JPH10282197A - Magnet analyzer - Google Patents

Magnet analyzer

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JPH10282197A
JPH10282197A JP8487597A JP8487597A JPH10282197A JP H10282197 A JPH10282197 A JP H10282197A JP 8487597 A JP8487597 A JP 8487597A JP 8487597 A JP8487597 A JP 8487597A JP H10282197 A JPH10282197 A JP H10282197A
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JP
Japan
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magnet
computer
frequency
motor
noise
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Masayuki Hirasawa
正幸 平沢
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D M T KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To analyze a unit magnet for occurrence of abnormal vibration or noise at the design stage by analyzing the frequency of a magnetization waveform based on the detection results of a magnetic sensor or a rotary encoder using a frequency analyzing means (computer). SOLUTION: A circular magnetized magnet M is secured to a chuck 11 and turned by means of a motor 12, under control of a computer 18, through a D/A converter 15A and a motor driver 15B. Rotational angle of the output shaft of the motor 12A is detected by a rotary encoder 13 and inputted through a counter 16 to the computer 18. At the same time, flux of the magnet M is detected by a magnetic sensor 14 (e.g. a gaussmeter sensor 14A and a gaussmeter 14B) and inputted through an A/D converter 17 to the computer 18. The computer 18 performs FFT analysis based on the inputted flux and rotational angle to determine the frequency of a magnetization waveform which is then analyzed for occurrence of noise or abnormal vibration.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ等に使用す
る着磁された磁石の着磁状態を解析する磁石解析装置
(マグネットアナライザ)に関するものである。
The present invention relates to a magnet analyzer (magnet analyzer) for analyzing a magnetized state of a magnetized magnet used for a motor or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在のモータ業界では、小型化、高トル
ク化、低損失、及び低騒音が望まれている。そのため
に、高エネルギーの磁石を用いて、コギングトルク、ト
ルクリップルを低減させる着磁波形が必要である。
2. Description of the Related Art In the current motor industry, there is a demand for miniaturization, high torque, low loss, and low noise. Therefore, a magnetized waveform that reduces cogging torque and torque ripple using a high-energy magnet is required.

【0003】着磁波形を知るためには、例えば、周囲に
多極磁石を備えたローターを把持する把み部と、その把
み部を回転させる回転部と、前記多極磁石に対向する磁
気センサーで構成された着磁検査機(実公平6−115
15参照)を用いることが考えられる。
[0003] In order to know the magnetization waveform, for example, a grip portion for gripping a rotor having a multipole magnet around it, a rotating portion for rotating the grip portion, and a magnet opposing the multipole magnet are provided. Magnetization inspection machine composed of sensors
15).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述したモータの騒音
は、実回転(例えば、3,000RPM)させたときに
発生するので、例えば、ベアリングその他の機構部分か
ら発生するものであるか、磁石の着磁の乱れによるもの
であるか、その原因をつきとめることは困難である。ま
た、前述した従来の着磁検査機は、静止時の磁石の着磁
波形を観察することはできるが、使用時に、どのような
振動、騒音の原因になるかを解析することはできなかっ
た。
Since the above-mentioned noise of the motor is generated when the motor is actually rotated (for example, 3,000 RPM), for example, the noise may be generated from a bearing or other mechanism, or may be generated by a magnet. It is difficult to determine whether the cause is the disturbance of the magnetization. In addition, the above-described conventional magnetization inspection machine can observe the magnetization waveform of the magnet at rest, but cannot analyze what causes vibration and noise during use. .

【0005】本発明の課題は、磁石を組み込んだ完成品
を設計する段階において、その磁石の単体で、異常な振
動、騒音の発生を解析する磁石解析装置を提供すること
である。
It is an object of the present invention to provide a magnet analyzing apparatus for analyzing the occurrence of abnormal vibration and noise with a single magnet at the stage of designing a finished product incorporating the magnet.

【0006】[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、着磁された磁石の磁束を検出す
る磁気検出手段(14)と、前記磁石と前記磁気検出手
段の相対位置を検出する位置検出手段(13)と、前記
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、着磁波形の周波数解析を行なう周波数解析手段(1
8)とを含む磁石解析装置である。
In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is a magnetic detecting means (14) for detecting a magnetic flux of a magnetized magnet; Position detecting means (13) for detecting a relative position; and frequency analyzing means (1) for performing frequency analysis of a magnetized waveform based on detection results of the magnetic detecting means and the position detecting means.
8).

【0007】[0007]

【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、本発明による磁石解析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である。この磁石
解析装置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M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1
8によって駆動制御されている。
Embodiments of the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. FIG.
Is a block diagram showing an embodiment of a magnet analysis device according to the present invention, and FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation. The magnet analyzer 10 includes a chuck 11, a motor 12, a rotary encoder 13, a magnetic sensor 14, and the like. The chuck 11 is a three-jaw scroll-type chuck for fixing the magnetized cylindrical magnet M. The motor 12 is a gear motor for rotating the chuck 11, and is connected to the computer 1 via a D / A converter 15A and a driver 15B.
8 is driven and controlled.

【0008】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。
The rotary encoder 13 is for detecting the rotation angle of the output shaft of the motor 12, and outputs its output via a counter 16 to the I / O of a computer 18.
Connected to O port.

【0009】磁気センサ14は、磁石M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。
The magnetic sensor 14 is a sensor for detecting the amount of magnetic flux of the magnet M. For example, a Gauss meter sensor 14A and a Gauss meter 14B are used. The output of the magnetic sensor 14 is converted into a digital signal by the A / D converter 17 and then converted to a digital signal by the I / O of the computer 18.
Connected to port.

【0010】コンピュータ18は、入力された磁束量と
回転角度に基づいて、周波数解析を行なうFFT処理が
可能なプログラムを備えている。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。
The computer 18 has a program capable of performing FFT processing for performing frequency analysis based on the input magnetic flux amount and rotation angle. This computer 18
Includes a display device 19 such as a CRT, an input device 20 such as a keyboard, and an output device 21 such as a printer or a plotter.
Is connected.

【0011】次に、図2の流れ図に従って、本実施形態
の動作を説明する。まず、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(S101)。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(S102)、測定角度か否かを判
断し、否定の場合には、S102に戻り、肯定の場合に
は、次のS104に進む。さらに、磁気センサ14から
の磁束を入力し(S104)、360°になるまで、繰
り返して測定する(S105)。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, when this device is started, the computer 18 sets the speed via the driver 15B by setting the voltage to the D / A converter 15A, and drives the motor 12 (S101). Next, the computer 18 inputs the rotation angle from the rotary encoder 13 (S102), and determines whether or not the rotation angle is the measurement angle. If negative, the process returns to S102; if affirmative, the process returns to the next S104. move on. Further, the magnetic flux from the magnetic sensor 14 is input (S104), and the measurement is repeated until the angle reaches 360 ° (S105).

【0012】次に、データ切り取り処理を行なう(S1
06)。データ切り取り処理は、波形データからFFT
演算に必要なデータ数にするために行なわれ、例えば、
波形データ5,400個からFFT演算用データ1,0
24個にする。
Next, a data cutting process is performed (S1).
06). The data clipping process uses FFT from waveform data.
It is performed to make the number of data necessary for the operation, for example,
FFT operation data 1,0 from 5,400 waveform data
Make 24 pieces.

【0013】ここで、ウェイティングSWが1か否かを
判定し(S107)、肯定の場合には、ウェイティング
処理を行い(S108)、否定の場合には、そのまま、
S109に進む。ウェイティング処理は、図7に示すよ
うに、周波数表示がスカート状のスペクトラムの広がり
を生じた場合に、FFT演算用データに窓関数をかける
ことにより、スカート状の広がりを軽減するための処理
である。そして、コンピュータ18は、そのFFT演算
用データに基づいて、FFT解析の演算を行なう(S1
09)。
Here, it is determined whether or not the weighting SW is 1 (S107). If affirmative, a waiting process is performed (S108).
Proceed to S109. As shown in FIG. 7, the weighting process is a process for reducing the skirt-like spread by applying a window function to the FFT calculation data when the frequency display causes a skirt-like spectrum spread. . Then, the computer 18 performs an FFT analysis operation based on the FFT operation data (S1).
09).

【0014】最後に、コンピュータ18は、得られた着
磁波形の周波数を、表示装置19に表示すると共に、入
力装置20からの指示にしたがって、出力装置21から
出力する(S110)。
Finally, the computer 18 displays the obtained frequency of the magnetized waveform on the display device 19 and outputs the frequency from the output device 21 in accordance with an instruction from the input device 20 (S110).

【0015】図3〜図6は、本実施形態に係る磁石解析
装置の出力結果を示す図であって、図3は、わずかに着
磁波形が歪んだ磁石A−1の回転角度と磁束の関係を示
した線図、図4は、図3のデータに基づいて、FFT解
析した結果を示した線図、図5は、着磁波形がサインカ
ーブに近い磁石A−2の回転角度と磁束の関係を示した
線図、図6は、図5のデータに基づいて、FFT解析し
た結果を示した線図である。
FIGS. 3 to 6 are diagrams showing output results of the magnet analyzing apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 shows the rotation angle and the magnetic flux of the magnet A-1 whose magnetization waveform is slightly distorted. FIG. 4 is a diagram showing the result of FFT analysis based on the data of FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram showing the rotation angle and magnetic flux of magnet A-2 whose magnetization waveform is close to a sine curve. FIG. 6 is a diagram showing the result of FFT analysis based on the data of FIG.

【0016】着磁波形図3,図5を比較した場合には、
わずかしか差がなく、分かりずらいが、図4と図6を比
較すると、図4のB部分に、周波数成分が存在すること
がはっきり分かる。図4のB部分の周波数が大きくなる
ことにより、モータにした場合に、この周波数(整数倍
の周波数を含む)成分の騒音が大きくなる可能性があ
る。また、逆に、モータの騒音が大きい場合に、その騒
音が磁石から発生しているのかが確認できる。
When comparing FIGS. 3 and 5 with magnetization waveforms,
Although there is only a slight difference and it is difficult to understand, when FIG. 4 and FIG. 6 are compared, it can be clearly seen that the frequency component exists in the portion B in FIG. When the frequency of the portion B in FIG. 4 is increased, when the motor is used, there is a possibility that the noise of this frequency (including an integer multiple frequency) component becomes large. Conversely, when the noise of the motor is loud, it can be confirmed whether the noise is generated from the magnet.

【0017】つまり、問題となる騒音の周波数と、磁石
の着磁波形の周波数(整数倍の周波数を含む)ピークが
一致すれば、磁石の着磁波形が悪いと直ぐに分かり、こ
の周波数を取り除いた着磁波形にすれば、騒音は低くな
る。もし、一致しなければ、他の原因によるものと判断
できる。振動につても、同様である。
That is, if the frequency of the noise in question coincides with the frequency of the magnetized waveform of the magnet (including an integer multiple), it is immediately recognized that the magnetized waveform is bad, and this frequency is removed. With a magnetized waveform, noise is reduced. If they do not match, it can be determined to be due to another cause. The same applies to vibration.

【0018】(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、磁石M
は、円環型の例で説明したが、棒状のものであってもよ
い。この場合には、モータ12の代わりに、スライダ等
の移動装置を用い、エンコーダ13も、リニア型のもの
を用いればよい。FFTの演算は、コンピュータ18内
で行なった例で説明したが、FFTアナライザを接続す
るようにしてもよい。
(Modifications) Various modifications and changes are possible without being limited to the embodiment described above, and they are also within the equivalent scope of the present invention. For example, magnet M
Has been described in the example of the ring type, but may be in the shape of a rod. In this case, a moving device such as a slider may be used instead of the motor 12, and a linear encoder may be used. Although the calculation of the FFT has been described in the example performed in the computer 18, an FFT analyzer may be connected.

【0019】なお、この磁石解析装置は、ハミング窓、
ブリックマンハウス、ローゼンフィールドの関数が内蔵
されている。また、計算上によるサイン波形との比較を
したり、カーソルによる任意位置での磁束量の表示、及
び、縦カーソルによるクロス点角度リストを出すことが
できる。
The magnet analyzer has a hamming window,
Brickman House and Rosenfield functions are built-in. Further, it is possible to compare with a sine waveform by calculation, display the amount of magnetic flux at an arbitrary position by using a cursor, and display a cross point angle list by using a vertical cursor.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、周波数解析手段によって、磁気検出手段及び位置
検出手段の検出結果に基づいて、着磁波形の周波数解析
を行なうようにしたので、磁石を組み込んだ完成品を設
計する段階において、その磁石の単体で、異常な振動、
騒音の発生を解析することができる。
As described above in detail, according to the present invention, the frequency analysis means performs the frequency analysis of the magnetized waveform based on the detection results of the magnetic detection means and the position detection means. At the stage of designing a finished product incorporating a magnet, abnormal vibration,
The generation of noise can be analyzed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による磁石解析装置の実施形態を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a magnet analysis device according to the present invention.

【図2】本実施形態の磁石解析装置の動作を説明する流
れ図である。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of the magnet analyzer according to the embodiment.

【図3】わずかに着磁波形が歪んだ磁石A−1の回転角
度と磁束の関係を示した線図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a rotation angle and a magnetic flux of a magnet A-1 whose magnetization waveform is slightly distorted.

【図4】図3のデータに基づいて、FFT解析した結果
を示した線図である。
FIG. 4 is a diagram showing a result of FFT analysis based on the data of FIG. 3;

【図5】着磁波形がサインカーブに近い磁石A−2の回
転角度と磁束の関係を示した線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a rotation angle and a magnetic flux of a magnet A-2 whose magnetization waveform is close to a sine curve.

【図6】図5のデータに基づいて、FFT解析した結果
を示した線図である。
6 is a diagram showing a result of FFT analysis based on the data of FIG.

【図7】本実施形態にかかる磁石解析装置のウェイティ
ング処理を説明するための線図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a waiting process of the magnet analyzer according to the embodiment;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 磁石解析装置 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 15A D/A変換器 15B ドライバ 16 カウンタ 17 A/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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Magnet analyzer 11 Chuck 12 Motor 13 Rotary encoder 14 Magnetic sensor 14A Gauss meter sensor 14B Gauss meter 15A D / A converter 15B Driver 16 Counter 17 A / D converter 18 Computer 19 Display device 20 Input device 21 Output device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 着磁された磁石の磁束を検出する磁気検
出手段と、 前記磁石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、着磁波形の周波数解析を行なう周波数解析手段
とを含む磁石解析装置。
1. A magnetic detecting means for detecting a magnetic flux of a magnetized magnet, a position detecting means for detecting a relative position between the magnet and the magnetic detecting means, and a detection result of the magnetic detecting means and the position detecting means And a frequency analysis means for performing frequency analysis of the magnetized waveform based on.
JP08487597A 1997-04-03 1997-04-03 Magnet analyzer Expired - Lifetime JP3226831B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016189749A1 (en) * 2015-05-28 2016-12-01 日本たばこ産業株式会社 Package magnetism examination device and wrapping machine for package

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WO2016189749A1 (en) * 2015-05-28 2016-12-01 日本たばこ産業株式会社 Package magnetism examination device and wrapping machine for package

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