JPH10227821A

JPH10227821A - コンデンサの充電電流測定方法

Info

Publication number: JPH10227821A
Application number: JP9348618A
Authority: JP
Inventors: Yoshinao Nishioka; 良直西岡; Toshishige Tabata; 利成田端; Masao Nishimura; 昌雄西村; Mitsuru Kitagawa; 満北河
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1998-08-25
Anticipated expiration: 2017-12-02
Also published as: JP3307305B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コンデンサに直流電圧を断続的に印加した場合
に、断続印加の初期の電流値から十分に充電された時点
における電流値を予測し、絶縁抵抗を短時間にかつ正確
に測定すること。【解決手段】コンデンサに直流電圧を断続的に印加し、
断続印加による複数の印加期間の充電特性から、コンデ
ンサの誘電分極成分の充電電流計算式を求める。求めた
充電電流計算式から充電終期における電流値を求めるこ
とにより、コンデンサの絶縁抵抗を短時間で測定でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンデンサの充電電
流測定方法、特にコンデンサの絶縁抵抗の測定に適した
充電電流測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンデンサの良否を判定するた
め、測定用の直流電圧をコンデンサに印加し、十分に充
電された後のコンデンサの漏れ電流（充電電流）を測定
することにより、コンデンサの絶縁抵抗を測定する方法
が知られている。当然ながら、良品は漏れ電流が少な
い。

【０００３】従来、この種の絶縁抵抗測定方法として
は、ＪＩＳ−Ｃ５１０２で規定された測定方式が知られ
ている。この方式は、コンデンサに十分に充電された状
態の電流値を測定する必要があるため、約６０秒の測定
時間が必要であった。しかし、電子機器のコストダウ
ン、信頼性向上の要求に伴い、コンデンサなどの電子部
品もその生産能力向上と品質向上とが求められており、
コンデンサ１個当たりこのような長い測定時間を要する
従来の測定方法では、到底このような要求に応えること
ができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コンデンサ
への充電方法として、直流電圧を連続的に印加する方法
の他に、断続印加する方法が知られている（特開平４−
２５４７６９号公報）。この方法は、間欠送りされるタ
ーンテーブルを用いて特性測定を行う場合に適した充電
方法であり、パーツフィーダから供給された多数のコン
デンサを連続的に特性測定できるという特徴がある。こ
のようなターンテーブルを用いた絶縁抵抗測定方法に
は、複数の充電領域を通過して充電を終えたコンデンサ
に対して、１個ずつ絶縁抵抗を測定する連続方式と、タ
ーンテーブルに所定数のコンデンサを供給した後、ター
ンテーブルを停止し、複数のコンデンサに対して同時に
充電と絶縁抵抗測定とを行うバッチ方式とがあるが、い
ずれの方式も充電に長時間が必要であり、作業効率があ
まり良くない。

【０００５】しかしながら、本発明者は、コンデンサへ
の直流電圧の断続印加について鋭意研究を重ねた結果、
断続印加であっても、ある条件の下では連続印加と同様
な効果を持つこと、つまり、断続印加の場合も、連続印
加と同様の充電特性を持ち、たとえ電圧印加が途切れた
瞬間があっても、短い期間であれば、充電は進むという
事実を発見した。このような事実に基づけば、断続印加
の初期の数回に亘って充電電流を測定すれば、十分に充
電された後の充電電流、ひいては絶縁抵抗を予測するこ
とが可能である。

【０００６】本発明は上記のような知見に基づいてなさ
れたもので、その目的は、コンデンサに直流電圧を断続
的に印加した場合に、断続印加の初期の電流値から十分
に充電された時点における電流値を予測し、絶縁抵抗を
短時間にかつ正確に測定できるコンデンサの充電電流測
定方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、コンデンサに直流電圧を
断続的に印加する工程と、断続印加による複数の印加期
間の充電特性から、コンデンサの誘電分極成分の充電電
流計算式を求める工程と、上記充電電流計算式から充電
終期における電流値を求める工程と、を含むものであ
る。

【０００８】セラミックコンデンサについて、連続印加
時と断続印加時における電流値の変化を正確に測定し、
その電流値と時間とを対数電流−対数時間の座標にプロ
ットすると、図１，図２のような特性があることを発見
した。すなわち、連続印加の場合には、図１のように印
加開始ｔ₀から微小期間はほぼ一定の大きな電流が流
れるが、それに続く遷移期間で急激に電流値が低下
し、その後、ある傾きを持った線形の充電特性で電流
が低下した。この線形の充電特性は、充電開始から１
分〜２分後まで持続していた。一方、断続印加の場合に
は、図２のように１回目の電圧印加の特性，，は
連続印加時と全く同様である。その後、時刻ｔ_aで一旦
電圧印加を中止した後、時刻ｔ_bで２回目の電圧印加を
行うと、最初はのように急激に電流値が高くなるが、
その後、急激に低下して線形の充電特性に安定する。
図２の横軸は対数時間であるため、の頂部の特性は明
確ではないが、実際にはと同様な水平部とと同様な
遷移期間とで構成されている。また、線形の充電特性
は１回目の電圧印加時の線形の充電特性の延長線上に
あることが分かった。その後、電圧の断続印加を繰り返
しても、上記〜と同様の特性が繰り返され、線形の
充電特性，の延長線上に安定する。なお、印加電圧
は連続印加も断続印加も同一電圧とした。

【０００９】印加開始から一定時間Ｔを経た時点ｔ₃の
電流値ｉ₃を計測すると、連続印加時も断続印加時も電
流値ｉ₃は同一であった。つまり、直流電圧を断続印加
した場合であっても、断続印加におけるＯＦＦ時間（ｔ
_a〜ｔ_b）が短い期間（例えば数百ｍ秒以下）であれ
ば、連続印加により充電した時と同様の結果となった。
本発明者らの実験によると、０．０１μＦ以上の容量値
を有するコンデンサであれば、断続印加のＯＦＦ時間を
５００ｍ秒以下とすれば、連続印加時と同様な結果が得
られた。

【００１０】上記充電特性についてさらに検討してみる
と、次のような事実が判明した。すなわち、コンデンサ
の等価回路は、図３のように容量Ｃ₀、内部抵抗ｒ、絶
縁抵抗Ｒ₀のほかに、誘電分極成分Ｄが含まれており、
誘電分極成分Ｄは容量Ｃ₁，Ｃ₂・・・Ｃ_nと抵抗
Ｒ₁，Ｒ₂・・・Ｒ_nとで構成されている。そして、図
１，図２の非線形的な充電特性，は容量Ｃ₀の充電
領域であるのに対し、線形的な充電特性は誘電分極
成分Ｄの充電領域であることが判明した。

【００１１】したがって、断続印加の１回目における線
形の充電特性と２回目における線形の充電特性（あ
るいは３回目以後の充電特性を用いてもよい）とを用い
て、誘電分極成分Ｄの充電特性の電流計算式を求め、こ
の電流計算式から充電終期（例えば６０秒後）における
電流値を求めれば、コンデンサの絶縁抵抗を短時間に予
測することができる。

【００１２】本発明によれば、連続印加方式のように測
定装置（例えばターンテーブル）を長期間止めておく必
要がなく、コンデンサを間欠搬送しながら絶縁抵抗を測
定できるので、設備能力を向上させることができるとい
う利点がある。

【００１３】上記充電電流計算式を求める方法として
は、種々の方法が考えられる。例えば、断続印加による
２つの印加期間の各時点の電流値を測定し、この測定さ
れた２つの電流値から、充電電流計算式log ｉ＝ａ・lo
g ｔ＋ｂの勾配ａと切片ｂとを求める方法がある。この
場合、測定時刻は断続印加における線形の特性部分，
であることが必要である。

【００１４】上記の充電電流計算式は直線近似式である
が、直線近似式で近似しえない場合には、対数近似式を
用いればよい。この場合の充電電流計算式はlog （log
ｉ）＝ａ・log ｔ＋ｂである。

【００１５】また、充電電流計算式を求める他の方法と
して、コンデンサの等価回路を使う方法がある。この方
法の場合、まず等価回路に基づいて充電電流計算式を初
期設定し、断続印加による複数の印加期間の実測電流値
ｍ（ｔ）と上記充電電流計算式を使って求めた計算電流
値ｉ（ｔ）とが一致するように、等価回路の誘電分極成
分Ｄである容量Ｃ₁，Ｃ₂・・・Ｃ_nと抵抗Ｒ₁，Ｒ₂
・・・Ｒ_nとを決定し、充電電流計算式を修正すればよ
い。この場合も、実測電流値ｍ（ｔ）は、断続印加にお
ける線形の特性部分，で測定すればよい。

【００１６】ところで、断続印加時にコンデンサに流れ
る充電電流は、ＪＩＳで５０ｍＡと決められている。し
かしながら、充電電流を５０ｍＡより大きくすると、初
期特性（図２の，，）の時間が短くなり、線形の
特性，が長くなる。したがって、充電電流を大きく
すれば、充電の応答性が向上し、電圧印加時間が短くて
も充電でき、設備処理能力を上げることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図４は本発明方法を実施するため
の電流測定装置の一例を示す。この測定装置は、本願出
願人が特願平７−２９３４４２号で提案したものであ
る。この測定装置は、直流測定電源１０、スイッチ１
１、被測定物であるコンデンサ１２、制限抵抗１３、対
数増幅器１４、計測用アンプ１５、Ａ／Ｄ変換器１６，
１８、演算処理回路（ＣＰＵ）１７を備えている。充電
初期は計測用アンプ１５で電流値を計測し、所定の閾値
で対数増幅器１４に切り換え、それ以後は対数増幅器１
４で電流値を計測する。この測定装置は、コンデンサ１
２の充電電流が幅広いレンジで変化しても正確に測定す
ることができるので、従来の測定装置では計測困難であ
った充電初期から充電終期までの電流値を連続的に計測
できる。

【００１８】上記スイッチ１１はＣＰＵ１７によって所
定時間おきにＯＮ／ＯＦＦされ、コンデンサ１２には直
流電圧が断続印加される。スイッチ１１をＯＮ／ＯＦＦ
させる時間間隔は一定である必要はない。例えば、２回
目のＯＮ時間を１回目のＯＮ時間より長くしてもよい
し、１回目のＯＮ時間を２回目のＯＮ時間より長くして
もよい。さらに３回以上印加する場合には、各回のＯＮ
時間を変えてもよい。なお、本発明方法は図４の測定装
置を用いる必要性はなく、コンデンサへの電圧印加を断
続できるものであれば、他のいかなる測定装置を用いて
もよい。

【００１９】次に、本発明にかかる充電電流測定方法の
第１実施例を図５にしたがって説明する。まず、コンデ
ンサに直流電圧を断続的に印加する（ステップＳ０
１）。次に、断続印加による２つの印加期間の各時点ｔ
₁，ｔ₂の電流値ｉ₁，ｉ₂を測定する（ステップＳ０
２）。測定時点ｔ₁，ｔ₂は、図２に示すように誘電分
極成分Ｄの充電領域内の時点とする必要があるが、
断続印加の初期（例えば１回目や２回目など）における
充電領域の電流値を測定する方が、測定時間を短縮でき
るので望ましい。続いて、測定電流値ｉ₁，ｉ₂からコ
ンデンサの誘電分極成分Ｄの充電領域の直線近似式（lo
g ｉ＝ａ・log ｔ＋ｂ）の勾配ａと切片ｂを求める（ス
テップＳ０３）。勾配ａと切片ｂは次式により計算され
る。ａ＝（log ｉ₂−log ｉ₁）／（log ｔ₂−log ｔ₁）ｂ＝（log ｉ₁・log ｔ₂−log ｉ₂・log ｔ₁）／
（log ｔ₂−log ｔ₁）次に、勾配ａと切片ｂとを求めた直線近似式log ｉ＝ａ
・log ｔ＋ｂに、最終充電時ｔ₃（例えば６０秒）を代
入すれば、充電時の電流値ｉ₃を計算で求めることがで
きる（ステップＳ０４）。この電流値ｉ₃からコンデン
サの絶縁抵抗を知ることができる。

【００２０】図６は、上記のようにして求めた直線近似
式（破線で示す）および実測値（実線で示す）である。
被測定物であるコンデンサとしては、積層セラミックコ
ンデンサを用い、充電電流は５０ｍＡとした。直線近似
式を求めるための具体的データは以下の通りである。ｔ_a＝３０ｍ秒，ｔ_b＝７０ｍ秒，ｔ_c＝１００ｍ秒ｔ₁＝３０ｍ秒，ｉ₁＝１．０μＡｔ₂＝１００ｍ秒，ｉ₂＝０．３μＡａ＝−０．９７，ｂ＝３．５×１０^-8 ｔ₃＝６０秒計算値ｉ₃＝１．０５ｎＡ，実測値ｉ₃＝１．０１ｎＡこのように、計算値ｉ₃と実測値ｉ₃との誤差は３．９
６％であった。これにより、上記方法が精度の高い測定
方法であることが実証された。なお、図６の実測値は６
０秒までの連続印加によって求めた。また、計算値は０
〜３０ｍ秒、７０ｍ秒〜１００ｍ秒の２回の断続印加に
よって求めた。

【００２１】上記実施例では、対数座標における直線近
似式（log ｉ＝ａ・log ｔ＋ｂ）を用いて時刻ｔ₃の電
流値ｉ₃を予測したが、コンデンサの種類によっては誘
電分極成分Ｄの充電特性が必ずしも直線にならない
場合がある。その場合には、対数近似式（log （log
ｉ）＝ａ・log ｔ＋ｂ）を用いて電流値ｉ₃を求めても
よい。この場合には、勾配ａと切片ｂは次のようにして
求められる。

【００２２】

【数１】

【数２】

【００２３】次に、本発明にかかる充電電流測定方法の
第３実施例の原理を説明する。まず、コンデンサの等価
回路が図３で表されることは既に述べた。ここで、図３
に示した等価回路の誘電分極成分Ｄである容量Ｃ₁，Ｃ
₂・・・Ｃ_nと抵抗Ｒ₁，Ｒ₂・・・Ｒ_nを、以下に示
すように等比数列の関係におく。Ｃ_k＝ｐ^k-1Ｃ₁ ，Ｒ_k＝ｑ^k-1Ｒ₁ 但し、ｋ＝１，２・・・ｎ、Ｃ₁，Ｒ₁，ｐ，ｑは定数
である。等価回路に流れる電流式は以下のとおりであ
る。

【００２４】

【数３】但し、Ｅはコンデンサへの印加電圧、ｔは時間、Ｒ₀は
絶縁抵抗である。

【００２５】（１）式において、第１項は絶縁抵抗Ｒ₀
を流れる電流、第２項は誘電分極成分Ｄを流れる電流で
ある。なお、充電初期には容量Ｃ₀と内部抵抗ｒとの直
列回路にも電流が流れるが、これは本発明における充電
電流計算式に直線関係がないので、省略した。

【００２６】上記のように設定した計算電流値ｉ（ｔ）
と図４の電流測定装置で実測された実測電流値ｍ（ｔ）
とがほぼ一致するように、パラメータＣ₁，Ｒ₁，ｐ，
ｑを決定する。なお、実測電流値ｍ（ｔ）の計測時刻
は、誘電分極成分Ｄの充電領域内（図２参照）の時
点とする必要があるが、断続印加における初期（例えば
１回目，２回目など）の充電領域とするのが望ましい。

【００２７】計算電流値ｉ（ｔ）と実測電流値ｍ（ｔ）
との一致度は以下のようにして評価する。まず、評価関
数ｎ（ｔ）を次のように設定する。ｎ（ｔ）＝ｌｏｇ（ｍ（ｔ））−ｌｏｇ（ｉ（ｔ））上式で求めた評価関数ｎ（ｔ）を直線近似する。近似式
は一次式ｙ＝ａｘ＋ｂで表されるが、この式の傾きａと
切片ｂとが０に近い程、一致度が高いと判断する。この
ように一致度の高いパラメータを用いて計算式（１）を
修正し、修正された計算式（１）に充電終了時の時間
（例えば６０秒）を代入することにより、充電終了時の
電流値を求めることができる。

【００２８】次に、第３実施例における充電電流測定方
法の具体例を説明する。まず、被測定物であるコンデン
サとして積層セラミックコンデンサを用い、パラメータ
Ｃ₁，Ｒ₁，ｐ，ｑを次のような値に初期設定した。Ｃ₁＝２１０×１０^-12 Ｒ₁＝０．１×１０⁶ ｐ＝１．０７ｑ＝２．１

【００２９】このような初期設定値により求めた計算値
ｉ（ｔ）と実測値ｍ（ｔ）を図７に示す。初期設定値に
より求めた直線近似式は、図７の中の式のように傾きａ
＝５．３７、切片ｂ＝０．０４４であり、共に０に近く
ない。そのため、例えば６０秒後の計算値ｉ（ｔ）と実
測値ｍ（ｔ）とが一致していないことが分かる。なお、
図７も図６と同様にして実測値および計算値を求めた。

【００３０】次に、傾きａおよび切片ｂが０に近くなる
ように、図８のような方法を用いてパラメータＣ₁，Ｒ
₁，ｐ，ｑを修正した。まず、パラメータＣ₁，Ｒ₁，
ｐ，ｑを初期設定する（ステップＳ１）。次に、初期設
定されたパラメータを用いて、計算式（１）により、誘
電分極成分Ｄの充電領域（図２参照）における計算
電流値ｉ（ｔ）を求める（ステップＳ２）。続いて、同
時点における実測値ｍ（ｔ）を測定し、実測値ｍ（ｔ）
と計算値ｉ（ｔ）との差により評価関数ｎ（ｔ）を求め
る（ステップＳ３）。次に、評価関数ｎ（ｔ）を直線近
似する（ステップＳ４）。次に、近似式ｙ＝ａｘ＋ｂの
切片ｂの絶対値が所定値βより小さいか否かを判定する
（ステップＳ５）。このステップは、切片ｂが０に近い
かどうかを判定するものである。ステップＳ５で、｜ｂ
｜≧βの場合には、近似計算回数が所定回数Ｎ₁以内で
あるか否かを判定する（ステップＳ６）。これは、無限
ループを回避するための処理である。近似計算回数がＮ
₁回以下であれば、ｂの正負によってＣ₁を一定値だけ
増加もしくは減少させる（ステップＳ７）。近似計算回
数がＮ₁回以上になれば、Ｃ₁の修正では切片ｂが０に
近づかないことを意味するので、ｑおよび／またはＲ₁
をｂの正負によって一定値だけ増加もしくは減少させる
（ステップＳ８）。ステップＳ７またはＳ８で、Ｃ₁ま
たはｑ，Ｒ₁を修正した後、ステップＳ２〜Ｓ３〜Ｓ４
〜Ｓ５を繰り返す。ステップＳ５で｜ｂ｜＜βとなった
場合は、続いて近似式の傾きａの絶対値が所定値αより
小さいか否かを判定する（ステップＳ９）。ステップＳ
９で、｜ａ｜≧αの場合には、近似計算回数が所定回数
Ｎ₂以内であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。
これも、無限ループを回避するための処理である。近似
計算回数がＮ₂回以下であれば、ａの正負によってｐを
一定値だけ増加もしくは減少させる（ステップＳ１
１）。近似計算回数がＮ₂回以上になれば、ｐの修正で
は傾きａが０に近づかないことを意味するので、ｑおよ
び／またはＲ₁をａの正負によって一定値だけ増加もし
くは減少させる（ステップＳ１２）。ステップＳ１１ま
たはＳ１２で、ｐまたはｑおよび／またはＲ₁を修正し
た後、ステップＳ２〜Ｓ３〜Ｓ４〜Ｓ５〜Ｓ９を繰り返
し、｜ｂ｜＜βでかつ｜ａ｜＜αとなった場合に、一致
が完了したと判断する（ステップＳ１３）。つまり、パ
ラメータＣ₁，Ｒ₁，ｐ，ｑを最終的に決定する。

【００３１】最終的に決定されたパタメータは以下の通
りである。Ｃ₁＝１９８．３×１０^-12 Ｒ₁＝０．１×１０⁶ ｐ＝１．０９３ｑ＝２．１

【００３２】図９は修正されたパラメータを用いて求め
た計算値（ｔ）と実測値ｍ（ｔ）との比較図である。こ
の場合の直線近似式は、傾きａ＝２×１０^-5、切片ｂ＝
−６×１０^-6であり、共に０に近い。図９から明らかな
ように、計算値ｉ（ｔ）と実測値ｍ（ｔ）とが充電終了
時（例えば６０秒後）でも非常によく一致しており、本
発明方法が非常に精度の高い予測方法であることが証明
された。なお、図９も図６と同様にして実測値および計
算値を求めた。

【００３３】上記実施例では、直線近似によってパラメ
ータＣ₁，Ｒ₁，ｐ，ｑを修正したが、直線近似に加え
て、２次曲線近似を用いることにより、パラメータを修
正するようにしてもよい。すなわち、図１０に示される
ように、実測値と計算値との差ｎ（ｔ）に対して、直線
ｙ＝ａｘ＋ｂで近似した場合、傾きａおよび切片ｂは共
に０に近い値となり、直線近似の一致度は高いことにな
る。しかしながら、実測値と近似直線とは全く一致して
いない。そのため、充電終期における計算値と実測値と
が大きく食い違う結果となる。このような場合には、２
次曲線近似を併用することにより、高い精度で一致度を
評価できる。

【００３４】２次曲線近似を行う場合には、評価関数ｎ
（ｔ）の近似式をｙ＝ｄｘ²＋ｅｘ＋ｆとし、２次係数
ｄが０に近く、かつ（−ｅ／２ｄ）が一致度合いを比較
するための区間時間内の値となったとき、一致度が高い
と判断する。この区間時間としては、例えば５〜２０ｍ
秒程度が望ましい。一致度が低い場合、計算式（１）の
Ｒ₀の値を変更する。このように、直線近似式と２次曲
線近似式の一致度が高くなるようにパラメータを修正し
た後、修正したパラメータを用いた計算式（１）で電流
値を求めれば、一層精度の高い計算値を得ることができ
る。

【００３５】図１１は直線近似法と２次曲線近似法とを
併用したパラメータの決定方法を示す図である。まず、
充電初期（例えば５〜２０ｍ秒）における電流値ｍ
（ｔ）を測定する（ステップＳ１４）。次に、絶縁抵抗
Ｒ₀を決定する。Ｒ₀の初期値は十分大きな値を設定す
る（ステップＳ１５）。次に、パタメータＣ₁，Ｒ₁，
ｐ，ｑを決定する（ステップＳ１６）。これらパラメー
タの初期値は図８のステップＳ１と同様に、経験的に知
られた値とすればよい。次に、決定されたパラメータを
用いて計算式（１）により計算電流値ｉ（ｔ）を求める
（ステップＳ１７）。次に、実測した電流値ｍ（ｔ）と
計算で求めた計算電流値ｉ（ｔ）との差により評価関数
ｎ（ｔ）を求める（ステップＳ１８）。次に、評価関数
ｎ（ｔ）を直線近似する（ステップＳ１９）。次に、直
線近似による一致度が高いか否かを判定する（ステップ
Ｓ２０）。判定方法は、図８における傾きａと切片ｂが
共に０に近いかどうかで判定する。一致度が低い場合
は、パタメータＣ₁，Ｒ₁，ｐ，ｑを修正し、ステップ
Ｓ１６以下の処理を繰り返す。直線近似の一致度が高い
場合には、続いて評価関数ｎ（ｔ）を２次曲線近似する
（ステップＳ２１）。続いて、２次曲線近似による一致
度が高いか否かを判定する（ステップＳ２２）。この判
定方法は、２次曲線近似式の２次係数ｄが０に近く、か
つ（−ｅ／２ｄ）が一致度合いを比較するための区間時
間内の値となったか否かで判定する。一致度が低い場合
は、パタメータＲ₀を修正し、ステップＳ１５以下の処
理を繰り返す。２次曲線近似の一致度が高いと判断した
場合には、パラメータＲ₀およびＣ₁，Ｒ₁，ｐ，ｑを
最終決定する（ステップＳ２３）。

【００３６】上記実施例では、等価回路の誘電分極成分
Ｄである容量Ｃ₁，Ｃ₂・・・Ｃ_nと抵抗Ｒ₁，Ｒ₂・
・・Ｒ_nを等比数列の関係に設定したが、等比数列以外
の関係に設定してもよい。いずれにしても、実測電流値
ｍ（ｔ）と計算電流値ｉ（ｔ）の一致度から、容量
Ｃ₁，Ｃ₂・・・Ｃ_nと抵抗Ｒ₁，Ｒ₂・・・Ｒ_nを決
定できる方法であればよい。また、実測電流値ｍ（ｔ）
と計算電流値ｉ（ｔ）との一致度を評価するため、直線
近似または２次曲線近似を行ったが、他の公知の近似法
を用いてもよいことは勿論である。

【００３７】上記実施例では、コンデンサに流れる充電
電流を、制限抵抗１３（図４参照）によってＪＩＳで決
められた５０ｍＡに制限したものであるが、制限抵抗１
３の抵抗値を小さくして充電電流を大きくすると、図１
２に示すように充電の応答が速くなることを発見した。
図１２の実線は充電電流を５０ｍＡとした場合、二点鎖
線は充電電流を１００ｍＡとした場合である。

【００３８】すなわち、容量Ｃ₀による充電領域の
電流値が高くなるとともに、その時間が短縮された。こ
れに対し、誘電分極成分Ｄの充電領域の充電曲線は
全く変化しておらず、充電領域の開始点がより速く
なった。つまり、線形的な誘電分極成分Ｄの充電領域
が延長されたものである。そのため、第１実施例にお
ける電流値ｉ₁，ｉ₂を測定するための時刻ｔ₁，ｔ₂
や、計算式（１）の評価，修正を行う時刻を短縮でき
る。つまり、より高速にかつより正確に絶縁抵抗を測定
することが可能となった。

【００３９】図１３は本発明方法を用いた特性測定・選
別・テーピング装置の一具体例を示す。図において、２
０はターンテーブルであり、ターンテーブル２０は矢印
方向に１ピッチずつ間欠的に回転する。ターンテーブル
２０の周囲には、被測定物であるチップ型コンデンサを
１個ずつ保持できる複数の保持部２１が等ピッチ間隔で
設けられている。ターンテーブル２０の周囲には、コン
デンサをターンテーブル２０へ供給する供給部２２、容
量測定部２３、本発明が実施される２つの充電ＩＲ測定
部２４ａ，２４ｂ、不良品排出部２５、良品取出部２６
等が設けられており、供給部２２にはコンデンサを１個
ずつターンテーブル２０へ送り込むパーツフィーダなど
の供給装置２７が配置されている。

【００４０】また、良品取出部２６に対応してテーピン
グ装置２８が配置されている。テーピング装置２８はコ
ンデンサ収納用の基材テープ２９を矢印方向に１ピッチ
ずつ間欠的に駆動しており、基材テープ２９の収納部２
９ａには良品取出部２６から良品コンデンサが１個ずつ
収納される。収納部２９ａへコンデンサを収納した後、
テーピング装置２８は周知のように基材テープ２９にカ
バーテープ（図示せず）を接着する。

【００４１】従来の場合には、コンデンサをターンテー
ブル上で長時間充電しなければならないため、テーピン
グ装置と同期させることができず、ターンテーブルで特
性測定を終了した良品のコンデンサを取出容器などに所
定個数溜めておき、取出容器からコンデンサを改めてパ
ーツフィーダなどを用いて１個ずつ取り出し、テーピン
グ装置に供給していた。そのため、特性測定から梱包に
至る作業スピードが非常に遅く、設備の大型化、コスト
の増大を招いていた。

【００４２】これに対し、本発明方法を用いた場合に
は、コンデンサの充電時の電流、つまり絶縁抵抗を充電
ＩＲ測定部２４ａ，２４ｂで瞬時に求めることができる
ので、ターンテーブル２０の２回もしくはそれ以上の停
止期間中に絶縁抵抗測定を終了でき、充電ＩＲ測定部２
４ａ，２４ｂを最小２区画で構成することができる。そ
のため、ターンテーブル２０とテーピング装置２８とを
容易に同期させることができ、特性測定が終了したコン
デンサをターンテーブル２２から直接テーピング装置２
８へ送り込むことができる。その結果、従来に比べて作
業スピードが格段に向上するだけでなく、設備の小型化
およびコスト削減を実現できる。

【００４３】図１４は特性測定・選別・テーピング装置
の他の具体例を示す。この装置は、１台のターンテーブ
ル２０を中心として、その両側にパーツフィーダなどの
供給装置２７を配置するとともに、２台のテーピング装
置２８を配置したものである。２本のテープ２９は互い
に逆方向に送られる。この装置の場合、図１３の装置に
比べて作業スピードの一層の向上と、効率化とが図れ
る。

【００４４】図１５は特性測定・選別・バルクケース詰
め装置の一具体例を示す。この装置では、パーツフィー
ダ２７、ターンテーブル２０を経て取り出された良品コ
ンデンサは、ターンテーブル２０からバルクケース詰め
装置３０によってバルクケース３１へ詰められる。バル
クケース３１には所定個数のコンデンサを収納できるよ
うになっており、一定個数のコンデンサが収納された
後、バルクケース３１は矢印方向に駆動される。この場
合も、図１３と同様な効果がある。

【００４５】なお、本発明はセラミックコンデンサに限
らず、電解コンデンサやフィルムコンデンサなど、誘電
分極成分を有するコンデンサであれば、如何なるコンデ
ンサであっても測定可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、コンデンサに直流電圧を断続的に印加し、断続
印加による複数の印加期間の充電特性から、コンデンサ
の誘電分極成分の充電電流計算式を求め、この充電電流
計算式から充電終期における電流値を求めるようにした
ので、最終的な電流値（例えば１分後の電流値）を正確
に予測できる。そのため、コンデンサの絶縁抵抗を短時
間でかつ正確に測定できる。また本発明では、コンデン
サに連続的に電圧を印加する必要がないので、ターンテ
ーブルなどによって間欠搬送しながら絶縁抵抗を測定で
きる。そして、間欠搬送時の停止期間を数十ｍ秒程度ま
で短縮できるので、測定能力を大幅に向上させることが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンデンサに直流電圧を連続印加した時の充電
特性図である。

【図２】コンデンサに直流電圧を断続印加した時の充電
特性図である。

【図３】コンデンサの等価回路の他の例の回路図であ
る。

【図４】充電電流測定装置の一例の回路図である。

【図５】充電電流測定方法の第１実施例のフローチャー
ト図である。

【図６】本発明にかかる電流計算式と実測値との比較図
である。

【図７】本発明にかかる電流計算式の修正前の計算値と
実測値との比較図である。

【図８】直線近似法を用いてパラメータを決定する方法
を示すフローチャート図である。

【図９】本発明にかかる電流計算式の修正後の計算値と
実測値との比較図である。

【図１０】直線近似式による近似ができない場合の図で
ある。

【図１１】直線近似と２次曲線近似とを併用した場合の
パラメータ決定方法を示すフローチャート図である。

【図１２】充電電流を大きくした時のコンデンサの充電
特性図である。

【図１３】本発明方法を用いた特性測定・選別・テーピ
ング装置の一例の平面図である。

【図１４】本発明方法を用いた特性測定・選別・テーピ
ング装置の他の例の平面図である。

【図１５】本発明方法を用いた特性測定・選別・バルク
ケース詰め装置の一例の平面図である。

【符号の説明】

１０直流測定電源１２コンデンサ１３抵抗１４対数増幅器１５計測用アンプ１６，１８Ａ／Ｄ変換器１７ＣＰＵ２０ターンテーブル２４ａ，２４ｂ充電ＩＲ測定部２７パーツフィーダ２８テーピング装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北河満京都府長岡京市天神２丁目26番10号株式会社村田製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンデンサに直流電圧を断続的に印加する
工程と、断続印加による複数の印加期間の充電特性から、コンデ
ンサの誘電分極成分の充電電流計算式を求める工程と、上記充電電流計算式から充電終期における電流値を求め
る工程と、を含むコンデンサの充電電流測定方法。
【請求項２】上記充電電流計算式を求める工程は、断続印加による２つの印加期間の各時点ｔ₁，ｔ₂の電
流値ｉ₁，ｉ₂を測定する工程と、上記測定された２つの電流値ｉ₁，ｉ₂から、充電電流
計算式log ｉ＝ａ・log ｔ＋ｂの勾配ａと切片ｂとを求
める工程と、を含む請求項１に記載のコンデンサの充電
電流測定方法。
【請求項３】上記充電電流計算式を求める工程は、断続印加による２つの印加期間の各時点ｔ₁，ｔ₂の電
流値ｉ₁，ｉ₂を測定する工程と、上記測定された２つの電流値ｉ₁，ｉ₂から、充電電流
計算式log （log ｉ）＝ａ・log ｔ＋ｂの勾配ａと切片
ｂとを求める工程と、を含む請求項１に記載のコンデン
サの充電電流測定方法。
【請求項４】上記充電電流計算式を求める工程は、コンデンサの等価回路を使って電流計算式を初期設定す
る工程と、断続印加による複数の印加期間の実測電流値ｍ（ｔ）と
上記充電電流計算式を使って求めた計算電流値ｉ（ｔ）
とが一致するように、等価回路の誘電分極成分である容
量Ｃ₁，Ｃ₂・・・Ｃ_nと抵抗Ｒ₁，Ｒ₂・・・Ｒ_nと
を決定し、充電電流計算式を修正する工程と、を含む請
求項１に記載のコンデンサの充電電流測定方法。
【請求項５】上記断続印加時にコンデンサに流れる充電
電流を５０ｍＡより大きくしたことを特徴とする請求項
１ないし４のいずれかに記載のコンデンサの充電電流測
定方法。