(57)【要約】【課題】磁気回路を有する製品の良否を精度良く判定する良否判定方法を提供する。【解決手段】ブザー１のように磁気回路を有する被判定対象の製品に、方形パルス電圧を印加して（ステップＳ１）、磁気回路における過渡応答中の電流値を複数ポイントで取得してベクトルデータとし（ステップＳ２）、良品に対するベクトルデータで形成した基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に代入する（ステップＳ３）。このようにして得られるマハラノビス距離を、良品と不良品を区別するための所定の閾値と比較することによって、上記した製品の良否判定が可能となる（ステップＳ４）。【選択図】　図３
2004077188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路を有する製品の良否判定方法であって、
被判定対象の製品が有する前記磁気回路に、所定の方形パルス電圧を印加する電圧印加ステップと、
前記所定の方形パルス電圧の印加に伴って、前記磁気回路に流れる電流の過渡応答において複数ポイントの電流値を取得すると共に、当該複数ポイントの電流値をベクトルデータとするデータ収集ステップと、
所定数の正常の製品それぞれのベクトルデータによって形成される基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に、前記被判定対象の製品の前記ベクトルデータを代入して、マハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出ステップと、
前記被判定対象の製品に対する前記マハラノビス距離と、所定の閾値とを比較することによって、当該被判定対象の製品の良否を判定する良否判定ステップとを備えることを特徴とする良否判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気回路を有する製品の良否判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気回路を有するブザー等の製品の良否を判定するため、従来は以下のような方法が用いられていた。例えば、磁気回路の電気的な接合の良否等を判定するには、ＬＣＲメータを用いて上記した磁気回路のインピーダンスを測定して、そのインピーダンス値に基づいて良否を判定する方法が用いられていた。また、ブザーの構造的な欠陥に起因して異常音が発せられる場合には、ブザーから発せられる音を人間の聴覚で確認して、良否を判定する方法が用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＬＣＲメータを用いてインピーダンスを測定する方法では、製品出荷時に磁気回路の導通がとれていても、例えば、磁気回路内の半田接合部において半田の内部に空洞が生じており（以下、「トンネル半田」と呼ぶ）、製品出荷時には偶然に導通がとれていても、製品出荷後に導通がとれなくなるという事態が多く生じていた。また、人間の聴覚によってブザー音から良否を判定する方法では、自ずと限界があって、良否判定のバラツキが抑えられなかった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、磁気回路を有する製品の良否を精度良く判定する良否判定方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者等は、磁気回路を有する製品において、この磁気回路に方形パルス電圧を印加することによって得られる過渡応答中の電流値を複数ポイントで収集して、これらの電流値をベクトルデータとし、このベクトルデータを、良品に対するベクトルデータで形成した基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に代入して得られるマハラノビス距離値が、良品と不良品で大きくことなるという知見を得た。
【０００６】
このような知見から上記課題を解決するため、本発明の良否判定方法は、磁気回路を有する製品の良否判定方法であって、被判定対象の製品が有する上記磁気回路に、所定の方形パルス電圧を印加する電圧印加ステップと、上記所定の方形パルス電圧の印加に伴って、上記磁気回路に流れる電流の過渡応答において複数ポイントの電流値を取得すると共に、当該複数ポイントの電流値をベクトルデータとするデータ収集ステップと、所定数の正常の製品それぞれのベクトルデータによって形成される基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に、上記被判定対象の製品の上記ベクトルデータを代入して、マハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出ステップと、上記被判定対象の製品に対する上記マハラノビス距離と、所定の閾値とを比較することによって、当該被判定対象の製品の良否を判定する良否判定ステップとを備えることを特徴としている。
【０００７】
本発明の良否判定方法によれば、上述したように、磁気回路を有する被判定対象の製品に、方形パルス電圧を印加した場合の、過渡応答中の電流値を複数ポイントで取得してベクトルデータとし、正常の製品、すなわち良品に対するベクトルデータによって形成される基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に代入する。このようにして得られるマハラノビス距離を、良品と不良品を区別するための所定の閾値と比較することによって、上記した製品の良否判定が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態にかかる良否判定方法について添付の図面を参照して説明する。まず、本実施形態にかかる良否判定方法を適用可能な製品の一例であるブザー１について説明する。図１は、ブザー１の断面図である。図１に示すように、ブザー１は、熱可塑性樹脂からなる上側ケース１１と下側ケース２１を有しており、超音波溶接技術を用いることにより、上側ケース１１と下側ケース２１が接合されている。上側ケース１１は円筒形状を呈しており、その一端に上面部を有する。この上面部には放音口１２が形成され、この放音口１２に連続して放音筒１３が設けられている。そして、上側ケース１１と下側ケース２１で形成される内部空間には、ベース３１、鉄心３２、ボビン３３、コイル３４、マグネット３９、振動部４５が収容されている。
【０００９】
下側ケース２１の上記した内部空間側には、ベース３１が固着されており、略円柱形状の鉄心３２が、このベース３１と下側ケース２１とによりかしめられている。そして、ボビン３３はその底部がベース３１の上面に固着され、さらにその延出部が鉄心３２の外周に沿うようにして載置されている。そして、ボビン３３の外周には、導線が巻きつけられてコイル３４が形成されている。また、マグネット３９は、環状のプラスチックマグネットからなり、その底面をベース３１に、外周面を上側ケース１１の内周面に当接させるとともに、コイル３４の外周から所定の間隔をもって配置されている。このマグネット３９の上面には、振動部４５が固定されており、この振動部４５は、薄膜円板形状の振動板４６を備え、その上面中央に円板形状の磁片４７が固着されている。さらに、略円柱形状のピン４０及び４１が下側ケース２１とベース３１のそれぞれに設けられたホールに挿通されると共に、下側ケース２１とベース３１によってかしめられている。そして、ピン４０及び４１が、コイル３４の両端の導線とそれぞれ半田付けされることによって、ピン４０及び４１がブザー１の外部との電気的な接点となる。
【００１０】
このような構成を有するブザー１は、ピン４０及び４１、コイル３４、鉄心３２、マグネット３９、振動部４５によって磁気回路を形成している。そして、マグネット３９の静磁界によって、振動部４５が鉄心３２側に引き付けられる。この状態において、ピン４０及び４１から交流電圧またはパルス電圧を印加すると、コイル３４に信号電流が流れ、この信号電流に応じた振動磁界が鉄心３２の先端に生じる。そして、この振動磁界によって振動部４５が振動すると、周囲の空気を振動させ、この振動が共鳴空間５０で増幅されて、放音口１２から外部にブザー音として放出される。
【００１１】
このようなブザー１において、その不良とは、コイル３４の両端の導線とピン４０及び４１との半田接合の不良（例えば、上述したようなトンネル半田となっている状態）、マグネット３９の磁性に異常がある場合などの磁気回路の異常や、磁片４７の位置が振動板４６の中央からずれていたり、あるいは、振動部４５と放音筒１３または鉄心３２との距離が短く、振動時に放音筒１３または鉄心３２と振動部４５が接触する場合などのようにブザー１の構造的な欠陥による異常を意味する。
【００１２】
次に、本実施形態にかかる良否判定方法によりブザー１の良否を判定するための計測系の構成を図２に示す。図２に示すように、この計測系では、ブザー１のピン４０及び４１と、ファンクション・ジェネレータ１００を接続し、ファンクション・ジェネレータ１００から方形パルス電圧をブザー１に印加する。そして、ブザー１とファンクション・ジェネレータ１００を接続した接続線の一方にカレント・プローブ１１０を接続して、電流を計測し、この電流値をデジタル・オシロスコープ１２０のチャンネル２への入力とする。また、ブザー１とファンクション・ジェネレータ１００を接続した接続線の他方とデジタル・オシロスコープ１２０のチャンネル１を接続して、上記の方形パルス電圧を計測する。
【００１３】
このような計測系を用いてブザー１の良否を判定する良否判定方法について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。本実施形態の良否判定方法では、被判定対象のブザー１が備えるピン４０及び４１にファンクション・ジェネレータ１００から方形パルス電圧を加える（ステップＳ１）。次に、カレント・プローブ１１０によって計測される電流値を、デジタル・オシロスコープ１２０に入力する。そして、過渡応答中の電流値のうち、所定の複数ポイントの電流値を用いたベクトルデータを生成する（ステップＳ２）。次いで、予め、良品であることが既知の複数のブザー１に対して取得された上記の複数ポイントの電流値によるベクトルデータで形成した基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に、ステップＳ２で生成したベクトルデータを代入し、マハラノビス距離を算出する（ステップＳ３）。
【００１４】
ここで、マハラノビス距離計算式の導出について説明する。この導出においては、まず、基準空間を作成するため、良品であることが既知のｎ個の製品（この実施形態の場合は、良品であることが既知のｎ個のブザー１）について、計測項目Ｘ１，Ｘ２・・・Ｘｋ（ブザー１の場合は、上記した複数ポイントの電流値）を取得し、それぞれの計測項目の平均値ｍ１，ｍ２・・・・ｍｋ及び標準偏差σ１，σ２・・・σｋを求めておく。そして、ｎ個の製品それぞれの計測項目を式（１）によって基準化する。
【００１５】
【数１】
2004077188.tif 000003
なお、式（１）において、添字のｉは上記の計測項目へのインデックスであり、ｊは基準空間の作成に用いたｎ個の製品それぞれへのインデックスである。
【００１６】
また、上記のように基準化されたｎ個の製品それぞれの計数項目を用いて、相関行列の逆行列ａｉｊを求める。そして、相関行列の逆行列ａｉｊ、平均値ｍ１，ｍ２・・・・ｍｋ及び標準偏差σ１，σ２・・・σｋを用いると、マハラノビス距離Ｄ２を計算するためのマハラノビス距離計算式が、以下の式（２）として導出できる。
【００１７】
【数２】
2004077188.tif 000004
この式（２）のＸｉ、Ｘｊに、被判定対象の製品について計測した上記の計測項目の値を代入すると、マハラノビス距離Ｄ２が算出できる。
【００１８】
なお、本実施形態のように、デジタル・オシロスコープ１２０を用いて観察される複数ポイントの電流値をマハラノビス距離計算式に代入するには、マハラノビス距離を計算するための計算ソフトウェアに、上記の複数ポイントの電流値を人手で入力してもよい。また、所定のインターフェイス（例えばＧＰＩＢ）を介してデジタル・オシロスコープ１２０からコンピュータに上記の過渡応答中の電流値を取得し、コンピュータで複数ポイントの電流値を自動的に選択して、マハラノビス距離を計算するようプログラムしておいても良い。
【００１９】
図３に戻り、次に、良品と不良品の判定に用いるマハラノビス距離の閾値と、上述のように求めたマハラノビス距離とを比較し、マハラノビス距離が上記の閾値より小さければ、良品と判定し、大きければ不良品と判定する（ステップＳ４）。以上のようにして、本実施形態における良否判定方法を適用すると、ブザー１の良否判定が行える。
【００２０】
次に、この良否判定方法をブザー１の良否判定に適用した実験結果を示す。この実験では、図４に示す方形パルス電圧をブザー１に印加した。図４は、デジタル・オシロスコープ１２０で観測したファンクション・ジェネレータ１００によって印加される方形パルス電圧と、カレント・プローブ１１０によって計測される上記の電流値に基づく電流波形である。図４に示すように、この実験では、ファンクション・ジェネレータ１００から、電圧３．６［Ｖ］、パルス幅２００［μｓｅｃ］の方形パルス電圧２１０をブザー１に印加した。そして、この印加に伴って、カレント・プローブ１１０から得られる電流波形２２０は、上記の方形パルス電圧の印加に伴って、過渡応答を示す。そして、この過渡応答における複数ポイントの電流値として、電流値の変化が激しい、パルス電圧印加前１［μｓ］から印加後４５［μｓ］の間の、９１ポイントの電流値を用い、これらを用いてマハラノビス距離計算式に代入するベクトルデータとした。
【００２１】
図５に、複数のブザー１に対して求めたマハラノビス距離の頻度分布を示す。これらのブザー１は、その良否が既知であり、マハラノビス距離計算式の導出において、基準空間の生成に含めていないものを用いている。図５において、白抜きの棒グラフは良品のブザー１に対するマハラノビス距離の頻度を示し、黒塗りの棒グラフは不良品のブザー１に対するマハラノビス距離の頻度を示す。図５に示すように、良品と不良品のマハラノビス距離は大きく異なる。したがって、この頻度分布に示す良品と不良品のマハラノビス距離の中間に、上記した良品判定の閾値を設定すると、この良否判定方法によって明らかにブザー１の良否の判定が可能であることがわかる。
【００２２】
以上、本発明にかかる良否判定方法の実施形態について説明したが、この良否判定方法は、同じく磁気回路を有するスピーカや、ワイヤドットプリンタの印字ヘッド、磁気記録装置の記録ヘッド、さらにトランスなどの製品の良否判定にも同様に適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、磁気回路を有する被判定対象の製品に、方形パルス電圧を印加した場合の、過渡応答中の電流値を複数ポイントで取得してベクトルデータとし、良品に対して求めたベクトルデータで形成する基準空間において導出されるマハラノビス距離計算式に、このベクトルデータを代入することによって得られるマハラノビス距離を、良品と不良品を区別するための所定の閾値と比較することによって、上記した製品の良否判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかるブザーの断面図である。
【図２】実施形態にかかる良否判定方法を適用する計測系の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態にかかる良否判定方法のフローチャートである。
【図４】実施形態にかかる良否判定方法に適用する方形パルス電圧と電流の過渡応答を示す図である。
【図５】実施形態にかかる良否判定方法によるマハラノビス距離の分布を示す図である。
【符号の説明】
１…ブザー、１００…ファンクション・ジェネレータ、１１０…カレント・プローブ、１２０…デジタル・オシロスコープ
【図１】
2004077188.tif 000005
【図２】
2004077188.tif 000006
【図３】
2004077188.tif 000007
【図４】
2004077188.tif 000008
【図５】
2004077188.tif 000009