JPH0435819Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、大規模集積回路、集積回路、半導体
素子、微細構造の電子部品又は各種電子機器等に
対して静電気放電が与える電気的オーバーストレ
ス又は電磁妨害作用或は上記のような各種回路、
部品、各種電子機器等の静電気放電に対する感受
性等を試験評価するために静電気放電を人為的に
生ぜしめる静電気放電シミユレータに関するもの
である。

（従来の技術） 上記のような各種電子回路、部品、各種電子機
器等に対する静電気放電は、地気から絶縁された
導体より成る帯電体、就中、人体の帯電電荷によ
る静電気放電が最も多く、したがつて、静電気放
電シミユレータの多くは、帯電した人体を等価的
にモデル化したものが用いられている。

第３図は、従来の静電気放電シミユレータの一
例を示す要部回路図で、C_CDは帯電した人体の静
電容量と等価の静電容量を有する充放電コンデン
サ、R_Dは帯電した人体の抵抗と等価の抵抗値を
有する放電抵抗、SEDは放電電極、GAPは放電
間隙、EUTは被試験体である。

人体の帯電電圧は通常数kVから最高30数kVに
及ぶこともあるので、充放電コンデンサC_CDの充
電電圧をOV乃至30数kVの範囲に亙つて設定し
得るように充電電源回路（図示していない）を構
成し、充放電コンデンサC_CDの等価静電容量及び
放電抵抗R_Dの等価抵抗も亦人体の実測値に応じ
て定めるが、何れの値も相当広い変化範囲を有す
るので、代表値として充放電コンデンサC_CDの等
価静電容量は50pF乃至250pF、放電抵抗R_Dの等
価抵抗は100Ω乃至1500Ωの各範囲から適当な固
定値を選択している。

充放電コンデンサC_CDを予め所要電圧に充電し
た後、放電電極SEDを徐々に被試験体EUTに接
近させると、放電間隙GAPの長さと気圧の積が
充放電コンデンサC_CDの充電電圧に応じた値に達
した際に生ずる火花放電によつて充放電コンデン
サC_CDの電荷が瞬間的に被試験体EUTに加えられ
る。

（考案が解決しようとする問題点） 従来の静電気放電シミユレータにおいては、充
放電コンデンサC_CDの等価静電容量を50pF乃至
250pF、放電抵抗R_Dの等価抵抗を100Ω乃至1500Ω
の各範囲から適当な値を選択していること前述の
通りであるが、被試験体EUTが受ける電気的オ
ーバーストレス、又は電磁妨害作用或は被試験体
EUTの静電気放電に対する感受性は被試験体
EUTの種類、回路構成等によつて大きく異なる
ため、放電電流の最大値及び波形等を、被試験体
EUT毎に種々異ならしめて静電気放電試験を行
う必要がある。

放電電流の最大値は、放電間隙GAPにおける
放電開始電圧、即ち、充放電コンデンサC_CDの充
電電圧に応じて定まり、放電電流の波形は、放電
回路の時定数に応じて定まるから、放電電流の波
形を変化せしめるには、充放電コンデンサC_CDの
静電容量又は放電抵抗R_Dの抵抗値の何れか、或
は両方を変化せしめることによつて目的を達成す
ることが出来るが、充放電コンデンサC_CDの充電
電圧は前述のように最高30数kVに達することも
あるので、充放電回路には、高電圧の漏洩防止及
び取扱者に対する危険防止のために高度の絶縁対
策が講ぜられて居り、充放電コンデンサC_CD及び
放電抵抗R_Dの交換は容易ではない。

（問題点を解決するための手段、実施例） 本考案は、特に充放電コンデンサの静電容量の
変更の容易な静電気放電シミユレータを実現する
ことを目的とするもので、以下図面を用いて詳細
に説明する。

第１図は、本考案の一実施例の要部を示す図
で、BED₁及びBED₂は鍔状対向電極、SED₁及び
SED₂は放電電極、CMF₁及びCMF₂は接続金具
で、各弾力性を有する導体より成り、例えば、第
２図に平面図を示すように中心部に孔〓を穿つた
リング状部分の周縁から接触片を放射状に突設せ
しめ、接続金具CMF₁の場合には、接触片を斜め
下方に折曲げ、その端部が鍔状対向電極BED₁の
内周辺における上面に圧接され、接続金具CMF₂
の場合には、接触片の端部が鍔状対向電極BED₂
の内周辺における下面に圧接されるように形成し
てある。接続金具CMF₁及びCMF₂の各中心部に
穿つた孔〓間は、その直径を放電電極SED₁及び
SED₂の各直径より適宜小ならしめて、放電電極
SED₁及びSED₂が接続金具CMF₁及びCMF₂の孔
〓を通り抜けることなく、孔〓の内周縁に圧接さ
れるように形成してある。第２図には、接触片を
４本突設せしめた場合を例示してあるが、３本以
上であれば任意複数本を突設せしめて差支えな
い。SUP₁は絶縁支持体で、適当な硬質合成樹脂
等より成り、鍔状対向電極BED₁及びBED₂の対
向間隙内に介在せしめると共に、鍔状対向電極
BED₁及びBED₂の外周を密閉するように設けて
ある。

尚、鍔状対向電極BED₁及びBED₂の各内周縁
からの沿面放電を防止するために、各内周縁を絶
縁体で覆うことが望ましい。

SUP₂はほぼ筒状の絶縁支持体で、絶縁支持体
SUP₁と同様の材質より成り、その鍔状突出部分
を螺子止め又は適当な接着剤を用いる等の手段に
よつて絶縁支持体SUP₁と一体に結合せしめ、筒
状絶縁支持体SUP₂の中空内部と絶縁支持体SUP₁
に穿つた孔〓とが連通するように形成してある。
SUP₃も亦ほぼ筒状の絶縁支持体で、絶縁支持体
SUP₁と同様の材質より成り、その鍔状突設部分
を螺子止め又は適当な接着剤を用いる等の手段に
よつて絶縁支持体SUP₁と一体に結合せしめ、筒
状絶縁支持体SUP₃に設けた螺子孔と絶縁支持体
SUP₁に穿つた孔〓とが連通するように形成して
ある。

FSは放電間隙の調整素子で、マイクロメータ
等において用いられる送り螺子機構より成り、回
転操作つまみを正又は逆方向に回転せしめること
によつて可動軸を前進又は後退せしめ得ると共
に、可動軸の移動距離を目盛によつて指示し得る
ように形成し、筒状絶縁支持体SUP₂の中空内部
に固く嵌入すると共に、筒状絶縁支持体SUP₂の
外周に締付リングを装着するか、適当な接着剤又
は止め螺子を用いる等の手段によつて筒状絶縁支
持体SUP₂に固定して取り付け、その可動軸の内
端に放電電極SED₁を固着支持せしめてある。ZS
は零調整螺子で、筒状絶縁支持体SUP₃に設けた
螺子孔に螺合せしめ、その内端に放電電極SED₂
を固着支持せしめてある。ISは絶縁用螺子で、筒
状絶縁支持体SUP₃に設けた螺子孔に螺合せしめ、
零調整螺子ZSの頂部が直接外部に露出するのを
防止する。

尚、放電間隙の調整素子FSの中心軸、放電電
極SED₁及びSED₂の各中心を連ねる線及び零調整
螺子ZSの中心軸が一軸をなすように、又はほぼ
一軸をなすように形成する。

CTTは棒状導体より成る接触子で、先端を先
鋭ならしめ、後端部を絶縁支持体SUP₁の外周面
から中心方向に設けた螺子孔に螺合せしめるか、
固く嵌入せしめ、後端面が鍔状対向電極BED₁
（接地側電極）の周縁に圧着して電気的に接続さ
れるように固定してある。HOLは絶縁保持筒で、
その前端部に設けた孔〓部に絶縁支持体SUP₁の
周辺部を固く嵌入し、必要に応じて接着剤又は止
め螺子等を用いて絶縁保持筒HOLと絶縁支持体
SUP₁とを一体に結合せしめると共に、絶縁保持
筒HOLの中空内部に挿入された絶縁支持体SUP₁
の周辺部分の一部を切欠いて鍔状対向電極BED₂
（高圧側電極）の周辺の一部を接触端子TERに形
成して絶縁保持筒HOL内に露出せしめるか、鍔
状対向電極BED₂に接続した引出線を絶縁保持筒
HOLの内端壁の一部に設けた接触端子TERに接
続してある。

尚、絶縁支持体SUP₁と絶縁保持筒HOLを一体
に結合せしめるに当つて、接触子CTTの中心軸
方向と絶縁保持筒HOLの中心軸方向とを、ほぼ
一致せしめることによつて放電試験時の取扱操作
を容易ならしめることが出来る。

OEDは絶縁保持筒HOLの外周面から後端面に
亙つて設けた外部金属箔、CEDは絶縁保持筒
HOLの内周面に設けた中間金属箔で、その後端
縁が絶縁保持筒HOLの後端面と適宜間隔を隔て、
前端縁が絶縁保持筒HOLの前端壁と適宜間隔を
隔てるように設けてある。TUBは内部絶縁筒、
IEDは内部絶縁筒TUBの内周面に設けた内部金
属箔、COVは端壁で、適当な金属材料より成り、
内部絶縁筒TUBの後端において内部絶縁筒TUB
と一体に結合し、内部金属箔IEDと電気的に接続
してある。

内部絶縁筒TUBの後端部の外周面と絶縁保持
筒HOLの後端部の内周面にそれぞれ螺子を刻み、
この螺子を螺合せしめることによつて内部絶縁筒
TUBを絶縁保持筒HOL内に挿入した状態で、両
者を一体に結合することにより、導体端壁COV
を介して外部金属箔OEDと内部金属箔IEDとが
電気的に接続され、これらの金属箔と中間金属箔
CEDとによつて充放電コンデンサが形成される。

SDWは絶縁筒体で、その両端部に導体端板
ENWを一体に結合せしめて筐体を形成し、この
筐体内に抵抗素子Ｒを内装し、その両端部又は両
引出線を導体端板ENWにはんだ付け又は熔着或
は導電性接着剤による接着等によつて電気的に接
続するか、図示のように抵抗素子Ｒを乾電池に類
似の形状に形成し、両端部を導体端板ENWの内
表面に設けた凹部に圧着せしめてもよい。上記絶
縁筒体SDW、導体端板ENW及び抵抗素子Ｒによ
つて放電抵抗ユニツトが構成される。

尚、絶縁保持筒HOLの内周面に設けた中間金
属箔CEDによつて放電抵抗ユニツトを構成する
前後の導体端板ENW間が短絡せしめられるおそ
れのないように、前記のように中間金属箔CED
の前端縁と絶縁保持筒HOLの前端壁との間に適
宜間隔を設けてある。 SPは接続導体片で、弾
力性を有する導体より成り、周辺部を折曲げ、こ
の折曲げた周辺部分がその弾力により絶縁保持筒
HOLの内周面に設けた中間金属箔CEDに圧接さ
れるように形成すると共に、その中央平坦部分が
放電抵抗ユニツトにおける筐体を形成する後部の
導体端板ENWに圧接されるように形成してあ
る。

尚、放電抵抗ユニツトにおける筐体を形成する
後部の導体端板ENWの外周面に弾力性を有する
接触片を設け、この接触片を絶縁保持筒HOLの
内周面に設けた中間金属箔CEDに圧接せしめる
ように形成して、接続導体片SPを省いてもよい。

ELAは緩衝体で、接続導体片SPと内部絶縁筒
TUBの内端壁との間に介在せしめてある。HA
は把手で、適宜の絶縁材料より成り、絶縁保持筒
HOLに一体に取り付けると共に、その外表面に
も外部金属箔OEDを設けてある。R_Bはバツフア
抵抗、CONは高圧用コネクタ、LNは充電電源回
路への接続線で、その高電位側の接続線を高圧用
コネクタCON及びバツフア抵抗R_Bを介して中間
金属箔CEDに接続してある。

図には示していないが、放電間隙の調整素子
FSの適宜個所又は接触子CTTのように鍔状対向
電極BED₁（接地側電極）と電気的に接続されて
いる個所と地気間に適当な高抵抗を接続する。

このように構成した本案静電気放電シミユレー
タにおいては、放電間隙の調整素子FSのつまみ
を操作して目盛を零に一致せしめ、零調整螺子
ZSを回転し、放電電極SED₁およびSED₂を互い
に密着させて零調整を行つた後、絶縁用螺子ISを
螺合せしめ、次いで、放電間隙の調整素子FSの
つまみを操作しながら目盛を読んで放電間隙を所
要の長さに調整する。放電電極SED₁及びSED₂の
密着を確かめるには、例えば、充電電源回路を開
放状態に保ち、零調整螺子ZSと放電間隙の調整
素子FSの適宜個所又は接触子CTT間等の導通を
回路試験器等によつて検出する。

又、放電間隙の調整素子FSのつまみを、例え
ば正方向に回転せしめると可動軸が前進し、接続
金具CMF₁の弾力に抗して放電電極SED₁が前進
せしめられ、つまみを逆方向に回転せしめると可
動軸が後退し、放電電極SED₁が後退することと
なるから、つまみを正逆方向に回転せしめること
によつて放電間隙の長さの調整を行うことが出来
る。

放電電極SED₁又はSED₂が前進する際には、接
続金具CMF₁又はCMF₂が押圧され、周縁から放
射状に突設した接触片の端部が鍔状対向電極
BED₁又はBED₂の表面に圧接された状態で半径
方向に摺動し、接続金具CMF₁又はCMF₂の姿勢
が低くなるので、放電電極SED₁又はSED₂の前進
を妨げることなく、逆に、放電電極SED₁又は
SED₂が後退する場合には、接続金具CMF₁又は
CMF₂が各弾力により復旧して姿勢が高くなるの
で、鍔状対向電極BED₁又はBED₂と放電電極
SED₁又はSED₂間の電気的接続が断たれるおそれ
はない。

放電間隙の長さを所要値に調整した後、接触子
CTTの先端を被試験体の所要個所に接触せしめ、
接続線LN、高圧用コネクタCON及びバツフア抵
抗R_Bを介して、中間金属箔CEDと、導体端壁
COVを介して互いに接続される外部金属箔OED
及び内部金属箔IEDとより成る充放電コンデンサ
を充電すると、その充電電圧が放電間隙の長さに
対応する電圧に達した際に放電が行われる。

この放電時に充放電コンデンサの高電位側電極
の電位低下に応じて接続線LNから放射されよう
とする電磁エネルギは、バツフア抵抗R_Bによつ
てその放射を抑えられ、放電試験結果に誤差を与
えるおそれはない。

（考案の効果） 本案静電気放電シミユレータにおいては、鍔状
対向電極BED₁及びBED₂によつて放電間隙と並
列の容量が形成されると共に、この並列容量と放
電間隙間は接続金具CMF₁及びCMF₂並に放電電
極SED₁及びSED₂によつて接続されているので、
この接続部分におけるインピーダンスは極めて小
である。

そして充放電コンデンサの充電に際して、予め
接触子CTTを被試験体に接触せしめた状態で充
放電コンデンサを充電する場合には、絶縁保持筒
HOLに内装された中間金属箔CED、接続導体片
SP、放電抵抗ユニツトにおける抵抗素子Ｒ、鍔
状対向電極BED₂及びBED₁、接触子CTT及び被
試験体を介して鍔状対向電極BED₁及びBED₂よ
り成る並列容量が充放電コンデンサと共に充電さ
れ、接触子CTTを被試験体に接触せしめない状
態で充放電コンデンサを充電する場合には、放電
間隙の調整素子FSの適宜個所又は接触子CTT等
のように鍔状対向電極BED₁と電気的に接続され
ている個所と地気間に挿入した高抵抗及び絶縁保
持筒HOLに内装された放電抵抗を介して鍔状対
向電極BED₁及びBED₂より成る並列容量も亦充
電され、充放電コンデンサの放電時には、並列容
量からの電荷が大量に、かつ速やかに火花空間に
注入され、充放電コンデンサの電荷を殆ど失うこ
となく放電間隙を閃絡せしめて、充放電コンデン
サの電荷の殆ど全てを被試験体に加えることが出
来、充放電コンデンサの静電容量、放電抵抗の抵
抗値及び放電間隙の長さ等を変化せしめて実験を
行つた結果によれば、放電電流の立上り時間及び
波形の歪等の電気的特性を従来に比し著しく改善
し、放電毎における上記電気的特性のばらつきも
極めて小さくなることを確かめることが出来た。

尚、鍔状対向電極BED₁及びBED₂より成る並
列容量の充電のために設けた高抵抗の抵抗値を被
試験体のインピーダンスに比し適当に大ならしめ
ておけば、放電電流がこの高抵抗に分流するおそ
れはない。

特に本案静電気放電シミユレータにおいては、
導体端壁COVを回転して内部絶縁筒TUBと絶縁
保持筒HOLとの螺合を破り、内部絶縁筒TUBを
絶縁保持筒HOL内から取り出し、予め用易され
た適宜複数個の内部絶縁筒TUB、即ち、各内周
面に設けた内部金属箔IEDの軸長（したがつて、
その面積）が互いに異なる適宜複数個の内部絶縁
筒TUBの中から所要の静電容量対応する内部金
属箔IEDを設けた内部絶縁筒TUBを選択して絶
縁保持筒HOL内に挿入し、この新しい内部絶縁
筒TUBの後端に一体に結合されている端壁COV
を回転して内部絶縁筒TUBを絶縁保持筒HOLに
結合せしめることにより、充放電コンデンサの静
電容量を容易に変更することが出来る。

充放電コンデンサの静電容量を特に大ならしめ
る必要のある場合には、点線で示したように内部
絶縁筒TUBに集中定数形コンデンサC_Cを内装し、
その一方の引出線を内部金属箔IEDに接続し、他
方の引出線を内部金属箔IEDとの間の絶縁を保つ
て内部絶縁筒TUBの外側方向へ引き出し、内部
絶縁筒TUBの外周面に埋込んで取り付けた摺動
端子STに接続することにより、内部絶縁筒TUB
を絶縁保持筒HOLに挿入した際に、集中定数形
コンデンサC_Cを中間金属箔CEDと内部金属箔IED
との間に並列に接続して充放電コンデンサの静電
容量を大ならしめることが出来る。

又、導体端壁COVを回転して内部絶縁筒TUB
と絶縁保持筒HOLとの螺合を破り、内部絶縁筒
TUBを絶縁保持筒HOL内から取り出した後、絶
縁保持筒HOLを後傾せしめ、必要に応じて適当
な衝撃を与えると、放電抵抗ユニツトの自重によ
り緩衝体ELA、接続導体片SP及び放電抵抗ユニ
ツトが絶縁保持筒HOL外に滑り出るから放電抵
抗ユニツトの着脱も亦極めて容易で、絶縁筒体
SDW及び導体端板ENWより成る筐体に抵抗値の
異なる抵抗素子Ｒを内装した放電抵抗ユニツトを
適宜複数個用意することにより、所要の抵抗値を
有する放電抵抗の選択装着を容易迅速に行うこと
が出来る。

更に、本案静電気放電シミユレータにおいて
は、外部金属箔OEDを絶縁保持筒HOLの外周面
のみならず把手HAの外表面にも連続して設けて
あるので、この把手HAを手で保持して放電試験
を行うときは、取扱者の人体、地気及び被試験体
によつて放電電流の帰路が形成される。

一般に静電気放電シミユレータによつて放電試
験を行う際には、静電気放電シミユレータと被試
験体との間に１ｍ乃至２ｍの帰線を接続して放電
電流の帰路を形成しているが、この帰線に分布す
るインダクタンス分は帰線の長さ及び直径に応じ
て定まるばかりでなく、帰線の布設形状、即ち、
帰線が垂下又は緊張した状態の何れであるか等の
ような帰線自体の状態の他、帰線の周囲状況に応
じて定まる帰線との間の相対的電磁環境によつて
帰線の分布インダクタンス分が概ね1μH乃至
2.5μHの範囲に亙つて変化し、その結果、放電電
流の波形が変化して放電回路の周囲空間に誘起さ
れる誘導電磁界及び放射電磁界のレベル及びTE，
TM，TEM等のモードを大幅に変化させること
となり、被試験体に対する電磁妨害効果が大きく
変動し、放電試験の再現性が著しく損なわれるこ
ととなるが、本案静電気放電シミユレータにおい
ては、従来の帰線による帰路の他に前述のように
人体を介しての帰路が並列に形成され、上記のよ
うな欠点を軽減せしめることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す図、第２図
は、その構成部品の構造の一例を示す平面図、第
３図は、従来の静電気放電シミユレータの一例を
示す図で、BED₁及びBED₂……鍔状対向電極、
SED₁及びSED₂……放電電極、CMF₁及びCMF₂
……接続金具、SUP₁……絶縁支持体、SUP₂及び
SUP₃……筒状絶縁支持体、FS……放電間隙の調
整素子、ZS……零調整螺子、IS……絶縁用螺子、
CTT……接触子、HOL……絶縁保持筒、TER…
…接触端子、OED……外部金属箔、CED……中
間金属箔、IED……内部金属箔、COV……端壁、
TUB……内部絶縁筒、SDW……絶縁筒体、
ENW……導体端板、Ｒ……抵抗素子、SP……接
続導体片、ELA……緩衝体、HA……把手、R_B
……バツフア抵抗、CON……コネクタ、LN……
接続線、C_C……集中定数形コンデンサ、ST……
摺動端子、C_CD……充放電コンデンサ、R_D……放
電抵抗、SED……放電電極、GAP……放電間隙、
EUT……被試験体である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 適宜間隔を隔てて対向せしめた第１及び第２
   の鍔状対向電極と、この第１及び第２の鍔状対
   向電極の各中心部における孔〓を介して対向せ
   しめた第１及び第２の放電電極と、前記第１の
   鍔状対向電極及び前記第１の放電電極間に介在
   して両電極に圧接せしめられ、弾力性を有する
   導体より成る第１の接続金具と、前記第２の鍔
   状対向電極及び前記第２の放電電極間に介在し
   て両電極に圧接せしめられ、弾力性を有する導
   体より成る第２の接続金具と、前記第１及び第
   ２の鍔状対向電極並び前記第１及び第２の放電
   電極の各外周に設けた絶縁支持体と、可動軸の
   内端に前記第１の放電電極を支持せしめると共
   に、軸方向を前記第１及び第２の放電電極の各
   中心を結ぶ方向にほぼ一致せしめて前記絶縁支
   持体に支持せしめた送り螺子機構より成る放電
   間隙の調整素子と、内端に前記第２の放電電極
   を支持せしめると共に、前記絶縁支持体に螺着
   せしめた零調整螺子と、前記第１の鍔状対向電
   極に接続した導体より成る接触子と、放電抵抗
   を介して前記第２の鍔状対向電極に接続される
   充放電コンデンサを内装し、前記絶縁支持体に
   取り付けられた絶縁保持筒とを備え、前記充放
   電コンデンサを、前記絶縁保持筒の内外両周面
   に設けた金属箔及び前記絶縁保持筒内に挿脱自
   在に内装せしめられる内部絶縁筒の内周面に設
   けられ、この内部絶縁筒の外端に取り付けた導
   体端壁を介して前記絶縁保持筒の外周面に設け
   た金属箔と電気的に接続される金属箔を以て形
   成したことを特徴とする静電気放電シミユレー
   タ。 (2) 絶縁保持筒に内装される内部絶縁筒が、その
   内周面に設けた金属箔面積の互いに異なる複数
   個の内部絶縁筒から選択された内部絶縁筒であ
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の静電気
   放電シミユレータ。