JP6348086B2 - 配線チェッカー - Google Patents

Description

本発明は、２点間の機器配線の導通試験に使用するハンディ型配線チェッカーに関するものである。

従来から、ケーブルや配線の導通チェックを行うものとして、様々な装置が開発されている（例えば、特許文献１〜４を参照。）。

特許文献１で示された配線チェッカーは、複数の配線の一端の配線１本１本に、それぞれ違う電圧が出力されるようにプログラムした電圧発生器を設け、もう一端で配線１本１本の電圧が所定の範囲であるか否かによって導通を確認するものである。作業者１名によりチェックできるのが特許文献１の配線チェッカーの利点である。しかしながら、チェックすべき素線の数が多くなると、印加電圧を高くするか、素線間の電圧ステップを小さくする必要があり、安全上の問題や測定側の判別精度の点で問題があった。

また、特許文献２で示されたブザー付ヘッドセットは、ブザーによる導通チェック回路をヘッドセットに取り付けただけの構成であり、離れた場所にいる作業者とブザー音を共有するというものである。しかしながら、単なるブザー回路の構成であるために、短絡（地絡）を検出できないという問題があった。

また、特許文献３で示されたケーブル検査装置は、ケーブルの一端に素線の１本１本を、抵抗器を経由してアース素線に折り返すような検査用コネクタを設け、ケーブルのもう一端で、素線をスイッチなどで切り替えて、直流電圧を、抵抗器を経由して素線とアース素線に印加し、その素線とアース素線間に発生した電圧が所定の範囲内であるかどうかによって導通、短絡、断線を検知するものである。しかしながら、予めチェック対象のケーブルにあった専用の検査用抵抗コネクタを準備する必要があるために、毎回接続が異なる様な配線のチェックには適さないという問題があった。

さらに、特許文献４で示された配線チェッカーは、配線の一端側（親機側）では抵抗器経由で配線とアース間に直流電圧を印加し、配線のもう一端（子機側）では抵抗経由でアースに折り返し、親機は配線とアース間の電圧が所定の電圧以下になることを条件に導通を判定し、子機は配線とアース間の電圧が所定の電圧以上になることを条件に導通を判定する構成となっている。親機はさらに所定の電圧以下になることを条件に短絡（地絡）を判定している。しかしながら、特許文献４の配線チェッカーでは、親機と子機と種別があるか、或は、親子モードと子機モードをスイッチで切り換える方式であり、この切換スイッチがあるために、配線チェッカーの小型軽量化の制限になっていた。

実開昭５６−１２１１７２号 実開昭５８−６８７５６号 特開２００１−１６５９８６号公報 特開２０１３−２１７８０９号公報

上述の如く、特許文献４で示された従来の配線チェッカーは、親機と子機と種別があるか、親子モードと子機モードをスイッチで切り換える方式であり、この切換スイッチがあるために小型軽量化の制限になっていた。
また、上述した特許文献４で示された配線チェッカーは、２台１組となる配線チェッカー相互の第１の抵抗器との第２の抵抗器のバランスで成り立っている回路構成であるため、これら４つの抵抗器の抵抗値が極力一致していなければならなかった。そのために、多くの抵抗器から抵抗値が揃った４つの抵抗器を選定して取り付ける必要があった。４つの抵抗器の抵抗値が揃っていなければ、閾値を一品一品調整する必要があった。なぜなら、一般に高精度の抵抗器でも０．５％までが現実的であり、これ以上の精度のものはあるにはあるが、高価なものになってしまうためである。例えば、導通の閾値として１０Ωを設定する場合、第１、第２の抵抗器を５．１ｋΩとした場合、１０Ωは５．１ｋΩの約０．２％であり、０．５％の精度の抵抗器ではこの１０Ωを簡単に飲み込んでしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、特許文献４で示された配線チェッカーから親機と子機の種別や、切換スイッチを無くすことで小型軽量化を図り、かつ、抵抗器の選別作業を無くした配線チェッカーを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し目的を達成するために、本発明にかかる配線チェッカーは、導通確認対象の被試験線の両端に接続して導通をチェックする２台１組の配線チェッカーであって、下記１）〜７）の構成要素を備える。
１）Ｐ端子、Ｎ端子およびＧ端子の３端子を有する。
２）Ｐ端子は、直列に接続された第１抵抗器を経由して内蔵された基準電圧源の正の端子に接続される。
３）Ｎ端子は、直列に接続された第２抵抗器を経由して基準電圧源の負の端子に接続される。
４）Ｇ端子は、基準電圧源の負の端子に接続される。
５）Ｐ端子とＮ端子は、それぞれ第１電圧検出部、第２電圧検出部に接続される。
６）第１電圧検出部および第２電圧検出部の基準は、Ｇ端子に接続される。
７）配線チェッカー自身には親機と子機のモード種別は無く、使用時に、第１電圧検出部および第２電圧検出部の検出信号に基づき、配線チェッカー自身が親機モード、子機モード、或は、単独モードの何れかを判定するモード判定手段を有する。

上記構成よれば、２台１組の両配線チェッカー（第１の配線チェッカー、第２の配線チェッカー）のＧ端子を既知の配線や筐体アースに接続した場合には、第１の配線チェッカーは、Ｐ端子の電圧が下がることにより、自身が親機モードで接続されていることを判別し、第２の配線チェッカーは、Ｎ端子の電位が上がることにより、自身が子機モードで接続されていることを判別できる。

また、１台の配線チェッカーのＰ端子を被試験線の一端に接続し、他端を配線チェッカーのＮ端子に接続し、配線チェッカーのＧ端子を筐体アースに接続するか、未接続にした場合には、この配線チェッカーは、Ｐ端子の電圧が下がり、Ｎ端子の電位が上がることにより、自身が単独モードで接続されていることを判別できる。

本発明の配線チェッカーにおいて、被試験線が導通状態か、或は、被試験線がＧ端子に接続された筐体アースと短絡状態（以下、「地絡」という）か、を判定する導通判定手段と、それぞれの状態を少なくともＬＥＤ表示又は音出力により報知する報知手段を更に備えることが好ましい態様である。
この導通判定手段は、親機モード又は単独モードと自己判定した配線チェッカーでは、第１電圧検出部の検出信号に基づき、Ｐ端子の電圧が第１閾値電圧を下回ることにより導通状態であると判定し、さらに第２閾値電圧を下回ることにより地絡であると判定する。さらに、子機モードと自己判定した配線チェッカーでは、第２電圧検出部の検出信号に基づき、Ｎ端子の電圧が第３閾値電圧を上回ることにより導通状態であると判定する。

本発明の配線チェッカーにおいて、閾値設定手段を更に備えることが好ましい態様である。
この閾値設定手段は、親機モード、子機モード、あるいは単独モード用として、それぞれ異なる閾値電圧を設定でき、不揮発性メモリに保存できる。これにより、２台１組となる配線チェッカーに用いる第１抵抗器と第２抵抗器の計４つの抵抗器の抵抗値にバラツキがある場合であっても、設定する閾値電圧を調整してバラツキの影響を失くすことが可能になる。

本発明の配線チェッカーにおいて、押しボタンスイッチにより電源が入り、無操作の状態を一定時間経過すると自動的に電源が切れることが好ましい態様である。配線チェッカーに内蔵されるバッテリーの節電を図ることができる。

本発明の配線チェッカーにおいて、被試験線に接続して導通状態を確認することにより自動的に電源が入り、無操作の状態を一定時間経過すると自動的に電源が切れることが好ましい態様である。電源投入の操作を不要とし、作業の利便性を向上すると共に、配線チェッカーに内蔵されるバッテリーの節電を図ることができる。

本発明の配線チェッカーにおいて、基準電圧源の電圧が０．５Ｖ以下であることでも良い。基準電圧源の電圧を低くすることにより、電子回路の導通チェック用に用いることができる。

本発明によれば、親機、子機、単独の各モードを自動的に判断するために、親機、子機の種別や、親機モードと子機モードを切り換えるスイッチが不要になるという効果を奏する。
また、モード毎に閾値電圧を不揮発メモリに保存するため、２台１組となる配線チェッカーに用いる抵抗器の選定において、抵抗値が揃ったものを選定する作業が不要になるという効果を奏する。

実施例１の配線チェッカーの構成図 実施例１の閾値選択処理フロー図 実施例１の導通判定処理フロー図 実施例１の閾値設定処理フロー図 実施例１の配線チェッカーの接続図１ 実施例１の配線チェッカーの接続図２

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。

図１は、実施例１の配線チェッカー１の構成図である。配線チェッカー１自身には親機と子機の種別はない。そのため、図１では、２台１組となる相手の配線チェッカー１の図は割愛している。接続端子として、Ｐ端子，Ｎ端子およびＧ端子の３端子（２ｐ，２ｎ，２ｇ）を有している。
Ｐ端子２ｐは、直列に接続された第１抵抗器３ａを経由して内蔵された基準電圧源４の正の端子に接続され、Ｎ端子２ｎは、直列に接続された第２抵抗器３ｂを経由して基準電圧源４の負の端子に接続され、Ｇ端子２ｇは、基準電圧源４の負の端子に接続されている。また、Ｐ端子２ｐおよびＮ端子２ｎは、それぞれ第１電圧検出部５ａ、第２電圧検出部５ｂに接続されている。また、第１電圧検出部５ａの基準、第２電圧検出部５ｂの基準は、Ｇ端子２ｇに接続されている。なお、第１抵抗器３ａと第２抵抗器３ｂは、同じ抵抗値を基本とするが必ずしも同じである必要はない。

電圧検出部５ａ，５ｂはＡＤコンバータであっても、図示されないマイコンのＡＤ変換端子であっても良い。モード判定手段として機能するマイコンでは、電圧検出部（５ａ，５ｂ）の信号に基づいてモード判定処理６ａを実行する。具体的には、下記表１に示す判定フローによって接続モードを判定する。
例えば、図５に示す接続図１に示すように、第１の配線チェッカーのＰ端子を被試験線の一端に接続し、第２の配線チェッカーのＮ端子を他端に接続し、両配線チェッカーのＧ端子を既知の配線や筐体アースに接続した場合には、第１の配線チェッカーは、Ｐ端子の電圧（電位）が予め設定した所定値１より下がることにより、自身が親機モードで使用され接続されていることを判別し、第２の配線チェッカーは、Ｎ端子の電圧（電位）が予め設定した所定値２より上がることにより、自身が子機モードで使用され接続されていることを判別する。

例えば、図６に示す接続図２に示すように、配線チェッカーのＰ端子を被試験線の一端に接続し、配線チェッカーのＮ端子を他端に接続し、配線チェッカーのＧ端子を筐体アースに接続するか、未接続にした場合には、配線チェッカーは、Ｐ端子の電圧（電位）が所定値１より下がり、Ｎ端子の電圧（電位）が所定値２より上がることにより、自身が単独モードで使用され接続されていることを判別する。

また、Ｐ端子の電圧（電位）が所定値１以上、Ｎ端子の電圧（電位）が所定値２以下の場合には、無接続であると判定する。このように、Ｐ端子の電圧とＮ端子の電圧により４つの接続モードを判定する。

マイコンではこの接続モードと不揮発メモリ７から、閾値を選択する閾値選択処理６ｂ（図２）を実行する。

不揮発メモリ７はマイコンに内蔵されたＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）であっても、専用のＥＥＰＲＯＭであっても良い。またＥＥＰＲＯＭでなくても、設定値を保存可能なものであればフラッシュメモリであってもよい。但し、意図しない書き換えが起こらないように注意して設計する必要があることは言うまでもない。例えば、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）値を一緒に複数領域に保存することで、データの一部が書き換わったことを検知して正しく保存された領域のデータの閾値が選択されるなど意図しない書き換えが起こらないよう配慮する。

導通判定手段として機能するマイコンでは、この選択された閾値と、接続モード、Ｐ端子の電圧、Ｎ端子の電圧を基に、導通判定処理６ｃが実行される。具体的には、図３に示すフロー図のように、下記ａ）〜ｅ）の処理を実行する。
ａ）接続モードが子機モードの場合には、比較電圧＝基準電圧−Ｎ端子電圧 と設定する（Ｓ０２）。
ｂ）接続モードが子機モード以外の場合には、比較電圧＝Ｐ端子電圧 と設定する（Ｓ０３）。
ｃ）閾値１ ＜ 比較電圧 の場合には、無接続状態と判定する（Ｓ０７）。
ｄ）閾値１ ＞ 比較電圧 ＞ 閾値２ の場合には、導通状態と判定する（Ｓ０８）。
ｅ）閾値２ ＞ 比較電圧 の場合には、地絡と判定する（Ｓ０９）。

上記のように導通状態か否か、地絡か否かだけではなく、どの程度、導通しているのか、どの程度、地絡しているのかをさらに閾値を追加することで判定しても良い。また、程度によりＬＥＤ表示や音出力を用いての報知を変えれば、より使いやすいものになるだろう。

図示されていないが、これらの判定結果に基づいて、配線チェッカーのユーザにＬＥＤや音を用いて報知する。少なくとも、無接続状態、導通状態と地絡は区別がつくような報知が望ましい。

次に、どのように閾値を設定するのかを示す。閾値設定手段として機能するマイコンでは、特定の設定操作により閾値設定処理６ｄを実施する。具体的には、図４に示すフロー図のように、下記Ｓ１１）〜Ｓ１６）の処理を実行する。操作者は、この設定操作を親機モード、子機モード、単独モードの３つの接続モードについて実施する。
Ｓ１１）特定の設定操作により設定モードに入る。
Ｓ１２）設定モードに入った時点の接続モードに設定先を固定する。(設定モード中は接続モードを変更しない。）
Ｓ１３）閾値１に対する抵抗器を接続するように促すためのＬＥＤを点灯する。
Ｓ１４）特定の設定操作により、その時点の比較電圧を不揮発メモリに保存する。
Ｓ１５）閾値２に対する抵抗器を接続するように促すためのＬＥＤを点灯する。
Ｓ１６）特定の設定操作により、その時点の比較電圧を不揮発メモリに保存する。

このように、接続モード毎に実際に閾値となってほしい抵抗値の抵抗器を接続して測定、保存する。この作業は１度行えば、基本的に再度行う必要はない。但し、２台１組となる相手の配線チェッカーが故障等の原因で組み合わせが変われば、再設定する必要がある。再設定する必要がある理由は、閾値情報は第１抵抗器と第２抵抗器のバランスによって変わるため、配線チェッカーの組み合わせが変われば設定値が変わるからである。

次に、配線チェッカーの接続例について説明する。図５に示す接続図は、親機と子機を２台１組で用いて測定する基本接続例である。図５に示すように、親機１のＰ端子を被試験線９の一端に、子機１のＮ端子を被試験線９の他端に接続し、親機のＧ端子を既知の線や被試験対象の筐体８に接続する。このように接続すると抵抗分圧回路が形成され、被試験線が導通状態であれば、被試験線９の電位は基準電圧源の電圧の半分程度になる。このように、親機側のＰ端子は基準電圧源の電圧から基準電圧源の電圧の半分程度に下がる。これを親機が検知して、自身を親機モードで接続していると判断し、所定の閾値セットを選択する。子機側も同様である。

図６の接続図は、単独の配線チェッカー１を用いて測定する接続例である。Ｐ端子を被試験線９の一端に、Ｎ端子を被接続線９の他端に接続する。Ｇ端子は既知の線や被試験対象の筐体８に接続しても良いし、未接続のままにしても良い。未接続とした場合には、被試験線９と既知の線や被試験対象の筐体８との地絡を検出できない。この接続の場合は、Ｐ端子の電圧（電位）は下がり、Ｎ端子の電圧（電位）は上がる。これを検知して自身を単独モードで接続されていると判断して、所定の閾値セットを選択する。

多くのハンディ型機器がそうである様に、配線チェッカー１も電池で動作する。そのため、より長い時間電池交換なしで動作することが望まれる。よって一定時間無操作であること等を検知して自動的に電源が切れるようにすると良い。図示しないが、一例としては、押しボタンスイッチを押すと電源が入り、一定時間無操作により自動的に電源が切れる様にしても良い。

図示しないが、もう一例として、被試験線を接続することにより自動的に電源が入り、一定時間無操作により自動的に電源が切れる様にしても良い。前者の場合は、電源を完全に切るように設計できるが、後者の場合は一部の検知回路に電源が入り続ける必要がある。そのため、前者の方がより電池が長持ちする様に構成可能である。一方で、使い勝手としてはいちいち押しボタンスイッチを押さなくても被試験線を接続することで自動的に電源が入る後者の方が良い。このあたりはニーズに合わせて選択すると良い。

配線チェッカー１は、元来、配線をチェックすることを想定しているが、基準電圧源４の電圧を０．５Ｖ以下になるように設計することで、プリント基板に実装されたＩＣ等のピン間が半田ブリッジしていないかどうか等のチェックにも使用することができる。

本発明は、機器（装置）間又は機器内配線の導通確認試験装置として有用である。

１ 配線チェッカー
２ｐ，２ｎ，２ｇ 配線チェッカーの３端子
３ａ，３ｂ 第１抵抗器、第２抵抗器
４ 基準電圧源
５ａ，５ｂ 第１電圧検出部、第２電圧検出部
６ａ モード判定処理
６ｂ 閾値選択処理
６ｃ 導通判定処理
６ｄ 閾値設定処理
７ 不揮発メモリ
８ 被試験対象の筐体
９ 被試験線

Claims (7)

1. 導通確認対象の被試験線の両端に接続して導通をチェックする２台１組の配線チェッカーであって、
   配線チェッカーは、Ｐ端子、Ｎ端子およびＧ端子の３端子を有し、
   Ｐ端子は、直列に接続された第１抵抗器を経由して内蔵された基準電圧源の正の端子に接続され、
   Ｎ端子は、直列に接続された第２抵抗器を経由して前記基準電圧源の負の端子に接続され、
   Ｇ端子は、前記基準電圧源の負の端子に接続され、
   Ｐ端子とＮ端子は、それぞれ第１電圧検出部、第２電圧検出部に接続され、
   第１電圧検出部および第２電圧検出部の基準は、Ｇ端子に接続され、
   配線チェッカー自身には親機と子機のモード種別は無く、使用時に、第１電圧検出部および第２電圧検出部の検出信号に基づき、配線チェッカー自身が親機モード、子機モード、或は、単独モードの何れかを判定するモード判定手段を備えたことを特徴とする配線チェッカー。
2. 前記モード判定手段は、
   １）２台１組の配線チェッカーおける第１の配線チェッカーのＰ端子を被試験線の一端に接続し、第２の配線チェッカーのＮ端子を被試験線の他端に接続し、第１および第２の配線チェッカーのＧ端子を既知の配線または筐体アースに接続した場合において、
   第１電圧検出部の検出信号に基づき、Ｐ端子の電圧が下がったと検知した場合に、自身が親機モードで使用されていると判定し、
   第２電圧検出部の検出信号に基づき、Ｎ端子の電圧が上がったと検知した場合には、自身が子機モードで使用されていると判定し、
   ２）２台１組の配線チェッカーの何れかの配線チェッカーのＰ端子を被試験線の一端に接続し、他端をＮ端子に接続し、前記配線チェッカーのＧ端子を筐体アースに接続するか、未接続にした場合において、
   Ｐ端子の電圧が下がり、かつ、Ｎ端子の電圧が上がったと検知した場合には、単独モードで使用されていると判定することを特徴とする請求項１に記載の配線チェッカー。
3. 被試験線が導通状態か、或は、被試験線がＧ端子に接続された筐体アースと短絡状態か、を判定する導通判定手段と、
   それぞれの状態を少なくともＬＥＤ表示又は音出力により報知する報知手段、
   を更に備え、
   前記導通判定手段は、
   親機モード又は単独モードと自己判定した配線チェッカーでは、
   第１電圧検出部の検出信号に基づき、Ｐ端子の電圧が第１閾値電圧を下回ることにより導通状態であると判定し、さらに第２閾値電圧を下回ることにより短絡状態であると判定し、
   子機モードと自己判定した配線チェッカーでは、
   第２電圧検出部の検出信号に基づき、Ｎ端子の電圧が第３閾値電圧を上回ることにより導通状態であると判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の配線チェッカー。
4. 閾値設定手段を更に備え、
   前記閾値設定手段は、
   親機モード、子機モード、あるいは単独モード用として、それぞれ異なる前記閾値電圧を設定でき、不揮発性メモリに保存できることを特徴とする請求項３に記載の配線チェッカー。
5. 押しボタンスイッチにより電源が入り、無操作の状態を一定時間経過すると自動的に電源が切れることを特徴とする請求項４に記載の配線チェッカー。
6. 被試験線に接続して導通状態を確認することにより自動的に電源が入り、無操作の状態を一定時間経過すると自動的に電源が切れることを特徴とする請求項４に記載の配線チェッカー。
7. 前記基準電圧源の電圧が０．５Ｖ以下であり、
   電子回路の導通チェック用に用いられることを特徴とする請求項４に記載の配線チェッカー。