JP7226441B2 - プローブピン - Google Patents

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Description

本開示は、接続対象物に接続可能なコネクタに配置可能なプローブピンに関する。
USBデバイス等の電子部品モジュールでは、一般に、その製造工程において、導通検査および動作特性検査等が行われる。これらの検査は、検査装置と電子部品モジュールとをコネクタで接続することにより行われる。
このようなコネクタとしては、特許文献1に記載されたものがある。このコネクタは、基板上に配置可能なベース部と、ベース部の上部から基板の上面と平行に延びて、電子部品モジュールと嵌合可能な嵌合部と、ベース部に取り付けられた複数のコンタクト部材とを備えている。前記コネクタでは、ベース部に設けられた移動規制部と、嵌合部に設けられた移動規制部とが、間隙を有して係合されており、この間隙の範囲内で嵌合部がベース部に対して相対的に移動可能になっている。これにより、嵌合方向に対して斜め方向に電子部品モジュールが接続される場合でも、電子部品モジュールをスムーズに嵌合接続できるようになっている。
特開2015-158990号公報
しかし、前記コネクタでは、ベース部および嵌合部の各々の長手方向の両端部にそれぞれ移動規制部が設けられているため、高い精度でベース部および嵌合部の各部材を形成しなければ、設計通り嵌合部を移動させることが困難になる場合がある。この場合、電子部品モジュールが嵌合方向に対して斜め方向に電子部品モジュールが接続されると、コンタクト部材に対して、予定している接触方向に交差する方向の応力が加わり、コンタクト部材が損傷してしまう可能性がある。
本開示は、予定している接触方向に交差する方向の応力が加えられたとしても、損傷し難いプローブピンを提供することを課題とする。
本開示の一例のプローブピンは、
接続対象物に接続可能なコネクタに配置可能なプローブピンであって、
第1接触ばね部および第2接触ばね部と、
前記第1接触ばね部および前記第2接触ばね部の間に直列的に配置された中間部および緩衝ばね部と
を備え、
前記中間部は、前記第1方向の両端部がそれぞれ前記第1接触ばね部および前記緩衝ばね部に接続され、
前記緩衝ばね部は、前記第1方向の両端部がそれぞれ前記中間部および前記第2接触ばね部に接続されていると共に、前記中間部に対して前記第1接触ばね部、前記中間部、前記緩衝ばね部および前記第2接触ばね部の配列方向である第1方向に交差する第2方向に弾性変形可能に構成され、
前記第1接触ばね部および前記第2接触ばね部は、前記中間部に対して前記第1方向およびに第2方向に交差する第3方向に弾性変形可能に構成されている。
前記プローブピンによれば、第1接触ばね部および第2接触ばね部と、第1接触ばね部および第2接触ばね部の間に直列的に配置された中間部および緩衝ばね部とを備え、緩衝ばね部が、中間部に対して第1接触ばね部、中間部、緩衝ばね部および第2接触ばね部の配列方向である第1方向に交差する第2方向に弾性変形可能に構成され、第1接触ばね部および第2接触ばね部が、中間部に対して第1方向およびに第2方向に交差する第3方向に弾性変形可能に構成されている。このような構成により、予定している接触方向に交差する方向の応力が加えられたとしても、緩衝ばね部によりその応力を分散させて、プローブピンの損傷を低減できる。その結果、損傷し難いプローブピンを実現できる。
本開示の第1実施形態のコネクタを示す斜視図。 図1のII-II線に沿った断面図。 図1のIII-III線に沿った断面図。 図1のコネクタの第1端子接続部側の側面図。 図1のコネクタの第1端子接続部を示す斜視図。 図1のVI-VI線に沿った断面図。 図1のコネクタのプローブピンを示す斜視図。 図1のVIII-VIII線に沿った断面図。 図1のコネクタの第1の変形例を示す斜視図。 図9のコネクタのコネクタハウジングを取り除いた状態における第1端子接続部側の側面図。 図1のコネクタの第2の変形例を示す斜視図。 図1のコネクタの第3の変形例を示す第1端子接続部の斜視図。 図1のコネクタの第4の変形例を示す図1のII-II線に沿った断面図。 図7のプローブピンの第1接触ばね部が弾性変形する前の状態を示す平面図。 図7のプローブピンの第1接触ばね部が弾性変形した後の状態を示す平面図。 図1のコネクタの第5の変形例を示す斜視図。 図7のプローブピンの第1の変形例を示す斜視図。 図7のプローブピンの第2の変形例を示す斜視図。 図7のプローブピンの第3の変形例を示す斜視図。 図7のプローブピンの第4の変形例を示す斜視図。 図7のプローブピンの第5の変形例を示す斜視図。 図7のプローブピンの第6の変形例を示す斜視図。 図7のプローブピンの第7の変形例を示す斜視図。 図7のプローブピンの第8の変形例を示す斜視図。 図7のプローブピンの第9の変形例を示す斜視図。 図25のプローブピンの第1接触ばね部および第2接触ばね部が弾性変形する前の状態を示す平面図。 図25のプローブピンの第1接触ばね部および第2接触ばね部が弾性変形した後の状態を示す平面図。 本開示の第2実施形態のプローブピンを示す斜視図。 図28のプローブピンの第1接触ばね部が弾性変形する前の状態を示す平面図。 図28のプローブピンの第1接触ばね部が弾性変形した後の状態を示す平面図。 図28のプローブピンの変形例を示す斜視図。 図31のプローブピンの第1接触ばね部および第2接触ばね部が弾性変形する前の状態を示す平面図。 図32のプローブピンの第1接触ばね部および第2接触ばね部が弾性変形した後の状態を示す平面図。
以下、本開示の一例を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向あるいは位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」を含む用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した本開示の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本開示の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない。
(第1実施形態)
本開示の第1実施形態のコネクタ1は、接続対象物の一例の検査装置100および検査対象200に接続可能に構成され(図3参照)、図1に示すように、コネクタハウジング10と、このコネクタハウジング10に揺動可能に支持されている第1端子接続部20(コネクタ1のハウジングの一例)とを備えている。コネクタハウジング10の内部には、図2に示すように、付勢部30が設けられている。
コネクタハウジング10は、図1に示すように、一例として、略矩形の箱状で、厚さ方向(すなわち、図1の上下方向)に積み重ねられた上ハウジング11と下ハウジング12とで構成されている。このコネクタハウジング10は、その長手方向(すなわち、第1方向X)に対向する側面の一方に開口面13を有し、この開口面13には、略楕円形状の開口部14が設けられている。
図3に示すように、コネクタハウジング10の内部には、基板40と、検査装置100に接続可能な第2端子接続部50が設けられている。基板40は、その板面における第1方向Xの両端部に設けられた接続端子41(図6に示す)を介して、第1端子接続部20および第2端子接続部50に電気的に接続されている。第2端子接続部50は、基板40に対して第1方向Xにおける第1端子接続部20の反対側に配置されている。
第1端子接続部20は、図3に示すように、開口面13に交差(例えば、直交)する第1方向Xの一端部である第1端部201がコネクタハウジング10の内部に位置しかつ第1方向Xの他端部である第2端部202が検査対象200を接続可能にコネクタハウジング10の外部に露出している。なお、検査対象200は、例えば、USBコネクタあるいはHDMIコネクタを有する電子部品モジュールである。
また、第1端子接続部20は、図4に示すように、開口部14内であって開口部14の縁部との間に隙間15が基準位置Pに配置され、開口面13上で図4の上下左右の任意の方向に対して揺動可能な状態で、コネクタハウジング10に支持されている。この実施形態では、隙間15は、基準位置Pにおいて、第1端子接続部20の第1方向X(すなわち、図2の紙面貫通方向)まわりの全周に亘って設けられている。
詳しくは、第1端子接続部20は、図3に示すように、板状のプローブピン60と、第1方向Xに延びて第1方向Xに交差(例えば、直交)する第2方向Y(図4に示す)に板面が対向するようにプローブピン60を収容可能な第1収容部22が設けられた接続ハウジング21とを有している。この実施形態では、第1端子接続部20は、図2に示すように、複数のプローブピン60を有し、接続ハウジング21には、第2方向Yに沿って間隔を空けて配置された複数対の第1収容部22が設けられ、各第1収容部22にプローブピン60がそれぞれ収容されている。これにより、各対の第1収容部22は、第1方向Xから見て、第1端子接続部20の第1方向Xおよび第2方向Yに交差(例えば、直交)する第3方向Zの中心線L1に対して対称に配置され、相互に電気的独立している。すなわち、各対の第1収容部22に収容されたプローブピン60は、後述する第1接触ばね部61によって検査対象200を第3方向Zから挟持可能であると共に、後述する第2接触ばね部62によって基板40を第3方向Zから挟持可能に構成されている。
図3に示すように、接続ハウジング21の第1端部201側の端部には、後述する付勢部30の付勢部材(すなわち、コイルばね31)を支持する支持部211が設けられ、接続ハウジング21の第2端部202側の端部には、第1方向Xに開口して第1方向Xから検査対象200を収容可能な凹部23と、確認用窓24とが設けられている。凹部23の内部には、各プローブピン60の後述する第1接触ばね部61が配置されている。すなわち、検査対象200は、第1方向Xに沿って第1端子接続部20に接続される。また、確認用窓24は、第1収容部22と接続ハウジング21の外部とに連通して、各プローブピン60の第1接触ばね部61を接続ハウジング21の外部から確認可能になっている。
また、図5に示すように、第1端子接続部20は、接続ハウジング21の外面を覆うと共に、コネクタハウジング10の内部に配置されるグランド端子26が設けられた導電性の外殻部25を有している。この実施形態では、外殻部25は、鉄等の金属で構成され、各プローブピン60とは電気的に独立した状態で接続ハウジング21の外面の第2端部202を除いた領域を覆っている。このように構成することで、第1端子接続部20に検査対象200等の接続対象物を接続するときに、検査対象200等の接続対象物が外殻部25に接触することがなくなり、第1端子接続部20への接続時における検査対象200等の接続対象物の損傷を低減できる。また、グランド端子26は、外殻部25の第2方向Yの両端部のそれぞれに一対ずつ設けられている。
接続ハウジング21の外面には、図3に示すように、外殻部25を収容可能な凹部212が設けられている。この凹部212は、収容された外殻部25の外面が、接続ハウジング21の凹部212が設けられていない部分(例えば、接続ハウジング21の第2端部202側の端部213)の外面に対して、同一平面上に位置するように構成されている。
各対のグランド端子26は、図6に示すように、第3方向Zに対向するように配置され、第3方向Zに弾性変形した状態で基板40接続端子41に対して接触可能に構成されている。
付勢部30は、図2に示すように、コネクタハウジング10の内部に配置されて、コネクタハウジング10に対して第1端子接続部20を基準位置Pに向かって付勢する。詳しくは、付勢部30は、複数の付勢部材(この実施形態では、4つのコイルばね31)で構成され、4つのコイルばね31が、第1方向Xに直交する仮想直線(例えば、第1端子接続部20の第3方向Zの中心線L1)に対して対称に配置されている。
各コイルばね31は、接続ハウジング21の支持部211に設けられた略円柱状の凹部214と、上ハウジング11および下ハウジング12の各々に設けられ相互に接続ハウジング21の凹部214にそれぞれ対向するように配置された略円柱状の凹部111、121とで構成されるコイルばね収容部16に収容されている。付勢部材としてコイルばね31を用いることで、第1端子接続部20を開口面13上の任意の方向に加えて、第1方向Xに揺動させることができる。
各プローブピン60は、図7に示すように、板状で、第1接触ばね部61および第2接触ばね部62と、第1接触ばね部61および第2接触ばね部62の間に第1方向Xに沿って直列的に配置された中間部63および緩衝ばね部64とを備えている。すなわち、第1接触ばね部61、中間部63、緩衝ばね部64および第2接触ばね部62は、第1方向Xに沿って配列されている。また、各プローブピン60は、例えば、電鋳法で形成され、第1接触ばね部61、中間部63、緩衝ばね部64および第2接触ばね部62が、一体に構成されている。
第1接触ばね部61および第2接触ばね部62の各々は、第2方向Yから見て、蛇行形状を有し、中間部63に対して第3方向Zに弾性変形可能に構成されている。また、第1接触ばね部61は、相互に隙間65を空けて配置された複数の弾性片(この実施形態では、一例として、2つの帯状の弾性片611、612)で構成されている。この第1接触ばね部61は、一例として、第1方向Xの2箇所で屈曲した波形状または蛇行形状を有している。各弾性片611、612は、第1接触ばね部61の延在方向(すなわち、第1方向X)の中間部63から遠い方の端部において相互に接続されている。すなわち、隙間65は、各弾性片611、612および中間部63で取り囲まれて、第1接触ばね部61の延在方向の一端から他端まで延びている。第1接触ばね部61の第1方向Xにおいて中間部63から遠い方の屈曲部近傍には、開口部14を介して凹部23に収容された検査対象200に対して第3方向Zから接触可能な接点部66が設けられている(図3参照)。接点部66は、コネクタ1に接続された検査対象200によって第3方向Zの力が加えられた状態において(図14および図15参照)、第3方向Zに加えて、検査対象200に接触する面積が広がる方向にも弾性変形して、隙間65が狭くなるように構成されている。すなわち、第1接触ばね部61は、コネクタ1に接続された検査対象200によって第3方向Zの力が加えられた状態において、第3方向Zに加えて、検査対象200に接触する面積が広がる方向にも弾性変形可能に構成され、また、複数の弾性片611、612のうちの隣接する弾性片間の隙間65が狭くなるように構成されている。このように構成することにより、第1接触ばね部61をより円滑に弾性変形させて、第1接触ばね部61の耐久性を向上させることができる。また、第1接触ばね部61がより円滑に弾性変形するので、第1接触ばね部61の接触による検査対象200の損傷をより確実に低減できる。なお、この実施形態では、コネクタ1に対して基板40よりも頻繁に抜き差しされる検査対象200と接触する第1接触ばね部61を複数の弾性片611、612で構成している。
なお、第2接触ばね部62は、1つの弾性片で構成されている点を除いて、第1接触ばね部61と同じ構成を有している。すなわち、第2接触ばね部62は、第1方向Xの2箇所で屈曲した波形状または蛇行形状を有し、第1方向Xにおいて緩衝ばね部64から遠い方の屈曲部近傍には、基板40に対して第3方向Zから接触可能な接点部68が設けられている(図3参照)。
中間部63は、略矩形状を有し、第1方向Xの両端部がそれぞれ第1接触ばね部61および緩衝ばね部64に接続されている。この中間部63の緩衝ばね部64側の端部には、接続ハウジング21の第1収容部22に収容されたときのプローブピン60の第1方向Xでかつ第2接触ばね部62に向かう方向の移動を規制する第1位置決め部631が設けられている。第1位置決め部631は、第3方向Zにおいて緩衝ばね部64から離れる方向に延びる平面で構成されている。
緩衝ばね部64は、中間部63から第3方向Zにおいて突出した略矩形の枠状を有し、第1方向Xの両端部がそれぞれ中間部63および第2接触ばね部62に接続され、中間部63に対して第2方向Y(すなわち、板厚方向)に弾性変形可能に構成されている。緩衝ばね部64の中間部63側の端部には、接続ハウジング21の第1収容部22に収容されたときのプローブピン60の第1方向Xでかつ第1接触ばね部61に向かう方向の移動を規制する第2位置決め部641が設けられている。第2位置決め部641は、第3方向Zにおいて緩衝ばね部64から離れる方向でかつ中間部63の第1位置決め部631とは反対方向に延びる平面で構成されている。
また、第2位置決め部641の第3方向Zにおける中間部63のから遠い方の端部には、第2位置決め部641から第1方向X沿いを第1接触ばね部61に向かって延びる突起部642が設けられている。この突起部642は、図3に示すように、第3方向Zにおいて、接続ハウジング21の支持部211に設けられ、コイルばね31と中間部63との間に配置された凹部215に収容されている。
図3に示すように、第2接触ばね部62および緩衝ばね部64の各々は、接続ハウジング21の外部でかつコネクタハウジング10の内部に位置している。緩衝ばね部64は、コネクタハウジング10の内部に設けられた第2収容部17に収容され、第2接触ばね部62は、コネクタハウジング10の内部に設けられた第3収容部18に収容されている。
また、図8に示すように、第2方向Yにおける中間部63の板面と第1収容部22との間の最短距離D1が、第2方向Yにおける緩衝ばね部64の板面と第2収容部17との間の最短距離D2よりも小さくなっている。さらに、各プローブピン60の板厚W1が、隣接するプローブピン60の板面間の最短距離W2の1/2以下(好ましくは1/3以下)になるように構成されている。なお、図示していないが、第2方向Yにおける第2接触ばね部62の板面と第3収容部18との間の最短距離は、第2方向Yにおける中間部63の板面と第1収容部22との間の最短距離D1と略同一になっている。
前記コネクタ1では、開口部14が設けられた開口面13を有するコネクタハウジング10と、開口部14内であって開口部14の縁部との間に隙間15が設けられる基準位置Pに配置され、開口面13上で揺動可能な状態でコネクタハウジング10に支持されている第1端子接続部20と、第1端子接続部20を基準位置Pに向かって付勢する付勢部30とを備えている。このような構成により、検査対象200が第1端子接続部20への接続方向(すなわち、第1方向X)に対して交差する方向から接続された場合であっても、付勢部30の付勢力に抗して第1端子接続部20が基準位置Pから一旦ずれたのち付勢部30の付勢力で第1端子接続部20を基準位置Pに戻すことができる。よって、第1端子接続部20を検査対象200に対してセルフアライメントさせることができるので、検査対象200等の接続対象物を損傷させることなく接続可能なコネクタ1を実現できる。
また、第1端子接続部20が、その外面を覆うと共に、コネクタハウジング10の内部に配置されたグランド端子26が設けられた導電性の外殻部25を有している。この外殻部25により、コネクタを流れる高周波領域の信号の損失を低減できる。
また、コネクタハウジング10の内部に、第1端子接続部20に対して電気的に接続された基板40が設けられており、グランド端子26が、弾性変形した状態で基板40の接続端子41に接触可能に構成されている。このような構成により、グランド端子26の基板40の接続端子41に対する接圧を高めて、グランド端子26と接続端子41との間の接触信頼性を高めることができる。
また、付勢部30が、複数の付勢部材(例えば、コイルばね31)で構成されており、複数の付勢部材が、第1方向Xに直交する仮想直線L1に対して対称に配置されている。このような構成により、第1端子接続部20に対する付勢力のばらつきを低減して、より確実に第1端子接続部20を設計通りに揺動させることができる。その結果、第1端子接続部20を検査対象200等の接続対象物に対してより確実にセルフアライメントさせることができる。
また、第1端子接続部20が、板状のプローブピン60と、第1方向Xに延びて第2方向Yで板面が対向するようにプローブピン60を収容可能な第1収容部22が設けられた接続ハウジング21とを有し、プローブピン60は、第1接触ばね部61および第2接触ばね部62と、第1接触ばね部61および第2接触ばね部62の間に第1方向Xに沿って直列的に配置された中間部63および緩衝ばね部64とを備えている。第1接触ばね部61および第2接触ばね部62は、中間部63に対して第3方向Zに弾性変形可能に構成され、中間部63は、第1方向Xの両端部がそれぞれ第1接触ばね部61および緩衝ばね部64に接続され、緩衝ばね部64は、第1方向Xの両端部がそれぞれ中間部63および第2接触ばね部62に接続されていると共に、中間部63に対して第2方向Yに弾性変形可能に構成されている。第2接触ばね部62および緩衝ばね部64は、接続ハウジング21の外部でかつコネクタハウジング10の内部に位置し、コネクタハウジング10には、第1方向Xに延びて緩衝ばね部64を収容可能な第2収容部17が設けられている。そして、第2方向Yにおける中間部63の板面と第1収容部22との間の最短距離D1が、第2方向Yにおける緩衝ばね部64の板面と第2収容部17との間の最短距離D2よりも小さい。このような構成により、検査対象200が接触方向(すなわち、第1方向X)に交差する方向から第1端子接続部20に接続されて、プローブピン60に予定している接触方向に交差する方向(例えば、第2方向Y)の応力が加えられたとしても、緩衝ばね部64によりその応力を分散させて、プローブピン60の損傷を低減できる。すなわち、検査対象200等の接続対象物が接触方向に交差する方向から第1端子接続部20に接続された場合であっても、損傷し難いプローブピン60を実現できる。
また、接続ハウジング21が、第1収容部22と接続ハウジング21の外部とに連通すると共に、第1接触ばね部61を接続ハウジング21の外部から確認可能な確認用窓24を有している。この確認用窓24により、第1収容部22に収容されたプローブピン60の第1接触ばね部61の収容状態を容易に確認できる。
また、第1端子接続部20が、複数のプローブピン60と、第2方向Yに間隔を空けて配置され、各プローブピン60がそれぞれ収容された複数の第1収容部22とを有し、各プローブピン60の板厚W1が、隣接するプローブピン60の板面間の最短距離W2の1/2以下である。このような構成により、各プローブピン60の絶縁性を確実に確保することができる。
また、前記プローブピン60が、第1接触ばね部61および第2接触ばね部62の間に設けられ、第1収容部22に収容されたときの第1端子接続部20に対する第1方向Xの位置を決める位置決め部631、641をさらに備えている。この位置決め部631、641により、プローブピン60の第1収容部22からの脱落を低減できる。
また、位置決め部が、中間部63の第3方向Zの一方側に設けられ、第1方向Xの一方側(例えば、第2接触ばね部62に向かう方向)への移動を規制する第1位置決め部631と、緩衝ばね部64の第3方向Zの他方側に設けられ、第1方向Xの他方側(例えば、第1接触ばね部61に向かう方向)への移動を規制する第2位置決め部641とを有している。このような構成により、プローブピン60の第1収容部22からの脱落をより低減できる。
なお、前記コネクタ1では、コネクタハウジング10が、第3方向Zに積層された上ハウジング11および下ハウジング12で構成されているが、これに限らない。例えば、図9に示すように、第2方向Yに積層された左ハウジング71および右ハウジング72で構成してもよい。この場合、図10に示すように、付勢部30の4つのコイルばね31は、第1方向X(すなわち、図10の紙面貫通方向)から見て、第1端子接続部20の第2方向Yの中心線L2に対して対称に配置することができる。
また、第1収容部22に収容されたプローブピン60の中間部63の板面と第1収容部22との間の最短距離D1が、このプローブピン60の緩衝ばね部64の板面と第2収容部17との間の最短距離D2よりも小さくなるように構成されているが、これに限らず、例えば、最短距離D1と最短距離D2とが同じになるように構成してもよい。
外殻部25は、接続ハウジング21の一部を覆うように構成されている場合に限らず、例えば、図9に示すように、接続ハウジング21の全体を覆うように構成してもよいし、高周波領域の信号の損失をあまり考慮する必要がない場合には、省略することもできる。
グランド端子26は、弾性変形した状態で基板40の接続端子41に接触するように構成されている場合に限らず、弾性変形していない状態で基板40の接続端子41に接触するように構成してもよい。この場合、例えば、グランド端子26は、基板40の接続端子41に半田付け等により接続して、接触信頼性を高めるようにしてもよい。
付勢部30は、4つのコイルばね31で構成されている場合に限らず、例えば、1~3のコイルばね31で構成してもよいし、5以上のコイルばね31で構成してもよい。また、付勢部30は、複数のコイルばね31を第3方向Zの上下に配置する場合に限らず、複数のコイルばね31を第3方向Zの上下に加えて、第2方向Yの左右の一方または両方に配置してもよい。
付勢部材は、コイルばね31に限らず、例えば、図12に示すように、板ばね32で構成してもよい。図12では、第3方向Zの上下に板ばね32をそれぞれ2つずつ配置し(図12には、3つの板ばね32のみ示す)、第2方向Yの左右の両方に板ばね32をそれぞれ2つずつ配置している。
端子接続部は、コネクタ1の設計等に応じて、その構成を適宜変更できる。
例えば、第1端子接続部20のプローブピンは、前記プローブピン60に限らず、他の構成のプローブピンを用いることもできる。例えば、第1端子接続部20のプローブピンとして、電鋳法以外の方法で形成されたプローブピンを用いることもできるし、位置決め部631、641を設けていないプローブピンを用いることもできる。
また、接続ハウジング21は、第2方向Yに沿って間隔を空けて配置された複数対の第1収容部22を有する場合に限らず、例えば、図13に示すように、第3方向Zの中心線L1に対する一方側(図13では、第3方向Zの中心線L1の上ハウジング11側)のみに、複数の第1収容部22を設けてもよい。この場合、外殻部25のグランド端子26も、第3方向Zの中心線L1の一方側のみに設ければよい。
また、第1端子接続部20の複数のプローブピン60は、図5に示すように、第1接触ばね部61および第2接触ばね部62の先端部が、第2方向Yに沿って一直線に並ぶように配置されている(図5では、第2接触ばね部62のみ示す)が、これに限らない。例えば、第1接触ばね部61および第2接触ばね部62の先端部が交互に第1方向Xにずれた千鳥状に、複数のプローブピン60を配置してもよい。
また、図16に示すように、確認用窓24を省略してもよい。
また、各プローブピン60の板厚W1が、隣接するプローブピン60の板面間の最短距離W2の1/2以下(好ましくは1/3以下)になるように構成されている場合に限らず、各プローブピン60の板厚W1が、隣接するプローブピン60の板面間の最短距離W2の1/2よりも大きくなるように構成することもできる。
プローブピン60は、第1接触ばね部61および第2接触ばね部62と、第1接触ばね部61および第2接触ばね部62の間に直列的に配置された中間部63および緩衝ばね部64とを備え、緩衝ばね部64が中間部63に対して第2方向Yに弾性変形可能であり、第1接触ばね部61および第2接触ばね部62の各々が中間部63に対して第3方向Zに弾性変形可能であれば、任意の構成を採用できる。
例えば、図17に示すように、第1接触ばね部61を1つの弾性片で構成し、第2接触ばね部62を複数の弾性片で構成することができる。図17のプローブピン60では、第2接触ばね部62は、相互に隙間67を空けて配置された2つの弾性片621、622で構成されている。
また、図18に示すように、第1接触ばね部61および第2接触ばね部62の各々を複数の弾性片で構成することができる。図18のプローブピン60では、第1接触ばね部61は、相互に隙間65を空けて配置された3つの弾性片611、612、613で構成され、第2接触ばね部62は、相互に隙間67を空けて配置された3つの弾性片621、622、623で構成されている。
緩衝ばね部64は、枠状に限らず、中間部63に対して第2方向Yに弾性変形可能であれば、任意の構成を採用できる。例えば、緩衝ばね部64は、図19に示すように、中間部63に接続された第1接続部643と、第2接触ばね部62に接続された第2接続部644と、第1接続部643および第2接続部644に接続されて第1方向Xに延びる波状または蛇行形状の第3接続部645とで構成することができる。第3接続部645は、図20に示すように、第1方向Xに延びる棒状であってもよい。
また、緩衝ばね部64は、図21および図22に示すように、第2方向Yに緩衝ばね部64を貫通する貫通孔646を仕切るリブ647を有することができる。図21のプローブピン60では、貫通孔646を第3方向Zに2つに仕切る1つのリブ647が設けられている。図22のプローブピン60では、貫通孔646を第1方向Xに3つに仕切る2つのリブ647が設けられている。
緩衝ばね部64の突起部642は、図23に示すように、省略することができる。また、図24に示すように、突起部642の第3方向Zの両側に、圧入用の突起648を設けることもできる。各突起648は、第1方向Xにおいて中間部63から第2接触ばね部62に向かうに従って、第3方向Zにおいて相互に離れる方向に突出している。
図25に示すように、緩衝ばね部64の第1方向Xにおける第2接触ばね部62側の端部に、突出部649を設けることもできる。この突出部649は、緩衝ばね部64の第1方向Xの第2接触ばね部62が接続されている側面における第3方向Zの一端に配置されている。また、突出部649は、その先端が、コネクタハウジング10に収容された状態で、コネクタハウジング10の内面に接触可能に構成されている。なお、突出部649が設けられている緩衝ばね部64の側面における第3方向Zの他端には、第2接触ばね部62が接続されている。また、図25のプローブピン60では、第1接触ばね部61の第1方向Xにおける中間部63から遠い方の先端614において、2つの弾性片611、612が一体化されている。
図26および図27に示すように、図25のプローブピン60では、第1接触ばね部61の接点部66が、コネクタ1に接続された検査対象200によって第3方向Zの力が加えられた状態において、第3方向Zに加えて、検査対象200に接触する面積が広がる方向にも弾性変形して、隙間65が狭くなるように構成されている。また、第2接触ばね部62の接点部68が、基板40によって第3方向Zの力が加えられた状態において、第3方向Zに加えて、基板40に接触する面積が広がる方向にも弾性変形して、隙間67が狭くなるように構成されている。
第1接触ばね部61および第2接触ばね部62の各々は、第1方向Xの2箇所で屈曲した波形状または蛇行形状を有している場合に限らず、例えば、第1方向Xの1箇所で屈曲した略L字状または略J字状であってもよい。
(第2実施形態)
本開示の第2実施形態のプローブピン60は、図28に示すように、緩衝ばね部64を備えていない点で、第1実施形態のプローブピン60とは異なっている。なお、第2実施形態では、第1実施形態と同一部分に同一参照番号を付して説明を省略し、第1実施形態と異なる点について説明する。
図28に示すように、第2実施形態のプローブピン60では、中間部63が、中間部本体163と補助中間部164とで構成されている。中間部本体163は、図7のプローブピン60の中間部63と同じ形状および構成を有している。補助中間部164は、貫通孔646が設けられていない点を除いて、図7のプローブピン60の緩衝ばね部64と同じ形状および構成を有している。すなわち、補助中間部164は、緩衝ばね部64よりも剛性が高く、緩衝ばね部64と比較して中間部本体163に対して第2方向Yに弾性変形しないように構成されている。
図29および図30に示すように、図28のプローブピン60も図7のプローブピン60と同様に、第1接触ばね部61の接点部66が、コネクタ1に接続された検査対象200によって第3方向Zの力が加えられた状態において、第3方向Zに加えて、検査対象200に接触する面積が広がる方向にも弾性変形して、隙間65が狭くなるように構成されている。
第2実施形態のプローブピン60も第1実施形態のプローブピン60と同様に、第1接触ばね部61が検査対象200に接触可能な状態で、コネクタ1に配置可能に構成されている(図3参照)。このように、第1接触ばね部61が検査対象200に接触可能な状態で、プローブピン60がコネクタ1に配置されて、導通検査あるいは動作特性検査等が行われる。このような検査において、検査対象200のコネクタ1に対する接続および接続解除の繰り返し頻度は、検査装置100、および、検査装置100に接続可能な第2端子接続部50に電気的に接続される基板40よりも高くなる(すなわち、検査装置100および基板40は、第1接続対象物の一例であり、検査対象200は、第2接続対象物の一例である)。
ところで、検査用のプローブピンは、一般に、頻繁に接続対象物に対する接続および接続解除が繰り返されるため、耐久性が要求される。耐久性を確保するために、ニッケル合金あるいはチタン合金などの硬度の高い材料でプローブピンを形成すると、接続対象物を損傷してしまうおそれがある。逆に、ベリリウム鋼あるいはリン青銅などの硬度の低い材料でプローブピンを形成すると、プローブピンが充分な耐久性を備えることができなくなり、接続対象物に対する接続および接続解除の繰り返しによる摺動の摩耗により接点部が劣化する場合がある。
第2実施形態のプローブピン60によれば、第1接触ばね部61をより円滑に弾性変形させて、第1接触ばね部61の耐久性を向上させつつ、第1接触ばね部61の接触による接続対象物の損傷をより確実に低減できる。すなわち、プローブピン60が配置されたコネクタ1の寿命を延ばすことができる。
なお、ニッケル合金あるいはチタン合金などの硬度の高い材料でプローブピン60を形成しつつ、第1接触ばね部61の板厚を薄くすることで、検査対象200と接触する接点部66をよりしなやかに変位させて、第1接触ばね部61をさらに円滑に弾性変形させることができる。また、第1接触ばね部61の各弾性片611、612の先端を相互に接続して、隙間65を各弾性片611、612および中間部63で取り囲むことで、第1接触ばね部61の強度が高まり、第1接触ばね部61の耐久性をさらに高めることができる。さらに、第1接触ばね部61を複数の弾性片611、612で構成しているので、検査対象200との接触部分から中間部63に至る電気的な経路が複数形成され、プローブピン60の電気抵抗を低減できる。
図28に示すプローブピン60では、第1接触ばね部61および第2接触ばね部62の各々が、第1方向Xに沿って延びているが、この場合に限らない。例えば、第2接触ばね部62が、第2方向Yに沿って延びるように配置されていてもよい。なお、第2接触ばね部62は、その延在方向と第2方向Yとに交差する方向に弾性変形可能に構成されていればよい。
また、図31に示すように、図28のプローブピン60において、第2接触ばね部62を複数の弾性片で構成することもできる。図31のプローブピン60では、第2接触ばね部62を2つの弾性片621、622で構成している。
図32および図33に示すように、図31のプローブピン60も図25のプローブピン60と同様に、第1接触ばね部61の接点部66が、コネクタ1に接続された検査対象200によって第3方向Zの力が加えられた状態において、第3方向Zに加えて、検査対象200に接触する面積が広がる方向にも弾性変形して、隙間65が狭くなるように構成されている。また、第2接触ばね部62の接点部68が、基板40によって第3方向Zの力が加えられた状態において、第3方向に加えて、基板40に接触する面積が広がる方向にも弾性変形して、隙間67が狭くなるように構成されている。
以上、図面を参照して本開示における種々の実施形態を詳細に説明したが、最後に、本開示の種々の態様について説明する。なお、以下の説明では、一例として、参照符号も添えて記載する。
本開示の第1態様のプローブピン60は、
接続対象物100,200に接続可能なコネクタ1に配置可能なプローブピン60であって、
第1接触ばね部61および第2接触ばね部62と、
前記第1接触ばね部61および前記第2接触ばね部62の間に直列的に配置された中間部63および緩衝ばね部64と
を備え、
前記中間部63は、前記中間部63に対して前記第1接触ばね部61、前記中間部63、前記緩衝ばね部64および前記第2接触ばね部62の配列方向である第1方向Xの両端部がそれぞれ前記第1接触ばね部61および前記緩衝ばね部64に接続され、
前記緩衝ばね部64は、前記第1方向Xの両端部がそれぞれ前記中間部63および前記第2接触ばね部62に接続されていると共に、前記第1方向Xに交差する第2方向Yに弾性変形可能に構成され、
前記第1接触ばね部61および前記第2接触ばね部62は、前記中間部63に対して前記第1方向Xおよび前記第2方向Yに交差する第3方向Zに弾性変形可能に構成されている。
第1態様のプローブピン60によれば、予定している接触方向に交差する方向の応力が加えられたとしても、緩衝ばね部64によりその応力を分散させて、プローブピン60の損傷を低減できる。その結果、損傷し難いプローブピン60を実現できる。
本開示の第2態様のプローブピン60は、
前記第1接触ばね部61および前記第2接触ばね部62の間に設けられ、前記コネクタ1のハウジング20に収容されたときの前記ハウジング20に対する前記第1方向Xの位置を決める位置決め部631、641をさらに備える。
第2態様のプローブピン60によれば、位置決め部631、641により、プローブピン60の第1収容部22からの脱落を低減できる。
本開示の第3態様のプローブピン60は、
前記位置決め部が、
前記中間部63の前記第3方向Zの一方側に設けられ、前記第1方向Xの一方側への移動を規制する第1位置決め部631と、
前記緩衝ばね部64の前記第3方向Zの他方側に設けられ、前記第1方向Xの他方側への移動を規制する第2位置決め部641と
を有している。
第3態様のプローブピン60によれば、プローブピン60の第1収容部22からの脱落をより低減できる。
本開示の第4態様のプローブピン60は、
前記第1接触ばね部61および前記第2接触ばね部62の少なくとも一方が、相互に隙間65を空けて配置された複数の弾性片611、612で構成されている。
本開示の第5態様のプローブピン60は、
前記第1接触ばね部61が、接続された前記接続対象物200の接触によって前記第3方向Zの力が加えられた状態において、前記接続対象物200に接触する面積が広がる方向にも弾性変形可能に構成されている。
本開示の第6態様のプローブピン60は、
前記第1接触ばね部61が、接続された前記接続対象物200の接触によって前記第3方向Zの力が加えられた状態において、前記複数の弾性片611、612のうちの隣接する弾性片間の前記隙間65が狭くなるように構成されている。
第4~第6態様のプローブピン60によれば、第1接触ばね部61をより円滑に弾性変形させて、第1接触ばね部61の耐久性を向上させつつ、第1接触ばね部61の接触による接続対象物の損傷をより確実に低減することができる。
本開示の第7態様のプローブピン60は、
接続対象物100、200に接続可能なコネクタ1に配置可能なプローブピン60であって、
第1方向Xに沿って延びる板状の第1接触ばね部61と、
板状の第2接触ばね部62と、
前記第1接触ばね部61および前記第2接触ばね部62の間に配置された中間部63と
を備え、
前記第1接触ばね部61は、前記第1方向Xと、前記第1接触ばね部61および前記第2接触ばね部62の各々の板厚方向である第2方向Yとに交差する第3方向Zに弾性変形可能であると共に、相互に隙間65を空けて配置された複数の弾性片611、612で構成され、
前記第2接触ばね部62は、前記第2接触ばね部の延在方向と前記第2方向とに交差する方向Zに弾性変形可能に構成され、
前記複数の弾性片611、612の各々は、前記第1方向における前記中間部から遠い方の端部が相互に接続されている。
第7態様のプローブピン60によれば、第1接触ばね部61をより円滑に弾性変形させて、第1接触ばね部61の耐久性を向上させつつ、第1接触ばね部61の接触による接続対象物の損傷をより確実に低減できる。
本開示の第8態様のプローブピン60は、
前記接続対象物100、200として、第1接続対象物100と、前記第1接続対象物100よりも前記コネクタ1に対する接続および接続解除の繰り返し頻度が高い第2接続対象物200とが含まれ、
前記第1接触ばね部61が前記第2接続対象物200に接触可能な状態で、前記コネクタ1に配置可能に構成されている。
第8態様のプローブピン60によれば、コネクタ1に対してより頻繁に接続および接続解除される第2接続対象物200に、第1接触ばね部61が接触可能に構成されているので、配置したコネクタ1の寿命を延ばすことができる。
本開示の第9態様のプローブピン60は、
前記第1接触ばね部61が、接続された前記接続対象物200の接触によって前記第3方向Zの力が加えられた状態において、前記複数の弾性片611、612のうちの隣接する弾性片間の前記隙間65が狭くなるように構成されている。
本開示の第10態様のプローブピン60は、
前記第1接触ばね部61が、接続された前記接続対象物200の接触によって前記第3方向Zの力が加えられた状態において、前記接続対象物200に接触する面積が広がる方向にも弾性変形可能に構成されている。
第9態様および第10態様のプローブピン60によれば、第1接触ばね部61をより円滑に弾性変形させて、第1接触ばね部61の耐久性を向上させつつ、第1接触ばね部61の接触による接続対象物の損傷をより確実に低減することができる。
本開示の第11態様の検査方法は、
接続対象物100、200に接続可能なコネクタ1に配置可能なプローブピン60であって、
第1方向Xに沿って延びる板状の第1接触ばね部61と、
板状の第2接触ばね部62と、
前記第1接触ばね部61および前記第2接触ばね部62の間に配置された中間部63と
を備え、
前記第1接触ばね部61は、前記第1方向Xと、前記第1接触ばね部61および前記第2接触ばね部62の各々の板厚方向である第2方向Yとに交差する第3方向Zに弾性変形可能であると共に、相互に隙間65を空けて配置された複数の弾性片611、612で構成され、
前記第2接触ばね部62は、前記第2接触ばね部62の延在方向と前記第2方向Yとに交差する方向に弾性変形可能に構成され、
前記複数の弾性片611、612の各々は、前記第1方向Xにおける前記中間部63から遠い方の端部が相互に接続されている、プローブピン60を用いた検査方法であって、
前記接続対象物100,200として、第1接続対象物100と、前記第1接続対象物100よりも前記コネクタ1に対する接続および接続解除の繰り返し頻度が高い第2接続対象物200とが含まれ、
前記第1接触ばね部61が前記第2接続対象物200に接触可能な状態で、前記プローブピン60が前記コネクタ1に配置される。
第11態様の検査方法によれば、コネクタ1に対する接続および接続解除の繰り返し頻度が高い第2接続対象物200に対して、耐久性の高い第1接触ばね部61が接触するように、プローブピン60がコネクタ1に配置される。このような構成により、コネクタ1の寿命を延ばすことができる。
なお、前記様々な実施形態または変形例のうちの任意の実施形態または変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせまたは実施例同士の組み合わせまたは実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態または実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
本開示のプローブピンは、例えば、USBデバイスあるいはHDMIデバイスの検査に用いるコネクタに適用できる。
1 コネクタ
10 コネクタハウジング
11 上ハウジング
111 凹部
12 下ハウジング
121 凹部
13 開口面
14 開口部
15 隙間
16 コイルばね収容部
17 第2収容部
18 第3収容部
20 第1端子接続部
201 第1端部
202 第2端部
21 接続ハウジング
211 支持部
212 凹部
213 端部
214、215 凹部
22 第1収容部
23 凹部
24 確認用窓
25 外殻部
26 グランド端子
30 付勢部
31 コイルばね
32 板ばね
40 基板
50 第2端子接続部
60 プローブピン
61 第1接触ばね部
611、612、613 弾性片
614
62 第2接触ばね部
621、622、623 弾性片
63 中間部
163 中間部本体
164 補助中間部
631 第1位置決め部
64 緩衝ばね部
641 第2位置決め部
642 突起部
643 第1接続部
644 第2接続部
645 第3接続部
646 貫通孔
647 リブ
648 突起
649 突出部
65、67 隙間
66、68 接点部
71 左ハウジング
72 右ハウジング
100 検査装置
200 検査対象
L1、L2 中心線
P 基準位置
X 第1方向
Y 第2方向
Z 第3方向
D1、D2 最短距離
W1 板厚
W2 最短距離

Claims (9)

  1. 接続対象物に接続可能なコネクタに配置可能なプローブピンであって、
    第1接触ばね部および第2接触ばね部と、
    前記第1接触ばね部および前記第2接触ばね部の間に直列的に配置された中間部および緩衝ばね部と
    を備え、
    前記中間部は、前記中間部に対して前記第1接触ばね部、前記中間部、前記緩衝ばね部および前記第2接触ばね部の配列方向である第1方向の両端部がそれぞれ前記第1接触ばね部および前記緩衝ばね部に接続され、
    前記緩衝ばね部は、前記第1方向の両端部がそれぞれ前記中間部および前記第2接触ばね部に接続されていると共に、前記第1方向に交差する第2方向に弾性変形可能に構成され、
    前記第1接触ばね部および前記第2接触ばね部は、前記中間部に対して前記第1方向および前記第2方向に交差する第3方向に弾性変形可能に構成され、
    前記第1接触ばね部および前記第2接触ばね部の間に設けられ、前記コネクタのハウジングに収容されたときの前記ハウジングに対する前記第1方向の位置を決める位置決め部を備え、
    前記位置決め部が、
    前記中間部の前記第1方向において前記緩衝ばねに近い端部に設けられ、前記第1方向でかつ前記第1接触ばね部から前記第2接触ばね部に向かう方向への前記プローブピンの移動のみを規制する第1位置決め部と、
    前記緩衝ばね部の前記第1方向において前記中間部に近い端部に設けられ、前記第1方向でかつ前記第接触ばね部から前記第接触ばね部に向かう方向への前記プローブピンの移動のみを規制する第2位置決め部と
    を有している、プローブピン。
  2. 前記ハウジングに収容された場合において、前記第1位置決め部は、前記ハウジングの内部に設けられた基板に前記第2接触ばね部と共に接触して、前記第1方向でかつ前記第1接触ばね部から前記第2接触ばね部に向かう方向への前記プローブピンの移動のみを規制する、請求項1のプローブピン。
  3. 前記第1位置決め部および前記第2位置決め部の各々が、前記第3方向に延びる平面で構成されている、請求項1または2のプローブピン。
  4. 前記第1位置決め部および前記第2位置決め部が、前記プローブピンを前記第1方向に沿って見た場合に、重なることなく離れて配置されている、請求項1から3のいずれか1つのプローブピン。
  5. 前記第1位置決め部は、前記第1方向において前記第2位置決め部よりも前記第1接触ばね部の近くに配置されている、請求項4のプローブピン。
  6. 前記第1接触ばね部および前記第2接触ばね部の少なくとも一方が、相互に隙間を空けて配置された複数の弾性片で構成されている、請求項1から5のいずれか1つのプローブピン。
  7. 前記第1接触ばね部が、接続された前記接続対象物の接触によって前記第3方向の力が加えられた状態において、前記接続対象物に接触する面積が広がるように構成されている、請求項6のプローブピン。
  8. 前記第1接触ばね部が、接続された前記接続対象物の接触によって前記第3方向の力が加えられた状態において、前記複数の弾性片のうちの隣接する弾性片間の前記隙間が狭くなるように構成されている、請求項6または7のプローブピン。
  9. 接続対象物に接続可能なコネクタに配置可能なプローブピンであって、
    第1接触ばね部および第2接触ばね部と、
    前記第1接触ばね部および前記第2接触ばね部の間に直列的に配置された中間部および緩衝ばね部と
    を備え、
    前記中間部は、前記中間部に対して前記第1接触ばね部、前記中間部、前記緩衝ばね部および前記第2接触ばね部の配列方向である第1方向の両端部がそれぞれ前記第1接触ばね部および前記緩衝ばね部に接続され、
    前記緩衝ばね部は、前記第1方向の両端部がそれぞれ前記中間部および前記第2接触ばね部に接続されていると共に、前記第1方向に交差する第2方向に弾性変形可能に構成され、
    前記第1接触ばね部および前記第2接触ばね部は、前記中間部に対して前記第1方向および前記第2方向に交差する第3方向に弾性変形可能に構成され、
    前記第1接触ばね部および前記第2接触ばね部の間に設けられ、前記コネクタのハウジングに収容されたときの前記ハウジングに対する前記第1方向の位置を決める位置決め部を備え、
    前記位置決め部が、
    前記中間部の前記第1方向において前記緩衝ばねに近い端部に設けられ、前記第1方向でかつ前記第1接触ばね部から前記第2接触ばね部に向かう方向への前記プローブピンの移動のみを規制する第1位置決め部と、
    前記緩衝ばね部の前記第1方向において前記中間部に近い端部に設けられ、前記第1方向でかつ前記第接触ばね部から前記第接触ばね部に向かう方向への前記プローブピンの移動のみを規制する第2位置決め部と
    を有している、プローブピンを用いた検査方法であって、
    前記コネクタが、コネクタハウジングと、前記コネクタハウジングに支持されていると共に前記プローブピンを有する前記ハウジングである第1端子接続部と、前記コネクタハウジングの内部に設けられ前記第1端子接続部と電気的に接続された第2端子接続部と、前記コネクタハウジングの内部に設けられ前記第2端子接続部と電気的に接続されていると共に前記第2接触ばね部が接触する基板とを含み、
    前記接続対象物として、前記第2端子接続部に接続可能な第1接続対象物と、前記プローブピンの前記第1接触ばね部に接触可能な状態で前記第1端子接続部に接続可能な第2接続対象物とが含まれ、
    前記第1位置決め部が、前記基板によって、前記第1方向でかつ前記第1接触ばね部から前記第2接触ばね部に向かう方向への前記プローブピンの移動のみを規制し、
    前記第2位置決め部が、前記第1端子接続部によって、前記第1方向でかつ前記第2接触ばね部から前記第1接触ばね部に向かう方向への前記プローブピンの移動のみを規制するように前記第1端子接続部に収容されており、
    前記第2端子接続部に前記第1接続対象物を接続させ、
    前記第1端子接続部に前記第2接続対象物を接続させ、前記第1接触ばね部を前記第2接続対象物に接触させる、検査方法。
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