JP7180400B2 - 磁気特性測定システム - Google Patents

Description

本発明は、磁気特性測定システムに関し、特に、軟磁性体板の磁気特性を測定するために用いて好適なものである。

電磁鋼板の鉄損等、軟磁性体板の磁気特性を測定する手法として、非特許文献１に記載の技術がある。非特許文献１の記載の技術では、長さが２９４ｍｍまたは４４０ｍｍの励磁コイル内に、５００ｍｍ以上の長さの単板の試験片を配置し、励磁コイルにより試験片を励磁する。このとき、励磁コイル内の磁界が均一になるようにする。

ところで、鉄心の曲げ加工部に代表されるように、軟磁性体板において局所的に歪が導入されて塑性変形した曲部が形成されていることがある。このような曲部における磁気特性（局所的な磁気特性）を測定することが望まれる。このような曲部が形成された軟磁性体板では、曲部とそれ以外の部分とで透磁率に差がある。前述した非特許文献１に記載の技術では、前述した大きさの励磁コイル内の磁界が均一になるようにするので、このような塑性変形した曲部を有する軟磁性体板全体を均一に励磁（磁化）することが容易ではない。

そこで、特許文献１に記載の技術では、電磁鋼板の表面の温度上昇速度をサーモグラフィにより測定し、測定した温度上昇速度を校正線に当てはめることにより、当該電磁鋼板の鉄損を測定することが記載されている。

特開２０１１－７５２９７号公報

ＪＩＳ Ｃ ２５５６（１９９６）、「電磁鋼板単板磁気特性試験方法」

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、励磁条件（励磁周波数および最大磁束密度等）毎に校正線を作成する必要がある。このため、軟磁性体板の塑性変形した曲部の磁気特性を測定するための労力が大きいという問題点がある。

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、軟磁性体板の塑性変形した曲部の磁気特性を容易に測定することができるようにすることを目的とする。

本発明の磁気特性測定システムは、塑性変形された曲部を有する軟磁性体板の磁気特性を測定する磁気特性測定システムであって、前記軟磁性体板と、前記軟磁性体板を励磁するための励磁コイルと、前記軟磁性体板が励磁されることにより前記軟磁性体板に発生する磁束密度を測定するためのＢコイルと、を有し、前記励磁コイルの中心軸に沿う方向における長さは、前記曲部の長さの３倍未満であり、前記Ｂコイルの中心軸に沿う方向における長さは、前記曲部の長さの３倍未満であり、前記励磁コイルと前記Ｂコイルの内部に前記曲部が配置され、前記励磁コイル、前記Ｂコイル、および前記軟磁性体板が相互に接触していないことを特徴とする。

本発明によれば、軟磁性体板の塑性変形した曲部の磁気特性を容易に測定することができる。

磁気特性測定システムのうち、励磁コイルと、Ｂコイルと、Ｈコイルと、ヨークの構成の一例を示す図である。 磁気特性測定システムのうち、励磁コイルと、Ｂコイルと、Ｈコイルと、電源と、計測器と、演算装置と、出力装置の構成の一例を示す図である。 図１のＩ－Ｉ断面を示す図である。 図１における試験片の曲部付近を拡大して示す図である。 試験片の形状の変形例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。尚、各図では、表記の都合上、構成の一部を簡略化または省略して示す。また、以下の説明において、各部の長さや向き等が同じである（一致する）ことには、厳密に同じである（一致する）場合に加え、各部が実現する機能が損なわれない範囲であれば、厳密に同じでない（一致しない）場合も含まれるものとする。例えば、設計上の公差の範囲内であれば、同じである（一致する）ものとする。各部の形状も、各部が実現する機能が損なわれない範囲であれば、当該形状に厳密に一致していないものも、当該形状に含まれるものとする。

図１および図２は、磁気特性測定システムの構成の一例を示す図である。図３は、図１のＩ－Ｉ断面を示す図である。尚、図３では、表記の都合上、Ｉ－Ｉ断面のうち、説明に必要な部分のみを図示し、一部の図示を省略する。
図１および図２において、磁気特性測定システムは、試験片Ｓの磁気特性を測定する。磁気特性測定システムは、励磁コイル１０１と、Ｂコイル１０２と、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂと、ヨーク１０４と、電源１１１と、計測器１１２～１１５と、演算装置１１６と、出力装置１１７と、を有する。図１では、磁気特性測定システムのうち、励磁コイル１０１と、Ｂコイル１０２と、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂと、ヨーク１０４と、を示す。図２では、磁気特性測定システムのうち、励磁コイル１０１と、Ｂコイル１０２と、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂと、電源１１１と、計測器１１２～１１５と、演算装置１１６と、出力装置１１７と、を示す。

［試験片Ｓの構成］
試験片Ｓは、１枚の軟磁性体板により構成される。軟磁性体板として、例えば、方向性電磁鋼板や無方向性電磁鋼板を用いることができる。例えば、方向性電磁鋼板や無方向性電磁鋼板の圧延方向が、試験片Ｓにおいて磁束が流れる方向と同じになるように試験片Ｓを構成することができる。試験片Ｓにおいて磁束が流れる方向は、試験片Ｓの長手方向（試験片Ｓの幅方向と板厚方向とに垂直な方向）である（図１の矢印線Ａ１、Ａ２を参照）。試験片Ｓは、塑性加工により塑性変形された曲部Ｓｖを有する。図４は、図１における試験片Ｓの曲部Ｓｖ付近を拡大して示す図である。図１および図４に示す例では、曲部Ｓｖの頂部Ｓａ１、Ｓａ２は、試験片Ｓ（曲部Ｓｖ）において磁束が流れる方向の中央の位置において、試験片Ｓの幅方向に沿って形成される。また、曲部Ｓｖの曲げ角度θは、９０°である。曲部Ｓｖの曲げ角度θは、曲部Ｓｖを間に挟む試験片Ｓの２つの平面部のなす角度（のうち小さい方の角度）である。
本実施形態の磁気特性測定システムは、このような試験片Ｓの（１つの）曲部Ｓｖの磁気特性を測定する。

［コイルの配置］
励磁コイル１０１は、試験片Ｓを励磁するためのコイルである。図４に示すように本実施形態では、励磁コイル１０１の中心軸３０２ａは一直線状である。コイルの中心軸とは、コイルの各ループの中心を結ぶ線である。励磁コイル１０１は、その内部に曲部Ｓｖが含まれるように配置される。図４に示すように、励磁コイル１０１は、その中心軸３０２ａに沿う方向（長さ方向）の中心が、曲部Ｓｖの頂部Ｓａ１、Ｓａ２を通り、且つ、曲部Ｓｖの頂部Ｓａ１、Ｓａ２の位置における試験片Ｓの板厚方向に延びる仮想線３０１と一致するように配置されるのが好ましい。更に、図４に示すように、曲部Ｓｖの頂部Ｓａ１、Ｓａ２の位置における試験片Ｓの板厚方向の中心Ｓｃが、励磁コイル１０１の中心軸３０２ａと一致するのが好ましい。励磁コイル１０１の内部の磁界が均一な領域に曲部Ｓｖの頂部Ｓａ１、Ｓａ２を配置することができるからである。また、励磁コイル１０１は、試験片Ｓに接触しないように配置される（励磁コイル１０１は試験片Ｓとは間隔を有した状態で配置される）。

Ｂコイル１０２は、試験片Ｓの曲部Ｓｖにおける磁束密度を測定するためのコイルである。図４に示すように本実施形態では、Ｂコイル１０２の中心軸３０２ｂは一直線状である。Ｂコイル１０２は、その内部に曲部Ｓｖが含まれるように配置される。励磁コイル１０１と同様に、Ｂコイル１０２も、その中心軸３０２ｂに沿う方向（長さ方向）の中心が、仮想線３０１と一致するように配置されるのが好ましい。更に、曲部Ｓｖの頂部Ｓａ１、Ｓａ２の位置における試験片Ｓの板厚方向の中心Ｓｃが、Ｂコイル１０２の中心軸３０２ｂと一致するのが好ましい。また、このようにしない場合であっても、励磁コイル１０１の中心軸３０２ａとＢコイル１０２の中心軸３０２ｂとが一致する（即ち、これらが同軸である）のが好ましい。このようにしない場合に比べ、Ｂコイル１０２により測定される磁束密度の測定精度が向上するからである。また、Ｂコイル１０２は、試験片Ｓに接触しないように配置される（Ｂコイル１０２は試験片Ｓとは間隔を有した状態で配置される）。

Ｈコイル１０３ａは、試験片Ｓの曲部Ｓｖにおける磁界強度（磁界の強さ）を測定するためのコイルである。Ｈコイル１０３ａは、励磁コイル１０１およびＢコイル１０２よりも試験片Ｓ側の領域に配置される。図４に示すように本実施形態では、Ｈコイル１０３ａの中心軸３０３は、一直線状である。Ｈコイル１０３ａは、試験片Ｓの内周側（図４の上側）において、試験片Ｓの曲部Ｓｖ（の内周側の頂部Ｓａ２）と間隔を有して対向する位置に配置される。Ｈコイル１０３ａは、可及的に試験片Ｓの曲部Ｓｖに近接する位置に配置するのが好ましい。また、Ｈコイル１０３ａは、その中心１０３ａｃが、仮想線３０１と一致するように配置されるのが好ましい。このようにしない場合に比べ、Ｈコイル１０３ａにより測定される磁界強度の測定精度が向上するからである。また、Ｈコイル１０３ａは、試験片Ｓに接触しないように配置される（Ｈコイル１０３ａは試験片Ｓと間隔を有した状態で配置される）。

Ｈコイル１０３ｂは、試験片Ｓの曲部Ｓｖにおける磁界強度（磁界の強さ）を測定するためのコイルである。Ｈコイル１０３ｂは、試験片Ｓの曲部Ｓｖを介してＨコイル１０３ａと対向する位置に配置される。図４に示すように本実施形態では、Ｈコイル１０３ｂの中心軸３０４は、一直線状である。Ｈコイル１０３ｂは、励磁コイル１０１およびＢコイル１０２よりも試験片Ｓ側の領域に配置される。Ｈコイル１０３ｂは、試験片Ｓの外周側（図４の下側）において、試験片Ｓの曲部Ｓｖ（の外周側の頂部Ｓａ１）と間隔を有して対向する位置に配置される。Ｈコイル１０３ｂも、Ｈコイル１０３ａと同様に、可及的に試験片Ｓの曲部Ｓｖに近接する位置に配置するのが好ましく、また、その中心１０３ｂｃが、仮想線３０１と一致するように配置されるのが好ましい。また、Ｈコイル１０３ｂは、試験片Ｓに接触しないように配置される（Ｈコイル１０３ｂは試験片Ｓと間隔を有した状態で配置される）。

また、図１～図４に示す例のように、Ｂコイル１０２が励磁コイル１０１の内側に配置されるようにするのが好ましいが、必ずしもこのようにする必要はない。Ｂコイル１０２が励磁コイル１０１の外側に配置されてもよい。

［コイルの中心軸に沿う方向の長さ］
本発明者らは、励磁コイル１０１、Ｂコイル１０２、およびＨコイル１０３ａ、１０３ｂが測定する領域を、試験片Ｓの曲部Ｓｖの領域に限定すれば、非特許文献１と同様の測定方法で、試験片Ｓの曲部Ｓｖの磁気特性を測定することができるということを着想した。

このような観点から、本実施形態では、励磁コイル１０１、Ｂコイル１０２、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂ、および試験片Ｓが相互に接触しない範囲で、以下のようにする。
図４において、励磁コイル１０１の中心軸３０２ａに沿う方向における長さＬ１と、Ｂコイル１０２の中心軸３０２ｂに沿う方向における長さＬ２と、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの中心軸３０３、３０４に沿う方向における長さＬ３１、Ｌ３２は、試験片Ｓの曲部Ｓｖの長さｌの３倍未満とする（Ｌ１＜３×ｌ、Ｌ２＜３×ｌ、Ｌ３１＜３×ｌ、Ｌ３２＜３×ｌ）。試験片Ｓの曲部Ｓｖの長さｌは、試験片Ｓの曲部Ｓｖの、試験片Ｓの長手方向（試験片Ｓにおいて磁束が流れる方向）の長さである。この長さは、試験片Ｓの曲部Ｓｖの外周側と内周側とで（僅かに）異なる。試験片Ｓの曲部Ｓｖの外周側の長さ（長い方の長さ）を、試験片Ｓの曲部Ｓｖの長さｌとする。試験片Ｓの曲部Ｓｖは、試験片Ｓを板厚方向に沿って切った試験片Ｓの断面において曲率が０を上回り、塑性歪が導入される領域である。

例えば、以上の条件の範囲内で、以下のようにすることができる。即ち、曲部Ｓｖの（頂部Ｓａ１、Ｓａ２における）曲率半径が、０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である場合、励磁コイル１０１の中心軸３０２ａに沿う方向における長さＬ１を２０ｍｍ未満（（０＜）Ｌ１＜２０ｍｍ）とし、Ｂコイル１０２の中心軸３０２ｂに沿う方向における長さＬ２を２０ｍｍ未満（（０＜）Ｌ２＜２０ｍｍ）とし、Ｈコイル１０３ａの中心軸３０３に沿う方向における長さＬ３１を２０ｍｍ未満（（０＜）Ｌ３１＜２０ｍｍ）とし、Ｈコイル１０３ｂの中心軸３０４に沿う方向における長さＬ３２を２０ｍｍ未満（（０＜）Ｌ３２＜２０ｍｍ）とすることができる。

図１および図４では、励磁コイル１０１の中心軸３０２ａに沿う方向における長さＬ１が、Ｂコイル１０２の中心軸３０２ｂに沿う方向における長さＬ２よりも長く、Ｂコイル１０２の中心軸３０２ｂに沿う方向における長さＬ２が、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの中心軸３０３、３０４に沿う方向における長さＬ３１、Ｌ３２よりも長い場合を例に挙げて示す（Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３１、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３２）。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。
例えば、励磁コイル１０１の中心軸３０２ａに沿う方向における長さＬ１が、Ｂコイル１０２の中心軸３０２ｂに沿う方向における長さＬ２以上であり、Ｂコイル１０２の中心軸３０２ｂに沿う方向における長さＬ２が、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの中心軸３０３、３０４に沿う方向における長さＬ３１、Ｌ３２以上となるようにすることができる（Ｌ１≧Ｌ２≧Ｌ３１、Ｌ１≧Ｌ２≧Ｌ３２）。また、Ｂコイル１０２の中心軸３０２ｂに沿う方向における長さＬ２が、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの中心軸３０３、３０４に沿う方向における長さＬ３１、Ｌ３２と等しく、励磁コイル１０１の中心軸３０２ａに沿う方向における長さＬ１よりも短くするのが好ましい（Ｌ１＞Ｌ２、Ｌ１＞Ｌ３１、Ｌ１＞Ｌ３２、Ｌ２＝Ｌ３１＝Ｌ３２）。
また、Ｈコイル１０３ａの中心軸３０３に沿う方向における長さＬ３１と、Ｈコイル１０３ｂの中心軸３０４に沿う方向における長さＬ３２は、同じであっても異なっていてもよい。

［コイルの中心軸に垂直な方向の長さ］
また、励磁コイル１０１、Ｂコイル１０２、およびＨコイル１０３ａ、１０３ｂを試験片Ｓの磁気特性の測定により適した位置に配置するため、［コイルの中心軸に沿う方向の長さ］の項で説明した構成に加え、本実施形態では、以下の構成の少なくとも１つ採用するのが好ましい。
図３において、励磁コイル１０１の幅ｗ１とＢコイル１０２の幅ｗ２は、試験片Ｓの幅ｗｓに５０ｍｍを加算した値以下とする（ｗ１≦ｗｓ＋５０ｍｍ、ｗ２≦ｗｓ＋５０ｍｍ、）。
励磁コイル１０１の幅ｗ１は、励磁コイル１０１の、試験片Ｓの幅方向における長さ（の最大値）である。Ｂコイル１０２の幅ｗ２は、Ｂコイル１０２の、試験片Ｓの幅方向における長さ（の最大値）である。

励磁コイル１０１の厚みｄ１とＢコイル１０２の厚みｄ２は、Ｈコイルの厚みの合計値ｄ３と、試験片Ｓの板厚の合計値ｄｓとを加算した値を上回るようにする（ｄ１＞ｄ３＋ｄｓ、ｄ２＞ｄ３＋ｄｓ）。
本実施形態では、２つのＨコイル１０３ａ、１０３ｂがあるので、Ｈコイルの厚みの合計値ｄ３は、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの厚みｄ３１、ｄ３２の加算値になる（ｄ３＝ｄ３１＋ｄ３２）。Ｈコイルの数が１つの場合、Ｈコイルの厚みの合計値ｄ３は、当該１つのＨコイルの厚みになる。また、本実施形態では、試験片Ｓは単板であるので、試験片Ｓの板厚の合計値ｄｓは、試験片Ｓである１枚の軟磁性体板の厚みになる。試験片Ｓが複数の軟磁性体板を積層させたものである場合、試験片Ｓの板厚の合計値ｄｓは、当該複数の軟磁性体板の板厚の加算値になる。

励磁コイル１０１の厚みｄ１は、励磁コイル１０１の、試験片Ｓの板厚方向における長さ（の最大値）である。Ｂコイル１０２の厚みｄ２は、Ｂコイル１０２の、試験片Ｓの板厚方向における長さ（の最大値）である。Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの厚みｄ３１、ｄ３２は、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの、試験片Ｓの板厚方向における長さ（の最大値）である。

Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの幅ｗ３１、ｗ３２は、試験片Ｓの幅ｗｓ以下とする（ｗ３１≦ｗｓ、ｗ３２≦ｗｓ）。
Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの幅ｗ３１、ｗ３２は、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの、試験片Ｓの幅方向における長さ（の最大値）である。

図３に示す例では、励磁コイル１０１の、中心軸３０２ａに垂直な断面の形状と、Ｂコイル１０２の、中心軸３０２ｂに垂直な断面の形状と、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの、中心軸３０３、３０４に垂直な断面の形状が、何れも、角部が外側に突出するように湾曲した中空の長方形である場合を例に挙げて示す。また、当該中空の長方形の長辺が、試験片Ｓの幅方向に沿うようにする場合を例に挙げて示す。

励磁コイル１０１の、中心軸３０２ａに垂直な断面の形状と、Ｂコイル１０２の、中心軸３０２ｂに垂直な断面の形状と、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの、中心軸３０３、３０４に垂直な断面の形状は、図３に示す形状に限定されない。例えば、励磁コイル１０１の、中心軸３０２ａに垂直な断面の形状と、Ｂコイル１０２の、中心軸３０２ｂに垂直な断面の形状と、Ｈコイル１０３ａ、１０２３ｂの、中心軸３０３、３０４に垂直な断面の形状は、中空の円であっても、中空の楕円であってもよい。

［巻線］
本実施形態では、励磁コイル１０１、Ｂコイル１０２、およびＨコイル１０３ａ、１０３ｂは、直径１０ｍｍ以下の電線を用いて構成される。励磁コイル１０１、Ｂコイル１０２、およびＨコイル１０３ａ、１０３ｂの巻回数は、８００回未満とする。しかしながら、励磁コイル１０１、Ｂコイル１０２、およびＨコイル１０３ａ、１０３ｂに用いる電線の直径や巻回数は、コイルの電流密度や、試験片Ｓの磁束密度等に応じて、適宜設定することができる。

［ヨーク１０４の構成］
図１の説明に戻り、ヨーク１０４は、試験片Ｓが励磁された場合に、試験片Ｓと共に閉磁路が形成されるように、試験片Ｓと磁気的に結合される。図１に示す例では、ヨーク１０４は、第１のヨーク部１０４ａと第２のヨーク部１０４ｂとにより構成される。ヨーク１０４の磁気抵抗は小さい方が好ましい。第１のヨーク部１０４ａは、複数の軟磁性体板を積層させることにより構成される。第２のヨーク部１０４ｂも、複数の軟磁性体板を積層させることにより構成される。第１のヨーク部１０４ａ（を構成する軟磁性鋼板）の幅と、第２のヨーク部１０４ｂ（を構成する軟磁性鋼板）の幅を、試験片Ｓの幅と同じにするのが好ましい。

第１のヨーク部１０４ａの一端面１０４ａ１は、試験片Ｓの一方の板面（図１の上側および左側の板面）の一端部側の領域（図１の左側の領域）と当接する。第１のヨーク部１０４ａの他端面１０４ａ２は、試験片Ｓの一方の板面（図１の上側および左側の板面）の他端部側の領域（図１の上側の領域）と当接する。尚、端面・端部は、磁束が流れる方向における端面・端部であるものとする。試験片ヨーク部１０４において磁束が流れる方向は、ヨーク部１０４の長手方向（ヨーク部１０４（を構成する軟磁性体板）の幅方向と板厚方向とに垂直な方向）である（図１の矢印線Ａ３、Ａ４を参照）。前述したように試験片Ｓにおいて磁束が流れる方向は、試験片Ｓの長手方向（試験片Ｓの幅方向と板厚方向とに垂直な方向）である（図１の矢印線Ａ１、Ａ２を参照）。

第２のヨーク部１０４ｂの一端面１０４ｂ１は、試験片Ｓの他方の板面（図１の下側および右側の板面）の一端部側の領域（図１の左側の領域）と当接する。第２のヨーク部１０４ｂの他端面１０４ａ２は、試験片Ｓの他方の板面（図１の下側および右側の板面）の他端部側の領域（図１の上側の領域）と当接する。第２のヨーク部１０４ｂの一端面１０４ｂ１および他端面１０４ｂ２は、ヨーク部１０４において磁束が流れる方向における端面である。

第１のヨーク部１０４ａの一端面１０４ａ１および他端面１０４ａ２と、第２のヨーク部１０４ｂの他端面１０４ｂ２は、試験片Ｓの板面と平行であるのが好ましい。また、第１のヨーク部１０４ａの一端面１０４ａ１および他端面１０４ａ２の全体が、試験片Ｓの板面と当接するのが好ましい。同様に、第２のヨーク部１０４ｂの一端面１０４ｂ１および他端面１０４ｂ２の全体が、試験片Ｓの板面と当接するのが好ましい。

［その他の構成］
電源１１１は、励磁コイル１０１に励磁電流を供給する励磁電源（交流電源）である。電源１１１から供給される励磁電流が励磁コイル１０１に流れることにより、試験片Ｓは励磁される。前述したようにしてヨーク１０４を配置することにより、試験片Ｓが励磁された際に、試験片Ｓとヨーク１０４とで閉磁路が形成される。
計測器１１２は、試験片Ｓが励磁されることによりＢコイル１０２の両端に発生する誘導電圧を測定する。計測器１１２は、例えば、平均値電圧計および実効値電圧計の少なくとも一方を有する。また、計測器１１２は、Ｂコイル１０２の両端に発生する誘導電圧を増幅する増幅器を有していてもよい。

計測器１１３は、試験片Ｓが励磁されることによりＨコイル１０３ａの両端に発生する誘起電圧を測定する。計測器１１３は、例えば、平均値電圧計および実効値電圧計の少なくとも一方を有する。また、計測器１１３は、Ｈコイル１０３ａの両端に発生する誘導電圧を増幅する増幅器や、増幅後の誘起電圧を積算する積分器を有していてもよい。
計測器１１４は、試験片Ｓが励磁されることによりＨコイル１０３ａの両端に発生する誘起電圧を測定する。計測器１１４は、例えば、平均値電圧計および実効値電圧計の少なくとも一方を有する。また、計測器１１４は、Ｈコイル１０３ｂの両端に発生する誘導電圧を増幅する増幅器や、増幅後の誘起電圧を積算する積分器を有していてもよい。
計測器１１５は、試験片Ｓが励磁されることによりＨコイル１０３ａ、Ｈコイル１０３ｂの両端に発生する誘起電圧に基づく電力を測定する。計測器１１３は、例えば、電力計を有する。

演算装置１１６は、計測器１１２～１１５の測定値を用いて、試験片Ｓの曲部Ｓｖの磁気特性として、例えば、磁束密度、磁界強度、透磁率、残留磁束密度および鉄損の少なくとも１つを導出する。磁気特性の導出には、非特許文献１に記載の手法等、公知の手法を利用することができるので、その詳細な説明を省略する。尚、Ｈコイル１０３ａ、Ｈコイル１０３ｂの両端に発生する誘起電圧に基づいて、非特許文献１に記載の２Ｈコイル法と同じ手順で、試験片Ｓの曲部Ｓｖの磁界強度を導出しても、Ｈコイル１０３ａ、Ｈコイル１０３ｂの両端に発生する誘起電圧をそれぞれ個別に用いて、非特許文献１に記載の１Ｈコイル法と同じ手順で、試験片Ｓの曲部Ｓｖの磁界強度を導出してもよい。Ｈコイル１０３ａ、Ｈコイル１０３ｂの両端に発生する誘起電圧をそれぞれ個別に用いて、試験片Ｓの曲部Ｓｖの磁界強度を導出する場合、例えば、当該試験片Ｓの曲部Ｓｖの磁界強度の平均値を、試験片Ｓの曲部Ｓｖの磁界強度として採用することができる。演算装置１１６は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、および各種のインターフェースを備える情報処理装置を用いることにより実現される。また、計測器１１２～１１５は、演算装置１１６で導出される磁気特性の内容に応じて定められる。即ち、演算装置１１６で導出される磁気特性の内容に応じて、計測器１１２～１１５の少なくとも一部を変更したり、計測器１１２～１１５の一部をなくしたり、計測器１１２～１１５以外の計測器を追加してもよい。
出力装置１１７は、演算装置１１６で導出された試験片Ｓの曲部Ｓｖの磁気特性の情報を表示する。出力装置１１７は、例えば、液晶ディスプレイを用いることにより実現される。

［まとめ］
以上のように本実施形態では、励磁コイル１０１、Ｂコイル１０２、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂ、および試験片Ｓが相互に接触しないように、励磁コイル１０１、Ｂコイル１０２、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの内部に、試験片Ｓの曲部Ｓｖを配置する。励磁コイル１０１の中心軸３０２ａに沿う方向における長さＬ１と、Ｂコイル１０２の中心軸３０２ｂに沿う方向における長さＬ２を、試験片Ｓの曲部Ｓｖの長さｌの３倍未満とする（Ｌ１＜３×ｌ、Ｌ２＜３×ｌ）。従って、励磁コイル１０１およびＢコイル１０２の内部に配置される、試験片Ｓの曲部Ｓｖ以外の領域を少なくし、励磁コイル１０１およびＢコイル１０２の内部に配置される領域の多くを、試験片Ｓの曲部Ｓｖの領域とすることができる。従って、特許文献１のような校正線を用いなくても、例えば、非特許文献１に記載の手法と同様の測定手順を行うことで、試験片Ｓの曲部Ｓｖの磁気特性を、非特許文献１に記載のような励磁コイルおよびＢコイル１０２を使う場合よりも精度よく導出することができる。よって、軟磁性体板の塑性変形した曲部の磁気特性を容易に測定することができる。

また、本実施形態では、励磁コイル１０１の幅ｗ１とＢコイル１０２の幅ｗ２を、試験片Ｓの幅ｗｓに５０ｍｍを加算した値以下とする（ｗ１≦ｗｓ＋５０ｍｍ、ｗ２≦ｗｓ＋５０ｍｍ）。従って、励磁コイル１０１およびＢコイル１０２を試験片Ｓの磁気特性の測定により適した位置に配置することができる。

また、本実施形態では、試験片Ｓの曲部Ｓｖと間隔を有して対向するようにＨコイル１０３ａ、１０３ｂを配置する。従って、試験片Ｓの曲部Ｓｖの磁界強度をより高精度に導出することができる。このように、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂを用いるのが好ましいが、必ずしもＨコイル１０３ａ、１０３ｂを用いる必要はない。このようにする場合、例えば、非特許文献１に記載の励磁電流法と同じ手順で導出した磁界強度を、試験片Ｓの曲部Ｓｖの磁界強度とすることができる。ただし、励磁電流法では、励磁電流から磁界強度を導出するため、励磁電流法で導出される磁界強度には、Ｈコイル法で導出される磁界強度に比べ、試験片Ｓの曲部Ｓｖ以外の領域における磁界の寄与分が多く含まれる。このため、前述したように、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂを用いるのが好ましい。

また、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂを用いる場合、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの中心軸３０３、３０４に沿う方向における長さＬ３１、Ｌ３２を、試験片Ｓの曲部Ｓｖの長さｌの３倍未満とする（Ｌ３１＜３×ｌ、Ｌ３２＜３×ｌ）。また、励磁コイル１０１、Ｂコイル１０２、およびＨコイル１０３ａ、１０３ｂを試験片Ｓの磁気特性の測定により適した位置に配置するために、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの幅ｗ３１、ｗ３２を、試験片Ｓの幅ｗｓ以下とすることと（ｗ３１≦ｗｓ、ｗ３２≦ｗｓ）、励磁コイル１０１の厚みｄ１とＢコイル１０２の厚みｄ２を、Ｈコイルの厚みの合計値ｄ３と、試験片Ｓの板厚の合計値ｄｓとを加算した値を上回るようにすることと（ｄ１＞ｄ３＋ｄｓ、ｄ２＞ｄ３＋ｄｓ）、の少なくとも何れかを採用するのが好ましい。また、Ｈコイル１０３ａ、１０３ｂの一方のみを用いてもよい。

また、本実施形態では、励磁コイル１０１の中心軸３０２ａ、Ｂコイル１０２の中心軸３０２ｂ、Ｈコイル１０３ａの中心軸３０３、およびＨコイル１０３ｂの中心軸３０４を一直線状とする。従って、励磁コイル１０１、Ｂコイル１０２、Ｈコイル１０３ａ、およびＨコイル１０３ｂの形状を、非特許文献１に記載のものと同様の形状とすることができ、コイルの構成を簡単にすることができるので好ましい。ただし、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、励磁コイルの中心軸、Ｂコイルの中心軸、およびＨコイルの中心軸の少なくとも１つが、曲部Ｓｖと平行になる（当該中心軸の曲率が曲部Ｓｖの曲率と同じになる）ようにしてもよい。

また、本実施形態では、単板の磁気特性を測定するので、例えば、鉄心の曲部の磁気特性を簡易的に測定することができる。従って、例えば、実際に鉄心を製造しなくても、当該鉄心の曲部の磁気特性（の概略）を知ることができる。このように単板の磁気特性を測定するのが好ましいが、本実施形態の磁気特性測定システムの適用対象は単板に限定されず、積層された複数枚の軟磁性体板に形成されている曲部であってもよい。このようにする場合、ヨークの長手方向の端面の形状および大きさを、磁気特性の測定対象の軟磁性体板の長手方向の端面の形状および大きさに合わせ、当該端面同士を接触させるようにするのが好ましい。

試験片Ｓの形状は、図１、図３、図４に示したものに限定されない。図５は、試験片の形状の変形例を示す図である。図５（ａ）に示すように、１つの試験片に複数の曲部があってもよい。図５（ａ）に示す例では、曲げ角度θが１２０°の曲部が距離を開けて２つある試験片Ｓ'を示す。図５（ｂ）に示す例では、曲げ角度θが１５０°の曲部が距離を開けて３つある試験片Ｓ''を示す。このようにする場合、複数の曲部のうち、１つの曲部に対して、本実施形態で説明したようにして励磁コイル１０１、Ｂコイル１０２、およびＨコイル１０３ａ、１０３ｂを配置し、１つの曲部毎に磁気特性を測定する。即ち、図５（ａ）に示す例では、曲部Ｓｖ１'の磁気特性の測定と、曲部Ｓｖ２'の磁気特性の測定との２回の測定を行う。図５（ｂ）に示す例では、曲部Ｓｖ１''の磁気特性の測定と、曲部Ｓｖ２''の磁気特性の測定と、曲部Ｓｖ３''の磁気特性の測定との３回の測定を行う。

また、ヨーク１０４は、図１に示したものに限定されない。例えば、第１のヨーク部１０４ａおよび第２のヨーク部１０４ｂの一方のみを用いてもよい。

尚、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。

１０１：励磁コイル、１０２：Ｂコイル、１０３ａ・１０３ｂ：Ｈコイル、１０４：ヨーク、Ｓ：試験片（軟磁性体板）、Ｓｖ：曲部

Claims (9)

1. 塑性変形された曲部を有する軟磁性体板の磁気特性を測定する磁気特性測定システムであって、
   前記軟磁性体板と、
   前記軟磁性体板を励磁するための励磁コイルと、
   前記軟磁性体板が励磁されることにより前記軟磁性体板に発生する磁束密度を測定するためのＢコイルと、
   を有し、
   前記励磁コイルの中心軸に沿う方向における長さは、前記曲部の長さの３倍未満であり、
   前記Ｂコイルの中心軸に沿う方向における長さは、前記曲部の長さの３倍未満であり、
   前記励磁コイルと前記Ｂコイルの内部に前記曲部が配置され、
   前記励磁コイル、前記Ｂコイル、および前記軟磁性体板が相互に接触していないことを特徴とする磁気特性測定システム。
2. 前記励磁コイルの幅は、前記軟磁性体板の幅に５０ｍｍを加算した値以下であり、
   前記Ｂコイルの幅は、前記軟磁性体板の幅に５０ｍｍを加算した値以下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システム。
3. 前記励磁コイルの中心軸と前記Ｂコイルの中心軸は、一直線状であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気特性測定システム。
4. 前記軟磁性体板が励磁されることにより前記軟磁性体板に発生する磁界強度を測定するためのＨコイルを更に有し、
   前記Ｈコイルの中心軸に沿う方向における長さは、前記曲部の長さの３倍未満であり、
   前記励磁コイル、前記Ｂコイル、前記Ｈコイル、および前記軟磁性体板が相互に接触していないことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の磁気特性測定システム。
5. 前記励磁コイルの厚みは、前記Ｈコイルの厚みの合計値と、前記軟磁性体板の板厚の合計値とを加算した値を上回り、
   前記Ｂコイルの厚みは、前記Ｈコイルの厚みの合計値と、前記軟磁性体板の板厚の合計値とを加算した値を上回ることを特徴とする請求項４に記載の磁気特性測定システム。
6. 前記Ｈコイルの幅は、前記軟磁性体板の幅以下であることを特徴とする請求項４または５に記載の磁気特性測定システム。
7. 前記Ｈコイルの中心軸は、一直線状であることを特徴とする請求項４～６の何れか１項に記載の磁気特性測定システム。
8. 前記Ｈコイルは、２つあり、
   前記２つのＨコイルは、前記曲部を介して対向する位置に配置されることを特徴とする請求項４～７の何れか１項に記載の磁気特性測定システム。
9. 前記軟磁性体板は１枚であることを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載の磁気特性測定システム。

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