(57)【要約】【課題】各種定格電流の電気システムに長時間大電流を流さずに短絡回路の存在に迅速に対応して、電気的障害位置を特定する電気回路試験器を開示する。【解決手段】披測定電気システムの所定の定格のヒューズ用ヒューズホルダを両端として一対の入力接点を接続し、システムの負荷電流を小さくする制御パルスを発生する。両入力接点間の回路を瞬間的かつ繰り返し閉じて、電力源からシステムを通って流れる電流パルスを発生する。電流パルスの大きさを所定の基準電流値と比較し、それが所定の基準電流値以上の場合、電気的障害の存在を示す認知可能な信号を発生する。交換可能な複数の遮断器モジュールを含むプラグをヒューズ端子に差し込む形式とし、各種定格電流の回路に対して使用できる試験器に設計することができる。【選択図】図１４
2005038801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力源によって付勢されるとともに所定の定格を有するヒューズ用ヒューズホルダを含む電気システムを過剰電流フローについて試験する試験器であって、
前記ヒューズホルダを両端として電気的に結合可能な一対の接点と、
前記接点と結合され、前記電力源と結合可能で、前記ヒューズホルダに電流パルスを送るために瞬間的に閉じることができるスイッチと、
前記スイッチに結合され、前記スイッチが瞬間的にかつ繰り返し閉じるように制御するコントローラと、
所定の基準電流値と前記電流パルスの大きさを比較する比較器と、
前記電流パルスの大きさが前記所定の基準電流値を超過する場合、認知可能な信号を発生する表示器と、
を含む前記試験器。
【請求項２】
請求項１に記載の試験器であって、回路内に一対の接点を有する整流器をさらに含む試験器において、前記整流器は、前記一対の接点に対する複数の接続と無関係に入力電圧信号を発生する前記試験器。
【請求項３】
請求項１に記載の試験器において、前記コントローラは、所定の幅と周波数の制御パルスを発生する発振器を含む前記試験器。
【請求項４】
請求項３に記載の試験器において、前記制御パルスの前記パルス幅は、約10〜20ミリ秒の範囲内であり、前記パルス繰り返し率は約１秒当たり１サイクルである前記試験器。
【請求項５】
請求項１に記載の試験器であって、前記一対の接点と直列の抵抗器と、前記抵抗器に結合され前記抵抗器の両端の電圧降下を検出する差動増幅器をさらに含む前記試験器。
【請求項６】
請求項１に記載の試験器において、前記比較器は、演算増幅器を含む前記試験器。
【請求項７】
請求項１に記載の試験器であって、
ａ）前記スイッチを瞬間的に閉じて、前記電力源から前記電気システムを通って流れる電流パルスを発生し、
ｂ）前記電流パルスの大きさを所定の基準電流値と比較し、
ｃ）前記電流パルスの大きさが前記所定の基準電流値の大きさより大きい場合、認知可能な信号を発生する、
ことを含む前記試験器。
【請求項８】
請求項７に記載の電気システムを試験する装置において、前記ステップ（ａ）から（ｃ）は、繰り返されて、所定の幅と周波数の電流パルスを発生する前記電気システムを試験する装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電気システムを試験する装置において、前記電流パルスの幅は、約10〜20ミリ秒の範囲内であり、前記パルス繰り返し率は約１秒当たり１サイクルである前記電気システムを試験する装置。
【請求項１０】
電力源によって付勢されるとともに所定の定格を有するヒューズ用ヒューズホルダを含む電気システムを過剰電流フローについて試験する方法であって、
前記ヒューズホルダを両端として一対の接点を接続するステップと、
前記接点の間の回路を瞬間的に閉じて前記電力源から前記電気システムを通って流れる電流パルスを発生するステップと、
前記電流パルスの大きさを所定の基準電流値と比較するステップと、
前記電流パルスの大きさが前記所定の基準電流信号の大きさよりも大きい場合、認知可能な信号を発生するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気システムを試験する方法であって、
前記接点の間の回路を瞬間的に閉じるステップを繰り返して、前記電気システムを流れる繰り返し電流パルスを発生するステップをさらに含む前記方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電気システムを試験する方法において、前記電流パルスのそれぞれは、１秒当たり１回の率で発生する前記方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電気システムを試験する方法において、前記電流パルスのそれぞれの継続時間は、10〜20ミリ秒の範囲内である前記方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の電気システムを試験する方法であって、前記ヒューズホルダに接続されることが指定されたヒューズの定格電流に従って、前記所定の基準電流値を設定するステップをさらに含む前記方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電気システムを試験する方法において、前記所定の基準電流値は、可変抵抗器を調整することによって設定される前記方法。
【請求項１６】
請求項１０に記載の電気システムを試験する方法であって、前記一対の接点の極性に関係なく前記システムを流れる正の電圧信号を発生する前記ステップをさらに含む前記方法。
【請求項１７】
請求項１０に記載の電気システムを試験する方法であって、前記認知可能な信号が発生すると、短絡回路の位置を確定する前記ステップをさらに含む前記方法。
【請求項１８】
電気システムを試験する試験器であって、所定の定格負荷電流を有するヒューズ用ヒューズホルダを含む試験器において、
前記ヒューズホルダに電気的に結合可能な一対の接点と、
前記一対の接点に電気的に結合され、前記ヒューズと同じ所定の定格負荷電流を有する回路遮断器と、
前記回路遮断器内に過電流状態が存在する場合、認知可能な信号を発生する表示器と、
を含む前記試験器。
【請求項１９】
請求項１８に記載の試験器であって、前記回路遮断器を収容するハウジングをさらに含む試験器において、前記一対の接点は、前記ハウジングに厳密かつ堅実に（rigidly）結合される前記試験器。
【請求項２０】
請求項１８に記載の試験器であって、ハウジングと、前記ハウジングに前記一対の接点を結合する配線とをさらに含む前記試験器。
【請求項２１】
請求項１８に記載の試験器であって、前記一対の接点に結合される幅と厚さを小さくした突起部分を有するハウジングをさらに含む前記試験器。
【請求項２２】
請求項２１に記載の試験器において、前記一対の接点は他の一対の接点と同一であり、前記他の一対の接点は、前記ヒューズの一対の接点である前記試験器。
【請求項２３】
請求項２２に記載の試験器において、前記回路遮断器は、自己リセット形熱形遮断器である前記試験器。
【請求項２４】
電気システムを試験する複数の試験器であって、複数の所定の定格負荷の１つを有するヒューズ用ヒューズホルダを含む複数の試験器において、
各試験器は、
前記ヒューズホルダに電気的に結合可能な一対の接点と、
前記一対の接点に電気的に結合され、複数の所定の定格負荷電流の１つを有する回路遮断器と、
前記回路遮断器内に過電流状態が存在する場合、認知可能な信号を発生する表示器と、
を含む前記複数の試験器。
【請求項２５】
請求項２４に記載の複数の試験器において、１つの試験器の前記回路遮断器は、他の試験器の回路遮断器と異なる所定の定格負荷電流を有する前記複数の試験器。
【請求項２６】
請求項２４に記載の複数の試験器において、前記試験器の１つは、前記回路遮断器を収容するハウジングをさらに含み、前記一対の接点は、前記ハウジングに厳密かつ堅実に結合される前記複数の試験器。
【請求項２７】
請求項２４に記載の複数の試験器において前記試験器の１つは、ハウジングと、前記一対の接点を前記ハウジングに結合する配線とをさらに含む前記複数の試験器。
【請求項２８】
請求項２４に記載の複数の試験器において、前記試験器の１つは、前記一対の接点に結合される幅と厚さを小さくした突起部分を有するハウジングをさらに含む前記複数の試験器。
【請求項２９】
所定の定格を有するヒューズ用ヒューズホルダを含む電気システムを試験する方法であって、
それぞれ所定の定格負荷電流を有する回路遮断器をそれぞれ具備する複数の試験器を提供し、
前記ヒューズホルダ用のヒューズの前記所定の定格と合致する所定の定格負荷電流を有する回路遮断器を具備する試験器を前記複数の試験器から選択し、
前記選択した試験器の接点を前記ヒューズホルダを両端として接続し、
前記回路遮断器を介して過電流状態の認知可能な表示を与える、
ことを含む前記方法。
【請求項３０】
複数の可能な所定の定格を有するヒューズ用ヒューズホルダを含む電気システムを試験する試験器であって、
前記ヒューズホルダに電気的に結合可能な第１の一対の接点と、前記第１の一対の接点に電気的に結合された第２の一対の接点とを含む表示器ユニットと、前記第２の一対の接点に結合された表示器と、
第２の一対の接点に取り外しできるように結合する第３の一対の接点を有するとともに所定の定格負荷電流を有する回路遮断モジュールと、
を含む試験器において、
前記表示器は、前記回路遮断モジュール内に過電流状態が存在する場合、認知可能な信号を発生する、
前記試験器。
【請求項３１】
請求項３０に記載の試験器であって、前記表示器を収容するハウジングをさらに含む試験器において、オス継ぎ手とメス継ぎ手のいずれか１つは、前記第２の一対の接点を含むとともに前記ハウジングによって収容され、オス継ぎ手とメス継ぎ手の他の１つは、第３の一対の接点を含むとともに前記第１の回路遮断モジュールによって収容され、前記オス継ぎ手は、前記第２と前記第３の一対の接点を電気的に結合するため、メス継ぎ手に取り外しできるように挿入可能である前記試験器。
【請求項３２】
請求項３１に記載の試験器において、前記オス継ぎ手と前記メス継ぎ手のいずれか１つは、前記ハウジング内のソケットを含み、前記第１の回路遮断モジュールは、前記第２と前記第３の一対の接点を電気的に結合するため、前記ソケットの中に取り外しできるように挿入可能である前記試験器。
【請求項３３】
請求項３０に記載の試験器であって、前記第２の一対の接点に取り外しできるように結合する第４の一対の接点を有するとともに、さらなる所定の定格負荷電流を有するさらなる回路遮断器を含むさらなる回路遮断モジュールをさらに含む、前記試験器。
【請求項３４】
請求項３３に記載の試験器において、前記所定の定格負荷電流は、前記さらなる所定の定格負荷電流と異なる前記試験器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試験器に関し、ヒューズ付き回路を試験するための短絡回路や接地回路の検出器と表示装置のような試験器に特に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの電気システムはヒューズ付き回路を含み、それらの回路のヒューズは、中央のヒューズ盤またはヒューズ箱の中に配置されている。ヒューズ盤が比較的容易にアクセスできる場所にある場合は、ヒューズ盤で回路を試験することは便利なことが多い。ヒューズ盤で回路を試験する場合、試験する回路のヒューズと並列に試験器を接続することが多い。しかし、短絡回路を試験する場合、このやり方ではヒューズを溶断することがある。
【０００３】
ヒューズ付き回路を試験するため、ヒューズの代わりにヒューズ盤に接続できる回路試験器に内蔵形回路遮断器を取り付けることは公知である。かかる装置の１つは、YA809の名称でスナップ−オン・ツールズ社によって販売されている短絡回路位置特定装置（short circuit locator）である。YA809は１つだけの大定格電流の遮断器を備えているため、低定格電流の回路に接続されると、「回路を破壊する可能性のある電流（potentially damaging current）」が試験する回路に流れることが可能になる。さらにYA809は、与えられた視覚表示器（visual indicator）を見るために作業員がヒューズ盤の場所に居ることを必要とする。これは不便であり、試験の実行中は試験する回路のどこかに作業員が居ることが必要である。過剰電流（a current excess）を流す電流フロー経路や短絡の位置を特定する他の診断技術は、障害位置が特定されるまで溶断したヒューズの交換を繰り返し実行することである。この方法は、試験に成功するまでに多数のヒューズをムダにする可能性がある。もっと実用的な試験方法は、リセット形遮断器（resettable breaker）により瞬間的に電流を流して短絡位置の特定を試みることである。
【０００４】
かかる試験器の１つのモデルに、溶断したヒューズと並列に設置され、短絡回路に電流パルスの形をした電流フローを繰り返し流す30-A自己リセット形熱形遮断器（self-resettable thermal breaker）がある。この遮断器は短い熱的遅れ（thermal delay）の後でオープンになり、冷却すると自動的にリセットする。遮断器の繰り返し動作の結果として瞬間的大電流パルスの時間中に短絡した配線の周囲に磁界が発生する。試験器は、磁界に応答して検出する針形磁気検出器（needle magnetic detector）を含む。配線用ハーネス（wiring harness）に沿って磁気検出器を移動させることによって、メーターの振れが停止したとき、ユーザは短絡の位置を特定することができる。
【０００５】
この試験器は使い方が難しい。何故ならば、機能させるためには配線のすぐ近くにこの検出器が存在することが必要だからである。その上、熱形遮断器の繰り返し率は、数1O秒（tens of seconds）のオーダであり、このため短絡がその位置に存在するか否かを見るために回路を閉じる熱形遮断器の位置に作業員を長時間待たせることになる。かかる待ち時間のため、短絡の位置に接近することが困難な場合の難かしさが生じる。電流パルスの継続時間が長いと、各パルスを印加している間、高レベルの「回路を破壊する可能性のある電流」に電気システムが長時間暴露される。熱形遮断器は、遮断電流が温度、使用期間その他の外部要因に依存するため、初期障害が発生しやすく、また不安定である。
【０００６】
他の回路試験器は、大電流を流す代わりに、短絡回路と、配線に沿って移動する受信機とに送られる高周波AC信号を用いる。この試験器は、電気システムの電力がオンまたはオフのいずれかのときに機能する。信号がゼロに低下すると短絡の位置が特定される。したがって、適切な接続を保証するために時間がかかるので、短絡の位置を特定することが遅くなる。かかるシステムのコストは比較的高価であり、この方法は所望のツールにはならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、電気システムに破壊的大電流フローを長時間流さずに、短絡回路の存在に迅速に対応し、より速く電気的障害の位置を特定する電気システム用試験器に対するニーズが存在している。また試験中の回路内の複数の接点に無関係に電気システムを試験することができる試験器のニーズもさらに存在する。また回路に流れている電流のレベルを迅速に見つけるため、遮断器の電流限界を設定することによって動作する試験器のニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願は、さらなる構造および動作上の利点を可能にする一方、先行技術による試験器の欠点を回避する、改善された電気回路用の試験器を開示する。
【０００９】
ヒューズ付き回路のヒューズを交換するとき、ヒューズ盤に直接挿入できる試験器が開示されている。
【００１０】
任意の回路の定格電流を超過する危険を冒さずに、異なる定格電流の回路を試験するために用いることができる試験器がさらに開示されている。
【００１１】
試験結果を音響的にかつ視覚的に表示する試験器がさらに開示されている。
【００１２】
簡単、小型かつ経済的な構造の試験器がさらに開示されている。
【００１３】
ヒューズを溶断する危険を冒さずに、ヒューズ付き回路を試験する方法がさらに開示されている。
【００１４】
試験中の回路のヒューズ端子の両端にスイッチを取り付け、このスイッチを瞬間的に、かつ繰り返し閉じると、回路内に継続時間の短い電流パルスが発生し、この電流パルスの大きさは、所定の基準電流の電流パルスと比較される。
【００１５】
所定の値を超える電流フローについて電気システムを試験する方法は、所定の定格のヒューズ用ヒューズホルダを両端として一対の接点を接続し、両接点間の回路を瞬間的に閉じてその電気システムを流れる電流パルスを発生し、その電流パルスの大きさを所定の基準電流の値と比較し、さらにその電流パルスの大きさが所定の基準電流の値より大きい場合、認知可能な信号を発生することを含む。
【００１６】
電気システム用の診断試験器は、所定の定格のヒューズ用ヒューズホルダを両端として接続する一対の接点を含む。スイッチは、両接点間を瞬間的に閉じて、その電気システムを流れる電流パルスを発生する。比較器は、電流パルスの大きさを所定の基準電流の値と比較する。出力装置は、電流パルスの大きさが所定の基準電流の値の電流パルスの大きさ以上である場合を表示する認知可能な信号を発生するために接続される。
【００１７】
１つの形式では、電流パルスは、オペレータが回路の障害位置を識別するまで繰り返される。電流パルスの時間中にシステムを破壊しないように、パルスの継続時間は十分短い。ヒューズのレセプタクル内に試験接点取り付けることにより一対の接点が接続される。試験器の入力電圧は、その一対の接点に対する複数の接続と無関係である。ポテンショメータは所定の電流設定を表示しかつ調整して、対応するヒューズの定格電流に正比例する閾値にする。
【００１８】
過剰な電流フローについて電気システムを試験する試験器は、所定の定格のヒューズ用ヒューズホルダを両端として接続する一対の接点を含む。スイッチは、両接点間を瞬間的に閉じて、その電気システムを流れる電流パルスを発生するために用意されている。マイクロプロセッサは、スイッチを瞬間的に閉じて試験中の回路を流れる電流パルスを発生し、その電流パルスの大きさを所定の基準電流値と比較し、その電流パルスの大きさが所定の基準電流の値の電流パルス以上である場合、認知可能な信号を発生する。
【００１９】
一対の端子の間の回路を瞬間的に閉じることは、システムを流れる電流パルスを発生する。それに続いて、電気システムは、所定の値と電流パルスの大きさを比較することによって、所定の値以上の電流フローについて試験される。
【００２０】
１つの形式では、電流パルスは、10〜20msの範囲内の幅となるように制御される。パルスの繰り返し率は、１秒当たり１パルスのオーダである。
【００２１】
保護すべきことを要求する主題（subject matter）の理解を容易にするため、主題の実施例が添付の図面の中で説明されている。以下の説明に関連して検討すると、保護すべきことを要求する主題と、その構造と動作ならびにその多数の利点は、これらの実施例の検討から容易に理解すべきであるとともに評価すべきである。
【００２２】
図１を参照すると、全体を番号10で示し、特定の定格負荷電流、たとえば20アンペアの自己リセット形熱形遮断器（self-resettable thermal breaker）でありうる回路遮断装置１２（図５を見よ）を含むハウジング１１を内蔵する電気システム試験器１０が示されている。ハウジング１１には、ハウジング１１の一端から伸びていて、通常ヒューズ盤に搭載されているヒューズの端子と同じ一対のスペード形端子（spade terminals）１４が取り付けられ、自動車のヒューズ盤のようなヒューズ盤の相手端子（mating terminal）に直接挿入するように設計された、幅と厚さを小さくした突起部分（reduced-width and thickness projection）１３がある。ハウジング１１には、LED点滅器のような適当な視覚表示器を見るための開口部１５と、適当なビーパ（beeper）のような、可聴信号器装置（audible annunciator device）のための開口部１６とがある。試験器１０は、短絡回路について試験するために同一定格電流のヒューズの代わりにヒューズ盤に直接挿入されるようになっており、試験器１０内の回路遮断装置は、ヒューズを浪費せずに回路の過負荷電流を防止するようになっている。用いる場合、試験器アセンブリには、それぞれの定格電流が異っていて所定のヒューズ盤のヒューズ定格をすべてカバーするのに十分な複数の試験器ユニット１０を含めることができることは理解されるであろう。
【００２３】
図２を参照すると、試験器１０Ａが示されている。試験器１０Ａは、突起部１３に直接搭載されるスペード形端子があるかわりに、システム１０Ａの内部回路が、導線を含むケーブル１７によって、スペード形端子１９が取り付けられていて関連するヒューズ盤に直接挿入されるようになっているヒューズ・アダプタ１８に接続されていること以外は、図１の試験器１０と殆ど同じである。このような構造になっているため、視察が困難な位置にヒューズ盤が置かれている場合、試験器１０Ａのハウジングをヒューズ盤から若干の距離を置いて配置することが可能になる。
【００２４】
図３を参照すると、その一端にソケット２２が取り付けられ、他端に厚さと幅を小さくして一対のスペード形端子２４が取り付けられている突起部２３のあるハウジング２１を含む試験器アセンブリ２０が示されている。ハウジング２１には、可視および可聴表示器の窓２５および２６がある。また試験器アセンブリ２０は、試験器１０の回路遮断器と同じ回路遮断器１２を含む回路遮断器モジュール２７を含む。遮断器モジュール２７には、ソケット２２に挿入される場合、ハウジング２１の対応する端子２９に接続されるようになっている一対の端子２８がある。遮断器モジュール２７は、試験器アセンブリ２０によって交換されるヒューズの定格電流に対応する、たとえば20アンペアの所定の定格電流を備えている。遮断器モジュール２７の形は、メス継ぎ手（female coupling）の形であるソケット２２の内部で適合するオス継ぎ手（male coupling）である。
【００２５】
使用する場合、ハウジング２１は、図１の試験器１０について上で説明した方法と同じように、試験する回路のヒューズの代わりに関連するヒューズ盤に直接挿入される。それぞれが特定のヒューズ盤などの各種ヒューズの各種定格電流にそれぞれ対応する各種定格電流を有する複数の遮断器モジュール２７を試験器アセンブリ２０に含めることができることは理解されるであろう。したがって、たとえば、試験器アセンブリ２０が10アンペアのヒューズ付き回路を試験するために用いられるとすれば、10アンペアの遮断器モジュール２７がソケット２２に挿入される。この装置には、試験・表示器回路が１つだけ必要であるが、いろいろな異なる定格電流の回路を試験することができるという利点がある。
【００２６】
図４を参照すると、試験器アセンブリ２０Ａが示されている。試験器アセンブリ２０Ａは、図２の試験器１０Ａと同様、突起部２３に直接搭載されるスペード形端子２４の代わりに、ハウジング２１の内部回路が、図２の試験器１０Ａと同様、ケーブル１７によって、スペード形端子１９が取り付けられていてヒューズ盤に挿入されるプラグ１８に接続されていること以外は、図３の試験器アセンブリ２０と殆ど同じであり、ハウジング２１をヒューズ盤から若干の距離を置いて配置することを可能にする。
【００２７】
図５を参照すると、上記説明のように、試験器１０と試験器１０Ａと、試験器アセンブリ２０と試験器アセンブリ２０Ａのハウジング２１とに配置される型式の回路が示されている。この回路の端子３１は、それぞれスペード形端子１４および２４、またはケーブル１７の導線に直接接続される。端子３１は、それぞれダイオード・ブリッジ３２の端子に接続され、ダイオード・ブリッジ３２の出力端子は可聴信号器またはビーパ３３の端子に接続される。ビーパ３３の両端に直列に接続されているのは抵抗器３４とLED３５である。ビーパ３３は、ハウジング１１または２１の中で可聴表示器用窓１６または２６の直下に配置され、LED３５は、可視表示器の窓１５または２５を介して見えるように配置される。回路３０は、回路遮断装置１２を含み、試験器１０または１０Ａの場合は、回路遮断装置１２は端子３１両端として配線で固定され、試験器アセンブリ２０または２０Ａの場合は、ソケット２２に挿入されることができるように遮断器モジュール２７の中に配置される。
【００２８】
図６から図１０を参照すると、試験器アセンブリ４０が示されている。試験器アセンブリ４０は、適当な手段で一緒に結合される２つのモデル・メンバ４２および４３を含めることができる主ハウジング４１を含む。ハウジング４１には、その一端から突出する厚さを薄くしたネック４４がある。ハウジング４１に配置されるのは、図５で示した回路と本質的に同じでありうる回路が取り付けられるとともに、可聴信号器またはビーパ４６と、LED４７のよな可視信号器を含み、さらにネック４４の中に延びていてネック４４と協力してソケットを定義する一対の接点用端子４８を備えた回路基板４５である。端子４８は、ケーブルを形成し、その他端がソケット５０に接続される導線４９の隣接する端部にそれぞれ接続される。
【００２９】
試験器アセンブリ４０は複数のプラグアダプタを含む。その３つが図示されており、それぞれ５１Ａ、５１Ｂおよび５１Ｃと記号表示されている。これらのアダプタ５１Ａ〜５１Ｃは、ヒューズ盤の異種サイズのヒューズ・ソケットにそれぞれ挿入される異種サイズのスペード形端子５３Ａ、５３Ｂおよび５３Ｃがそれぞれ備えられている。アダプタ５１Ａ〜５１Ｃの３つが示されているが、試験器アセンブリ４０を使おうと考える異種型式のヒューズ盤のコネクタ端子の数に依存して、任意の数を用意できることは理解されるであろう。プラグアダプタ５１Ａ〜５１Ｃのそれぞれは、ソケット５０に挿入されるようになっている一対の端子５４がその反対側の端部に備えられている。
【００３０】
試験器アセンブリ４０は、図３に関連して上で説明した遮断器モジュール２７と同様で、それぞれ異なる定格電流の複数の遮断器モジュール６０（１つが図示されている）を含む。遮断器モジュール６０には、何らかの適当な手段で一緒に固定されている２つの成形されたボデー・メンバ６２および６３を含むことができるボデーつまりハウジング６１がある。ボデー６１は、その一端に突出しているネック６４を有し、指定された電流容量の回路遮断器６６が取り付けられている適当な回路基板６５を収容する。遮断器モジュール６０は、ネック６４の中に配置され、遮断器モジュール６０のネック６４が主ハウジング４１のネック４４に挿入されると、主ハウジング４１の端子４８と結合されるようにした一対の端子６８を含む。試験器アセンブリ４０の融通性はますます高まり、複数の電流容量の異なる遮断器モジュールだけでなく、複数の異なるプラグアダプタも提供できるので、各種の異なる型式のヒューズのうちの任意の１つの代わりに試験器アセンブリ４０を回路に挿入できることが理解されるであろう。
【００３１】
図１３から図１７に示す電気システム試験器は、電気システムに印加されると電気システムを流れる負荷電流のパルスを発生する繰り返し率が速く継続時間の短いパルスを与える。繰り返し率が速く継続時間が短いパルスを発生すると、パルスのオン時間が短くなりシステムを流れる電流フローが少なくなる。オペレータは、ヒューズホルダを両端として一対の端子を接続し、溶断したか取り除いたヒューズの定格アンペア数をポテンショメータのダイヤルまたは他の基準レベル表示器で設定する。したがって、瞬間的に、かつ繰り返し回路を閉じて負荷電流を発生することは、以下に説明するように、端子間でスイッチを瞬間的に、かつ繰り返し閉じることによって、システム全体に流れる一連の電流パルスが送られることになる。
【００３２】
選択した電流レベルで、または選択した電流レベル以上でオンにすると調整可能で認知可能な警報が発生するので、回路に過剰電流が流れることを表示する。警報がオンにならない場合は、ヒューズが早い時期に溶断してしまったか、または短絡が間欠的か非再発的だった可能性がある。短絡が存在している場合、警報パルスがオン・オフして、ヒューズが流すことができる電流以上の電流が回路に流れていることを表示する。瞬間的な大電流パルスの時間中に短絡した配線の周囲に磁界が発生する。オペレータは、配線に沿って磁気センサを移動させて短絡を走査し、センサが電流フローの表示を停止した場所で短絡の位置を特定する。代替方法として、オペレータは、警報がパルス動作を停止するまで、配線を急速に「揺すって（jiggle）」もよい。
【００３３】
ポテンショメータまたは他の基準調整装置を手で操作して、溶断したか取り除いたヒューズの定格電流に従って電流パルスの振幅を調整する。警報器が停止するまでポテンショメータを上方向に調整することによって、回路の電流量（amount of current drawn by the circuit）が表示される。
【００３４】
図１１は、乗り物内の電気システムの図を示している。システム１１０には、負荷１１４で図示したライト、モータを用いた部品、さらに他のＤＣ構成部品のような各種の電気的負荷にDC電力を供給するバッテリ１１２によって付勢される複数の回路がある。一組のヒューズ１１６は、ヒューズ箱１１８の中に含まれ、ヒューズホルダに置かれ、取り外し可能な構造になっている。各ヒューズは、各自の対応する回路と直列になっており、その回路で流せる電流に合わせたアンペア数になっている。ヒューズの定格電流は、短絡回路が発生するか、回路の一部に大電流が流れたときに、過剰電流によって主構成部品が破壊する前に、ヒューズが動作するか溶断するようになっている。
【００３５】
図１２は、自動車の電気回路に使用される代表的なヒューズを示している。ヒューズ１３０には、チューブ１３８のような絶縁ケースの内部で保護されている抵抗素子１３２がある。高抵抗は高定格に対応し、低抵抗はヒューズの定格電流を低くするように、素子１３２の電気抵抗は、そのヒューズの定格電流を決定する。ヒューズの両端に接続される導電ヘッド（conductive heads）１３４および１３６は、図１１に示すようにヒューズホルダ１２０に置かれることによって、導電レセプタクルと接触する。
【００３６】
図１３を参照すると、試験器のハウジングと外部機能の例を示して、この電気試験器の外部構成が説明されている。ハウジング１８１は、電気試験器の外側表面に表示器用と、他の装置への接続用の各種端子を提供するとともに、この電気試験器の回路を保護する。LED用窓１８２と警報音出力１８６は、認知可能な診断用表示器になる。仕切１８４は、ハウジング１８１の表面の１つに位置しており、取り外し可能なバッテリの場所を用意して試験器が携帯型になることを可能にする。代替方法として、バッテリを使用していない場合に電力を供給するために、ACアダプタをACコンセント（outlet）１８５に接続してしてもよい。コネクタ・コンセント１８８は、試験器のコード１５４を差し込む端子であり、コード１５４は、プラグ・インサート（plug inserts）１５２を有する試験器の受電用差込プラグ（inlet plug）１５０に接続されている。鰐口クリップのような一対の取り外し可能な端子、または他の適切なコネクタが実装され、図１１で示したヒューズホルダ１２０を両端とするヒューズ回路に試験器の受電用差込プラグを接続する。ハウジング１８１は、試験に使う定格電流のスケールを表示するように印が付けられた電流スケール１９２を端から端まで掃引するダイヤル１９０をさらに含む。このダイヤルは、電流スケールから定格電流を選択して、自動車の回路を代表する電流に試験器を設定する。
【００３７】
電気システム試験器の回路図の例が図１４に示されている。この試験器は、図１１で示したヒューズホルダを両端として用いられる一対の入力端子２２０を含む。抵抗器R1は、普段は開いている電磁継電器２００の接点と直列に配線される。この接点を瞬間的に、かつ繰り返し閉じると、電力源から電気回路の入力端子とヒューズホルダを通って流れる継続時間の短い電流パルスが発生する。オームの法則に従って、抵抗器を通る電流フローによって決定される入力電圧は、R1の両端に生じる。
【００３８】
入力電圧は、ダイオードD1〜D4から成り電流制限抵抗器R2を通る正の電圧信号を供給する全波整流器２０２を介して試験器回路に印加される。この入力電圧は、入力端子の両端の一対の接点の接続方向に無関係である。つまり、全波整流器を使用すると、極性に従う必要なくヒューズホルダの両端の接点が接続されるので、試験処理の速度を上げることができる。全波整流器では、電流はどちらか一方向で２つのダイオードを流れる。たとえば、ゲルマニウム・ダイオードの場合、全電圧降下はほぼ0.6ボルトであり、これは各ダイオードの両端の電圧降下0.3ボルトの２倍である。
【００３９】
コンデンサC1は、整流器の両端に接続され、抵抗器R1を介して入力電圧パルスによって充電される。C1−R1の回路網は、低域通過濾波器の機能を果たし入力電圧を瞬間的に格納する。格納されたコンデンサC1の両端の電圧は、第１の演算増幅器と抵抗器R3〜R6を含む差動増幅器回路に与えられる。これらの抵抗器の値は、区間利得（stage gain）が「-1」となるように選択される。演算増幅器は、離散部品でもよいし、LM324のような１つのチップ上に数個の増幅器IC1のある集積回路の一部でもよい。この増幅器の出力は、回路内の共通バスに基準として取り込まれC1の両端の電圧と同期する負の電源レール「-V」に対して脈動（pulses）する。
【００４０】
差動増幅器からの出力は抵抗器R7を介して、第２の演算増幅器２０６から成る電圧比較器回路に接続される。溶断したか取り除いたヒューズの定格アンペア数を示す基準トリップ点（trip point reference）は、抵抗器R8〜R10から成る分圧回路によって与えられ、回路の共通点と負の電源レール「-V」との間に接続される。抵抗器R9は、ハウジングの正面パネルに搭載され、比較器のトリップ点を選択する調整可能な抵抗器またはポテンショメータである。図１３で示したダイヤル１９０は、スケール１９２で各種アンペア数の設定を選択するために演算増幅器２０４の負の入力上の抵抗器R9のシャフトに結合される。抵抗値を変更することは、オペレータが、溶断したか取り除いたヒューズの定格アンペア数のとおり試験器を調整することを容易にする。フィードバック抵抗器として演算増幅器２０６の両端に接続された抵抗器R11は、安定性のために比較器に対してヒステリシスを与える。コンデンサC5は、演算増幅器２０６の負の入力と負の電源との間に接続され、比較器の基準雑音を最小にする。
【００４１】
比較器からの出力は、コンピュータの出力が高い場合に警報器２０８を切り替えるために用いられる。この切り替えは、比較器の出力を抵抗器R12を介して駆動トランジスタQ1に結合し、警報器２０８を付勢することによって達成される。警報器は、図１３で示したように、可聴警報器１８６から出力される可聴警報音を発生する。警報器は、照明が点灯する表示器または人間が認知しうる何らかの信号を発生する装置でよい。一例として、警報音発生器MSR-320を用いて可聴警報音を発生してもよい。警報器は、コンデンサC1の両端の電圧が比較器の設定点の電圧よりも大きい状態が続く間オンになっている。この時間は、オペレータによる音声認識を可能にするため継電器の接点が閉じている時間よりもかなり長い。警報としての代表的なオン時間は、ほぼ100ミリ秒である。
【００４２】
図１４をさらに参照すると、脈動非安定発振器（pulsating astable oscillator）は、継電器２００の両端に制御パルスを発生する。継電器２００は瞬間的に、かつ繰り返して接点２２０の間の回路を閉じる。したがって、電力源からの電流パルスは、試験中の電気システムの中を通って発生する。この発振器は、演算増幅器２１０と抵抗器R13〜R16を組み込んでおり、その中のR14は、フィードバック用抵抗器として演算増幅器の両端に接続される。抵抗器R15およびR16は、演算増幅器２１０の両端に接続された安定用ダイオードD5およびD6の１つとそれぞれ直列になっている。抵抗器R15とダイオードD5は、出力電流パルスの継続時間を設定し、抵抗器R16とダイオードD6は、パルス列の繰り返し率を設定する。コンデンサC2は、演算増幅器２１０の負の入力と負の電源との間に接続される。
【００４３】
図１４に示すように、発振器の出力は、抵抗器R17を介してトランジスタQ2を駆動する。このトランジスタは、発振器の出力が、ほぼ10ミリ秒の間低い場合にはオンである。電気システム試験器について上で説明したように、オン状態のトランジスタQ2は、継電器２００の巻き線を付勢するので、ヒューズホルダを両端として配置された接点を閉じる。抵抗器R18、分流用トランジスタQ2は、演算増幅器の高出力が正の電源レール「+V」以下のほぼ1.5ボルトに低下すると、トランジスタQ2がオフに切り替わることを保証する。したがって、トランジスタQ2がオン・オフに切り替わり、オン状態の間、継電器２００の巻き線を付勢すると、瞬間的に、かつ繰り返して接点２２０を閉じる。それだけでなく、ダイオードD7が継電器２００の両端に配置されると、電流パルスが発生するときに継電器巻き線２００の両端に発生する誘導性雑音のスパイクを分流する。
【００４４】
演算増幅器２１０の出力は、さらに表示器装置を駆動して、電流パルスがオンである間の時間を試験器のオペレータに知らせる信号を送る。表示器装置は、発光ダイオード（LED）、可聴警報または何らかの認知可能な信号でよい。たとえば、図１４に示すように、LED２１２は、抵抗器R19を介して演算増幅器２１０の出力と負の電源との間に接続される。LED２１２は、発振器の出力がほぼ１秒間高い場合に発光し、電流パルスが発生することを表示する。LED２１２は、試験器ハウジングの箱１８１のLED用窓１８２の１つの下に搭載される。
【００４５】
ヒューズホルダの両端の接点を瞬間的に閉じて、電力源から電気システムを通って流れる電流パルスを発生することを制御するために、離散部品の代わりにマイクロプロセッサを用いることができる。かかるシステムの一例が、マイクロプロセッサを使用したシステム３００を示す図１５に説明されている。システム３００は、情報と命令の通信用としてマイクロプロセッサ３０２、メモリデバイス３０４およびI/Oポート３０６を含む。マイクロプロセッサ３０２は、図１１に示すように、ヒューズホルダの両端の回路を瞬間的に、かつ繰り返し閉じるために用いる所定の周波数とパルス幅の制御パルスを発生するようにプログラムされている。さらにこのプロセッサは、溶断したか取り除いたヒューズの定格電流によって設定される基準電流値と、試験中の電気回路の電流パルスの大きさを比較するようにプログラムされている。アナログ・デジタル（A/D）変換器３０８は、図１３に示すダイヤル１９０から設定する電流を受信し、マイクロプロセッサ３０２に対して電流のデジタル閾値を設定するゲートウェイである。それだけでなくA/D変換器３０８は、試験中の回路の電流レベルを受信して、回路の過剰電流に対応する電流パルスのデジタル測定値に変換する。電流パルスの測定値はI/Oポート３０６を介してマイクロプロセッサ３０２に送られる。
【００４６】
マイクロプロセッサは、試験中の回路からの電流パルスの測定値（readings）をヒューズの定格閾値と比較する。電気システムが閾値レベルより大きい電流を引き出していれば、信号３２０が発生して警報をオンに切り替え、その電気システムに対応するヒューズの定格以上の電流が流れていることを表示する。マイクロプロセッサは、オペレータがその信号を認知するのに十分長い時間中、警報をオンにしておくようにプログラムされている。この信号は、可聴信号、可視信号でよく、LEDまたはその双方でよい。図１４を参照して説明した表示器と同様な他の表示器は、マイクロプロセッサの出力によって起動される。図１５は、試験を実行するとともにマイクロプロセッサを用いたシステムをプログラムするためにI/Oポート３０６を介してマイクロプロセッサに接続されるディスプレイ装置３１０と入力装置３１２をさらに示している。
【００４７】
図１６(A)を参照すると、制御パルス４００は、溶断したか取り除いたヒューズ用ヒューズホルダの両端で瞬間的に、かつ繰り返して接点を閉じるパターンを表示する。パルスの繰り返し率は、１秒ごとに１回のオーダである。パルスは、幅が10〜20msになるように制御される。図１５のマイクロプロセッサと、図１４の回路の双方は、指定された周波数とパルス幅の範囲内で制御パルスを与えるようにプログラムされているか、設計されている。
【００４８】
図１６(B)は、制御パルス４００と同じ周波数であり、電力源から得られる試験中の電気回路の電流を表す電流パルス４５０を示している。電流レベル４７０は、図１３で示したハウジング１８０の正面にあるダイヤル１９０によって設定された、溶断したか取り除いたヒューズの定格電流を表す所定の基準電流値または閾値を表す。電流パルス４６０は、電力源から得られる電気回路の電流を示しているが、この電流は、短絡回路が存在するか回路の一部に過剰電流が流れているとき、閾値レベル４７０を超過することがありうる。比較器回路またはプログラムされたマイクロプロセッサを用いたシステムは、パルス４６０の振幅を電流の閾値レベル４７０と比較する。この試験器は、電気回路の電流が所定の基準電流を超過していることを検出すると、認知可能な警報を発生する。
【００４９】
磁気検出器は、電気回路の過剰電流が検出されたときに短絡の位置を特定するために用いられる。この検出器は、スイッチング動作を繰り返した結果として発生する瞬間的な大電流パルスの時間中、短絡した配線を取り巻く磁界を表示する。上部に導電ループが結合されているハウジング５０８を有するセンサ５００を示している図１７で、かかる磁気検出器の例を説明する。ポート５１０および５１２は、それぞれ大地と電源に対する接続を提供する。磁界の存在は、ストリップ・ゲージまたはディスプレイ用窓５０２の中に置かれる、たとえば、デジタル・ディスプレイなど、針５０４、または他の種類の表示器の振れによって示される。試験中の回路の配線に沿ってセンサを移動させることによって、センサが電流フローの表示を停止すると、短絡の位置が特定される。磁気センサは、個別ユニットでもよいし、開示した電気システム試験器の一体部分でもよい。他の修正は、試験器のハウジングに対して実施され、試験器と一体となった磁気センサ、または試験器に結合される取り外し可能な磁気センサを提供することができる。
【００５０】
図１３から図１５の電気システム試験器は、9ボルトのバッテリから電力を取り出し、電圧調整器は、負の電源レール「-V」と回路の共通点（circuit common）との間に安定化した5ボルトを供給する。代替電源装置を含めてもよいことは明らかである。特定の設計または構成に依存して、取り外し可能な電池セル、ACアダプタおよび他の電力源を試験器に追加してもよい。電源は、ACアダプタ接続用のポートの有無に関係なくバッテリのレセプタクルに挿入される取り外し可能なユニットでよい。
【００５１】
説明した電気システム試験器の電源ユニットは、特定の用途に依存して各種の構成になっていてもよい。たとえば、電源は、必要な電源を供給することができる各種型式のバッテリの形であってもよい。バッテリは、従来のアルカリ・バッテリ、高品質のリチウム・イオン・バッテリ、または特別注文によるバッテリ・セルでもよい。便利で繰り返し使用できるように、バッテリは再充電可能でもよい。かかる再充電可能なバッテリは、ニッケル・カドミウム（MiCd）バッテリまたはニッケル金属水素化物（Nickel Metal Hydride: NiMH）バッテリでもよい。しかし、必要な電力を出力することができる何らかの他の型式の再充電可能なバッテリを本電気システム試験器で用いることができることに注意すべきである。
【００５２】
開示した電気システム試験器の構造は、小型、ハンドヘルドかつ簡単になった装置を提供できるものであることが明らかである。試験器を各種の高さから繰り返し落してもそれに耐えるように、これらの試験器を衝撃を防止する金属でつくってもよい。
【００５３】
ここに説明した実施例は、バッテリ、交流電源など、任意の適切な電力源を含み、約13ボルト、約43ボルトなどの任意の適切な電圧を提供することができる。
【００５４】
ここに説明した実施例は、任意の所望のシステムまたはエンジンとともに用いられる。それらのシステムまたはエンジンは、ガソリン、天然ガス、プロパンなどの化石燃料と、バッテリ、発電機、太陽電池など、風力、またはそれらの複合体によって発電する電気とを利用する品目を含むことができる。これらのシステムまたはエンジンは、乗用車、貨物自動車、ボートや船舶、オートバイ、発電機、航空機などのような、他のシステムに組み込まれてもよい。
【００５５】
説明した図１３から図１５の試験器は、システムを流れる高周波の電流パルスを発生することによって、所定の基準電流値を超過する電流フローについてオペレータが電気システムを試験できるようにする。表示器は、基準電流値以上の電流レベルの存在を示す信号を出力する。次にオペレータは、各パルスの時間中、システムに送られる危険な高レベルの電流に電気システムを暴露することなく、短時間で回路の障害位置を決定する。
【００５６】
前述したことから、短絡または接地された回路を試験するために改善された試験装置が提供されていることが判る。すなわち、この試験器は、可視表示器および可聴表示器の双方を提供するとともに、試験するヒューズ付き回路のヒューズの代わりに異なる型式の各種ヒューズ盤に直接挿入されることができ、その一方、試験時間中は、効果的に過負荷を防止することができる。
【００５７】
特定の実施例を示して説明してきたが、本発明の広範囲な態様の試験方法の原理から逸脱することなく、変更や修正ができることは当業者には明らかであろう。前述の説明と添付の図面で定義された主題（matter）は、例を示して提案されたものにすぎず、限定事項として提案されたものではない。
（関連特許出願）
【００５８】
本願は、次に示す2002年5月24日出願と、2001年9月20日出願の同時係属米国仮出願２件の出願年月日に関する権利を主張するとともに、これらの出願を参照することによって、これらの開示を本願に組み入れることにする。
【特許文献１】米国仮特許出願第60/382,934号
【特許文献２】米国仮特許出願第60/323,384号
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】試験器の正面立面図である。
【図２】修正された試験器の図１と同様な図である。
【図３】試験器アセンブリの図１と同様な図である。
【図４】修正された試験器アセンブリの図３と同様な図である。
【図５】図１〜図４の試験器の回路の模式図である。
【図６】他の試験器アセンブリの平面図である。
【図７】遮断器モジュールと主装置に接続されたプラグアダプタの１つを備えた図５の試験器アセンブリの透視図である。
【図８】図７の試験器アセンブリを分解した透視図である。
【図９】図６の試験器アセンブリの一部を拡大し、分解した透視図である。
【図１０】図８の試験器アセンブリの一部を拡大し、さらに分解した他の透視図である。
【図１１】例示した実施例による乗り物の電気システムを描写した図である。
【図１２】乗り物の電気システムで用いられるヒューズの１種を示す図である。
【図１３】説明した電気システム試験器の他の形式のハウジングの一例を示す図である。
【図１４】図１３の電気試験器で用いられる回路図を示す図である。
【図１５】図１３の電気試験器とともに用いられるマイクロプロセッサを用いた他の電気試験器の一般的構成を示す図である。
【図１６】ヒューズホルダを両端として発生するパルスの波形と、試験中の回路によって発生する応答を示す図である。
【図１７】図１３の電気試験器とともに用いられる磁気電流トレーサの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０、１０Ａ  試験器
１１、２１、６１、１８０、１８１、５０８  ハウジング
１２  回路遮断装置
２０、２０Ａ、４０  試験器アセンブリ
３０  回路
１１０、３００  システム
１１６、１３０  ヒューズ
１２０  ヒューズホルダ
２００  電磁継電器
２０２  全波整流器
２０４、２０６、２１０  演算増幅器
２０８  警報器
３０２  マイクロプロセッサ
３０４  メモリデバイス
３０６  Ｉ／Ｏポート
３０８  アナログ・デジタル変換器
３１０  ディスプレイ
３１２  入力装置
３１６  入力電流
３１８  ポテンショメータ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【外国語明細書】
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