JP5221095B2 - コイル巻線検査方法および検査装置 - Google Patents
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Description
本発明は、メトロノームなどの振り子を駆動するセンサコイルとドライブコイルなどの巻線方向を検査するコイル巻線検査方法および検査装置に関する。
図１３に振り子駆動回路２０を示す。振り子駆動回路２０はＮＰＮ（バイポーラ）トランジスタ２１とドライブコイル（ＤＣコイル）２３、センサコイル（ＳＣコイル）２４、キャパシタ２５，２６と抵抗２２，２７で構成される。
次に、振り子駆動回路２０の具体回路構成について説明する。ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタは抵抗２２の一方の端子に接続され、ベースはキャパシタ２５，２６と抵抗２７の一方の端子に接続され、またエミッタはグランドに接続される。
抵抗２２の他方の端子はドライブコイル２３の一方の端子に接続され、このドライブコイル２３の他方の端子は電源端子Ｖｃｃに接続される。キャパシタ２５の他方の端子は、抵抗２２とドライブコイル２３の共通接続点に接続される。キャパシタ２６の他方の端子は、センサコイル２４の一方の端子に接続され、このセンサコイル２４の他方の端子は電源端子Ｖｃｃに接続される。そして、抵抗２７の他方の端子は電源端子Ｖｃｃに接続される。
次に、振り子駆動回路２０の具体回路構成について説明する。ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタは抵抗２２の一方の端子に接続され、ベースはキャパシタ２５，２６と抵抗２７の一方の端子に接続され、またエミッタはグランドに接続される。
抵抗２２の他方の端子はドライブコイル２３の一方の端子に接続され、このドライブコイル２３の他方の端子は電源端子Ｖｃｃに接続される。キャパシタ２５の他方の端子は、抵抗２２とドライブコイル２３の共通接続点に接続される。キャパシタ２６の他方の端子は、センサコイル２４の一方の端子に接続され、このセンサコイル２４の他方の端子は電源端子Ｖｃｃに接続される。そして、抵抗２７の他方の端子は電源端子Ｖｃｃに接続される。
次に振り子駆動回路の動作について説明する。不図示の磁石を有する振り子が振り子駆動回路２０のセンサコイル２４の近傍を通過すると逆起電力を発生する。この逆起電力が駆動用のＮＰＮトランジスタ２１のベースに供給され、コレクタ電流が流れ、ドライブコイル２３に駆動電流として流れる。またドライブコイル２３とセンサコイル２４の相互誘導結合（Ｍ結合）によりドライブコイル２３に発生した磁界の変化がセンサコイル２４を介してベースに正帰還されさらにコレクタ電流が増幅する。
一方、ドライブコイル２３で発生した磁界により、磁石を有する振り子を反発して駆動する。このように、振り子が振り子駆動回路２０の近傍を通過する毎に、センサコイル２４に誘起電圧を発生し、そしてドライブコイル２３の電流が流れ、振り子の磁石が反発することにより、振り子を加勢して駆動する。以下同様な動作を繰り返す。
次に振り子駆動回路２０のドライブコイル２３とセンサコイル２４の巻線方向や断線に関する検出方向について説明する。
図１３に示すように、ドライブコイル２３と抵抗２２の共通接続点に外部からテスト信号を入力する。テスト信号として、例えば矩形パルス信号を入力する。なお、テスト期間中は、電源端子Ｖｃｃから電圧を振り子駆動回路２０に供給せず、テスト信号をドライブコイル２３とセンサコイル２４に供給して、このドライブコイル２３とセンサコイル２４の両端の接続部分の波形を観測する。
図１３に示すように、ドライブコイル２３と抵抗２２の共通接続点に外部からテスト信号を入力する。テスト信号として、例えば矩形パルス信号を入力する。なお、テスト期間中は、電源端子Ｖｃｃから電圧を振り子駆動回路２０に供給せず、テスト信号をドライブコイル２３とセンサコイル２４に供給して、このドライブコイル２３とセンサコイル２４の両端の接続部分の波形を観測する。
次に、図１４、図１５に振り子駆動回路２０を上述の検査方法により得られた結果を示す。図１４（ａ）に、ドライブコイル２３とセンサコイル２４が正常の巻線方向に装着（良品）されたときの波形を示す。また、ドライブコイル２３とセンサコイル２４が入れ替わっているときも同じ波形が観測される。
図１４（ｂ）に、ドライブコイル２３またはセンサコイル２４のどちらか一方の巻き始めと終わりが逆になった不良品の波形を示す。図１４（ｂ）に示すように、巻線方向が設定された方向と異なると、一定電圧（ＤＣ電圧）を示すがパルス波形は観測されない。
図１４（ｂ）に、ドライブコイル２３またはセンサコイル２４のどちらか一方の巻き始めと終わりが逆になった不良品の波形を示す。図１４（ｂ）に示すように、巻線方向が設定された方向と異なると、一定電圧（ＤＣ電圧）を示すがパルス波形は観測されない。
図１５（ａ）にドライブコイル２３が断線した不良品の例を示す。観測された波形は、図１４（ａ）示す良品の波形と類似しているが、振幅が減少していることと、波形のセンター値が異なる。
また、図１５（ｂ）にセンサコイル２４が断線した不良品の例を示す。観測された波形は、良品の場合の波形と類似しているが、波形のセンター値が異なる。
また、図１５（ｂ）にセンサコイル２４が断線した不良品の例を示す。観測された波形は、良品の場合の波形と類似しているが、波形のセンター値が異なる。
メトロノームなどで発生する「振り角（周期）異常」の一因として「コイルの逆付け」があるが、従来の振り子駆動回路のコイル巻線の検査として、波形観察に頼っていた。波形観察のとき、例えばドライブコイルとセンサコイルの両方の巻き線方向が共に逆付けされていると、動作はするが「振り角」が異なってしまい、周期異常となってしまう。
さらに、従来のコイル巻線方向検査は、量産設備としてオシロスコープが必要となる上、波形観察による良品／不良品（ＯＫ／ＮＧ）判定を行うので、検査漏れが発生するなどの不利益がある。
さらに、従来のコイル巻線方向検査は、量産設備としてオシロスコープが必要となる上、波形観察による良品／不良品（ＯＫ／ＮＧ）判定を行うので、検査漏れが発生するなどの不利益がある。
本発明のコイル巻線検査方法は、入力に第１のコイルが接続され、出力に第２のコイルが接続され、上記第１のコイルで磁界により誘起された信号を増幅する能動素子を備え、増幅された信号により上記第２のコイルで磁界を発生させ上記第１のコイルへ相互誘導結合により帰還するコイル駆動回路のコイル巻線検査方法において、上記能動素子の上記出力を仮想接地し、上記第１と第２のコイルに外部から磁界を印加するステップと、上記第１と第２のコイルの起電力差に対応する波形を測定するステップと、上記測定した波形の結果に基き上記第１と第２のコイルの巻線方向を判別し、その判別結果を表示するステップと、を有する。
本発明のコイル巻線検査装置は、第１の巻線方向を有する第１のコイルと、第２の巻線方向を有し、上記第１のコイルと相互誘導結合する第２のコイルと、上記第２のコイルから誘起された信号を入力端子に入力し、増幅した後出力端子を介して上記第１のコイルで磁界を発生させ、該磁界を上記第２のコイルと相互誘導結合して帰還する能動素子と、
上記能動素子の上記出力端子を仮想接地し、上記第１と第２のコイルにテスト用信号を印加する信号供給部と、上記第１と第２のコイルの起電力差に対応する波形を検出し、その検出結果を表示する信号検出部とを有する。
上記能動素子の上記出力端子を仮想接地し、上記第１と第２のコイルにテスト用信号を印加する信号供給部と、上記第１と第２のコイルの起電力差に対応する波形を検出し、その検出結果を表示する信号検出部とを有する。
本発明のコイル巻線検査装置は、入力に第１のコイルが接続され、出力に第２のコイルが接続され、上記第１のコイルで磁界により誘起された信号を増幅する能動素子を備え、増幅された信号により上記第２のコイルで磁界を発生させ、該磁界を上記第１のコイルに相互誘導結合により帰還するコイル駆動回路と、発振器を有し、該発振器から出力された発振信号を第３のコイルを介して上記第１と第２のコイルにテスト用信号として供給する信号供給部と、上記能動素子の仮想接地された上記出力に接続され、上記第２のコイルに流れる電流を電圧に変換し、上記第１と第２のコイルの起電力差に対応して第１の出力信号を出力する第１の演算増幅器と、上記第１の演算増幅器の第１の出力信号を第１の基準電圧と比較し、該第１の出力信号の範囲を判別する第２の出力信号を出力する第２の演算増幅器と、上記第１の演算増幅器の第１の出力信号と第２の基準電圧を比較し、上記第１と第２のコイルの巻線方向に対応した第３の出力信号を出力する第３の演算増幅器と、上記第３の演算増幅器から出力される第３の出力信号と上記発振器の発振信号の位相を比較し、第４の出力信号を出力する位相比較部と、上記第２の演算増幅器の第２の出力信号と上記位相比較部の第４の出力信号を論理演算し、上記第１と第２のコイルの巻線方向を判別し、その判別結果を表示する表示部とを有する。
本発明のコイル巻線検査方法および検査装置は、外部から被検査部品に交番磁界を加えることにより、被検査部品に備えられたコイルの巻き線方向による波形の変化を検出できるようにし、検出された信号レベルにより良品と不良品の表示を行うことにより、検査漏れを防止することができる。
次に、図１に本発明の実施形態例であるコイル巻線検査装置１０の主要部を示す。この主要部は、矩形パルスを発生し、空芯コイルを介してテスト信号を出力する発振器（信号発生器）３０と上述した振り子駆動回路２０で構成される。なお、以後、同じ回路と素子は同一の番号を付与する。
発振器３０は、シュミットトリガ回路を用いた発振回路とシュミットトリガ回路とＮＰＮ、ＰＮＰバイポーラトランジスタ（５１〜５４）のドライバ回路で構成される。なお、シュミットトリガ回路は、例えばインバータ（バッファ）と抵抗などを用いて構成される。
発振器３０は、シュミットトリガ回路を用いた発振回路とシュミットトリガ回路とＮＰＮ、ＰＮＰバイポーラトランジスタ（５１〜５４）のドライバ回路で構成される。なお、シュミットトリガ回路は、例えばインバータ（バッファ）と抵抗などを用いて構成される。
発振器３０において、シュミットトリガ回路３２の入力端子はキャパシタ３１の一方の端子と抵抗３３の一方の端子にそれぞれ接続される。キャパシタ３１の他方の端子はグランド（ＧＮＤ）に接続され、抵抗３３の他方の端子は、シュミットトリガ回路３２の出力端子に接続される。
シュミットトリガ回路３２の出力端子は、シュミットトリガ回路３４，３５，３８の入力端子に接続される。シュミットトリガ回路３４の出力端子はシュミットトリガ回路３６，３７の入力端子に接続され、このシュミットトリガ回路３６の出力端子は抵抗４０の一方の端子に接続される。抵抗４０の他方の端子は、ＰＮＰトランジスタ５１のベースに接続され、このＰＮＰトランジスタ５１のエミッタは電源端子Ｖｄｄに接続され、コレクタはＮＰＮトランジスタ５２のコレクタに接続される。
シュミットトリガ回路３７の出力端子は抵抗４１の一方の端子に接続される。抵抗４１の他方の端子は、ＮＰＮトランジスタ５２のベースに接続され、このＮＰＮトランジスタ５２のエミッタはグランド接続され、コレクタはＰＮＰトランジスタ５１のコレクタに接続される。
シュミットトリガ回路３２の出力端子は、シュミットトリガ回路３４，３５，３８の入力端子に接続される。シュミットトリガ回路３４の出力端子はシュミットトリガ回路３６，３７の入力端子に接続され、このシュミットトリガ回路３６の出力端子は抵抗４０の一方の端子に接続される。抵抗４０の他方の端子は、ＰＮＰトランジスタ５１のベースに接続され、このＰＮＰトランジスタ５１のエミッタは電源端子Ｖｄｄに接続され、コレクタはＮＰＮトランジスタ５２のコレクタに接続される。
シュミットトリガ回路３７の出力端子は抵抗４１の一方の端子に接続される。抵抗４１の他方の端子は、ＮＰＮトランジスタ５２のベースに接続され、このＮＰＮトランジスタ５２のエミッタはグランド接続され、コレクタはＰＮＰトランジスタ５１のコレクタに接続される。
シュミットトリガ回路３５の出力端子は抵抗３９の一方の端子に接続される。抵抗３９の他方の端子は、ＰＮＰトランジスタ５３のベースに接続され、このＰＮＰトランジスタ５３のエミッタは電源端子Ｖｄｄに接続され、コレクタはＮＰＮトランジスタ５４のコレクタに接続される。
シュミットトリガ回路３８の出力端子は抵抗４２の一方の端子に接続される。抵抗４２の他方の端子は、ＮＰＮトランジスタ５４のベースに接続され、このＮＰＮトランジスタ５４のエミッタはグランド接続され、コレクタはＰＮＰトランジスタ５３のコレクタに接続される。
そして、ＰＮＰトランジスタ５１とＮＰＮトランジスタ５２のコレクタ共通接続点が空芯コイル５５の一方の端子に接続され、ＰＮＰトランジスタ５３とＮＰＮトランジスタ５４のコレクタ共通接続点が空芯コイル５５の他方の端子に接続される。
また、図１に示す振り子駆動回路２０は、図１３に示した回路構成と同一であるので、回路構成に関する説明は省略する。
シュミットトリガ回路３８の出力端子は抵抗４２の一方の端子に接続される。抵抗４２の他方の端子は、ＮＰＮトランジスタ５４のベースに接続され、このＮＰＮトランジスタ５４のエミッタはグランド接続され、コレクタはＰＮＰトランジスタ５３のコレクタに接続される。
そして、ＰＮＰトランジスタ５１とＮＰＮトランジスタ５２のコレクタ共通接続点が空芯コイル５５の一方の端子に接続され、ＰＮＰトランジスタ５３とＮＰＮトランジスタ５４のコレクタ共通接続点が空芯コイル５５の他方の端子に接続される。
また、図１に示す振り子駆動回路２０は、図１３に示した回路構成と同一であるので、回路構成に関する説明は省略する。
次に、図１に示した振り子駆動回路２０に関するコイル巻線検査装置の動作について説明する。
発振器３０において、シュミットトリガ回路３２の入力端子が閾値以下のとき、出力端子の電圧が“Ｈ”（ハイ）レベルになるが、この出力電圧は抵抗３３を介して入力端子に帰還される。しかし、入力端子とグランド間にキャパシタ３１が接続されているので、入力端子の電圧は、この抵抗３３とキャパシタ３１で定まる時定数で上昇する。
キャパシタ３１の電圧が上昇し、シュミットトリガ回路３２の“Ｈ”レベルの第１の閾値電圧（ＶＴＨと表記する）より高くなると、出力電圧は“Ｌ”（ロー）レベルに遷移する。この出力電圧が抵抗３３を介して入力端子に帰還される。帰還された電圧は抵抗３３とキャパシタ３１で定まる時定数でキャパシタ３１の電圧が減少する。キャパシタ３１の電圧が減少し、シュミットトリガ回路３２の“Ｌ”レベルの第２の閾値電圧（ＶＴＬと表記する）以下になると、出力端子の電圧は“Ｈ”レベルに遷移する。以下同様な動作を繰り返すことにより、シュミットトリガ回路３２の出力端子から所定の周期の矩形波が発振信号として出力される。
発振器３０において、シュミットトリガ回路３２の入力端子が閾値以下のとき、出力端子の電圧が“Ｈ”（ハイ）レベルになるが、この出力電圧は抵抗３３を介して入力端子に帰還される。しかし、入力端子とグランド間にキャパシタ３１が接続されているので、入力端子の電圧は、この抵抗３３とキャパシタ３１で定まる時定数で上昇する。
キャパシタ３１の電圧が上昇し、シュミットトリガ回路３２の“Ｈ”レベルの第１の閾値電圧（ＶＴＨと表記する）より高くなると、出力電圧は“Ｌ”（ロー）レベルに遷移する。この出力電圧が抵抗３３を介して入力端子に帰還される。帰還された電圧は抵抗３３とキャパシタ３１で定まる時定数でキャパシタ３１の電圧が減少する。キャパシタ３１の電圧が減少し、シュミットトリガ回路３２の“Ｌ”レベルの第２の閾値電圧（ＶＴＬと表記する）以下になると、出力端子の電圧は“Ｈ”レベルに遷移する。以下同様な動作を繰り返すことにより、シュミットトリガ回路３２の出力端子から所定の周期の矩形波が発振信号として出力される。
次に、発振器３０から出力された発振信号を用いて空芯コイル５５を駆動する動作について説明する。
まず、発振器３０からの発振信号が“Ｌ”レベルのときの動作を説明する。シュミットトリガ回路３４，３５，３８の入力端子に“Ｌ”レベルの信号（電圧）が入力され、入力端子の電圧が閾値（ＶＴＬ）以下になると、シュミットトリガ回路３４，３５，３８の出力レベルは“Ｈ”レベルに遷移する。
シュミットトリガ回路３５から出力される“Ｈ”レベルの信号（電圧）は抵抗３９を介してＰＮＰトランジスタ５３のベースに供給される。その結果、ＰＮＰトランジスタ５３はオフする。
一方、シュミットトリガ回路３８から出力された“Ｈ”レベルの電圧は抵抗４２を介してＮＰＮトランジスタ５４のベースに供給される。その結果、ＮＰＮトランジスタ５４はオンする。
まず、発振器３０からの発振信号が“Ｌ”レベルのときの動作を説明する。シュミットトリガ回路３４，３５，３８の入力端子に“Ｌ”レベルの信号（電圧）が入力され、入力端子の電圧が閾値（ＶＴＬ）以下になると、シュミットトリガ回路３４，３５，３８の出力レベルは“Ｈ”レベルに遷移する。
シュミットトリガ回路３５から出力される“Ｈ”レベルの信号（電圧）は抵抗３９を介してＰＮＰトランジスタ５３のベースに供給される。その結果、ＰＮＰトランジスタ５３はオフする。
一方、シュミットトリガ回路３８から出力された“Ｈ”レベルの電圧は抵抗４２を介してＮＰＮトランジスタ５４のベースに供給される。その結果、ＮＰＮトランジスタ５４はオンする。
シュミットトリガ回路３４から出力された“Ｈ”レベルの電圧は、シュミットトリガ回路３６，３７の入力に供給される。このとき、入力電圧が、閾値電圧ＶＴＨ以上になると、シュミットトリガ回路３６，３７の出力端子の電圧は“Ｌ”レベルに遷移する。
シュミットトリガ回路３６から出力された“Ｌ”レベルの電圧は、抵抗４０を介してＰＮＰトランジスタ５１のベースに供給される。その結果、ＰＮＰトランジスタ５１はオンする。
一方、シュミットトリガ回路３７から出力された“Ｌ”レベルの電圧は、抵抗４１を介してＮＰＮトランジスタ５２のベースに供給される。その結果、ＮＰＮトランジスタ５２はオフする。
シュミットトリガ回路３６から出力された“Ｌ”レベルの電圧は、抵抗４０を介してＰＮＰトランジスタ５１のベースに供給される。その結果、ＰＮＰトランジスタ５１はオンする。
一方、シュミットトリガ回路３７から出力された“Ｌ”レベルの電圧は、抵抗４１を介してＮＰＮトランジスタ５２のベースに供給される。その結果、ＮＰＮトランジスタ５２はオフする。
即ち、発振器３０から出力される信号が“Ｌ”レベルのとき、ＰＮＰトランジスタ５１とＮＰＮトランジスタ５４がオンし、ＮＰＮトランジスタ５２とＰＮＰトランジスタ５３はオフする。その結果、電源端子ＶｄｄからＰＮＰトランジスタ５１、空芯コイル５５とＮＰＮトランジスタ５４を介してグランドに電流が流れる。このときの空芯コイル５５とグランド間の駆動波形を図２（ａ）の時刻ｔ１からｔ２に示す。
次に、発振器３０から出力された発振信号が“Ｈ”レベルのときの動作を説明する。シュミットトリガ回路３４，３５，３８の入力端子に“Ｈ”レベルの信号（電圧）が入力され、入力端子の電圧が閾値電圧ＶＴＨ以上になると、シュミットトリガ回路３４，３５，３８の出力レベルは“Ｌ”レベルに遷移する。
シュミットトリガ回路３５から出力される“Ｌ”レベルの電圧は抵抗３９を介してＰＮＰトランジスタ５３のベースに供給される。その結果、ＰＮＰトランジスタ５３はオンする。
一方、シュミットトリガ回路３８から出力される“Ｌ”レベルの電圧は抵抗４２を介してＮＰＮトランジスタ５４のベースに供給される。その結果、ＮＰＮトランジスタ５４はオフする。
シュミットトリガ回路３５から出力される“Ｌ”レベルの電圧は抵抗３９を介してＰＮＰトランジスタ５３のベースに供給される。その結果、ＰＮＰトランジスタ５３はオンする。
一方、シュミットトリガ回路３８から出力される“Ｌ”レベルの電圧は抵抗４２を介してＮＰＮトランジスタ５４のベースに供給される。その結果、ＮＰＮトランジスタ５４はオフする。
シュミットトリガ回路３４から出力された“Ｌ”レベルの電圧は、シュミットトリガ回路３６，３７の入力に供給される。このとき、この入力電圧が、閾値電圧ＶＴＬ以下になると、シュミットトリガ回路３６，３７の出力端子の電圧は“Ｈ”レベルに遷移する。
シュミットトリガ回路３６から出力された“Ｈ”レベルの電圧は、抵抗４０を介してＰＮＰトランジスタ５１のベースに供給される。その結果、ＰＮＰトランジスタ５１はオフする。
一方、シュミットトリガ回路３７から出力された“Ｈ”レベルの電圧は、抵抗４１を介してＮＰＮトランジスタ５２のベースに供給される。その結果、ＮＰＮトランジスタ５２はオンする。
シュミットトリガ回路３６から出力された“Ｈ”レベルの電圧は、抵抗４０を介してＰＮＰトランジスタ５１のベースに供給される。その結果、ＰＮＰトランジスタ５１はオフする。
一方、シュミットトリガ回路３７から出力された“Ｈ”レベルの電圧は、抵抗４１を介してＮＰＮトランジスタ５２のベースに供給される。その結果、ＮＰＮトランジスタ５２はオンする。
即ち、発振器３０から出力される信号が“Ｈ”レベルのとき、ＰＮＰトランジスタ５１とＮＰＮトランジスタ５４がオフし、ＰＮＰトランジスタ５３とＮＰＮトランジスタ５２はオンする。その結果、電源端子ＶｄｄからＰＮＰトランジスタ５３、空芯コイル５５とＮＰＮトランジスタ５２を介してグランドの電流が流れる。このときの空芯コイル５５の駆動波形を図２（ａ）の時刻ｔ２からｔ３に示す。
空芯コイル５５から発生した磁界がドライブコイル２３とセンサコイル２４に“Ｈ”レベルのパルス矩形波が印加されると、センサコイル２４により誘起電圧が発生し、この誘起電圧がＮＰＮトランジスタ２１のベースに供給される。時刻ｔ１からｔ２の期間、ベース電位は下がり、ＮＰＮトランジスタ２１は瞬時オフする。そして、ベース電圧が抵抗２７とキャパシタ２６で決まる時定数で上昇しＶｂｅ（順方向電圧）以上になるとＮＰＮトランジスタ２１はオンし、コレクタ電流が流れ始め、ドライブコイル２３に磁界が発生する。またこの発生した磁界が相互誘導結合によりセンサコイル２４に正帰還され、ベース電位は上昇し、コレクタ電位は低下する。その結果、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタの電圧波形は、図２（ａ）の下段に示す波形のように、時刻ｔ１で急激に上昇し、その後ある時定数に従って時刻ｔ２まで減少する。
ドライブコイル２３とセンサコイル２４に“Ｌ”レベルのパルス矩形波が印加されると、センサコイル２４により誘起電圧が発生し、この誘起電圧がＮＰＮトランジスタ２１のベースに供給される。時刻ｔ２からｔ３の期間、ＮＰＮトランジスタ２１はオン状態を維持する。コレクタ電流によりドライブコイル２３で磁界が発生し、この発生した磁界が相互誘導結合によりセンサコイル２４に正帰還され、さらにベース電位は上昇し、ＮＰＮトランジスタ２１は瞬時に飽和状態になり、コレクタ電位は低電位に維持される。その結果、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタの電圧波形は、図２（ａ）の下段に示す波形のように、時刻ｔ２からｔ３の期間に、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタはコレクタ飽和電圧に維持される。
図２（ｂ）にドライブコイル２３とセンサコイル２４を共に逆付けしたときの、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ波形を示す。
空芯コイル５５の駆動波形が、“Ｈ”レベルである時刻ｔ１とｔ２の期間、ＮＰＮトランジスタ２１は飽和状態で、コレクタの電圧は飽和電圧となる。
一方、空芯コイル５５の駆動波形が“Ｌ”レベルである時刻ｔ２とｔ３の期間、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ電圧は、時刻ｔ２で急激に上昇し、その後、時定数で決まる波形で減少しＮＰＮトランジスタ２１の飽和レベルまで減少する。
図２（ｂ）に示すように、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ波形は、ドライブコイル２３とセンサコイル２４が正常に取り付けられたときの波形と比べて、位相が１８０度異なっている（逆位相になる）。
空芯コイル５５の駆動波形が、“Ｈ”レベルである時刻ｔ１とｔ２の期間、ＮＰＮトランジスタ２１は飽和状態で、コレクタの電圧は飽和電圧となる。
一方、空芯コイル５５の駆動波形が“Ｌ”レベルである時刻ｔ２とｔ３の期間、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ電圧は、時刻ｔ２で急激に上昇し、その後、時定数で決まる波形で減少しＮＰＮトランジスタ２１の飽和レベルまで減少する。
図２（ｂ）に示すように、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ波形は、ドライブコイル２３とセンサコイル２４が正常に取り付けられたときの波形と比べて、位相が１８０度異なっている（逆位相になる）。
図３（ａ）にドライブコイル２３が逆付けされたときのＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ波形を示す。図２（ａ）と比較して、位相は同じであるが振幅が小さくなっている。また図３（ｂ）にセンサコイル２４が逆付けされてときのＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ波形を示す。この場合のＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ波形は、振幅が小さくなっていて、さらに、図３（ａ）と比較して位相が１８０度異なっている。
図４（ａ）にドライブコイル２３が断線したときの、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ波形を示す。このときは、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタに信号波形は出力されない。
図４（ｂ）にセンサコイル２４が断線したときの、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタの電圧はランプ波形を示す。ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタに１クロックを周期としたランプ波形の電圧が出力される。
図４（ｂ）にセンサコイル２４が断線したときの、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタの電圧はランプ波形を示す。ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタに１クロックを周期としたランプ波形の電圧が出力される。
このように、振り子駆動回路２０のドライブコイル２３とセンサコイル２４に空芯コイル５５を介して磁界を印加して、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタの電圧波形を観察することにより、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の巻線方向を検出することができる。この電圧波形の観測はオシロスコープ以外に、ＣＰＵを用いてディジタル的に測定することができる（ここでは詳細な説明は省略する）。
図５に本発明の実施形態例のコイル巻線検査装置１００の回路構成を示す。組コイル検査ユニット１８０内に図１に示した振り子駆動回路２０が被テスト回路として装着される。各ブロックは、発振器３０、電源回路１１０、ロータリスイッチ１２０〜１２６、中継端子１３０、コイル巻線の良品／不良品の判定回路１５０で構成される。
コイル巻線検査装置１００は振り子駆動回路２０の電流を測定する電流計１３１と、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の断線を判断するためのテスター１３２と、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の巻き線方向を判別する判定回路１５０で構成される。
コイル巻線検査装置１００は振り子駆動回路２０の電流を測定する電流計１３１と、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の断線を判断するためのテスター１３２と、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の巻き線方向を判別する判定回路１５０で構成される。
上述した、振り子駆動回路２０と発振器３０の構成とその動作の説明は省略する。電源回路１１０は定電圧レギュレータを有し、ロータリスイッチ１２４の接点４を介して＋３．０[Ｖ]のＤＣ電圧が出力される。
次に、図５に示した巻線方向を判別する判定回路１５０の回路構成について説明する。
ロータリスイッチ１２０〜１２６は全て連動する。
ロータリスイッチ１２５の接点４は、演算増幅器（オペアンプ）１５３の反転入力端子と抵抗１５１，１５２の一方の端子に接続され、この抵抗１５２の他方の端子はグランド（０．０[Ｖ]）に接続され、抵抗１５１の他方の端子は、演算増幅器１５３の出力端子に接続される。また、演算増幅器１５３の非反転入力端子はグランドに接続される。
演算増幅器１５３の出力端子はキャパシタ１５４の一方の端子に接続され、キャパシタ１５４の他方の端子は抵抗１５５の一方の端子と演算増幅器１５８の非反転入力端子に接続される。また、抵抗１５５の他方の端子はグランドに接地される。
演算増幅器１５８の反転入力端子は抵抗１５６，１５７の一方の端子に接続され、抵抗１５７の他方の端子は演算増幅器１５８の出力端子に接続され、抵抗１５６の他方の端子はグランドに接続される。
ロータリスイッチ１２０〜１２６は全て連動する。
ロータリスイッチ１２５の接点４は、演算増幅器（オペアンプ）１５３の反転入力端子と抵抗１５１，１５２の一方の端子に接続され、この抵抗１５２の他方の端子はグランド（０．０[Ｖ]）に接続され、抵抗１５１の他方の端子は、演算増幅器１５３の出力端子に接続される。また、演算増幅器１５３の非反転入力端子はグランドに接続される。
演算増幅器１５３の出力端子はキャパシタ１５４の一方の端子に接続され、キャパシタ１５４の他方の端子は抵抗１５５の一方の端子と演算増幅器１５８の非反転入力端子に接続される。また、抵抗１５５の他方の端子はグランドに接地される。
演算増幅器１５８の反転入力端子は抵抗１５６，１５７の一方の端子に接続され、抵抗１５７の他方の端子は演算増幅器１５８の出力端子に接続され、抵抗１５６の他方の端子はグランドに接続される。
演算増幅器１５８の出力端子は、演算増幅器１６３の非反転入力端子と演算増幅器１６４の反転入力端子に接続される。抵抗１６０の一方の端子は＋５．０[Ｖ]の電源電圧供給端子に接続され、この抵抗１６０の他方の端子は、抵抗１６１の一方の端子と演算増幅器１６３の反転入力端子に接続される。抵抗１６１の他方の端子は、抵抗１６２の一方の端子と演算増幅器１６４の非反転入力端子に接続される。抵抗１６２の他方の端子はグランドに接続される。
演算増幅器１６３の出力端子は、ダイオード１６５のアノードに接続され、ダイオード１６５のカソードは抵抗１６８，１７０の一方の端子に接続される。また、抵抗１６８の他方の端子はグランドに接続され、抵抗１７０の他方の端子はＮＰＮトランジスタ１７１のベースに接続される。
演算増幅器１６４の出力端子は、ダイオード１６６のアノードに接続され、ダイオード１６６のカソードは抵抗１６７の一方の端子とＮＯＲ回路１７４の一方の端子に接続される。また、抵抗１６７の他方の端子はグランドに接続される。
抵抗１７２の一方の端子は、＋５．０[Ｖ]の電源電圧供給端子に接続され、他方の端子はＮＰＮトランジスタ１７１のコレクタとキャパシタ１７３の一方の端子とＮＯＲ回路１７５の１対の入力端子に接続される。ＮＰＮトランジスタ１７１のエミッタはグランドに接続される。またキャパシタ１７３の他方の端子もグランドに接続される。
ＮＯＲ回路１７４の他方の入力端子は、発振器３０のシュミットトリガ回路３５の出力端子に接続され、ＮＯＲ回路１７４の出力端子は、抵抗１７６の一方の端子に接続される。ＮＯＲ回路１７５の出力端子はＬＥＤ１７７のカソードに接続され、抵抗１７６の他方の端子はＬＥＤ１７７のアノードに接続される。
ＮＯＲ回路１７４の他方の入力端子は、発振器３０のシュミットトリガ回路３５の出力端子に接続され、ＮＯＲ回路１７４の出力端子は、抵抗１７６の一方の端子に接続される。ＮＯＲ回路１７５の出力端子はＬＥＤ１７７のカソードに接続され、抵抗１７６の他方の端子はＬＥＤ１７７のアノードに接続される。
次に、判定回路１５０の回路動作について説明する。抵抗１５１，１５２と演算増幅器１５３で構成する初段回路は、電流電圧変換の動作を行う。即ちドライブコイル２３に流れる電流を電圧に変換する。
メトロノームは、微小の電流で駆動しているので、ＮＰＮトランジスタ２１は効率よく発電しなければオフ（ＯＦＦ）に近い。そこで、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ−エミッタ間をバイパスしてその電流を測定する。
センサコイル（発電コイル）２４とドライブコイル２３が効率よく作動すれば、ＮＰＮトランジスタ２１に流れる電流が大きく、バイパスに流れる電流が少なくなる。
ドライブコイル２３またはセンサコイル２４の片方のコイルの巻き方向を逆にすると、バイパスに流れる電流が増加する。ドライブコイル２３とセンサコイル２４の両方の巻き方向を逆にすると、効率よく作動するが、正常時のときとの波形と比較して位相が反転する。
メトロノームは、微小の電流で駆動しているので、ＮＰＮトランジスタ２１は効率よく発電しなければオフ（ＯＦＦ）に近い。そこで、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタ−エミッタ間をバイパスしてその電流を測定する。
センサコイル（発電コイル）２４とドライブコイル２３が効率よく作動すれば、ＮＰＮトランジスタ２１に流れる電流が大きく、バイパスに流れる電流が少なくなる。
ドライブコイル２３またはセンサコイル２４の片方のコイルの巻き方向を逆にすると、バイパスに流れる電流が増加する。ドライブコイル２３とセンサコイル２４の両方の巻き方向を逆にすると、効率よく作動するが、正常時のときとの波形と比較して位相が反転する。
また、この初段回路は、演算増幅器の１５３の非反転入力端子と反転入力端子間は、電流が流れないが同電位になることを利用している。即ち、演算増幅器１５３の反転入力端子はグランド電位になるように作動する。そのために、振り子駆動回路２０のＮＰＮトランジスタ２１のコレクタの電位は一定となり、仮想的にコレクタ−エミッタ間が短絡され動作しない。したがって、演算増幅器１５３の非反転入力端子と反転入力端子間は抵抗１５２のみが接続される。
ＮＰＮトランジスタ２１が動作しないとき、振り子駆動回路２０を簡略化すると、初段回路は、ドライブコイル２３とセンサコイル２４が並列に接続され、この並列接続されたコイルの一端が電源端子Ｖｃｃに接続され、他方の端子が抵抗１５２の一方の端子と、演算増幅器１５３の反転入力端子に接続された回路構成となる。
このときの回路を図６（ａ）に示し、それをさらに簡略化したときの等価回路を図６（ｂ）に示す。ドライブコイル２３とセンサコイル２４が正しく装着されると、巻線抵抗の違いによる起電力差だけが出力される。一方、ドライブコイル２３とセンサコイル２４を共に逆方向に装着すると大きな信号が出力される。従って、図６（ｂ）に示すように、コイルの無負荷状態の起電力を観察することになる。
ＮＰＮトランジスタ２１が動作しないとき、振り子駆動回路２０を簡略化すると、初段回路は、ドライブコイル２３とセンサコイル２４が並列に接続され、この並列接続されたコイルの一端が電源端子Ｖｃｃに接続され、他方の端子が抵抗１５２の一方の端子と、演算増幅器１５３の反転入力端子に接続された回路構成となる。
このときの回路を図６（ａ）に示し、それをさらに簡略化したときの等価回路を図６（ｂ）に示す。ドライブコイル２３とセンサコイル２４が正しく装着されると、巻線抵抗の違いによる起電力差だけが出力される。一方、ドライブコイル２３とセンサコイル２４を共に逆方向に装着すると大きな信号が出力される。従って、図６（ｂ）に示すように、コイルの無負荷状態の起電力を観察することになる。
振り子駆動回路２０の電源電圧を＋２．５[Ｖ]とし、例えばコイルの交流抵抗を３．４ＫΩとすると、２．５／３．４ＫΩ＝７５０μＡ（マイクロアンペア）の電流が流れ、この７５０μＡが抵抗１５１（１００ＫΩ）により演算増幅器１５３の出力端子には約０．７５[Ｖ]の電圧が出力される。この０．７５「Ｖ」を中心にコイルの発電電流分の振幅が発生する。
判定回路１５０の２段目はキャパシタ１５４，抵抗１５５〜１５７と演算増幅器１５８で構成される。
この回路ではコイルの波形（ＡＣ成分）だけを必要とするので、キャパシタ１５４でＡＣカップリングとし、また非反転増幅回路の構成とした。演算増幅器１５８の入力電圧をＶｉｎとすると、演算増幅器１５８の出力端子には、抵抗１５７＊電流＋Ｖｉｎの電圧が出力される。
この回路ではコイルの波形（ＡＣ成分）だけを必要とするので、キャパシタ１５４でＡＣカップリングとし、また非反転増幅回路の構成とした。演算増幅器１５８の入力電圧をＶｉｎとすると、演算増幅器１５８の出力端子には、抵抗１５７＊電流＋Ｖｉｎの電圧が出力される。
判定回路１５０の３段目は、トーテムポール構成の抵抗１６０〜１６２と抵抗１６７，１６８、演算増幅器１６３，１６４、ダイオード１６５，１６６で構成される。
演算増幅器１６３，１６４の入力電圧が同じであることを利用し、入力電圧がそれぞれの基準電圧と比較して大小の判定を行う。
演算増幅器１６３の非反転入力端子に入力される電圧が抵抗１６０と抵抗１６１の共通接続点で発生する第１の基準電圧よりも高いと、演算増幅器１６３の出力端子から高電圧（＋５．０[Ｖ]以上）が出力される。また、演算増幅器１６４の反転入力端子に入力される電圧が抵抗１６１と抵抗１６２の共通接続点で発生する第２の基準電圧と比較され、演算増幅器１５８から出力される矩形波が反転されて出力される。
演算増幅器１６３，１６４の入力電圧が同じであることを利用し、入力電圧がそれぞれの基準電圧と比較して大小の判定を行う。
演算増幅器１６３の非反転入力端子に入力される電圧が抵抗１６０と抵抗１６１の共通接続点で発生する第１の基準電圧よりも高いと、演算増幅器１６３の出力端子から高電圧（＋５．０[Ｖ]以上）が出力される。また、演算増幅器１６４の反転入力端子に入力される電圧が抵抗１６１と抵抗１６２の共通接続点で発生する第２の基準電圧と比較され、演算増幅器１５８から出力される矩形波が反転されて出力される。
一方、演算増幅器１６３の非反転入力端子に入力される電圧が抵抗１６０と抵抗１６１の共通接続点で発生する第１の基準電圧よりも低いと、演算増幅器１６３の出力端子から低電圧（−５．０[Ｖ]）が出力される。このときも、演算増幅器１６４の出力端子から、矩形波が出力される。
ダイオード１６５，１６６は−５．０[Ｖ]の信号をカットし、ロジックレベルを＋５．０「Ｖ」と０．０[Ｖ]の２値に変換するために用いる。
ダイオード１６５，１６６は−５．０[Ｖ]の信号をカットし、ロジックレベルを＋５．０「Ｖ」と０．０[Ｖ]の２値に変換するために用いる。
次に最終段の良否判定部について説明する。良否判定部は、ＮＰＮトランジスタ１７１、抵抗１７０，１７２，１７６、キャパシタ１７３、ＮＯＲ回路１７４，１７５とＬＥＤ１７７で構成される。
ダイオード１６５から“Ｈ”レベルの電圧（＋５．０[Ｖ]）が抵抗１７０を介してＮＰＮトランジスタ１７１のベースに供給されるとオンし、キャパシタ１７３のチャージ（電荷）を強制的に放電する。一方、ダイオード１６５から“Ｌ”レベルの電圧(０．０[Ｖ])が出力されるとＮＰＮトランジスタ１７１がオフするので、キャパシタ１７３には抵抗１７２とキャパシタ１７３で決まる時定数で電荷（または電圧）が充電される。
その結果、演算増幅器１６３の出力が“Ｌ”レベルのとき、ＮＰＮトランジスタ１７１はオフし、キャパシタ１７３の電位は“Ｈ”レベルとなり、ＮＯＲ回路１７５の出力は“Ｌ”レベルとなる。
一方、演算増幅器１６３の出力が“Ｈ”レベルのときは、ＮＰＮトランジスタ１７１がオンするので、キャパシタ１７３の電位は下がり、ＮＯＲ回路１７５の出力は“Ｈ”レベルとなり、ＬＥＤ１７７のカソード電位が高くなり、点灯しない。
ダイオード１６５から“Ｈ”レベルの電圧（＋５．０[Ｖ]）が抵抗１７０を介してＮＰＮトランジスタ１７１のベースに供給されるとオンし、キャパシタ１７３のチャージ（電荷）を強制的に放電する。一方、ダイオード１６５から“Ｌ”レベルの電圧(０．０[Ｖ])が出力されるとＮＰＮトランジスタ１７１がオフするので、キャパシタ１７３には抵抗１７２とキャパシタ１７３で決まる時定数で電荷（または電圧）が充電される。
その結果、演算増幅器１６３の出力が“Ｌ”レベルのとき、ＮＰＮトランジスタ１７１はオフし、キャパシタ１７３の電位は“Ｈ”レベルとなり、ＮＯＲ回路１７５の出力は“Ｌ”レベルとなる。
一方、演算増幅器１６３の出力が“Ｈ”レベルのときは、ＮＰＮトランジスタ１７１がオンするので、キャパシタ１７３の電位は下がり、ＮＯＲ回路１７５の出力は“Ｈ”レベルとなり、ＬＥＤ１７７のカソード電位が高くなり、点灯しない。
次に、ＮＯＲ回路１７４の入力端子には、ダイオード１６６の出力信号（電圧）と発振器３０から出力されたクロック（ＣＬＫ）が入力され、ダイオード１６６からの出力信号とクロックとの位相差を検出する。
ダイオード１６６の出力が“Ｌ”レベルでクロックと位相が一致するとき、ＬＥＤ１７７に“Ｈ”レベルの電圧が供給され、ＮＯＲ回路１７５の出力電圧が“Ｌ”レベルのときＬＥＤ１７７は点灯する。しかしダイオード１６６の出力が“Ｈ”レベルのときは、クロックの位相に係らずＬＥＤ１７７は点灯しない。
ダイオード１６６の出力が“Ｌ”レベルでクロックと位相が一致するとき、ＬＥＤ１７７に“Ｈ”レベルの電圧が供給され、ＮＯＲ回路１７５の出力電圧が“Ｌ”レベルのときＬＥＤ１７７は点灯する。しかしダイオード１６６の出力が“Ｈ”レベルのときは、クロックの位相に係らずＬＥＤ１７７は点灯しない。
次に、図５に示すコイル巻線検査装置１００の動作について図６〜図１１を用いて説明する。
まず、電流計１３１を用いて振り子駆動回路２０の電流を測定する方法について説明する。ロータリスイッチ１２４を接点５に切り替えると、電源回路１１０からロータリスイッチ１２０の接点５と電流計１３１、そしてロータリスイッチ１２４の接点５を経由して振り子駆動回路２０に電源が供給されることにより、電流が流れる。この電流を測定して良品／不良品の判定を行う。
まず、電流計１３１を用いて振り子駆動回路２０の電流を測定する方法について説明する。ロータリスイッチ１２４を接点５に切り替えると、電源回路１１０からロータリスイッチ１２０の接点５と電流計１３１、そしてロータリスイッチ１２４の接点５を経由して振り子駆動回路２０に電源が供給されることにより、電流が流れる。この電流を測定して良品／不良品の判定を行う。
次に、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の抵抗値を測定する方法について説明する。ロータリスイッチ１２２を接点１に切り替え、ロータリスイッチ１２３を接点１に切り替える。その結果、振り子駆動回路２０のノードＫ２８とＫ２６間にテスター１３２の両端が接続されて、センサコイル２４の抵抗値が測定される。これにより、センサコイル２４の断線を検出することができる。
そして、ロータリスイッチ１２１を接点２に切り替え、ロータリスイッチ１２２を接点２に切り替える。その結果、振り子駆動回路２０のノードＫ２７とＫ２８間にテスター１３２の両端が接続され、ドライブコイル２３の抵抗値を測定する。これにより、ドライブコイル２３の断線を検出することができる。
ロータリスイッチ１２１を接点３に切り替え、ロータリスイッチ１２３を接点３に切り替える。その結果、振り子駆動回路２０のノードＫ２７とＫ２６間にテスター１３２の両端が接続され、ドライブコイル２３とセンサコイル２４が直列接続されこの直列抵抗値が測定される。これにより、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の断線を検出することができる。また、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の抵抗値で、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の逆付けを検出することができる。
そして、ロータリスイッチ１２１を接点２に切り替え、ロータリスイッチ１２２を接点２に切り替える。その結果、振り子駆動回路２０のノードＫ２７とＫ２８間にテスター１３２の両端が接続され、ドライブコイル２３の抵抗値を測定する。これにより、ドライブコイル２３の断線を検出することができる。
ロータリスイッチ１２１を接点３に切り替え、ロータリスイッチ１２３を接点３に切り替える。その結果、振り子駆動回路２０のノードＫ２７とＫ２６間にテスター１３２の両端が接続され、ドライブコイル２３とセンサコイル２４が直列接続されこの直列抵抗値が測定される。これにより、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の断線を検出することができる。また、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の抵抗値で、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の逆付けを検出することができる。
次に振り子駆動回路２０のドライブコイル２３とセンサコイル２４の巻き線方向の判別方法について説明する。
ロータリスイッチ１２４を接点４に切り替え、またロータリスイッチ１２５を接点４に、またロータリスイッチ１２６を接点４に切り替える。すると、振り子駆動回路２０の電源端子Ｖｃｃに＋３．０[Ｖ]の電圧が供給され、また発振器３０にも＋５．０[Ｖ]の電源が供給される。
すると、発振器３０が発振動作を開始し、発生した発振信号（またはクロック；ＣＬＫ）を空芯コイル５５に供給する。これと同時に、このクロックは判定回路１５０のＮＯＲ回路１７４の他方の入力に供給される。
空芯コイル５５で発生した磁界は、振り子駆動回路２０のドライブコイル２３とセンサコイル２４に印加される。
ロータリスイッチ１２４を接点４に切り替え、またロータリスイッチ１２５を接点４に、またロータリスイッチ１２６を接点４に切り替える。すると、振り子駆動回路２０の電源端子Ｖｃｃに＋３．０[Ｖ]の電圧が供給され、また発振器３０にも＋５．０[Ｖ]の電源が供給される。
すると、発振器３０が発振動作を開始し、発生した発振信号（またはクロック；ＣＬＫ）を空芯コイル５５に供給する。これと同時に、このクロックは判定回路１５０のＮＯＲ回路１７４の他方の入力に供給される。
空芯コイル５５で発生した磁界は、振り子駆動回路２０のドライブコイル２３とセンサコイル２４に印加される。
振り子駆動回路２０のドライブコイル２３と抵抗２２の共通接続点から出力された信号は、ロータリスイッチ１２５の接点４を介して判定回路１５０の初段回路の演算増幅器１５３の反転入力端子に供給される。ここで、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の巻線方向による起電力の差（電流）を電圧に変換する。
ドライブコイル２３とセンサコイル２４が正常の巻線方向に装着されたときの判別方法について図７を用いて説明する。
クロックが“Ｈ”レベルのとき、ロータリスイッチ１２５の接点４から抵抗１５２を介してグランドに電流が流れ、抵抗１５２に演算増幅器１５３の反転入力端子にコイル（ドライブコイル２３とセンサコイル２４が並列接続された合成コイル）と抵抗１５２の時定数で決まる上に凸の鋸波形が発生する。この鋸波形の信号が演算増幅器１５３、キャパシタ１５４を介して演算増幅器１５８の非反転入力端子に供給され、演算増幅器１５８で反転されて出力される。
次に、クロックが“Ｌ”レベルのとき、“Ｈ”レベルのときと比較して電流が逆方向に流れ、その結果、ノードＴ２には下に凸の鋸波形が発生する。その時のノードＴ２の波形を図７に示す。
演算増幅器１５８から出力された信号は、演算増幅器１６３，１６４に入力され、直列接続された抵抗１６０〜１６２で発生する第１および第２の基準電圧と比較される。ドライブコイル２３とセンサコイル２４が正常で、かつ巻線方向が正しく装着されていると、ノードＴ２から出力される電圧レベルは抵抗１６０，１６１の共通接続点から供給される第１の基準電圧より低いので、演算増幅器１６３の出力は“Ｈ”レベルになる（ノードＴ３参照）。
一方、演算増幅器１６４の反転入力端子には演算増幅器１５８の出力信号が供給され、抵抗１６１，１６２の共通接続点で発生する第２の基準電圧と比較されて、反転入力端子に入力された信号が反転されて出力される（ノードＴ４参照）。
クロックが“Ｈ”レベルのとき、ロータリスイッチ１２５の接点４から抵抗１５２を介してグランドに電流が流れ、抵抗１５２に演算増幅器１５３の反転入力端子にコイル（ドライブコイル２３とセンサコイル２４が並列接続された合成コイル）と抵抗１５２の時定数で決まる上に凸の鋸波形が発生する。この鋸波形の信号が演算増幅器１５３、キャパシタ１５４を介して演算増幅器１５８の非反転入力端子に供給され、演算増幅器１５８で反転されて出力される。
次に、クロックが“Ｌ”レベルのとき、“Ｈ”レベルのときと比較して電流が逆方向に流れ、その結果、ノードＴ２には下に凸の鋸波形が発生する。その時のノードＴ２の波形を図７に示す。
演算増幅器１５８から出力された信号は、演算増幅器１６３，１６４に入力され、直列接続された抵抗１６０〜１６２で発生する第１および第２の基準電圧と比較される。ドライブコイル２３とセンサコイル２４が正常で、かつ巻線方向が正しく装着されていると、ノードＴ２から出力される電圧レベルは抵抗１６０，１６１の共通接続点から供給される第１の基準電圧より低いので、演算増幅器１６３の出力は“Ｈ”レベルになる（ノードＴ３参照）。
一方、演算増幅器１６４の反転入力端子には演算増幅器１５８の出力信号が供給され、抵抗１６１，１６２の共通接続点で発生する第２の基準電圧と比較されて、反転入力端子に入力された信号が反転されて出力される（ノードＴ４参照）。
ノードＴ３が“Ｌ”レベルであるので、ＮＰＮトランジスタ１７１はオフになり、キャパシタ１７３の電圧は“Ｈ”レベルになる。その結果、ＮＯＲ回路１７５の出力は“Ｌ”レベル（グランドレベル）となる。
一方、ＮＯＲ回路１７４に入力されるクロックとノードＴ４の電圧の位相は同じであるので、ＮＯＲ回路１７４の出力（ノードＴ５）は“Ｈ”と“Ｌ”レベルを繰り返し、“Ｈ”レベルの期間にＬＥＤ１７７は点灯する。
一方、ＮＯＲ回路１７４に入力されるクロックとノードＴ４の電圧の位相は同じであるので、ＮＯＲ回路１７４の出力（ノードＴ５）は“Ｈ”と“Ｌ”レベルを繰り返し、“Ｈ”レベルの期間にＬＥＤ１７７は点灯する。
次に、図８にドライブコイル２３とセンサコイル２４が共に逆に装着されたときの各ノードの波形を示す。このとき、図７と比較して位相が反転する（図８のノードＴ２参照）。
ノードＴ４では、クロックが“Ｌ”レベルのとき“Ｈ”レベルとなり、“Ｈ”レベルのとき“Ｌ”レベルとなる。従って、ＮＯＲ回路１７４の出力端子(ノードＴ５)のレベルは“Ｌ”となる。その結果、ＮＯＲ回路１７５の出力レベルに係わらずＬＥＤ１７７は点灯しない。
即ち、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の両方が共に逆方向に装着されると、検出位相が反転しているため、ＬＥＤ１７７は消燈するために不良品と判定される。
ノードＴ４では、クロックが“Ｌ”レベルのとき“Ｈ”レベルとなり、“Ｈ”レベルのとき“Ｌ”レベルとなる。従って、ＮＯＲ回路１７４の出力端子(ノードＴ５)のレベルは“Ｌ”となる。その結果、ＮＯＲ回路１７５の出力レベルに係わらずＬＥＤ１７７は点灯しない。
即ち、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の両方が共に逆方向に装着されると、検出位相が反転しているため、ＬＥＤ１７７は消燈するために不良品と判定される。
図９にセンサコイル２４のみが逆方向に装着されたときの各ノードの波形を示す。このとき、センサコイル２４はドライブコイル２３と同じ巻線方向になるので、ノードＴ２の電圧波形は、振幅が大きくなっている。ノードＴ２の波形で第１の基準電圧のリミットを越えた部分がノードＴ３に現れる。
ノードＴ３に現れた（パルス）電圧がＮＰＮトランジスタ１７１に供給され、このＮＰＮトランジスタ１７１がオン／オフ動作を繰り返し、キャパシタ１７３に充電されたチャージを放電する。その結果、ＮＯＲ回路１７５の出力（ノードＴ６）は“Ｈ”レベルのままである。
一方、ノードＴ２の電圧レベルがリミットを越えているが、演算増幅器１６４の出力端子からはノードＴ２の反転された波形が出力される。ノードＴ４の信号とクロックの位相が一致しているので、ＮＯＲ回路１７４の出力（ノードＴ５）はノードＴ４の波形を反転した波形となる。
ＮＯＲ回路１７４の入力信号の位相は一致しているが、ＮＯＲ回路１７５の出力のノードＴ６が“Ｈ”レベルであるので、ＬＥＤ１７７は消灯する。
ノードＴ３に現れた（パルス）電圧がＮＰＮトランジスタ１７１に供給され、このＮＰＮトランジスタ１７１がオン／オフ動作を繰り返し、キャパシタ１７３に充電されたチャージを放電する。その結果、ＮＯＲ回路１７５の出力（ノードＴ６）は“Ｈ”レベルのままである。
一方、ノードＴ２の電圧レベルがリミットを越えているが、演算増幅器１６４の出力端子からはノードＴ２の反転された波形が出力される。ノードＴ４の信号とクロックの位相が一致しているので、ＮＯＲ回路１７４の出力（ノードＴ５）はノードＴ４の波形を反転した波形となる。
ＮＯＲ回路１７４の入力信号の位相は一致しているが、ＮＯＲ回路１７５の出力のノードＴ６が“Ｈ”レベルであるので、ＬＥＤ１７７は消灯する。
図１０にドライブコイル２３のみが逆方向に装着されたときの各ノードの波形を示す。このとき、ドライブコイル２３はセンサコイル２４と同じ巻線方向になるので、ノードＴ２の電圧波形は、図９のセンサコイル２４を逆方向に装着したときと位相が逆になり、振幅が大きくなっている。ノードＴ２の波形で第１の基準電圧のリミットを越えた部分がノードＴ３に現れる。
このとき、ＮＰＮトランジスタ１７１はキャパシタ１７３のチャージを放電するので、ＮＯＲ回路１７５の出力（ノードＴ６）は“Ｈ”レベルのままである。
一方、ノードＴ２の電圧レベルがリミットを越えているが、演算増幅器１６４からはノードＴ２の反転された波形が出力される。ノードＴ４の信号とクロックの位相が不一致しているので、ＮＯＲ回路１７４の出力（ノードＴ５）は“Ｌ”レベルとなる（ただし、位相差があるために短パルスが出力される）。
ＮＯＲ回路１７４の入力信号の位相は不一致し、ＮＯＲ回路１７５の出力のノードＴ６が“Ｈ”レベルであるので、ＬＥＤ１７７は消灯する。
このとき、ＮＰＮトランジスタ１７１はキャパシタ１７３のチャージを放電するので、ＮＯＲ回路１７５の出力（ノードＴ６）は“Ｈ”レベルのままである。
一方、ノードＴ２の電圧レベルがリミットを越えているが、演算増幅器１６４からはノードＴ２の反転された波形が出力される。ノードＴ４の信号とクロックの位相が不一致しているので、ＮＯＲ回路１７４の出力（ノードＴ５）は“Ｌ”レベルとなる（ただし、位相差があるために短パルスが出力される）。
ＮＯＲ回路１７４の入力信号の位相は不一致し、ＮＯＲ回路１７５の出力のノードＴ６が“Ｈ”レベルであるので、ＬＥＤ１７７は消灯する。
図１１にセンサコイル２４が断線したときの各ノードの波形を示す。このとき、ドライブコイル２３に発生する電流を検出する。ノードＴ３でパルスが発生するため、ＮＰＮトランジスタ１７１はオン／オフ動作を繰り返し、キャパシタ１７３のチャージを放電する。その結果、ＮＯＲ回路１７５に入力端子に“Ｌ”レベルの信号が供給されるので、ノードＴ６は“Ｈ”レベルとなり、ノードＴ５の値に係わらずＬＥＤ１７７は点灯しない。
図１２にドライブコイル２３が断線したとき各ノードの波形を示す。このとき、センサコイル２４に発生する電流を検出する。演算増幅器１５３に反転入力端子に入力される信号電圧はセンサコイル２４が断線したときと、位相が逆になる。このときの、上述と同様に、ノードＴ３でパルスが発生するため、ノードＴ６は“Ｈ”レベルとなり、ノードＴ５の値に係わらずＬＥＤ１７７は点灯しない。
したがって、コイル巻線検査方法およびコイル巻線検査装置１００は、外部から振り子駆動回路のドライブコイルとセンサコイルに磁界を印加し、コイルで発生する信号を測定することにより、ドライブコイル２３とセンサコイル２４の巻線方向が正しく装着されているか、また、これらのコイルが断線していないかについての良品／不良品の表示を行い検査することができる。
以上述べたように、本発明のコイル巻線検査方法および検査装置は、外部から被検査部品に交番磁界を加えることにより、被検査部品に備えられたコイルの巻き線方向による波形の変化を検出できるようにし、検出された信号レベルにより良品と不良品の表示を行うことにより、検査漏れを防止することができる。
コイル巻線検査方法および検査装置１００において、第１の巻線方向を有する第１のコイルは、センサコイル２４に対応し、第２の巻線方向を有し、上記第１のコイルと相互誘導結合する第２のコイルは、ドライブコイル２３に対応し、上記第２のコイルから誘起された信号を入力端子に入力し、増幅した後出力端子を介して上記第１のコイルで磁界を発生させ、該磁界を上記２のコイルと相互誘導結合して帰還する能動素子は、ＮＰＮトランジスタ２１に対応し、上記第１または第２のコイルにテスト用信号を印加する信号供給部は、発振器３０と空芯コイル５５に対応し、上記第１または第２のコイルに発生する波形を検出する信号検出部は、ＮＰＮトランジスタ２１のコレクタからオシロスコープなどで検出する検出手段または図５の判定回路１５０に対応する。
１０，１００…コイル巻線検査装置、２０，２００…振り子駆動回路、２１，５２，５４，１７１…ＮＰＮトランジスタ、２２，２７，３３，３９〜４２，１１３，１５１，１５２，１５５〜１５７，１６０〜１６２，１６７１６８，１７０，１７２，１７６…抵抗、２３…ドライブコイル、２４…センサコイル、２５，２６，３１，６０，１１２，１１５，１１６，１５４，１７３…キャパシタ、３０…発振器、３２，３５〜３８，６１…シュミットトリガ回路、５１，５３，１１１…ＰＮＰトランジスタ、５５…空芯コイル、１１０…電源回路、１２０〜１２６…ロータリスイッチ、１３１…電流計、１３２…テスター、１５３，１５８，１６３，１６４…演算増幅器、１５０…判定回路、１６５，１６６…ダイオード、１７４，１７５…ＮＯＲ回路、１７７…ＬＥＤ、１８０…組コイル検査ユニット。
Claims (8)
- 入力に第１のコイルが接続され、出力に第２のコイルが接続され、上記第１のコイルで磁界により誘起された信号を増幅する能動素子を備え、増幅された信号により上記第２のコイルで磁界を発生させ上記第１のコイルへ相互誘導結合により帰還するコイル駆動回路のコイル巻線検査方法において、
上記能動素子の上記出力を仮想接地し、上記第１と第２のコイルに外部から磁界を印加するステップと、
上記第１と第２のコイルの起電力差に対応する波形を測定するステップと、
上記測定した波形の結果に基き上記第１と第２のコイルの巻線方向を判別し、その判別結果を表示するステップと、
を有するコイル巻線検査方法。 - 上記第１と第２のコイルの巻線方向は互いに異なる
請求項１記載のコイル巻線検査方法。 - 上記波形を測定するステップは、上記第１と第２のコイルに発生する上記波形の位相を検出する
請求項１記載のコイル巻線検査方法。 - 第１の巻線方向を有する第１のコイルと、
第２の巻線方向を有し、上記第１のコイルと相互誘導結合する第２のコイルと、
上記第２のコイルから誘起された信号を入力端子に入力し、増幅した後出力端子を介して上記第１のコイルで磁界を発生させ、該磁界を上記第２のコイルと相互誘導結合して帰還する能動素子と、
上記能動素子の上記出力端子を仮想接地し、上記第１と第２のコイルにテスト用信号を印加する信号供給部と、
上記第１と第２のコイルの起電力差に対応する波形を検出し、その検出結果を表示する信号検出部と
を有するコイル巻線検査装置。 - 上記第１と第２のコイルの巻線方向は互いに異なる
請求項４記載のコイル巻線検査装置。 - 上記信号供給部の出力は空芯コイルを有し、該空芯コイルにより上記第１と第２のコイルに上記テスト用信号を供給する
請求項４記載のコイル巻線検査装置。 - 入力に第１のコイルが接続され、出力に第２のコイルが接続され、上記第１のコイルで磁界により誘起された信号を増幅する能動素子を備え、増幅された信号により上記第２のコイルで磁界を発生させ、該磁界を上記第１のコイルに相互誘導結合により帰還するコイル駆動回路と、
発振器を有し、該発振器から出力された発振信号を第３のコイルを介して上記第１と第２のコイルにテスト用信号として供給する信号供給部と、
上記能動素子の仮想接地された上記出力に接続され、上記第２のコイルに流れる電流を電圧に変換し、上記第１と第２のコイルの起電力差に対応して第１の出力信号を出力する第１の演算増幅器と、
上記第１の演算増幅器の第１の出力信号を第１の基準電圧と比較し、該第１の出力信号の範囲を判別する第２の出力信号を出力する第２の演算増幅器と、
上記第１の演算増幅器の第１の出力信号と第２の基準電圧を比較し、上記第１と第２のコイルの巻線方向に対応した第３の出力信号を出力する第３の演算増幅器と、
上記第３の演算増幅器から出力される第３の出力信号と上記発振器の発振信号の位相を比較し、第４の出力信号を出力する位相比較部と、
上記第２の演算増幅器の第２の出力信号と上記位相比較部の第４の出力信号を論理演算し、上記第１と第２のコイルの巻線方向を判別し、その判別結果を表示する表示部と
を有するコイル巻線検査装置。 - 上記能動素子は、ＮＰＮトランジスタを有し、該ＮＰＮトランジスタのコレクタからの出力信号を上記第１の演算増幅器の入力端子に接続する
請求項７記載のコイル巻線検査装置。
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