(57)【要約】【課題】個々の巻線の磁性にバラツキを有していても良否を正確に判定できる巻線良否判定装置を提供する。【解決手段】巻線良否判定装置５は、被試験巻線にパルス電圧を印加することで被試験巻線の状態の良否を判定するものであって、被試験巻線に印加するパルス電圧の値を算出すると共にパルス電圧の値を所定幅で上昇させる印加パルス電圧算出部５１と、算出された値のパルス電圧が印加された被試験巻線に生じる共振振動電圧の信号の時間変化で表される波形面積を算出する振動波形面積算出部５７と、被試験巻線に印加するパルス電圧を上昇させる前後において、振動波形面積算出部５７で算出された波形面積の値を比較し、上昇後に算出された波形面積の値が上昇前に算出された波形面積の値よりも小さい場合に、被試験巻線に印加されたパルス電圧の値において、被試験巻線の状態を否と判定する良否判定部５８とを備える。【選択図】図２
2007108058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験巻線にパルス電圧を印加することで、前記被試験巻線の状態の良否を判定する巻線良否判定装置であって、
前記被試験巻線に印加するパルス電圧の値を算出すると共に、前記パルス電圧の値を所定幅で上昇させる印加パルス電圧算出手段と、
この印加パルス電圧算出手段で算出された値のパルス電圧が印加された前記被試験巻線に生じる共振振動電圧の信号の時間変化で表される波形の特徴量を算出する振動波形特徴量算出手段と、
前記被試験巻線に印加するパルス電圧を上昇させる過程において、前記振動波形特徴量算出手段で算出された波形の特徴量の値を比較して、前記被試験巻線の状態の良否を判定する良否判定手段と、
を備えることを特徴とする巻線良否判定装置。
【請求項２】
前記良否判定手段は、上昇後に算出した波形の特徴量の値が上昇前に算出した波形の特徴量の値以上であると判定した場合に、前記被試験巻線に印加されたパルス電圧の値と、予め定められた値とを比較し、前記パルス電圧の値が予め定められた終了電圧値未満である場合に、前記パルス電圧の値を上昇させる指示を生成し、前記パルス電圧の値が前記終了電圧値以上である場合に、前記被試験巻線の状態を良と判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の巻線良否判定装置。
【請求項３】
前記良否判定手段で前記被試験巻線の状態が否と判定された場合に、前記被試験巻線に直前に印加されたパルス電圧の値を表示装置に表示させると共に、前記被試験巻線の状態が良と判定された場合に、前記被試験巻線が試験に合格した旨を表示装置に表示させる表示制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の巻線良否判定装置。
【請求項４】
前記良否判定手段は、
前記印加パルス電圧算出手段で算出された初期値のパルス電圧が印加された前記被試験巻線に生じた共振振動電圧の波形の特徴量の値と、当該被試験巻線に前記初期値のパルス電圧が印加されたときに想定される予め計算された波形の特徴量の値との偏差が所定値以上か否かを判別し、前記偏差が前記所定値以上であると判別した場合に、前記被試験巻線の状態を否と判定し、印加パルス電圧の上昇を中止させる、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の巻線良否判定装置。
【請求項５】
被試験巻線にパルス電圧を印加することで、前記被試験巻線の状態の良否を判定するために、コンピュータを、
前記被試験巻線に印加するパルス電圧の値を算出すると共に、前記パルス電圧の値を所定幅で上昇させる印加パルス電圧算出手段、
この印加パルス電圧算出手段で算出された値のパルス電圧が印加された前記被試験巻線に生じる共振振動電圧の信号の時間変化で表される波形の特徴量を算出する振動波形特徴量算出手段、
前記被試験巻線に印加するパルス電圧を上昇させる前後において、前記振動波形特徴量算出手段で算出された波形の特徴量の値を比較して、前記被試験巻線の状態の良否を判定する良否判定手段、
として機能させることを特徴とする巻線良否判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線を備える巻線部品にパルス電圧を印加する試験を行うことにより、巻線の良否を判定する巻線良否判定装置及び巻線良否判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
巻線を備える巻線部品には、インダクタ、変圧器、磁界発生用コイル等が挙げられ、このような巻線部品は、モータやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）など数多くの電子・電気機器に搭載されており、交換不要の長寿命部品として認識されている。このような巻線部品を搭載した電子・電気機器が動作不良を起こして簡単には修理できないときに、巻線部品の不良が原因となっている場合がある。電子・電気機器に搭載する前から、巻線部品の内部に、例えば、絶縁不良部分がもともと存在していた場合、次のような過程を経て巻線部品の不良が生じる。ここで、絶縁不良部分とは、巻線部品の長期使用によって巻線部品の不良を誘発する絶縁低下を起こすような部分をいう。すなわち、この巻線部品が搭載されている電子・電気機器の電源をオン／オフすると、巻線部品に急激な電圧変動が加わり、巻線部品の絶縁不良部分に小さなスパークが瞬間的に発生する。このように電源のオン／オフによりスパークが発生する状態で、電子・電気機器を長期間使用し続けると、巻線部品の絶縁不良部分がスパークによって徐々に劣化していき、ついには巻線部品そのものに不良が生じる。その結果、巻線部品が搭載されている電子・電気機器が動作不良を起こすこととなる。
【０００３】
そこで、従来、電子・電気機器に搭載する前に、巻線部品に不具合があるか否かを検知するために、被試験巻線に高電圧インパルス（パルス電圧）を印加したときに、当該被試験巻線に生じる電圧の波形から、当該被試験巻線の状態、つまり、被試験巻線の良否を判定する巻線良否判定装置が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、被試験巻線は、所定の浮遊容量と抵抗値とを有する試験用回路に接続される。被試験巻線が接続された試験用回路は、被試験巻線のインダクタンス（Ｌ）、浮遊容量の静電容量（Ｃ）、抵抗値（Ｒ）で構成されるＬＣＲ回路となる。したがって、所定値の高電圧インパルスが印加されたときに、被試験巻線には、被試験巻線のインダクタンスと浮遊容量の静電容量とに基づく共振周波数で振動しながら徐々に減衰していく電圧（共振振動電圧）が生じる。この共振振動電圧を示す信号は、巻線良否判定装置に入力して被試験巻線の状態判定に供される。
【０００５】
従来の巻線良否判定装置は、巻線に不具合がある場合に、巻線のインダクタンスが正常値から異常値に変化し、それに応じて共振周波数や減衰状態も変化する結果、共振振動電圧が変化するという現象を判定原理として、入力信号で示される電圧振動の変化に基づいて、被試験巻線の良否を判定する。具体的には、従来の巻線良否判定装置では、所定値の高電圧インパルスを正常なコイル（良品コイル）に印加することにより予め作成された基準パターン曲線（減衰共振周波数カーブ）を準備しておき、前記所定値の高電圧インパルスを試験用コイル（被試験巻線）に印加して測定された共振振動電圧を示す測定曲線と、基準パターン曲線の偏差（または偏差値）を判定基準としている。この偏差（または偏差値）は、試験用コイルのインダクタンスの変化を反映したものである。したがって、この試験用コイルがレヤーショート（巻線間の絶縁破壊）している場合には、共振周波数が変動するため、図７の（ａ）に示すように、コイル電圧（共振振動電圧）ＶCは、実線の曲線で示され、この実線の曲線は、良品コイルのコイル電圧ＶCを示す点線の曲線（基準パターン曲線）から位相が大きくずれることとなる（ここでは、波形の振幅の変化は問題にしていない）。なお、図７の（ａ）は、電圧を印加させておいてから急激に切ることによって高電圧インパルスを発生させたときの波形である。
【非特許文献１】井上修和、他１名、「低圧小型モータコイル用レヤーショート試験器の開発」、三菱電線工業時報、第96号、平成12年２月、ｐ．26−30
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の巻線良否判定装置では、基準パターン曲線を作成するときに印加した高電圧インパルスの電圧値と同一の電圧値を測定時に被試験巻線に印加する必要がある。この電圧値の設定などの初期設定が適切でないと判定に誤りが生じるおそれがある。
【０００７】
また、従来の巻線良否判定装置では、測定曲線に対して、良品コイルを用いて作成した基準パターン曲線からの偏差（または偏差値）を判定基準としているので、個々の巻線ごとにインダクタンス等の値が異なる場合に（バラツキがある場合に）、巻線の良否判定が困難となり、インダクタンスの値が使用可能な範囲のバラツキを有している正常なコイル（巻線）を不良コイルと判定する場合がある。
【０００８】
具体例を挙げると、コイルのコアとして用いる材料（コア材料）の多くは、磁性特性を向上させる為にフェライトを中心とした多種類の金属を混ぜ合わせた焼結金属が使用された磁性体である。この焼結金属を均一に製造することは難しく、磁性特性にバラツキが出易い。したがって、このようなコア材料を用いたコイルには、インダクタンスなどにバラツキが生じ易くなる。このバラツキが、コイルを実際に使用する環境で想定されるようなバラツキであれば、正常なコイルとして使用することに特段の問題はない。しかしながら、従来の巻線良否判定装置では、このようなバラツキによって、測定曲線が基準パターン曲線からシフトしてしまう。このため、このシフトを補正する為の補正値を正しく設定しておかないと、正常なコイルまで不良コイルと判定してしまう。そこで、正しく補正するための補正式を求めようとしても個々のコイルにバラツキがあるので、汎用的な補正式を作成するには限界があるという問題がある。
【０００９】
また、上で述べているようなコアを使用したコイルは、正常なコイルにおいても、共振振動電圧が所定値以上高くなると（印加するパルス電圧が飽和電圧以上高くなると）、図７の（ｂ）に示すように、コイル電圧（共振振動電圧）は飽和状態となって波形の山が崩れると共に、印加する電圧レベルに連動して共振周波数が変動して位相がずれる。このように共振周波数が変動して位相がずれる現象は、コアが存在する場合は正常なコイルにおいても生じるし、また、図７の（ａ）に示したように、レヤーショートしたコイルでも生じる。したがって、従来の巻線良否判定装置のように基準パターン曲線からの偏差で良否を判定する方法には限界がある。なお、図７の（ｂ）は、正常なコイルに電圧レベルを変えて、高電圧インパルスを発生させたときの波形である。
【００１０】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、個々の巻線の磁性にバラツキを有していても良否を正確に判定することのできる巻線良否判定装置及び巻線良否判定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項１記載の巻線良否判定装置は、被試験巻線にパルス電圧を印加することで、前記被試験巻線の状態の良否を判定する巻線良否判定装置であって、印加パルス電圧算出手段と、振動波形特徴量算出手段と、良否判定手段とを備える構成とした。
【００１２】
かかる構成によれば、巻線良否判定装置は、印加パルス電圧算出手段によって、被試験巻線に印加するパルス電圧の値を算出すると共に、前記パルス電圧の値を所定幅で上昇させる。そして、巻線良否判定装置は、振動波形特徴量算出手段によって、印加パルス電圧算出手段で算出された値のパルス電圧が印加された前記被試験巻線に生じる共振振動電圧の信号の時間変化で表される波形の特徴量を算出する。ここで、波形の特徴量とは、例えば、波形面積や、波形の波高値（電圧値）である。波形面積とは、共振振動電圧の時間変化を示す振動波形において、振動の起点を示す時刻から所定の時刻までに、例えば、共振振動電圧の極大値を滑らかに連結した減衰曲線と時間軸とで囲まれた面積や、時間軸の代わりに共振振動電圧の極小値を滑らかに連結した減衰曲線とで囲まれた面積である。また、波形の特徴量が、波形の正の波高値（電圧値）の場合、極大となる波高値を用いてもよく、波形の負の波高値（電圧値）の場合、極小となる波高値を用いてもよい。また、用いる特徴量の個数は任意である。
【００１３】
そして、巻線良否判定装置は、良否判定手段によって、前記被試験巻線に印加するパルス電圧を上昇させる過程において、前記振動波形特徴量算出手段で算出された波形の特徴量の値を比較して、前記被試験巻線の状態の良否を判定する。例えば、波形の特徴量が波形面積の場合、上昇後に算出された波形面積の値が上昇前に算出された波形面積の値よりも小さい場合に、前記被試験巻線に印加されたパルス電圧の値において、前記被試験巻線の状態を否と判定する。また、例えば、波形の特徴量が波形の負の波高値を用いた場合、上昇後の波高値が上昇前の波高値よりも大きい場合に（絶対値が小さい場合に）、被試験巻線の状態を否と判定することになる。ここで、波形の特徴量の値を比較する方法は、パルス電圧を上昇させる前の波形の特徴量と、上昇させた後の波形の特徴量とを直接比較しても良いし、パルス電圧を上昇させる前後の波形の特徴量の差（偏差）が正または負であるかによって間接的に比較するようにしてもよい。
【００１４】
また、請求項２に記載の巻線良否判定装置は、請求項１に記載の巻線良否判定装置において、前記良否判定手段は、上昇後に算出した波形の特徴量の値が上昇前に算出した波形の特徴量の値以上であると判定した場合に、前記被試験巻線に印加されたパルス電圧の値と、予め定められた値とを比較し、前記パルス電圧の値が予め定められた終了電圧値未満である場合に、前記パルス電圧の値を上昇させる指示を生成し、前記パルス電圧の値が前記終了電圧値以上である場合に、前記被試験巻線の状態を良と判定することを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、巻線良否判定装置は、終了電圧値以上にしたパルス電圧を被試験巻線に印加しても、算出した波形面積の値が上昇前に算出した波形の特徴量の値以上であると判定した場合に、被試験巻線の状態を良と判定する。
【００１６】
また、請求項３に記載の巻線良否判定装置は、請求項１または請求項２に記載の巻線良否判定装置において、前記良否判定手段で前記被試験巻線の状態が否と判定された場合に、前記被試験巻線に直前に印加されたパルス電圧の値を表示装置に表示させると共に、前記被試験巻線の状態が良と判定された場合に、前記被試験巻線が試験に合格した旨を表示装置に表示させる表示制御手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、巻線良否判定装置は、被試験巻線の状態が否と判定された試験の直前の試験で印加されたパルス電圧の値を表示する。これにより、巻線良否判定装置の使用者は、当該試験巻線が絶縁破壊に耐えることのできる限界のパルス電圧値を知ることができる。また、巻線良否判定装置は、被試験巻線の状態が良と判定された試験巻線を表示する。これにより、巻線良否判定装置の使用者は、予め定められた終了電圧値に対応した耐久性を有した正常な巻線を知ることができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の巻線良否判定装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の巻線良否判定装置において、前記良否判定手段は、前記印加パルス電圧算出手段で算出された初期値のパルス電圧が印加された前記被試験巻線に生じる共振振動電圧の波形の特徴量の値と、当該被試験巻線に前記初期値のパルス電圧が印加されたときに想定される予め計算された波形の特徴量の値との偏差が所定値以上か否かを判別し、前記偏差が前記所定値以上であると判別した場合に、前記被試験巻線の状態を否と判定し、印加パルス電圧の上昇を中止させることを特徴とする。
【００１９】
かかる構成によれば、巻線良否判定装置は、印加パルス電圧算出手段で算出された初期値のパルス電圧が印加された被試験巻線に生じる共振振動電圧の波形の特徴量の値と、当該被試験巻線に想定される予め計算された波形の特徴量の値との比較から、被試験巻線の状態を否と判定した場合には、印加パルス電圧を変化させる必要がないので試験を簡略化することができる。
【００２０】
また、請求項５記載の巻線良否判定プログラムは、被試験巻線にパルス電圧を印加することで、前記被試験巻線の状態の良否を判定するために、コンピュータを、印加パルス電圧算出手段、振動波形特徴量算出手段、良否判定手段として機能させることとした。
【００２１】
かかる構成によれば、巻線良否判定プログラムは、印加パルス電圧算出手段によって、被試験巻線に印加するパルス電圧の値を算出すると共に、前記パルス電圧の値を所定幅で上昇させる。そして、巻線良否判定プログラムは、振動波形特徴量算出手段によって、印加パルス電圧算出手段で算出された値のパルス電圧が印加された前記被試験巻線に生じる共振振動電圧の信号の時間変化で表される波形の特徴量を算出する。そして、巻線良否判定プログラムは、良否判定手段によって、前記被試験巻線に印加するパルス電圧を上昇させる前後において、前記振動波形特徴量算出手段で算出された波形の特徴量の値を比較して、前記被試験巻線の状態の良否を判定する。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１または請求項５に記載の発明によれば、被試験巻線ごとに、印加パルス電圧を上昇させたときに、共振振動電圧の波形の特徴量の値を比較することで被試験巻線の状態を判定するので、個々の巻線の磁性にバラツキを有していても良否を正確に判定することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、巻線部品の使用条件に応じて終了電圧値を設定することにより、絶縁破壊に対する所望の耐久性を有した巻線部品の良否を正確に判定することができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、否と判定されたときに、巻線良否判定装置の使用者は、当該試験巻線が絶縁破壊に耐えることのできる限界のパルス電圧値を知ることができるので、不良巻線と判定されたものであっても、使用条件によっては、正常な巻線として利用することが可能になる。また、不良巻線と判定された個々の巻線の履歴が判るので、絶縁不良の特徴を解析して巻線の製造方法を改善することに役立てることが可能となる。また、良と判定されたときに、巻線良否判定装置の使用者は、予め定められた終了電圧値に対応した耐久性を有した正常な巻線を知ることができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、初期値のパルス電圧が実際に印加されたときに被試験巻線の状態を否と判定した場合には、印加パルス電圧を変化させる必要がないので試験を簡略化することができる。その結果、良否の判定結果を求めるまでの所要時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
[巻線試験装置の構成]
図１は、本発明に係る巻線良否判定装置を含む巻線試験装置の構成を示すブロック図である。この図１に示すように、巻線試験装置１は、被試験巻線Ｍの状態を判定する（良否を判別する）ための試験を行うもので、パルス電圧印加回路２と、試験用回路３と、共振振動電圧測定用回路４と、巻線良否判定装置５とを備えている。
【００２７】
パルス電圧印加回路２は、被試験巻線Ｍに高電圧インパルス（パルス電圧）を印加するものであり、高圧電源発生回路２１と、高圧コンデンサ２２と、スイッチ回路２３とを備えている。
【００２８】
高圧電源発生回路２１は、高圧コンデンサ２２に電荷を充電するためのものである。この高圧電源発生回路２１では、一般的なコイルの絶縁試験が可能な程度（通常、数ｋＶ）の高い電圧が用いられている。
【００２９】
高圧コンデンサ２２は、高圧電源発生回路２１から入力される電荷を充電して、スイッチ回路２３のスイッチ作用（ゲート制御）によって、充電した電荷を瞬時に放出することで、高電圧インパルスを発生させるものである。
【００３０】
スイッチ回路２３は、高圧コンデンサ２２に充電されている電荷をスイッチ作用（ゲート制御）によって、瞬時に放出させるものである。なお、スイッチ回路２３として、アノード、カソード、ゲートそれぞれの端子を備えたサイリスタを図示したが、これは一例であって、ＭＯＳＦＥＴなどの他の素子で構成してもよい。
【００３１】
なお、パルス電圧印加回路２から発生される１回の高電圧インパルスによって、高圧コンデンサ２２に充電されている電荷および印加されていた充電電圧は０になる。このため、高圧コンデンサ２２は、高電圧インパルスの休止期間中に、高圧電源発生回路２１から絶えず電荷が充電されるようにしておけば、連続的な高電圧インパルスの発生（パルス動作）が可能である。
【００３２】
試験用回路３は、被試験巻線Ｍが装着される回路である。この試験用回路３は、配線間に所定の抵抗と浮遊容量Ｃｓとを有している。また、被試験巻線Ｍは、例えば、インダクタ、変圧器、磁界発生用コイル等である。
【００３３】
共振振動電圧測定用回路４は、高圧用コンデンサ４１と、低圧用コンデンサ４２と、オペアンプ４３と、Ａ／Ｄコンバータ４４とを備える。
【００３４】
高圧用コンデンサ４１と、低圧用コンデンサ４２とは、分圧器を構成し、パルス電圧印加回路２から高電圧インパルスが被試験巻線Ｍに印加されている際の被試験巻線Ｍの端子間における電圧（被試験巻線Ｍのインダクタンスと試験用回路３の浮遊容量Ｃｓとに依存して試験用回路３に生じる電圧）を所定比で分圧するものであり、それぞれがこの分圧比に応じた静電容量を有している。この被試験巻線Ｍの端子間電圧を分圧した電圧を共振振動電圧と呼ぶ。
【００３５】
オペアンプ４３は、試験用回路３から入力する信号（分圧された共振振動電圧を示す信号）を絶縁し、インピーダンス変換した信号（以下、共振信号という）を出力し、正確に後段のＡ／Ｄコンバータ４４に伝達するためのものである。
【００３６】
Ａ／Ｄコンバータ４４は、オペアンプ４３の出力する共振信号をデジタル信号に変換するものである。このＡ／Ｄコンバータ４４でデジタル信号に変換された共振信号は、巻線良否判定装置５に入力して被試験巻線Ｍの状態判定に供される。
【００３７】
巻線良否判定装置５は、被試験巻線Ｍに印加するパルス電圧（以下、印加パルス電圧という）を設定し、この印加パルス電圧をパルス電圧印加回路２に伝達し、印加パルス電圧が被試験巻線Ｍに印加されたときに発生する共振振動電圧をＡ／Ｄコンバータ４４を介してデジタル信号として入力し、この入力デジタル信号の時間変化を示す波形の特徴量に基づいて、被試験巻線Ｍの良否を判定するものである。以下では、波形の特徴量として、波形面積を用いて説明する。この巻線良否判定装置５は、入出力インターフェース、記憶装置、演算装置を有する専用マイクロコントローラ、マイクロコンピュータもしくはコンピュータによって実現される。
【００３８】
[巻線良否判定装置の構成]
図２は、巻線良否判定装置の構成を示す機能ブロック図である。巻線良否判定装置５は、図２に示すように、印加パルス電圧算出部５１と、試験回数記憶部５２と、印加パルス電圧記憶部５３と、印加パルス出力部５４と、共振振動電圧入力部５５と、波形パターン＆面積記憶部５６と、振動波形面積算出部（振動波形特徴量算出手段）５７と、良否判定部５８と、表示制御部５９と、表示データ記憶部６０とを備えている。
【００３９】
印加パルス電圧算出部（印加パルス電圧算出手段）５１は、１つの試験用巻線Ｍに対してｎ回目の試験で用いる印加パルス電圧の電圧値Ｖnを、後記する式（１）に示す関係式にしたがって算出し、算出した電圧値Ｖnを印加パルス出力部５４に出力するものである。この印加パルス電圧算出部５１は、試験回数「ｎ」を試験回数記憶部５２に登録すると共に、算出した電圧値Ｖnを印加パルス電圧記憶部５３に登録する。また、印加パルス電圧算出部５１は、振動波形面積算出部５７または良否判定部５８の指示に基づいて、試験回数ｎをインクリメントして印加パルス電圧を算出する。
【００４０】
Ｖn＝ＶS＋ｎ×ΔＶ  …  式（１）
ただし、ＶSは印加パルス電圧の初期値、ΔＶは予め定められた所定電圧値、ｎは０または正の整数である。また、ｎ＝０は予備試験を示し、ｎ＝１以上が本試験を示している。
【００４１】
また、印加パルス電圧算出部５１は、良否判定部５８の指示に基づいて、最終回の試験が実施されたか否かを判定し、判定結果を良否判定部５８に出力する。具体的には、印加パルス電圧算出部５１は、印加パルス電圧記憶部５３を参照して、今回の試験で印加された電圧値Ｖnと、試験終了の為に予め定められた電圧値（終了電圧値）ＶEとを比較し、ＶnがＶE以上の場合に、最終回の試験が実施されたものと判定する。
【００４２】
試験回数記憶部５２は、試験回数「ｎ」を記憶したものであって、半導体メモリや磁気メモリなどの書き換え可能な一般的な記録媒体である。
【００４３】
印加パルス電圧記憶部５３は、印加パルス電圧算出部５１で算出された印加パルス電圧の電圧値Ｖnを記憶したものであって、半導体メモリやハードディスクなどの一般的な記録媒体である。
【００４４】
印加パルス出力部５４は、印加パルス電圧算出部５１で算出された印加パルス電圧の電圧値Ｖnをパルス電圧印加回路２に出力する為の出力インターフェースである。
【００４５】
共振振動電圧入力部５５は、共振振動電圧測定用回路４（図１参照）で測定された共振振動電圧をＡ／Ｄコンバータ４４を介してデジタル信号で入力する為の入力インターフェースである。
【００４６】
波形パターン＆面積記憶部５６は、共振振動電圧入力部５５で入力した振動波形の逐次電圧値データ（波形パターン）及び振動波形の面積（波形面積）を記憶したものであって、半導体メモリなどの一般的な高速の記録媒体である。
【００４７】
振動波形面積算出部５７は、共振振動電圧入力部５５から入力したデジタル信号を波形に変換して、波形面積Ｓ（ｎ）を算出し、波形パターン＆面積記憶部５６に保存する。この振動波形面積算出部５７は、試験回数記憶部５２に登録された試験回数ｎを参照して、試験回数ｎが「０」ではない場合（本試験の場合）に良否判定部５８に指示を出力し、試験回数ｎが「０」である場合（予備試験の場合）に印加パルス電圧算出部５１に指示を出力する。
【００４８】
ここで、振動波形面積算出部５７で算出される波形面積Ｓ（ｎ）を図３を参照して説明する。図３は、図２に示した振動波形面積算出部で算出される波形面積の説明図である。この図は、共振振動電圧（デジタル信号）Ｖ′と時間ｔとの関係を示すものである。印加パルス電圧算出部５１で算出された初期値（ｎ＝０）のパルス電圧Ｖ0を被試験巻線Ｍに印加した場合の共振振動電圧Ｖ′0（ｔ）は、後記する式（２）で示される。
【００４９】
【数１】
2007108058.tif 000003
ただし、ｖ0は、高電圧インパルスを印加後、共振振動を開始した時刻（ｔ＝０）のときの共振振動電圧Ｖ′0（０）を示している。また、Ｃ，Ｒは、試験用回路３の浮遊容量値Ｃｓ及び抵抗値Ｒをそれぞれ示しており、Ｌは、被試験巻線Ｍのインダクタンスを示している。
【００５０】
ここで、後記する式（３）の近似を利用すると、共振振動電圧Ｖ′0（ｔ）は、後記する式（４）で示される時刻ｔHのときに振動が極大となり、後記する式（５）で示される時刻ｔLのときに振動が極小となる。ここで、式（４）および式（５）中のｎは、０または正の整数であり、振動の起点または極大並びに極小の振動が生じる時刻に対応している。
【００５１】
【数２】
2007108058.tif 000004
【００５２】
したがって、共振振動電圧Ｖ′0（ｔ）の極大点における電圧Ｖ′0（ｔH）と、極小点における電圧Ｖ′0（ｔL）は、それぞれ、後記する式（６）及び式（７）でそれぞれ示される。ここで、式（６）、式（７）中のＫは、後記する式（８）で示される。図３に示すように、極大点における電圧Ｖ′0（ｔH）を滑らかに連結すると減衰曲線（波形）ｇ0Hが得られ、極小点における電圧Ｖ′0（ｔL）を滑らかに連結すると減衰曲線ｇ0Lが得られる。
【００５３】
【数３】
2007108058.tif 000005
【００５４】
式（８）に示したＫは、被試験巻線Ｍと試験用回路３の電気的特性で決定されるので、被試験巻線Ｍが正常な巻線である場合には不変定数となる。したがって、式（６）、式（７）で示される電圧Ｖ′0（ｔH），Ｖ′0（ｔL）は、ｖ0とｎ（時間ｔに対応）とで決定される。このため、図３に示した減衰曲線ｇ0H，ｇ0Lの減衰カーブ（減衰率）は、被試験巻線Ｍに印加されるパルス電圧に依存しない。巻線の場合、その使用環境によっては、この減衰率が変わらなければ、巻線としての性能は変わらない場合がある。仮に印加パルス電圧を変化させると、式（６）に示すｖ0が変化することになる。例えば、被試験巻線Ｍに印加するパルス電圧をＶ0からＶ1に上昇させた場合に、共振振動電圧Ｖ′1（ｔ）は、式（２）と同様に表現できるので、式（９）で示される。
【００５５】
【数４】
2007108058.tif 000006
ただし、ｖ1は、高電圧インパルスを印加後、共振振動を開始した時刻（ｔ＝０）のときの共振振動電圧Ｖ′1（０）を示している。
【００５６】
そして、前記した手法と同様な近似を用いて、振動の極大点を滑らかに連結すると、図３に示すように、減衰曲線ｇ1Hが得られ、極小点を滑らかに連結すると減衰曲線ｇ1Lが得られる。このように被試験巻線Ｍが正常な巻線であった場合には、振動の極大点を連結した減衰曲線ｇ1Hは、減衰曲線ｇ0Hを縦軸の正の方向に移動したものとなっている。しかしながら、被試験巻線Ｍが不良品であった場合（絶縁破壊などを生じている場合）には、振動の極大点を連結した減衰曲線が縦軸の負の方向に移動するなどの異常が発生する。なお、振動の極小点を連結した減衰曲線は、振動の極大点を連結した減衰曲線とは逆の方向に移動することとなる。この現象は、図７の（ｂ）で説明したような共振振動電圧が飽和状態となっている場合でも、そうでない（不飽和状態）場合でも関係なく成立する。
【００５７】
そこで、振動波形面積算出部５７は、例えば、試験回数ｎ＝１の場合に、所定時刻（ｔ＝ｔQ）までに減衰曲線ｇ1Hと横軸とで囲まれた面積を波形面積Ｓ（１）として算出する。なお、所定時刻（ｔ＝ｔQ）までに減衰曲線ｇ1Hと減衰曲線ｇ1Lとで囲まれた面積を波形面積Ｓ（１）としてもよい。
【００５８】
図２に戻って、巻線良否判定装置５の説明を続ける。
良否判定部（良否判定手段）５８は、振動波形面積算出部５７の指示に基づいて、波形パターン＆面積記憶部５６を参照して、今回の試験で算出された波形面積Ｓ（ｎ）と、直前の試験で算出された波形面積Ｓ（ｎ−１）とを比較し、比較結果に応じて被試験巻線Ｍの良否を判定するものである。この良否判定部５８は、波形面積Ｓ（ｎ）が波形面積Ｓ（ｎ−１）未満の場合には、その時点で被試験巻線Ｍを不良と見なし、試験中止を印加パルス電圧算出部５１に指示すると共に、直前の試験で印加された電圧値Ｖn-1を表示するように表示制御部５９に指示する。また、良否判定部５８は、波形面積Ｓ（ｎ）が波形面積Ｓ（ｎ−１）以上の場合には、最終回の試験が実施されたか否かの判定を印加パルス電圧算出部５１に指示し、判定結果を取得する。
【００５９】
取得した判定結果に応じて、最終回の試験が実施された場合には（今回の電圧値Ｖnが終了電圧値ＶE以上である場合には）、良否判定部５８は、「合格」と表示するように表示制御部５９に指示する。一方、まだ最終回の試験が実施されていない場合には（今回の電圧値Ｖnが終了電圧値ＶE未満の場合には）、良否判定部５８は、試験回数ｎをインクリメントして印加パルス電圧を算出する指示を生成し、印加パルス電圧算出部５１に出力する。
【００６０】
表示制御部（表示制御手段）５９は、良否判定部５８から、直前の試験で印加された電圧値を表示するように指示された場合に、印加パルス電圧記憶部５３を参照して、Ｖn-1を抽出し、表示装置Ｄに表示する。また、表示制御部５９は、良否判定部５８から、「合格」と表示するように指示された場合には、表示データ記憶部６０を参照して、「合格」を示す表示データを抽出し、表示装置Ｄに表示する。
【００６１】
表示データ記憶部６０は、表示装置Ｄに表示する為の表示データを記憶したものであって、半導体メモリやハードディスクなどの一般的な記録媒体である。
【００６２】
表示装置Ｄは、画像を表示するものであれば何でもよく、例えば、液晶ディスプレイ、ＣＲＴなどである。なお、表示装置Ｄは、巻線良否判定装置５と一体の筐体に含んで構成してもよい。
【００６３】
前記した印加パルス電圧算出部５１、振動波形面積算出部５７、良否判定部５８及び表示制御部５９は、所定のプログラムロジックを実行することにより実現される機能である。
【００６４】
[巻線試験装置の動作]
次に、図４を参照（適宜図１参照）して、巻線試験装置１の動作について説明する。図４は、図１に示した巻線試験装置の動作を示すフローチャートである。前提として、被試験巻線Ｍを巻線試験装置１の試験用回路３に予め装着しておく。まず、巻線試験装置１は、パルス電圧印加回路２によって、高電圧インパルスを被試験巻線Ｍに印加する（ステップＳ１）。
【００６５】
被試験巻線Ｍに高電圧インパルスを印加した場合、最初は（測定初期時）、被試験巻線Ｍのインピーダンス値は低いが、被試験巻線Ｍに流れる電流に比例して試験用回路３内における共振等により被試験巻線Ｍのインピーダンス値が高くなる。そして、被試験巻線Ｍの端子間に、被試験巻線Ｍのインダクタンスと試験用回路３の浮遊容量Ｃｓとに依存した共振周波数を有する電圧が生じる。このため、この共振周波数を有する電圧を示す信号が共振振動電圧測定用回路４において観測されることとなる。
【００６６】
そして、巻線試験装置１は、共振振動電圧測定用回路４によって、被試験巻線Ｍの端子間電圧を分圧した共振振動電圧を測定する（ステップＳ２）。具体的には、共振振動電圧測定用回路４では、高圧用コンデンサ４１と低圧用コンデンサ４２とによって、被試験巻線Ｍの端子間電圧が分圧され、分圧された共振振動電圧を示す信号がオペアンプ４３でインピーダンス変換され、共振信号として、正確にＡ／Ｄコンバータ４４に伝達される。
【００６７】
そして、巻線試験装置１は、巻線良否判定装置５によって、Ａ／Ｄコンバータ４４から入力するデジタル信号に基づいて、被試験巻線Ｍの状態（良否）を判定し、判定結果を表示装置Ｄに出力する（ステップＳ３）。
【００６８】
[巻線良否判定装置の動作]
次に、図５を参照（適宜図２参照）して、前記したステップＳ３における巻線良否判定装置５の詳細な動作について説明する。図５は、図２に示した巻線良否判定装置の動作を示すフローチャートである。
【００６９】
巻線良否判定装置５は、印加パルス電圧算出部５１によって、まず、ｎ＝０（予備試験）として（ステップＳ１１）、印加パルス電圧の電圧値Ｖnを、式（１）に示す関係式にしたがって算出し、算出した電圧値Ｖnを印加パルス電圧記憶部５３に記憶する（ステップＳ１２）。そして、巻線良否判定装置５は、印加パルス出力部５４によって、印加パルス電圧算出部５１で算出された印加パルス電圧の電圧値Ｖnをパルス電圧印加回路２に出力する。そして、パルス電圧印加回路２によって被試験巻線Ｍに高電圧インパルス（パルス電圧）が印加されると、共振振動電圧がＡ／Ｄコンバータ４４を介してデジタル信号として巻線良否判定装置５に入力される。
【００７０】
巻線良否判定装置５は、共振振動電圧入力部５５によって、共振振動電圧を示すデジタル信号を入力し、入力した波形パターンを波形パターン＆面積記憶部５６に記憶する。また、巻線良否判定装置５は、振動波形面積算出部５７によって、入力デジタル信号に基づいて、波形面積Ｓ（ｎ）を算出し、波形パターン＆面積記憶部５６に記憶する（ステップＳ１３）。
【００７１】
続いて、巻線良否判定装置５は、振動波形面積算出部５７によって、試験回数ｎが「０」ではないか否かを判定する（ステップＳ１４）。試験回数ｎが「０」ではない場合（本試験である場合：ステップＳ１４でＹｅｓ）、巻線良否判定装置５は、良否判定部５８によって、今回の試験で算出された波形面積Ｓ（ｎ）が直前の試験（予備試験を含む）で算出された波形面積Ｓ（ｎ−１）以上か否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００７２】
波形面積Ｓ（ｎ）が波形面積Ｓ（ｎ−１）以上の場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、巻線良否判定装置５は、印加パルス電圧算出部５１によって、最終回の試験が実施されたか否かを判定する。具体的には、印加パルス電圧算出部５１は、今回の試験で印加された電圧値Ｖnが、終了電圧値ＶE以上か否かを判定する（ステップＳ１６）。今回の電圧値Ｖnが終了電圧値ＶE以上の場合、すなわち、最終回の試験が実施された場合（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、巻線良否判定装置５は、表示制御部５９によって、「合格」を示す表示データを表示装置Ｄに表示する（ステップＳ１７）。
【００７３】
一方、今回の電圧値Ｖnが終了電圧値ＶE未満の場合、すなわち、まだ最終回の試験が実施されていない場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）、巻線良否判定装置５は、印加パルス電圧算出部５１によって、試験回数ｎをインクリメントして（ステップＳ１８）、ステップＳ１２に戻る。また、巻線良否判定装置５は、試験回数ｎが「０」である場合（予備試験である場合：ステップＳ１４でＮｏ）も同様の処理を行う。
【００７４】
また、波形面積Ｓ（ｎ）が波形面積Ｓ（ｎ−１）未満の場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、巻線良否判定装置５は、良否判定部５８によって、その時点で被試験巻線Ｍを不良と見なし、表示制御部５９によって、直前の試験で印加された電圧値Ｖn-1を表示装置Ｄに表示する（ステップＳ１９）。これにより、巻線試験装置１の使用者は、被試験巻線Ｍが、印加パルス電圧値Ｖn-1までの範囲で耐久性があることがわかる。その結果、この被試験巻線Ｍを、使用条件によっては正常な巻線部品として利用できる場合がある。また、別の使用条件によっては不良巻線部品として認定される。なお、このときの電圧値Ｖn-1を絶縁破壊電圧とする。
【００７５】
[共振振動電圧の飽和状態における動作]
ここで、共振振動電圧が飽和状態である場合の巻線良否判定装置５の動作を図６を参照して説明する。図６は、共振振動電圧が飽和状態である場合の波形を示すグラフであって、（ａ）は良品コイル、（ｂ）は不良品コイルを示している。図６では、被試験巻線Ｍ（図１参照）に飽和電圧より大きな値を有する印加パルス電圧ＶAを印加した場合に測定される共振振動電圧Ｖ′A（ｔ）と、時間軸と、所定時刻ｔQとで囲まれた領域（ハッチングなしの領域）の面積を波形面積ＳAとしている。また、ＶAより大きな値を有する印加パルス電圧ＶBを印加した場合に測定される共振振動電圧Ｖ′B（ｔ）と、時間軸と、所定時刻ｔQとで囲まれた領域（ハッチング領域）の面積を波形面積ＳBとしている。図７を参照して説明した従来の方法では、共振振動電圧の基準パターンからの偏差（位相のずれ）を判定基準にしているので、図６の（ａ）、（ｂ）のどちらのコイルも不良と判定してしまう。
【００７６】
この場合、被試験巻線Ｍが良品コイルの場合には、印加パルス電圧の電圧値の増加に応じて、波形面積の面積値も単調増加するので、図６の（ａ）に示すように、波形面積ＳBが波形面積ＳAよりも大きくなる（ＳB＞ＳA）。一方、被試験巻線Ｍが不良品コイルの場合には、印加パルス電圧の電圧値を増加させると、被試験巻線Ｍの絶縁不良部分で放電が生じる。これによって、急激なエネルギーロスが発生し、共振振動は乱れ、波形面積の面積値は減少する。したがって、図６の（ｂ）に示すように、波形面積ＳBが波形面積ＳAよりも小さくなる（ＳB＜ＳA）。つまり、本実施形態の巻線良否判定装置５では、波形面積を良否判定基準としているので、共振振動電圧が飽和状態となったとしてもコイルの良否を容易に判定できるという優れた効果を奏する。
【００７７】
本実施形態の巻線良否判定装置５によれば、被試験巻線Ｍごとに、印加パルス電圧を上昇させたときに、共振振動電圧の波形面積が上昇前の値よりも小さくなったかどうかで被試験巻線Ｍの状態を判定するので、個々の巻線の磁性にバラツキを有していても良否を正確に判定することができる。また、事前に正常な巻線を用いた事前試験を実際に行って基準パターン曲線を作成するような従来必要であった手間を省くことができる。
【００７８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態では、良否判定部５８は、今回の試験で得られた波形面積Ｓ（ｎ）と、直前の試験で得られた波形面積Ｓ（ｎ−１）とを比較するものとして説明したが、今回の試験で得られた波形面積Ｓ（ｎ）から、直前の試験で得られた波形面積Ｓ（ｎ−１）を差し引いた偏差δ1＝Ｓ（ｎ）−Ｓ（ｎ−１）を所定値（例えば、ａとする）と比較するようにしてもよい。この場合には、偏差δ1が、例えば、マイナスの数値である場合に、被試験巻線Ｍの状態を否と判定する。
【００７９】
また、波形パターン＆面積記憶部５６に、基準面積の値Ｓ0と、所定値（例えば、ｂとする）とをさらに記憶しておくと共に、良否判定部５８が以下の機能をさらに有するように構成してもよい。ここで、基準面積Ｓ0とは、印加パルス電圧算出部５１で算出された初期値（ｎ＝０）のパルス電圧Ｖ0を被試験巻線Ｍに印加したときに理論的に想定される計算された波形に基づいて求められた波形面積の値（波形の特徴量の値）である。基準面積の値Ｓ0は、当該被試験巻線Ｍに応じて予め計算されて、波形パターン＆面積記憶部５６に記憶される。そして、良否判定部５８は、印加パルス電圧算出部５１で算出された初期値（ｎ＝０）のパルス電圧Ｖ0が印加された被試験巻線Ｍに生じる共振振動電圧の波形面積の値Ｓ（０）が求められたときに（予備試験が行われたときに）、この波形面積の値Ｓ（０）と、予め定められた基準面積の値Ｓ0との偏差δ2＝Ｓ（０）−Ｓ0を求める。そして、良否判定部５８は、偏差δ2が所定値「ｂ」以上か否かを判別し、偏差δ2が所定値「ｂ」以上であると判別した場合に、被試験巻線Ｍの状態を否と判定し、以後の印加パルス電圧の上昇を中止させるように印加パルス電圧算出部５１に指示する。このようにすることで、初期値（ｎ＝０）のパルス電圧Ｖ0で否（不良）と判定した場合には、印加パルス電圧を変化させる必要がないので本試験を省略することができる。
【００８０】
また、本実施形態では、巻線良否判定装置５は、入力するデジタル信号の時間変化を示す波形の特徴量として、波形面積Ｓ（ｎ）を用いて、被試験巻線Ｍの良否を判定するものとして説明したが、波形の特徴量は、これに限定されるものではなく、例えば、波形の正の波高値（電圧値）であってもよい。この場合、極大となる波高値を用いてもよく、用いる特徴量の個数は任意である。同様に、波形の特徴量として、波形の負の波高値（電圧値）、例えば、極小となる波高値を用いてもよい。
【００８１】
このように波形の特徴量を波形の波高値（電圧値）とした場合には、波形面積Ｓ（ｎ）を用いたときよりも演算処理が簡略化されるので、迅速に判定することができる。また、時刻ｔH（またはｔL）において、例えば、ｎ＝２，３の場合についても判定するようにすれば、精度を向上させることができる。さらに、波形の特徴量として、波形の波高値（電圧値）と波形面積Ｓ（ｎ）とを複合して判定するようにしてもよい。この場合には、信頼性を向上させることができる。
【００８２】
また、例えば、巻線良否判定装置５の各構成を一つずつの過程と捉えた巻線良否判定方法とみなすことや、各構成の処理を汎用のコンピュータ言語で記述した巻線良否判定プログラムとみなすことも可能である。この場合、巻線良否判定装置５と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る巻線良否判定装置を含む巻線試験装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した巻線良否判定装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図２に示した振動波形面積算出部で算出される波形面積の説明図である。
【図４】図１に示した巻線試験装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】図２に示した巻線良否判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】共振振動電圧が飽和状態である場合の波形を示すグラフであって、（ａ）は良品コイル、（ｂ）は不良品コイルを示している。
【図７】従来の巻線良否判定装置で測定されるコイル電圧振動の変化による位相のずれを示す図であって、（ａ）は非飽和状態で印加される同一パルス電圧における良品／不良品コイルの関係を示し、（ｂ）は良品コイルにおける飽和状態で印加されるパルス電圧の違いでコイル電圧振動が変化したことによる位相のずれを示している。
【符号の説明】
【００８４】
１      巻線試験装置
２      パルス電圧印加回路
２１    高圧電源発生回路
２２    高圧コンデンサ
２３    スイッチ回路
３      試験用回路
Ｍ      被試験巻線
Ｃｓ    浮遊容量
４      共振振動電圧測定用回路
４１    高圧用コンデンサ
４２    低圧用コンデンサ
４３    オペアンプ
４４    Ａ／Ｄコンバータ
５      巻線良否判定装置
５１    印加パルス電圧算出部（印加パルス電圧算出手段）
５２    試験回数記憶部
５３    印加パルス電圧記憶部
５４    印加パルス出力部
５５    共振振動電圧入力部
５６    波形パターン＆面積記憶部
５７    振動波形面積算出部（振動波形特徴量算出手段）
５８    良否判定部（良否判定手段）
５９    表示制御部（表示制御手段）
６０    表示データ記憶部
Ｄ      表示装置
【図１】
2007108058.tif 000007
【図２】
2007108058.tif 000008
【図３】
2007108058.tif 000009
【図４】
2007108058.tif 000010
【図５】
2007108058.tif 000011
【図６】
2007108058.tif 000012
【図７】
2007108058.tif 000013