磁特性评价方法和磁特性评价设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种磁特性评价方法和磁特性评价设备，该磁特性评价方法包括：评价试样测量过程，其对未磁化的磁体材料形成的评价试样执行电磁感应测量，其中将交变磁场施加到试样上而在试样中产生感应电流并且通过同步检测对感应电流进行检测从而获得同步检测信号；标准样本测量过程，其对多个未磁化的标准试样执行所述电磁感应测量，这些标准试样都以与评价试样大致相同的方式形成；磁特性值测量过程，其对多个标准试样进行磁化并且测量多个标准试样的磁特性；对应过程，其估计关于多个标准试样的同步检测信号与关于多个标准试样的磁特性值之间的关系；以及评价过程，其基于所估计的关系，根据关于评价试样的同步检测信号来估计评价试样的磁特性值。
【专利说明】
磁特性评价方法和磁特性评价设备
技术领域
[0001] 本发明设及磁特性评价方法和磁特性评价设备。更详细地，本发明设及如下评价 方法W及使用该方法的设备:在要被磁化的磁体材料还未被磁化的状态下，对该磁体材料 的磁特性进行评价。
【背景技术】
[0002] 已开发出具有诸如高剩余磁通密度等优异磁特性的磁体，典型地例如稀±磁体等 (例如，专利文献1)。运种类型的磁体由于具有较高的磁特性，所W通常不方便在磁化状态 下运输。因此，制造商通常将处于未磁化状态的磁体从例如工厂运送(装运）出去，然后由买 家、用户等在购买之后对磁体进行磁化。通常，即使使用相同的材料和相同的方法制造磁体 材料，各磁体材料被磁化后的磁特性也会不可避免地存在差异。结果，制造商需要从具有不 同的潜在磁特性的未磁化的磁体产品中选出每个在磁化后磁特性能达到预定等级的磁体 产品。
[0003] 迄今为止，由于通常需要在磁化之后评价磁特性，所W即使要在磁体材料未被磁 化的状态下运输磁体材料，制造商也要对磁体材料进行磁化。例如，专利文献2披露了一种 使用具有霍尔元件阵列的装置来测量各个已磁化的铁磁性材料的磁通密度的分布的方法。
[0004] 运样，在对要在未磁化状态运输的磁体材料进行磁化并且对磁体材料的磁特性进 行评价的情况下，通常对一部分产品进行采样，然后进行磁化并进行磁体特性检查。大部分 未经采样检查的产品在未接受对磁化后的磁特性的评价的情况下被运送出去。
[0005] 专利文献 1:肝-A-H11-329810
[0006] 专利文献 2:肝-A-2013-245958
【发明内容】
[0007] 在如上文所述的对处于未磁化状态的要运送的磁体材料实施磁化并通过采样检 查进行磁特性评价的情况下，即使进行采样检查的磁体材料被确认为磁化后具有预定的磁 特性，其余未进行采样检查的磁体材料(例如实际运送的磁体材料)也可能不表现出磁化后 的预定的磁特性。结果，制造商很难选出并运送处于未磁化状态且在磁化后能稳定地表现 出优良的磁特性的磁体材料。
[000引因此，可W考虑将要运送的全部产品进行磁化然后对全部产品的磁特性进行评价 并且从全部产品中选出优良产品的方法，W代替采样检查。在运种情况下，在检查后，所选 出的产品被退磁并运送。然而，由于全部产品都经历磁化、检查和退磁各个过程，然后被选 择性地运送，因此该方法所需的时间长、劳动量大并且成本高昂，所W是不实际的。
[0009] 因此，考虑到上文所述的情况，本发明目的在于提供可W简单地对要被施W磁化 的磁体材料的磁特性进行评价的磁特性评价方法和磁特性评价设备。
[0010] 为了达至化述目标，根据本发明的磁特性评价方法的要旨包括：
[0011] 评价试样测量过程，其对由未磁化的磁体材料形成的评价试样执行电磁感应测 量，在所述电磁感应测量中，通过将交变磁场(AC magnetic field)施加到试样上而在该试 样中产生感应电流并且通过同步检测（sync虹onous detection)对该感应电流进行检测从 而获得同步检测信号；
[0012] 标准试样测量过程，其对多个未磁化的标准试样执行电磁感应测量，所述多个标 准试样都W与评价试样大致相同的方式形成；
[001引磁特性值测量过程，其对多个标准试样进行磁化并且测量多个标准试样的磁特性值；
[0014] 对应过程，其对在标准试样测量过程中所获得的关于多个标准试样的同步检测信 号与在磁特性值测量过程中所获得的关于多个标准试样的磁特性值之间的关系进行估计 (estimating);W及
[0015] 评价过程，其基于在对应过程中估计出的关系，根据在评价试样测量过程中获得 的关于评价试样的同步检测信号来估计评价试样的磁特性值。
[0016] 通过同步检测对感应电流进行的检测可W利用对由感应电流产生的作为检测线 圈（或者下述线圈：该线圈亦用作产生交变磁场的励磁线圈）的电动势的磁通量进行测量而 容易地实施。
[0017] 优选地，磁特性值为磁通量。
[0018] 优选地，所述交变磁场是通过使交变电流(AC current)流过励磁线圈而产生的； 所述感应电流是通过W流过所述励磁线圈的所述交变电流作为基准，对因电磁感应而产生 并流过检测线圈的电流进行所述同步检测而检测出的，所述检测线圈也用作所述励磁线圈 或所述检测线圈相对于所述励磁线圈独立地布置;并且，通过所述同步检测所检测出的信 号的实部值在所述对应过程和所述评价过程中均用作所述同步检测信号。
[0019] 优选地，在所述对应过程中，将与预定的范围中的磁特性值相对应的同步检测信 号的范围设定为优良产品范围；并且在所述评价过程中，如果评价试样的同步检测信号在 所述优良产品的范围W内，则将所述评价试样评价为优良产品。
[0020] 磁体材料优选为热变形磁体的磁体材料。
[0021] 根据本发明的磁特性评价设备的要旨包括:磁场生成单元，其产生交变磁场并且 将交变磁场施加到试样上，W及感应电流检测单元，其通过同步检测来检测在所述试样中 产生的感应电流，并且由磁特性评价设备执行上文所描述的磁特性评价方法。
[0022] 在根据本发明的磁特性评价方法中，仅对不是磁特性评价目标的每个标准试样进 行磁化，并且对标准试样在磁化后的磁特性进行测量。与之对比，不对作为磁特性的评价目 标的评价试样进行磁化而仅对处于未磁化状态的评价试样进行电磁感应测量。然后，基于 使用标准试样所获得的磁化后的磁特性与对处于未磁化状态的标准试样进行电磁感应测 量所获得的同步检测信号之间的关系，从在评价试样中所获得的同步检测信号来估计评价 试样在磁化后的磁特性。W运种方式，可W容易地估计出由未磁化状态下的磁体材料形成 的评价试样在磁化后的磁特性，而无需在评价前实施磁化或在测量后实施退磁。此外，可W 对要从工厂等运送的全部产品都进行评价而无需花费很长时间和很高成本。因此，与实施 采样检查的情况不同，即使制造条件等存在差异，也可W高精确度地选出例如用于运送的 在磁化后表现出预定的磁特性的优良产品。
[0023] 在磁特性值为磁通量的情况下，磁特性值与同步检测信号的相关性越好，就越能 够精确地对评价试样的磁特性进行评价。
[0024] 在所述交变磁场是通过使交变电流流过励磁线圈而产生的情况下，通过W流过所 述励磁线圈的所述交变电流作为基准，对因所述电磁感应而产生并流过检测线圈的电流进 行同步检测来检测感应电流，所述检测线圈也用作所述励磁线圈或相对于所述励磁线圈独 立地布置;并且，由所述同步检测所检测出的信号的实部值在所述对应过程和所述评价过 程中均用作所述同步检测信号，所述同步检测可W更容易地检测到流过试样的感应电流。 由于与信号的虚部值和绝对值相比W运种方式所获得的实部值与磁特性值具有更好的相 关性，因此使用实部值作为指标可W更精确地对评价试样的磁特性值进行评价。
[0025] 在对应过程中，将与预定的磁特性值范围中的同步检测信号对应的范围设定为优 良产品范围；并且在评价过程中，如果评价试样的同步检测信号在优良产品的范围W内则 将评价试样评价为优良产品，在上述情况下，可W例如更容易地从作为多个试样的磁体材 料中选出并且运送均具有预定的范围W内的磁特性值的优良产品。
[0026] 在磁体材料为热变形磁体的磁体材料的情况下，容易通过热处理形成均质磁体材 料。因此，在电磁感应测量中可W获得磁特性与同步检测信号之间的更好的相关性。结果， 可W更精确地对评价试样的磁特性进行估计。
[0027] 在采用根据本发明的磁特性评价设备的情况下，应用运样构造的磁特性评价方法 可W容易地估计出处于未磁化状态的磁体材料的磁特性。
【附图说明】
[0028] 图1是设置在根据本发明的实施例的磁特性评价设备中的电磁感应测量装置的示 意性截面图。图1中的(a)部分示出电磁感应测量装置沿检查线圈的轴线方向的截面，图1中 的(b)部分示出电磁感应测量装置沿与检查线圈的轴线垂直的方向的截面。
[0029] 图2是示出电磁感应测量装置中的信号处理部分的框图。
[0030] 图3是示出电磁感应测量装置沿检查线圈的轴线方向的详细构造的截面图。
[0031] 图4是电磁感应测量装置的另一实例的示意性截面图。图4中的(a)部分示出电磁 感应测量装置沿检查线圈的轴线方向的截面，图4中的(b)部分示出电磁感应测量装置沿与 检查线圈的轴线垂直的方向的截面。
[0032] 图5是示出同步检测信号的实部值与对标准样本进行磁化后的磁通量之间的关系 的实例的示意图。
【具体实施方式】
[0033] 在下文中，将参照附图对根据本发明的实施例的磁特性评价方法和磁特性评价设 备进行说明。
[0034] (磁特性评价设备）
[0035] 根据本发明的实施例的磁特性评价设备包括电磁感应测量装置1，电磁感应测量 装置1对处于未磁化状态的试样S实施电磁感应测量。图1和图2简要地示出了根据本发明的 实施例的电磁感应测量装置1的构造。
[0036] 如图1所示，设置在根据本发明的实施例的磁特性评价设备中的电磁感应测量装 置1包括检查线圈10,检查线圈10是由励磁线圈11和检测线圈12构成的组件。励磁线圈11由 具有中空部分的大致圆筒状的线圈构成，大致圆筒状的试样S可W插入并布置在该中空部 分中。励磁线圈11用作磁场生成单元。检测线圈12是W同轴的方式设置在励磁线圈11内侧 的大致圆筒状的线圈，并且用作感应电流检测单元。运种包括同轴地设置的检测线圈12和 励磁线圈11并且基于电磁感应原理的检测装置（电磁感应测量装置1)也已被用作满流探伤 装置。因此，常规的满流探伤装置可W转用作电磁感应测量装置1。
[0037] 如图2所示，在电磁感应测量装置1中，振荡器21向励磁线圈11供应交变电流。然 后，流过检测线圈12的电流被放大器22放大，并作为检测电流输入同步检测电路23。来自振 荡器21的输出信号和来自90°移相器24的输出信号作为两个参照信号输入同步检测电路23 中，其中，来自振荡器21的输出信号在90°移相器24中被相移90°。
[0038] 基于流过励磁线圈11的交变电流，同步检测电路23对来自检测线圈12并经由放大 器22输入同步检测电路23的检测电流实施同步检测（相位检测）。具体地说，使检测电流的 波形分别与前述两个参照信号的电流波形相乘，从而将检测电流分成实部和虚部，即，与用 于励磁的交变电流相位相同的电流分量(阻抗分量）W及与用于励磁的交变电流的相位相 差90°的电流分量(电抗分量），并且将检测电流的实部和虚部作为同步检测信号进行检测。 此外，可W根据实部值和虚部值来计算检测信号的绝对值(振幅)和相位差。顺便提及，放大 器22、同步检测电路23和移相器24可W -体地构造为锁定放大器等。
[0039] 由电磁感应测量装置1进行电磁感应测量的试样S包括将在后文中描述的评价试 样和标准试样，并且运些试样都由未磁化的磁体材料形成。当交变电流在试样S布置在励磁 线圈11中的状态下流过励磁线圈11时，励磁线圈11的中空部分中产生交变磁场。然后，交变 磁场施加在试样S上，从而在试样S的表面产生感应电流(满电流）。此外，感应电流形成感应 磁场，并且由于该感应磁场使得另一感应电流在检测线圈12中流动。在检测线圈12中流动 的感应电流作为检测电流由同步检测电路23进行同步检测。
[0040] 图3是示出在上文中简要地说明的电磁感应测量装置1的具体构造的示意图。在图 3所示的电磁感应测量装置1中，检查线圈10固定在竖立在支架16上的支撑件17的顶端。在 支架16上，还W与检查线圈10同轴的方式设置有由诸如树脂等绝缘材料形成的定位夹具 13。定位夹具13包括位于其顶端部分处的大致圆柱状的插入部分13a。插入部分13a的外径 比试样S的圆筒状内径稍小。此外，定位夹具13包括位于插入部分13a的基端侧的保持部分 13b，保持部分13b的外径大于试样S的内径。当试样S布置在检查线圈10的轴向中屯、时，保持 部分13b的顶端部分(插入部分13a与保持部分13b之间的边界部分)与试样S的下端的位置 大致平齐。
[0041] 在支架16上，诸如气缸等的升降单元15固定在定位夹具13的外侧。磁体推出夹具 14连接至升降单元15,使得磁体推出夹具14在升降单元15的作用下升起和降下（在沿检查 线圈10的轴线的方向上）。磁体推出夹具14形成为圆筒状形状，其内径比定位夹具13的保持 部分13b的外径稍大。在磁体推出夹具14被升降单元15降下的状态下，磁体推出夹具14的顶 端部分与定位夹具13的保持部分13b的顶端部分的位置大致平齐。图3示出磁体推出夹具14 的上述降下状态。
[0042] 在上述构造中，如图3所示，W将插入部分13a的顶端部分插进试样S的圆筒状部分 的方式将试样S安装到定位夹具13上，然后由升降单元15将磁体推出夹具14降下。在该状态 下，在检查线圈10的中空部分内，定位夹具13的保持部分13b的顶端表面W及磁体推出夹具 14的顶端表面将试样S稳定地支撑在检查线圈10的轴向W及与检查线圈10的轴向垂直的方 向上的中央位置。因此，例如，由于可W使每次测量时试样S的位置差异W及测量期间试样 位置暂时变化的影响减小，所W可W高精度地并且可再现地实施电磁感应测量。另一方面， 在升降单元15将磁体推出夹具14升起的状态下，试样S从检查线圈10的中空部分移出并布 置在检查线圈10上方。运样，可W容易地在电磁感应测量装置1上执行试样S的安装和更换。 由于试样S的安装和更换也可W是自动化的，所W可W容易地、自动地依次对批量生产的各 磁体材料进行电磁感应测量。
[0043] 如上文所述，电磁感应测量装置1对试样S施加交变磁场并检测因交变磁场而在试 样S中产生的感应电流。因此，公知的满流探伤装置的测量单元可W转用作电磁感应测量装 置。本发明的电磁感应测量装置不限于具有与电磁感应测量装置1大致相同的构造的装置， 而可W是任何装置，只要该装置构造为产生交变磁场并实施对因交流磁场而在试样S中产 生的感应电流的同步检测即可。
[0044] 例如，在电磁感应测量装置1中，将大致圆筒状的试样S插入检查线圈10的中空部 分并实施测量，检查线圈10由大致圆筒状的励磁线圈11和大致圆筒状的检测线圈12构成。 然而，在试样S呈板状的情况下，检查线圈10可W构造为具有扁平并大致矩形的管状形状， 从而试样S可W插入检查线圈10中。运样，可W W能够在整个试样S上高度均匀地施加磁场 并进行检测的方式，任意地选择用于试样S插入的检查线圈10的形状来与试样S的形状匹 配。电磁感应测量装置不限于将试样插入并布置在中空形状的检查线圈10中的线圈插入 型，而是也可W构造为如图4中所示的探针型电磁感应测量装置1'。即，电磁感应测量装置 可W构造为:将包括有检查线圈10的检测探针10'布置在试样S的表面的部分区域而不与试 样S接触，并且对该区域实施电磁感应测量。顺便提及，从消除测量误差的角度考虑，优选的 是:在任何线圈插入型和探针型电磁感应测量装置中，都在试样S的中央部分附近实施测 量，而避开试样S的端部。
[0045] 此外，不必总是像在电磁感应测量装置1中那样在检查线圈10中设置作为独立的 单元的检测线圈12和励磁线圈11，而可W将单个线圈用作励磁线圈11兼检测线圈12来实施 励磁和检测。在运种情况下，可W通过同步检测来对因试样S中的电磁感应而产生的流经线 圈的交变电流中的调制分量进行检测。具体地说，可W优选地将采用运种单个线圈的类型 的电磁感应测量装置用作探针型电磁感应测量装置1'。
[0046] (磁特性评价方法）
[0047] 接下来，对根据本发明的实施例的磁特性评价方法进行说明。本申请的发明人发 现了对处于未磁化状态的磁体材料进行电磁感应测量所得到的同步检测信号与磁化后的 磁体材料的磁特性值之间的良好的相关性。于是，发明人发展了如下的磁特性评价方法:对 处于未磁化状态的磁体材料实施电磁感应测量，从而在不需要实际实施磁化的情况下对磁 化后的磁体材料的磁特性值进行评价。
[0048] 该评价方法利用包括电磁感应测量装置的磁特性评价设备来执行，电磁感应测量 装置可W通过同步检测来对处于未磁化状态的磁体材料实施电磁感应测量。在下文中，将 对使用包括上述电磁感应测量装置1的磁特性评价设备来评价要被磁化的评价试样的磁通 量(磁通)的情况进行说明。
[0049] 在该评价方法中，在对试样S进行电磁感应测量时，除了作为磁特性评价目标的评 价试样外，使用多个标准试样作为对评价试样的磁特性进行评价的参照物。评价试样和标 准试样均为能通过磁化而变成永磁体的磁体材料。标准试样是W与评价试样大致相同的方 式形成的磁体材料。即，在制造误差范围W内，多个标准试样都是由与评价试样相同的成分 组成并W与评价试样相同的制造方法制造的磁体材料。制备均处于未磁化状态的评价试样 和标准试样，然后进行电磁感应测量。如下文所述，由于磁化后的磁体材料的磁特性在磁体 材料的制造误差范围W内变化，所W就提高评价精确度而言，多个标准试样优选地选择为 使得磁化后的各标准试样的磁特性分布在尽可能宽的范围中。
[0050] 在该评价方法中，执行（1)评价试样测量过程、（2)标准试样测量过程、（3)磁特性 值测量过程、（4)对应过程W及(5)评价过程。将对运些过程依次地进行说明。
[0051] (1)评价试样测量过程
[0052] 首先，制备处于未磁化状态的作为磁特性评价对象的评价试样，诸如要作为产品 运送的磁体材料等。然后，使用电磁感应测量装置1并基于同步检测对作为试样S的评价试 样进行电磁感应测量。结果，获得从检测线圈12输出的检测电流的实部值和虚部值。在运种 情况下，存储实部值。
[0053] (2)标准样本测量过程
[0054] 接下来，在与过程（1)相同的测量条件下，使用电磁感应测量装置1对处于未磁化 状态的多个分别作为试样S的标准试样都进行电磁感应测量。然后，存储所获得的关于各个 标准试样的检测电流的实部值。就此而言，由于电磁感应测量装置1包括如图3中所示的定 位夹具13,所W可W防止评价试样与标准试样之间的测量条件的变化W及各个标准试样之 间的测量条件的变化。
[0055] (3)磁特性值测量过程
[0056] 接下来，在磁特性值测量过程中，在相同的条件下对多个标准试样分别进行磁化。 将磁化条件设定为与在制造实际磁体产品时对评价试样进行磁化的假定条件相匹配。可W 通过使用静磁场、脉冲磁场等来适当地实施磁化。
[0057] 接下来，测量并存储作为磁特性值的每个被运样磁化的标准试样的磁通量。可W 使用诸如磁通计等公知的测量装置来测量磁通量。在运种情况下，就提高评价精确度而言， 优选的是:确认所获得的各磁通量的值分布在将作为产品的评价试样磁化的情况下所要求 的磁通量范围之内和之外。
[0化引 （4)对应过程
[0059] 接下来，在对应过程中，估计在(2)标准试样测量过程中通过电磁感应测量所获得 的关于标准试样的实部值与在(3)磁特性值测量过程中所获得的关于标准试样的磁通量之 间的关系。具体地说，将通过对标准试样的测量而获得的实部值与磁通量的值分别对应起 来，由此估计实部值与磁通量的值之间的对应关系，该对应关系指示在对处于未磁化状态 的标准试样的电磁感应测量中获得某一实部值时可预期的该标准试样在磁化后的磁通量。
[0060] 图5示出在处于未磁化状态的多个标准试样的电磁感应测量中所获得的各实部值 与该多个标准试样磁化后所获得的各磁通量之间的关系，该多个标准试样都由经受了与专 利文献1中所披露的热处理类似的热处理的Nd-Fe-B磁体材料形成。磁通量的单位为111师? T，T表示用于磁通量测量的磁通计的探测线圈的圈数。根据图5,在电磁感应测量中所获得 的实部值越大，磁通量的值就越小。可W理解的是，在处于未磁化状态的电磁感应测量中所 获得的实部值与磁化后的磁通量的值之间存在强线性相关性。运意味着，可W基于在处于 未磁化状态的电磁感应测量中所获得的作为指标的实部值来预计和估计磁化后的磁通量。
[0061] 运样，在(4)对应过程中，对在未磁化状态下使用同步检测的电磁感应测量中所获 得的实部值与磁化后的各磁通量之间的关系进行估计。关于位于在对多个标准试样的电磁 感应测量中所获得的测量点之间的区域的实部值，可W通过适当地实施诸如线性插值等插 值处理来计算对应于该实部值的磁通量的值。作为选择，如图5中的实线所示，可W通过曲 线拟合来计算实部值与磁通量的值之间的对应表达式。在图5中，尽管将一阶表达式用作对 应表达式，但也可W根据测量点的分布来使用任意表达式。
[0062] 此外，基于W上述方式获得的实部值与磁通量之间的关系，优选地将与预定磁通 量范围相对应的实部值的范围预先设定为优良产品范围，该预定磁通量范围是在对将要运 送等的作为产品的评价试样进行磁化时所需的范围。在图5中，运样设定的优良产品范围由 两条虚线之间的范围表示。顺便提及，上述过程(2)、（3)和(4)优选地依次执行，但过程（1) 可W在过程(5)之前的任意时间执行。
[0063] (5)评价过程
[0064] 最后，在评价过程中，基于在(4)对应过程中所估计出的在处于未磁化状态的电磁 感应测量中所获得的实部值与磁化后的磁通量的值之间的关系，根据在（1)评价试样测量 过程中对处于未磁化状态的评价试样的电磁感应测量中所获得的实部值来估计评价试样 在磁化后的预期磁通量。具体地说，为了判断评价试样在磁化后的磁通量的值是否在预定 的允许范围W内，对在（1)试样评价测量过程中所获得的评价试样的实部值是否在基于(4) 对应过程中获得的实部值与磁通量的值之间的关系而设定的优良产品范围W内进行判断。 在评价试样的实部值处于优良产品范围W内的情况下，可W作出评价试样为优良产品的判 定，该优良产品预计有很大可能在磁化后获得在预定的允许范围W内的磁通量。相反地，在 评价试样的实部值处于优良产品范围之外的情况下，可W作出评价试样为不良产品的判 定，该不良产品预计有很大可能在磁化后不能获得在预定的允许范围W内的磁通量。此外， 除了在优良产品与不良产品之间对评价试样进行判别外，还存在需要对要被磁化的评价试 样的磁通量的数值进行预测的情况。在运种情况下，将在（1)评价试样测量过程中所获得的 评价试样的实部值代入到实部值与磁通量的值之间的关系(诸如由图5中的实线所示的一 阶表达式等）中，从而计算出评价试样在磁化后的预期磁通量的值。
[0065] 在包括上述各个过程的磁特性评价方法中，仅需对处于未磁化状态的评价试样实 施电磁感应测量来估计磁化后的预期磁通量，而无需对该评价试样进行磁化。如图5所示， 在未磁化状态下使用同步检测所得到的电磁感应测量的结果与磁化后的磁通量的值之间 的强相关性确保了运种估计的可靠性。
[0066] 通过对磁体材料进行磁化而获得的磁体表现出期望的性能的可能性在很大程度 上取决于磁化后在磁体中产生的诸如磁通量等磁特性是否在预定的范围W内。然而，在所 制造的各个磁体材料之中不可避免地存在不可控的差异(例如组织中晶粒的尺寸差异）。磁 化之前各个磁体材料中不可避免的差异可能会导致磁化后的诸如磁通量等磁特性的巨大 差异。判断各个要运送的磁体材料是否能表现出期望的性能的最直接的方法是将各个磁体 材料进行磁化并测量各个磁体材料的磁特性。然而，例如，在各个磁体材料在未磁化状态下 被运送的情况下，如果在对各个磁体材料进行一次磁化后实施检查，磁化后实施检查然后 实施退磁的过程需要很长时间和很高成本。因此，实际上运种方法很难付诸实施。通常地， 在只对全部磁体材料的一部分实施采样、磁化和检查的情况下，可W节省检查所需的成本 和时间。然而，在运种情况下，难W针对全部磁体材料检测磁特性的不可避免的差异。相反 地，在根据本发明的评价方法中，可W在无需对评价试样进行磁化的情况下，对要被施W磁 化的评价试样的预期的磁特性进行估计。因此，可W对全部评价试样实施检查，并且容易高 精确度地从全部评价试样中选出预期能达到预定的范围W内的优异磁特性的优异的评价 试样，而无需花费成本和时间进行磁化和退磁。具体地说，如图3所示，如果使用适于自动化 的电磁感应测量装置1对评价试样进行自动地更换和自动地测量，则可W有效地实现对要 批量生产的全部磁体材料的检查。
[0067] 处于未磁化状态的磁体材料中的微观结构和成分的差异(诸如晶粒尺寸的差异） 可很大程度上影响磁化后所获得的磁体材料的磁特性，但绝大部分情况下对测量处于未磁 化状态的各个磁体材料所获得的各种物理性能不会产生显著的影响。因此，难W检测未磁 化状态下的差异。然而，在根据本发明的评价方法中，通过同步检测来对在磁体材料的表面 产生的感应电流进行检测，同步检测对电流的细微变化很敏感。因此，可W W高灵敏度检测 到微观差异对感应电流的影响。具体地说，使用电磁感应测量装置1可W更精确地检测到磁 体材料的表面产生的感应电流的细微变化，电磁感应测量装置1可W通过利用如图3所示的 定位夹具13来高再现性地实施电磁感应测量。
[0068] 在实施电磁感应测量时，尽管由励磁线圈11将磁场施加到磁体材料上并且该磁场 为交变磁场，但该磁场的大小与用于实施磁化的磁场相比是微不足道的。因此，评价试样绝 不会由于电磁感应测量而被磁化。例如，图5所示的用作实例的Nd-Fe-B磁体材料通常由约 SOkOe到50k0e (约2500kA/m到4000kA/m)的磁场进行磁化。与之对比，例如，在使IA的交变电 流流过直径为50mm、应数为100圈的励磁线圈来实施电磁感应测量时，估计施加到试样上的 交变磁场为2kA/m或更小，该交变磁场为在磁化时所施加的磁场的1/1000或更少。顺便提 及，就在同步检测测量中能获得可W W足够精度检测到的信号而言，流过励磁线圈11的交 变电流的频率设定在例如100化至10曲Z的范围W内。
[0069] 在上述说明中，如图5所示，将磁通量用作评价目标的磁特性值，并且确认了磁化 后的磁通量与在未磁化状态下的电磁感应测量的结果之间具有良好的相关性。然而，作为 磁通量的替代，可W利用根据本发明的磁特性评价方法对磁化后磁体材料所具有的各种磁 特性值进行评估。在运种情况下，在(3)磁特性值测量过程中，用测量所获得的磁化后的标 准试样的期望的磁特性值来替代磁通量，并且将该测量值用于后续的过程中。可评价的磁 特性值的实例除磁通量W外还包括导磁率、磁矫顽力、剩余磁通密度等。
[0070] 在上述电磁感应测量的说明中，基于包括在同步检测信号中的各个信息中的作为 指标的实部值，对磁化后的磁特性进行评价，同步检测信号是基于流过励磁线圈11的交变 电流的波形从流过检测线圈12的电流中检测出来的。然而，用作指标的信息不限于实部值 (X)，而是可W将诸如虚部值(y)、绝对值（（z = x2+y2)i/2)或相位差(0)等其它信息用作指标。 下表1示出相关系数R的平方值R2,平方值R2是在对磁通量的值与由单次电磁感应测量所获 得的对应的实部值X、虚部值y和绝对值Z中的一者之间的关系进行线性近似后获得的。运里 所使用的电磁感应测量的结果和磁化后的磁通量的测量结果是通过使用与图5所示的试样 不同的试样而获得的。
[0071] [表1] 「00791
[0073] 根据表1，可W理解的是，相比于使用虚部值y，在使用实部值X和绝对值Z的情况 下，获得了与磁化后的磁通量之间的良好的相关性。具体地说，在使用实部值X的情况下获 得了更好的相关性。运是因为，与实部相比，虚部可能会受测量条件的波动的影响，诸如相 对于检查线圈10的测量位置的影响等。由于绝对值包括虚部分量，所W绝对值也可能会在 某种程度上受测量位置的影响。运样，当电使用磁感应测量的实部作为指标时，可W精确地 估计评价试样在磁化后的磁特性。
[0074] 如上文所述，根据本发明的磁特性评价方法可W适用于任何类型的通过磁化变成 永磁体的磁体材料。换言之，运种方法可W适用于诸如用于热变形磁体的磁体材料或用于 烧结磁体的磁体材料等任何磁体材料。然而，在烧结磁体的情况下，磁体材料的表面在烧结 时易于发生诸如氧化等变化。运种表面的变化导致在使用同步检测进行电磁感应测量时所 检测到的信号中存在大的调制度(modulation)。因此，由晶粒的尺寸差异等影响磁化后的 磁特性的因素所导致的信号可能被掩埋在调制分量中，从而难W检测到信号。与之对比，在 热变形磁体的情况下，容易通过热处理形成均质磁体材料并且磁体材料不易于发生诸如氧 化等表面改性。因此，在根据本发明的磁特性评价方法被应用于热变形磁体而不是烧结磁 体的情况下，可W高精确度地评价被施W磁化的预期的磁特性。此外，磁体材料的表面的刮 痕等也在很大程度上影响使用同步检测的电磁感应测量的结果。因此，除了热处理之外，优 选地不对磁体材料进行诸如研磨等的机械加工。
[0075] 如上文所述，根据本发明的磁特性评价方法可W尤其优选地适用于评价热变形磁 体的磁体材料在磁化后的磁特性的情况，热变形磁体的磁体材料优选地在检查后运送而无 需进行磁化，磁化后会在热变形磁体的磁体材料上施加很大的剩余磁通密度。运种磁特性 优异的热变形磁体的实例包括在专利文献1中描述的磁体，具体地说，具有成分组成为R-T- B(R为稀±金属，R:28wt. %至30wt. %，B:0.85wt. %至1 .IOwt. %，T:铁族的过渡金属）（诸 如成分组成为Nd-Fe-B等）的各向异性的热挤压变形磁体。
[0076] 虽然基于实施例已对本发明进行说明，但本发明不限于本实施例，可W在不背离 本发明的要旨的范围W内做出各种变型。
[0077] 本申请基于2015年3月23日提交的日本专利申请No . 2015-058989,并且该日本专 利申请的全部内容W引用的方式并入本文。
[0078] 附图标记和符号的说明
[0079] 1电磁感应测量装置
[0080] 10检查线圈
[0081] 11励磁线圈
[0082] 12检测线圈
[0083] 13定位夹具
[0084] 14磁体推出夹具
[0085] 15升降单元
[0086] S 试样
【主权项】
1. 一种磁特性评价方法，包括： 评价试样测量过程，其对由未磁化的磁体材料形成的评价试样执行电磁感应测量，在 所述电磁感应测量中，通过将交变磁场施加到试样上而在所述试样中产生感应电流并且通 过同步检测对所述感应电流进行检测，从而获得同步检测信号； 标准试样测量过程，其对多个未磁化的标准试样执行所述电磁感应测量，所述多个标 准试样都以与所述评价试样大致相同的方式形成； 磁特性值测量过程，其对所述多个标准试样进行磁化并且测量所述多个标准试样的磁 特性值； 对应过程，其对在所述标准试样测量过程中获得的关于所述多个标准试样的同步检测 信号与在所述磁特性值测量过程中获得的关于所述多个标准试样的所述磁特性值之间的 关系进彳丁估计；以及 评价过程，其基于在所述对应过程中估计出的所述关系，根据在所述评价试样测量过 程中获得的关于所述评价试样的同步检测信号来估计所述评价试样的磁特性值。2. 根据权利要求1所述的磁特性评价方法，其中，所述磁特性值为磁通量。3. 根据权利要求1所述的磁特性评价方法，其中， 所述交变磁场是通过使交变电流流过励磁线圈而产生的； 所述感应电流是通过以流过所述励磁线圈的所述交变电流作为基准，对因所述电磁感 应而产生并流过检测线圈的电流进行同步检测而检测出的，所述检测线圈也用作所述励磁 线圈或相对于所述励磁线圈独立地布置;并且 通过所述同步检测所检测出的信号的实部值在所述对应过程和所述评价过程中均用 作所述同步检测信号。4. 根据权利要求2所述的磁特性评价方法，其中， 所述交变磁场是通过使交变电流流过励磁线圈而产生的； 所述感应电流是通过以流过所述励磁线圈的所述交变电流作为基准，对因所述电磁感 应而产生并流过检测线圈的电流进行同步检测而检测出的，所述检测线圈也用作所述励磁 线圈或相对于所述励磁线圈独立地布置;并且 通过所述同步检测所检测出的信号的实部值在所述对应过程和所述评价过程中均用 作所述同步检测信号。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的磁特性评价方法，其中， 在所述对应过程中，将与预定的范围中的磁特性值相对应的同步检测信号的范围设定 为优良产品范围;并且 在所述评价过程中，如果所述评价试样的同步检测信号在所述优良产品范围以内，则 将所述评价试样评价为优良产品。6. 根据权利要求1至4中任一项所述的磁特性评价方法，其中，所述磁体材料为热变形 磁体的磁体材料。7. -种磁特性评价设备，包括： 磁场生成单元，其产生交变磁场并且将所述交变磁场施加到试样上，以及 感应电流检测单元，其通过同步检测来检测在所述试样中产生的感应电流，其中 所述设备执行根据权利要求1至6中任一项所述的磁特性评价方法。
【文档编号】G01R33/12GK105988093SQ201610170128
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】渡边裕之, 小原浩, 小原一浩, 佐藤孝典
【申请人】株式会社大同电子