KR101584464B1

KR101584464B1 - 차륜의 자분탐상용 자화 장치

Info

Publication number: KR101584464B1
Application number: KR1020147007523A
Authority: KR
Inventors: 다카시 모치이; 미치타카 호리; 무네오 이시다
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2016-01-11
Also published as: RU2014117022A; AU2012318222A1; AU2012318222B2; CN103959054A; US9304109B2; JP5729824B2; JP2013068564A; US20140306699A1; BR112014007040A2; UA112201C2; EP2762874A1; WO2013046944A1; EP2762874B1; EP2762874A4; CA2848558A1; RU2579431C2; KR20140056353A; CA2848558C

Abstract

(과제) 차륜의 양측면 근방의 공간에 있어서 상기 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를, 차륜의 보스부로부터 림부에 걸쳐서 충분히 확보할 수 있는 자분탐상용 자화 장치를 제공한다.
(해결 수단) 본 발명은, 반경 방향 내측으로부터 순서대로 보스부(71), 판부(72) 및 림부(73)를 구비하는 차륜(7)의 자분탐상용 자화 장치(100)로서, 보스부(71)의 구멍(711)을 관통하는 도체(1)와, 도체(1)의 양단부에 각각 접속되고, 차륜(7)의 양측면에 각각 대향하여 보스부(71)로부터 림부(73)까지 차륜(7)의 직경 방향 외측으로 연장되는 한 쌍의 보조 도체(2)를 구비하고, 한 쌍의 보조 도체(2) 및 도체(1)에는, 교류 전류가 통전되는 것을 특징으로 한다.

Description

차륜의 자분탐상용 자화 장치{MAGNETIZING DEVICE FOR MAGNETIC PARTICLE INSPECTION OF WHEEL}

본 발명은, 차륜의 자분탐상용 자화 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 차륜의 양측면 근방의 공간에 있어서 상기 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를, 차륜의 보스부로부터 림부에 걸쳐서 충분히 확보할 수 있는 자분탐상용 자화 장치에 관한 것이다.

종래부터, 반경 방향 내측으로부터 순서대로 보스부, 판부 및 림부를 구비하는 철도 차륜(이하, 단순히 차륜이라고 함)의 품질 보증 기술로서, 자분탐상법이 널리 적용되고 있다.

차륜을 자분탐상하기 위한 자분탐상 장치로는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 장치가 알려져 있다.

특허 문헌 1에 기재된 자분탐상 장치는, 차륜의 전체 표면 중 어느 방향의 결함도 탐상 가능하게 하는 것을 목적으로 하여, 보스부의 구멍에 삽입되어 직류 전류가 통전되는 전류 관통극과, 차륜의 양측면에 각각 대향하도록 배치되고 교류 전류가 통전되는 한 쌍의 자화 코일을 구비하고 있다.

특허 문헌 1에 기재된 자분탐상 장치에 의하면, 상기 전류 관통극에 의해서 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속이 형성되므로, 이에 의해 보스부의 구멍을 중심으로 하여 방사상으로 연장되는 방사상 결함의 검출이 가능하다. 또, 상기 자화 코일에 의해서 차륜의 반경 방향으로 연장되는 자속이 형성되므로, 이에 의해 상기구멍을 중심으로 하여 동심원형상으로 연장되는 원주 결함의 검출이 가능하다.

특허 문헌 1에서는, JIS에서 규정되어 있는 A형 표준 시험편을 이용하여 결함 검출능을 평가하고 있으며, 자분 모양을 명료하게 관찰할 수 있었음이 나타나 있다.

한편, 유럽에 있어서는, 철도용 차륜의 제조 규격으로서, BN918277, EN13262 등이 있다. BN918277에 있어서는, 자화중의 차륜의 양측면 근방의 공간에 있어서의 자속밀도가 2.5mT~8.2mT인 것이 요구되고 있다. 또, EN13262에 있어서는, 자화중의 차륜의 양측면 근방의 공간에 있어서의 자속밀도가 4mT 이상인 것이 요구되고 있다.

일본국 특허 공개 2003-344359호 공보

특허 문헌 1에 기재된 자분탐상 장치에 의하면, 상술한 바와 같이, 표준 시험편에 형성되는 자분 모양을 명료하게 관찰 가능하다.

그러나, 유럽에 있어서의 차륜의 확대 판매시에 본 발명자 등이 검토한 바, 특허 문헌 1에 기재된 자분탐상 장치에서는, 차륜의 양측면 근방의 공간에 있어서의 자속의 자속밀도(특히, 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도)가 상기한 유럽의 규격을 만족하지 않음이 밝혀졌다.

본 발명은, 이러한 종래 기술을 감안하여 이루어진 것이며, 차륜의 양측면 근방의 공간에 있어서 상기 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를, 차륜의 보스부로부터 림부에 걸쳐서 충분히 확보할 수 있는 자분탐상용 자화 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 반경 방향 내측으로부터 순서대로 보스부, 판부 및 림부를 구비하는 차륜의 자분탐상용 자화 장치로서, 상기 보스부의 구멍을 관통하는 도체와, 상기 도체의 양단부에 각각 접속되고, 상기 차륜의 양측면에 각각 대향하여 상기 보스부로부터 상기 림부까지 상기 차륜의 반경 방향 외측으로 연장되는 한 쌍의 보조 도체를 구비하고, 상기 한 쌍의 보조 도체 및 상기 도체에는, 교류 전류가 통전되는 것을 특징으로 하는 차륜의 자분탐상용 자화 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 차륜의 자분탐상용 자화 장치는, 보스부의 구멍을 관통하는 도체를 구비하고, 이 도체에 전류가 통전되므로, 도체의 중심축을 중심으로 하는 동심원형상으로 자속이 형성된다. 즉, 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속이 형성되게 된다. 도체에 의해서 형성되는 자속의 자속밀도는, 도체로부터 멀어짐에 따라서(즉, 림부에 가까워짐에 따라서) 저하한다.

또, 본 발명에 따른 차륜의 자분탐상용 자화 장치는, 상기 도체의 양단부에 각각 접속되고, 차륜의 양측면에 각각 대향하여 보스부로부터 림부까지 차륜의 반경 방향 외측으로 연장되는 한 쌍의 보조 도체를 구비한다. 즉, 한 쌍의 보조 도체 중 한쪽의 보조 도체는, 도체의 한쪽의 단부에 접속되고, 차륜의 한쪽의 측면에 대향하여 차륜의 반경 방향 외측으로 연장된다. 또, 한 쌍의 보조 도체 중 다른쪽의 보조 도체는, 도체의 다른쪽의 단부에 접속되고, 차륜의 다른쪽의 측면에 대향하여 차륜의 반경 방향 외측으로 연장된다. 그리고, 이 한 쌍의 보조 도체에 전류가 통전되므로, 각 보조 도체의 중심축을 중심으로 하는 동심원형상으로 자속이 형성된다. 상술한 바와 같이, 각 보조 도체는, 도체의 단부에 접속되어 있음과 더불어 차륜의 반경 방향 외측으로 연장되므로, 각 보조 도체에 의해서 형성되는 자속은 차륜의 둘레 방향으로 연장되고, 또 한편, 그 자속의 방향(보조 도체와 차륜의 측면 사이에 형성되는 자속의 방향)은 상기 도체에 의해서 형성되는 자속의 방향과 동일하다. 또, 각 보조 도체는, 차륜의 보스부로부터 림부까지 연장되므로, 각 보조 도체에 의해서 형성되는 자속의 자속밀도는, 차륜의 보스부로부터 림부까지 거의 균일하게 된다. 따라서, 도체 및 한 쌍의 보조 도체에 의해서 형성되는 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도는, 도체 단독인 경우에 비해 증가함과 더불어, 도체 단독인 경우에 비해 차륜의 보스부로부터 림부까지 균일하게 되기 쉽다. 그리고, 차륜을 자화할 때에 차륜을 둘레 방향으로 회전시키면, 차륜의 양측면 근방의 공간 전체에 대해서, 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를 증가시킬 수 있음과 더불어, 차륜의 보스부로부터 림부까지 자속밀도를 균일화시키기 쉬워진다.

또한, 본 발명에 따른 차륜의 자분탐상용 자화 장치는, 한 쌍의 보조 도체 및 도체에 교류 전류가 통전되므로, 표피 효과에 의해서 차륜의 양측면 근방에 자속이 집중되어, 차륜의 양측면 근방의 공간에 있어서의 자속밀도를 높이는 것이 가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 차륜의 자분탐상용 자화 장치에 의하면, 차륜의 양측면 근방의 공간에 있어서 상기 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를, 차륜의 보스부로부터 림부에 걸쳐서 충분히 확보하는 것이 가능하다.

바람직하게는, 축심 방향이 상기 차륜의 양측면에 각각 대향하도록 배치되고, 교류 전류가 통전되는 한 쌍의 자화 코일을 더 구비한다.

이러한 바람직한 구성에 의하면, 교류 전류가 통전되는 한 쌍의 자화 코일이, 그들의 축심 방향이 차륜의 양측면에 각각 대향하도록 배치된다. 즉, 한 쌍의 자화 코일 중 한쪽의 자화 코일은, 그 축심 방향이 차륜의 한쪽의 측면에 대향하도록 배치된다. 또, 한 쌍의 자화 코일 중 다른쪽의 자화 코일은, 그 축심 방향이 차륜의 다른쪽의 측면에 대향하도록 배치된다. 이들 한 쌍의 자화 코일에 의해서 차륜의 반경 방향으로 연장되는 자속이 형성되게 된다.

상기 바람직한 구성에 의하면, 상술한 바와 같이 도체 및 한 쌍의 보조 도체에 의해서 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속이 형성되는 한편, 한 쌍의 자화 코일에 의해서 차륜의 반경 방향으로 연장되는 자속이 형성되므로, 차륜의 양측면 중 어느 방향의 결함도 탐상 가능하다.

본 발명에 의하면, 차륜의 양측면 근방의 공간에 있어서 상기 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를, 차륜의 보스부로부터 림부에 걸쳐서 충분히 확보하는 것이 가능하다. 이로써, 교류 전류의 전류치 등을 과도하게 크게 하지 않고 적절히 설정함으로써, 유럽에서의 규격 BN918277, EN13262를 만족시키는 것이 가능해진다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 자분탐상용 자화 장치를 이용하여 차륜을 자화하고 있는 상태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는, 도 1에 나타낸 자분탐상용 자화 장치를 이용하여, 차륜의 측면 근방의 공간에 있어서의 자속밀도를 측정한 결과의 일례를 나타낸다.
도 3은, 도 1에 나타낸 자분탐상용 자화 장치를 이용했을 때의 결함 검출능을 평가하기 위해서 사용한 표준 시험편을 나타내는 모식도이다.
도 4는, 도 3에 나타낸 표준 시험편에 부착한 자분 모양의 일례를 나타낸다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시형태에 대해서 설명한다.

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 자분탐상용 자화 장치를 이용하여 차륜을 자화하고 있는 상태를 나타내는 개략 구성도이다. 도 1(a)는, 차륜의 축방향에 직교하는 방향으로부터 본 정면도를 나타낸다. 도 1(a)에서, 차륜은 단면으로 나타내고 있다. 도 1(b)는, 차륜의 축방향으로부터 본 평면도를 나타낸다. 도 1(b)에서, 자화 코일 및 교류 전원의 도시는 생략했다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 자분탐상용 자화 장치(이하, 단순히 「자화 장치」라고도 함)(100)는, 반경 방향 내측으로부터 순서대로 보스부(71), 판부(72) 및 림부(73)를 구비하는 차륜(7)의 자분탐상용 자화 장치이다.

자화 장치(100)는, 도체(1)와, 도체(1)의 양단부에 각각 접속된 한 쌍의 보조 도체(2(2A, 2B))를 구비하고 있다. 또, 자화 장치(100)는, 각 보조 도체(2A, 2B)에 접속된 교류 전원(4)을 구비하고 있다.

도체(1)는, 예를 들면, 구리로 형성되어 있으며, 차륜(7)의 보스부(71)에 설치된 구멍(차축을 삽입 통과시키기 위한 구멍)(711)을 관통하고 있다. 본 실시형태의 도체(1)는, 원주형상의 한 쌍의 도체편(1A, 1B)으로 구성되어 있으며, 각 도체편(1A, 1B)을 각각 차륜(7)의 측면(차륜(7)의 축방향에 직교하는 방향의 측면)으로부터 구멍(711) 내에 삽입하여, 각 도체편(1A, 1B)이 대향하는 단부끼리를 접촉시킨 상태로 하고 있다.

교류 전원(4)으로부터 각 보조 도체(2A, 2B)에 교류 전류가 공급됨으로써, 도체(1)에도 교류 전류가 통전된다.

도체(1)에 교류 전류가 통전됨으로써, 도체(1)의 중심축을 중심으로 하는 동심원형상으로 자속(B1)이 형성된다. 즉, 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속(B1)이 형성되게 된다. 이 도체(1)에 의해서 형성되는 자속(B1)의 자속밀도는, 도체(1)로부터 멀어짐에 따라서(즉, 림부(73)에 가까워짐에 따라서) 저하한다.

또한, 도 1(b)에 나타낸 자속(B1)은, 도체(1)에, 지면에 수직인 방향의 앞쪽으로부터 안쪽으로 전류가 흐르고 있는 상태에서 형성되는 자속을 도시하고 있다.

한 쌍의 보조 도체(2)는, 예를 들면, 구리로 형성되어 있으며, 상술한 바와 같이, 도체(1)의 양단부에 각각 접속되어 있다. 구체적으로는, 본 실시형태에서는, 한쪽의 보조 도체(2A)가 한쪽의 도체편(1A)의 단부(도체편(1B)과 접촉하지 않는 측의 단부)에 접속되고, 다른쪽의 보조 도체(2B)가 다른쪽의 도체편(1B)의 단부(도체편(1A)과 접촉하지 않는 측의 단부)에 접속되어 있다. 본 실시형태의 한 쌍의 보조 도체(2)는, 가늘고 긴 평판형상으로 되어 있으며, 차륜(7)의 양측면에 각각 대향하여 보스부(71)로부터 림부(73)까지 차륜(7)의 반경 방향 외측으로 연장되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 각 보조 도체(2A, 2B)가 차륜(7)의 축방향으로부터 봤을 때 대락 동일한 위치에 배치되어 있는데, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 차륜(7)의 축방향으로부터 봤을 때, 보조 도체(2A)와 보조 도체(2B)가 직교하는 배치나, 보조 도체(2A)와 보조 도체(2B)가 연장되는 방향이 반대 방향이 되는 배치로 하는 것도 가능하다.

교류 전원(4)으로부터 각 보조 도체(2A, 2B)의 단부에 교류 전류가 공급됨으로써, 각 보조 도체(2A, 2B)에 교류 전류가 통전된다. 각 보조 도체(2A, 2B)에 교류 전류가 통전됨으로써, 각 보조 도체(2A, 2B)의 중심축을 중심으로 하는 동심원형상으로 자속(B2)이 형성된다. 상술한 바와 같이, 각 보조 도체(2A, 2B)는, 도체(1)의 단부에 접속되어 있음과 더불어 차륜(7)의 반경 방향 외측으로 연장되므로, 각 보조 도체(2A, 2B)에 의해서 형성되는 자속(B2)은 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되고, 또 한편, 그 자속(B2)의 방향(보조 도체(2)와 차륜(7)의 측면 사이에 형성되는 자속(B2)의 방향)은 도체(1)에 의해서 형성되는 자속(B1)의 방향과 동일하다. 또, 각 보조 도체(2A, 2B)는, 차륜(7)의 보스부(71)로부터 림부(73)까지 연장되므로, 각 보조 도체(2A, 2B)에 의해서 형성되는 자속(B2)의 자속밀도는, 차륜(7)의 보스부(71)로부터 림부(73)까지 거의 균일하게 된다.

또한, 도 1(b)에 나타낸 자속(B2)은, 보조 도체(2A)에, 림부(73)측에서 보스부(71)측으로 전류가 흐르고 있는 상태(도체(1)에, 지면에 수직인 방향의 앞쪽에서부터 안쪽으로 전류가 흐르고 있는 상태)에서 형성되는 자속을 도시하고 있다.

따라서, 도체(1) 및 한 쌍의 보조 도체(2)에 의해서 형성되는 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속(자속(B1, B2)이 중첩된 자속)의 자속밀도는, 도체(1) 단독인 경우에 비해 증가함과 더불어, 도체(1) 단독인 경우에 비해 차륜(7)의 보스부(71)로부터 림부(73)까지 균일하게 되기 쉽다. 그리고, 차륜(7)을 자화할 때에 차륜(7)을 둘레 방향으로 회전시키면, 차륜(7)의 양측면 근방의 공간 전체에 대해서, 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를 증가시킬 수 있음과 더불어, 차륜(7)의 보스부(71)로부터 림부(73)까지 자속밀도를 균일화시키기 쉬워진다.

또한, 자화 장치(100)는, 한 쌍의 보조 도체(2) 및 도체(1)에 교류 전류가 통전되므로, 표피 효과에 의해서 차륜(7)의 양측면 근방에 자속이 집중되어, 차륜(7)의 양측면 근방의 공간에 있어서의 자속밀도를 높이는 것이 가능하다.

이상과 같이, 본 실시형태에 따른 자화 장치(100)에 의하면, 차륜(7)의 양측면 근방의 공간에 있어서 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를, 차륜(7)의 보스부(71)로부터 림부(73)에 걸쳐서 충분히 확보하는 것이 가능하다.

또, 본 실시형태에 따른 자화 장치(100)는, 바람직한 구성으로서, 축심(3N)의 방향이 차륜(7)의 양측면에 각각 대향하도록 배치된 한 쌍의 자화 코일(3(3A, 3B))을 구비하고 있다. 구체적으로는, 각 자화 코일(3A, 3B)은, 차륜(7)의 측면에 대향하는 축심(3N)의 둘레에 감긴 도선에 의해서 형성되어 있으며, 축심(3N)이 차륜(7)의 축과 대략 일치하도록 배치되어 있다. 또, 자화 장치(100)는, 자화 코일(3A)에 접속된 교류 전원(5)과, 자화 코일(3B)에 접속된 교류 전원(6)을 구비하고 있다.

교류 전원(5)으로부터 자화 코일(3A)에 교류 전류가 공급됨으로써, 자화 코일(3A)에 교류 전류가 통전되고, 차륜(7)의 반경 방향으로 연장되는 자속(차륜(7)의 축을 중심으로 하여 방사상으로 연장되는 자속)이 형성된다. 동일하게 하여, 교류 전원(6)으로부터 자화 코일(3B)에 교류 전류가 공급됨으로써, 자화 코일(3B)에 교류 전류가 통전되고, 차륜(7)의 반경 방향으로 연장되는 자속이 형성된다.

본 실시형태에 따른 자화 장치(100)에 의하면, 상술한 바와 같이 도체(1) 및 한 쌍의 보조 도체(2)에 의해서 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속이 형성되는 한편, 한 쌍의 자화 코일(3)에 의해서 차륜(7)의 반경 방향으로 연장되는 자속이 형성되므로, 차륜(7)의 양측면 중 어느 방향의 결함도 탐상 가능하다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

상술한 구성을 갖는 자화 장치(100)를 이용하여 차륜(7)을 자화하고, 그 때의 차륜(7)의 측면 근방의 공간에 있어서의 자속밀도(차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도, 및, 차륜(7)의 반경 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도)를 측정하는 시험을 행했다.

구체적으로는, 교류 전원(4)으로부터 각 보조 도체(2A, 2B)에 교류 전류를 공급함으로써, 각 보조 도체(2A, 2B) 및 도체(1)에 교류 전류를 통전시키고, 그 때에 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를 측정했다.

다음에, 교류 전원(4)으로부터의 교류 전류의 공급을 정지한 후, 교류 전원(5)으로부터 자화 코일(3A)에 교류 전류를 공급함과 더불어, 교류 전원(6)으로부터 자화 코일(3B)에 교류 전류를 공급함으로써, 각 자화 코일(3A, 3B)에 교류 전류를 통전시키고, 그 때에 차륜(7)의 반경 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를 측정했다.

또, 본 발명의 비교예로서, 상술한 특허 문헌 1에 기재된 장치와 동일하게, 한 쌍의 보조 도체(2)를 설치하지 않고, 직류 전원으로부터 도체(1)에 직류 전류를 공급함으로써, 도체(1)에 직류 전류를 통전시키고, 그 때에 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를 측정하는 시험을 행했다.

또한, 실시예 및 비교예에 있어서의 자속밀도의 측정에는, 일본 마테크사 제조의 자기 강도계(DEUTROMETER)를 이용했다.

도 2는, 이상에서 설명한 시험에 있어서 자속밀도를 측정한 결과의 일례를 나타낸다. 도 2(a)는, 자속밀도를 측정한 부위(A, B, C)를 설명하는 설명도이다. 도 2(a)에서 부호 A로 나타낸 부위는, 차륜(7)의 림부(73)와 보조 도체(2A) 사이의 공간 부위이다. 또, 부호 B로 나타낸 부위는, 차륜(7)의 판부(72)(판부(72)의 중앙)와 보조 도체(2A) 사이의 공간 부위이다. 또한, 부호 C로 나타낸 부위는, 차륜(7)의 보스부(71)와 보조 도체(2A) 사이의 공간 부위이다. 도 2(b)는, 도 2(a)에 나타낸 각 부위에 있어서 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를 측정한 결과를 나타낸다. 도 2(c)는, 도 2(a)에 나타낸 각 부위에 있어서 차륜(7)의 반경 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도를 측정한 결과를 나타낸다.

도 2(b)의 실시예에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 자화 장치(100)에 있어서, 보조 도체(2) 및 도체(1)에 4500A의 교류 전류를 통전시킴으로써, 부위 A(림부(73) 근방의 공간 부위), 부위 B(판부(72) 근방의 공간 부위) 및 부위 C(보스부(71) 근방의 공간 부위) 어디에 대해서나, 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도가 규격 BN918277에서 규정되어 있는 2.5mT~8.2mT를 만족함을 알았다. 또, 부위 A~부위 C 어디에 대해서나, 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도가 규격 EN13262에서 규정되어 있는 4mT 이상을 만족하는 것을 알았다.

한편, 도 2(b)의 비교예에 나타낸 바와 같이, 도체(1)에 직류 전류를 통전 시키는 것만으로는, 그 전류치를 6000A로 크게 설정했다고 해도, 부위 C에 대해서, 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도가 규격 BN918277을 만족할 뿐이었다. 부위 A~부위 C 어디에 대해서나, 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도는 규격 EN13262를 만족하지 않았다.

가령, 도체(1)에 통전시키는 전류치를 6배(36000A) 정도로 높이는 것이 가능하다면, 부위 A~부위 C 어디에 대해서나, 차륜(7)의 둘레 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도가 규격 EN13262를 만족할 가능성은 있다. 그러나, 부위 C에 대해서는, 자속밀도가 과도하게 너무 커져서, 규격 BN918277을 만족하지 않을 가능성이 높다.

이와 같이, 본 실시형태에 따른 자화 장치(100)에 의하면, 도체(1) 및 한 쌍의 보조 도체(2)에 의해서 자속을 형성하므로, 도체(1) 단독인 경우에 비해 작은 전류로 자속밀도가 증가함과 더불어, 도체(1) 단독인 경우에 비해 보스부(71)로부터 림부까지 균일한 자속밀도가 되기 쉽다. 따라서, 규격 BN918277 및 규격 EN13262를 비교적 용이하게 만족시키는 것이 가능하다.

또, 도 2(c)의 실시예 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 자화 장치(100)의 자화 코일(3)의 턴수를 5로 하고, 3000A의 교류 전류를 통전시킴으로써, 부위 A, 부위 B 및 부위 C 어디에 대해서나, 차륜(7)의 반경 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도가 규격 BN918277에 규정된 2.5mT~8.2mT를 만족함을 알았다. 단, 부위 A에 대해서는, 차륜(7)의 반경 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도가 규격 EN13262에 규정된 4mT 이상으로 약간 부족했다.

그래서, 도 2(c)의 실시예 1에 나타낸 바와 같이, 자화 코일(3)의 턴수를 5에서 7로 증가시켜 자화 강도를 높인 바, 부위 A~부위 C 어디에 대해서도, 차륜(7)의 반경 방향으로 연장되는 자속의 자속밀도가 규격 BN918277 및 규격 EN13262 양쪽 모두 만족함을 알았다.

또한, 본 실시형태에 따른 자화 장치(100)를 이용하여 차륜(7)을 자화하고, 도 3에 나타낸 ASTM에서 규정되어 있는 표준 시험편(ASTM CX-230)을 이용하여 결함 검출능을 평가하는 시험도 행했다. 도 4는, 이 시험에 의해서 관찰된 표준 시험편에 부착된 자분 모양의 일례를 나타낸다.

본 실시형태에 따른 자화 장치(100)에 의하면, 상술한 바와 같이, 종래의 도체(1) 단독인 경우에 비해 작은 전류로 자속밀도가 증가함과 더불어, 종래의 도체(1) 단독인 경우에 비해 보스부(71)로부터 림부(73)까지 균일한 자속밀도를 얻을 수 있다. 이 때문에, 종래와 동등 이상으로 명료하게 자분 모양을 관찰 가능함을 확인할 수 있었다.

1:도체
1A, 1B:도체편
2, 2A, 2B:보조 도체
3, 3A, 3B:자화 코일
4, 5, 6:교류 전원
7:차륜
71:보스부
72:판부
73:림부
100:자분탐상용 자화 장치
711:보스부의 구멍

Claims

반경 방향 내측으로부터 순서대로 보스부, 판부 및 림부를 구비하는 차륜의 자분탐상용 자화 장치로서,
상기 보스부의 구멍을 관통하는 도체와,
상기 도체의 양단부에 각각 접속되고, 상기 차륜의 양측면에 각각 대향하여 상기 보스부로부터 상기 림부까지 상기 차륜의 반경 방향 외측으로 연장되는 한 쌍의 보조 도체를 구비하고,
상기 한 쌍의 보조 도체 및 상기 도체에 교류 전류가 통전됨으로써, 상기 도체에 의해 형성되는 상기 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속과, 상기 한 쌍의 보조 도체에 의해 형성되고, 상기 도체에 의해 형성되는 자속의 방향과 동일한 방향으로서 상기 차륜의 둘레 방향으로 연장되는 자속에 의해, 상기 차륜이 자화되는 것을 특징으로 하는 차륜의 자분탐상용 자화 장치.
청구항 1에 있어서,
축심 방향이 상기 차륜의 양측면에 각각 대향하도록 배치되고, 교류 전류가 통전되는 한 쌍의 자화 코일을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차륜의 자분탐상용 자화 장치.