被検査体の磁化装置、磁粉探傷装置、被検査体の磁化装置の調整方法
【課題】Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の全面において高い磁粉探傷精度が得られる磁粉探傷装置をシンプルな構成で低コストで実現する。
【解決手段】三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されている三極ヨーク型磁化器１０と、三極ヨーク型磁化器１０と異なる向きで磁化領域１に対面する二極ヨーク型磁化器２０と、三相交流電圧を三極ヨーク型磁化器１０に印加するとともに、交流電圧を二極ヨーク型磁化器２０に印加する電源装置１００とを備える。Ｘ−Ｙ平面には、三極ヨーク型磁化器１０によって回転磁界Ｃが発生する。二極ヨーク型磁化器２０が形成するＺ軸方向の磁界Ｄと三極ヨーク型磁化器１０がＸ−Ｙ平面に形成する回転磁界Ｃとの合成ベクトルによって、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面にも回転磁界が形成される。
【解決手段】三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されている三極ヨーク型磁化器１０と、三極ヨーク型磁化器１０と異なる向きで磁化領域１に対面する二極ヨーク型磁化器２０と、三相交流電圧を三極ヨーク型磁化器１０に印加するとともに、交流電圧を二極ヨーク型磁化器２０に印加する電源装置１００とを備える。Ｘ−Ｙ平面には、三極ヨーク型磁化器１０によって回転磁界Ｃが発生する。二極ヨーク型磁化器２０が形成するＺ軸方向の磁界Ｄと三極ヨーク型磁化器１０がＸ−Ｙ平面に形成する回転磁界Ｃとの合成ベクトルによって、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面にも回転磁界が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁粉探傷装置において被検査体を磁化する磁化装置、被検査体の磁化装置を備えた磁粉探傷装置、被検査体の磁化装置の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非破壊検査方法の一例として、磁化装置で被検査体を磁化し、磁化した被検査体に磁粉を散布し、その被検査体に付着した磁粉の分布状態から、その被検査体の傷や割れを検出する磁粉探傷方法が公知である。このような磁粉探傷方法において磁化装置で被検査体を磁化する際には、被検査体に生じている傷や割れの方向と磁界の磁力線方向との角度によって、その傷や割れの検出精度が異なってくる。具体的には、傷や割れの長手方向に対して磁力線が直交する状態において、傷や割れで生ずる漏洩磁束が最も大きくなるため、傷や割れに付着した磁粉により形成される磁粉模様を最も明瞭に識別することができる。
【０００３】
しかし被検査体に生じている傷や割れの方向を予測することは、通常困難な場合が多い。そのため、多方向の磁界を発生させる磁化装置を用いて被検査体を磁化することによって、傷や割れの方向にかかわらず傷や割れに磁力線が直交する状態で被検査体を磁化し、被検査体の傷や割れの検出精度を向上させることが従来から行われている。
【０００４】
例えば被検査体に対してＸ軸の励磁コイルとＹ軸の励磁コイルとを設け、両者に互いに異なる周波数の交流電圧を印加することによって、Ｘ軸とＹ軸の磁力線の合成ベクトルが円軌跡となるようにした磁粉探傷用磁化装置が公知である（例えば特許文献１を参照）。また被検査体に対し、Ｘ軸方向に対向する一対の磁化コイル、Ｙ軸方向に対向する一対の磁化コイル、及びＺ軸方向に対向する一対の磁化コイルを設け、Ｘ軸の磁化コイルの励磁周波数、Ｙ軸の磁化コイルの励磁周波数、Ｚ軸の磁化コイルの励磁周波数を相互に非整数倍となる周波数に設定した磁粉探傷装置が公知である（例えば特許文献２を参照）。
尚、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元空間の直交座標系における座標軸であり、Ｘ軸とＹ軸とは直交する軸であり、Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸の双方に直交する軸である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６０２８３号公報
【特許文献２】特開２００７−２９８４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここでＸ軸及びＹ軸に沿う平面を「Ｘ−Ｙ平面」、Ｙ軸及びＺ軸に沿う平面を「Ｙ−Ｚ平面」、Ｚ軸及びＸ軸に沿う平面を「Ｚ−Ｘ平面」とし、以下同様とする。
【０００７】
特許文献１に開示されている従来技術は、Ｘ−Ｙ平面に対しては、多方向の磁界を発生させることが可能である。しかしながら特許文献１に開示されている従来技術は、Ｚ軸の磁界を発生させる手段を備えていないので、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面に対しては、多方向の磁界を発生させることができない。そのため特許文献１に開示されている従来技術においては、立体的形状の被検査体に対して、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面における磁粉探傷精度が大幅に低下する虞がある。
【０００８】
さらに特許文献１に開示されている従来技術は、商用の三相交流電源と磁化装置との間に複数の励磁コイルに対応する整流器及びインバータを個別に設ける必要があるため、磁粉探傷装置の大幅なコスト増の虞が生ずる。
【０００９】
また特許文献２に開示されている従来技術は、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面、Ｚ−Ｘ平面のそれぞれに、多方向の磁界を発生させることが可能である。しかしながら特許文献２に開示されている従来技術は、特許文献１に開示されている従来技術と同様に、商用の三相交流電源と磁化装置との間に複数の励磁コイルの各々に対応する三組の整流器及びインバータを個別に設ける必要があるため、磁粉探傷装置の大幅なコスト増の虞が生ずる。
【００１０】
さらに特許文献１及び特許文献２に開示されている従来技術は、空芯の励磁コイルのみで磁界を発生させる構成であるため、被検査体の磁化に必要な強度の磁界を発生させるためには大電流を流す必要がある。したがって商用の三相交流電源と磁化装置との間に、さらに特別な電源装置を設けなければならない場合が多く、それによって磁粉探傷装置の大幅なコスト増の虞が生ずる。
【００１１】
このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その目的は、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の全面において高い磁粉探傷精度が得られる磁粉探傷装置を低コストで実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様は、継鉄（ヨーク）に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されている第１磁化器と、継鉄に電線が巻かれた磁化要素を含み、前記第１磁化器と異なる向きで被検査体に対面する第２磁化器と、三相交流電圧を前記第１磁化器に印加するとともに、交流電圧を前記第２磁化器に印加する電源装置と、を備える被検査体の磁化装置である。
【００１３】
第１磁化器は、相互に１２０度の位相差をもって配置された三つの磁化要素で構成されている。そのため第１磁化器に三相交流電圧を印加することによって、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界を形成することができる。したがって例えば第１磁化器が対面する面をＸ−Ｙ平面とすると、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界をＸ−Ｙ平面に形成することができる。また第２磁化器は、第１磁化器と異なる向きで被検査体に対面して磁界を形成する。したがって、第２磁化器が形成する磁界と第１磁化器がＸ−Ｙ平面に形成する回転磁界との合成ベクトルによって、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面にも回転磁界が形成されることになる。つまり本発明に係る被検査体の磁化装置は、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面のそれぞれに有効な回転磁界（磁力線の方向が３６０度変化する磁界）を形成することができるので、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の全面において高い磁粉探傷精度が得られる。
【００１４】
また第１磁化器及び第２磁化器は、いずれも継鉄（ヨーク）に電線が巻かれた磁化要素を用いて構成されているので、従来の空芯の励磁コイルのみからなる磁化要素よりも大幅に少ない電流で所望の強度の磁界を形成することができる。したがって第１磁化器には、商用の三相交流電源をそのまま用いることができる。また第１磁化器は単独で回転磁界を形成できるので、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との間に位相差を設ける必要がない。したがって第２磁化器に印加する交流電圧は、商用の三相交流電源をそのまま用いることもできるし、商用の三相交流電源のいずれかの線間電圧をそのまま用いることもできる。つまり本発明に係る被検査体の磁化装置は、商用の三相交流電源をそのまま用いることができるので、従来のように整流器やインバータを設ける必要がなく、また大電流を得るための特別な電源装置等を設ける必要もなく、よって極めて低コストで実現することができる。
【００１５】
これにより本発明の第１の態様によれば、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の全面において高い磁粉探傷精度が得られる磁粉探傷装置をシンプルな構成で低コストで実現できるという作用効果が得られる。
【００１６】
＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様は、前述した本発明の第１の態様において、前記第１磁化器は、前記三つの磁化要素が同心円上に配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器が形成する回転磁界（Ｘ−Ｙ平面の回転磁界）の回転方向に対する磁界の強さをより均一にすることができるので、より安定的に高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００１７】
＜本発明の第３の態様＞
本発明の第３の態様は、前述した本発明の第１の態様又は第２の態様において、前記電源装置は、前記第１磁化器に印加する三相交流電圧の周波数と前記第２磁化器に印加する交流電圧の周波数とが異なる、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との間に、両者の周波数比に応じた位相ずれが生ずる。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を高めることができる。したがって、より高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００１８】
＜本発明の第４の態様＞
本発明の第４の態様は、前述した本発明の第３の態様において、前記電源装置は、前記第１磁化器に印加する三相交流電圧の周波数と前記第２磁化器に印加する交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との間に不規則な位相ずれが生ずる。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００１９】
＜本発明の第５の態様＞
本発明の第５の態様は、前述した本発明の第１〜第４の態様のいずれかにおいて、前記第２磁化器は、継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されており、前記電源装置は、三相交流電圧を前記第２磁化器に印加する、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器による回転磁界に加えて、さらに第１磁化器による回転磁界と異なる回転磁界が第２磁化器により形成される。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する回転磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２０】
＜本発明の第６の態様＞
本発明の第６の態様は、前述した本発明の第５の態様において、前記第２磁化器は、前記三つの磁化要素が同心円上に配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第２磁化器が形成する回転磁界の回転方向に対する磁界の強さをより均一にすることができるので、より安定的に高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２１】
＜本発明の第７の態様＞
本発明の第７の態様は、前述した本発明の第１〜第６の態様のいずれかにおいて、前記第２磁化器は、前記第１磁化器に対向して配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との合成ベクトルは、対向方向の成分（Ｚ軸方向成分）がより多くなる。それによって、その合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を効果的に高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２２】
＜本発明の第８の態様＞
本発明の第８の態様は、前述した本発明の第７の態様において、前記第１磁化器と前記第２磁化器とは、対向角度をもって配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器と第２磁化器との間の磁界分布に偏りが生じる。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２３】
＜本発明の第９の態様＞
本発明の第９の態様は、前述した本発明の第７の態様又は第８の態様において、前記第１磁化器と前記第２磁化器とは、前記第１磁化器の磁界中心と前記第２磁化器の磁界中心とが対向方向と交差する方向へずれるように配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との間の磁界分布に勾配が生じる。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２４】
＜本発明の第１０の態様＞
本発明の第１０の態様は、前述した第５の態様又は第６の態様において、前記第１磁化器と前記第２磁化器とは、前記第１磁化器の三つの磁化要素と前記第２磁化器の三つの磁化要素とが相互に回転方向へ位相差をもって対向するように配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する回転磁界との間に位相ずれが生じる。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する回転磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２５】
＜本発明の第１１の態様＞
本発明の第１１の態様は、前述した本発明の第１〜第６の態様のいずれかにおいて、前記第２磁化器は、前記第１磁化器と９０度異なる向きで被検査体に対面している、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第２磁化器によってＺ−Ｘ平面又はＹ−Ｚ平面に直接的にＺ軸方向の磁界を形成することができる。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２６】
＜本発明の第１２の態様＞
本発明の第１２の態様は、前述した本発明の第１〜第１１の態様のいずれかに記載の被検査体の磁化装置を備える磁粉探傷装置である。
本発明の第１２の態様によれば、磁粉探傷装置において、前述した本発明の第１〜第１１の態様のいずれかに記載の発明による作用効果が得られる。
【００２７】
＜本発明の第１３の態様＞
本発明の第１３の態様は、継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されている第１磁化器と、継鉄に電線が巻かれた磁化要素を含み、前記第１磁化器と異なる向きで被検査体に対面する第２磁化器と、三相交流電圧を前記第１磁化器に印加するとともに、交流電圧を前記第２磁化器に印加する電源装置と、を備える被検査体の磁化装置の調整方法であって、被検査体が設置される領域におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の磁界の強さを磁界検出素子で検出し、Ｘ軸の磁界の強さとＹ軸の磁界の強さとによる第１リサージュ波形、Ｙ軸の磁界の強さとＺ軸の磁界の強さとによる第２リサージュ波形、Ｚ軸の磁界の強さとＸ軸の磁界の強さとによる第３リサージュ波形のいずれか一又は二以上を磁気測定器に接続した波形観測器で観測し、観測しているリサージュ波形のアスペクト比の値が１に近づくように、前記第１磁化器又は前記第２磁化器の位置又は向き、前記第１磁化器に印加する三相交流電圧と前記第２磁化器に印加する交流電圧との周波数比を調整する、ことを特徴とした被検査体の磁化装置の調整方法である。
【００２８】
第１リサージュ波形からは、Ｘ−Ｙ平面における回転磁界の回転方向における磁界の強さの変化をリアルタイムで視覚的に把握することができる。第２リサージュ波形からは、Ｙ−Ｚ平面における回転磁界の回転方向における磁界の強さの変化をリアルタイムで視覚的に把握することができる。第３リサージュ波形からは、Ｚ−Ｘ平面における回転磁界の回転方向における磁界の強さの変化をリアルタイムで視覚的に把握することができる。そして、そのリサージュ波形のアスペクト比の値が１に近いほど（例えばリサージュ波形が真円に近い形状であるほど）、その回転磁界の回転方向における磁界の強さが均一な状態となる。つまりリサージュ波形のアスペクト比の値が１に近いほど、その回転磁界による磁粉探傷精度は高くなる。したがって磁気測定器でリサージュ波形を観測しながら、そのリサージュ波形のアスペクト比の値が１に近づくように、第１磁化器又は第２磁化器の位置又は向き、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との周波数比を調整することによって、良好な磁粉探傷精度が得られる状態となるように被検査体の磁化装置を調整することができる。
【００２９】
これにより本発明の第１３の態様によれば、上記構成の被検査体の磁化装置において、良好な磁粉探傷精度が得られる（良好な磁粉模様が得られる）状態に調整する作業を簡単かつ高精度に行うことができるという作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の全面において高い磁粉探傷精度が得られる磁粉探傷装置をシンプルな構成で低コストで実現できるという作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】三極ヨーク型磁化器の斜視図。
【図２】三極ヨーク型磁化器の正面図。
【図３】三極ヨーク型磁化器の構造図、結線図。
【図４】三極ヨーク型磁化器の変形例の構造図、結線図。
【図５】二極ヨーク型磁化器の斜視図、構造図。
【図６】第１実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図。
【図７】第１実施例の被検査体の磁化装置の結線図。
【図８】第１実施例の被検査体の磁化装置における磁界のリサージュ波形。
【図９】第２実施例の被検査体の磁化装置の結線図。
【図１０】第２実施例の被検査体の磁化装置における磁界のリサージュ波形。
【図１１】第３実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図。
【図１２】第３実施例の被検査体の磁化装置の結線図。
【図１３】第４実施例の被検査体の磁化装置の結線図。
【図１４】第５実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図。
【図１５】第５実施例の被検査体の磁化装置の結線図。
【図１６】第６実施例の被検査体の磁化装置の結線図。
【図１７】第７実施例の被検査体の磁化装置における三極ヨーク型磁化器の正面図。
【図１８】第８実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図。
【図１９】第９実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
＜三極ヨーク型磁化器の構成＞
三極ヨーク型磁化器１０の構成について、図１〜図４を参照しながら説明する。
図１は、三極ヨーク型磁化器１０の斜視図である。図２は、三極ヨーク型磁化器１０の正面図である。図３は、三極ヨーク型磁化器１０の構成を図示したものであり、図３（ａ）は三極ヨーク型磁化器１０の構造図、図３（ｂ）は三極ヨーク型磁化器１０の結線図である。
【００３４】
三極ヨーク型磁化器１０は、第１磁化要素１１、第２磁化要素１２、第３磁化要素１３、基部１４及び三極ヨーク１５を含む。第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３は、相互に１２０度の位相差をもって基部１４に配置されて固定されている。
【００３５】
三極ヨーク１５は、ケイ素鋼板を積層して形成した継鉄であり、第１磁極１５１、第２磁極１５２及び第３磁極１５３を有している。第１磁極１５１には電線が巻かれてコイルＬ１１が構成されており、この第１磁極１５１とコイルＬ１１とで第１磁化要素１１が構成されている。第２磁極１５２には電線が巻かれてコイルＬ１２が構成されており、この第２磁極１５２とコイルＬ１２とで第２磁化要素１２が構成されている。第３磁極１５３には電線が巻かれてコイルＬ１３が構成されており、この第３磁極１５３とコイルＬ１３とで第３磁化要素１３が構成されている。
尚、より強力で均一な磁界を形成する上では、コイルＬ１１、コイルＬ１２及びコイルＬ１３の巻き数は多い方が望ましい。
【００３６】
コイルＬ１１、コイルＬ１２及びコイルＬ１３は、Δ結線されている。より具体的には、コイルＬ１１とコイルＬ１３との接続点は端子Ａ１に接続され、コイルＬ１１とコイルＬ１２との接続点は端子Ａ２に接続され、コイルＬ１２とコイルＬ１３との接続点は端子Ａ３に接続されている。
【００３７】
このように相互に１２０度の位相差をもって配置された第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３を備える三極ヨーク型磁化器１０は、端子Ａ１〜Ａ３に三相交流電圧を印加することによって、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界を形成することができる。また第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３は、本発明に必須の要素ではないが、同心円上に配置されているのが好ましい。それによって三極ヨーク型磁化器１０に三相交流電圧を印加したときに、その三極ヨーク型磁化器１０が形成する回転磁界の回転方向に対する磁界の強さをより均一にすることができる。
【００３８】
図４は、三極ヨーク型磁化器１０の変形例を図示したものであり、図４（ａ）三極ヨーク型磁化器１０の構造図、図４（ｂ）は三極ヨーク型磁化器１０の結線図である。
三極ヨーク型磁化器１０の変形例は、コイルＬ１１〜Ｌ１３の結線が異なる以外は、図１〜図３に図示した三極ヨーク型磁化器１０と同じ構成である。三極ヨーク型磁化器１０の変形例は、コイルＬ１１、コイルＬ１２及びコイルＬ１３がＹ結線されている。より具体的には、コイルＬ１１、コイルＬ１２及びコイルＬ１３は、一端が共通の接続点に接続されている。コイルＬ１１の他端は端子Ａ１に接続され、コイルＬ１２の他端は端子Ａ２に接続され、コイルＬ１３の他端は端子Ａ３に接続されている。
【００３９】
＜二極ヨーク型磁化器の構成＞
二極ヨーク型磁化器２０の構成について、図５を参照しながら説明する。
図５は、二極ヨーク型磁化器２０の構成を図示したものであり、図５（ａ）は二極ヨーク型磁化器２０の斜視図、図５（ｂ）は二極ヨーク型磁化器２０の構造図である。
【００４０】
二極ヨーク型磁化器２０は、第１磁化要素２１、第２磁化要素２２、基部２３及び二極ヨーク２４を含む。第１磁化要素２１及び第２磁化要素２２は、基部２３の両端に設けられている。
【００４１】
二極ヨーク２４は、ケイ素鋼板を積層して形成した継鉄であり、第１磁極２４１及び第２磁極２４２を有している。第１磁極２４１には電線が巻かれてコイルＬ２１が構成されており、この第１磁極２４１とコイルＬ２１とで第１磁化要素２１が構成されている。第２磁極２４２には電線が巻かれてコイルＬ２２が構成されており、この第２磁極２４２とコイルＬ２２とで第２磁化要素２２が構成されている。コイルＬ２１とコイルＬ２２は、一端が共通の接続点に接続されている。コイルＬ２１の他端は端子Ｂ１に接続され、コイルＬ２２の他端は端子Ｂ２に接続されている。
【００４２】
＜被検査体の磁化装置の第１実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第１実施例について、図６〜図８を参照しながら説明する。
図６は、第１実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。図７は、第１実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
【００４３】
第１実施例の被検査体の磁化装置は、「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０と、「第２磁化器」としての二極ヨーク型磁化器２０と、電源装置１００とで構成されている。
【００４４】
三極ヨーク型磁化器１０は、第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３の先端が、被検査体が配置される磁化領域１に対面するように配置されている。より具体的には三極ヨーク型磁化器１０は、第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３の先端が、磁化領域１のＸ−Ｙ平面に対面するように（Ｘ軸方向へ向くように）配置されている。
【００４５】
二極ヨーク型磁化器２０は、第１磁化要素２１及び第２磁化要素２２の先端が、三極ヨーク型磁化器１０と９０度異なる向きで磁化領域１に対面するように配置されている。より具体的には二極ヨーク型磁化器２０は、第１磁化要素２１及び第２磁化要素２２の先端が、磁化領域１のＹ−Ｚ平面に対面するように配置されている。
【００４６】
第１実施例の電源装置１００は、三相交流電圧を三極ヨーク型磁化器１０に印加する。より具体的には第１実施例の電源装置１００は、商用三相交流電源のＲ相と三極ヨーク型磁化器１０の端子Ａ１とを接続し、Ｓ相と三極ヨーク型磁化器１０の端子Ａ２とを接続し、Ｔ相と三極ヨーク型磁化器１０の端子Ａ３とを接続する。また第１実施例の電源装置１００は、単相交流電圧を二極ヨーク型磁化器２０に印加する。より具体的には第１実施例の電源装置１００は、商用三相交流電源のＲ相と二極ヨーク型磁化器２０の端子Ｂ１とを接続し、Ｔ相と二極ヨーク型磁化器２０の端子Ｂ２とを接続する。
【００４７】
図８は、第１実施例の被検査体の磁化装置において磁化領域１に発生する磁界のリサージュ波形を模式的に図示したものである。図８（ａ）は、三極ヨーク型磁化器１０を単独で動作させたときのリサージュ波形であり、図８（ｂ）は、三極ヨーク型磁化器１０及び二極ヨーク型磁化器２０を動作させたときのリサージュ波形である。
【００４８】
第１実施例の被検査体の磁化装置において、被検査体が設置される磁化領域１におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の磁束密度をテスラメータ５２（磁気測定器）に接続した三次元プローブ５１（磁界検出素子）で検出し、テスラメータ５２に接続したオシロスコープ５３（波形観測器）でリサージュ波形を観測した。図８において、Ｘ−Ｙ平面のリサージュ波形は、Ｘ軸の磁束密度とＹ軸の磁束密度とによるリサージュ波形である（第１リサージュ波形）。Ｙ−Ｚ平面のリサージュ波形は、Ｙ軸の磁束密度とＺ軸の磁束密度とによるリサージュ波形である（第２リサージュ波形）。Ｚ−Ｘ平面のリサージュ波形は、Ｚ軸の磁束密度とＸ軸の磁束密度とによるリサージュ波形である（第３リサージュ波形）。
【００４９】
まず本発明に係る被検査体の磁化装置との対比のために、三極ヨーク型磁化器１０を単独で動作させたときの磁界のリサージュ波形を観測した（図８（ａ））。
【００５０】
三極ヨーク型磁化器１０は、三相交流電圧を印加することによって、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界を形成することができる。したがってＸ−Ｙ平面には、三極ヨーク型磁化器１０によって、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界Ｃ（図６）が発生する。しかし三極ヨーク型磁化器１０単独では、Ｚ軸方向成分の磁界がほとんど発生しない。そのためＹ−Ｚ平面にはＹ軸方向成分の磁界のみ発生し、Ｚ−Ｘ平面にはＸ軸方向成分の磁界のみ発生する。
【００５１】
次に三極ヨーク型磁化器１０及び二極ヨーク型磁化器２０を動作させた本発明に係る被検査体の磁化装置における磁界のリサージュ波形を観測した（図８（ｂ））。
【００５２】
Ｘ−Ｙ平面には、三極ヨーク型磁化器１０によって、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界Ｃ（図６）が発生する。また二極ヨーク型磁化器２０は、第１磁化要素２１及び第２磁化要素２２の先端が、三極ヨーク型磁化器１０が被検査体に対面する向きと９０度異なる向きで被検査体に対面するように配置されている。したがって、三極ヨーク型磁化器１０がＸ−Ｙ平面に形成する回転磁界Ｃと二極ヨーク型磁化器２０が形成するＺ軸方向の磁界Ｄとの合成ベクトルによって、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面にも回転磁界が形成される。つまり本発明に係る被検査体の磁化装置は、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面のそれぞれに有効な回転磁界を形成することができるので、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の全面において高い磁粉探傷精度が得られる。
【００５３】
さらに各リサージュ波形は、そのアスペクト比の値が１に近いほど（例えばリサージュ波形が真円に近い形状であるほど）、その回転磁界の回転方向における磁界の強さが均一な状態になる。したがってオシロスコープ５３で第１〜第３リサージュ波形を観測しながら、リサージュ波形のアスペクト比の値がそれぞれ１に近づくように、三極ヨーク型磁化器１０又は二極ヨーク型磁化器２０の位置又は向きを調整すればよい。それによって、より良好な磁粉探傷精度が得られる状態となるように被検査体の磁化装置を調整することができる。
【００５４】
また三極ヨーク型磁化器１０及び二極ヨーク型磁化器２０は、いずれも継鉄（ヨーク）に電線が巻かれた磁化要素を用いて構成されているので、従来の空芯の励磁コイルのみからなる磁化要素よりも大幅に少ない電流で所望の強度の磁界を形成することができる。したがって三極ヨーク型磁化器１０には、当該実施例のように、商用の三相交流電源をそのまま用いることができる。
【００５５】
また三極ヨーク型磁化器１０は単独で回転磁界を形成できるので、三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧と二極ヨーク型磁化器２０に印加する交流電圧との間に位相差を設ける必要がない。したがって二極ヨーク型磁化器２０に印加する交流電圧は、当該実施例のように、商用の三相交流電源のいずれかの線間電圧をそのまま用いることができる。つまり本発明に係る被検査体の磁化装置は、商用の三相交流電源をそのまま用いることができるので、従来のように整流器やインバータを設ける必要がなく、また大電流を得るための特別な電源装置等を設ける必要もない。
【００５６】
以上説明したように本発明によれば、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の三次元立体面において高い磁粉探傷精度が得られる磁粉探傷装置をシンプルな構成で低コストで実現することができる。
【００５７】
また第１実施例の被検査体の磁化装置では、二極ヨーク型磁化器２０は、第１磁化要素２１及び第２磁化要素２２の先端が、三極ヨーク型磁化器１０が被検査体に対面する向きと９０度異なる向きで被検査体に対面するように配置されている。そのため二極ヨーク型磁化器２０によって、Ｚ−Ｘ平面又はＹ−Ｚ平面に直接的にＺ軸方向の磁界Ｄ（図６）を形成することができる。それによって、三極ヨーク型磁化器１０が形成する回転磁界Ｃ（図６）と二極ヨーク型磁化器２０が形成するＺ軸方向の磁界Ｄとの合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。
【００５８】
＜被検査体の磁化装置の第２実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第２実施例について、図９及び図１０を参照しながら説明する。
図９は、第２実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
【００５９】
第２実施例の被検査体の磁化装置は、第１実施例に加えて、電源装置１００の構成要素として整流器３１、単相インバータ回路３２及びスイッチング制御装置３３を備えている。整流器３１は、三相交流電圧を整流及び平滑して直流電圧を出力する。単相インバータ回路３２は、整流器３１が出力する直流電圧を単相交流電圧に変換する。スイッチング制御装置３３は、所定の周波数の単相交流電圧が単相インバータ回路３２から出力されるように、単相インバータ回路３２の複数のスイッチング素子をオン／オフ制御する。
尚、それ以外の構成については、第１実施例と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００６０】
図１０は、第２実施例の被検査体の磁化装置において磁化領域１に発生する磁界のリサージュ波形を模式的に図示したものである。図１０（ａ）は、二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数を２５Ｈｚとしたときのリサージュ波形であり、図１０（ｂ）は、二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数を２９Ｈｚとしたときのリサージュ波形である。
【００６１】
このように第１実施例に加えて、二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数を変換する装置（整流器３１、単相インバータ回路３２及びスイッチング制御装置３３）をさらに設け、三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数と二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数とを異ならせるのが好ましい。それによって、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との間に、両者の周波数比に応じた位相ずれが生じるからである。
【００６２】
例えば三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数５０Ｈｚに対して、二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数を２５Ｈｚに設定する。つまり三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数と二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数とが逓倍となる関係に設定する（図１０（ａ））。また、例えば三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数５０Ｈｚに対して、二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数を２９Ｈｚに設定する。つまり三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数と二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定する（図１０（ｂ））。
【００６３】
三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数と二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数とを異ならせることによって、三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧と二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧との間には、両者の周波数比に応じた位相ずれが生ずる。それによって図１０に図示したように、三極ヨーク型磁化器１０が形成する回転磁界Ｃと二極ヨーク型磁化器２０が形成する磁界Ｄとの合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を高めることができる。
【００６４】
特に三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数と二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定すれば、より効果的で好ましい。それによって、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との間に不規則な位相ずれが生ずるからである。また二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数は、低い周波数の方が被検査体の深部まで磁力が浸透しやすい。
【００６５】
さらにオシロスコープ５３で第１〜第３リサージュ波形を観測しながら、リサージュ波形のアスペクト比の値がそれぞれ１に近づくように、三極ヨーク型磁化器１０又は二極ヨーク型磁化器２０の位置又は向き、二極ヨーク型磁化器２０に印加する交流電圧の周波数を調整する。それによって、より良好な磁粉探傷精度が得られる。
【００６６】
＜被検査体の磁化装置の第３実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第３実施例について、図１１及び図１２を参照しながら説明する。
図１１は、第３実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。図１２は、第３実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
【００６７】
第３実施例の被検査体の磁化装置は、「第１磁化器」及び「第２磁化器」としての２つの三極ヨーク型磁化器１０ａ、１０ｂと、電源装置１００とで構成されている。
【００６８】
「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ａは、第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３の先端が、磁化領域１のＸ−Ｙ平面に対面するように配置されている。それに対して「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂは、第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３の先端が、三極ヨーク型磁化器１０ａが磁化領域１に対面する方向に対向する方向から磁化領域１のＸ−Ｙ平面に対面するように配置されている。
尚、三極ヨーク型磁化器１０ａ、１０ｂについては、図１〜図４に図示して説明した三極ヨーク型磁化器１０と同じ構成であるため、詳細な説明を省略する。
【００６９】
第３実施例の電源装置１００は、三相交流電圧を三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する。より具体的には第３実施例の電源装置１００は、商用三相交流電源のＲ相と三極ヨーク型磁化器１０ａの端子Ａ１とを接続し、Ｓ相と三極ヨーク型磁化器１０ａの端子Ａ２とを接続し、Ｔ相と三極ヨーク型磁化器１０ａの端子Ａ３とを接続する。また第３実施例の電源装置１００は、単相交流電圧を三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する。より具体的には第３実施例の電源装置１００は、商用三相交流電源のＲ相と三極ヨーク型磁化器１０ｂの端子Ａ１とを接続し、Ｔ相と三極ヨーク型磁化器１０ｂの端子Ａ３とを接続する。
【００７０】
Ｘ−Ｙ平面には、三極ヨーク型磁化器１０ａによって、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界Ｃが発生する。また磁化領域１を挟んで反対側のＸ−Ｙ平面には、三極ヨーク型磁化器１０ｂによる磁界Ｅが発生する。そのため三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃと三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界Ｅとの合成ベクトルによって、Ｚ軸方向の磁界Ｄが形成され、それによってＹ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面にも回転磁界が形成される。また三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃと三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界Ｅとの合成ベクトルは、対向方向の成分（Ｚ軸方向成分）がより多くなる。それによって、その合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を効果的に高めることができる。
【００７１】
＜被検査体の磁化装置の第４実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第４実施例について、図１３を参照しながら説明する。
図１３は、第４実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
【００７２】
第４実施例の被検査体の磁化装置は、第３実施例に加えて、電源装置１００の構成要素として整流器３１、単相インバータ回路３２及びスイッチング制御装置３３を備えている。
尚、それ以外の構成については、第３実施例と同様であるため詳細な説明を省略する。また整流器３１、単相インバータ回路３２及びスイッチング制御装置３３の構成については、第２実施例と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００７３】
このように第３実施例に加えて、三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する単相交流電圧の周波数を変換する装置（整流器３１、単相インバータ回路３２及びスイッチング制御装置３３）をさらに設け、三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧の周波数と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する単相交流電圧の周波数とを異ならせるのが好ましい。
【００７４】
三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧の周波数と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する単相交流電圧の周波数とを異ならせることによって、三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する単相交流電圧との間には、両者の周波数比に応じた位相ずれが生ずる。それによって三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃと三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界Ｅとの合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を高めることができる。特に三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧の周波数と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する単相交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定すれば、より効果的で好ましい。
【００７５】
＜被検査体の磁化装置の第５実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第５実施例について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。
図１４は、第５実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。図１５は、第５実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
【００７６】
第５実施例の被検査体の磁化装置は、「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂに三相交流電圧が印加される以外は第３実施例と同じ構成である。より具体的には第５実施例の電源装置１００は、商用三相交流電源のＲ相と三極ヨーク型磁化器１０ｂの端子Ａ１とを接続し、Ｓ相と三極ヨーク型磁化器１０ｂの端子Ａ２とを接続し、Ｔ相と三極ヨーク型磁化器１０ｂの端子Ａ３とを接続する。
【００７７】
このような構成の被検査体の磁化装置は、「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ａによる回転磁界Ｃ１がＸ−Ｙ平面に形成される。さらに磁化領域１を挟んで反対側のＸ−Ｙ平面に、「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂによる回転磁界Ｃ２が形成される。そのため三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ１と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する回転磁界Ｃ２との合成ベクトルによって、Ｚ軸方向の磁界Ｄが形成され、それによってＹ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面にも回転磁界が形成される。また三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ１と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する回転磁界Ｃ２との合成ベクトルは、対向方向の成分（Ｚ軸方向成分）の磁界がより多くなる。それによって、その合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を効果的に高めることができる。
【００７８】
＜被検査体の磁化装置の第６実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第６実施例について、図１６を参照しながら説明する。
図１６は、第６実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
【００７９】
第６実施例の被検査体の磁化装置は、第５実施例に加えて、電源装置１００の構成要素として整流器３１、三相インバータ回路３４及びスイッチング制御装置３５を備えている。整流器３１は、三相交流電圧を整流及び平滑して直流電圧を出力する。三相インバータ回路３４は、整流器３１が出力する直流電圧を三相交流電圧に変換する。スイッチング制御装置３５は、所定の周波数の三相交流電圧が三相インバータ回路３４から出力されるように、三相インバータ回路３４の複数のスイッチング素子をオン／オフ制御する。
【００８０】
尚、それ以外の構成については、第６実施例と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００８１】
このように第５実施例に加えて、三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する三相交流電圧の周波数を変換する装置（整流器３１、三相インバータ回路３４及びスイッチング制御装置３５）をさらに設け、「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧の周波数と「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する三相交流電圧の周波数とを異ならせるのが好ましい。
【００８２】
三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧の周波数と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する三相交流電圧の周波数とを異ならせることによって、三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する三相交流電圧との間には、両者の周波数比に応じた位相ずれが生ずる。それによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ１と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する回転磁界Ｃ２との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を高めることができる。特に三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧の周波数と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する三相交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定すれば、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との間に不規則な位相ずれが生ずるため、より効果的で好ましい。
【００８３】
＜被検査体の磁化装置の第７実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第７実施例について、図１７を参照しながら説明する。
図１７は、第７実施例の被検査体の磁化装置における三極ヨーク型磁化器１０ａ及び三極ヨーク型磁化器１０ｂを図示したものであり、図１７（ａ）は三極ヨーク型磁化器１０ａの正面図、図１７（ｂ）は三極ヨーク型磁化器１０ｂの正面図を図示したものである。
【００８４】
第７実施例の被検査体の磁化装置は、「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ａと「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂとの相対的な位置関係が相違する以外は、第５実施例又は第６実施例と同じ構成である。より具体的には、三極ヨーク型磁化器１０ａと三極ヨーク型磁化器１０ｂとは、三つの磁化要素（第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３）がＸ−Ｙ平面に沿う回転方向へ相互に角度Ｆだけ位相差をもって対向するように配置されている。
【００８５】
このような配置とすることによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ１と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する回転磁界Ｃ２との間に位相ずれが生じる。それによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ１と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する回転磁界Ｃ２との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。
【００８６】
＜被検査体の磁化装置の第８実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第８実施例について、図１８を参照しながら説明する。
図１８は、第８実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。
【００８７】
第８実施例の被検査体の磁化装置は、「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ａと「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂとの相対的な位置関係が相違する以外は、第３実施例〜第６実施例と同じ構成である。より具体的には、三極ヨーク型磁化器１０ａと三極ヨーク型磁化器１０ｂとは、対向角度Ｇをもって配置されている。この対向角度Ｇは、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界を、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界に近づける上では、特に２０〜３５度の角度に設定するのが好ましい。
【００８８】
このような配置とすることによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ（又は回転磁界Ｃ１）と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界Ｅ（又は回転磁界Ｃ２）との間の磁界分布に偏りが生じる。それによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する磁界と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。
【００８９】
＜被検査体の磁化装置の第９実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第９実施例について、図１９を参照しながら説明する。
図１９は、第９実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。
【００９０】
第９実施例の被検査体の磁化装置は、「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ａと「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂとの相対的な位置関係が相違する以外は、第３実施例〜第６実施例と同じ構成である。より具体的には、三極ヨーク型磁化器１０ａと三極ヨーク型磁化器１０ｂとは、三極ヨーク型磁化器１０ａの磁界中心（第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３の中心）と三極ヨーク型磁化器１０ｂの磁界中心とが対向方向（Ｚ軸方向）と交差する方向（Ｘ−Ｙ平面に沿う方向）へ間隔Ｈだけずれるように配置されている。
【００９１】
このような配置とすることによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ（又は回転磁界Ｃ１）と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界Ｅ（又は回転磁界Ｃ２）との間の磁界分布に勾配が生じる。それによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する磁界と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。
【００９２】
＜他の実施例、変形例＞
本発明は、上記説明した実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であること言うまでもない。
【符号の説明】
【００９３】
１ 磁化領域、
１０、１０ａ、１０ｂ 三極ヨーク型磁化器、
２０ 二極ヨーク型磁化器、
３１ 整流器、３２ 単相インバータ回路、３４ 三相インバータ回路、
３３、３５ スイッチング制御装置、５１ 三次元プローブ、５２ テスラメータ、
５３ オシロスコープ、１００ 電源装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁粉探傷装置において被検査体を磁化する磁化装置、被検査体の磁化装置を備えた磁粉探傷装置、被検査体の磁化装置の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非破壊検査方法の一例として、磁化装置で被検査体を磁化し、磁化した被検査体に磁粉を散布し、その被検査体に付着した磁粉の分布状態から、その被検査体の傷や割れを検出する磁粉探傷方法が公知である。このような磁粉探傷方法において磁化装置で被検査体を磁化する際には、被検査体に生じている傷や割れの方向と磁界の磁力線方向との角度によって、その傷や割れの検出精度が異なってくる。具体的には、傷や割れの長手方向に対して磁力線が直交する状態において、傷や割れで生ずる漏洩磁束が最も大きくなるため、傷や割れに付着した磁粉により形成される磁粉模様を最も明瞭に識別することができる。
【０００３】
しかし被検査体に生じている傷や割れの方向を予測することは、通常困難な場合が多い。そのため、多方向の磁界を発生させる磁化装置を用いて被検査体を磁化することによって、傷や割れの方向にかかわらず傷や割れに磁力線が直交する状態で被検査体を磁化し、被検査体の傷や割れの検出精度を向上させることが従来から行われている。
【０００４】
例えば被検査体に対してＸ軸の励磁コイルとＹ軸の励磁コイルとを設け、両者に互いに異なる周波数の交流電圧を印加することによって、Ｘ軸とＹ軸の磁力線の合成ベクトルが円軌跡となるようにした磁粉探傷用磁化装置が公知である（例えば特許文献１を参照）。また被検査体に対し、Ｘ軸方向に対向する一対の磁化コイル、Ｙ軸方向に対向する一対の磁化コイル、及びＺ軸方向に対向する一対の磁化コイルを設け、Ｘ軸の磁化コイルの励磁周波数、Ｙ軸の磁化コイルの励磁周波数、Ｚ軸の磁化コイルの励磁周波数を相互に非整数倍となる周波数に設定した磁粉探傷装置が公知である（例えば特許文献２を参照）。
尚、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元空間の直交座標系における座標軸であり、Ｘ軸とＹ軸とは直交する軸であり、Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸の双方に直交する軸である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６０２８３号公報
【特許文献２】特開２００７−２９８４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここでＸ軸及びＹ軸に沿う平面を「Ｘ−Ｙ平面」、Ｙ軸及びＺ軸に沿う平面を「Ｙ−Ｚ平面」、Ｚ軸及びＸ軸に沿う平面を「Ｚ−Ｘ平面」とし、以下同様とする。
【０００７】
特許文献１に開示されている従来技術は、Ｘ−Ｙ平面に対しては、多方向の磁界を発生させることが可能である。しかしながら特許文献１に開示されている従来技術は、Ｚ軸の磁界を発生させる手段を備えていないので、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面に対しては、多方向の磁界を発生させることができない。そのため特許文献１に開示されている従来技術においては、立体的形状の被検査体に対して、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面における磁粉探傷精度が大幅に低下する虞がある。
【０００８】
さらに特許文献１に開示されている従来技術は、商用の三相交流電源と磁化装置との間に複数の励磁コイルに対応する整流器及びインバータを個別に設ける必要があるため、磁粉探傷装置の大幅なコスト増の虞が生ずる。
【０００９】
また特許文献２に開示されている従来技術は、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面、Ｚ−Ｘ平面のそれぞれに、多方向の磁界を発生させることが可能である。しかしながら特許文献２に開示されている従来技術は、特許文献１に開示されている従来技術と同様に、商用の三相交流電源と磁化装置との間に複数の励磁コイルの各々に対応する三組の整流器及びインバータを個別に設ける必要があるため、磁粉探傷装置の大幅なコスト増の虞が生ずる。
【００１０】
さらに特許文献１及び特許文献２に開示されている従来技術は、空芯の励磁コイルのみで磁界を発生させる構成であるため、被検査体の磁化に必要な強度の磁界を発生させるためには大電流を流す必要がある。したがって商用の三相交流電源と磁化装置との間に、さらに特別な電源装置を設けなければならない場合が多く、それによって磁粉探傷装置の大幅なコスト増の虞が生ずる。
【００１１】
このような状況に鑑み本発明はなされたものであり、その目的は、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の全面において高い磁粉探傷精度が得られる磁粉探傷装置を低コストで実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
＜本発明の第１の態様＞
本発明の第１の態様は、継鉄（ヨーク）に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されている第１磁化器と、継鉄に電線が巻かれた磁化要素を含み、前記第１磁化器と異なる向きで被検査体に対面する第２磁化器と、三相交流電圧を前記第１磁化器に印加するとともに、交流電圧を前記第２磁化器に印加する電源装置と、を備える被検査体の磁化装置である。
【００１３】
第１磁化器は、相互に１２０度の位相差をもって配置された三つの磁化要素で構成されている。そのため第１磁化器に三相交流電圧を印加することによって、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界を形成することができる。したがって例えば第１磁化器が対面する面をＸ−Ｙ平面とすると、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界をＸ−Ｙ平面に形成することができる。また第２磁化器は、第１磁化器と異なる向きで被検査体に対面して磁界を形成する。したがって、第２磁化器が形成する磁界と第１磁化器がＸ−Ｙ平面に形成する回転磁界との合成ベクトルによって、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面にも回転磁界が形成されることになる。つまり本発明に係る被検査体の磁化装置は、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面のそれぞれに有効な回転磁界（磁力線の方向が３６０度変化する磁界）を形成することができるので、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の全面において高い磁粉探傷精度が得られる。
【００１４】
また第１磁化器及び第２磁化器は、いずれも継鉄（ヨーク）に電線が巻かれた磁化要素を用いて構成されているので、従来の空芯の励磁コイルのみからなる磁化要素よりも大幅に少ない電流で所望の強度の磁界を形成することができる。したがって第１磁化器には、商用の三相交流電源をそのまま用いることができる。また第１磁化器は単独で回転磁界を形成できるので、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との間に位相差を設ける必要がない。したがって第２磁化器に印加する交流電圧は、商用の三相交流電源をそのまま用いることもできるし、商用の三相交流電源のいずれかの線間電圧をそのまま用いることもできる。つまり本発明に係る被検査体の磁化装置は、商用の三相交流電源をそのまま用いることができるので、従来のように整流器やインバータを設ける必要がなく、また大電流を得るための特別な電源装置等を設ける必要もなく、よって極めて低コストで実現することができる。
【００１５】
これにより本発明の第１の態様によれば、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の全面において高い磁粉探傷精度が得られる磁粉探傷装置をシンプルな構成で低コストで実現できるという作用効果が得られる。
【００１６】
＜本発明の第２の態様＞
本発明の第２の態様は、前述した本発明の第１の態様において、前記第１磁化器は、前記三つの磁化要素が同心円上に配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器が形成する回転磁界（Ｘ−Ｙ平面の回転磁界）の回転方向に対する磁界の強さをより均一にすることができるので、より安定的に高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００１７】
＜本発明の第３の態様＞
本発明の第３の態様は、前述した本発明の第１の態様又は第２の態様において、前記電源装置は、前記第１磁化器に印加する三相交流電圧の周波数と前記第２磁化器に印加する交流電圧の周波数とが異なる、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との間に、両者の周波数比に応じた位相ずれが生ずる。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を高めることができる。したがって、より高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００１８】
＜本発明の第４の態様＞
本発明の第４の態様は、前述した本発明の第３の態様において、前記電源装置は、前記第１磁化器に印加する三相交流電圧の周波数と前記第２磁化器に印加する交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との間に不規則な位相ずれが生ずる。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００１９】
＜本発明の第５の態様＞
本発明の第５の態様は、前述した本発明の第１〜第４の態様のいずれかにおいて、前記第２磁化器は、継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されており、前記電源装置は、三相交流電圧を前記第２磁化器に印加する、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器による回転磁界に加えて、さらに第１磁化器による回転磁界と異なる回転磁界が第２磁化器により形成される。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する回転磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２０】
＜本発明の第６の態様＞
本発明の第６の態様は、前述した本発明の第５の態様において、前記第２磁化器は、前記三つの磁化要素が同心円上に配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第２磁化器が形成する回転磁界の回転方向に対する磁界の強さをより均一にすることができるので、より安定的に高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２１】
＜本発明の第７の態様＞
本発明の第７の態様は、前述した本発明の第１〜第６の態様のいずれかにおいて、前記第２磁化器は、前記第１磁化器に対向して配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との合成ベクトルは、対向方向の成分（Ｚ軸方向成分）がより多くなる。それによって、その合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を効果的に高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２２】
＜本発明の第８の態様＞
本発明の第８の態様は、前述した本発明の第７の態様において、前記第１磁化器と前記第２磁化器とは、対向角度をもって配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器と第２磁化器との間の磁界分布に偏りが生じる。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２３】
＜本発明の第９の態様＞
本発明の第９の態様は、前述した本発明の第７の態様又は第８の態様において、前記第１磁化器と前記第２磁化器とは、前記第１磁化器の磁界中心と前記第２磁化器の磁界中心とが対向方向と交差する方向へずれるように配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との間の磁界分布に勾配が生じる。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２４】
＜本発明の第１０の態様＞
本発明の第１０の態様は、前述した第５の態様又は第６の態様において、前記第１磁化器と前記第２磁化器とは、前記第１磁化器の三つの磁化要素と前記第２磁化器の三つの磁化要素とが相互に回転方向へ位相差をもって対向するように配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する回転磁界との間に位相ずれが生じる。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する回転磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２５】
＜本発明の第１１の態様＞
本発明の第１１の態様は、前述した本発明の第１〜第６の態様のいずれかにおいて、前記第２磁化器は、前記第１磁化器と９０度異なる向きで被検査体に対面している、ことを特徴とした被検査体の磁化装置である。
このような特徴によれば、第２磁化器によってＺ−Ｘ平面又はＹ−Ｚ平面に直接的にＺ軸方向の磁界を形成することができる。それによって、第１磁化器が形成する回転磁界と第２磁化器が形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。したがって、さらに高い磁粉探傷精度が得られるという作用効果が得られる。
【００２６】
＜本発明の第１２の態様＞
本発明の第１２の態様は、前述した本発明の第１〜第１１の態様のいずれかに記載の被検査体の磁化装置を備える磁粉探傷装置である。
本発明の第１２の態様によれば、磁粉探傷装置において、前述した本発明の第１〜第１１の態様のいずれかに記載の発明による作用効果が得られる。
【００２７】
＜本発明の第１３の態様＞
本発明の第１３の態様は、継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されている第１磁化器と、継鉄に電線が巻かれた磁化要素を含み、前記第１磁化器と異なる向きで被検査体に対面する第２磁化器と、三相交流電圧を前記第１磁化器に印加するとともに、交流電圧を前記第２磁化器に印加する電源装置と、を備える被検査体の磁化装置の調整方法であって、被検査体が設置される領域におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の磁界の強さを磁界検出素子で検出し、Ｘ軸の磁界の強さとＹ軸の磁界の強さとによる第１リサージュ波形、Ｙ軸の磁界の強さとＺ軸の磁界の強さとによる第２リサージュ波形、Ｚ軸の磁界の強さとＸ軸の磁界の強さとによる第３リサージュ波形のいずれか一又は二以上を磁気測定器に接続した波形観測器で観測し、観測しているリサージュ波形のアスペクト比の値が１に近づくように、前記第１磁化器又は前記第２磁化器の位置又は向き、前記第１磁化器に印加する三相交流電圧と前記第２磁化器に印加する交流電圧との周波数比を調整する、ことを特徴とした被検査体の磁化装置の調整方法である。
【００２８】
第１リサージュ波形からは、Ｘ−Ｙ平面における回転磁界の回転方向における磁界の強さの変化をリアルタイムで視覚的に把握することができる。第２リサージュ波形からは、Ｙ−Ｚ平面における回転磁界の回転方向における磁界の強さの変化をリアルタイムで視覚的に把握することができる。第３リサージュ波形からは、Ｚ−Ｘ平面における回転磁界の回転方向における磁界の強さの変化をリアルタイムで視覚的に把握することができる。そして、そのリサージュ波形のアスペクト比の値が１に近いほど（例えばリサージュ波形が真円に近い形状であるほど）、その回転磁界の回転方向における磁界の強さが均一な状態となる。つまりリサージュ波形のアスペクト比の値が１に近いほど、その回転磁界による磁粉探傷精度は高くなる。したがって磁気測定器でリサージュ波形を観測しながら、そのリサージュ波形のアスペクト比の値が１に近づくように、第１磁化器又は第２磁化器の位置又は向き、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との周波数比を調整することによって、良好な磁粉探傷精度が得られる状態となるように被検査体の磁化装置を調整することができる。
【００２９】
これにより本発明の第１３の態様によれば、上記構成の被検査体の磁化装置において、良好な磁粉探傷精度が得られる（良好な磁粉模様が得られる）状態に調整する作業を簡単かつ高精度に行うことができるという作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の全面において高い磁粉探傷精度が得られる磁粉探傷装置をシンプルな構成で低コストで実現できるという作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】三極ヨーク型磁化器の斜視図。
【図２】三極ヨーク型磁化器の正面図。
【図３】三極ヨーク型磁化器の構造図、結線図。
【図４】三極ヨーク型磁化器の変形例の構造図、結線図。
【図５】二極ヨーク型磁化器の斜視図、構造図。
【図６】第１実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図。
【図７】第１実施例の被検査体の磁化装置の結線図。
【図８】第１実施例の被検査体の磁化装置における磁界のリサージュ波形。
【図９】第２実施例の被検査体の磁化装置の結線図。
【図１０】第２実施例の被検査体の磁化装置における磁界のリサージュ波形。
【図１１】第３実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図。
【図１２】第３実施例の被検査体の磁化装置の結線図。
【図１３】第４実施例の被検査体の磁化装置の結線図。
【図１４】第５実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図。
【図１５】第５実施例の被検査体の磁化装置の結線図。
【図１６】第６実施例の被検査体の磁化装置の結線図。
【図１７】第７実施例の被検査体の磁化装置における三極ヨーク型磁化器の正面図。
【図１８】第８実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図。
【図１９】第９実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
＜三極ヨーク型磁化器の構成＞
三極ヨーク型磁化器１０の構成について、図１〜図４を参照しながら説明する。
図１は、三極ヨーク型磁化器１０の斜視図である。図２は、三極ヨーク型磁化器１０の正面図である。図３は、三極ヨーク型磁化器１０の構成を図示したものであり、図３（ａ）は三極ヨーク型磁化器１０の構造図、図３（ｂ）は三極ヨーク型磁化器１０の結線図である。
【００３４】
三極ヨーク型磁化器１０は、第１磁化要素１１、第２磁化要素１２、第３磁化要素１３、基部１４及び三極ヨーク１５を含む。第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３は、相互に１２０度の位相差をもって基部１４に配置されて固定されている。
【００３５】
三極ヨーク１５は、ケイ素鋼板を積層して形成した継鉄であり、第１磁極１５１、第２磁極１５２及び第３磁極１５３を有している。第１磁極１５１には電線が巻かれてコイルＬ１１が構成されており、この第１磁極１５１とコイルＬ１１とで第１磁化要素１１が構成されている。第２磁極１５２には電線が巻かれてコイルＬ１２が構成されており、この第２磁極１５２とコイルＬ１２とで第２磁化要素１２が構成されている。第３磁極１５３には電線が巻かれてコイルＬ１３が構成されており、この第３磁極１５３とコイルＬ１３とで第３磁化要素１３が構成されている。
尚、より強力で均一な磁界を形成する上では、コイルＬ１１、コイルＬ１２及びコイルＬ１３の巻き数は多い方が望ましい。
【００３６】
コイルＬ１１、コイルＬ１２及びコイルＬ１３は、Δ結線されている。より具体的には、コイルＬ１１とコイルＬ１３との接続点は端子Ａ１に接続され、コイルＬ１１とコイルＬ１２との接続点は端子Ａ２に接続され、コイルＬ１２とコイルＬ１３との接続点は端子Ａ３に接続されている。
【００３７】
このように相互に１２０度の位相差をもって配置された第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３を備える三極ヨーク型磁化器１０は、端子Ａ１〜Ａ３に三相交流電圧を印加することによって、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界を形成することができる。また第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３は、本発明に必須の要素ではないが、同心円上に配置されているのが好ましい。それによって三極ヨーク型磁化器１０に三相交流電圧を印加したときに、その三極ヨーク型磁化器１０が形成する回転磁界の回転方向に対する磁界の強さをより均一にすることができる。
【００３８】
図４は、三極ヨーク型磁化器１０の変形例を図示したものであり、図４（ａ）三極ヨーク型磁化器１０の構造図、図４（ｂ）は三極ヨーク型磁化器１０の結線図である。
三極ヨーク型磁化器１０の変形例は、コイルＬ１１〜Ｌ１３の結線が異なる以外は、図１〜図３に図示した三極ヨーク型磁化器１０と同じ構成である。三極ヨーク型磁化器１０の変形例は、コイルＬ１１、コイルＬ１２及びコイルＬ１３がＹ結線されている。より具体的には、コイルＬ１１、コイルＬ１２及びコイルＬ１３は、一端が共通の接続点に接続されている。コイルＬ１１の他端は端子Ａ１に接続され、コイルＬ１２の他端は端子Ａ２に接続され、コイルＬ１３の他端は端子Ａ３に接続されている。
【００３９】
＜二極ヨーク型磁化器の構成＞
二極ヨーク型磁化器２０の構成について、図５を参照しながら説明する。
図５は、二極ヨーク型磁化器２０の構成を図示したものであり、図５（ａ）は二極ヨーク型磁化器２０の斜視図、図５（ｂ）は二極ヨーク型磁化器２０の構造図である。
【００４０】
二極ヨーク型磁化器２０は、第１磁化要素２１、第２磁化要素２２、基部２３及び二極ヨーク２４を含む。第１磁化要素２１及び第２磁化要素２２は、基部２３の両端に設けられている。
【００４１】
二極ヨーク２４は、ケイ素鋼板を積層して形成した継鉄であり、第１磁極２４１及び第２磁極２４２を有している。第１磁極２４１には電線が巻かれてコイルＬ２１が構成されており、この第１磁極２４１とコイルＬ２１とで第１磁化要素２１が構成されている。第２磁極２４２には電線が巻かれてコイルＬ２２が構成されており、この第２磁極２４２とコイルＬ２２とで第２磁化要素２２が構成されている。コイルＬ２１とコイルＬ２２は、一端が共通の接続点に接続されている。コイルＬ２１の他端は端子Ｂ１に接続され、コイルＬ２２の他端は端子Ｂ２に接続されている。
【００４２】
＜被検査体の磁化装置の第１実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第１実施例について、図６〜図８を参照しながら説明する。
図６は、第１実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。図７は、第１実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
【００４３】
第１実施例の被検査体の磁化装置は、「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０と、「第２磁化器」としての二極ヨーク型磁化器２０と、電源装置１００とで構成されている。
【００４４】
三極ヨーク型磁化器１０は、第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３の先端が、被検査体が配置される磁化領域１に対面するように配置されている。より具体的には三極ヨーク型磁化器１０は、第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３の先端が、磁化領域１のＸ−Ｙ平面に対面するように（Ｘ軸方向へ向くように）配置されている。
【００４５】
二極ヨーク型磁化器２０は、第１磁化要素２１及び第２磁化要素２２の先端が、三極ヨーク型磁化器１０と９０度異なる向きで磁化領域１に対面するように配置されている。より具体的には二極ヨーク型磁化器２０は、第１磁化要素２１及び第２磁化要素２２の先端が、磁化領域１のＹ−Ｚ平面に対面するように配置されている。
【００４６】
第１実施例の電源装置１００は、三相交流電圧を三極ヨーク型磁化器１０に印加する。より具体的には第１実施例の電源装置１００は、商用三相交流電源のＲ相と三極ヨーク型磁化器１０の端子Ａ１とを接続し、Ｓ相と三極ヨーク型磁化器１０の端子Ａ２とを接続し、Ｔ相と三極ヨーク型磁化器１０の端子Ａ３とを接続する。また第１実施例の電源装置１００は、単相交流電圧を二極ヨーク型磁化器２０に印加する。より具体的には第１実施例の電源装置１００は、商用三相交流電源のＲ相と二極ヨーク型磁化器２０の端子Ｂ１とを接続し、Ｔ相と二極ヨーク型磁化器２０の端子Ｂ２とを接続する。
【００４７】
図８は、第１実施例の被検査体の磁化装置において磁化領域１に発生する磁界のリサージュ波形を模式的に図示したものである。図８（ａ）は、三極ヨーク型磁化器１０を単独で動作させたときのリサージュ波形であり、図８（ｂ）は、三極ヨーク型磁化器１０及び二極ヨーク型磁化器２０を動作させたときのリサージュ波形である。
【００４８】
第１実施例の被検査体の磁化装置において、被検査体が設置される磁化領域１におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の磁束密度をテスラメータ５２（磁気測定器）に接続した三次元プローブ５１（磁界検出素子）で検出し、テスラメータ５２に接続したオシロスコープ５３（波形観測器）でリサージュ波形を観測した。図８において、Ｘ−Ｙ平面のリサージュ波形は、Ｘ軸の磁束密度とＹ軸の磁束密度とによるリサージュ波形である（第１リサージュ波形）。Ｙ−Ｚ平面のリサージュ波形は、Ｙ軸の磁束密度とＺ軸の磁束密度とによるリサージュ波形である（第２リサージュ波形）。Ｚ−Ｘ平面のリサージュ波形は、Ｚ軸の磁束密度とＸ軸の磁束密度とによるリサージュ波形である（第３リサージュ波形）。
【００４９】
まず本発明に係る被検査体の磁化装置との対比のために、三極ヨーク型磁化器１０を単独で動作させたときの磁界のリサージュ波形を観測した（図８（ａ））。
【００５０】
三極ヨーク型磁化器１０は、三相交流電圧を印加することによって、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界を形成することができる。したがってＸ−Ｙ平面には、三極ヨーク型磁化器１０によって、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界Ｃ（図６）が発生する。しかし三極ヨーク型磁化器１０単独では、Ｚ軸方向成分の磁界がほとんど発生しない。そのためＹ−Ｚ平面にはＹ軸方向成分の磁界のみ発生し、Ｚ−Ｘ平面にはＸ軸方向成分の磁界のみ発生する。
【００５１】
次に三極ヨーク型磁化器１０及び二極ヨーク型磁化器２０を動作させた本発明に係る被検査体の磁化装置における磁界のリサージュ波形を観測した（図８（ｂ））。
【００５２】
Ｘ−Ｙ平面には、三極ヨーク型磁化器１０によって、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界Ｃ（図６）が発生する。また二極ヨーク型磁化器２０は、第１磁化要素２１及び第２磁化要素２２の先端が、三極ヨーク型磁化器１０が被検査体に対面する向きと９０度異なる向きで被検査体に対面するように配置されている。したがって、三極ヨーク型磁化器１０がＸ−Ｙ平面に形成する回転磁界Ｃと二極ヨーク型磁化器２０が形成するＺ軸方向の磁界Ｄとの合成ベクトルによって、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面にも回転磁界が形成される。つまり本発明に係る被検査体の磁化装置は、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面のそれぞれに有効な回転磁界を形成することができるので、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の全面において高い磁粉探傷精度が得られる。
【００５３】
さらに各リサージュ波形は、そのアスペクト比の値が１に近いほど（例えばリサージュ波形が真円に近い形状であるほど）、その回転磁界の回転方向における磁界の強さが均一な状態になる。したがってオシロスコープ５３で第１〜第３リサージュ波形を観測しながら、リサージュ波形のアスペクト比の値がそれぞれ１に近づくように、三極ヨーク型磁化器１０又は二極ヨーク型磁化器２０の位置又は向きを調整すればよい。それによって、より良好な磁粉探傷精度が得られる状態となるように被検査体の磁化装置を調整することができる。
【００５４】
また三極ヨーク型磁化器１０及び二極ヨーク型磁化器２０は、いずれも継鉄（ヨーク）に電線が巻かれた磁化要素を用いて構成されているので、従来の空芯の励磁コイルのみからなる磁化要素よりも大幅に少ない電流で所望の強度の磁界を形成することができる。したがって三極ヨーク型磁化器１０には、当該実施例のように、商用の三相交流電源をそのまま用いることができる。
【００５５】
また三極ヨーク型磁化器１０は単独で回転磁界を形成できるので、三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧と二極ヨーク型磁化器２０に印加する交流電圧との間に位相差を設ける必要がない。したがって二極ヨーク型磁化器２０に印加する交流電圧は、当該実施例のように、商用の三相交流電源のいずれかの線間電圧をそのまま用いることができる。つまり本発明に係る被検査体の磁化装置は、商用の三相交流電源をそのまま用いることができるので、従来のように整流器やインバータを設ける必要がなく、また大電流を得るための特別な電源装置等を設ける必要もない。
【００５６】
以上説明したように本発明によれば、Ｘ−Ｙ平面、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の三次元立体面において高い磁粉探傷精度が得られる磁粉探傷装置をシンプルな構成で低コストで実現することができる。
【００５７】
また第１実施例の被検査体の磁化装置では、二極ヨーク型磁化器２０は、第１磁化要素２１及び第２磁化要素２２の先端が、三極ヨーク型磁化器１０が被検査体に対面する向きと９０度異なる向きで被検査体に対面するように配置されている。そのため二極ヨーク型磁化器２０によって、Ｚ−Ｘ平面又はＹ−Ｚ平面に直接的にＺ軸方向の磁界Ｄ（図６）を形成することができる。それによって、三極ヨーク型磁化器１０が形成する回転磁界Ｃ（図６）と二極ヨーク型磁化器２０が形成するＺ軸方向の磁界Ｄとの合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。
【００５８】
＜被検査体の磁化装置の第２実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第２実施例について、図９及び図１０を参照しながら説明する。
図９は、第２実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
【００５９】
第２実施例の被検査体の磁化装置は、第１実施例に加えて、電源装置１００の構成要素として整流器３１、単相インバータ回路３２及びスイッチング制御装置３３を備えている。整流器３１は、三相交流電圧を整流及び平滑して直流電圧を出力する。単相インバータ回路３２は、整流器３１が出力する直流電圧を単相交流電圧に変換する。スイッチング制御装置３３は、所定の周波数の単相交流電圧が単相インバータ回路３２から出力されるように、単相インバータ回路３２の複数のスイッチング素子をオン／オフ制御する。
尚、それ以外の構成については、第１実施例と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００６０】
図１０は、第２実施例の被検査体の磁化装置において磁化領域１に発生する磁界のリサージュ波形を模式的に図示したものである。図１０（ａ）は、二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数を２５Ｈｚとしたときのリサージュ波形であり、図１０（ｂ）は、二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数を２９Ｈｚとしたときのリサージュ波形である。
【００６１】
このように第１実施例に加えて、二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数を変換する装置（整流器３１、単相インバータ回路３２及びスイッチング制御装置３３）をさらに設け、三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数と二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数とを異ならせるのが好ましい。それによって、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との間に、両者の周波数比に応じた位相ずれが生じるからである。
【００６２】
例えば三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数５０Ｈｚに対して、二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数を２５Ｈｚに設定する。つまり三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数と二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数とが逓倍となる関係に設定する（図１０（ａ））。また、例えば三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数５０Ｈｚに対して、二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数を２９Ｈｚに設定する。つまり三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数と二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定する（図１０（ｂ））。
【００６３】
三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数と二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数とを異ならせることによって、三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧と二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧との間には、両者の周波数比に応じた位相ずれが生ずる。それによって図１０に図示したように、三極ヨーク型磁化器１０が形成する回転磁界Ｃと二極ヨーク型磁化器２０が形成する磁界Ｄとの合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を高めることができる。
【００６４】
特に三極ヨーク型磁化器１０に印加する三相交流電圧の周波数と二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定すれば、より効果的で好ましい。それによって、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との間に不規則な位相ずれが生ずるからである。また二極ヨーク型磁化器２０に印加する単相交流電圧の周波数は、低い周波数の方が被検査体の深部まで磁力が浸透しやすい。
【００６５】
さらにオシロスコープ５３で第１〜第３リサージュ波形を観測しながら、リサージュ波形のアスペクト比の値がそれぞれ１に近づくように、三極ヨーク型磁化器１０又は二極ヨーク型磁化器２０の位置又は向き、二極ヨーク型磁化器２０に印加する交流電圧の周波数を調整する。それによって、より良好な磁粉探傷精度が得られる。
【００６６】
＜被検査体の磁化装置の第３実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第３実施例について、図１１及び図１２を参照しながら説明する。
図１１は、第３実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。図１２は、第３実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
【００６７】
第３実施例の被検査体の磁化装置は、「第１磁化器」及び「第２磁化器」としての２つの三極ヨーク型磁化器１０ａ、１０ｂと、電源装置１００とで構成されている。
【００６８】
「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ａは、第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３の先端が、磁化領域１のＸ−Ｙ平面に対面するように配置されている。それに対して「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂは、第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３の先端が、三極ヨーク型磁化器１０ａが磁化領域１に対面する方向に対向する方向から磁化領域１のＸ−Ｙ平面に対面するように配置されている。
尚、三極ヨーク型磁化器１０ａ、１０ｂについては、図１〜図４に図示して説明した三極ヨーク型磁化器１０と同じ構成であるため、詳細な説明を省略する。
【００６９】
第３実施例の電源装置１００は、三相交流電圧を三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する。より具体的には第３実施例の電源装置１００は、商用三相交流電源のＲ相と三極ヨーク型磁化器１０ａの端子Ａ１とを接続し、Ｓ相と三極ヨーク型磁化器１０ａの端子Ａ２とを接続し、Ｔ相と三極ヨーク型磁化器１０ａの端子Ａ３とを接続する。また第３実施例の電源装置１００は、単相交流電圧を三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する。より具体的には第３実施例の電源装置１００は、商用三相交流電源のＲ相と三極ヨーク型磁化器１０ｂの端子Ａ１とを接続し、Ｔ相と三極ヨーク型磁化器１０ｂの端子Ａ３とを接続する。
【００７０】
Ｘ−Ｙ平面には、三極ヨーク型磁化器１０ａによって、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界Ｃが発生する。また磁化領域１を挟んで反対側のＸ−Ｙ平面には、三極ヨーク型磁化器１０ｂによる磁界Ｅが発生する。そのため三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃと三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界Ｅとの合成ベクトルによって、Ｚ軸方向の磁界Ｄが形成され、それによってＹ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面にも回転磁界が形成される。また三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃと三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界Ｅとの合成ベクトルは、対向方向の成分（Ｚ軸方向成分）がより多くなる。それによって、その合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を効果的に高めることができる。
【００７１】
＜被検査体の磁化装置の第４実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第４実施例について、図１３を参照しながら説明する。
図１３は、第４実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
【００７２】
第４実施例の被検査体の磁化装置は、第３実施例に加えて、電源装置１００の構成要素として整流器３１、単相インバータ回路３２及びスイッチング制御装置３３を備えている。
尚、それ以外の構成については、第３実施例と同様であるため詳細な説明を省略する。また整流器３１、単相インバータ回路３２及びスイッチング制御装置３３の構成については、第２実施例と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００７３】
このように第３実施例に加えて、三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する単相交流電圧の周波数を変換する装置（整流器３１、単相インバータ回路３２及びスイッチング制御装置３３）をさらに設け、三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧の周波数と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する単相交流電圧の周波数とを異ならせるのが好ましい。
【００７４】
三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧の周波数と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する単相交流電圧の周波数とを異ならせることによって、三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する単相交流電圧との間には、両者の周波数比に応じた位相ずれが生ずる。それによって三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃと三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界Ｅとの合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を高めることができる。特に三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧の周波数と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する単相交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定すれば、より効果的で好ましい。
【００７５】
＜被検査体の磁化装置の第５実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第５実施例について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。
図１４は、第５実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。図１５は、第５実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
【００７６】
第５実施例の被検査体の磁化装置は、「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂに三相交流電圧が印加される以外は第３実施例と同じ構成である。より具体的には第５実施例の電源装置１００は、商用三相交流電源のＲ相と三極ヨーク型磁化器１０ｂの端子Ａ１とを接続し、Ｓ相と三極ヨーク型磁化器１０ｂの端子Ａ２とを接続し、Ｔ相と三極ヨーク型磁化器１０ｂの端子Ａ３とを接続する。
【００７７】
このような構成の被検査体の磁化装置は、「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ａによる回転磁界Ｃ１がＸ−Ｙ平面に形成される。さらに磁化領域１を挟んで反対側のＸ−Ｙ平面に、「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂによる回転磁界Ｃ２が形成される。そのため三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ１と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する回転磁界Ｃ２との合成ベクトルによって、Ｚ軸方向の磁界Ｄが形成され、それによってＹ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面にも回転磁界が形成される。また三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ１と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する回転磁界Ｃ２との合成ベクトルは、対向方向の成分（Ｚ軸方向成分）の磁界がより多くなる。それによって、その合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を効果的に高めることができる。
【００７８】
＜被検査体の磁化装置の第６実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第６実施例について、図１６を参照しながら説明する。
図１６は、第６実施例の被検査体の磁化装置の結線図である。
【００７９】
第６実施例の被検査体の磁化装置は、第５実施例に加えて、電源装置１００の構成要素として整流器３１、三相インバータ回路３４及びスイッチング制御装置３５を備えている。整流器３１は、三相交流電圧を整流及び平滑して直流電圧を出力する。三相インバータ回路３４は、整流器３１が出力する直流電圧を三相交流電圧に変換する。スイッチング制御装置３５は、所定の周波数の三相交流電圧が三相インバータ回路３４から出力されるように、三相インバータ回路３４の複数のスイッチング素子をオン／オフ制御する。
【００８０】
尚、それ以外の構成については、第６実施例と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００８１】
このように第５実施例に加えて、三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する三相交流電圧の周波数を変換する装置（整流器３１、三相インバータ回路３４及びスイッチング制御装置３５）をさらに設け、「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧の周波数と「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する三相交流電圧の周波数とを異ならせるのが好ましい。
【００８２】
三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧の周波数と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する三相交流電圧の周波数とを異ならせることによって、三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する三相交流電圧との間には、両者の周波数比に応じた位相ずれが生ずる。それによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ１と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する回転磁界Ｃ２との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度を高めることができる。特に三極ヨーク型磁化器１０ａに印加する三相交流電圧の周波数と三極ヨーク型磁化器１０ｂに印加する三相交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定すれば、第１磁化器に印加する三相交流電圧と第２磁化器に印加する交流電圧との間に不規則な位相ずれが生ずるため、より効果的で好ましい。
【００８３】
＜被検査体の磁化装置の第７実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第７実施例について、図１７を参照しながら説明する。
図１７は、第７実施例の被検査体の磁化装置における三極ヨーク型磁化器１０ａ及び三極ヨーク型磁化器１０ｂを図示したものであり、図１７（ａ）は三極ヨーク型磁化器１０ａの正面図、図１７（ｂ）は三極ヨーク型磁化器１０ｂの正面図を図示したものである。
【００８４】
第７実施例の被検査体の磁化装置は、「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ａと「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂとの相対的な位置関係が相違する以外は、第５実施例又は第６実施例と同じ構成である。より具体的には、三極ヨーク型磁化器１０ａと三極ヨーク型磁化器１０ｂとは、三つの磁化要素（第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３）がＸ−Ｙ平面に沿う回転方向へ相互に角度Ｆだけ位相差をもって対向するように配置されている。
【００８５】
このような配置とすることによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ１と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する回転磁界Ｃ２との間に位相ずれが生じる。それによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ１と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する回転磁界Ｃ２との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。
【００８６】
＜被検査体の磁化装置の第８実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第８実施例について、図１８を参照しながら説明する。
図１８は、第８実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。
【００８７】
第８実施例の被検査体の磁化装置は、「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ａと「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂとの相対的な位置関係が相違する以外は、第３実施例〜第６実施例と同じ構成である。より具体的には、三極ヨーク型磁化器１０ａと三極ヨーク型磁化器１０ｂとは、対向角度Ｇをもって配置されている。この対向角度Ｇは、Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界を、磁界の強さが３６０度、ほぼ均一となる回転磁界に近づける上では、特に２０〜３５度の角度に設定するのが好ましい。
【００８８】
このような配置とすることによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ（又は回転磁界Ｃ１）と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界Ｅ（又は回転磁界Ｃ２）との間の磁界分布に偏りが生じる。それによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する磁界と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。
【００８９】
＜被検査体の磁化装置の第９実施例＞
本発明に係る被検査体の磁化装置の第９実施例について、図１９を参照しながら説明する。
図１９は、第９実施例の被検査体の磁化装置の構成を図示した構成図である。
【００９０】
第９実施例の被検査体の磁化装置は、「第１磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ａと「第２磁化器」としての三極ヨーク型磁化器１０ｂとの相対的な位置関係が相違する以外は、第３実施例〜第６実施例と同じ構成である。より具体的には、三極ヨーク型磁化器１０ａと三極ヨーク型磁化器１０ｂとは、三極ヨーク型磁化器１０ａの磁界中心（第１磁化要素１１、第２磁化要素１２及び第３磁化要素１３の中心）と三極ヨーク型磁化器１０ｂの磁界中心とが対向方向（Ｚ軸方向）と交差する方向（Ｘ−Ｙ平面に沿う方向）へ間隔Ｈだけずれるように配置されている。
【００９１】
このような配置とすることによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する回転磁界Ｃ（又は回転磁界Ｃ１）と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界Ｅ（又は回転磁界Ｃ２）との間の磁界分布に勾配が生じる。それによって、三極ヨーク型磁化器１０ａが形成する磁界と三極ヨーク型磁化器１０ｂが形成する磁界との合成ベクトルによる回転磁界（Ｙ−Ｚ平面及びＺ−Ｘ平面の回転磁界）において、Ｚ軸方向成分の磁界強度をさらに高めることができる。
【００９２】
＜他の実施例、変形例＞
本発明は、上記説明した実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であること言うまでもない。
【符号の説明】
【００９３】
１ 磁化領域、
１０、１０ａ、１０ｂ 三極ヨーク型磁化器、
２０ 二極ヨーク型磁化器、
３１ 整流器、３２ 単相インバータ回路、３４ 三相インバータ回路、
３３、３５ スイッチング制御装置、５１ 三次元プローブ、５２ テスラメータ、
５３ オシロスコープ、１００ 電源装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されている第１磁化器と、
継鉄に電線が巻かれた磁化要素を含み、前記第１磁化器と異なる向きで被検査体に対面する第２磁化器と、
三相交流電圧を前記第１磁化器に印加するとともに、交流電圧を前記第２磁化器に印加する電源装置と、を備える被検査体の磁化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の被検査体の磁化装置において、前記第１磁化器は、前記三つの磁化要素が同心円上に配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の被検査体の磁化装置において、前記電源装置は、前記第１磁化器に印加する三相交流電圧の周波数と前記第２磁化器に印加する交流電圧の周波数とが異なる、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の被検査体の磁化装置において、前記電源装置は、前記第１磁化器に印加する三相交流電圧の周波数と前記第２磁化器に印加する交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の被検査体の磁化装置において、前記第２磁化器は、継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されており、前記電源装置は、三相交流電圧を前記第２磁化器に印加する、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項６】
請求項５に記載の被検査体の磁化装置において、前記第２磁化器は、前記三つの磁化要素が同心円上に配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の被検査体の磁化装置において、前記第２磁化器は、前記第１磁化器に対向して配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項８】
請求項７に記載の被検査体の磁化装置において、前記第１磁化器と前記第２磁化器とは、対向角度をもって配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の被検査体の磁化装置において、前記第１磁化器と前記第２磁化器とは、前記第１磁化器の磁界中心と前記第２磁化器の磁界中心とが対向方向と交差する方向へずれるように配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項１０】
請求項５又は６に記載の被検査体の磁化装置において、前記第１磁化器と前記第２磁化器とは、前記第１磁化器の三つの磁化要素と前記第２磁化器の三つの磁化要素とが相互に回転方向へ位相差をもって対向するように配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれかに記載の被検査体の磁化装置において、前記第２磁化器は、前記第１磁化器と９０度異なる向きで被検査体に対面している、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の被検査体の磁化装置を備える磁粉探傷装置。
【請求項１３】
継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されている第１磁化器と、継鉄に電線が巻かれた磁化要素を含み、前記第１磁化器と異なる向きで被検査体に対面する第２磁化器と、三相交流電圧を前記第１磁化器に印加するとともに、交流電圧を前記第２磁化器に印加する電源装置と、を備える被検査体の磁化装置の調整方法であって、
被検査体が設置される領域におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の磁界の強さを磁界検出素子で検出し、
Ｘ軸の磁界の強さとＹ軸の磁界の強さとによる第１リサージュ波形、Ｙ軸の磁界の強さとＺ軸の磁界の強さとによる第２リサージュ波形、Ｚ軸の磁界の強さとＸ軸の磁界の強さとによる第３リサージュ波形のいずれか一又は二以上を磁気測定器に接続した波形観測器で観測し、
観測しているリサージュ波形のアスペクト比の値が１に近づくように、前記第１磁化器又は前記第２磁化器の位置又は向き、前記第１磁化器に印加する三相交流電圧と前記第２磁化器に印加する交流電圧との周波数比を調整する、ことを特徴とした被検査体の磁化装置の調整方法。
【請求項１】
継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されている第１磁化器と、
継鉄に電線が巻かれた磁化要素を含み、前記第１磁化器と異なる向きで被検査体に対面する第２磁化器と、
三相交流電圧を前記第１磁化器に印加するとともに、交流電圧を前記第２磁化器に印加する電源装置と、を備える被検査体の磁化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の被検査体の磁化装置において、前記第１磁化器は、前記三つの磁化要素が同心円上に配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の被検査体の磁化装置において、前記電源装置は、前記第１磁化器に印加する三相交流電圧の周波数と前記第２磁化器に印加する交流電圧の周波数とが異なる、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の被検査体の磁化装置において、前記電源装置は、前記第１磁化器に印加する三相交流電圧の周波数と前記第２磁化器に印加する交流電圧の周波数とが非逓倍となる関係に設定されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の被検査体の磁化装置において、前記第２磁化器は、継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されており、前記電源装置は、三相交流電圧を前記第２磁化器に印加する、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項６】
請求項５に記載の被検査体の磁化装置において、前記第２磁化器は、前記三つの磁化要素が同心円上に配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の被検査体の磁化装置において、前記第２磁化器は、前記第１磁化器に対向して配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項８】
請求項７に記載の被検査体の磁化装置において、前記第１磁化器と前記第２磁化器とは、対向角度をもって配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の被検査体の磁化装置において、前記第１磁化器と前記第２磁化器とは、前記第１磁化器の磁界中心と前記第２磁化器の磁界中心とが対向方向と交差する方向へずれるように配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項１０】
請求項５又は６に記載の被検査体の磁化装置において、前記第１磁化器と前記第２磁化器とは、前記第１磁化器の三つの磁化要素と前記第２磁化器の三つの磁化要素とが相互に回転方向へ位相差をもって対向するように配置されている、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれかに記載の被検査体の磁化装置において、前記第２磁化器は、前記第１磁化器と９０度異なる向きで被検査体に対面している、ことを特徴とした被検査体の磁化装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の被検査体の磁化装置を備える磁粉探傷装置。
【請求項１３】
継鉄に電線が巻かれた三つの磁化要素が相互に１２０度の位相差をもって配置され、その三つの磁化要素の電線がΔ結線又はＹ結線されている第１磁化器と、継鉄に電線が巻かれた磁化要素を含み、前記第１磁化器と異なる向きで被検査体に対面する第２磁化器と、三相交流電圧を前記第１磁化器に印加するとともに、交流電圧を前記第２磁化器に印加する電源装置と、を備える被検査体の磁化装置の調整方法であって、
被検査体が設置される領域におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の磁界の強さを磁界検出素子で検出し、
Ｘ軸の磁界の強さとＹ軸の磁界の強さとによる第１リサージュ波形、Ｙ軸の磁界の強さとＺ軸の磁界の強さとによる第２リサージュ波形、Ｚ軸の磁界の強さとＸ軸の磁界の強さとによる第３リサージュ波形のいずれか一又は二以上を磁気測定器に接続した波形観測器で観測し、
観測しているリサージュ波形のアスペクト比の値が１に近づくように、前記第１磁化器又は前記第２磁化器の位置又は向き、前記第１磁化器に印加する三相交流電圧と前記第２磁化器に印加する交流電圧との周波数比を調整する、ことを特徴とした被検査体の磁化装置の調整方法。
【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】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
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【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１９８０８７（Ｐ２０１２−１９８０８７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６１９９３（Ｐ２０１１−６１９９３）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（５９１０１１７７５）電子磁気工業株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（５９１０１１７７５）電子磁気工業株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
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