JP6224340B2 - 磁化器 - Google Patents
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Description
継鉄を含む握り部。
握り部にそれぞれ接続され、特に、少なくとも一方が揺動自在に接続され、電流が供給されて検査対象を磁化する磁束を発生する第1および第2のコイル部。
握り部と検査対象の間に、第1および第2のコイル部によって形成される閉じた磁気回路。
第1および第2のコイル部はそれぞれ、電流が供給されて磁束を発生するコイルと、コイルを貫通すると共に一端が握り部の継鉄の端部に揺動自在に接続され、他端に検査対象に当接又は近接可能な複数の磁極面が形成された鉄芯と、を含む。
(a)磁化器において一方又は両方のコイル部が揺動自在であることによって、同じ磁化器で、平面も隅肉部も磁化することができる。すなわち、一台の磁化器を、様々な箇所の磁化ないし探傷に用いることができる。
(b)第1および第2のコイル部が握り部を介して接続されていることによって、磁化器の取り扱いが容易であると共に、コイル部を内側に揺動させる場合もコイル部同士の干渉が防止され、又、コイル部間の距離(極間距離)も適切に保たれる。
(c)両方のコイル部が握り部の両端にそれぞれ接続されていることによって、コイル部間における磁束の短絡の発生が防止され、又、握り部の端部からの磁束の漏れが防止される。
(d)コイル部が握り部に対して揺動自在であることによって、コイル部の先端に揺動自在なアタッチメントを取り付ける必要がなくなり、アタッチメント取付部分からの磁気漏れがなくなる。
(e)磁気漏れが少ないことによって、磁化器は、低消費電流にもかかわらず、大きな磁化力を発生できる。これによって、磁化器の小型化および軽量化が可能となり、又、コイル部および握り部の過熱が防止される。その結果、長時間の連続的又は断続的な探傷作業が可能となる。
(f)以上より、この磁化器は、狭隘部の探傷に適している。
図1を参照すると、磁化器1は、握り部2と、握り部2の両端にそれぞれ揺動自在に接続された第1のコイル部3(図中左側)および第2のコイル部3(図中右側)と、を有している。握り部2と検査対象の間には、第1および第2のコイル部3,3を介して、閉じた磁気回路が形成される。第1および第2のコイル部3,3は、電流が供給されて検査対象を磁化する磁束を発生する。なお、第1および第2のコイル部3,3は同様の部品から組み立てられ且つ対称な構成を有しているから、第1および第2のコイル部3,3には同じ参照符号を付与している。
握り部2は、継鉄21を含み、さらに、継鉄21を覆うモールド22を有している。握り部の正面および背面には、治具取付用のネジ孔21c,21cが形成されている。
第1のコイル部3は、電流が供給されて磁束を発生するコイル31と、コイル31内を貫通する鉄芯33と、を含み、さらに、コイル31が巻回されるボビン32と、コイル31等を覆うモールド34(図中右側の第2のコイル部3参照)と、を有している。コイル部3の一端は、鉄芯33と継鉄21の接続を利用して、握り部2の一端に揺動自在に支持され、コイル部3の他端すなわち鉄芯33の他端は、検査対象を磁化する際、検査対象に当接又は近接する。第2のコイル部3も同様の構成を有している。
第1のヒンジ部4は、握り部2の一端と第1のコイル部3の一端との間に形成されている。第1のヒンジ部4は、第1のコイル部3の一端を、相対回転自在な鉄芯33および継鉄21を介して、握り部2の一端に取付角度αを可変に接続している。第2のヒンジ部4は、握り部2の他端と第2のコイル部3の一端との間に形成されている。第2のヒンジ部4は、第2のコイル部3の一端を、相対回転自在な鉄芯33および継鉄21を介して、握り部2の他端に取付角度αを可変に接続している。
結局、図中左側の第1のコイル部3が有する鉄芯33の一端は、第1のヒンジ部4を介して、継鉄21の一端に揺動自在に接続され、図中右側の第2のコイル部3が有する鉄芯33の一端は、第2のヒンジ部4を介して、継鉄21の他端に揺動自在に接続されている。これによって、第1および第2のコイル部3,3はいずれも、握り部2に対して取付角度αを可変に接続されている。以下、磁化器1の組立ておよび細部について詳細に説明する。なお、第1と第2のコイル部3,3は、基本的に対称で同様な構成を有しているから、以下、第1のコイル部3について主として説明し、第2のコイル部3については第1のコイル部3に関する説明を参照するものとする。
鉄芯33の他端面には、検査対象に当接又は近接可能な複数の磁極面33a,33b,33cが形成されている。磁化時、検査者は、要求される極間距離、磁化器1および第1および第2のコイル部3,3に要求される姿勢に応じて、複数の磁極面33a,33b,33cのなかから適切な磁極面を選択することができる。内側および外側磁極面33a,33cの中間磁極面33bに対する角度は、例えば、30度又は45度に設定する。
図2は、図1に示した磁化器の部分組立図であって、特に、ボビンと鉄芯の組立てを示す図である。図2を参照すると、ボビン32は、鉄芯33が挿入されて貫通する貫通孔32aを有している。鉄芯33の他端は、貫通孔32aから突出して、ボビン32の端面を覆い、鉄芯33のみが検査対象に接触するように拡開している。鉄芯33のボビン32から突出した他端面には、上述した複数の磁極面33a,33b,33cが形成されている。
図3は、図1に示した磁化器の部分組立図であって、特に、ヒンジ部の組立てを示す図である。図3を参照すると、継鉄21も、鉄芯33と同様に、積層鋼板210a,210b,・・・210zから構成されている。継鉄21は、積層鋼板210a等からそれぞれ形成された複数のブロック211a,211b,211cから構成され、長い外側のブロック211a,211bの端部間に鉄芯33の一端が挿入される。短い中側のブロック211cは、挿入された鉄芯33の一端と対向している。継鉄21の端部にはヒンジ孔21fが形成され、鉄芯33の一端にもヒンジ孔33fが形成されている。ヒンジピン41がヒンジ孔21f,ヒンジ孔33fおよびヒンジ孔21fに挿通され、ヒンジピン41の先端にナット42が螺合されることによって、鉄芯33は、継鉄21に揺動自在に接続される。
JIS Z2320−3に準じて、磁化器1のリフティング・パワーを測定したところ、4.5kgの鋼板を持ち上げることができ、さらに、5.5kgの鋼板を持ち上げることもできた。また、握り部2も過熱しなかった。
検査対象が平面と隅肉の二つの場合で、磁化器1の姿勢、コイル部3の取付角度、又は、握り部2の長さ(図7(A)および図7(B)参照)を変えて、磁化器1の探傷性能を確認した。詳細には、検査対象とみなす鋼板上の所定箇所に、所定の傷が形成されているJIS A−1に準拠する試験片S(30/100又は15/100)を貼り付け、試験片Sを跨ぐように、第1および第2のコイル部3,3がそれぞれ備える複数の磁極面のなかから選択した二面を鋼板上に置き、通電および磁粉散布を行い、試験片S上に形成された指示模様を確認した。試験環境は、温度が21℃、湿度が50%であった。磁化電圧は、常用の交流100V、周波数50Hzを用いた。
握り部2の長さに対応する範囲で、試験片S上の傷が検出でき、さらに、両方のコイル部3,3を外側に揺動して極間距離を長くすることによって、握り部2の長さの約2倍の範囲で、試験片S上の傷が検出できた。磁化器1の有効探傷範囲は、握り部2の長さによって変更できるが、少なくとも、60〜150mmの範囲に設定できることが確認された。
磁化器1に対する通電を継続して、握り部2の温度がJIS Z2320−3が規定する50℃に到達する時間を調べたところ、60分以上も要した。したがって、磁化器1においては、磁束の漏れが少なく、低消費電流で検査対象を磁化できることが確認された。
図8(A)〜図8(E)に示すように、磁化器1の姿勢又はコイル部3の取付角度を変えて、磁化器1の磁化ないし探傷性能を確認した。
図8(A)は、コイル部3,3同士が平行の場合を示しており、中間磁極面33b,33bが鋼板に接触している。図8(B)は、両方のコイル部3,3を外側に開いた場合を示しており、内側磁極面33c,33cが鋼板にそれぞれ接触している。
図8(C)は、隅肉探傷において、コイル部3,3同士が平行の状態で磁化器1を傾けた場合を示しており、外側磁極面33a,33aが鋼板に接触している。図8(D)は、隅肉探傷において、磁化器1を傾けると共に、第1のコイル部3(図中左側)を外側に開き、第2のコイル部3(図中右側)の取付角度α(図1参照)は0度のままとした場合を示しており、中間磁極面33bと外側磁極面33aが鋼板に接触している。図8(E)は、隅肉探傷において、第1のコイル部3の取付角度αを180度とし、他方のコイル部3の取付角度αは0度のままとした場合を示しており、中間磁極面33b,33bが鋼板にそれぞれ接触している。図8(A)〜図8(E)に示したいずれの試験においても、試験片S上に明確な指示模様が形成された。
さらに、磁化器1を用いて実地試験を行った。検査対象は圧縮機である。圧縮機の回転軸には、多数のタービンロータがロータ軸方向に並んで溶接により固定されている。上述した試験片を、二枚のタービンロータに挟まれたロータ軸の外周面に貼り付け、磁化器1を、この狭隘部に挿入し、磁化および磁粉探傷を軸回りに繰り返し行ったところ、試験片S上の指示模様がいずれも確認でき、握り部2の過熱も発生しなかった。
2 握り部
21 継鉄
210a,210b,210c,・・・,210z 積層鋼板
211a,211b,211c 複数のブロック
21c 治具取付用のねじ孔
21f ヒンジ孔
22 モールド
22a,22a 一対の開口
22b 溝
3 コイル部(第1および第2のコイル部)
31 コイル
32 ボビン
32a 貫通孔
33 鉄芯
330a,330b,330c,・・・,330z 積層鋼板
33a,33b,33c 複数の磁極面(平面)
33a 外側磁極面
33b 中間磁極面
33c 内側磁極面
33d 稜線
33f ヒンジ孔
34 モールド
4 ヒンジ部(第1および第2のヒンジ部(接続部))
41 ヒンジピン
42 ナット
5 給電ケーブル
α コイル部の取付角度
S 試験片
Claims (4)
- 継鉄を含む握り部と、
前記握り部にそれぞれ接続されて該握り部と検査対象の間に閉じた磁気回路を形成し、電流が供給されて前記検査対象を磁化する磁束を発生し、少なくとも一方が該握り部に揺動自在に接続される第1および第2のコイル部と、を備え、
前記第1および第2のコイル部はそれぞれ、
電流が供給されて磁束を発生するコイルと、
該コイルを貫通すると共に一端が前記握り部の前記継鉄の端部に揺動自在に接続され、他端に前記検査対象に当接又は近接可能な複数の磁極面が形成された鉄芯と、を含む、
ことを特徴とする磁化器。 - 前記第1および第2のコイル部はそれぞれ、前記コイルが巻回されるボビンを含み、
前記ボビンは、前記鉄芯が貫通する貫通孔を有し、
前記鉄芯の他端は、前記貫通孔から突出して検査対象に当接又は近接する、
ことを特徴とする請求項1記載の磁化器。 - 前記鉄芯の他端は、前記貫通孔から突出して前記ボビンの端面を覆うこと、
前記ボビン端面と前記検査対象の間において、前記鉄芯の他端面には、該検査対象に当接又は近接可能な複数の磁極面が形成されること、
を特徴とする請求項2記載の磁化器。 - 前記握り部は、前記継鉄を覆うモールドを有し、
前記モールドは、前記継鉄と前記鉄芯の接続部を収容する開口と、前記第1および第2のコイル部に電流を供給するケーブルを収容する溝と、を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一記載の磁化器。
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