説明

圧粉成形体の密度分布測定方法及び装置

【課題】圧粉磁心を非破壊で、全数検査可能な圧粉成形体の密度分布測定方法及び装置を提供することにある。
【解決手段】磁場発生手段20は、リング状非磁性体22とコイル24からなり、コイルに通電して磁場を発生する。圧粉磁心10は、リング状非磁性体22の内周に配置される。磁気検出部40は、圧粉磁心10の磁束密度を測定する。圧粉磁心10は、軟磁性粉末粒子間における渦電流を抑制し得る電気抵抗を有する軟磁性粉末にバインダー樹脂および潤滑剤を加えて加圧成形される。磁気検出部40により検出された磁束密度により、圧粉磁心10の密度を測定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧粉成形体の密度分布を測定する方法及び装置に係り、特に、圧粉磁心の密度分布を測定する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
軟磁性粉末を加圧成形した圧粉磁心は、例えば、特許文献1により知られている。圧粉成形体では、加圧成形する場合、密度の不均一が生じるため、密度を均一にするために種々の努力が成されている。しかし、微妙な条件の違いから密度が小さい部分が含まれることもある。
【0003】
従来、成形体の密度分布は、ロットから抜き取られたサンプルを用い、例えば、各部分に切断してアルキメデス法を用いて測定している。
【0004】
【特許文献1】特開2003−318014号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、この抜き取り検査によって合格とされたロットにも、密度の分布が規定値よりも低いものが混入していることが予想される。この場合、金型から取り出す際に破損するか、破損せずに製品に組み込まれた後に、性能検査で不合格となる場合も想定される。
【0006】
特に、圧粉磁心では、リングに突出部が付いているような構造であるため、粉体の性質から突出部の密度がリング部の密度よりも小さくなる場合が多い。しかも、アルキメデス法による検査は、破壊検査であるため、密度分布に異常がないものも、検査後は使用できなくなる。
【0007】
本発明の目的は、圧粉磁心を非破壊で、全数検査可能な圧粉成形体の密度分布測定方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
(1)上記目的を達成するために、本発明は、軟磁性粉末粒子間における渦電流を抑制し得る電気抵抗を有する軟磁性粉末にバインダー樹脂および潤滑剤を加えて加圧成形された圧粉磁心の密度分布を測定する圧粉成形体の密度分布測定方法において、前記圧粉成形体である前記圧粉磁心に磁場を印加し、前記圧粉磁心の磁束密度を測定することにより、前記圧粉磁心の密度を測定するようにしたものである。
かかる方法により、圧粉磁心を非破壊で、全数検査可能となる。
【0009】
(2)上記(1)において、好ましくは、前記圧粉磁心は、円環状のリング部と、このリング部から内径方向に突出した突出部とから構成され、前記突出部の磁束密度から、密度を測定するようにしたものである。
【0010】
(3)上記目的を達成するために、本発明は、軟磁性粉末粒子間における渦電流を抑制し得る電気抵抗を有する軟磁性粉末にバインダー樹脂および潤滑剤を加えて加圧成形された圧粉磁心の密度分布を測定する圧粉成形体の密度分布測定装置において、磁場を発生する磁場発生手段と、前記磁場発生手段により発生した磁場内に配置された前記圧粉成形体である前記圧粉磁心の磁束密度を測定する磁気検出部とを備え、前記磁気検出部により検出された磁束密度により、前記圧粉磁心の密度を測定するようにしたものである。
かかる方法により、圧粉磁心を非破壊で、全数検査可能となる。
【0011】
(4)上記(3)において、好ましくは、前記圧粉磁心は、円環状のリング部と、このリング部から内径方向に突出した突出部とから構成され、前記磁気検出部は、前記突出部の磁束密度から、密度を測定するようにしたものである。
【0012】
(5)上記(4)において、好ましくは、前記磁気検出部を取り付けるアームを備え、前記アームを、前記リング部の中心を中心として回転させるようにしたものである。
【0013】
(6)上記(4)において、好ましくは、前記磁場発生手段を保持するテーブルを備え、このテーブルを回転させるようにしたものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、圧粉磁心を非破壊で、全数検査可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、図1〜図5を用いて、本発明の一実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置によって密度測定される圧粉磁心の構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置によって密度測定される圧粉磁心の構成を示す平面図である。
【0016】
圧粉磁心10は、円環状のリング部12と、リング部12から内径方向に突出した突出部14とから構成される。図示の例では、突出部14は、12個設けられており、リング部12の円周方向に等間隔に設けられている。
【0017】
圧粉磁心10は、軟磁性粉末粒子間における渦電流を抑制し得る電気抵抗を有する軟磁性粉末に、バインダー樹脂および潤滑剤を加えて、加圧成形される。リング部12と突出部14は一体成形される。
【0018】
圧粉磁心10は、2つの爪磁極の爪部分が、交互に円周方向に組み合わせるクローポール形回転電機のステータコアとして用いられる。ステータコアとして用いられる圧粉磁心10のリング部12の外周には、円周方向に、界磁巻線が巻回される。ステータコアの内周側には、ロータコアが回転可能に保持される。突出部14は、ロータコアの磁束がステータコアに至るための磁極部として作用する。
【0019】
図1に示す構造を有する圧粉磁心10では、リング部12に突出部14が付いているような構造であるため、粉体の性質から突出部14の密度がリング部12の密度よりも小さくなる場合が多い。
【0020】
次に、図2〜図4を用いて、本実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置の構成について説明する。
図2は、本発明の一実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置の構成を示す平面図である。図3は、本発明の一実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置の断面構成を示すシステムブロック図である。図4は、本発明の一実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置に用いる磁場発生手段の原理説明図である。
【0021】
図2及び図3に示すように、圧粉磁心10は、磁場発生手段20の内周側に設置される。磁場発生手段20は、リング状非磁性体22と、リング状非磁性体22の外周に巻回されたコイル24とから構成されている。
【0022】
ここで、図4に示すように、磁場発生手段20のリング状非磁性体22の外周に巻かれたコイル24に電流Iを流すことによって、リング状非磁性体22の外周に、矢印で示す方向に磁力線MFが発生する。この磁力線MFによって形成される磁場は、電流Iの大きさとコイル24の巻き数の積に比例する。
【0023】
図3において、コイル22には、電源30から通電され、電流Iが流れる。
【0024】
図2において、磁気検出部40は、アーム42の先端に支持されており、矢印R1方向に回転する。磁気検出部40は、例えば、ホール素子などが用いられ、磁気検出部40の位置における磁束密度を検出する。磁気検出部40は、圧粉鉄心10の突出部14の上に位置付けられている。また、磁気検出部40は、半径方向,すなわち、矢印R2方向に位置を移動可能である。
【0025】
図3に示すように、アーム42は、シャフト44に固定され、シャフト44は、モータ46によって回転される。モータ46は、回転角で360度以上回転可能である。モータ46は、シャフト44の回転角度θの信号を出力する。
【0026】
信号検出部50は、磁気検出部40が検出した磁束密度の信号を取り込み、モータ46の回転角度θの信号と関連づけて、判定部60に出力する。判定部60は、検出された磁束密度に応じて、その値が所定範囲内であれば、突出部14の密度が所定範囲内に収まっていると判定する。
【0027】
ここで、図5を用いて、本実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置によって検出された磁束密度について説明する。
図5は、本発明の一実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置によって検出された磁束密度の説明図である。図5において、横軸は回転角度θを示し、基準位置の角度θを0度としている。縦軸は磁気検出部40によって検出された磁束密度を示している。
【0028】
磁束密度は、0度,30度,60度,90度の位置付近で大きく、その間の15度,45度,75度付近で小さくなる。これは、0度,30度,60度,90度の付近は、図1に示した突出部14の位置であり、その間の15度,45度,75度付近は、隣接する突出部14の間の空隙部である。空隙部に存在するのは空気であり、突出部14には電気抵抗を有する軟磁性粉末の加圧成形したものが存在する。空気の透磁率は、軟磁性粉末の透磁率よりも小さいため、図4に示した磁場発生手段20によって発生した磁場は、突出部14の付近に集中し、突出部14付近の磁束密度が大きくなり、また、空隙部の磁束密度が小さくなる。さらに、突出部14における圧粉の密度が異なると、その密度に応じて、磁束密度も変化する。すなわち、圧粉の密度が大きくなるほど、磁束密度も大きくなる。
【0029】
したがって、図5に示すように、0度,30度,60度,90度の位置付近における磁束密度は、空隙部における磁束密度に比べて大きいとともに、突出部14の密度に応じて変化する。
【0030】
ここで、判定部60は、検出された磁束密度が、MI−1〜MI−2の範囲を許容範囲としている。従って、図5に示す例では、角度0度,30度,60度,90度,150度,180度,210度,240度,270度,300度,330度における11個の突出部の磁束密度は許容範囲内であるが、角度120度における突出部の磁束密度が許容範囲よりも小さいと判定できる。12個の突出部の内、1カ所でも磁束密度が許容範囲よりも小さい、すなわち、その突出部の密度が許容範囲よりも小さいと判定されると、判定部60は判定対象の圧粉磁心は密度不足の不合格品と判定する。判定結果は、表示手段70に表示される。
【0031】
以上説明したように、本実施形態によれば、磁気検出部によって圧粉鉄心の磁束密度を連続的に測定することによって、圧粉磁心の密度分布、特に密度が低くなると予想される突出部の密度を、非破壊で測定できる。したがって、圧粉磁心を非破壊で、全数検査可能となる。
【0032】
次に、図6を用いて、本発明の他の実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置の構成について説明する。
図6は、本発明の他の実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置の構成を示す平面図である。なお、図2と同一符号は、同一部分を示している。
【0033】
圧粉磁心10は、磁場発生手段20の内周側に設置される。磁場発生手段20は、リング状非磁性体22と、リング状非磁性体22の外周に巻回されたコイル24とから構成されている。圧粉磁心10及び磁場発生手段20は、回転テーブル80の上に設置される。
【0034】
磁気検出部40は、アーム42Aの先端に支持されている。磁気検出部40は、例えば、ホール素子などが用いられ、磁気検出部40の位置における磁束密度を検出する。磁気検出部40は、圧粉鉄心10の突出部14の上に位置付けられている。また、アーム42Aは、シャフト44Aによって支持されているとともに、矢印R4方向に円弧運動可能である。
【0035】
テーブル80は、図示しないモータによって回転される。テーブル80の回転によって、圧粉鉄心10も回転し、その突出部は、順次磁気検出部40の下を通過することで、磁束密度が検出される。検出した磁束密度の信号は、図3に示した信号検出部50に取り込まれ、モータの回転角度θの信号と関連づけて、判定部60に出力する。判定部60は、検出された磁束密度に応じて、その値が所定範囲内であれば、突出部14の密度が所定範囲内に収まっていると判定する。
【0036】
以上説明したように、本実施形態によっても、磁気検出部によって圧粉鉄心の磁束密度を連続的に測定することによって、圧粉磁心の密度分布、特に密度が低くなると予想される突出部の密度を、非破壊で測定できる。したがって、圧粉磁心を非破壊で、全数検査可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の一実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置によって密度測定される圧粉磁心の構成を示す平面図である。
【図2】本発明の一実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置の構成を示す平面図である。
【図3】本発明の一実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置の断面構成を示すシステムブロック図である。
【図4】本発明の一実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置に用いる磁場発生手段の原理説明図である。
【図5】本発明の一実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置によって検出された磁束密度の説明図である。
【図6】本発明の他の実施形態による圧粉成形体の密度分布測定装置の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【0038】
10…圧粉磁心
12…リング部
14…突出部
20…磁場発生手段
22…リング状非磁性体
24…コイル
40…磁気検出部
46…モータ
42…アーム
50…信号検出部
60…判定部
70…表示部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
軟磁性粉末粒子間における渦電流を抑制し得る電気抵抗を有する軟磁性粉末にバインダー樹脂および潤滑剤を加えて加圧成形された圧粉磁心の密度分布を測定する圧粉成形体の密度分布測定方法において、
前記圧粉成形体である前記圧粉磁心に磁場を印加し、前記圧粉磁心の磁束密度を測定することにより、前記圧粉磁心の密度を測定することを特徴とする圧粉成形体の密度分布測定方法。
【請求項2】
請求項1記載の圧粉成形体の密度分布測定方法において、
前記圧粉磁心は、円環状のリング部と、このリング部から内径方向に突出した突出部とから構成され、
前記突出部の磁束密度から、密度を測定することを特徴とする圧粉成形体の密度分布測定方法。
【請求項3】
軟磁性粉末粒子間における渦電流を抑制し得る電気抵抗を有する軟磁性粉末にバインダー樹脂および潤滑剤を加えて加圧成形された圧粉磁心の密度分布を測定する圧粉成形体の密度分布測定装置において、
磁場を発生する磁場発生手段と、
前記磁場発生手段により発生した磁場内に配置された前記圧粉成形体である前記圧粉磁心の磁束密度を測定する磁気検出部とを備え、
前記磁気検出部により検出された磁束密度により、前記圧粉磁心の密度を測定することを特徴とする圧粉成形体の密度分布測定装置。
【請求項4】
請求項3記載の圧粉成形体の密度分布測定装置において、
前記圧粉磁心は、円環状のリング部と、このリング部から内径方向に突出した突出部とから構成され、
前記磁気検出部は、前記突出部の磁束密度から、密度を測定することを特徴とする圧粉成形体の密度分布測定装置。
【請求項5】
請求項4記載の圧粉成形体の密度分布測定装置において、
前記磁気検出部を取り付けるアームを備え、
前記アームを、前記リング部の中心を中心として回転させることを特徴とする圧粉成形体の密度分布測定装置。
【請求項6】
請求項4記載の圧粉成形体の密度分布測定装置において、
前記磁場発生手段を保持するテーブルを備え、
このテーブルを回転させることを特徴とする圧粉成形体の密度分布測定装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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