(57)【要約】【課題】  磁束密度の検出精度が向上された磁気特性測定装置を提供する。【解決手段】  磁気特性測定装置１０の第２配線４４は、第１探針４１の先端と第２探針４２の先端とを含む仮想平面に対し垂直な方向から見たとき第１配線４３と共に第１のループ５４を形成している。磁束密度センサ４０は、電磁鋼板の表面から漏れて第１のループ５４を貫く鎖交磁束により第１配線４３と第２配線４４との間に誘起される電圧を検出する鎖交磁束検出手段としてサーチコイル５５を有する。これにより電磁鋼板の表面から漏れて第１のループ５４に鎖交する鎖交磁束が存在する場合、サーチコイル５５の両端間の電圧に基づき上記鎖交磁束による誘起電圧を特定可能である。そのため、電磁鋼板の内部の磁束による誘起電圧である探針間電圧を正確に算出可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象（９１）の表面（９２）近傍の磁界強度を検出可能な磁界強度センサ（３０）、前記検出対象の内部の磁束密度を検出可能な１つまたは複数の磁束密度センサ（４０、６１、７１、９５、１０３、１２１）、および、前記磁界強度センサおよび前記磁束密度センサを保持しているケース（２０、８１、１０１、１１１）を備える磁気特性測定装置（１０、６０、７０、８０、１００、１１０）であって、
前記磁束密度センサは、
前記ケースから突き出している第１探針（４１、９６）と、
前記第１探針との間に前記磁界強度センサを挟む位置で前記ケースから突き出している第２探針（４２、９７）と、
一端が前記第１探針に接続されている第１配線（４３）と、
前記第１探針の先端と前記第２探針の先端とを含む仮想的な平面を仮想平面（５１）とし、前記仮想平面に対し垂直な方向を垂直方向とすると、一端が前記第２探針に接続され、前記垂直方向から見たとき前記第１配線と共に第１のループ（５４）を形成している第２配線（４４）と、
前記第１のループに鎖交する磁束を検出する鎖交磁束検出手段（５５、６２、７２）と、
を有することを特徴とする磁気特性測定装置。
【請求項２】
前記鎖交磁束検出手段は、前記垂直方向から見たとき単独で第２のループ（５６）を形成しているサーチコイル（５５）であることを特徴とする請求項１に記載の磁気特性測定装置（１０）。
【請求項３】
前記第２のループは、前記垂直方向から見たとき少なくとも前記第１のループと重なっていることを特徴とする請求項２に記載の磁気特性測定装置。
【請求項４】
前記仮想平面と平行であり且つ前記第１探針と前記第２探針とを結ぶ仮想的な直線を仮想直線（５２）とすると、
前記第２のループは、前記垂直方向から見たとき、前記第１のループに沿う経路と、前記仮想直線または当該仮想直線の中点を境にして前記第１のループとは対称な経路と、を辿ることを特徴とする請求項３に記載の磁気特性測定装置。
【請求項５】
前記仮想平面と平行であり且つ前記第１探針と前記第２探針とを結ぶ仮想的な直線を仮想直線（５２、１２２）とすると、
前記鎖交磁束検出手段は、一端が前記第２探針に接続され、前記垂直方向から見たとき、前記仮想直線または当該仮想直線の中点を境にして前記第１のループとは対称な第２のループ（６４）を前記第１配線と共に形成している第３配線（６２）であることを特徴とする請求項１に記載の磁気特性測定装置（６０）。
【請求項６】
前記ケース（８１、１０１）は、基部（８２）と、前記基部に対し前記垂直方向へ相対移動可能な可動部（８３、１０２）と、を有し、
前記基部および前記可動部を互いに前記垂直方向へ離間するように付勢している付勢手段（８７）をさらに備え、
前記第１探針（９６）および前記第２探針（９７）は、前記可動部に固定され、互いに相対移動不能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁気特性測定装置。
【請求項７】
前記可動部は電子基板（１０２）を含み、
前記第１配線、前記第２配線、および前記鎖交磁束検出手段は、前記電子基板に形成されたパターン配線であり、
前記第１探針および前記第２探針は前記電子基板に固定されていることを特徴とする請求項６に記載の磁気特性測定装置。
【請求項８】
前記磁束密度センサは２つ設けられ、
前記ケース（１１１）は、基部（８２）と、前記基部に対し前記垂直方向へ相対移動可能な第１可動部（１０２、１１２）と、前記基部および前記第１可動部に対し前記垂直方向へ相対移動可能な第２可動部（１１５、１１６）と、を有し、
前記基部および前記第１可動部を互いに前記垂直方向へ離間するように付勢している第１付勢手段（８７）と、前記第１可動部および前記第２可動部を互いに前記垂直方向へ離間するように付勢している第２付勢手段（１１９）と、をさらに備え、
２つの前記磁束密度センサのうち一方（１０３）を第１磁束密度センサとし、他方（１２１）を第２磁束密度センサとすると、
前記第１磁束密度センサの前記第１探針（９６）および前記第２探針（９７）は、前記第１可動部に固定され、互いに相対移動不能であり、
前記第２磁束密度センサの前記第１探針（９６）および前記第２探針（９７）は、前記第２可動部に固定され、互いに相対移動不能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁気特性測定装置。
【請求項９】
前記第１可動部は第１電子基板（１０２）を含み、
前記第１磁束密度センサの前記第１配線、前記第２配線、および前記鎖交磁束検出手段は、前記第１電子基板に形成されたパターン配線であり、
前記第１磁束密度センサの前記第１探針および前記第２探針は、前記第１電子基板に固定され、
前記第２可動部は第２電子基板（１１６）を含み、
前記第２磁束密度センサの前記第１配線、前記第２配線、および前記鎖交磁束検出手段は、前記第２電子基板に形成されたパターン配線であり、
前記第２磁束密度センサの前記第１探針および前記第２探針は、前記第２電子基板に固定されていることを特徴とする請求項８に記載の磁気特性測定装置。
【請求項１０】
前記磁界強度センサは、前記ケースの前記基部のうち前記検出対象と対向する箇所（８９）に設けられ、前記検出対象に対し接近および離間可能であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の磁気特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気特性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機やリアクトルなどの高効率化を実現するためには、鉄心で生じる損失を低減することが有効である。鉄心で生じる損失を低減するために鉄心の形状や加工方法を改良するには、鉄心の局所的な磁気特性を把握する必要がある。
特許文献１には、電磁鋼板の表面近傍の磁界強度を検出可能な磁界強度センサと、電磁鋼板の内部の磁束密度を検出可能な磁束密度センサとを備える磁気特性測定装置が記載されている。
【０００３】
磁界強度センサは、Ｘ方向に巻かれたＸ方向用コイルと、Ｙ方向に巻かれたＹ方向用コイルとから構成されている。以下、Ｘ方向用コイルおよびＹ方向用コイルを区別しないとき単に「コイル」と記載する。外部の演算装置は、コイルの両端間の電圧を測定し、この電圧に基づき所定の演算を実施することによって磁界強度を求めることができる。
【０００４】
磁束密度センサは、Ｘ方向用コイルを挟むように設けられた一対のＸ方向用探針と、Ｙ方向用コイルを挟むように設けられた一対のＹ方向用探針と、各探針を演算装置に接続するための４本の配線とから構成されている。以下、Ｘ方向用探針およびＹ方向用探針を区別しないとき単に「探針」と記載する。演算装置は、一対の探針に対応する２本の配線間の電圧を測定し、この電圧に基づき所定の演算を実施することによって磁束密度を求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２７４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示された磁気特性測定装置では、一対の探針間の電圧を測定するための２本の配線は、磁界強度センサを避けるように設けられる結果、電磁鋼板の板厚方向に対し垂直な平面内でループを形成している。そのため、演算装置が測定する２本の配線間の電圧は、電磁鋼板の内部の磁束による誘起電圧に、電磁鋼板の板厚方向への漏れ磁束による誘起電圧が重畳したものとなってしまう。したがって、電磁鋼板の内部の磁束密度の測定精度が低いという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁束密度の検出精度が向上された磁気特性測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による磁気特性測定装置は、検出対象の表面近傍の磁界強度を検出可能な磁界強度センサ、検出対象の内部の磁束密度を検出可能な磁束密度センサ、および、磁界強度センサおよび磁束密度センサを保持しているケースを備える。
【０００９】
磁束密度センサは、ケースから突き出している第１探針と、第１探針との間に磁界強度センサを挟む位置でケースから突き出している第２探針と、一端が第１探針に接続されている第１配線と、一端が第２探針に接続されている第２配線とを有している。第２配線は、第１探針の先端と第２探針の先端とを含む仮想的な平面である仮想平面に対し垂直な方向から見たとき、第１配線と共に第１のループを形成している。
【００１０】
特に本発明は、磁束密度センサが、第１のループに鎖交する磁束を検出する鎖交磁束検出手段を有することを特徴とする。
このように構成することで、検出対象の表面から漏れる漏れ磁束が存在する場合であっても、鎖交磁束検出手段の検出結果に基づき漏れ磁束による誘起電圧を特定することができる。そのため、演算装置が測定する第１配線と第２配線との間の電圧、および、漏れ磁束による誘起電圧に基づき所定の演算を実施することによって、電磁鋼板の内部の磁束による誘起電圧を正確に求めることができる。したがって、本発明によれば、磁束密度の検出精度を向上することができる。そして、磁束密度および磁界強度に基づき定量化される検出対象の鉄損値の信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態による磁気特性測定装置を示す断面図である。
【図２】図１の磁気特性測定装置を矢印ＩＩ方向から見た図であって、第１探針の先端と第２探針の先端とを含む仮想的な平面である仮想平面に対し垂直な方向から磁気特性測定装置を見た図である。
【図３】図２の磁気特性測定装置において配線およびサーチコイルで発生する電圧を概念的に示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態による磁気特性測定装置を示す断面図である。
【図５】図４の磁気特性測定装置を矢印Ｖ方向から見た図であって、第１探針の先端と第２探針の先端とを含む仮想的な平面である仮想平面に対し垂直な方向から磁気特性測定装置を見た図である。
【図６】図５の磁気特性測定装置において各配線間で発生する電圧を概念的に示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態による磁気特性測定装置を、第１探針の先端と第２探針の先端とを含む仮想的な平面である仮想平面に対し垂直な方向から見た図である。
【図８】本発明の第４実施形態による磁気特性測定装置を示す断面図である。
【図９】図８の磁気特性測定装置を示す断面図であって、磁界強度センサが電磁鋼板の表面近傍に位置させられた状態を示す図である。
【図１０】図９の磁気特性測定装置を矢印Ｘ方向から見た図であって、第１探針の先端と第２探針の先端とを含む仮想的な平面である仮想平面に対し垂直な方向から磁気特性測定装置を見た図である。
【図１１】本発明の第５実施形態による磁気特性測定装置を示す断面図であって、磁界強度センサが電磁鋼板の表面近傍に位置させられた状態を示す図である。
【図１２】図１１の磁気特性測定装置を矢印ＸＩＩ方向から見た図であって、第１探針の先端と第２探針の先端とを含む仮想的な平面である仮想平面に対し垂直な方向から磁気特性測定装置を見た図である。
【図１３】本発明の第６実施形態による磁気特性測定装置を示す断面図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
【図１５】図１３の磁気特性測定装置を矢印ＸＶ方向から見た図である。
【図１６】図１３のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
【図１７】図１３の磁気特性測定装置を示す断面図であって、４つの探針が電磁鋼板に押し付けられた状態を示す図である。
【図１８】図１３の磁気特性測定装置を示す断面図であって、磁界強度センサが電磁鋼板の表面近傍に位置させられた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態による磁気特性測定装置は、図１に示す磁気特性測定システムに適用されている。磁気特性測定システム９０は、電磁鋼板９１の表面９２近傍における、板厚方向に対し垂直な方向の磁界強度、および、電磁鋼板９１の内部における、板厚方向に対し垂直な方向の磁束密度を検出するものであり、磁気特性測定装置１０および演算装置４５を含む。
【００１３】
［磁気特性測定システム９０の概略構成］
先ず、磁気特性測定システム９０の概略構成について図１および図２を参照して説明する。
（磁気特性測定装置１０）
磁気特性測定装置１０は、ケース２０、磁界強度センサ３０および磁束密度センサ４０を備えている。
ケース２０は、磁界強度センサ３０および磁束密度センサ４０を保持するためのものである。ケース２０は、樹脂製の直方体の部材であり、内部に弾性部材２１が設けられている。本実施形態では、弾性部材２１はゴムから構成されている。また、ケース２０は、弾性部材２１から特定面２２まで延びている通孔２３、２４、および、特定面２２から内側に凹む凹部２５を有している。特定面２２は、測定時、検出対象である電磁鋼板９１の表面９２に対向する面である。
【００１４】
磁界強度センサ３０は、コイル３１およびリード線３２、３３を有している。コイル３１は、特定面２２に平行な軸心まわりに巻かれた導線から成る。コイル３１は、ケース２０の凹部２５に嵌め込まれて固定されている。リード線３２は、コイル３１の一端を演算装置４５に接続している。リード線３３は、コイル３１の他端を演算装置４５に接続している。
【００１５】
磁束密度センサ４０は、探針法と呼ばれる手法により磁束密度を検出するものであり、第１探針４１、第２探針４２、第１配線４３および第２配線４４を有している。第１探針４１は、ケース２０の通孔２３に挿入されており、先端部がケース２０外へ突き出している。第２探針４２は、ケース２０の通孔２４に挿入されており、先端部がケース２０外へ突き出している。第１探針４１の突き出し量は第２探針４２の突き出し量と略同じである。第１探針４１および第２探針４２の先端は、電磁鋼板９１に押し付けられることによって、電磁鋼板９１の絶縁被膜を貫通可能である。第１配線４３は、第１探針４１を演算装置４５に接続している。第２配線４４は、第２探針４２を演算装置４５に接続している。第１配線４３および第２配線４４の詳細な構成は後述する。
【００１６】
（演算装置４５）
演算装置４５は、第１探針４１および第２探針４２が電磁鋼板９１に押し付けられた状態で電磁鋼板９１が交流励磁されるとき、リード線３２とリード線３３との間の電圧を測定し、この電圧に基づき所定の演算を実施することによって、電磁鋼板９１の表面９２近傍における磁界強度を求める。そして演算装置４５は、上記演算結果から、電磁鋼板９１の内部の磁界強度を推定する。
【００１７】
また、演算装置４５は、第１探針４１および第２探針４２が電磁鋼板９１に押し付けられた状態で電磁鋼板９１が交流励磁されるとき、第１配線４３と第２配線４４との間の電圧を測定し、この電圧に基づき所定の演算を実施することによって、電磁鋼板９１の内部における磁束密度を求める。
【００１８】
［磁束密度センサ４０および演算装置４５の特徴構成］
次に、磁束密度センサ４０および演算装置４５の特徴構成について図１〜図３を参照して説明する。
以下の説明において、図１に示すように第１探針４１の先端と第２探針４２の先端とを含む仮想的な平面を仮想平面５１とし、仮想平面５１に対し垂直な方向を垂直方向とする。図１では、仮想平面５１は、第１探針４１および第２探針４２が電磁鋼板９１に押し付けられたとき当該電磁鋼板９１の表面９２と略一致するように記載されている。図２は、図１の磁気特性測定装置１０を垂直方向から見た図である。
また、図２に示すように、仮想平面５１（図１参照）と平行であり且つ第１探針４１と第２探針４２とを結ぶ仮想的な直線を仮想直線５２とする。
【００１９】
（磁束密度センサ４０）
図１および図２に示すように、磁束密度センサ４０の第２配線４４は、ケース２０の特定面２２上において、第２探針４２からコイル３１を避けるように迂回して第１探針４１付近まで延びており、その先が第１配線４３と共に撚り線５３を構成している。また、第１探針４１と第２探針４２との間には、電磁鋼板９１を介して略直線的な電気パスができる。これにより、第２配線４４は、垂直方向から見たとき第１探針４１と共に第１のループ５４を形成している。
【００２０】
演算装置４５が測定する第１配線４３と第２配線４４との間の電圧には、電磁鋼板９１の内部の磁束による誘起電圧に加え、電磁鋼板９１から漏れて第１のループ５４を貫く鎖交磁束による誘起電圧がノイズ成分として重畳することとなる。磁束密度センサ４０は、上記鎖交磁束による誘起電圧を検出する鎖交磁束検出手段として、サーチコイル５５をさらに有している。
【００２１】
サーチコイル５５は、垂直方向から見たとき単独で第２のループ５６を形成している。第２のループ５６は、第１のループ５４に沿う経路と、仮想直線５２を境にして第１のループ５４とは対称な経路とを辿る。垂直方向から見たときの第２のループ５６の面積は、第１のループ５４の面積の約２倍である。つまり、電磁鋼板９１から漏れて第２のループ５６を貫く鎖交磁束は、電磁鋼板９１から漏れて第１のループ５４を貫く鎖交磁束の約２倍となる。
【００２２】
図３に示すように、磁気特性測定装置１０において、第１探針４１および第２探針４２が電磁鋼板に押し付けられた状態で電磁鋼板が交流励磁されるとき、第１探針４１と第２探針４２との間に生じる探針間電圧をｖとする。また、電磁鋼板から漏れて第１のループ５４を貫く鎖交磁束により第１配線４３と第２配線４４との間に誘起される誘起電圧をＶとする。電圧の方向は、図３において矢印で示すように、特定面２２（図３の紙面）に向かって右まわりを正方向とする。
【００２３】
演算装置４５が測定する第１配線４３と第２配線４４との間の電圧Ｖａは、ｖ−Ｖとなる。一方、演算装置４５が測定するサーチコイル５５の両端間の電圧Ｖｂは、２Ｖとなる。したがって、演算装置４５は、次の式（１）から探針間電圧ｖを求めることができる。
ｖ＝Ｖａ＋（Ｖｂ／２）・・・（１）
【００２４】
（演算装置４５）
演算装置４５は、第１探針４１および第２探針４２が電磁鋼板９１に押し付けられた状態で電磁鋼板９１が交流励磁されるとき、先ず、第１配線４３と第２配線４４との間の電圧Ｖａ、および、サーチコイル５５の両端間の電圧Ｖｂを測定する。次に、演算装置４５は、式（１）の関係から電圧Ｖａおよび電圧Ｖｂに基づき探針間電圧ｖを求める。次に、演算装置４５は、探針間電圧ｖに基づき所定の演算を実施することによって、電磁鋼板９１の内部における磁束密度を求める。
【００２５】
［効果］
以上説明したように、第１実施形態では、第２配線４４は、第１探針４１の先端と第２探針４２の先端とを含む仮想平面５１に対し垂直な方向から見たとき、第１配線４３と共に第１のループ５４を形成している。また、磁束密度センサ４０は、電磁鋼板９１から漏れて第１のループ５４を貫く鎖交磁束により第１配線４３と第２配線４４との間に誘起される電圧を検出する鎖交磁束検出手段として、サーチコイル５５を有している。
【００２６】
このように構成することで、電磁鋼板９１の表面９２から漏れて第１のループ５４に鎖交する鎖交磁束が存在する場合であっても、サーチコイル５５の両端間の電圧Ｖｂに基づき上記鎖交磁束による誘起電圧Ｖを特定することができる。そのため、第１配線４３と第２配線４４との間の電圧Ｖａ、および、サーチコイル５５の両端間の電圧Ｖｂに基づき所定の演算を実施することによって、電磁鋼板９１の内部の磁束による誘起電圧である探針間電圧ｖを正確に求めることができる。したがって、第１実施形態によれば、電磁鋼板９１の内部における磁束密度の検出精度を向上することができる。そして、磁束密度および磁界強度に基づき定量化される電磁鋼板９１の鉄損値の信頼性を確保することができる。
【００２７】
また、第１実施形態では、鎖交磁束検出手段は、垂直方向から見たとき単独で第２のループ５６を形成しているサーチコイル５５である。そのため、鎖交磁束検出手段を比較的簡易かつ安価な構成で実現することができる。
【００２８】
また、第１実施形態では、第２のループ５６は、垂直方向から見たとき第１のループ５４と完全に重なっている。そのため、例えば第２ループが第１ループと重ならないように構成される形態と比べると、サーチコイル５５によるノイズ成分（鎖交磁束による誘起電圧Ｖ）の検出精度を高めることができる。
【００２９】
また、第１実施形態では、第２のループ５６は、垂直方向から見たとき、第１のループ５４に沿う経路と、仮想直線５２を境にして第１のループ５４とは対称な経路とを辿る。これにより、電磁鋼板９１から漏れて第２のループ５６を貫く鎖交磁束は、電磁鋼板９１から漏れて第１のループ５４を貫く鎖交磁束の約２倍となる。そのため、演算装置４５による演算処理を単純化することができる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態による磁気特性測定装置について図４〜図６を参照して説明する。
［磁気特性測定装置６０の特徴構成］
図４および図５に示すように、第２実施形態による磁気特性測定装置６０の磁束密度センサ６１は、第１実施形態による磁気特性測定装置１０のサーチコイル５５に代えて、第３配線６２を有している。第３配線６２は、ケース２０の特定面２２上において、第２探針４２からコイル３１を避けるように迂回して第１探針４１付近まで延びており、その先が第１配線４３および第２配線４４と共に撚り線６３を構成している。
【００３１】
第３配線６２は、鎖交磁束検出手段であり、垂直方向から見たとき単独で第２のループ６４を形成している。第２のループ６４は、仮想直線５２を境にして第１のループ５４とは対称な経路を辿る。垂直方向から見たとき、第２のループ６４の面積は、第１のループ５４の面積と等しい。つまり、電磁鋼板９１から漏れて第２のループ６４を貫く鎖交磁束は、電磁鋼板９１から漏れて第１のループ５４を貫く鎖交磁束と等しくなる。
【００３２】
図６に示すように、磁気特性測定装置６０において、第１探針４１および第２探針４２が電磁鋼板に押し付けられた状態で電磁鋼板が交流励磁されるとき、第１探針４１と第２探針４２との間に生じる探針間電圧をｖとする。また、電磁鋼板から漏れて第１のループ５４を貫く鎖交磁束により第１配線４３と第２配線４４との間に誘起される誘起電圧、および、電磁鋼板から漏れて第２のループ５６を貫く鎖交磁束により第１配線４３と第３配線６２との間に誘起される誘起電圧をＶとする。電圧の方向は、図６において矢印で示すように、特定面２２（図６の紙面）に向かって右まわりを正方向とする。
【００３３】
演算装置６５が測定する第１配線４３と第２配線４４との間の電圧Ｖａは、ｖ−Ｖとなる。一方、演算装置６５が測定する第１配線４３と第３配線６２との間の電圧Ｖｄは、ｖ＋Ｖとなる。したがって、演算装置６５は、次の式（２）から探針間電圧ｖを求めることができる。
ｖ＝（Ｖａ＋Ｖｂ）／２・・・（２）
【００３４】
［効果］
以上説明したように、第２実施形態では、電磁鋼板９１の表面９２から漏れて第１のループ５４に鎖交する鎖交磁束が存在する場合であっても、第１配線４３と第３配線６２との間の電圧Ｖｂに基づき上記鎖交磁束による誘起電圧Ｖを特定することができる。そのため、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、電磁鋼板９１の内部における磁束密度の検出精度を向上することができる。そして、磁束密度および磁界強度に基づき定量化される電磁鋼板９１の鉄損値の信頼性を確保することができる。
【００３５】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態による磁気特性測定装置について図７を参照して説明する。
［磁気特性測定装置７０の特徴構成］
図７に示すように、第３実施形態による磁気特性測定装置７０の磁束密度センサ７１は、第１実施形態による磁気特性測定装置１０のサーチコイル５５に代えて、ホール素子７２を備えている。ホール素子７２は、電磁鋼板９１の表面９２から漏れて当該ホール素子７２を貫く鎖交磁束に応じた電圧を出力する。したがって、第１のループ５４の面積とホール素子７２の出力電圧とに基づき、ノイズ成分（鎖交磁束による誘起電圧Ｖ）を求めることができる。
【００３６】
［効果］
以上説明したように、第３実施形態では、電磁鋼板９１の表面９２から漏れて第１のループ５４に鎖交する鎖交磁束が存在する場合であっても、ホール素子７２の出力電圧に基づき上記鎖交磁束による誘起電圧Ｖを特定することができる。そのため、第３実施形態によれば、第１実施形態と同様に、電磁鋼板９１の内部における磁束密度の検出精度を向上することができる。そして、磁束密度および磁界強度に基づき定量化される電磁鋼板９１の鉄損値の信頼性を確保することができる。
【００３７】
＜第４実施形態＞
第１〜第３実施形態では、第１探針４１および第２探針４２は、ケース２０に対しそれぞれ独立して移動可能である。つまり、第１探針４１および第２探針４２は、互いに相対移動可能である。このような構成の場合、製造上の寸法誤差、がたつき等に起因して、電磁鋼板９１に接触したときの両探針の先端の位置精度を確保するには限界がある。したがって、ノイズ成分除去や磁束密度算出の過程で誤差が生じる懸念がある。第４実施形態は、上記懸念を解消することを目的としたものである。
【００３８】
本発明の第４実施形態による磁気特性測定装置について図８〜図１０を参照して説明する。
［磁気特性測定装置８０の特徴構成］
第４実施形態による磁気特性測定装置８０のケース８１は、ベース８２と、ベース８２に対し垂直方向へ相対移動可能なスライダ８３とから構成されている。ベース８２は、特許請求の範囲に記載の「基部」に相当する。スライダ８３は、特許請求の範囲に記載の「可動部」に相当する。
【００３９】
ベース８２は、垂直方向へ延びている軸部８４と、軸部８４の一端部に形成されている鍔部８５とを有している。軸部８４の他端部８９、すなわちベース８２のうち電磁鋼板９１と対向する箇所には凹部２５が形成されており、磁界強度センサ３０は凹部２５内に設けられている。
【００４０】
スライダ８３は、筒状であり、ベース８２の軸部８４が挿通している通孔８６を有する。
ベース８２の鍔部８５とスライダ８３との間には、ばね８７が設けられている。ばね８７は、特許請求の範囲に記載の「付勢手段」に相当し、ベース８２およびスライダ８３を互いに垂直方向へ離間するように付勢している。
【００４１】
磁気特性測定装置８０の磁束密度センサ９５は、第２実施形態による磁束密度センサ６１の第１探針４１および第２探針４２に代えて、第１探針９６および第２探針９７を有している。第１探針９６および第２探針９７は、スライダ８３のうち電磁鋼板９１と対向する箇所に固定され、互いに相対移動不能である。つまり、第１探針９６および第２探針９７は、スライダ８３と共に互いに一体化されており、相対的な位置が変動しないようになっている。
【００４２】
このように構成された磁気特性測定装置８０は、図８に示すように第１探針９６および第２探針９７の先端が電磁鋼板９１に突き当てられた状態から、ベース８２がばね８７の付勢力に抗して電磁鋼板９１側に押し付けられると、第１探針９６および第２探針９７の先端が電磁鋼板９１の絶縁被膜を貫通しつつ、図９に示すように磁界強度センサ３０が電磁鋼板９１の表面９２近傍に位置させられ、磁気特性測定が可能となる。
【００４３】
［効果］
以上説明したように、第４実施形態では、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、第４実施形態では、第１探針９６および第２探針９７は、スライダ８３に固定され、互いに相対移動不能である。そのため、第１探針９６および第２探針９７が電磁鋼板９１に突き当てられたときの両探針の先端の位置精度を向上させることができる。したがって、ノイズ成分除去や磁束密度算出の過程で誤差が生じることを回避することができる。
【００４４】
＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態による磁気特性測定装置について図１１、図１２を参照して説明する。
［磁気特性測定装置１００の特徴構成］
第５実施形態による磁気特性測定装置１００のケース１０１は、ベース８２と、スライダ８３と、スライダ８３のうち電磁鋼板９１と対向する箇所に固定されている電子基板１０２とから構成されている。スライダ８３および電子基板１０２は、特許請求の範囲に記載の「可動部」を構成している。
【００４５】
第１配線４３、第２配線４４、および第３配線６２は、電子基板１０２に形成されたパターン配線である。
磁束密度センサ１０３の第１探針９６および第２探針９７は、電子基板１０２に固定され、互いに相対移動不能である。
【００４６】
［効果］
以上説明したように、第５実施形態では、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、第５実施形態では、第１配線４３、第２配線４４、および第３配線６２は、電子基板１０２に形成されたパターン配線である。これにより、垂直方向から見たときの第１ループ５４と第２ループ６４との対称性、および、垂直方向から見たときの第１のループ５４の面積と第２のループ６４の面積との同等性を確保することができる。したがって、磁気特性の測定精度を高めることができる。
【００４７】
＜第６実施形態＞
磁束密度センサを２つ設ける場合、第１の磁束密度センサの両探針を結ぶ第１仮想直線と、第２の磁束密度センサの両探針を結ぶ第２仮想直線とが交差するように設けられる。この場合、４つの探針が同一部材に固定されると、製造上の誤差に起因して、各探針の先端が同一平面内に位置することが難しくなる。したがって、ノイズ成分除去や磁束密度算出の過程で誤差が生じる懸念がある。第６実施形態は、上記懸念を解消することを目的としたものである。
【００４８】
本発明の第６実施形態による磁気特性測定装置について図１３〜図１８を参照して説明する。
［磁気特性測定装置１１０の特徴構成］
第６実施形態による磁気特性測定装置１１０のケース１１１は、ベース８２と、スライダ１１２と、電子基板１０２とを有している。スライダ１１２は、環状凹部１１３および通孔１１４を有する以外は第４実施形態におけるスライダ８３と同様の構成である。環状凹部１１３は、通孔８６のうち電子基板１０２側で径方向外側に凹む凹部である。通孔１１４は、スライダ１１２の電子基板１０２側の端部に位置し当該電子基板１０２の面方向へ貫通している。電子基板１０２は、特許請求の範囲に記載の「第１電子基板」に相当する。また、スライダ１１２および電子基板１０２は、特許請求の範囲に記載の「第１可動部」を構成している。
【００４９】
さらに、ケース１１１は、スライダ１１５と、電子基板１１６とを備えている。スライダ１１５は、環状凹部１１３内に設けられている筒部１１７と、筒部１１７から通孔１１４内に突き出しているフランジ部１１８とから構成されている。スライダ１１５は、ベース８２およびスライダ１１２に対し垂直方向へ相対移動可能である。電子基板１１６は、スライダ１１５の電子基板１０２側に固定されている。電子基板１１６は、特許請求の範囲に記載の「第２電子基板」に相当する。また、スライダ１１５および電子基板１１６は、特許請求の範囲に記載の「第２可動部」を構成している。
【００５０】
スライダ１１２とスライダ１１５との間には、スライダ１１２およびスライダ１１５を互いに垂直方向へ離間するように付勢しているばね１１９が設けられている。ばね８７は、特許請求の範囲に記載の「第１付勢手段」に相当し、ばね１１９は、特許請求の範囲に記載の「第２付勢手段」に相当する。
【００５１】
磁気特性測定装置１１０は、磁束密度センサ１０３に加え、磁束密度センサ１２１を備えている。磁束密度センサ１２１は、第１探針９６、第２探針９７、第１配線４３、第２配線４４および第３配線６２を有している。磁束密度センサ１２１は、第１探針９６および第２探針９７が電子基板１１６に固定されていること、および、垂直方向から見て第１探針９６と第２探針９７とを結ぶ仮想直線１２２が仮想直線５２に対し直交していること以外は、磁束密度センサ１０３と同様の構成である。磁束密度センサ１２１の第１探針９６および第２探針９７は、電子基板１０２が有する通孔１２３を通じて電磁鋼板９１側に突き出している
【００５２】
このように構成された磁気特性測定装置１１０は、図１４に示すように磁束密度センサ１０３の第１探針９６および第２探針９７の先端が電磁鋼板９１に突き当てられた状態からベース８２が電磁鋼板９１側に押し付けられると、先ず図１７に示すようにばね８７の付勢力によりスライダ１１２が電磁鋼板９１側に移動させられて、磁束密度センサ１２１の第１探針９６および第２探針９７の先端が電磁鋼板９１に突き当てられる。その状態からさらにベース８２が電磁鋼板９１側に押し付けられると、各探針９６、９７の先端が電磁鋼板９１の絶縁被膜を貫通しつつ、図１８に示すように磁界強度センサ３０が電磁鋼板９１の表面９２近傍に位置させられ、磁気特性測定が可能となる。
【００５３】
［効果］
以上説明したように、第６実施形態では、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、第６実施形態では、磁束密度センサ１０３および磁束密度センサ１２１によって、電磁鋼板９１の内部の２方向の磁束密度を測定可能である。
さらに、第６実施形態では、磁束密度センサ１０３の第１探針９６および第２探針９７は電子基板１０２に固定され、磁束密度センサ１２１の第１探針９６および第２探針９７は電子基板１１６に固定されている。磁束密度センサ１２１の第１探針９６および第２探針９７は、磁束密度センサ１０３の第１探針９６および第２探針９７に対して垂直方向へ相対移動可能である。これにより、ベース８２等を介して各探針９６、９７が電磁鋼板９１に押し付けられたとき、各探針９６、９７の先端が同一平面内に位置するように自動調整される。したがって、ノイズ成分除去や磁束密度算出の過程で誤差が生じることを回避することができ、磁気特性の測定精度を高めることができる。
【００５４】
＜他の実施形態＞
本発明の他の実施形態では、磁気特性測定装置は、電磁鋼板から漏れる漏れ磁束を検出する装置として用いられてもよい。例えば、第２実施形態と同じ構成の磁気特性測定装置を用いて、次の式（３）から漏れ磁束による誘起電圧Ｖが求められ、この誘起電圧Ｖから漏れ磁束が算出されてもよい。
ｖ＝（−Ｖａ＋Ｖｂ）／２・・・（３）
本発明の他の実施形態では、磁気特性測定装置は、第１探針および第２探針を有する第１の磁束密度センサに加え、第１探針と第２探針とを結ぶ仮想直線に対し交差する方向へ並ぶ第３探針および第４探針を有する第２の磁束密度センサを備えるように構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、サーチコイルは、仮想平面に対し垂直な方向から見たとき第１のループと一部が重なっていてもよいし、或いは全く重なっていなくてもよい。
【００５５】
本発明の他の実施形態では、第１配線、第２配線、第３配線およびサーチコイルは、例えばフレキシブル基板などの電子基板に形成されたパターン配線から構成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、ケース内に設けられる弾性部材は、ゴムに限らず、例えばばね等から構成されてもよい。また、本発明の他の実施形態では、弾性部材は設けられなくてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０、６０、７０、８０、１００、１１０・・・磁気特性測定装置
２０、８１、１０１、１１１・・・ケース
３０・・・磁界強度センサ
４０、６１、７１、９５、１０３、１２１・・・磁束密度センサ
４１、９６・・・第１探針
４２、９７・・・第２探針
４３・・・第１配線
４４・・・第２配線
５１・・・仮想平面
５４・・・第１のループ
５５・・・サーチコイル（鎖交磁束検出手段）
６２・・・第３配線（鎖交磁束検出手段）
７２・・・ホール素子（鎖交磁束検出手段）
９１・・・電磁鋼板（検出対象）
９２・・・表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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