JPS608760A - 各種コイルの判定装置 - 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】 不発明は、電磁弁コイル、モータコイル、発ｔｋＬｅコ
イル、トランス等の各種のコイルの良否を判定する装置
に係り、特に各種コイルのレアーシュート（層間短絡）
、誤結線、捲数誤差を迅速にかつ正確に判別し得る判定
装置に関する。

従来、コイルの良否を判定するにはＱメータにより行う
ことが知られるところである。即ち、判定すべきコイル
にコンデンサを接続し、該コイルの自己インダクタンス
なＬ、抵抗分をＲとし、又コンデンサの容量をＣとした
ときｕｏＬ／Ｒ＝］／１．ｃＪｏｃＲで定まるＱの値を
計測して、判別していた。しかしながら、従来のＱメー
タによる方式では、計測されたＱの値によりレアーシュ
ートや捲数誤差等の不具合の発生を判別することは答易
なことではな（、計測者の勘に頼っているのが現状で、
迅速でかつ正確な判定を期待できず、判定作業の能率も
悪いといった欠点があった。更に近年コイルスコープな
るものも使用されるに至っているが、該コイルスコープ
は、良品のコイルと計測すべきコイルとの過渡応答性ａ
をスコープ面に映像させて目視により比較し、これによ
り計測すべきコイルの良否を判定しているが、コイルの
良否を判定するに際して、該判定すべきコイルの他に、
良品のコイルをもその都度選定して接続しなければなら
ず、判定作業が煩瑣であるはかりか、目視により良否を
判定するものであるから、製造工程等自動ライ・ン中に
組込んで自動的に良品の判定を行うことができす、作業
能率が悪いといった問題もあった。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、近年各種の分野に
利用されるに至っているマイクロコンピュータを効果的
に応用することで、コイルの良否の判定結果を直読し得
て、何等熟練を要することなく迅速にかつ正確に判定で
き、作業能率の向上を図り得る各種コイルの判定装置を
提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成すべく、判定すべきコイルに
サージ電圧を供与するサージ電圧発生回路と、該コイル
の理想的な過渡応答波形がディジタル符号化されて予め
記憶されたマイクロコンピュータトを有し、マイクロコ
ンピュータが前記サージ電圧の供与により判定すべきコ
イルに生ずる過渡応答波形欠ディジタル符号化しに後、
予め記憶された理想的なコイルの過渡応答波形における
ディジタル符号と比較演算をし、該演算結果を出力する
各種コイルの判定装置を特徴とするものである。

以下、本発明に係る各種コイルの判定装置の一実施例を
図面に基づき説明する。ます、判定装置の原理を第１図
及び第２図について説明すれば、第１図に示す如く、自
己インダクタンスＬ、と抵抗分Ｒ１とを有する判定され
るべきコイルＬＸに、浮遊容量をも含めて容量が既知の
コンデンサＣｓ　を付加し、該回路にスイッチＳＷ１を
介してディスチャージ用のコンデンサＣ０を接続する。

コンデンサＣ８には予め所定の電圧ＦＪＳをチャージし
てお（。そして、スイッチＳＷＩを投入すれば、コンデ
ンサＣｏの電圧ＥＳがスイッチＳＷ、を経て、コンデン
サＣ５とコイルＬＸとに供与され、該コイルＬｘの両端
には、第２図に示す如き過渡応答電圧波形が生ずる。前
記コイルしＸとコンデンサＣ５とが垢２　（４Ｌ、　（
Ｃｓなる条件ケ満たして振動的ならば、第２図における
過渡応答電圧波形の振動周波数ｆはｆ−］／２π白−５
となる。又第２図において、互＝ωＬ＋／Ｒｓである。

従って、過渡応答波形からＱとインダクタンスＬ１とを
めることができ、コイルＬｘの良否な判定できる。例え
ば所定の捲数に対し、て、相違する場合、所謂捲数違い
の時には、インダクタンスＬ１が相違することから所定
の捲数のコイルに対し前記振動周波数ｆが変化をする。

コイルＬｘがレアーシュートしている時にあっては、イ
ンダクタンスの変化はもとより、コイルＬｘ内でのエネ
ルギーの損失が生ずることから、過渡応答波形が太き（
変化する。つまり、過渡応答波形を観測すれば、コイル
Ｌｘの良品を判定できることになる。

本発明は、以上の原理を利用したもので、第３図に示す
如（良否が判定されるべきコイルＬｘにサージ電圧発生
回路１が接続されており、更にコイルＬｘには過渡応答
電圧波形を検出して、ディジタル符号化をした後、記憶
するディジタルメモリ２が接続され、該ディジタル符号
化された過渡応答電圧波形と、理想的な良品のコイルの
ディジタル符号化された過渡応答電圧波形とをマイクロ
コンピュータ３が比較演算をし、該演算結果を出力する
ようになっている。

前記ディジタルメモリ２はマイクロコンピュータ３に組
込まれたものを使用し、又コイルＬｘには第１図に示す
如きコンデンサＣｓが接続されることは勿論である。デ
ィジタルメモリ２は、第４図に示す如く、過渡応答電圧
波形を所定個数、例えば５０個の比較判定点をプロット
してディジタル符号化をし、該ディジタル符号を記憶し
ておく。一方、マイクロコンピュータ３にも、理想的な
コイルのディジタル符号化された過渡応答電圧波形が予
め記憶されており、該ディジタル符号化においても、判
定されるべきコイルＬｘの過渡応答電圧波形をディジタ
ル符号化する際の第４図に示す如き時間軸（横軸）に対
し同一時に過渡応答電圧波形をプロットし、ディジタル
符号化することは勿論である。マイクロコンピユータに
理想的なコイルのディジタル符号化された過渡応答電圧
波形を記憶させるには、第３図に示すコイルＬｘに代え
て良品のコイルを接続して行えばよく、又複数の良品の
コイルの過渡応答電圧波形を計測して、その平均値を内
部に記憶させることもできる。マイクロコンピュータ３
は理想的なコイルの過渡応答電圧波形と、判足すべきコ
イルＬｘの過渡応答電圧波形とを比較演算し、該演算結
果を表示装置にて表示させる他に、プリンターにてプリ
ント了ウドし、更には、前記理想的なコイルの過渡応答
電圧波形と判足すべきコイルＬｘの過渡応答電圧波形と
を、同時にＣ，Ｒ，Ｔ　（ｃａｔｈｏｄｅ　−ｒａｙ　
−ｔｕｂｅ　）に映像し、直視により判定できるように
もなっている。前記第４図に示す理想とする良品のコイ
ルの過渡応答電圧波形Ｗｏに対し一定の許容幅Ｔを持た
せ、該幅Ｔ内に、判定すべきコイルＬｘの過渡応答電圧
波形が位置すると良品と判定し、位置しない時は不良品
と判定するようになっている。

これを第５図に示す回路図に基づき詳細に説明すれは、
予め理想とする良品コイルの過渡応答電圧波形の入力（
ｉ号を入力端子１０から増幅器１１，１２、信号ホール
ド回路１３を介してアナログ−ディジタル変換回路（以
下Ａ／Ｄ変換回路と称す）１４に入力させ、該Ａ／Ｄ変
換回路１４にて過渡応答波形を所定の個数だけプロット
してディジタル信号に変換した後、バッファー回路１５
を弁してランダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭと称す）
の所定の番地に記憶させておき、又前記上下限の許容幅
Ｔを設定器１６にて設定しておく。プロット数は、発振
器１７からＡＮＤゲート１８を経て入力される発振周波
数の分局率を、　スイッチ５Ｗ１１にて自由に設定でき
るようになっている。分周回路１９からの分周信号はワ
ンショットマルチバイブレータ２０を介してＡ／Ｄ変換
回路１４に入力される。この理想とする良品のコイルの
ディジタル符号化された過渡応答電圧波形をＲＡＭに記
憶させる方式は後述する判定すべきコイルＬｘの過渡応
答電圧波形をＲＡＭに記憶させる場合と同一で、ＲＡＭ
に記憶させるべき番地が相違するだけである。

次にコイルＬｘの良否を判定するには、まず、動作開始
信号が、ライン２１．２２よりＯＲゲート２３．２４ｙ
介してフリップフロップ２５〜２７及びカウンタ２８，
２９に入力され、該フリップフロップ２５〜２７及びカ
ウンタ２８゜２９が動作され、又ライン３０よりＯＲゲ
ート３１４介してカウンタ３２に入力され、該カウンタ
３２の動作が準備される。しかも、図示しないがリセッ
ト信号を）ｔＡＭ及びカウンタ３２が受けて、前回の判
定動作時において、）ｌ、ＡＭに記憶されたコイルＬｘ
の過渡応答電圧波形を消却されると共に、カウンタ３２
の内容をも消去されるようになっている。次に、動作信
号発生回路３３からＯＲゲート３４に動作信号が入力さ
れると、フリップフロップ２６．２７’ｌｋ介し”Ｃ−
（ＪＲゲート３５に入力される。ＯＲゲート３５に入力
された動作信号は、インバータ３８を介して分周回路１
９に供与されて、動作可能に設定すると共に、ＡＮＤゲ
ート１８奢開き、発振器１７の出力がＡＮＤゲート１８
及び分周回路１８を介し、更にワンショットマルチバイ
ブレータ２０を経てＡ／Ｉ）変換回路１４に供与される
。従って、Ａ／Ｄ変換回路１４は判定すべきコイルＬｘ
の過渡応答゛邂圧波形、即ちアナログ信号をワンショッ
トマルチバイブレータ２０からの信号ン受けて、第４図
に示す如く所定個数プロットし、ディジタル符号化する
。該ディジタル信号はデータバス３９及びバッファー回
路１５を経てＲＡＭ内に一旦記憶される。

次に、ＲＡＭ内からバッファー回路１５を介しデータバ
ス３９を経て、ＢＤ算器４ｏ及び減算器４１のそれぞれ
に、理想とするコイルの過渡応答電圧波形のディジタル
信号と許容幅Ｔとを加算して良品としての上限値を算出
し、一方減算器４１は逆にディジタル信号から許容幅Ｔ
を減算して良品とし又下限値を算出する。これにより上
下限を持つ許容幅Ｔを算出する。つまり埋想とする良品
のコイルと剤数が同じであってレアーシュート等の不具
合いがない状態でも抵抗外の相違により、理想とする過
渡応答電圧波形に対してやや異なる過渡応答電圧波形と
なり、斯様なコイルＬｘも不良品とすることは好ましく
ないため、一定の許容幅Ｔを持たせたものである。加算
器４０及び減算器４１の各演算結果はそれぞれ比較回路
４２．４３に供与される。

各比較回路４２．４３にはＩｔ　Ａ　Ｍから判定すべき
コイルＬｘのディジタル符号化されり過渡応答電圧波形
もデータバス４４を経て入力される従って各比較回路４
２．４３は、加算器４０及び減算器４１の演算結果と判
定すべぎコイルＬｘのディジタル符号化された過渡応答
電圧波形とを比較する。該比較値はＯＲゲート４５及び
フリッグフロング４６ケ介しカウンタ２８に入力されて
、各カウンタ２８．２９を動作可能に設定すると同時に
、ＡＮＩＪゲート４７を経てカウンタ２８，２９に入力
され、該カウンタ２８．２９は判定すべきコイルＬｘの
ディジタル符号化された過渡応答電圧波形が許容幅Ｔを
越えた数を計数し、スイッチ回路４８．４９を介して前
記フリップフロップ２５に供与する。

フリップ７０ツブ２５は、動作開始信号が入力された後
、ＯＲ＋ゲート３５からワンショットマルチバイブレー
タ５０及び０几ゲート２３を介し動作信号が入力されて
動作状態を保持し、かつ加算器４０及び減算器４】の演
算結果がＯＲゲート５１を介して入力され、該演算結果
と共にカウンタ２８，２９の計数値を受けて、コイルＬ
ｘの各種の状態を表示装置５２にて表示する。即ち、判
定すべきコイルＬｘのディジタル符号化された過渡応答
電圧波形リプロットされた箇所が連続して所定数以上、
例妨げ２個以上許容幅Ｔを越えた時に発光ダイオードＤ
１が発光して表示し、又判定すべきコイルＬｘのディジ
タル符号化された過渡応答電圧波形の全判定過程におい
て、許容幅Ｔを越えた個数の総和が、所定以上に達した
時、例えば１０個以上に達した場合には発光ダイオード
Ｄ！が発光して表示する。各発光ダイオードＤ１　）　
Ｄ２の何れかが発光すると、ＯＲゲート５３を経て発光
ダイオードＤ、ＩＥ発光ダイオードＤ、を発光させて表
示すると共に、出力端子５４からＮＧ信号を出力して、
前記の如き判定動作が停止するようになっている。若し
くは、前記ＮＧ信号をコイル自動製造ライン中に組込ま
れた排出装置に送込んで、該排出装置を動作させ、これ
により前記の如くして計測されｔこ不良品のコイルをコ
イル自動製造ライン中から排出するようになっている。

又判定動作に誤りが生じた時には発光ダイオードＤ４が
発光し゛て表示する。又上下限の何れかを越えた時に、
この越える態様に応じ発光する発光ダイオードをそれぞ
れ設けておけば不良品の原因をも表示できる。一連の判
定動作が終了すると、図示しない終了回路、若しくはワ
ンショットマルチバイブレータ６９から終了１１号が出
力され、該終了信号をフリップ７０ツブ２５が受けて発
光ダイオードＤｓを発光させて表示する。丈に、ＲＡＭ
からデータバス４４．５５を経て判定すべきコイルＬｘ
のディジタル符号化された過渡応答電圧波形が、ランチ
回路５６及び出力回路５７を介しＣ，Ｒ，Ｔに供与され
、一方理想とするコイルのディジタル符号化された過渡
応答電圧波形をも、ＲＡＭからバッファー回路】５及び
データバス５８を介し、更にラッチ回路５９と出力回路
６０を経てＣ０几、Ｔに供与されるようになっている。

従ってＣ１几、Ｔはそれぞれの過渡応答電圧波形を同時
に映像させて、コイルＬｘの良否を直読できるようにな
っている。＠記フリップフロップ２７にはレベル感度牌
整回路６１が介在されており、該レベル感度調整回路６
１は、レベル調整用の可変抵抗Ｖ几、を備えた比較回路
６２と、インバータロ３が組み込まれたスロープ選定ス
イッチＳＷ、とからなってレベルセンストリガパルスを
生ぜしめている。インバータ６３とスロープ選定スイッ
チＳＷ、とは、判定すべきコイルＬｘの過渡応答電圧波
形の開始点が立上がりから開始する時と、立下がりから
開始する時とを選択するためのものである。フリッダン
ロップ２６とＯＲゲート３５との間には遅延回路６４と
フリップ７０ツブ６５とが介在されており、該遅延回路
６４及びフリップフロップ６５はＡ／Ｉ）変換回路１４
やＲＡＭ等の各回路相互間において、回路動作の安定化
を図るべく、０刊ゲート３４に動作信号が入力された時
点より遅延させてＯＲゲート３５を開かせるためのもの
である。ＡＮＤゲート３６にはＡ／Ｄ変換回路１４から
インバータ６６及びワンショットマルチバイブレータ６
７を経て信号が供与されるようになっており、斯様な信
号の供与は、Ａ／１）変換回路１４による判定すべきコ
イルＬｘの過渡応答電圧波形を一定の時間関係をもって
プロットし、ディジタル符号化に対応させて、几ＡＭに
対するデータの書き込み乃至読み出し時の時間的なサイ
クル動作を制御し、つまりインバータ３７を経てＲＡＭ
Ｋ信号が入力される毎に、ＲＡＭの内容を順次費き込み
若しくは読み出し、又ＲＡＭに対するカウンタ３２の内
容の供与動作を制御するためのものである。

ＲＡ、　Ｍへの省き込み及び読み出しは図示しない制御
回路から出力されろ書き込み及び読み出し信号がライン
７８に入力されて行われる。又該書き込み及び読み出し
信号はバッファー回路１５にも入力されて、バッファー
回路」５の信号伝達方向が制御されるようになっている
。

ＡＮＤ回路３６の出力信号は遅延回路７０及びワンショ
ットマルチパイブレ〜り７１を介しＡＮＤゲート４７に
入力されて、該ＡＮＤゲート４７を比較回路４２．４３
の比較演算に対しタイミングをとるべく開かせ、又フリ
ップフロップ４６を動作させるべ（ブよつ又いる。更に
、加算器４０及び減算器４１にはそれぞれの入力が零の
時、出力値が零となるようオフセットスイッチ回路７２
が介在されている。前記フリップフロップ２６，２７，
６５及びカウンタ２８゜２９は一連の判定動作が終了す
るとワンショットマルチバイブレータ６９からＯＲゲー
ト２４を介して終了信号が入力されて、これにより９セ
ツトされる。

前記フリップフロップ２６．２７には、外部からのマニ
ュアル操作が可能に、外部スタートスイッチ回路７３．
７４が介在されている。即ち外部スタートスイッチ回路
７３はパルスコード発振回路７５及び０■モ回路３４を
介してフリップフロップ２６に接続されており、又外部
スタートスイッチ回路７４はパルスコード発生回路７６
．ワンショットマルチバイブレータ７７及び内部自動動
作と外部手動動作の切換スイッチＳＷｓを介してフリッ
プフロップ２７が接続されるようになっている。外部ス
ター°トスイツチ回路７３及びパルスコード発生回路７
５は前記動作信号発生回路３３と同一の機能を呈し、又
外部スタートスイッチ回路７４、パルスコード発生回路
７６及びワンショットマルチバイブレータ７７は、前記
レベル感度調整回路６１と同一の機能を呈するものであ
る。尚、ＶＢ、は増幅器１２から出力されるレベル値を
可変させるものである。

次に、第６図乃至第９図に示す如く、判定すべきコイル
Ｌｘの不良なＣ１Ｒ，Ｔにて観測した状態について説明
すれば、第６図乃至第９図において、８０は理想とする
良品のコイルの過渡応答電圧波形である。更に第６図乃
至第９図において、第２図及び第４図と同様に、縦軸が
電圧、横軸が時間を示している。判定すべきコイルＬｘ
が良品であるならば、前記過渡応答電圧波形８０と重合
し、あるいは過渡応答電圧波形８０に対し前記許容幅Ｔ
内に過渡応答電圧波形が埃われる。判定すべきコイルＬ
ｘがレアーシュートを生じていると、第６図に示す如く
過渡応答電圧１波形８０に対し、判定１−べきコイルＬ
ｘの過渡応答電圧波形８１の電圧レベルが低（、かつ過
渡応答の周期が短かく、つまり、振動周波数が高くなる
。捲線数が異なる時には、第７図に８２で示す如く、自
己インダクタンスが相違するために過渡応答の振動周波
数が変化をし、例えは巻数が多いと、振動周波数が低く
なる。又コイＡ／ＬＸの端子間で短絡すると集８図に８
３′ｔ″示す如く電圧が現われす、更にコイルＬｘが断
線している状態では、第９図に８４で示す如く、コイル
Ｌｘの端子間に電圧のみが現われて、電流が流れないこ
とから振動する過耐圧試験にもそのまま利用でき、又、
溶接電流波形を前記の如く判定することで、溶接状態の
良否をも計測し得る。

以上の如く、本発明に係る各種コイルの判定装置によれ
ば、各種コイルのレアーシュート、剤数の相違、断線等
の不良を理想的なコイルの基準波形に対して判定すべき
コイルの過渡応答波形ｔディジタル的に比較し、解析す
ることから、良品、不良品の判別を自動的になし得て、
自動製造ラインに組み込むのに頗る好適である等多大な
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る％梱コイルの判定装置の一実施例を
示し、第１図は判定装置の原理を説明するための回路図
、第２図は第１図における過渡応答の電圧波形図、第３
図は本発明の判定装置のブロック図、第４図は第３図に
お（・て得られた過渡応答電圧波形をディジタル符号化
をする際のプロット状態を示す波形図、第５図は第３図
の判定装置の回路図、第６図乃至第９図は判定すべきコ
イルの不良状態を示すＣ８Ｒ，Ｔによる波形図である。 Ｌｘ・・・判定すべきコイル Ｌｌ　°°°コイルＬｘの自己インダクタンス几、・・
・コイルＬｘの抵抗分 Ｃｏ、Ｃｓ・・・コンデンサ ８Ｗ、・・・スイッチ ト・・サージ電圧発生回路 ２・・・ディジタルメモリ ３・・・マイクロコンピュータ オ０図 ８１ オｊ３図 ３ 牙７図 ′）−９図 ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 判定すべきコイルにサージ電圧を供与するサージ電圧発
   生回路と、該コイルの理想的な過渡応答波形がディジタ
   ル符号化されて予め記憶されたマイクロコンピュータと
   を有し、マイクロコンピュータが前記サージ電圧の供与
   により判定すべきコイルに生ずる過渡応答波形をディジ
   タル符号化した後、予め記憶された理想的なコイルの過
   渡応答波形におけるディジタル符号と比較演算をし、該
   演算結果を出力してなることを特徴とする各種コイルの
   判定装置。