JPH0318726A - 電磁開閉器のうなり音判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は％電磁開閉器を励磁したとき生じるうなり音の
良，不良を判定する電磁開閉器のうなり音判定装置に関
する。

〔従来の技術〕

電磁開閉器を励磁電圧を印加して励磁したときに生じる
うなり音は耳ざわりな騒音となるので、うなり音が低い
ｘｉ開閉器が良品として選択される。このためこのうな
り音の良，不良を判定するために従来第２図の構或ブロ
ック図からなるうなり音判定装置が知られている。図に
おいて、うなり音判定装置は、励磁電圧発生器１，マイ
クロホン２，増幅器３，バンドバスフィルタ４ｍ判定信
号検出回路５および判定器ｌ１からなっている。

このような構成により励磁電圧発生器１から出された励
磁電圧は試験すべき電磁開閉器加の騒音をマイクロホン
２で検出し、検出された音ｑ１信号は増幅器３で所要の
レペルルに増幅され、増幅されタ音響信号はバンドバス
フィルタ４に入力され、ここでうなり音替有の周波数成
分を抽出する。

判定信号検出回路５は、！磁開閉器加の励磁のＯＮ．Ｏ
ＦＦ時に生ずる衝撃音を以降の回路に取り込まないため
のもので、前記励ａｍ圧発生器１からの励ａｍ圧信号を
入力させて動作させる。すなわち第３図の動作説明図に
おいて、時劾ｔｌで励磁ＯＮ信号が入力されると、励磁
による１ｔ磁開閉器加の衝撃音が消滅する時刻ｔ２で判
定信号検出回路５はＯＮ状態となり、時刻ｔ３までの音
響信号か判定器ｌ１に入力される。時刻ｔ４でＰｉ）ｔ
＠這圧はＯＦＦとなり、再び＠撃音が発生するが，この
時は、判定信号検出圓路５はＯＦＦ状態であって判定器
ｌ１へ入力されない。判定器ｌ１は時刻ｔ２〜ｔ３に入
力された音響信号レベルと予め設定された基準値とを比
較し，うなり音により竃磁開閉器のうなり音の良，不艮
を判定する。

〔発明が解決しようとする課題〕

竃磁開閉器におけるうなり音は、鉄心表面に付着した塵
埃，鉄心のわずかな変形．鉄心とケースとのセツテング
状態などによって発生し、耳ざわりな騒音となってユー
ザからのクレームとなる。

したがって電磁開閉器の出荷時に出荷検査が行なわれ、
この出荷検査の中でうなり音による良，不良の判定は他
の性能や品質の検査とともに全数に対して行われるが、
うなり音の良否判定レベル（判定器における基準値）は
安全側に考えて一般には低めに設定される。

一方、このようなわずかなうなり音の発生の有無を識別
するためには、各種の機器が徐動している騒然とした生
産ラインの中では不可能である。

したがってうなり音判定のみを生産ラインと隔離した別
の場所で行うか、ラインの中に工場騒音を遮断する防音
室を設けて行うかのいずれかが必要になる。このため検
査スペースの確保や設備投資上の問題のはかＩ運搬工数
，タクト時間の増大などｍｓ開閉器のような大量生産機
種にとっては，大きな問題であった。

上記の問題点を解決するものとして本出願人は先に特願
平１−４３５５４にて［磁開閉器のうなり音とともに生
じる電磁開閉器のケースの振動を検出し、うなり音発生
時の所定時間内にて検出した振動の波形に基づいて演算
される波高値と波高率を予め設定された基準値と比較し
てうなり音の良，不良を判定する電磁開閉器のうなり音
判定装置を提案している。

しかしながら、うなり音は、数Ｋ　Ｈ　ｚの広帯域周波
数において発生する！磁開閉器ケースの振動音の合或値
であり、検出される振動の周波数スペクトルも一様では
ない。これに対し、前記提案されたうなり音判定装置で
は、特に良，不良との顕著な差として現われる周波数帯
域におげる倹出振動波形で判定しているため、発生振動
の広い周波数帯域を網羅していない。このため、所定の
周波数帯域での振動レベルが基準値をオーバしても聰感
等による官能検査では良品になるケースも生じていた。

つまり、広帯域周波数での微妙な変化を基準値に設定す
ることができず、一般には低めに設定されているため、
電磁開閉器のような大量生産機種においては不良率が増
加するという問題がある。

この問題点を解決するために、本出願人は、振動音はそ
の振動レベルと放射音レベルとが周波数によって変化す
る放射係数によって関連づけられることに着目してさら
に検討を刀口えた。

本発明の目的は、電磁開閉器のうなり音発生時のケース
の振動を検出し、この振動レベルに関連する放射音レベ
ルからうなり音の良，不良を判定することにより誤判定
を少なくすることのできる亀磁開閉器のうなり音判定装
置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明によれば電磁開閉器
に印加丁る励ｆｆｉ電圧を発生する励ｉ成圧発生器と、
この電磁開閉器のケースに取付けられ、このケースの振
動を測定する振動センサと、この振動七ンサから出力さ
れる信号を増幅する増幅器と、この増幅器の出力信号か
ら特定帯域の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタ
と、このバンドバスフィルタからの信号を所定の時間検
出する判定信号検出回路と、この判定信号検出回路で検
出された振動信号波形から振動の周波数スペクトルを求
める周波数分析回路と、この振動の周波数スペクトルに
基づいて放射パワーを演算する放射パワー演算回路と、
この放射パワー演算回路からの放射パワー信号を予め設
定された基準値と比較する比較回路と、この比較回路か
らの出力信号により前記電磁開閉器のうなり音の良，不
良の判定を表示する表示器とを備えて電磁開閉器のうな
り音判定装置を構或するものとする。

〔作用〕

＊Ｅｆ１開閉器に励磁電圧を印加することによるうなり
音発生に伴う電磁開閉器ケースの振動を測定した結果、
第４図に示すように大きく３種類の振動波形に分類され
ることが判明している。第４図において横軸は時間、縦
軸は振動加速度の振巾を゜亀気信号の電圧値で表したも
ので波形（ａｔ　．　（ｂｌ　．　（ｃ）はいずれも同
じ感度で測定した結果である。

この中葉音レベルの実測結果と検査員の聴感判断からう
なり音不良となるのは波形（ｃ）だけであり，波形（ａ
ｌ　（ｂ）はその振動加速度振巾は波形１ｃ）と同等で
あるが良品である。波形（ａｌはＩＫＨＺ以下の周波数
成分によって構成されており定常的である。波形（ｂｌ
はｌＫＨｚ以上の周波数或分によって桝成されておりラ
ンダム状である。波形ｔｃ）は波形ｔｂ＋とほぼ同一の
周波数成分であるが、衝撃的な振動波形が繰り返されて
おりその繰り返し周期は′＃Ｌ磁振動周期（＝１／励磁
周波数×２）と一致するＱ　うなり音の発生原因が鉄心
間のわずかな隙間によって生ずる衝突現象であることか
らも上記の測定結果は妥当と考えられる。

また、上記のＪＩＳ実からうなり音の良否判別は単に！
ｆｆｌ開閉器ケースの振動レベルのみでは正確に行えな
いことが理解される。但し、波形（ｃｌのような振動を
生じても振動レベルが十分小さければうなり不良となら
ない。

ところで、！磁開閉器ケースの振動レベルと放射音とは
放射係数σを介して関係づけられ、放射係数σは下記の
ように定義されている。

Ｗ ・”　Ｉ　．ｃ　＊　ｖ”　ａ　３　　　””””””
”””””””””　（１）ここでＷは放射パワー（Ｗ
）、ρは空気密度（ウ，）、Ｃは音速（　”／ｓ　）、
■は振動速度の実効値（”／ｓ）、Ｓ ｉは振動面の表面￥Ｒ（ｍ″）である。

第５図はｍ（ａｐ閉器を加振した時に、上記関係に基づ
いて得られた振動周波数ｆに対する放射係数σである。

このように放射係数σから良品に対する各周波数ｆｎで
の放射パワーＷｎを所要の周波数帯域について求め、そ
の合成パワーを良否判定基準とすることによって、発生
するうなり音の広帯域周波数を網羅し、うなり音の良否
を判定できる。

したがってうなり音発生時に生じるｖ／Ｌ磁開閉器に取
付けられた振動センサから得られる出力信号ヲ増幅し、
バンドパスフィルタによりうなり音の良否判定に必要な
帯域の振動成分のみを通過させ、この振動成分を周波数
分析器で周波数分析し、前記放射係数を用いて放射パワ
ー演算回路で各周波数での放射パワーを演算するととも
にその総和を算出し，この放射パワーの耗和を前記良品
から設定した基準値と比較回路で比較して良否を判定し
、この判定結果を表示器に表示する。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例による電磁開閉器のうなり音判
定装置の構成ブロック図である。

第１図においてうなり音判定装置は試験すべき電磁開閉
器加に印加してこれを作動させる励磁電圧を発生する励
磁電圧発生器ｌと、電磁開閉器加のケースに取付けられ
、電磁開閉器加のうなり音とともに生じる振動を検出す
る振動センサｌ２と，この振動センサ１２からの振動の
出力信号を増幅する増幅器１３と、増幅器１３からの増
幅された出力信号から特定の周波数帯域の周波数或分の
みを抽出すルハントハスフィルタ１４と、このバンドパ
スフィルタ１４からの出力信号を励磁電圧発生器１から
の信号を受けて所定の時間検出する判定信号検出回路１
５と、判定信号検出回路ｌ５で検出した振動の出力信号
を周波数分析して周波数と振動速度のスペクトルレベル
との関係を出力する周波数分析回路１７と，周波数分析
回路１７からの周波数とスペクトルレベルとの関係から
放射係数に基づいて各周波数に対する放射パワーを演算
し、さらにこれらの放射パワーを合計した全放射パワー
を演算する放射パワー演算回路１８と、この放射パワー
演算回路１８からの全放射パワーと予め設定された基準
値とを比較する比較回路１９と、この比較回路１９によ
り比較されてうなり音の良，不良の判定を表示する表示
器２１とから構成されている。

このようなＳ或において励磁亀圧発生器１によって励磁
電圧を亀磁開閉器加に印加すると電＠開閉器加はＯＮ状
態となるが、その際鉄心表面に塵埃が附着したり鉄心の
わずかな変形やケースへのセッティング状態に不具合が
あるとうなり音を発生すると共に罵磁開閉器加のケース
も振動する。

したがってこのケースの振動を振動センサｌ２で検出し
、増幅器１３によって所要の信号レベルに増幅した後、
パンドパスフィルタ１４に加える。バンドパスフィルタ
１４は、例えば前述した第４図における波形（ｍｌのよ
うなうなり音と関係ない成分や生産ラインにおいて各種
の機器から発生する外乱振動成分（数百Ｈｚ以下）を除
去し、これによってうなり音の判定精度を向上させる。

バンドパスフィルタ１４からの出力は判定信号検出回路
ｌ５にカロえられ、電磁開閉器加のＯＮ，ＯＦＦ時に生
ずる衝撃振動信号が以後の回路に入力しないようになっ
ている。判定信号検出回ｖｒ１５の動作は従来の技術の
項でＷＩＩａ図を用いて説明したものにおいて衝軍音を
衝撃振動、音響を振動と読み替えることにより同じ作用
を有するので、説明を省略する。判定信号検出回ｗｌ１
５にて検出された信号は周波数分析回路１７に入力され
る。周波数分析回路１７は判定信号検出回路１５からの
出力信号１５ａの周波数帯域をＮ個の帯域に分けたとき
の各帯域における周波数スペクトルを求めるものであり
、得られたＮ　ＩＩｉ１１の周波数スペクトルの周波数
とそれに対応する振動速度のスペクトルレベルが放射パ
ワー演算回１％　１８に入力される。この放射パワー演
算回路１８では、前記α》式に基づいて各周波数での放
射パワーＷｎ　（ｗ）を求めた後下記の（２）式に基づ
いて全放射パワーＷｏ　（ｗ）が演算される。

Ｗｏ　＝　　Ｅ　Ｗｎ　　　・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・　伐）ｎ−１ ここで、（１）式における物性値ρＩｃ１面墳Ｓ及び第
５図に示す放射係数は事前に放射パワー演算回路１８に
記憶されている。

このようにして演算された全放射パワーＷＯは比較回路
１９に入力され前述のように予め設定された良品の戒磁
開閉器に対する全放射パワーの基準値と比収され、これ
を越えた時ＯＮ信号が比較回路１９η）ら表示器２１に
入力されるようになっている。

表示器２１ではこのＯＮ１！号によって、ランプ点灯あ
るいはブザーによる簀報などで判定結果を表示する。

ここで，ｔｉ磁開閉器の形式が変った時など設定ＫＷが
必要なのは放射パワー演算回路１８に設定する放射仇数
σと面積Ｓのみであり装置の構成をまったくＫ更する必
要がない。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれは電磁開
閉器のうなり音とともに発生する電磁開閉器のケースの
振動を検出し、この振動を放射音の音レベルに変換し、
この音レベルを予め設定した基準値と比較することによ
り、電磁開閉器のうなり音の良．不良を判定するように
したので、検査員の官能検査と同じ判定が可能になり、
自動判定精度がより実情にマツチし、このため判定基準
を低めに設定することにより発生する誤判定が減少し、
生童性が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるｉｔ磁開閉器のうなり音
判定装置の構成ブロック図、第２図は促米の電磁開閉器
のうなり音判定装置の構成ブロック図、第３図は第２図
のうなり音判定装置の主要部の動作説明図、第４図（ａ
）　．　（ｂ）　，　（ｃ）は’ｇ磁開閉器のケースの
振動波形を示す図、第５図は放射係数と振動周波数との
関％を示す図である。 １：励磁電圧発生器、１２：振動センサ、ｌ３：増幅器
、１４：バンドパスフィルタ、１５：判定信号検出回路
、１７：周波数分析器、１８：放射パワー演算第 ３ 図 第 ４ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）電磁開閉器に印加する励磁電圧を発生する励磁電圧
   発生器と、この電磁開閉器のケースに取付けられ、この
   ケースの振動を測定する振動センサと、この振動センサ
   から出力される信号を増幅する増幅器と、この増幅器の
   出力信号から特定帯域の周波数成分を抽出するバンドパ
   スフィルタと、このバンドパスフィルタからの信号を所
   定の時間検出する判定信号検出回路と、この判定信号検
   出回路で検出された振動信号波形から振動の周波数スペ
   クトルを求める周波数分析回路と、この振動の周波数ス
   ペクトルに基づいて放射パワーを演算する放射パワー演
   算回路と、この放射パワー演算回路からの放射パワー信
   号を予め設定された基準値と比較する比較回路と、この
   比較回路からの出力信号により前記電磁開閉器のうなり
   音の良，不良の判定を表示する表示器とを備えたことを
   特徴とする電磁開閉器のうなり音判定装置。