JP2003149284A - リードスイッチの評価検査装置及び評価検査準備装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードスイッチがオンからオフに切り替わる
ときの接点間電圧の時間から接点間の異物を検出するリ
ードスイッチの評価検査装置を提供する。 【解決手段】 励磁コイル２２内に挿入されたリードス
イッチ１２がオンからオフに切り替わるときの接点間電
圧のレベルを読み込み、その電圧レベルが予め設定され
た下限基準電位と上限基準電位との範囲内に入っている
ときの時間を測定するノイズ測定モジュール２３と、こ
の測定時間が所定時間を超えたかどうかを判定し、測定
時間が所定時間を超えたときはリードスイッチ１２の接
点間に異物が介在していると判断してその旨を表示部２
４ａに表示するホスト・コンピュータ２４とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リードスイッチの
接点障害を誘発する磁性系の異物（磁性微粒子）を検出
するリードスイッチの評価検査装置、及びその評価検査
装置を用いる前にリードスイッチに強磁界を印加する評
価検査準備装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、リードスイッチ内の磁性微粒子を
検出する評価検査装置として例えば磁束走査方式のもの
がある、この磁束走査方式は、図１０に示すように多層
コイル１１の各コイルに順に電圧を印加して磁力を発生
し、リードスイッチ１２内の磁性微粒子１３を接点部分
に移動させ、その状態で接触抵抗値を測定して磁性微粒
子１３を検出するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のリードスイッチの評価検査装置では、リードス
イッチ１２が完全に閉成した状態で接点部分の接触抵抗
値を測定しているため、図１１に示すように、リードス
イッチ１２の接触圧力によって磁性微粒子１３が押しつ
ぶされることがあった。この磁性微粒子１３が押しつぶ
された場合、正常な接触点Ａ，Ｂ（ロジウム面との接触
面）と磁性微粒子１３の介在する接触面Ｐの合成抵抗
（Ｒｐ＋Ｒａ＋Ｒｂ）を測定することになり、磁性微粒
子１３を検出することが困難であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るリードスイ
ッチの評価検査装置は、中央部に形成された挿入穴に被
検査のリードスイッチが挿入され、電圧が印加されたと
きに磁界を発生してそのリードスイッチをオン・オフす
る励磁コイルと、リードスイッチがオンからオフに切り
替わるときの信号レベルを読み込み、かつ、その信号レ
ベルが所定の電位範囲内に入っているときの時間を測定
する信号測定手段と、表示手段と、信号測定手段により
測定された時間が所定時間を超えたかどうかを判定し、
測定時間が所定時間を超えたときはリードスイッチの接
点間に異物が介在していると判断してその旨を表示手段
に表示する異物検出手段とを備えたものである。

【０００５】本発明においては、励磁コイルに電圧が印
加されると、励磁コイルの挿入穴に挿入された被検査の
リードスイッチがオン・オフする。この時、信号測定手
段は、リードスイッチがオンからオフに切り替わるとき
の信号レベルを読み込むと共に、その信号レベルが所定
の電位範囲内に入っているときの時間を測定し、その結
果を異物検出手段に出力する。この異物検出手段は、信
号測定手段により測定された時間が所定時間を超えたか
どうかを判定し、測定時間が所定時間を超えたときはリ
ードスイッチの接点間に異物が介在していると判断して
その旨を表示手段に表示する。

【０００６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１に係るリードスイッチの評価検査装置の概略
構成図、図２はSYNC信号、励磁コイル電圧及び接点間電
圧の波形図である。なお、図１０で説明した従来例と同
一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。図
１に示す実施の形態１のリードスイッチの評価検査装置
は、ファンクション・ジェネレータ２１と、中央部に形
成された挿入穴２２ａに被検査のリードスイッチ１２が
挿入された励磁コイル２２と、ノイズ測定モジュール２
３と、表示部２４ａを有するホスト・コンピュータ２４
とからなっている。

【０００７】ファンクション・ジェネレータ２１は、励
磁コイル２２に正弦波の励磁コイル電圧（図２（ｂ）参
照）を印加すると共に、リードスイッチ１２の接点オフ
時のタイミングを判別させるSYNC信号（図２（ａ）参
照）をノイズ測定モジュール２３に出力する。このSYNC
信号は、励磁コイル電圧が上昇するときにHighレベル
に、下降するときにLow レベルになるパルス波である。
励磁コイル２２は、励磁コイル電圧のＡ−Ｂ期間でリー
ドスイッチ１２の接点をオンし、Ｂ−Ｃ期間でその接点
をオフするようになっている。

【０００８】ノイズ測定モジュール２３は、励磁コイル
２２の磁界によってリードスイッチ１２がオンしたとき
にLow レベル、オフしたときにHighレベルとなる接点間
電圧が入力され（図２（ｃ）参照）、SYNC信号のパルス
波がLow レベルのときの接点間電圧の変化、即ちリード
スイッチ１２がオンからオフに切り替わるときの接点間
電圧（図２（ｃ）の○部分の立ち上がり波形）を読み込
んで、その電圧レベルが所定の電位範囲内に入っている
ときの時間を測定し、その測定時間を例えば１６ビット
のデジタル値に変換する。

【０００９】接点間電圧の立ち上がり波形を読み込む場
合、サンプリング速度を10ms／divから10μｓ／div に
上げて拡大する。リードスイッチ１２の接点間に磁性微
粒子が存在しないときは、図３に示すような波形が得ら
れ、その測定時間（立ち上がり時間）は例えば２μｓ以
下になっている。また、リードスイッチ１２の接点間に
磁性微粒子が介在しているときは、図４に示す波形とな
ってノイズとして現れ、その測定時間は２μｓを超えて
長くなっている。

【００１０】ここで、前述したノイズ測定モジュール２
３について図５及び図６に基づいて詳述する。図５はノ
イズ測定モジュールの構成を示す回路図、図６は立ち上
がり時の接点間電圧とクロック信号の関係を示す波形図
である。ノイズ測定モジュール２３は、Low レベルから
立ち上がった接点間電圧のレベルが予め設定された下限
基準電位を超えたときにHighレベルの信号を出力する第
１比較器３１と、下限基準電位を超えた接点間電圧のレ
ベルが予め設定された上限基準電位よりも低いときにLo
w レベルの信号を出力する第２比較器３２と、この第２
比較器３２の出力がLow レベルの間、第１比較器３１の
Highレベルの信号を出力する禁止回路３３と、例えば10
MHz のクロック信号を出力するクロック発振器３４と、
禁止回路３３の出力信号がHighレベルの間、クロック発
振器３４からのクロック信号を出力するＡＮＤ回路３５
と、ＡＮＤ回路３５から出力されるクロック信号をカウ
ントするカウンタ３６と、ＣＰＵ３７とからなってい
る。前述したクロック信号は、ホスト・コンピュータ２
４が10MHz のシステムクロック信号で動作してるため、
その周波数と同じクロック信号が用いられている。

【００１１】このように構成されたノイズ測定モジュー
ル２３においては、図６（ａ）に示すようにLow レベル
の接点間電圧（リードスイッチ１２オン時）が立ち上が
って第１比較器３１の下限基準電位を超えると、禁止回
路３３の出力信号がHighレベルになり、ＡＮＤ回路３５
から10MHz のクロック信号が出力され（同図（ｂ）参
照）、カウンタ３６がクロック信号のカウントに入る。
そして、その接点間電圧がさらに上昇して第２比較器３
２の上限基準電位に達したときは、禁止回路３３の出力
信号がHighレベルからLow レベルに反転し、ＡＮＤ回路
３５からのクロック信号の出力が停止する。この時、カ
ウンタ３６はカウントしたクロック数ＮをＣＰＵ３７に
出力し、ＣＰＵ３７は、カウンタ３６によりカウントさ
れたクロック数Ｎに例えば0.1 μｓを乗算して時間を演
算し、１６ビットのデジタル値に変換する。

【００１２】前述したホスト・コンピュータ２４は、ノ
イズ測定モジュール２３によって測定された接点間電圧
の立ち上がり時間（Ｎ×0.1 μｓ）が例えば２μｓ以下
のとき、リードスイッチ１２の接点間に磁性微粒子が介
在していないと判断してその旨を表示部２４ａに表示す
る。また、前記時間が２μｓを超えたときはリードスイ
ッチ１２の接点間に磁性微粒子が介在していると判断し
てその旨を表示部２４ａに表示する。

【００１３】次に、前記のように構成されたリードスイ
ッチの評価検査装置の動作を説明する。励磁コイル２２
に励磁コイル電圧が印加されると、励磁コイル２２が磁
界を発生し挿入穴２２ａに挿入された被検査のリードス
イッチ１２をオン・オフする。一方、ノイズ測定モジュ
ール２３は、リードスイッチ１２がオンしたときにLow
レベル、オフしたときにHighレベルとなる接点間電圧が
入力され、SYNC信号のパルス波がダウンエッジのとき
に、立ち上がりの接点間電圧を第１及び第２比較器３
１，３２に入力させる。

【００１４】この時、第１比較器３１は、立ち上がり時
の接点間電圧のレベルが下限基準電位を超えるとHighレ
ベルの信号を禁止回路３３に出力し、第２比較器３２
は、下限基準電位を超えた接点間電圧のレベルが上限基
準電位よりも低い間、Low レベルの信号を禁止回路３３
に出力する。禁止回路３３は、第２比較器３２の出力が
Low レベルの間、第１比較器３１のHighレベルの信号を
ＡＮＤ回路３５に出力し、このＡＮＤ回路３５は、禁止
回路３３の出力信号がHighレベルに反転したときにクロ
ック発振器３４から発振されている10MHz のクロック信
号を出力し、カウンタ３６は、ＡＮＤ回路３５から出力
されるクロック信号をカウントする。

【００１５】立ち上がりの接点間電圧がさらに上昇して
上限基準電位に達すると第２比較器３２は出力信号をLo
w レベルに反転し、これに伴って禁止回路３３がHighレ
ベルの出力信号をLow レベルに反転し、ＡＮＤ回路３５
から出力されているクロック信号を停止させる。この
時、カウンタ３６は、カウントしたクロック数ＮをＣＰ
Ｕ３７に出力し、ＣＰＵ３７は、カウンタ３６によりカ
ウントされたクロック数Ｎに0.1 μｓを乗算して時間を
演算し、これを１６ビットのデジタル値に変換してホス
ト・コンピュータ２４に転送する。ホスト・コンピュー
タ２４は、ＣＰＵ３７によって演算された接点間電圧の
立ち上がり時間が２μｓ以下のとき、リードスイッチ１
２の接点間に磁性微粒子が介在していないと判断してそ
の旨を表示部２４ａに表示し、前記時間が２μｓを超え
たときはリードスイッチ１２の接点間に磁性微粒子が介
在していると判断してその旨を表示部２４ａに表示す
る。

【００１６】以上のように実施の形態１によれば、励磁
コイル２２の磁界によってリードスイッチ１２がオンか
らオフに切り替わるときの接点間電圧の立ち上がりを読
み込んで、その電圧レベルが下限基準電位から上限基準
電位の間に入っているときの時間を基にリードスイッチ
１２の接点間に磁性微粒子が介在しているかどうかを判
断するようにしたので、従来のような磁束走査方式と比
べ、確実に磁性微粒子の有無を検出することができ、し
かも、リードスイッチ１２の接触部分に磁性微粒子が存
在する確率が極めた高いために検出効果が向上し、ま
た、リードスイッチ１２が動作する毎に測定を行うこと
ができるため、多数回のサンプリングが容易であり、磁
性微粒子を検出する確率が高くなる。

【００１７】実施の形態２．本実施の形態２は、図１に
示す実施の形態１のリードスイッチの評価検査装置に、
リードスイッチの各ピンに機械的な力を加わえるように
したものであり、以下、図７に基づいて説明する。図７
は本発明の本実施の形態２に係るリードスイッチの評価
検査装置を示す概略構成図である。なお、図１で説明し
た実施の形態１並びに図１０で説明した従来例と同一又
は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。

【００１８】実施の形態２のリードスイッチの評価検査
装置は、実施の形態１の評価検査装置の励磁コイル２２
の外周部に一端部が取り付けられたシャフト４１と、こ
のシャフト４１のほぼ中央部に設けられた支持部４２
と、回転軸を垂直方向に向けたモータ４３と、このモー
タ４３が駆動したときに回転軸を中心としてシャフト４
１の他端部を周方向に回転させる回転板４４とからなっ
ている。前述した支持部４２は、回転板４４の回転に連
動するシャフト４１を回動可能に、かつ、そのシャフト
４１の長手方向に摺動できるように構成されている。

【００１９】前記のように構成されたリードスイッチの
評価検査装置の動作を説明する。なお、接点間電圧によ
る磁性微粒子の検出については実施の形態１と同様であ
るため、リードスイッチの各ピンに機械的な力を加わえ
るときの動作説明だけとする。図８は実施の形態２の動
作を示す説明図である。

【００２０】励磁コイル２２に励磁コイル電圧が印加さ
れるとモータ４３が駆動して回転板４４を回転させる。
この時、シャフト４１の他端部４１ａがモータ４３の回
転軸を中心として回転し（図８（ａ））、これにシャフ
ト４１が連動して支持部４２を支点に励磁コイル２２を
矢印方向に移動させ（図８（ｂ））、そして、シャフト
４１が回転板４４と励磁コイル２２の中心線上に達する
とその励磁コイル２２をこの図面上において左側に押し
出すように移動させる（図８（ｃ））。その後は、シャ
フト４１が励磁コイル２２を回転板４４側に引っ張るよ
うに動いて、その励磁コイル２２が楕円を描くようにす
る。この励磁コイル２２の動作により、被検査のリード
スイッチ１２は、挿入穴２２ａの内周面に当接して、フ
ィンガ４５に固定された両端の各ピン１２ａを軸として
励磁コイル２２と同じ方向に僅かながらがずれるように
動き、各ピン１２ａをひねる。

【００２１】以上のように実施の形態２によれば、リー
ドスイッチ１２内の磁性微粒子を検出するときにリード
スイッチ１２に僅かながら力を加えてその両端のピン１
２ａを変形させるようにしたので、リードスイッチ１２
内に存在しているにもかかわらず検出されない磁性微粒
子をも検出することが可能になり、磁性微粒子検出の信
頼性を向上させることが期待できる。

【００２２】実施の形態３．本実施の形態３は、実施の
形態１、２の評価検査装置で検査する前にリードスイッ
チに強磁界を発生させてリードスイッチ内の磁性微粒子
を検出し易くしたものであり、以下、図９基づいて説明
する。図９は本発明の本実施の形態３に係るリードスイ
ッチの評価検査準備装置の概略構成を示す回路図であ
る。なお、図１で説明した実施の形態１と同一又は相当
部分には同じ符号を付し説明を省略する。

【００２３】本実施の形態３のリードスイッチの評価検
査準備装置は、例えばＤＣ電源５１と、ＤＣ電源５１に
接続された励磁コイル２２と、ＤＣ電源５１の＋極側と
励磁コイル２２との間に挿入された定電流回路５２及び
スイッチ５３と、ＤＣ電源５１に定電流回路５２を介し
て直列に接続された電解コンデンサ５４とからなってい
る。

【００２４】本実施の形態３においては、まず、励磁コ
イル２２の挿入穴２２ａに被検査のリードスイッチ１２
を挿入する。次に、ＤＣ電源５１を立ち上げて電流を定
電流回路５２によって一定にし、電解コンデンサ５４に
充電する。そして、充電が完了したときにスイッチ５３
（例えばサイリスタ）をオンして、電解コンデンサ５４
に充電された電流を放電（例えば鋸波状の波形）させて
励磁コイル２２に流し、リードスイッチ１２に鋸波状の
強磁界を印加する。

【００２５】このように、リードスイッチ１２を検査す
る前に強磁界を印加しているので、従来の磁束走査方式
でも検出できないような大きな異物をリードスイッチ１
２の接点間に移動させることが可能になり、このため、
接点外に存在する磁性微粒子を検出する可能性が非常に
高くなり、磁性微粒子検出の信頼性を向上させることが
期待できる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、励磁コイ
ルの磁界によってリードスイッチがオンからオフに切り
替わるときの信号レベルを読み込み、その信号レベルが
所定の電位範囲内に入っているときの時間を基にリード
スイッチの接点間に磁性微粒子が介在しているかどうか
を判断するようにしたので、従来のような磁束走査方式
と比べ、確実に磁性微粒子の有無を検出することがで
き、しかも、リードスイッチの接触部分に磁性微粒子が
存在する確率が極めた高いために検出効果が向上し、ま
た、リードスイッチが動作する毎に測定を行うことがで
きるため、多数回のサンプリングが容易になり、磁性微
粒子を検出する確率が高くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るリードスイッチの
評価検査装置の概略構成図である。

【図２】SYNC信号、励磁コイル電圧及び接点間電圧の波
形図である。

【図３】正常時のリードスイッチ開放時の接点間電圧の
波形図である。

【図４】磁性微粒子検出時のリードスイッチ開放時の接
点間電圧の波形図である。

【図５】ノイズ測定モジュールの構成を示す回路図であ
る。

【図６】立ち上がり時の接点間電圧とクロック信号の関
係を示す波形図である。

【図７】本発明の本実施の形態２に係るリードスイッチ
の評価検査装置を示す概略構成図である。

【図８】実施の形態２の動作を示す説明図である。

【図９】本発明の本実施の形態３に係るリードスイッチ
の評価検査準備装置の概略構成を示す回路図である。

【図１０】従来の磁束走査方式による磁性微粒子の検出
説明図である。

【図１１】磁性微粒子が存在するときの接触抵抗値の測
定説明図である。

【符号の説明】

１２ リードスイッチ ２１ ファンクション・ジェネレータ ２２ 励磁コイル ２２ａ 挿入穴 ２３ ノイズ測定モジュール ２４ ホスト・コンピュータ ２４ａ 表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水谷 哲也 東京都八王子市東浅川町550番地の１ 株 式会社沖センサデバイス内 (72)発明者 宮田 敏夫 東京都八王子市東浅川町550番地の１ 株 式会社沖センサデバイス内 Ｆターム(参考） 2G014 AA13 AB56 AB57 AC18 2G036 AA14 AA19 AA27 BB06 BB07 CA10 5G046 CA06 CE09 5G052 AA36 BB10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央部に形成された挿入穴に被検査のリ
   ードスイッチが挿入され、電圧が印加されたときに磁界
   を発生してそのリードスイッチをオン・オフする励磁コ
   イルと、 前記リードスイッチがオンからオフに切り替わるときの
   信号レベルを読み込み、かつ、その信号レベルが所定の
   電位範囲内に入っているときの時間を測定する信号測定
   手段と、 表示手段と、 前記信号測定手段により測定された時間が所定時間を超
   えたかどうかを判定し、測定時間が所定時間を超えたと
   きはリードスイッチの接点間に異物が介在していると判
   断してその旨を前記表示手段に表示する異物検出手段と
   を備えたことを特徴とするリードスイッチの評価検査装
   置。
2. 【請求項２】 前記信号測定手段は、 前記リードスイッチがオンからオフに切り替わるときの
   信号レベルが予め設定された下限基準電位を超えたとき
   にHighレベルの信号を出力する第１比較器と、 下限基準電位を超えた前記信号レベルが予め設定された
   上限基準電位よりも低いときにLow レベルの信号を出力
   する第２比較器と、 該第２比較器の出力信号がLow レベルからHighレベルに
   反転するまでに前記第１比較器の出力信号がHighレベル
   のときパルスを出力するパルス出力回路と、 該パルス出力回路からのパルスをカウントし、このカウ
   ント数に基づいて時間を演算する時間演算回路とを備え
   たことを特徴とする請求項１記載のリードスイッチの評
   価検査装置。
3. 【請求項３】 前記励磁コイルの外周部に一端部が取り
   付けられたシャフトと、 該シャフトのほぼ中央部に回動及び摺動可能に設けられ
   た支持部と、 回転軸を垂直方向に向けたモータと、 該モータが駆動したときに前記回転軸を中心として前記
   シャフトの他端部を周方向に回転させる回転板とを備
   え、 前記励磁コイルに電圧が印加されたときに前記モータを
   駆動し、前記回転板を回転させて前記シャフトによりそ
   の励磁コイルの挿入穴の内周面を被検査のリードスイッ
   チに当接させて、リードスイッチの両端の各ピンにひね
   りを与えることを特徴とする請求項１又は２記載のリー
   ドスイッチの評価検査装置。
4. 【請求項４】 中央部に被検査のリードスイッチを挿入
   する挿入穴が形成された励磁コイルと、 電源からの電流を充電する充電回路と、 該充電回路に充電された電流を前記励磁コイルに放電さ
   せるスイッチとを備え、 その放電により前記励磁コイルに発生した強磁界を前記
   リードスイッチに印加することを特徴とするリードスイ
   ッチの評価検査準備装置。