JPH11160404A - 充放電装置のコンタクトプローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次電池の性能評価時において、電池端子と
の接触不良が発生せず、メンテナンスを容易とする充放
電装置のコンタクトプローブを提供する。 【解決手段】 本発明のコンタクトプローブ１０は、先
端が球状を成す先端部１１、圧縮コイルバネ１２、コン
タクトプローブの本体部１３、および本体部１３を軸支
する支持部１４によって構成される。コンタクトプロー
ブの先端部１１には、白金イリジウム合金や銀タングス
テン等の電気接点材料１５を抵抗溶接している。これに
より、磨耗、腐食に強く、安定した接触抵抗を有し、か
つ製造も容易で安価なコンタクトプローブを実現でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばリチウムイ
オン二次電池などの充放電装置のコンタクトプローブに
関し、さらに詳しくは、充放電装置のコンタクトプロー
ブを使って二次電池の性能を評価する際に適用して好適
な充放電装置のコンタクトプローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子技術の進歩により電子機器の
高性能化が進み、それに伴って電子機器に使用される電
池の高エネルギー密度化の要求が高まっている。従来、
これらの電子機器に使用される二次電池としてはニッケ
ルカドミウム電池やニッケル水素電池などがあるが、こ
れらの電池は放電電位が低くエネルギー密度が充分でな
いため、上述した要求には充分に応えられていないのが
実情である。

【０００３】最近、これらの要求を満たす二次電池とし
て、非水電解液二次電池に属するリチウムイオン二次電
池が実用化されるようになった。このリチウムイオン二
次電池は体積当たりの容量密度が高く、ニッケルカドミ
ウム電池やニッケル水素電池に比して約３倍の高電圧と
なるうえ、電池内のリチウムはイオン状態で存在してい
るため極めて高い安全性を有している。そのため、リチ
ウムイオン二次電池は携帯用電子機器等の電源として多
方面で数多く使用され、用途の急拡大とともに需要が急
増しつつある。

【０００４】ところで、リチウムイオン二次電池などの
二次電池の製造工程では、組み立て後の性能をチェック
するため、充放電装置のコンタクトプローブを使って充
電・放電を行なっている。すなわち、充放電装置を使っ
て充電・放電を繰り返すことにより、その品質評価を行
なっている。

【０００５】図２は本発明に係わるリチウムイオン二次
電池の充放電装置を示す図であり、（ａ）はトレイの斜
視図、（ｂ）は充放電装置の要部拡大断面図である。図
２に示すようなリチウムイオン二次電池の充放電装置１
では、二次電池２を数百本まとめて上下に開口部が設け
られたプラスチック製のトレイ３に収納後、トレイ３毎
に充放電装置１に設置して二次電池の充電・放電を行う
ようになされている。

【０００６】すなわち、充放電装置１の上下ピンボード
４に取り付けられたコンタクトプローブ５により電池端
子に所定の電圧を印加することにより、二次電池の充電
・放電テストを行う。充電・放電テストの一例として
は、 ．５．０Ｖ、１Ａで数時間充電を行う。 ．約１時間かけて強制放電を行う、のステップの繰り
返しにより二次電池の充電・放電テストを行うようにな
っている。

【０００７】従来の充放電装置１におけるコンタクトプ
ローブ５は、電池端子との接触不良を起こし易い。コン
タクトプローブ５が接触不良を起こすと、二次電池２の
品質チェックが出来なくなり、不良の二次電池２が発生
する問題がある。しかも、この充放電装置１は、二次電
池２の生産数量に合わせて何百ユニットと設置されるた
め、コンタクトプローブ５の使用総数は数十万本にも及
ぶ結果となる。このため、接触不良の発生し易いコンタ
クトプローブ５のメンテナンスは困難を極める。

【０００８】従来のコンタクトプローブ５は、電池端子
との接触抵抗を安定させるため、先端形状や材質など様
々な工夫が施されている。例えば、コンタクトプローブ
５の先端形状を、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、そ
れぞれ断面Ｍ状、円錐状、半球状とするとともに、材質
を金メッキ品、Ｎｉメッキ品、およびＮｉ材品等で形成
するものが知られている。また、図３（ｄ）に示すよう
に、コンタクトプローブ５の先端部に断面Ｍ状でＡｇ−
Ｗ（銀タングステン）材をロー付けした物など、用途に
応じて様々な工夫がこなされている。

【０００９】しかしながら、これら従来のコンタクトプ
ローブ５においては、金メッキ品は耐酸化性では効果が
大きいが、耐磨耗性においては問題が残る。逆に、先端
部をＮｉメッキ品およびＮｉ材品等の硬度のある材料で
形成する場合、耐磨耗性は確保されるが、耐酸化性に問
題がある。また、断面Ｍ状でＡｇ−Ｗ材をロー付けした
コンタクトプローブ５も存在するが、この構造は加工コ
ストの面で問題があるなど、それぞれ一長一短を有する
ものであった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題点
に鑑みてなされたもので、その課題は、充放電装置のコ
ンタクトプローブを使って性能を評価する二次電池の品
質評価時に、コンタクトプローブと電池端子との接触不
良が発生せず、メンテナンスを容易とする充放電装置の
コンタクトプローブを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明の充放電装置のコンタクトプローブは、コン
タクトプローブの先端部を電池端子に接触して充電・放
電を行うことで二次電池の性能（品質）評価を行う充放
電装置のコンタクトプローブにおいて、コンタクトプロ
ーブの先端部の形状を球状とするとともに、かつ球状先
端には白金イリジウム合金や銀タングステン（これら合
金を含む）などの電気接点部材を溶接して形成すること
を特徴とする。

【００１２】上述の如く本発明のコンタクトプローブの
先端部は球状であるため、二次電池の電池端子にキズを
つけることがない。また、その球状の先端には白金イリ
ジウム合金などの電気接点部材を溶接しているため、電
池接点とコンタクトプローブの先端部との良好な接触を
保つことができる。それとともに、電気接点部材は磨耗
や腐食に強いため、コンタクトピンの長寿命化を図るこ
とができる。これにより、二次電池における充放電試験
等の信頼性を向上することが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】先ず、図１を参照して本発明の充放電装置
のコンタクトプローブの構成を説明する。図１は本発明
のコンタクトプローブの一例を示す側面図である。な
お、従来技術で記載した事項と共通する部分には同一の
参照符号を付し、それらの図示や説明を一部省略する。

【００１５】図１における符号１０は本発明のコンタク
トプローブを示す。本発明のコンタクトプローブ１０
は、先端が球状を成す先端部１１、付勢手段としての圧
縮コイルバネ１２、コンタクトプローブの本体部１３、
および本体部１３を軸支する支持部１４によって構成さ
れている。

【００１６】コンタクトプローブの先端部１１には、本
発明の特徴として、白金イリジウム合金や銀タングステ
ン等の電気接点材料１５を抵抗溶接している。コンタク
トプローブの先端部１１は、前述の図３（ａ）、（ｂ）
のように、先端部を尖らせると電池端子との良好な接触
が保てる反面、大電流を流すのに向いていない。また、
先端部が尖っていると、接触圧が高い場合に電池端子に
キズを付けることになり、好ましくない。

【００１７】そのため、本発明のコンタクトプローブ１
０では、先端部１１を球状とするとともに、先端部１１
の耐磨耗性および耐酸化性を確保するため、球状先端に
白金イリジウム合金や銀タングステン等の電気接点材料
１５を抵抗溶接している。

【００１８】すなわち、電磁開閉器（リレー）、スイッ
チ等の電気回路の断続に一般的に使われている電気接点
材料１５を、コンタクトプローブ先端に厚み０．１２ｍ
ｍ、直径φ１．１ｍｍ程度の球状になるように溶接し、
コンタクトプローブ先端の耐磨耗性、耐酸化性を改善す
る構成としている。

【００１９】つまり、コンタクトプローブは、リレー等
に比べると生産数量が少なく、また、業種の違いからコ
ンタクトプローブの接触部分の材質検討、接着方法の検
討は充分成されていなかった。さらに、電気接点材料メ
ーカ（徳力本店株式会社等）においても、コンタクトプ
ローブの接触部分に同材料を用いる発想は無かった。

【００２０】本発明者らは、この点に着目して実験を重
ねた結果、図１に示すような磨耗、腐食に強く、安定し
た接触抵抗を有し、かつ製造も容易で安価なコンタクト
プローブを実現できることを見出した。

【００２１】次に、図１および図２を参照して本発明の
充放電装置のコンタクトプローブの動作を説明する。

【００２２】本発明のコンタクトプローブ１０の本体部
１３は、支持部１４を介して上下ピンボード４に取着さ
れている。本体部１３には接点オイル等の潤滑剤が充填
されており、潤滑剤によって本体部１３および先端部１
１の動作を円滑にする。本発明のコンタクトプローブ１
０は、圧縮コイルバネ１２を除き無電解ニッケルメッキ
が施されている。

【００２３】コンタクトプローブ１０の先端部１１は球
状を成していて、球状先端には白金イリジウム（１０
％）が溶接してある。この白金イリジウムが溶接された
先端部１１は、電池端子（図示省略）と接触して充電・
放電のための電圧を印加する。例えば、二次電池を５．
０Ｖ、１Ａで充電しようとする場合、先端部１１の白金
イリジウムを介して電池端子に５．０Ｖ、１Ａの電圧が
印加される。

【００２４】圧縮コイルバネ１２は、先端部１１と支持
部１４との間に挿着されていて、先端部１１を電池端子
に押しつけるように付勢している。そして、圧縮コイル
バネ１２によって先端部１１を所定の強さで電池端子に
押しつけることにより、両者の接触が図られる。因みに
本発明のコンタクトプローブ１０は、 全ストローク時…１，６６０ｇ ３／２作動時… １，２７０ｇ 取付時… ４９０ｇのバネ圧力を有するよう
に形成されている。

【００２５】このように、本発明のコンタクトプローブ
１０においては、従来技術のコンタクトピンに代えて、
恰もボールペンのボールの如き球状を成し、かつ白金イ
リジウム合金を溶接した先端部によって電池端子に接触
するようになっているため、電池端子を傷つけることな
く、長時間に渡って良好な接触状態を保つことができ
る。また、本発明のコンタクトプローブ１０の先端部１
１は磨耗や腐食をしないため、コンタクトプローブの長
寿命化を図ることができる。以降の動作は前述と同様で
あり、重複するため説明を省略する。

【００２６】本発明のコンタクトプローブ１０を適用す
ることにより、次のような具体的な効果を上げることが
できる。第１には、電池端子とコンタクトプローブ先端
部との接触抵抗が安定するため、二次電池にかかる電圧
が安定して充放電試験の信頼性が向上する。第２には、
コンタクトプローブ先端部に電気接点材料を溶接する方
法は、製造が容易であるため、安価なコンタクトプロー
ブを実現できる。第３には、コンタクトプローブの原因
で、良品電池を不良電池と誤判定することがなくなり、
二次電池の生産効率が向上する。第４には、コンタクト
プローブのメンテナンスが簡易になる。

【００２７】本発明は前記実施の形態例に限定されず、
種々の実施形態を採ることができる。例えば、本実施の
形態例では二次電池における充放電装置のコンタクトプ
ローブについて例示したが、プリント配線基板のコンタ
クトプローブや半導体装置の測定に用いる半導体装置用
コンタクトプローブ等、電流の入出力を伴うあらゆるコ
ンタクトプローブに適用可能である。また、本発明の主
旨を逸脱しない範囲で適宜応用が可能であることは言う
までもない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のコンタクト
プローブによれば、先端部を球状となし、かつ先端部に
電気接点部材である白金イリジウム合金や銀タングステ
ン等を溶接して形成するようにしたため、コンタクトプ
ローブを電池端子に接触して二次電池の性能評価する際
に、電池端子を傷つけることなく、長時間に渡って安定
した接触状態を保つことができる。また、本発明のコン
タクトプローブの先端部には、磨耗や腐食に強い電気接
点部材が溶接されているため、コンタクトプローブのメ
ンテナンスを簡易化できるとともに、二次電池の性能評
価の信頼性を向上できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンタクトプローブの一例を示す側面
図である。

【図２】本発明に係わるリチウムイオン二次電池の充放
電装置を示す図であり、（ａ）はトレイの斜視図、
（ｂ）は充放電装置の要部拡大断面図である。

【図３】従来のコンタクトプローブの先端部を示す断面
図であり、（ａ）は断面Ｍ状、（ｂ）は円錐状、（ｃ）
は球状、（ｄ）は断面Ｍ状でＡｇ−Ｗをロー付けした例
を示す。

【符号の説明】

１…充放電装置、２…二次電池、３…トレイ、４…ピン
ボード、５…コンタクトプローブ、１０…本発明のコン
タクトプローブ、１１…先端部、１２…圧縮コイルバ
ネ、１３…本体部、１４…保持支持部巻き取りピン、１
５…電気接点材料

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部を電池端子に接触して充電・放電
   を行うことにより、二次電池の性能評価を行う充放電装
   置のコンタクトプローブにおいて、 前記コンタクトプローブの先端部を球状とするととも
   に、該球状先端には電気接点部材を溶接して形成するこ
   とを特徴とする充放電装置のコンタクトプローブ。
2. 【請求項２】 前記電気接点部材は、前記コンタクトプ
   ローブの先端部に、厚み０．１２ｍｍ、直径φ１．１ｍ
   ｍとなる球状に溶接することを特徴とする請求項１に記
   載の充放電装置のコンタクトプローブ。
3. 【請求項３】 前記電気接点部材は、白金イリジウム合
   金および銀タングステンのうち、少なくとも１材料であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の充放電装置のコン
   タクトプローブ。