 温度測定手段
Ｇ ギヤ
Ｍ 被検体
Ｓ 基準検体

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】