JP2020169923A - 短絡箇所探索方法 - Google Patents

Abstract

【課題】測定精度の低い測定装置を用いて短絡箇所を容易に探索する。【解決手段】短絡箇所探索方法は、複数回電圧測定工程Ｓ２００と、短絡箇所特定工程Ｓ２０２とを備える。複数回電圧測定工程Ｓ２００が、電力供給開始工程Ｓ２２０と、箇所間電圧測定工程Ｓ２２２とを有している。電力供給開始工程Ｓ２２０において、電線へ直流電力の供給が開始される。箇所間電圧測定工程Ｓ２２２において、電線への直流電力の供給中に、正極プローブと負極プローブとの間の電圧が複数回測定される。その際、負極プローブは任意箇所に接触させられたままである。正極プローブは測定のたびに電線のうち相違する箇所に接触させられる。短絡箇所特定工程Ｓ２０２では、箇所間電圧測定工程Ｓ２２２において測定された電圧のうち絶対値が最大の電圧が測定された際に正極プローブと負極プローブとが接触していた箇所が特定される。【選択図】図２

Description

本発明は、短絡箇所探索方法に関する。

特許文献１は短絡箇所探索装置を開示する。特許文献１に開示された短絡箇所探索装置は、定電流源と、２本の電源ケーブルと、２本のプローブと、判断回路部と、表示部とを備える。定電流源は、直流定電流を出力する。電源ケーブルは、実装プリント基板に電流を通電する。プローブは、実装プリント基板上の２箇所の電位を検出する。判断回路部は、２本のプローブで検出された電位の高低を判断する。表示部は、判断回路部で判断された結果を表す。特許文献１に開示された短絡箇所探索装置によると、部品実装後のプリント基板で、電源、ＧＮＤ間の半田ショートが発生した箇所を、簡易に探索できる。

特開平７−９２２１６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された短絡箇所探索装置には、判断回路部の測定精度が極めて高くなければならないという問題点がある。これは、２本のプローブで検出された電位の高低が極めて小さいためである。

本発明は、このような問題を解消するものである。その目的は、測定精度の低い測定装置を用いて短絡箇所を容易に探索できる短絡箇所探索方法を提供することにある。

図面を参照して本発明の短絡箇所探索方法を説明する。なお、この欄で図中の符号を使用したのは、発明の内容の理解を助けるためであって、内容を図示した範囲に限定する意図ではない。

上記課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、短絡箇所探索方法は、複数回電圧測定工程Ｓ２００と、短絡箇所特定工程Ｓ２０２とを備える。複数回電圧測定工程Ｓ２００において、プローブ３６，３８の対が探索対象電線４０の互いに異なる箇所に接触されたままそのプローブ３６，３８の対の間の電圧が複数回測定される。このプローブ３６，３８の対は、プローブ３６，３８の対を有する電圧計測装置３２のものである。この探索対象電線４０は、短絡箇所４４の探索の対象となっている電線である。この電圧は、その探索対象電線４０を有する回路２０のその探索対象電線４０に直流電力が供給されている状態で測定される。短絡箇所特定工程Ｓ２０２において、複数回電圧測定工程Ｓ２００において測定された電圧に基づいて探索対象電線４０のうち短絡箇所４４が特定される。複数回電圧測定工程Ｓ２００が、電力供給開始工程Ｓ２２０と、箇所間電圧測定工程Ｓ２２２とを有している。電力供給開始工程Ｓ２２０において、探索対象電線４０へ直流電力の供給が開始される。箇所間電圧測定工程Ｓ２２２において、探索対象電線４０への直流電力の供給中に、プローブ３６，３８の対の間の電圧が複数回測定される。その際、プローブ３６，３８の対の一方３８は探索対象電線４０の任意の一箇所である任意箇所７０に接触させられる。プローブ３６，３８の対の他方３６は測定のたびに探索対象電線４０のうち相違する箇所に接触させられる。短絡箇所特定工程Ｓ２０２では、箇所間電圧測定工程Ｓ２２２において測定された電圧のうち絶対値が最大の電圧が測定された際にプローブ３６，３８の対が接触していた箇所が特定される。

任意箇所７０が短絡箇所４４から離れておりプローブ３６，３８の対の他方３６が接触する箇所が短絡箇所４４の周辺に近ければ、プローブ３６，３８の対の双方が短絡箇所４４から離れている場合に比べ、測定される電圧は大きくなる。任意箇所７０が短絡箇所４４から近くプローブ３６，３８の対の他方３６が接触する箇所が短絡箇所４４から離れていれば、プローブ３６，３８の対が接触する箇所が離れるにつれ、それらの箇所の間の電圧は大きくなる。これらにより、測定された電圧のうち最大の電圧が測定された際にプローブ３６，３８の対が接触していた箇所に基づき、短絡箇所４４を容易に探索できる。また、測定された電圧のうち絶対値が最大の電圧は、短絡箇所４４近傍の任意の２点間の電圧に比べて大きくなる。その最大の電圧が大きいので、短絡箇所４４近傍の任意の２点間の電圧を測定する場合に比べて、測定精度の低い測定装置によって短絡箇所４４の探索が可能となる。その結果、本発明にかかる短絡箇所探索方法によれば、測定精度の低い測定装置を用いて短絡箇所４４を容易に探索できる。

また、上述した探索対象電線４０のうちプローブ３６，３８の対の他方３６が接触させられる箇所が、直流電力の供給箇所のうち負極側から見て任意箇所７０より直流電力の供給箇所の正極側に配置される箇所であることが望ましい。

プローブ３６，３８の対の他方３６が接触させられる箇所が、直流電力の供給箇所のうち負極側から見て任意箇所７０より直流電力の供給箇所のうち正極側であると、次に述べられる可能性が高くなる。その可能性は、測定された電圧のうち絶対値が最大の電圧が測定された際にプローブ３６，３８の対が接触していた箇所が短絡箇所４４近傍である可能性である。これにより、任意箇所７０が短絡箇所４４から近くプローブ３６，３８の対の他方３６が接触する箇所が短絡箇所４４から離れている場合に比べ、短絡箇所４４を容易に探索できる。

もしくは、上述した探索対象電線４０のうちプローブ３６，３８の対の他方３６が接触させられる箇所が、探索対象電線４０のうち任意箇所７０から見て探索対象電線４０における最も近い分岐箇所より近い箇所であることが望ましい。

任意箇所７０から見て探索対象電線４０における最も近い分岐箇所より近い箇所にプローブ３６，３８の対の他方３６が接触させられる場合、その分岐箇所より遠い箇所にプローブ３６，３８の対の他方３６が接触させられる場合に比べ、プローブ３６，３８の対の間の電圧に対する探索対象電線４０が分岐することの影響を抑え得る。

本発明にかかる短絡箇所探索方法によれば、測定精度の低い測定装置を用いて短絡箇所を容易に探索できる。

本発明の一実施形態にかかる短絡箇所探索方法の工程を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかる電線のモデル化状況を示す概念図である。 本発明の一実施形態にかかる箇所間電圧測定工程の状況を示す概念図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

［構成の説明］
本実施形態にかかる短絡箇所探索方法において、周知の電力供給装置３０と周知の電圧計測装置３２とが用いられる。

本実施形態において用いられる電力供給装置３０は、直流電力を供給可能なものである。その直流電力の電圧および電流がなるべく一定であることが望ましい。その電圧および電流の大きさは特に限定されない。その直流電力の電圧および電流は、短絡箇所４４の探索対象となる回路２０に悪影響が及ばない範囲でなるべく大きな電圧かつなるべく大きな電流であることが望ましい。本実施形態においては、この電力供給装置３０が供給する直流電力の電圧は０．５ボルトである。本実施形態においては、この電力供給装置３０が供給する直流電力の電流は２０ミリアンペアである。

本実施形態において用いられる電圧計測装置３２は、プローブ３６，３８の対を有する。本実施形態に言うプローブ３６，３８とは、電圧の測定対象となる物に対して電気的に接続される導体または半導体を意味する。プローブ３６，３８が電気的に接続されるための具体的な手段は特に限定されない。例えば、プローブは電圧の測定対象となる物に対して押し当てられる棒状の物体であってもよい。本実施形態の場合、電圧計測装置３２は、正極プローブ３６と負極プローブ３８とをそのプローブ３６，３８の対として有する。本実施形態において用いられる電圧計測装置３２は、直流電力の電圧を測定可能なものである。その測定可能な範囲および分解能は、後述される箇所間電圧測定工程Ｓ２２２において電圧の大きさの相違を検出できるものであればよい。本実施形態の場合、この電圧計測装置３２によって測定可能な電圧の範囲は０ボルト以上５０ミリボルト以下であることとする。本実施形態の場合、この電圧計測装置３２の分解能は０．０１ミリボルトであることとする。すなわち、この電圧計測装置３２は、０．０１ミリボルトの電圧の大きさの違いを検出できる。

［フローチャートの説明］
図１は、本実施形態にかかる短絡箇所探索方法の工程を示すフローチャートである。図１に基づいて、本実施形態にかかる短絡箇所探索方法の構成が説明される。

図１から明らかなように、本実施形態にかかる短絡箇所探索方法は、複数回電圧測定工程Ｓ２００と、短絡箇所特定工程Ｓ２０２と、電圧検証工程Ｓ２０４とを備える。

複数回電圧測定工程Ｓ２００において、検査者は、プローブ３６，３８の対が探索対象電線４０の互いに異なる箇所に接触されたままそのプローブ３６，３８の対の間の電圧を複数回測定する。このプローブ３６，３８の対は、上述された電圧計測装置３２のものである。この探索対象電線４０は、回路２０において短絡箇所４４の探索の対象となっている電線である。この電圧は、その探索対象電線４０を有する回路２０に直流電力が供給されている状態で測定される。その直流電力を供給するのは、上述された電力供給装置３０である。

本実施形態の場合、複数回電圧測定工程Ｓ２００は、電力供給開始工程Ｓ２２０と、箇所間電圧測定工程Ｓ２２２とを有する。

電力供給開始工程Ｓ２２０において、検査者は、上述された電力供給装置３０を上述された探索対象電線４０およびこれと短絡している可能性のある電線である別電線４２へ接続する。その後、検査者は、電力供給装置３０を起動する。その後、検査者は、上述された探索対象電線４０へ供給される直流電力の電圧が０．５ボルトで電流が２０ミリアンペアとなるよう電力供給装置３０を操作する。これにより、上述された探索対象電線４０への直流電力の供給が開始される。

箇所間電圧測定工程Ｓ２２２において、検査者は、プローブ３６，３８の対の一方である負極プローブ３８を任意箇所７０に接触させる。任意箇所７０とは、上述された探索対象電線４０の任意の一箇所である。任意箇所７０は直流電力の供給箇所のうち負極側（電力供給装置３０の図示されない電極のうち負極が接続されている箇所）になるべく近いことが望ましい。しかしながら任意箇所７０はその負極側から離れていてもよい。検査者は、その負極プローブ３８を任意箇所７０に接触させたまま、プローブ３６，３８の対の他方である正極プローブ３６をその探索対象電線４０のうち任意箇所７０とは相違する箇所に接触させる。その接触箇所は、直流電力の供給箇所のうち負極側から見て任意箇所７０より直流電力の供給箇所の正極側（電力供給装置３０の図示されない電極のうち正極が接続されている箇所）に配置される箇所であることが望ましい。しかしながら、その接触箇所は任意箇所７０より直流電力の供給箇所の負極側に配置されてもよい。プローブ３６，３８の対が探索対象電線４０に接触させられると、検査者は、プローブ３６，３８の対の間の電圧を測定する。検査者は、電圧の測定値を紙などといった任意の記録媒体に記録する。記録の後、検査者は、プローブ３６，３８の対の他方である正極プローブ３６を上述された探索対象電線４０のうち任意箇所７０とは相違する箇所に接触させる。本実施形態の場合、その箇所は、探索対象電線４０のうち任意箇所７０から見て探索対象電線４０における最も近い分岐箇所より近い箇所である。なお、その箇所が、直流電力の供給箇所のうち負極側から見て直前の正極プローブ３６の接触箇所よりも直流電力の供給箇所の正極側であることが望ましい。プローブ３６，３８の対が探索対象電線４０に接触させられると、検査者は、プローブ３６，３８の対の間の電圧を測定する。検査者は、電圧の測定値とプローブ３６，３８の対の他方である正極プローブ３６の接触位置とを紙などといった任意の記録媒体に記録する。このようにして、検査者は、負極プローブ３８を任意箇所７０に接触させたまま正極プローブ３６を測定のたびに探索対象電線４０のうち相違する箇所に接触させてプローブ３６，３８の対の間の電圧を複数回測定する。本実施形態の場合、検査者はその測定回数を任意に設定できる。

短絡箇所特定工程Ｓ２０２において、検査者は、複数回電圧測定工程Ｓ２００において測定された電圧に基づいて上述された探索対象電線４０のうち短絡箇所４４を特定する。そのため、検査者は、箇所間電圧測定工程Ｓ２２２において測定された電圧のうち絶対値が最大の電圧が測定された際にプローブ３６，３８の対が接触していた箇所を特定する。その箇所が、プローブ３６，３８の対の他方である正極プローブ３６が接触していた箇所の中では、短絡箇所４４に最も近い可能性のある箇所である。

電圧検証工程Ｓ２０４において、検査者は、短絡箇所特定工程Ｓ２０２において特定された箇所が箇所間電圧測定工程Ｓ２２２において正極プローブ３６が接触した箇所の中で局部的に電圧の絶対値が大きい箇所か否かを判断する。その箇所が局部的に電圧の絶対値が大きい箇所の場合（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理は終了する。この場合、短絡箇所特定工程Ｓ２０２において特定された箇所が短絡箇所４４に最も近い箇所と見なされる。そうでないと（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ２２２へと移される。

［動作の説明］
図２は、本実施形態にかかる探索対象電線４０のモデル化状況を示す概念図である。図３は、本実施形態にかかる箇所間電圧測定工程Ｓ２２２の状況を示す概念図である。図２および図３に基づいて、本実施形態にかかる短絡箇所探索方法における検査者の動作が説明される。

一本の線材からなるとしても多数の細い線材からなるとしても、電線が電流を流し得る元素を含むことに変わりはない。ゆえに、図２から明らかなように、探索対象電線４０をこれより細い導体５０の網とみなすことができる。その細い導体５０は、小さな抵抗６０が連なったものとみなすことができる。その結果、もともとの探索対象電線４０は、小さな抵抗６０が三次元に拡がるよう連なったものとみなすことができる。探索対象電線４０と短絡している可能性のある別電線４２も同様である。

検査者は、図３に示されるように、回路２０のうち別電線４２へ、電力供給装置３０の正極を接続する。検査者は、回路２０のうち探索対象電線４０へ、電力供給装置３０の負極を接続する。その後、検査者は、電力供給装置３０を起動する。その後、検査者は、上述された探索対象電線４０と別電線４２との間の電圧が０．５ボルトでこれらの間が導通する際にこれらに流れる電流が２０ミリアンペアとなるよう電力供給装置３０を操作する。これにより、上述された探索対象電線４０への直流電力の供給が開始される（Ｓ２２０）。

探索対象電線４０への直流電力の供給が開始されると、検査者は、電力供給装置３０の負極プローブ３８を図３に示される任意箇所７０に接触させる。検査者は、負極プローブ３８を任意箇所７０に接触させたまま、正極プローブ３６をその探索対象電線４０のうち任意箇所７０とは相違する箇所に接触させる。この場合、その箇所は、図３において実線で示された正極プローブ３６の先端がある箇所である。正極プローブ３６と負極プローブ３８とが探索対象電線４０に接触させられると、検査者は、正極プローブ３６と負極プローブ３８との間の電圧を測定する。その後、検査者は、正極プローブ３６を、上述された探索対象電線４０のうち任意箇所７０とは相違する箇所に接触させる。この場合、その箇所は、図３において二点鎖線で示された正極プローブ３６の先端がある箇所である。正極プローブ３６が探索対象電線４０に接触させられると、検査者は、正極プローブ３６と負極プローブ３８との間の電圧を再度測定する。このようにして、検査者は、負極プローブ３８を任意箇所７０に接触させたまま正極プローブ３６を測定のたびに探索対象電線４０のうち相違する箇所に接触させて正極プローブ３６と負極プローブ３８との間の電圧を複数回測定する（Ｓ２２２）。

電圧が複数回測定されると、検査者は、そのようにして測定された電圧のうち絶対値が最大の電圧が測定された際に正極プローブ３６が接触していた箇所を特定する（Ｓ２０２）。

正極プローブ３６が接触していた箇所が特定されると、検査者は、その特定された箇所が箇所間電圧測定工程Ｓ２２２において正極プローブ３６が接触した箇所の中で局部的に電圧の絶対値が大きい箇所か否かを判断する（Ｓ２０４）。その特定された箇所が局部的に電圧の絶対値が大きい箇所ならば（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、本実施形態にかかる短絡箇所探索方法は終了する。その特定された箇所が短絡箇所４４に最も近い箇所と見なされる。その特定された箇所が局部的に電圧の絶対値が大きい箇所でないならば（Ｓ２０４にてＮＯ）、検査者は、再び電力供給装置３０の負極プローブ３８を任意箇所７０に接触させる（Ｓ２２２）。

［作用効果の説明］
探索対象電線４０は小さな抵抗６０が三次元に拡がるよう連なったものとみなされ、かつ、その探索対象電線４０が別電線４２と短絡している場合、短絡箇所４４近傍の抵抗６０にかかる電圧は大きなものとなる。探索対象電線４０全体にかかる電圧は一定で、短絡箇所４４がある探索対象電線４０とは別電線４２とその短絡箇所４４との間には大きな電圧がかからない分、短絡箇所４４近傍の電位は、短絡箇所４４から離れた箇所より電位が高くなるためである。短絡箇所４４近傍の電位が高いと、短絡箇所４４近傍の抵抗６０にその分の電圧がかかることとなる。

これにより、任意箇所７０が短絡箇所４４から離れており正極プローブ３６が接触する箇所が短絡箇所４４の周辺に近ければ、正極プローブ３６と負極プローブ３８とが共に短絡箇所４４から離れている場合に比べ、測定される電圧は大きくなる。その結果、正極プローブ３６が短絡箇所４４に近い箇所に接触すると、その際の正極プローブ３６と負極プローブ３８との間の電圧の絶対値が局部的に大きくなる。一方、任意箇所７０が短絡箇所４４から近く正極プローブ３６が接触する箇所が短絡箇所４４から離れていれば、正極プローブ３６と負極プローブ３８との距離が離れるにつれ、それらの間の電圧は大きくなる。これらにより、正極プローブ３６が接触した箇所の中で局部的に電圧の絶対値が大きい箇所があるか否かに基づいて短絡箇所４４を探索することが容易となる。

また、任意箇所７０が短絡箇所４４から離れており正極プローブ３６が接触する箇所が短絡箇所４４の周辺であれば、正極プローブ３６と負極プローブ３８との間の電圧のうち絶対値が最大の電圧は、短絡箇所４４近傍の任意の２点間の電圧に比べて大きくなる。その絶対値が最大の電圧が大きいので、短絡箇所４４近傍の任意の２点間の電圧を測定する場合に比べて、測定精度の低い測定装置によって短絡箇所４４の探索が可能となる。その結果、本実施形態にかかる短絡箇所探索方法によれば、測定精度の低い測定装置を用いて短絡箇所４４を容易に探索できる。

探索対象電線４０は小さな抵抗６０が三次元に拡がるよう連なったものとみなす場合、直流電力の供給箇所のうち負極側から任意箇所７０までの合成抵抗は、直流電力の供給箇所のうち負極側から任意箇所７０までの距離に応じて高くなる。この場合、直流電力の供給箇所のうち負極側から見て任意箇所７０より負極側に正極プローブ３６が接触させられていると、その合成抵抗の影響により、正極プローブ３６の接触箇所と任意箇所７０との間の電圧は抑えられる。次に述べられる場合、正極プローブ３６が短絡箇所４４近傍に接触した場合に正極プローブ３６と負極プローブ３８との間の電圧が大きくなる可能性が高くなる。その場合とは、合成抵抗の影響が及ばない場合、すなわち、直流電力の供給箇所のうち負極側から見て任意箇所７０より正極側に正極プローブ３６が接触させられている場合である。電圧が大きくなる可能性が高くなると、短絡箇所４４を容易に探索できる。

分岐箇所を有している探索対象電線４０における短絡箇所４４の探索は、分岐箇所を有していない探索対象電線４０における短絡箇所４４の探索に比べて難しい。正極プローブ３６と負極プローブ３８との間の電圧が、短絡箇所４４と正極プローブ３６が接触する箇所との位置関係、および、正極プローブ３６が接触する箇所と任意箇所７０との位置関係の影響を受けるためである。例えば探索対象電線４０が２本の枝状部分と幹状部分とを有しているとする。それらの枝状部分の一方の付け根に短絡箇所４４が存在し、任意箇所７０が幹状部分に配置されているとする。この場合、それらの枝状部分のうち他方の付け根付近に正極プローブ３６に接触させると、正極プローブ３６と負極プローブ３８との間の電圧が大きくなる可能性がある。そうなると、検査者は、短絡箇所４４が存在しない枝状部分に短絡箇所４４が存在すると誤認する恐れがある。正極プローブ３６が接触させられる箇所を探索対象電線４０のうちそのような分岐箇所より近い箇所にすると、そのような誤認が生じる可能性が低くなる。その結果、探索対象電線４０が分岐することの影響を抑え得る。

［変形例の説明］
今回開示された実施形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではない。もちろん、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更をしてもよい。

２０…回路
３０…電力供給装置
３２…電圧計測装置
３６…正極プローブ
３８…負極プローブ
４０…探索対象電線
４２…別電線
４４…短絡箇所
５０…導体
６０…抵抗
７０…任意箇所

Claims (3)

1. 短絡箇所の探索の対象となっている電線である探索対象電線を有する回路の前記探索対象電線に直流電力が供給されている状態で、プローブの対を有する電圧計測装置の前記プローブの対が前記探索対象電線の互いに異なる箇所に接触されたまま前記プローブの対の間の電圧が複数回測定される複数回電圧測定工程と、
   前記複数回電圧測定工程において測定された電圧に基づいて前記探索対象電線のうち短絡箇所が特定される短絡箇所特定工程とを備える短絡箇所探索方法であって、
   前記複数回電圧測定工程が、
   前記探索対象電線へ前記直流電力の供給が開始される電力供給開始工程と、
   前記探索対象電線への前記直流電力の供給中に、前記プローブの対の一方が前記探索対象電線の任意の一箇所である任意箇所に接触させられ、前記プローブの対の他方が測定のたびに前記探索対象電線のうち相違する箇所に接触させられて前記プローブの対の間の電圧が複数回測定される箇所間電圧測定工程とを有しており、
   前記短絡箇所特定工程において、前記箇所間電圧測定工程において測定された電圧のうち絶対値が最大の電圧が測定された際に前記プローブの対が接触していた箇所が特定されることを特徴とする短絡箇所探索方法。
2. 前記探索対象電線のうち前記プローブの対の他方が接触させられる前記箇所が、前記直流電力の供給箇所のうち負極側から見て前記任意箇所より前記直流電力の供給箇所のうち正極側に配置される前記箇所であることを特徴とする請求項１に記載の短絡箇所探索方法。
3. 前記探索対象電線のうち前記プローブの対の他方が接触させられる前記箇所が、前記探索対象電線のうち前記任意箇所から見て前記探索対象電線における最も近い分岐箇所より近い前記箇所であることを特徴とする請求項２に記載の短絡箇所探索方法。

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