特許 6811211 漏洩磁束検出器

(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】6811211

(24)【登録日】2020年12月16日

(45)【発行日】2021年1月13日

(54)【発明の名称】漏洩磁束検出器

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/83 20060101AFI20201228BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/83

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-111533(P2018-111533)

(22)【出願日】2018年6月12日

(65)【公開番号】特開2019-215200(P2019-215200A)

(43)【公開日】2019年12月19日

【審査請求日】2019年12月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】393027279

【氏名又は名称】エヌディアール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100127845

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 壽彦

(72)【発明者】

【氏名】横田 廣幸

(72)【発明者】

【氏名】馬場 雄也

(72)【発明者】

【氏名】村上 美廣

【審査官】 小澤 瞬

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−０１９８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０１８９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３０９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２１５１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２８１７６４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 加藤宏晴 他，薄鋼板高精度介在物検査装置の開発，日本鉄鋼協会講演論文集 材料とプロセス 第１３３回春季講演大会，日本，社団法人日本鉄鋼協会，１９９７年，１０巻２号，289

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／７２ − Ｇ０１Ｎ ２７／９０

Ｇ０１Ｒ ３３／００ − Ｇ０１Ｒ ３３／２６

Ｇ０１Ｖ １／００ − Ｇ０１Ｖ ９９／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

厚み方向に並べられた３枚の板状の脚部を有するＥ型コアと、前記脚部のうち中央又は両側の脚部に巻回されて該脚部を通過する磁束を検出する検出コイルと、を備えてなり、磁気飽和された強磁性体である被検査材を前記脚部の並び方向に沿って移動させて該被検査材中の欠陥により該被検査材から漏洩する磁束を検出する漏洩磁束検出器であって、前記Ｅ型コアを前記移動方向と直交する方向である前記被検査材の幅方向に複数個を並べて使用するものにおいて、
前記脚部の少なくとも一つの先端部に、該脚部の幅方向の両端部を残して切り欠いた切欠部が形成されていることを特徴とする漏洩磁束検出器。

【請求項2】

前記切欠部は、前記脚部の全てに形成されていることを特徴とする請求項１記載の漏洩磁束検出器。

【請求項3】

前記切欠部は、前記脚部の先端からの切欠き深さが一定となるように切り欠いた形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の漏洩磁束検出器。

【請求項4】

前記切欠部は、該切欠部が形成された前記脚部の幅方向中央の切欠き深さが最も深くなるように切り欠いた形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の漏洩磁束検出器。

【請求項5】

前記切欠部は、該切欠部が形成された前記脚部の先端からの切欠き深さが0.5mm以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の漏洩磁束検出器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、漏洩磁束検出器に関し、特に、強磁性体である被検査材を磁化したときに該被検査材の欠陥により漏洩する磁束を検出する漏洩磁束検出器に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車鋼板や缶用鋼板等の強磁性体である鋼板や鋼材の内部欠陥を見つける方法として、被検査材に飽和するまで磁束を入れて該被検査材を移動（搬送）させ、該被検査材の内部欠陥等により該被検査材の表面から漏れ出てくる磁束を利用して、前記被検査材の欠陥を検出する漏洩磁気探傷法がある。

【0003】

このような漏洩磁気探傷法として、例えば特許文献１及び２には、図１２に示すような基部３５から下方に延在する中央脚部３７と側部脚部３９を有するＥ型コア３３と中央脚部３７に巻回した検出コイル４１とを備えてなる漏洩磁束検出器３１を用いる方法が開示されている。検出コイル４１の巻き方により図１２に示す以外の構成の漏洩磁束検出器が用いられる場合もあるが、概ね図１２に示す構成のものを用いることが多い。

【0004】

図１２に示す漏洩磁束検出器３１を用いて、強磁性体である被検査材の一例として鋼板２１の欠陥２３を検出するには、磁気飽和された鋼板２１の移動方向とＥ型コア３３の中央脚部３７と側部脚部３９の並び方向とが一致するように漏洩磁束検出器３１を設置する。そして、鋼板２１の欠陥２３がＥ型コア３３の下方に移動してきたとき、図１３に示すように、欠陥２３により鋼板２１から漏洩した磁束が中央脚部３７と側部脚部３９の磁路に導かれて検出コイル４１内を通過する。このとき、Ｅ型コア３３の中央脚部３７の直下を欠陥２３が通過する前と通過した後では、中央脚部３７を通過する磁束の向きが変化するので、検出コイル４１に起電力が発生し、検出コイル４１から取り出される信号は正弦波に似た出力（プラス信号とマイナス信号の組み合わせ）になる。

【0005】

そして、検出コイル４１から取り出された信号を信号処理して（図１２）適度に増幅し、欠陥に対応（周波数）した信号を取り出すフィルター処理を行った後に欠陥の信号を出力する。さらに、絶対値化処理と閾値処理を行うことで欠陥の大きさを判別し、欠陥の大きさに対応したレベル決めを行う処理を行う。このように、漏洩磁気探傷法においては、被検査材の内部欠陥を検出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平０３−０５３１５５号公報

【特許文献2】特開平０９−１２７２１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図１２に示すような漏洩磁束検出器３１に用いられるＥ型コア３３は、被検査材移動方向に直交する方向である被検査材の幅方向において、一般的に、幅方向の大きさが3mmから5mm程度の小さなものであり、鋼板２１の全幅方向の欠陥を検出するには、例えば図１４に示すように、複数の漏洩磁束検出器３１を鋼板２１の幅方向に並べて対応する。なお、図１４は、幅方向の大きさが2.6mmの漏洩磁束検出器３１を鋼板２１の幅方向に4mmピッチで１列に配置した場合を図示したものである。なお、被検査材である鋼板２１は帯状であり、図１４においては鋼板２１の被検査材移動方向の両端側を省略している（後述する図１５においても同様）。

【0008】

しかし、漏洩磁束検出器３１の検出感度（検出コイル４１の出力）は、Ｅ型コア３３の幅方向中央が最も高く、幅方向外側に向かって低下する特性を有する（図３）。そのため、複数の漏洩磁束検出器３１を鋼板２１の幅方向に並べて鋼板２１の全幅方向の欠陥を検出する場合、隣り合うＥ型コア３３に間隔があるために、幅方向における検出感度が上下してバラツキが生じてしまい、欠陥２３の検出能に差異が生じてしまう。

【0009】

また、検出コイル４１からの出力を増幅して信号処理することで幅方向のバラツキを低減したとしても、ノイズも増幅されることで信号（出力）とノイズの比であるＳ／Ｎが増加してしまい、増幅しすぎると欠陥による出力とノイズとを分離することができず、欠陥を精度良く検出できなくなってしまう。

【0010】

そこで、従来は、Ｅ型コア３３の幅を小さくし、できるだけ幅方向に密にして漏洩磁束検出器３１を配置するといった対策が取られていた。さらに、隣接する漏洩磁束検出器との間隔（ピッチ）よりも各漏洩磁束検出器の幅が大きい場合には、図１４に示すように幅方向１列に並べることはできないので、図１５に示すように千鳥配列となるように２列以上に並べる方式がとられていた。なお、図１５は、Ｅ型コア３３の側部脚部３９に検出コイル４１を巻回した漏洩磁束検出器４３を千鳥配列に配置した場合を図示したものであるが、中央脚部３７に検出コイル１１を巻回した漏洩磁束検出器３１であっても同様の配置となる。

【0011】

そして、図１５に示すように千鳥配列に配置する場合には、１列目において隣り合う漏洩磁束検出器４３の間の中央に２列目の漏洩磁束検出器４３が配置される。また、幅方向における検出感度の低下をさらに少なくするために、幅方向の配置がさらに密となるように千鳥配列を３列または４列とする場合もある。

【0012】

しかしながら、漏洩磁束検出器の幅方向のサイズを小さくして密に配置するものや、千鳥配列に配置するものはいずれも、配置する漏洩磁束検出器の個数を増やすものであるためコストが掛る。例えば、幅2mの鋼板に対して2mmピッチ（千鳥配列）で配置するには、1000個の漏洩磁束検出器を要することになり、多大なコストを要する。
そのため、鋼板の欠陥を全幅で検出する手段を低コストで行うためには、個々の漏洩磁束検出器の幅方向における検出感度のバラツキを低減する技術が望まれていた。

【0013】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、幅方向の検出感度を平坦化してそのバラツキを低減する漏洩磁束検出器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

（１）本発明に係る漏洩磁束検出器は、厚み方向に並べられた３枚の板状の脚部を有するＥ型コアと、前記脚部のうち中央又は両側の脚部に巻回されて該脚部を通過する磁束を検出する検出コイルと、を備えてなり、磁気飽和された強磁性体である被検査材を前記脚部の並び方向に沿って移動させて該被検査材中の欠陥により該被検査材から漏洩する磁束を検出するものであって、前記脚部の少なくとも一つの先端部に、該脚部の幅方向の両端部を残して切り欠いた切欠部が形成されていることを特徴とするものである。

【0015】

（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記切欠部は、前記脚部の全てに形成されていることを特徴とするものである。

【0016】

（３）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記切欠部は、前記脚部の先端からの切欠き深さが一定となるように切り欠いた形状であることを特徴とするものである。

【0017】

（４）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記切欠部は、該切欠部が形成された前記脚部の幅方向中央の切欠き深さが最も深くなるように切り欠いた形状であることを特徴とするものである。

【0018】

（５）上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記切欠部は、該切欠部が形成された前記脚部の先端からの切欠き深さが0.5mm以上であることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0019】

本発明においては、厚み方向に並べられた３枚の板状の脚部を有するＥ型コアと、前記脚部のうち中央又は両側の脚部に巻回されて該脚部を通過する磁束を検出する検出コイルと、を備えてなり、磁気飽和された強磁性体である被検査材を前記脚部の並び方向に沿って移動させて該被検査材中の欠陥により該被検査材から漏洩する磁束を検出するものであって、前記脚部の少なくともいずれか一つの先端部に、幅方向の両端部を残して切り欠いた切欠部が形成されていることにより、前記漏洩する磁束の検出感度が幅方向に平坦化もしくは凹状にして、前記バラツキを低減でき、配置する個数を増加せずに低コストで欠陥を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態に係る漏洩磁束検出器を説明する図である（（ａ）Ｅ型コアの形状、（ｂ）中央脚部及び側部脚部に形成した切欠部の形状、（ｃ）漏洩磁束検出器の配置）。

【図2】本実施の形態に係る漏洩磁束検出器において、被検査材の欠陥の移動に伴う磁束変化による検出コイルの出力の変化を説明する図である。

【図3】従来の漏洩磁束検出器を２つ並べたとき、検出コイル出力の幅方向分布の一例を示すグラフである。

【図4】本実施の形態に係る漏洩磁束検出器の検出コイル出力の一例を示すグラフである。

【図5】本発明に係る漏洩磁束検出器において中央脚部及び側部脚部に形成する切欠部の形状を示す図である。

【図6】本発明に係る漏洩磁束検出器において検出コイルを巻回する態様を示す図である。

【図7】本発明の実施例において、Ｅ型コアの脚部に形成する切欠部の形状を示す図である。

【図8】本発明の実施例において、漏洩磁束検出器の配置を示す図である。

【図9】本発明の実施例における検出コイルの出力の測定結果である（その１）。

【図10】本発明の実施例における検出コイルの出力の測定結果である（その２）。

【図11】本発明の実施例における幅方向の検出コイルの幅方向出力のバラツキとＳ／Ｎの実測結果である。

【図12】Ｅ型コアを用いた従来の漏洩磁束検出器による漏洩磁気探傷法を説明する図である。

【図13】Ｅ型コアを用いた従来の漏洩磁束検出器による漏洩磁気探傷法における欠陥の位置と漏洩磁束の関係を示す図である。

【図14】漏洩磁束検出器を幅方向１列に配置した場合の図である。

【図15】漏洩磁束検出器を幅方向２列に千鳥配列に配置した場合の図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の実施の形態に係る漏洩磁束検出器について、以下に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本明細書中で示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、本発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。

【0022】

本実施の形態に係る漏洩磁束検出器１は、図１に示すように、基部５から延在する板状の脚部である中央脚部７及び側部脚部９が板厚方向に並べられたＥ型コア３と、中央脚部７に巻回された検出コイル１１と、を備えてなり、磁気飽和された鋼板２１を中央脚部７と側部脚部９の並び方向に沿って移動させ、鋼板２１の欠陥２３により鋼板２１から漏洩する磁束を検出するものであって、中央脚部７及び側部脚部９の先端部に切欠部１３及び切欠部１５がそれぞれ形成されているものである。

【0023】

まず、本実施の形態で検査対象とする鋼板２１について説明する。
本実施の形態では、強磁性体である被検査材の一例として鋼板２１を検査対象とし、鋼板２１中の欠陥２３を検出するものとする。

【0024】

鋼板２１を検査するに際し、まずは、電磁石２５により鋼板２１を磁気飽和する。なお、図１において電磁石２５は、鋼板２１を挟んで漏洩磁束検出器１と反対側に配置されているが、鋼板２１を磁気飽和できるものであれば漏洩磁束検出器１と同じ側に配置してもよい。

【0025】

図１において、鋼板２１は図中の左右方向のどちらかに移動するものとし、鋼板２１の移動に伴って、鋼板２１中の介在物や孔等の欠陥２３も同様に左右に移動する。そして、欠陥２３が磁性体でない場合、鋼板２１を磁気飽和させた状態では欠陥２３の磁気抵抗が大きいため、鋼板２１の上面あるいは下面から磁束が漏洩する。

【0026】

次に、本実施の形態に係る漏洩磁束検出器１の各構成について説明する。
本実施の形態に係る漏洩磁束検出器１に用いられているＥ型コア３は、基部５と、基部５から延在する中央脚部７及び側部脚部９とを備えてなるものである。

【0027】

中央脚部７は、基部５の中央から延在した板状の脚部である。
側部脚部９（９ａ、９ｂ）は、中央脚部７の厚み方向の両側において基部５の両端から延在した板状の脚部である。

【0028】

Ｅ型コア３は、強磁性体であるフェライトを用いて製作することができる。そして、Ｅ型コア３は、鋼板２１の上面から所定の高さ（リフト）を離して配置される。

【0029】

切欠部１３及び切欠部１５は、中央脚部７及び側部脚部９の先端部に、幅方向の両端部を残して切り欠いて形成されたものであり、本例では、中央脚部７及び側部脚部９それぞれの先端からの切欠き深さが一定となるように形成された矩形状とした。切欠部１３及び切欠部１５は、幅方向の中央部を研削することで形成することができる。

【0030】

検出コイル１１は、図１に示す漏洩磁束検出器１のように１コイル式の場合、中央脚部７に巻回されている。前述のように、欠陥２３に起因して鋼板２１の上面から漏洩した磁束は、Ｅ型コア３の中央脚部７と側部脚部９ａを通過する（図１（ｃ）中に破線で示す欠陥漏洩磁束）。ここで、欠陥２３が移動して中央脚部７と側部脚部９ａを通過する磁束が変化することにより検出コイル１１に起電力が発生する。そして、該発生した起電力を出力として取り出すことにより、欠陥２３が検出される。

【0031】

次に、本実施の形態に係る漏洩磁束検出器１の作用効果について、従来の漏洩磁束検出器３１（図１２）と対比して説明する。

【0032】

従来の漏洩磁束検出器３１により鋼板２１から漏洩する磁束を検出する場合、図２に示すように、漏洩磁束検出器３１において検出コイル４１を巻回した中央脚部３７の直下を通過するタイミングでの磁束の変化が最も大きいために、検出コイル４１の出力も最大となる。そして、検出コイル４１から得られた出力（欠陥信号）を適宜増幅して、ノイズと欠陥信号の弁別を行い、絶対値回路に通すことで、欠陥に対応したプラス側の信号が得られる。

【0033】

ここで、Ｅ型コア３３の幅方向中央の直下を欠陥が通過するように鋼板を移動させると、前述のとおり最大の欠陥信号が得られるが、欠陥の位置は、通常はＥ型コア３３の幅方向中央と一致することはあまりなく、ほとんどの場合は幅方向中央から外れた位置を通過する。

【0034】

そして、従来の切欠きのないＥ型コア３３を用いた漏洩磁束検出器３１においては、幅方向中央の検出感度が最も高く、幅方向の外側に向かって検出感度が低下する特性を示す。そのため、複数の漏洩磁束検出器３１を鋼板の幅に合わせて並べると、鋼板の幅方向における検出感度に凹凸が発生するため、Ｅ型コア３３の下方を通過する同じ欠陥であっても幅方向位置の違いによって出力の値に差が生じてしまう。

【0035】

欠陥が通過する幅方向位置の違いによる漏洩磁束検出器３１の出力の幅方向特性の一例として、図３に、１ｃｈと２ｃｈの２個の漏洩磁束検出器３１を幅方向に4mmピッチで並べて配置した場合の各漏洩磁束検出器３１の出力を示す。

【0036】

図３の横軸は、１ｃｈの漏洩磁束検出器３１の幅方向中央を0mmとしたときの鋼板の幅方向位置（mm）であり、２ｃｈの漏洩磁束検出器３１の幅方向中央は、幅方向位置4mmに位置する。また、また、図３の縦軸は、各幅方向位置を欠陥が通過したときの１ｃｈと２ｃｈそれぞれの漏洩磁束検出器３１の出力である。

【0037】

図３に示すように、漏洩磁束検出器３１の出力は、ガウス分布に似た幅方向特性を示し、幅方向中央の直下を欠陥が通過するときの出力が最も高く、外側に向かって出力は低下している。そのため、１ｃｈの幅方向中央である幅方向位置0mmを欠陥が通過する場合、１ｃｈの出力は最も高いが、２ｃｈの出力は低くなっている。同様に、２ｃｈの幅方向中央である幅方向位置4mmを欠陥が通過する場合、２ｃｈの出力は最も高いが、１ｃｈの出力は低くなっている。

【0038】

そして、１ｃｈと２ｃｈの間（幅方向位置0mmから4mmの範囲）を欠陥が通過する場合、幅方向中央における出力（＝3.2V）よりも低下し、１ｃｈと２ｃｈの中間点（幅方向位置2mm）では2.67Vまで低下する。そのため、鋼板２１の幅方向における出力は、図３に示すように凹凸状の分布となりバラツキが生じる。

【0039】

さらに、漏洩磁束検出器３１単体のＳ／Ｎは、幅方向中央における出力を用いて評価するが、複数の漏洩磁束検出器３１を幅方向に配置した場合の全体としてのＳ／Ｎは、隣接する漏洩磁束検出器３１の中間点における出力（図３においては幅方向位置2mmにおける出力）を用いて評価する。そのため、幅方向中央に比べて中間点における出力（検出感度）が低下しない方が、Ｓ／Ｎが良好と評価される。

【0040】

図４に、本実施の形態に係る漏洩磁束検出器１により検出した出力の幅方向特性の結果の一例を示す。
図４は、幅方向位置4mmの位置に幅方向中央が位置するように漏洩磁束検出器１を配置したときの結果であり、図４中の太実線は、中央脚部７と側部脚部９に切欠部１３、１５が形成された漏洩磁束検出器１による出力である。また、図４中の１ｃｈおよび２ｃｈそれぞれの出力は、前述の図３に示す出力と同じである。

【0041】

図４より、本実施の形態に係る漏洩磁束検出器１は、幅方向中央部における出力が従来の漏洩磁束検出器３１（２ｃｈ）の出力よりも低くなり（＝3V）、幅方向中央部においてフラット（平坦）な分布となっていることがわかる。そのため、幅方向中央における出力と隣接する漏洩磁束検出器との中間点における出力（＝2.67V）との差を低下させることができる。よって、本実施の形態に係る漏洩磁束検出器１によれば、Ｓ/Ｎを低下させずに鋼板の幅方向における出力を平坦化してバラツキを低下できる。

【0042】

本実施の形態に係る漏洩磁束検出器１において、幅方向中央における出力が平坦化される理由は、以下のとおりである。

【0043】

漏洩磁束検出器は、検査対象とする鋼板と中央脚部及び側部脚部の先端との間に一定のギャップを設けて配置（密着させない）するものであるが、一般的に、このギャップを狭くして漏洩磁束検出器を鋼板に近づけると感度が上がる。逆にギャップを広くして漏洩磁束検出器を鋼板から離すと感度が下がる。なお、このようなギャップは、漏洩磁束検出器の場合にはリフトと呼ぶことがある。

【0044】

そこで、中央脚部及び側部脚部の幅方向中央部を鋼板から離すことで幅方向中央部における感度をあえて下げることにより、検出感度の高い幅方向中央部において凸型の特性であった感度を平坦にすることができる。ただし、中央脚部及び側部脚部の幅方向中央部を鋼板から離すと幅方向中央部以外も一緒に離れてしまわないようにする必要がある。そこで、本発明では、中央脚部及び側部脚部の幅方向両端部を残したまま幅方向中央部を研削することで、幅方向中央部のみを鋼板から離すようにしたものである。

【0045】

上記のとおり、Ｅ型コアはフェライトで製作されることが多いことから、中央脚部及び側部脚部の幅方向中央部のみを研削することが可能である。つまり、Ｅ型コアを用いた漏洩磁束検出器においては、Ｅ型コアの中央脚部と側部脚部の先端部を幅方向両端部を残して研削することで、幅方向中央部のみを検査対象の鋼板から相対的に離したような切欠形状の切欠部を形成することが可能である。

【0046】

本実施の形態に係る切欠部１３、１５のように、単純な矩形状に研削したものであっても、幅方向の検出感度のバラツキを許容可能な範囲に抑えることができる。
もっとも、切欠部の形状としては、複雑な形状に研削することも可能であり、矩形状に限るものではなく、例えば、図５（ａ）に示すような台形の切欠部１３ａ、１５ａや、図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように幅方向中央の切欠き深さが最も深い三角形の切欠部１３ｂ、１５ｂ、円形の切欠部１３ｃ、１５ｃ、楕円の切欠部１３ｄ、１５ｄであってもよく、幅方向出力特性がフラットとなるように形状を決定すればよい。

【0047】

また、切欠き深さについても、適宜設定すればよい。

【0048】

なお、本実施の形態に係る漏洩磁束検出器１において、検出コイル１１は、中央脚部７に巻回したもの（図６（ａ））であったが、本発明は、図６（ｂ）に示すように、中央脚部７には巻回せず、両側の側部脚部９それぞれに巻回した漏洩磁束検出器１７であってもよい。漏洩磁束検出器１７においては、側部脚部９それぞれを通過する漏洩磁束の変化による出力から欠陥を検出することができる。

【0049】

さらに、本実施の形態に係る漏洩磁束検出器１は、図１に示すように、中央脚部７と側部脚部９の３枚すべてに切欠部１３及び切欠部１５が形成されたものであるが、本発明は、中央脚部７とその両側の側部脚部９の少なくとも一つに切欠部１３、１５が形成されたものであればよい。そして、中央脚部７又は側部脚部９のいずれかに切欠部１３、１５が形成されている場合、検出コイル１１は、切欠部１３、１５が形成された中央脚部７又は側部脚部９に巻回することを必ずしも要するものではない。

【0050】

なお、本発明に係る漏洩磁束検出器を鋼板の幅方向に複数個配置する場合にあっては、一列に配置するもの（図１４参照）や、千鳥配列（図１５参照）のように複数列を配置するものであってもよい。

【0051】

さらに、漏洩磁束検出器の幅方向の感度ムラの軽減により、最小欠陥を検出するために出力の閾値を下げることによる漏洩磁束検出器の幅方向中央部での欠陥の過検出の防止や、信号処理により出力の最大と最小の差を小さくして最小の出力により欠陥として検出する必要がなくなることから、帯状の被検査材の幅方向全体に漏洩磁束検出器を並べて配置したときの全体としてのＳ／Ｎを向上させることができる。

【実施例】

【0052】

本発明の漏洩磁束検出器の作用効果について確認するための具体的な実験を行ったので、その結果について以下に説明する。

【0053】

本実施例では、検査対象とする被検査材としてφ0.1mmのドリル穴により欠陥を模擬した鋼板を用い、該鋼板の欠陥を検出する場合の幅方向出力特性を検証した。

【0054】

実験において、鋼板は電磁石により磁気飽和し、与える磁力は被検査材内の磁束が1.7T相当とした。
そして、本実施例では、発明例として、フェライト製のＥ型コア３の中央脚部７と側部脚部９のそれぞれの先端部に矩形の切欠部１３、１５が形成され、側部脚部９に検出コイル１１が巻回された漏洩磁束検出器１７（図６（ｂ））を用いた。

【0055】

中央脚部７及び側部脚部９の寸法は、図７（ａ）に示すように、幅3mm、高さ6mmとした。そして、中央脚部７と側部脚部９の先端部の切欠部１３、１５は、0.5mm〜2.5mmの範囲で切欠き深さを変更した（図７（ｂ）〜（ｅ））。また、検出コイル１１には、100Tのものを用いた。

【0056】

図８に示すように、漏洩磁束検出器１７を鋼板の幅方向に千鳥配列に２列配置し、１列目と２列目の漏洩磁束検出器１７の幅方向間隔（ピッチ）を2mm、各漏洩磁束検出器１７の鋼板の表面からのリフトを1mmとした。そして、欠陥の通過する幅方向位置を変化させたときの漏洩磁束検出器１７の出力を測定し、幅方向中央における出力と隣接する漏洩磁束検出器１７との中間点における出力の差であるバラツキと、中間点における出力とノイズの比Ｓ／Ｎを求めた。

【0057】

なお、図８は、１列目と２列目の漏洩磁束検出器１７の位置関係を示すために、図中では２列目の漏洩磁束検出器を上にずらして図示したものであるが、実際の実験においては、１列目と２列目の漏洩磁束検出器１７は高さ方向にずれておらず、リフトが同じとなるように配置している。

【0058】

さらに、本実施例では、切欠部を形成していない漏洩磁束検出器３１（図１２）を用いた場合を比較例とし、上記の発明例と同様に、千鳥配列に並べて各漏洩磁束検出器の出力を測定し、バラツキとＳ／Ｎを求めた。

【0059】

図９に、発明例及び比較例における幅方向出力特性の測定結果を示す。図９の横軸は、漏洩磁束検出器１７、３１の幅方向中央を0mmとしたときの鋼板の幅方向位置（mm）、縦軸は、各幅方向位置を欠陥が通過したときの出力（V）である。また、図９には、幅方向位置0mmの漏洩磁束検出器１７、３１に2mmピッチで隣接する漏洩磁束検出器１７、３１の幅方向出力特性の測定結果もあわせて示している。

【0060】

図９（ａ）に示す比較例においては、漏洩磁束検出器３１の幅方向出力特性はガウス分布状となり、漏洩磁束検出器３１の幅方向中央（幅方向位置0mm）と隣接する漏洩磁束検出器３１との中間点（幅方向位置-1mm）における出力のバラツキは12%であった。

【0061】

これに対し、図９（ｂ）に示す発明例においては、中央部がフラットとなった幅方向出力特性となり、漏洩磁束検出器１７の幅方向中央（幅方向位置0mm）と隣接する漏洩磁束検出器１７との中間点（幅方向位置+1mm）における出力のバラツキは3%となり、幅方向のバラツキが低減された結果が得られた。

【0062】

図１０に、発明例において切欠部１３、１５の切欠き深さを変更した漏洩磁束検出器１７の幅方向出力の測定結果を示す。図９と同様に、図１０の横軸は、漏洩磁束検出器１７の幅方向中央を0mmとしたときの鋼板の幅方向位置（mm）、縦軸は、各幅方向位置を欠陥が通過したときの出力（V）である。なお、図１０において、幅方向中央位置における検出器出力を一致させるようにゲイン調整した。

【0063】

発明例における幅方向出力は、比較例に比べるといずれの切欠き深さにおいても幅方向中央の出力がフラットとなり、本実施例における切欠き深さの範囲では、幅方向中央と中間点におけるバラツキは同程度となり、良好な幅方向出力特性が得られていることがわかる。

【0064】

図１１に、切欠き深さに対するバラツキとＳ／Ｎの結果をまとめて示す。
切欠部を設けていない比較例（切欠き深さ0mm）に比べると、発明例では切欠部が形成されていることでバラツキが低下し、切欠き深さ1.0mm以上においてバラツキは3%程度とほぼ一定となった。
Ｓ／Ｎに関しては、切欠き深さ1.0mm以上において切欠き深さに対してほぼ変化しない結果となった。このことから、切欠部を設けることで、Ｓ／Ｎを低下させずに幅方向出力特性をフラットにできることが示された。

【符号の説明】

【0065】

１ 漏洩磁束検出器
３ Ｅ型コア
５ 基部
７ 中央脚部
９、９ａ、９ｂ 側部脚部
１１ 検出コイル
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 切欠部
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ 切欠部
１７ 漏洩磁束検出器（作動式）
２１ 被検査材（鋼板）
２３ 欠陥
２５ 電磁石
３１ 漏洩磁束検出器（従来技術、１コイル式）
３３ Ｅ型コア
３５ 基部
３７ 中央脚部
３９ 側部脚部
４１ 検出コイル
４３ 漏洩磁束検出器（従来技術、作動式）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】