JP2018205147A - Circuit board connection fitting, sensor for measurement, and measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定対象液に接触する液接触部が設けられた測定用基板を測定装置本体に対して電気的に接続可能に構成された基板接続具、そのような基板接続具と測定対象基板とを備えて構成された測定用センサ、並びにそのような測定用センサと測定装置本体とを備えて構成された測定装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate connector configured such that a measurement substrate provided with a liquid contact portion that comes into contact with a measurement target liquid can be electrically connected to a measurement apparatus main body, such a substrate connector and a measurement target substrate And a measurement apparatus configured to include such a measurement sensor and a measurement apparatus main body.
例えば、下記の特許文献には、絶縁基板(平板状の基体)の基板面に、対極電極、参照電極および作用電極(以下、これらを区別しないときには「測定用電極」ともいう)が形成された金属イオンセンサ(基板形センサ:以下、「測定用基板」ともいう)の発明が開示されている。 For example, in the following patent document, a counter electrode, a reference electrode, and a working electrode (hereinafter also referred to as “measurement electrode” when they are not distinguished from each other) are formed on the substrate surface of an insulating substrate (a flat substrate). An invention of a metal ion sensor (substrate type sensor: hereinafter also referred to as “measuring substrate”) is disclosed.
この測定用基板は、測定器に接続するためのコネクタに嵌入させられたときにコネクタ内の接続子に接する測定用端子(接続端子:接続用の電極:以下、「接続用電極」ともいう)が上記の各測定用電極の形成面と同じ基板面に形成されており、各測定用電極と各接続用電極とが引き回し配線(配線用部材:以下、「導体パターン」ともいう)によって相互に電気的に接続されている。したがって、この測定用基板では、各接続用電極の形成部位をコネクタ内に嵌入してコネクタ内の接続子に接続用電極を接触させることにより、各測定用電極が、導体パターン、接続用電極および接続子(コネクタ)を介して測定器に接続された状態となる。 This measurement substrate is connected to a connector for connecting to a measuring instrument and is connected to a connector in the connector (measurement terminal: connection electrode: hereinafter also referred to as “connection electrode”) Are formed on the same substrate surface as the formation surface of each measurement electrode, and each measurement electrode and each connection electrode are connected to each other by a lead wiring (wiring member: hereinafter also referred to as “conductor pattern”). Electrically connected. Therefore, in this measurement substrate, each measurement electrode is inserted into the connector and the connection electrode is brought into contact with the connector in the connector so that each measurement electrode has a conductor pattern, a connection electrode, and a connection electrode. It will be in the state connected to the measuring device via the connector (connector).
この測定用基板を用いた測定処理(電気化学測定処理)に際しては、一例として、測定器に接続されている配線ケーブルの一端部に設けられた上記のコネクタに測定用基板を嵌入することにより、コネクタを介して測定用基板(測定用電極)を測定器に接続する。次いで、容器内の測定対象液に測定用基板を浸漬して各測定用電極を測定対象液に接触させる。続いて、測定器を操作して所望の電気化学測定処理を実行させる。これにより、測定対象液の分析に必要な各種の測定値が取得される。 In the measurement process (electrochemical measurement process) using this measurement substrate, as an example, by inserting the measurement substrate into the connector provided at one end of the wiring cable connected to the measuring instrument, The measurement substrate (measurement electrode) is connected to the measuring instrument via the connector. Next, the measurement substrate is immersed in the measurement target liquid in the container, and each measurement electrode is brought into contact with the measurement target liquid. Subsequently, the measuring device is operated to execute a desired electrochemical measurement process. Thereby, various measurement values required for the analysis of the measurement target liquid are acquired.
ところが、上記の測定用基板を使用した測定処理には、以下のような解決すべき問題点が存在する。具体的には、上記の測定用基板を使用した測定処理では、測定用基板をコネクタに嵌入してコネクタ内の各接続子に各接続用電極を接触させることで各測定用電極を測定器に接続し、その状態で測定用基板を測定対象液に浸漬することで各測定用電極を測定対象液に接触させている。 However, the measurement process using the above-described measurement substrate has the following problems to be solved. Specifically, in the measurement process using the above-described measurement substrate, the measurement substrate is inserted into the connector, and each connection electrode is brought into contact with each connector in the connector so that each measurement electrode is used as a measuring instrument. In this state, each measurement electrode is brought into contact with the measurement target liquid by immersing the measurement substrate in the measurement target liquid.
この場合、上記の測定用基板では、各測定用電極と各接続用電極とを相互に接続する導体パターンが内層パターンで構成されているため、各測定用電極が測定対象液に接した状態となるように測定用基板を測定対象液に浸漬したときに、導体パターンが測定対象液に接した状態となることはない。また、測定用基板を測定対象液に浸漬させる際には、各測定用電極の形成部位だけが測定対象液に浸漬されるように(コネクタが測定対象液に接しないように)測定対象液に対する測定用基板の挿入深さを調整するため、通常の使用形態においては、各接続用電極やコネクタ(各接続子)が測定対象液に接した状態となることもない。 In this case, in the above-described measurement substrate, since the conductor pattern that connects each measurement electrode and each connection electrode to each other is configured by an inner layer pattern, each measurement electrode is in contact with the measurement target liquid. Thus, when the measurement substrate is immersed in the measurement target liquid, the conductor pattern does not come into contact with the measurement target liquid. In addition, when the measurement substrate is immersed in the measurement target solution, only the formation site of each measurement electrode is immersed in the measurement target solution (so that the connector does not contact the measurement target solution). In order to adjust the insertion depth of the measurement substrate, each connection electrode or connector (each connector) is not in contact with the liquid to be measured in a normal usage pattern.
しかしながら、例えば、測定対象液が貯液されている容器上で測定用基板(またはコネクタ)を保持している保持具(または測定者の手)から測定用基板(またはコネクタ)が外れてこれらが落下したときには、測定用基板の各接続用電極やコネクタの各接続子が容器内の測定対象液に接した状態となる。 However, for example, the measurement substrate (or connector) is detached from the holder (or the hand of the measurer) that holds the measurement substrate (or connector) on the container in which the liquid to be measured is stored. When dropped, the connection electrodes of the measurement substrate and the connectors of the connector are in contact with the liquid to be measured in the container.
この場合、測定処理中(各測定用電極への電圧の印加中)に各接続用電極や各接続子が測定対象液に接した場合には、誤った測定値が測定されたり、最悪の場合には、測定器(測定回路)が破損したりする。また、測定中および非測定中のいずれであるかを問わず、各接続用電極や各接続子が測定対象液に接した場合には、これらから測定対象液を除去する(洗浄する)作業が必要となる。さらに、測定対象液の成分によっては、各接続用電極や各接続子の表面が改質されて使用不能となるため、測定用基板の再利用が困難となったり、コネクタを部品交換する必要が生じたりする。 In this case, if each connection electrode or each connector comes into contact with the liquid to be measured during the measurement process (while voltage is being applied to each measurement electrode), the wrong measured value is measured, or in the worst case In some cases, the measuring instrument (measurement circuit) is damaged. Moreover, regardless of whether the measurement is being performed or not being measured, when each connection electrode or each connector comes into contact with the measurement target liquid, the operation of removing (cleaning) the measurement target liquid from them is performed. Necessary. In addition, depending on the components of the liquid to be measured, the surface of each connection electrode or each connector is modified and becomes unusable, making it difficult to reuse the measurement board or replacing the connector. It occurs.
また、測定用基板やコネクタを測定対象液内に落下させなかったとしても、測定用基板を測定対象液に浸漬するときや、測定対象液から測定用基板を引き上げるときに、測定対象液の飛沫が生じ、この飛沫が、コネクタに対する測定用基板の嵌入部位(隙間)に浸透して各接続用電極や各接続子に測定対象液が接するおそれもある。なお、測定対象液に測定用基板(測定用電極)を浸漬する測定処理時だけでなく、上記の測定用基板と同様の基板上(測定用電極上)に測定対象液を滴下して測定処理を実行する液滴方式の測定処理時にも、各接続用電極や各接続子に測定対象液が接した状態となる可能性があるため、浸漬方式の測定処理時と同様の問題が発生する。 Even if the measurement substrate or connector is not dropped into the measurement target liquid, the measurement target liquid splashes when the measurement substrate is immersed in the measurement target liquid or when the measurement substrate is pulled up from the measurement target liquid. This splash may permeate into the insertion portion (gap) of the measurement substrate with respect to the connector and the measurement target liquid may come into contact with each connection electrode or each connector. In addition to the measurement process of immersing the measurement substrate (measurement electrode) in the measurement target solution, the measurement target solution is dropped on the same substrate (measurement electrode) as the measurement substrate. Even during the measurement process of the droplet method in which the measurement is performed, there is a possibility that the measurement target liquid is in contact with each connection electrode or each connector, and thus the same problem as in the measurement process of the immersion method occurs.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、測定用基板の接続用電極や、これに接触させられる接続子に測定対象液が接するのを好適に回避し得る基板接続具、測定用センサおよび測定装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and a substrate connector that can suitably avoid contact of a measurement target liquid with a connection electrode of a measurement substrate or a connector brought into contact with the measurement electrode, and measurement The main object is to provide a sensor and a measuring device.
上記目的を達成すべく請求項1記載の基板接続具は、測定対象液に接触する液接触部が設けられると共に当該液接触部に対して電気的に接続された接続用電極が少なくとも一方の面に形成された測定用基板を測定装置本体に対して電気的に接続可能に構成された基板接続具であって、前記測定用基板を装着したときに当該測定用基板における前記少なくとも一方の面と対向する部位に配設されて当該少なくとも一方の面における前記接続用電極の形成部位を囲むように当該少なくとも一方の面に接触させられる環状弾性体と、前記測定装置本体に接続するための接続用導体に接続されると共に、前記測定用基板を装着したときに前記接続用電極に接して当該接続用電極と電気的に接続されるように前記環状弾性体の配設領域の内側に配設された接続子と、前記測定用基板における前記少なくとも一方の面の裏面に接して当該少なくとも一方の面を前記環状弾性体および前記接続子に向けて押し付ける押付け部とを備えている。
In order to achieve the above object, the substrate connector according to
請求項2記載の基板接続具は、請求項1記載の基板接続具において、前記環状弾性体、前記接続用導体および前記接続子が配設された接続具本体と、前記押付け部が配設されると共に前記接続具本体に対する接離動が可能に当該接続具本体に取り付けられて当該接続具本体と共に前記測定用基板を挟持する可動部とを備えて構成されている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the substrate connector according to the first aspect, wherein the connector elastic body, the connector main body in which the connection conductor and the connector are disposed, and the pressing portion are disposed. And a movable part that is attached to the connector main body so as to be movable toward and away from the connector main body and sandwiches the measurement substrate together with the connector main body.
請求項3記載の基板接続具は、請求項2記載の基板接続具において、前記接続具本体および前記可動部のいずれか一方に前記測定用基板を載置可能な基板載置部が設けられている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the substrate connector according to the second aspect, wherein a substrate mounting portion on which the measurement substrate can be mounted is provided on either the connector main body or the movable portion. Yes.
請求項4記載の基板接続具は、請求項3記載の基板接続具において、前記基板載置部には、載置される前記測定用基板の周縁部に接して当該基板載置部における当該測定用基板の載置面に沿った当該測定用基板の移動を規制する移動規制部が設けられている。
The substrate connector according to
請求項5記載の基板接続具は、請求項3または4記載の基板接続具において、前記基板載置部には、載置される前記測定用基板の厚み方向で連通させられた開口部と、載置される前記測定用基板との間に隙間を生じさせる凹部との少なくとも一方が形成されている。
The substrate connector according to claim 5 is the substrate connector according to
請求項6記載の測定用センサは、請求項1から5のいずれかに記載の基板接続具と、前記測定用基板とを備えて構成されている。 A measurement sensor according to a sixth aspect includes the substrate connector according to any one of the first to fifth aspects, and the measurement substrate.
請求項7記載の測定装置は、請求項6記載の測定用センサと前記測定装置本体とを備えて構成されている。 A measuring apparatus according to a seventh aspect includes the measuring sensor according to the sixth aspect and the measuring apparatus main body.
請求項1記載の基板接続具では、測定用基板を装着したときに測定用基板における接続用電極の形成面(少なくとも一方の面)と対向する部位に配設されて形成面における接続用電極の形成部位を囲むように形成面に接触させられる環状弾性体と、測定用基板を装着したときに接続用電極に接して接続用電極と電気的に接続されるように環状弾性体の配設領域の内側に配設された接続子と、測定用基板における接続用電極の形成面の裏面に接して形成面を環状弾性体および接続子に向けて押し付ける押付け部とを備えている。また、請求項6記載の測定用センサは、上記の基板接続具と、測定用基板とを備えて構成されている。さらに、請求項7記載の測定装置は、上記の測定用センサと測定装置本体とを備えて構成されている。
In the substrate connector according to
したがって、請求項1記載の基板接続具、請求項6記載の測定用センサ、および請求項7記載の測定装置によれば、基板接続具に測定用基板を装着した状態において、測定用基板の一方の面、環状弾性体、および基板接続具における環状弾性体の内側部位(測定用基板の一方の面との対向部位)によって形成される密閉空間内に、測定用基板の接続用電極、および基板接続具における接続子が位置した状態となるため、測定対象液の飛沫が基板接続具や測定用基板の外面に付着したり、基板接続具および測定用基板を測定対象液内に誤って落下させたりしたとしても、接続用電極や接続子に測定対象液が接する事態を好適に回避することができる。これにより、接続用電極や接続子を洗浄したり部品交換したりすることなく、測定用基板を用いた高精度な測定処理を長期に亘って実行することができる。
Therefore, according to the substrate connector according to
請求項2記載の基板接続具では、環状弾性体、接続用導体および接続子が配設された接続具本体と、押付け部が配設されると共に接続具本体に対する接離動が可能に接続具本体に取り付けられて接続具本体と共に測定用基板を挟持する可動部とを備えて構成されている。したがって、請求項2記載の基板接続具、そのような基板接続具を備えた測定用センサ、およびそのような測定用センサを備えた測定装置によれば、例えば、測定用基板の端面形状と同様の形状で同様の大きさのスリットを形成し、そのスリット内に測定用基板を挿入することで接続用電極に接続子を接触させ、かつ測定用基板の一方の面に環状弾性体を接触させる構成の基板接続具とは異なり、測定用基板の着脱時に接続具本体から可動部を離間させることで、接続子や環状弾性体に対して測定用基板を摺動させずに着脱することができるため、接続子や環状弾性体の耐用寿命を充分に長くすることができる。
3. The board connector according to
請求項3記載の基板接続具では、接続具本体および可動部のいずれか一方に測定用基板を載置可能な基板載置部が設けられている。したがって、請求項3記載の基板接続具、そのような基板接続具を備えた測定用センサ、およびそのような測定用センサを備えた測定装置によれば、基板接続具に対して測定用基板がぐらつく事態を回避できるため、接続用電極に対する接続子の接触不良の発生を好適に回避することができる。また、測定用基板よりも充分に大きな基板載置部を設けることにより、基板載置部がガード部材として機能するため、測定対象液を貯液する容器などに測定用基板が当接して破損する事態を好適に回避することができる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a substrate mounting portion on which the measurement substrate can be mounted on either the connector main body or the movable portion. Therefore, according to the board connector according to claim 3, the measurement sensor provided with such a board connector, and the measurement apparatus provided with such a measurement sensor, the measurement board is provided with respect to the board connector. Since the situation of wobbling can be avoided, the occurrence of contact failure of the connector with respect to the connection electrode can be preferably avoided. In addition, by providing a substrate placement portion that is sufficiently larger than the measurement substrate, the substrate placement portion functions as a guard member, so that the measurement substrate comes into contact with and breaks a container that stores the liquid to be measured. The situation can be suitably avoided.
請求項4記載の基板接続具では、載置される測定用基板の周縁部に接して基板載置部における測定用基板の載置面に沿った測定用基板の移動を規制する移動規制部が基板載置部に設けられている。したがって、請求項4記載の基板接続具、そのような基板接続具を備えた測定用センサ、およびそのような測定用センサを備えた測定装置によれば、接続具本体および可動部によって測定用基板を挟持した状態において接続用電極に対して接続子を接触させた状態を確実に維持することができる。また、測定用基板の着脱に際して接続具本体に対して可動部を離間させた状態において測定用基板が基板載置部から滑り落ちる事態を好適に回避することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the substrate connector, wherein the movement restricting portion that restricts the movement of the measurement substrate along the placement surface of the measurement substrate in the substrate placement portion in contact with the peripheral portion of the measurement substrate to be placed. It is provided in the substrate platform. Therefore, according to the board connector of
請求項5記載の基板接続具では、載置される測定用基板の厚み方向で連通させられた開口部と、載置される測定用基板との間に隙間を生じさせる凹部との少なくとも一方が基板載置部に形成されている。したがって、請求項5記載の基板接続具、そのような基板接続具を備えた測定用センサ、およびそのような測定用センサを備えた測定装置によれば、基板載置部上に載置した測定用基板を容易に離脱させることができるため、基板接続具からの取り外し時に測定用基板が破損する事態を好適に回避することができる。 In the substrate connector according to claim 5, at least one of an opening communicated in the thickness direction of the measurement substrate to be placed and a concave portion that creates a gap between the measurement substrate to be placed is provided. It is formed on the substrate platform. Therefore, according to the substrate connector according to claim 5, the measurement sensor including such a substrate connector, and the measurement apparatus including such a measurement sensor, the measurement mounted on the substrate mounting portion Since the measurement substrate can be easily detached, the situation where the measurement substrate is damaged at the time of removal from the substrate connector can be suitably avoided.
以下、基板接続具、測定用センサおよび測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a substrate connector, a measurement sensor, and a measurement apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示す測定装置1は、「測定装置」の一例である電気化学測定装置であって、測定装置本体2、センサケーブル3および測定用基板4を備え、「測定対象液」の一例である電解メッキ液などの電解液Xを対象とする各種の電気化学測定処理を実行することができるように構成されている。
A measuring
この場合、測定用基板4は、「測定用基板」の一例である基板形センサ(電気化学測定用のチップ電極)であって、図2に示すように、電解液Xに接触させられる測定用電極11a,11b(パターン状の電極:「液接触部」の一例)と、センサケーブル3を介して両測定用電極11a,11bを測定装置本体2に接続するための接続用電極12a,12b(接続用のランド:「接続用電極」の一例)、および測定用電極11a,11bと接続用電極12a,12bとを相互に接続する導体パターン13a,13bが、基板本体10の一面Fa(「少なくとも一方の面」の一例)に形成されている。
In this case, the
この測定用基板4では、一例として、上記の測定用電極11a,11bおよび接続用電極12a,12bを除く一面Faの全域が電解液X等の電解液に耐性のある絶縁膜で覆われて保護されている(図示せず)。なお、以下の説明において、測定用電極11a,11bを区別しないときには「測定用電極11」ともいい、接続用電極12a,12bを区別しないときには「接続用電極12」ともいい、導体パターン13a,13bを区別しないときには「導体パターン13」ともいう。
In the
また、2つの測定用電極11が形成された測定用基板4を使用する例について説明するが、三極測定による電気化学測定処理を実行するために3つ目の測定用電極11を形成した「測定用基板」を使用することもできる。また、図示および説明を省略するが、三極測定に際して、上記のように2つの測定用電極11が形成された測定用基板4と、測定用基板4とは別体の「測定用電極(一例として、棒状電極)」とを併用して測定処理を実行することもできる。
Moreover, although the example using the measurement board |
一方、測定装置本体2は、「測定装置本体」の一例であって、図1に示すように、測定部21、操作部22、表示部23、処理部24および記憶部25を備えて構成されている。測定部21は、センサケーブル3を介して接続される測定用基板4を使用して電解液Xについての各種の電気化学測定処理を実行する。なお、測定部21は、ポテンショスタット、I/V変換回路および電圧値測定回路などを備えて構成されているが、これらの構成や動作については公知のため、図示および詳細な説明を省略する。
On the other hand, the measurement apparatus
操作部22は、測定開始/停止を指示する操作スイッチや、測定装置本体2の動作条件(測定条件)を設定するための操作スイッチを備えている。表示部23は、処理部24の制御に従って測定部21による測定結果などを表示する。処理部24は、測定装置本体2を総括的に制御する。具体的には、処理部24は、測定部21を制御して測定処理を実行させ、その測定結果を表示部23に表示させたり記憶部25に記憶させたりする。記憶部25は、処理部24の動作プログラムや、測定部21による測定結果を記憶する。
The
センサケーブル3は、測定用基板4が装着された状態において測定用基板4と相俟って「測定用センサ」の一例を構成する。このセンサケーブル3は、図1に示すように、基板接続具30およびケーブル本体31を備えて構成されている。基板接続具30は、「基板接続具」の一例であって、ケーブル本体31(絶縁被覆された導線)を介して測定用基板4を測定装置本体2(測定部21)に対して電気的に接続することができるように構成されている。
The sensor cable 3 constitutes an example of a “measurement sensor” together with the
この基板接続具30は、図3,4に示すように、接続具本体41、可動部42、支持軸43、ネジ44およびコイルスプリング45を備えている。また、接続具本体41は、「接続具本体」の一例であって、基体51、一対の導体52,52、一対のプローブピン53,53、Oリング54および蓋体55を備え、両図において図示を省略している右端部側からケーブル本体31が引き出されている。なお、両図では、一対の導体52,52の一方のみ、および一対のプローブピン53,53の一方のみを図示している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
基体51は、各構成要素52〜55を取付け可能に構成されると共に、支持軸43を介して可動部42を取付け可能に構成されている。また、基体51には、ネジ44をねじ込み可能なネジ穴51aが形成されている。導体52は、ケーブル本体31と相俟って「接続用導体」を構成し、その一端側(両図における左端側)にプローブピン53が取り付けられる(電気的に接続される)と共に、両図において図示を省略している右端部側にケーブル本体31が接続されている。
The
プローブピン53は、「接続子」の一例である伸縮式のピン状プローブであって、導体52に取り付けられた状態において導体52と共に基体51に取り付けられている。このプローブピン53は、図3に示すように、測定用基板4を基板接続具30に装着したときに、その先端部が測定用基板4(接続用電極12)に接して接続用電極12と電気的に接続されるように基体51に取り付けられている。
The
Oリング54は、「環状弾性体」の一例であって、測定用基板4を基板接続具30に装着したときに基体51において測定用基板4における一面Faと対向する部位に配設されて、測定用基板4の一面Faにおける測定用電極11a,11bの形成部位(図2に示す電極形成領域A12)を囲むようにして一面Faに接触させられる。なお、図2では、測定用基板4の一面FaにOリング54が接触する部位(環状弾性体の配設領域)を破線で示している。
The O-
蓋体55は、プローブピン53が取り付けられた状態の導体52を挟み込むようにして基体51に固定されることで、基体51と相俟って導体52(プローブピン53)を保持することができるように構成されている。
The
可動部42は、「可動部」の一例であって、接続具本体41に対する回動(「接続具本体に対する接離動」の一例)が可能に支持軸43よって接続具本体41に対して軸支されており、図3に示すように、接続具本体41と共に測定用基板4の一端部を挟持することができるように構成されている。
The
この可動部42は、図3,4に示すように、測定用基板4における他面Fb(接続用電極12が形成されている面の裏面:「少なくとも一方の面の裏面」の一例)に接して一面Faをプローブピン53およびOリング54に向けて押し付ける押付け部61(「押付け部」の一例)と、測定用基板4を載置可能な基板載置部62(「基板載置部」の一例)とを備え、押付け部61の一端側(両図における右端側)が支持軸43を介して接続具本体41に軸支されている(「基板載置部」が「可動部」に設けられた構成の例)。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
押付け部61には、支持軸43を挿通可能な挿通孔61aと、ネジ44を挿通可能な挿通孔61bとが形成されている。基板載置部62には、図5に示すように、載置される測定用基板4の周縁部に接して基板載置部62における測定用基板4の載置面F62に沿った測定用基板4の移動を規制する移動規制用リブ63(「移動規制部」の一例)が設けられている。また、基板載置部62には、載置される測定用基板4の厚み方向で連通させられた切欠き64(「開口部」の一例)が形成されている。
The
ネジ44は、可動部42における押付け部61の挿通孔61aを挿通させられた状態において接続具本体41における基体51のネジ穴51aにねじ込まれることにより、接続具本体41(基体51)に対して可動部42(押付け部61)を接近させて接続具本体41および可動部42によって基板載置部62上の測定用基板4を挟持させる。また、本例の基板接続具30では、接続具本体41と可動部42との間にコイルスプリング45が配設されており、ネジ44を緩めることにより、コイルスプリング45の弾性復帰力によって接続具本体41に対して可動部42が離間させられる構成が採用されている。
The
なお、本例の基板接続具30では、接続具本体41の基体51および蓋体55や、可動部42が、耐薬品性樹脂材料(一例として、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂や、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)樹脂などの各種のエンジニアリングプラスチック)で形成されている。また、本例の基板接続具30では、接続具本体41における基体51と蓋体55の間や基体51からのケーブル本体31の引出し部位が図示しないシール材によってシーリングされている。
In the
次に、測定装置1による電解液Xについての測定処理について、添付図面を参照して説明する。
Next, the measurement process for the electrolyte solution X by the measuring
この測定装置1では、後述するように、センサケーブル3(基板接続具30)に対して測定用基板4を短時間で容易に着脱することが可能となっている。したがって、保管場所と測定処理の現場との間で測定装置1を搬送する際に測定用基板4に傷付きが生じることのないように、測定用基板4を搬送するための携行容器内に測定用基板4を収容した状態で測定装置本体2やセンサケーブル3と共に測定用基板4を搬送する。一方、測定処理に際しては、測定装置本体2やセンサケーブル3と共に携行容器(測定用基板4)を現場に搬送し、現場において、電源を遮断した状態の測定装置本体2に接続したセンサケーブル3(基板接続具30)に測定用基板4を装着する。
In this
具体的には、まず、接続具本体41(基体51)にねじ込まれているネジ44を緩める。この際には、コイルスプリング45の弾性復帰力により、図5に示すように、支持軸43を回動中心として可動部42が接続具本体41に対して回動させられて、可動部42の押付け部61および基板載置部62が接続具本体41における基体51(プローブピン53やOリング54の配設部位)から離間させられる。
Specifically, first, the
次いで、測定用基板4を携行容器から取り出し、一面Faを上向きにして、図4に破線で示すように、接続用電極12が形成されている側の端部を接続具本体41(基体51)と可動部42(押付け部61)との間に挿入する。続いて、同図に実線で示すように、測定用基板4を可動部42の基板載置部62上に載置し、測定用基板4の他面Fbを基板載置部62の載置面F62に対して面的に接触させた状態とする。この際には、測定用基板4の周縁部が基板載置部62の各移動規制用リブ63に接した状態となり、載置面F62に沿った測定用基板4の移動が規制された状態となる。
Next, the
次いで、接続具本体41(基体51)のネジ穴51aにネジ44をねじ込む。この際には、支持軸43を回動中心として可動部42が接続具本体41に対して回動させられて、可動部42の押付け部61および基板載置部62が接続具本体41におけるプローブピン53やOリング54の配設部位に接近させられる。また、ネジ44が十分にねじ込まれたときには、図1,6に示すように、測定用基板4における接続用電極12が形成されている側の端部が接続具本体41および可動部42によって挟持された状態となる。
Next, the
さらに、接続具本体41および可動部42によって測定用基板4が挟持された状態では、図3に示すように、可動部42によって測定用基板4が接続具本体41に向けて押し付けられた状態となる。これにより、接続具本体41に配設されているプローブピン53の先端部が測定用基板4の接続用電極12に接してプローブピン53が接続用電極12に対して電気的に接続される結果、ケーブル本体31、導体52、プローブピン53、接続用電極12および導体パターン13を介して測定用電極11が測定装置本体2(測定部21)に接続された状態となる。
Further, in a state where the
また、可動部42によって測定用基板4が接続具本体41に向けて押し付けられた状態では、接続具本体41に配設されているOリング54が測定用基板4の一面Faに接して弾性変形する。この結果、測定用基板4の一面Fa、Oリング54、および基板接続具30におけるOリング54の内側部位(接続具本体41(基体51)における一面Faとの対向部位)によって、電解液Xなどが浸入することのない密閉空間(極く小さな隙間)が形成され、この密閉空間内に、測定用基板4の接続用電極12(電極形成領域A12)と、基板接続具30におけるプローブピン53の先端部とが位置した状態となる。以上により、基板接続具30への測定用基板4の装着が完了する。
Further, in a state where the
この後、測定装置本体2に電源を投入した後に、一例として、図1に示すように、測定容器に注ぎ入れた電解液Xに測定用基板4の先端部(測定用電極11の形成部位)を浸漬させ、所望の電気化学測定処理を実行させる。この場合、上記したように、測定用基板4の一面Fa、接続具本体41およびOリング54によって形成される密閉空間内に接続用電極12やプローブピン53が位置した状態となっているため、電解液Xに対して測定用基板4を浸漬させる際に電解液Xの飛沫が生じて基板接続具30等に付着したり、測定用基板4および基板接続具30を誤って測定容器内(電解液X内)に落下させてしまったりしたとしても、接続用電極12やプローブピン53に電解液Xが接する事態が回避される。
Thereafter, after turning on the power to the measuring apparatus
一方、測定処理を完了したときには、測定用基板4を電解液Xから引き上げる。この際にも、電解液Xの飛沫が生じて基板接続具30等に付着したり、測定用基板4および基板接続具30を誤って測定容器内(電解液X内)に落下させてしまったりしたとしても、接続用電極12やプローブピン53に電解液Xが接する事態が回避される。
On the other hand, when the measurement process is completed, the
次いで、必要に応じて測定用基板4に付着している電解液Xを拭き取ったり、測定用基板4の先端部を洗浄液に浸漬させて洗浄したりした後に、前述した装着手順とは逆の手順で、基板接続具30から測定用基板4を取り外す。この際には、ネジ44を緩めたときに、コイルスプリング45の弾性復帰力により、測定用基板4が載置されている可動部42が接続具本体41(プローブピン53やOリング54)から離間するように回動させられる結果、可動部42から測定用基板4を取り外すことが可能な状態となる。
Then, if necessary, the electrolytic solution X adhering to the
この場合、本例の基板接続具30では、基板載置部62に切欠き64が形成されて基板載置部62上の測定用基板4における他面Fbが切欠き64の部位において露出している。したがって、この切欠き64の部位において測定用基板4の他面Fbを工具等で押して基板載置部62から離脱させたり、切欠き64の部位において測定用基板4の一面Faおよび他面Fbを挟持具(ピンセット等)によって摘まんで基板載置部62から離脱させたりすることができる。この後、取り外した測定用基板4を携行容器に収容することにより、電解液Xについての測定に関する一連の作業が完了する。
In this case, in the
このように、この基板接続具30では、測定用基板4を装着したときに測定用基板4における接続用電極12の形成面(一面Fa)と対向する部位に配設されて一面Faにおける接続用電極12の形成部位(電極形成領域A12)を囲むように一面Faに接触させられるOリング54と、測定用基板4を装着したときに接続用電極12に接して接続用電極12と電気的に接続されるようにOリング54の配設領域の内側に配設されたプローブピン53と、測定用基板4における他面Fbに接して一面Faをプローブピン53およびOリング54に向けて押し付ける押付け部61とを備えている。また、この「測定用センサ」は、上記の基板接続具30と、測定用基板4とを備えて構成されている。さらに、この測定装置1は、上記の「測定用センサ」と測定装置本体2とを備えて構成されている。
As described above, in this
したがって、この基板接続具30、「測定用センサ」および測定装置1によれば、基板接続具30に測定用基板4を装着した状態において、測定用基板4の一面Fa、Oリング54、および基板接続具30におけるOリング54の内側部位(一面Faとの対向部位)によって形成される密閉空間内に、測定用基板4の接続用電極12、および基板接続具30におけるプローブピン53(プローブピン53の先端部)が位置した状態となるため、電解液Xの飛沫が基板接続具30や測定用基板4の外面に付着したり、基板接続具30および測定用基板4を電解液X内に誤って落下させたりしたとしても、接続用電極12やプローブピン53に電解液Xが接する事態を好適に回避することができる。これにより、接続用電極12やプローブピン53を洗浄したり部品交換したりすることなく、測定用基板4を用いた高精度な測定処理を長期に亘って実行することができる。
Therefore, according to the
また、この基板接続具30では、Oリング54、導体52およびプローブピン53が配設された接続具本体41と、押付け部61が配設されると共に接続具本体41に対する接離動が可能に接続具本体41に取り付けられて接続具本体41と共に測定用基板4を挟持する可動部42とを備えて構成されている。したがって、この基板接続具30、「測定用センサ」および測定装置1によれば、例えば、測定用基板4の端面形状と同様の形状で同様の大きさのスリットを形成し、そのスリット内に測定用基板4を挿入することで接続用電極12にプローブピン53を接触させ、かつ測定用基板4の一面FaにOリング54を接触させる構成の「基板接続具」とは異なり、測定用基板4の着脱時に接続具本体41から可動部42を離間させることで、プローブピン53やOリング54に対して測定用基板4を摺動させずに着脱することができるため、プローブピン53やOリング54の耐用寿命を充分に長くすることができる。
Further, in this
さらに、この基板接続具30では、接続具本体41および可動部42のいずれか一方(本例では、可動部42)に測定用基板4を載置可能な基板載置部62が設けられている。したがって、この基板接続具30、「測定用センサ」および測定装置1によれば、基板接続具30に対して測定用基板4がぐらつく事態を回避できるため、接続用電極12に対するプローブピン53の接触不良の発生を好適に回避することができる。また、測定用基板4よりも充分に大きな基板載置部62を設けることにより、基板載置部62がガード部材として機能するため、電解液Xを貯液する容器などに測定用基板4が当接して破損する事態を好適に回避することができる。
Further, the
また、この基板接続具30では、載置される測定用基板4の周縁部に接して基板載置部62における測定用基板4の載置面F62に沿った測定用基板4の移動を規制する移動規制用リブ63が基板載置部62に設けられている。したがって、この基板接続具30、「測定用センサ」および測定装置1によれば、接続具本体41および可動部42によって測定用基板4を挟持した状態において接続用電極12に対してプローブピン53を接触させた状態を確実に維持することができる。また、測定用基板4の着脱に際して接続具本体41に対して可動部42を離間させた状態において測定用基板4が基板載置部62から滑り落ちる事態を好適に回避することができる。
Moreover, in this board |
さらに、この基板接続具30では、載置される測定用基板4の厚み方向で連通させられた切欠き64が基板載置部62に形成されている。したがって、この基板接続具30、「測定用センサ」および測定装置1によれば、基板載置部62上に載置した測定用基板4を容易に離脱させることができるため、基板接続具30からの取り外し時に測定用基板4が破損する事態を好適に回避することができる。
Further, in the
なお、「基板接続具」、「測定用センサ」および「測定装置」の構成は、上記の測定装置1における各構成の例に限定されない。例えば、「環状弾性体」の一例であるOリング54を備えて構成した基板接続具30を例に挙げて説明したが、図7に示す例のように、プローブピン53の先端部を貫通させることが可能なゴムシート54a(プローブピン53を貫通可能な極く小さな孔を中心とする環状に形成された弾性体:プローブピン53を貫通させることができるシート状の弾性体)で構成された「環状弾性体」を備えて構成することもできる。
Note that the configurations of the “board connector”, “measurement sensor”, and “measurement apparatus” are not limited to the examples of the respective configurations in the
また、「開口部」の一例である切欠き64を基板載置部62に形成した基板接続具30を例に挙げて説明したが。図8に示す基板接続具30A(「基板接続具」の他の一例)における可動部42aの基板載置部62a(「可動部」およびその「基板載置部」の他の一例)のように、「開口部」の他の一例である孔64aを基板載置部62aに形成することもできる。なお、形成する「孔(開口部)」の開口形状については、任意に変更することができる。このような構成を採用した場合においても、基板載置部62a上の測定用基板4における他面Fbが孔64aの部位において露出しているため、この孔64aの部位において測定用基板4の他面Fbを工具等で押して基板載置部62aから容易に離脱させることができる。なお、同図に示す基板接続具30A、および後に説明する基板接続具30B,30Cにおいて上記の基板接続具30と同様の構成要素については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Further, the
さらに、図9に示す基板接続具30B(「基板接続具」のさらに他の一例)における可動部42bの基板載置部62b(「可動部」およびその「基板載置部」のさらに他の一例)のように、「凹部」の一例である凹部64bを基板載置部62bに形成することもできる。なお、形成する「凹部」の形状についても任意に変更することができる。このような構成を採用した場合には、基板載置部62b上の測定用基板4における他面Fbと凹部64bの底面との間に生じる隙間(凹部64b内)に工具を差し込んで基板載置部62bから離脱させることができる。
Furthermore, the
この基板接続具30B、基板接続具30Bを備えて構成された「測定用センサ」、およびそのような「測定用センサ」を備えて構成された「測定装置」によれば、「基板載置部」に「開口部」を設けた「基板接続具」と同様にして、基板載置部62b上に載置した測定用基板4を容易に離脱させることができるため、基板接続具30Bからの取り外し時に測定用基板4が破損する事態を好適に回避することができる。
According to the
また、測定用基板4よりも大きなサイズに形成されて測定用基板4の全体が載置可能な基板載置部62,62a,62bを備えた構成を例に挙げて説明したが、図10に示す基板接続具30C(「基板接続具」のさらに他の一例)における可動部42cの基板載置部62c(「可動部」およびその「基板載置部」のさらに他の一例)のように、測定用基板4よりも小さなサイズに形成されて測定用基板4の一端部側だけが載置面F62に接するように「基板載置部」を構成することもできる。
In addition, the configuration including the
さらに、基板接続具30Cにおける可動部42cの基板載置部62cのように、例えば移動規制用リブ63の上端部に、基板載置部62c(載置面F62)からの測定用基板4の離脱を規制する離脱規制用爪部65を形成することもできる。このような構成を採用することにより、「接続具本体」と「可動部」とで測定用基板4を挟持していない状態においても、「基板載置部」から「測定用基板」が離脱する事態が回避されるため、装着完了以前に「測定用基板」が落下する事故を好適に回避することができる。なお、離脱規制用爪部65のような「離脱規制用爪部」については、移動規制用リブ63等の「移動規制部」とは別体に形成することもできる(図示せず)。
Further, like the
また、「測定用基板」のすべての辺に接するように複数の「移動規制部」を形成する構成に限定されず、「測定用基板」の2辺または3辺に接するように「移動規制部」を形成したり、「測定用基板」の少なくとも2つの角部(好ましくは、4つの角部)に接するように「移動規制部」を形成したりすることができる(図示せず)。さらに、「移動規制部」は、移動規制用リブ63のようなリブ形状に限定されず、ピン状(棒状)に形成することもできる(図示せず)。上記のような「移動規制部」を形成した場合にも、「載置面」に沿った「測定用基板」の移動を好適に回避することができる。また、「接続具本体」および「可動部」によって挟持したときに「測定用基板」の移動が十分に規制される場合には「移動規制部」を設けない構成を採用することもできる(図示せず)。
In addition, the present invention is not limited to the configuration in which a plurality of “movement restricting portions” are formed so as to be in contact with all the sides of the “measuring substrate”. Or a “movement restricting portion” (not shown) so as to be in contact with at least two corners (preferably four corners) of the “measuring substrate”. Furthermore, the “movement restricting portion” is not limited to a rib shape like the
さらに、「可動部」に「基板載置部」を設けた構成を例に挙げて説明したが、「接続具本体」に「基板載置部」を設けることもできる(図示せず)。また、「接続子」としてのプローブピン53を備えた基板接続具30を例に挙げて説明したが、プローブピン53に代えて、ボール状(球状)やプレート状(板バネ状)などの各種形状の「接続子」を配設して「基板接続具」を構成することができる(図示せず)。
Furthermore, the configuration in which the “movable part” is provided with the “substrate placement part” has been described as an example, but the “connector body” can also be provided with a “substrate placement part” (not shown). Further, the
さらに、「液接触部」としての測定用電極11(パターン状の電極)が形成された測定用基板4を装着して使用する構成を例に挙げて説明したが、ピン状(棒状)の電極や、基板実装型のセンサ素子を「液接触部」として設けた「測定用基板」(図示せず)を「基板接続具」に装着して使用することもできる。また、一面Faに測定用電極11および接続用電極12の双方が形成された測定用基板4を装着して使用する例について説明したが、「測定用電極」が一方の面に形成され、かつ「接続用電極」が他方の面に形成された「測定用基板」(図示せず)を「基板接続具」に装着して使用することもできる。
Further, the configuration in which the
さらに、「接続用電極」が一方の面および他方の面の双方にそれぞれ形成された「測定用基板」(図示せず)を装着可能に「基板接続具」を構成することもできる。このような「測定用基板」を装着対象とするときには、「接続子」および「環状弾性体」の組合せを複数組設けて、「測定用基板」を挟むようにして各組を対向配置すればよい(図示せず)。 Furthermore, the “substrate connector” can be configured so that a “measuring substrate” (not shown) in which “connecting electrodes” are formed on both one surface and the other surface can be mounted. When such a “measuring board” is to be mounted, a plurality of combinations of “connectors” and “annular elastic bodies” may be provided, and each set may be arranged oppositely so as to sandwich the “measuring board” ( Not shown).
加えて、「基板接続具」を使用する「測定装置」は、測定装置1のような電気化学測定を実行可能な装置に限定されず、pH測定、イオン濃度測定、溶存酸素濃度測定、導電率測定および交流インピーダンス測定などの測定処理(「測定用基板」の「液接触部」を測定対象液に接触させた状態で行う測定処理)を実行する各種の「測定装置」において上記の「基板接続具」と同様の構成を採用することができる。
In addition, the “measuring device” using the “substrate connector” is not limited to a device capable of performing electrochemical measurement, such as the measuring
1 測定装置
2 測定装置本体
3 センサケーブル
4 測定用基板
10 基板本体
11a,11b 測定用電極
12a,12b 接続用電極
13a,13b 導体パターン
21 測定部
30,30A〜30C 基板接続具
31 ケーブル本体
41 接続具本体
42,42a〜42c 可動部
51 基体
52 導体
53 プローブピン
54 Oリング
54a ゴムシート
61 押付け部
61a,61b 挿通孔
62,62a〜62c 基板載置部
63 移動規制用リブ
64 切欠き
64a 孔
64b 凹部
65 離脱規制用爪部
A12 電極形成領域
F62 載置面
Fa 一面
Fb 他面
X 電解液
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記測定用基板を装着したときに当該測定用基板における前記少なくとも一方の面と対向する部位に配設されて当該少なくとも一方の面における前記接続用電極の形成部位を囲むように当該少なくとも一方の面に接触させられる環状弾性体と、
前記測定装置本体に接続するための接続用導体に接続されると共に、前記測定用基板を装着したときに前記接続用電極に接して当該接続用電極と電気的に接続されるように前記環状弾性体の配設領域の内側に配設された接続子と、
前記測定用基板における前記少なくとも一方の面の裏面に接して当該少なくとも一方の面を前記環状弾性体および前記接続子に向けて押し付ける押付け部とを備えている基板接続具。 A measurement substrate having a liquid contact portion in contact with the liquid to be measured and having a connection electrode electrically connected to the liquid contact portion formed on at least one surface is electrically connected to the measurement apparatus main body. A board connector configured to be connectable to
The at least one surface is disposed at a portion facing the at least one surface of the measurement substrate when the measurement substrate is mounted so as to surround the connection electrode forming portion on the at least one surface. An annular elastic body brought into contact with
The annular elastic member is connected to a connecting conductor for connecting to the measuring device main body and is in contact with the connecting electrode and electrically connected to the connecting electrode when the measuring substrate is mounted. A connector disposed on the inside of the body disposition region;
A board connector comprising a pressing portion that contacts a back surface of the at least one surface of the measurement substrate and presses the at least one surface toward the annular elastic body and the connector.
前記押付け部が配設されると共に前記接続具本体に対する接離動が可能に当該接続具本体に取り付けられて当該接続具本体と共に前記測定用基板を挟持する可動部とを備えて構成されている請求項1記載の基板接続具。 A connector main body in which the annular elastic body, the connection conductor and the connector are disposed;
The pressing portion is disposed and a movable portion that is attached to the connector main body so as to be movable toward and away from the connector main body and sandwiches the measurement substrate together with the connector main body. The board connector according to claim 1.
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