JPH11142434A - 回転式コンタクトプローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、耐久性があり、かつ性能的に
従来品と比べて遜色のない回転式コンタクトプローブを
提供すること。 【解決手段】 コンタクトプローブ１のプローブ本体２
は導電接触対象物に当接する先端部２と円柱部２ｂとか
らなり、円柱部２ｂには、その軸心に対して約４度で傾
斜した方向に溝部２ｃを設け、プローブ本体２の溝部２
ｃに嵌め込まれる突起８を内周部に設けたスリーブ３を
備えている。先端部２ａとスリーブ３とはばね７を介し
て接続されているので、スリーブ３を把持した状態でプ
ローブ本体２を導電対象接触面に押し付けると、プロー
ブ本体２の溝部２ｃに沿ってスリーブ３が回転してコン
タクトプローブと前記接触面との当接が確実に行える。
このとき、溝部２ｃを１ストロークでプローブ本体２は
約１５度回転するので、通電方法として直接プローブ本
体２からリード線６を結線しても、リード線６が断線す
るほど、ねじれるおそれはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池などの充放電装
置の評価装置である電気接点の一種のコンタクトプロー
ブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気接点は、電気的接続部分の開閉動作
や摺動動作により、電気回路を接続または切断するもの
である。電気回路の確実な断続をするために、電気回路
条件、使用条件または動作機構に適した材質、形状およ
び構造を選択する必要があり、種々の製品が開発され、
実用化されている。

【０００３】電気接点の中で、コンタクトプローブは電
池などの充放電装置の評価装置を行うものであり、ニッ
ケル材や金メッキをした真鍮で作られたもので、これに
電池などから電流を流すことで電池の性能評価をするも
のである。

【０００４】前記コンタクトプローブでは接触不良が最
大の問題で各種対策が採られており、例えば接触部の材
質、通電方法または構造を工夫することが行われてい
る。

【０００５】その中で回転式のコンタクトプローブは、
計測対象物の接触面に対する当接を確実にするためにプ
ローブを回転させるものである。

【０００６】従来技術の回転式コンタクトプローブを図
７に示すが、導電接触対象物に当接する先端部１２ａと
該先端部１２ａに続く円柱部１２ｂからなるプローブ本
体１２において、プローブ本体１２の円柱部１２ｂの表
面にはらせん溝１２ｃが設けられ、該らせん溝１２ｃ内
を摺動する突起部１８を内面に設けたスリーブ１３内に
プローブ本体１２の円柱部１２ｂが摺動自在に収納され
ている。そして、プローブ本体１２の先端部１２ａとス
リーブ１３とはバネ１７で接続され、このスリーブ１３
の端部にはリード線１６が結線されている。

【０００７】このような構造のコンタクトプローブ１１
において、スリーブ１３を把持した状態でプローブ本体
１２を導電対象接触面に押し付けると、プローブ本体１
２の溝１２ｃに沿ってスリーブ１３に対して約９０度の
回転角度で回転することで、コンタクトプローブ１１と
前記接触面との当接が確実に行えるというものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の回転式
のコンタクトプローブ１１は回転角度が約９０度である
ので、プローブ本体１２にリード線１６を結線するとプ
ローブ本体１２の回転により結線部分がねじれるためプ
ローブ本体１２には結線ができない。そのためスリーブ
１３にリード線１６を結線して、スリーブ１３の突起部
１８からプローブ本体１２のらせん溝１２ｃを通して通
電させる構造を採用している。

【０００９】しかし、このような構造にするとスリーブ
１３とプローブ本体１２とはスリーブ１３の突起部１８
とプローブ本体１２のらせん溝１２ｃとの接触だけで、
接続されているので、両者の接触不良が生じることがあ
る。またプローブ本体１２の回転角度が大きいためプロ
ーブ本体１２の磨耗量も多くなる。

【００１０】また、プローブ本体１２の側面にらせん溝
１２ｃを設けるための加工コストがかさむことも改善す
べき問題点である。

【００１１】本発明の課題は、簡単な構造で、耐久性が
あり、かつ性能的に従来品と比べて遜色のない回転式コ
ンタクトプローブを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は次の
構成により達成される。すなわち、導電接触対象物に当
接する先端部と先端部に続く柱状部からなり、柱状部に
は、その軸心に対して所定角度で傾斜した方向に溝部を
設けられ、柱状部の端部には電気配線用のリード線が接
続されているプローブ本体と、前記プローグ本体の柱状
部を伸縮自在に収納し、前記プローグ本体の溝に嵌め込
まれる突起を内周部に設けたスリーブからなる回転式コ
ンタクトプローブである。

【００１３】本発明のプローブ本体の先端部とスリーブ
とは弾性部材を介して接続されているので、スリーブを
把持した状態でプローブ本体を導電対象接触面に押し付
けると、プローブ本体の溝部に沿ってスリーブが回転す
るのでコンタクトプローブと前記接触面との当接が確実
に行える。

【００１４】このとき、柱状部の溝部の軸心に対する傾
斜角度は約４〜５度程度とすることで、溝部を１ストロ
ークでプローブ本体は約１５度回転するので、通電方法
として直接プローブ本体からリード線を結線しても、リ
ード線が断線するほど、ねじれるおそれはない。また、
プローブ本体の回転角度を約１５度以下としても導電接
触対象物との接触不良を防げることは、以下に示すよう
に実験データによって確認している。

【００１５】また、本発明のコンタクトプローブはプロ
ーブ本体の回転角度を小さくしたことにより回転機構は
簡単な加工で可能となり、コストダウンにもなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。図１（ａ）に本発明のコンタクトプローブの断面
図を示し、図１（ｂ）には、図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視
図を示す。

【００１７】コンタクトプローブ１はプローブ本体２と
スリープ３からなり、プローブ本体２は半球状の先端部
２ａと先端部２ａに続く円柱部２ｂからなり、円柱部２
ｂには円柱の軸心に対して約４．５゜の角度で傾斜した
方向に溝部２ｃを設け、円柱部２ｂの他端に電気結線用
のリード線６が接続されている。そして該円柱部２ｂは
スリーブ３内を摺動できるようになっている。このとき
スリーブ３の先端とプローブ本体２の先端部２ａの円柱
部２ｂとの接続部にはバネ７の両端が固定されている。
また、スリーブ３の内周側にはプローブ本体２の円柱部
２ｂの傾斜溝に嵌まる突起８が設けられている。

【００１８】したがって、スリーブ３を把持したコンタ
クトプローブ１を通電検査対象の接触面に当接させた状
態でスリーブ３を押し付けるとプローブ本体２の円柱部
２ｂの傾斜状の溝部２ｃに沿ってスリーブ３の突起８が
移動するため、プローブ本体２が回転する。このプロー
ブ本体２の回転角度は最大１５度になる。

【００１９】バネ７を除くプローブ本体２とスリーブ３
の表面には無電解ニッケルメッキを施している。ただ
し、プローブ本体２の先端には電気接点に適した材料で
ある白金イリジュウムを溶着している。

【００２０】このプローブ１を充放電装置に導入するに
当たり、以下のような機械特性、電気特性の試験を行
い、前記従来技術のプローブ１１（図７）と比較した。

【００２１】（１）電池の傷の発生状況 電池の材質が鉄にニッケルメッキしたものからなるトッ
プカバー２１（図４）を写真撮影して、これに対してプ
ローブ１、１１の接触前とプローブ１、１１が２回当た
った時を比較し、サンプル数は従来技術のプローブ１１
と本発明のプローブ１ともに１０個ずつとした。０回と
２回の接触時の傷を５０倍顕微鏡で写真撮影した。その
結果を図２（ａ）（本発明）、図２（ｂ）（従来技術）
に示す。２回当てた時の傷は、形状は差はあるが目視で
は区別がつかず、傷に関しては同等であった。

【００２２】（２）動作寿命、磨耗の状況 本発明のプローブ本体２の先端部２ａ及び従来技術のプ
ローブ本体１２の先端部１２ａは共に白金イリジュウム
を溶着しているが、これらの磨耗と回転用溝部２ｃ、１
２ｃの磨耗と切り粉の発生状況について、それぞれ、０
回、２０００回、４０００回、６０００回、１２０００
回、２４０００回の前記トップカバーに接触させた後の
状態を写真撮影した（２４０００回は約３年間に相当）
してその磨耗の程度を目視することで評価した。以下
に、その結果を記す。

【００２３】（ａ）本発明のコンタクトプローブ１ プローブ本体２の先端部２ａ ２０００回：先端部ほとんど変化していない。 ４０００回：磨耗が始まっている。 ６０００回：４０００回と大差ない状態であった。磨耗
直径約０．２７ｍｍ １２０００回：中央部がへこみ状になった。磨耗直径
０．３５ｍｍ ２４０００回：磨耗の大きさは変わらないが、周囲に黒
い粉末が付着していた。

【００２４】プローブ本体２の溝部２ｃとスリーブ３の
スライド部分 ２４０００回：磨耗がなかった。 また、プローブ本体２の先端部２ａは３６０００回作動
させても、白金イリジュウムは剥がれなかったので、本
発明のコンタクトプローブ１は耐磨耗性は十分あること
が分かった。

【００２５】なお、プローブ本体２の先端部２ａの磨耗
測定は次のように行った。コンタクトプローブ１の全長
を測定して磨耗量とした。測定器はミツトヨ マイクロ
メーター（２５〜５０ｍｍ）を用いた。 作動開始時：全長４８．３２ｍｍ １２０００回：４８．３１＋ｍｍ ２４０００回：４８．３１−ｍｍ

【００２６】このように、２４０００回作動させて約
０．０１ｍｍ強の磨耗であり、プローブ本体２の先端部
２ａの表面の厚さが０．１２ｍｍであることから問題と
なる磨耗量でないことが分かった。

【００２７】（ｂ）従来技術のコンタクトプローブ１１ １２０００回：先端部１２ａに多少の磨耗（直径約０．
５ｍｍ程度）が見られる。 ２４０００回：先端部１２ａの磨耗は大きくなり（直径
０．８ｍｍ）、また周囲に黒いものが付着していた。 このように、本発明のコンタクトプローブ１は機械的寿
命に関して３年間相当以上の耐久力がある。

【００２８】（３）接触抵抗 図４に示す構成でトップカバー２１とプローブ１または
１１間の接触抵抗の変化を測定し、本発明のプローブ１
と従来技術のプローブ１１を比較した。接触抵抗の測定
器２２としてＨＩＯＫＩ３２２０（ヒオキ（株）製）を
用いて、本発明のコンタクトプローブ１を回転させる場
合（Ａ）、本発明のコンタクトプローブ１を回転させな
い場合（Ｂ）及び従来技術のコンタクトプローブ１１を
用いる場合（Ｃ）について電池のトップカバーの裏面に
前記測定器２２からの電極の一方からのリード線２３を
はんだづけで接続し、前記測定器２２からのもう一方の
電極のリード線６または１６をコードをコンタクトプロ
ーブ１または１１の基部に接続してプローブ本体２また
は１２を電池用のトップカバー２１に押し当てながら図
３に示す４点測定により、２００回ずつ測定した。

【００２９】図３は電圧側導電接触ピンと電流側導電接
触ピンをそれぞれ２点ずつ用意して、これにプローブ１
または１１を同時に安定に接触させて測定する４点測定
の概念を示す。

【００３０】測定結果の一例を図５に示す。その結果、
本発明のコンタクトプローブ１を回転させない場合
（Ｂ）と従来技術のコンタクトプローブ１２を用いる場
合（Ｃ）での接触抵抗での差は大きくないことが分かっ
た。しかし、本発明のコンタクトプローブ１を回転させ
た（Ａ）の場合、（Ｂ）、（Ｃ）の場合より接触抵抗が
小さいことが分かった。

【００３１】（４）錆の発生状況およびその接触抵抗 電解液にプローブ１または１１を浸し、湿度の高い場所
（マシン・ショップ水洗場）に自然放置して、２週間後
の錆の発生状況を外観、接触抵抗値により本発明のコン
タクトプローブ１を回転させる場合（Ａ）、本発明のコ
ンタクトプローブ１を回転させない場合（Ｂ）及び従来
技術のコンタクトプローブ１１を用いる場合（Ｃ）につ
いて比較した。接触抵抗値は図４に示す構成で４点に付
き、２００回ずつ測定した。

【００３２】接触抵抗値の測定結果の一例を図６に示
す。前記（Ａ）のプローブ１は初回から非常に低い抵抗
値を示し、その抵抗値は安定している。また前記（Ｃ）
のニッケル・プローブ１１は初め測定レンジを超え、測
定不可能であった回数が４０回位より低く安定してく
る。前記（Ｂ）のプローブ１は最大７０．５ｍΩの抵抗
値を示したが、極端に抵抗値が高くて測定不可能になる
ことはなかった。

【００３３】また、前記各（Ａ）〜（Ｃ）の場合の錆の
発生状況は大差がなかった。これらのことから回転式プ
ローブは、現状プローブに比べ表面の酸化して、錆びて
も回転することにより、測定１回目から正常な接触状態
で測定できる。

【００３４】

【発明の効果】このように、本発明によれば、簡単な構
造で、製造価格が低く、耐久性があるり、性能的に従来
品と比べて遜色のない回転式のコンタクトプローブが得
られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の回転式コンタクトプロー
ブの断面図（図１（ａ））と側面図（図１（ｂ））であ
る。

【図２】本発明の実施の形態のコンタクトプローブと従
来技術のコンタクトプローブを用いた場合の電池に接触
させた時の傷を５０倍顕微鏡で写真撮影した結果を示す
（図２（ａ）は本発明）、図２（ｂ）は従来技術）。

【図３】コンタクトプローブを用いた場合の接触抵抗の
４点測定の方法を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態のコンタクトプローブと従
来技術のコンタクトプローブを用いた場合の接触抵抗の
測定装置の構成を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態のコンタクトプローブと従
来技術のコンタクトプローブを用いた場合の接触抵抗の
測定結果を示す図である。

【図６】電解液腐食させた本発明の実施の形態のコンタ
クトプローブと従来技術のコンタクトプローブを用いた
場合の接触抵抗の測定装置測定結果を示す図である。

【図７】従来技術の回転式コンタクトプローブの側面図
である。

【符号の説明】

１ コンタクトプローブ ２ プローブ本
体 ３ スリープ ６ リード線 ７ バネ ８ スリープの
突起

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電接触対象物に当接する先端部と先端
   部に続く柱状部からなり、柱状部にはその軸心に対して
   所定角度で傾斜した方向に溝部を設けられ、円柱部の端
   部には電気配線用のリード線が接続されているプローブ
   本体と、前記プローグ本体の柱状部を伸縮自在に収納
   し、前記プローグ本体の溝に嵌め込まれる突起を内周部
   に設けたスリーブからなる回転式コンタクトプローブ。
2. 【請求項２】 プローブ本体の先端部とスリーブとは弾
   性部材を介して接続されていることを特徴とする請求項
   １記載の回転式コンタクトプローブ。