(57)【要約】【課題】回路遮断器の生産効率を向上させることが可能な回路遮断器の検査装置を得ること。【解決手段】過電流により加熱されたバイメタルが湾曲することで機構が動作し、可動接点と固定接点との間の引外し動作を行う熱動式引外し装置を有する回路遮断器の引外し特性を検査する検査装置２において、検査対象の回路遮断器への通電を制御する通電制御部３と、検査対象の回路遮断器の引外し時間を予測する引外し時間予測部４と、を備え、通電制御部３は、引外し時間の予測値に基づいて、検査対象の回路遮断器への通電を停止して検査を中断することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過電流により加熱されたバイメタルが湾曲することで機構が動作し、可動接点と固定接点との間の引外し動作を行う熱動式引外し装置を有する回路遮断器の引外し特性を検査する検査装置において、
検査対象の回路遮断器への通電を制御する通電制御部と、
前記検査対象の回路遮断器の引外し時間を予測する引外し時間予測部と、
を備え、
前記通電制御部は、前記引外し時間の予測値に基づいて、前記検査対象の回路遮断器への通電を停止して検査を中断することを特徴とする回路遮断器の検査装置。
【請求項２】
前記引外し時間予測部は、回路遮断器が有するバイメタルの変形量および通電時間の間の既知の関係を示す予測用データと、前記検査対象の回路遮断器が有するバイメタルの変形量の測定値とに基づいて、前記引外し時間を予測することを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器の検査装置。
【請求項３】
前記引外し時間予測部は、回路遮断器が有するバイメタルの変形量および温度の間の既知の関係を示す予測用データと、前記検査対象の回路遮断器が有するバイメタルの温度推移の測定値とに基づいて、前記引外し時間を予測することを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器の検査装置。
【請求項４】
前記引外し時間予測部は、前記検査対象の回路遮断器が有するバイメタルの変形量または温度推移を測定した測定値と、検査対象の前記回路遮断器の部品要素の特性測定結果と、過去に生産した回路遮断器および当該回路遮断器の部品要素の検査結果と、製造現場の環境情報とのうち少なくとも１つに基づいて、前記引外し時間を予測することを特徴とする請求項１に記載の回路遮断器の検査装置。
【請求項５】
前記引外し時間の予測値に基づいて、前記検査対象の回路遮断器の引外し特性が基準を満たすか否かを判断する判定部、
をさらに備え、
前記通電制御部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記検査対象の回路遮断器への通電を停止することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回路遮断器の検査装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の回路遮断器の検査装置と、
前記回路遮断器の検査装置が有する複数の検査ステーション毎に予測された引外し時間の予測値に基づいて、各検査ステーションに、検査対象の回路遮断器を投入するタイミングを制御するシステム制御装置と、
を備えることを特徴とする回路遮断器の検査システム。
【請求項７】
過電流により加熱されたバイメタルが湾曲することで機構が動作し、可動接点と固定接点との間の引外し動作を行う熱動式引外し装置を有する回路遮断器の引外し特性の検査方法において、
検査装置が、
検査対象の回路遮断器の引外し時間を予測するステップと、
前記引外し時間の予測値に基づいて、検査を中断するステップと、
を含むことを特徴とする回路遮断器の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱動式引外し装置を有する回路遮断器の引外し特性を検査する回路遮断器の検査装置、回路遮断器の検査システムおよび回路遮断器の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱動式引外し装置を有する回路遮断器は、定格以上の過電流を検出して主回路の可動接点および固定接点間の引外し遮断を行う装置である。過電流が流れた際の引外し特性は、例えば日本ではＪＩＳ（Japanese  Industrial  Standards）などの規格でその基準が定められており、製品は基準を満たす必要がある。
【０００３】
しかしながら、熱動式引外し装置を構成する部品には、製品ばらつき、材料ばらつきなどが存在するため、引外し特性にもばらつきが生じる。このため、通常、引外し特性を調整するための構造が回路遮断器には組み込まれており、製造工程の中で特性の調整及び検査が行われている。
【０００４】
引外し特性の検査を行う工程は、実際に通電して遮断器を動作させることから、他の組み立て検査工程と比較してサイクルタイムが長い。このため、引外し特性の検査工程における直行率は、回路遮断器の生産効率に大きく影響する。
【０００５】
そこで、特許文献１には、検査結果を調整工程にフィードバックする技術が開示されている。特許文献１に開示された技術によれば、調整精度を高めることで直行率を高めることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２８２８８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、直行率を高めることはできるが、直行率を１００％にすることは非常に困難であり、引外し特性の検査を行った結果、検査基準を満たさない回路遮断器が生じる。検査基準を満たさない回路遮断器については、引外し特性を再調整された後、再検査が行われる。この場合、引外し特性の検査工程のサイクルタイムが長いことに加え、引外し特性の検査工程後の回路遮断器は発熱しており、再検査を行う前に、冷却時間をおかなければならない。このため、大幅にリードタイムが増加し、回路遮断器の生産効率が低下してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路遮断器の生産効率を向上させることが可能な回路遮断器の検査装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る回路遮断器の検査装置は、過電流により加熱されたバイメタルが湾曲することで機構が動作し、可動接点と固定接点との間の引外し動作を行う熱動式引外し装置を有する回路遮断器の引外し特性を検査し、検査対象の回路遮断器への通電を制御する通電制御部と、検査対象の回路遮断器の引外し時間を予測する引外し時間予測部と、を備え、通電制御部は、引外し時間の予測値に基づいて、検査対象の回路遮断器への通電を停止して検査を中断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回路遮断器の生産効率を向上させることが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる回路遮断器の製造ラインを説明するための模式図
【図２】図１に示す引外し特性検査工程で用いられる回路遮断器の検査装置の機能構成を示す図
【図３】図２に示す検査装置の動作を説明するためのフローチャート
【図４】回路遮断器に通電したときのバイメタルの変形量と通電時間の関係を示す模式図
【図５】本発明の実施の形態３にかかる検査システムの構成を示す図
【図６】図５に示す検査装置の電極温度の推移の第１の例を示す図
【図７】図５に示す検査装置の電極温度の推移の第２の例を示す図
【図８】本発明の実施の形態３の第１の比較例における１台の投入排出機および２つの検査ステーションの動作順序を示すガントチャート
【図９】本発明の実施の形態３の第２の比較例における１台の投入排出機および２つの検査ステーションの動作順序を示すガントチャート
【図１０】図５に示す検査システムの動作を制御するシステム制御装置の機能構成を示す図
【図１１】図１０に示すシステム制御装置を用いた場合の、１台の投入排出機および２つの検査ステーションの動作順序を示すガントチャート
【図１２】図２に示す検査装置および図１０に示すシステム制御装置の機能を実現するための専用のハードウェアを示す図
【図１３】図２に示す検査装置および図１０に示すシステム制御装置の機能を実現するための制御回路の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態にかかる回路遮断器の検査装置、回路遮断器の検査システムおよび回路遮断器の検査方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる回路遮断器１の製造ライン１００を説明するための模式図である。まず、回路遮断器１の引外し特性の検査について説明する前に、引外し特性の検査を含む製造ライン１００について説明する。回路遮断器１は、熱膨張率が異なる２枚の金属板を貼り合せたバイメタルを用いた熱動式引外し装置を備えている。熱動式引外し装置は、過電流により加熱されたバイメタルが湾曲することで機構が動作し、可動接点と固定接点との間の引外し動作を行う。
【００１４】
製造ライン１００は、４種類の部品１１〜１４と、２種類の半製品４１〜４２と、組立完成品６１〜６２と、完成品８０と、５つの検査工程２１〜２５および引外し特性検査工程２６と、３つの組立工程３１〜３３と、調整工程５１および再調整工程５２，５３と、冷却工程７０とから構成される。ここで、説明のため、部品１１，１２と、組立工程３１と、検査工程２１とを含む区間を第１のライン区間Ｌ１と称し、半製品４１，４２と、組立工程３２，３３と、検査工程２３と、組立完成品６１とを含む区間を第２のライン区間Ｌ２と称する。
【００１５】
なお、図１では簡単のため、部品数および工程数を省略している。実際には、製造しようとする回路遮断器１を構成するために必要な部品点数、工程数が製造ライン１００に含まれる。また、組立工程、検査工程、調整工程の順序についても、図１は一例であって、必ずしも図示した通りである必要はない。
【００１６】
まず、製造ライン１００の前半においては、４種類の部品１１〜１４を組立てた組立完成品６１が製造される。このとき、各検査工程２１〜２４では、各部品１２〜１４または各半製品４２の特性検査が行われる。特性検査の結果は、製品の個体番号と対応づけて記録される。例えば、特性検査の結果としては、各部品の寸法、バイメタルの湾曲特性、機構部の動作荷重、各部品の組付け位置などが記録される。各組立工程３１〜３３では、使用した部品１１〜１４のロット番号、部品１１〜１４の個体番号が、製品の個体番号と対応づけて記録される。さらに、各検査工程２１〜２４および各組立工程３１〜３３における組立検査装置が複数存在する場合、使用した装置の識別番号も記録される。
【００１７】
したがって、組立完成品６１においては、使用した部品１１〜１４のロット番号と、個体番号と、特性検査の結果と、使用設備の番号とが対応付けられることになる。ただし、全ての情報を対応づけることが必ずしも必要ではない。後工程で使用する情報を対応づければよい。
【００１８】
具体的には、全ての部品１１〜１４の検査を実施する必要はなく、第１のライン区間Ｌ１に示すように、検査工程を経ずに次工程に投入される部品１１があってもよいし、検査工程２１を経て次工程に投入される部品１２があってもよい。また、半製品４１〜４２についても同様であり、第２のライン区間Ｌ２に示すように、検査工程を経ずに次の工程に投入される半製品４１があってもよいし、検査工程２３を経て次の工程に投入される半製品４２があってもよい。
【００１９】
部品１１は、検査工程を経ずに組立工程３１に投入され、部品１２は、検査工程２１を経て組立工程３１に投入される。部品１１，１２は、組立工程３１を経て半製品４１になる。半製品４１は、組立工程３２に投入される。部品１３は、検査工程２２を経て組立工程３２に投入される。半製品４１および部品１３は、組立工程３２を経て半製品４２となる。半製品４２は、検査工程２３に投入される。半製品４２は、検査工程２３を経て、組立工程３３に投入される。部品１４は、検査工程２４を経て、組立工程３３に投入される。半製品４２および部品１４は、組立工程３３を経て組立完成品６１となる。
【００２０】
続いて製造ライン１００の後半においては、組立完成品６１，６２の調整および検査が実施される。組立完成品６１は、調整工程５１に投入され、引外し特性を調整された後、調整後の組立完成品６２が検査工程２５に投入される。このとき、調整工程５１では、調整基準と、調整設備が複数台存在する場合には、使用した設備の識別番号が記録される。なお、本実施の形態で用いられる調整方法および製品の調整機構については、熱動式引外し装置に適用することができるものであれば、特に制約はない。
【００２１】
検査工程２５において、基準を満たさないと判断された組立完成品６２は（検査工程２５：ＮＧ）、再調整工程５２に投入され、再調整された後に、検査工程２５に再度投入される。検査工程２５において、基準を満たすと判断された組立完成品６２は（検査工程２５：ＯＫ）、引外し特性検査工程２６に投入される。引外し特性検査工程２６において、基準を満たさないと判断された組立完成品６２は（引外し特性検査工程２６：ＮＧ）、冷却工程７０を経て再調整工程５３に投入され、再調整後の組立完成品６２は、引外し特性検査工程２６に再度投入される。引外し特性検査工程２６において、基準を満たすと判断された組立完成品６２は（引外し特性検査工程２６：ＯＫ）、完成品８０となる。
【００２２】
図１では、回路遮断器１の製造工程の大まかな流れについて説明した。本実施の形態では、製造ライン１００のうちの引外し特性検査工程２６について、詳述する。図１に示したように、引外し特性検査工程２６において、基準を満たさないと判断された組立完成品６２は、冷却工程７０を経た後に、再調整工程５３に投入され、再調整後に引外し特性検査工程２６に再度投入される。ここで、実際に回路遮断器１に通電して、引外し動作が行われると、過電流により加熱されたバイメタルは、機構を動作させる程度に湾曲している。この状態から、再度検査を行うためには、バイメタルが通常の状態に戻るまで冷却工程７０を経る必要がある。バイメタルの温度が高いほど、冷却工程７０にかかる時間は長くなる。本実施の形態では、引外し特性検査工程２６と、冷却工程７０と、にかかる時間を短縮する。
【００２３】
図２は、図１に示す引外し特性検査工程２６で用いられる回路遮断器１の検査装置２の機能構成を示す図である。検査装置２は、通電制御部３と、引外し時間予測部４と、判定部５とを有する。
【００２４】
通電制御部３は、回路遮断器１への通電を制御する。具体的には、通電制御部３は、検査装置２に検査対象の回路遮断器１である組立完成品６２が投入されると、検査準備が整った時点で通電を開始する。また通電制御部３は、通電を開始した時点を、引外し時間予測部４に通知する。通電制御部３は、さらに、回路遮断器１への通電を停止するタイミングを制御する。通電制御部３は、後述する判定部５における判定結果が入力されると、検査対象の回路遮断器１への通電を停止することができる。
【００２５】
引外し時間予測部４は、検査対象の回路遮断器１の引外し時間を予測する。引外し時間予測部４は、引外し時間の予測値を判定部５に出力する。引外し時間予測部４の具体的な動作については、後述される。
【００２６】
判定部５は、検査対象の回路遮断器１が引外し特性の基準を満たすか否かを判定する。判定部５は、判定結果を通電制御部３に出力する。なお判定部５は、表示画面を用いて判定結果を出力してもよい。或いは、判定部５は、判定結果を外部装置に出力することもできる。判定部５は、回路遮断器１が基準となる期間内に実際に引外し動作を行ったか否かを判定する機能を有すると共に、引外し時間予測部４が出力する予測値に基づいて、回路遮断器１が基準となる期間内に引外し動作を行うか否かを判定する機能を有する。具体的には、実際に回路遮断器１が引外し動作を行った場合、引外し動作を行ったタイミングが、基準となる期間内であるか否かに基づいて、回路遮断器１が引外し特性の基準を満たすか否かを判定する。また、引外し動作が行われないまま、基準となる期間の上限値を超える場合、判定部５は、回路遮断器１が引外し特性の基準を満たさないと判定することができる。また判定部５は、引外し時間の予測値が基準となる期間内であるか否かに基づいて、回路遮断器１が引外し特性の基準を満たすか否かを判定することができる。
【００２７】
図３は、図２に示す検査装置２の動作を説明するためのフローチャートである。検査装置２に検査対象の回路遮断器１が投入されると、通電制御部３は、回路遮断器１への通電を開始する（ステップＳ１０１）。引外し時間予測部４は、回路遮断器１への通電を開始してから、予め定められた時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。予め定められた時間が経過していない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、そのまま通電を継続する。予め定められた時間が経過した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、引外し時間予測部４は、引外し時間を予測する（ステップＳ１０３）。引外し時間予測部４は、予測結果を判定部５に出力する。
【００２８】
判定部５は、予測結果が基準を満たしているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。基準を満たしていない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、判定部５は、検査対象の回路遮断器１の引外し特性が基準を満たしていないと判断する（ステップＳ１０５）。判定部５は、通電制御部３に通電を停止させる（ステップＳ１０６）。基準を満たしている場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、通電制御部３は、通電を継続する（ステップＳ１０７）。
【００２９】
判定部５は、回路遮断器１が基準となる期間内に引外し動作を行って遮断したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。基準となる期間内に遮断した場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、判定部５は、検査対象の回路遮断器１の引外し特性が基準を満たしていると判断し（ステップＳ１０９）、検査装置２は、この回路遮断器１について検査を終了する。基準となる期間内に遮断しない場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、判定部５は、検査対象の回路遮断器１の引外し特性が基準を満たしていないと判断し（ステップＳ１０５）、通電を停止する（ステップＳ１０６）。
【００３０】
図３に示す動作によって、検査対象の回路遮断器１の引外し特性が基準を満たしていると判定されると、検査対象の回路遮断器１は完成品８０となり、検査結果が記録される。またステップＳ１０４において、引外し時間の予測結果が基準を満たしていないと判定された場合、検査対象の回路遮断器１は、冷却工程７０に投入されると共に、判定部５は、引外し時間の予測値を記録する。また、ステップＳ１０８において、検査対象の回路遮断器１が予め定められた期間よりも早く遮断した場合、検査対象の回路遮断器１は、冷却工程７０に投入されると共に、判定部５は、引外し時間の実測値を記録する。ステップＳ１０８において、検査対象の回路遮断器１が予め定められた期間を超過しても遮断しなかった場合、検査対象の回路遮断器１は、冷却工程７０に送られると共に、判定部５は、引外し時間が基準となる期間を超過したことを記録する。
【００３１】
これにより、ステップＳ１０４において、引外し時間の予測結果に基づいて、引外し時間が基準を満たさないと判断された場合には、検査対象の回路遮断器１への通電が停止されて、検査が中断されることになる。ここで検査の中断とは、通常の引外し特性検査工程２６において、検査対象の回路遮断器１が引外し動作を行って遮断するまで、または、検査対象の回路遮断器１が遮断しないまま、基準となる期間を超過するまで待つことなく、検査が終了することを言う。
【００３２】
引外し特性の検査が中断されることで、回路遮断器１が実際に遮断するまで待つ必要がなく、引外し特性検査工程２６にかかる時間を短縮することが可能になる。また、検査対象の回路遮断器１の引外し時間の予測値が基準を満たさないと判定された場合、実際にバイメタルが湾曲するまで通電しないため、冷却工程７０にかかる時間も短縮することが可能である。
【００３３】
続いて、図３のステップＳ１０３における引外し時間の予測について説明する。本実施の形態では、検査対象の回路遮断器１が有するバイメタルの変形量または温度推移を用いて引外し時間を予測する。
【００３４】
まず、検査対象の回路遮断器１が有するバイメタルの変形量を用いて引外し時間を予測する方法について説明する。過電流が流れた際の回路遮断器１の熱動式引外し装置においては、まず、バイメタルまたはバイメタルに隣接するヒータに過電流が流れることにより、バイメタルの温度が上昇する。続いて、バイメタルの温度上昇に伴って、バイメタルが湾曲する。バイメタルの湾曲が進むと、引外し機構を動作させる部品であるトリップバーをバイメタルが押し込む。トリップバーが押し込まれると、連動して引外し機構が動作し、固定接点から可動接点が引き離され、主回路が遮断される。
【００３５】
上記より、回路遮断器１の引外し時間を決定する要素の大部分はバイメタルとトリップバーの間隔であり、トリップバーの位置は既知であるため、無通電状態でのバイメタルの位置に依存して引外し時間が決定される。ただし、実際にはバイメタルにも寸法ばらつきによる湾曲特性のばらつきが存在するため、無通電状態におけるバイメタルの位置が分かっていても引外し時間のばらつきは存在する。
【００３６】
まず、バイメタルの湾曲特性のばらつきによって引外し時間がばらつく状況を説明する。図４は、回路遮断器１に通電したときのバイメタルの変形量と通電時間の関係を示す模式図である。横軸は通電時間を示しており、縦軸はバイメタルの変形量を示している。曲線１０１〜１０３は、それぞれ異なる回路遮断器１における、バイメタルの変位と通電時間の関係を表している。図４には、バイメタルとトリップバーとの間の間隔と、バイメタルがトリップバーを押し込む量とを合わせた量である引外しストローク１０４と、各曲線１０１〜１０３と引外しストローク１０４との交点の横軸の値である時間１０６〜１０８が示されている。
【００３７】
ここで、バイメタルの変形量が引外しストローク１０４に達すると、引外し動作が完了するため、時間１０６〜１０８は、引外し時間に相当する。したがって、図４から、バイメタルの寸法ばらつきによる湾曲量のばらつきにより、引外し時間がばらつくことが分かる。なお、図４における曲線１０１〜１０３は、説明のために用いるものであり、実際の測定値ではない。
【００３８】
引外し時間予測部４は、検査対象の回路遮断器１が有するバイメタルの変形量の他に、予め設定されたバイメタルの変形量と時間との間の関係を用いて、引外し時間を予測する。予め設定されたバイメタルの変形量と時間との間の関係は、事前に複数のバイメタルのサンプルを作成して、通電中のバイメタル変位を測定することで取得することができる。測定結果から、予め定められた時間１０５時点におけるバイメタルの変形量１０９および引外し時間１０７の平均値を記録しておく。
【００３９】
ここで、曲線１０２は、予め設定されたバイメタルの変形量と時間との関係を示すものとし、曲線１０１は、検査中に測定されるバイメタルの変形量と時間との関係を示すものとする。引外し時間予測部４は、検査開始後、予め定められた時間１０５が経過した時点で、引外し時間の予測を開始する。引外し時間予測部４は、曲線１０２の、時間１０５におけるバイメタルの変形量１０９と、曲線１０１の、時間１０５におけるバイメタルの変形量１１０とを取得する。引外し時間予測部４は、取得した変形量１０９，１１０と、曲線１０２の引外し時間１０７とを用いて、引外し時間の予測値を算出する。このとき、変形量１０９，１１０、引外し時間１０７および引外し時間の予測値の関係は、以下に示す数式（１）で表される。
【００４０】
引外し時間の予測値＝引外し時間１０７×変形量１０９／変形量１１０…（１）
【００４１】
つまり、引外し時間予測部４は、曲線１０２によって示される、通電時間およびバイメタルの変形量を実際に測定することによって取得したデータであり、通電時間および変形量の間の既知の関係を示す予測用データと、検査対象の回路遮断器１が有するバイメタルの変形量を測定した測定値とに基づいて、引外し時間の予測値を算出する。具体的には、引外し時間予測部４は、予測用データにおける引外し時間１０７に、予め定められた予測を開始する時間１０５における変形量１０９を乗算し、時間１０５における変形量の測定値である変形量１１０で除算した値を、引外し時間の予測値とすることができる。
【００４２】
なお、予測を開始する時間１０５は、短く設定するほど生産リードタイムを短縮する効果は大きくなるが、時間１０５を長くして、引外し時間を判定するための基準となる期間に近づけるほど、予測の精度は向上する。このため、予測精度と生産リードタイムとのバランスを考慮して、調整すればよい。また、予測を開始する時間を複数設けてもよい。例えば、第１の予測開始時間が経過した時点において、基準となる期間内に入ると予測されて検査を継続している間に、第１の予測開始時間よりも長い第２の予測開始時間が経過した時点で、予測の見直しを行ってもよい。この場合、予測精度を向上させることが可能になる。
【００４３】
なお、上記の数式（１）では、予測用データと、検査対象の回路遮断器１の測定値とを用いて引外し時間を予測する単純な方法の一例を示したが、引外し時間を予測するために用いる計算式は、数式（１）に限定されない。例えば、数式（１）では、バイメタルの変形量と通電時間の関係を１次関数に近似して、引外し時間の予測を行っているが、通電時間を変形量の２次関数に近似できると仮定してもよい。この場合、予め複数のサンプルから取得するデータは、引外し時点におけるバイメタルの変形量である引外しストローク１０４のみでよい。引外し時間予測部４は、原点、予め定められた予測開始時間におけるバイメタルの変形量、および予測開始時間の半分の時間における変形量の３点から２次関数を導出し、予め測定した引外しストローク１０４を代入することで、引外し時間を予測することができる。
【００４４】
続いて、検査中の回路遮断器１が有するバイメタルの温度推移に基づいて、引外し時間を予測する方法について説明する。バイメタルの変形量および温度の関係を示すバイメタルの湾曲係数は仕様として既知であることから、バイメタルの温度を測定することで、バイメタルの変形量を計算することができる。この計算結果を用いて、バイメタルの変形量が引外しストローク１０４に達する時間を予測することで、引外し時間予測部４は、引外し時間を予測することができる。
【００４５】
なお、バイメタルの湾曲特性を利用する場合、湾曲特性にばらつきがあると予測精度が低下する。これに対して、バイメタルの変形量を測定して、変形量と通電時間との間の既知の関係を用いて引外し時間を予測する方法では、湾曲特性のばらつきの影響を受けないという利点がある。また、バイメタルの湾曲特性を利用する方法では、バイメタルの変形量を測定する必要がないため、回路遮断器１の小型化に伴いバイメタルの変形量の測定が困難である場合にも使用することができるという利点がある。
【００４６】
なお、引外し特性検査工程２６において、基準を満たさないと判断された回路遮断器１の再調整工程５３では、引外し特性検査工程２６において計測された引外し時間を利用して再調整量が決定されることが多い。本実施の形態では、引外し時間が基準となる期間内でないと予測された場合、早期に検査を中断するため、引外し時間の実測値を得ることができない。このため、再調整工程５３では、引外し時間の実測値を得ることができた場合、実測値を用い、実測値を得ることができなかった場合、予測値を用いて再調整量を決定すればよい。基準となる期間内に入ると予測されたが実際には基準となる期間を超過した回路遮断器１については、基準となる期間の付近で遮断するはずであるため、基準となる期間の幅の半分程度短くなるように調整すればよい。
【００４７】
以上説明したように、本発明の実施の形態１によれば、引外し時間の予測値に基づいて、通電制御部３が、検査対象の回路遮断器１への通電を停止して検査を中断する。このため、回路遮断器１が引外し特性の基準を満たさないと予測される場合、実際にバイメタルが湾曲して引外し動作が起こるまで検査を継続することなく、検査は中断される。このため、検査時間を短縮することができると共に、バイメタルの冷却時間も短縮することが可能である。したがって、回路遮断器１の生産効率を向上させることが可能になる。
【００４８】
実施の形態２．
実施の形態２では、引外し時間の予測方法が実施の形態１と異なる。製造ライン１００の構成、検査装置２の構成および引外し特性検査工程２６の流れについては、実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４９】
回路遮断器１の引外し時間を決定する要素の大部分は、バイメタルとトリップバーとの間隔であるが、そのほかにも多くの要素が引外し時間に影響を与える。実施の形態２においては、検査対象の回路遮断器１が有するバイメタルの変形量または温度推移を測定した測定値と、検査対象の回路遮断器１が有する部品要素の特性測定結果と、過去に生産した回路遮断器１および回路遮断器１の部品要素の検査履歴と、生産現場の環境情報とのうち少なくとも１つに基づいて、引外し時間を予測する。
【００５０】
上記の要素のうち、引外し時間予測部４が使用する具体的なデータは、製品に合わせて選定および調整する必要がある。また使用するデータの中には、引外し時間との関係が理論的に説明できるデータもあれば、一見、引外し時間と関係がないように思われるデータもある。例えば、初期の段階では、理論的背景に基づいて、使用するデータを選定しつつ、一見、引外し時間と関係がないように思われるデータも選べばよい。
【００５１】
例えば、バイメタルを含むリレー部、引外し機構部が組みつけられるベースなどの寸法は、引外しストローク１０４に影響する。また機構部の組み付けばらつきは、トリップバーの位置ばらつきとなり、引外しストローク１０４に影響する。引外し機構部の動作荷重は、バイメタルがトリップバーを押し込む荷重に影響する。過去データから、調整工程５１にて用いられる調整装置または検査工程２５において使用される試験装置ごとの引外し時間の傾向を算出したデータが存在する場合、調整工程５１において用いられた調整装置の識別番号および検査工程２５において使用された試験装置の識別番号は、引外し時間に影響する。これらのデータは、引外し時間との関係が理論的に説明できるデータといえる。
【００５２】
また、組み立て時の湿度、照度、振動などは、一見、引外し時間とは関係ないと思われるデータである。しかしながら、これらのデータが引外し時間に影響を与えている可能性もある。
【００５３】
上記のような生産現場の各データから任意のデータを選択してパラメータとし、引外し時間を目的関数とした重回帰分析を行って、定式化する。なお、重回帰分析の結果、引外し時間への影響が強いパラメータに絞り込み、再分析により定式化しなおしてもよい。これにより、各部品要素の特性の影響と、各部品要素のロット間ばらつきの影響と、調整装置、試験装置などの個体差の影響とを加味した引外し時間の予測が可能となる。
【００５４】
以上説明したように、本発明の実施の形態２によれば、引外し時間が、検査対象の回路遮断器１が有するバイメタルの変形量または温度推移を測定した測定値と、検査対象の回路遮断器１の部品要素の特性測定結果と、過去に生産した回路遮断器１および当該回路遮断器１の部品要素の検査結果と、製造現場の環境情報とのうち少なくとも１つに基づいて予測される。このため、引外し時間の予測精度を向上させることが可能になる。
【００５５】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３にかかる検査システム２００の構成を示す図である。検査システム２００は、複数の検査装置２−１，２−２と、投入排出機７と、検査対象の回路遮断器１を前工程から供給すると共に、検査後の回路遮断器１を後工程へ受け渡す供給口８とを有する。
【００５６】
複数の検査装置２−１，２−２は、それぞれ、検査対象の回路遮断器１が投入される検査ステーション６−１，６−２を有している。検査装置２−１，２−２は、図２に示す機能構成を有し、検査装置２−１，２−２のそれぞれを特に区別する必要がない場合、単に検査装置２と称する。同様に、検査ステーション６−１，６−２のそれぞれを特に区別する必要がない場合、検査ステーション６と称することがある。
【００５７】
また、図５では、１台の検査装置２が１つの検査ステーション６を有することとしたが、本実施の形態は係る例に限定されない。複数の検査装置２のそれぞれが複数の検査ステーション６を有してもよい。また、図５では、検査システム２００は複数の検査装置２を有することとしたが、本実施の形態は係る例に限定されない。検査システム２００は、複数の検査ステーション６を有する１台の検査装置２を有していてもよい。
【００５８】
投入排出機７は、検査ステーション６と供給口８との間で、回路遮断器１を搬送する機能を有する。投入排出機７は、供給口８から次に検査する回路遮断器１を受け取って、検査ステーション６まで移動して検査ステーション６に検査対象の回路遮断器１を投入する。また投入排出機７は、検査済みの回路遮断器１を検査ステーション６から排出させて、検査済みの回路遮断器１を供給口８まで運ぶ。
【００５９】
図５では、投入排出機７が供給口８から回路遮断器１を受け取って、検査装置２−１の検査ステーション６−１まで移動して回路遮断器１を運び、回路遮断器１を検査ステーション６−１に投入するまでの投入排出機７の移動経路の一例を示している。
【００６０】
図６は、図５に示す検査装置２−１，２−２の電極温度の推移の第１の例を示す図である。図７は、図５に示す検査装置２−１，２−２の電極温度の推移の第２の例を示す図である。
【００６１】
回路遮断器１が有する熱動式引外し装置は、バイメタルの電気抵抗またはバイメタルに隣接するヒータの電気抵抗によるジュール熱を利用しているため、検査環境温度、検査装置２の端子、電極、電線などの温度の影響を受けて、引外し特性が変化する。
【００６２】
ここでは、電極温度を例にとり説明する。第１の例は、引外し特性の検査間に十分な時間をおいた場合の電極温度の推移を示しており、第２の例は、引外し特性の検査間に十分な時間をおかなかった場合の電極温度の推移を示している。
【００６３】
図６は、電極温度２０１と、初期温度２０２と、第１の検査間隔２０３と、第１の引外し時間２０５とを示している。図７は、電極温度２０１と、初期温度２０２と、第２の検査間隔２０４と、第１の引外し時間２０５と、第２の引外し時間２０６とを示している。第１の検査間隔２０３は、第２の検査間隔２０４よりも長い。
【００６４】
図６に示す第１の例では、まず、０秒から検査が開始されると、検査開始と同時に電極温度２０１は、初期温度２０２から上昇を始め、引外し動作が行われて検査が終了するとともに、電極温度２０１は低下し始める。その後、第１の検査間隔２０３が経過して次の検査を開始するときには、電極温度２０１は、初期温度２０２まで低下している。その後、検査が開始されると電極温度２０１は再び上昇し、引外し動作とともに電極温度２０１は下がり始める。ここで、簡単のため、検査対象の回路遮断器１の個体差、特性の繰返し再現性、周囲温度の影響を無視すると、１回目の検査と２回目の検査における引外し時間は、第１の引外し時間２０５で等しくなる。
【００６５】
図７に示す第２の例では、まず、０秒から検査が開始されると、検査開始と同時に電極温度２０１は、初期温度２０２から上昇を始め、引外し動作が行われて検査が終了するとともに、電極温度２０１は低下し始める。その後、第２の検査間隔２０４が経過し、電極温度２０１が初期温度２０２まで低下しない状態で、次の検査が開始され、電極温度２０１が再び上昇し始める。引外し動作が行われると、電極温度２０１は下がり始める。このとき、１回目の検査時間である第１の引外し時間２０５に対して、２回目の検査時間である第２の引外し時間２０６は短くなる。これは、２回目の検査開始時点において、電極温度２０１が初期温度２０２まで低下していないため、電極の熱が回路遮断器１の内部に伝わり、リレー部のバイメタルの温度上昇が加速した影響である。なお、図６，７は模式的に温度推移を表しており、実際の推移とは異なる部分もある。
【００６６】
図６，７を用いて説明したように、回路遮断器１の引外し時間は、検査装置２の電極温度の影響で変化する。同様に、周囲温度の影響によっても、回路遮断器１の引外し時間は変化する。一般的に、周囲温度の変化に対しては、空調による制御が容易であるため、温度を一定に保ちつつ、誤差分を印加電流に対して補正をかけることで対応可能である。しかしながら、電極、電線の温度変化に関しては、高価な温調装置を導入しなければ制御が困難である。したがって、検査装置２において、検査間隔を均一化して、検査開始時の電極温度および電線温度を統一することが、検査結果のばらつき抑制のために重要となる。
【００６７】
図８は、本発明の実施の形態３の第１の比較例における１台の投入排出機７および２つの検査ステーション６の動作順序を示すガントチャートである。図９は、本発明の実施の形態３の第２の比較例における１台の投入排出機７および２つの検査ステーション６の動作順序を示すガントチャートである。
【００６８】
第１の比較例および第２の比較例では、図５に示す検査システム２００と同様に、２つの検査ステーション６に１台の投入排出機７で回路遮断器１を搬送するシステムにおいて、投入排出機７が、検査ステーション６ごとに検査終了時に出力される検査終了信号に基づいて動作する例について説明する。
【００６９】
図８に示す第１の比較例について説明する。投入排出機７は、供給口８から検査ステーション６−１へと検査前の回路遮断器１を搬送および投入し、供給口８へ戻る。検査ステーション６−１は、回路遮断器１が投入されると、引外し特性の検査を開始する。続いて投入排出機７は、供給口８から検査ステーション６−２へ検査前の回路遮断器１を搬送および投入し、供給口８へ戻る。検査ステーション６−２は、回路遮断器１が投入されると、引外し特性の検査を開始する。
【００７０】
検査ステーション６−１は、検査開始から第１の検査時間３０４の経過と共に、回路遮断器１が引外し動作を行って遮断したため、検査終了となり、投入排出機７に検査終了信号を発信する。検査終了信号を受けた投入排出機７は、供給口８から検査前の回路遮断器１を搬送しながら、検査ステーション６−１に移動し、検査ステーション６−１から検査後の回路遮断器１を排出させて、新たに検査前の回路遮断器１を検査ステーション６−１に投入する。投入排出機７は、検査後の回路遮断器１を供給口８まで搬送する。
【００７１】
検査ステーション６−１は、回路遮断器１が投入されると検査を開始する。検査終了から検査開始までの時間は第１の冷却時間３０７である。図８に示す第１の比較例では、引外し時間にばらつきはなく全ての検査時間が第１の検査時間３０４であるため、上記のパターンを繰り返しながら検査が継続されることになる。
【００７２】
続いて図９に示す第２の比較例について説明する。第１の比較例が回路遮断器１の引外し時間にばらつきがない例であったのに対して、第２の比較例は回路遮断器１の引外し時間にばらつきがある例である。
【００７３】
投入排出機７は、供給口８から検査ステーション６−１へと検査前の回路遮断器１を搬送および投入し、供給口８へ戻る。検査ステーション６−１は、回路遮断器１が投入されると、引外し特性の検査を開始する。続いて投入排出機７は、供給口８から検査ステーション６−２へ検査前の回路遮断器１を搬送および投入し、供給口８へ戻る。検査ステーション６−２は、回路遮断器１が投入されると、引外し特性の検査を開始する。
【００７４】
検査ステーション６−１は、検査開始から第２の検査時間３０５の経過と共に、回路遮断器１が引外し動作を行って遮断したため、検査終了となり、投入排出機７に検査終了信号を発信する。ここで、第２の検査時間３０５は、第１の検査時間３０４よりも長い。検査終了信号を受けた投入排出機７は、供給口８から検査前の回路遮断器１を搬送しながら、検査ステーション６−１に移動し、検査ステーション６−１から検査後の回路遮断器１を排出させて、新たに検査前の回路遮断器１を検査ステーション６−１に投入する。投入排出機７は、検査後の回路遮断器１を供給口８まで搬送する。
【００７５】
投入排出機７が供給口８まで戻った時点では、既に検査ステーション６−２に投入された回路遮断器１は引外し動作を行った後であり、検査開始から第３の検査時間３０６が経過して、検査ステーション６−２は、検査終了信号を発信している。検査終了信号を受けた投入排出機７は、供給口８から検査前の回路遮断器１を搬送しながら検査ステーション６−２へと移動し、検査ステーション６−２から検査後の回路遮断器１を排出させて、新たに検査前の回路遮断器１を投入する。投入排出機７は、検査後の回路遮断器１を供給口８へと搬送する。
【００７６】
製品を投入された検査ステーション６−２は、引外し特性の検査を開始する。検査終了から検査開始までの時間は、第１の冷却時間３０７を超過して、第２の冷却時間３０８が追加で経過している。つまり、このとき、引外し時間のばらつきのため、投入排出機７の能力が不足して、検査終了から検査開始までの間隔を一定に保つことができない。なお、図９では、第１の冷却時間３０７および第２の冷却時間３０８が経過した後の検査時間は、第１の検査時間３０４で示しているが、実際には、冷却時間の延長の影響を受けて、引外し時間が長くなり、第１の検査時間３０４よりも長くなってしまう場合もある。
【００７７】
実施の形態３では、上記のような検査時間のばらつきを低減するために、引外し時間の予測機能を利用する。具体的には、上記の第１の比較例および第２の比較例では、検査終了信号を受けて、各検査ステーション６に検査対象の回路遮断器１を投入するタイミングが制御されているのに対して、実施の形態３では、引外し時間の予測値に基づいて、各検査ステーション６に検査対象の回路遮断器１を投入するタイミングを制御している。
【００７８】
図１０は、図５に示す検査システム２００の動作を制御するシステム制御装置９の機能構成を示す図である。図１０に示すシステム制御装置９は、例えば、図５に示す投入排出機７内に備わっていてもよいし、投入排出機７と異なる装置であってもよい。
【００７９】
システム制御装置９は、引外し時間予測結果取得部９１と、制御部９２とを有する。引外し時間予測結果取得部９１は、検査システム２００内の検査装置２から、引外し時間の予測結果を取得する。引外し時間予測結果取得部９１は、取得した予測結果を制御部９２に出力する。
【００８０】
制御部９２は、引外し時間の予測結果に基づいて、各検査ステーション６に検査対象の回路遮断器１を投入するタイミングを制御する。具体的には、制御部９２は、投入排出機７を制御することで、検査ステーション６に検査対象の回路遮断器１を投入するタイミングを制御することができる。例えば、制御部９２は、図８に示すように、検査終了から次の検査開始までの時間が均一になる第１の検査時間３０４を設定し、第１の検査時間３０４よりも引外し時間が長い場合、検査終了信号を受けるよりも前に投入排出機７が移動を開始するように制御する。
【００８１】
図１１は、図１０に示すシステム制御装置９を用いた場合の、１台の投入排出機７および２つの検査ステーション６の動作順序を示すガントチャートである。図１１に示す例では、引外し時間にばらつきが存在するが、引外し時間の予測結果を用いることで、効率的な検査を実現している。
【００８２】
投入排出機７は、供給口８から検査ステーション６−１へと検査前の回路遮断器１を搬送および投入し、供給口８へ戻る。検査ステーション６−１は、回路遮断器１が投入されると、引外し特性の検査を開始する。続いて投入排出機７は、供給口８から検査ステーション６−２へ検査前の回路遮断器１を搬送および投入し、供給口８へ戻る。検査ステーション６−２は、回路遮断器１が投入されると、引外し特性の検査を開始する。
【００８３】
検査ステーション６−１は、検査開始から第２の検査時間３０５の経過と共に、回路遮断器１が引外し動作を行って遮断したため、検査終了となる。図９に示す第２の比較例では、投入排出機７は、検査ステーション６−１の検査終了後に発信される検査終了信号を受けて、検査ステーション６−１への移動を開始している。これに対して、図１１に示す例では、予測結果に基づいて、検査ステーション６−１における引外し時間が長くなることが分かっているため、検査ステーション６−１における検査が終了するよりも前に、検査前の回路遮断器１を搬送しながら、検査ステーション６−１への移動を開始する。これにより、検査ステーション６−１における検査が終了すると同時に、検査ステーション６−１は、検査後の回路遮断器１を排出することができる。このため、投入排出機７は、検査ステーション６−１の検査が終了するとすぐに、検査前の回路遮断器１を検査ステーション６−１に投入し、検査後の回路遮断器１を供給口８まで搬送することができる。
【００８４】
投入排出機７が供給口８まで戻った時点では、既に検査ステーション６−２に投入された回路遮断器１は引外し動作を行った後であり、検査開始から第３の検査時間３０６が経過して、検査ステーション６−２は、検査終了信号を発信している。検査終了信号を受けた投入排出機７は、供給口８から検査前の回路遮断器１を搬送しながら検査ステーション６−２へと移動し、検査ステーション６−２から検査後の回路遮断器１を排出させて、新たに検査前の回路遮断器１を投入する。投入排出機７は、検査後の回路遮断器１を供給口８へと搬送する。
【００８５】
製品を投入された検査ステーション６−２は、引外し特性の検査を開始する。検査終了から検査開始までの時間は、第１の冷却時間３０７となる。第２の比較例では、この時点で冷却時間が長くなっていたが、図１１に示すように、引外し時間の予測結果を用いて、投入排出機７を制御することで、検査終了から次の検査開始までの間隔を均一に保つことが可能になる。
【００８６】
続いて、図２に示す検査装置２および図１０に示すシステム制御装置９のハードウェア構成について説明する。検査装置２およびシステム制御装置９の各機能部は、処理回路により実現される。これらの処理回路は、専用のハードウェアにより実現されてもよいし、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を用いた制御回路であってもよい。
【００８７】
上記の処理回路が、専用のハードウェアにより実現される場合、これらは、図１２に示す処理回路９００により実現される。図１２は、図２に示す検査装置２および図１０に示すシステム制御装置９の機能を実現するための専用のハードウェアを示す図である。処理回路９００は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはこれらを組み合わせたものである。
【００８８】
上記の処理回路が、ＣＰＵを用いた制御回路で実現される場合、この制御回路は例えば図１３に示す構成の制御回路９０１である。図１３は、図２に示す検査装置２および図１０に示すシステム制御装置９の機能を実現するための制御回路９０１の構成を示す図である。図１３に示すように、制御回路９０１は、プロセッサ９０２と、メモリ９０３とを備える。プロセッサ９０２は、ＣＰＵであり、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）などとも呼ばれる。メモリ９０３は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically  ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）などである。
【００８９】
上記の処理回路が制御回路９０１により実現される場合、プロセッサ９０２がメモリ９０３に記憶された、各構成要素の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ９０３は、プロセッサ９０２が実行する各処理における一時メモリとしても使用される。
【００９０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１  回路遮断器、２，２−１，２−２  検査装置、３  通電制御部、４  引外し時間予測部、５  判定部、６，６−１，６−２  検査ステーション、７  投入排出機、８  供給口、９  システム制御装置、１１，１２，１３，１４  部品、２１，２２，２３，２４，２５  検査工程、２６  引外し特性検査工程、３１，３２，３３  組立工程、４１，４２  半製品、５１  調整工程、５２，５３  再調整工程、６１，６２  組立完成品、７０  冷却工程、８０  完成品、９１  引外し時間予測結果取得部、９２  制御部、１００  製造ライン、１０１，１０２，１０３  曲線、１０４  引外しストローク、１０５，１０６，１０７，１０８  時間、１０９，１１０  変形量、２００  検査システム、２０１  電極温度、２０２  初期温度、２０３  第１の検査間隔、２０４  第２の検査間隔、２０５  第１の引外し時間、２０６  第２の引外し時間、３０４  第１の検査時間、３０５  第２の検査時間、３０６  第３の検査時間、３０７  第１の冷却時間、３０８  第２の冷却時間、９００  処理回路、９０１  制御回路、９０２  プロセッサ、９０３  メモリ、Ｌ１  第１のライン区間、Ｌ２  第２のライン区間。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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