JP2016121922A - シールドケーブルのシールド劣化検査システム及びその検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シールドケーブルのシールド劣化の正確且つ簡便な非破壊検査を提供することを目的とする。
【解決手段】シールド劣化検査システム１００は、シールドケーブル１０の編組シールド（編組線層）１０ｃに電流を流すための電流供給ユニット１と、編組シールド１０ｃを流れる電流により形成された磁界を、絶縁シース１０ｄの外側において検出する走査プローブ（磁界検出具）２と、走査プローブ２により検出される磁界に基づいて編組シールド１０ｃの劣化を判定する判定装置（判定器）４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、シールドケーブルのシールドの劣化を検査する装置及びその検査方法に関する。

一般に、産業用ロボット等の信号線には、ＥＭＣ対策上、シールドケーブルが使用される。シールドケーブルは、絶縁被覆された芯線と、芯線を被覆するように複数の導電性の素線が編組されてなる編組シールドと、編組シールドを被覆する絶縁シースとを有する構造を有している。

編組シールドは、長期に渡るケーブルの屈曲動作により損傷する。例えばシールド層の劣化により、編組シールドを構成する素線が切れ、切れた素線が芯線に接触して地絡等のトラブルを引き起こしてしまう。このため、定期的にシールドケーブルのメンテナンスが必要になる。

従来、シールドケーブルのメンテナンスでは、編組シールドの状態はケーブルの外観からは判断できないため、抵抗値変化を測定することにより芯線の劣化を検出する方法とするか、または、ケーブルの使用時間から劣化を推測していた。

しかし、上記従来の編組シールドの劣化検査では、編組シールドが部分的に劣化している状況を正確に検査することはできなかった。

そこで、本発明は、シールドケーブルのシールド劣化を非破壊で正確に検査することを目的とする。

本発明の一態様に係る、シールド劣化検査システムは、絶縁被覆された芯線と、前記芯線を被覆するように複数の導電性素線が編組されてなる編組線層と、前記編組線層を被覆する絶縁シースとを有するシールドケーブルのシールドの劣化を検査するシステムであって、前記編組線層に電流を流すための電流供給ユニットと、前記編組線層を流れる電流により形成された磁界を、前記絶縁シースの外側において検出する磁界検出具と、前記磁界検出具により検出される磁界に基づいてシールドの劣化を判定する判定器と、を備えるものである。

上記構成によれば、編組線層に流れる電流により磁界が形成される。一方、編組線層の編み目が均一であると当該磁界は均一であるが、編組線層の劣化により編み目が不均一になると当該磁界が不均一になる。詳しく説明すると、編組線層の編み目が均一であると、電流が編組線層を巨視的に軸方向に流れるので、当該軸方向に流れる電流の全体によって編組線層の周方向に均一な磁界が形成される。しかし、編組線層の編み目が不均一であって、そのために編組線層に局所的に周囲より大きな空隙が存在すると、電流が当該空隙を迂回して流れるので、当該迂回電流によって当該空隙に局所的な磁界が形成される。そこで、磁界検出具を絶縁シースに沿って走査させて編組線層の電流による磁界を検出し、検出した磁界が所定の程度不均一であるか否かによってシールドが劣化しているか否かを判定することができる。これにより、顧客設備のシールドケーブルの劣化を非破壊で正確に検査することができる。

前記磁界検出具は、前記磁界を検出する磁界検出部と、前記シールドケーブルの外周面の曲率に応じた曲率の円柱状又は部分円柱状の凹部を有するガイド部とを備えてもよい。

上記構成によれば、ガイド部の凹部にシールドケーブルが嵌まるようにして磁界検出具をシールドケーブルの外周面に沿って移動させることにより、シールドケーブル内部の編組線層と磁界検出部との距離を一定に保ちながらシールドケーブルの外周面を走査できるので、編組線層の電流により形成される磁界の不均一性を精度よく検出することができる。

前記電流供給ユニットは、前記編組線層の一方と前記芯線の一方との間に電圧を加えることにより当該編組線層の一方から他方へ、当該編組線層の他方から前記芯線の他方へ、当該芯線の他方から一方へ電流を流すように構成されていてもよい。

上記構成によれば、電流供給ユニットが、編組線層と芯線との間の電圧により編組線層及び芯線の一方から他方に電流を流す。芯線と編組線層とは同軸状であり、且つ、編組線層に流れる電流と芯線に流れる電流とは、巨視的に、互いに同じ大きさで且つ逆方向に流れるので、各々によりシールドケーブルの外部に形成される磁界は巨視的に相殺される。従って、電流を編組線層に供給しても、編組線層の編み目が均一である場合にはシールドケーブルの外部にほぼ磁界が存在しない状態になるので、編組線層の電流により形成される磁界の不均一性をより精度よく検出することができる。

前記電流供給ユニットは、前記シールドケーブルの一方の端部における前記芯線及び前記編組線層にそれぞれ電気的に接続される第１コネクタ及び第２コネクタと、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタを通じて前記電流を流す交流電源とを備え、前記第２コネクタは、前記シールドケーブルの前記一方の端部における絶縁シースの外周面に配置される金属箔状の電極であって、当該電極と前記編組線との間の静電容量により当該編組線層に電気的に接続されてもよい。

上記構成によれば、シールドケーブルの編組線層に簡易な構成で交流電流を供給することができる。

前記シールド劣化検査システムにおいて、前記交流電流が高周波電流であり、前記シールドケーブルの他方の端部において、前記編組線層の端部と前記芯線の端部とを接続する終端抵抗を更に備えてもよい。

上記構成によれば、編組線層と芯線とにより伝送される高周波がシールドケーブルの前記他方の端部で反射されることが抑制されるので、シールドケーブルの長さ方向に一様な高周波電流を流すことができる。

前記シールド劣化検査システムにおいて、高周波電流の周波数は、ケーブルの高周波減衰特性に応じたものとするのがよい。高周波電流の周波数が高い場合、終端抵抗の抵抗値は、前記シールドケーブルの特性インピーダンスに合わせた値とし、終端抵抗の抵抗値が特性インピーダンスと異なる場合、高周波電流の周波数を低くするのがよい。

上記構成によれば、ケーブルの特性に応じた適切な交流電流をシールドに注入することができる。例えば高周波信号伝送用ではないケーブルで、特性インピーダンス２０Ωの場合、交流信号の周波数は４ＭＨｚ、終端抵抗値は特性インピーダンスと同じ２０Ωである。

前記判定器は、前記磁界検出具により検出される磁界の強度を、予め設定された判定閾値と比較して、シールドが劣化したか否かを判定してもよい。

上記構成によれば、好適にシールド劣化を判定できる。

前記シールド劣化検査システムにおいて、前記磁界検出具により検出した磁界の強弱を音声信号に変換して外部に出力する音声出力装置を更に備えてもよい。

上記構成によれば、磁界変化が音声信号として出力されるので、シールド劣化を探傷し易くなる。また、劣化判定時に劣化を通知するための音声信号を出力してもよい。作業者は劣化判定を瞬時に知ることができる。

本発明のその他の態様に係る、シールド劣化検査方法は、絶縁被覆された芯線と、前記芯線を被覆するように複数の導電性素線が編組されてなる編組線層と、前記編組線層を被覆する絶縁シースとを有するシールドケーブルのシールドの劣化を検査する方法であって、前記編組線層に電流を流すことと、前記編組線層を流れる電流により形成された磁界を、前記絶縁シースの外側において検出することと、前記検出される磁界に基づいてシールドの劣化を判定することと、を含むものである。

本発明によれば、シールドケーブルのシールド劣化を非破壊で正確に検査することができる。

本発明の検査対象であるシールドケーブルの一例を示す断面図である。 実施形態に係るシールド劣化検査システムの概略的な構成を示す模式図である。 図１の走査プローブの構成を示す図である。 図１の本体装置の信号処理回路の構成を示すブロック図である。 図２のシールドケーブルに高周波電流を注入したときの等価回路である。 図１のシールドケーブルのシールドの劣化により形成される磁界を示した模式図である。 図１のシステムを検証実験の測定結果を示す表である。 シールド劣化検査の手順を示すフローチャートである。 シールドケーブルの適用例を示した図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。

（実施形態）
図１（ａ）は本発明の検査対象であるシールドケーブルの一例を示す断面図である。図１（ａ）に示すように、シールドケーブル１０は、絶縁層１０ｂにより被覆された芯線１０ａと、芯線１０ａを被覆する編組シールド（編組線層）１０ｃと、編組シールド１０ｃを被覆する絶縁シース１０ｄとを有する。ここではシールドケーブル１０は、４本の芯線１０ａを有するが、芯線１０ａの本数は任意である。また、シールドケーブル１０は、ツイストペアケーブルでもよい。

図１（ｂ）は、編組シールド１０ｃを模式的に示す平面図である。図１（ｂ）に示すように、編組シールド１０ｃは、複数の導電性素線が層状（正確にはチューブ状）に編組されてなる。編組シールド１０ｃは、複数の導電性素線と複数の絶縁性素線が混ぜ合わされた構造でもよいし、編組線層と別の導電層を重ねた複層構造でもよい。本実施形態ではシールドケーブル１０の特性インピーダンスは、例えば、２０Ωである。シールドケーブル１０は、種々の装置に組み込んで使用される。図９は、シールドケーブル１０の適用例を示した模式図である。シールドケーブル１０は、例えば、図９に示すような産業用のロボットシステムにおいて、多関節ロボット５０とロボットコントローラ５１とを結ぶ信号線として使用される。シールドケーブル１０は、ロボット５０の可動部である複数の大小の関節５０ａに沿って配線される。

図２は、シールドケーブル１０のシールドの劣化を検査するシールド劣化検査システム１００の概略的な構成を示す模式図である。図２に示すように、シールド劣化検査システム１００は、シールドケーブル１０の編組シールド１０ｃに電流を流すための電流供給ユニット１と、シールドケーブル１０を検査するための走査プローブ（磁界検出具）２と、システムの本体である本体装置３と、シールド劣化を判定する判定装置（判定器）４と、シールドケーブル１０の終端部に接続される第３コネクタ５と、音声を出力するスピーカ６を備える。

電流供給ユニット１は、電流注入回路１ａと、シールドケーブル１０の芯線１０ａに電気的に接続される第１コネクタ１ｂと、シールドケーブル１０の編組シールド１０ｃに電気的に接続される第２コネクタ１ｃとを含む。電流注入回路１ａは、第１コネクタ１ｂ及び第２コネクタ１ｃの一方から他方に交流電流を流す交流電源である。本実施形態では、電流注入回路１ａは、昇圧トランス、コモンドチョークコイルを内蔵し、第１コネクタ１ｂ及び第２コネクタ１ｃに高周波電流を供給するように構成される。

第１コネクタ１ｂは、シールドケーブル１０の一方の端部（始端部）における芯線１０ａに接続される。第１コネクタ１ｂはシールドケーブル１０の４本の芯線１０ａ全てをまとめて電気的に接続する。この第１コネクタ１ｂは、シールドケーブル１０の種類に応じて適宜選択される。

第２コネクタ１ｃは、シールドケーブル１０の一方の端部における絶縁シース１０ｄの外周面に配置される金属箔状の電極である。ここではテープ状の銅箔が絶縁シース１０ｄの外周面に巻き付けられている。絶縁シース１０ｄ表面の第２コネクタ１ｃの電極に、電流注入回路１ａから交流電流が供給された場合、この電極と編組シールド１０ｃとの間の静電容量を介してこの電極と編組シールド１０ｃが電気的に接続される。このようにして、本実施形態では、第２コネクタ１ｃは、シールドケーブル１０の一方の端部における編組シールド１０ｃに電気的に接続される。これにより、シールドケーブル１０の編組シールド１０ｃに簡易な構成で交流電流を供給することができる。

走査プローブ２は、編組シールド１０ｃを流れる電流により形成された磁界を、絶縁シース１０ｄの外側において検出するように構成される。

本体装置３は、高周波（高周波電流）の発生機能を有する高周波電源回路３ａ及び走査プローブ２から出力される磁界検出信号の処理機能を有する磁界検出信号処理回路（以下、単に信号処理回路という）３ｂを含む。ここで高周波電流の周波数は、シールドケーブル１０の高周波減衰特性に応じて選定され、本実施形態では４ＭＨｚである。本体装置３は、同軸ケーブル２３を介して、シールドケーブル１０に高周波電源回路３ａで発生した高周波（高周波電流）を供給すると共に、同軸ケーブル２２を介して、走査プローブ２で検出した磁界の微弱な信号である磁界検出信号を受け取り、この磁界検出信号を信号処理回路３ｂで増幅する。そして、この増幅した磁界検出信号を判定装置４に出力する。シールド劣化検査システム１００はスピーカ６を備えており、スピーカ６を通じて上記増幅した磁界検出信号を音声出力する。本体装置３は、例えば、交流電圧１００Ｖで動作するが、内部に電源を備えてもよい。

判定装置４は、本体装置３と通信可能に接続され、本体装置３から出力された磁界検出信号を受信し、当該磁界検出信号に基づいてシールドの劣化を判定する。また、判定装置４は、例えば、磁界検出信号を保存又は表示するように構成されてもよい。本実施形態では、判定装置４は、専用のプログラムを実行することにより上記機能を実現可能な汎用のコンピュータで構成されているが、専用の装置でもよい。また、判定装置４の磁界検出信号の表示又は保存、劣化判定等の各種機能は、システムの本体である本体装置３に実装されてもよい。

第３コネクタ５は、シールドケーブル１０の他方の端部（以下、終端部という）に接続され、編組シールド１０ｃの終端部と４本の芯線１０ａの終端部を電気的にまとめて接続したものとを接続する終端抵抗Ｒを内部に備える。ここで終端抵抗Ｒの抵抗値は、シールドケーブル１０の特性インピーダンス２０Ωと同値である。終端抵抗Ｒの抵抗値がシールドケーブル１０の特性インピーダンスと異なる場合は、高周波電流の周波数を４ＭＨｚよりも低く設定するのがよい。

図３は、走査プローブ２の構成を示す図である。図３に示すように、走査プローブ２は、磁界を検出するピックアップコイル（磁界検出部）２０と、シールドケーブル１０を走査するためのガイド部２１とを備える。ガイド部２１は、シールドケーブル１０の外周面の曲率に応じた曲率の円柱状又は部分円柱状の凹部を有する。本実施形態では図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ガイド部２１は、第１ガイド部材２１Ａと第２ガイド部材２１Ｂとで構成される。第１ガイド部材２１Ａは平板状に形成され、その一方の主面（以下、接合面という）にその中央を横切るように断面が半円状の凹部２５が設けられる。凹部２５の底面にはピックアップコイル２０が配置される。ピックアップコイル２０は、同軸ケーブル２２を介して本体装置３に接続される。ピックアップコイル２０は例えば平面コイルである。そして、図３（ｂ）に示すように、第２ガイド部材２１Ｂは、ピックアップコイルを有しない点を除いて、第１ガイド部材２１Ａと同一形状に形成される。そして、ピックアップコイル２０を有する第１ガイド部材２１Ａの接合面と、ピックアップコイル２０を有しない第２ガイド部材２１Ｂの接合面とを、互いの凹部２５、２６が合わさるように接合することで、シールドケーブル１０の一部を内部に収容可能な円柱状の貫通孔を有するガイド部２１が形成される。第１ガイド部材２１Ａと第２ガイド部材２１Ｂとは、例えばヒンジ等の２部材を互い回動可能に接続する接続部材で開閉可能に接続される。これにより、図３（ｃ）に示すように、ガイド部２１の内部にシールドケーブル１０の一部を収容しつつ、走査プローブ２によりシールドケーブル１０の表面を長手方向又は周方向（矢印方向）に走査することで、ピックアップコイル２０によりシールドケーブル１０上の磁界を検出することができる。

図４は、本体装置３の構成を示すブロック図である。図４に示すように、本体装置３は、高周波電源回路３ａと信号処理回路３ｂとを含む。高周波電源回路３ａは、高周波生成回路(4MHz)３０と、パワーアンプ３１とを備える。信号処理回路３ｂは、バンドパスフィルタ３２と、高周波アンプ３３と、高周波生成回路(3.7MHz)３４と、周波数変換回路３５と、バンドパスフィルタ３６と、中間周波数増幅回路(300kHz)３７と、ゲイン設定回路３８と、整流・平滑回路３９と、直流増幅回路４０と、音声信号変換回路４１とを備える。また、信号処理回路３ｂは、本体装置３に供給される交流電圧１００Ｖに基づいて、各回路に電源電圧を供給する電源回路（図示せず）を有する。

これにより、高周波電源回路３ａは、4MHzの高周波を発生し、発生した高周波を電流供給ユニット１へ供給する。また、信号処理回路３ｂは、走査プローブ２のピックアップコイル２０で検出された微小な磁界検出信号から、特定の周波数成分のみを抽出し、信号レベルのゲインを調整する。走査プローブ２のピックアップコイル２０の出力は微弱なため（例えば３５μＶ）、判定可能なレベルまで信号レベルを増幅する必要がある。信号処理回路３ｂは、信号レベルのゲインを調整した後、交流の磁界検出信号を整流及び平滑して交流の磁界検出信号の振幅を示す直流の磁界レベル信号に変換し、判定装置４に出力する。また、探傷し易いように、磁界レベル信号を音声信号に変換し、スピーカ６を通じて音声出力する。尚、このような信号処理回路３ｂはラジオ等で一般に使用されるものと同様な構成であるので、詳細な説明は省略する。

［本発明の原理］
次に、本発明の原理について説明する。図５は、図２のシールド劣化検査システム１００において、シールドケーブル１０に高周波電流を流したときの等価回路である。図５に示すように、等価回路は、電源である電流注入回路１ａと、第１コネクタ１ｂと、芯線１０ａと、第３コネクタ５の終端抵抗Ｒと、編組シールド１０ｃと、編組シールド１０ｃ及び第２コネクタ１ｃ間の結合容量Ｃｃと、第２コネクタ１ｃで構成される。

電流供給ユニット１は、編組シールド１０ｃの一方と芯線１０ａの一方との間に電圧を加えることにより、編組シールド１０ｃの一方から他方へ、編組シールド１０ｃの他方から芯線１０ａの他方へ、芯線１０ａの他方から一方へ電流を流すように構成されている。

つまり、編組シールド１０ｃと芯線１０ａとの間の電圧により、電流供給ユニット１の電流注入回路１ａから、シールドケーブル１０の一端において高周波電流Ｉが第１コネクタ１ｂ及び第２コネクタ１ｃの一方から他方に流れる。高周波は、シールドケーブル１０内部の芯線１０ａ及び編組シールド１０ｃを、芯線１０ａと編組シールド１０ｃとの間の静電容量、及び、芯線１０ａと編組シールド１０ｃのインダクタンスに応じて伝搬し、シールドケーブル１０の他端（終端）に接続された第３コネクタ５の終端抵抗Ｒで終端される。終端抵抗Ｒにより、編組シールド１０ｃと芯線１０ａとにより伝送される高周波がシールドケーブル１０の終端で反射されることが抑制されるので、シールドケーブル１０の長さ方向に一様な（または、「振幅変化の少ない」）高周波電流を流すことができる。

図６は、シールドケーブル１０の編組シールド１０ｃを流れる電流と劣化により形成される磁界を示した模式図である。図６に示すように、編組シールド１０ｃの編み目が均一であると、編組シールド１０ｃに流れる電流により磁界は均一である。これに対し、編組シールド１０ｃ中央の劣化により編み目が不均一になると当該磁界が不均一になる。ここで編組シールド１０ｃの編み目が不均一とは、例えば、長期に渡るケーブルの屈曲動作により損傷し、編組シールド１０ｃを構成する素線の一部が切れた状態、又は、編組シールド１０ｃを構成する複数の素線の一部が偏り、編組シールド１０ｃに間隙が生じた状態をいう。

詳しく説明すると、編組シールド１０ｃの編み目が均一であると、電流が編組シールド１０ｃを巨視的に軸方向に流れるので、当該軸方向に流れる電流の全体によって編組シールド１０ｃの周方向に均一な磁界が形成される。しかし、編組シールド１０ｃの編み目が不均一であって、そのために編組シールド１０ｃに局所的に周囲より大きな空隙が存在すると、電流Ｉが当該空隙を迂回して流れるので、当該迂回電流によって当該空隙に局所的な磁界が形成される。

そこで、走査プローブ２を絶縁シース１０ｄに沿って走査させて編組シールド１０ｃの電流による磁界を検出し、検出した磁界が所定の程度不均一であるか否かによってシールドが劣化しているか否かを判定することができる。なお、本実施の形態では、編組シールド１０ｃに流れる電流と芯線１０ａに流れる電流とは、互いに逆方向で大きさが実質的同じであるので、両者により編組シールド１０ｃの外部に当該編組シールド１０ｃの周方向に形成される磁界は互いに打消し合う。これにより、編組シールド１０ｃの迂回電流により形成される局所的な磁界を検出し易くなり、その結果、走査プローブ２により検出した磁界が所定の程度不均一であるか否か判定し易くなる。

［検証試験］
本発明者等は、本発明の原理を検証するために図２のシールド劣化検査システム１００において編組シールド１０ｃに流れる電流により形成される磁界の計測を行った。試験対象は、特性インピーダンスが２０Ωの４種類のケーブルを用いた。各ケーブルの寸法は、φ７．５ｍｍで長さ３．６ｍ、φ９ｍｍで長さ２．６ｍ、φ１２ｍｍで長さ５．８ｍ、φ１５ｍｍで長さ３．１ｍである。計測条件は、これらのケーブルの一端から周波数４ＭＨｚの高周波電流を注入し、各ケーブルの他端において抵抗値２０Ωの終端抵抗Ｒにより終端させる。データの計測にはオシロスコープを用いた。それぞれのケーブルに対して、編組シールドに傷が無い場合、編組シールドの断線率が３０％及び６０％の場合について計測を行った。ここで編組シールドの断線率とは、傷無しのシールドの局所的な表面積に対する断線した又は空隙になったシールドの表面積である。

また、本実施形態によれば、シールド劣化検査システム１００は、高周波電流の周波数（４ＭＨｚ）及び終端抵抗の抵抗値（２０Ω）は、シールドケーブル１０の特性（特性インピーダンス（２０Ω）、高周波減衰特性）に応じたものであるので、ケーブルの特性に応じた適切な交流電流を編組シールド１０ｃに注入することができる。

図７は、測定結果を示す表である。表中の各要素の上段数字は最大検出電圧Ｖｍａｘ、下段数字はピーク間電圧Ｖｐ−ｐを示している。いずれのケーブルにおいても編組シールドの断線率が高くなると、断線によりケーブル表面に形成される磁界の強度が増加するため、測定電圧（磁界レベル信号のレベル）が上昇する。測定結果より、判定閾値Ｖｔｈを、例えば最大検出電圧が３．０Ｖ又はピーク間電圧１．５Ｖと設定し、例えばＶｐ−ｐ≧１．５Ｖ且つＶｍａｘ≧３．０Ｖであれば編組シールドに傷がある可能性があると判定することができる。これにより、判定装置４において、走査プローブ２により検出される磁界の強度に応じた測定値を、予め設定された判定閾値と比較して、シールドが劣化したか否かを判定することができる。

［検査方法］
次に、図２のシールド劣化検査システム１００による検査方法の手順について図８のフローチャートを用いて説明する。検査に先立って、作業者は、検査対象のシールドケーブル１０を準備する。シールドケーブル１０の一方において端部を第１コネクタ１ｂに接続し、第２コネクタ１ｃである銅箔を絶縁シース１０ｄの外周面に巻きつける。そして、シールドケーブル１０の終端を第３コネクタ５に接続して検査の準備が完了する。

まず、作業者は、システム本体である本体装置３をオンして、検査を開始し、編組シールド１０ｃに電流を注入する（ステップＳ１）。作業者は、本体装置３で発生させた高周波電流を、電流供給ユニット１を通じて、シールドケーブル１０の始端の第１コネクタ１ｂ及び第２コネクタ１ｃに供給する。高周波電流はシールドケーブル１０内部の芯線１０ａ及び編組シールド１０ｃに、第１コネクタ１ｂ及び第２コネクタ１ｃの始端から終端に向うように流れ、シールドケーブル１０の終端において第３コネクタ５内部の終端抵抗Ｒで終端される。

次に、作業者は、走査プローブ２を用いてケーブル表面を走査する（ステップＳ２）。走査プローブ２のピックアップコイル２０により、編組シールド１０ｃを流れる電流により形成された磁界が、絶縁シース１０ｄの外側において検出される。具体的には、作業者は、走査プローブ２のガイド部２１の凹部２５、２６にシールドケーブル１０が嵌まるようにして走査プローブ２をシールドケーブル１０の外周面に沿って移動させる（図３（ｃ）の矢印方向）。これにより、シールドケーブル１０内部の編組シールド１０ｃとピックアップコイル２０との距離を一定に保ちながらシールドケーブル１０の外周面を走査できるので、編組シールド１０ｃの電流により形成される磁界の不均一性を精度よく検出することができる。

次に、判定装置４は、検出される磁界に基づいてシールドの劣化を判定する（ステップＳ３）。判定装置４は、走査プローブ２により検出される磁界の強度に応じた測定値を、予め設定された判定閾値と比較して、測定値が閾値よりも同じ又は大きければ、シールドが劣化したと判定する（ステップＳ４）。この場合、編組シールド１０ｃの傷により電流の流れが乱れて、局所的に強い磁界が形成され、測定値が閾値を上回るのである。

一方、判定装置４は、測定値が閾値よりも小さければ、シールドは正常であると判定する（ステップＳ５）。この場合、編組シールド１０ｃに流れる電流に乱れが少なく、局所的に形成される磁界の強度が微小であるため、測定値が閾値を上回ることはないのである。ステップＳ４及びＳ５において、作業者は、判定装置４の表示画面を監視して、シールドの劣化程度を確認することができる。また、作業者はスピーカ６を通じて出力された音声を認識して、劣化の程度を知ることもできる。これにより、シールド劣化を探傷し易くなる。

以上のような方法によれば、編組シールド１０ｃに電流を流し、編組シールド１０ｃの傷による電流の乱れをピックアップコイル２０で検出することで、顧客設備のシールドケーブル１０の劣化を非破壊で正確に検査することができる。

（その他の実施形態）
尚、上記実施形態では、高周波電流の周波数は４ＭＨｚを使用したが、シールドケーブル１０の特性に応じた値であって、機械又は人体に影響を及ぼさない程度の微弱なものであれば、これに限定されない。そもそも、芯線１０ａ及び編組シールド１０ｃに注入する電流は、交流でも直流でもよい。また、芯線１０ａ及び編組シールド１０ｃに注入する電流の周波数に応じて、適宜、終端抵抗を省略してもよい。

上記実施形態では、走査プローブ２に内蔵された磁界検出部は、ピックアップコイル２０であったが、磁界を検出できる素子であればよく、例えばホール素子でもよい。芯線１０ａ及び編組シールド１０ｃに注入する電流が直流である場合は、磁界検出部は、ホール素子であることが好ましい。

上記実施形態では、電流供給ユニット１は結合容量により交流電流を編組シールド１０ｃに供給する構成であったが、電流を編組シールド１０ｃに直接供給する構成でもよい。芯線１０ａ及び編組シールド１０ｃに注入する電流が直流である場合は、電流を編組シールド１０ｃに直接供給する必要がある。

上記実施形態では、芯線１０ａを利用して編組シールド１０ｃに電流を流したが、シールドケーブル１０とは別個の専用の電線を用いて編組シールド１０ｃに電流を流してもよい。

上記実施形態では、電流供給ユニット１が第１コネクタ１ｂ及び第２コネクタ１ｃを備えるが、シールドケーブル１０に予め第１コネクタ１ｂ及び第２コネクタ１ｃが設けられ、電流供給ユニット１がこれらを含まないように構成されてもよい。

上記実施形骸では、シールドケーブル１０に対して、走査プローブ２を移動させたが、シールドケーブル１０と走査プローブ２とは互いに相対的に移動すればよく、例えば、走査プローブ２を固定し、シールドケーブル１０を移動させてもよい。

上記実施形態では、磁界変化が音声信号として出力されるような構成としたが、判定装置４が劣化を判定したことをスピーカの音声信号により通知するような構成にしてもよい。これにより、作業者は劣化判定を瞬時に知ることができる。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び機能の一方又は双方の詳細を実質的に変更できる。

本発明は、シールドケーブルのシールド劣化の検査に有用である。

１ 電流供給ユニット
１ａ 電流注入回路
１ｂ 第１コネクタ
１ｃ 第２コネクタ
２ 走査プローブ（磁界検出具）
３ 本体装置
３ａ 高周波電源回路
３ｂ 磁界検出信号処理回路
４ 判定装置（判定器）
５ 第３コネクタ
６ スピーカ（音声出力装置）
１０ シールドケーブル
１０ａ 芯線
１０ｂ 絶縁層
１０ｃ 編組シールド（編組線層）
１０ｄ 絶縁シース
２０ ピックアップコイル（磁界検出部）
２１ ガイド部
２２，２３ 同軸ケーブル
２５，２６ 凹部
５０ 産業用ロボット
５１ ロボットコントローラ
１００ シールド劣化検査システム
Ｃｃ 静電容量
Ｒ 終端抵抗
Ｉ 電流

Claims (9)

1. 絶縁被覆された芯線と、前記芯線を被覆するように複数の導電性素線が編組されてなる編組線層と、前記編組線層を被覆する絶縁シースとを有するシールドケーブルのシールドの劣化を検査するシステムであって、
   前記編組線層に電流を流すための電流供給ユニットと、
   前記編組線層を流れる電流により形成された磁界を、前記絶縁シースの外側において検出する磁界検出具と、
   前記磁界検出具により検出される磁界に基づいてシールドの劣化を判定する判定器と、
   を備える、シールド劣化検査システム。
2. 前記磁界検出具は、前記磁界を検出する磁界検出部と、前記シールドケーブルの外周面の曲率に応じた曲率の円柱状又は部分円柱状の凹部を有するガイド部とを備える、請求項１に記載のシールド劣化検査システム。
3. 前記電流供給ユニットは、前記編組線層の一方と前記芯線の一方との間に電圧を加えることにより当該編組線層の一方から他方へ、当該編組線層の他方から前記芯線の他方へ、当該芯線の他方から一方へ電流を流すように構成されている、請求項１又は２に記載のシールド劣化検査システム。
4. 前記電流供給ユニットは、前記シールドケーブルの一方の端部における前記芯線及び前記編組線層にそれぞれ電気的に接続される第１コネクタ及び第２コネクタと、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタを通じて前記交流電流を流す交流電源とを備え、
   前記第２コネクタは、前記シールドケーブルの前記一方の端部における絶縁シースの外周面に配置される金属箔状の電極であって、当該電極と前記編組線との間の静電容量により当該編組線層に電気的に接続される、請求項３に記載のシールド劣化検査システム。
5. 前記交流電流が高周波電流であり、
   前記シールドケーブルの他方の端部において、前記編組線層の端部と前記芯線の端部とを接続する終端抵抗を更に備える、請求項３又は４に記載のシールド劣化検査システム。
6. 前記高周波電流の周波数が高い場合、前記終端抵抗の抵抗値は、前記シールドケーブルの特性インピーダンスに合わせた値とし、
   前記終端抵抗の抵抗値が特性インピーダンスと異なる場合、前記高周波電流の周波数を低くする、請求項５に記載のシールド劣化検査システム。
7. 前記判定器は、前記磁界検出具により検出される磁界の強度を、予め設定された判定閾値と比較して、シールドが劣化したか否かを判定する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシールド劣化検査システム。
8. 前記磁界検出具により検出した磁界の強弱を音声信号に変換して外部に出力する音声出力装置を更に備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシールド劣化検査システム。
9. 絶縁被覆された芯線と、前記芯線を被覆するように複数の導電性素線が編組されてなる編組線層と、前記編組線層を被覆する絶縁シースとを有するシールドケーブルのシールドの劣化を検査する方法であって、
   前記編組線層に電流を流すことと、
   前記編組線層を流れる電流により形成された磁界を、前記絶縁シースの外側において検出することと、
   前記検出される磁界に基づいてシールドの劣化を判定することと、
   を含む、シールドケーブルのシールド劣化検査方法。
   

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