(57)【要約】【課題】  外力を付加した状態の試験片の磁気特性を正確に測定することができる単板磁気特性試験器を提供する。【解決手段】  励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２が巻き回される上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２の少なくとも何れか一方を、その高さ方向（Ｚ軸方向）に移動させ、上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２を試験片Ｓに接触（好ましくは密接）させる。【選択図】  図３
2019066408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１枚の磁性体板を試験片として当該試験片の磁気特性を測定する単板磁気特性試験器であって、
前記試験片を取り巻くように巻き回され、当該試験片を励磁するための励磁コイルと、
前記試験片を取り巻くように巻き回され、前記励磁された当該試験片の内部の磁束密度を検出するための磁束密度検出コイルと、
前記試験片の板面の一方と対向する位置に配置され、前記励磁コイルおよび前記磁束密度検出コイルのうち、前記試験片の板面の一方側にある部分が配置される第１巻線枠と、
前記試験片の板面の他方と対向する位置に配置され、前記励磁コイルおよび前記磁束密度検出コイルのうち、前記試験片の板面の他方側にある部分が配置される第２巻線枠と、
前記第１巻線枠と前記第２巻線枠の少なくとも何れか一方は、前記第１巻線枠および前記第２巻線枠が、前記試験片に直接または部材を介して接触した状態になるように、前記試験片の厚み方向に移動することを特徴とする単板磁気特性試験器。
【請求項２】
前記励磁コイルを構成する電線および前記磁束密度検出コイルを構成する電線は可撓性を特徴とする請求項１に記載の単板磁気特性試験器。
【請求項３】
前記励磁コイルを構成する電線および前記磁束密度検出コイルを構成する電線は、可撓性を有する絶縁被覆で覆われていることを特徴とする請求項２に記載の単板磁気特性試験器。
【請求項４】
前記励磁コイルは、そのコイル軸に沿って半分に分離した場合の一方の部分である第１励磁コイル部と他方の部分である第２励磁コイル部とを有し、
前記第１励磁コイル部は、前記第１巻線枠に取り付けられ、
前記第２励磁コイル部は、前記第２巻線枠に取り付けられ、
前記第１励磁コイル部の、前記励磁コイルの分離部に対応する領域に電極が形成され、
前記第２励磁コイル部の、前記励磁コイルの分離部に対応する領域に電極が形成され、
前記第１巻線枠および前記第２巻線枠が前記試験片に直接または部材を介して接触した状態になったときに前記励磁コイルが構成されるように、前記第１励磁コイル部に形成された電極と、前記第２励磁コイル部に形成された電極とが電気的に接続され、
前記磁束密度検出コイルは、そのコイル軸に沿って半分に分離した場合の一方の部分である第１磁束密度検出コイル部と他方の部分である第２磁束密度検出コイル部とを有し、
前記第１磁束密度検出コイル部は、前記第１巻線枠に取り付けられ、
前記第２磁束密度検出コイル部は、前記第２巻線枠に取り付けられ、
前記第１磁束密度検出コイル部の、前記磁束密度検出コイルの分離部に対応する領域に電極が形成され、
前記第２磁束密度検出コイル部の、前記磁束密度検出コイルの分離部に対応する領域に電極が形成され、
前記第１巻線枠および前記第２巻線枠が前記試験片に直接または部材を介して接触した状態になったときに前記磁束密度検出コイルが構成されるように、前記第１磁束密度検出コイル部に形成された電極と、前記第２磁束密度検出コイル部に形成された電極とが電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の単板磁気特性試験器。
【請求項５】
前記磁束密度検出コイルは、磁束密度検出用コイル部と空隙補償用コイル部との組を一組として、当該組を複数有し、
前記磁束密度検出用コイル部は、巻回数が１以上のループを有し、
前記空隙補償用コイル部は、巻回数が１以上のループを有し、
前記磁束密度検出用コイル部を構成する前記ループの内部に、前記試験片が置かれ、
同一の前記組における前記磁束密度検出用コイル部および前記空隙補償用コイル部は、前記磁束密度検出コイルに電流が流れた際に、当該磁束密度検出用コイル部から発生する磁束と、当該空隙補償用コイル部から発生する磁束とが相互に弱め合うように、相互に接続され、
前記複数の組は、前記磁束密度検出コイルに電流が流れた際に、全ての前記磁束密度検出用コイル部から発生する磁束が相互に強め合い、且つ、全ての前記空隙補償用コイル部から発生する磁束が相互に強め合うように、相互に接続され、
前記磁束密度検出用コイル部および前記空隙補償用コイル部を構成する前記ループの軸の方向に沿って見た場合に、前記空隙補償用コイル部を構成する前記ループは、前記磁束密度検出用コイル部を構成する前記ループの、少なくとも前記試験片が置かれている領域と重ならないことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の単板磁気特性試験器。
【請求項６】
前記磁束密度検出用コイル部の全てと前記空隙補償用コイル部の全ては、一体であることを特徴とする請求項５に記載の単板磁気特性試験器。
【請求項７】
同一の前記組において、前記空隙補償用コイル部は、前記磁束密度検出用コイル部の、前記試験片における励磁方向と平行な方向の両側に配置されることを特徴とする請求項５または６に記載の単板磁気特性試験器。
【請求項８】
前記磁束密度検出用コイル部および前記空隙補償用コイル部を構成する前記ループの軸の方向に沿って見た場合に、前記磁束密度検出用コイル部を構成する前記ループと、前記空隙補償用コイル部を構成する前記ループとの全ての領域が重ならないことを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の単板磁気特性試験器。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の単板磁気特性試験器と、
前記試験片に対し、前記試験片の励磁方向に応力を付加する応力付加手段と、を有し、
前記応力付加手段により、前記試験片における励磁方向に応力が付加された状態で、前記単板磁気特性試験器により、前記試験片の磁気特性を測定することを特徴とする単板磁気特性試験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単板磁気特性試験器および単板磁気特性試験システムに関し、特に、電磁鋼板等の軟磁性材料の磁気特性を測定するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁鋼板等の軟磁性材料の磁気特性を測定するために単板試験器が用いられる。単板試験器は、単板磁気特性試験器や、単板磁気試験器等とも称される。以下では、単板試験器を単板磁気特性試験器と称する。非特許文献１には、単板磁気特性試験器の巻枠として、形状が、長手方向において貫通する中空の直方体の形状であり、長さが、単板磁気特性試験器の大きさ等に応じて定められた長さである巻枠が記載されている。巻枠は、巻線枠等とも称される。以下の説明では、巻枠を巻線枠と称する。
【０００３】
非特許文献１に記載の技術では、巻線枠には、一次コイルおよび二次コイルが巻き回される。一次コイルは、励磁コイル等とも称される。以下の説明では、一次コイルを励磁コイルと称する。二次コイルは、磁束密度検出コイルや、Ｂコイル等とも称される。以下の説明では、二次コイルを磁束密度検出コイルと称する。
【０００４】
単板磁気特性試験器では、巻線枠の中空部分に単板の試験片（１枚の軟磁性材料の板）を配置すると共に、試験片とヨークとで閉磁路が構成されるようにする。そして、励磁コイルに励磁電流を流して試験片を励磁することにより試験片に発生する磁束密度を、磁束密度検出コイルに誘起される誘導起電力に基づいて求める。尚、以下の説明では、軟磁性材料の板を、必要に応じて、軟磁性体板と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４１２０３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｃ  ２５５６：２０１５「単板試験器による電磁鋼帯の磁気特性の測定方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、巻鉄心にコイルを巻き回す巻線作業を行う際に、或る曲率で曲げられている軟磁性体板が強制的に平坦な状態にされる。また、積鉄心は、軟磁性体板を積み重ねることにより構成されるため、平坦でない軟磁性体板が強制的に平坦な状態にされる。このように平坦でない軟磁性体板を強制的に平坦な状態にした場合の軟磁性体板の磁気特性を測定することが求められる。軟磁性体板を強制的に平坦な状態にした場合には軟磁性体板に歪みが導入されるため、この歪みが磁気特性にどのように影響しているのかを評価することができるからである。
【０００８】
この場合、単板磁気特性試験器では、平坦でない試験片を平坦な状態に矯正した状態で試験片の磁気特性を測定する必要がある。しかしながら、非特許文献１に記載の技術では、巻線枠の寸法が決められているため、平坦でない試験片を平坦な状態に矯正することが容易ではない。
【０００９】
例えば、巻線枠の中空部分（巻線枠の内壁面と試験片との間）に平板を挿入することにより試験片の形状を変形させることが考えられる。しかしながら、巻線枠の中空部分に平板を挿入するため、巻線枠に大きな応力がかかる。従って、この圧力に耐えられるように巻線枠を構成しなければならない。また、巻線枠の中空部分に挿入する平板の大きさや形状を、試験片を平坦にすることができるように定めることは容易ではない。従って、試験片全体に均一な圧力をかけることが容易ではない。
【００１０】
また、巻線枠の中空部分（巻線枠の内壁面と試験片との間）に袋を配置し、袋に空気を入れることにより試験片の形状を変形させることが考えられる。しかしながら、この場合にも、巻線枠に大きな応力がかかるため、この圧力に耐えられるように巻線枠を構成しなければならない。また、袋に空気を入れることにより試験片の圧力をかけるため、試験片全体に均一な圧力をかけることが容易ではない。
このように、非特許文献１に記載の技術では、平坦でない形状の試験片を平坦な状態にして当該試験片の磁気特性を測定することが容易ではないという問題点がある。
【００１１】
また、単板磁気特性試験器において、試験片に圧縮応力を付加した状態で前述したようにして試験片を励磁したときの磁気特性を測定することも行われる。特許文献１には、試験片における励磁方向を軸として試験片を湾曲形状にした状態で試験片に対して励磁方向の圧縮応力を付加する技術が記載されている。特許文献１では、このようにすることにより、試験片に対して励磁方向の圧縮応力を付加しても、試験片が座屈することを抑制することができるとされている。
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、試験片を湾曲させる。このため、試験片には、この湾曲による応力が導入される。従って、励磁方向に付加された圧縮応力以外の応力を排除した状態で、試験片の磁気特性を測定することができないという問題点がある。
以上のように従来の単板磁気特性試験器では、外力を付加した状態の試験片の磁気特性を正確に測定することができないという問題点がある。
【００１３】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、外力を付加した状態の試験片の磁気特性を正確に測定することができる単板磁気特性試験器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の単板磁気特性試験器は、１枚の磁性体板を試験片として当該試験片の磁気特性を測定する単板磁気特性試験器であって、前記試験片を取り巻くように巻き回され、当該試験片を励磁するための励磁コイルと、前記試験片を取り巻くように巻き回され、前記励磁された当該試験片の内部の磁束密度を検出するための磁束密度検出コイルと、前記試験片の板面の一方と対向する位置に配置され、前記励磁コイルおよび前記磁束密度検出コイルのうち、前記試験片の板面の一方側にある部分が配置される第１巻線枠と、前記試験片の板面の他方と対向する位置に配置され、前記励磁コイルおよび前記磁束密度検出コイルのうち、前記試験片の板面の他方側にある部分が配置される第２巻線枠と、前記第１巻線枠と前記第２巻線枠の少なくとも何れか一方は、前記第１巻線枠および前記第２巻線枠が、前記試験片に直接または部材を介して接触した状態になるように、前記試験片の厚み方向に移動することを特徴とする。
本発明の単板磁気特性試験システムは、前記単板磁気特性試験器と、前記試験片に対し、前記試験片の励磁方向に応力を付加する応力付加手段と、を有し、前記応力付加手段により、前記試験片における励磁方向に応力が付加された状態で、前記単板磁気特性試験器により、前記試験片の磁気特性を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外力を付加した状態の試験片の磁気特性を正確に測定することができる単板磁気特性試験器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、第１の実施形態を示し、単板磁気特性試験器の概略構成の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施形態を示し、単板磁気特性試験器を、試験片の短手方向に沿って見た図である。
【図３】図３は、第１の実施形態を示し、試験器本体の長手方向の中央において、試験器本体の長手方向に垂直な方向に切った場合の試験器本体の断面の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態を示し、試験器本体の短手方向の中央において、試験器本体の短手方向に垂直な方向に切った場合の試験器本体の断面の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態を示し、励磁コイルおよび磁束密度検出コイルの巻き方の一例を説明する図である。
【図６】図６は、第２の実施形態を示し、試験器本体の長手方向の中央において、試験器本体の長手方向に垂直な方向に切った場合の試験器本体の断面の一例を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施形態を示し、磁束密度検出コイルの巻き方の一例を説明する図である。
【図８】図８は、第３の実施形態を示し、試験器本体の長手方向の中央において、試験器本体の長手方向に垂直な方向に切った場合の試験器本体の断面の一例を示す図である。
【図９】図９は、第３の実施形態を示し、上部励磁コイルおよび下部励磁コイルを、試験片の厚み方向に沿って見た図である。
【図１０】図１０は、第４の実施形態を示し、単板磁気特性試験システムの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。尚、各図において、説明および表記の都合上、必要に応じて構成を簡略化したり省略したりしている。また、各図において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、各図の向きの関係を示すものであり、○の中に●を付しているものは、紙面の奥側から手前側に向かう方向を示し、○の中に×を付しているものは、紙面の手前側から奥側に向かう方向を示す。
【００１８】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態を説明する。
図１は、単板磁気特性試験器の概略構成の一例を示す斜視図である。図１（ａ）は、縦形単ヨークの単板磁気特性試験器の概略構成を示す図である。図１（ｂ）は、縦形複ヨークの単板磁気特性試験器の概略構成を示す図である。図１（ｃ）は、横形単ヨークの単板磁気特性試験器の概略構成を示す図である。図１（ｄ）は、横形複ヨークの単板磁気特性試験器の概略構成を示す図である。
【００１９】
図１（ａ）〜図１（ｄ）において、単板磁気特性試験器は、試験器本体１００と、ヨークヨークＹ、Ｙ１、Ｙ２とを有する。図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すように、単板の試験片Ｓと、ヨークＹ、Ｙ１、Ｙ２により閉磁路が構成される。図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すように、本実施形態の試験器本体１００は、図１（ａ）〜図１（ｄ）に示す何れの単板磁気特性試験器にも適用することができ、どのような単板試験器にも適用することができる。試験片Ｓは、平面形状が長方形の単板（１枚の板）であり、方向性電磁鋼板や無方向性電磁鋼板等の軟磁性材料を用いて構成される。試験片Ｓは、その長手方向がＸ軸方向になり、その短手方向（幅方向）がＹ軸方向になり、その厚み方向がＺ軸方向になるように配置されるものとする。
【００２０】
以下に、本実施形態の試験器本体１００について説明する。本実施形態では、図１（ｂ）に示す縦形複ヨークの単板磁気特性試験器を例に挙げて説明する。
図２は、図１（ｂ）に示す縦形複ヨークの単板磁気特性試験器を、試験片Ｓの短手方向に沿って見た図（Ｙ軸方向に沿って見た図）である。図３は、試験器本体１００の長手方向（Ｘ軸方向）の中央において、試験器本体１００の長手方向（Ｘ軸方向）に垂直な方向に切った場合の試験器本体１００の断面の一例を示す図（図２のＩ−Ｉで示す部分で切った場合の断面図）である。図４は、試験器本体１００の短手方向（Ｙ軸方向）の中央において、試験器本体１００の短手方向に垂直な方向に切った場合の試験器本体１００の断面の一例を示す図（図３のII−IIで示す部分で切った場合の断面図）である。
【００２１】
図１〜図４において、試験器本体１００は、上部アンビル１１１、下部アンビル１１２、締付部材１２１〜１２６、上部巻線枠１３１、下部巻線枠１３２、励磁コイル１４１、磁束密度検出コイル１４２、絶縁シート１５１、１５２、１６１、１６２を有する。
【００２２】
上部アンビル１１１および下部アンビル１１２は、試験片Ｓの厚み方向（Ｚ軸方向）において間隔を有して配置される。上部アンビル１１１および下部アンビル１１２は、直方体形状を有する。上部アンビル１１１および下部アンビル１１２の長手方向はＸ軸方向であり、短手方向はＹ軸方向であり、高さ方向はＺ軸方向である。
上部アンビル１１１および下部アンビル１１２は、非磁性を有する材料で構成される。また、上部アンビル１１１および下部アンビル１１２は、後述するように上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２を上下から押し付ける際に変形しない強度を有する。上部アンビル１１１および下部アンビル１１２は、例えば、オーステナイトステンレスやチタンを用いて構成される。
【００２３】
図３に示すように、上部アンビル１１１および下部アンビル１１２の短手方向（Ｙ軸方向）の両側には、その短手方向の端から所定の距離だけ内側の位置に、その短手方向において相互に対向するように、その高さ方向（Ｚ軸方向）において貫通する貫通穴がそれぞれ形成される。後述するように貫通穴には、締付部材１２１〜１２６の１つであるボルトが通される。図１に示すように本実施形態では、このような貫通穴に組が、上部アンビル１１１および下部アンビル１１２の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って３か所形成される場合を例に挙げて示す（貫通穴の数は、上部アンビル１１１および下部アンビル１１２においてそれぞれ６個ずつである）。上部アンビル１１１に形成される貫通穴と、下部アンビル１１２に形成される貫通穴は、その高さ方向（Ｚ軸方向）において相互に対向する位置に形成される。
【００２４】
図１〜図３において、締付部材１２１〜１２６は、ボルトおよびナットを有する。ボルトは、上部アンビル１１１および下部アンビル１１２に形成された貫通穴であって、上部アンビル１１１および下部アンビル１１２の高さ方向（Ｚ軸方向）において相互に対向する貫通穴に挿入される。貫通穴に挿入されたボルトの先端にナットが取り付けられる。本実施形態では、上部アンビル１１１および下部アンビル１１２の高さ方向（Ｚ軸方向）において相互に対向する位置にある貫通穴の組は６組ある。これら貫通穴の組のそれぞれに対し、ボルトおよびナットが取り付けられる。
【００２５】
ボルトおよびナットの一方を固定し、他方を締めることにより、ボルトの頭部とナットとの間隔が狭まる。また、他方を緩めることにより、ボルトの頭部とナットとの間隔が広がる。このようにして上部アンビル１１１および下部アンビル１１２の高さ方向（Ｚ軸方向）の間隔が調整される。尚、締付部材１２１〜１２６は、ボルトおよびナットの他、ワッシャやブッシュ等も有する。ブッシュは絶縁性を有し、締付部材１２１〜１２６のボルトと上部アンビル１１１との間を絶縁する。
【００２６】
図３および図４において、上部巻線枠１３１は、上部アンビル１１１の、下部アンビル１１２と対向する面に、絶縁シート１６１を間に挟んだ状態で取り付けられる。下部巻線枠１３２は、下部アンビル１１２の、上部アンビル１１１と対向する面に、絶縁シート１６２を間に挟んだ状態で取り付けられる。上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２は、直方体形状を有する。上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２の長手方向はＸ軸方向であり、短手方向はＹ軸方向であり、高さ方向はＺ軸方向である。
【００２７】
上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２は、非磁性且つ絶縁性を有する材料で構成される。また、上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２は、後述するように上部アンビル１１１、下部アンビル１１２、締付部材１２１〜１２６を用いて上下から押し付けられる際に変形しない強度を有する。上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２は、例えば、フェノール樹脂やガラスエポキシ樹脂を用いて構成される。
【００２８】
図４において、上部巻線枠１３１の、上部アンビル１１１と対向する面には、第１凹部が形成される。下部巻線枠１３２の、下部アンビル１１２と対向する面にも、第１凹部が形成される。第１凹部には、励磁コイル１４１が入れられる。図５に示すように励磁コイル１４１は、そのコイル軸（コイルがつくるループの中心を通る仮想線）が、試験片Ｓの長手方向（Ｘ軸方向）と平行になるように螺旋状に巻き回されて構成される。このような励磁コイル１４１の形状に合うように、上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２に形成される第１凹部の形状、大きさ、および位置が定められる。絶縁シート１６１、１６２は、励磁コイル１４１を保護すると共に、上部アンビル１１１と下部アンビル１１２との絶縁を確保するために、上部アンビル１１１と上部巻線枠１３１との間、下部アンビル１１２と下部巻線枠１３２との間にそれぞれ配置される。
【００２９】
上部巻線枠１３１の、下部巻線枠１３２（試験片Ｓ）と対向する面には、第２凹部が形成される。下部巻線枠１３２の、上部巻線枠１３１（試験片Ｓ）と対向する面にも、第２凹部が形成される。第２凹部には、磁束密度検出コイル１４２が入れられる。図５に示すように、磁束密度検出コイル１４２は、そのコイル軸が、試験片Ｓの長手方向（Ｘ軸方向）Ｘ軸方向と平行になるように螺旋状に巻き回されて構成される。このような磁束密度検出コイル１４２の形状に合うように、上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２に形成される第２凹部の形状、大きさ、および位置が定められる。絶縁シート１５１、１５２は、磁束密度検出コイル１４２を保護すると共に、試験片Ｓとの絶縁を確保するために、上部巻線枠１３１の、下部巻線枠１３２（試験片Ｓ）と対向する面、下部巻線枠１３２の、上部巻線枠１３１（試験片Ｓ）と対向する面にそれぞれ配置される。
【００３０】
励磁コイル１４１は、試験片Ｓを取り巻くように配置されるコイルであり、試験片Ｓを励磁するための励磁電流が流れるコイルである。磁束密度検出コイル１４２は、試験片Ｓを取り巻くように配置されるコイルであり、励磁された試験片Ｓの内部の磁束密度を検出するためのコイルである。磁束密度検出コイル１４２の両端に誘起される誘導起電力から、試験片Ｓの内部の磁束密度が求められる。図２〜図４に示すように、励磁コイル１４１は、磁束密度検出コイル１４２の外側に配置される。
【００３１】
励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２のコイル軸は、略同軸であるのが好ましく、同軸であるのがより好ましい。励磁コイル１４１から発生する磁束が大きく且つ均一な領域に磁束密度検出コイル１４２を配置することができるからである。また、励磁コイル１４１のコイル軸と、試験片Ｓの軸（試験片Ｓの中心を通り、その長手方向（Ｘ軸）に延びる仮想線）とが略一致するのが好ましく、一致するのがより好ましい。励磁コイル１４１から発生する磁束が大きく且つ均一な領域に試験片Ｓを配置することができるからである。
【００３２】
また、本実施形態では、励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２を構成する電線として、撚線の電線を用いる。また、励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２は、テフロン（登録商標）被覆電線等、可撓性を有する絶縁被覆が施されている撚線の電線とするのが好ましい。電線を保護することができると共に電線の絶縁をより確実に確保することができるからである。励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２として絶縁被覆が施されている撚線の電線を用いる場合、絶縁シート１５１、１５２、１６１、１６２を用いなくてもよい。この場合、例えば、絶縁被覆が施されている撚線の電線を第１凹部および第２凹部に接着剤等を用いて固定する。
【００３３】
次に、本実施形態の試験器本体１００の使用方法の一例を説明する。図３（ａ）は、試験準備時の試験器本体１００の状態を示す図である。図３（ｂ）は、試験時の試験器本体１００の状態を示す図である。
図３（ａ）に示すように、試験を開始する前に、締付部材１２１〜１２６のボルトを緩めて、上部巻線枠１３１と下部巻線枠１３２との間にできる空間に試験片Ｓを配置する。試験片Ｓが所定の位置に配置されると、締付部材１２１〜１２６のボルトを締めて、上部アンビル１１１および下部アンビル１１２により、上部巻線枠１３１と下部巻線枠１３２を上下から押し付ける。そして、上部巻線枠１３１（絶縁シート１５１）と下部巻線枠１３２（絶縁シート１５２）が、試験片Ｓに密着するまで、上部巻線枠１３１と下部巻線枠１３２との間の間隔を減少させる。例えば、上部巻線枠１３１（絶縁シート１５１）と下部巻線枠１３２（絶縁シート１５２）との間の間隔の長さが所定の長さになるまで、締付部材１２１〜１２６のボルトを締める。所定の長さは、試験片Ｓの板厚と、上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２の高さ（Ｚ軸方向の長さ）と、絶縁シート１５１、１５２、１６１、１６２の厚みとの和に基づいて定めることができる。即ち、上部巻線枠１３１（絶縁シート１５１）と下部巻線枠１３２（絶縁シート１５２）との間の間隔の長さが、試験片Ｓが平坦な状態であると見なせる長さになるまで、締付部材１２１〜１２６のボルトを締める。このようにして上部巻線枠１３１（絶縁シート１５１）と下部巻線枠１３２（絶縁シート１５２）を試験片Ｓに接触（好ましくは密接）させた後、励磁コイル１４１に励磁電流を流して試験片Ｓの磁気特性を測定する。
【００３４】
以上のようにして上部巻線枠１３１（絶縁シート１５１）と下部巻線枠１３２（絶縁シート１５２）との間の間隔が減少すると、励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２は変形する。そこで、前述したように本実施形態では、励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２が可撓性を有するように励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２を撚線の電線を用いて構成する。また、図３（ｂ）において、励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２のうち、上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２に形成されている第１凹部および第２凹部に入れられていない部分が、相互に接近する場合がある。そうすると、励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２を構成する電線に絶縁処理が施されていない場合、励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２の絶縁が保たれなくなる虞がある。また、励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２を構成する電線に絶縁処理が施されておらず、且つ、締付部材１２１〜１２６のボルトが絶縁ブッシュ等で絶縁されていない場合、励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２と締付部材１２１〜１２６との絶縁が保たれなくなる虞がある。従って、励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２を、可撓性を有する絶縁被覆が施されている撚線の電線を用いて構成するのが好ましい。
【００３５】
尚、本実施形態では、以上の動作において、下部アンビル１１２および下部巻線枠１３２の高さ方向（Ｚ軸方向）の位置は固定され、上部アンビル１１１および上部巻線枠１３１が、その高さ方向（Ｚ軸方向）に動くものとする。ただし、これとは逆に、上部アンビル１１１および上部巻線枠１３１の高さ方向（Ｚ軸方向）位置は固定され、下部アンビル１１２および下部巻線枠１３２が、その高さ方向（Ｚ軸方向）に動くものとしてもよいし、上部アンビル１１１および上部巻線枠１３１と、下部アンビル１１２および下部巻線枠１３２との双方が、その高さ方向（Ｚ軸方向）に動くものとしてもよい。また、締付部材１２１〜１２６のボルトを用いず、上部アンビル１１１と下部アンビル１１２を、電動機器、油圧機器あるいは空圧機器を用いて、その高さ方向（Ｚ軸方向）に動くものとし、上部アンビル１１１、下部アンビル１１２により、上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２を上下から押し付けるようにしてもよい。
【００３６】
以上のように本実施形態では、励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２が巻き回される上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２の少なくとも何れか一方を、その高さ方向（Ｚ軸方向）に移動させ、上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２を試験片Ｓに接触（好ましくは密接）させる。従って、巻線枠の中空部分に平板や空気袋等を入れなくても、試験片Ｓ全体に可及的に均一な圧力をかけて試験片Ｓを平坦にすることができる。従って、本実施形態の単板磁気特性試験器を用いた磁気特性の測定の結果から、例えば、平坦でない試験片Ｓを平坦にすることが、磁気特性にどのように寄与しているのかを正確に把握することができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。単板磁気特性試験器では、磁束密度検出コイルに発生する誘導起電力から、磁束密度検出コイルが取り巻く空隙に発生する磁束に基づく誘導起電力を取り除くことが行われる（以下の説明では、このことを空隙補償と称する）。非特許文献１には、相互誘導器によって空隙補償を行うことが記載されているが、本実施形態では、磁束密度検出コイル自体が空隙補償の機能を有する場合について説明する。このように本実施形態と第１の実施形態とは、磁束密度検出コイルの構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図５に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００３８】
図６は、試験器本体６００の長手方向（Ｘ軸方向）の中央において、試験器本体６００の長手方向（Ｘ軸方向）に垂直な方向に切った場合の試験器本体６００の断面の一例を示す図である。具体的に図６（ａ）は、試験準備時の試験器本体６００の状態を示す図である。図６（ｂ）は、試験時の試験器本体６００の状態を示す図である。尚、図６は、図２のＩ−Ｉで示す部分で切った場合の断面図に対応する。
本実施形態の試験器本体６００は、第１の実施形態の磁束密度検出コイル１４２に代えて図６に示す磁束密度検出コイル６４２を有する。
【００３９】
本発明者らは、非特許文献１に記載の技術のように磁束密度検出コイルに誘起される誘導起電力から相互誘導器等に備わる空隙補償コイルに誘起される誘導起電力を差し引くのではなく、試験片Ｓがない状態で励磁コイルに励磁電流を流した際に、磁束密度検出コイルに誘導起電力が発生しないようにすればよいことを見出した。本発明者らは、そのためには、磁束密度検出コイルを形成するために銅線等の金属体を周期的に巻き回す際の各周期において複数のループを形成し、試験片がない場合には、当該複数のループに電流が流れることにより発生する磁束がキャンセルされるように当該複数のループを形成すればよいという知見を得た。このようにして形成した複数のループの何れか１つの内部に試験片を配置した状態で励磁コイルに励磁電流を流して試験片を励磁したときに磁束密度検出コイルに誘起される誘導起電力を測定すれば、その測定される誘導起電力は、空隙を流れる磁束によるものを含まずに、試験片を流れる磁束によるもののみとなるからである。
【００４０】
磁束密度検出コイル６４２は、以上のような本発明者らの新たな知見に基づいて構成されるものである。図７は、磁束密度検出コイル６４２の巻き方の一例を説明する図である。
図７において、磁束密度検出コイル６４２は、複数の磁束密度検出用コイル部７０１ａ〜７０１ｃと、複数の空隙補償用コイル部７０２ａ〜７０２ｃとを有する。
【００４１】
尚、以下の説明では、複数の磁束密度検出用コイル部７０１ａ〜７０１ｃのそれぞれを、必要に応じて、磁束密度検出用コイル部７０１と称し、複数の空隙補償用コイル部７０２ａ〜７０２ｃのそれぞれを、必要に応じて、空隙補償用コイル部７０２と称する。また、以下の説明では、磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２を構成するループの中心を通る仮想線を、必要に応じて、コイル部の軸と称する。図７において、磁束密度検出用コイル部７０１の軸は、軸７１１であり、空隙補償用コイル部７０２の軸は、それぞれ軸７１２ａ、７１２ｂである。
【００４２】
尚、表記および説明の都合上、図７では、空隙補償用コイル部７０２ａ〜７０２ｃを構成するループを、図６に示す空隙補償用コイル部７０２ものよりも大きく示している。また、図７では、表記および説明の都合上、磁束密度検出用コイル部７０１の数と空隙補償用コイル部７０２の数が、それぞれ３つである場合を例に挙げて示す。しかしながら、磁束密度検出用コイル部７０１の数と空隙補償用コイル部７０２の数は、「３」に限定されない。
【００４３】
図７において、磁束密度検出用コイル部７０１の第１端部７２１および空隙補償用コイル部７０２の第１端部７３１と、磁束密度検出用コイル部７０１の第２端部７２２および空隙補償用コイル部７０２の第２端部７３２とは、磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２が逆極性になるように相互に接続される。
【００４４】
また、磁束密度検出用コイル部７０１の第３端部７２３および空隙補償用コイル部７０２の第３端部７３３と、磁束密度検出用コイル部７０１の第４端部７２４および空隙補償用コイル部７０２の第４端部７３４とは、磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２が逆極性になるように相互に接続される。
【００４５】
即ち、磁束密度検出コイル６４２に電流が流れた際に、磁束密度検出用コイル部７０１から発生する磁束の向きと、空隙補償用コイル部７０２から発生する磁束の向きとが相互に逆向きになる（即ち、これらの磁束が相互に弱め合う向きになる）ように、磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２が相互に接続される。図７に示す例において、磁束密度検出コイル６４２（磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２）の上に付している矢印（鏃）のように電流が流れる場合、磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２の内部を貫くように付した矢印線の向きに磁束が流れる。
【００４６】
以上のような磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２の組を一組として、複数の組が順極性となるように相互に直列に接続される。即ち、磁束密度検出コイル６４２に電流が流れた際に、各組の磁束密度検出用コイル部７０１から発生する磁束の向きが同じ向きになる（即ち、これらの磁束が相互に強め合う向きになる）と共に、各組の空隙補償用コイル部７０２から発生する磁束の向きが同じ向きになるように、各組が直列に接続される。
【００４７】
そして、磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２の組を直列に接続する際に、各組において、磁束密度検出用コイル部７０１を構成するループの巻回数を「１」とし、空隙補償用コイル部７０２を構成するループの巻回数を「２」とする。
【００４８】
また、磁束密度検出用コイル部７０１の軸７１１と、空隙補償用コイル部７０２の軸７１２ａ、７１２ｂは、試験片Ｓにおける励磁方向（試験片Ｓの短手方向（Ｙ軸方向））において相互に離隔した位置で平行になるようにする。図７に示すように、磁束密度検出用コイル部７０１を構成するループと空隙補償用コイル部７０２を構成するループは、それらの軸７１１、７１２ａ、７１２ｂの方向（Ｘ軸方向）に沿って見た場合に（即ち、軸７１１、７１２ａ、７１２ｂに垂直な面（Ｙ−Ｚ平面）において）、少なくとも試験片Ｓが置かれている領域が重ならないようにし、全ての領域が重ならないようにするのが好ましい。
【００４９】
ここで、図７を参照しながら、各組の接続の一例を説明する。図７に示す例では、磁束密度検出用コイル部７０１ａおよび空隙補償用コイル部７０２ａの組における空隙補償用コイル部７０２ａの第５端部７４５から巻き始まる。そして、磁束密度検出用コイル部７０１ａおよび空隙補償用コイル部７０２ａの組における空隙補償用コイル部７０２ａの第６端部７４６と、磁束密度検出用コイル部７０１ｂおよび空隙補償用コイル部７０２ｂの組における空隙補償用コイル部７０２ｂの第５端部７５５と、が相互に接続される。同様に、磁束密度検出用コイル部７０１ｂおよび空隙補償用コイル部７０２ｂの組における空隙補償用コイル部７０２ｂの第６端部７５６と、磁束密度検出用コイル部７０１ｃおよび空隙補償用コイル部７０２ｃの組における空隙補償用コイル部７０２ｃの第５端部７６５とが相互に接続される。そして、磁束密度検出用コイル部７０１ｃおよび空隙補償用コイル部７０２ｃの組における空隙補償用コイル部７０２ｃの第６端部７６６で巻き終わる。
【００５０】
尚、本実施形態では、磁束密度検出コイル６４２を構成する電線として、第１の実施形態の磁束密度検出コイル１４２と同様に、撚線の電線を用いる。また、磁束密度検出コイル６４２は、テフロン被覆電線等、可撓性を有する絶縁被覆が施されている撚線の電線とするのが好ましい。このように磁束密度検出コイル６４２は、一組の撚線の電線を用いて一体となるように構成される。従って、図７の説明において、相互に分離された磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２が接続されるわけではない。また、図７では、表記の都合上、磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２が接続される部分（前述した第１端部〜第６端部）の一部を離隔した状態で示すが、この部分は繋がっている。また、前述したように、磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２は、相互に逆向きの磁束を作るループを構成する。磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２が接続される部分（前述した第１端部〜第６端部）の位置は、当該ループの境界となり得る位置であればよく、必ずしも特定の一箇所の位置にはならない。
【００５１】
ここで、磁束密度検出用コイル部７０１を構成するループの面積に、空隙補償用コイル部７０２を構成する巻回数が２回のループ（磁束密度検出用コイル部７０１を構成するループの両隣にあるループ）の面積の和を近づけるのが好ましい。尚、ループの面積とは、いわゆるコイル面の面積であり、例えば、図６の磁束密度検出用コイル部７０１の輪郭を所定の形状（例えば、楕円や長方形）で近似した場合の当該形状の面積を、磁束密度検出用コイル部７０１を構成するループの面積とすることができる。このことは、空隙補償用コイル部７０２について同じである。
【００５２】
以上のようにして磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２を構成することで、試験片Ｓがない状態では、各組において、磁束密度検出用コイル部７０１および空隙補償用コイル部７０２に電流が流れることにより発生する磁束がキャンセルされ、磁束密度検出コイル６４２に誘起される誘導起電力を「０（ゼロ）」に近づけることができる。従って、磁束密度検出用コイル部７０１の内部に試験片Ｓを配置した状態で磁束密度検出コイル６４２に誘起される誘導起電力は、空隙補償された誘導起電力となり、試験片Ｓの内部の磁束密度の変化のみに基づく誘導起電力に近づけることができる。
【００５３】
ここで、磁束密度検出用コイル部７０１を構成するループの面積と、空隙補償用コイル部７０２を構成する巻回数が２回のループ（磁束密度検出用コイル部７０１を構成するループの両隣にあるループ）の面積の和とを等しくすることができれば、磁束密度検出コイル６４２に誘起される誘導起電力を略「０（ゼロ）」（好ましくは「０（ゼロ）」）となる。従って、磁束密度検出用コイル部７０１の内部に試験片Ｓを配置した状態で磁束密度検出コイル６４２に誘起される誘導起電力は、試験片Ｓの内部の磁束密度の変化に基づく誘導起電力のみになる。また、各組における空隙補償用コイル部７０２を構成するループの巻回数を増やすことにより、各組において、磁束密度検出用コイル部７０１を構成するループの面積と、空隙補償用コイル部７０２を構成するループの面積の和とを等しくしても、磁束密度検出コイル６４２に誘起される誘導起電力を略「０（ゼロ）」（好ましくは「０（ゼロ）」）とすることができる。
尚、非特許文献１と同様に、単板磁気特性試験器の磁束密度検出コイルとして機能する磁束密度検出用コイル部７０１を構成するループの総巻回数は、測定機器の特性に合わせて設定することができるが、例えば、２０回以上にすることができる。また、同一の組において、磁束密度検出用コイル部７０１を構成するループの巻回数を、２以上にしてもよい。
【００５４】
非特許文献１に記載の技術のように相互誘導器を用いると、空隙補償を行うためのコイルを追加する必要がある。この追加のコイルのインダクタンスにより、磁束密度検出コイルに誘起される誘導起電力の位相に遅れが生じる場合がある。また、この追加のコイルからの磁束の漏れも、磁束密度検出コイルに誘起される誘導起電力の位相がずれる原因となる。更に、この追加のコイルと磁束密度検出コイルとの間に発生するキャパシタンスも、磁束密度検出コイルに誘起される誘導起電力の位相がずれる原因となる。場合によっては、このキャパシタンスにより、回路が共振する虞もある。更に、追加のコイルの存在によって、磁束密度検出コイルに誘起される誘導起電力の信号にノイズが重畳される虞もある。
【００５５】
これに対し本実施形態では、相互誘導器を用いなくても空隙補償ができるので、空隙補償を行うために磁束密度検出コイルとは別のコイルが不要になる。よって、磁束密度検出コイル６４２に誘起される誘導起電力の位相にずれが生じたり、磁束密度検出コイル６４２に誘起される誘導起電力にノイズが重畳したり、磁束密度検出コイル６４２を含む回路が共振したりすることを抑制することができる。
【００５６】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を説明する。第１の実施形態および第２の実施形態では、励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２を構成する電線として撚線の電線を用いる場合を例に挙げて説明した。これに対して本実施形態では、励磁コイルおよび磁束密度検出コイルのそれぞれを上部巻線枠に配置される部分と下部巻線枠に配置される部分とで分離（切断）した（と仮定した）場合の分離部に電極を形成する。そして、試験器本体の使用時に、試験片Ｓが密着するまで上部巻線枠と下部巻線枠との間の間隔を狭めたときに、励磁コイルおよび磁束密度検出コイルが構成されるように、上部巻線枠に形成された電極と下部巻線枠に形成された電極とを電気的に接続させる。このように本実施形態と第１の実施形態および第２の実施形態とでは、励磁コイルおよび磁束密度検出コイルの構成が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１の実施形態および第２の実施形態と同一の部分については、図１〜図７に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。尚、ここでは、励磁コイルおよび磁束密度検出コイルの巻き方が、第１の実施形態で説明した巻き方である場合を例に挙げて説明する。
【００５７】
図８は、試験器本体８００の長手方向（Ｘ軸方向）の中央において、試験器本体８００の長手方向（Ｘ軸方向）に垂直な方向に切った場合の試験器本体８００の断面の一例を示す図である。具体的に図８（ａ）は、試験準備時の試験器本体８００の状態を示す図である。図８（ｂ）は、試験時の試験器本体８００の状態を示す図である。尚、図８は、図３に対応する図である。尚、図８は、図２のＩ−Ｉで示す部分で切った場合の断面図に対応する。
【００５８】
本実施形態の試験器本体８００は、上部巻線枠１３１、下部巻線枠１３２、励磁コイル１４１、磁束密度検出コイル１４２、絶縁シート１５１、１５２に代えて、上部巻線枠８３１、下部巻線枠８３２、励磁コイル８４１、磁束密度検出コイル８４２、絶縁シート８５１、８５２を有する。また、本実施形態の試験器本体８００は、上部巻線枠８３１と上部アンビル１１１との間に配置される絶縁シート１６１、１６２を有しない。尚、図８では、表記の都合上、締付部材１２１〜１２６を図示していないが、締付部材１２１〜１２６は、第１の実施形態で説明したものと同じである。また、上部アンビル１１１および下部アンビル１１２も、第１の実施形態で説明したものと同じである。
【００５９】
図８において、上部巻線枠８３１は、上部アンビル１１１の、下部アンビル１１２と対向する面に取り付けられる。下部巻線枠８３２は、下部アンビル１１２の、上部アンビル１１１と対向する面に取り付けられる。上部巻線枠８３１および下部巻線枠８３２は、直方体形状を有する。上部巻線枠８３１および下部巻線枠８３２の長手方向はＸ軸方向であり、短手方向はＹ軸方向であり、高さ方向はＺ軸方向である。
【００６０】
上部巻線枠８３１および下部巻線枠８３２は、非磁性且つ絶縁性を有する材料で構成される。また、上部巻線枠８３１および下部巻線枠８３２は、上部アンビル１１１、下部アンビル１１２、締付部材１２１〜１２６を用いて上下から押し付けられる際に変形しない強度を有する。上部巻線枠８３１および下部巻線枠８３２は、例えば、フェノール樹脂やガラスエポキシ樹脂を用いて構成される。
【００６１】
図８において、上部巻線枠８３１の内部の領域であって、上部アンビル１１１側の領域には、試験片Ｓの板面（Ｘ−Ｙ平面）と略平行な方向に穴部が形成される。また、この穴部から、試験片Ｓの厚み方向（Ｚ軸方向）と略平行な方向に、上部巻線枠８３１の、下部巻線枠８３２（試験片Ｓ）と対向する面まで到達する穴部が形成される。下部巻線枠８３２の内部の領域であって、下部アンビル１１２側の領域にも、試験片Ｓの板面（Ｘ−Ｙ平面）と略平行な方向に穴部が形成される。また、この穴部から、試験片Ｓの厚み方向（Ｚ軸方向）と略平行な方向に、下部巻線枠８３２の、上部巻線枠８３１（試験片Ｓ）と対向する面まで到達する穴部が形成される。
【００６２】
上部巻線枠８３１に形成される穴部には、上部励磁コイル８４１ａが配置される。下部巻線枠８３２に形成される穴部には、下部励磁コイル８４１ｂが配置される。図９は、上部励磁コイル８４１ａおよび下部励磁コイル８４１ｂを、試験片の厚み方向（Ｚ軸方向）に沿って見た図である。図９では、下部励磁コイル８４１ｂを破線で示す。尚、図８は、図９のIII−IIIで示す部分で切った場合の断面図である。
【００６３】
コイル軸が試験片Ｓの長手方向（Ｘ軸方向）と略平行になるように試験片Ｓの周囲に螺旋状に巻き回される励磁コイル８４１を、そのコイル軸に沿って半分に分離（切断）したもののうちの一方が上部励磁コイル８４１ａであり、他方が下部励磁コイル８４１ｂである。このような上部励磁コイル８４１ａ、下部励磁コイル８４１ｂの形状に合うように、上部巻線枠８３１、下部巻線枠８３２の穴部の形状、大きさおよび位置がそれぞれ定められる。
【００６４】
上部巻線枠８３１および下部巻線枠８３２において、試験片Ｓの厚み方向（Ｚ軸方向）と略平行な方向に形成される穴部は、上部励磁コイル８４１ａおよび下部励磁コイル８４１ｂの領域であって、励磁コイル８４１の分離部（切断部）に対応する領域から、試験片Ｓの厚み方向（Ｚ軸方向）と略平行な方向に延設される。このように、上部励磁コイル８４１ａおよび下部励磁コイル８４１ｂのうち、試験片Ｓの厚み方向（Ｚ軸方向）と略平行な方向に延設される部分が、試験片Ｓの厚み方向（Ｚ軸方向）と略平行な方向に形成される穴部に配置される。一方、上部励磁コイル８４１ａおよび下部励磁コイル８４１ｂのそれ以外の部分は、上部励磁コイル８４１ａおよび下部励磁コイル８４１ｂにおいて、試験片Ｓの板面（Ｘ−Ｙ平面）と略平行な方向に形成される穴部に配置される。図９において、実線および破線で示す部分は、試験片Ｓの板面（Ｘ−Ｙ平面）と略平行な方向に形成された穴部に配置される部分である。
【００６５】
上部励磁コイル８４１ａおよび下部励磁コイル８４１ｂの領域であって、励磁コイル８４１の分離部に対応する領域に電極８６１ａ、８６１ｂ、８６２ａ、８６２ｂが配置される。
図８に示すように、試験片Ｓの厚み方向（Ｚ軸方向）において相互に対向する電極８６１ａ〜８６１ｂおよび８６２ａ〜８６２ｂが確実に電気的に接続されるように、電極８６１ａ、８６１ｂには突起部が形成される。突起部は、例えば、ばね状として伸縮するようにし、外力が付加されていない状態では、その高さが、試験片Ｓの厚みとして想定される厚みの最大値よりも高くなり、試験片Ｓの厚みとして想定される厚みの最小値よりも縮むようにするのが好ましい。
【００６６】
上部巻線枠８３１の、下部巻線枠８３２（試験片Ｓ）と対向する面には、凹部が形成される。下部巻線枠１３２の、上部巻線枠８３１（試験片Ｓ）と対向する面にも、凹部が形成される。上部巻線枠８３１に形成される凹部には、上部磁束密度検出コイル８４２ａが配置される。下部巻線枠８３２にされる凹部には、下部磁束密度検出コイル８４２ｂが配置される。励磁コイル８４１よりも内側において、コイル軸が試験片Ｓの長手方向（Ｘ軸方向）と略平行になるように試験片Ｓの周囲に螺旋状に巻き回される磁束密度検出コイル８４２を、そのコイル軸に沿って半分に分離（切断）したもののうちの一方が上部磁束密度検出コイル８４２ａであり、他方が下部磁束密度検出コイル８４２ｂである。このような上部磁束密度検出コイル８４２ａ、下部磁束密度検出コイル８４２ｂの形状に合うように、上部巻線枠８３１、下部巻線枠８３２の凹部の形状、大きさおよび位置がそれぞれ定められる。
【００６７】
上部磁束密度検出コイル８４２ａおよび下部磁束密度検出コイル８４２ｂの領域であって、磁束密度検出コイル８４２の分離部に対応する領域に電極８６３ａ、８６３ｂ、８６４ａ、８６４ｂが配置される。図９に示すように、試験片Ｓの厚み方向（Ｚ軸方向）において相互に対向する電極８６３ａ〜８６３ｂおよび８６４ａ〜８６４ｂが確実に電気的に接続されるように、電極８６３ａ、８６３ｂには突起部が形成される。突起部は、例えば、ばね状として伸縮するようにし、外力が付加されていない状態では、その高さが、試験片Ｓの厚みとして想定される厚みの最大値よりも高くなり、試験片Ｓの厚みとして想定される厚みの最小値よりも縮むようにするのが好ましい。
尚、上部磁束密度検出コイル８４２ａおよび下部磁束密度検出コイル８４２ｂを、試験片Ｓの厚み方向（Ｚ軸方向）に沿って見た図は、図９において、８４１ａ、８４１ｂ、８６１ａ、８６１ｂ、８６２ａ、８６２ｂを、それぞれ、８４２ａ、８４２ｂ、８６３ａ、８６３ｂ、８６４ａ、８６４ｂとしたものになる。
【００６８】
第１の実施形態で説明したように、励磁コイル８４１および磁束密度検出コイル８４２のコイル軸は、略同軸であるのが好ましく、同軸であるのがより好ましい。また、励磁コイル８４１および磁束密度検出コイル８４２のコイル軸と、試験片Ｓの軸（試験片Ｓの中心を通り、その長手方向（Ｘ軸）に延びる仮想線）とが略一致するのが好ましく、一致するのがより好ましい。
【００６９】
絶縁シート８５１、８５２は、それぞれ、上部磁束密度検出コイル８４２ａ、下部磁束密度検出コイル８４２ｂを保護すると共に、上部磁束密度検出コイル８４２ａ、下部磁束密度検出コイル８４２ｂと試験片Ｓとの絶縁を確保するためのものである。ただし、絶縁シート８５１、８５２は、電極８６３ａ、８６３ｂ、８６４ａ、８６４ｂの領域には配置されない。即ち、絶縁シート８５１（８５２）は、少なくとも、上部磁束密度検出コイル８４２ａ（下部磁束密度検出コイル８４２ｂ）の、下部巻線枠８３２（上部巻線枠８３１）と対向する面の領域のうち、電極８６３ａ、８６３ｂ（８６４ａ、８６４ｂ）を除く領域に配置される。
【００７０】
本実施形態の試験器本体８００の使用方法は、第１の実施形態の試験器本体１００と同様である。
即ち、図８（ａ）に示すように、試験を開始する前は、締付部材１２１〜１２６のボルトを緩めて、上部巻線枠８３１と下部巻線枠８３２との間にできる空間に試験片Ｓを配置する。試験片Ｓが所定の位置に配置されると、締付部材１２１〜１２６のボルトを締めて、上部アンビル１１１および下部アンビル１１２により、上部巻線枠８３１と下部巻線枠８３２を上下から押し付ける。そして、上部巻線枠８３１（絶縁シート８５１）と下部巻線枠８３２（絶縁シート８５２）が、試験片Ｓに密着するまで、上部巻線枠８３１と下部巻線枠８３２との間の間隔を減少させる。例えば、上部巻線枠８３１（絶縁シート８５１）と下部巻線枠８３２（絶縁シート８５２）との間の間隔の長さが所定の長さになるまで、締付部材１２１〜１２６のボルトを締める。所定の長さは、試験片Ｓの板厚に基づいて定めることができる。即ち、上部巻線枠８３１（絶縁シート８５１）と下部巻線枠８３２（絶縁シート８５２）との間の間隔の長さが、試験片Ｓが平坦な状態であると見なせる長さになるまで、締付部材１２１〜１２６のボルトを締める。そうすると、試験片Ｓの厚み方向（Ｚ軸方向）において相互に対向する電極８６１ａ〜８６１ｂ、８６２ａ〜８６２ｂ、８６３ａ〜８６３ｂ、８６４ａ〜８６４ｂが電気的に接続されることにより、励磁コイル８４１および磁束密度検出コイル８４２が形成される。このようにして上部巻線枠８３１（絶縁シート８５１）と下部巻線枠８３２（絶縁シート８５２）を試験片Ｓに接触（好ましくは密接）させた後、励磁コイル８４１に励磁電流を流して試験片Ｓの磁気特性を測定する。
【００７１】
第１の実施形態と異なり、本実施形態では、上部巻線枠８３１（絶縁シート８５１）と下部巻線枠８３２（絶縁シート８５２）との間の間隔が減少すると、励磁コイルおよび磁束密度検出コイル８４２は突起部を除いて変形しない。従って、本実施形態では、励磁コイルおよび磁束密度検出コイル８４２を、単線の電線で構成することができる（撚線の電線で構成してもよい）。
【００７２】
以上のように本実施形態では、励磁コイル８４１および磁束密度検出コイル８４２を、そのコイル軸に沿って半分に分離した場合の一方を上部巻線枠８３１に他方を下部巻線枠８３２に配置し、それらの分離部に対応する領域に電極８６１ａ、８６１ｂ、８６２ａ、８６２ｂ、８６３ａ、８６３ｂ、８６４ａ、８６４ｂを設ける。そして、試験器本体８００の使用時に、試験片Ｓが密着するまで上部巻線枠８３１と下部巻線枠８３２との間の間隔を狭めたときに、励磁コイル８４１および磁束密度検出コイル８４２が構成されるように、上部巻線枠８３１に配置される電極８６１ａ、８６１ｂ、８６３ａ、８６３ｂと、下部巻線枠８３２に配置される部分の電極８６２ａ、８６２ｂ、８６４ａ、８６４ｂとを電気的に接続する。従って、第１の実施形態で説明した効果に加えて、磁束密度検出コイル８４２が可撓性を有している必要がなくなるという効果が得られる。また、磁束密度検出コイル８４２を試験片Ｓに接近させることができるため、磁束密度検出コイル８４２が取り巻く空隙を小さくすることができるという効果も得られる。
【００７３】
本実施形態では、第１の実施形態の励磁コイル１４１および磁束密度検出コイル１４２の巻き方を例に挙げて説明したが、第２の実施形態の磁束密度検出コイル６４２の巻き方とした場合にも本実施形態の手法を適用するこができる。即ち、磁束密度検出コイル６４２の巻き方と同じ巻き方の磁束密度検出コイルを、図７において、磁束密度検出用コイル部７０１の第１端部７２１および空隙補償用コイル部７０２の第１端部７３１と、磁束密度検出用コイル部７０１の第２端部７２２および空隙補償用コイル部７０２の第２端部７３２の間と、磁束密度検出用コイル部７０１の第３端部７２３および空隙補償用コイル部７０２の第３端部７３３と、磁束密度検出用コイル部７０１の第４端部７２４および空隙補償用コイル部７０２の第４端部７３４の間と、空隙補償用コイル部７０２の第６端部７４６、７５６と、空隙補償用コイル部７０２の第５端部７５５、７６５の間と、空隙補償用コイル部７０２の第５端部７５５、７６５および第６端部７４６、７５６と反対側の折り返し部７７１〜７７３と、で分離（切断）した場合の一方を上部巻線枠に他方を下部巻線枠に配置し、それらの分離部に対応する領域に電極を設ける。そして、試験片Ｓが密着するまで上部巻線枠と下部巻線枠との間の間隔を狭めたときに、磁束密度検出コイルが構成されるように上部巻線枠に形成された電極と下部巻線枠に形成された電極とを電気的に接続する。
【００７４】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態を説明する。本実施形態では、試験片Ｓに対してその励磁方向（試験片Ｓの長手方向）に応力（圧縮応力や引張応力）を付加した状態で、第１〜第３の実施形態で説明した単板磁気特性試験器を用いて試験片Ｓの磁気特性を測定する場合について説明する。このように本実施形態は、第１〜第３の実施形態で説明した単板磁気特性試験器に対し、試験片Ｓに応力を付加するための構成が追加されたものとなる。従って、本実施形態の説明において、第１〜第３の実施形態と同一の構成については、図１〜図９に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。尚、ここでは、第１の実施形態で説明した単板磁気特性試験器を例に挙げて説明する。
【００７５】
図１０は、単板磁気特性試験システムの構成の一例を示す図である。図１０において、単板磁気特性試験器は、図１（ｂ）に示す縦形複ヨークの単板磁気特性試験器を、試験片Ｓの短手方向に沿って見た様子（Ｙ軸方向に沿って見た様子）を示すものである（図１０は、図２に対応する図である）。図１０において、単板磁気特性試験システムは、第１の実施形態で説明した単板磁気特性試験器と、応力付加装置１００１、１００２とを有する。
【００７６】
第１の実施形態では、試験片Ｓの長手方向（Ｘ軸方向）の長さは、ヨークＹ１、Ｙ２の長手方向（Ｘ軸方向）の長さと略同じである。これに対し、第４の実施形態では、試験片Ｓの長手方向（Ｘ軸方向）の長さは、ヨークＹ１、Ｙ２の長手方向（Ｘ軸方向）の長さよりも長くする。試験片Ｓの長手方向の一端は、応力付加装置１００１にセットされ、他端は、応力付加装置１００２にセットされる。
【００７７】
応力付加装置１００１、１００２は、試験片Ｓにおける励磁方向（試験片Ｓの長手方向、Ｘ軸方向）の一端、他端を把持し、試験片Ｓに対してその励磁方向（試験片Ｓの長手方向、Ｘ軸方向）に応力を付加する装置である。応力は、圧縮応力でも引張応力でもよく、圧縮応力のみを付加しても、引張応力のみを付加しても、圧縮応力と引張応力とを連続して付加してもよい。また、応力の大きさは、一定であっても、時間の経過と共に変化してもよい。
【００７８】
以上のような応力付加装置１００１、１００２により試験片Ｓに対してその励磁方向に付加しているときに、単板磁気特性試験器で試験片Ｓの磁気特性を測定する。
例えば、モータ等の回転電機のステータコアは焼嵌め等により固定されるため、ステータコアを構成する電磁鋼板には、１００ＭＰａ〜２００ＭＰａ程度の圧縮応力が付加される。このような圧縮応力が付加された状態の電磁鋼板の磁気特性を測定することで、圧縮応力が付加されることによる電磁鋼板の磁気特性の劣化を把握することができる。
【００７９】
第１の実施形態の単板磁気特性試験器では、上部巻線枠１３１および下部巻線枠１３２により試験片Ｓの板面を上下から挟みこむので、応力付加装置１００１により前述したような大きな応力が付加されても、試験片Ｓが座屈することを抑制することができる。また、特許文献１に記載の技術のように、試験片Ｓを湾曲させる必要がなくなるため、励磁方向に付加された圧縮応力以外の応力以外の応力を排除した状態で、試験片Ｓの磁気特性を測定することができる。従って、軟磁性体板が電気機器に適用した場合に軟磁性体板に付加されることが想定される応力による磁気特性の劣化を正確に把握することができる。
【００８０】
本実施形態では、第１の実施形態の単板磁気特性試験器を例に挙げて説明したが、第２〜第４の実施形態の単板磁気特性試験器についても、応力付加装置１００１、１００２により、試験片Ｓに対してその励磁方向（長手方向、Ｘ軸方向）に応力を付加しながら、試験片Ｓの磁気特性を測定することができる。尚、応力付加装置１００２を用いずに、試験片Ｓの長手方向（Ｘ軸方向）の他端を把持し、試験片Ｓを固定するようにしてもよい。
【００８１】
以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００８２】
（請求項との関係）
以下に、請求項の記載と実施形態の記載との関係の一例を説明する。尚、請求項の記載が実施形態の記載に限定されるものではないことは前述した通りである。
第１巻線枠は、例えば、上部巻線枠１３１、８３１を用いることにより実現される。
前記試験片の板面の一方は、例えば、試験片Ｓの板面のうち、Ｚ軸の正の方向側の板面に対応する。
前記励磁コイルおよび前記磁束密度検出コイルのうち、前記試験片の板面の一方側にある部分は、例えば、励磁コイル１４１のうち、上部巻線枠１３１の第１凹部に入れられる部分、励磁コイル８４１のうち、上部巻線枠８３１の穴部に入れられる部分、磁束密度検出コイル１４２、６４２のうち、上部巻線枠１３１の第２凹部に入れられる部分、磁束密度検出コイル８４２のうち、上部巻線枠８３１の凹部に入れられる部分に対応する。
第２巻線枠は、例えば、下部巻線枠１３２、８３２を用いることにより実現される。
前記試験片の板面の他方は、例えば、試験片Ｓの板面のうち、Ｚ軸の負の方向側の板面に対応する。
前記励磁コイルおよび前記磁束密度検出コイルのうち、前記試験片の板面の他方側にある部分は、例えば、励磁コイル１４１のうち、下部巻線枠１３２の第１凹部に入れられる部分、励磁コイル８４１のうち、下部巻線枠８３２の穴部に入れられる部分、磁束密度検出コイル１４２、６４２のうち、下部巻線枠１３２の第２凹部に入れられる部分、磁束密度検出コイル８４２のうち、下部巻線枠８３２の凹部に入れられる部分に対応する。
第１励磁コイル部は、例えば、上部励磁コイル８４１ａを用いることにより実現される。
第２励磁コイル部は、例えば、下部励磁コイル８４１ｂを用いることにより実現される。
第１磁束密度検出コイル部は、例えば、上部磁束密度検出コイル８４２ａを用いることにより実現される。
第２磁束密度検出コイル部は、例えば、下部磁束密度検出コイル８４２ｂを用いることにより実現される。
応力付加手段は、例えば、応力付加装置１００１、１００２を用いることにより実現される。
【符号の説明】
【００８３】
１００、６００、８００：試験器本体、１１１：上部アンビル、１１２：下部アンビル、１２１〜１２６：締付部材、１３１、８３１：上部巻線枠、１３２、８３２：下部巻線枠、１４１、８４１：励磁コイル、１４２、６４２、８４２：磁束密度検出コイル、１５１、１５２、１６１、１６２、８５１、８５２：絶縁シート、７０１ａ〜７０１ｃ：磁束密度検出用コイル部、７０２ａ〜７０２ｃ：空隙補償用コイル部、８４１ａ：上部励磁コイル、８４１ｂ：下部励磁コイル、８４２ａ：上部磁束密度検出コイル、８４２ｂ：下部磁束密度検出コイル、８６１ａ、８６１ｂ、８６２ａ、８６２ｂ、８６３ａ、８６３ｂ、８６４ａ、８６４ｂ：電極、１００１、１００２：応力付加装置
【図１】
2019066408.tif 000003
【図２】
2019066408.tif 000004
【図３】
2019066408.tif 000005
【図４】
2019066408.tif 000006
【図５】
2019066408.tif 000007
【図６】
2019066408.tif 000008
【図７】
2019066408.tif 000009
【図８】
2019066408.tif 000010
【図９】
2019066408.tif 000011
【図１０】
2019066408.tif 000012