(57)【要約】【課題】急激に立ち上がる電流を得られると共に、充電の時間が短くなり、しかも、メンテナンスのための時間、工数を大幅に削減すること。【解決手段】この電気機器用試験装置１０は、直流電源となる直流安定化電源１と、この直流電源１によって充電される電気二重層キャパシタ３と、試験用の電気機器となるセルモータ２１に電気二重層キャパシタ３の電力を供給する際にその供給を制御する試験用制御手段となる電子負荷装置２および駆動用のスイッチ１１と、を備えている。【選択図】　　　　図１
2004037193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、この直流電源によって充電される電気二重層キャパシタと、試験用の電気機器に上記電気二重層キャパシタの電力を供給する際にその供給を制御する試験用制御手段と、を備えることを特徴とする電気機器用試験装置。
【請求項２】
前記電気機器を自動車に用いられるセルモータを含む装置とする一方、前記試験用制御手段として電子負荷装置を採用し、このセルモータを含む装置の一端側を上記電子負荷装置に接続し、他端側を前記電気二重層キャパシタに接続したことを特徴とする請求項１記載の電気機器用試験装置。
【請求項３】
前記電気二重層キャパシタの劣化を、前記電子負荷装置から流すワンパルス電流に基づいて得られる電圧を利用して測定できる構成としたことを特徴とする請求項２記載の電気機器用試験装置。
【請求項４】
前記セルモータを、その間に挟むように設置される第１の端子および第２の端子と、この第２の端子と前記セルモータとの間に設けられるリレースイッチと、このリレースイッチを駆動するコイルにつながる第３の端子とを有し、上記第３の端子を前記セルモータの上記第１の端子側に接続させた３端子構造を有するセルモータ装置に接続されるものであって、前記第１端子と前記第２端子に前記電気二重層キャパシタの両端がそれぞれ接続され、前記第３の端子には、前記直流電源のプラス端子が直接または前記試験用制御手段を介して間接的に接続されることを特徴とする請求項２記載の電気機器用試験装置。
【請求項５】
前記直流電源を電流の制御が可能なものとすると共に、前記電気二重層キャパシタを前記直流電源の出力端に挿入し、前記電気二重層キャパシタに対しての充電の速度を前記直流電源によって制御することを特徴とする請求項１、２、３または４記載の電気機器用試験装置。
【請求項６】
前記試験用制御手段による電力供給のオンオフ制御のオン時間とオフ時間の設定として、それぞれ５０ｍｓｅｃの設定が可能とされると共に、このオンオフを１サイクルとしたとき、その繰り返しの設定として、１００サイクルの設定が可能とされていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の電気機器用試験装置。
【請求項７】
直流電源によって電気二重層キャパシタを充電する充電工程と、
充電された上記電気二重層キャパシタの電力を試験用の電気機器に対して試験用制御手段による制御を介して供給することで試験を行う試験工程と、
試験終了後に、上記直流電源をオフする電源オフ工程と、
その後、上記電気二重層キャパシタ内の残留電荷を放電する放電工程と、
を有することを特徴とする電気機器の試験方法。
【請求項８】
最初の充電時に直流電源によって電気二重層キャパシタをゆっくり充電する初期充電工程と、
その後、上記直流電源によって上記電気二重層キャパシタをこの直流電源がオンの間、常時かつ上記初期充電工程に比べ大容量の電流で充電する継続充電工程と、
充電された上記電気二重層キャパシタの電力を試験用の電気機器に対して供給する際、試験用制御手段によってオンオフパルス状にして供給することで試験を行う試験工程と、
を有することを特徴とする電気機器の試験方法。
【請求項９】
直流電源によって電気二重層キャパシタを充電する充電工程と、
充電された上記電気二重層キャパシタの電力を試験用制御手段による制御を介して試験用の電気機器に供給し試験を行う試験工程と、
試験終了後に上記電気二重層キャパシタ内の残留電荷を上記試験用制御手段を介して放電する放電工程と、
を有することを特徴とする電気機器の試験方法。
【請求項１０】
前記電気機器を自動車に用いられるセルモータとする一方、前記試験用制御手段として電子負荷装置を採用し、このセルモータの一端側を上記電子負荷装置に接続し、他端側を前記電気二重層キャパシタに接続したことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項記載の電気機器の試験方法。
【請求項１１】
前記試験工程には、前記電気機器に対して、１〜５００ｍｓｅｃの間のいずれか１つの設定された値の間、電力を供給するオンと、１〜５００ｍｓｅｃの間のいずれか１つの設定された値の間、電力の供給を停止するオフとを複数回連続的に繰り返すオンオフ繰り返し工程が含まれることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項記載の電気機器の試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器用試験装置および電気機器の試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気機器の一種となる、自動車用のセルモータを試験する場合、その電源として直流安定化電源またはバッテリーを用いて行っている。ここで、従来のセルモータ試験の回路構成を図１３に示す。従来のセルモータ試験装置１０１は、直流安定化電源やバッテリー等の直流電源１０２にセルモータを含むセルモータ装置１０３が接続され、パワーリレー１０４によって直流電源１０２の電圧を短いパルス状にしてセルモータ装置１０３側に印加している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
直流電源１０２として直流安定化電源を使用した従来のセルモータ試験装置１０１では、電流が急激に立ち上がらず正確な試験が行いにくいものとなっている。このため、本来不良品とされるセルモータ装置１０３が良品とされる危険性を有する試験となり、ミスを無くすため、何度も試験を行うこととなり、試験時間に多くを費やしている。
【０００４】
急激に立ち上がる電流での試験が必要なのは、次の理由による。セルモータ装置１０３が自動車内で使用される際は、バッテリーによって駆動される。このため、セルモータ装置１０３には急激に立ち上がる電流が加わるようになっており、そのような急峻に立ち上がる電流によって試験することで、使用状態と同じような条件での試験が可能となり、良品、不良品の判定を行うことができる。急激に立ち上がらない電流によって試験を行うと、瞬時の接触不良のように、不良状態が一瞬のみ生じる不良品を発見できない。
【０００５】
また、直流電源１０２としてバッテリーを使用した従来のセルモータ試験装置１０１では、電流は急激に立ち上がるものの、試験を繰り返すうちにバッテリーの電荷が放電されてしまい、試験を中断し、新たに充電する必要が生じている。
しかも、充電に時間が掛かるため、試験の中断時間が長くなり、試験を終了するまで多くの時間を要している。
【０００６】
充電時間のロスを無くすためには、交換用のバッテリーを用意しておき、その交換用のバッテリーを充電状態で待機させるようにすれば良い。しかし、この方法では、余分なバッテリーが常に必要となり、バッテリーコストが２倍となる。
また、バッテリーの交換のための作業が必要となり、試験効率はやはり落ちる。
【０００７】
また、バッテリーを使用する場合は、バッテリーのメンテナンス工数を多く必要とする。これは、バッテリーの場合、劣化すると急激に内部抵抗が高くなり、電圧降下が大きくなり、使用に適さなくなるためと、バッテリー自体の寿命が短いためである。すなわち、このようなバッテリーの特性によって、バッテリー寿命（電圧降下状態）の検査を頻繁に行う必要が生ずると共に、バッテリーの交換作業を短期間間隔で行う必要が生ずるため、どうしてもメンテナンス工数を多く必要としている。
【０００８】
なお、パワーリレー１０４の使用は、メカ的な動作による遅延（タイムラグ）が生じ、正確なパルス時間での試験を行いづらいという問題を生じさせる。また、パワーリレー１０４を使用すると、リレー接点の摩耗やリレー接点のオンオフ時にチャタリングノイズが発生し、正確な電流波形や電圧波形を取りづらいという問題も発生させる。
【０００９】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、急激に立ち上がる電流を得られると共に、充電の時間が短くなり、しかも、メンテナンスのための時間、工数を大幅に削減できる電気機器用試験装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、他の発明は、急激に立ち上がる電流を得られると共に、充電の時間が短くなり、しかも、メンテナンスのための時間、工数を大幅に削減でき、かつ安全性の高い電気機器の試験方法を提供することを目的とする。さらに、他の発明は、急激に立ち上がる電流を何度も繰り返し得られると共に充電のための時間をわざわざ必要とせず、しかもメンテナンスの時間、工数を大幅に削減できる電気機器の試験方法を提供することを目的とする。また、他の発明は、急激に立ち上がる電流を得られると共に、充電の時間が短くなり、しかも、メンテナンスのための時間、工数を大幅に削減でき、かつ電力供給の制御を行う試験用制御手段が放電の際に利用されることで、コスト低減と安全性のアップの両者を同時に達成できる電気機器の試験方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明の電気機器用試験装置は、直流電源と、この直流電源によって充電される電気二重層キャパシタと、試験用の電気機器に電気二重層キャパシタの電力を供給する際にその供給を制御する試験用制御手段と、を備えるものとしている。
【００１２】
他の発明は、上述の発明の電気機器用試験装置に加え、電気機器を自動車に用いられるセルモータを含む装置とする一方、試験用制御手段として電子負荷装置を採用し、このセルモータを含む装置の一端側を電子負荷装置に接続し、他端側を電気二重層キャパシタに接続している。
【００１３】さらに、他の発明は、上述の発明の電気機器用試験装置に加え、電気二重層キャパシタの劣化を、電子負荷装置から流すワンパルス電流に基づいて得られる電圧を利用して測定できる構成としている。
【００１４】
また、セルモータを、その間に挟むように設置される第１の端子および第２の端子と、この第２の端子とセルモータとの間に設けられるリレースイッチと、このリレースイッチを駆動するコイルにつながる第３の端子とを有し、第３の端子をセルモータの第１の端子側に接続させた３端子構造を有するセルモータ装置に接続されるものであって、第１端子と第２端子に電気二重層キャパシタの両端がそれぞれ接続され、第３の端子には、直流電源のプラス端子が直接または試験用制御手段を介して間接的に接続されるものとするのが好ましい。
【００１５】
また、他の発明は、上述の各発明の電子機器用試験装置に加え、直流電源を電流の制御が可能なものとすると共に、電気二重層キャパシタを直流電源の出力端に挿入し、電気二重層キャパシタに対しての充電の速度を直流電源によって制御するようにしている。
【００１６】
さらに他の発明は、上述の各発明の電子機器用試験装置に加え、試験用制御手段による電力供給のオンオフ制御のオン時間とオフ時間の設定として、それぞれ５０ｍｓｅｃの設定が可能とされると共に、このオンオフを１サイクルとしたとき、その繰り返しの設定として、１００サイクルの設定が可能とされている。
【００１７】
本発明の電気機器の試験方法は、直流電源によって電気二重層キャパシタを充電する充電工程と、充電された電気二重層キャパシタの電力を試験用の電気機器に対して試験用制御手段による制御を介して供給することで試験を行う試験工程と、試験終了後に、直流電源をオフする電源オフ工程と、その後、電気二重層キャパシタ内の残留電荷を放電する放電工程とを有している。
【００１８】
他の発明の電気機器の試験方法は、最初の充電時に直流電源によって電気二重層キャパシタをゆっくり充電する初期充電工程と、その後、直流電源によって電気二重層キャパシタをこの直流電源がオンの間、常時かつ初期充電工程に比べ大容量の電流で充電する継続充電工程と、充電された電気二重層キャパシタの電力を試験用の電気機器に対して供給する際、試験用制御手段によってオンオフパルス状にして供給することで試験を行う試験工程とを有している。
【００１９】
また、他の発明の電気機器の試験方法は、直流電源によって電気二重層キャパシタを充電する充電工程と、充電された電気二重層キャパシタの電力を試験用制御手段による制御を介して試験用の電気機器に供給し試験を行う試験工程と、試験終了後に電気二重層キャパシタ内の残留電荷を試験用制御手段を介して放電する放電工程と有している。
【００２０】
また、電気機器を自動車に用いられるセルモータとする一方、試験用制御手段として電子負荷装置を採用し、このセルモータの一端側を電子負荷装置に接続し、他端側を電気二重層キャパシタに接続するのが好ましい。
【００２１】
さらに、試験工程には、電気機器に対して、１〜５００ｍｓｅｃの間のいずれか１つの設定された値の間、電力を供給するオンと、１〜５００ｍｓｅｃの間のいずれか１つの設定された値の間、電力の供給を停止するオフとを複数回連続的に繰り返すオンオフ繰り返し工程が含まれるようにするのが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず最初に、図１に基づいて、第１の実施の形態に係る電気機器用試験装置１０について説明する。また、電気機器の試験方法についても併せて説明する。
【００２３】
この電気機器用試験装置１０は、自動車用のセルモータ２１を試験するための装置で、このセルモータ２１を組み込んだセルモータ装置２０に接続される。電気機器用試験装置１０は、直流電源となる直流安定化電源１と、電子負荷装置２と、電気二重層コンデンサ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｌａｙｅｒ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒ：以下、ＥＤＬＣという。）３を備えて構成される。
【００２４】
直流安定化電源１は、スイッチング方式を採用した小型、軽量、信頼性に優れた出力可変型の直流定電圧／直流定電流が可能な電源となっている。具体的には、出力電圧範囲が０〜１５Ｖで、出力電流範囲が０〜４００Ａとなっており、出力電圧や出力電流を所定の値に自由に設定可能とされている。
【００２５】
電子負荷装置２は、試験用制御手段となるもので、セルモータ２１に供給される電力を、正確なパルス幅の電圧としてセルモータ２１に印加するものである。また、この電子負荷装置２は、ＥＤＬＣ３の放電の際にも利用される。
【００２６】
電子負荷装置２は、後述する、フルプログラマブルコントロール機能と、シーケンスプログラム機能を搭載した、定電流、定抵抗、定電圧、定電力の４つの動作モードを有する多機能型の装置となっている。フルプログラマブルコントロール機能とは、内装しているインターフェースによって全ての機能をプログラム設定（コンピュータによる制御が可能となる設定）することができる機能である。
シーケンスプログラム機能とは、全ての内容をフロントパネルより最大１００ステップのシーケンスメモリにプログラム入力できる機能をいう。シーケンス動作は最高５０μｓｅｃ（マイクロセコンド）の高速設定が可能とされている。
【００２７】
また、この電子負荷装置２によるスイッチングの範囲は、１０μｓｅｃから２ｍｓｅｃの範囲で設定可能となっている。また、ショートキー（図示省略）を押すことで、定電流放電モードとなり、電流設定値が瞬時に各電流レンジの定格値となる構成とされている。
【００２８】
ＥＤＬＣ３は、電解液と電極の界面に極めて短い距離を置いて電荷が配向する現象（＝電気二重層）を利用して電気を蓄えるものである。ＥＤＬＣ３に使用される電解液としては、硫酸水溶液などの水系またはプロピレンカーボネート等の有機溶媒系が採用され、電極材料としては活性炭が使用されている。
【００２９】
ＥＤＬＣ３の特性は、その静電容量が４５０Ｆ（ファラッド）で、内部抵抗が６ｍΩ（ミリオーム）で、定格電圧が１３．８Ｖ（ボルト）とされている。
【００３０】
ＥＤＬＣ３は、バッテリ（電池）とは異なり化学反応を伴わないため、次のような特徴を有している。すなわち、第１に、バッテリーに比べて急速な充放電が可能であること、第２に、繰り返し充放電による劣化が少なく、バッテリーのようにある時点で急激に使用不能になることがないこと、第３に、長寿命でありメンテナンスの必要が殆どないこと、第４に、充放電効率が高く、放電は０Ｖまで可能で、端子間がショートしても問題を生じないようにできることである。
【００３１】
ＥＤＬＣ３は、さらに、キャパシタの一種であることから、蓄電量が電圧で判断できること、主構成材料が活性炭であり、廃却の際に環境悪化とならないという特徴を有している。
【００３２】
次に、この電気機器用試験装置１０の回路構成について説明する。
【００３３】
図１に示すように、直流安定化電源１のプラス端子と電子負荷装置２のプラス端子とが、第１のダイオード４を介して接続されている。直流安定化電源１のマイナス端子と電子負荷装置２のマイナス端子とが、第２のダイオード５および放電用のスイッチ６を介して接続されている。
【００３４】
直流安定化電源１のプラス端子は、順方向の第１のダイオード４と逆方向の第３のダイオード７を介してＥＤＬＣ３の一端側に接続されている。電子負荷装置２のマイナス端子は、第４のダイオード８を介してＥＤＬＣ３の上述の一端側に接続されている。ＥＤＬＣ３の一端側には、さらに、直流安定化電源１のプラス端子が第５のダイオード９を介して接続されている。また、第２のダイオード５と放電用のスイッチ６との間には、試験用制御手段の一部を構成する駆動用のスイッチ１１の一端が接続されている。
【００３５】
直流安定化電源１のマイナス端子は、放電用のスイッチ６の一端に接続されると共に、ＥＤＬＣ３の他端側に接続され、かつ試験装置側の第１の端子１２にも接続されている。ＥＤＬＣ３の一端側は、試験装置側の第２の端子１３に接続され、駆動用のスイッチ１１の他端が試験装置側の第３の端子１４に接続されている。
【００３６】
電子負荷装置２のプラス端子は、第１のダイオード４と第３のダイオード７の間に接続され、マイナス端子は、第２のダイオード５と第４のダイオード８の間に接続されている。
【００３７】
一方、セルモータ装置２０には、セルモータ２１を挟むようにセルモータ側の第１の端子２２と第２の端子２３が配置されている。セルモータ２１の一端側にセルモータ側の第３の端子２４が接続され、その間にコイル２５が配置されている。このコイル２５は、第２の端子２３とセルモータ２１の間に設けられているリレースイッチ２６を働かせ（オンオフ）ている。
【００３８】
このようにセルモータ装置２０は、３端子構造とされ、第１の端子２２が試験装置側の第１の端子１２に接続され、第２の端子２３が試験装置側の第２の端子１３に接続され、第３の端子２４が試験装置側の第３の端子１４に接続される。
このセルモータ装置２０は、全体として、電気機器用試験装置１０に取り外し可能に接続されるが、セルモータ装置２０中のセルモータ２１のみを取り外し可能としても良い。
【００３９】
以上のように、セルモータ装置２０が接続された電気機器用試験装置１０の動作を以下に説明する。
【００４０】
まず、試験開始前にＥＤＬＣ３を充電する。この最初の充電時には、放電用のスイッチ６と駆動用のスイッチ１１をオフとする。直流安定化電源１の定電流設定値を５０Ａ（アンペア）程度にし、ＥＤＬＣ３をゆっくりと充電する（初期充電工程）。これは、ＥＤＬＣ３の特性として、最初の充電時に大きな電流で急速に充電すると、充電できる容量が減ってしまう性質をもっているためである。この最初の充電は、第５のダイオード９を経由して行われる。なお、第１のダイオード４、電子負荷装置２、第４のダイオード８を経由しての充電を併行して行うようにしても良いが、この実施の形態では、第５のダイオード９を経由しての充電のみを行う。
【００４１】
初期充電工程によって、ＥＤＬＣ３の充電が十分行われた後も、試験によってＥＤＬＣ３の電荷が失われる度に、かつ直流安定化電源１がオンの間、この直流安定化電源１によって、常時、第５のダイオード９を介してＥＤＬＣ３を充電する（継続充電工程）。この充電の際は、先の初期充電工程に比べ、大きな電流値、たとえば４００Ａ程度で充電する。この初期充電工程と継続充電工程によって、ＥＤＬＣ３は充電される（充電工程）。
【００４２】
初期充電工程が終了した後、セルモータ２１の試験を開始する。なお、初期充電工程が終了した後に、セルモータ装置２０をこの電気機器用試験装置１０に接続するようにしても良い。
【００４３】
セルモータ２１を動作させるときは、まず直流安定化電源１の出力電圧を所定値、たとえば１２Ｖに設定すると共に放電用のスイッチ６をオフとする。また、直流安定化電源１の定電流設定値を最大値となる４００Ａとする。その後、駆動用のスイッチ１１をオンとすることで、電子負荷装置２が働き始める。コイル２５は、電子負荷装置２が定電流モードでかつ最大値設定でリレースイッチ２６をオン駆動できる。一方、コイル２５は、電流が０アンペアとなると、リレースイッチ２６をオフとする。なお、出力電圧を１２Ｖとせず、他の値、たとえば８Ｖとし、定電流設定値を４００Ａとせず、他の値、たとえば１００Ａや２００Ａとしても良い。
【００４４】
この実施の形態では、電子負荷装置２のシーケンスモードを使用して、リレースイッチ２６をオンオフ駆動し、ＥＤＬＣ３で蓄えられた電力をパルス状にしてセルモータ２１に印加している。この実施の形態では、印加時間（オン時間）を１００ｍｓｅｃとし、印加していない時間（オフ時間）を１００ｍｓｅｃとしている。そして、このオンオフを１サイクルとした場合、１つのセルモータ２１に対し１００サイクル分実行することで、セルモータ２１の試験を行っている（試験工程）。
【００４５】
図２から図４の各（Ａ）として示す図に、リレースイッチ２６をオンとした際の電圧の動き（各図の上半分）と電流の動き（各図の下半分）を示す。電圧は、図１のＡ−Ｂ間の値を計り、電流はＢ点での値を計っている。なお、Ｂ点には電流測定用のシャント抵抗が配置されるが図示を省略している。また、各（Ｂ）として示す図は、ＥＤＬＣ３を設置しない場合の電圧の変化（各図の上半分）と電流の変化（各図の下半分）を示す図である。
【００４６】
図２は、開放電圧（直流安定化電源１での設定電圧）が１２Ｖで、設定電流（直流安定化電源１での設定電流）が１００Ａ（アンペア）の場合を示し、図３は開放電圧が１２Ｖで設定電流が４００Ａの場合を示している。図４は、開放電圧が８Ｖで、設定電流が２００Ａの場合を示している。
【００４７】
図２から図４に示されるように、ＥＤＬＣ３が設置されている場合は、ＥＤＬＣ３が無い場合に比べ、リレースイッチ２６がオンしたとき（＝各図で横軸が「０」のとき）以後の電流がより急激に立ち上がり、流れる電流の最大値も大きくなる。しかも、電流は、最大電流となった後もその最大電流値と同程度の電流値を継続する。このように、ＥＤＬＣ３が設置されている場合、セルモータ２１が使用される環境と似た状態となる。
【００４８】
図２から図４に示す例は、セルモータ２１が不良品で無い場合である。図５および図６に、図２および図３に対応した条件での不良品の場合の波形を示す。ＥＤＬＣ３を組み込んだ図５（Ａ），図６（Ａ）に示す各波形は、セルモータ２１内の接触不良を確実に捉えている。接触不良が生ずると、抵抗が高くなるため電圧は高くなるが、電流は小さくなる。図５や図６中の「Ｆ１」で示す部分が電圧の接触不良波形部であり、「Ｆ２」で示す部分が電流の接触不良波形部である。
【００４９】
電圧の接触不良波形Ｆ１で言えば、図５および図６に示されるように、ＥＤＬＣ３を設置した場合の電圧の接触不良波形Ｆ１Ａが、ＥＤＬＣ３を有しない場合の電圧の接触不良波形Ｆ１Ｂに比べより高い波形となっている。また、電流の接触不良波形Ｆ２に関しては、ＥＤＬＣ３を有する場合の電流の接触不良波形Ｆ２Ａが、ＥＤＬＣ３を有しない場合の電流の接触不良波形Ｆ２Ｂに比べ、より落ち込みの大きい波形となっている。
【００５０】
このように、電流が急激に立ち上がることで、接触不良が生じるような不良品を確実に検出することができる。なお、接触不良としては、セルモータ２１に使用されているブラシとコミュテータとの接触不良やリレースイッチ２６の接触不良等が考えられる。
【００５１】
１つのセルモータ２１に対して１００サイクルの電圧を印加し、試験を行い、良、不良を判定する。その後、そのセルモータ装置２０を電気機器用試験装置１０から取り外し、次のセルモータ装置２０を取り付け、同様な手順にて試験を行う。なお、セルモータ２１のみを交換するようにしても良い。以上のように、次から次へと多数のセルモータ装置２０やセルモータ２１の試験を行うこととなる（試験工程）が、ＥＤＬＣ３の採用によってこの実施の形態では、急激に立ち上がる電流を何度も繰り返し得られると共に、充電のための時間をわざわざ設ける必要がなくなり、しかもメンテナンスの時間や工数を大幅に削減できるものとなる。
【００５２】
試験工程を終了すると（作業を終了すると）、直流安定化電源１をオフすると共に駆動用のスイッチ１１をオフする（電源オフ工程）。その後、セルモータ装置２０またはセルモータ２１を取り外した後、放電用のスイッチ６をオンする。すると、ＥＤＬＣ３の両端は、第３のダイオード７、電子負荷装置２、第２のダイオード５、放電用のスイッチ６の経路からなる回路につながれ、この回路によってＥＤＬＣ３にて充電されていた電荷が放電される（放電工程）。このとき、電子負荷装置２のショートキー（図示省略）を押すことで、電子負荷装置２を定電流放電モードとするのが好ましい。ショートキーを押すと、定格電流値での放電となる。なお、ショートキーを押さずに、電子負荷装置２で設定した電流設定値で放電するようにしても良い。
【００５３】
このように、試験工程の終了後に、放電工程を実行するのは、大電流を発生するＥＤＬＣ３に電荷を残しておくことは危険なためである。なお、安全性が他の手段によって確保されていれば、この放電工程を実行しないようにしても良い。
【００５４】
なお、この第１の実施の形態では、ＥＤＬＣ３の劣化を所定の条件を満足する毎（所定の使用日数毎、所定の時間経過毎等）に測定している。ＥＤＬＣ３の劣化は、内部インピーダンス（内部抵抗）の増加と、容量の減少によってチェックすることができる。
【００５５】
この電気機器用試験装置１０でのＥＤＬＣ３の劣化判断は、次のようにして行う。まず、放電工程の前に、直流安定化電源１をオフとし、放電用のスイッチ６をオンとする。その後、ＥＤＬＣ３の電圧を測定する。このときの電圧をＶ１とする。次に、電子負荷装置２にてワンパルスだけ電流を流す。このワンパルスの電流を流すことで、ＥＤＬＣ３の電圧は、Ｖ１よりわずかに小さい値の電圧から始まり、さらに徐々に小さくなり、ワンパルスの終了後は、元の電圧Ｖ１に戻る。このときのＥＤＬＣ３の最小の電圧をＶ２とする。また、ワンパルス放電時の放電電流をＩとする。すると、このときのＥＤＬＣ３の内部インピーダンスＺは、
Ｚ＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ｉ　　……　（１）
となる。なお、パルス幅は、１００ｍｓｅｃ程度のものとする。
【００５６】
また、ＥＤＬＣ３の容量Ｃは、放電開始時刻をＴ１とし、放電終了時刻をＴ２としたときに、
Ｃ＝Ｉ×（Ｔ２−Ｔ１）／（Ｖ１−Ｖ２）　……　（２）
として表される。すなわち、ＥＤＬＣ３が劣化すると内部インピーダンスＺが増加するが、容量Ｃは減少する。なお、この容量を測定するときのパルス幅は、１００ｍｓｅｃより長くするのが好ましい。
【００５７】
このように、この電気機器用試験装置１０では、内部インピーダンスＺと容量Ｃを簡単にチェックすることができる。このため、電気機器用試験装置１０内のＥＤＬＣ３の劣化状況を簡単に確認することができる。この劣化状況チェックは、上述したように所定の条件を満足したら実行するようにプログラム化しておくことで、チェックは一層容易となる。また、たとえば、放電工程を開始する際には、必ずこのＥＤＬＣ３の劣化チェックを実行するようにプログラム化しておいても良い。
【００５８】
次に、図７に基づいて第２の実施の形態の電気機器用試験装置３０について説明する。この電気機器用試験装置３０は、基本的には、第１の実施の形態の電気機器用試験装置１０と同様であり、異なる点を中心にして説明する。なお、第１の実施の形態と同一または同様の部材には、同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【００５９】
この電気機器用試験装置３０の直流安定化電源１Ａは、１５Ｖ２００Ａの直流安定化電源１を２台並列に配置し、１５Ｖで４００Ａの装置としている。電子負荷装置２は、第３の端子１４と直流安定化電源１Ａのプラス端子の間に配置され、先の駆動用のスイッチ１１を兼ねたものとなっている。
【００６０】
ＥＤＬＣ３Ａは、２７００Ｆ（ファラッド）のＥＤＬＣ３を６個直列に並べ４５０Ｆとしている。また、電流測定用の５０μΩのシャント抵抗３１を直流安定化電源１Ａのマイナス端子と第１の端子１２との間に配置している。
【００６１】
この電気機器用試験装置３０によるセルモータ装置２０の試験方法は、第１の実施の形態の場合と基本的に同一であり、主な相違点のみ説明する。初期充電工程では、電子負荷装置２を経由しての充電は行うことができず、直流安定化電源１Ａからの充電のみとなる。また、コイル２５に供給するオンオフパルス電流は、駆動用のスイッチ１１をオンオフすることで得られる。この駆動用のスイッチ１１は、ＦＥＴのような電子的なスイッチとされ、電子負荷装置２内に組み込まれている。
【００６２】
電気機器用試験装置３０によってセルモータ装置２０の試験を行った場合の電力波形と電流波形は、図２から図６と同様となる。放電工程は、駆動用のスイッチ１１と放電用のスイッチ６とをオンとすることで実行される。この電気機器用試験装置３０でも、放電の際には電子負荷装置２が利用される。なお、ＥＤＬＣ３の安全性が確保されていれば、放電用のスイッチ６を設けないようにしても良いことは、第１の実施の形態の場合と同様である。また、放電用スイッチ６を設けない場合の電気機器の試験方法は、放電工程を除いて第２の実施の形態と同様となる。
【００６３】
この電気機器用試験装置３０によれば、急激に立ち上がる電流を電子負荷装置２によって何度も繰り返し得られると共に、充電のための時間をわざわざ設ける必要がなくなり、しかもメンテナンスの時間や工数を大幅に削減できるものとなる。しかも、初期充電工程でゆっくり充電できるのでＥＤＬＣ３Ａによる大容量の充電が可能となる。試験工程の後に、放電工程を実行することで、安全性を確保することができる。
【００６４】
次に、第３の実施の形態の電気機器用試験装置４０について、図８を参照しながら説明する。この電気機器用試験装置４０は、基本的には、第２の実施の形態の電気機器用試験装置３０と同様であり、異なる点を中心にして説明する。なお、第１や第２の実施の形態と同一または同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【００６５】
この電気機器用試験装置４０は、電子負荷装置２を有しないと共に放電用のスイッチ６を有しない構成とされ、かつセルモータ装置２０とはわずかに構成が異なるセルモータ装置２０Ａが接続されている。その他については、第２の実施の形態の電気機器用試験装置３０と同一である。このセルモータ装置２０Ａは、リレースイッチ２６をオン動作させるときは、コイル２５と、もう一つのコイル４１の２つによって、強い力で動作させ、オン状態を維持させるときは、１つのコイル４１のみの弱い力でオン状態を維持させる。これは、オン状態の維持には、強い力が不要であるためである。この電気機器用試験装置４０によれば、急激に立ち上がる電流を駆動用のスイッチ１１を利用して何度も繰り返し得られると共に、充電のための時間をわざわざ設ける必要がなくなり、しかもメンテナンスの時間や工数を大幅に削減できるものとなる。しかも、初期充電工程でゆっくり充電できるので、ＥＤＬＣ３Ａによる大容量の充電が可能となる。
【００６６】
次に、図９に基づいて第４の実施の形態の電気機器用試験装置５０について説明する。この電気機器用試験装置５０は、基本的には、第１の実施の形態の電気機器用試験装置１０と同様であり、異なる点を中心にして説明する。なお、第１の実施の形態と同一または同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【００６７】
この電気機器用試験装置５０では、電子負荷装置２の代わりに定電流回路５１を配置し、直流電源としては電圧や電流を可変できない直流安定化電源１Ｂとしている。
【００６８】
初期充電工程では、駆動用のスイッチ１１をオフとしているため、コイル５２によって制御される継続充電用のスイッチ５３はオフとなっている。また、放電用のスイッチ６はオフとされている。このため、充電開始の際は、直流安定化電源１Ｂからの電力は、第１のダイオード４から定電流回路５１に流れ、この定電流回路５１によって５０Ａ程度の電流に制御される。その後、第４のダイオード８を介してＥＤＬＣ３にその電流が流れ込み、その５０Ａ程の電流によってＥＤＬＣ３はゆっくりと充電される。なお、定電流回路５１で設定される電流値は、５０Ａではなく、他の値、すなわち使用されるＥＤＬＣ３に適した値の電流値とすることで、ＥＤＬＣ３の充電容量を大きくすることができる。
【００６９】
セルモータ２１を動作させるときは、放電用のスイッチ６がオフとされた状態で駆動用のスイッチ１１をオンすることで、コイル５２，２５がオンし、継続充電用のスイッチ５３とリレースイッチ２６をオンとする。なお、この際、定電流回路５１の電流設定値を大きくする。
【００７０】
リレースイッチ２６のオンによって、ＥＤＬＣ３からセルモータ２１へ電力が供給され試験が可能となる。また、継続充電用のスイッチ５３がオンとなることで、直流安定化電源１ＢからＥＤＬＣ３に直接かつ継続的な充電が可能となる。
試験工程の終了後には、ＥＤＬＣ３に蓄えられた電荷を放電するため、駆動用のスイチ１１をオフとすると共に直流安定化電源１Ｂの出力をオフとし、放電用のスイッチ６をオンとする。ＥＤＬＣ３の電荷は、第３のダイオード７、定電流回路５１、第２のダイオード５、放電用のスイッチ６を介してＥＤＬＣ３のマイナス側に流れる。なお、放電電流の電流値は、定電流回路５１の設定によって決められる。
【００７１】
この電気機器用試験装置５０によれば、急激に立ち上がる電流を駆動用のスイッチ１１によって何度も得られると共に、充電のための時間をわざわざ設ける必要がなくなり、しかもメンテナンスの時間や工数を大幅に削減できるものとなる。しかも、初期充電工程でゆっくり充電できるのでＥＤＬＣ３による大容量の充電が可能となる。また、試験工程の後に放電工程を実行することで、安全性を確保することができる。
【００７２】
次に、第５の実施の形態の電気機器用試験装置６０について、図１０を参照しながら説明する。この電気機器用試験装置６０は、基本的には、第２の実施の形態の電気機器用試験装置３０と同様であり、異なる点を中心にして説明する。なお、第１や第２の実施の形態等と同一または同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【００７３】
この電気機器用試験装置６０は、２つの直流安定化電源１ａ，１ｂ（それぞれ、先の直流安定化電源１と同様な構成のもの）を有し、初期充電工程では、直流安定化電源１ａを利用してＥＤＬＣ３を充電する。また、試験を行うときは、２つの直流安定化電源１ａ，１ｂでＥＤＬＣ３の充電を行い、直流安定化電源１ｂでコイル２５，６４の駆動を行う。
【００７４】
具体的な回路構成は、図１０に示すように、２つの直流安定化電源１ａ，１ｂの各マイナス端子とＥＤＬＣ３の一方端が接続され、一方の直流安定化電源１ａのプラス端子がダイオード６１を介してＥＤＬＣ３の他方端に接続されている。
このＥＤＬＣ３の他方端には、他方の直流安定化電源１ｂのプラス端子もダイオード６２および継続充電用のスイッチ６３を介して接続されている。
【００７５】
また、ＥＤＬＣ３の他方端には、シャント抵抗３１を介して電子負荷装置２のプラス端子が接続され、電子負荷装置２のマイナス端子は第２の端子１３に接続されている。さらに、駆動用のスイッチ１１と第３の端子１４の間には、放電用のスイッチ６の一端が接続され、放電用のスイッチ６の他端は、２つの直流安定化電源１ａ，１ｂのマイナス端子に接続されている。また、電気機器用試験装置に接続されるセルモータ装置２０Ｂは、リレースイッチ２６をオン動作させるときは、コイル２５と、もう一つのコイル６４の２つによって、強い力で動作させ、オン状態を維持させるときは、１つのコイル６４のみの弱い力でオン状態を維持させる。これは、オン状態の維持には、強い力が不要であるためである。
【００７６】
初期充電工程では、駆動用のスイッチ１１がオフされ、継続充電用のスイッチ６３がオフされる。これにより、ＥＤＬＣ３は、直流安定化電源１ａによってゆっくり充電される。なお、このとき電子負荷装置２は、電流を通さない状態に設定されている。試験工程を開始させる場合、継続充電用のスイッチ６３と放電用のスイッチ６を共にオフし、駆動用のスイッチ１１をオンする。
【００７７】
この接続状態となると、ＥＤＬＣ３の蓄えられた電荷は、シャント抵抗３１，電子負荷装置２、試験装置側の第２の端子１３、モータ側の第２の端子２３、リレースイッチ２６を介してセルモータ２１に供給される。セルモータ２１に印加される電圧は、電子負荷装置２によって正確にパルス状とされる。すなわち、電子負荷装置２内のＦＥＴ等の電子スイッチを利用した無接点スイッチによって印加電圧はパルス状化される。このため、この電気機器用試験装置６０は、機械式接点を用いたときの種々の欠点を有しないものとなる。
【００７８】
試験工程と試験工程の間では、継続充電用のスイッチ６３がオンされ、ＥＤＬＣ３は、２つの直流安定化電源１ａ，１ｂで充電がなされる。このときの電流は、初期充電工程での充電電流に比べ、より大きな電流としている。
【００７９】
試験工程が終了すると、２つの直流安定化電源１ａ，１ｂをオフし、セルモータ装置２０Ｂを取り外す。その後、継続充電用のスイッチ６３をオンすると共に、駆動用のスイッチ１１と放電用のスイッチ６をオンする。この状態を設定することでＥＤＬＣ３の残っている電荷は放電される。なお、放電用のスイッチ６の一端を電子負荷装置２のマイナス端子に、他端をＥＤＬＣ３のマイナス側に接続するように配置しても良い。
【００８０】
この電気機器用試験装置６０では、急激に立ち上がる電流を何度も繰り返し得られると共に、充電のための時間をわざわざ設ける必要がなくなり、しかもメンテナンスの時間や工数を大幅に削減できるものとなる。
【００８１】
しかも、初期充電工程でゆっくり充電できるのでＥＤＬＣ３Ａによる大容量の充電が可能となる。また、試験工程の後に放電工程を実行することで、安全性を確保することができる。加えて、無接点スイッチによって印加電圧をパルス状にするので、メカ的スイッチの場合のような時間的な遅れが生じず正確なパルス時間での試験を行うことができる。また、メカ的なスイッチの場合に発生する接点の摩耗やチャタリングが発生しないので、正確な電圧波形や電流波形を得ることができる。
【００８２】
次に、第６の実施の形態の電気機器用試験装置７０について、図１１を参照しながら説明する。この電気機器用試験装置７０は、基本的には、第１の実施の形態の電気機器用試験装置１０と同様であり、異なる点を中心にして説明する。なお、第１の実施の形態と同一または同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【００８３】
この電気機器用試験装置７０は、２端子（第１の端子７１，第２の端子７２）構造とされ、セルモータ２１側の２端子構造に合わせられている。駆動用のスイッチ１１をオンすると、ＥＤＬＣ３の電圧が電子負荷装置２を介してセルモータ２１に印加される。駆動用のスイッチ１１をシーケンス制御し、パルス状の電圧をセルモータ２１に印加できるようにしても良いが、この実施の形態では、駆動用のスイッチ１１をオンした後の試験工程では、オフとせず、電子負荷装置２の機能を利用して無接点方式で電圧をパルス状化している。
【００８４】
次に、第７の実施の形態の電気機器用試験装置８０について、図１２を参照しながら説明する。この電気機器用試験装置８０は、基本的には、第２の実施の形態の電気機器用試験装置３０と同様であり、異なる点を中心にして説明する。なお、第１や第２の実施の形態と同一または同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【００８５】
この電気機器用試験装置８０は、電気機器用試験装置７０と同様に２端子構造（第１の端子８１、第２の端子８２）とされている。この電子機器用試験装置８０では、直流安定化電源１の機能を利用して、ゆっくりとＥＤＬＣ３を充電する。試験工程では、電子負荷装置２の機能を利用して印加電圧を無接点方式にてパルス状化してセルモータ２１に供給する。このとき、ＥＤＬＣ３は、直流安定化電源１によって大電流で継続充電がなされる。安全性が他の手段にて十分確保されているため、放電工程は実行されない。しかし、点線で示すように、放電用のスイッチ６を配置することで、放電を実行するようにしても良い。
【００８６】
上述の各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変更実施可能である。たとえば直流電源としては、直流安定化電源１，１Ａ，１Ｂの他に、バッテリー等他の直流電源を採用しても良い。
【００８７】
また、試験対象となる電気機器としては、自動車用のセルモータ装置２０やセルモータ２１の他に、突入電流による試験が必要なものであれば他の電気機器としても良い。たとえば、自動車の電動パワーステアリング用モータ、精密測定器に使用されるブラシ付きモータ、電子機器の電源回路、各種電子部品の試験に本発明を適用することができる。
【００８８】
また、ＥＤＬＣ３の内部インピーダンスＺや容量Ｃの測定は、第２から第７の各実施の形態についても、先に示した計算式（１）（２）を利用して行うことができる。これらの場合、ワンパルスの電流は、電子負荷装置２があればその電子負荷装置２で行い、電子負荷装置２が無い場合は、駆動用のスイッチ１１を利用して行う。
【００８９】
さらに、各実施の形態では、初期充電工程の他に、継続充電工程を備えるものとしているが、継続充電工程を備えず、充電された電荷が無くなった場合初期充電工程を再度繰り返すものとしても良い。また、ＥＤＬＣ３の内部インピーダンスＺや容量Ｃまたは実際の電荷残量を測定し、所定の内部インピーダンスや容量または電荷容量となったときに、継続充電工程を開始させるようにしても良い。
たとえば、電荷残量が３分の１となったときに、継続充電工程を開始し、その電荷残量となるまでは継続充電を行わないようにするようにしても良い。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によれば、急激に立ち上がる電流を得られると共に、充電の時間が短くなり、しかも、メンテナンスのための時間、工数を大幅に削減できる電気機器用試験装置を得ることができる。
【００９１】
また、本発明の電気機器の試験方法では、急激に立ち上がる電流を得られると共に、充電の時間が短くなり、しかも、メンテナンスのための時間、工数を大幅に削減でき、かつ安全性の高い電気機器の試験方法とすることができる。また、他の発明の電気機器の試験方法は、急激に立ち上がる電流を何度も繰り返し得られると共に充電のための時間をわざわざ必要とせず、しかもメンテナンスの時間、工数を大幅に削減できるものとなる。さらに、他の発明の電気機器の試験方法は、急激に立ち上がる電流を得られると共に、充電の時間が短くなり、しかも、メンテナンスのための時間、工数を大幅に削減でき、かつ電力供給の制御を行う試験用制御手段が放電の際に利用されることで、コスト低減と安全性のアップの両者を同時に達成できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電気機器用試験装置と当該装置に接続した試験対象となるセルモータ装置の回路構成を示す図である。
【図２】図１の電気機器用試験装置によって、良品のセルモータ装置を試験したときであって、開放電圧を１２Ｖとし、設定電流を１００Ａとして試験したときの電圧波形と電流波形を示す図で、（Ａ）はＥＤＬＣを組み込んだ場合を示し、（Ｂ）はＥＤＬＣを組み込まない場合を示している。
【図３】図１の電気機器用試験装置によって、良品のセルモータ装置を試験したときであって、開放電圧を１２Ｖとし、設定電流を４００Ａとして試験したときの電圧波形と電流波形を示す図で、（Ａ）はＥＤＬＣを組み込んだ場合を示し、（Ｂ）はＥＤＬＣを組み込まない場合を示している。
【図４】図１の電気機器用試験装置によって、良品のセルモータ装置を試験したときであって、開放電圧を８Ｖとし、設定電流を２００Ａとして試験したときの電圧波形と電流波形を示す図で、（Ａ）はＥＤＬＣを組み込んだ場合を示し、（Ｂ）はＥＤＬＣを組み込まない場合を示している。
【図５】図１の電気機器用試験装置によって、不良品のセルモータ装置を試験したときであって、開放電圧を１２Ｖとし、設定電流を１００Ａとして試験したときの電圧波形と電流波形を示す図で、（Ａ）はＥＤＬＣを組み込んだ場合を示し、（Ｂ）はＥＤＬＣを組み込まない場合を示している。
【図６】図１の電気機器用試験装置によって、不良品のセルモータ装置を試験したときであって、開放電圧を１２Ｖとし、設定電流を４００Ａとして試験したときの電圧波形と電流波形を示す図で、（Ａ）はＥＤＬＣを組み込んだ場合を示し、（Ｂ）はＥＤＬＣを組み込まない場合を示している。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る電気機器用試験装置と当該装置に接続した試験対象となるセルモータ装置の回路構成を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る電気機器用試験装置と当該装置に接続した試験対象となるセルモータ装置の回路構成を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る電気機器用試験装置と当該装置に接続した試験対象となるセルモータ装置の回路構成を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係る電気機器用試験装置と当該装置に接続した試験対象となるセルモータ装置の回路構成を示す図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係る電気機器用試験装置に試験対象となるセルモータを接続した状態の回路構成を示す図である。
【図１２】本発明の第７の実施の形態に係る電気機器用試験装置に試験対象となるセルモータを接続した状態の回路構成を示す図である。
【図１３】従来のセルモータ試験に使用されている装置の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１　直流安定化電源（直流電源）
２　電子負荷装置（試験用制御手段）
３　ＥＤＬＣ（電気二重層キャパシタ）
６　放電用のスイッチ
１０　電気機器用試験装置
１１　駆動用のスイッチ（試験用制御手段）
１２　試験装置側の第１の端子
１３　試験装置側の第２の端子
１４　試験装置側の第３の端子
２０　セルモータ装置
２１　セルモータ
２２　モータ側の第１の端子
２３　モータ側の第２の端子
２４　モータ側の第３の端子
２５　コイル
２６　リレースイッチ
【図１】
2004037193.tif 000003
【図２】
2004037193.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004037193.tif 000008
【図７】
2004037193.tif 000009
【図８】
2004037193.tif 000010
【図９】
2004037193.tif 000011
【図１０】
2004037193.tif 000012
【図１１】
2004037193.tif 000013
【図１２】
2004037193.tif 000014
【図１３】
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