(57)【要約】【課題】簡単な構成により磁石から出る磁束の方向を検出する磁力線方向検出装置を提供し、また、この検出した磁束方向の振れにより磁石の着磁ムラを検査する磁石検査装置を提供する。【解決手段】被測定物である永久磁石１０を保持してこの永久磁石１０を駆動する駆動部１００と、駆動部１００を支持すると共に、永久磁石１０に対して所定の位置に配置される指針支持部２２０を支持する本体部２００と、永久磁石１０の磁力線および指針支持部２２０により重量を支えられて浮遊する指針３００と、を有して構成する。【選択図】図１
2010210329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物である磁石を保持し、前記磁石を駆動する駆動部と、
前記駆動部を支持すると共に、前記磁石に対して所定の位置に配置される指針支持部を支持する本体部と、
前記磁石の磁力線および前記指針支持部により重量を支えられて浮遊する指針と、
を有する磁力線方向検出装置。
【請求項２】
前記指針支持部は非磁性材料により形成され、前記指針は磁性材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁力線方向検出装置。
【請求項３】
前記駆動部は、前記磁石を回転駆動する回転駆動部であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁力線方向検出装置。
【請求項４】
前記指針支持部は、前記指針の一端を支持する突起部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の磁力線方向検出装置。
【請求項５】
さらに、前記指針の動きを所定の時間間隔で撮像する撮像部を有することを特徴とする
請求項１から４のいずれかに記載の磁力線方向検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力線方向検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁力線方向検出装置として、磁気ベクトルの方向を測定する方式のものが提案され、この方式を利用すれば着磁された磁石の着磁精度の測定、検査ができる。
【０００３】
例えば、測定対象物の近傍磁界の動的な変化を測定する磁力線方向検出装置がある（例えば、特許文献１参照）。この磁力線方向検出装置は周辺磁界の３軸方向成分の同時測定ができる多軸磁気センサと、多軸磁気センサや測定対象物をそれぞれ支持する支持体を備える。各支持体は、ステッピングモータにより、所定の動作モードで運動する。センサ出力取得手段は、多軸磁気センサの３軸方向成分の測定値を一括して読み取る。磁気ベクトル描画手段は、３軸方向成分の測定値から求められた磁気ベクトルと、測定対象物と多軸磁気センサとの相対位置データを取得して、イメージデータにより、上記測定対象物の近傍に上記磁気ベクトルを描画する処理を連続的に実行する。
【０００４】
これにより、予め任意の動作モードを設定しておいて、測定対象物の近傍の複雑な形状の平面や曲面上の磁気ベクトルを連続的に精密に測定することができるとされている。また、この磁力線方向検出装置を用いれば、着磁された磁石の着磁精度の測定、検査ができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８９２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に示す磁力線方向検出装置では、３軸方向成分の測定値を一括して読み取る多軸磁気センサやこの測定値から得られるイメージデータを磁気ベクトルとして連続的に描画処理する必要があり、大型の装置と振動の少ない環境、および長い測定時間が必要であり、簡易な検出装置ではなかった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、簡単な構成により磁石から出る磁束の方向を検出する磁力線方向検出装置を提供し、また、この検出した磁束方向の振れにより磁石の着磁ムラを検査する磁石検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
・  本発明は上記目的を達成するため、被測定物である磁石を保持し、前記磁石を駆動する駆動部と、前記駆動部を支持すると共に、前記磁石に対して所定の位置に配置される指針支持部を支持する本体部と、前記磁石の磁力線および前記指針支持部により重量を支えられて浮遊する指針と、を有する磁力線方向検出装置を提供する。
【０００９】
［２］前記指針支持部は非磁性材料により形成され、前記指針は磁性材料により形成されていることを特徴とする上記［１］に記載の磁力線方向検出装置であってもよい。
【００１０】
［３］また、前記駆動部は、前記磁石を回転駆動する回転駆動部であることを特徴とする上記［１］または［２］に記載の磁力線方向検出装置であってもよい。
【００１１】
［４］また、前記指針支持部は、前記指針の一端を支持する突起部を有することを特徴とする上記［１］から［３］のいずれかに記載の磁力線方向検出装置であってもよい。
【００１２】
［５］さらに、前記指針の動きを所定の時間間隔で撮像する撮像部を有することを特徴とする上記［１］から［４］のいずれかに記載の磁力線方向検出装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡単な構成により磁石から出る磁束の方向を検出する磁力線方向検出装置を提供し、また、この検出した磁束方向の振れにより磁石の着磁ムラを検査する磁石検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る磁力線方向検出装置の上平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２は、永久磁石の磁力線を示す斜視図である。
【図３】図３は、図２において１本の磁力線を含む断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態に係る磁力線方向検出装置の縦断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施の形態に係る磁力線方向検出装置の主要部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（本発明の第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る磁力線方向検出装置１は、被測定物である永久磁石１０を保持してこの永久磁石１０を駆動する駆動部１００と、駆動部１００を支持すると共に、永久磁石１０に対して所定の位置に配置される指針支持部２２０を支持する本体部２００と、永久磁石１０の磁力線および指針支持部２２０により重量を支えられて浮遊する指針３００と、を有して構成されている。
【００１６】
駆動部１００は、モータ１１０と、モータ１１０の回転軸１１１に嵌合装着され、永久磁石１０を保持する受台１２０と、図示省略するモータ１１０の駆動制御部とから概略構成されている。モータ１１０は、回転軸１１１に受台１２０が嵌合装着されたユニットとして、後述するボデー２１０にネジで固定されている。
【００１７】
モータ１１０は、例えばシンクロナス回転モータが使用できる。永久磁石１０を所定の回転速度、例えば、１ｒｐｍ（１回転／ｍｉｎ）で回転させるよう減速機付きのものが好ましい。モータ１１０は、回転軸１１１を有しており、この回転軸１１１には同軸状に永久磁石１０を保持する受台１２０が嵌合して装着されている。受台１２０には、凹部１２１が形成され、永久磁石１０の外径が凹部１２１に収容されて同軸状に保持されるよう構成されている。尚、モータ１１０は、上記のシンクロナス回転モータに限られず、所定の回転数で回転できるものであればよく、例えば、直流モータ、ステッピングモータ等も使用できる。
【００１８】
受台１２０は、永久磁石１０を保持するため、永久磁石１０の磁界に影響を与えない非磁性材料が好ましく、例えば、真鍮、アルミ材が使用できる。また、モータ１１０の回転軸１１１も永久磁石１０に近接しているので、非磁性材料が好ましく、例えば、オーステナイト系のステンレス鋼が使用できる。その他、図示省略するが、受台１２０を回転軸１１１に固定するネジ、モータ１１０をボデー２１０に固定するネジ等も非磁性材料を使用するのが好ましい。
【００１９】
本体部２００は、ボデー２１０と指針支持部２２０から概略構成されている。ボデー２１０には、モータ１１０が装着されると共に、モータ１１０上部に指針支持部２２０が固定されている。ボデー２１０は、モータ１１０および指針支持部２２０を収容するための中空部を有する段差のある筒形状に形成されている。ボデー２１０、指針支持部２２０友に、アルミ等の非磁性材料を使用する。
【００２０】
本実施の形態では、風等の影響を防止するために上部に透過性のカバー２３０を設けている。例えば、透明アクリル、ガラス等で形成することができる。
【００２１】
また、本体部２００は、指針支持部２２０がボデー２１０に対して上下方向に高さ調整可能なように構成されている。図１に示す高さ調整機構２４０は、例えば、指針支持部２２０がボデー２１０に対して上下方向にスライド可能なように溝加工により形成され、高さ調整後に図示しないネジにより固定される。あるいは、指針支持部２２０とボデー２１０がネジ嵌合し、回転することにより高さ調整可能な構成とされていてもよい。
【００２２】
図３において、指針支持部２２０は、上面部２２３に突起部として凸部２２１が永久磁石１０と同軸となるように形成されている。凸部２２１の側面部２２４と上面部２２３が略直交し、この２面で隅部２２２を全周に亘って形成している。
【００２３】
永久磁石１０は、本発明の第１の実施の形態に係る磁力線方向検出装置１の測定対象物である。この被測定物である永久磁石１０は、種々の形状および種々の材質で形成可能であり、受台１２０の形状により対応することが可能である。例えば、本実施の形態では、永久磁石１０の外径が円筒状であり、この外径に対応して嵌合する凹部１２１を受台１２０に形成しておくことで永久磁石１０を受台１２０に同軸に装着できる。
【００２４】
また、永久磁石１０の材質も、フェライト、希土類、アルニコ等があり、例えば、フェライト磁性粉を樹脂に配合して着磁しながら成形することにより形成することができる。永久磁石１０は、図２に示すように、円筒形状の上下面が着磁面とされており、例えば上面がＮ極、下面がＳ極の場合、矢印で示すように、Ｎ極から磁束が出てＳ極に戻るように磁力線４００が形成される。この磁力線４００は、円筒形状の全周に亘って形成される。
【００２５】
指針３００は、棒状の磁性材料により形成され、例えば、先端部がテーパ形状に形成されている。指針３００は、指針支持部２２０上に載置されることにより、永久磁石１０の磁界による磁力線４００による磁路の一部を形成し、一端部が指針支持部２２０により支持されながら磁力線４００に沿って浮遊する。特に、指針支持部２２０の上面部２２３に突起部として凸部２２１が形成されている場合は、側面部２２４と上面部２２３、すなわち隅部２２２に指針支持部２２０の一端部が支持されながら磁力線４００に沿って浮遊する。
【００２６】
（磁力線方向検出装置の動作）
図１に示すように、永久磁石１０を受台１２０に載置して、高さ調整機構により適宜高さ調整をして固定し、モータ１１０を回転駆動する。このとき、図２に示すような永久磁石１０の磁力線４００も、永久磁石１０の回転に伴い回転する。
【００２７】
指針３００を指針支持部２２０に載置すると、図３に示すように、一端部が指針支持部２２０により支持されながら磁力線４００に沿って浮遊する。この指針３００が浮遊した状態を上からみると、図１（ａ）に示すように、指針支持部２２０がある方向を向いた状態で静止してみえる。
【００２８】
上記説明した、指針支持部２２０が静止した状態は理想であるが、実際には、永久磁石１０の着磁ムラ等により円筒形状の全周に亘って形成される磁力線４００は均一ではなく、永久磁石１０の回転に伴い、指針支持部２２０は図１（ａ）に示すθの範囲で振れる。この振れを検出し測定することにより磁力線方向検出ができ、永久磁石の着磁精度の測定、検査が簡単にできる。
【００２９】
磁力線方向検出装置１を磁石検査装置として使用する場合は、上記の指針支持部２２０の振れを目視により検出して判断することもでき、また、スケールあるいは分度器等の測定器具により測定して判断することもできる。また、指針支持部２２０の上面部２２３、あるいはカバー２３０に所定の角度刻みで目盛りを形成しておいてもよい。
【００３０】
（本発明の第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る磁力線方向検出装置１は、第１の実施の形態において、さらに指針３００の振れを撮像するカメラを備えた構成である。撮像部としてのカメラ５００およびその周辺機器を除いては第１の実施の形態と同様であるので、追加された構成について説明する。
【００３１】
第２の実施の形態に係る磁力線方向検出装置１は、第１の実施の形態に加えて、撮像部としてカメラ５００、画像処理部５１０および表示部５２０を有している。図４に示すように、カメラ５００は、指針３００を上部から撮像し、図１（ａ）のような映像を所定の時間間隔で撮像する。
【００３２】
撮像された画像は、画像処理部５１０で例えば、２値化処理し、表示部５２０にリアルタイムで表示し、あるいは、所定の時間間隔で表示（コマ表示）して、この表示に基づいて指針支持部２２０の振れを検出し、測定することができる。必要に応じて、表示部５２０にスケールを表示しておくことで、指針支持部２２０の振れ角θを検出でき、また、定量的に測定評価することができる。
【００３３】
また、画像処理部５１０において、種々の方向に振れた指針支持部２２０のテンプレート画像を記憶部に記憶させておいて、カメラ５００により撮像され２値化処理された指針支持部２２０の画像を上記テンプレート画像を用いてテンプレートマッチングにより指針支持部２２０の方向を算出することができる。これにより、所定の時間間隔での指針支持部２２０の方向を算出できる。また、この方向算出値に基づいて、方向の振れ角が所定の値を超えた場合には永久磁石１０の着磁ムラが規定値を超えたと自動的に評価することができる。
【００３４】
（本発明の第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る磁力線方向検出装置の主要部の斜視図であり、第１の実施の形態において、棒状（直線状）の永久磁石を被測定物とした場合のものである。以下、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
【００３５】
永久磁石１１は、形状が棒状（直線状）あるいは板状であり、その厚み方向に着磁がされている。図５では、永久磁石１１の上面がＮ極に着磁され、下面がＳ極に着磁されている。磁力線４１０は、Ｎ極からＳ極に向って形成され、永久磁石１１の長手方向に沿って連続している。
【００３６】
指針支持部６２０は、上面部６２３に凸部６２１が永久磁石１１の長手方向に沿うように形成されている。凸部６２１の側面部６２４と上面部６２３が略直交し、この２面で隅部６２２を全長に亘って形成している。
【００３７】
駆動部は、図示省略するが、指針支持部６２０を永久磁石１１の長手方向に沿って移動できるものであればよく、例えば、リニアモータが使用できる。その他、指針支持部６２０をリニアガイドでスライド可能に支持し、回転モータによりギア等で直線運動に変換して駆動する構成としてもよい。
【００３８】
（磁力線方向検出装置の動作）
図５に示すように、永久磁石１１を載置して、指針支持部６２０を永久磁石１１の長手方向に沿って移動させる。指針３００を指針支持部２２０に載置すると、図３に示すように、一端部が指針支持部２２０により支持されながら磁力線４００に沿って浮遊した状態で永久磁石１１の長手方向に沿って移動する。この指針３００が浮遊した状態を上からみることにより磁力線方向検出ができる。また、永久磁石１１の着磁ムラによる指針３００の振れを検出、測定して、棒状（直線状）の永久磁石の着磁精度の測定、検査が簡単にできる。尚、指針支持部６２０を固定して永久磁石１１を移動させる構成とすることもでき、また、第２の実施の形態と同様に撮像部を備えた構成にすることも可能である。
【００３９】
（本発明の実施の形態の効果）
（１）一端部が指針支持部２２０により支持されながら磁力線４００に沿って浮遊する指針３００により、簡単な構成の装置により、磁力線方向検出ができる。特に、指針支持部２２０の振れを検出し測定することにより、永久磁石の着磁精度の測定、検査が簡単にできる。
（２）指針支持部２２０に凸部２２１を設けることにより隅部２２２を形成するので、指針支持部２２０の一端部が支持されて浮遊しやすくなる。また、安定な浮遊が可能となる。
（３）指針支持部２２０の振れを撮像するカメラを備えた構成とすることにより、指針支持部２２０の振れを検出、測定しやすくなり、また、画像処理等を施すことにより永久磁石の着磁ムラの自動評価も可能となる。
（４）指針支持部６２０をリニアモータ等により永久磁石１１の長手方向に沿って移動させる構成とすることにより、棒状（直線状）の永久磁石を被測定物とした磁力線方向検出装置が可能となる。これにより、一般的に使用される円筒状と棒状の永久磁石の磁力線方向検出が可能となり、特に着磁精度の測定、検査を簡単な構成により可能とする検出装置ができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…磁力線方向検出装置、１０…永久磁石、１１…永久磁石、１００…駆動部、１１０…モータ、１１１…回転軸、１２０…受台、１２１…凹部、２００…本体部、２１０…ボデー、２２０…指針支持部、２２１…凸部、２２２…隅部、２２３…上面部、２２４…側面部、２３０…カバー、２４０…調整機構、３００…指針、４００…磁力線、４１０…磁力線、５００…カメラ、５１０…画像処理部、５２０…表示部、６２０…指針支持部、６２１…凸部、６２２…隅部、６２３…上面部、６２４…側面部
【図１】
2010210329.tif 000003
【図２】
2010210329.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010210329.tif 000006
【図５】
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