JPS62267681A - 磁界分布測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばＺ軸を中心としてＸ軸上またはＹ軸上
においておおむね対称な磁界分布を有するような測定対
象物、例えば偏向ヨーク装置−惨÷→を構成する水平偏
向コイルや垂直偏向コイル、さらには撮像管用コイル等
の磁界分布を検査するのに用いて好適な磁界分布測定装
置に関する。

〔従来技術〕

一般に、テレビジョン受像機、ＣＲＴディスプレイ等に
用いる偏向ヨーク装置は、ボビンに水平偏向コイルと垂
直偏向コイルおよびコア等を組付けることにより完成品
とし、この完成品を陰極線管に取付けて画像の状態から
磁界分布を検査する、画像検査方式を採用しているため
、検査手１１１５が面倒であるばかりでなく、コイル単
体の評価ができず、コイル製造技術の進歩を妨げてきた
。

一方、画像検査方式とは別に磁界分布を測定し、検査す
る方法として、磁界の３成分（直角座標系の場合Ｂｘ　
、　ＢＹ　、　Ｂｚ　、円筒座標系の場合Ｂｒ。

Ｂｅ、Ｂｚ）を、１本または複数本のセンサ（プローブ
）を用いて測定する方法も知られている。

この方法は測定対象物に対してセンサを平行移動させな
がら測定するもので、測定点が多くなると、作業に時間
を要し、計測能率が非常に悪くまたセンサの走行機構等
に高い精度が要求される等の欠点がある。

このような欠点を改良するため、特公昭６〇−４１４１
６号公報に示す如き磁界分布検査用データの処理方法が
知られている。この先行技術によるものは、偏向ヨーク
コイルの磁界分布の検査精度を向上させるため、標準偏
向ヨークに対する単一のセンサの移動により求められた
磁界分布と、該標準偏向ヨークに対する複数の磁界測定
用センサにより求められた磁界分布との相対関係に基づ
いて、当該複数個の磁界測定用センサすべてに対して補
正係数を設定しておき、この補正係数に従って測定値の
精度を高めるものである。

しかし、かかる先行技術によるものは、磁界測定用セン
サの検出感度のバラツキを補正するにしかすぎず、わず
かに磁界分布のアンバランス量を算出させてはいるもの
の、磁界測定用センサの数しか測定できないから、偏向
ヨーク装置のコンバージェンス特性の微妙な変化に対応
した磁界分布を三次元的に高精度に測定することは到底
不可能であるという問題点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記各従来技術の欠点に鑑みなされたもので、
Ｚ軸を中心としてＸ軸上またはＹ軸上においておおむね
対称な測定対称物にあっては、この測定対象物の内側と
外側に一対のセンサを配設し、Ｚ軸を回転軸として当該
測定対象物と一対のセンサとを相対回転し、該各センサ
によって回転方向の磁界成分を検出し、この検出磁界成
分を適宜の解析手段によって波形解析することにより、
磁界分布の微小変化から、コイルの巻線分布のバラツキ
等を３６０度の範囲にわたって測定しうるようにした磁
界分布測定装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明は、測定対象物の内
側に位置する内側センサ取付部と外側に位置する外側セ
ンサ取付部とからなる測定治具と、該測定治具と測定対
象物とをＺ軸を回転中心として相対回転せしめる回転手
段と、前記測定治具の内側センサ取付部と外側センサ取
付部とにＺ軸を２のセンサとからなり、前記回転手段に
よって該第１．第２のセンサと測定対象物とを相対回転
することにより、該第１．第２のセンサで回転方向の磁
界成分を測定するように構成したことにある。

〔作　用〕

Ｚ軸を中心としてＸ軸上またはＹ軸上においでほぼ対称
な測定対象物は、Ｚ軸を回転軸とする回転曲面に電流が
分布するカレントシート（ｃｕｒｒｅｎｔｓｈｅｅｔ）
としてモデル化でき、該カレントシート上を流れる電流
分布ｉは円筒座標系におけるｒ−Ｚ平面上の電流成分＋
ｒ２と回転方向の電流成分ｉθとに分けられ、これらの
各電流成分ｉい２とｉ６の分布は電流の連続の式（ｄｉ
ｖｌ＝ｏ）によって関係ずけられている。従って、電流
分布ｉの変化を評価するには電流成分ＩＦＺを評価する
のと等価であり、当該電流成分＋ｒＺを検出するには、
測定対象物を挟みこむようにしてその内外側に第１．第
２のセンサを対向配置し、回転方向の磁界成分を検出す
ればよい。この際、各センサと測定対象物とは相対回転
するから、３６０度の範囲にわたって磁界成分を測定で
き、この検出磁界を波形解析すれば、高精度な磁界分布
を測定でき、測定対象物のコイルの＠線分布状態を検査
することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図を参照しつ
つ、詳細に述べる。

図面において、１．　１は測定対象物たる偏向ヨーク装
置用のくら型偏向コイルを示し、該偏向コイル１は偏向
磁界を発生する主要部ＩＡと、前端渡り線部ＩＢと、後
端渡り線部ＩＣとによってくら型形状に構成されている
。

２は、測定装置の本体ケーシングを構成する載置台、３
は該載置台２上に設けられた偏向コイル取付部材で、該
取付部材３は朝顔状の本体部３Ａと、該本体部３Ａの外
周面上に１８０度対向して配置された一対の位置決め用
のリブ３Ｂ、３Ｂと、前記本体部３Ａの頂部に位置して
該各リブ３Ｂと９０度離間して配置された一対のコイル
押え３Ｃ。

３Ｃとから構成されている。４，４は前記偏向コイル取
付部材３を挟んで載置台２の両側に設けられた一対のク
ランプ部材で、該各クランプ部材４は第１図中の矢示方
向に移動可能に、かつボルト・ナソ）４Ａ、、４Ａを介
して載置台２に対して固定可能となっている。そして、
一対の偏向コイル１を偏向コイル取付部材３のリブ３Ｂ
を挟んで本体部３Ａに対向配設し、後端渡り線部ＩＣを
コイル押え３Ｃによって押え、前端渡り線部ＩＢをクラ
ンプ部材４によって位置決めすることにより、第２図の
状態に固定する。

５は本体ケーシング内に配設された回転機構を示し、該
回転機構５はブーＩＪ５Ａ、一端がモータ（図示せず）
に巻回され他端が該プーリ５Ａに巻回されたベルト５Ｂ
とからなり、該回転機構５はモータと共に本発明の回転
手段を構成している。

６はプーリ５Ａを貫通して設けられ、該プーリ５Ａと一
体回転する回転軸、７は該回転軸６の下部突出部側に設
けられた角度検出器で、該角度検出器７は回転軸６の回
転角を高精度に検出し、角度検出信号を演算装置、記録
計等（いずれも図示せず）に出力しうるようになってい
る。

８は前記回転軸６の上部側に着脱可能に取付けられた非
磁性材料からなる測定治具を示し、該測定治具８は取付
部材３の内側に位置する内側センサ取付部８Ａと、その
外側に位置する外側センサ取付部８Ｂとから構成されて
いる。ここで、前記内側センサ取付部８Ａは左、右対称
な富士山型、ないし朝顔型をした板状体からなり、回転
軸６の回転軸ｗＡｚ　−ｚ上に中心を有して該回転軸６
と一体回転する。一方、外側センサ取付部８Ｂは上端が
前記内側センサ取付部８Ａの頂部に固着され、下端側が
取付部材３の外周面に沿って下方に延在し自由端となっ
ている。

９Ａ、９Ｂ、・・・９Ｎは内側センサ取付部８Ａの外周
辺部にＺ軸を含む平面上に所定間隔ずつ離間するように
配設されたＮ個の内側センサを示しく全体として「内側
センサ９」という）、該内側センサ９としてはホール効
果素子、サーチコイル等が用いられ、測定治具８が回転
するとき該測定冶具８の面と直交方向（板厚方向）の磁
界成分、即ち円筒座標系における回転方向の磁界成分Ｂ
８＋を電気信号量として検出する。

さらに、ＩＯＡ、ＩＯＢ、・・・ＩＯＮは偏向コイル取
付部材３、即ち偏向コイル１を挟んで前記各内側センサ
９Ａ、９Ｂ、・・・９Ｎと対向するように外側センサ取
付部８Ｂの内周辺部に配設されたＮ個の外側センサを示
しく全体として「外側センサ１０」という）、該外側セ
ンサ１０も前記内側センサ９と同様にホールへ効果素子
、サーチコイル等が用いられ、測定治具８が回転するこ
とにより前述と同様に円筒座標系における回転方向の磁
界成分Ｂθ２を電気信号量として検出するものである。

本実施例はこのように構成されるが、次にその測定動作
について述べる。

まず、測定対象物たる一対の偏向コイル１を偏向コイル
取付部材３の本体部３Ａにリブ３Ｂを挟んで被着し、前
端渡り線部ＩＢ側をクランプ部材４によって押え、その
ボルト・ナソ！−４Ａによって固定し、後端渡り線部Ｉ
Ｃはコイル押え３Ｃによって固定する。これにより、一
対の偏向コイル１は軸方向、回転方向に位置規制される
。

このように、各偏向コイル１の位置決めがなされたら、
該各部向コイル１に偏向コイル用電流（垂直または水平
偏向コイル用の電流）を流すように通電し、検出すべき
磁界を発生せしめる。

次に、この状態でモータにより回転機構５をゆっくり回
転し、回転軸６と一諸に測定冶具８をＺ軸を中心として
回転せしめる。この結果、回転軸６の回転角は角度検出
器７によって検出され、偏向コイル１の各部位のうち内
側の磁界成分Ｂθ。

は各内側センサ９Ａ、９Ｂ、・・・９Ｎによってそれぞ
れ独立に検出されて電気信号量として出力され、かつ外
側の磁界成分Ｅ３ｅｚは各外側センサ１０Ａ。

１０Ｂ、・・弓ＯＮによって検出されて電気信号量とし
て出力される。

然るに、偏向コイル取付部材３に被着されたーある測定
点Ｐでの電流分布をｉとすると、当該電流分布ｉはｒ−
Ｚ平面上の電流成分ｉ、□と回転方向の電流成分ｉｏと
の２成分に分けられ、これらは電流の連続式（ｄｉｖｌ
−０）によって関係づけられている。従って、実際にコ
イルに流れる電流分布ｉのバラツキを評価するには、電
流成分ｉ、、□に着目し、この電流成分１１□のバラツ
キを磁界測定で検出し、これを評価することと等価的と
なる。

ところで、ある測定点Ｐにおける電流成分１ｒＺと、内
側センサ９によって検出される磁界成分ＢＬ３Ｉと、外
側センサ１０によってネ食出される磁界成分Ｂθ２とは
、アンペアの法則から下記（１）式の関係にあることが
知られている。

即ち、コイルに流れる電流は、事実上回転曲面上に分布
していると考えてモデル化することができる。このよう
な曲面上に分布した電流がある場合、アンペアの法則を
適用すると、下記（１）式となる。

Ｈ，−Ｈ２＝　ｉ　Ｘ　ｎ　　　−・・（１）ただし、
）Ｉｌ、Ｈ２は電流の存在する面のすぐ内側、およびす
ぐ外側の磁界の強さＨを表わし、法 ｎは電流の存在する面の＼線の単位ベクトルで、回転曲
面の内側へ向いている。

上記（１）式より、“電流の流れている面の両側におけ
るＨの差は、電流密度に等しく、方向は電流に垂直で、
面に平行である。”が言い得る。従って、Ｂ＝μ。Ｈよ
り、容易に次の関係式を得ることができる。

μＯμＯ ただし、Ｂθはθ方向の磁束密度である。

かくして、内側センサ９、外側センサ１０によって回転
方向の磁界成分Ｂｓ＋、Ｂｅｚをそれぞれ３６０度の範
囲にわたって検出し、これを波形解析することにより、
偏向コイル１の磁界分布を測定することができる。そし
て、この波形解析結果は、（１）式、（２）式から明ら
かな如く、偏向コイル１の電流分布に対応しているもの
であるから、標準の偏向コイルが有する磁界分布（電流
分布）と比較することにより、当該偏向コイルの巻線分
布のバラツキを非破壊検査することができる。しかも、
内側センサ９、外側センサ１０を実施例の如くＮ個設け
ておくことにより、測定時間の短縮を図ることができる
ばかりでなく、三次元磁界分布（三次元電流分布）を求
めることができ、巻線工磁界測定はとかく再現性に乏し
く、信頼性に問題があるが、本実施例では各センサ９，
１０は測定治具８に固着されていると共に、偏向コイル
１も偏向コイル取付部材３、クランプ部材４で位置決め
されているから、相互の位置精度は一定に確保され、安
定性、再現性に優れている。

なお、実施例では偏向コイル取付部材３、クランプ部材
４によって偏向コイル１を固定し、回転機構５によって
測定治具８を回転するものとして述べたが、これとは逆
に取付部材３と一体に偏向コイル１を回転し、測定治具
８を非回転に固定してもよ（、要は測定対象物たる偏向
コイル１と第１、第２のセンサたる内側センサ９、外側
センサ１０とが相対回転する構成とすればよい。

また、回転機構５としてプーリ５Ａ、ベルト５Ｂ、モー
タ等から構成するものとして述べたが、プーリ５Ａ、ベ
ルト５Ｂの代りにウオームギヤ等の歯車を介してモータ
と連結してもよく、或いはプーリ５Ａの位置に直接モー
タを取付け、回転機構５をモータのみによって構成して
もよい。

また、測定治具８として富士山型をした内側セサ９側の
み存在すればよく、左、右対称な形状とする必要はない
。

一方、内側センサ９、外側センサ１０はそれぞれＮ個ず
つ配設するものとして述べたが、これは二 三次・元の磁界分布の測定を可能とするためで、〜次元
の磁界分布を測定するにはこれら各センサ９゜１０はそ
れぞれ１個ずつでもよい。

さらに、角度検出器７は回転軸６に直結するものに限ら
ず、回転角が予め割出せるステッピングモータ等を使用
する場合には、当該ステッピングモータを兼用させても
よい。

さらにまた、測定対象物として一対の偏向コイル１を用
いたが、当該偏向コイルエは単一の偏向コイルのみを測
定対象としてもよく、一方を測定用偏向コイル、他方を
標準用偏向コイルとしてもよい。また、一対の偏向コイ
ルを用いる場合にも片側のみ通電させてもよい。

（発明の効果〕 本発明は以上詳細に述べた如くであって、測定対象物の
内外側にそれぞれ第１．第２のセンサを設け、該測定対
象物と第１．第２のセンサとを相対回転させることによ
って回転方向の磁界成分を検出するように構成したから
、この検出磁界成分を波形解析すれば３６０度の範囲に
わたって磁界分布の状態、微小変化の状態を高精度に測
定でき、この波形解析の結果は電流分布の状態に対応し
ているから、測定対象物の巻線分布の測定が可能となり
、もってコイル検査装置等として適用でき、巻線工程で
の不良原因解明や金型を含めた製造設備の改善に役立つ
等、幾多の効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例による磁界分布測定装置の全体構成を
示す分解斜視図、第２図は磁界測定状態を示す縦断面図
、第３図は第２図中のＩ［［−Ｉ線に沿う矢示方向の端
面図、第４図は一対の偏向コイルをカレントシートとし
てモデル化した場合の説明図である。 １・・・偏向コイル、２・・・載置台、３・・・偏向コ
イル取付部材、４・・・クランプ部材、５・・・回転機
構、６・・・回転軸、７・・・角度検出器、８・・・測
定治具、８Ａ・・・内側センサ取付部、８Ｂ・・・外側
センサ取付部、８６１、Ｂ１１ｍ・・・検出磁界成分。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 測定対象物の内側に位置する内側センサ取付部と外側に
   位置する外側センサ取付部とからなる測定治具と、該測
   定治具と測定対象物とをＺ軸を回転中心として相対回転
   せしめる回転手段と、前記測定治具の内側センサ取付部
   と外側センサ取付部とにＺ軸を含む平面上であって、か
   つ前記測定対象物を挟んで対向するようにそれぞれ取付
   けられた第１、第２のセンサとからなり、前記回転手段
   によって該第１、第２のセンサと測定対象物とを相対回
   転することにより、該第１、第２のセンサで回転方向の
   磁界成分を測定するように構成したことを特徴とする磁
   界分布測定装置。