JP6958863B2

JP6958863B2 - 電気的接続部の劣化度合診断装置、及び、劣化度合診断方法

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Publication number: JP6958863B2
Application number: JP2018121874A
Authority: JP
Inventors: 隼豊泉; 義貴伊藤; 貴哉近藤; 康弘福山; 晋久金子
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Yazaki Corp
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Yazaki Corp
Priority date: 2018-06-27
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2038-06-27
Also published as: DE102019209131A1; JP2020003293A; US20200003814A1; US11169220B2; CN110716159A

Description

本発明は、電気的接続部の劣化度合診断装置、及び、劣化度合診断方法に関する。

一般に、例えばコネクタの雄・雌端子のように、２つの金属部材が電気的接続部を介して電気的に接続される構造では、電気的接続部近傍の酸化反応に起因する経年劣化により、電気的接続部の接触抵抗が増大することが知られている。この経年劣化が過度に進行すると、電気的接続部が絶縁状態に達することで、２つの金属部材間に導通不良が発生する場合もある。従って、電気的接続部の劣化度合を診断する技術を確立することは重要である。

例えば、２つの金属部材間の電気的接続部の劣化度合を診断するための手法の一つとして、特許文献１に記載されたものがある。この文献では、電気的接続部の接触抵抗が直流信号を用いて計測され、計測された抵抗値のデータが時系列的に蓄積され、蓄積された時系列データに基づいて、電気的接続部の劣化度合が診断されるようになっている。

特開２００２−２７７４９４号公報

ところで、コネクタの雄・雌端子は、通常、銅合金等の卑金属製の板状の母材を所定のプレス加工及び曲げ加工等によって成形し、成形された卑金属母材の表面に、錫メッキ等の卑金属メッキを施すことで形成される場合が多い。

このように、卑金属メッキが施された卑金属母材で構成された２つの金属部材が電気的接続部を介して電気的に接続される構造では、一般に、電気的接続部の接触抵抗（より具体的には、直流信号を用いて計測される電気抵抗値）は、時間経過に応じて（従って、電気的接続部近傍の酸化反応の進行に応じて）大略的には増加する一方で、その増加傾向は単調増加とはならない（詳細については後述する）。従って、電気的接続部の接触抵抗の値に基づいて電気的接続部の劣化度合を正確に診断することは、困難である。以上より、例えば、卑金属メッキが施された卑金属母材で構成された２つの金属部材が電気的接続部を介して電気的に接続される構造においても、電気的接続部の劣化度合を正確に診断することが望まれていたところである。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、２つの金属部材間の電気的接続部の劣化度合を正確に診断可能な電気的接続部の劣化度合診断装置及び劣化度合診断方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る電気的接続部の劣化度合診断装置は、下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１）
電気的接続部を介して接触する２つの金属部材間を繋ぐ電気回路に所定の周波数の交流信号を印加した状態で、前記金属部材間の交流電圧及び前記金属部材間を流れる交流電流を測定することで、前記電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンスを測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記インピーダンスにおけるリアクタンス成分の値に基づいて、前記電気的接続部の劣化度合を診断する診断手段と、
を備え、
前記診断手段は、新品の前記２つの金属部材について前記測定手段により事前に測定された前記リアクタンス成分の値を初期値として記憶し、且つ、前記電気的接続部の劣化度合と前記リアクタンス成分の値の前記初期値からの偏差との相関関係を記憶しており、
前記診断手段は、前記測定手段により測定された前記リアクタンス成分の値と前記初期値との偏差を算出し、前記算出した偏差と前記相関関係とに基づいて、前記電気的接続部の劣化度合を診断するように構成された、電気的接続部の劣化度合診断装置であること。
（２）
上記（１）に記載の劣化度合診断装置において、
前記診断手段は、前記リアクタンス成分の値の前記初期値からの偏差が大きいほど、前
記電気的接続部の劣化度合が大きくなるように、前記電気的接続部の劣化度合を診断する
ように構成された、電気的接続部の劣化度合診断装置であること。
（３）
上記（１）又は上記（２）に記載の劣化度合診断装置において、
前記金属部材は、メッキが施された金属母材で構成される、電気的接続部の劣化度合診
断装置であること。
（４）
上記（１）乃至上記（３）の何れか１つに記載の劣化度合診断装置において、
前記所定の周波数は、５００ｋＨｚ〜２ＭＨｚである、電気的接続部の劣化度合診断装
置であること。

本発明者の検討によれば、本発明者は、所定の周波数の交流信号を用いて測定した電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（複素数）におけるリアクタンス成分（虚数成分）の値が、電気的接続部の劣化度合と強い相関関係を有することを見出した（詳細については後述する）。従って、上記（１）に記載の劣化度合診断装置によれば、上記相関関係と、上記リアクタンス成分の値とに基づいて、２つの金属部材間の電気的接続部の劣化度合を正確に診断することができる。

具体的には、本発明者は、上記相関関係として、電気的接続部の劣化度合がゼロ（金属部材が新品の状態）から進行するにつれて、リアクタンス成分の値が、初期値（金属部材が新品の状態での値）から一方向に（より具体的には、負方向に）徐々に離れていく（従って、リアクタンス成分の値の初期値からの偏差が単調に増大していく）ことを見出した。

なお、これは、電気的接続部近傍の酸化反応の進行に応じて、電気的接続部近傍に生成される高誘電率を有する金属酸化物による静電容量が電気的接続部近傍に付加される程度が単調に増大していくことにより、リアクタンス成分（より具体的には、容量性リアクタンス成分）が一方向に変化することに因る、と考えられる。即ち、リアクタンス成分の値は、電気的接続部の劣化度合の進行に応じた電気的接続部近傍の構造変化の程度（金属酸化物による静電容量が付加される程度）を精度良く表す値になり得る、と考えられる。

以上より、上記（２）に記載の劣化度合診断装置によれば、リアクタンス成分の値の初期値からの偏差が大きいほど、電気的接続部の劣化度合が大きくなるように、電気的接続部の劣化度合が診断されるので、２つの金属部材間の電気的接続部の劣化度合を正確に診断することができる。

本発明者は、上記（３）に記載の劣化度合診断装置のように、金属部材がメッキが施された金属母材で構成される場合においても、電気的接続部の劣化度合がゼロから進行するにつれて、リアクタンス成分の値の初期値からの偏差が単調に増大していくことを見出した。これは、金属部材がメッキが施された金属母材で構成される場合においても、電気的接続部近傍の酸化反応の進行に応じて、メッキ及び金属母材それぞれの酸化物による静電容量が電気的接続部近傍に付加される程度が単調に増大していくことに因る、と考えられる。従って、上記（３）に記載の劣化度合診断装置によれば、金属部材がメッキが施された金属母材で構成される場合においても、２つの金属部材間の電気的接続部の劣化度合を正確に診断することができる。

本発明者は、電気回路に印加する交流信号の周波数が大きいほど、電気的接続部の劣化度合がゼロから進行するにつれて増加していく「リアクタンス成分の値の初期値からの偏差」の増加勾配が大きくなることを見出した。従って、例えば、上記（４）に記載の劣化度合診断装置のように、電気回路に印加する交流信号の周波数として、十分に大きい５００ｋＨｚ〜２ＭＨｚを採用すれば、電気的接続部の劣化度合の進行に応じた「リアクタンス成分の値の初期値からの偏差」の増加勾配が十分に大きくなる。このため、インピーダンスの測定装置として、測定レンジが十分に大きい（逆にいえば、ノイズの影響を受け難い）装置を使用することができる。換言すれば、ノイズが比較的大きい環境下においても、リアクタンス成分の値を精度良く測定でき、従って、電気的接続部の劣化度合を正確に診断することができる。

前述した目的を達成するために、本発明に係る電気的接続部の劣化度合診断方法は、下記（５）を特徴としている。
（５）
電気的接続部を介して接触する２つの金属部材間を繋ぐ電気回路に所定の周波数の交流信号を印加した状態で、前記金属部材間の交流電圧及び前記金属部材間を流れる交流電流を測定することで、前記電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンスを測定する測定工程と、
前記測定工程により測定された前記インピーダンスにおけるリアクタンス成分の値に基づいて、前記電気的接続部の劣化度合を診断する診断工程と、
を含み、
前記診断工程では、新品の前記２つの金属部材について前記測定工程により事前に測定された前記リアクタンス成分の値が初期値として記憶され、且つ、前記電気的接続部の劣化度合と前記リアクタンス成分の値の前記初期値からの偏差との相関関係が記憶され、
前記診断工程では、前記測定工程により測定された前記リアクタンス成分の値と前記初期値との偏差が算出され、前記算出した偏差と前記相関関係とに基づいて、前記電気的接続部の劣化度合が診断されるように構成された、電気的接続部の劣化度合診断方法であること。

本発明者の検討によれば、本発明者は、所定の周波数の交流信号を用いて測定した電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（複素数）におけるリアクタンス成分（虚数成分）の値が、電気的接続部の劣化度合と強い相関関係を有することを見出した（詳細については後述する）。従って、上記（５）に記載の劣化度合診断方法によれば、上記相関関係と、上記リアクタンス成分の値とに基づいて、２つの金属部材間の電気的接続部の劣化度合を正確に診断することができる。

本発明によれば、２つの金属部材間の電気的接続部の劣化度合を正確に診断可能な電気的接続部の劣化度合診断装置及び劣化度合診断方法を提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本実施形態に係る劣化度合診断装置を示す模式図である。図２は、２つの金属部材間を繋ぐ電気回路の一例を示す図である。図３は、比較例として、直流電源により直流信号を電気回路に印加した場合における、加速試験装置による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗の値（レジスタンス成分の値）との関係の一例を示すグラフである。図４は、交流電源により２ＭＨｚの交流信号を電気回路に印加した場合における、加速試験装置による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）との関係の一例を示すグラフである。図５は、交流電源により１．５ＭＨｚの交流信号を電気回路に印加した場合における、加速試験装置による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）との関係の一例を示すグラフである。図６は、交流電源により１．２ＭＨｚの交流信号を電気回路に印加した場合における、加速試験装置による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）との関係の一例を示すグラフである。図７は、交流電源により１．０ＭＨｚの交流信号を電気回路に印加した場合における、加速試験装置による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）との関係の一例を示すグラフである。図８は、交流電源により８００ｋＨｚの交流信号を電気回路に印加した場合における、加速試験装置による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）との関係の一例を示すグラフである。図９は、交流電源により５００ｋＨｚの交流信号を電気回路に印加した場合における、加速試験装置による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）との関係の一例を示すグラフである。図１０は、交流電源により２００ｋＨｚの交流信号を電気回路に印加した場合における、加速試験装置による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）との関係の一例を示すグラフである。図１１は、交流電源により１００ｋＨｚの交流信号を電気回路に印加した場合における、加速試験装置による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）との関係の一例を示すグラフである。図１２は、交流電源により５０ｋＨｚの交流信号を電気回路に印加した場合における、加速試験装置による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）との関係の一例を示すグラフである。図１３は、交流電源により１０ｋＨｚの交流信号を電気回路に印加した場合における、加速試験装置による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）との関係の一例を示すグラフである。図１４は、交流電源により１ｋＨｚの交流信号を電気回路に印加した場合における、加速試験装置による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）との関係の一例を示すグラフである。

＜実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る劣化度合診断装置１について説明する。図１に示すように、劣化度合診断装置１は、測定装置１０と、診断装置２０と、加速試験装置３０と、を備える。劣化度合診断装置１は、電気的接続部を介して接触する２つの金属部材４０，５０における当該電気的接続部の劣化度合を診断する装置である。

以下、劣化度合診断装置１を説明するにあたり、２つの金属部材４０，５０の一例として、図２に示すように、コネクタの雌端子４０及び雄端子５０が使用される。図２に示すように、雌端子４０のタブ収容部４１に雄端子５０のタブ５１が挿入された状態では、タブ収容部４１の内周面の所定位置から内側に隆起する隆起部４２と、タブ５１の側面とが接触することで、雌端子４０及び雄端子５０が電気的に接続されている。即ち、雌端子４０の隆起部４２と雄端子５０のタブ５１側面とが接触する箇所が、雌端子４０及び雄端子５０の電気的接続部を構成している。

雌端子４０及び雄端子５０は共に、銅合金の板状の母材を所定のプレス加工及び曲げ加工等によって成形し、成形された銅合金母材の表面に錫メッキを施すことで形成されている。従って、新品の雌端子４０及び雄端子５０では、電気的接続部において、雌端子４０の錫メッキ層と雄端子５０の錫メッキ層とが接触している。

測定装置１０は、図２に示すように、雌端子４０及び雄端子５０を繋ぐ電気回路に介挿された交流電源１１により当該電気回路に所定の周波数の交流信号を印加した状態で、図１に示すように四端子測定法を利用して、雌端子４０及び雄端子５０間の交流電圧（Ｖ^＋−Ｖ⁻間の交流電圧）、及び、雌端子４０及び雄端子５０間を流れる交流電流（Ｉ^＋−Ｉ⁻間を流れる交流電流）を測定することで、当該電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）を測定するようになっている。

診断装置２０は、測定装置１０により測定されたインピーダンスにおけるリアクタンス成分の値に基づいて、雌端子４０及び雄端子５０間の電気的接続部の劣化度合を診断するようになっている。

以下、測定装置１０及び診断装置２０のこのような動作について説明するための準備として、雌端子４０及び雄端子５０間の電気的接続部の劣化度合と、当該電気的接続部の接触抵抗の値（直流信号を用いて計測される電気抵抗値）と、の関係を得るために行った２種類の予備試験について説明する。

先ず、１つ目の予備試験について説明する。１つ目の予備試験では、測定装置１０において、図２に示す電気回路において、交流電源１１に代えて直流電源が介挿され、直流電源により当該電気回路に所定の直流信号を印加した状態で、図１に示すように四端子測定法を利用して、雌端子４０及び雄端子５０間の直流電圧（Ｖ^＋−Ｖ⁻間の直流電圧）、及び、雌端子４０及び雄端子５０間を流れる直流電流（Ｉ^＋−Ｉ⁻間を流れる直流電流）を測定することで、当該電気的接続部の接触抵抗の値（直流信号を用いて計測される電気抵抗値）が測定された。

測定装置１０の測定対象となる雌端子４０及び雄端子５０として、電気的接続部の劣化度合が異なる種々のサンプルが準備された。電気的接続部の劣化度合が異なる雌端子４０及び雄端子５０の種々のサンプルを準備するため、加速試験装置３０が利用された。

加速試験装置３０は、雌端子４０及び雄端子５０間の電気的接続部の劣化を加速させるための加速試験を行う装置である。加速試験としては、電気的接続部を介して接触した状態にある雌端子４０及び雄端子５０の一方に対して他方を、１秒間に１回の割合で、軸方向（嵌合方向）に所定の微小振幅（例えば、５０μｍ）で微振動させる試験が行われた。この加速試験において、微振動回数が大きいほど、雌端子４０及び雄端子５０間の電気的接続部の劣化度合が大きいことを意味している。

１つ目の予備試験では、加速試験装置３０による微振動回数が異なる雌端子４０及び雄端子５０の種々のサンプルが準備された。そして、加速試験装置３０による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗の値（直流信号を用いて計測される電気抵抗値）と、の関係を得るため、各サンプルについて、上述のように直流電源を用いた測定装置１０を利用して、電気的接続部の接触抵抗の値（直流信号を用いて計測される電気抵抗値）が測定された。その測定結果を図３に示す。

図３から理解できるように、電気的接続部の接触抵抗の値は、微振動回数がゼロから１０回程度までは初期値（微振動回数がゼロのときの値）にほぼ維持され、その後、１００回程度までは徐々に上昇し、１００回程度で一度ピークに達し、その後、数１００回程度までは徐々に減少し、その後、急激に上昇し、電気的接続部が絶縁状態に近づいていく。

ここで、微振動回数が１０回程度から１００回程度までにおいて、電気的接続部の接触抵抗の値が上昇していくのは、微振動により次第に削られていく電気的接続部近傍の錫メッキ層において、電気的接続部近傍に生成される錫の酸化物の量の増大に起因して、錫の新生面の面積が減少していくことに因ると考えられる。電気的接続部の接触抵抗の値が一度ピークに達した頃には、電気的接続部近傍において、錫メッキ層が消滅して銅合金母材が露出開始しているものと考えられる。微振動回数が１００回程度から数１００回程度までにおいて、電気的接続部の接触抵抗の値が減少していくのは、微振動により次第に削られていく電気的接続部近傍の銅合金母材の新生面の面積が増大していくことに因ると考えられる。微振動回数が数１００回程度以降において、電気的接続部の接触抵抗の値が上昇していくのは、微振動により次第に削られていく電気的接続部近傍の銅合金母材において、電気的接続部近傍に生成される銅合金の酸化物の量の増大に起因して、銅合金母材の新生面の面積が減少していくことに因ると考えられる。

図３に示すように、電気的接続部の接触抵抗（直流信号を用いて計測される電気抵抗値）は、加速試験装置３０による微振動回数の増大に応じて（即ち、電気的接続部の劣化度合の進行に応じて、或いは、電気的接続部近傍の酸化反応の進行に応じて）大略的には増加する一方で、その増加傾向は単調増加とはならない。このため、電気的接続部の接触抵抗の値に基づいて電気的接続部の劣化度合を正確に診断することは、困難である。以上、１つ目の予備試験について説明した。

次に、２つ目の予備試験について説明する。２つ目の予備試験では、測定装置１０において、図２に示すように、電気回路に介挿された交流電源１１により当該電気回路に所定の周波数の交流信号を印加した状態で、図１に示すように四端子測定法を利用して、雌端子４０及び雄端子５０間の交流電圧（Ｖ^＋−Ｖ⁻間の交流電圧）、及び、雌端子４０及び雄端子５０間を流れる交流電流（Ｉ^＋−Ｉ⁻間を流れる交流電流）を測定することで、当該電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）が測定された。所定の周波数としては、２ＭＨｚが採用された。

１つ目の予備試験と同様、２つ目の予備試験においても、加速試験装置３０による微振動回数が異なる雌端子４０及び雄端子５０の種々のサンプルが準備された。具体的には、微振動回数が、ゼロ（即ち、新品の雌端子４０及び雄端子５０）、１０回、７０回、２００回、２０００回のサンプルが、それぞれ、１０個ずつ準備された。そして、加速試験装置３０による微振動回数と、電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（レジスタンス成分＋リアクタンス成分）と、の関係を得るため、各サンプルについて、上述のように周波数が２ＭＨｚの交流電源１１を用いた測定装置１０を利用して、当該インピーダンスが測定された。その測定結果を図４に示す。図４において、横軸が、インピーダンスのレジスタンス成分（実数成分）に対応し、縦軸が、インピーダンスのリアクタンス成分（虚数成分）に対応している。

図４から理解できるように、レジスタンス成分は、加速試験装置３０による微振動回数（即ち、電気的接続部の劣化度合、或いは、電気的接続部近傍の酸化反応の進行度合）とは殆ど無関係である。これに対し、リアクタンス成分は、加速試験装置３０による微振動回数の増大に応じて（即ち、電気的接続部の劣化度合の進行に応じて、或いは、電気的接続部近傍の酸化反応の進行に応じて）、初期値（雌端子４０及び雄端子５０が新品の状態での値）から一方向に（より具体的には、負方向に）徐々に離れていく（従って、リアクタンス成分の値の初期値からの偏差（の絶対値）が単調に増大していく）。換言すれば、電気的接続部の劣化度合の進行に応じて、リアクタンス成分の値の初期値からの偏差は単調に増加している。この結果、この偏差を利用して、リアクタンス成分の値の初期値からの偏差が大きいほど、電気的接続部の劣化度合が大きくなるように、電気的接続部の劣化度合を診断することができる。

なお、この結果は、電気的接続部近傍の酸化反応の進行に応じて、電気的接続部近傍に生成される高誘電率を有する金属酸化物（より具体的には、錫メッキ及び銅合金母材それぞれの酸化物）による静電容量が電気的接続部近傍に付加される程度が単調に増大していくことにより、リアクタンス成分（より具体的には、容量性リアクタンス成分）が一方向に変化することに因る、と考えられる。即ち、リアクタンス成分の値は、電気的接続部の劣化度合の進行に応じた電気的接続部近傍の構造変化の程度（金属酸化物による静電容量が付加される程度）を精度良く表す値になり得る、と考えられる。

以上の知見に基づき、図１に示す劣化度合診断装置１では、診断装置２０において、新品の２つの金属部材４０，５０について測定装置１０により事前に測定されたインピーダンスにおけるリアクタンス成分の値を初期値として記憶している。更に、診断装置２０は、図４に示す結果から得られる「電気的接続部の劣化度合と、リアクタンス成分の値の初期値からの偏差と、の相関関係」を記憶している。

そして、診断装置２０は、測定対象となった２つの金属部材４０，５０について測定装置１０により今回測定されたインピーダンスにおけるリアクタンス成分の値と、記憶している初期値との偏差を求め、その偏差と、上記相関関係とに基づいて、電気的接続部の劣化度合を診断（判定）する。この結果、当該偏差が大きいほど、電気的接続部の劣化度合が大きくなるように、電気的接続部の劣化度合が診断される。なお、測定対象となり得る２つの金属部材４０，５０は、診断装置２０が記憶している初期値及び相関関係の測定に使用された２つの金属部材４０，５０と、同じ形状及び材質を有しているものに限られる。

以下、測定装置１０が用いる交流電源１１の周波数について付言する。本発明者は、上述した２つ目の予備試験と同じ内容の追加の試験を、交流電源１１の周波数を２ＭＨｚとは異なる周波数に種々変更しながら繰り返し行った。具体的には、１．５ＭＨｚ、１．２ＭＨｚ、１ＭＨｚ、８００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、及び、１ｋＨｚについて、追加の試験が行われた。これらの結果を、図５〜図１４に示す。

図４〜図１４から理解できるように、電気回路に印加する交流信号の周波数が大きいほど、電気的接続部の劣化度合がゼロから進行するにつれて増加していく「リアクタンス成分の値の初期値からの偏差」の増加勾配が大きくなる。

従って、例えば、上記のように、電気回路に印加する交流信号の周波数として、十分に大きい５００ｋＨｚ〜２ＭＨｚを採用すれば、図４に示すように、電気的接続部の劣化度合の進行に応じた「リアクタンス成分の値の初期値からの偏差」の増加勾配が十分に大きくなる。このため、測定装置１０として、測定レンジが十分に大きい（逆にいえば、ノイズの影響を受け難い）装置を使用することができる。換言すれば、ノイズが比較的大きい環境下においても、リアクタンス成分の値を精度良く測定でき、従って、電気的接続部の劣化度合を正確に診断することができる。

逆に、ノイズが比較的小さい環境下に測定装置１０が配置されている場合、測定装置１０として、測定レンジが比較的小さい（逆にいえば、ノイズの影響を受け易い）装置を使用することができる。このように、電気回路に印加する交流信号の周波数は、測定装置１０の測定レンジ、及び、測定装置１０が配置される環境におけるノイズの大小に基づいて適宜最適な値に決定することができる。

以上、本発明の実施形態に係る劣化度合診断装置１及びその劣化度合診断方法によれば、所定の周波数の交流信号を用いて測定した電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンス（複素数）におけるリアクタンス成分（虚数成分）の値が、電気的接続部の劣化度合と強い相関関係（図４参照）を有することを利用して、上記相関関係と、上記リアクタンス成分の値とに基づいて、２つの金属部材４０，５０間の電気的接続部の劣化度合を正確に診断することができる。

＜他の形態＞
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

上記実施形態では、２つの金属部材４０，５０として、銅合金母材の表面に錫メッキが施された雌端子４０及び雄端子５０が採用されているが、２つの金属部材４０，５０として、銅合金母材とは異なる金属母材の表面に、錫メッキとは異なるメッキが施された雌端子４０及び雄端子５０が採用された場合においても、更には、２つの金属部材４０，５０として、金属母材の表面に何らのメッキ層が形成されていない雌端子４０及び雄端子５０が採用された場合においても、図４に示す相関関係と同様の相関関係が得られることが別途判明している。なお、金属母材としては、典型的には、銅合金に加えて、銅、アルミニウム、アルミニウム合金が挙げられる。また、メッキとしては、典型的には、錫メッキを含む卑金属メッキが挙げられる。従って、これらの構成を有する金属部材４０，５０についても、本発明が適用可能である。

更に、上記実施形態では、２つの金属部材４０，５０として、コネクタの雌端子４０及び雄端子５０が採用されているが、電気的接続部を介して電気的に接続される構造を有するものである限りにおいて、例えば、電線の端部と端子との電気的接続部などのように、２つの金属部材４０，５０としてどのような形式のものが採用されてもよい。また、２つの金属部材４０，５０は、車両に搭載される部材であっても、車両に搭載されない部材であってもかまわない。

更に、上記実施形態では、測定装置１０が、四端子測定法を利用してインピーダンスを測定しているが、測定装置１０が、ニ端子測定法を利用してインピーダンスを測定してもよいことはもちろんである。

ここで、上述した本発明に係る劣化度合診断装置１及び劣化度合診断方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）〜（５）に簡潔に纏めて列記する。
（１）
電気的接続部を介して接触する２つの金属部材（４０，５０）間を繋ぐ電気回路に所定の周波数の交流信号を印加した状態で、前記金属部材（４０，５０）間の交流電圧及び前記金属部材（４０，５０）間を流れる交流電流を測定することで、前記電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンスを測定する測定手段（１０）と、
前記測定手段（１０）により測定された前記インピーダンスにおけるリアクタンス成分の値に基づいて、前記電気的接続部の劣化度合を診断する診断手段（２０）と、
を備えた電気的接続部の劣化度合診断装置（１）。
（２）
上記（１）に記載の劣化度合診断装置（１）において、
前記診断手段（２０）は、新品の前記２つの金属部材（４０，５０）について前記測定手段（１０）により事前に測定された前記インピーダンスにおけるリアクタンス成分の値を初期値として記憶しており、
前記診断手段（２０）は、前記リアクタンス成分の値の前記初期値からの偏差が大きいほど、前記電気的接続部の劣化度合が大きくなるように、前記電気的接続部の劣化度合を診断するように構成された、電気的接続部の劣化度合診断装置（１）。
（３）
上記（１）又は上記（２）に記載の劣化度合診断装置（１）において、
前記金属部材（４０，５０）は、メッキが施された金属母材で構成される、電気的接続部の劣化度合診断装置（１）。
（４）
上記（１）乃至上記（３）の何れか１つに記載の劣化度合診断装置（１）において、
前記所定の周波数は、５００ｋＨｚ〜２ＭＨｚである、電気的接続部の劣化度合診断装置（１）。
（５）
電気的接続部を介して接触する２つの金属部材（４０，５０）間を繋ぐ電気回路に所定の周波数の交流信号を印加した状態で、前記金属部材（４０，５０）間の交流電圧及び前記金属部材（４０，５０）間を流れる交流電流を測定することで、前記電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンスを測定する測定工程と、
前記測定工程により測定された前記インピーダンスにおけるリアクタンス成分の値に基づいて、前記電気的接続部の劣化度合を診断する診断工程と、
を含む電気的接続部の劣化度合診断方法。

１劣化度合診断装置
１０測定装置（測定手段）
２０診断装置（診断手段）
４０雌端子（金属部材）
５０雄端子（金属部材）

Claims

電気的接続部を介して接触する２つの金属部材間を繋ぐ電気回路に所定の周波数の交流信号を印加した状態で、前記金属部材間の交流電圧及び前記金属部材間を流れる交流電流を測定することで、前記電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンスを測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記インピーダンスにおけるリアクタンス成分の値に基づいて、前記電気的接続部の劣化度合を診断する診断手段と、
を備え、
前記診断手段は、新品の前記２つの金属部材について前記測定手段により事前に測定された前記リアクタンス成分の値を初期値として記憶し、且つ、前記電気的接続部の劣化度合と前記リアクタンス成分の値の前記初期値からの偏差との相関関係を記憶しており、
前記診断手段は、前記測定手段により測定された前記リアクタンス成分の値と前記初期値との偏差を算出し、前記算出した偏差と前記相関関係とに基づいて、前記電気的接続部の劣化度合を診断するように構成された、電気的接続部の劣化度合診断装置。
請求項１に記載の劣化度合診断装置において、
前記診断手段は、前記リアクタンス成分の値の前記初期値からの偏差が大きいほど、前記電気的接続部の劣化度合が大きくなるように、前記電気的接続部の劣化度合を診断するように構成された、電気的接続部の劣化度合診断装置。
請求項１又は請求項２に記載の劣化度合診断装置において、
前記金属部材は、メッキが施された金属母材で構成される、電気的接続部の劣化度合診断装置。
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の劣化度合診断装置において、
前記所定の周波数は、５００ｋＨｚ〜２ＭＨｚである、電気的接続部の劣化度合診断装置。
電気的接続部を介して接触する２つの金属部材間を繋ぐ電気回路に所定の周波数の交流信号を印加した状態で、前記金属部材間の交流電圧及び前記金属部材間を流れる交流電流を測定することで、前記電気的接続部の接触抵抗に関するインピーダンスを測定する測定工程と、
前記測定工程により測定された前記インピーダンスにおけるリアクタンス成分の値に基づいて、前記電気的接続部の劣化度合を診断する診断工程と、
を含み、
前記診断工程では、新品の前記２つの金属部材について前記測定工程により事前に測定された前記リアクタンス成分の値が初期値として記憶され、且つ、前記電気的接続部の劣化度合と前記リアクタンス成分の値の前記初期値からの偏差との相関関係が記憶され、
前記診断工程では、前記測定工程により測定された前記リアクタンス成分の値と前記初期値との偏差が算出され、前記算出した偏差と前記相関関係とに基づいて、前記電気的接続部の劣化度合が診断されるように構成された、電気的接続部の劣化度合診断方法。