JP6876382B2 - コイル試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、試験対象のコイルにコンデンサを並列に接続すると共に、この接続状態でのコイルにインパルス電圧を印加したときにコイルの両端間に発生する減衰振動波形に基づいてコイルを試験するコイル試験装置に関するものである。

この種のコイル試験装置の一例として、下記の特許文献１に開示されたコイル試験装置（巻線診断システム）が知られている。このコイル試験装置は、コイル（巻線）に所定特性のインパルス電圧を印加するインパルス発生回路と、インパルス電圧が印加されたときにコイルの両端に発生する電圧（減衰振動電圧）を計測する電圧計測部と、この計測されたアナログ信号である電圧をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換回路と、Ａ／Ｄ変換回路から出力されたデジタル信号に基づいて特徴量ＬＣ，ＲＣを算出すると共にこの算出した特徴量ＬＣ，ＲＣを記憶部に設けた特徴量空間（例えば、特徴量ＬＣを横軸とし、特徴量ＲＣを縦軸とする座標空間）に記憶させる（例えば、特徴量ＬＣ，ＲＣを各軸についての座標値とする点（特徴点）として記憶させる）診断部とを備えている。

ここで、コイルとインパルス発生回路とから構成される回路の等価回路定数をインダクタンスＬ、キャパシタンスＣおよびレジスタンスＲとしたときに、インダクタンスＬおよびキャパシタンスＣの乗算値ＬＣとレジスタンスＲおよびキャパシタンスＣの乗算値ＲＣとで特徴量ＬＣ，ＲＣが構成されている。なお、キャパシタンスＣは、コイル自体の等価回路定数（つまり、コイルの浮遊容量）だけで構成することもできるが、この浮遊容量は一般的に容量値が小さいことから、減衰振動電圧の周波数（共振周波数）が高くなり過ぎてＡ／Ｄ変換回路において正確にデジタル信号に変換できない場合もある。このため、通常は、インパルス発生回路内に、コイルと並列接続されるキャパシタを別途配置して、このキャパシタの容量値を上記の等価回路定数であるキャパシタンスＣとしている。

このコイル試験装置を用いて診断対象（試験対象）のコイル（診断対象巻線）を診断する場合には、診断の際に必要となる診断情報を学習用のコイル（学習用巻線）を用いて予め取得する。具体的には、正常状態、および想定される種々の不良状態（例えば、１ターン短絡、２ターン短絡、層間短絡、断線等）のそれぞれの状態に設定した学習用のコイルを用意し、診断部に、これらの学習用のコイルをコイル試験装置に接続したときのそれぞれについての特徴量ＬＣ，ＲＣを算出させると共に、算出された各特徴量ＬＣ，ＲＣを学習用のコイルの上記の各状態（正常状態、種々の不良状態）に対応させて診断情報特徴量として、記憶部に設けた特徴量空間に記憶させる。

次いで、診断対象のコイルをコイル試験装置に接続すると共に、このときの特徴量ＬＣ，ＲＣを診断部に状態情報特徴量として算出させる。また、診断部に、記憶部に設けた特徴量空間上において、上記の各診断情報特徴量のうちから、算出した診断対象のコイルについての状態情報特徴量と最も近い診断情報特徴量をサーチさせ、サーチによって得られた診断情報特徴量が学習用のコイルの上記の各状態（正常状態、種々の不良状態）のいずれに対応するものかに基づいて、診断対象のコイルの状態を診断（試験）する。

特開２０１２−５８２２１号公報（第７−１２頁、第１−９図）

ところが、上記したコイル試験装置には、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、このコイル試験装置では、診断情報特徴量を算出するために学習用のコイルを予め複数用意する必要がある。このため、このコイル試験装置には、診断対象のコイルの良否を試験するだけの場合（正常ではないときに、不良状態の種類を判別する必要の無い場合）であっても、正常状態の学習用のコイルについては用意しなければならないため、手間がかかるという改善すべき課題が存在している。

本発明は、かかる課題を改善するためになされたものであり、手間をかけずに試験対象のコイルの良否を試験し得るコイル試験装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載のコイル試験装置は、試験対象のコイルに並列接続されるキャパシタンスＣが既知のコンデンサ回路と、インパルス電圧信号を発生させて前記コイルおよび前記コンデンサ回路に供給するインパルス電圧発生部と、前記インパルス電圧信号の供給によって前記コイルの両端間に発生する減衰振動電圧の信号波形を測定する測定部と、前記信号波形をサンプリングして当該信号波形の瞬時値を示す波形データに変換するＡ／Ｄ変換部と、前記減衰振動電圧の発生時における前記コイルおよび前記コンデンサ回路で構成される回路についての等価回路定数としての前記コイルのインダクタンスＬ、当該コイルのレジスタンスＲおよび前記コンデンサ回路の前記キャパシタンスＣのうちの当該インダクタンスＬおよび当該キャパシタンスＣの乗算値ＬＣと当該レジスタンスＲおよび当該キャパシタンスＣの乗算値ＲＣとを状態情報特徴量として前記波形データに基づいて算出する状態情報算出処理、並びに当該状態情報特徴量ＬＣ，ＲＣを診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆと比較して前記コイルの良否を判別するコイル試験処理を実行する処理部とを備えているコイル試験装置であって、前記診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出するための前記インダクタンスＬおよび前記レジスタンスＲのそれぞれについての上限値および下限値と、当該診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出するための前記インダクタンスＬおよび前記レジスタンスＲのそれぞれについての基準値および許容差とのうちのいずれかを前記処理部に入力するための入力部を備えている。

請求項２記載のコイル試験装置は、請求項１記載のコイル試験装置において、前記処理部は、前記入力部から前記インダクタンスＬおよび前記レジスタンスＲのそれぞれについての前記上限値および前記下限値を入力したときには、当該上限値、当該下限値および前記キャパシタンスＣに基づいて前記診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出する診断情報算出処理を実行する。

請求項３記載のコイル試験装置は、請求項１記載のコイル試験装置において、前記処理部は、前記入力部から前記インダクタンスＬおよび前記レジスタンスＲのそれぞれについての前記基準値および前記許容差を入力したときには、当該基準値、当該許容差および前記キャパシタンスＣに基づいて前記診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出する診断情報算出処理を実行する。

請求項４記載のコイル試験装置は、請求項２または３記載のコイル試験装置において、表示部を備え、前記処理部は、乗算値ＬＣおよび乗算値ＲＣのうちの一方を縦軸とし、当該乗算値ＬＣおよび当該乗算値ＲＣのうちの他方を横軸とする特徴量空間を前記表示部の画面上に表示させ、かつ当該特徴量空間上における前記算出した診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆで規定される位置に前記コイルについての判定エリアを示すエリア画像を表示させると共に前記算出した状態情報特徴量ＬＣ，ＲＣで規定される位置に状態情報画像を表示させる。

請求項１記載のコイル試験装置では、診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出するためのインダクタンスＬおよびレジスタンスＲのそれぞれについての上限値および下限値と、診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出するためのインダクタンスＬおよびレジスタンスＲのそれぞれについての基準値および許容差のうちのいずれかを処理部に入力するための入力部を備えている。

したがって、このコイル試験装置によれば、試験対象のコイルを試験する際に、診断情報特徴量を算出するために学習用のコイルを予め用意する必要が無いため、手間をかけずに試験対象のコイルの良否（良品（正常）状態であるか不良（異常）状態であるか）を試験することができる。

請求項２，３記載の測定装置によれば、処理部によって診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆが自動的に算出されるため、試験者が自ら診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出する構成と比較して、一層手間をかけずに試験対象のコイルの良否を試験することができる。

請求項４記載の測定装置によれば、表示部の画面上に表示された特徴量空間に、コイルについての判定エリアを示すエリア画像と共に状態情報画像が表示されるため、これらの画像に基づいて試験対象のコイルの良否を目視にて試験することができる。

コイル試験装置１の構成図である。 特徴量空間における各乗算値ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆと方形の判定エリアＡＲとの関係、およびこの判定エリアＡＲと状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅとの関係を示す説明図である。 特徴量空間における各乗算値ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆと円形の判定エリアＡＲとの関係、およびこの判定エリアＡＲと状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅとの関係を示す説明図である。

以下、コイル試験装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、コイル試験装置としてのコイル試験装置１の構成について、図面を参照して説明する。

コイル試験装置１は、図１に示すように、一対の接続端子２ａ，２ｂ、コンデンサ回路３、スイッチ４、インパルス電圧発生部５、測定部６、Ａ／Ｄ変換部７、処理部８、記憶部９、出力部１０および操作部１１を備え、一対の接続端子２ａ，２ｂ間に接続（直接的に接続、または不図示のプローブなどを介して間接的に接続）された試験対象のコイル（巻線）５１を試験する（絶縁耐力が不足しているか否かをチェックするための試験を行う）ことが可能に構成されている。また、本例のコイル試験装置１は、等価回路定数（インダクタンスＬおよびレジスタンスＲ）の異なる複数種類のコイル５１（本例では一例として、インダクタンスＬａおよびレジスタンスＲａのコイル５１ａ、およびインダクタンスＬｂおよびレジスタンスＲｂのコイル５１ｂの２種類のコイル５１を挙げて説明するが、３種類以上であってもよい）を試験対象として試験可能に構成されている。

なお、インダクタンスＬａ，Ｌｂについて特に区別しないときにはインダクタンスＬともいい、レジスタンスＲａ，Ｒｂについて特に区別しないときにはレジスタンスＲともいい、コイル５１ａ，５１ｂについて特に区別しないときにはコイル５１ともいう。また、コイル５１には、浮遊容量も存在していることから、コイルの等価回路定数には、上記のインダクタンスＬおよびレジスタンスＲに加えてキャパシタンスも存在している。しかしながら、このコイル５１に対して並列接続されるコンデンサ回路３の後述するキャパシタンス（容量値）Ｃの設計値（基準値）Ｃｒがこの浮遊容量に対して十分に大きな値に規定されているため、この浮遊容量は無視するものとする。

また、コイル５１ａについての良品時（良品状態のとき）のインダクタンスＬａおよびレジスタンスＲａ（例えばインダクタンスＬａおよびレジスタンスＲａの各設計値（基準値）Ｌａｒ，Ｒａｒ）は既知であるものとする。また、コイル５１ｂについての良品時（良品状態のとき）のインダクタンスＬｂおよびレジスタンスＲｂ（例えばインダクタンスＬｂおよびレジスタンスＲｂの各設計値（基準値）Ｌｂｒ，Ｒｂｒ）も既知であるものとする。また、インダクタンスＬの各設計値（基準値）Ｌａｒ，Ｌｂｒについて特に区別しないときには、設計値（基準値）Ｌｒともいい、レジスタンスＲａの各設計値（基準値）Ｒａｒ，Ｒｂｒについて特に区別しないときには、設計値（基準値）Ｒｒともいう。

また、コイル５１ａの良品時におけるそのインダクタンスＬａのばらつきの範囲（インダクタンス許容範囲）についても既知であるものとする。具体的には、設計値Ｌａｒを基準とする下側の許容差ΔＬａ１および上側の許容差ΔＬａ２の組、並びにインダクタンス許容範囲の下限値（最小値）Ｌａｍｉｎ（＝Ｌａｒ−ΔＬａ１）および上限値（最大値）Ｌａｍａｘ（＝Ｌａｒ＋ΔＬａ２）の組の少なくとも一方の組が既知であるものとする。また、コイル５１ａの良品時におけるそのレジスタンスＲａのばらつきの範囲（レジスタンス許容範囲）についても既知であるものとする。具体的には、設計値Ｒａｒを基準とする下側の許容差ΔＲａ１および上側の許容差ΔＲａ２の組、並びにレジスタンス許容範囲の下限値（最小値）Ｒａｍｉｎ（＝Ｒａｒ−ΔＲａ１）および上限値（最大値）Ｒａｍａｘ（＝Ｒａｒ＋ΔＲａ２）の組の少なくとも一方の組が既知であるものとする。

また、コイル５１ｂについても、その良品時におけるそのインダクタンスＬｂのばらつきの範囲（インダクタンス許容範囲）が既知であるものとする。具体的には、設計値Ｌｂｒを基準とする下側の許容差ΔＬｂ１および上側の許容差ΔＬｂ２の組、並びにインダクタンス許容範囲の下限値（最小値）Ｌｂｍｉｎ（＝Ｌｂｒ−ΔＬｂ１）および上限値（最大値）Ｌｂｍａｘ（＝Ｌｂｒ＋ΔＬｂ２）の組の少なくとも一方の組が既知であるものとする。また、コイル５１ｂの良品時におけるそのレジスタンスＲｂのばらつきの範囲（レジスタンス許容範囲）についても既知であるものとする。具体的には、設計値Ｒｂｒを基準とする下側の許容差ΔＲｂ１および上側の許容差ΔＲｂ２の組、並びにレジスタンス許容範囲の下限値（最小値）Ｒｂｍｉｎ（＝Ｒｂｒ−ΔＲｂ１）および上限値（最大値）Ｒｂｍａｘ（＝Ｒｂｒ＋ΔＲｂ２）の組の少なくとも一方の組が既知であるものとする。

なお、設計値Ｌｒの各下側の許容差ΔＬａ１，ΔＬｂ１について特に区別しないときには許容差ΔＬ１ともいい、各上側の許容差ΔＬａ２，ΔＬｂ２について特に区別しないときには許容差ΔＬ２ともいう。また、設計値Ｒｒの各下側の許容差ΔＲａ１，ΔＲｂ１について特に区別しないときには許容差ΔＲ１ともいい、各上側の許容差ΔＲａ２，ΔＲｂ２について特に区別しないときには許容差ΔＲ２ともいう。また、インダクタンス許容範囲の各下限値Ｌａｍｉｎ，Ｌｂｍｉｎについて特に区別しないときには下限値Ｌｍｉｎともいい、各上限値Ｌａｍａｘ，Ｌｂｍａｘについて特に区別しないときには上限値Ｌｍａｘともいう。また、レジスタンス許容範囲の各下限値Ｒａｍｉｎ，Ｒｂｍｉｎについて特に区別しないときには下限値Ｒｍｉｎともいい、各上限値Ｒａｍａｘ，Ｒｂｍａｘについて特に区別しないときには上限値Ｒｍａｘともいう。

一対の接続端子２ａ，２ｂのうちの一方の接続端子２ａは、スイッチ４を介してインパルス電圧発生部５の一対の出力端子５ａ，５ｂのうちの一方の出力端子５ａに接続されている。また、他方の接続端子２ｂは、インパルス電圧発生部５の他方の出力端子５ｂに接続されている。

コンデンサ回路３は、１または２以上の不図示のコンデンサで構成されて、全体としてのキャパシタンス（容量値）Ｃの設計値（基準値）Ｃｒが一定（既知）であって、かつこのキャパシタンスＣのばらつきの範囲（キャパシタンス許容範囲）の下限値（最小値）Ｃｍｉｎ（≫コイル５１の浮遊容量）および上限値（最大値）Ｃｍａｘ（＞Ｃｒ＞Ｃｍｉｎ）も既知であるものとする。また、コンデンサ回路３は、一対の接続端子２ａ，２ｂ間に接続されている。

スイッチ４は、一端が接続端子２ａに接続され、他端がインパルス電圧発生部５の一方の出力端子５ａに接続されている。また、スイッチ４は、例えば、リレーで構成されて、処理部８によってオン・オフ状態が制御可能となっている。

インパルス電圧発生部５は、予め規定された高電圧値のインパルス電圧信号Ｖｐを一対の出力端子５ａ，５ｂ間から出力可能に構成されている。また、インパルス電圧発生部５は、一例として、処理部８からの出力開始指示を入力したタイミングでインパルス電圧信号Ｖｐを出力する。

測定部６は、一対の接続端子２ａ，２ｂ間に発生する電圧（後述する減衰振動電圧）ｖについての信号波形を測定すると共に、測定した信号波形を予め規定された増幅率で増幅することにより、振幅が後段のＡ／Ｄ変換部７の入力定格内となる検出信号Ｓａとして出力する。Ａ／Ｄ変換部７は、入力した検出信号Ｓａを予め規定されたサンプリング周期でサンプリングすることにより、検出信号Ｓａの信号波形の瞬時値を示す波形データＤ１（測定部６での増幅率やＡ／Ｄ変換部７の分解能（１ビット当たりの電圧値）が既知であることから、減衰振動電圧ｖの瞬時値を示す波形データＤ１とも言える）に変換して出力する。

処理部８は、例えばＣＰＵで構成されて、記憶部９に記憶されている動作プログラムに基づいて動作して、スイッチ４に対する制御処理、インパルス電圧発生部５に対する制御処理、試験対象のコイル５１を試験するための基準となる診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出する診断情報算出処理、試験対象のコイル５１から得られたコイルの状態を示す特徴量である状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅを算出する状態情報算出処理、およびコイル試験処理を実行する。

記憶部９は、ＲＯＭおよびＲＡＭなどの種々の半導体メモリや、ハードディスクおよびフラッシュメモリなどを用いたドライブ装置で構成されている。この記憶部９には、処理部８を構成するＣＰＵのための動作プログラム、コンデンサ回路３のキャパシタンスＣについての下限値Ｃｍｉｎおよび上限値Ｃｍａｘが予め記憶されている。また、記憶部９には、状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅおよび診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを記憶するための特徴量空間が設けられている。この特徴量空間とは、後述するインダクタンスＬおよびキャパシタンスＣの乗算値ＬＣを横軸および縦軸のうちの一方の軸（本例では横軸）とし、レジスタンスＲおよびキャパシタンスＣの乗算値ＲＣを横軸および縦軸のうちの他方の軸（本例では縦軸）とする座標空間（直交座標空間）である。

また、このコイル試験装置１では、一対の接続端子２ａ，２ｂ間に試験対象のコイル５１が接続されたときには、このコイル５１とコンデンサ回路３とが並列接続状態となる。そして、このコイル５１およびコンデンサ回路３にオン状態のスイッチ４を介してインパルス電圧発生部５からインパルス電圧信号Ｖｐが供給された直後に、スイッチ４がオフ状態に制御されたときには、コイル５１およびコンデンサ回路３で構成される回路（コイル５１についての等価回路のインダクタおよびレジスタと、コンデンサ回路３のキャパシタとからなるＬＣＲ直列回路）に、インパルス電圧信号Ｖｐの供給に起因して、不図示の減衰振動電流が流れ、この減衰振動電流がコイル５１を流れることで、コイル５１の両端間（つまり、接続端子２ａ，２ｂ間）に減衰振動電圧ｖが発生する。また、この減衰振動電圧ｖについては、背景技術で説明した上記の特許文献１に開示されている等式（同公報中の式（１））と同じ下記の式（１）が成り立つ。
ＬＣ・ｄ^２ｖ／ｄｔ^２＋ＲＣ・ｄｖ／ｄｔ＋ｖ＝０ ・・・ （１）
ここで、Ｌ，Ｒ，Ｃは、コイル５１およびコンデンサ回路３の直列回路についての等価回路定数であるが、上記したようにコイル５１に対して並列接続されるコンデンサ回路３のキャパシタンスＣの設計値（基準値）Ｃｒはコイル５１の浮遊容量に対して十分に大きな値に規定されているため、この浮遊容量は無視できる。このことから、このＬおよびＲは、コイル５１の等価回路定数であるインダクタンスＬおよびレジスタンスＲであり、このＣは、コンデンサ回路３のキャパシタンスＣである。

また、上記の特許文献１に開示されている等式と同じ上記式（１）が成り立つことから、本例のコイル試験装置１の処理部８でも、動作プログラムの実行の際に、公知の手法（例えば、特許文献１に開示されている式（同公報中の式（３））と同じ式を使用する手法）を用いて、コイル５１およびコンデンサ回路３で構成される回路（上記のＬＣＲ直列回路）についての等価回路定数であるインダクタンスＬおよびキャパシタンスＣの乗算値ＬＣ、並びにレジスタンスＲおよびキャパシタンスＣの乗算値ＲＣ、つまり特徴量ＬＣ，ＲＣを算出することが可能となっている。

出力部１０は、一例として、ＬＣＤなどのディスプレイ装置を有する表示部として構成されて、処理部８から出力されたコイル５１についての試験結果を画面に表示する。なお、出力部１０は、ディスプレイ装置に代えて、種々のインターフェース回路で構成してもよく、例えば、メディアインターフェース回路としてリムーバブルメディアに試験結果を記憶させたり、ネットワークインターフェース回路としてネットワーク経由で外部装置に試験結果を伝送させたりする構成を採用することもできる。

操作部１１は、入力部の一例であって、例えば、押下されたときに試験開始指示を示す信号を処理部８に出力可能なスタートキーと、試験対象としてコイル試験装置１に接続されるコイル５１についての良品時のインダクタンスＬのばらつきの範囲およびレジスタンスＲのばらつきの範囲を特定するための範囲情報（設計値Ｌｒ，Ｒｒおよび許容差ΔＬ１，ΔＬ２，ΔＲ１，ΔＲ２、または下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎおよび上限値Ｌｍａｘ，Ｒｍａｘ）を入力するためのテンキー等を備えている。なお、入力部は、操作部１１に限定されず、例えば、外部装置とデータ通信可能な通信部として、この外部装置から通信部を介して処理部８に、上記の試験開始指示や、上記の範囲情報を入力する構成を採用することもできる。

次に、コイル試験装置１を用いたコイル５１の試験方法について、コイル試験装置１の動作と共に説明する。なお、試験対象のコイル５１についてのインダクタンスＬおよびレジスタンスＲの各下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎおよび各上限値Ｌｍａｘ，Ｒｍａｘを操作部１１から入力する例を挙げて説明する。

最初に、試験対象としてコイル５１ａを試験する場合について説明する。まず、試験する者（以下、試験者ともいう）は、コイル５１ａをコイル試験装置１の一対の接続端子２ａ，２ｂ間に接続する。

次いで、試験者は、操作部１１を操作することにより、試験対象であるコイル５１についてのインダクタンスＬおよびレジスタンスＲの各下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎおよび各上限値Ｌｍａｘ，Ｒｍａｘ（この例では、コイル５１ａについてのインダクタンスＬａおよびレジスタンスＲａの各下限値Ｌａｍｉｎ，Ｒａｍｉｎおよび各上限値Ｌａｍａｘ，Ｒａｍａｘ）を処理部８に入力する。処理部８は、入力した各下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎおよび各上限値Ｌｍａｘ，Ｒｍａｘ（この例では、各下限値Ｌａｍｉｎ，Ｒａｍｉｎおよび各上限値Ｌａｍａｘ，Ｒａｍａｘ）を記憶部９に記憶させる。

続いて、処理部８は、診断情報算出処理を実行する。この診断情報算出処理では、処理部８は、記憶部９に記憶されているインダクタンスＬおよびレジスタンスＲについての各下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎおよび各上限値Ｌｍａｘ，Ｒｍａｘと、キャパシタンスＣについての下限値Ｃｍｉｎおよび上限値Ｃｍａｘとに基づいて、診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出して記憶部９の特徴量空間に記憶させる。

具体的には、処理部８は、インダクタンスＬの下限値ＬｍｉｎとキャパシタンスＣの下限値Ｃｍｉｎとの乗算値ＬＣｒｅｆ１（＝Ｌｍｉｎ×Ｃｍｉｎ）、およびレジスタンスＲの下限値ＲｍｉｎとキャパシタンスＣの下限値Ｃｍｉｎとの乗算値ＲＣｒｅｆ１（＝Ｒｍｉｎ×Ｃｍｉｎ）を算出して、これらを診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆの１つである第１診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ１，ＲＣｒｅｆ１として記憶部９に記憶させる。また、処理部８は、インダクタンスＬの上限値ＬｍａｘとキャパシタンスＣの上限値Ｃｍａｘとの乗算値ＬＣｒｅｆ２（＝Ｌｍａｘ×Ｃｍａｘ）、およびレジスタンスＲの上限値ＲｍａｘとキャパシタンスＣの上限値Ｃｍａｘとの乗算値ＲＣｒｅｆ２（＝Ｒｍａｘ×Ｃｍａｘ）を算出して、これらを診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆの他の１つである第２診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ２，ＲＣｒｅｆ２として記憶部９に記憶させる。これにより、診断情報算出処理が完了する。

次いで、操作部１１に対する操作が行われて（スタートボタンが操作されて）、試験開始指示を示す信号が処理部８に出力されると、処理部８は、この信号の入力を検出して、状態情報算出処理を実行し、次いでコイル試験処理を実行する。

この状態情報算出処理では、処理部８は、まず、スイッチ４に対する制御を実行して、オン状態に移行させる。次いで、処理部８は、インパルス電圧発生部５に対して出力開始指示を出力してインパルス電圧信号Ｖｐを出力させると共に、インパルス電圧信号Ｖｐの出力が完了した直後にスイッチ４に対する制御を実行してオフ状態に移行させる。これにより、コイル５１の両端間（接続端子２ａ，２ｂ間）には、インパルス電圧信号Ｖｐの印加に起因して、コイル５１とコンデンサ回路３とで形成される直列共振回路に基づく減衰振動電圧ｖが発生する。

測定部６は、この減衰振動電圧ｖについての信号波形を測定すると共に、検出信号Ｓａを生成してＡ／Ｄ変換部７に出力する。Ａ／Ｄ変換部７は、この検出信号Ｓａをサンプリングして波形データＤ１に変換し、処理部８に出力する。処理部８は、この波形データＤ１を取得（例えば、１周期分程度取得）して、記憶部９に記憶させる。

続いて、処理部８は、記憶部９に記憶されている波形データＤ１に基づいて、コイル５１およびコンデンサ回路３の直列回路についての等価回路定数であるインダクタンスＬとキャパシタンスＣとの乗算値ＬＣ、およびレジスタンスＲとキャパシタンスＣとの乗算値ＲＣを算出して、これらを状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅとして記憶部９の特徴量空間に記憶させる。これにより、状態情報算出処理が完了する。

次に実行するコイル試験処理では、処理部８は、記憶部９の特徴量空間に記憶されている診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆ（この例では、第１診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ１，ＲＣｒｅｆ１と、第２診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ２，ＲＣｒｅｆ２の２つ）と、状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅとに基づいて、試験対象としてコイル試験装置１に接続されているコイル５１ａの良否を試験（診断）する。

具体的には、処理部８は、図２に示すように、記憶部９に設けられた特徴量空間に記憶されている第１診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ１，ＲＣｒｅｆ１と、第２診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ２，ＲＣｒｅｆ２とで規定されるコイル５１ａについての判定エリアＡＲａ（同図に示すように、この乗算値ＬＣを横軸とし、かつ乗算値ＲＣを縦軸とする特徴量空間における座標値（ＬＣｒｅｆ１，０）を通って縦軸と平行な直線Ｓ１、座標値（ＬＣｒｅｆ２，０）を通って縦軸と平行な直線Ｓ２、座標値（０，ＲＣｒｅｆ１）を通って横軸と平行な直線Ｓ３、および座標値（０，ＲＣｒｅｆ２）を通って横軸と平行な直線Ｓ４で囲まれた方形のエリア（実線で囲まれて、内部に斜線が付されたエリア））内に状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅが含まれているか否かを判別して、符号Ｐ１で示される状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅのように判定エリアＡＲａ内に含まれているときには、コイル５１ａは良品状態にあると診断し、一方、符号Ｐ２で示される状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅのように判定エリアＡＲａ内に含まれていないときには、コイル５１ａは不良状態（異常状態）にあると診断する。また、処理部８は、この診断（試験）結果を記憶部９に記憶させると共に、出力部１０に出力して画面に表示させる。これにより、コイル５１ａについてのコイル試験処理が完了する。

次に、新たなコイル５１ｂを試験対象として試験する場合には、上記したコイル５１ａのときと同様にして、試験者は、まず、コイル５１ｂをコイル試験装置１の一対の接続端子２ａ，２ｂ間に接続し、次いで、操作部１１を操作することにより、試験対象であるコイル５１ｂについてのインダクタンスＬｂおよびレジスタンスＲｂの各下限値Ｌｂｍｉｎ，Ｒｂｍｉｎおよび各上限値Ｌｂｍａｘ，Ｒｂｍａｘ）を処理部８に入力し、続いて、操作部１１を操作することにより、試験開始指示を示す信号を処理部８に入力する。

これにより、処理部８が、診断情報算出処理を実行して、記憶部９に記憶されている各下限値Ｌｂｍｉｎ，Ｒｂｍｉｎおよび各上限値Ｌｂｍａｘ，Ｒｂｍａｘと、下限値Ｃｍｉｎおよび上限値Ｃｍａｘとに基づいて、新たな診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出して記憶部９の特徴量空間に記憶させる。

この場合、処理部８は、インダクタンスＬｂの下限値ＬｂｍｉｎとキャパシタンスＣの下限値Ｃｍｉｎとの乗算値ＬＣｒｅｆ１（＝Ｌｂｍｉｎ×Ｃｍｉｎ）、およびレジスタンスＲｂの下限値ＲｂｍｉｎとキャパシタンスＣの下限値Ｃｍｉｎとの乗算値ＲＣｒｅｆ１（＝Ｒｂｍｉｎ×Ｃｍｉｎ）を新たに算出して、これらを新たな第１診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ１，ＲＣｒｅｆ１として記憶部９に記憶させる。また、処理部８は、インダクタンスＬｂの上限値ＬｂｍａｘとキャパシタンスＣの上限値Ｃｍａｘとの乗算値ＬＣｒｅｆ２（＝Ｌｂｍａｘ×Ｃｍａｘ）、およびレジスタンスＲｂの上限値ＲｂｍａｘとキャパシタンスＣの上限値Ｃｍａｘとの乗算値ＲＣｒｅｆ２（＝Ｒｂｍａｘ×Ｃｍａｘ）を新たに算出して、これらを新たな第２診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ２，ＲＣｒｅｆ２として記憶部９に記憶させる。

また、処理部８は、状態情報算出処理を実行して、新たな状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅを算出して記憶部９に記憶させる。この場合、処理部８は、インパルス電圧信号Ｖｐの印加に起因して、コイル５１ｂとコンデンサ回路３とで形成される直列共振回路に基づく減衰振動電圧ｖについての波形データＤ１から、コイル５１ｂおよびコンデンサ回路３の直列回路についての等価回路定数であるインダクタンスＬとキャパシタンスＣとの乗算値ＬＣ、およびレジスタンスＲとキャパシタンスＣとの乗算値ＲＣを新たに算出して、これらを新たな状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅとして記憶部９の特徴量空間に記憶させる。

また、処理部８は、コイル試験処理を実行して、記憶部９の特徴量空間に記憶されている新たな診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆ（新たな第１診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ１，ＲＣｒｅｆ１と、新たな第２診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ２，ＲＣｒｅｆ２の２つ）と、新たな状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅとに基づいて、試験対象としてコイル試験装置１に接続されているコイル５１ｂの良否を試験（診断）する。

この場合、図２に示すように、記憶部９に設けられた特徴量空間に記憶されている新たな第１診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ１，ＲＣｒｅｆ１と、新たな第２診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ２，ＲＣｒｅｆ２とにより、判定エリアＡＲａと同様にして、コイル５１ｂについての新たな判定エリアＡＲｂ（破線で囲まれて、内部に斜線が付された方形のエリア）が規定される。処理部８は、コイル５１ｂについての新たな状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅがこの判定エリアＡＲｂ内に含まれているか否かを判別して、符号Ｐ３で示される状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅのように判定エリアＡＲｂ内に含まれているときには、コイル５１ｂは良品状態にあると診断し、一方、符号Ｐ４で示される状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅのように判定エリアＡＲｂ内に含まれていないときには、コイル５１ｂは不良状態（異常状態）にあると診断する。また、処理部８は、この診断（試験）結果を記憶部９に記憶させると共に、出力部１０に出力して画面に表示させる。これにより、コイル５１ｂについてのコイル試験処理が完了する。

なお、上記のコイル試験装置１では、試験対象のコイル５１についてのインダクタンスＬおよびレジスタンスＲの各下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎおよび各上限値Ｌｍａｘ，Ｒｍａｘを操作部１１から入力する構成を採用して、処理部８が、コイル５１についての判定エリアＡＲａ，ＡＲｂ（以下、特に区別しないときには、判定エリアＡＲともいう）を規定するための診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆ（第１診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ１，ＲＣｒｅｆ１、および第２診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ２，ＲＣｒｅｆ２）を、診断情報算出処理においてこの各下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎおよび各上限値Ｌｍａｘ，Ｒｍａｘに基づいて算出しているが、この構成に限定されない。

例えば、試験対象のコイル５１についてのインダクタンスＬおよびレジスタンスＲの各設計値Ｌｒ，Ｒｒおよび許容差ΔＬ１，ΔＬ２，ΔＲ１，ΔＲ２を操作部１１から入力する構成を採用することもできる。この構成のコイル試験装置１では、処理部８は、インダクタンスＬについての設計値Ｌｒおよび許容差ΔＬ１，ΔＬ２に基づいて、インダクタンス許容範囲の下限値Ｌｍｉｎ（＝Ｌｒ−ΔＬ１）および上限値Ｌｍａｘ（＝Ｌｒ＋ΔＬ２）を算出すると共に、レジスタンスＲについての設計値Ｒｒおよび許容差ΔＲ１，ΔＲ２に基づいて、レジスタンス許容範囲の下限値Ｒｍｉｎ（＝Ｒｒ−ΔＲ１）および上限値Ｒｍａｘ（＝Ｒｒ＋ΔＲ２）を算出する。そして、処理部８は、コイル５１についての判定エリアＡＲを規定するための診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆ（第１診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ１，ＲＣｒｅｆ１、および第２診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ２，ＲＣｒｅｆ２）を、このようにして算出した各下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎおよび各上限値Ｌｍａｘ，Ｒｍａｘに基づいて算出する。よって、この構成においても、試験対象のコイル５１についてのインダクタンスＬおよびレジスタンスＲの各下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎおよび各上限値Ｌｍａｘ，Ｒｍａｘを操作部１１から入力する構成と同様にして、コイル５１の良否を試験（診断）することが可能である。

このように、このコイル試験装置１では、診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆ（本例では、第１診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ１，ＲＣｒｅｆ１および第２診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ２，ＲＣｒｅｆ２）を算出するためのコイル５１についてのインダクタンスＬおよびレジスタンスＲのそれぞれについての各下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎおよび各上限値Ｌｍａｘ，Ｒｍａｘと、診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出するためのコイル５１についてのインダクタンスＬおよびレジスタンスＲのそれぞれについての設計値（基準値）Ｌｒ，Ｒｒおよび許容差ΔＬ１，ΔＬ２，ΔＲ１，ΔＲ２のいずれか一方または双方を処理部８に入力するための操作部１１などの入力部を備えて、各下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎおよび各上限値Ｌｍａｘ，Ｒｍａｘと、設計値（基準値）Ｌｒ，Ｒｒおよび許容差ΔＬ１，ΔＬ２，ΔＲ１，ΔＲ２とのいずれか一方または双方を取得する。

したがって、このコイル試験装置１によれば、試験対象のコイル５１を試験する際に、正常状態の学習用のコイルを用意する必要が無く、このコイル５１についての上記の各値（下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎなど）を入力するだけでよいため、手間をかけずに試験対象のコイル５１の良否（良品状態であるか不良状態であるか）を試験することができる。

また、このコイル試験装置１では、処理部８が、操作部１１などの入力部からインダクタンスＬおよびレジスタンスＲのそれぞれについての各下限値Ｌｍｉｎ，Ｒｍｉｎおよび各上限値Ｌｍａｘ，Ｒｍａｘを入力したときには、これらの各値と既知のキャパシタンスＣ（キャパシタンスＣｍａｘ，Ｃｍｉｎ）とに基づいて診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出する診断情報算出処理を実行し、また入力部からインダクタンスＬおよびレジスタンスＲのそれぞれについての設計値（基準値）Ｌｒ，Ｒｒおよび許容差ΔＬ１，ΔＬ２，ΔＲ１，ΔＲ２を入力したときには、これらの各値と既知のキャパシタンスＣに基づいて診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出する診断情報算出処理を実行する。

したがって、このコイル試験装置１によれば、処理部８によって診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆが自動的に算出されるため、試験者が自ら診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出する構成と比較して、一層手間をかけずに試験対象のコイル５１の良否を試験することができる。

なお、上記のコイル試験装置１では、処理部８が診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを自動的に算出する好ましい構成を採用しているが、試験者が自ら診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出すると共に、算出した診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆ（つまり、既知の診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆ）を操作部１１などの入力部を介して処理部８に入力する構成を採用することもできる。

また、上記のコイル試験装置１では、処理部８は、図２に示すように、特徴量空間において判定エリアＡＲを方形のエリアとして規定しているが、この構成に限定されず、例えば、図３に示すように、判定エリアＡＲを円形のエリアとして規定する構成を採用することもできる。この場合、処理部８は、一例として、診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆとしての２つの第１診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ１，ＲＣｒｅｆ１および第２診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ２，ＲＣｒｅｆ２を結ぶ特徴量空間での不図示の線分を直径とする円を判定エリアＡＲとして規定することができる。そして、この構成においても、処理部８は、符号Ｐ１で示される状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅのように判定エリアＡＲａ内に含まれていないコイル５１については不良状態にあると診断することができ、一方、符号Ｐ２で示される状態情報特徴量ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅのように判定エリアＡＲａ内に含まれているコイル５１については良品状態にあると診断することができる。

また、上記のコイル試験装置１では、試験対象であるコイル５１が良品状態であるか不良状態であるかの診断（試験）結果を処理部８が出力部１０を構成する表示部の画面上に表示させる構成を採用しているが、図２，３に図示されている内容を表示部の画面上に画像として表示させる構成、つまり、乗算値ＬＣおよび乗算値ＲＣのうちの一方を縦軸とし、乗算値ＬＣおよび乗算値ＲＣのうちの他方を横軸とする特徴量空間を画面上に表示させ、かつこの特徴量空間上における算出した診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆで規定される位置にコイル５１についての判定エリアＡＲを示すエリア画像（例えば、図２，３に示すようにエリアの外縁が実線や破線で表示され、かつこのエリア内に斜線が表示された画像）を表示させると共に、算出した状態情報特徴量ＬＣ，ＲＣ（ＬＣｔｅ，ＲＣｔｅ）で規定される位置に状態情報画像（例えば、図２，３に示すように白丸の画像）を表示させる構成を採用することもできる。この構成を採用することにより、試験者は、画面に表示されているこれらの画像に基づいて試験対象のコイル５１の良否を目視にて診断（試験）することができる。

１ コイル試験装置
３ コンデンサ回路
５ インパルス電圧発生部
６ 測定部
７ Ａ／Ｄ変換部
８ 処理部
５１ コイル
Ｃ キャパシタンス
Ｄ１ 波形データ
ｆ 振動周波数
Ｌ インダクタンス
Ｒ レジスタンス
ｖ 減衰振動電圧
Ｖｐ インパルス電圧信号

Claims (4)

1. 試験対象のコイルに並列接続されるキャパシタンスＣが既知のコンデンサ回路と、インパルス電圧信号を発生させて前記コイルおよび前記コンデンサ回路に供給するインパルス電圧発生部と、前記インパルス電圧信号の供給によって前記コイルの両端間に発生する減衰振動電圧の信号波形を測定する測定部と、前記信号波形をサンプリングして当該信号波形の瞬時値を示す波形データに変換するＡ／Ｄ変換部と、前記減衰振動電圧の発生時における前記コイルおよび前記コンデンサ回路で構成される回路についての等価回路定数としての前記コイルのインダクタンスＬ、当該コイルのレジスタンスＲおよび前記コンデンサ回路の前記キャパシタンスＣのうちの当該インダクタンスＬおよび当該キャパシタンスＣの乗算値ＬＣと当該レジスタンスＲおよび当該キャパシタンスＣの乗算値ＲＣとを状態情報特徴量として前記波形データに基づいて算出する状態情報算出処理、並びに当該状態情報特徴量ＬＣ，ＲＣを診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆと比較して前記コイルの良否を判別するコイル試験処理を実行する処理部とを備えているコイル試験装置であって、
   前記診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出するための前記インダクタンスＬおよび前記レジスタンスＲのそれぞれについての上限値および下限値と、当該診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出するための前記インダクタンスＬおよび前記レジスタンスＲのそれぞれについての基準値および許容差とのうちのいずれかを前記処理部に入力するための入力部を備えているコイル試験装置。
2. 前記処理部は、前記入力部から前記インダクタンスＬおよび前記レジスタンスＲのそれぞれについての前記上限値および前記下限値を入力したときには、当該上限値、当該下限値および前記キャパシタンスＣに基づいて前記診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出する診断情報算出処理を実行する請求項１記載のコイル試験装置。
3. 前記処理部は、前記入力部から前記インダクタンスＬおよび前記レジスタンスＲのそれぞれについての前記基準値および前記許容差を入力したときには、当該基準値、当該許容差および前記キャパシタンスＣに基づいて前記診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆを算出する診断情報算出処理を実行する請求項１記載のコイル試験装置。
4. 表示部を備え、
   前記処理部は、乗算値ＬＣおよび乗算値ＲＣのうちの一方を縦軸とし、当該乗算値ＬＣおよび当該乗算値ＲＣのうちの他方を横軸とする特徴量空間を前記表示部の画面上に表示させ、かつ当該特徴量空間上における前記算出した診断情報特徴量ＬＣｒｅｆ，ＲＣｒｅｆで規定される位置に前記コイルについての判定エリアを示すエリア画像を表示させると共に前記算出した状態情報特徴量ＬＣ，ＲＣで規定される位置に状態情報画像を表示させる請求項２または３記載のコイル試験装置。

Images