JPH07229875A - 炭素繊維強化プラスチックス製管状体の欠陥検査装置 - Google Patents
炭素繊維強化プラスチックス製管状体の欠陥検査装置Info
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- JPH07229875A JPH07229875A JP6020643A JP2064394A JPH07229875A JP H07229875 A JPH07229875 A JP H07229875A JP 6020643 A JP6020643 A JP 6020643A JP 2064394 A JP2064394 A JP 2064394A JP H07229875 A JPH07229875 A JP H07229875A
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- carbon fiber
- fiber reinforced
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ゴルフシャフトや釣竿などのような炭素繊維
強化プラスチックス管状製品の繊維破断を非破壊で検査
する装置を提供する。 【構成】 炭素繊維強化プラスチックス管状体１の強化
繊維の各方向毎に選択的に誘導電流を流す複数の励磁コ
イルと、それらと対をなす複数の検出コイルがコイルボ
ビン９〜１１に配置してあり、該励磁および検出コイル
は渦流探傷器８に接続されている。前記管状体１は保持
部２を介して回転機構３に取り付けられており、回転機
構３は走査機構４に固定されている。コンピューター部
７に検査開始の指示を入力すると、コンピューター部７
の指令により走査機構４が作動し管状体１が走行する。
各検出コイルのインピーダンス変化は渦流探傷器８によ
って電圧に変換された後、コンピューター部７に記録、
表示される。次に管状体１を所定の角度だけ回転した
後、上記と同じ走査を行い、管状体１が１回転するまで
これらの動作を繰り返し行うことによって、自動的に全
面検査が行われ検査結果が表示される。
強化プラスチックス管状製品の繊維破断を非破壊で検査
する装置を提供する。 【構成】 炭素繊維強化プラスチックス管状体１の強化
繊維の各方向毎に選択的に誘導電流を流す複数の励磁コ
イルと、それらと対をなす複数の検出コイルがコイルボ
ビン９〜１１に配置してあり、該励磁および検出コイル
は渦流探傷器８に接続されている。前記管状体１は保持
部２を介して回転機構３に取り付けられており、回転機
構３は走査機構４に固定されている。コンピューター部
７に検査開始の指示を入力すると、コンピューター部７
の指令により走査機構４が作動し管状体１が走行する。
各検出コイルのインピーダンス変化は渦流探傷器８によ
って電圧に変換された後、コンピューター部７に記録、
表示される。次に管状体１を所定の角度だけ回転した
後、上記と同じ走査を行い、管状体１が１回転するまで
これらの動作を繰り返し行うことによって、自動的に全
面検査が行われ検査結果が表示される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばゴルフシャフト
や釣竿などの炭素繊維強化プラスチックス製管状体の繊
維破断検査装置に関する。
や釣竿などの炭素繊維強化プラスチックス製管状体の繊
維破断検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、炭素繊維強化プラスチックス（以
下、ＣＦＲＰと記述する）管状体の繊維破断を検出する
方法としては、特開平５−１０７２３１に「炭素繊維強
化管状複合材の欠陥検出方法」として渦流探傷法を用い
た方法が開示されている。しかし、この方法は励磁およ
び検出コイルに貫通型コイルを用い、ＣＦＲＰ管状体の
円周方向に渦電流を流して検査するため能力に限界があ
る。つまり、ＣＦＲＰ管状体は強化繊維の方向が異なる
複数のプリプレグの積層材であり、プリプレグの電気伝
導率は繊維方向のそれが直角方向に比べて３〜４桁程度
小さいため、上述の方法では繊維方向が円周方向となる
プリプレグの繊維破断は検出できるが、それ以外のプリ
プレグの繊維破断は検出困難であるか、検出感度が大き
く低下する。
下、ＣＦＲＰと記述する）管状体の繊維破断を検出する
方法としては、特開平５−１０７２３１に「炭素繊維強
化管状複合材の欠陥検出方法」として渦流探傷法を用い
た方法が開示されている。しかし、この方法は励磁およ
び検出コイルに貫通型コイルを用い、ＣＦＲＰ管状体の
円周方向に渦電流を流して検査するため能力に限界があ
る。つまり、ＣＦＲＰ管状体は強化繊維の方向が異なる
複数のプリプレグの積層材であり、プリプレグの電気伝
導率は繊維方向のそれが直角方向に比べて３〜４桁程度
小さいため、上述の方法では繊維方向が円周方向となる
プリプレグの繊維破断は検出できるが、それ以外のプリ
プレグの繊維破断は検出困難であるか、検出感度が大き
く低下する。
【０００３】そこで、上記問題を解決する方法を本発明
者らは特願平５−３４２００３号として出願した。この
方法によれば、矩形状に巻回した励磁コイルを用い、該
励磁コイルの長辺方向を高導電率方向（繊維方向）に一
致させることによって、同方向に選択的に誘導電流を流
して探傷できる。従って、上記積層材の探傷では各繊維
方向毎に励磁コイルの長辺を繊維方向に一致させて探傷
すれば、繊維方向に関係なくその破断を高感度で検出で
きる。しかし、上記先願の発明をＣＦＲＰ管状体に適用
し、各繊維方向に励磁コイルの長辺方向を一致させて全
長、全周にわたって探傷する場合、かなりの時間を必要
とする問題があった。
者らは特願平５−３４２００３号として出願した。この
方法によれば、矩形状に巻回した励磁コイルを用い、該
励磁コイルの長辺方向を高導電率方向（繊維方向）に一
致させることによって、同方向に選択的に誘導電流を流
して探傷できる。従って、上記積層材の探傷では各繊維
方向毎に励磁コイルの長辺を繊維方向に一致させて探傷
すれば、繊維方向に関係なくその破断を高感度で検出で
きる。しかし、上記先願の発明をＣＦＲＰ管状体に適用
し、各繊維方向に励磁コイルの長辺方向を一致させて全
長、全周にわたって探傷する場合、かなりの時間を必要
とする問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点に鑑みてなされたもので、ＣＦＲＰ管状体の繊
維破断を各繊維方向毎に全長、全周にわたって高感度で
迅速に検査することを可能とする、欠陥検査装置の提供
を目的とする。
の問題点に鑑みてなされたもので、ＣＦＲＰ管状体の繊
維破断を各繊維方向毎に全長、全周にわたって高感度で
迅速に検査することを可能とする、欠陥検査装置の提供
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のＣＦＲＰ管状体の欠陥検査装置は、該管状
体の強化繊維の各方向毎に選択的に誘導電流を流すため
の複数の励磁コイルと、該励磁コイルに高周波電流を流
すとともにインピーダンス変化を測定するための渦流探
傷器と、該管状体を保持し周方向に回転させるための機
構、該管状体を長手方向に走査するための機構、前記の
回転および走査機構と渦流探傷器を制御するとともに強
化繊維の各方向毎に検査結果を演算表示するためのコン
ピューター部から構成されたことを特徴とする。およ
び、上記励磁コイルと対をなす複数の検出コイルを別途
備えたことを特徴とする。
に、本発明のＣＦＲＰ管状体の欠陥検査装置は、該管状
体の強化繊維の各方向毎に選択的に誘導電流を流すため
の複数の励磁コイルと、該励磁コイルに高周波電流を流
すとともにインピーダンス変化を測定するための渦流探
傷器と、該管状体を保持し周方向に回転させるための機
構、該管状体を長手方向に走査するための機構、前記の
回転および走査機構と渦流探傷器を制御するとともに強
化繊維の各方向毎に検査結果を演算表示するためのコン
ピューター部から構成されたことを特徴とする。およ
び、上記励磁コイルと対をなす複数の検出コイルを別途
備えたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明を図面に基づき詳細に説明する。図１は
本発明装置の一実施態様を示す説明図で、励磁コイルと
検出コイルをそれぞれ備えた場合である。繊維方向がそ
れぞれ０゜、±４５゜、９０゜の四種類のプリプレグで
積層されたＣＦＲＰ管状体１（例えば、ゴルフシャフト
や釣竿など）が、円筒状ボビン９、１０、１１、１２を
貫通して走行する。管状体１は保持部２を介して回転機
構３に取り付けられており、回転機構３は走査機構４に
固定されている。
本発明装置の一実施態様を示す説明図で、励磁コイルと
検出コイルをそれぞれ備えた場合である。繊維方向がそ
れぞれ０゜、±４５゜、９０゜の四種類のプリプレグで
積層されたＣＦＲＰ管状体１（例えば、ゴルフシャフト
や釣竿など）が、円筒状ボビン９、１０、１１、１２を
貫通して走行する。管状体１は保持部２を介して回転機
構３に取り付けられており、回転機構３は走査機構４に
固定されている。
【０００７】図２に示すように、前記の各円筒状ボビン
の外周面上には０°、９０゜、＋４５゜、−４５゜のそ
れぞれの繊維方向に選択的に誘導電流を流すための励磁
コイル９ａ、１０ａ、１１ａ、１２ａが配置されてお
り、また円筒状ボビンの内周面上には検出コイル９ｂ、
１０ｂ、１１ｂ、１２ｂがそれぞれ配置されている。な
お、管の軸方向を０゜方向、円周方向を９０゜方向とし
ている。上記励磁コイルおよび検出コイルは４チャンネ
ルの渦流探傷器８にそれぞれ接続されており、該渦流探
傷器８は上記各検出コイルのインピーダンス変化を電圧
に変換して出力する。
の外周面上には０°、９０゜、＋４５゜、−４５゜のそ
れぞれの繊維方向に選択的に誘導電流を流すための励磁
コイル９ａ、１０ａ、１１ａ、１２ａが配置されてお
り、また円筒状ボビンの内周面上には検出コイル９ｂ、
１０ｂ、１１ｂ、１２ｂがそれぞれ配置されている。な
お、管の軸方向を０゜方向、円周方向を９０゜方向とし
ている。上記励磁コイルおよび検出コイルは４チャンネ
ルの渦流探傷器８にそれぞれ接続されており、該渦流探
傷器８は上記各検出コイルのインピーダンス変化を電圧
に変換して出力する。
【０００８】次に、本発明装置による検査手順について
説明する。まず、ＣＦＲＰ管状体１を保持部２で保持し
た後、コンピューター部７に検査開始の指示を入力する
と、コンピューター部７の指令が駆動回路６に加わり走
査機構４によってＣＦＲＰ管状体１が走行する。各検出
コイル９ｂ、１０ｂ，１１ｂ，１２ｂのインピーダンス
変化は渦流探傷器８によって電圧変化に変換された後、
コンピューター部７に記録され所定の演算がなされた
後、結果が表示される。
説明する。まず、ＣＦＲＰ管状体１を保持部２で保持し
た後、コンピューター部７に検査開始の指示を入力する
と、コンピューター部７の指令が駆動回路６に加わり走
査機構４によってＣＦＲＰ管状体１が走行する。各検出
コイル９ｂ、１０ｂ，１１ｂ，１２ｂのインピーダンス
変化は渦流探傷器８によって電圧変化に変換された後、
コンピューター部７に記録され所定の演算がなされた
後、結果が表示される。
【０００９】ところで、上記各検出コイルは、図３に示
すように欠陥位置が検出コイルの直下から周方向にずれ
るに従って感度が低下する特性を有しているため、全周
検査を行うには、検出コイルの特性に対応してＣＦＲＰ
管状体１の角度を変えて検査する必要がある。
すように欠陥位置が検出コイルの直下から周方向にずれ
るに従って感度が低下する特性を有しているため、全周
検査を行うには、検出コイルの特性に対応してＣＦＲＰ
管状体１の角度を変えて検査する必要がある。
【００１０】従って、本発明装置では１回の走査が終了
すると、コンピューター部７からの指令が駆動回路５に
加わり回転機構３が作動してＣＦＲＰ管体１が所定の角
度だけ軸回りに回転し、前述と同じ走査が行われる。こ
れらの動作をＣＦＲＰ管体１が１回転するまで繰り返し
行うことによって、自動的に全面検査が行われる。
すると、コンピューター部７からの指令が駆動回路５に
加わり回転機構３が作動してＣＦＲＰ管体１が所定の角
度だけ軸回りに回転し、前述と同じ走査が行われる。こ
れらの動作をＣＦＲＰ管体１が１回転するまで繰り返し
行うことによって、自動的に全面検査が行われる。
【００１１】以上、励磁コイルと検出コイルの両方を備
えた装置の作用について説明したが、励磁コイルのみを
備えて該励磁コイルのインピーダンス変化から欠陥検出
する装置についても検出感度や分解能等が多少異なる
が、本質的な作用は同じである。
えた装置の作用について説明したが、励磁コイルのみを
備えて該励磁コイルのインピーダンス変化から欠陥検出
する装置についても検出感度や分解能等が多少異なる
が、本質的な作用は同じである。
【００１２】
【実施例】図１の装置構成により、外径２５mm、肉厚
１．４mm、長さ１０００mmで、内側から順に繊維方向が
＋４５゜、−４５゜、０゜、９０゜のプリプレグが各２
層づつ合計８層から成るＣＦＲＰ管体を検査した。励磁
コイルとして２０×３０mmの矩形状コイルを、検査コイ
ルとして６×１０mmの矩形状コイルを２個並べた差動コ
イルを用いた。該検査コイルの周方向検出特性は±１５
゜で−３ｄＢである。
１．４mm、長さ１０００mmで、内側から順に繊維方向が
＋４５゜、−４５゜、０゜、９０゜のプリプレグが各２
層づつ合計８層から成るＣＦＲＰ管体を検査した。励磁
コイルとして２０×３０mmの矩形状コイルを、検査コイ
ルとして６×１０mmの矩形状コイルを２個並べた差動コ
イルを用いた。該検査コイルの周方向検出特性は±１５
゜で−３ｄＢである。
【００１３】図４は検査結果の一例で、３０゜毎に１２
回走査して得られた結果を俯瞰図表示したもので、同図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は検出コイル９ｂ、１
０ｂ、１１ｂ、１２ｂのそれぞれのインピーダンス変化
に比例した電圧出力である。図４（ａ）から０゜方向の
繊維の破断が長手方向約３００mm、円周方向約１８０゜
の位置にあること、および同図（ｃ）、（ｄ）から＋４
５゜と−４５゜方向繊維の破断が約７００mm、２７０゜
付近にあることが推定された。そこで、このＣＦＲＰ管
体の上記位置を破壊して観察したところ、検査結果に対
応して繊維破断が起きていたことが実証された。
回走査して得られた結果を俯瞰図表示したもので、同図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は検出コイル９ｂ、１
０ｂ、１１ｂ、１２ｂのそれぞれのインピーダンス変化
に比例した電圧出力である。図４（ａ）から０゜方向の
繊維の破断が長手方向約３００mm、円周方向約１８０゜
の位置にあること、および同図（ｃ）、（ｄ）から＋４
５゜と−４５゜方向繊維の破断が約７００mm、２７０゜
付近にあることが推定された。そこで、このＣＦＲＰ管
体の上記位置を破壊して観察したところ、検査結果に対
応して繊維破断が起きていたことが実証された。
【００１４】上記実施例はＣＦＲＰ管体を回転および走
査する場合を示したが、逆に励磁および検出コイルを動
かしてもその効果は同じである。また、各方向毎の励磁
および検出コイルを複数設けて回転の回数を減らすこと
も可能である。
査する場合を示したが、逆に励磁および検出コイルを動
かしてもその効果は同じである。また、各方向毎の励磁
および検出コイルを複数設けて回転の回数を減らすこと
も可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば強化繊
維の各方向毎に選択的に誘導電流を流し、ＣＦＲＰ管状
体をその周方向に所定の角度変えて一周するまで繰り返
し走査するように構成したので、複数の繊維方向を有す
るＣＦＲＰ管状体の繊維破断を破断繊維の方向によら
ず、高速且つ自動的に、しかも各方向毎の欠陥位置やそ
の大きさが定量的に検査できる。そのため、ＣＦＲＰ製
のゴルフシャフトや釣竿等の製品検査装置として本発明
は非常に有効である。
維の各方向毎に選択的に誘導電流を流し、ＣＦＲＰ管状
体をその周方向に所定の角度変えて一周するまで繰り返
し走査するように構成したので、複数の繊維方向を有す
るＣＦＲＰ管状体の繊維破断を破断繊維の方向によら
ず、高速且つ自動的に、しかも各方向毎の欠陥位置やそ
の大きさが定量的に検査できる。そのため、ＣＦＲＰ製
のゴルフシャフトや釣竿等の製品検査装置として本発明
は非常に有効である。
【図１】本発明装置の実施態様を示した説明図である。
【図２】本発明において９０゜、０゜、＋４５゜、−４
５゜各方向の繊維に選択的に誘導電流を流すための複数
の励磁コイル、該励磁コイル群と対をなす複数の検出コ
イルを示した説明図である。
５゜各方向の繊維に選択的に誘導電流を流すための複数
の励磁コイル、該励磁コイル群と対をなす複数の検出コ
イルを示した説明図である。
【図３】本発明における検出コイルの周方向検出特性の
一例を示した図である。
一例を示した図である。
【図４】本発明による検査結果の一例を示した図であ
る。
る。
１ ＣＦＲＰ管状体 ２ ＣＦＲＰ管状体の保持部 ３ 回転機構 ４ 走査機構 ５ 回転機構の駆動回路 ６ 走査機構の駆動回路 ７ コンピューター部 ８ 渦流探傷器 ９、１０、１１、１２ コイルボビン ９ａ、１０ａ、１１ａ、１２ａ 励磁コイル ９ｂ、１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ 検出コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相川 康浩 神奈川県相模原市淵野辺５−10−１ 新日 本製鐵株式会社エレクトロニクス研究所内 (72)発明者 中西 朋宏 千葉県木更津市新港15の１ 新日鐵化学株 式会社商品開発センター内
Claims (2)
- 【請求項１】 炭素繊維強化プラスチックス製管状体の
強化繊維の各方向毎にそれぞれ選択的に誘導電流を流す
ための複数の励磁コイルと、渦流探傷器と、前記管状体
をその長手方向に走査するための走査機構と、前記管状
体をその周方向に回転するための回転機構と、前記渦流
探傷器と走査機構および回転機構を制御するとともに検
査結果を表示するためのコンピューターとを備えたこと
を特徴とする、炭素繊維強化プラスチックス製管状体の
欠陥検査装置。 - 【請求項２】 複数の励磁コイルと対をなす複数の検出
コイルを備えたことを特徴とする、請求項１記載の炭素
繊維強化プラスチックス製管状体の欠陥検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6020643A JPH07229875A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 炭素繊維強化プラスチックス製管状体の欠陥検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6020643A JPH07229875A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 炭素繊維強化プラスチックス製管状体の欠陥検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07229875A true JPH07229875A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12032914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6020643A Pending JPH07229875A (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 炭素繊維強化プラスチックス製管状体の欠陥検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07229875A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100820304B1 (ko) * | 2006-04-28 | 2008-04-08 | (주)레이나 | Ｎｄｔ설비를 이용한 백피봉강의 결함 검출 장치와 이를이용한 방법 |
| JP2013185952A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Jfe Steel Corp | 電磁気探傷用プローブ |
| JP6373471B1 (ja) * | 2017-12-22 | 2018-08-15 | 非破壊検査株式会社 | 繊維強化複合材ケーブルの検査方法及び検査装置 |
| JP6373472B1 (ja) * | 2017-12-22 | 2018-08-15 | 非破壊検査株式会社 | 欠陥検査方法及び欠陥検査装置 |
| KR20190055596A (ko) * | 2017-11-15 | 2019-05-23 | (주)엘지하우시스 | 섬유 강화 복합재의 제조방법 및 이에 의해 제조된 섬유 강화 복합재 |
| US10605777B2 (en) | 2016-03-16 | 2020-03-31 | Ihi Corporation | Method for inspecting electroconductive composite material and device for inspecting electroconductive composite material |
| US10656121B2 (en) | 2015-10-09 | 2020-05-19 | Ihi Corporation | Method for detecting arrangement disorder of fibers in conductive composite material, and device for detecting arrangement disorder of fibers in conductive composite material |
-
1994
- 1994-02-17 JP JP6020643A patent/JPH07229875A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100820304B1 (ko) * | 2006-04-28 | 2008-04-08 | (주)레이나 | Ｎｄｔ설비를 이용한 백피봉강의 결함 검출 장치와 이를이용한 방법 |
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| JP2019032294A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-02-28 | 非破壊検査株式会社 | 欠陥検査方法及び欠陥検査装置 |
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