JPH0318725A - 電磁開閉器のうなり音判定装置 - 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％電磁開閉器を励磁したとき生じるうなり音の
良．不良を判定するｔ磁開閉器のうなり音判定装ｆｔｇ
こ関する。

〔従来の技術〕

電磁開閉器を励磁電圧を印別して励磁したときに生じる
うなり音は耳ぎわリな騒音となるので、うなり音が低い
ｔｔｍ開閉器が良品として選択される。このためこのう
なり音の良．不良を判定するために従来第３図の構成ブ
ロック図からなるうなり音判定装置が知られている。図
ｌこおいて、うなり音判定装置は，励ａｍ圧発生器ｌ，
マイクロホ７２．増幅器３，バンドパスフィルタ４，判
定信号検出回路５および判定器１１からなっている。

このような構或により励ａｌｔ圧発生器１から出された
励磁電圧は試験すぺきｔ磁開閉器２０（／）Ｍ音をマイ
クロホン２で検出し、検出された音響信号は増幅器３で
所要のレベルに増幅され、増幅され？音響信号はバンド
パスフィルタ４に入力され、ここでうなり音特有の周波
数成分を抽出する。

判定信号検出回路５は、電磁開閉器加の励磁のＯＮ，Ｏ
ＦＦ時に生ずる衝撃音を以降の回路６こ取り込まないた
めのもので、前記励磁電圧発生器１からの励磁電圧信号
を入力させて動作させる。すなわち第４図の動作説明図
において、時Ｍｔｌで励ａＯＮ信号が入力されると、励
ｆｆｌｆこよる竃磁開閉器■の衝撃音が消滅する時刻ｔ
２で判定信号口路５はＯＮ状態となり、時刻ｔ３までの
音響信号が判定器１１４こ入力される。時刻ｔ４で励磁
電圧はＯＦＦとなり、再び衝撃音が発生するが、この時
は、判定信号検出回路５はＯＦＦ状態であって判定器１
１へ入力されない。判定器１１は時刻ｔ２〜ｔｓｆこ入
力された音響信号レベルと予め設定された基準値とを比
較し、うなり音ｉこより！磁開閉器のうなり音の良，不
良を判定する。

〔発明が解決しようとする課題〕

電磁開閉器におけるうなり音は、鉄心表面に付着した塵
埃，鉄心のわずかな変形，鉄心とケースとのセツテング
状態など（こよって発生し、耳ざわりな騒音となってユ
ーザからのクレームとなる。

したがって電磁開閉器の出荷時に出荷検査が行なわれ、
この出荷検査の中でうなり音６こよる良，不良の判定は
他の性能や品質の検査とともに全数に対して行われるが
、うなり音の良否判定レベル（判定器における基準値）
は安全側１こ考えて一般には低めｌこ設定される。

一方、このようなわずかなうなり音の発生の有無を識別
するためには、各種の機器が稼動している騒然とした生
産ラインの中では不可能である。

したがってうなり音判定のみを生産ラインと隔離した別
の場所で行うか、ラインの甲ｉこ工場騒音を遮断する防
音室を設けて行うかのいずれかが必要になる。このため
検査スペースの確保や設備投資上の問題のほか、運搬工
数，タクト時間の増大など′ｗＩＬＦｉＩｉ開閉器のよ
うな大量生腫機ｆｉ！ｉｆことっては、大きな問題点で
あった。上記の問題点を解決するものとして本出願人は
先ｆこ％願平１−４３５５４にてｖＩＩＬ磁開閉器のう
なり音とともｌこ生じる電磁開閉器のケースの振動を検
出し、うなり音発生時の所定υ）時間内ｆこて検出した
振動の波形ｉこ基づいて演算される波高値と、波形率を
予め設定された基準値と比較してうなり音の良，不良を
判定する電磁開閉器のうなり音判定ＷＩｔを提案してい
る。

しかしながら、うなり音は数ＫＨｚの広帯域周波数（こ
おいて発生する￥＆＠開閉器ケースの衝撃的な振動音で
あり、検出される振動レベルも時間的６こ変動する。

これＣこ対し、提案したうなり音判定装置では、第４図
に示したようｆこ特定の時刻ｔ２〜ｔ３ｃｌ）間に検出
した振動の原波形で判定しているため、時刻ｔ２〜ｔ３
間の一度でも、例えば第５図の時刻ｔ５おける沼のよう
ζこ判定レベルを超えても不良となる。このため、人の
聴感等の官能（こよる判定と一致しないケースも生じ、
さらに振動検出時刻の違いｆこよる良否判定のばらつき
の原因になる。つまり，時間的な微妙な変化を基準値ｉ
こ設定することができず、一般には基準値は低めのレベ
ルｉこ設定されるため、電磁開閉器のような大量生産品
ｌことっては不良率が高くなるという問題があり、本出
願人はこの点についてさらｌこ検肘を行なった。

本発明の目的は、電磁開閉器のうなり音とともＣこ生じ
る振動の波形を平均し、この平均波形からうなり音の良
，不良を判定することにより誤判定を少なくすることの
できる電磁開閉器のうなり音判定装置を提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するためｆこ、本発明（こよれば電磁開
閉器を印加する励磁電圧を発生する励磁竃圧発生器と、
このｔ磁開閉器のケースに取付けられ、このケースの振
動を測定する振動センサと、この振動センサから出力さ
れる信号を増幅する増幅器と、この増＠器から特定帯域
の周波数或分を抽出スルバンドパスフィルタと、このバ
ンドパスフィルタからの信号を所定Ｑ）周期で複数回検
出する判定信号検出回路と、この判定信号検出回路の出
力信号を包絡線検波する包絡線検波回路と，この検波回
路からの出力を加算平均する波形平均回路と、この波形
平均回路から出力される波形の波高値および波高率を演
算する演算回路と、この演算回路で演算された波高値と
波高率とをそれぞれ予め設定された基準値と比較する比
較回路と、この比較回路からの出力により前記［１ａ開
閉器のうなり音の良，不良の判定を表示する表示器とを
備えて電磁開閉器のうなり音判定ｆｃｌｉｔを構成する
ものとする。

〔作用〕

電磁開閉器に励磁電圧を印加すること（こよりうなり音
発生Ｃこ伴う４磁開閉器ケースの振動を測定した結果、
第６図に示すよう６こ大き＜３ｆ１類の振動波形に分類
されることが判明している。第６図６こおいて横軸は時
間，縦軸は振動力口速度の振巾を電気信号の電圧値で表
したもので波形（ａｌ　．　（ｂ）　．　（ｃｌはいず
れも同じ感度で測定した結果である。

この中騒音レベルの実測結果と検査員の聴感判断からう
なり音不良となるのは波形（ｃｌだけであり、波形（ａ
ｔ　ｔｂｌはその振動加速度振巾は波形（Ｃ）と同等で
あるが良品である。波形ｔａ）はＩＫＨｚ以下の・周波
数或分によって構成されており定常的である。波形（ｂ
ｌはＩＫＨｚ以上の周波数成分（こよって構成さ−れて
おりランダム状である。波形（ｃ）は波形（ｂ）とほぼ
同一の周波数成分であり、レベル変化もある。

また衝撃的な振動波形が繰り返されており、そＱ）繰り
返し周期はａｍ振動周期（＝１／ｗＪ磁周波数×２）と
一致する。うなり音の発生原因が鉄心間のわずかな隙間
１こよって生ずる衝突現象であることからも上記の測定
結果は妥当と考えられる。

また、上記の事実からうなり音の良否判別は単ｆこｉｔ
磁開閉器ケースの振動レベルりみでは正確（こ行えない
ことを示すものである。但し、波形（ｃｌのような振動
を生じても振動レベルが十分小さければうなり不良とな
らない。

このような波形の特徴から、波形ｔａ）と［ｂｌ　，　
（ｃ）とは適宜のフィルタ処理Ｃこよって選別すること
ができる。また，波形（ｂｌと（Ｃ）とは周期性の有無
による違いから．特定の周期で波形平均すれば、ランダ
ム状の波形（ｂｌはレベルが低下する。しかし、波形（
ｃ）の場合でも、広帯域の周波ａ或分を含んでいるため
，波形を単ｆこ検波し平均すると、周期的なビ一クが消
滅する。そこで、包絡繰検波した後（こ波形平均すると
、周期的な波形のみが顕著ｆこ現われ、平均的な波高値
や波高率として判定することができる。

第７図は波形１ｂｌ　，　（ｃ）を包絡森検波した後．
波形平均した状態を示すものであり、図から波形（ｂ）
と（ｄとはうなり音ｌこ特有な明ａな差異があることが
理解される。

なお、波高率とは次式で示される無次元量である。

したがってうなり音発生時に生じるＩＩ磁開閉器ｆこ取
付けられた振動センサから得られる出力信号ヲ増幅し、
バンドパスフィルタによりうなり音の良否判定１こ必要
な帯域の振動成分のみを通過させ、この通過した信号を
判定信号検出回路（こより所定均回路で加算平均して平
均された波形を求め、この平均波形からその波高値と波
高率とを予め設定された基準値と比較回路で比較してう
なり音の良，不良の判定を表示器｛こ表示する。

〔実施例〕

以下図而６こ基づいて本発明の実施例ｆこついて説明す
る。第１図は本発明の実施例ｆこよる電磁開閉器のうな
り音判定装置の構成ブロック図である。

第１図においてうなり音判定装置は試験すべき電磁開閉
器２０に印別してこれを作動させる励磁ｔ圧を発生する
励磁電圧発生器１と、電磁開閉器２０　（Ｊ）ケースｆ
こ取付けられ、電磁開閉器加のうなり音とともｆこ生じ
る振動を検出する振動センサ１２と、この振動センサ１
２からの振動の出力信号を増幅する増幅器ｌ３と、増幅
器１３からの増幅された出力信号から特定の周波数帯域
の周波数成分のみを抽出するバンドバスフィルタ１４　
（！：　，このバントハスフィルタｌ４からの出力信号
を前記励＠電圧発生器１からの信号を受けて所定の周期
で検出する判定信号検出回路１５と、この判定信号検出
回路ｌ５からの出力信号を包絡巌検波する包路線検波回
路１６と、包絡線検波された波形の加算平均した波形を
出力する波形平均回路ｌ７と、この波形平均回路１７で
形成された平均波形の波高値と波高率を演算する演算回
路１８と、この演算回路１８で演算された波高値と波高
率とを予め設定された基準値と比較する比較回路１９と
、この比較回路１９の出力によりうなり音の良，不良の
判定を表示する表示器２】とから構成される。

つぎにこのような構成を示す第１図と動作原理図を示す
第２図に基づいてうなり音の良，不良を判定する作用に
ついて説明する。第１図，第２図において，励磁電圧発
生器１によって励磁電圧を電磁開閉器加に印加すると電
磁開閉器Δ）はＯＮ状態となるが、その際鉄心表面に塵
埃が附看したり鉄心のわずかな変形やケースへのセッテ
ィング状態に不具合があるとうなり音を発生すると共に
電磁開閉器加のケースも振動する。このケースの振動を
振動センサ１２で検出し、増幅器ｌ３によって所要の信
号レベルに増幅した後、バンドパスフィルタ１４に加え
る。バンドパスフィルタ１４は，例えば前述した第６図
における波形（ａｔのようなうなり音と関係ない成分や
生産ラインにおいて各種の機器から発生する外乱振動成
分（数百Ｈｚ以下）を除去するためであり，これによっ
てうなり音の判定精度を向上させる。バンドバスフィル
ター４からの出力は判定信号検出回路ｌ５に加えられ、
一定の周期で取り込まれた信号１５ａが出力される。第
２図において、この周期Ｔは，励ｍ電源周波数をｆと１ すると，Ｔ”（／　　　）−ｎに設定され．ｆは励２●
ｆ ａｍ圧発生器１から信号が送られ、その後の取り込み時
間のトリガ信号として使用される。ここでｎは正の整数
であれば、周期的なうなり音を同じタイミングで抽出す
ることができる。なお、取り込み時間ｔは少なくともｅ
Ｔ　以上に設定されている。このようにして判定信号検
出回路１５から出力される信号１５ａは包絡縁検波回路
ｌ６に入力され第２図の波形加のように包絡線検波され
る。波形平均回路１７では、予め設定された回数の加算
平均が行なわれる。そしてこの波形平均された波形３１
（第２図参照）は演算回路ｌ８で波高値と波高率とが演
算され、比較回路１９で予め設定された基準値と比較さ
れ、波高値と波高率とが基準値を超えたときには不良の
信号が出力され、この信号により判定結果が表示！！　
１１２１に表示される。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば電磁開
閉器のうなり音とともに発生する電磁開閉器のケースの
振動を検出し、この振動を周期的に取り込んで包絡線検
波し、この検波した波形をＬ 加算平均した波形から波高値ゞｌｔ文波高率を演算し、
これらを予め設定した基準値と比較してうなり音の良，
不良を判定するようにしたことにより、・判定基準値を
明確に設定できるようになるので，うなり音の良，不良
の誤判定が減少し、生産性が向上するという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるｔｍ開閉器のうなり音判
定装置の構成ブロック図、第２図は第１図のうなり音判
定装置の主要部の動作原理図、第３図は従来の電磁開閉
器のうなり音判定装置の構或ブロック図、第４図は第３
図のうなり音判定装置の主要部の動作説明図、第５図は
先に提案したうなり音判定ｆ＆置の主要部の動作説明図
、第６図（ａｌ　＊　（ｂ）　．　（ｃｌは電磁開閉器
のケースの振動波形を示す図、第７図は第６図の振動波
形（ｂ）　，　（ｃ）を包結線検波した後波形平均した
波形を示す図である。 １：励＠電圧発生器、１２：振動センサ、ｉ３二増幅器
、ｌ４：パンドバスフィルタ、ｌ５：判定信号検出回路
、１６：包絡線検波回路、ｌ７：波形平均回路。 １８：演算回路、ｌ９：比較回路、２０：電磁開閉器、
第 ４ 図 第 ５ 図 第 ６ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）電磁開閉器に印加する励磁電圧を発生する励磁電圧
   発生器と、この電磁開閉器のケースに取付けられ、この
   ケースの振動を測定する振動センサと、この振動センサ
   から出力される信号を増幅する増幅器と、この増幅器か
   ら特定帯域の周波数成分を抽出するバンドパスフイルタ
   と、このバンドパスフィルタからの信号を所定の周期で
   複数回検出する判定信号検出回路と、この判定信号検出
   回路の出力信号を包絡線検波する包絡線検波回路と、こ
   の検波回路からの出力を加算平均する波形平均回路と、
   この波形平均回路から出力される波形の波高値および波
   高率を演算する演算回路と、この演算回路で演算された
   波高値と波高率とをそれぞれ予め設定された基準値と比
   較する比較回路と、この比較回路からの出力により前記
   電磁開閉器のうなり音の良，不良の判定を表示する表示
   器とを備えたことを特徴とする電磁開閉器のうなり音判
   定装置。