(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量形真空コンデンサの可動電極を移動させて静電容量を調整するために、正転・逆転方向それぞれに数回転の回動を可能とした調整軸を設け、この調整軸を駆動モータに連結し、該駆動モータによって前記調整軸を正方向回転、逆方向回転させ、前記正転及び逆転方向への回動時の摺動音によって前記真空コンデンサの組立状態の正常，異常を検査する検査方法において、
あらかじめ軌道平行測度法で可変容量形コンデンサの正常な摺動音を解析してこれを基にしたしきい値を設定し、次に前記駆動モータを起動して真空コンデンサの調整軸を回転させ、このときの摺動音を採集し、この採集した摺動音の中から正方向と逆方向回転の１サイクル音をピックアップし、該ピックアップしたデータを軌道平行測度法で解析し、この解析結果が前記のしきい値を超えたとき異常と判定するようにしたことを特徴とする可変容量形真空コンデンサの検査方法。
【請求項２】
可変容量形真空コンデンサの可動電極を移動させて静電容量を調整するために、正転・逆転方向それぞれに数回転の回動を可能とした調整軸を設けてこの調整軸を駆動モータに連結し、該駆動モータによって前記調整軸を正方向回転、逆方向回転させ、前記正転及び逆転方向への回動時の摺動音によって前記真空コンデンサの組立状態の正常，異常を検査する検査方法において、
あらかじめ正常の可変容量形コンデンサの音圧レベル値を基にしたしきい値を設定し、前記駆動モータを起動して真空コンデンサの調整軸を回転させ、このときの摺動音を採集し、この採取した摺動音と前記のしきい値とを比較し、採集した摺動音がしきい値を超えたときを異常、超えないときを正常と判定し、次に異常と判定された真空コンデンサを取り除き、正常と判定された真空コンデンサの摺動音を採集し、この採集した摺動音の中から正方向と逆方向回転の１サイクル音をピックアップし、該ピックアップしたデータを軌道平行測度法で解析し、この解析結果が、あらかじめ軌道平行測度法で可変容量形コンデンサの正常な摺動音を解析してこれを基に設定したしきい値を超えたものを異常と判定するようにしたことを特徴とする可変容量形真空コンデンサの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変容量形真空コンデンサの試験方法に関し、特に真空コンデンサの調整軸にモータを直結し、真空コンデンサの組立状態を自動的に検査する試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可変容量形真空コンデンサ（以下、真空コンデンサと称す）は、基本的には図９に示すように構成されている。即ち、セラミック等の絶縁円筒１２の両端側に銅製の円筒管１１ａ，１１ｂを接合して円筒部を形成し、この円筒部を固定側端板兼固定電極取付導体１３と可動側端板１４とで閉塞して、コンデンサ部を収容する真空容器１０を形成し、
固定電極取付導体１３の内側に、径（半径）の異なる複数の円筒状電極板Ｆ1，Ｆ2…Ｆnを同心円状に一定間隔をもって取り付けて固定電極１５を形成し、また、この固定電極１５の各電極板間の間隙内に、非接触状態で挿出入できるように、内径の異なる複数の円筒状電極板Ｍ1，Ｍ2…Ｍnを可動電極取付導体１８に設けて可動電極１６を形成し、可動電極取付導体１８には、可動リード１８′を設け、この可動リード１８′を、可動側端板１４を貫通して設けた軸受１７に回動不能で上下動自在に支承し、可動電極１６を真空容器の外部から軸線方向に移動させるようにしている。
【０００３】
なお、１９はベローズで、一端が可動側端板１４及び軸受１７とロー付けされ、他端側は可動リード１８′又は可動導体１８にロー付けられ、軸受１７と可動リード１８′の摺動部ならびに軸受１７の可動側端板１４の貫通部を覆い、真空漏れを防止しながら、可動リードの上下動ができるようにしている。
【０００４】
このように構成した真空コンデンサで、その静電容量の調整を行う場合は、可動電極と固定電極に課電し、可動リード１８′を静電容量調整手段（後述）により可動リードの軸線方向に移動させて固定電極１５と可動電極１６との対向面積を変え、両電極１５，１６間に生ずる静電容量の値を連続的に変化させる。
【０００５】
静電容量手段としては、図１０に示すように、可動リード１８′の自由端２１側にねじ部２２を螺設し、このねじ部２２に調整軸２３のねじ部２４を螺合し、この調整軸２３をねじ受部２５にベアリング２６を介して回転自在に取り付け、調整軸２３の操作部２７を手動又はモータ等で回転して可動電極１６を上下に移動する。このとき、可動電極の円筒状電極板が固定電極の円筒状電極板に接触することなく、平行状態を保ったまま移動させるために、固定電極取付導体１３の固定電極軸心部にガイドピン２８（又はガイド部２９）および可動電極取付導体１８の可動電極軸心部に、ガイドピンを挿入して案内するガイド部２９（又はガイドピン２８）が設けられている。
【０００６】
図１１は他の静電容量調整手段で、図１０の可動リード１８′を可動リードボルト３２とし、調整軸２３を調整ナットからなる調整軸３３として、この調整軸３３を回転することにより可変電極を上下動させるようにしたものである。
【０００７】
なお、図中３１はねじ受部で調整軸３３はこのねじ受部３１にベアリング３４を介して回転自在に支承されている。また、３５は最大静電容量を調節するための調節ねじを示している。
【０００８】
このような可変容量形の真空コンデンサは、調整軸２３又は３３を正方向，逆方向回転することで静電容量が調整される。
【０００９】
真空コンデンサは製作された後、品質管理の面から種々の検査が行われる。この検査は多量生産品においては、人員と時間がかかるので自動検査システムが検討され、近年はセンサーの発達と信号処理技術の進歩により、かなり自動化が進んでいる。しかし、まだ検査員の勘と経験を必要とする検査もある。
【００１０】
図１２は真空コンデンサの組立状態を検査する検査方法の説明図で、検査台１のベース１ａ上に立設した支持枠１ｂ，１ｃの一方の支持枠１ｂに検査用の真空コンデンサ１ｄ（以下、検査品と略称する）を取り付け、他方の支持枠１ｃに駆動モータ１ｅを取り付け、この駆動モータ１ｅの回転軸と検査品の調整軸とを連結手段１ｆで連結し、駆動モータ１ｅにモータドライバー４０を接続して、このモータドライバー４０から駆動モータ１ｅに電力の供給および切り換えを行って駆動モータの起動，停止，正方向，逆方向回転を行って検査品の調整軸を操作する。
【００１１】
そして、組立状態の検査は、駆動モータを正方向，逆方向回転を繰り返し行い、そのときの駆動モータの軸の回転トルクを、モータの負荷電流から求め、負荷電流が所定の値より大きいときに組立状態が不良と判定する。この検査は、真空コンデンサを検査台にセットすれば自動的に回転トルク値が求められ、合否が判別される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の真空コンデンサの試験方法では、組立状態が悪いと、調整ねじを操作する力、即ち、駆動モータの駆動力が増加して回転トルク値が増大するので、この回転トルク値から組立状態の良・悪が判別できる。
【００１３】
しかし、将来の故障に繋がりかねない摺動音の異常は判別できない。現状では検査員が回転音を聞きながら特別な異常音と正常音とを聞き分け、勘と経験によって判別している。従って、自動検査は無理であり、また、検査結果の信頼性にも問題があった。
【００１４】
このような実情に鑑み、本発明は摺動音を解析して、正常音と異常音を自動的に判別する方法を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段は、請求項１の発明は、可変容量形真空コンデンサの可動電極を移動させて静電容量を調整するために、正転・逆転方向それぞれに数回転の回動を可能とした調整軸を設けてこの調整軸を駆動モータに連結し、該駆動モータによって前記調整軸を正方向回転、逆方向回転させ、前記正転及び逆転方向への回動時の摺動音によって前記真空コンデンサの組立状態の正常，異常を検査する検査方法において、
あらかじめ軌道平行測度法で可変容量形コンデンサの正常な摺動音を解析してこれを基にしたしきい値を設定し、次に前記駆動モータを起動して真空コンデンサの調整軸を回転させ、このときの摺動音を採集し、この採集した摺動音の中から正方向と逆方向回転の１サイクル音をピックアップし、該ピックアップしたデータを軌道平行測度法で解析し、この解析結果が前記のしきい値を超えたとき異常と判定するようにする。
【００１７】
また、請求項２の発明は、可変容量形真空コンデンサの可動電極を移動させて静電容量を調整するために、正転・逆転方向それぞれに数回転の回動を可能とした調整軸を設けてこの調整軸を駆動モータに連結し、該駆動モータによって前記調整軸を正方向回転、逆方向回転させ、前記正転及び逆転方向への回動時の摺動音によって前記真空コンデンサの組立状態の正常，異常を検査する検査方法において、
あらかじめ正常の可変容量形コンデンサの音圧レベル値を基にしたしきい値を設定し、前記駆動モータを起動して真空コンデンサの調整軸を回転させ、このときの摺動音を採集し、この採取した摺動音と前記のしきい値とを比較し、採集した摺動音がしきい値を超えたときを異常、超えないときを正常と判定し、次に異常と判定された真空コンデンサを取り除き、正常と判定された真空コンデンサの摺動音を採集し、この採集した摺動音の中から正方向と逆方向回転の１サイクル音をピックアップし、該ピックアップしたデータを軌道平行測度法で解析し、この解析結果が、あらかじめ軌道平行測度法で可変容量形コンデンサの正常な摺動音を解析してこれを基に設定したしきい値を超えたものを異常と判定するようにする。
【００１８】
このように、最初に検査の対象を絞り込むことにより、軌道平行測度法による解析の計算時間が短縮される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は本発明に適用される真空コンデンサ検査システムの構成図を示す。同図において、１は検査用真空コンデンサ（以下、検査品と略称する）を取り付けて検査する検査台で、ベース１ａ上に２つの支持枠１ｂおよび１ｃが立設され、支持枠１ｂに検査品１ｄが、また支持枠１ｃに駆動モータ１ｅが取り付けられ、検査品１ｄの調整軸と駆動モータ１ｅの回転軸とが連結手段１ｆで直結される。
【００２１】
２はモータドライバー、３はパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと略称する）、４はマイクロホン、５はサウンドボードを示している。
【００２２】
検査台１の駆動モータ１ｅに検査品１ｄを直結し、モータドライバー２から必要な電力を供給し、検査品の調整軸を正転，逆転の繰り返しを連続的に行う。
【００２３】
なお、検査品の真空コンデンサは、有限回転であるため、正転，逆転方向への回転数には制限があり、例えば、正方向５回転、逆方向５回転程度である。
【００２４】
モータドライバー２は、駆動モータに必要な電力を供給するとともに、電源の極性を切り換え正転，逆転の操作を行い、駆動モータ１ｅの負荷電流値をパソコン３に出力する。パソコン３はこの負荷電流値から検査品１ｄの調整軸の回転トルクの正常，異常を判別する。
【００２５】
一方、マイクロホン４で、検査品の摺動音を集音する。このマイクロホン４と、検査品との位置関係は一定とする。
【００２６】
サウンドボード５はマイクロホン４の出力を入力し、最初に、マイクロホンからの入力が飽和しないようにレベルを調整し、その後、レベルは一定とする。更に、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換しパソコン３へ出力する。
【００２７】
パソコン３は、モータドライバー２への運転起動，停止、及び摺動音の採集とその解析を行う。
【００２８】
本発明において、上記の摺動音による正常音と異常音とを判別する３つの実施の形態があり、以下、これを説明する。
【００２９】
第１の実施の形態は、摺動音の音圧レベルの大小による正常音と異常音を判別するものである。
【００３０】
まず、マイクロホン４の位置、サウンドボード５のアンプ利得等の周辺機器の条件を固定する。
【００３１】
次に、あらかじめ正常の検査品の音圧レベルを測定しておき、この正常の音圧レベルを基にしきい値を設定する。
【００３２】
次に、モータドライバー２を起動し検査品の調整軸を回転させ摺動音をマイクロホン４で採集する。
【００３３】
最後に、採集した摺動音と設定したしきい値とを比較し、採集した摺動音で、しきい値を超える音を異常と判断する。
【００３４】
図２は正方向５回転、逆方向５回転を１サイクルとする繰り返し音を示し、図２（ａ）は、検査品（真空コンデンサ）の正常回転音と正常逆回転音を示す。
【００３５】
図２（ｂ）は検査品の異常正逆回転音を示し、音圧（振幅）レベルで正常，異常を判別する。
【００３６】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の形態は、摺動音を軌道平行測度（以下、ＴＰＭと称す）法で解析し、その結果を基に正常，異常を判別するものである。
【００３７】
ＴＰＭ法は、本願の出願人が先に創案し、特許出願した（特願平８−２８９６５８号）解析手法で、元のデータ（正常）とノイズが加わったデータ（正常でない）、つまり、決定論に基づいた時系列とノイズのような確立過程に基づいた時系列との判別を行い、正常音と異常音とを判別するものである。
【００３８】
まず、マイクロホン４の位置、サウンドボード５のアンプ利得等の周辺機器の条件を固定する。
【００３９】
次に、モータドライバー２を起動し、検査品の調整軸を回転させ摺動音を採集する。
【００４０】
次に、採集した摺動音の中から正方向と逆方向回転の１サイクル音をピックアップする。
【００４１】
図３（ａ）はこの正方向回転１サイクルのピックアップ波形図（異常の場合）、図３（ｂ）は、逆方向回転１サイクルのピックアップ波形図（異常の場合）を示している。
【００４２】
次に、ピックアップしたデータをＴＰＭ法で解析する。
【００４３】
最後に、正常な摺動音をＴＰＭ法で解析した結果を基に、あらかじめ設定したしきい値と、前記のピックアップしたデータをＴＰＭ法で解析した結果とを比較し、正常，異常を判別する。
【００４４】
次に、ＴＰＭ法による解析について概略説明する。
【００４５】
図４は、ＴＰＭ法解析の基本となるブロック図で、６は図５に示すｎ次元状態空間に埋め込まれ時系列データの任意のデータベトクルを得るデータベクトルＸｉ検出手段、７はその近傍空間内（図５に示す）での、データベクトルＸｊ（ｊ；ｍ個（事前に設定））の軌道（トラジェクトリ）に対する接線の方向Ｔｉ，Ｔｊを得る接線方向検出手段である。この接線方向検出手段７で得られた接線方向がほぼ同一であるか、否であるかを判定手段８で判定する。この判定結果で、同一なら理想的な決定論に基づく時系列データであるとし、否であるなら図６に示すようにシステムに異常が加わった、すなわちランダムノイズ印加で接線方向がランダムになり確率過程に基づく時系列データであると分離識別手段９で分離識別される。
【００４６】
ここで、一例として、決定論的カオスの時系列データである代表的なレスラーカオスと、その時系列データに確率過程系の要素としてホワイトノイズを加えたデータで比較する。ノイズの影響を受けていないデータを埋め込んだときのアトラクタグラフは図７に示すような軌道を描く。しかし、ノイズの影響を受けたデータのときのアトラクタグラフは図８に示すように軌道が支離滅裂になる。この結果、図７から明らかのように、ノイズの影響を受けないデータでは、埋め込まれたアトラクタの一部分を見るとそれぞれのデータが同じ方向に流れていることが判る。即ち、ＴＰＭ法は、ｎ次元状態空間に埋め込まれた時系列データの任意のデータベクトルの接線方向を検出した後、その近傍空間内でのデータベクトルの軌道に対する接線方向を検出し、検出された接線方向が同一方向であるか、否であるかを判定した後、その判定結果から決定論に基づく時系列データであるか、確率過程に基づく時系列データであるかを分離識別することを特徴とする。
【００４７】
このように、正常時は設計通りの動作により、決定論理的挙動が支配的であるが、異常が発生すると、確率過程に基づくノイズが重畳するため、極めてわずかなノイズも敏感に反応する。
【００４８】
このＴＰＭでピックアップしたデータを解析し、その結果と、あらかじめ設定したしきい値（正常な摺動音をＴＰＭ法で解析した結果を基に設定）とを比較して正常，異常を判別する。
【００４９】
次に、第３の実施の形態について説明する。
【００５０】
第３の実施の形態は、音圧レベル（第１の実施の形態）と、ＴＰＭ法の解析（第２の実施の形態）を組み合わせて、正常，異常を判別し、検査効率の向上を図るものである。
【００５１】
まず最初に、音圧レベルによる正常，異常の判別を行い、しきい値を大きく超える検査品を異常と判別して取り除く。
【００５２】
次に、残った検査品について、ＴＰＭ法解析による正常，異常の判別を行う。
【００５３】
このように検査の対象となる検査品を絞り込むことにより、計算時間か短縮される。
【００５４】
【発明の効果】
従来、真空コンデンサの異常摺動音の判別は、検査員の勘と経験に頼るところが多かった。このため、検査員による検査結果のバラツキや検査コストの低減が困難であった。
【００５５】
しかし、本発明により、真空コンデンサの異常摺動音の検査の自動化が可能となり、検査の信頼性向上と検査コストの低減が図れる、等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用される真空コンデンサ検査システムの構成図。
【図２】真空コンデンサの正常音，異常音の波形図。
【図３】正，逆方向回転１サイクルのピックアップ波形図。
【図４】軌道平行測度法の説明図。
【図５】アトラクタの局所的特徴
【図６】局所的に見たシステムのアトラクタ
【図７】アトラクタグラフ（レスラーカオス）
【図８】アトラクタグラフ（１０％ノイズを加えたレスラーカオス）
【図９】可変容量形真空コンデンサの基本構成図。
【図１０】真空コンデンサの静電容量調整手段の説明図。
【図１１】真空コンデンサの他の静電容量調整手段の説明図。
【図１２】従来の真空コンデンサの検査方法の説明図。
【符号の説明】
１…検査台
１ａ…ベース
１ｂ，１ｃ…支持枠
１ｄ…検査品（真空コンデンサ）
１ｅ…駆動モータ
１ｆ…連結手段
２…モータドライバー
３…パソコン
４…マイクロホン
５…サウンドボード
６…ベータベクトル検査手段
７…接続方向検出手段
８…判定手段
９…分離識別手段
１０…真空容器
１３…固定電極取付導体
１４…可動側端板
１５…固定電極
１６…可動電極
１８…可動電極取付導体
１８′…可動リード
１９…ベローズ
２０…静電容量調整手段
２１…自由端
２２…ねじ受部
２３…調整軸
２４…ねじ部
２５…ねじ受部
２６…ベアリング
２７…操作部
３０…静電容量調整手段
３３…調整軸。
【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】
0003800779.tif 000008
【図８】
0003800779.tif 000009
【図９】
0003800779.tif 000010
【図１０】
0003800779.tif 000011
【図１１】
0003800779.tif 000012
【図１２】
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