JPH09138250A - 四端子測定用プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 細径化を図った四端子測定用プローブは、耐
久性に劣り、コスト高を招いていた。 【解決手段】 四端子測定用プローブ１１を検査用ロー
ブ部１２とに分割構成し、検査用プローブ部１２は、突
出方向に押圧して後端部１４ｂを突出させたピン状接触
子１４を備えるセンス側端子部１３と、該センス側端子
部１３を先端接触部１４ａを突出させつつ固定保持し、
先端部を先細接触部１６ａとしたソース側端子部１６
と、該ソース側端子部１６を摺動自在に保持するバレル
部１８とで形成し、補佐用プローブ部２２は、センス側
端子部１３と接触するセンス側補助プローブ部２３と、
該センス側補助プローブ部２３を保持して先端部を先尖
接触部２５ａとしたソース側補助プローブ部２５と、該
ソース側補助プローブ部２５を押出し方向へと付勢しな
がら摺動自在に保持するバレル部２７とで形成すること
により、検査用プローブ部１３の側を交換できるように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は四端子測定用プロー
ブに係り、さらに詳しくは、インサーキットテスタ等の
基板検査機に用いられるプローブを被測定部位が狭隘で
あっても接触させることができるほか、その全体を二分
割することでそのいずれかを部分的に交換することもき
るようにした四端子測定用プローブに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】四端子測定法とは、抵抗体である被測定
物に対し電流を流すための電流測定用プローブと、電流
を流した際に生ずる電圧降下の状態を測定するための電
圧測定用プローブとをそれぞれ別個に用いて行う測定手
法をいう。

【０００３】この四端子測定法は、定電流計や電圧計へ
と接続しているリード線の抵抗値を測定値に加えてしま
うという従来の二端子測定法の問題点を解消して、正確
な測定値を測定することができることから、高精度の抵
抗測定器であるディジタルマルチメーターなどに多く採
用されている。

【０００４】図４は、上記四端子測定法に適用させるた
め従来から使用されてきている四端子測定用プローブの
うち、いわゆる同軸型タイプと称されるものの構造例を
示すものである。この場合、その全体は、被検査部位に
接触する先端接触部２ａを備えた接触端子２をその突出
方向へと付勢させ、かつ、軸方向への摺動を自在にバレ
ル部３に保持させてなる電圧測定用プローブ１と、この
電圧測定用プローブ１を軸の中心に位置させてその周囲
を絶縁体４を介して囲繞するようにして配置し、先端接
触部６ａを備えた接触端子６を備えて形成される電流測
定用プローブ５と、この電流測定用プローブ５をその進
退方向での摺動を自在に保持するスリーブ部７と、この
スリーブ部７と前記電流測定用プローブ５との間に介装
配置されて前記電流測定用プローブ５をその先端方向へ
と常時付勢するスプリング材８とで構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図４に示す
四端子測定用プローブによっても四端子測定法により被
測定物の電気的特性を検査することはできる。

【０００６】しかし、前記四端子測定用プローブは、前
記電流測定用プローブ５の外側に前記スプリング材８を
介装配置する構造となっているので、前記電圧測定用プ
ローブ１と前記電流測定用プローブ５との各先端接触部
２ａ，６ａ相互間の離間距離を比較的長く確保しておく
必要が生じ、被検査部位の面積が比較的広い場合には対
応し得ても、比較的狭隘な場合には使用できなくなる不
具合があった。

【０００７】そこで、狭隘な面積にも対応させようとす
る場合には、四端子測定用プローブ自体の細径化を図る
ことで先端接触部２ａ，６ａ相互間の離間距離を短縮す
ることはできるものの、耐久性に欠けることから前記各
先端接触部２ａ，６ａが摩耗したり折損しやすくなって
しまうという新たな問題が生ずる不都合があった。

【０００８】一方、前記四端子測定用プローブは、構成
部品の全体が一体的に構成されているため、前記先端接
触部２ａのみが損傷を受けた場合であっても、当該部分
を部分的に交換することができず、その全体を一括して
取り替える必要があり、そのための保守コストを引き上
げてしまうという問題もあった。

【０００９】本発明は従来技術にみられた上記課題に鑑
み、細径化を図った四端子測定用プローブの全体をさら
に二分割して損耗を受けた側のみを部分的に交換できる
ようにすることで保守コストの低減化に寄与させること
ができるようにした四端子測定用プローブを提供するこ
とにその目的がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
しようとするものであり、そのうち請求項１記載の発明
の構成上の特徴は、被検査部位に接触させて電気的特性
を検査する検査用プローブ部と、この検査用プローブ部
に対し押圧付勢状態のもとで電気的に直列接続される補
佐用プローブ部とに分割して四端子測定用プローブを構
成し、前記検査用プローブ部は、先鋭化された先端接触
部の側に突出方向での押圧力を保持させながらその後端
部を突出させてなるピン状接触子を備えるセンス側端子
部と、このセンス側端子部を前記先端接触部を突出させ
つつ絶縁して固定保持し、先端部に細径化された先細接
触部を備えてなる筒状のソース側端子部と、このソース
側端子部を抜脱を阻止しながら摺動自在に絶縁保持する
バレル部とで形成し、前記補佐用プローブ部は、センス
側端子部の後端部と接触して電気的に導通するセンス側
補助プローブ部と、このセンス側補助プローブ部を先端
面は凹陥させ後端部は突出させた固定状態のもとで絶縁
保持し、その先端部に前記ソース側端子部の後端面と接
触して電気的に導通する先尖接触部を備えてなる筒状の
ソース側補助プローブ部と、このソース側補助プローブ
部を押出し方向へと常時付勢しながら摺動自在に絶縁保
持するバレル部とで形成したことにある。

【００１１】この場合、前記センス側端子部と前記セン
ス側補助プローブ部とは、請求項２記載のごとく、セン
ス側補助プローブ部の先端面に凹部を設け、ピン状接触
子の後端部に設けた先鋭部を前記凹部に導入接触させて
相互間の電気的導通を自在とするのが望ましい。さら
に、前記ソース側補助プローブ部と前記センス側補助プ
ローブ部とは、請求項３記載のごとく、前記先尖接触部
と略同長に垂下させた裾部を有する絶縁性チューブ材を
介在させてなる絶縁状態のもとで固定保持させるのが好
ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を具現
化して例示する説明図であり、四端子測定用プローブ１
１の全体は、被検査部位に接触させてその電気的特性を
検査する検査用プローブ部１２と、この検査用プローブ
部１２に直列接続して電気信号を送出する補佐用プロー
ブ部２２とに二分割することにより構成されている。な
お、本発明に係る基板検査用プローブ１１は、例えば図
２に示すように基板検査機にＸ−Ｙ方向への移動を自在
に配設される可動アーム部３１が備える昇降部３２に対
し介装部材３３を介して固定される。この場合、前記基
板検査用プローブ１１は、モータ３１ａの回転運動によ
り従動するベルト３１ｂに直結された昇降部３２を介し
てＺ軸方向での昇降が制御されている。また、前記介装
部材３３は、基板検査用プローブ１１が二分割して構成
されていることに伴い、検査用プローブ部１２を保持す
る第１介装部材３３ａと補佐用プローブ部２２を保持す
る第２介装部材３３ｂとに分けて昇降部３２に配設され
ている。

【００１３】基板検査用プローブ１１を構成している前
記検査用プローブ部１２は、センス側端子部１３と、こ
のセンス側端子部１３を絶縁状態のもとで抱持するソー
ス側端子部１６と、このソース側端子部１６を摺動自在
に保持するバレル部１８とで構成されている。

【００１４】このうち、センス側端子部１３は、先端部
に先鋭化された先端接触部１４ａを備えるピン状接触子
１４と、このピン状接触子１４の前記先端接触部１４ａ
の側に突出方向での押圧力を付勢しながらその後端部１
４ｂを突出させて摺動自在に保持する内ばね式の小バレ
ル部１５とで構成されている。なお、ピン状接触子１４
は、タングステンカーボンなどの導電性超硬合金などを
用いて、例えば、外径が０．１〜０．２ｍｍ前後である
適宜長さの棒状となって形成されている。

【００１５】また、筒状の導電性金属材からなる前記ソ
ース側端子部１６は、その先端側に細径接触部１６ａを
有し、かつ、内周面に例えばポリイミドチューブなどの
絶縁材を介在させるなどして形成される絶縁層１７を備
え、前記センス側端子部１３をその先端接触部１４ａと
後端部１４ｂとをそれぞれ突出させた状態のもとで固定
保持している。

【００１６】さらに、前記バレル部１８は、センス側端
子部１３を固定保持しているソース側端子部１６をその
抜け落ち（抜脱）を阻止しながら摺動自在に絶縁保持す
るものであり、筒状ガイド部１９と、この筒状ガイド部
１９を不離一体に抱持するスリーブ部２０とで全体が形
成されている。

【００１７】このうち、筒状ガイド部１９は、前記ソー
ス側端子１６をその先細接触部１６ａと後端部１６ｂと
のそれぞれを適宜長さ突出させた状態のもとで摺動自在
に保持するものであり、例えば、筒状ガイド部１９の内
径より大径に形成されたソース側端子１６の前記後端部
１６ｂが備える突合せ端面１６ｄを筒状ガイド部１９の
後端面１９ａに係止させることにより、前記ソース側端
子１６の側が筒状ガイド部１９から下方に抜け落ちるの
を阻止できるようになっている。なお、上記抜け落ち阻
止構造は、図示例以外にもソース側端子１６の前記後端
部１６ｂを筒状ガイド部１９の内径より大径に形成する
ことなく、リング状のストッパーを固着するなど、適宜
構造のものを採用して形成することができる。

【００１８】また、前記スリーブ部２０は、図２に示す
第１介装部材３３ａに装着する際に使用されるものであ
り、具体的には、第１介装部材３３ａの内周面に刻設さ
れている雌ねじ部との螺合を自在とした雄ねじ部２０ａ
をその後端部に設けたり、相互に嵌合構造を付与するな
ど、第１介装部材３３ａに対し確実に取り付けることが
できる適宜の構造を備えた例えば絶縁性合成樹脂材など
により絶縁性を付与して形成されている。

【００１９】一方、前記補佐用プローブ部２２は、セン
ス側端子部１３と接触して電気的に導通する棒状のセン
ス側補助プローブ部２３と、ソース側端子部１６と接触
して電気的に導通する筒状のソース側補助プローブ部２
５と、このソース側補助プローブ部２５を押出し方向へ
と常時付勢しながら摺動自在に絶縁保持するバレル部２
７とで構成されている。

【００２０】このうち、前記センス側補助プローブ部２
３は、前記ピン状接触子１４の後端部１４ｂの側との接
触が自在な先端面２３ａを有して形成されており、これ
によりセンス側の電気的導通経路が確保できるようにな
っている。

【００２１】また、ソース側補助プローブ部２５は、前
記センス側補助プローブ部２３を前記先端面２３ａは凹
陥させ、後端部２３ｂは突出させた固定状態のもとで絶
縁層２６を介して絶縁保持しており、前記ソース側端子
１６と接触してソース側の電気的導通経路を確保できる
ようになっている。

【００２２】このうち、前記センス側補助プローブ部２
３は、例えば導電性金属材などの導電素材を用いて適宜
長さの棒状となって形成され、前記ピン状接触端子１４
のみと接触する配置関係のもとでその後端部２４ａがソ
ース側補助プローブ部２５から突出した状態となって配
設されている。

【００２３】また、前記絶縁層２６は、前記ソース側補
助プローブ部２５の内周面に例えばポリイミドチューブ
などの絶縁チューブ材を固着するなど、適宜の絶縁部材
を介在させることにより形成されている。

【００２４】しかも、図１の一点鎖線による囲繞部分を
拡大した図３に示すように、前記補佐用プローブ部２２
を構成しているセンス側補助プローブ部２３は、その軸
方向に通孔や穴部を設けるなどして先端面２３ａに凹部
２３ｃを形成し、前記ピン状接触端子１４の後端部１４
ｂを先鋭部１４ｃとすることにより、確実に当接できる
ようにしておくのが望ましい。また、前記補佐用プロー
ブ部２２を構成しているソース側補助プローブ部２５
は、その先端縁が刃先状を呈するように勾配やテーパー
を付すなどしてして先尖接触部２５ａを形成し、ソース
側端子部１６の後端面１６ｃにのみ線接触できるように
して形成するのが望ましい。

【００２５】なお、センス側補助プローブ部２３とソー
ス側補助プローブ部２５との間に形成される前記絶縁層
２６は、請求項３記載のように絶縁性チューブ材により
先尖接触部２５ａと略同長となるように垂下させた裾部
２６ａを設けて形成するのが望ましい。

【００２６】また、前記バレル部２７は、前記補佐用プ
ローブ部２２におけるソース側補助プローブ部２５の先
尖接触部２５ａと後端部２５ｂとをそれぞれ突出させた
状態のもとで摺動自在に保持する絶縁性のガイド筒とし
て形成されている。しかも、これら補佐用プローブ部２
２の側は、図１に示すように前記バレル部２７の側にそ
の一端部２８ａを、前記補佐用プローブ部２２における
ソース側補助プローブ部２５の後端部２５ｂの側に他端
部２８ｂをそれぞれ固着させた引張コイルスプリング材
２８を介装配置することにより、ソース側補助プローブ
部２５の側がセンス側補助プローブ部２３共々押し上げ
られた際に元の位置へと自動復帰できるように付勢され
た状態のもとで配設されている。

【００２７】本発明はこのようにして構成されているの
で、前記検査用プローブ部１２は、例えば図２に示すよ
うに介装部材３３を構成している前記第１介装部材３３
ａの側に刻設されている雌ねじ部（図示せず）に対しス
リーブ部２０の側に設けてある雄ねじ部２０ａを螺合さ
せて前記第１介装部材３３ａに止着して固定することが
できる。

【００２８】また、補佐用プローブ部２２は、上述した
前記検査用プローブ部１２の前記第１介装部材３３ａへ
の止着方法と同様に、前記第２介装部材３３ｂに刻設さ
れている雌ネジ部（図示せず）に対しバレル部２７の側
に設けてある雄ねじ部（図示せず）を螺合させたり、適
宜の嵌合構造のもとで相互に嵌め合わせるなどして前記
第２介装部材３３ｂに止着して固定することができる。

【００２９】しかも、この場合、補佐用プローブ部２２
の側は、検査用プローブ部１２に対し押圧付勢状態のも
とで電気的に直列接続される配置関係のもとで前記第２
介装部材３３ｂに固定されることになる。

【００３０】このため、検査用プローブ部１２における
ソース側端子部１６の後端面１６ｃには、補佐用プロー
ブ部２２におけるソース側補助プローブ部２５の先尖接
触部２５ａが押圧力を伴って接触することになる。

【００３１】また、検査用プローブ部１２におけるピン
状接触子１４の後端部１４ｂには、補佐用プローブ部２
２におけるセンス側補助プローブ部２３の先端面２３ａ
が同じく押圧力を伴って接触することになる。

【００３２】したがって、検査用プローブ部１２におけ
るソース側端子部１６とセンス側端子部１３とは、共に
被測定部位方向へと向かう押圧力が付勢された状態のも
とで前記第１介装部材３３ａに固定されることになる。

【００３３】その結果、昇降部３２が降下して検査用プ
ローブ部１２のソース側端子部１６におけるピン状接触
子１４の先端接触部１４ａが被測定部位に当接した際に
は、センス側補助プローブ部２３を介して付与される押
圧力に抗しながら先端接触部１４ａが後退することにな
る。

【００３４】このようにしてピン状接触子１４の先端接
触部１４ａが後退することにより、やがてはソース側端
子部１６の先細接触部１６ａも対応する被測定部位に当
接するに至る。この場合、昇降部３２をさらに降下させ
ることにより、ソース側端子部１６もソース側補助プロ
ーブ部２５を介して付与される押圧力に抗しながら先尖
接触部２５ａが後退することになる。

【００３５】このため、検査用プローブ部１２における
センス側端子部１３とソース側端子部１６とは、それぞ
れ対応する被測定部位に加圧された状態のもとで接触す
る結果、センス側の電気的導通経路とソース側の電気的
導通経路とを確実に形成することができることになる。

【００３６】しかも、被測定部位に対する当接を繰り返
すピン状接触端子１３を備える検査用プローブ部１２の
側は、ピン状接触端子１３が摩耗したり破損した際、補
佐用プローブ２２の側をそのまま残置させた上で、昇降
部３２の側から部分的に取り外して単独交換すことがで
きるので、それだけ保守コストを低く抑えることができ
る。また、センス側リード線Ｌ₁ とソース側リード線Ｌ
₂ とを図２に示すように補佐用プローブ２２の側に接続
しておくことにより、検査用プローブ部１２を交換して
もリード線を付け替えるための作業をなくすことができ
る。

【００３７】さらに、検査用プローブ部１２を構成して
いるソース側端子部１６は、前記補佐用プローブ部２２
を構成しているソース側補助プローブ部２５を介して後
端面１６ｃの側から押圧付勢される構造が採用されてお
り、前記ソース側端子部１６の側から押圧力を付勢する
ためのバネ材を一掃することができるので、構造を簡素
化して細径接触部１６ａをピン状接触子１４の先端接触
部１４ａに近接させて配置でき、狭隘な被検査部位に対
しても確実に接触させることができることになる。

【００３８】なお、請求項２に記載のごとく、前記ピン
状接触端子１４の後端部１４ｂに先鋭部１４ｃを設け、
前記センス側補助プローブ部２３の先端面２３ａに凹部
２３ｃを形成してある場合には、図２に示すように前記
後端部１４ｂと前記先端面２３ａとの間の接触関係をよ
り確実なものとすることができる。

【００３９】さらに、請求項３に記載のごとく、補佐用
プローブ部２２の側の絶縁層２６が前記裾部２６ａを備
えるものである場合には、検査用プローブ１２と補佐用
プローブ部２２とを相互に接触させた際に、より確実な
絶縁状態のもとでセンス側の電気的導通経路とソース側
の電気的導通経路とを形成することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、四端
子測定用プローブを検査用プローブ部と補佐用プローブ
部とに二分割して形成してあるので、仮に検査用プロー
ブ部の側に損耗が生ずるようなことがあっても、補佐用
プローブ部の側を残置させて検査用プローブ部の側のみ
を部分交換して使用でき、それだけ保守コストを抑制す
ることができる。しかも、センス側リード線とソース側
リード線とを補佐用プローブの側に接続しておくことに
より、リード線の付け替え作業をなくすことができる。

【００４１】また、四端子測定用プローブを構成してい
る検査用プローブにおけるソース側端子部は、付勢用の
バネ材を一掃して構造を簡素化して形成することができ
るので、その先細接触部とピン状接触子の先端接触部と
を近接させて配置することができる結果、狭隘な被検査
部位に対しても確実に接触させることができる。

【００４２】さらに、請求項２に記載の発明によれば、
前記ピン状接触端子の後端部に先鋭部を設け、前記セン
ス側補助プローブ部の先端面に凹部を形成してあるの
で、後端部と先端面との間の接触関係をより確実なもの
とすることができる。

【００４３】さらにまた、請求項３記載の発明によれ
ば、補佐用プローブ部の側の絶縁層が裾部を備えている
ので、検査用プローブと補佐用プローブ部とを相互に接
触させた際に、より確実な絶縁状態のもとでセンス側の
電気的導通経路とソース側の電気的導通経路とを形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る四端子測定用プローブの一例を示
す説明図である。

【図２】図１に示す四端子測定用プローブを介装部材を
介して可動アーム部の側に取り付けた際の配置関係を示
す説明図である。

【図３】図１における一点鎖線による囲繞部分を拡大し
て示す説明図である。

【図４】従来からある四端子測定用プローブの一例を示
す説明図である。

【符号の説明】

１１ 四端子測定用プローブ １２ 検査用プローブ部 １３ センス側端子部 １４ ピン状接触子 １４ａ 先端接触部 １４ｂ 後端部 １４ｃ 先鋭部 １５ 小バレル部 １６ ソース側端子部 １６ａ 先細接触部 １６ｂ 後端部 １６ｃ 後端面 １６ｄ 突合せ端面 １７ 絶縁層 １８ バレル部 １９ 筒状ガイド部 １９ａ 後端面 ２０ スリーブ部 ２０ａ 雄ねじ部 ２２ 補佐用プローブ部 ２３ センス側補助プローブ部 ２３ａ 先端面 ２３ｂ 後端部 ２３ｃ 凹部 ２５ ソース側補助プローブ部 ２５ａ 先尖接触部 ２５ｂ 後端部 ２６ 絶縁層 ２６ａ 裾部 ２７ バレル部 ２８ 引張コイルスプリング材 ２８ａ 一端部 ２８ｂ 他端部 ３１ 可動アーム部 ３１ａ モータ ３１ｂ ベルト ３２ 昇降部 ３３ 介装部材 ３３ａ 第１介装部材 ３３ｂ 第２介装部材 Ｌ₁ センス側リード線 Ｌ₂ ソース側リード線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査部位に接触させて電気的特性を検
   査する検査用プローブ部と、この検査用プローブ部に対
   し押圧付勢状態のもとで電気的に直列接続される補佐用
   プローブ部とに分割して四端子測定用プローブを構成
   し、 前記検査用プローブ部は、先鋭化された先端接触部の側
   に突出方向での押圧力を保持させながらその後端部を突
   出させてなるピン状接触子を備えるセンス側端子部と、
   このセンス側端子部を前記先端接触部を突出させつつ絶
   縁して固定保持し、先端部に細径化された先細接触部を
   備えてなる筒状のソース側端子部と、このソース側端子
   部を抜脱を阻止しながら摺動自在に絶縁保持するバレル
   部とで形成し、 前記補佐用プローブ部は、センス側端子部の後端部と接
   触して電気的に導通するセンス側補助プローブ部と、こ
   のセンス側補助プローブ部を先端面は凹陥させ後端部は
   突出させた固定状態のもとで絶縁保持し、その先端部に
   前記ソース側端子部の後端面と接触して電気的に導通す
   る先尖接触部を備えてなる筒状のソース側補助プローブ
   部と、このソース側補助プローブ部を押出し方向へと常
   時付勢しながら摺動自在に絶縁保持するバレル部とで形
   成したことを特徴とする四端子測定用プローブ。
2. 【請求項２】 前記センス側端子部と前記センス側補助
   プローブ部とは、センス側補助プローブ部の先端面に凹
   部を設け、ピン状接触子の後端部に設けた先鋭部を前記
   凹部に導入接触させて相互間の電気的導通を自在とした
   ことを特徴とする請求項１記載の四端子測定用プロー
   ブ。
3. 【請求項３】 前記ソース側補助プローブ部と前記セン
   ス側補助プローブ部とは、前記先尖接触部と略同長に垂
   下させた裾部を有する絶縁性チューブ材を介在させてな
   る絶縁状態のもとで固定保持させたことを特徴とする請
   求項１又は２記載の四端子測定用プローブ。