JP6219074B2 - 絶縁検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査対象の絶縁抵抗値を測定すると共にこの絶縁抵抗値に基づいて検査対象の絶縁状態を検査する絶縁検査装置に関するものである。

この種の絶縁検査装置として、特許第３５４６０４６号公報に開示された絶縁検査装置が知られている。この絶縁検査装置は、可変電圧源、電圧計、回路基板の配線パターンに接続されたスイッチ回路、電流計、制御部およびスパーク検出回路などを備えて構成されている。この絶縁検査装置では、可変電圧源から出力される所定の直流電圧（試験電圧）を印加した配線パターン（検査対象）間の絶縁抵抗値を、電圧計の検出電圧値と電流計の検出電流値とから算出してしきい値と比較することにより、その配線パターン間の絶縁状態の良否を判定し、絶縁状態が不良な配線パターンが存在するときには、回路基板が不良品であると判定する。

また、この絶縁検査装置では、絶縁検査中において、直流電圧の印加によって配線パターン間で放電（スパーク）が発生したときには、スパーク検出回路がその放電を検出して、配線パターンの絶縁状態が不良である（つまり、回路基板が不良品である）と判定する。この場合、スパーク検出回路は、スパークの発生時には可変電圧源の出力電圧（試験電圧）が急低下するので、この電圧変化を検出することによりスパークの発生を検出している。

特許第３５４６０４６号公報（第５−６頁、第１図）

ところが、上記した従来の絶縁検査装置には、以下の課題が存在している。すなわち、この種の絶縁検査装置では、通常、スイッチ回路は、複数のケーブルを介して複数の配線パターンに同時に接続され、複数の配線パターンのうちの絶縁状態を判別する配線パターン（検査対象）を選択的に可変電圧源と電流計とに接続する。この場合、各ケーブルには浮遊容量が存在しているため、可変電圧源の出力端子には、スイッチ回路を介してこの浮遊容量が接続される。また、検査対象とする各配線パターン間には、相互間の距離やそれぞれの面積に応じた容量値の静電容量が形成されているため、この静電容量もスイッチ回路を介して、可変電圧源の出力端子に接続されている。これにより、この絶縁検査装置では、このようにして出力端子に接続されている静電容量（検査対象についての静電容量）の合計容量値が大きい場合に、可変電圧源が試験電圧の出力を開始したときに、この静電容量を充電させるための電流が電流値の大きな状態で短時間に（ピーク値の大きなパルス状の電流として）流れるという現象が生じる。したがって、この絶縁検査装置には、この電流が電流値の大きな状態で流れることに起因して、試験電圧の低下が発生し、スパーク検出回路がこの試験電圧の低下を誤ってスパークの発生として検出することがあり、これに基づいて回路基板を不良品であると誤って判別するという解決すべき課題が存在している。

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、検査対象についての静電容量の容量値に影響を受けることなくスパークの発生の誤検出を回避して、検査対象の絶縁状態を正確に検査し得る絶縁検査装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の絶縁検査装置は、直流電圧を出力端子から検査対象に出力することによって当該検査対象に規定の直流電圧値の検査用電圧を供給する電源部と、前記検査用電圧の供給時に前記検査対象を含む電流経路に流れる直流電流を検出する電流検出部と、検出された前記直流電流の電流値と予め規定された電流しきい値とを比較して当該直流電流の電流値が当該電流しきい値以上のときに前記検査対象にスパークが発生したと検出するスパーク検出部と、前記電流経路内に配設されて、前記直流電流を前記電流しきい値未満の規定の電流値に制限する電流制限機能を有すると共に、当該電流制限機能を開始するまでに所定の応答時間が必要な電流制限部と、前記規定の直流電圧値および検出された前記直流電流の電流値に基づいて前記検査対象の抵抗値を測定すると共に測定した当該抵抗値および前記スパーク検出部での前記スパークの検出の有無に基づいて当該検査対象の絶縁状態を検査する絶縁検査処理を実行する処理部とを備え、前記処理部は、前記電源部による前記直流電圧の出力の開始から前記検査用電圧が前記規定の直流電圧値に達するまでの期間のうちの初期期間において、当該直流電圧の上昇率を予め規定された規定の上昇率に維持させる制御を前記電源部に対して実行することによって前記初期期間での前記直流電流の電流値を前記電流しきい値未満に抑制し、当該初期期間の経過後において、前記規定の上昇率を超える上昇率で当該直流電圧を上昇させる制御を当該電源部に対して実行する絶縁検査装置であって、当該初期期間は前記応答時間よりも若干長く規定されている。

また、請求項２記載の絶縁検査装置は、請求項１記載の絶縁検査装置において、前記処理部は、前記初期期間での前記上昇率を前記電流制限部に接続されている静電容量の容量値が大きくなるに従い低下させる制御を前記電源部に対して実行する。

請求項１記載の絶縁検査装置では、電流制限部を備えると共に、処理部が、電源部による検査対象への直流電圧の出力の開始から検査対象に供給される検査用電圧が規定の直流電圧値に達するまでの期間のうちの初期期間において、直流電圧の上昇率を規定の上昇率に維持させる制御を電源部に対して実行する。

したがって、この絶縁検査装置によれば、直流電圧を上昇させて検査対象についての静電容量を充電して検査用電圧を規定の直流電圧値まで上昇させる際において、電流制限部が電流制限機能を作動させるまで（応答時間が経過するまで）は、直流電圧を規定の上昇率で上昇させることによって検査対象についての静電容量に直流電流が充電電流としてパルス状に流れるときの直流電流の電流値を電流しきい値未満に抑制することができ、かつ、その後に（応答時間の経過後に）、電流制限部が電流制限機能を作動させたときには、電流制限部がパルス状に流れる直流電流の電流値を規定の電流値に抑制することができる。したがって、この絶縁検査装置によれば、検査対象についてに静電容量の容量値に影響を受けることなく検査用電圧を規定の直流電圧値まで上昇させる際に流れる直流電流の電流値が電流しきい値以上になることを確実に防止することができる。これにより、スパーク検出部が、直流電流の電流値と電流しきい値に基づいて検査対象でのスパークの有無を検出するときに、直流電流に基づいて検査対象でスパークが発生したと誤って検出する事態を回避しつつ、電流制限部の応答時間を利用して、検査対象でのスパークの有無を正確に検出することができる。したがって、この絶縁検査装置によれば、処理部が、検査対象の抵抗値と検出信号の有無とに基づいて、検査対象としている一対の導体パターン群間の絶縁状態を正確に検査することができる。

請求項２記載の絶縁検査装置によれば、処理部が、初期期間での直流電圧の規定の上昇率を検査対象についての静電容量の容量値が大きくなるに従い低下させる制御を電源部に対して実行するため、検査対象についての静電容量を電流しきい値を超えない範囲内のより高い電流値の直流電流で充電することができる。したがって、この絶縁検査装置によれば、検査用電圧を所望の直流電流値により短時間に上昇させることができるため、絶縁検査処理に要する時間を充分に短縮することができる。

絶縁検査装置１の構成を示す構成図である。 回路基板１００の構成を示す構成図である。 各導体パターン群ＰＧを構成する導体パターンＰを示す説明図である。 各導体パターン群ＰＧの容量値を示す説明図である。 絶縁検査装置１での直流電圧Ｖ１、検査用電圧Ｖ２および直流電流Ｉ１の変化を説明するための説明図（波形図）である。 電流制限部２１のない絶縁検査装置での直流電圧Ｖ１および直流電流Ｉ１の変化を説明するための説明図（波形図）である。 絶縁検査装置１での直流電圧Ｖ１、検査用電圧Ｖ２および直流電流Ｉ１の変化を説明するための他の説明図（他の波形図）である。

以下、絶縁検査装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、絶縁検査装置１の構成について説明する。

図１に示す絶縁検査装置１は、基板保持部２、プローブユニット３、電源部４、電圧検出部５、電流検出部６、スイッチ部７、スパーク検出部８、処理部９および出力部１０を備え、基板保持部２によって保持されている回路基板１００に形成されている複数の導体パターン（本例では一例として、図２に示すように１０個の導体パターンＰ１〜Ｐ１０。特に区別しないときには導体パターンＰともいう）の一部でそれぞれ構成される一対の導体パターン群ＰＧを検査対象として、導体パターン群ＰＧ間の絶縁状態を検査する。また、絶縁検査装置１は、電源部４とスイッチ部７との間に接続された電流制限部２１を備え、後述するように一対の導体パターン群ＰＧに流れる直流電流Ｉ１を制限し得るように構成されている。

基板保持部２は、不図示のフィクスチャを備え、表面に配設された回路基板１００を所定の位置に保持する。プローブユニット３は、複数のプローブピン１１を備えて治具型に構成されている。この場合、各プローブピン１１は、回路基板１００の各導体パターンＰ１〜Ｐ１０上に規定された検査ポイントＴＰ１〜ＴＰ１０（特に区別しないときには、検査ポイントＴＰともいう）の数および位置に対応して、プローブユニット３における基板保持部２との対向面に立設されている。また、プローブユニット３は、処理部９の制御に従って作動する不図示の移動機構により、基板保持部２に対して接離動させられることで、複数のプローブピン１１を回路基板１００の対応する検査ポイントＴＰに接触させるプロービングを実行する。

電源部４は、処理部９の制御に従い、直流電圧Ｖ１を基準電位（本例ではグランド電位）Ｇを基準として生成して、出力端子４ａから出力する。この際に、電源部４は、処理部９によって設定された上昇率α（＝ｄＶ／ｄｔ）で、かつ処理部９によって設定された目標電圧値Ｖｔ（一例として５０Ｖ〜１０００Ｖの範囲内の直流電圧値から選択された所望の直流電圧値）に達するまで直流電圧Ｖ１を上昇させる。また、電源部４は、処理部９の制御に従い、直流電圧Ｖ１を目標電圧値Ｖｔから基準電位まで、一例として上記の上昇率αと絶対値が同じ降下率で降下させる。

電圧検出部５は、一対の入力端子５ａ，５ｂ間に入力される直流電圧を検出すると共に所定の周波数でサンプリングすることにより、検出した直流電圧の電圧波形を示す波形データＤｖを生成して、処理部９に出力する。具体的には、電圧検出部５は、後述するように、スイッチ部７を介して、一対の導体パターン群ＰＧのうちの一方の導体パターン群ＰＧが入力端子５ａに接続されると共に、他方の導体パターン群ＰＧが入力端子５ｂに接続される。これにより、電圧検出部５は、電源部４が直流電圧Ｖ１を出力しているときに、スイッチ部７を介して一対の導体パターン群ＰＧ間に供給されている検査用電圧Ｖ２を検出して、その波形データＤｖを処理部９に出力する。

なお、導体パターン群ＰＧとは、複数の導体パターンＰのうちから検査対象として選択された１または２以上の導体パターンＰで構成される導体パターンＰの組であり、一対の導体パターン群ＰＧとは、このようにして選択された互いに異なる導体パターンＰで構成される２つの導体パターン群の組である。本例では、図３に示すように、導体パターン群ＰＧが導体パターン群ＰＧ１〜ＰＧ６の６つ規定されている。また、図４に示すように、一対の導体パターン群ＰＧとする２つの導体パターン群の組が５組規定されていると共に、一対の導体パターン群ＰＧを構成する２つの導体パターン群ＰＧについての静電容量の容量値Ｃが例えば実験などで予め求められて、一対の導体パターン群ＰＧ毎に規定されている。

この２つの導体パターン群ＰＧについての静電容量の容量値Ｃとは、この２つの導体パターン群ＰＧが検査対象として選択されて電源部４の出力端子４ａと後述する電流検出部６の入力端子６ａとの間に接続されたときに、電源部４の出力端子４ａに接続される静電容量の容量値であって、回路基板１００において２つの導体パターン群ＰＧ間に形成される静電容量の容量値と、プローブユニット３の各プローブピン１１とスイッチ部７とを接続する後述のケーブル間に形成される浮遊容量の容量値との合計容量値である。

電流検出部６は、一対の入力端子６ａ，６ｂ間に入力される直流電流を検出すると共に所定の周波数（例えば電圧検出部５のサンプリング周波数と同じ周波数）でサンプリングすることにより、検出した直流電流の電流波形を示す波形データＤｉを生成して、スパーク検出部８および処理部９に出力する。具体的には、検査対象として選択された１つの一対の導体パターン群ＰＧのうちの一方の導体パターン群ＰＧはスイッチ部７および電流制限部２１を介して電源部４の出力端子４ａに接続され、他方の導体パターン群ＰＧはスイッチ部７を介して電流検出部６の入力端子６ａに接続される。また、電流検出部６の入力端子６ｂは、基準電位Ｇに接続される。

これにより、電流検出部６は、電源部４による直流電圧Ｖ１の出力時（一対の導体パターン群ＰＧ間への検査用電圧Ｖ２の供給時）に検査対象としての一対の導体パターン群ＰＧに流れる直流電流Ｉ１の電流経路（電源部４の出力端子４ａから、電流制限部２１、スイッチ部７、プローブユニット３、一対の導体パターン群ＰＧのうちの一方の導体パターン群ＰＧ、他方の導体パターン群ＰＧ、プローブユニット３およびスイッチ部７を経由して基準電位Ｇに至る図１において破線で示す電流経路）内に接続されて、直流電流Ｉ１を検出し、その波形データＤｉをスパーク検出部８および処理部９に出力する。

なお、電流検出部６を含む通常の電流計では、一対の入力端子６ａ，６ｂ間のインピーダンスは低い値に維持されている。このため、スイッチ部７を介して電流検出部６の入力端子６ａに接続された他方の導体パターン群ＰＧは、低電位側の導体パターン群ＰＧとして、ほぼ基準電位Ｇに規定される（つまり、他方の導体パターン群ＰＧを構成する導体パターンＰは同じ低電位に規定される）。

一方、スイッチ部７および電流制限部２１を介して電源部４の出力端子４ａに接続された一方の導体パターン群ＰＧは、高電位側の導体パターン群ＰＧとして、電流制限部２１に直流電流Ｉ１が流れたときに電流制限部２１において発生する電圧降下分を直流電圧Ｖ１から減算した検査用電圧Ｖ２に規定される（つまり、一方の導体パターン群ＰＧを構成する導体パターンＰは同じ高電位に規定される）。この場合、電流制限部２１が後述する電源制限機能を作動させていないときには、電流制限部２１の内部抵抗が極めて小さいために上記の電圧降下分も極めて小さいことから、検査用電圧Ｖ２は直流電圧Ｖ１とほぼ同じ電圧値に規定される。

スイッチ部７は、複数のスイッチ（図示せず）を備えてスキャナとして構成されている。また、スイッチ部７は、複数のプローブピン１１と不図示のケーブルを介して接続されると共に、電流制限部２１、電圧検出部５の一対の入力端子５ａ，５ｂおよび電流検出部６の入力端子６ａとも不図示のケーブルを介して接続されている。また、スイッチ部７は、処理部９の制御に従い、各スイッチをオン状態またはオフ状態に移行させることにより、検査対象とする一対の導体パターン群ＰＧを、その一対の導体パターン群ＰＧ間に直流電圧Ｖ１を供給可能に電流制限部２１（電流制限部２１を介して電源部４の出力端子４ａ）に接続すると共に、電源部４から出力される直流電流Ｉ１の電流経路内に電流検出部６を接続する。

具体的には、スイッチ部７は、処理部９の制御に従い、図４に示す複数（本例では５つ）の一対の導体パターン群ＰＧのうちから選択された検査対象とする１つの一対の導体パターン群ＰＧを構成する一方の導体パターン群ＰＧをプローブピン１１およびケーブルを介して電流制限部２１（具体的には電流制限部２１の不図示の電流出力端子）に接続すると共に、他方の導体パターン群ＰＧをプローブピン１１およびケーブルを介して電流検出部６の入力端子６ａに接続する。また、スイッチ部７は、処理部９の制御に従い、この一方の導体パターン群ＰＧをプローブピン１１およびケーブルを介して電圧検出部５の入力端子５ａに接続すると共に、この他方の導体パターン群ＰＧをプローブピン１１およびケーブルを介して電圧検出部５の入力端子５ｂに接続する。

電流制限部２１は、不図示の電流入力端子が電源部４の出力端子４ａに接続されると共に不図示の電流出力端子がスイッチ部７に接続されることにより、上記した電流経路内に配設されて、自らの内部抵抗を変更する（電流値が大きくなるに従い抵抗値を大きくし、電流値が小さくなるに従い抵抗値を小さくする）ことにより、通過する直流電流Ｉ１（電流入力端子から入力して電流出力端子から出力する直流電流Ｉ１）の電流値を後述する電流しきい値Ｉｔｈ未満の規定の電流値Ｉｌｉｍに制限する電流制限機能を備えている。例えば、電流制限部２１は、電子部品（例えば、トランジスタや抵抗など）で構成された電流制限回路、具体的には、電流値Ｉｌｉｍ以上の電流値の直流電流Ｉ１に対して、電流値に応じて上記のように抵抗値を変化させる可変抵抗として作動する電流制限回路で構成されている。また、電流制限部２１は、流れる直流電流Ｉ１の電流値が電流値Ｉｌｉｍ未満のときには、内部抵抗は極めて小さい抵抗値に変更する。

また、電流制限部２１は、直流電流Ｉ１の電流値が規定の電流値Ｉｌｉｍ未満の小さい状態から、電流しきい値Ｉｔｈ以上の大きな状態にステップ状に移行したとしても、この直流電流Ｉ１の電流値を最初から電流値Ｉｌｉｍ以下に制限することはできず、僅かな応答時間ｔｓの経過の後に電流値Ｉｌｉｍ以下に制限する（つまり、電流制限機能を開始するまでに応答時間ｔｓが必要である）。したがって、この応答時間ｔｓが経過するまでの間は、直流電流Ｉ１は、電流制限部２１による制限を受けることなく、電流値Ｉｌｉｍを超える電流値で流れる。

スパーク検出部８は、検査対象として選択された一対の導体パターン群ＰＧ間への検査用電圧Ｖ２の供給時に、この一対の導体パターン群ＰＧ間にスパーク（放電）が発生したか否かを検出すると共に、スパークの発生を検出したときには、検出信号Ｓ１を処理部９に出力する。本例では一例として、スパーク検出部８は、電流検出部６から出力される波形データＤｉで表される直流電流Ｉ１の電流値と、予め規定された電流しきい値Ｉｔｈとを比較して、直流電流Ｉ１の電流値が電流しきい値Ｉｔｈ以上になったときにスパークが発生したと判別して、検出信号Ｓ１を所定の時間だけ出力する。

処理部９は、一例としてＣＰＵおよびメモリ（いずれも図示せず）を備えて構成されて、上記した不図示の移動機構、電源部４およびスイッチ部７に対する制御を実行する。また、処理部９は、電圧検出部５から出力される波形データＤｖ、電流検出部６から出力される波形データＤｉ、およびスパーク検出部８からの検出信号Ｓ１の出力の有無に基づいて、この一対の導体パターン群ＰＧ間の絶縁状態を検査する絶縁検査処理を実行する。また、処理部９は、絶縁検査処理の結果を出力部１０に出力する出力処理を実行する。

また、処理部９のメモリには、上記した図３に示す導体パターン群ＰＧについての情報と、図４に示す一対の導体パターン群ＰＧについての情報と、電流しきい値Ｉｔｈと、抵抗しきい値Ｒｔｈとが予め記憶されている。

出力部１０は、一例としてＬＣＤなどの表示装置で構成されて、処理部９によって実行された絶縁検査処理の結果を表示する。

次に、絶縁検査装置１の動作について図面を参照して説明する。なお、基板保持部２には、回路基板１００がフィクスチャで保持された状態で予め載置されているものとする。

まず、処理部９は、移動機構を制御してプローブユニット３を回路基板１００方向へ移動させることで、プローブユニット３の各プローブピン１１の先端部を各導体パターンＰ１〜Ｐ１０上の対応する検査ポイントＴＰに接触（プロービング）させる。

次いで、処理部９は、図４に示す複数の一対の導体パターン群ＰＧについての絶縁検査処理を実行する。この絶縁検査処理では、処理部９は、同図に示すようにメモリに記憶されている複数の一対の導体パターン群ＰＧのうちから最初の検査対象として選択した１つの一対の導体パターン群ＰＧについての情報（一対の導体パターン群ＰＧを構成する２つの導体パターン群ＰＧの情報、およびこの一対の導体パターン群ＰＧについての容量値Ｃ）を読み出す。本例では一例として、図４に示す番号順に一対の導体パターン群ＰＧを検査対象とする。これにより、処理部９は、まず、一対の導体パターン群ＰＧを構成する２つの導体パターン群ＰＧの情報（導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２を特定する情報）、およびこの一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２についての容量値Ｃ１とを読み出す。

続いて、処理部９は、検査対象とする一対の導体パターン群ＰＧを構成する２つの導体パターン群ＰＧをそれぞれ構成する導体パターン（構成導体パターン）Ｐを、図３に示す導体パターン群ＰＧについての情報を参照して特定する。この場合、２つの導体パターン群ＰＧは、導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２であるため、処理部９は、図３を参照することにより、一方の導体パターン群ＰＧ１は、導体パターンＰ１で構成され、他方の導体パターン群ＰＧ２は、導体パターンＰ２で構成されていることを特定する。

次いで、処理部９は、スイッチ部７に対する制御を実行することにより、検査対象とする一対の導体パターン群ＰＧのうちの一方の導体パターン群ＰＧ（一方の導体パターン群ＰＧを構成する各導体パターンＰ）を電流制限部２１の電流出力端子に接続すると共に、電圧検出部５の入力端子５ａに接続する。また、処理部９は、スイッチ部７に対する制御を実行することにより、この一対の導体パターン群ＰＧのうちの他方の導体パターン群ＰＧ（他方の導体パターン群ＰＧを構成する各導体パターンＰ）を電流検出部６の入力端子６ａに接続すると共に、電圧検出部５の入力端子５ｂに接続する。本例では、２つの導体パターン群ＰＧは、導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２であるため、一方の導体パターン群ＰＧ（例えば、導体パターン群ＰＧ１）を構成する導体パターンＰ１を、電源部４の出力端子４ａと電圧検出部５の入力端子５ａとに接続し、他方の導体パターン群ＰＧ（例えば、導体パターン群ＰＧ２）を構成する導体パターンＰ２を、電流検出部６の入力端子６ａと電圧検出部５の入力端子５ｂとに接続する。

続いて、処理部９は、メモリから読み出した検査対象とする一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２についての容量値Ｃ１と、メモリに記憶されている電流しきい値Ｉｔｈとに基づいて、電源部４から出力させる直流電圧Ｖ１の上昇率αを算出する。

具体的には、電源部４が直流電圧Ｖ１の出力を開始した場合、電流制限部２１から出力される検査用電圧Ｖ２の電圧値は、電流制限部２１の電流出力端子に接続されている導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２についての静電容量への充電に伴って上昇するが、この充電時に流れる直流電流Ｉ１はパルス状の電流になり、この直流電流Ｉ１のピーク電流値Ｉ１ｐは、検査対象としての一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２についての静電容量の容量値をＣとしたときに、式Ｉ１ｐ＝Ｃ×αで表される。処理部９は、このピーク電流値Ｉ１ｐに基づいて、この充電時における直流電流Ｉ１のピーク電流値Ｉ１ｐが電流しきい値Ｉｔｈ未満になる検査用電圧Ｖ２の上昇率αを算出する。この場合、最初の検査対象としての一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２についての静電容量の容量値はＣ１であるため、処理部９は、この容量値Ｃ１に基づいて上昇率αを算出する。また、図５に示すように、電流制限部２１の応答時間ｔｓ内においては、電流制限部２１の内部抵抗が極めて小さいため、破線で示す検査用電圧Ｖ２は実線で示す直流電圧Ｖ１とほぼ同じ電圧で変化する。したがって、算出した上昇率αは、直流電圧Ｖ１の上昇率でもある。これにより、図５に示すように、この応答時間ｔｓ内では検査用電圧Ｖ２は直流電圧Ｖ１と重なった状態で表されている。

なお、上昇率αが小さいときには、検査用電圧Ｖ２が規定の直流電圧値（直流電圧Ｖ１の目標電圧値Ｖｔとほぼ同じ電圧）に達するまでの時間が長くなり、絶縁検査に要する時間が長くなる。このため、充電時における直流電流Ｉ１のピーク電流値Ｉ１ｐが電流しきい値Ｉｔｈを超えない範囲内で、上昇率αをできる限り大きくするのが好ましい。このようにして算出された上昇率αで規定されるピーク電流値Ｉ１ｐは、図５に示すように、電流制限部２１の規定の電流値Ｉｌｉｍよりも大きい値に規定される。

次いで、処理部９は、電源部４に対して直流電圧Ｖ１の出力を開始させると共に目標電圧値Ｖｔまで上昇させる。この際、処理部９は、電源部４に対して、図５に示すように、直流電圧Ｖ１の出力の開始からの所定の期間（初期期間）Ａ内の直流電圧Ｖ１の上昇率を上記のようにして算出した上昇率α（検査用電圧Ｖ２の上昇率でもある）に規定する制御を実行する。この場合、期間Ａの時間ｔａは、電流制限部２１の応答時間ｔｓよりも若干長くなるように規定する。これにより、直流電流Ｉ１のピーク電流値Ｉ１ｐが電流しきい値Ｉｔｈ未満に抑制された状態で、電源部４の出力端子４ａ（具体的には電流制限部２１の電流出力端子）に接続されている静電容量が直流電流Ｉ１によって充電されて、直流電圧Ｖ１が上昇率αで上昇する。

なお、この期間Ａにおいて、上記したような電源部４に対する上昇率の制御を実行しないときには、検査対象としている一対の導体パターン群ＰＧについての容量値Ｃによっては、図６に示すように、電流制限部２１が電流制限機能を開始するまでの応答時間ｔｓ内において、直流電流Ｉ１のピーク電流値Ｉ１ｐが電流しきい値Ｉｔｈ以上になることがあり、これにより、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間にスパークが発生したとスパーク検出部８が誤って検出するという事態が発生する。本例の絶縁検査装置１においては、直流電圧Ｖ１を算出した上昇率αで上昇させることにより、このスパーク検出部８でのスパークの誤検出を回避している。

この応答時間ｔｓの経過後は、電流制限部２１が電流制限機能を開始して直流電流Ｉ１の電流値を規定の電流値Ｉｌｉｍに制限する。これにより、図５に示すように、直流電流Ｉ１の電流値が電流値Ｉｌｉｍに制限された状態で、電流制限部２１の電流出力端子に接続されている静電容量が直流電流Ｉ１によって充電される。

この場合、図５に示すように、実線で示す直流電圧Ｖ１は、期間Ａの終了までは上昇率αで上昇する。一方、破線で示す検査用電圧Ｖ２は、電流制限部２１の電流出力端子に接続されている静電容量がピーク電流値Ｉ１ｐよりも低い規定の電流値Ｉｌｉｍの直流電流Ｉ１で充電されるため、上昇率αよりも低い上昇率で上昇する。

期間Ａが終了した時点で、処理部９は、電源部４に対する制御を実行して、上昇率αを超える上昇率で直流電圧Ｖ１を上昇させる。これにより、期間Ａの終了後は、直流電圧Ｖ１は、実線で示すように短時間に目標電圧値Ｖｔに達する。その後、処理部９は、直流電圧Ｖ１の電圧値を目標電圧値Ｖｔに維持する。一方、電流制限部２１の電流出力端子に接続されている静電容量が電流値Ｉｌｉｍの直流電流Ｉ１で充電されている状態が継続しているため、検査用電圧Ｖ２は、破線で示すように、期間Ａ内での応答時間ｔｓ経過後の上記した上昇率を維持して上昇し、電源部４による直流電圧Ｖ１の出力開始から時間ｔ１を経過した時点で（充電の期間Ｔｃｈが終了した時点で）、電流制限部２１の電流出力端子に接続されている静電容量の充電が完了し、検査用電圧Ｖ２は、規定の直流電圧値（目標電圧値Ｖｔとほぼ同じ電圧値）に達する。これにより、図５に示すように、時間ｔ１を経過した以降は、検査用電圧Ｖ２は直流電圧Ｖ１と重なった状態で表されている。

この状態では、電源部４の出力端子４ａから、電流制限部２１、スイッチ部７、プローブユニット３、プローブピン１１、一対の導体パターン群ＰＧのうちの一方の導体パターン群ＰＧ１、他方の導体パターン群ＰＧ２、プローブピン１１、プローブユニット３、スイッチ部７および電流検出部６を経由して基準電位Ｇに至る上記の電流経路内に直流電流Ｉ１が流れる。電流検出部６は、この直流電流Ｉ１を検出し、その波形データＤｉをスパーク検出部８および処理部９に出力する。

また、この状態では、スパークの発生する状態に至ったときを除き、一対の導体パターン群ＰＧ間の抵抗値Ｒｍは、一対の導体パターン群ＰＧ間の絶縁状態が多少不良なときであっても、通常は、大きな値になる。これにより、直流電流Ｉ１の電流値は、規定の電流値Ｉｌｉｍ未満の値になっている。このため、電流制限部２１の内部抵抗も小さな抵抗値になっていることから、この直流電流Ｉ１の電流値は、一対の導体パターン群ＰＧ間の抵抗値Ｒｍに応じた電流値になる。

したがって、この状態において、処理部９は、電圧検出部５から出力されている波形データＤｖと、電流検出部６から出力されている波形データＤｉとを取得して、波形データＤｖに基づいて一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間に供給されている検査用電圧Ｖ２の電圧値を算出すると共に、波形データＤｉに基づいて一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間に流れている直流電流Ｉ１の電流値を算出する。また、処理部９は、算出した検査用電圧Ｖ２の規定の直流電圧値（直流電圧Ｖ１が目標電圧値Ｖｔのときの電圧値）と直流電流Ｉ１の電流値とに基づいて、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間の抵抗値（この場合、絶縁抵抗値）Ｒｍを算出すると共に、メモリに記憶されている抵抗しきい値Ｒｔｈと比較して、算出した抵抗値Ｒｍが抵抗しきい値Ｒｔｈ以上のときには、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間の絶縁状態は良好である可能性が高いと判別し、算出した抵抗値Ｒｍが抵抗しきい値Ｒｔｈ未満のときには、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間の絶縁状態は不良であると判別する。また、処理部９は、抵抗値Ｒｍの算出が完了した時点で、電源部４に対する制御を実行して、直流電圧Ｖ１の電圧値を目標電圧値Ｖｔからゼロボルトに低下させる。

また、処理部９は、電源部４による直流電圧Ｖ１の出力の開始直後から、抵抗値Ｒｍの算出が完了するまでの期間において、スパーク検出部８から検出信号Ｓ１が出力されるか否かを検出することにより、検出信号Ｓ１の出力を検出したときには、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間にスパークが発生したことを検出し、検出信号Ｓ１の出力を検出しないときには、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間にスパークが発生していなかったことを検出する。

この場合、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間への検査用電圧Ｖ２（高電圧）の印加に起因して、この検査用電圧Ｖ２の上昇途中および規定の直流電圧値に達した状態において、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間の絶縁状態が一時的に変化するという不具合が発生することがある。例えば、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２の一方から他方に延びるひげ状のパターンが回路基板１００に存在しているときには、検査用電圧Ｖ２の上昇途中および規定の直流電圧値に達した状態において、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間の電圧が一定の電圧に達した時点で、このひげ状のパターンを介して一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間にスパークが発生する。このスパークの発生により、ひげ状のパターンが焼き切れるため、その後の一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間の抵抗値Ｒｍが抵抗しきい値Ｒｔｈ以上になることがあるが、スパークの発生によって回路基板１００は損傷を受ける。したがって、処理部９は、検出信号Ｓ１の出力を検出したとき（つまり、スパークが発生したとき）には、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間の絶縁状態は不良であると判別する。

なお、図５に示すように、期間Ｂにおいて一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間にスパークが発生したときには、電流制限機能を停止している状態の電流制限部２１が電流制限機能を作動させるまでに応答時間ｔｓを必要とするため、この応答時間ｔｓが経過するまでの間に直流電流Ｉ１がパルス状に流れる。そして、スパーク検出部８は、この直流電流Ｉ１の電流値が電流しきい値Ｉｔｈを超えたときには、電流検出部６から出力される波形データＤｉに基づいてスパークの発生を検出して、検出信号Ｓ１を出力する。したがって、電源部４の出力端子４ａに電流制限部２１を配設する構成においても、図６に示す電流制限部２１を配設しない構成と同様にして、処理部９が一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間でのスパークの発生を検出することが可能になっている。

続いて、処理部９は、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間の絶縁状態についての、抵抗値Ｒｍに基づく上記の判別結果と、スパークの発生の有無に基づく上記の判別結果とに基づいて、算出した抵抗値Ｒｍが抵抗しきい値Ｒｔｈ以上のときであって、かつ一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間にスパークは発生していないと判別したときに、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間の絶縁状態は良好であると判別する。一方、処理部９は、算出した抵抗値Ｒｍが抵抗しきい値Ｒｔｈ未満であったり、また一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間にスパークが発生したことを検出したときには、一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間の絶縁状態は不良であると判別する。処理部９は、この判別結果を一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２に関連付けてメモリに記憶する。これにより、１つの一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２間についての絶縁検査処理が完了する。

その後、処理部９は、図４に示す一対の導体パターン群ＰＧのうちの残りの一対の導体パターン群ＰＧを、一対の導体パターン群ＰＧ２，ＰＧ３、一対の導体パターン群ＰＧ２，ＰＧ４、・・・というように検査対象として順次選択しつつ、図３を参照して、選択した一対の導体パターン群ＰＧの各導体パターンＰを特定すると共に、この一対の導体パターン群ＰＧうちの一方の導体パターン群ＰＧを構成する各導体パターンＰを電流制限部２１の電流出力端子と電圧検出部５の入力端子５ａとに接続し、かつ他方の導体パターン群ＰＧを構成する各導体パターンＰを電流検出部６の入力端子６ａと電圧検出部５の入力端子５ｂとに接続して、上記した一対の導体パターン群ＰＧ１，ＰＧ２を検査対象としたときと同様にして、検査対象とした一対の導体パターン群ＰＧに対する絶縁検査処理を実行する。

この場合、処理部９は、検査対象とする一対の導体パターン群ＰＧを新たに選択する都度、検査対象とした一対の導体パターン群ＰＧについての容量値Ｃ２（Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５）に基づいて、一対の導体パターン群ＰＧについての静電容量を充電する（直流電圧Ｖ１をゼロボルトから目標電圧値Ｖｔに上昇させる）際の直流電圧Ｖ１の上昇率αを上記のようにして算出すると共に、電源部４に対してこの上昇率αで直流電圧Ｖ１を上昇させる。これにより、この直流電圧Ｖ１の上昇率αは、一対の導体パターン群ＰＧについての静電容量の容量値Ｃが大きくなるに従い低下するように処理部９によって制御される。

なお、検査対象とする一対の導体パターン群ＰＧを新たに選択する都度、この選択した一対の導体パターン群ＰＧについての容量値Ｃに基づいて、一対の導体パターン群ＰＧ間の静電容量を充電する際の直流電圧Ｖ１の上昇率αを上記のようにして算出する構成に代えて、例えば、複数の一対の導体パターン群ＰＧについての容量値Ｃのうちの最大の容量値Ｃに基づいて算出される上昇率αをすべての一対の導体パターン群ＰＧに対して適用する構成を採用することもできる。

また、期間Ａでの直流電流Ｉ１のピーク電流値Ｉ１ｐが電流制限部２１の規定の電流値Ｉｌｉｍよりも大きくなるように、直流電圧Ｖ１（検査用電圧Ｖ２）の上昇率αを算出する構成に代えて、図７に示すように、直流電流Ｉ１のピーク電流値Ｉ１ｐが電流制限部２１の規定の電流値Ｉｌｉｍよりも小さくなるように、直流電圧Ｖ１（検査用電圧Ｖ２）の上昇率αを算出する構を採用することもできる。なお、図７においても、図５と同様にして、直流電圧Ｖ１を実線で示すと共に、検査用電圧Ｖ２を破線で示している。また、実線のみが表されている期間は、検査用電圧Ｖ２が直流電圧Ｖ１に重なっている状態（つまり、検査用電圧Ｖ２の電圧値が直流電圧Ｖ１の電圧値とほぼ同じになっている状態）である。

以上のようにして、図４に示すすべての一対の導体パターン群ＰＧに対する絶縁検査処理が完了したときに、処理部９は、出力処理を実行して、各一対の導体パターン群ＰＧについての絶縁状態の検査結果（絶縁検査処理の結果）を出力部１０に出力させる。これにより、回路基板１００の検査が完了する。

この絶縁検査装置１では、上記したように、電流制限部２１を備えると共に、処理部９が、電源部４による直流電圧Ｖ１の出力の開始から検査用電圧Ｖ２が規定の直流電圧値（目標電圧値Ｖｔとほぼ同じ電圧値）に達するまでの期間（直流電圧Ｖ１の出力の開始から時間ｔ１が経過するまでの期間）のうちの期間Ａ（初期期間。電流制限部２１の応答時間ｔｓが経過するまでの期間）において、直流電圧Ｖ１の上昇率を予め算出した規定の上昇率αに維持させる制御を電源部４に対して実行する。

したがって、この絶縁検査装置１によれば、直流電圧Ｖ１をゼロボルトから目標電圧値Ｖｔに達するまで上昇させて、検査用電圧Ｖ２を規定の直流電圧値（目標電圧値Ｖｔ）まで上昇させる（一対の導体パターン群ＰＧについての静電容量を充電させる）際に、電流制限部２１が電流制限機能を作動させるまでは、直流電圧Ｖ１を上昇率αで上昇させることによって一対の導体パターン群ＰＧについての静電容量に直流電流Ｉ１が充電電流としてパルス状に流れるときの直流電流Ｉ１の電流値を電流しきい値Ｉｔｈ未満に抑制することができ、かつ、その後に、電流制限部２１が電流制限機能を作動させたときには、電流制限部２１が直流電流Ｉ１の電流値を電流しきい値Ｉｔｈ未満の規定の電流値Ｉｌｉｍに抑制することができる。したがって、この絶縁検査装置１によれば、検査対象とする一対の導体パターン群ＰＧについての静電容量の容量値Ｃに影響を受けることなく検査用電圧Ｖ２を規定の直流電圧値（目標電圧値Ｖｔ）まで上昇させる際にパルス状に流れる直流電流Ｉ１の電流値が電流しきい値Ｉｔｈ以上になることを確実に防止することができる。これにより、スパーク検出部８が、直流電流Ｉ１の電流値とこの電流しきい値Ｉｔｈとに基づいて一対の導体パターン群ＰＧ間でのスパークの有無を検出するときに、このパルス状に流れる直流電流Ｉ１に基づいて一対の導体パターン群ＰＧ間でスパークが発生したと誤って検出する事態を回避しつつ、電流制限部２１の応答時間ｔｓを利用して、一対の導体パターン群ＰＧ間でのスパークの有無を正確に検出して検出信号Ｓ１を出力することができる。したがって、この絶縁検査装置１によれば、処理部９が、算出した一対の導体パターン群ＰＧ間の抵抗値Ｒｍと検出信号Ｓ１の有無とに基づいて、検査対象としている一対の導体パターン群ＰＧ間の絶縁状態を正確に検査することができる。

また、この絶縁検査装置１では、処理部９が、期間Ａでの直流電圧Ｖ１の上昇率αを電流制限部２１に接続されている一対の導体パターン群ＰＧについての静電容量の容量値Ｃが大きくなるに従い低下させる制御を電源部４に対して実行するため、検査対象として選択されている一対の導体パターン群ＰＧについての静電容量を電流しきい値Ｉｔｈを超えない範囲内のより高い電流値の直流電流Ｉ１で充電することができる。したがって、この絶縁検査装置１によれば、検査用電圧Ｖ２を所望の直流電流値（目標電圧値Ｖｔ）により短時間に上昇させることができるため、絶縁検査処理に要する時間を充分に短縮することができる。

なお、絶縁検査装置１では、検査対象とする一対の導体パターン群ＰＧについての静電容量の容量値Ｃを実験などで予め求めて、図４に示すように、各一対の導体パターン群ＰＧに対応させてメモリに記憶させる構成を採用しているが、図示はしないが、電流制限部２１の電流出力端子と基準電位Ｇとの間の静電容量を測定する容量測定部を配設して、検査対象の一対の導体パターン群ＰＧを新たに選択する都度、この電流出力端子に新たに接続された一対の導体パターン群ＰＧ間の静電容量の容量値Ｃを測定して処理部９に出力する構成を採用することもできる。

また、上記の例では、スパーク検出部８を処理部９と別体に配設する構成を採用しているが、処理部９がスパーク検出部８としても機能する構成を採用することもできる。また、上記の例では、回路基板１００に形成された導体パターンＰを検査対象としているが、検査対象はこれに限定されるものではなく、電気機器の導体部を検査対象とすることができるのは勿論である。

１ 絶縁検査装置
４ 電源部
４ａ 出力端子
６ 電流検出部
７ スイッチ部
８ スパーク検出部
９ 処理部
１１ プローブピン
２１ 電流制限部
Ｉ１ 直流電流
Ｉｌｉｍ 規定の電流値
Ｐ 導体パターン
ＰＧ 導体パターン群
Ｓ１ 検出信号
Ｖ１ 直流電圧
Ｖ２ 検査用電圧
Ｖｔ 目標電圧値
α 上昇率

Claims (2)

1. 直流電圧を出力端子から検査対象に出力することによって当該検査対象に規定の直流電圧値の検査用電圧を供給する電源部と、
   前記検査用電圧の供給時に前記検査対象を含む電流経路に流れる直流電流を検出する電流検出部と、
   検出された前記直流電流の電流値と予め規定された電流しきい値とを比較して当該直流電流の電流値が当該電流しきい値以上のときに前記検査対象にスパークが発生したと検出するスパーク検出部と、
   前記電流経路内に配設されて、前記直流電流を前記電流しきい値未満の規定の電流値に制限する電流制限機能を有すると共に、当該電流制限機能を開始するまでに所定の応答時間が必要な電流制限部と、
   前記規定の直流電圧値および検出された前記直流電流の電流値に基づいて前記検査対象の抵抗値を測定すると共に測定した当該抵抗値および前記スパーク検出部での前記スパークの検出の有無に基づいて当該検査対象の絶縁状態を検査する絶縁検査処理を実行する処理部とを備え、
   前記処理部は、前記電源部による前記直流電圧の出力の開始から前記検査用電圧が前記規定の直流電圧値に達するまでの期間のうちの初期期間において、当該直流電圧の上昇率を予め規定された規定の上昇率に維持させる制御を前記電源部に対して実行することによって前記初期期間での前記直流電流の電流値を前記電流しきい値未満に抑制し、当該初期期間の経過後において、前記規定の上昇率を超える上昇率で当該直流電圧を上昇させる制御を当該電源部に対して実行する絶縁検査装置であって、当該初期期間は前記応答時間よりも若干長く規定されている絶縁検査装置。
2. 前記処理部は、前記初期期間での前記上昇率を前記電流制限部に接続されている静電容量の容量値が大きくなるに従い低下させる制御を前記電源部に対して実行する請求項１記載の絶縁検査装置。

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