JP2007329228A

JP2007329228A - コイル部品の選別方法

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Publication number: JP2007329228A
Application number: JP2006158276A
Authority: JP
Inventors: Toru Sato; 佐藤　　亨
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2007-12-20

Abstract

【課題】短時間で高精度に断線および接触不良を検出でき、不良品の選別を行うことが可能なコイル部品の選別方法を提供する。
【解決手段】サーチコイル１１に交流信号を入力し、ショートされた状態の良品のコイル部品をサーチコイル１１の磁力線上に接近させたときのサーチコイル１１における電流および電圧に基づく位相角をＬＣＲメータ４０で位相角θ１として検出する。良品に代えて、検査対象のコイル部品３を該磁力線上に接近させたときのサーチコイル１１における電流と電圧とに基づく位相角を位相角θ２として検出する。コイル部品３の断線または接続不良の有無に応じて位相角θ２は変化するため、θ１−θ２の絶対値が所定範囲外のときにコイル部品において断線または損失があると判定することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイル部品の選別方法に関する。

コイル部品は、各種電子機器に多量に使用されており、効率よく品質のよいものを製造することが要求されている。このようなコイル部品の製造方法として、リードフレームから突出するリード片にコイル両端部を係止し、半田付けによりコイルをリードフレームに保持して、各コイルをそれぞれモールドした後にリード片をリードフレームから打ち抜いてコイル部品を製造する方法が知られている(例えば、特許文献１参照)。
特開平５−１５２１２９号公報(第２〜３頁、第２図)

上記のようなコイル部品については、コイルの断線や、コイルと端子との接続不良などによる不良品の選別が必要である。従来、コイル部品の断線の検出は、当該コイル部品をリードフレームから切り離した後、端子にプローブを接触させてコイル部品ごとに抵抗値を測定することによって行っている。

しかしながら、プローブをコイル部品ごとに接触させて行う従来の選別方法では、非常に手間と時間がかかり効率がよくない。また、測定の際にプローブの接触圧力の違いによって抵抗値の測定結果が変化するため、断線検出の精度が低下してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、短時間でかつ高精度にてコイル部品の断線不良を検出することの可能なコイル部品の選別方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、サーチコイルに交流信号を入力して該サーチコイルに磁力線を発生させ、ショートされた状態の良品のコイル部品を該磁力線上に接近させたときの該サーチコイルにおける電流および電圧を計測して、該電流と該電圧とに基づく位相角を第１位相角として検出する第１検出工程と、サーチコイルに交流信号を入力して該サーチコイルに磁力線を発生させ、ショートされた状態の検査対象のコイル部品を該磁力線上に接近させたときの該サーチコイルにおける電流および電圧を計測して、該電流と該電圧とに基づく位相角を第２位相角として検出する第２検出工程と、該第１位相角と該第２位相角との差が所定範囲外のときに該コイル部品において断線または損失があると判定する判定工程とを有するコイル部品の選別方法を提供している。

このような方法によると、コイル部品が良品の場合には、コイル部品が閉回路になっており、サーチコイルに交流信号が入力されることによって生ずる磁力線の変化によって、コイル部品に起電力が生じる。接続不良などによる損失がある場合には、起電力の生じ方が異なる。一方、断線している場合には起電力が生じない。よって、サーチコイルにおける電流及び電圧に基づく位相差（位相角）に差異が生ずる。

このとき、良品のコイル部品を磁力線上に接近させた場合の第１位相差（第１位相角）と、検査対象のコイル部品を接近させた場合の第２位相差（第２位相角）との差を検出し、所定範囲外か否かを判定することで、非接触状態で高感度にてコイル部品の損失不良および断線不良を判定できる。さらに、良品のコイル部品を磁力線上に接近させた場合の第１位相差と、検査対象のコイル部品を接近させた場合の第２位相差との差を検出するので、サーチコイルの巻線のターン数や、サーチコイルとコイル部品との距離等の位相差へ影響を相殺できる。よって、精度よく断線や接触不良が検出できる。

また、サーチコイルは、導線と該導線が巻回され開放部を有するトロイダルコアとを有し、該サーチコイルの該磁力線は該開放部に生ずることが好ましい。

このような構成によると、コイル部品をサーチコイルにより生ずる磁力線により接近させて、磁束密度の高い場所に置くことが可能であり、より高精度に不良を検出できる。

本発明によれば、短時間で高精度に断線および接触不良を検出でき、不良品の選別を行うことが可能なコイル部品の選別方法が提供される。

本発明の一実施の形態によるコイル部品の選別方法について図１および図２を参照しながら説明する。図１、図２に示すように、本実施の形態によるコイル部品の選別システム１は、金属フレーム５によりショート状態にされたコイル部品３の断線および接続不良の有無を検出回路１００により検出して、不良品を選別するシステムである。

図１、２に示すように、コイル部品３は、例えばフェライトなどからなるドラム型のコア(図示せず)と、当該コアに導線を巻回して形成されるコイル４とを有している。コイル４の導線の両端は、例えばコアの巻線の巻回方向両端に位置しており、金属フレーム５を巻線両端のそれぞれに接触させることでコイル４の導線の両端はショート状態になっている。このとき、コイル部品３に断線および接続不良などの欠陥がない場合には、コイル４は閉回路となる。コイル部品３は、サーチコイル１１に交流信号を入力することにより形成される磁力線Ｂ１(図２)上に設置される。ここではコイル部品３は、後述するサーチコイル１１のコア７の間隙８近傍に置かれている。

図１に示すように検出回路１００は、ＬＲＣメータ４０と、その電流入力端子ＬＣ、ＨＣ、および電圧検出端子ＬＰ、ＨＰに接続されたサーチコイル１１とから構成されている。ＬＣＲメータ４０は一般に市販されている装置を利用できる。ＬＣＲメータ４０は、例えば略直方体の本体を有し、その一側面に、測定値などを表示する表示部４３と、電流入力端子ＬＣ、ＨＣ、および電圧検出端子ＬＰ、ＨＰを備えている。電流入力端子ＬＣ、ＨＣは、測定対象に印加する交流信号の出入り口である。電圧検出端子ＬＰ、ＨＰは、測定対象の両端電圧を計測するための端子である。

図２に示すように、ＬＣＲメータ４０の本体内部には、交流信号源４５、電圧計４７および電流計４９が備えられている。交流信号源４５は、電流計４９、電流入力端子ＬＣ、ＨＣ(図１)、ケーブル２１〜２７(図１)、端子１６、２０を介してコイル９の両端９Ａ、９Ｂに接続されており、測定対象(ここでは、サーチコイル１１)に交流信号を印加している。電流計４９は、サーチコイル１１に流れる電流を計測している。電圧計４７は、電流計４９、電圧検出端子ＬＰ、ＨＰ(図１)、ケーブル２１〜２７(図１)、端子１６、２０を介してコイル９の両端９Ａ、９Ｂに接続されており、サーチコイル１１の電圧を計測している。また、ＬＣＲメータ４０は、計測した電圧および電流に基づいて位相差θを算出する演算部(図示せず)を備えている。

このようにＬＣＲメータ４０は、電流入力端子ＬＣ、ＨＣ、および電圧検出端子ＬＰ、ＨＰにサーチコイル１１を接続し、サーチコイル１１に例えば１００ＫＨｚ等の所定周波数の交流信号を電流入力端子ＬＣ、ＨＣから入力した状態で電圧検出端子ＬＰ、ＨＰにて電圧を検出し、サーチコイル１１における電流および電圧に基づく位相差θを算出して表示部４３に表示するように構成されている。

サーチコイル１１は、円環の一部に設けられた開放部により画成される間隙８を有する略Ｃ字形状のトロイダルコア７と、導線を巻回して形成されるコイル９とを有している。トロイダルコア７は、例えばＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトからなる。コイル９は、トロイダルコア７の直径方向において間隙８の反対側となる部分に配されており、該部分に導線を例えば５０ターン等の所定回数巻回することにより形成されている。コイル９の一端部９Ａは接続端子１３および接続端子１５(図２では、まとめて端子１６としている)に接続され、他端部９Ｂは接続端子１７および接続端子１９(図２では、まとめて端子２０としている)に接続されている。

接続端子１３と電流入力端子ＨＣとの間、接続端子１５と電圧検出端子ＨＰとの間、接続端子１７と電圧検出端子ＬＰとの間、接続端子１９と電流入力端子ＬＣとの間は、それぞれシールド３１で被覆されたケーブル２１〜２７で接続されている。

次に、上記コイル部品の選別システム１の動作を説明する。図２に示すように、ＬＣＲメータ４０から交流信号が入力されると、サーチコイル１１に磁力線Ｂ１が発生する。この磁力線Ｂ１は、コア７の間隙８および間隙８の近傍にも形成され、交流信号に応じて磁束密度が変化する。

ＬＣＲメータ４０からサーチコイル１１に交流信号が入力されている状態でショートされた状態の良品のコイル部品３を間隙８近傍に接近させてゆき設置する。このとき、磁力線Ｂ１が金属フレーム５まで干渉しないように、サーチコイル１１の巻数、コイル部品３の設置位置などを調整しておく。すると、交流信号による磁力線Ｂ１の変化により、閉回路となっているコイル４に起電力ｅが生ずる。このとき、この起電力ｅによりコイル４に発生する磁力線Ｂ２の影響を受けて、逆にサーチコイル１１における電流および電圧が変化する。コイル部品３に接続不良がある場合には、起電力ｅの生じ方が良品の場合より小さくなる。断線がある場合には、起電力ｅはほとんど生じない。このようなコイル部品３の状態によって、サーチコイル１１における電流および電圧の変化が異なる。

ＬＣＲメータ４０は、上記のようなコイル部品３による影響を受けている状態のサーチコイル１１における電流および電圧を計測し、例えば電流に対する電圧の位相差を位相角θとして表示部４３に表示する。この位相角θは、コイル部品３が良品であるか、接続不良などがあるか、断線しているかという状態に応じて、異なる範囲の値となる。すなわち、接続不良などの損失や断線がある場合には、良品のコイル部品３によるサーチコイル１１のみの場合に対しての変化に比べて、位相変化は少なくなる。

以下、上記コイル部品の選別システム１を用いてコイル部品の選別を行う方法について、図３を参照しながら説明する。図３に示すように、まず、ステップ１５１(以下、ステップを「Ｓ」と略記する)で、接続端子１３〜１９にサーチコイル１１を接続しない開放状態で、ＬＣＲメータ４０で所定周波数ωの交流信号にて位相角を測定し、オープン補正を行う。次にＳ１５２で、接続端子１３〜１９にサーチコイル１１のコイル端部９Ａ、９Ｂを接続し、サーチコイル１１近傍に導電性の物体がない状態で、同様に所定周波数ωにて位相角を測定し、ショート補正を行う。以上の補正により、検出器１００自体の容量成分、インダクタ成分等による影響を除去しておく。

続いてＳ１５３に進み、テスタ等の他の方法で予め良品と判定され、ショート状態とされた基準コイル部品をサーチコイル１１の間隙８近傍の所定位置に接近させてゆき設置し、ＬＣＲメータ４０で所定周波数ωの交流信号を入力した状態で、例えばサーチコイル１１に流れる電流に対する電圧の位相角θ１を測定する。測定後、基準コイル部品を所定位置から離間させ、代わりに検査対象のコイル部品３をショート状態にして間隙８近傍の同一所定位置に設置し、ＬＣＲメータ４０で所定周波数ωの交流信号を入力した状態で良品の場合と同様に位相角θ２を測定する(Ｓ１５４)。

θ２−θ１の絶対値が、例えばｘ度以内など第１の範囲の場合には(Ｓ１５５のＹｅｓ)、該コイル部品は良品と判定し(Ｓ１５６)、終了する。第１の範囲以外の場合には(Ｓ１５５のＮｏ)、θ２−θ１の絶対値が、例えばｙ度(ｙ＞ｘ)以内など第２の範囲か否かを判定し、第２の範囲の場合には(Ｓ１５７のＹｅｓ)、コイル部品３は、接続不良などによる損失不良であると判定し(Ｓ１５８)、終了する。第２の範囲でもない場合には(Ｓ１５７のＮｏ)、断線不良であると判定し（Ｓ１５９）、終了する。なお、ｘ、ｙは、基準コイルの位相角θ１の測定条件や個体差等によるバラツキを考慮して決定することが好ましい。

なお、Ｓ１５３が第１検出工程に相当し、Ｓ１５４が第２検出工程に相当し、Ｓ１５５〜Ｓ１５９が判別工程に相当する。また、位相角θ１は第１位相角に相当し、位相角θ２は第２位相角に相当する。

以上詳細に説明したように、本発明の一実施の形態によるコイル部品の選別方法によれば、コイル部品が良品の場合には、コイル部品３のコイル４が金属フレーム５により閉回路になっており、サーチコイル１１に交流信号が入力されることによって生ずる磁力線の変化によって、コイル部品３に起電力ｅが生じる。接続不良などによる損失がある場合には、起電力の生じ方が異なる。断線している場合には起電力が生じない。よって、サーチコイル１１における電流及び電圧に基づく位相差（位相角）に差異が生ずる。

このとき、良品のコイル部品を磁力線上に接近させた場合の第１位相差と、検査対象のコイル部品を接近させた場合の第２位相差との差を検出し、所定範囲外か否かを判定することで、非接触状態で高精度にコイル部品の損失不良および断線不良を判定できる。また、第１の位相差と第２の位相差との差で判定を行うので、サーチコイル１１のコイル９のターン数や、サーチコイル１１とコイル部品３との距離等の位相差へ影響を相殺できる。よって、精度よく断線や接触不良が検出できる。

また、サーチコイル１１は、間隙８を有するトロイダルコア７有し、磁力線Ｂ１は間隙８および間隙８近傍に生ずるので、コイル部品３をサーチコイル１１により生ずる磁力線Ｂ１により接近させて、磁束密度の高い場所に置くことが可能であり、より高精度に不良を検出できる。

本発明によるコイル部品の選別方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、コイル部品３の形状は、上記実施の形態に限定されず、円柱の両端に鍔部を持つ形状等他の形状でもよい。サーチコイル１１は、トロイダルコア７を有するものに限定されず、円環状のコア、角型のコア、角型の一部に間隙のあるコア等、他の形状のものでもよい。

また、上記実施の形態では、コイル部品３をショート状態とするために金属フレーム５を用いたが、金属フレーム５に限定されず、他の導体を用いてショート状態としてもよい。

また、上記実施の形態においては、コイル部品３はサーチコイル１１の間隙８近傍に接近させ位置させたが、コイル部品３との位置関係は上記に限定されず、間隙８内にコイル部品３が位置するようにしてもよい。このとき、トロイダルコア１１の周方向における間隙８の幅は、コイル部品３のコイル４巻回方向の長さより長く形成することが好ましい。

上記実施の形態においては、１つのコイル部品３についての不良品判定を行う方法について説明したが、図３のフローチャートにおいて、終了せずにＳ１５４に戻るようにすれば、多数のコイル部品３の良否を継続的に判定することが可能になる。

さらに、上記実施の形態による検出回路１００において、市販のＬＣＲメータ４０を用いる例を説明したが、上記のような機能、構成を有する専用の測定器を用いるようにしてもよい。

本発明のコイル部品の選別方法は、各種電子機器に用いられるコイル部品の選別方法として利用が可能である。

本発明の一実施の形態によるコイル部品の選別方法に使用される選別システムの構成を示す概略図。本発明の一実施の形態によるコイル部品の選別方法に使用される選別システムが動作している状態を示す概略図。コイル部品の選別方法を説明するフローチャート。

符号の説明

１：コイル部品の選別システム
３：コイル部品
４：コイル
５：金属フレーム
７：コア
８：間隙
９：コイル
１１：サーチコイル
１３〜１９：接続端子
４０：ＬＣＲメータ
４３：表示部

Claims

サーチコイルに交流信号を入力して該サーチコイルに磁力線を発生させ、ショートされた状態の良品のコイル部品を該磁力線上に接近させたときの該サーチコイルにおける電流および電圧を計測して、該電流と該電圧とに基づく位相角を第１位相角として検出する第１検出工程と、
サーチコイルに交流信号を入力して該サーチコイルに磁力線を発生させ、ショートされた状態の検査対象のコイル部品を該磁力線上に接近させたときの該サーチコイルにおける電流および電圧を計測して、該電流と該電圧とに基づく位相角を第２位相角として検出する第２検出工程と、
該第１位相角と該第２位相角との差が所定範囲外のときに該コイル部品において断線または損失があると判定する判定工程とを有することを特徴とするコイル部品の選別方法。
該サーチコイルは、導線と、該導線が巻回され開放部を有するトロイダルコアとを有し、該サーチコイルの該磁力線は該開放部に生ずることを特徴とする請求項１記載のコイル部品の選別方法。