JP3561415B2

JP3561415B2 - 着磁測定装置

Info

Publication number: JP3561415B2
Application number: JP18897998A
Authority: JP
Inventors: 正幸平沢
Original assignee: 株式会社ディー・エム・ティー
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2018-07-03
Also published as: JP2000019237A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネットの着磁状態のプロファイル、例えば、磁極のスキュー角度を測定する着磁測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータの回転子などに組み込まれるマグネット（永久磁石）は、コギングトルクを軽減するために、回転中心軸と平行な軸に対して、所定角度（スキュー角度）傾斜させて着磁するスキュー着磁を行うことが知られている（特公昭６３−２３５３６号）。
また、着磁ヨークを軸方向に移動させ、被着磁物を回転させながらスキュー着磁を実施する着磁装置（特開昭６３−２５７４４４号）等が提案されている。
【０００３】
一方、スキュー角度を有する周対向モータに対してのコギングトルクを短時間で解析するコギングトルク解析方法（特開平９−１９６７８２）等も提案されている。この解析方法では、スキュー角度を入力しなければならず、正確なスキュー角度の検出が必要であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したスキュー角度は、マグネットに磁極検出シートを当てて、分度器などを用いて手作業によって、測定していた。
このために、測定作業に時間がかかると共に、正確なスキュー角度を検出することができなかった。
【０００５】
本発明の課題は、短時間で正確にスキュー角度などの着磁状態のプロファイルを測定することができる着磁測定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、着磁されたマグネットの磁束を検出する磁気検出手段（１４Ａ，１４Ｂ）と、前記マグネット及び／又は前記磁気検出手段を２次元的に移動可能な移動手段（１２，２２）と、前記マグネットと前記磁気検出手段の相対位置を検出する位置検出手段（１３）と、前記移動手段で移動しながら求めた複数の検出点での、前記磁気検出手段及び前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記マグネットの着磁状態のプロファイルを求める着磁状態算出手段（１８：Ｓ１０４）と、を含む着磁測定装置において、前記着磁状態算出手段は、前記マグネットのスキュー角度を検出することを特徴とする着磁測定装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の着磁測定装置において、前記着磁状態算出手段は、前記マグネットの回転角度に対する、磁極のゼロクロス位置、エネルギー中心位置、磁極のピーク位置、又は、任意位置での、前記複数の検出点から、スキュー角度を算出することを特徴とする着磁測定装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しくに説明する。
図１は、本発明による着磁測定装置の実施形態を示すブロック図、図２は、動作を説明する流れ図、図３は、角度検出処理を説明する図である。
この着磁測定装置１０は、チャック１１，モータ１２，ロータリエンコーダ１３、磁気センサ１４等を備えている。
チャック１１は、着磁された円筒型の磁石Ｍｇを固定する３爪のスクロール型のチャックである。
モータ１２は、このチャック１１を回転させるギャモータであり、Ｄ／Ａ変換器１５Ａ、ドライバ１５Ｂを介して、コンピュータ１８によって駆動制御されている。
【００１１】
ロータリエンコーダ１３は、モータ１２の出力軸の回転角度を検出するためのものであり、その出力は、カウンタ１６を介して、コンピュータ１８のＩ／Ｏポートに接続されている。
【００１２】
磁気センサ１４は、磁石Ｍｇの磁束量を検出するためのセンサであって、例えば、ガウスメータセンサ１４Ａとガウスメータ１４Ｂとが用いられている。磁気センサ１４の出力は、Ａ／Ｄ変換器１７によってデジタル信号に変換された後に、コンピュータ１８のＩ／Ｏポートに接続されている。
【００１３】
コンピュータ１８は、入力された磁束量と回転角度などに基づいて、マグネットＭｇの着磁状態、例えば、スキュー角度等を求めることができる。このコンピュータ１８には、ＣＲＴ等の表示装置１９、キーボード等の入力装置２０、及び、プリンタ又はプロッタ等の出力装置２１が接続されている。
【００１４】
この実施形態では、さらに、ガウスメータセンサ１４Ａを上下方向に移動する移動スライダ２２と、コンピュータ１８からの制御信号に基づいて、移動スライダ２２を駆動するスライダドライバ２３とを備えている。
そして、コンピュータ１８は、図２に示すフローチャートに従って、スキュー角度等を検出する。
【００１５】
まず、コンピュータ１８は、１回転の磁束を測定する（Ｓ１０１）。すなわち、この装置が起動されると、コンピュータ１８は、Ｄ／Ａコンバータ１５Ａに電圧設定を行うことにより、ドライバ１５Ｂを介して、スピード設定をして、モータ１２を駆動する。次に、コンピュータ１８は、ロータリエンコーダ１３からの回転角度を入力し、測定角度に対応する磁気センサ１４からの磁束を入力し、３６０°になるまで、繰り返して測定する。
【００１６】
次に、コンピュータ１８は、スライダドライバ２３を介して、移動スライダ２２を上下方向に１ピッチずらすことによる測定位置を移動させ（Ｓ１０２）、設定された回数（Ｎ）まで、測定を繰り返す（Ｓ１０３）。
【００１７】
コンピュータ１８は、Ｓ１０３の測定が終了すると、各測定ポイントのゼロクロス角度を検出する角度検出処理を行う（Ｓ１０４）。
例えば、説明を容易にするために、図３（ｂ）に示すように、マグネットＭｇの上下方向（軸方向）に、３つの測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３（Ｎ＝３）で磁束を測定したとする。
そして、各測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３における磁極Ｎ，Ｓのゼロクロス（境目）ラインを検出し、それらの測定点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の回転角度に対する角度づれ（ゼロクロス角度）を演算する。
【００１８】
図４は、マグネットの軸方向の位置と、ゼロクロス角度との関係を示す図である。この実施例では、高さ５．００ｍｍのマグネットを５０個の測定点で検出して、そのゼロクロス角度を求めてプロットしたものである。
【００１９】
次に、コンピュータ１８は、直線回帰計算によって、平均値を計算して、図４の直線Ｑを求める（Ｓ１０５）。さらに、求めた回転角度から、平面角度を求めて（Ｓ１０６）、表示データを生成する（Ｓ１０７）。
【００２０】
Ｓ１０５の直線回帰計算は、次のように行っている。回帰式は、次式によって計算される。
ｙ＝Ａ＋Ｂｘ …（１）
また、係数Ａ，Ｂは、次式によって計算する。
Ａ＝（Σｙ−Ｂ・Σｘ）／ｎ …（２）
Ｂ＝（ｎ・Σｘｙ−Σｘ・Σｙ）／［ｎ・Σｘ^２−（Σｘ）^２］ …（３）
ここで、ｘ＝角度，ｙ＝位置（長さ）として、次式によってＯ位置の回転角度（ｘＯ）と、マグネット長さ（Ｌ）位置の回転角度（ｘＬ）を計算する。
ｘ＝（ｙ−Ａ）／Ｂ …（４）
なお、図７（ａ）に示すように、直線回帰線（平均線）の表示は、ｘＯ点とｙＯ点を直線によって結んだものである。
【００２１】
Ｓ１０６の回転角度から平均角度を求める平均角度計算は、次式によって行っている。
まず、図７（ｂ）に示すように、マグネット径（測定点直径）と回転角度から、周囲長さ（ｍ）を求める。
ｍ＝（ｘＬ−ｘＯ）×（マグネット直径×π／３６０） …（４）
【００２２】
次に、図７（ｃ）に示すように、次式によって、円周長さ（ｍ）とマグネット長さ（Ｌ）から平面角度（ｄ）を求める。
ｄ＝ｔａｎ^−１［円周長さ（ｍ）／マグネット長さ（Ｌ）］ …（５）
【００２３】
図５は、表示データの一例を示す図である。図５において、ｘは回転角度［度］、ｙはマグネットの高さ位置［ｍｍ］、ｚは磁束［Ｇａｕｓｓ］を示している。各回転角度において、高さ位置に応じて、磁束が傾いている（スキュー角度）こと表示したものである。
【００２４】
（角度検出処理の他の実施形態）
図６は、本発明によるスキュー角度測定装置の角度検出処理の他の実施形態を示す図である。
図６（ａ）の例は、１回転中の各測定点におけるエネルギー（面積）の中心位置を、順次求めることによって、回転角度に対するその測定点のずれ角度を演算するものである。
図６（ｂ）の例は、１回転中の各測定点のピーク位置を順次求めることによって、回転角度に対するその測定点のずれ角度を演算するものである。
図６（ｃ）の例は、１回転中の任意位置（例えば、１００ｍＴの位置）を、指定して順次求めることによって、回転角度に対するその検出点のずれ角度を演算するものである。
【００２５】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、この実施形態では、スキュー角度測定装置を例に説明したが、任意の形状の着磁領域のプロファイルを求めることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、着磁したマグネットの着磁状態、例えば、スキュー角度などを、迅速かつ正確に求めることができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による着磁測定装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本実施形態にかかる着磁測定装置の動作を説明する流れ図である。
【図３】本実施形態にかかる着磁測定装置の角度検出処理を説明する線図である。
【図４】本実施形態にかかる着磁測定装置のマグネットの軸方向の位置とゼロクロス角度との関係を示す図である。
【図５】本実施形態にかかる着磁測定装置の表示データの一例を示す図である。
【図６】本発明による着磁測定装置の他の実施形態の主に角度検出処理を示す線図である。
【図７】図２のフローチャートのＳ１０５，Ｓ１０６を説明する線図である。
【符号の説明】
１０着磁測定装置（スキュー角度測定装置）
１１チャック
１２モータ
１３ロータリエンコーダ
１４磁気センサ
１４Ａガウスメータセンサ
１４Ｂガウスメータ
１５ＡＤ／Ａ変換器
１５Ｂドライバ
１６カウンタ
１７Ａ／Ｄ変換器
１８コンピュータ
１９表示装置
２０入力装置
２１出力装置
２２移動スライダ
２３スライダドライバ

Claims

着磁されたマグネットの磁束を検出する磁気検出手段と、
前記マグネット及び／又は前記磁気検出手段を２次元的に移動可能な移動手段と、
前記マグネットと前記磁気検出手段の相対位置を検出する位置検出手段と、
前記移動手段で移動しながら求めた複数の検出点での、前記磁気検出手段及び前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記マグネットの着磁状態のプロファイルを求める着磁状態算出手段と、
を含む着磁測定装置において、
前記着磁状態算出手段は、前記マグネットのスキュー角度を検出すること
を特徴とする着磁測定装置。
請求項１に記載の着磁測定装置において、
前記着磁状態算出手段は、前記マグネットの回転角度に対する、磁極のゼロクロス位置、エネルギー中心位置、磁極のピーク位置、又は、任意位置での、前記複数の検出点から、スキュー角度を算出すること
を特徴とする着磁測定装置。