JP2501216Y2 - 表面抵抗測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） この考案は、被測定子の表面における接触抵抗を測定
できる測定装置に関し、特に被測定子に対して垂直方向
に常時一定の荷重でプローブを当接できるようにした表
面抵抗測定装置に関する。

（従来の技術） 電子機器や電気機器等には多種多様な機構部品が使用
されており、今後ますますその使用量が増大し、その用
途も多方面に拡大してゆくものと考えられている。この
機構部品における重要な問題は、当該部品の構成要素の
接触部分の接触抵抗であるとされている。この接触抵抗
を測定することは、接触現象に複雑多岐の要因があるた
め容易ではないものの、この種の接触抵抗を測定する装
置が従来種々提供されてきている。

第10図は、このような接触抵抗を測定できる従来の抵
抗測定装置を示す図である。

第10図に示す表面抵抗測定装置において、金属板等の
被測定子１が載置固定される載置台２は、図示しないガ
イドレール上を矢符Ａ方向に移動可能になっている。こ
の載置台２は、当該載置台２の下部から突出している螺
子片３と、モータ４の回転軸に直結する送りねじ５とか
らなる送り機構によって、モータ４を回転させることに
より矢符Ａ方向に駆動される。

また、図示しない支柱に回動可能に軸支された回転軸
６には長棹状の腕７が固定されており、その腕７の先端
にはワイヤプローブ８が固定されている。前記回転軸６
は、レバー９を矢符Ｂ方向に移動してＣ位置で固定する
と、ねじりばね10の作用により矢符Ｄ方向に回動するこ
とになる。これにより、腕７が矢符Ｄ方向に移動するこ
とによりワイヤプローブ８は被測定子１に接触し、以後
一定の圧力で接触し続けることになる。

一方、レバー９を矢符Ｅ方向に移動させて図示Ｇの位
置の設定すると、回転軸６は矢符Ｆ方向に回動し、腕７
が同様に矢符Ｆ方向に移動して一定の位置に復帰するよ
うになっている。

また、接触電気抵抗計11は、定電流印加リード線12,1
3によりワイヤプローブ８の一端、接続子15に接続さ
れ、また電圧降下測定リード線16,17によりワイヤプロ
ーブ８の他端，接続子18に接続されている。

このような表面抵抗測定装置によって被測定子１の表
面の接触抵抗は次のように測定される。

まず、腕７を初期位置に置き、載置台２の上に被測定
子１を載置し固定する。

ついで、レバー９を矢符Ｂ方向に移動してＣ位置で固
定すると、ねじりばね10の作用により腕７が矢符Ｄ方向
に回動することになる。これにより、ワイヤプローブ８
は被測定子１に接触し、以後一定の圧力で接続し続ける
ことになる。

このような状態でモータ４を回転させると、載置台２
は送り機構（3,4）で図示Ａ方向に移動する。この際に
接触電気抵抗計11は、接触摺動時の表面抵抗を測定でき
ることになる。

しかしながら、上記従来の表面抵抗測定装置は、ワイ
ヤプローブ８を被測定子１に押しつける力をねじりばね
10により得ているため、ワイヤプローブ８の押圧力が一
定ではなく、また微小な加圧力を得ることが困難であ
り、しかも被測定子１の表面に凸凹があってワイヤプロ
ーブ８がバウンドしたときには測定状態に復帰するのに
時間がかかっていた。

（考案が解決しようとする課題） 上述したように従来の表面抵抗測定装置は、ワイヤプ
ローブ８を被測定子１に押しつける力をねじりばね10に
より得ているため、ワイヤプローブ８の押圧力が一定で
はなく、また微小な加圧力を得ることが困難であり、し
かも被測定子１の表面に凸凹があってワイヤプローブ８
がバウンドしたときには測定状態に復帰するのに時間が
かかってしまうという欠点があった。

本考案は、上述した欠点を解消し、プローブに対して
常時一定の押圧を印加できるとともに微小の押圧力をも
印加可能とし、しかもプローブの位置を直ちに測定状態
に復帰させることのできる表面抵抗測定装置の提供を目
的とする。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本考案の表面抵抗測定装置
は、被測定子を載置し固定できる載置台と、前記被測定
子に接触するプローブに対して垂直方向に一定の荷重を
印加させる荷重印加機構を含み、当該荷重印加機構によ
る荷重印加状態で測定用プローブを前記被測定子に当接
させ得る第一の機構と、前記載置台と前記第一の機構と
を水平方向に相対運動させる第二の機構とを備え、前記
第一の機構の荷重印加機構は、短棹状の腕を前記第一の
機構により移動する支柱に回動可能に固定し、前記腕の
一方の端部に荷重調整用の重りを設け、前記腕の他方の
端部にプローブの着脱可能なプローブチャックを回動可
能に固定し、前記プローブチャックの上に荷重印加用の
分銅を載置可能にし、かつ前記支柱とプローブチャック
との間に前記腕とは一定の距離を離して補助腕を回動可
能に配設してなることを特徴としたものである。

（作用） 本考案の表面測定装置における荷重印加機構は、短棹
状の腕と支柱とで天秤を構成させ、その腕の両端部に荷
重調整用の重りとプローブチャックとを設け、しかも前
記支柱とプローブチャック間に補助腕を配設し、前記プ
ローブチャックの上に荷重印加用の分銅を載置可能とし
ているので、腕が回動してもプローブが常に垂直に被測
定子に当接し、しかも天秤を構成していることから分銅
と重りの調整によりプローブに常に一定の荷重を印加で
きるとともに微小な荷重も印加でき、かつ全体が大きな
慣性を有していることからプローブを測定位置に直ちに
復帰させることができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第５図は本考案の表面抵抗測定装置の実施
例を示すものであり、第１図が本考案の実施例の全体構
成図、第２図が同実施例で使用する荷重印加機構の構成
例を示す斜視図、第３図が同荷重印加機構の正面図、第
４図が同荷重印加機構の右側面図、第５図が同荷重印加
機構の左側面図である。第６図（ａ）〜（ｃ）は同実施
例で使用するプローブの形状例を示す図である。

これらの図において、表面抵抗測定装置は、大別して
被測定子101にプローブ102を当接して所定の測定動作を
させる荷重接触摺動装置100と、前記荷重接触摺動装置1
00の測定動作を制御するとともに測定したデータを解析
する計測制御処理装置200とが配線300を介して接続され
て構成されている。

荷重接触摺動装置100は、次のように構成されてい
る。すなわち、基台111上にはＸ方向送り機構112が設け
られており、Ｘ方向送り機構112はサーボモータ113によ
ってＹ方向送り機構114をＸ方向に移動できるようにな
っている。このＹ方向送り機構114の上方には、被測定
子101を載置し固定できる載置台115が設けられており、
Ｙ方向送り機構114のサーボモータ116によって載置台11
5をＹ方向に移動構できるようになっている。また、載
置台115には、被測定子101を固定するための固定具117
が設けられている。前記基台111の図示後ろ側には、Ｚ
方向送り機構120が設けられている。このＺ方向送り機
構120は、図示しないサーボモータにより荷重印加機構1
30をＺ方向に移動させられるようになっている。

ここで、上記Ｚ方向送り機構120が荷重印加機構130を
被測定子101に当接可能とする第一の機構を示してお
り、またＸ方向送り機構112とＹ方向送り機構114とが第
一の機構（Ｚ方向送り機構120）と載置台115とを相対的
に移動させる第二の機構を示している。

前記荷重印加機構130は、前記被測定子101に接触する
プローブ102に対して垂直方向に一定の荷重を印加させ
られる機構からなっている。この荷重印加機構130はＺ
方向送り機構120により、荷重印加状態のプローブ102を
前記被測定子101に垂直に当接させ得るようになってい
る。

さらに荷重印加機構130の構成を詳細に述べることに
する。Ｚ方向送り機構120に支持された支柱131には中空
四角形状をした軸受132が固定されている。当該中空四
角形状をした軸受132の内部に回転軸133で軸支された短
棹状の腕134が回動可能に設けられている。この短棹状
の腕134は、概ねその腕の中央部で支持されている。前
記腕134の一方の端部には、荷重を粗調整するための重
り135と、荷重を微調整するための重り136とが螺着され
ており、これら重り135,136を回転させることにより水
平、荷重等が調整できるようになっている。また、前記
腕134の他方の端部には軸137が固定されており、この軸
137が中空四角形状をした軸受138に回動可能に軸着され
ている。この軸受138の下部には、プローブ102を着脱可
能としたプローブチャック139が設けられており、前記
プローブチャック139の長軸上で軸受138の上に突出させ
た柱140に荷重印加用の分銅（図示せず）を載置可能に
なっている。また、前記支柱131の長軸上でかつ前記軸
受131の下部に突出した軸受舌片141と、プローブチャッ
ク139の軸受舌片142との間には、前記腕134に対して一
定の距離１を離して補助腕143をそれぞれ回動可能に配
設してある。また、プローブチャック139の先端のプロ
ーブ102の取付け部は電気的に絶縁されており、この取
付け部に対して電気的に接続するリード線144が配線さ
れている。

なお、軸受132の下部から重り135方向に延設した延設
片145の先端にはねじ146が設けてあり、これらにより腕
134のストッパの作用をさせている。

また、プローブ102は、第６図（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示すように種々の形状のものがあり、測定に応
じて使い分ける。

このように構成された実施例の作用を第１図乃至第８
図に基づいて説明する。

第７図はプローブ102と被測定子101との相対運動を説
明するための図であり、第８図は同相対運動により得ら
れる特性を示す図である。

まず、計測制御処理装置200から指令を出し、Ｚ方向
送り機構120により荷重印加機構130を初期位置に位置さ
せる。このとき、計測制御処理装置200も計測系をリセ
ットする。また、載置台115の上に被測定子101を載置
し、固定具117で固定する。さらに、荷重印加機構130の
軸受138の柱140に図示しない分銅を嵌め込み、測定に必
要な荷重を印加可能とするとともに重り135,136でプロ
ーブ102に加わる荷重を調整する。

ついで、計測制御処理装置200からサーボモータ113お
よびサーボモータ116を駆動制御してＸ方向送り機構112
およびＹ方向送り機構114を動作させ、載置台115を測定
開始位置に位置させる。

また、計測制御処理装置200の指令によりＺ方向送り
機構120を動作させて、荷重印加機構130を下降させ、プ
ローブ102を被測定子101に当接させる。

このように被測定子101にプローブ102を当接した状態
で、例えばサーボモータ113を回転させＸ方向送り機構1
12を動作させると、載置台115がＸ方向に移動すること
になるので、プローブ102は第７図に示すように軌跡を
描く。このように動作した状態で抵抗測定したデータは
計測制御処理装置200に取り込まれる。計測制御処理装
置200では、上記測定データを処理して例えば第８図に
示すように移動距離（mm）に対する抵抗値（ｍΩ）を得
ることができる。なお、計測制御処理装置200は、第８
図に示すように測定条件も印刷することができる。

このように動作して確実に接触抵抗を測定することが
できる。

本考案の実施例は、腕134が短棹状をしており、かつ
腕で134を中央付近で支柱131に固定の軸受132に回転可
能として天秤を構成させ、その腕132の両端部に荷重調
整用の重りとプローブチャック140とを設け、しかも前
記支柱131の軸上の舌片141とプローブチャック140との
間に補助腕143を配設し、前記プローブチャック140の軸
上で荷重印加用の分銅を載置可能としているので、腕13
1が回動してもプローブ102が常に垂直に被測定子101に
当接し、しかも天秤を構成していることから分銅と重り
135,136の調整によりプローブ102に常に一定の荷重を印
加できるとともに微小な荷重も印加でき、かつ荷重印加
機構130全体が大きな慣性を有していることからプロー
ブ102を測定位置に直ちに復帰させることができる。

また、被測定子101とプローブ102との相対運動は、第
９図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すように
点線慴動、点慴動、実線慴動で繰り返し十回、および実
線慴動で往復等がある。また、繰り返し動作および往復
動作は、点線慴動、点慴動としてもよい。

なお、上記実施例では、軸受け132,138を中空四角形
状のもので構成したが、これに限定されるものではな
く、腕134に対して横方向に移動しても振れないように
してあれば他の構成の軸受であってもよい。

また、上記被測定子101と、プローブ102との相対運動
は、Ｘ方向送り機構112とＹ方向送り機構114とにより実
現させているが、これに限定されるものではなく、例え
ば載置台115を固定とし、Ｚ方向送り機構120をＸ方向と
Ｙ方向に移動できるようにしてもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案は、腕が回動してもプロー
ブが常に垂直に被測定子に当接し、しかも天秤を構成し
ていることから分銅と重りの調整によりプローブに常に
一定の荷重を印加できるとともに微小な荷重も印加で
き、かつ荷重印加機構全体が大きな慣性を有しているこ
とからプローブを測定位置に直ちに復帰させることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る表面抵抗測定装置の実施例を示す
斜視図、第２図は本考案の実施例で使用する荷重印加機
構を示す斜視図、第３図は同荷重印加機構を示す正面
図、第４図は同荷重印加機構を示す右側面図、第５図は
同荷重印加機構を示す左側面図、第６図（ａ）〜（ｃ）
は本考案の実施例を使用するプローブの形状例を示す
図、第７図は本考案の実施例によって被測定子とプロー
ブとの相対運動をさせる様子を説明するための図、第８
図は第７図に示す相対運動により得られた測定データの
特性例を示す波形図、第９図（ａ）〜（ｄ）は本考案の
実施例によって被測定子とプローブとの相対運動をさせ
る他の例を示す説明図、第10図は従来の表面抵抗測定装
置を示す原理図である。 100……荷重接触摺動装置、101……被測定子、102……
プローブ、111……基台、112……Ｘ方向送り機構（第二
の機構）、114……Ｙ方向送り機構（第二の機構）、115
……載置台、120……Ｚ方向送り機構（第一の機構）、1
30……荷重印加機構、131……支柱、132……軸受、133
……軸、134……腕、135,136……重り、137……軸、138
……軸受、139……プローブチャック、143……補助腕、
200……計測制御処理装置、300……配線。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定子を載置し固定できる載置台と、 前記被測定子に接触するプローブに対して垂直方向に一
   定の荷重を印加させる荷重印加機構を含み、当該荷重印
   加機構による荷重印加状態で測定用プローブを前記被測
   定子に当接させ得る第一の機構と、 前記載置台と前記第一の機構とを水平方向に相対運動さ
   せる第二の機構とを備え、 前記第一の機構の荷重印加機構は、短棹状の腕を前記第
   一の機構により移動する支柱に回動可能に固定し、前記
   腕の一方の端部に荷重調整用の重りを設け、前記腕の他
   方の端部にプローブの着脱可能なプローブチャックを回
   動可能に固定し、前記プローブチャックの上に荷重印加
   用の分銅を載置可能にし、かつ前記支柱とプローブチャ
   ックとの間に前記腕とは一定の距離を離して補助腕を回
   動可能に配設してなることを特徴とする表面抵抗測定装
   置。