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公開番号2024111553
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-19
出願番号2023016129
出願日2023-02-06
発明の名称単板試験器
出願人株式会社IFG
代理人
主分類G01R 33/02 20060101AFI20240809BHJP(測定;試験)
要約【課題】試料表面からの漏れ磁束による空隙部の磁束変化の影響を反映し正確な磁気特性の測定結果を得る。
【解決手段】励磁コイル1a、磁束密度検出コイル2a、空隙補償コイル3a、二つのリターンヨーク6a,6bで構成され、励磁コイル1aに内包される磁束密度検出コイル2aは、その磁束密度検出方向が励磁コイル1aの発生磁界方向と平行、且つ上記中心面5にて、面対称となる形状および位置に構成され、空隙補償コイル3aは、その磁束密度検出方向が磁束密度検出コイル2aの磁束密度検出方向と平行であり、且つ磁束密度検出コイル2aの内包空間を中心面5で二分割した際の分割された空間のいずれか一方とほぼ同一の内包空間を持った形状および位置に構成され、測定時においては、測定される試料4は上記中心面5上またはその近傍面上に配置され、励磁コイル1aの外側に突出した試料4の両端が二つのリターンヨーク6a,6bの間に挟まれている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
板状軟磁性材料の磁気特性を測定する単板試験機であって、
磁界を発生する励磁コイル１ａ、試料４内部および空隙部の磁束変化を検出する磁束密度検出コイル２ａ、空隙部の磁束変化を検出する空隙補償コイル３ａ、二つのリターンヨーク６ａ，６ｂで構成され、
励磁コイル１ａは、励磁コイル１ａの形状を面対称に分かち、励磁コイル１の発生磁界方向に平行な中心面５を持ち、
励磁コイル１ａに内包される磁束密度検出コイル２ａは、その磁束密度検出方向が励磁コイル１ａの発生磁界方向と平行であり、且つ上記中心面５にて、磁束密度検出コイル２ａの形状が面対称となる形状および位置に構成され、
空隙補償コイル３ａは、その磁束密度検出方向が磁束密度検出コイル２ａの磁束密度検出方向と平行であり、且つ磁束密度検出コイル２ａの内包空間を中心面５で二分割した際の分割された空間のいずれか一方とほぼ同一の内包空間を持った形状および位置に構成され、
測定時においては、測定される試料４は上記中心面５上またはその近傍面上に配置され、励磁コイル１ａの外側に突出した試料４の両端が二つのリターンヨーク６ａ，６ｂの間に挟まれていることを特徴とする単板試験機。
続きを表示（約 140 文字）【請求項２】
空隙補償コイル３ａの表面と試料４が密着していることを特徴とする請求項１に記載の単板試験機。
【請求項３】
空隙補償コイル３ａの巻き数が、磁束密度検出コイル２ａの巻き数の略２倍であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の単板試験機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁鋼板等の板状軟磁性材料の交流磁化特性、鉄損を測定する単板試験器の改良に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
電磁鋼板やアモルファス材料、ナノ結晶材料など、軟磁性材料の磁気特性を測定する方法として単板試験器が用いられている（非特許文献１）。単板試験器では、板状の軟磁性材料である試料を、磁性体を材料とするリターンコアで挟んで、この試料を経路とする閉磁路を構成し、この閉磁路を励磁コイルで励磁しながら、試料のまわりにまいたピックアップコイル（以降「磁束密度検出コイル」と呼称する）にて、試料内部の磁束を検出し、試料の磁気特性を測定する。
【０００３】
この単板試験器の磁束密度検出コイルには、その内側の磁束変化に比例した起電力が生じ、これを積分することにより、磁束密度検出コイル内側を貫通する磁束を求めることができる。測定したい磁束は、試料内部の磁束だけであるが、磁束密度検出コイルで拾われる磁束には、試料のない部分すなわち空隙に生じている磁束も含まれてしまっている。そのため、この空隙に生じている磁束を差し引くために空隙補償コイルというものが使用される。非特許文献１には空隙補償コイルとして、一次側を励磁コイルに、二次側を磁束密度検出コイルに直列接続した外部相互誘導器を使用する方法、または励磁コイル内部に配置したピックアップコイルを使用する方法が、記載されている。
【０００４】
励磁コイル内部に配置する空隙補償コイルの１例として、特許文献１には、磁束密度検出コイルと空隙補償コイルの構成例の一つが記載されている。特許文献１では、お互いの領域が重ならないように配置した磁束密度検出コイル２ａと空隙補償コイル３ａの組を複数利用した発明の形態が記載されている。この構成で用いられる磁束密度検出コイル２ａと空隙補償コイル３ａの組を図４、図５に示す。以降、この構成例を従来技術例１とする。
【０００５】
また、試料４近傍の磁界を測定するＨコイルというコイルを磁束密度検出コイル２ａの内側に配置し、このコイルを空隙補償コイル３ａとしても活用する構成例が、非特許文献１に記載されている。この構成を図６、図７に示す。以降、この構成例を従来技術例２とする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
ＪＩＳＣ２５５６（１９９６）、「電磁鋼板単板磁気特性試験方法」
【特許文献】
【０００７】
特開２０１９－４５３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、空隙補償コイルの出力は、磁束密度検出コイルの出力に含まれる空隙部分の磁束由来の信号と同じ大きさかつ逆符号になるように調整される。その調整方法としては、空隙補償コイルの断面積を調整する方法、空隙補償コイルのターン数を調整する方法、空隙補償コイルの出力につなげたプリアンプの増幅度を調整する方法、ＡＤ変換により計算機に取り込まれたデジタル信号に係数をかける方法などがある。この調整は、試料がない状態でおこなわれ、空隙補償コイルの出力と磁束密度検出コイルの出力の和が略ゼロになるように調整される。この調整状態を得ることで、空隙部分の磁束が磁束密度検出コイルから差し引かれ、試料をセットした場合には試料内部の磁束のみが検出されるとされている。
【０００９】
一方、実際に試験機に試料をセットした場合、試料の表面からは漏れ磁束が発生し、試料周辺の空隙部分の磁束密度分布を大きく変化させてしまう問題がある。外部相互誘導器を空隙補償コイルとして用いた場合には、試料の漏れ磁束による空隙部分の磁束密度分布の変化は空隙補償コイルの検出信号には一切含まれない状態となってしまう。また図４乃至図７に示したように励磁コイル１ａ内部に空隙補償コイル３ａを設置している場合でも、試料４周辺の磁束密度分布変化すべてを空隙補償コイル３ａの検出信号に取り込むことはできず、あくまで空隙補償コイル３ａの設置位置における漏れ磁束のみが測定結果に反映されることになり、実際の試料内部の磁束変化とは異なる結果が観測されてしまう課題がある。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、試料表面からの漏れ磁束による空隙部の磁束変化の影響を反映したより正確な磁気特性の測定結果を得ることを可能とする単板試験器の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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