JP5729824B2 - 車輪の磁粉探傷用磁化装置 - Google Patents
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Description
車輪を磁粉探傷するための磁粉探傷装置としては、例えば、特許文献1に記載の装置が知られている。
特許文献1に記載の磁粉探傷装置によれば、前記電流貫通極によって車輪の周方向に延びる磁束が形成されるため、これによりボス部の孔を中心として放射状に延びる放射状欠陥の検出が可能である。また、前記磁化コイルによって車輪の径方向に延びる磁束が形成されるため、これにより前記孔を中心として同心円状に延びる円周欠陥の検出が可能である。
特許文献1では、JISで規定されているA型標準試験片を用いて欠陥検出能を評価しており、磁粉模様が明瞭に観察できたことが示されている。
しかしながら、欧州における車輪の拡販に際して本発明者らが検討したところ、特許文献1に記載の磁粉探傷装置では、車輪の両側面近傍の空間における磁束の磁束密度(特に、車輪の周方向に延びる磁束の磁束密度)が上記した欧州の規格を満足しないことが分かった。
また、本発明に係る車輪の磁粉探傷用磁化装置は、前記導体の両端部にそれぞれ接続され、車輪の両側面にそれぞれ対向してボス部からリム部まで車輪の径方向外側に延びる一対の補助導体を備える。そして、この一対の補助導体に電流が通電されるため、各補助導体の中心軸を中心とする同心円状に磁束が形成される。前述のように、各補助導体は、導体の端部に接続されていると共に車輪の径方向外側に延びるため、各補助導体によって形成される磁束は車輪の周方向に延び、なお且つ、その磁束の向き(補助導体と車輪の側面との間に形成される磁束の向き)は前記導体によって形成される磁束の向きと同一である。また、各補助導体は、車輪のボス部からリム部まで延びるため、各補助導体によって形成される磁束の磁束密度は、車輪のボス部からリム部までほぼ均一となる。従って、導体及び一対の補助導体によって形成される車輪の周方向に延びる磁束の磁束密度は、導体単独の場合に比べて増加すると共に、導体単独の場合に比べて車輪のボス部からリム部まで均一となりやすい。そして、車輪を磁化する際に車輪を周方向に回転させれば、車輪の両側面近傍の空間全体について、車輪の周方向に延びる磁束の磁束密度を増加させることができると共に、車輪のボス部からリム部まで磁束密度を均一化させやすくなる。
さらに、本発明に係る車輪の磁粉探傷用磁化装置は、一対の補助導体及び導体に交流電流が通電されるため、表皮効果によって車輪の両側面近傍に磁束が集中し、車輪の両側面近傍の空間における磁束密度を高めることが可能である。
以上のように、本発明に係る車輪の磁粉探傷用磁化装置によれば、車輪の両側面近傍の空間において該車輪の周方向に延びる磁束の磁束密度を、車輪のボス部からリム部に亘って十分に確保することが可能である。
上記好ましい構成によれば、前述のように導体及び一対の補助導体によって車輪の周方向に延びる磁束が形成される一方、一対の磁化コイルによって車輪の径方向に延びる磁束が形成されるため、車輪の両側面のいずれの方向の欠陥をも探傷可能である。
図1は、本発明の一実施形態に係る磁粉探傷用磁化装置を用いて車輪を磁化している状態を示す概略構成図である。図1(a)は、車輪の軸方向に直交する方向から見た正面図を示す。図1(a)において、車輪は断面で表している。図1(b)は、車輪の軸方向から見た平面図を示す。図1(b)において、磁化コイル及び交流電源の図示は省略している。
図1に示すように、本実施形態に係る磁粉探傷用磁化装置(以下、単に「磁化装置」ともいう)100は、径方向内側から順にボス部71、板部72及びリム部73を具備する車輪7の磁粉探傷用磁化装置である。
導体1に交流電流が通電されることにより、導体1の中心軸を中心とする同心円状に磁束B1が形成される。すなわち、車輪7の周方向に延びる磁束B1が形成されることになる。この導体1によって形成される磁束B1の磁束密度は、導体1から離れるに従って(すなわち、リム部73に近づくに従って)低下する。
なお、図1(b)に示す磁束B1は、導体1に、紙面に垂直な方向の手前側から奥側に電流が流れている状態で形成される磁束を図示している。
なお、本実施形態では、各補助導体2A、2Bが車輪7の軸方向から見て略同一の位置に配置されているが、本発明はこれに限るものではない。例えば、車輪7の軸方向から見て、補助導体2Aと補助導体2Bとが直交するような配置や、補助導体2Aと補助導体2Bの延びる向きが反対方向となるような配置とすることも可能である。
なお、図1(b)に示す磁束B2は、補助導体2Aに、リム部73側からボス部71側に電流が流れている状態(導体1に、紙面に垂直な方向の手前側から奥側に電流が流れている状態)で形成される磁束を図示している。
前述した構成を有する磁化装置100を用いて車輪7を磁化し、その際の車輪7の側面近傍の空間における磁束密度(車輪7の周方向に延びる磁束の磁束密度、及び、車輪7の径方向に延びる磁束の磁束密度)を測定する試験を行った。
具体的には、交流電源4から各補助導体2A、2Bに交流電流を供給することにより、各補助導体2A、2B及び導体1に交流電流を通電させ、その際に車輪7の周方向に延びる磁束の磁束密度を測定した。
次に、交流電源4からの交流電流の供給を停止した後、交流電源5から磁化コイル3Aに交流電流を供給すると共に、交流電源6から磁化コイル3Bに交流電流を供給することにより、各磁化コイル3A、3Bに交流電流を通電させ、その際に車輪7の径方向に延びる磁束の磁束密度を測定した。
仮に、導体1に通電させる電流値を6倍(36000A)程度に高めることが可能であるならば、部位A〜部位Cのいずれについても、車輪7の周方向に延びる磁束の磁束密度が規格EN13262を満足する可能性はある。しかしながら、部位Cについては、磁束密度が過度に大きくなりすぎて、規格BN918277を満足しない可能性が高い。
1A,1B・・・導体片
2,2A,2B・・・補助導体
3,3A,3B・・・磁化コイル
4,5,6・・・交流電源
7・・・車輪
71・・・ボス部
72・・・板部
73・・・リム部
100・・・磁粉探傷用磁化装置
711・・・ボス部の孔
Claims (2)
- 径方向内側から順にボス部、板部及びリム部を具備する車輪の磁粉探傷用磁化装置であって、
前記ボス部の孔を貫通する導体と、
前記導体の両端部にそれぞれ接続され、前記車輪の両側面にそれぞれ対向して前記ボス部から前記リム部まで前記車輪の径方向外側に延びる一対の補助導体とを備え、
前記一対の補助導体及び前記導体に交流電流が通電されることで、前記導体によって形成される前記車輪の周方向に延びる磁束と、前記一対の補助導体によって形成され、前記導体によって形成される磁束の向きと同一の向きで前記車輪の周方向に延びる磁束とによって、前記車輪が磁化されることを特徴とする車輪の磁粉探傷用磁化装置。 - 軸心方向が前記車輪の両側面にそれぞれ対向するように配置され、交流電流が通電される一対の磁化コイルを更に備えることを特徴とする請求項1に記載の車輪の磁粉探傷用磁化装置。
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