JP5055061B2 - 導電接触ピン - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板などの電気検査用の導電接触ピンに関し、さらに詳しく言えば、被導電接触体に向けてヘッド部を常に同じ状態で接触させることができる導電接触ピンに関する。

電気機器の製造工程において、例えばプリント基板に電子部品が正しく実装されているかどうかを検査する検査装置としてインサーキットテスタがある。通常、インサーキットテスタは、専用の検査装置に取り付けられた導電接触ピンを回路基板上の被導電接触体に接触させて検査を行っている。

ところで、この種の電気検査用導電接触ピンは、被導電接触体に対する接触不良を起こさないようにすることが最大の課題である。そこで、確実に導電接触ピンを被導電接触体に接触させる方法の１つとして、特許文献１に記載されているような回転式の導電接触ピンがある。

この回転式導電接触ピンは、円筒状のシリンダ内に軸線方向に対して斜めに形成されたキー溝に沿ってプローブ本体に設けられたキーを合致させ、プローブ本体が回転しながら出没することにより、電極に酸化膜やフラックスなどの異物が付着していても、確実にプローブ本体を被導電接触体に接触させることができるようになっている。

他方において、プローブを回転させずに被導電接触体に接触させることが好ましい場合もある。例えばプローブヘッドに逆Ｖ字状のコンタクト面が形成されており、接触方向が特定されている場合、ヘッド部を回転させてしまうと、被導電接触体からずれてしまうことになる。

特開平１１−１４２４３４号公報

プローブ本体の回転を規制する方法の一例としては、特許文献１に記載されたキー溝をスライド方向に沿って平行に形成し、そこにキーを合致させることで回転を規制することはできるが、プローブ自体が細いため、高精度にキーおよびキー溝を設けるには、加工コストが高くなるばかりでなく、強度的にも弱い。

したがって、本発明の課題は、プローブの先端を常に一定の方向から被導電接触体に接触させることができる導電接触ピンを提供することにある。

上述した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、先端に被導電接触体に当接するヘッド部を有し、他端にリード線が接続される接続端子を備えたプローブ本体と、上記プローブ本体を軸線方向に沿って往復的にスライド可能に支持する支持孔を有するスリーブとを備えている導電接触ピンにおいて、上記スリーブの上記接続端子側の一端には、上記スリーブの軸線方向に対して平行な平滑面からなり、上記支持孔の一部を塞ぐ少なくとも１つのガイド面を有するガイド部が突設されており、上記プローブ本体には、上記ガイド面に沿って摺接する回転規制面が設けられているとともに、上記ガイド部の外径は、上記スリーブの外径よりも小径であり、上記ガイド部の外周には、上記スリーブの外径とほぼ同じ外径の補強リングが設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記ガイド面は、上記軸線を挟んで対称に２カ所設けられており、これに対応して上記回転規制面も２カ所設けられていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２において、上記回転規制面および／または上記ガイド面には、低摩擦処理が施されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、上記請求項１ないし３のいずれか１項において、上記スリーブの上記支持孔には、低摩擦処理が施されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、上記請求項１ないし４のいずれか１項において、上記スリーブは、ステンレス製であることを特徴としている。

本発明によれば、導電接触ピンの回転をガイド面と回転規制面とを合致させることにより、常に一定の方向でプローブの先端を被導電接触体に接触させることができるばかりでなく、ガイド部の形成によって低下した剛性を補強リングによって補強することにより、信頼性の高い導電接触ピンが得られる。

次に、本発明の導電接触ピンの具体的な実施形態について説明するが、本発明はこの限りではない。図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る導電接触ピンの平面図であり、図１（ｂ）はその正面図である。図２は、この導電接触ピンのスリーブのみを断面とした要部断面図である。

図１および図２に示すように、この導電接触ピン１は、図示しない被導電接触体に接触するプローブ本体２と、同プローブ本体２の外周面に中心軸Ｌに同軸的に配置され、プローブ本体２をスライド可能に支持するスリーブ３と、プローブ本体２とスリーブ３との間に配置され、プローブ本体２を上記被導電接触体に向けて付勢する圧縮コイルスプリング４とを備えている。

プローブ本体２は、例えばステンレスや真ちゅうなどの導電性金属を切削加工した棒状体からなり、先端（図２では下端）には、プリント基板などに設けられる被導電接触体（ともに図示しない）に当接されるヘッド部２１が設けられている。

ヘッド部２１は、プローブ本体２の外径よりも大径な柱状を呈し、下端には被導電接触体に当接する接触面２１１が設けられている。この例において、接触面２１１は、プリント基板に設けられた図示しない凸状電極に沿って合致しやすいように逆Ｖ字状に形成されている。このヘッド部２１とプローブ本体２との間に形成される段差面に沿って圧縮コイルスプリング４の下端が支持される。

プローブ本体２の他端（図２では上端）には、検査装置から引き出されたリード線（ともに図示しない）が接続される接続端子部２２が設けられている。この例において、接続端子部２２は、先端が半球状に形成された端子棒からなり、この部分にリード線が接続される。

接続端子２２の基部側には、プローブ本体２の移動を規制するためのストッパーリング２３が設けられている。ストッパーリング２３は、プローブ本体２の外径よりも大径な円板状を呈し、プローブ本体２の上端（接続端子部２２側）から圧入されている。

これによれば、ストッパーリング２３がスリーブ３の端面（図２では上端面）に沿って当接することにより、プローブ本体２がスリーブ３から抜け落ちないように、その移動が規制される。

図３を併せて参照して、プローブ本体２の外周面には、プローブ本体２がスリーブ３に対して回転しないように規制する回転規制手段の一方としてのガイド面２４，２４が設けられている。ガイド面２４，２４は、プローブ本体２の中心軸Ｌに沿って平行に設けられた平坦面からなり、この例では、２面が中心軸Ｌを挟んで対称に設けられている。

プローブ本体２の外周面には、スリーブ３との間の摩擦力を低下させるための低摩擦化処理が施されていることが好ましい。低摩擦化処理としてはフッ素加工が挙げられるが、鏡面加工仕上げなどこれ以外の低摩擦化処理であってもよい。なお、低摩擦化処理は、少なくとも上記ガイド面２４に施されればよい。

図４（ａ）〜（ｄ）および図６を参照して、スリーブ３は、ステンレス合金などの導電性金属を切削加工した円筒状を呈し、その内部には軸線Ｌの方向に沿ってプローブ本体２を支持する支持孔３１が設けられている。

スリーブ３は、プローブ本体２に対する摩擦抵抗を減らすために、ステンレス合金製であることが好ましく、より好ましくは、支持孔３１の内周面に沿ってフッ素加工などの低摩擦処理を施すことが好ましい。これによれば、真ちゅう製などと比較して、より強度が高く、低摩擦であることにより、信頼性やメンテナンス性が向上する。

スリーブ３の下端（図４（ｂ）参照）には、圧縮コイルスプリング４の上端を受け止める鍔部３２が一体的に設けられている。鍔部３２は、スリーブ３の外径よりも大径となるように半径方向に張り出して形成されており、その端面に圧縮コイルスプリング４の一方の端部が受け止められるようになっている（図２参照）。

スリーブ３の上端（プローブ本体２の接続端子２２側の端部）には、プローブ本体２のガイド面２４，２４の相手方としてのガイド部３３が設けられている。図４（ａ）および（ｄ）に示すように、ガイド部３３は、スリーブ３の上端から同軸的に突設される円筒状のベース部３４と、中心軸Ｌを挟んで左右対称に引き延ばされた一対の舌片３５，３５とを備えている。

各舌片３５，３５は、ベース部３４の上端から支持孔３１の一部を塞ぐように互いに平行に立設されており、その対向面には、中心軸Ｌと平行な平滑面からなり、プローブ本体２のガイド面２４，２４が摺接するＤカット面３５１，３５１が設けられている。

これによれば、Ｄカット面３５１，３５１に沿ってプローブ本体２のガイド面２４，２４が摺接することにより、スリーブ３内でプローブ本体２が回転することを確実に規制することができる。なお、スリーブ２のプローブ本体２に対して摺接するＤカット面３５１にも、上述した低摩擦化処理を施すことが好ましい。

この例において、Ｄカット面３５１，３５１は、左右対称に２カ所に設けられているが、非対称であってもよい。また、プローブ本体２の回転を規制するには、少なくとも１つのガイド部３５とＤカット面３５１を備えていればよい。

ガイド部３３は、スリーブ３の端部を切削することにより形成されるため、スリーブ３の端部の剛性は弱められる。そこで、ガイド部３３の外周には補強リング５が設けられている。図５（ａ），（ｂ）に示すように、補強リング５は、ガイド部３３を含む軸長さを有する円筒状を呈し、ガイド部３３の外周面に沿って圧入されている。補強リング５は、金属製が好ましいが、合成樹脂製であってもよい。

ガイド部３３の外径がスリーブ３と同径の場合、補強リング５を嵌めると、補強リング５の分だけ外径が大きくなり、例えばピンボードに取り付ける際に支障を生じることがある。そこで、この実施例ではガイド部３３を一段縮径し、そこに補強リング５を嵌めてスリーブ３と同径となるようにしている。

補強リング５は、その外径がスリーブ３の外径とほぼ同径となるように形成されていることが好ましい。すなわち、補強リング５をスリーブ３に圧入した際に、スリーブ３の外周面と補強リング５の外周面とが同一面となる。

図７および図８には、本発明の導電接触ピンの変形例が示されている。なお、上述した実施形態と同一もしくは同一と見なされる箇所には同じ参照符号を付し、その説明は省略する。

図７（ａ）および（ｂ）に示す導電接触ピン１Ａは、スリーブ３の支持孔３１の一部にＤカット面３１ａが一体的に形成されており、プローブ本体２Ａの外周面の一部には、Ｄカット面３１ａに沿って合致する平坦面２４ａが一体的に形成されている。

これによれば、スリーブ３の外周面に補強リング５を設けることなく、プローブ本体２の回転を規制した状態でスライド可能に保持することができる。

さらに別の態様として、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、この導電接触ピン１Ｂは、スリーブ３の支持孔３１の一部に軸方向に沿って２つのＤカット面３１ｂ，３１ｂが一体的に形成されており、プローブ本体２Ｂの外周面の一部には、各Ｄカット面３１ｂ，３１ｂに沿って合致する２つの平坦面２４ｂ，２４ｂが一体的に形成されている。

これによっても、スリーブ３の外周面に補強リング５を設けることなく、プローブ本体２の回転を規制した状態でスライド可能に保持することができる。

この導電接触ピン１の製造・組立手順の一例について図６を参照しながら説明する。まず、無垢の円柱体からなるスリーブ３の下端から旋盤加工によって支持孔３１を所定深さまで形成する。

次に、スリーブ３の上端に図６（ａ）の紙面と直行する方向にエンドミルを移動させてフライス加工を行うことにより、ガイド部３３のＤカット面３３１，３３１を形成する。さらに、旋盤加工によってガイド部３３の外径をスリーブ３の外径よりも小径となるように削り出す。

次に、プローブ本体２の上端から圧縮コイルスプリング４を差し込んで、圧縮コイルスプリング４の下端をヘッド部２１の段差面に沿って当接させたのち、プローブ本体２を接続端子２２側からスリーブ３の下端から支持孔３１に挿入してゆく。

その際、ガイド面２４，２４とＤカット面３５１，３５１とが互いに平行となるように位置合わせし、圧縮コイルスプリング４の弾力が発揮されるまで、プローブ本体２をスリーブ３に挿入する。

しかる後、補強リング５をガイド部３３の外周面に沿って圧入して固定する。最後に、接続端子２２の上端からストッパーリング２３をガイド部３３の端面に沿って当接する位置まで圧入する。以上の一連の動作により、導電接触ピン１が完成する。

この例において、ガイド部３３はスリーブ３の上端側に設けられているが、スリーブ３の下端側、すなわち、ヘッド部２１側に設けられていてもよいし、スリーブ３を２分割して、その中間にガイド部３３を設けて連結するようにしてもよい。また、スリーブ３自体を合成樹脂で形成してもよい。

このように、本願発明はプローブ本体２の回転を防止しヘッド部２１のズレを防ぐことを目的としており、スリーブ３自体またはそれ以外の構造体にプローブ本体２の回転を規制する手段を備えていればよく、これら各種変形例も本発明に含まれる。

本発明の一実施形態に係る導電接触ピンの（ａ）平面図および（ｂ）正面図。 上記導電接触ピンのスリーブのみを断面とした要部断面図。 プローブ本体とスリーブの分解斜視図。 スリーブの（ａ）平面図，（ｂ）正面図，（ｃ）底面図および（ｄ）Ａ−Ａ線断面図。 補強リングの（ａ）平面図および（ｂ）正面図。 スリーブに補強リングを取り付けた状態の（ａ）正面中央縦断面図および（ｂ）平面図。 本発明の導電接触ピンの変形例を示す（ａ）平面図，（ｂ）スリーブのみを断面とした要部断面図。 本発明の導電接触ピンの変形例を示す（ａ）平面図，（ｂ）スリーブのみを断面とした要部断面図。

符号の説明

１ 導電接触ピン
２ プローブ本体
２１ ヘッド部
２２ 接続端子部
２３ ストッパーリング
２４，２４ ガイド面
３ スリーブ
３１ 支持孔
３２ 鍔部
３３ ガイド部
３４ ベース部
３５ 舌片
３５１ Ｄカット面
４ スプリング

Claims (5)

1. 先端に被導電接触体に当接するヘッド部を有し、他端にリード線が接続される接続端子を備えたプローブ本体と、上記プローブ本体を軸線方向に沿って往復的にスライド可能に支持する支持孔を有するスリーブとを備えている導電接触ピンにおいて、
   上記スリーブの上記接続端子側の一端には、上記スリーブの軸線方向に対して平行な平滑面からなり、上記支持孔の一部を塞ぐ少なくとも１つのガイド面を有するガイド部が突設されており、上記プローブ本体には、上記ガイド面に沿って摺接する回転規制面が設けられているとともに、
   上記ガイド部の外径は、上記スリーブの外径よりも小径であり、上記ガイド部の外周には、上記スリーブの外径とほぼ同じ外径の補強リングが設けられていることを特徴とする導電接触ピン。
2. 上記ガイド面は、上記軸線を挟んで対称に２カ所設けられており、これに対応して上記回転規制面も２カ所設けられていることを特徴とする請求項１に記載の導電接触ピン。
3. 上記回転規制面および／または上記ガイド面には、低摩擦処理が施されていることを特徴とする請求項１または２に記載の導電接触ピン。
4. 上記スリーブの上記支持孔には、低摩擦処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の導電接触ピン。
5. 上記スリーブは、ステンレス製であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の導電接触ピン。

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