(57)【要約】【課題】静電気放電の試験実施時に、静電気放電の経路を把握するのに十分な情報を得ることができ、絶縁破壊が発生した場合にはその位置を容易に同定可能である高品質な静電気試験器を提供する。【解決手段】放電電極１３に近接して電流測定用コイル１５が配設されている。この電流測定用コイル１５によって放電電極１３を流れる放電電流の波形を測定することができ、これに基づいて電子機器に流れる放電電流の経路を概略解析することができる。したがって、絶縁破壊等のトラブルが電子機器内で発生した場合でも、その位置を的確に同定することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極を電子機器に接触させて放電させたり、あるいは放電電極を電子機器に近づけて気中放電させることにより、前記電子機器にパルス高電圧を印加して自然界で通常起こる人体からの静電気放電を模擬し、前記電子機器の健全性を試験する静電気試験器において、
前記放電電極に近接して電流測定用コイルが配設されたことを特徴とする静電気試験器。
【請求項２】
前記電流測定用コイルはそのコイルの軸が前記放電電極の軸の周りに描いた同心円と概略一致するように配設されたことを特徴とする請求項１に記載の静電気試験器。
【請求項３】
前記電流測定用コイルは前記放電電極の周囲全体に配設されたことを特徴とする請求項１または２に記載の静電気試験器。
【請求項４】
放電電極を電子機器に接触させて放電させたり、あるいは放電電極を電子機器に近づけて気中放電させることにより、前記電子機器にパルス高電圧を印加して自然界で通常起こる人体からの静電気放電を模擬し、前記電子機器の健全性を試験する静電気試験器において、
前記放電電極に巻き付けるように光ファイバが設置され、
この光ファイバにレーザ光を送り込むレーザ発振器が設けられ、
前記光ファイバーの入口と出口におけるレーザ光の偏向角の角度差を検出する偏向角測定器が具備されたことを特徴とする静電気試験器。
【請求項５】
前記放電電極の先端と前記電子機器との間の空間を見込むようにして、気中放電の発光を測定する光電変換素子が設置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の静電気試験器。
【請求項６】
前記光電変換素子としてフォトダイオード、光電管、光電子増倍素子もしくはＣＣＤが使用されたことを特徴とする請求項５に記載の静電気試験器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電した人から電子機器への静電気放電を模擬して電子機器の健全性をチェックする静電気試験器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の品質試験において、帯電した人からの静電気放電に対する耐性チェックは、欠かせないものである。従来、静電気試験には人体と大地間の静電容量に概略対応するコンデンサを、実際に人体と大地間に発生する電位差に応じた電圧に充電し、適当な放電抵抗を介して放電させるような電気回路が用いられてきた。静電気放電はきわめて高速な現象なので、浮遊容量やインダクタンスの影響を受け易い。そのため、先のコンデンサや放電抵抗をコンパクトにまとめたものが静電気試験器として開発されている。
【０００３】
このような静電気試験器の従来例について図６のブロック図を参照して説明する。図６に示すように、静電気試験器１０にはコントローラ１１と放電ガン１２が設けられており、両者は接続ケーブル１４で接続されている。放電ガン１２には人体を模擬した蓄積コンデンサと放電抵抗が内蔵されている。また、コントローラ１１は前記蓄積コンデンサに所定電圧の電荷を貯える機能を有している。さらに、放電ガン１２には放電電極１３が取り付けられており、この放電電極１３を被試験体である電子機器に接触させて放電ガン１２に内蔵された蓄積コンデンサを放電させたり、放電電極１３を徐々に電子機器に近づけて気中放電させるようになっている。このようにして電子機器にパルス高電圧を印加し、人体からの静電気放電を模擬して該電子機器の健全性をチェックすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記静電気試験器において、放電ガン１２に内蔵された蓄積コンデンサの放電の負荷は被試験体である電子機器だが、試験時に放電電流が具体的に電子機器のどの部分を流れたかといった放電の経路は把握できていない。そのため、万が一、絶縁破壊等のトラブルが電子機器内で発生した場合、その位置を同定することは困難であった。
【０００５】
本発明は以上のような問題点に鑑みて提案されたものであり、その目的とするところは、静電気放電の試験実施時に、静電気放電の経路を把握するのに十分な情報を得ることができ、絶縁破壊が発生した場合にはその位置を容易に同定可能である高品質な静電気試験器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、放電電極を電子機器に接触させて放電させたり、あるいは放電電極を電子機器に近づけて気中放電させることにより、前記電子機器にパルス高電圧を印加して自然界で通常起こる人体からの静電気放電を模擬し、前記電子機器の健全性を試験する静電気試験器において、次のような特徴を有している。
【０００７】
請求項１の発明は、前記放電電極に近接して電流測定用コイルが配設されたことを特徴としている。
このような請求項１の発明において、放電電極が試験対象である電子機器に放電すると、放電電極の軸に対して周方向にパルス磁界が発生する。パルス磁界の大きさは放電電極を流れる電流の大きさに比例するので、電流測定用コイルによってパルス磁界の大きさの変化を観測することで、放電電流の波形を知ることができる。放電電流が電子機器のどの部分を流れたかによって、蓄積コンデンサの見る負荷のインピーダンスが異なるため、その違いは放電波形に現れる。つまり、電流測定用コイルにて測定した放電電流の波形に基づいて、被試験体に流れる放電電流の経路を概略解析することができ、絶縁破壊等のトラブルが電子機器内に発生した場合でも、その位置を容易に同定でき、スムーズな対応が可能となる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の静電気試験器において、前記電流測定用コイルはそのコイルの軸が前記放電電極の軸の周りに描いた同心円と概略一致するように配設されたことを特徴としている。
このような請求項２の発明では、電流測定用コイルの軸が放電電極の軸の周りに描いた同心円と概略一致するように電流測定用コイルを配設したので、前記コイルに発生する起電力が最大となり、パルス磁界の信号を効率良く拾うことができる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の静電気試験器において、前記電流測定用コイルは前記放電電極の周囲全体に配設されたことを特徴としている。このような請求項３の発明によれば、放電電極の周囲全体に電流測定用コイルを配設したので、電流測定用コイルと放電電流が作るパルス磁界との交錯数が多くなる。したがって、電流測定用コイルは大きい信号を取り出すことができ、測定精度が向上する。
【００１０】
請求項４の発明は、前記放電電極に巻き付けるように光ファイバが設置され、この光ファイバにレーザ光を送り込むレーザ発振器が設けられ、前記光ファイバの入口と出口におけるレーザ光の偏向角の角度差を検出する偏向角測定器が具備されたことを特徴としている。
以上のような請求項４の発明において、放電電流が作る磁界中を通ってきた光ファイバからの光は、磁界の影響を受けて偏向角が回転する（ファラデー回転と呼ばれる）。そこで、偏向角測定器により偏向角を測定することにより、光が通過してきた磁界の大きさが分かるため、それに比例する放電電流を測定することができる。このような請求項４の発明によれば、前記請求項１の発明と同じく、放電電流の波形をもとにして被試験体に流れる放電電流の経路を概略解析でき、絶縁破壊等のトラブルが電子機器内に発生してもその位置を容易に同定してスムーズな対応が可能となる。しかも、請求項４の発明では、放電電流の波形を得る測定手段を光化しているため、測定精度の向上を図ることができる。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の静電気試験器において、前記放電電極の先端と前記電子機器との間の空間を見込むようにして、気中放電の発光を測定する光電変換素子が設置されたことを特徴としている。
このような請求項５の発明では、光電変換素子にて気中放電の発光を測定している。気中放電の発光は忠実に放電電流の変化を反映するわけではないが、放電電流が流れるのと同時に進展する電子衝突による励起に関わる発光のみを観測することによって放電電流の変化をとらえることができ、静電気放電の経路を把握するのに十分な情報を得ることができる。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５に記載の静電気試験器において、前記光電変換素子としてフォトダイオード、光電管、光電子増倍素子もしくはＣＣＤが使用されたことを特徴としている。
このような請求項６の発明においては、光電変換素子にフォトダイオード、光電管、光電子増倍素子もしくはＣＣＤを使用することで、簡単な構成で気中放電の発光を測定することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態（以下、実施形態）の一例について、図面を参照して具体的に説明する。なお、図６に示した従来例と同一の部材に関しては同一符号を付して説明は省略する。
【００１４】
（１）第１の実施形態…請求項１の発明に対応／図１参照
［構成］
第１の実施形態では、放電電極１３に近接して電流測定用コイル１５が配設されたことを構成上の特徴としている。
【００１５】
［作用効果］
このような第１の実施形態において、放電電極１３が試験対象である電子機器に放電する時、パルス電流は放電電極１３を通って電子機器に流れる。このパルス電流によって放電電極１３の軸に対して周方向にパルス磁界が発生する。パルス磁界の大きさは放電電極１３を流れる電流の大きさに比例するので、電流測定用コイル１５によってパルス磁界の大きさの変化を観測することにより、放電電流の波形を測定することができる。放電電流が電子機器のどの部分を流れたかによって、蓄積コンデンサの見る負荷のインピーダンスが異なるため、その違いは放電波形に現れる。したがって、電流測定用コイル１５にて測定した放電電流の波形に基づいて、被試験体である電子機器に流れる放電電流の経路を概略解析することができる。
【００１６】
以上述べたように、第１の実施形態によれば、静電気放電試験の実施にあたって、電流測定用コイル１５により放電電流の波形情報を得ることができる。したがって、試験者は静電気放電試験時に起きている現象を容易に把握することができる。このため、絶縁破壊等のトラブルが電子機器内で発生した場合でも、その位置を的確に同定することができ、スムーズな対応が可能となる。
【００１７】
（２）第２の実施形態…請求項２の発明に対応／図２参照
［構成］
図２は放電ガン１２に対する放電電極１３の取り付け部分を拡大して描いてある。図中１６は多数の磁力線のうちの１本を描いたものであり、矢印は磁界の方向を表す。第２の実施形態の特徴は、電流測定用コイル１５の軸が放電電極１３の軸の周りに描いた同心円、つまり磁力線１６と概略一致するように配設された点にある。
【００１８】
［作用効果］
以上のような第２の実施形態では、前記第１の実施形態に加えて次のような作用効果がある。すなわち、電流測定用コイル１５の軸が磁力線１６を表す同心円と概略一致するようにコイル１５を設置したことで、該コイル１５に発生する起電力はもっとも大きくなる。したがって、電流測定用コイル１５は効率よく磁界の信号をピックアップすることができ、測定精度を高めることができる。ただし、電流測定用コイル１５の取り付け位置の再現性は保証されなければならない。
【００１９】
（３）第３の実施形態…請求項３の発明に対応／図３参照
［構成］
図３は放電ガン１２に対する放電電極１３の取り付け部分を拡大して描いてある。第３の実施形態では、電流測定用コイル１５は放電電極１３の周囲全体に配設されている。市販の電流モニタを放電電極に取り付けることがこのような形態に相当する。
【００２０】
［作用効果］
以上の第３の実施形態では、前記第１の実施形態に加えて次のような作用効果がある。すなわち、電流測定用コイル１５を放電電極１３の周囲全体に配設したため、電流測定用コイル１５と放電電流が作る磁界との交錯数が多くなる。その結果、電流測定用コイル１５は大きい信号を取り出すことができ、優れた測定精度を確保することができる。
【００２１】
（４）第４の実施形態…請求項４の発明に対応／図４参照
［構成］
第４の実施形態には、放電電極１３に巻き付けるように光ファイバ１８が設置され、この光ファイバ１８には光ファイバ１８にレーザ光を送り込むレーザ発振器１７が接続されている。また、光ファイバ１８の出口側及びレーザ発振器１７には偏向角測定器１９が設けられている。偏向角測定器１９はレーザ発振器１７から出た直後の光と、放電電極１３の周囲を通ってきた光ファイバ１８の出口からの光との偏向角の差を測定するように構成されている。
【００２２】
［作用効果］
以上のような構成を有する第４の実施の形態の作用効果は次の通りである。すなわち、放電電極１３を流れる電流が作る磁界中を通ってきた光ファイバ１８中の光は、磁界の影響を受けて偏向角が回転（ファラデー回転）している。この回転した偏向角の大きさを測定すれば、通過してきた磁界の大きさが分かる。磁界の大きさは放電電極を流れた電流の大きさに比例するので、流れた電流の大きさが測定できることになる。したがって、放電電流の波形をもとにして被試験体に流れる放電電流の経路を概略解析でき、絶縁破壊等のトラブルの位置を容易に同定可能である。しかも、第４の実施の形態では、放電電流の波形を得る測定手段を光化しているため、測定精度の向上を図ることができる。
【００２３】
（５）第５の実施形態…請求項５及び６の発明に対応／図５参照
［構成］
図５は放電ガン１２に対する放電電極１３の取り付け部分を拡大して描いてある。第５の実施形態では、放電電極１３の先端が視野に入るように、放電ガン１２には光電変換素子として受光素子２１が配置されている。受光素子２１は、気中放電をさせた時に気中プラズマから発する発光を測定するようになっている。この受光素子２１にはフォトダイオード、光電管、光電子増倍素子、ＣＣＤのいずれを用いても良い。
【００２４】
［作用効果］
第５の実施形態では、受光素子２１により気中放電の発光を測定している。気中放電の発光は、必ずしも放電電流の変化をそのまま反映しているわけではないが、遅れて発する再結合による発光を除いて、放電電流が流れるのと同時に進展する電子衝突による励起に関わる発光のみを観測すれば、電流の変化をほぼ正確にとらえることができる。これにより、静電気放電の経路を把握するのに十分な情報を得ることができる。なお、受光素子２１としてはフォトダイオード、光電管、光電子増倍素子、ＣＣＤのいずれかを用いているため、容易に気中放電発光の測定手段を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、放電電極に近接して電流測定用コイルを配設するといった極めて簡単な構成により、被試験体に流れる電流の経路を概略解析でき、絶縁破壊等のトラブルが発生してもその位置を容易に同定可能である高品質な静電気試験器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の概略図。
【図２】本発明に係る第２の実施形態の概略図。
【図３】本発明に係る第３の実施形態の概略図。
【図４】本発明に係る第４の実施形態の概略図。
【図５】本発明に係る第５の実施形態の概略図。
【図６】従来の静電気試験器の概略図。
【符号の説明】
１０…静電気試験器
１１…コントローラ
１２…放電ガン
１３…放電電極
１４…接続ケーブル
１５…電流測定用コイル
１６…放電電流が作る磁力線
１７…レーザ発振器
１８…光ファイバ
１９…偏向角測定器
２１…受光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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