JP3421502B2 - 劣化診断装置及びその診断方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は劣化診断装置、特に
機器の劣化診断を行う状態量の検出部分に特徴のある劣
化診断装置及びその診断方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、家電製品、電子機器、産業プラン
トなどはみな、電子部品を大量に実装した電子化制御基
板を単位とし、これを組み合わせた構成となっている。
そして、その保守を考えるとき、部品交換、基板交換な
どの定期的なメンテナンスが行われる必要がある。

【０００３】しかし、実際上はこの定期的なメンテナン
スを必要最小限に押さえ、保守に必要な経費の削減、
又、機器や設備の稼働率向上を図りたいという要望が多
い。このようなニーズに答えるためには、劣化診断によ
り機器の寿命消費の程度を見積もったり、劣化箇所の特
定などを行う必要がある。

【０００４】従来、機器の劣化診断を行う方法として
は、一般的には、診断対象機器の電子化制御基板の入出
力端子より電気的特性を検出して定格値と比較し、劣化
傾向を検出する方法がある。

【０００５】また、他の方法として、診断対象機器の電
子化制御基板の表面温度を赤外線画像で捕らえて、発熱
した劣化電子部品を検出する方法（例えば、西野聡：赤
外線画像処理による回路の故障診断，小山工業高等専門
学校研究紀要，Ｎｏ．２３，Ｐ２０５〜２１２，１９９
１年，また、西野，大島：赤外線画像によるＩＣボード
の故障診断事例，電子情報通信学会技術研究報告，ＶＯ
Ｌ．９３，Ｎｏ．１６，Ｐ７１〜７８，１９９３年参
照）がある。

【０００６】さらに、診断対象機器の電子化制御基板上
の電子部品を抽出してその電気的特性の異常をチェック
することにより劣化傾向を検出する方法（例えば、犬
島，吉島：電子回路の劣化診断，電気学会論Ｃ，ＶＯ
Ｌ．１０９，Ｎｏ．７，Ｐ４９９〜５０６，１９８８
年，また、犬島，吉島：工場設備におけるＩＣの劣化診
断，Ｔ．ＴＥＥ ＪＡＰＡＮ，ＶＯＬ．１０９−Ｃ，Ｎ
ｏ．１２，Ｐ８６２〜８６８，１９８９年参照）などが
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】まず、電子化制御基板
の入出力特性から劣化傾向を検出しようとする場合、数
ある入出力特性のなかからどの特性に着目すればよいの
かを見極めることが重要である。

【０００８】この場合は、設計者などの専門的知識を必
要とする上、これを見極める作業において大きな労力を
必要とする。また、入出力特性の異常を検出できたとし
ても、すくに劣化箇所を特定することはできない。これ
らの欠点は、年々、電子化制御基板の高密度化、高性能
化が進むにつれ、益々顕著になってくる。

【０００９】また、赤外線画像処理による劣化診断で
は、劣化部品の発熱が影響して正常部品の温度まで上昇
させ、誤診を起こしてしまう問題や、同じ部品でも発熱
量にばらつきが存在するため、劣化の判定精度が落ちる
などの問題が残っている。

【００１０】さらに、電子化制御基板上の電子部品を抽
出してその電気的特性を調べる方法では、まず、電子基
板上のどの部品を抽出するべきかの選択に、基板回路に
関する専門的な知識と時間を要する。時間をかけ、劣化
傾向をよく反映する特性が見つかったとしても、その特
性がデジタル回路特有のものであったり、アナログ回路
特有のものであったりする場合もある。

【００１１】このような場合は、デジタルとアナログの
混在基板では診断が不可能となってしまう。それから、
この方法は電子化制御基板上から部品を抽出するため、
オンラインでの診断ができないという欠点も有する。

【００１２】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、電子化制御基板上の電子回路や電子部品に
関する専門的知識が無くても診断を可能とすること、及
び、オンライン劣化診断を可能とする劣化診断装置及び
その診断方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、劣化診
断のパラメータ（状態量）として、診断対象機器の電子
化制御基板のはんだ付け部位のはんだの電位というばら
つきが少なくかつ測定精度上非常に安定である因子に着
目し、このはんだの電位を検出して劣化診断を行うこと
を特徴とするものである。

【００１４】上記目的を達成するために、請求項１に対
応する発明は、機器の劣化状態を診断する劣化診断装置
において、機器を構成する電子化制御基板上のはんだ付
け部位のはんだの電位を検出する電位検出手段と、電位
検出手段により検出されたはんだの電位に基づき、電子
化制御基板の劣化度を算出することで劣化度合いを判定
する劣化度判定手段と、劣化度が一定レベルを越えたと
きに警報を発令する警報発令手段ととを備えた劣化診断
装置である。

【００１５】以上のように構成された劣化診断装置にお
いては、劣化度判定のためのパラメータとして、電子化
制御基板上の電子部品のはんだ付け部位のはんだの電位
を測定するので、アナログ回路やデジタル回路といった
回路構成によらない劣化診断が可能となる。

【００１６】この劣化診断装置においては、はんだの電
位に基づき算出された劣化度が一定レベルを越えたとき
に警報が発令され、当該診断対象機器の以上が検出され
る。また、例えば電子化制御基板上のすべてのはんだ付
け部位について電位を測定してやれば、回路の専門的知
識を必要としない劣化診断が可能である。さらにこの場
合、異常電位を検出した部位がそのまま劣化箇所と結び
つくため、劣化箇所の特定にも有効である。

【００１７】もっとも、劣化診断装置設定前に、診断対
象機器の設計情報が予め入手できる場合は、例えばその
内容を加味することで電位を検出するはんだ付け部位の
数を絞り込むこともできる。

【００１８】また、電位は、発熱や温度といったパラメ
ータに比べ、部品によるばらつきが少なく、回路構成に
より一意的に決まってくる安定したパラメータという点
で優れている。

【００１９】次に、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明において、タイマと、検出された電位
及び劣化度を出力する出力手段とを備え、電位検出手段
は、タイマに通知される一定の時間間隔で前記はんだの
電位を検出し、劣化度判定手段は、検出された電位の初
期値と電位の経時変化とに基づき劣化度を算出するか、
又は、定格値と電位の経時変化とに基づき劣化度を算出
する劣化診断装置である。

【００２０】以上のように構成された劣化診断装置にお
いては、請求項１に対応する発明の劣化診断装置と同様
に作用する他、タイマ手段からの通知により、所定時間
毎に劣化診断が行われるので、自動的な診断が可能とな
り、診断員の労力が低減できる。

【００２１】さらに、出力手段により、検出された電位
及び劣化度が出力されるので、異常発生部位及びその程
度をすぐに判定することができる。次に、請求項３に対
応する発明は、請求項１又は２に対応する発明におい
て、電位検出手段は、電子化制御基板の表面に電界印加
により分子が配向する蛍光体層を介して透明電極が密着
して配置され、透明電極の電位を基準電圧に保持した状
態で、レーザー光を透明電極を通して蛍光体に照射し
て、当該蛍光体の発する発光強度を測定し、発光強度に
より、はんだの電位を検出するの劣化診断装置である。

【００２２】以上のように構成された劣化診断装置にお
いては、請求項１又は２に対応する発明の劣化診断装置
と同様に作用する他、電子化制御基板上のはんだ付け部
位の電位を測定する際、診断対象機器の動作中において
も、外部から回路の動作に何の影響も与えないので、オ
ンライン診断を可能とする。

【００２３】また、レーザを用いて非接触で電位を測定
することができるので、配線の手間とスペースを省くこ
とができ、測定の高速化も可能である。次に、請求項４
に対応する発明は、機器の劣化状態を診断する劣化診断
装置において、機器を構成する電子化制御基板上のはん
だ付け部位に取り付けられ、かつ、はんだの電位が所定
の劣化警報発令電位となると動作するスイッチング素子
と、スイッチング素子が動作すると、警報を発令する警
報発令手段とを備えた劣化診断装置である。

【００２４】以上のように構成された劣化診断装置にお
いては、電子化制御基板のはんだ付け部位の電位が劣化
警報発令電位になると、スイッチング素子がスイッチン
グするようにあらかじめ設定されているので、警報発令
手段は、それを監視するだけでよく、はんだ付け部位の
電位の実際値を測定する必要がなく、装置全体を簡単な
構成とすることができる。

【００２５】また、スイッチング素子のスイッチング
は、電子化制御基板の回路動作に影響を与えないでオン
ライン診断が可能となる。次に、請求項５に対応する発
明は、電位検出手段として、同一型の電子化制御基板を
はんだ面の座標を合わせて、はんだ面を近距離で対向さ
せ、その対向面間において、両はんだ面からの等距離面
上を既知電荷量を帯電させた電極を走査させ、電極に及
ぼされるクーロン力を検出して、電子化制御基板のはん
だ付け部位のはんだの電位を検出する構成である。

【００２６】以上のような構成とすることにより、被検
出系に影響を与えず、電位を検出することができる。次
に、請求項６に対応する発明は、機器の劣化状態を診断
する劣化診断方法において、機器を構成する電子化制御
基板上のはんだ付け部位のはんだの電位を検出し、この
検出されたはんだの電位に基づき、電子化制御基板の劣
化度を算出することで劣化度合いを判定し、この劣化度
が一定レベルを越えたときに警報を発令する劣化診断方
法である。以上のような劣化診断方法においては、請求
項１に対応する劣化診断装置と同様な作用効果が得られ
る。

【００２７】さらに、請求項７対応する発明は、はんだ
付け部位のはんだの電位を検出する方法として、同一型
の電子化制御基板をはんだ面の座標を合わせて、前記は
んだ面を近距離で対向させ、その対向面間において、両
はんだ面からの等距離面上を既知電荷量を帯電させた電
極を走査させ、前記電極に及ぼされるクーロン力を検出
して、前記電子化制御基板のはんだ付け部位のはんだの
電位を検出するようにすれば、被検出系に影響を与え
ず、電位を検出することができる。

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。 （発明の第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施
の形態に係る劣化診断装置の構成例を示すブロック図で
ある。

【００３１】図１に示す劣化診断装置本体５には、電子
化制御基板のはんだ付け部位のはんだの電位を検出する
電位検出部０と、検出されたはんだの電位より製品の劣
化度を計算し判定する劣化度判定部１と、測定したはん
だ付け部位のはんだの電位と判定した劣化度を出力する
出力部２と、測定されたはんだの電位及び計算された劣
化度の値を保存する記憶装置６と、劣化度が一定レベル
を超えた場合に警報を発令するアラーム３と、設定され
た一定の時間間隔で電位検出部０に通知を行い電位検出
を行うためのタイマ４とが設けられている。

【００３２】また、劣化診断装置は、劣化診断装置本体
５にディスプレイやプリンタなどの出力装置７が接続さ
れてなり、出力装置７は出力部２からのはんだの電位及
び劣化度を表示・印字するようになっている。

【００３３】図２は本実施の形態における劣化診断装置
の電位検出部０の回路例を示す構成図である。図２にお
いて、基板上に電子部品１９の搭載されはんだ付けされ
た電子化制御基板２０が劣化診断装置の診断対象となっ
ている。

【００３４】電位検出部１は、電子化制御基板２０の各
電子部品１９に対応する各はんだ部１０から等電位を引
き出すプリント配線１２と、当該プリント配線１２を介
して各はんだ部１０に接続されたコネクタ部１１と、コ
ネクタ部１１において電位検出対象を切り替える切り替
え回路１３と、切り替え回路１２にて選択されたはんだ
部１０の電位を検出する電位検出回路１７とによって構
成されている。

【００３５】電位検出回路１７は、切り替え回路１３に
接続されたスイッチ１８と、コンデンサ１５と、当該コ
ンデンサ１５に並列に接続された抵抗器１６及びこれに
直列に接続された電流計２１とによって構成されてい
る。

【００３６】スイッチ１８は、切り替え回路１３〜コン
デンサ１５間もしくは抵抗器１６〜コンデンサ１５間を
接続するように切り替えられる。また、コンデンサ１５
及び電流計２１はそれぞれ接地されている。

【００３７】次に図３及び図４を用いて劣化度の計算方
法について説明する。図３は検出電位を用いて劣化度を
計算する方法を示す図である。この方法では、初期値か
らの検出電位のずれに着目している。

【００３８】まず、劣化診断装置が設定された当初の各
検出電位もしくは検出電位の平均値が初期値として設定
される。そして、はんだ部１０の検出電位が当該初期値
からどの程度ずれるかによって劣化度が算出される。

【００３９】この場合、図３からわかるように、初期値
からのずれの大きさに比例して劣化度が階段状に上昇す
ることが示されている。なお、同図では劣化度２の次
に、電位のずれが初期値から３％を越えると劣化度３，
すなわち劣化警報発令領域となる。

【００４０】図４は検出電位を用いて劣化度を計算する
他の方法を示す図である。この方法では、定格値からの
検出電位のずれに着目している。すなわち定格値がわか
っている場合、定格領域をその中央値から均等に区分し
て、検出電位がどの領域に位置するかで劣化度が得られ
る。

【００４１】この場合も劣化度２の次に、定格上下限を
越えると劣化度３である劣化警報発令領域となる。劣化
度判定部１では、上記何れかの方法で劣化度が計算され
る。また、この劣化度は診断対象の劣化度合いを示す指
標ともなるものであり、劣化度の計算により劣化判定が
なされることとなる。

【００４２】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態に係る劣化診断装置の動作について説明する。
まず、電位検出部０によって、診断対象となる電子化制
御基板２０におけるはんだ部１０の電位が測定される。

【００４３】ここで、電位検出の動作は以下の通りであ
る。まず、図２に示す切り替え回路１３により電位を測
定したいはんだ部１０が選択される。

【００４４】次に、この選択されたはんだ部１０がさら
にスイッチ１８により電位検出回路１７のコンデンサ１
５と接続され、コンデンサ１５に電荷が蓄えられる。コ
ンデンサ１５に電荷が飽和したら、スイッチ１８により
抵抗器１６側へ切り替えられ、抵抗器１６にコンデンサ
１５に蓄えられた電荷が流れる。このときの電流ｉが電
流計２１で測定される。

【００４５】この電流値ｉと抵抗器１６の抵抗値の積に
より、はんだ部１０の電位が求められる。切り替え回路
１３が各はんだ部１０への切り換えを一通り終了するま
で、この一連の手順が繰り返される。ここで検出された
電位のデータは、劣化度判定部１に引き渡される。な
お、電位が検出されるべきはんだ部１０の位置は、電子
化制御基板２０上のすべてのはんだ部１０もしくは設計
情報等に基づく所定位置のはんだ部１０である。

【００４６】次に、劣化度判定部１によって、劣化度が
計算され、これによって電子化制御基板２０の劣化度合
いが判定される。劣化度判定部１は、以下のようにして
劣化度を判定する。

【００４７】まず、予め定格値が得られていない場合
は、各時間における検出電位と初期値の差が求められ、
その絶対値が初期値に対して何％のずれかを計算して、
図３の設定に従い、劣化度が判定される。

【００４８】また、定格値が予めわかる場合は、図４に
おいて、各時間における検出電位が定格領域のどの位置
に適合するかが調べられ、劣化度が判定される。次に、
出力部２により、はんだ部１０電位の測定値とその劣化
度がディスプレイ７上に表示されるとともに、これらの
データが記憶装置６に記録される。

【００４９】また、劣化度が規定値を超えた場合には、
出力部２により、アラーム３に出力命令が伝達され、警
報が発生される。上記一連の処理を１サイクルとし、１
サイクル終了後出力部２からタイマ４に通知がされる。

【００５０】そして、タイマ４から所定時間毎に電位検
出部０へ通知がされ、上記サイクルが一定時間間隔で実
行される。上述したように、本発明の実施の形態に係る
劣化診断装置は、はんだ部１０の電位を検出し、当該電
位から劣化度を算出して劣化度合いを判定し、劣化度合
いが一定レベルを越えたときには、警報を発令するよう
にしたので、電子化制御基板上の電子回路や電子部品に
関する専門的知識が無くても診断を実施することがで
き、また、オンライン劣化診断をすることができるすな
わち、本実施形態では、電圧測定の際、診断対象の電子
化制御基板の動作に影響を与えることがないので、オン
ラインでの劣化診断が可能となるものである。

【００５１】また、本実施の形態の劣化診断装置は、タ
イマ４と検出された電位及び劣化度を出力する出力部２
とを設けたので、タイマ動作により、劣化診断が所定時
間毎に行われ、自動的な診断をすることができる。

【００５２】さらに、出力部２により、検出された電位
及び劣化度が出力されるので、異常発生部位及びその程
度をすぐに判定することができる。例えば診断対象機器
について設計上の知識がある場合は、電圧を測定するは
んだ部１０を重要部の何点かに絞ることができ、診断時
間の短縮等診断の効率化を図ることができる。

【００５３】また、電子化制御基板２０上の全はんだ部
１０について電位の測定を行う場合は、測定電位の異常
から劣化部位も特定することができる。 （発明の第２の実施の形態）本実施の形態の劣化診断装
置は、第１の実施の形態の装置において、電位検出部０
として第１実施形態とは異なる手段を用いたものであ
る。

【００５４】図５は本発明の第２の実施の形態における
劣化診断装置の電位検出部の例を示す構成図であり、図
２と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。

【００５５】図５に示す電位検出部０は、電子化制御基
板２０上に予め形成された蛍光体４１の薄い層と、この
層を介して電子化制御基板２０上のはんだ部１０に接し
基準電極となる透明電極４２と、蛍光体４１に対してレ
ーザー光を照射するためのレーザー発生装置４３と、レ
ーザー光を走査するための走査部４４と、レーザー光照
射部から発生する蛍光を検出する光検出器４５と、特定
のはんだ部１０の直上の蛍光体４１にレーザー光を集光
し、かつレーザー光照射部からの発光を光検出器４５に
導くための光学系４６とによって構成されている。

【００５６】以上のように構成された本発明の実施の形
態に係る劣化診断装置における電位検出以外の動作は、
第１の実施形態と同様である。また、電圧検出における
電位検出部０の動作を図６を用いて説明する。

【００５７】図６は電子化制御基板２０と透明電極４２
の間に配置される蛍光体４１の蛍光強度の電界強度依存
性を示す図である。電子化制御基板２０の動作中におい
て、はんだ部１０の電位と透明電極４２の基準電位との
差により、その間に電界分布が生じ、この電界分布に応
じて蛍光体４１が配向する。

【００５８】この時、はんだ部１０の直上に存在する蛍
光体４１にレーザー光を照射してやると、図６に示すよ
うにその部分に生じている電界に応じた強度の蛍光が発
光される。

【００５９】したがって、この蛍光強度を光検出器４５
で検出することにより生じている電界を測定することが
できる。測定した電界からはんだ部１０の電位を求める
には、蛍光体４１を一定の厚さに設定しておけばよい。

【００６０】実際の診断においては、まず、走査部４４
により光学系４６が調節される。次に、電子化制御基板
２０上の各はんだ部１０につき、一箇所づつ選択的にレ
ーザー光源４３からのレーザー光が照射され、電位測定
が行われる。

【００６１】以下、第１の実施の形態の場合と同様に、
この電位測定値から劣化度が判定され、電位測定値及び
劣化度が出力され、記憶されるサイクルが繰り返され
る。上述したように、本発明の実施の形態に係る劣化診
断装置は、第１の実施の形態と同様な構成を設けた他、
電位検出部０にレーザー光を利用した非接触電位測定法
を用いているので、上記実施の形態と同様な効果が得ら
れ、診断対象機器の動作中においても、外部から回路の
動作に何の影響も与えないのでオンライン診断できる
他、電子化制御基板２０上に診断用のプリント配線回路
を盛り込む必要をなくすることができ、配線の手間とス
ペースを省くことができる。また、測定の高速化も実現
できる。 （発明の第３の実施の形態）本実施の形態の劣化診断装
置は、第１の実施の形態と同様な装置において、電位検
出部０として第１実施形態とは異なる手段を用いたもの
である。

【００６２】図７は本発明の第３の実施の形態における
劣化診断装置の電位検出部の例を示す構成図であり、図
２と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。

【００６３】図７に示す電位検出部０は、電子化制御基
板２０の各はんだ部１０がスイッチング回路５２に接続
されてなり、このスイッチング回路５２の出力電圧や出
力電流等のスイッチング動作がはんだ部１０の電位に依
存するように設定される。

【００６４】同図では一つのスイッチング回路５２に一
つのはんだ部１０が対応するように示されているが、こ
のスイッチング回路５２は、複数のスイッチがＩＣ化さ
れ集積化されたものでもよい。その場合、一つのスイッ
チング回路５２に複数のはんだ部１０が対応する。

【００６５】図８はスイッチング回路の一例としてはん
だ部１０の電位により出力が‘０’か‘１’に変わるＮ
ＡＮＤ回路を示す図である。同図においてスイッチング
回路５２は、電圧Ｖ_DDの電源５３と、当該電圧Ｖ_DDが端
子Ｂから入力されるＮＡＮＤ回路５４とによって構成さ
れている。

【００６６】図９はスイッチング回路の他の例として入
力電圧により電流がｏｎ−ｏｆｆする回路の概略図とそ
の特性図である。同図においては、端子Ｃからの入力電
圧が臨界電圧Ｖ_C を越えると電流Ｉ_s が流れることでｏ
ｎ−ｏｆｆするスイッチング回路５２が示されている。

【００６７】なお、本実施の形態では、はんだ部１０電
位の値そのものが測定されるわけでなく、その電位に対
応してスイッチ動作がなされるだけである。したがっ
て、劣化度判定部１と出力部２においても段階的に劣化
度が計算され出力されるものでなく、劣化度判定部１と
出力部２は、上記スイッチングのための所定の設定値に
対応して劣化度合いの評価及び警報発令を行うように設
定されている。

【００６８】以上のように構成された本発明の実施の形
態に係る劣化診断装置の動作を説明する。まず、図８に
示すＮＡＮＤ回路５４がスイッチング回路５２として用
いられる場合について説明する。

【００６９】電子化制御基板２０のはんだ部１０の電位
が図８に示すＮＡＮＤ回路５４の一方の入力端子Ａに入
力される。残りの入力端子ＢにはＮＡＮＤ回路の電源と
同じ電圧Ｖ_DDが入力されている。このように設定した場
合、一例として、ＮＡＮＤ回路５４の出力は、はんだ部
１０の電位ＶがＶ＞（Ｖ_DD／２）の時は０（Ｖ）すなわ
ち‘０’となり、Ｖ＜（Ｖ_DD／２）の時は、Ｖ_DD（Ｖ）
すなわち‘１’となる。

【００７０】したがって、ＮＡＮＤ回路５４の出力反転
電圧Ｖ_DD／２を定格値または劣化警報発令電位に合わせ
ておく。一方、図１の劣化度判定部１と出力部２に対し
ては、ＮＡＮＤ回路５４の出力反転が起きたときに、ア
ラーム３に警報発令の出力命令を与えるような設定がさ
れていれば、各時刻におけるはんだ部５１の電位の実際
値をモニタリングしなくても、劣化診断を行うことがで
きる。

【００７１】すなわちこの場合、劣化度の計算に代え
て、ＮＡＮＤ回路５４の出力反転が劣化度の計算に対応
するものとなり、これにより劣化度合いの判定が行われ
ることになる。実際には、上記したようにＮＡＮＤ回路
５４の出力反転に応じて、アラーム３からの警報が発令
されるものである。

【００７２】また、このような劣化診断は、図９に示し
たように、入力端子Ｃに与える電圧がある臨界電圧Ｖ_C
を越えると電流Ｉ_s が流れるスイッチング回路５２を用
いても行うことができる。

【００７３】このようにスイッチング回路５２として図
９のスイッチング回路が用いられる場合は、スイッチン
グ回路５２の入力端子Ｃに、はんだ部１０の電位を入力
してやり、この電位の上昇または降下による回路電流の
ｏｎ−ｏｆｆを監視すればよい。劣化度判定部１以降の
動作は上述した通りである。

【００７４】ただし、この場合には、上記ＮＡＮＤ回路
５４の出力反転電圧Ｖ_DD／２に対応して警報発令等が設
定されたのと同様に、出力反転電圧Ｖ_DD／２に代え、上
記回路電流のｏｎ−ｏｆｆの起こる臨界電圧Ｖ_C が定格
値、又は、劣化警報発令電位に設定される必要がある。

【００７５】上述したように、本発明の実施の形態に係
る劣化診断装置は、第１の実施の形態と同様な構成を設
けた他、電位検出部０にスイッチング回路５２を用いて
いるので、上記実施の形態と同様な効果が得られる他、
はんだ部１０の電位の実際値を測定する必要をなくすこ
とができる。

【００７６】また、例えばスイッチング回路５２をＩＣ
化することで、当該スイッチング回路５２を電子化制御
基板２０に予め組み込むことが可能となり、電位検出部
０を簡単な構成とすることができる。

【００７７】なお、本実施形態においては、第１、第２
の実施形態と同様に劣化度判定部１と出力部２を設ける
構成としたが、スイッチング回路５２はオンオフを行う
だけのものであるから特に劣化度判定部１と出力部２を
設けずスイッチング回路５２からのスイッチングにより
アラーム３が警報を発令する構成としてもよい。このよ
うにすれば劣化診断装置をさらに簡単な構成とすること
ができる。 （発明の第４の実施の形態）本実施の形態の劣化診断装
置は、第１の実施の形態の装置において、電位検出部０
として第１実施形態とは異なる手段，すなわち非接触電
位測定装置を用いたものである。

【００７８】図１０は本発明の第４の実施の形態におけ
る図1に示す電位検出部０に相当する非接触電位測定装
置の例を示す構成図である。図１１は検出したクーロン
力を電位に変換する方法を説明する図である。

【００７９】図１０，図１１において図２と同一部分に
は同一符号を付して説明を省略し、ここでは異なる部分
についてのみ述べる。この非接触電位測定装置７１は、
図１０に示すように、同一型の電子化制御基板２０につ
いて各はんだ面７２の対応するはんだ部１０の座標を合
わせ、当該基板２０を近距離で対向配置したものに適用
される。

【００８０】非接触電位測定装置７１は、電子化制御基
板２０間ではんだ面７２からの等距離面６３に設けられ
既知電荷量を帯電させた電極６４と、この電極６４を接
続し両基板２０により発生するクーロン力を検出するバ
ネばかりなどからなるクーロン力検出部６９と、この検
出されたクーロン力に積分計算を施して電位に変換しそ
の結果を劣化度判定部１に入力する電位変換部７０とに
よって構成されている。

【００８１】なお、両電子化制御基板２０の下端付近で
それぞれの対向面上の同座標におけるはんだ部が接地さ
れ、基準電位部６７となっている。以上のように構成さ
れた本発明の実施の形態に係る非接触電位測定装置の動
作を説明する。

【００８２】まず、同一型の電子化制御基板２０が図１
０に示すようにはんだ面７２を座標を合わせて近距離で
対向されているので、両基板２０の動作中には対向面間
に等電位面６１が生じることとなる。

【００８３】したがって、電子化制御基板２０の動作中
においては、対向面間では各等電位面に垂直な電界Ｅ６
２が発生する。このため、電子化制御基板２０に劣化が
なくはんだ部１０に正常に電位を生じさせているときに
は、各対向面からの等距離面６３上においては、この電
界Ｅ６２は対向面に平行な成分だけとなっている。

【００８４】したがって、このとき、各対向面からの等
距離面６３上で既知電荷量を帯電させた電極６４を走査
させると、この電極６４は各対向面からの等距離面６３
内方向に、電界Ｅ６２によりクーロン力Ｆ６５を受ける
こととなる。

【００８５】そこで、各対向面からの等距離面６３内に
おいて、基準電位部６７であるはんだ部のＸＹ座標か
ら、電位を測定したいはんだ部１０のＸＹ座標，すなわ
ち測定部６８までのクーロン力Ｆ６５を積分し、その値
を電極６４の電荷で除算すれば、測定したいはんだ部１
０の電位が得られる。

【００８６】ここで、電極６４の反対側はクーロン力検
出部６９に接続されているので、バネばかりなどからな
るクーロン力検出部６９でクーロン力が検出される。そ
して、検出されたクーロン力は、上記の積分計算を行う
電位変換部７０へと入力され、測定部６８に対応するは
んだ部１０の電位が算出される。

【００８７】この算出結果は診断劣化装置における劣化
度判定部１に入力され、以降、第１の実施の形態と同様
な処理が実行され、劣化診断が行われる。なお、同一型
の電子化制御基板２０のうち何れかの基板で劣化が生じ
た場合、クーロン力は図１１に示すＸＹ方向に関するも
のだけでなく、図１０に示すＺ方向に関するものも検出
される。検出されたクーロン力のうちＸＹ成分は、主と
して電位算出に寄与し、Ｚ成分が何れの方向であるかに
よって、電子化制御基板２０のうち何れかの基板で劣化
が生じたかを判定できる。

【００８８】上述したように、本発明の実施の形態に係
るの非接触電位測定装置は、電位測定時に被測定系に影
響を与えないので、測定系がオンライン状態でも電位の
検出を行うことができる。

【００８９】また、上記非接触電位測定装置を用いた劣
化診断装置は、第１の実施の形態と同様な構成の他、電
位検出部０として非接触電位測定装置を用いるので、上
記実施の形態と同様な効果を奏することができる。な
お、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものでな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが
可能である。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は次のような
効果を奏する。請求項１及び６の発明は、電子化制御基
板上のはんだ付け部位の電位という、同一型の製品にお
いてもばらつきの少ない特性を検出して劣化診断を行う
ので、信頼性の高い診断が可能となり、劣化度の判定や
劣化部位の検出が正確にできる。また、このはんだ付け
部位の電位の検出は、アナログやデジタルなどの回路構
成にとらわれないで診断できる利点がある。

【００９１】したがって、電子化制御基板上の電子回路
や電子部品に関する専門的知識が無くても診断を可能と
すること、及び、オンライン劣化診断を可能とすること
ができる劣化診断装置及びその方法を提供することがで
きる。

【００９２】請求項２の発明は、請求項１の発明の効果
に加え、タイマからの通知により、所定時間毎に劣化診
断が行われ、自動的な診断ができる。また、検出された
電位及び劣化度が出力されるので、異常発生部位及びそ
の程度をすぐに判定することができる。

【００９３】請求項３の発明は、レーザー光を利用して
いるので、はんだ付け部位のはんだの電位の非接触測定
が可能となり、配線の手間とスペースを省くことができ
る。また、レーザー光の反射光検出装置の検出感度に応
じた遠隔からの診断、レーザー光走査装置の走査速度に
応じた診断の高速化もできる。

【００９４】請求項４の発明は、電子化制御基板のはん
だ付け部位に、スイッチング素子を取り付けているの
で、はんだ付け部位のはんだの電位の絶対値を測定しな
くても、スイッチング素子のスイッチングを監視するだ
けで劣化診断することができる。

【００９５】請求項５及び７の発明は、座標を合わせて
対向させた同一型の電子化制御基板の対向面間に生じて
いた電界を電極に働くクーロン力により検出しているの
で、電子化制御基板のはんだ付け部位のはんだの電位を
非接触で検出することができる。

【００９６】これにより、電子化制御基板上のはんだ付
け部位のはんだの電位を検出する際、診断対象機器の動
作中においても、外部から回路の動作に何の影響を与え
ないので、オンライン診断を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る劣化診断装置
の構成例を示すブロック図。

【図２】同実施の形態における劣化診断装置の電位検出
部の回路例を示す構成図。

【図３】検出電位を用いて劣化度を計算する方法を示す
図。

【図４】検出電位を用いて劣化度を計算する他の方法を
示す図。

【図５】本発明の第２の実施の形態における劣化診断装
置の電位検出部の例を示す構成図。

【図６】電子化制御基板と透明電極の間に配置される蛍
光体の蛍光強度の電界強度依存性を示す図。

【図７】本発明の第３の実施の形態における劣化診断装
置の電位検出部の例を示す構成図。

【図８】スイッチング回路の一例としてはんだ部１０の
電位により出力が‘０’か‘１’に変わるＮＡＮＤ回路
を示す図。

【図９】スイッチング回路の他の例として入力電圧によ
り電流がｏｎ−ｏｆｆする回路の概略図とその特性図。

【図１０】本発明の第４の実施の形態における非接触電
位測定装置の例を示す構成図。

【図１１】検出したクーロン力を電位に変換する方法を
説明する図。

【符号の説明】

０…電位検出部 １…劣化度判定部 ２…出力部 ３…アラーム ４…タイマ ５…劣化診断装置本体 １０…はんだ部 １１…コネクタ部 １２…プリント配線 １３…切り替え回路 １５…コンデンサ １６…抵抗器 １７…電位検出回路 １８…スイッチ ２０…電子化制御基板 ４１…蛍光体 ４２…透明電極 ４３…レーザー発生装置 ４４…走査部 ４５…光検出器 ４６…光学系 ５２…スイッチング回路 ６１…等電位面 ６２…電界 ６３…等距離面 ６４…電極 ６５…クーロン力 ６７…基準電位部 ６８…測定部 ６９…クーロン力検出部 ７０…電位変換部 ７１…非接触電位測定装置 Ａ，Ｂ，Ｃ…入力端子 Ｉ_s …回路電流 Ｖ_C …臨界電圧 Ｖ_DD…電源電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/00 G01R 31/04 G01R 31/302

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機器の劣化状態を診断する劣化診断装置
   において、 前記機器を構成する電子化制御基板上のはんだ付け部位
   のはんだの電位を検出する電位検出手段と、 前記電位検出手段により検出されたはんだの電位に基づ
   き、前記電子化制御基板の劣化度を算出することで劣化
   度合いを判定する劣化度判定手段と、 前記劣化度が一定レベルを越えたときに警報を発令する
   警報発令手段ととを備えたことを特徴とする劣化診断装
   置。
2. 【請求項２】 タイマと、 前記検出された電位及び前記劣化度を出力する出力手段
   とを備え、 前記電位検出手段は、前記タイマに通知される一定の時
   間間隔で前記はんだの電位を検出し、 前記劣化度判定手段は、前記検出された電位の初期値と
   電位の経時変化とに基づき劣化度を算出するか、又は、
   定格値と前記電位の経時変化とに基づき劣化度を算出す
   ることを特徴とする請求項１記載の劣化診断装置。
3. 【請求項３】 前記電位検出手段は、 前記電子化制御基板の表面に電界印加により分子が配向
   する蛍光体層を介して透明電極が密着して配置され、 前記透明電極の電位を基準電圧に保持した状態で、レー
   ザー光を前記透明電極を通して前記蛍光体に照射して、
   当該蛍光体の発する発光強度を測定し、 前記発光強度により、前記はんだの電位を検出すること
   を特徴とする請求項１又は２記載の劣化診断装置。
4. 【請求項４】 機器の劣化状態を診断する劣化診断装置
   において、 前記機器を構成する電子化制御基板上のはんだ付け部位
   に取り付けられ、かつ、前記はんだの電位が所定の劣化
   警報発令電位となると動作するスイッチング素子と、 前記スイッチング素子が動作すると、警報を発令する警
   報発令手段とを備えたことを特徴とする劣化診断装置。
5. 【請求項５】 前記電位検出手段は、 同一型の電子化制御基板をはんだ面の座標を合わせて、
   前記はんだ面を近距離で対向させ、その対向面間におい
   て、両はんだ面からの等距離面上を既知電荷量を帯電さ
   せた電極を走査させ、前記電極に及ぼされるクーロン力
   を検出して、前記電子化制御基板のはんだ付け部位のは
   んだの電位を検出することを特徴とする請求項1記載の
   劣化診断装置。
6. 【請求項６】 機器の劣化状態を診断する劣化診断方法
   において、 前記機器を構成する電子化制御基板上のはんだ付け部位
   のはんだの電位を検出し、 この検出されたはんだの電位に基づき、前記電子化制御
   基板の劣化度を算出することで劣化度合いを判定し、 前記劣化度が一定レベルを越えたときに警報を発令する
   ことを特徴とする劣化診断方法 。
7. 【請求項７】 前記はんだ付け部位のはんだの電位を検
   出する場合、 同一型の電子化制御基板をはんだ面の座標を合わせて、
   前記はんだ面を近距離で対向させ、その対向面間におい
   て、両はんだ面からの等距離面上を既知電荷量を帯電さ
   せた電極を走査させ、前記電極に及ぼされるクーロン力
   を検出して、前記電子化制御基板のはんだ付け部位のは
   んだの電位を検出することを特徴とする請求項６記載の
   劣化診断方法 。
8. 【請求項８】 機器の劣化状態を診断する劣化診断方法
   において、 前記機器を構成する電子化制御基板上のはんだ付け部位
   のはんだの電位を検出し、 この検出されたはんだの電位に基づき、前記電子化制御
   基板の劣化度を算出することで劣化度合いを判定し、 前記劣化度が一定レベルを越えたときに警報を発令する
   ことを特徴とする劣化診断方法。