JP6242158B2 - クリップ型プローブおよびプローブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、測定対象を挟持可能な一対のクリップ部と、この一対のクリップ部で測定対象を挟持したときに測定対象に接触する電流供給端子および電圧検出端子とを備えて４端子法による測定に適したクリップ型プローブ、並びにこのクリップ型プローブを一対備えたプローブ装置に関するものである。

この種のクリップ型プローブとして、下記特許文献１において出願人が開示したクリップ型プローブが知られている。このクリップ型プローブは、４端子測定用に使用されるプローブであって、一対の咬持片部を備えて構成されている。この場合、両咬持片部は、支軸部によって開閉自在に軸支されると共に、支軸部に配設された捩りバネによって先端部が閉じる向きに付勢されて、先端部によって被測定物を咬持可能に構成されている。また、両咬持片部の基端部側には、先端部を開く際に把持する把持部が形成されており、この把持部には、測定装置に接続されるリード線が取り付けられている。また、この特許文献１には、記載されてはいないが、４端子測定用に使用されるプローブであるため、両咬持片部のうちの一方の咬持片部は、測定対象に測定用の電流を供給する電流供給端子として機能し、他方の咬持片部は、測定用の電流が供給されているときに測定対象に発生する電圧を検出するための電圧検出端子として機能するように構成されている。

特開２００５−３０８６９０号公報（第３頁、第１図）

ところが、上記のクリップ型プローブには、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、４端子法によって測定対象の抵抗値を測定する場合、測定対象の一方の電極に１つのクリップ型プローブを接続し、他方の電極にもう１つのクリップ型プローブを接続する際に、１つのクリップ型プローブにおける電流供給端子として機能する一方の咬持片部の電極との接触位置、および電圧検出端子として機能する他方の咬持片部の電極との接触位置の間の距離は、同一の測定対象の抵抗値を再度測定する際には再現性を確保する上で、また同種の測定対象（電極の形状が同一の測定対象）の抵抗値を測定する際には測定条件を同一にする（揃える）上で、常に一定であるのが好ましい。

その理由としては、以下の通りである。つまり、このクリップ型プローブのように電流供給端子と電圧検出端子とが互いに向き合った状態で比較的近い位置で電極に接触する構成においては、その電極における電流供給端子との接触位置の近傍の内部では、電流密度がこの接触位置からの距離に応じて大きく変化する。このため、電流供給端子として機能する一方の咬持片部の電極との接触位置から電圧検出端子として機能する他方の咬持片部の電極との接触位置までの距離が僅かでも変化したときには、その影響を受けて他方の咬持片部の接触位置での電流密度が変化し、その結果、測定対象の各電極に接続された２つのクリップ型プローブにおいて電圧検出端子として機能する２つの他方の咬持片部間で検出される電圧値にも変化が生じるからである。

しかしながら、上記のような一対の咬持片部を備えた構成のクリップ型プローブでは、電極が円柱体のときには、一対の咬持片部間での電極の咬持位置により（一対の咬持片部の奥側の位置で咬持するか、先端側の位置で咬持するかにより）、電流供給端子として機能する一方の咬持片部の電極との接触位置から電圧検出端子として機能する他方の咬持片部の電極との接触位置までの間の距離が変化する。

したがって、上記のクリップ型プローブには、この一方の咬持片部の測定対象との接触位置から他方の咬持片部の測定対象との接触位置までの間の距離が変化するおそれがあることに起因して、同一の測定対象の抵抗値を再度測定する場合には抵抗値測定に対する再現性を確保することが困難となり、また同種の測定対象を複数測定する場合には測定条件を同一としての抵抗値の測定が困難となるという改善すべき課題が存在している。

本発明は、かかる課題を改善すべくなされたものであり、同一の測定対象を再度測定する場合における再現性を確保し得ると共に、同種の複数の測定対象に対する測定条件を同一としての測定を実行し得るクリップ型プローブ、およびこのクリップ型プローブを一対備えたプローブ装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載のクリップ型プローブは、測定対象を挟持可能な一対の挟み部、並びに当該一対の挟み部で当該測定対象を挟持したときに当該測定対象に接触する電流供給端子および電圧検出端子を備え、前記電流供給端子および前記電圧検出端子は、前記一対の挟み部のうちの一方の挟み部における他方の挟み部との対向面に、互いに電気的に絶縁された状態で配設されているクリップ型プローブであって、一端部が前記一方の挟み部に形成されると共に他端部が一方の摘み部に形成された一方のクリップ片と、一端部が前記他方の挟み部に形成されると共に他端部が他方の摘み部に形成された他方のクリップ片とを備え、前記一方の摘み部には、前記電流供給端子に接続されて当該電流供給端子に測定用電流を供給するための第１電線、および当該測定用電流のリターン経路を構成する第２電線が取り付けられると共に、外部配線を前記第２電線に電気的に接続するためのコネクタが配設されている。

また、請求項２記載のクリップ型プローブは、請求項１記載のクリップ型プローブにおいて、前記電流供給端子および前記電圧検出端子は、前記一方の挟み部内に配設された付勢部材によって先端が前記対向面から予め規定された長さだけ突出するようにそれぞれ付勢されている。

また、請求項３記載のクリップ型プローブは、測定対象を挟持可能な一対の挟み部、並びに当該一対の挟み部で当該測定対象を挟持したときに当該測定対象に接触する電流供給端子および電圧検出端子を備え、前記電流供給端子および前記電圧検出端子は、前記一対の挟み部のうちの一方の挟み部における他方の挟み部との対向面に、互いに電気的に絶縁された状態で配設されているクリップ型プローブであって、前記一方の挟み部は、先端部が二股に分割されて互いに独立して弾性変形可能な一対のアーム状に形成され、前記電流供給端子は、前記一対のアーム状に形成された前記先端部のうちの一方のアーム状の先端部に配設されると共に、前記電圧検出端子は、他方のアーム状の先端部に配設されている。

請求項４記載のプローブ装置は、請求項１または２記載のクリップ型プローブを一対有し、当該一対のクリップ型プローブは、前記コネクタに対応するコネクタが両端に配設された前記外部配線を介して前記第２電線同士が電気的に接続されている。

請求項１記載のクリップ型プローブでは、電流供給端子および電圧検出端子は、一対の挟み部のうちの一方の挟み部における他方の挟み部との対向面に、互いに電気的に絶縁された状態で配設されている。したがって、このクリップ型プローブによれば、挟持（クランプ）する測定対象の形状や厚みにかかわらず、電流供給端子および電圧検出端子を常に一定の間隔で測定対象に接触させることができるため、同一の測定対象の抵抗値を再度測定する場合における再現性を確保することができると共に、同種の複数の測定対象に対して測定条件（電流供給端子および電圧検出端子を常に一定の間隔で接触させるという測定条件）を同一として抵抗値を測定することができる。
また、このクリップ型プローブでは、一方の摘み部には、電流供給端子に測定用電流を供給するための第１電線、および測定用電流のリターン経路を構成する第２電線が取り付けられると共に、外部配線を第２電線に電気的に接続するためのコネクタが配設されているため、このクリップ型プローブを一対使用する４端子法による測定に際して、外部配線で一対のクリップ型プローブの第２電線同士を接続することができる。
また、請求項４記載のプローブ装置では、このクリップ型プローブを一対有し、一対のクリップ型プローブは、コネクタに対応するコネクタが両端に配設された外部配線を介して第２電線同士が電気的に接続されている。したがって、このクリップ型プローブおよびこのプローブ装置によれば、外部配線により、測定対象の近傍において測定用電流についてのリターン経路を形成することができることから、測定用電流によって測定対象および外部配線の周囲に生じる磁束を大幅に低減することができる。

請求項２記載のクリップ型プローブでは、一方の挟み部に配設された電流供給端子および電圧検出端子は、一方の挟み部内に配設された付勢部材によって先端が対向面から予め規定された長さだけ突出するようにそれぞれ付勢されている。したがって、このクリップ型プローブによれば、挟持される測定対象の表面が多少凸凹していたとしても、電流供給端子および電圧検出端子が測定対象の表面の形状に合わせて対向面からの突出長を自動的に変化させるため、電流供給端子および電圧検出端子を測定対象の表面に確実に接触させることができる。

請求項３記載のクリップ型プローブでは、電流供給端子および電圧検出端子は、一対の挟み部のうちの一方の挟み部における他方の挟み部との対向面に、互いに電気的に絶縁された状態で配設されている。したがって、このクリップ型プローブによれば、挟持（クランプ）する測定対象の形状や厚みにかかわらず、電流供給端子および電圧検出端子を常に一定の間隔で測定対象に接触させることができるため、同一の測定対象の抵抗値を再度測定する場合における再現性を確保することができると共に、同種の複数の測定対象に対して測定条件（電流供給端子および電圧検出端子を常に一定の間隔で接触させるという測定条件）を同一として抵抗値を測定することができる。
また、このクリップ型プローブでは、一方の挟み部は、先端部が二股に分割されて互いに独立して弾性変形可能な一対のアーム状に形成され、電流供給端子は一対のアーム状に形成された先端部のうちの一方のアーム状の先端部に配設されると共に、電圧検出端子は他方のアーム状の先端部に配設されている。したがって、このクリップ型プローブによれば、挟持される測定対象の表面が多少凸凹していたとしても、電流供給端子および電圧検出端子が配設された二股状の一方の挟み部の各先端部が、測定対象の表面の形状に合わせて、他方の挟み部における一方の挟み部との対向面に対して接離する方向に自動的に弾性変形するため、電流供給端子および電圧検出端子を互いの間隔を一定にした状態において測定対象の表面に確実に接触させることができる。

クリップ型プローブ１の分解斜視図である。 クリップ型プローブ１の斜視図である。 クリップ型プローブ１の一部切欠側面図である。 クリップ型プローブ１を一対備えたプローブ装置５１の構成図である。 図４のプローブ装置５１の動作を説明するための接続図である。 他のクリップ型プローブ７１の一部切欠側面図である。 他のクリップ型プローブ８１の斜視図である。

以下、クリップ型プローブ１およびプローブ装置５１の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、クリップ型プローブ１の構成について、図面を参照して説明する。

クリップ型プローブ１は、図１〜図３に示すように、合成樹脂材などの電気的絶縁性を有する材料で形成された一対のクリップ片２，３を備え、クリップ片２，３間で測定対象の導電部（例えば、図４に示すように、測定対象としての電池１０１の電極１０２など）を挟持（クリップ）可能に構成されている。

本例では一例として、一方のクリップ片２は、一端部が挟み部１１に形成されると共に他端部が摘み部１２に形成され、他方のクリップ片３は一端部が挟み部１３に形成されると共に他端部が摘み部１４に形成されている。また、各クリップ片２，３は、図２，３に示すように、互いの挟み部１１，１３同士が対向し、かつ互いの摘み部１２，１４同士が対向した状態で互いの中央部分に規定された回動軸Ａを中心として回動自在に連結されている。また、各クリップ片２，３内には、不図示の捩りバネが配設されて、挟み部１１，１３同士が接近する方向に、各クリップ片２，３を常時付勢している。

また、各クリップ片２，３のうちの一方のクリップ片２には、電流供給端子１５および電圧検出端子１６が、クリップ片２の挟み部１１における他方の挟み部１３との対向面ＰＬ１からそれぞれの先端が突出した状態で、かつ互いに電気的に絶縁された状態で配設されている。また、一方のクリップ片２には、後述する測定用電流のリターン経路を形成するための外部配線５２を接続するためのコネクタ１７（本例では一例として、外部配線５２の各端部に取り付けられたバナナプラグ５３に対応する（接続し得る）コネクタとしてのバナナソケット）が配設されている。また、一方のクリップ片２には、電流供給端子１５に接続される電流供給配線１８、および電圧検出端子１６に接続される電圧検出配線１９が取り付けられている。この場合、電流供給配線１８および電圧検出配線１９は、絶縁被覆で覆われた単芯のシールド電線で構成されている。また、電流供給配線１８および電圧検出配線１９は、それぞれの絶縁被覆が一体的に連結されることにより、全体として１本の電線として構成されている。

具体的には、一方のクリップ片２は、一例として、ケース部２１、蓋部２２、一対の電極部２３，２４、コネクタ１７および固定ネジ２５を備えている。ケース部２１は、底壁２１ａ、一対の側壁２１ｂ，２１ｃ、上壁２１ｄ、正面壁２１ｅおよび背面壁２１ｆを備えて、上面の一部が開口する平面視長方形の箱体に形成されている。また、一方のクリップ片２では、底壁２１ａの外面（外底面）、および底壁２１ａに対して直角に立設された一対の側壁２１ｂ，２１ｃ（互いに平行な側壁）の外面（側面）がそれぞれ平面に形成されている。また、各側壁２１ｂ，２１ｃは、挟み部１１を構成する部位の高さに対して、摘み部１２を構成する部位の高さが高くなるように構成されると共に、摘み部１２を構成する部位における挟み部１１を構成する部位寄りの位置に、他方のクリップ片３を回動自在に取り付けるための取付孔２６が形成されて構成されている。

また、ケース部２１の上面のうちの挟み部１１側の先端の一部の上面は、上壁２１ｄで閉塞されている。この上壁２１ｄは、その外面（上面）が対向面ＰＬ１を構成し、この上壁２１ｄには、ケース部２１内に配設された電流供給端子１５および電圧検出端子１６の先端を外部に突出されるための２つの貫通孔２７がケース部２１の幅方向に沿って並設されている。また、ケース部２１の背面壁２１ｆには、電流供給配線１８および電圧検出配線１９に共通に取り付けられた保護用ブッシング２８を装着するためのスリット（不図示）が形成されている。

蓋部２２は、ケース部２１の一対の側壁２１ｂ，２１ｃ間に装着されて、ケース部２１の開口する上面を覆う。また、蓋部２２における挟み部１１を構成する部位の上面には、挟み部１１，１３間で挟持している測定対象の回動軸Ａ方向への移動を規制するための規制板２２ａ（本例では一例として２つ）が立設されている。また、蓋部２２における摘み部１２を構成する部位の上面には、コネクタ１７が配設されている。また、蓋部２２には、固定ネジ２５用の貫通孔２２ｂが形成されている。

一対の電極部２３，２４は、厚みが一定で肉薄の金属板に対して、打ち抜き加工および曲げ加工を施すことにより、対向するアーム部の幅が異なる側面視コ字状にそれぞれ形成されている。電極部２３における対向する一対のアーム部２３ａ，２３ｂのうちの幅の広いアーム部２３ａの先端側の側面（同図における上面）には、電流供給端子１５が突設され、この先端側の端面には、移動制限用突起２３ｃが突設されている。また、各アーム部２３ａ，２３ｂを連結する部位の側面には、電流供給配線１８の芯線１８ａを接続するための取付部２３ｄがこの連結する部位に対して直交する状態で形成されている。一方、電極部２４における対向する一対のアーム部２４ａ，２４ｂのうちの幅の広いアーム部２４ａの先端側の側面（同図における上面）には、電圧検出端子１６が突設され、この先端側の端面には、移動制限用突起２４ｃが突設されている。また、各アーム部２４ａ，２４ｂを連結する部位には、電圧検出配線１９の芯線１９ａを接続するための取付部２４ｄがこの連結する部位に対して直交する状態で形成されている。

以上のような構成要素を備えた一方のクリップ片２は、一例として次の手順で組み立てられる。まず、電極部２３の取付部２３ｄに電流供給配線１８の芯線１８ａを接続すると共に、電極部２４の取付部２４ｄに電圧検出配線１９の芯線１９ａを接続する。次いで、各電極部２３，２４をケース部２１における挟み部１１側の内部に、各電極部２３，２４に突設されている電流供給端子１５および電圧検出端子１６がケース部２１の上壁２１ｄに形成されている各貫通孔２７から突出する状態で取り付ける。続いて、コネクタ１７の電極を不図示の電線を介して電流供給配線１８および電圧検出配線１９の各シールド（編み線）１８ｂ，１９ｂに接続する。次いで、電流供給配線１８および電圧検出配線１９に共通に取り付けられた保護用ブッシング２８をケース部２１の背面壁２１ｆに形成されたスリットに装着し、続いて、ケース部２１の上面に蓋部２２を装着する。最後に、蓋部２２に形成されている貫通孔２２ｂを利用して、蓋部２２をケース部２１に固定ネジ２５で固定する。これにより、一方のクリップ片２の組み立てが完了する。

この状態において、各電極部２３，２４は、図３に示すように（なお、図３は電極部２４側から見た側面図のため、電極部２４のみが図面に表れている）、幅の狭いアーム部２３ｂ，２４ｂが、ケース部２１の底壁２１ａにおける内底面にそれぞれ接触し、かつ幅の広いアーム部２３ａ，２４ａの先端に形成された移動制限用突起２３ｃ，２４ｃが、ケース部２１の正面壁２１ｅにおける内面に形成された凹部２９内に進入している。この凹部２９の幅Ｗ１は、移動制限用突起２３ｃ，２４ｃの各幅Ｗ２よりも幅広に形成されている。また、各電極部２３，２４では、各貫通孔２７から突出している電流供給端子１５および電圧検出端子１６にケース部２１の内方に向かう外力が加わったときには、幅の狭いアーム部２３ｂが、アーム部２３ａ，２３ｂを連結する部位との連結点Ｂを支点として弾性変形し、また幅の狭いアーム部２４ｂが、各アーム部２４ａ，２４ｂを連結する部位との連結点Ｂを支点として弾性変形する。

このような弾性変形が可能な電極部２３，２４は、アーム部２３ａ，２４ａの側面（同図３中の上面）に形成された電流供給端子１５および電圧検出端子１６に対して、各貫通孔２７から突出する方向に常時付勢する付勢部材として機能する。このため、電流供給端子１５および電圧検出端子１６は、ケース部２１の内方への外力が加わっていないときには、アーム部２３ａ，２４ａの側面（同図３中の上面）がケース部２１の上壁２１ｄにおける内面と当接するまで上方に移動させられている。したがって、電流供給端子１５および電圧検出端子１６は、アーム部２３ａ，２４ａの各側面からの突出長から上壁２１ｄの厚み（貫通孔２７の長さ）を差し引いた長さ（予め規定された長さ）だけ、上壁２１ｄの外面（上面。対向面ＰＬ１）から突出する。

また、電流供給端子１５は、挟み部１１の内方に向かう外力が加わったときには、幅の狭いアーム部２３ｂが連結点Ｂを支点として弾性変形することで、ケース部２１の底壁２１ａにおける内底面に接触した状態のアーム部２３ｂにアーム部２３ａが接近するのに伴い、アーム部２３ａの先端に形成された移動制限用突起２３ｃの下端が凹部２９の内面と当接してアーム部２３ａ，２３ｂの相対的な接近が規制されるまで、貫通孔２７内へ移動することが可能になっている。

また、電圧検出端子１６は、挟み部１１の内方に向かう外力が加わったときには、幅の狭いアーム部２４ｂが連結点Ｂを支点として弾性変形することで、ケース部２１の底壁２１ａにおける内底面に接触した状態のアーム部２４ｂにアーム部２４ａが接近するのに伴い、アーム部２４ａの先端に形成された移動制限用突起２４ｃの下端が凹部２９の内面と当接してアーム部２４ａ，２４ｂの相対的な接近が規制されるまで、貫通孔２７内へ移動することが可能になっている。

図１に示すように、他方のクリップ片３には、挟み部１３に形成された一端部と摘み部１４に形成された他端部との間に、互いに平行な一対の側壁３１ａ，３１ｂが形成されている。また、各側壁３１ａ，３１ｂの外面には、円筒状の突起３２ａ，３２ｂが形成されている。この場合、各側壁３１ａ，３１ｂの間隔はケース部２１の一対の側壁２１ｂ，２１ｃの間隔よりも若干狭く形成されて、一対の側壁２１ｂ，２１ｃ間に各側壁３１ａ，３１ｂを挿入可能に構成されている。また、各突起３２ａ，３２ｂの内部は、対応する側壁３１ａ，３１ｂの表裏を貫通する貫通孔に形成されると共に、各突起３２ａ，３２ｂの直径は、各側壁２１ｂ，２１ｃに形成された取付孔２６の直径よりも若干小径に形成されて、突起３２ａが側壁２１ｂ側の取付孔２６内に挿入可能に構成されると共に、突起３２ｂが側壁２１ｃ側の取付孔２６内に挿入可能に構成されている。

以上のような構成要素を備えた他方のクリップ片３は、各突起３２ａ，３２ｂの内部（側壁３１ａ，３１ｂに形成された貫通孔）に挿入される突起が両端面に突設された剛性を有する柱状体３３が側壁３１ａ，３１ｂ間に装着されることによって側壁３１ａ，３１ｂ間の間隔が一定に維持された状態で、各側壁３１ａ，３１ｂおよび各突起３２ａ，３２ｂをケース部２１の一対の側壁２１ｂ，２１ｃ間に、各側壁２１ｂ，２１ｃを離反する方向に若干弾性変形させながら挿入すると共に、各突起３２ａ，３２ｂを対応する各取付孔２６内に挿入する。各突起３２ａ，３２ｂが各取付孔２６内に挿入された状態では、弾性変形していた各側壁２１ｂ，２１ｃは、ほぼ平行な状態に戻ることで、他方のクリップ片３を各取付孔２６の中心（回動軸Ａ）を中心として回動自在に支持する。つまり、各クリップ片２，３は、図２，３に示すように、互いの挟み部１１，１３同士が対向し、かつ互いの摘み部１２，１４同士が対向した状態で回動軸Ａを中心として回動自在に連結される。

この構成により、クリップ型プローブ１は、クリップ片２の挟み部１１とクリップ片３の挟み部１３との間に挿入された電池１０１の電極１０２を、捩りバネの付勢力により、クリップ片２の挟み部１１における他方の挟み部１３との対向面ＰＬ１と、クリップ片３の挟み部１３における一方の挟み部１１との対向面ＰＬ２との間で挟持（クランプ）することが可能になっている。

次に、上記のクリップ型プローブ１を一対備えると共に外部配線５２を備えたプローブ装置５１を測定装置（抵抗測定装置）６１に接続して、測定対象としての電池１０１についての一対の電極１０２間の抵抗値を測定装置６１で測定するときのクリップ型プローブ１およびプローブ装置５１の動作を説明する。

まず、図４に示すように、一対のクリップ型プローブ１のうちの一方のクリップ型プローブ１（以下、区別するときにはクリップ型プローブ１ａともいう）に接続された電流供給配線１８を測定装置６１の高電位側の電流供給コネクタ６２に接続すると共に、電圧検出配線１９を測定装置６１の高電位側の電圧検出コネクタ６３に接続する。また、一対のクリップ型プローブ１のうちの他方のクリップ型プローブ１（以下、区別するときにはクリップ型プローブ１ｂともいう）に接続された電流供給配線１８を測定装置６１の低電位側の電流供給コネクタ６４に接続すると共に、電圧検出配線１９を測定装置６１の低電位側の電圧検出コネクタ６５に接続する。

これにより、図５に示すように、クリップ型プローブ１ａの電流供給端子１５は、クリップ型プローブ１ａ側の電流供給配線１８における芯線１８ａおよび電流供給コネクタ６２を介して測定装置６１内の信号源（例えば定電流源）６６の一方の出力端子に接続される。また、この電流供給配線１８のシールド１８ｂは、電流供給コネクタ６２を介して信号源６６の他方の出力端子に接続される。また、クリップ型プローブ１ａの電圧検出端子１６は、クリップ型プローブ１ａ側の電圧検出配線１９における芯線１９ａおよび電圧検出コネクタ６３を介して測定装置６１内の電圧検出アンプ６７の一方の入力端子に接続される。また、この電圧検出配線１９のシールド１９ｂは、電圧検出コネクタ６３を介して測定装置６１内のグランドに接続される。

また、クリップ型プローブ１ｂの電流供給端子１５は、クリップ型プローブ１ｂ側の電流供給配線１８における芯線１８ａおよび電流供給コネクタ６４を介して測定装置６１内の電流計６８の一方の入力端子に接続される。また、この電流供給配線１８のシールド１８ｂは、電流供給コネクタ６４を介して測定装置６１内のグランドに接続されると共に、測定装置６１内の電圧制御アンプ６９の一方の入力端子に接続される。また、クリップ型プローブ１ｂの電圧検出端子１６は、クリップ型プローブ１ｂ側の電圧検出配線１９における芯線１９ａおよび電圧検出コネクタ６５を介して電圧制御アンプ６９の他方の入力端子に接続されると共に電圧検出アンプ６７の他方の入力端子に接続される。また、この電圧検出配線１９のシールド１９ｂは、電圧検出コネクタ６５を介して測定装置６１内のグランドに接続される。

なお、測定装置６１内には、電圧計７０が設けられており、この電圧計７０は、電圧検出アンプ６７の出力端子と測定装置６１内のグランドとの間に接続されている。また、電流計６８の他方の入力端子は、電圧制御アンプ６９の出力端子に接続されている。また、測定装置６１内には、図示はしないが、信号源６６の動作制御を実行すると共に、電流計６８で測定される測定用電流と電圧計７０で測定される電圧とに基づいて、電池１０１についての一対の電極１０２間の抵抗値を算出する処理部が設けられている。

次いで、図４に示すように、一対のクリップ型プローブ１の各コネクタ１７に外部配線５２の各端部に取り付けられたバナナプラグ５３（コネクタ１７に対応するコネクタの一例）を接続する。これにより、図５に示すように、クリップ型プローブ１ａ内において互いに接続されたクリップ型プローブ１ａ側の電流供給配線１８のシールド１８ｂおよび電圧検出配線１９のシールド１９ｂが、クリップ型プローブ１ｂ内において互いに接続されたクリップ型プローブ１ｂ側の電流供給配線１８のシールド１８ｂおよび電圧検出配線１９のシールド１９ｂと、外部配線５２を介して測定対象である電池１０１の近傍において電気的に接続（短絡）可能になる。このため、長さの異なる外部配線５２を予め複数用意しておき、各クリップ型プローブ１を測定対象に装着したときに、外部配線５２の弛みがより少ない状態になるように、適切な長さの外部配線５２を選択し得るようにするのがより好ましい。本例のクリップ型プローブ１では、コネクタ１７を備えて外部配線５２を着脱し得る構成を採用しているため、適切な長さの外部配線５２を選択して使用することが可能になっている。

続いて、図４に示すように、電池１０１の一対の電極１０２のうちの一方の電極１０２にクリップ型プローブ１ａを装着する（クリップ型プローブ１ａで一方の電極１０２を挟持（クリップ）する）と共に、他方の電極１０２にクリップ型プローブ１ｂを装着する（クリップ型プローブ１ｂで一方の電極１０２を挟持（クリップ）する）。

この状態において各クリップ型プローブ１では、電極１０２を挟持するクリップ片２の挟み部１１における対向面ＰＬ１およびクリップ片３の挟み部１３における対向面ＰＬ２のうちの一方の対向面ＰＬ１に電流供給端子１５および電圧検出端子１６が配設されているため、電極１０２の形状が円柱状のときにはその直径が変わったとしても、また電極１０２の形状が四角柱状のときにはその厚みが変わったとしても、電流供給端子１５および電圧検出端子１６は、それに左右されることなく、常に一定の間隔を保った状態で電極１０２に接触する。また、各挟み部１１，１３間での電極１０２の位置が、クリップ型プローブ１の長さ方向に沿って若干ずれたとしても、電流供給端子１５および電圧検出端子１６は、それに左右されることなく、常に一定の間隔を保った状態で電極１０２に接触する。

また、各クリップ型プローブ１の電流供給端子１５および電圧検出端子１６は、挟み部１１内に配設されて付勢部材として機能する電極部２３，２４によって先端が対向面ＰＬ１から予め規定された長さだけ突出するようにそれぞれ付勢されている。このため、電流供給端子１５および電圧検出端子１６は、挟持される電極１０２の表面が多少凸凹していたとしても、電極１０２の表面の形状に合わせて対向面ＰＬ１からの突出長を自動的に変化させられて、電極１０２の表面に確実に接触することが可能になっている。

次いで、測定装置６１を作動させて、電池１０１の一対の電極１０２間の抵抗値を測定させる。この際、信号源６６から電池１０１には、図５において一点鎖線で示すように、クリップ型プローブ１ａ側の電流供給配線１８の芯線１８ａ、クリップ型プローブ１ａ側の電流供給端子１５、電池１０１の一方の電極１０２、電池１０１、電池１０１の他方の電極１０２、クリップ型プローブ１ｂ側の電流供給端子１５、クリップ型プローブ１ｂ側の電流供給配線１８の芯線１８ａ、測定装置６１内の電流計６８、測定装置６１内の電圧制御アンプ６９、クリップ型プローブ１ｂ側の電流供給配線１８のシールド１８ｂ、外部配線５２、およびクリップ型プローブ１ａ側の電流供給配線１８のシールド１８ｂを介して信号源６６に戻る経路で測定用電流が供給される。

なお、上記の経路のうちのクリップ型プローブ１ｂ側の電流供給配線１８のシールド１８ｂから、外部配線５２およびクリップ型プローブ１ａ側の電流供給配線１８のシールド１８ｂを介して信号源６６に至る経路が、測定用電流のリターン経路を構成する。これにより、電流供給配線１８を構成する芯線１８ａは、電流供給端子１５に測定用電流を供給するための第１電線として機能し、電流供給配線１８を構成するシールド１８ｂは、測定用電流のリターン経路を構成する第２電線として機能する。

この構成により、各クリップ型プローブ１ａ，１ｂの電流供給配線１８において、芯線１８ａに流れる電流によって生じる磁界を、芯線１８ａと近接して配設されているシールド１８ｂに逆向きに流れる電流によって生じる磁界で相殺できる。このため、信号源６６から供給される電流によって各電流供給配線１８の周囲に生じる磁束を大幅に低減することが可能になっている。また、このプローブ装置５１では、クリップ型プローブ１ａ，１ｂ間に外部配線５２が直接取り付けられているため、電池１０１の一対の電極１０２間に流れる電流によって生じる磁界を、電池１０１と近接して配設されている外部配線５２に逆向きに流れる電流によって生じる磁界で相殺できる。このため、信号源６６から供給される電流によって電池１０１および外部配線５２の周囲に生じる磁束についても大幅に低減することが可能になっている。

作動状態の測定装置６１では、電圧制御アンプ６９が、自らの他方の入力端子の電位（図５中のＣ点の電位）がグランドの電位と一致するように、出力端子から出力する電圧を制御する。したがって、電圧検出アンプ６７は、一対の電極１０２間に生じる電圧（グランドの電位となる他方の電極１０２の電位を基準として一方の電極１０２に生じる電圧）を検出して、電圧計７０に出力する。これにより、電圧計７０は、一対の電極１０２間に生じる電圧を測定する。また、上記したように一点鎖線で示される電流の経路内に配設された電流計６８は、電池１０１に流れる測定用電流を測定する。したがって、測定装置６１内の処理部は、電流計６８で測定される測定用電流と電圧計７０で測定される電圧とに基づいて、電池１０１についての一対の電極１０２間の抵抗値を正確に算出する。なお、この測定装置６１では、上記したように、電圧制御アンプ６９によってＣ点の電位（電圧検出アンプ６７の他方の入力端子の電位でもある）をグランドの電位に一致させているため、電圧検出アンプ６７での電圧検出動作に対するノイズ（コモンモードノイズ）の影響が大幅に低減されている。

このように、このクリップ型プローブ１およびこのクリップ型プローブ１を一対備えたプローブ装置５１では、電流供給端子１５および電圧検出端子１６は、一対の挟み部１１，１３のうちの一方の挟み部１１における他方の挟み部１３との対向面ＰＬ１に、互いに電気的に絶縁された状態で配設されている。

したがって、このクリップ型プローブ１およびプローブ装置５１によれば、挟持（クランプ）する電極１０２の形状や厚みにかかわらず、電流供給端子１５および電圧検出端子１６を常に一定の間隔で電極１０２に接触させることができるため、同一の電池１０１の抵抗値を再度測定する場合における再現性を確保することができると共に、同種の複数の電池１０１に対して測定条件（電流供給端子１５および電圧検出端子１６を常に一定の間隔で電極１０２に接触させるという測定条件）を同一として抵抗値を測定することができる。

また、このクリップ型プローブ１およびプローブ装置５１では、一方の挟み部１１に配設された電流供給端子１５および電圧検出端子１６は、一方の挟み部１１内に配設されて付勢部材として機能する電極部２３，２４によって先端が対向面ＰＬ１から予め規定された長さだけ突出するようにそれぞれ付勢されている。

したがって、このクリップ型プローブ１およびプローブ装置５１によれば、挟持される電極１０２の表面が多少凸凹していたとしても、電流供給端子１５および電圧検出端子１６が電極１０２の表面の形状に合わせて対向面ＰＬ１からの突出長を自動的に変化させるため、電流供給端子１５および電圧検出端子１６を電極１０２の表面に確実に接触させることができる。

また、このクリップ型プローブ１およびプローブ装置５１では、クリップ型プローブ１に取り付けられている電流供給配線１８のシールド１８ｂに電気的に接続されたコネクタ１７が配設されている。

したがって、このクリップ型プローブ１およびプローブ装置５１によれば、このコネクタ１７に対応するコネクタ（本例では、バナナソケットであるコネクタ１７に対応するバナナプラグ５３）が両端に配設された外部配線５２を使用することで、プローブ装置５１を構成する一対のクリップ型プローブ１に取り付けられた電流供給配線１８の測定用電流についてのリターン経路を構成する各シールド１８ｂを外部配線５２を介して測定対象である電池１０１の近傍において電気的に接続することができる。このため、このクリップ型プローブ１およびプローブ装置５１によれば、この外部配線５２により、電池１０１の近傍において測定用電流についてのリターン経路を形成することができることから、信号源６６から供給される測定用電流によって電池１０１および外部配線５２の周囲に生じる磁束を大幅に低減することができる。また、このクリップ型プローブ１およびプローブ装置５１によれば、各クリップ型プローブ１に取り付けられた電流供給配線１８においても、芯線１８ａの近傍において測定用電流についてのリターン経路をシールド１８ｂで形成することができるため、信号源６６から供給される測定用電流によって各電流供給配線１８の周囲に生じる磁束を大幅に低減することができる。

なお、上記の例では、電流供給端子１５と一体的に形成された電極部２３をコ字状に形成して、電流供給端子１５を付勢する付勢部材として機能させると共に、電圧検出端子１６と一体的に形成された電極部２４をコ字状に形成して、電圧検出端子１６を付勢する付勢部材として機能させているが、この構成に限定されるものではない。例えば、図６に示すクリップ型プローブ７１のように、電流供給端子１５および電圧検出端子１６（なお、同図では、電圧検出端子１６側から見た側面図のため、電圧検出端子１６のみが図面に表れている）を柱状（円柱状、角柱状または楕円柱状）に形成すると共に、電流供給端子１５および電圧検出端子１６とケース部２１の底壁２１ａとの間に付勢部材を配設して、電流供給端子１５および電圧検出端子１６を上壁２１ｄ側に常時付勢する構成を採用することもできる。同図中では、付勢部材として、コイルスプリング７２を使用しているが、板バネやゴムなどの他の弾性材を使用することもできる。なお、クリップ型プローブ１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略した。

また、上記の例では、一方の挟み部１１に配設された電流供給端子１５および電圧検出端子１６を、一方の挟み部１１内に配設された付勢部部材によって先端が対向面ＰＬ１から予め規定された長さだけ突出するようにそれぞれ付勢する構成を採用して、加わる外力に応じて電流供給端子１５および電圧検出端子１６の対向面ＰＬ１からの各突出長が自動的に変更し得るようにしているが、図７に示すクリップ型プローブ８１のように構成することもできる。このクリップ型プローブ８１では、合成樹脂製のクリップ片２Ａにおける一方の挟み部１１Ａの先端部が、二股に分割されることで、それぞれの弾性に応じて互いに独立して変形可能な一対のアーム状に形成され、一対のアーム状に形成された先端部のうちの一方のアーム状の先端部の対向面ＰＬ１に電流供給端子１５が配設され、一対のアーム状に形成された先端部のうちの他方のアーム状の先端部の対向面ＰＬ１に電圧検出端子１６が配設されている。

この構成のクリップ型プローブ８１においても、一方の挟み部１１Ａの各対向面ＰＬ１と他方の挟み部１３の対向面ＰＬ２との間で挟持（クランプ）する電極１０２の形状や厚みにかかわらず、電流供給端子１５および電圧検出端子１６を常に一定の間隔で電極１０２に接触させることができるため、測定対象としての電池１０１の抵抗値をばらつきの極めて少ない状態で測定することができる。また、挟持される電極１０２の表面が多少凸凹していたとしても、電流供給端子１５および電圧検出端子１６が配設された一方の挟み部１１Ａの各先端部が、電極１０２の表面の形状に合わせて図７中の矢印方向（他方の挟み部１３の対向面ＰＬ２に対して接離する方向）に自動的に弾性変形するため、電流供給端子１５および電圧検出端子１６を電極１０２の表面に確実に接触させることができる。なお、クリップ型プローブ１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略した。

また、上記の例では、クリップ型プローブ１，７１，８１で挟持する測定対象の導電部の表面が多少凸凹している状態でも、挟み部１１，１１Ａの対向面ＰＬ１に配設した電流供給端子１５および電圧検出端子１６が導電部の表面に確実に接触し得るように、電流供給端子１５および電圧検出端子１６における挟み部１１の対向面ＰＬ１からの突出長が外力に応じて自動的に変わる構成や、挟み部１１Ａのように、その先端部を二股に分割して弾性変形可能な一対のアーム状に形成する構成を採用しているが、導電部の表面に凸凹のない測定対象であるときには、挟み部１１の対向面ＰＬ１に電流供給端子１５および電圧検出端子１６を直接配設する構成を採用することもできる。

また、上記の例では、電流供給端子１５および電圧検出端子１６をケース部２１の幅方向に沿って並設させる構成を採用しているが、クリップ型プローブ１，７１，８１で測定対象の導体部を挟持したときに電流供給端子１５および電圧検出端子１６が導体部に接触し得る範囲内で、電流供給端子１５および電圧検出端子１６をケース部２１の幅方向に沿った位置からずらして配設することもできる。例えば、電流供給端子１５および電圧検出端子１６をケース部２１の幅方向と直交する方向（ケース部２１の長さ方向）に沿って並設する構成も採用することができる。

また、上記の例では、電流供給配線１８および電圧検出配線１９は、絶縁被覆で覆われた単芯のシールド電線で構成されているが、単芯のシールド電線に代えてツイストペア線で構成して、ツイストペア線のうちの１本をシールド電線における芯線として使用すると共に他の１本をシールド電線におけるシールドとして使用することもできる。

１，７１，８１ クリップ型プローブ
１１，１１Ａ，１３ 挟み部
１５ 電流供給端子
１６ 電圧検出端子
ＰＬ１，ＰＬ２ 対向面
２３，２４ 電極部
５１ プローブ装置
１８ 電流供給配線
１９ 電圧検出配線

Claims (4)

1. 測定対象を挟持可能な一対の挟み部、並びに当該一対の挟み部で当該測定対象を挟持したときに当該測定対象に接触する電流供給端子および電圧検出端子を備え、
   前記電流供給端子および前記電圧検出端子は、前記一対の挟み部のうちの一方の挟み部における他方の挟み部との対向面に、互いに電気的に絶縁された状態で配設されているクリップ型プローブであって、
   一端部が前記一方の挟み部に形成されると共に他端部が一方の摘み部に形成された一方のクリップ片と、一端部が前記他方の挟み部に形成されると共に他端部が他方の摘み部に形成された他方のクリップ片とを備え、
   前記一方の摘み部には、前記電流供給端子に接続されて当該電流供給端子に測定用電流を供給するための第１電線、および当該測定用電流のリターン経路を構成する第２電線が取り付けられると共に、外部配線を前記第２電線に電気的に接続するためのコネクタが配設されているクリップ型プローブ。
2. 前記電流供給端子および前記電圧検出端子は、前記一方の挟み部内に配設された付勢部材によって先端が前記対向面から予め規定された長さだけ突出するようにそれぞれ付勢されている請求項１記載のクリップ型プローブ。
3. 測定対象を挟持可能な一対の挟み部、並びに当該一対の挟み部で当該測定対象を挟持したときに当該測定対象に接触する電流供給端子および電圧検出端子を備え、
   前記電流供給端子および前記電圧検出端子は、前記一対の挟み部のうちの一方の挟み部における他方の挟み部との対向面に、互いに電気的に絶縁された状態で配設されているクリップ型プローブであって、
   前記一方の挟み部は、先端部が二股に分割されて互いに独立して弾性変形可能な一対のアーム状に形成され、
   前記電流供給端子は、前記一対のアーム状に形成された前記先端部のうちの一方のアーム状の先端部に配設されると共に、前記電圧検出端子は、他方のアーム状の先端部に配設されているクリップ型プローブ。
4. 請求項１または２記載のクリップ型プローブを一対有し、当該一対のクリップ型プローブは、前記コネクタに対応するコネクタが両端に配設された前記外部配線を介して前記第２電線同士が電気的に接続されているプローブ装置。

Images