(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象体に接続された一対のプローブ間に直流電圧を印加すると共に、当該直流電圧の印加状態において当該一対のプローブに流れる漏れ電流の電流値と予め規定された閾値とに基づいて当該検査対象体の絶縁状態を検査する絶縁検査方法であって、
前記検査対象体の未接続状態において前記一対のプローブ間に前記直流電圧を印加したときの当該一対のプローブ間に存在している絶縁抵抗を介して流れる漏れ電流についての定常値を測定し、
前記一対のプローブ間に前記検査対象体を接続して前記絶縁状態の検査を実行する際に、前記直流電圧の印加状態での前記漏れ電流の前記電流値を測定しつつ当該測定された電流値から前記定常値を減算し、当該減算によって得られた電流値と前記閾値とに基づいて前記絶縁状態を検査する絶縁検査方法。
【請求項２】
前記絶縁状態の検査の非実行時に前記定常値の測定を定期的に実行する請求項１記載の絶縁検査方法。
【請求項３】
所定時間間隔で前記定常値の測定を実行する請求項２記載の絶縁検査方法。
【請求項４】
所定数の前記検査対象体に対する前記絶縁状態の検査が完了する都度、前記定常値の測定を実行する請求項１記載の絶縁検査方法。
【請求項５】
検査対象体に接続される一対のプローブと、
当該一対のプローブ間に直流電圧を印加する電源部と、
前記直流電圧の印加状態において前記一対のプローブに流れる漏れ電流の電流値を測定する電流測定部と、
前記測定された漏れ電流の電流値と予め規定された閾値とに基づいて前記検査対象体の絶縁状態を検査する処理部とを備えた絶縁検査装置であって、
前記処理部は、前記検査対象体の未接続状態において前記電源部から前記一対のプローブ間に前記直流電圧が印加されたときに前記電流測定部で測定される当該一対のプローブ間に存在している絶縁抵抗を介して流れる漏れ電流についての定常値を記憶する定常値記憶処理と、前記検査対象体の接続状態において前記電源部から前記一対のプローブ間に前記直流電圧が印加されたときに前記電流測定部に対して前記漏れ電流についての前記電流値を測定させつつ当該測定された電流値から前記定常値を減算すると共に、当該減算によって得られた電流値と前記閾値とに基づいて前記絶縁状態を検査する検査処理とを実行する絶縁検査装置。
【請求項６】
前記処理部は、電源投入直後の所定期間内に前記定常値記憶処理を実行する請求項５記載の絶縁検査装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記検査処理の非実行時に前記定常値記憶処理を定期的に実行する請求項５記載の絶縁検査装置。
【請求項８】
前記処理部は、所定時間間隔で前記定常値記憶処理を実行する請求項７記載の絶縁検査装置。
【請求項９】
前記処理部は、所定数の前記検査対象体に対する前記検査処理が完了する都度、前記定常値記憶処理を実行する請求項５記載の絶縁検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象体に直流電圧を印加したときに流れる漏れ電流の電流値に基づいてこの検査対象体の絶縁状態を検査する絶縁検査方法および絶縁検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の絶縁検査装置として本願出願人は、絶縁検査を行う回路基板検査装置を下記の特許文献１において提案している。この絶縁検査装置は、検査対象としての一対の導体パターンの絶縁検査を行うものであって、一対の導体パターン間に検査電圧を印加する一対の検査用プローブと、複数の入力レンジを備えて切替制御された各入力レンジ毎の変換率で検査用プローブ間の電流を電圧変換するレンジ回路と、入力レンジを大電流用の入力レンジから小電流用の入力レンジに切替制御する制御回路と、一対の導体パターン間の絶縁抵抗値を演算する演算回路とを備えている。この絶縁検査装置では、制御回路が、各入力レンジの定格電流範囲内の下限値よりも低電流の基準値に達した時点で入力レンジを切替制御する。このため、電流が各入力レンジの定格電流範囲内の下限値に達した時点で入力レンジを切替制御する従来の絶縁検査装置と比較して、一対の導体パターン間の容量がより大電流の電流で、かつより長時間充電される。したがって、従来の絶縁検査装置における電流特性と比較して、その容量が素早く充電されるため、より短時間で絶縁抵抗値を演算可能な状態に到達する。この結果、この絶縁検査装置によれば、一対の導体パターンに対する絶縁検査をより短時間で、かつ精度良く行うことが可能となっている。
【特許文献１】特開２００１−９１５６２号公報（第４−５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の絶縁検査装置は、複数の入力レンジを備えたレンジ回路を有して構成されている。しかしながら、このような入力レンジの切り替えを行うためのレンジ回路を備えていない絶縁検査装置、つまり入力レンジが１つに固定されている絶縁検査装置もあり、このような絶縁検査装置においても、絶縁検査を短縮したいという要請も多く存在している。また、上記した従来の絶縁検査装置（複数の入力レンジを備えた検査装置）においても、入力レンジの切替制御によって絶縁抵抗値の測定に適した低電流用入力レンジに達した以後は、電流値が小さくなるため、この部分でのさらなる時間短縮を行うことが望ましい。
【０００４】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、検査対象体の絶縁状態を短時間で検査し得る絶縁検査方法および絶縁検査装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成すべく請求項１記載の絶縁検査方法は、検査対象体に接続された一対のプローブ間に直流電圧を印加すると共に、当該直流電圧の印加状態において当該一対のプローブに流れる漏れ電流の電流値と予め規定された閾値とに基づいて当該検査対象体の絶縁状態を検査する絶縁検査方法であって、前記検査対象体の未接続状態において前記一対のプローブ間に前記直流電圧を印加したときの当該一対のプローブ間に存在している絶縁抵抗を介して流れる漏れ電流についての定常値を測定し、前記一対のプローブ間に前記検査対象体を接続して前記絶縁状態の検査を実行する際に、前記直流電圧の印加状態での前記漏れ電流の前記電流値を測定しつつ当該測定された電流値から前記定常値を減算し、当該減算によって得られた電流値と前記閾値とに基づいて前記絶縁状態を検査する。
【０００６】
また、請求項２記載の絶縁検査方法は、請求項１記載の絶縁検査方法において、前記絶縁状態の検査の非実行時に前記定常値の測定を定期的に実行する。
【０００７】
また、請求項３記載の絶縁検査方法は、請求項２記載の絶縁検査方法において、所定時間間隔で前記定常値の測定を実行する。
【０００８】
また、請求項４記載の絶縁検査方法は、請求項１記載の絶縁検査方法において、所定数の前記検査対象体に対する前記絶縁状態の検査が完了する都度、前記定常値の測定を実行する。
【０００９】
また、請求項５記載の絶縁検査装置は、検査対象体に接続される一対のプローブと、当該一対のプローブ間に直流電圧を印加する電源部と、前記直流電圧の印加状態において前記一対のプローブに流れる漏れ電流の電流値を測定する電流測定部と、前記測定された漏れ電流の電流値と予め規定された閾値とに基づいて前記検査対象体の絶縁状態を検査する処理部とを備えた絶縁検査装置であって、前記処理部は、前記検査対象体の未接続状態において前記電源部から前記一対のプローブ間に前記直流電圧が印加されたときに前記電流測定部で測定される当該一対のプローブ間に存在している絶縁抵抗を介して流れる漏れ電流についての定常値を記憶する定常値記憶処理と、前記検査対象体の接続状態において前記電源部から前記一対のプローブ間に前記直流電圧が印加されたときに前記電流測定部に対して前記漏れ電流についての前記電流値を測定させつつ当該測定された電流値から前記定常値を減算すると共に、当該減算によって得られた電流値と前記閾値とに基づいて前記絶縁状態を検査する検査処理とを実行する。
【００１０】
また、請求項６記載の絶縁検査装置は、請求項５記載の絶縁検査装置において、前記処理部は、電源投入直後の所定期間内に前記定常値記憶処理を実行する。
【００１１】
また、請求項７記載の絶縁検査装置は、請求項５記載の絶縁検査装置において、前記処理部は、前記検査処理の非実行時に前記定常値記憶処理を定期的に実行する。
【００１２】
また、請求項８記載の絶縁検査装置は、請求項７記載の絶縁検査装置において、前記処理部は、所定時間間隔で前記定常値記憶処理を実行する。
【００１３】
また、請求項９記載の絶縁検査装置は、請求項５記載の絶縁検査装置において、前記処理部は、所定数の前記検査対象体に対する前記検査処理が完了する都度、前記定常値記憶処理を実行する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の絶縁検査方法および請求項５記載の絶縁検査装置では、検査対象体の未接続状態において一対のプローブ間に直流電圧が印加されたときに一対のプローブ間に存在している絶縁抵抗を介してプローブに流れる漏れ電流の定常値を測定し、一対のプローブ間に検査対象体を接続して絶縁状態の検査を実行する際に、直流電圧の印加状態での漏れ電流の電流値を測定しつつこの電流値から定常値を減算し、減算によって得られた電流値と閾値とを比較して、検査対象体（各プローブ間）の絶縁状態（絶縁の良否）を検査する。したがって、この絶縁検査方法および絶縁検査装置によれば、定常値を予め測定しておくことにより、検査対象体に絶縁不良が発生していないときには、定常値を減算した分だけ漏れ電流が閾値に早く達するため、検査対象体の絶縁状態が良好であることを一層短時間に検査することができる。
【００１５】
請求項２，３，４記載の絶縁検査方法および請求項７，８，９記載の絶縁検査装置によれば、検査対象体に対する絶縁状態の検査の非実行時に定常値の測定および記憶を定期的に（例えば、絶縁状態の各検査の間で１回または複数回）実行したり、また所定時間間隔で定常値の測定および記憶を実行したり、また所定数の検査対象体に対する検査処理が完了する都度、定常値の測定および記憶を実行したりすることにより、湿度などの周囲環境によって変化しやすい定常値について、刻々変化する周囲環境に対応させて記憶させることができるため、定常値を用いた絶縁検査の精度を一層向上させることができる。
【００１６】
請求項６記載の絶縁検査装置によれば、電源投入直後の所定期間内に処理部が定常値記憶処理を実行することにより、湿度などの周囲環境によって変化しやすい定常値について、実際に絶縁検査処理を行うときの周囲環境に対応させて記憶部に記憶させることができる。このため、検査時間の短縮と共に絶縁検査の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る絶縁検査方法および絶縁検査装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１８】
最初に、本発明に係る絶縁検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図１に示す絶縁検査装置１は、一対のプローブ２ａ，２ｂ、電源部３、本発明における電流測定部としての電流計４、処理部５、記憶部６、出力部７および操作部８を備え、検査対象体に対する絶縁検査を実行可能に構成されている。一対のプローブ２ａ，２ｂのうちの一方のプローブ２ａは電源部３の出力端子（図示せず）に接続され、他方のプローブ２ｂは電流計４に接続されている。また、各プローブ２ａ，２ｂは検査対象体に接触可能に構成されている。なお、同図において符号Ｃｓを付した静電容量は各プローブ２ａ，２ｂ間の浮遊容量（検査対象体が未接続の状態での静電容量。一例として約１００ｎＦ）を示し、符号Ｒｐを付した抵抗は各プローブ２ａ，２ｂ間の絶縁抵抗（検査対象体が未接続の状態での絶縁抵抗。一例として約１ＧΩ）を示している。電源部３は、処理部５によって制御されて、所定の直流電圧Ｖ１（グランド電位を基準とした電圧。一例として１００Ｖ）をその出力端子（図示せず）から出力する。なお、同図において符号３ａを付した抵抗は、電源部３の出力抵抗を示している。
【００２０】
電流計４は、図１に示すように、プローブ２ｂとグランドとの間に介装されている。また、電流計４は、一対のプローブ２ａ，２ｂ間に流れる漏れ電流ＩＬの電流値を所定のサンプリング周期で測定すると共に、測定の都度、測定した電流値を示すデータＤｉを出力する。処理部５は、一例としてＣＰＵで構成されて、検査対象体に対する絶縁検査処理を実行する。記憶部６は、半導体メモリで構成されて、絶縁検査処理の実行の際に処理部５で測定した定常値ＩＬ０を記憶する。また、記憶部６には、絶縁検査のための閾値ＩＬｔｈが予め記憶されている。出力部７は、一例として表示装置で構成されて、処理部５が実行した絶縁検査処理の結果を表示する。操作部８は、処理部５に対する動作指示を入力する機能を備えている。
【００２１】
次に、絶縁検査装置１の動作と共に、絶縁検査処理について説明する。なお、回路基板に形成された２つの配線パターンを検査対象体として、この両配線パターン間の絶縁状態を検査する例を挙げて説明する。また、絶縁抵抗Ｒｘが１００ＭΩ以上のときに配線パターン１１ａ，１１ｂ間の絶縁が良好であると判別するため、閾値ＩＬｔｈ（＝１μＡ（＝１００Ｖ／１００ＭΩ））が予め記憶されている。
【００２２】
この絶縁検査処理では、まず、各プローブ２ａ，２ｂを配線パターン１１ａ，１１ｂに接続する前（未接続状態のとき）に、絶縁検査装置１を作動させて、操作部８から処理部５に対して定常値記憶処理を実行する旨の動作指示を入力する。本例では一例として、絶縁検査装置１の電源投入後のウォームアップ期間（電源投入直後の所定期間）に動作指示を入力して、処理部５に定常値記憶処理を実行させる。この定常値記憶処理では、最初に、処理部５は、電源部３に対する制御を実行して、電源部３から直流電圧Ｖ１をステップ状に出力させる。この直流電圧Ｖ１はプローブ２ａ，２ｂ間に印加され、これにより、漏れ電流ＩＬが各プローブ２ａ，２ｂおよび電流計４を介してグランドに流れる。この場合、漏れ電流ＩＬは、電源部３の出力抵抗３ａおよび各プローブ２ａ，２ｂ間に存在している浮遊容量Ｃｓを介してグランドに流れる漏れ電流ＩＬＣと、この出力抵抗３ａおよび各プローブ２ａ，２ｂ間に存在している絶縁抵抗Ｒｐを介してグランドに流れる漏れ電流ＩＬＲｐ（一定）との合成電流となる。具体的には、この漏れ電流ＩＬの波形は、図２において破線で示すような過渡応答波形（すなわち、直流電圧Ｖ１の印加直後に電流値が一旦大きくなり、その後は浮遊容量Ｃｓへの充電が進むにつれて（時間の経過に伴い）電流値が次第に低下し、浮遊容量Ｃｓの充電が完了した時点（直流電圧Ｖ１の印加からの経過時間が時間ｔ１となった時点）で漏れ電流ＩＬＲｐ（＝０．１μＡ（＝１００Ｖ／１ＧΩ）のみとなる波形）となる。
【００２３】
電流計４は漏れ電流ＩＬを所定のサンプリング周期で測定して、その電流値を示すデータＤｉを出力している。処理部５は、このデータＤｉを入力して、漏れ電流ＩＬの電流値を検出しつつ、ほぼ一定になったとき（漏れ電流ＩＬＲｐのみとなったとき）の電流値を定常的に流れる電流値である定常値ＩＬ０として記憶部６に記憶させる。最後に、処理部５は、電源部３に対する制御を行い、直流電圧Ｖ１の出力を停止させる。これにより、定常値記憶処理が完了する。これにより、絶縁検査装置１の起動の度に、起動時の周囲環境に対応した定常値ＩＬ０が記憶部６に記憶される。
【００２４】
次いで、プローブ２ａが配線パターン１１ａに接続され、かつプローブ２ｂが配線パターン１１ｂに接続された状態（接続状態）において、操作部８から処理部５に対して検査処理を実行する旨の動作指示を入力する。この検査処理では、処理部５は、電源部３に対する制御を再度実行して、直流電圧Ｖ１をステップ状に出力させる。この直流電圧Ｖ１はプローブ２ａ，２ｂ間と配線パターン１１ａ，１１ｂ間とに印加され、これにより、漏れ電流ＩＬが、各プローブ２ａ，２ｂ、配線パターン１１ａ，１１ｂおよび電流計４を介してグランドに流れる。この場合、漏れ電流ＩＬは、浮遊容量Ｃｓを介してグランドに流れる上記の漏れ電流ＩＬＣと、絶縁抵抗Ｒｐを介してグランドに流れる上記の漏れ電流ＩＬＲｐ（一定）と、出力抵抗３ａおよび各配線パターン１１ａ，１１ｂ間の絶縁抵抗Ｒｘを介してグランドに流れる漏れ電流ＩＬＲｘ（一定：（＝０．２μＡ（＝１００Ｖ／５００ＭΩ）））との合成電流となる。具体的には、漏れ電流ＩＬの波形は、図２において実線で示すような過渡応答波形（すなわち、直流電圧Ｖ１の印加直後に電流値が一旦大きくなり、その後は浮遊容量Ｃｓへの充電が進むにつれて（時間の経過に伴い）電流値が次第に低下し、浮遊容量Ｃｓの充電が完了した時点（時間ｔ１）で漏れ電流ＩＬＲｐおよび漏れ電流ＩＬＲｘの合成電流（一定）のみとなる波形）となる。なお、実際には配線パターン１１ａ，１１ｂ間にも若干の浮遊容量が存在するが、プローブ２ａ，２ｂよりも配線パターン１１ａ，１１ｂは十分に短いため、この浮遊容量はプローブ２ａ，２ｂ間の浮遊容量Ｃｓと比較して極めて小さい。このため、配線パターン１１ａ，１１ｂ間の浮遊容量については、発明の理解を容易にするために考慮しないものとする。
【００２５】
処理部５は、電流計４から出力されるデータＤｉを入力して漏れ電流ＩＬの電流値を検出する都度、その電流値から記憶部６に記憶されている定常値ＩＬ０を減算すると共に、減算後の電流値と記憶部６に記憶されている閾値ＩＬｔｈ（１μＡ）との比較を実行する。この比較の結果、減算後の電流値が閾値ＩＬｔｈ以下となったときには、処理部５は、配線パターン１１ａ，１１ｂ間の絶縁が十分なレベルにある（絶縁不良が発生していない）と判別する。この場合、図３に示すように、定常値ＩＬ０を減算しない漏れ電流ＩＬの波形が閾値ＩＬｔｈ以下となる時間ｔ２よりも、定常値ＩＬ０を減算した漏れ電流ＩＬの波形が閾値ＩＬｔｈ以下となる時間ｔ３の方が早く到来するため、定常値ＩＬ０を減算した漏れ電流ＩＬの波形と閾値ＩＬｔｈとを比較する方法の方が、漏れ電流ＩＬの波形が閾値ＩＬｔｈ以下となったか否かを早く判別することができる。したがって、配線パターン１１ａ，１１ｂに対する検査処理の時間が短縮される。
【００２６】
一方、配線パターン１１ａ，１１ｂ間に絶縁不良が発生している場合には、漏れ電流ＩＬの電流値が増加しているため、時間ｔ３に達したときでも、定常値ＩＬ０を減算した漏れ電流ＩＬの波形が閾値ＩＬｔｈ以下とならない状況が生じる。このため、この検査処理では、定常値ＩＬ０を減算した漏れ電流ＩＬの波形が時間ｔ３に達しても閾値ＩＬｔｈよりも大きいときには、処理部５は、配線パターン１１ａ，１１ｂ間に絶縁不良が発生していると判別する。処理部５は、検査処理での結果を記憶部６に記憶させる。これにより、検査処理が完了する。最後に、処理部５は、記憶部６に記憶されている検査処理での結果を出力部７に出力させる。これにより、絶縁検査処理が完了する。
【００２７】
また、一旦、定常値ＩＬ０を測定した後においては、この定常値ＩＬ０を使用することにより、定常値記憶処理を再度実行することなく、検査処理を繰り返すことができる。したがって、時間を要する定常値記憶処理を不要にできる分だけ、さらなる時間短縮を図ることができる。
【００２８】
このように、この絶縁検査処理および絶縁検査装置１では、処理部５が、配線パターン１１ａ，１１ｂの未接続状態において各プローブ２ａ，２ｂ間に直流電圧Ｖ１が印加されたときに電流計４で測定される絶縁抵抗Ｒｐを介してグランドに流れる漏れ電流ＩＬ（漏れ電流ＩＬＲｐ）の定常値ＩＬ０を測定し、配線パターン１１ａ，１１ｂの接続状態において各プローブ２ａ，２ｂ間に直流電圧Ｖ１が印加されたときに電流計４で測定される漏れ電流ＩＬから定常値ＩＬ０を減算すると共に、減算によって得られた電流値と閾値ＩＬｔｈとを比較して、プローブ２ａ，２ｂ間の絶縁の良否を検査する。したがって、この絶縁検査処理および絶縁検査装置１によれば、定常値ＩＬ０を予め測定して記憶しておくことにより、配線パターン１１ａ，１１ｂ間に絶縁不良が発生していないときには、定常値ＩＬ０を減算した分だけ漏れ電流ＩＬが閾値ＩＬｔｈに早く達するため、配線パターン１１ａ，１１ｂ間の絶縁状態が良好であることを一層短時間に検査することができる。
【００２９】
また、この絶縁検査装置１によれば、絶縁検査装置１の電源投入後のウォームアップ期間（電源投入直後の所定期間）に処理部５が定常値記憶処理を実行することにより、湿度などの周囲環境によって変化しやすい定常値ＩＬ０について、絶縁検査装置１の起動の度に、起動時の周囲環境に対応した新たな定常値ＩＬ０を記憶部６に記憶させることができるため、この定常値ＩＬ０を用いて絶縁検査の精度を向上させることができる。
【００３０】
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、複数（３以上）のプローブを備えた治具式の絶縁検査装置（複数の検査対象体に対応して複数のプローブを備えて、複数の検査対象体に対する絶縁検査処理を連続して実行する絶縁検査装置）に適用できるのは勿論である。また、検査対象体として回路基板に形成された配線パターン１１ａ，１１ｂを例に挙げて説明したが、検査対象体はこれに限らず、様々なものについての絶縁抵抗を検査することができる。また、定常値記憶処理の実行について、電源投入後のウォームアップ期間に実行する例について上記したが、これに限定されず、絶縁検査装置１が回路基板に対する検査処理を行っていない期間（本発明における検査の非実行時。例えば、回路基板が絶縁検査装置１に搬送されて来るまでの空き時間や、検査処理と検査処理との合間）において定期的に実行（１回以上の処理の実行や所定時間間隔での実行）したり、所定数の回路基板に対する検査が完了する都度実行したり、先の定常値記憶処理の実行から所定時間が経過する都度（または、予め決められた時刻が到来する都度）実行したりすることもできる。これにより、湿度などの周囲環境によって変化しやすい定常値ＩＬ０について、刻々変化する周囲環境に対応させて記憶部６に記憶させることができるため、定常値ＩＬ０を用いた絶縁検査の精度を一層向上させることができる。
【００３１】
また、操作部８から処理部５に対して動作指示を入力する構成について上記したが、処理部５が、電源投入直後のウォームアップ期間であるか否か、または回路基板に対する絶縁検査処理の空き時間であるか否か、または所定数の回路基板に対する検査が完了したか否か、または先の定常値記憶処理の実行から所定時間が経過したか否かを判別して、定常値記憶処理を自動的に実行する構成を採用することもできる。この構成によれば、湿度などの周囲環境によって変化しやすい定常値ＩＬ０について、記憶部６の記憶内容を周囲環境の変化に対応させて自動的に更新することができるため、絶縁検査処理の精度を確実に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】絶縁検査装置１の構成を示す構成図である。
【図２】各プローブ２ａ，２ｂ間に流れる漏れ電流ＩＬの波形図である。
【図３】漏れ電流ＩＬの時間ｔ２付近での拡大波形図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  絶縁検査装置
２ａ，２ｂ  プローブ
３  電源部
４  電流計
５  処理部
６  記憶部
１１ａ，１１ｂ  配線パターン
ＩＬ  漏れ電流
ＩＬ０  定常値
Ｒｘ  絶縁抵抗
Ｖ１  直流電圧
【図１】
0005215004.tif 000002
【図２】
0005215004.tif 000003
【図３】
0005215004.tif 000004