JP2007333674A - ケーブル接続診断装置および診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】接続対象とケーブルを接続する接点部の劣化も含めたケーブルに係る故障およびその可能性を検出する。
【解決手段】ケーブル接続診断装置１は、通知部１０と、制御部１１と、記憶部１２と、ケーブルの信号線間のインピーダンス値を測定するインピーダンス測定部１３と、測定インピーダンス値を記憶部１２に記憶させるセットＳＷ１４と、電源１５を備える。接続対象とケーブルの接続時および未接続時における各インピーダンス値を求め、この各インピーダンス値からしきい値を算出する。その後、接続したケーブルの測定インピーダンス値としきい値とを比較した結果に基づき、ケーブルおよび接続対象とケーブルの接続状況を診断して、ケーブル接続の故障や劣化を管理する。
【選択図】図３

Description

本発明は、動作不良の許されない医療系、原子力系、自動車系、航空機系等に用いられる電子機器間または電子機器内のケーブル接続を診断するケーブル接続診断装置および診断システムに関するものである。

従来、電気的信頼性を維持するために、例えば特許文献１には、可動部へのケーブルの劣化による装置故障の可能性を、装置が正常動作をしている期間に検出するための可動ケーブル劣化検出装置について開示されている。

この可動ケーブル劣化検出装置は、可動部と固定部との間に接続された可動ケーブルに並列に設けられ、このケーブルよりも劣化し易い劣化検出用ケーブルと、その切断を検出する劣化検出手段とを備え、可動部へのケーブルの劣化による装置故障の可能性を、装置が正常動作をしている期間に検出することによって、ケーブルを交換すべき適当な時期を計画的に決めることができるようにした構成が記載されている。

また、可動ケーブル劣化検出装置において、基板（Ｐrint Ｃircuite Ｂoad）やケーブルを装置の一部として使用する場合、一定の接続回数を超えると、コネクタの摩耗が発生し装置が正常動作しなくなることから、製品の検査工程では、こういった配線接続部の接続回数を管理して、ある一定の接続回数を超えたことを検出し交換を行っている。
特開２０００−１６２１２１号公報

しかしながら、このような特許文献１に記載された構成では、基板やケーブル等の被検査対象への接続回数の管理は、何回接続したかの回数を、その都度管理用紙等に記述していく必要があり、その作業は人が行うことになり厳密な管理が難しく、検査台数の多い検査装置では検査中に接続部分のコンタクトが摩耗してしまい正常動作しなくなるというケースが発生している。

また、検査するケーブルよりも劣化し易い劣化検出用ケーブルと、その切断を検出する劣化検出手段とを備えた構成により検査を行うため、事故等により検査対象のケーブルが劣化検出用ケーブルより先に切断した場合には機能しないという問題がある。

さらに、前述した従来方法では、ケーブル自体の繰り返し移動に伴う線材における劣化点の特定を可能にしているに過ぎず、装置とケーブルの繰り返し接続によって発生する接点部の劣化を検出することはできない。つまり、電子機器の検査装置等に使われるケーブルは、着脱を繰り返すことからケーブル内の信号線の劣化よりも先に接点部が劣化するため、従来技術では、ケーブル接点部の劣化することを特定することができないという問題があった。

本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、接続対象とケーブルを接続する接点部の劣化も含めたケーブルに係る故障およびその可能性を検出することができるケーブル接続診断装置および診断システムを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載したケーブル接続診断装置は、接続対象と接続したケーブルの信号線間におけるインピーダンス値を測定するインピーダンス測定手段と、インピーダンス測定手段によって測定したインピーダンス値としきい値を比較する比較手段と、比較手段の比較結果を通知する通知手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載したケーブル接続診断装置は、請求項１のケーブル接続診断装置において、接続対象に対してケーブルの接続時および未接続時に測定した各インピーダンス値からしきい値を演算し、しきい値とケーブル接続時に測定のインピーダンス値との比較結果により接続対象の接続およびケーブルの状態を診断する手段を備えたことを特徴とする。

また、請求項３に記載したケーブル接続診断装置は、請求項１，２のケーブル接続診断装置において、インピーダンス値を測定するケーブルの信号線間における電圧を測定する電圧測定手段を有し、電圧測定手段の測定結果により、接続対象の電源オフを確認した場合にのみ接続対象と接続したケーブルのインピーダンス値を測定し、しきい値と比較を行うことを特徴とする。

また、請求項４〜６に記載したケーブル接続診断装置は、請求項１〜３のケーブル接続診断装置において、ケーブルの接続時のインピーダンス値と未接続時のインピーダンス値との間の値としたしきい値であって、しきい値を未接続時のインピーダンス値に近い値としたこと、また、しきい値をケーブルの接続時と未接続時のインピーダンス値の中間値としたこと、また、しきい値を任意の値とする変更手段を備えたことを特徴とする。

また、請求項７に記載したケーブル接続診断装置は、請求項１〜６のケーブル接続診断装置において、ケーブルを測定したインピーダンス値がしきい値に達した時に警告する警告手段を備えたことを特徴とする。

また、請求項８に記載したケーブル接続診断システムは、請求項１〜７のいずれか１項に記載のケーブル接続診断装置と、ホスト装置とからなるケーブル接続診断システムであって、ケーブル接続診断装置に、測定したインピーダンス値およびしきい値のステータス情報をホスト装置に送信する通信手段を設け、ホスト装置に、取得したステータス情報によりケーブル接続を管理する管理手段を設けたことを特徴とする。

また、請求項９に記載したケーブル接続診断システムは、請求項１〜７のいずれか１項に記載のケーブル接続診断装置と、ホスト装置とからなるケーブル接続診断システムであって、ケーブル診断装置に、測定したインピーダンス値およびしいき値のステータス情報をホスト装置に無線通信により送信する通信手段を設け、ホスト装置に、取得したステータス情報によりケーブル接続を管理する管理手段を設けたことを特徴とする。

また、請求項１０に記載したケーブル接続診断システムは、請求項８，９のケーブル接続診断システムにおいて、管理手段が、取得したステータス情報を、ケーブル接続診断装置を特定する識別情報に対応させてケーブル接続を管理することを特徴とする。

前記構成によれば、ケーブルの劣化状況，接続状況を、接続した装置およびケーブルのインピーダンス特性で監視するので、ケーブルだけでなく、接点部の劣化も含めた検出ができ、また、信号線間を測定したインピーダンス値がしきい値に達した時に、ケーブル交換または装置とケーブルの接続状況の確認をユーザへ促し、ケーブルの断線前に交換や接続確認ができる。

本発明によれば、ケーブルの劣化状況，接続状況を、接続した装置およびケーブルのインピーダンス特性により監視して、ケーブルだけでなく接点部の劣化も含めた検出ができ、また、測定したインピーダンス値がしきい値に達した時に、ケーブル交換または装置とケーブルの接続状況の確認をユーザへ促して、ケーブルの断線前に交換や接続確認が可能であって、ケーブル接続状態において信号線間のインピーダンス値を測定することが可能であれば、いかなるケーブルまたは接続対象であっても適用することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。

図１（ａ），（ｂ）は本発明の実施形態１におけるケーブル接続診断装置の接続構成を示すブロック図である。本実施形態１のケーブル接続診断装置１は、電源ケーブルのケーブル接続を診断する場合の構成を示している。図１（ａ），（ｂ）に示すように、ケーブル接続診断装置１の右側に電源ケーブル３を介して第１装置２の電源ユニット２ａを接続し、左側に電源ケーブル４を介して第２装置５を接続している。

ケーブル接続診断装置１は、信号線間のインピーダンス値を測定し、測定値がしきい値を超えている場合は「ＮＧ（未接続）」、そうでなければ「ＯＫ（接続）」を通知部１０に表示することによりユーザに通知している。

図１（ａ）に示す接続状態が良好な時は、ケーブル接続診断装置１が測定した信号線間のインピーダンス値は、論理的接続形態に示すように測定値：Ｚ１×Ｚ２／（Ｚ１＋Ｚ２）[Ω]であり、予め設定したしきい値を超えていないので、通知部１０に「ＯＫ」と表示させている。

また、図１（ｂ）に示す接続状態が断線の時であり、電源ケーブル４のコネクタ接点部が劣化してオープン状態となった状態を例としている。ケーブル接続診断装置１は信号線間のインピーダンス値を測定し、測定値：Ｚ１[Ω]であったので通知部１０に「ＮＧ」と表示させている。

また、図２（ａ），（ｂ）は本実施形態１における別のケーブル接続診断装置の接続構成を示すブロック図である。この例では、ケーブル接続診断装置１が第１装置２’および第２装置５’とＵＳＢケーブル６，７により接続したケーブル接続を診断する場合の構成を示している。

なお、本実施形態１においては、電源ケーブル，ＵＳＢケーブルを例に説明したが、接続対象に対して、ケーブル接続時とケーブル未接続時においてインピーダンス値が変化するものであれば、いかなるケーブルまたは接続対象であっても適用することができる。また、前述の構成例では、第１装置２，第２装置５とケーブル接続診断装置１とがケーブルにより接続され別体とした構成例を示しているが、第１装置２または第２装置５のいずれかにケーブル接続診断装置１を組み込んで一方のケーブルがない構成でも良い。

また、本実施形態１におけるケーブル接続診断装置１は、接続対象と接続されるケーブルの信号線間におけるインピーダンス値を測定するインピーダンス測定手段と、このインピーダンス測定手段によって測定したインピーダンス値が変化した時に、しきい値を超えたか否かを比較するインピーダンス比較手段と、このインピーダンス比較手段の比較結果を通知する通知手段を備えている。

図３はケーブル接続診断装置の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、ケーブル接続診断装置１は、液晶表示装置（ＬＣＤ）を含む通知部１０と、１チップマイクロコンピュータを含む制御部１１と、ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含むメモリ手段から構成される記憶部１２と、ケーブルの信号線間のインピーダンス値を測定するインピーダンス測定部１３と、ケーブル接続，未接続状態のインピーダンス値を記憶部１２に記憶させるモーメンタリタイプのセットＳＷ（スイッチ）１４と、それら回路の電源となる電池等の電源１５と、ケーブルを接続するケーブルコネクタ１６，１７と、ケーブルコネクタ１６とケーブルコネクタ１７間を中継する中継ケーブル１８とから構成され、中継ケーブル１８とインピーダンス測定部１３とは、ケーブルの信号線間のインピーダンス値を測定するように接続されている。

すなわち、インピーダンス測定部１３が接続対象と接続したケーブルの信号線間におけるインピーダンス値を測定するインピーダンス測定手段に相当し、制御部１１、記憶部１２がインピーダンス測定手段によって測定したインピーダンス値より、しきい値と比較しケーブル接続の状態を判断する比較手段の機能を果たす。

前述の図３に示す構成例では、１組の信号線間のインピーダンス値を測定するようにインピーダンス測定部を１組設けてあるが、複数の信号間のインピーダンス値を測定するようにインピーダンス測定部１３を複数設けても良い。

また、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は本実施形態１のケーブルの接続前と接続後の状態におけるインピーダンス値の変化を示す図であり、（ａ）はケーブル劣化前、（ｂ）はケーブル劣化後、（ｃ）はケーブル断線時の変化を示す波形図である。

図４（ａ）に示すように、予め設定される任意のインピーダンス値をしきい値として、ケーブル接続診断装置がケーブルの未接続から、接続状態を検出することを示している。図４（ｂ）は、ケーブルの劣化によりケーブル接続時のインピーダンス値がケーブル接続前のインピーダンス値に近づいていくことを示している。また、図４（ｃ）は、ケーブルの劣化により断線した時の状態を示す事例で、ケーブル接続前とケーブル接続後のインピーダンス値に変化がないことを示している。

また、しきい値として、断線前の劣化時（装置間の電気的な接続としては問題がないが、接触抵抗の増加等によって、インピーダンス値が若干増えた状態）等に設定しておけば、装置全体に不具合が生じる前にケーブル交換することが可能になる。例えば、ケーブル接続診断装置１にケーブルが接続される前、信号線間のインピーダンス値が５４０[Ω]であり、接続後は２４０[Ω]である場合、インピーダンス測定部１３で測定されたインピーダンス値が４００[Ω]以上となった時に制御部１１は、ケーブルが未接続状態であると判断して、接続後も通知部１０に「ＮＧ」を表示させる。また、断線状態では、信号線間のインピーダンス値が常に５４０[Ω]であり、常に「ＮＧ」が通知部１０に表示される。

図５は本実施形態１におけるケーブル接続診断装置の状態遷移図である。図５に示すようにケーブル接続診断装置の状態（ステート）は（ａ）〜（ｃ）の各ステートに分けられる。
（ａ）スタンバイ（Standby）ステート：ケーブル接続，未接続状態のアイドルステート
（ｂ）コンフィギュレーション（Config）ステート：ケーブル接続、未接続時のインピーダンス値を測定し、しきい値を算出するステート
（ｃ）チェック（Check）ステート：接続対象とケーブルの現在の接続状態を検出するステート
である。

次に、状態遷移について図３を参照しながら図５に基づいて説明する。

状態（Ｓ１）として、Standbyステートにて、ユーザ操作によりセットＳＷ１４が押されてオンされると、制御部１１は、通知部１０の表示を「ＮＧ」にセット、コンフィギュレーションフラグ：Confdoneを「０」にリセットし、インピーダンス測定部１３が測定する未接続時のインピーダンス値を記憶部１２に記憶し、Configステートへ遷移する。

状態（Ｓ２）として、Configステートにて、ユーザ操作により、接続対象とケーブルを接続状態としてセットＳＷ１４が押され再度オンされると、制御部１１は、ケーブルの接続状態を検出しインピーダンス値を測定して記憶部１２に記憶し、接続時と未接続時のインピーダンス差からしきい値を演算して記憶部１２に記憶させ、さらにConfdoneに「１」をセットしてStandbyステートへ遷移する。

しきい値の算出例として、ケーブルの接続状態のインピーダンス：４００[Ω]、未接続状態のインピーダンス：５００[Ω]とした時、ケーブルが接続状態とするしきい値は（５００−４００）／２＋４００＝４５０[Ω]となる。

また、ケーブルの接続状態の検出は、記憶部１２に記憶された接続前のインピーダンス値から数[Ω]から数十[Ω]減ったことにより検出、あるいは記憶部１２に記憶された接続後のインピーダンス値の付近の値になったことにより検出しても良い。

状態（Ｓ３）として、Standbyステートにおいてコンフィギュレーション完了時（Confdone：「１」）、制御部１１は、タイマー等の計数手段によって自動的に行われるインピーダンス値を測定処理する指示によりCheckステートへ遷移する。

状態（Ｓ４）として、Checkステートにおいて、制御部１１は、しきい値を下回るインピーダンス値を検出すると、ケーブル接続状態と判断し、通知部１０の表示を「ＯＫ」にセットする。

または、状態（Ｓ５）として、Checkステートにおいて、制御部１１は、しきい値を超えるインピーダンス値を検出すると、ケーブルが未接続状態となったと判断し、通知部１０の表示を「ＮＧ」にセットする。

状態（Ｓ６）として、インピーダンス値の測定処理の終了により、Standbyステートへ遷移する。

状態（Ｓid）は、Standbyステートにおいて、制御部１１がインピーダンス値を測定処理する指示を待つアイドル状態である。

このように、信号線間のインピーダンス値を測定して、ケーブルの接続状態を診断するので、厳密なケーブル接続の管理を行うことが可能となる。

本実施形態１では、図１（ａ），（ｂ）に示した第２装置５側におけるケーブルの接続、未接続（断線）状態を例に説明したが、第１装置２側でも同じ動作が可能であり、それを組み合わせてもその接続状態を管理することは可能である。

このように、接続対象に対してケーブルの接続時および未接続時に測定した各インピーダンス値からしきい値を演算し、このしきい値とケーブル接続時に測定したインピーダンス値とを比較した結果によって、ケーブルと接続対象の接続およびケーブルの状態を診断することができる。

図６は本発明の実施形態２におけるケーブル接続診断装置の内部構成を示すブロック図である。なお、図６において、前述の図３に示したケーブル診断装置１に電圧測定部１９を設けた構成であり、図３において説明した構成部材に対応し同等の機能を有するものには同一の符号を付している。

図６に示すように、ケーブル接続診断装置１は、インピーダンス値を測定する信号線間の電圧を測定する電圧測定部１９を有し、制御部１１が電圧測定部１９によって測定した電圧に基づいてケーブル接続対象の電源のオンとオフにより発生するインピーダンス値の変動を誤認識しないように制御する。

前述した実施形態１の図３に示すケーブル接続診断装置１においては、ケーブル接続状態において装置の電源オンあるいは電源オフが行われると、接続対象によってはインピーダンス値が変動するため、その際のインピーダンス値の変動を捉え、接続、未接続（断線）を誤認識する恐れがある。

そこで、インピーダンス値の測定を行う信号線間に電圧測定部１９を設け、その測定信号に基づいて、装置の電源オン，電源オフ時のインピーダンス値の変動を測定しないようにした。

すなわち、電圧測定部１９が、ケーブルの信号線間の信号電圧を測定する電圧測定手段の機能を果たし、制御部１１が、電圧測定部１９によって測定した電圧に基づいて接続対象の電源がオフであることを確認した場合にのみ対象のケーブル接続状態を確認するようにした。

図７は本実施形態２におけるケーブル接続診断装置の状態遷移図である。前述した実施形態１と同様にケーブル接続診断装置の状態（ステート）は、Standbyステート，Configステート，Checkステートに分けられる。

また、状態遷移について図６を参照しながら図７に基づいて説明する。また、図７においても、前述の実施形態１の図５に示した状態と対応し同等のものには同一の符号を付している。

状態（Ｓ１）として、Standbyステートにて、ユーザ操作によりセットＳＷ１４が押されオンされると、制御部１１は、通知部１０の表示を「ＮＧ」にセット、Confdoneを「０」にリセットし、インピーダンス測定部１３が測定する未接続時のインピーダンス値を記憶部１２に記憶し、Configステートへ遷移する。

状態（Ｓ２）として、Configステートにて、ユーザ操作により、接続対象とケーブルを接続状態としてセットＳＷ１４が押され再度オンされると、制御部１１は、ケーブルの接続状態を検出しインピーダンス値を測定して記憶部１２に記憶し、接続時と未接続時のインピーダンス差からしきい値を演算して記憶部１２に記憶させ、さらにConfdoneに「１」をセットしてStandbyステートへ遷移する。

しきい値の算出例として、ケーブルの接続状態のインピーダンス：４００[Ω]、未接続状態のインピーダンス：５００[Ω]とした時、ケーブルが接続状態とするしきい値は（５００−４００）／２＋４００＝４５０[Ω]となる。

また、ケーブルの接続状態の検出は、記憶部１２に記憶された接続前のインピーダンス値から数[Ω]から数十[Ω]減ったことにより検出、あるいは記憶部１２に記憶された接続後のインピーダンス値の付近の値になったことにより検出しても良い。

状態（Ｓ１３）として、Standbyステートにおいてコンフィギュレーション完了時（Confdone：「１」）、かつ電圧測定部１９で測定された電圧がオフレベルであった時に、制御部１１は、タイマー等の計数手段によって自動的に行われるインピーダンス値を測定処理する指示によりCheckステートへ遷移する。

状態（Ｓ４）として、Checkステートにおいて、制御部１１は、しきい値を下回るインピーダンス値を検出すると、ケーブル接続状態と判断し、通知部１０の表示を「ＯＫ」にセットする。

または、状態（Ｓ５）として、Checkステートにおいて、制御部１１は、しきい値を超えるインピーダンス値を検出すると、ケーブルが未接続状態となったと判断し、通知部１０の表示を「ＮＧ」にセットする。

状態（Ｓ６）として、インピーダンス値の測定処理の終了により、Standbyステートへ遷移する。

状態（Ｓid）は、Standbyステートにおいて制御部１１は、インピーダンス値を測定処理する指示を待つアイドル状態である。

このように信号線間の電圧レベルを電圧測定部１９で測定し、電圧レベルがオフ状態の時にのみ、状態遷移を行わせることにより、例えば第１装置あるいは第２装置の電源のオン，オフの際に発生する過渡的なインピーダンス変動が生じても誤認識をなくすことができる。

前述の実施形態１，２において、しきい値をケーブルの接続時と未接続時のインピーダンス差から求めているが、このしきい値として、ケーブル断線時の状態に近いインピーダンス値とすることによって、しきい値との比較において確実にケーブル接続に不具合があることを通知することが可能となる。

このしきい値の算出例として、ケーブルの接続状態のインピーダンス：４００[Ω]、未接続状態のインピーダンス：５００[Ω]とした時、ケーブルが接続状態とするしきい値を（５００−４００）／５０＋４００＝４０５[Ω]とする。ケーブル断線時（未接続時）の４００[Ω]に近い４０５[Ω]をしきい値とすることで、より電気的断線に近い状態を通知することができる。

また、実施形態１，２に記載のように、しきい値をケーブルの接続時のインピーダンス値と未接続時のインピーダンス値との中間値の４５０[Ω]とすることで、ケーブル劣化を認識して検出でき装置間の接続に不具合が生じる前にケーブル交換を促すことが可能となる。

図８は本発明の実施形態３におけるケーブル接続診断装置の接続構成を示すブロック図、また図９はケーブル接続診断装置の内部構成を示すブロック図である。また、図１，図３において説明した構成部材に対応し同等の機能を有するものには同一の符号を付している。

図９に示すケーブル接続診断装置１は、Limit＋ＳＷ２０と、Limit−ＳＷ２１により、設定されたしきい値を変更することを可能とした。すなわち、Limit＋ＳＷ２０，Limit−ＳＷ２１の入力を制御部１１が検出し、しきい値を任意の値に変更することにより、変更手段の機能を果たすようにする。

また、図１０は本実施形態３におけるケーブル接続診断装置の状態遷移図である。図１０に示すようにケーブル接続診断装置の状態（ステート）は（ａ）〜（ｄ）の各ステートに分けられる。実施形態１の図５に示した状態と対応し同等のものには同一の符号を付している。
（ａ）Standbyステート：ケーブル接続，未接続状態のアイドルステート
（ｂ）Configステート：ケーブル接続、未接続状態のインピーダンス値を測定し、しきい値を算出し、図９に示す通知部１０にCurr値として測定した現在のインピーダンス値、Limit値としてしきい値を表示する。
（ｃ）Checkステート：接続対象とケーブルの現在の接続状態を検出するステートであり、通知部１０のCurr値に測定したインピーダンス値を表示する。
（ｄ）リミットスイッチオン（Limit sw on）ステート：しきい値を変更するステートであり、Limit＋ＳＷ２０がオン状態の間は、通知部１０のLimit値がインクリメントされる。Limit−ＳＷ２１がオン状態の間は、通知部１０のLimit値がデクリメントされる。

次に、状態遷移について図９を参照しながら図１０に基づいて説明する。

状態（Ｓ１１）として、Standbyステートにて、ユーザ操作によりセットＳＷ１４が押されると、制御部１１は、通知部１０の表示を「ＮＧ」にセット、Confdoneを「０」にリセットし、インピーダンス測定部１３が測定する未接続状態のインピーダンス値を記憶部１２に記憶して、かつインピーダンス値を通知部１０にCurr値として表示し、Configステートへ遷移する。

状態（Ｓ１２）として、Configステートにて、ユーザ操作により、接続対象とケーブルを接続状態としてセットＳＷ１４が押され再度オンされると、制御部１１は、ケーブルの接続状態を検出しインピーダンス値を記憶部１２に記憶して、かつインピーダンス値を通知部１０にCurr値として表示し、接続時と未接続時のインピーダンス差からしきい値を演算し、記憶部１２に記憶させ、かつしきい値を通知部１０にLimit値として表示し、Standbyステートへ遷移する。

状態（Ｓ３）として、Standbyステートにおいてコンフィギュレーション完了時（Confdone：「１」）、制御部１１は、タイマー等の計数手段によって自動的に行われるインピーダンス値を測定処理する指示によりCheckステートへ遷移する。

状態（Ｓ４）として、Checkステートにおいて、制御部１１は、しきい値を下回るインピーダンス値を検出すると、ケーブル接続状態と判断し、通知部１０の表示を「ＯＫ」にセットする。

または、状態（Ｓ５）として、Checkステートにおいて、制御部１１は、しきい値を超えるインピーダンス値を検出すると、ケーブルが未接続状態となったと判断し、通知部１０の表示を「ＮＧ」にセットする。

状態（Ｓ１６）として、インピーダンス値の測定処理の終了により、測定したインピーダンス値を通知部１０にCurr値として表示し、Standbyステートへ遷移する。

状態（Ｓ７）として、Standbyステートにて、ユーザ操作によりLimit＋ＳＷ２０またはLimit−ＳＷ２１が押されオン状態となると、Limit sw onステートへ遷移する。

状態（Ｓ８）として、Limit sw onステートにて、Limit＋ＳＷ２０がオン状態である時、制御部１１は、記憶部１２に記憶のしきい値であり通知部１０に表示されたLimit値をインクリメントする。

または、状態（Ｓ９）として、Limit sw onステートにて、Limit−ＳＷ２１がオン状態である時、制御部１１は、記憶部１２に記憶のしきい値であり通知部１０に表示されるLimit値をデクリメントする。

状態（Ｓ１０）として、Limit sw onステートにて、Limit＋ＳＷ２０とLimit−ＳＷ２１がオフ状態であることを制御部１１が検出すると、制御部１１は、変更されたLimit値（しきい値）を通知部１０のLimit値および記憶部１２へセットし、Standbyステートへ遷移する。

状態（Ｓid）は、Standbyステートにおいて制御部１１は、インピーダンス値を測定処理する指示を待つアイドル状態である。

なお、実施形態１，２における状態（Ｓ３），（Ｓ１３）において、タイマー等の計数手段によって自動的にインピーダンス値の測定処理の指示がなされるが、さらに、Standbyステートにおいて、前述のしきい値の変更等の処理が行われた後にもインピーダンス値の測定処理の指示がなされるようにしても良い。

このように、予めケーブル接続診断装置１内に組み込まれたしきい値を算出する式によって設定されるしきい値を任意に変更することができるので、例えば少しでもケーブルに劣化が発生した時には交換を促すようにすることも可能であり、より詳細なケーブル接続管理を必要とする場合等に有効である。

また、ケーブル接続診断装置１の通知部１０に、測定したケーブルのインピーダンス値の現在値（Curr値）と交換時期を示すしきい値（Limit値）を合わせて表示するので、ユーザが接続状況を把握することが容易にできる。

図１１は本発明の実施形態４におけるケーブル接続診断装置の内部構成を示すブロック図である。図１１に示すケーブル接続診断装置１は、前述の実施形態３における図９に示した構成に対し、新たにブザー２２を設けたものであり、制御部１１は、ケーブルの接続によりインピーダンス値が、しきい値に達した時（断線状態や未接続状態にある時）にブザー２２を鳴らしてユーザに警告するようにした。

このように構成することにより、本実施形態４によれば、前述した実施形態３のケーブル接続診断装置１では、ユーザが通知部１０の表示を読み取らなければ、ケーブルの接続状況が分からないため、交換時期であることに気づかずにケーブル交換がなされないといった状況も想定される。

そこで、ブザー２２を含む警告手段を設けて、ケーブルの信号線間のインピーダンス値がしきい値に達した際、警告する（ブザー２２の場合は警告音を鳴らす）ことによりケーブル交換時期を喚起することができる。

すなわち、制御部１１とブザー２２が、インピーダンス測定部１３により測定されたインピーダンス値が予め設定されたしきい値に達した時に警告する警告手段の機能を果たす。

図１２は本実施形態４におけるケーブル接続診断装置の状態遷移図である。前述した実施形態３と同様にケーブル接続診断装置の状態（ステート）は、Standbyステート，Configステート，Checkステート，Limit sw onステートに分けられる。また、図１２において、前述の図１０に示した状態と対応し同等のものには同一の符号を付している。

次に、状態遷移について図１１を参照しながら図１２に基づいて説明する。

状態（Ｓ１１）として、Standbyステートにて、ユーザ操作によりセットＳＷ１４が押されオンされると、制御部１１は、通知部１０の表示を「ＮＧ」にセット、Confdoneを「０」にリセットし、インピーダンス測定部１３が測定する未接続状態のインピーダンス値を記憶部１２に記憶して、かつインピーダンス値を通知部１０にCurr値として表示し、Configステートへ遷移する。

状態（Ｓ１２）として、Configステートにて、ユーザ操作により、接続対象とケーブルを接続状態としてセットＳＷ１４が押され再度オンされると、制御部１１は、ケーブルの接続状態を検出しインピーダンス値を記憶部１２に記憶して、かつインピーダンス値を通知部１０にCurr値として表示し、接続時と未接続時のインピーダンス差からしきい値を演算し、記憶部１２に記憶させ、かつしきい値を通知部１０にLimit値として表示し、Standbyステートへ遷移する。

状態（Ｓ２３）として、Standbyステートにおいてコンフィギュレーション完了時（Confdone：「１」）、制御部１１は、タイマー等の計数手段によって自動的に行われるインピーダンス値を測定処理する指示により、ブザー２２を稼動状態としてCheckステートへ遷移する。

状態（Ｓ１４）として、Checkステートにおいて、制御部１１は、しきい値を下回るインピーダンス値を検出すると、ケーブル接続状態と判断し、通知部１０の表示を「ＯＫ」にセットし、またブザー２２をオフにセットする。

または、状態（Ｓ１５）として、Checkステートにおいて、制御部１１は、しきい値を超えるインピーダンス値を検出すると、ケーブルが未接続状態となったと判断し、通知部１０の表示を「ＮＧ」にセットし、またブザー２２をオンにセットする。

状態（Ｓ１６）として、インピーダンス値の測定処理の終了により、測定したインピーダンス値を通知部１０にCurr値として表示し、Standbyステートへ遷移する。

状態（Ｓ７）として、Standbyステートにて、ユーザ操作によりLimit＋ＳＷ２０またはLimit−ＳＷ２１が押されオン状態となると、Limit sw onステートへ遷移する。

状態（Ｓ８）として、Limit sw onステートにて、Limit＋ＳＷ２０がオン状態である時、制御部１１は、記憶部１２に記憶されたしきい値であり通知部１０に表示されたLimit値をインクリメントする。

または、状態（Ｓ９）として、Limit sw onステートにて、Limit−ＳＷ２１がオン状態である時、制御部１１は、記憶部１２に記憶のしきい値であり通知部１０に表示されるLimit値をデクリメントする。

状態（Ｓ１０）として、Limit sw onステートにて、Limit＋ＳＷ２０とLimit−ＳＷ２１のオフ状態であることを制御部１１が検出すると、制御部１１は、変更されたLimit値（しきい値）を通知部１０のLimit値および記憶部１２へセットし、Standbyステートへ遷移する。

前述の状態（Ｓ１５）において、測定したインピーダンス値がしきい値以上の時にブザー２２がオンにセットされると、警告音を鳴らしてユーザにケーブルの接続あるいは交換を促すことができる。

このように、装置間のケーブル接続が断線状態や、劣化状態にある時に警告音によって、ユーザにケーブルの接続状況の確認やケーブル交換を促すことが可能となる。

図１３は本発明の実施形態５におけるケーブル接続診断システムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態５はケーブル接続診断装置を使用したシステムを構成する場合、接続状況を人ではなくシステムにより管理することを可能とした。

また、図１３に示すようにケーブル接続診断システムは、ケーブル接続診断装置１と、診断対象のケーブル接続を行う第１，第２装置２，５と、接続状況を診断する第３装置３０からなる。なお、第３装置３０の機能は、第１，第２装置２，５のいずれかに組み込まれていてもかまわない。

ケーブル接続診断装置１は、前述の実施形態３の図９に示したケーブル接続診断装置に新たに通信制御部２３を設けている。また、第３装置３０は、制御部３１と表示部３３からなり、制御部３１は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭからなるコンピュータによって構成され、管理プログラムの実行によって実現される管理部３２を備えている。

ケーブル接続診断装置１の通信制御部２３と第３装置３０の管理部３２とは通信線を介して通信可能に接続されている。管理部３２は、ケーブル接続診断装置１から通信線を通じて、ケーブルの信号線間のインピーダンス値を取得して、装置間の接続状況を管理し、表示部３３に表示する。

図１４は本実施形態５におけるケーブル接続診断装置の状態遷移図である。前述した実施形態３におけるケーブル接続診断装置の状態（ステート）の、Standbyステート，Configステート，Checkステート，Limit sw onステートにコミュニケーション（Communicate）ステートを追加した。

このCommunicateステートは、ケーブル接続診断装置１外部と、通信制御部２３を通じて、通信を行うステートであり、通知部１０に表示するCurr値、Limit値の現在のインピーダンス値やしきい値等のステータス情報を出力する。

次に、状態遷移について図１３を参照しながら図１４に基づいて説明する。前述したように、実施形態３の図１０に示す状態遷移にCommunicateステートを追加したことから、図１０に示した状態と対応し同等のものには同一の符号を付して、同一部分については省略し異なる点について説明する。

状態（Ｓ３１）として、制御部１１は通信制御部２３を通じて第３装置３０の制御部３１からのステータスリード要求を検出した際、Communicateステートへ遷移する。

状態（Ｓ３２）として、Communicateステートにおいて制御部１１は通信制御部２３を通じて第３装置３０の制御部３１へCurr値、Limit値の現在のインピーダンス値やしきい値等のステータス情報を出力する。

状態（Ｓ３３）として、ステータス情報の出力処理後、Standbyステートへ戻る。

また、図１５は本実施形態５における第３装置の管理部の処理動作を示すフローチャートであり、図１３を参照しながら図１５に基づきその動作を説明する。

管理部３２において、例えばタイマー等の計数手段によって、任意のタイミングによりケーブル接続診断装置１と通信制御部２３を介して通信を行い、ステータスリード要求によりCurr値、Limit値の現在のインピーダンス値、しきい値を取得する（Ｓ４１）。

管理部３２は、取得したCurr値とLimit値との比較を行う（Ｓ４２）。ここで、Curr値がLimit値に達していなければ（処理Ｓ４２のＮｏ）、処理を終了する。

また、Curr値がLimit値以上となっていたら（処理Ｓ４２のＹｅｓ）、制御部３１は表示部３３によりユーザに接続状況の確認を促すメッセージダイアログを表示させ（Ｓ４３）、処理を終了する。

以上のようにして、第３装置３０の制御部３１側で、ケーブルの接続状況を管理し、ケーブルの接続状況がしきい値に達した場合に、第３装置３０において自動的にユーザに対してケーブル交換の指示や、接続状況の確認を促すことができるので、ユーザがケーブル接続診断装置１の通知部１０の表示を見落としても、接続状況を確実に知ることができる。

なお、処理Ｓ４１における任意のタイミングとして、ケーブル接続診断装置１の状態（Ｓ３）においてインピーダンス値の測定処理の指示を行うタイミングと同期するようにしても良く、これにより、ケーブルを診断した結果を直ちに第３装置３０において把握することが可能となる。

また、本実施形態５における別の例として、図１３に示したケーブル接続診断システムの通信線に代えて、無線通信によりケーブル接続診断装置１と第３装置３０間の信号授受を行うようにした構成を図１６に示す。

図１６に示すように、無線通信を行うために、ケーブル接続診断装置１と第３装置３０のそれぞれに、無線ＬＡＮや赤外線通信等の通信制御部２４，３４を設けたものである。その他の動作処理については、前述と同様であるため説明は省略する。

図１７は本発明の実施形態６におけるケーブル接続診断システムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態６のケーブル接続診断システムは、ケーブル接続診断装置１にＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ部２５を有しており、そのＲＦＩＤタグ部２５にはCurr値（測定した現在のインピーダンス値）やLimit値（しきい値）のステータス情報、および装置固有の識別情報（ＩＤ）がＲＦＩＤタグとして保存され、無線通信（ワイヤレス）によりこれらの情報の取得を可能とした。

また、第３装置３０にはＲＦＩＤリーダライタ３５を設けており、そのＲＦＩＤリーダライタ３５は、ＲＦＩＤタグ部２５からＩＤとステータス情報とを取得して管理部３２へ送る。そして、管理部３２は、ＲＦＩＤリーダライタ３５から送られてきたＩＤとステータス情報を記憶して複数あるケーブル接続診断装置１毎に管理する。

すなわち、管理部３２は、ケーブル接続診断装置１から送信されたステータス情報にケーブル接続診断装置の識別情報を対応させて管理する手段の機能を果たす。このように、複数のケーブル接続診断装置１の情報を一括で管理する場合など、識別手段として通信制御手段にＲＦＩＤシステムを使用すると効率が良い。

また、図１８は本実施形態６におけるケーブル接続診断装置の状態遷移図である。本実施形態６は前述の実施形態３の図１０と同様に、（ａ）〜（ｄ）の各ステートに分けられる。
（ａ）Standbyステート：ケーブル接続，未接続状態のアイドルステート
（ｂ）Configステート：ケーブル接続、未接続状態のインピーダンス値を測定し、しきい値を算出し、図１７に示す通知部１０にCurr値として測定したインピーダンス値、Limit値としてしきい値を表示し、かつこれらステータス情報をＲＦＩＤタグ部２５にセットする。
（ｃ）Checkステート：接続対象とケーブルの現在の接続状態を検出するステートであり、通知部１０のCurr値に測定したインピーダンス値を表示し、かつこのステータス情報をＲＦＩＤタグ部２５にセットする。
（ｄ）Limit sw onステート：しきい値を変更するステートであり、Limit＋ＳＷ２０がオン状態の間は、通知部１０のLimit値がインクリメントされる。Limit−ＳＷ２１がオン状態の間は、通知部１０のLimit値がデクリメントされる。

次に、状態遷移について図１７を参照しながら図１８に基づいて説明する。また、前述の実施形態３の図１０に示した状態と対応し同等のものには同一の符号を付している。

状態（Ｓ１１）として、Standbyステートにて、ユーザ操作によりセットＳＷ１４が押されオンされると、制御部１１は、通知部１０の表示を「ＮＧ」にセット、Confdoneを「０」にリセットし、インピーダンス測定部１３が測定する未接続状態のインピーダンス値を記憶部１２に記憶して、かつインピーダンス値を通知部１０にCurr値として表示し、Configステートへ遷移する。

状態（Ｓ２２）として、Configステートにて、ユーザ操作により、接続対象とケーブルを接続状態としてセットＳＷ１４が押され再度オンされると、制御部１１は、ケーブルの接続状態を検出しインピーダンス値を記憶部１２に記憶して、かつインピーダンス値を通知部１０にCurr値として表示し、接続時と未接続時のインピーダンス差からしきい値を演算し、記憶部１２に記憶させ、かつしきい値を通知部１０にLimit値として表示し、かつCurr値とLimit値のステータス情報をＲＦＩＤタグ部２５に記憶させ、Standbyステートへ遷移する。

状態（Ｓ３）として、Standbyステートにおいてコンフィギュレーション完了時（Confdone：「１」）、制御部１１は、タイマー等の計数手段によって自動的に行われるインピーダンス値を測定処理する指示によりCheckステートへ遷移する。

状態（Ｓ４）として、Checkステートにおいて、制御部１１は、しきい値を下回るインピーダンス値を検出すると、ケーブル接続状態と判断し、通知部１０の表示を「ＯＫ」にセットする。

または、状態（Ｓ５）として、Checkステートにおいて、制御部１１は、しきい値を超えるインピーダンス値を検出すると、ケーブルが未接続状態となったと判断し、通知部１０の表示を「ＮＧ」にセットする。

状態（Ｓ２６）として、インピーダンス値の測定処理の終了により、測定したインピーダンス値を通知部１０にCurr値として表示し、かつＲＦＩＤタグ部２５のステータス情報にCurr値を記憶し、Standbyステートへ遷移する。

状態（Ｓ７）として、Standbyステートにて、ユーザ操作によりLimit＋ＳＷ２０またはLimit−ＳＷ２１が押されオン状態となると、Limit sw onステートへ遷移する。

状態（Ｓ８）として、Limit sw onステートにて、Limit＋ＳＷ２０がオン状態である時、制御部１１は、記憶部１２に記憶のしきい値であり通知部１０に表示されたLimit値をインクリメントする。

または、状態（Ｓ９）として、Limit sw onステートにて、Limit−ＳＷ２１がオン状態である時、制御部１１は、記憶部１２に記憶のしきい値であり通知部１０に表示されるLimit値をデクリメントする。

状態（Ｓ２０）として、Limit sw onステートにて、Limit＋ＳＷ２０とLimit−ＳＷ２１がオフ状態であることを制御部１１が検出すると、制御部１１は、変更されたLimit値（しきい値）を通知部１０のLimit値および記憶部１２へセットし、かつＲＦＩＤタグ部２５のステータス情報にLimit値を記憶し、Standbyステートへ遷移する。

また、図１９は本実施形態６における第３装置の管理部の処理動作を示すフローチャートであり、図１７を参照しながら図１９に基づきその動作を説明する。

管理部３２は、ＲＦＩＤリーダライタ３５によって、任意のタイミングで複数あるケーブル接続診断装置１のそれぞれと通信を行って、ＩＤおよびステータス情報（Curr値，Limit値のインピーダンス値，しきい値）を取得する（Ｓ５１）。

管理部３２は、取得したCurr値とLimit値との比較を行う（Ｓ５２）。ここで、Curr値がLimit値に達していなければ（処理Ｓ５２のＮｏ）、処理を終了する。

また、Curr値がLimit値以上となっていたら（処理Ｓ５２のＹｅｓ）、制御部３１は表示部３３によりユーザに接続状況の確認を促すメッセージダイアログを表示させ（Ｓ５３）、処理を終了する。

このようにＲＦＩＤシステムを利用することにより、第３装置３０の制御部３１側で、複数のケーブルの接続状況をワイヤレスで管理して、ケーブルの接続状況がしきい値に達したら、第３装置３０において自動的にユーザにケーブル交換の指示や、接続状況の確認を促すことができるので、ユーザがケーブル接続診断装置１の表示を見落としたとしても、接続状況を確実に知ることができる。

また、ＲＦＩＤシステムを利用しているので、前述した逆の構成を備えることでケーブル接続診断装置１内のLimit値等の情報を記憶部１２に設定することも可能である。

本発明に係るケーブル接続診断装置および診断システムは、ケーブルの劣化状況，接続状況を、接続した装置およびケーブルのインピーダンス特性により監視して、ケーブルだけでなく接点部の劣化も含めた検出ができ、また、測定したインピーダンス値がしきい値に達した時に、ケーブル交換または装置とケーブルの接続状況の確認をユーザへ促して、ケーブルの断線前に交換や接続確認ができ、動作不良の許されない電子機器間または電子機器内のケーブル接続の診断装置として有用である。

本発明の実施形態１におけるケーブル接続診断装置の（ａ）は「ＯＫ」、（ｂ）は「ＮＧ」の接続構成を示すブロック図 本実施形態１における別のケーブル接続診断装置の（ａ）は「ＯＫ」、（ｂ）は「ＮＧ」の接続構成を示すブロック図 本実施形態１におけるケーブル接続診断装置の内部構成を示すブロック図 本実施形態１の（ａ）はケーブル劣化前、（ｂ）はケーブル劣化後、（ｃ）はケーブル断線時のインピーダンス値の変化を示す波形図 本実施形態１におけるケーブル接続診断装置の状態遷移図 本発明の実施形態２におけるケーブル接続診断装置の内部構成を示すブロック図 本実施形態２におけるケーブル接続診断装置の状態遷移図 本発明の実施形態３におけるケーブル接続診断装置の接続構成を示すブロック図 本実施形態３におけるケーブル接続診断装置の内部構成を示すブロック図 本実施形態３におけるケーブル接続診断装置の状態遷移図 本発明の実施形態４におけるケーブル接続診断装置の内部構成を示すブロック図 本実施形態４におけるケーブル接続診断装置の状態遷移図 本発明の実施形態５におけるケーブル接続診断システムの概略構成を示すブロック図 本実施形態５におけるケーブル接続診断装置の状態遷移図 本実施形態５における第３装置の管理部の処理動作を示すフローチャート 本実施形態５における別のケーブル接続診断システムの概略構成を示すブロック図 本発明の実施形態６におけるケーブル接続診断システムの概略構成 本実施形態６におけるケーブル接続診断装置の状態遷移図 本実施形態６における第３装置の管理部の処理動作を示すフローチャート

符号の説明

１ ケーブル接続診断装置
２，２’ 第１装置
２ａ 電源ユニット
３，４ 電源ケーブル
５，５’ 第２装置
６，７ ＵＳＢケーブル
１０ 通知部
１１，３１ 制御部
１２ 記憶部
１３ インピーダンス測定部
１４ セットＳＷ
１５ 電源
１６，１７ ケーブルコネクタ
１８ 中継ケーブル
１９ 電圧測定部
２０ リミット＋ＳＷ
２１ リミット−ＳＷ
２２ ブザー
２３，２４，３４ 通信制御部
２５ ＲＦＩＤタグ部
３０ 第３装置
３２ 管理部
３３ 表示部
３５ ＲＦＩＤリーダライタ

Claims (10)

1. 接続対象と接続したケーブルの信号線間におけるインピーダンス値を測定するインピーダンス測定手段と、前記インピーダンス測定手段によって測定した前記インピーダンス値としきい値を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果を通知する通知手段とを備えたことを特徴とするケーブル接続診断装置。
2. 前記接続対象に対してケーブルの接続時および未接続時に測定した各インピーダンス値からしきい値を演算し、前記しきい値とケーブル接続時に測定のインピーダンス値との比較結果により前記接続対象の接続および前記ケーブルの状態を診断する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のケーブル接続診断装置。
3. 前記インピーダンス値を測定するケーブルの信号線間における電圧を測定する電圧測定手段を有し、前記電圧測定手段の測定結果により、接続対象の電源オフを確認した場合にのみ前記接続対象と接続した前記ケーブルのインピーダンス値を測定し、しきい値と比較を行うことを特徴とする請求項１または２記載のケーブル接続診断装置。
4. 前記ケーブルの接続時のインピーダンス値と未接続時のインピーダンス値との間の値としたしきい値であって、前記しきい値を前記未接続時のインピーダンス値に近い値としたことを特徴とする請求項１，２または３記載のケーブル接続診断装置。
5. 前記ケーブルの接続時のインピーダンス値と未接続時のインピーダンス値との間の値としたしきい値であって、前記しきい値を前記ケーブルの接続時と未接続時のインピーダンス値の中間値としたことを特徴とする請求項１，２または３記載のケーブル接続診断装置。
6. 前記ケーブルの接続時のインピーダンス値と未接続時のインピーダンス値との間の値としたしきい値であって、前記しきい値を任意の値とする変更手段を備えたことを特徴とする請求項１，２または３記載のケーブル接続診断装置。
7. 前記ケーブルを測定したインピーダンス値がしきい値に達した時に警告する警告手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のケーブル接続診断装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のケーブル接続診断装置と、ホスト装置とからなるケーブル接続診断システムであって、
   前記ケーブル接続診断装置に、測定したインピーダンス値およびしきい値のステータス情報を前記ホスト装置に送信する通信手段を設け、前記ホスト装置に、取得した前記ステータス情報によりケーブル接続を管理する管理手段を設けたことを特徴とするケーブル接続診断システム。
9. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のケーブル接続診断装置と、ホスト装置とからなるケーブル接続診断システムであって、
   前記ケーブル診断装置に、測定したインピーダンス値およびしいき値のステータス情報を前記ホスト装置に無線通信により送信する通信手段を設け、前記ホスト装置に、取得した前記ステータス情報によりケーブル接続を管理する管理手段を設けたことを特徴とするケーブル接続診断システム。
10. 前記管理手段が、取得したステータス情報を、ケーブル接続診断装置を特定する識別情報に対応させてケーブル接続を管理することを特徴とする請求項８または９記載のケーブル接続診断システム。

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