JP7503427B2 - 充放電プローブ及びこれを備えた充放電検査装置 - Google Patents
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Description
この電池の製造においては、従来の充放電用電池と同様、製造した電池の充放電試験を行い、電池が所定の性能や特性を満たしているか否かを検査してから出荷している。この充放電試験は、充放電検査装置の電源(充放電電源)を、充放電プローブを介して二次電池に接続することで行われている。なお、充放電プローブは、充放電検査装置の電源等が設けられた基板と、充放電試験する二次電池との間に配置され、基板の端子と二次電池の電極にそれぞれ接続されるプローブピンを軸心方向両側に備えたものである。
更に、特許文献2には、IC検査に用いるプローブユニットが開示されており、具体的には、軸心方向両側に配置されたプランジャー(充放電プローブのプローブピンに相当)と、各プランジャーにそれぞれ接続された異なる強度のスプリングとを備えている。
上記した課題は、引用文献2に開示のプローブユニットも同様であり、更に、引用文献2のプローブユニットの構成は複雑である(必要な部品点数が多くなる)。
なお、充放電プローブには、例えば、半田付けにより基板に取付けられるものもあるが、この場合、充放電プローブの交換に際し、充放電プローブの基板に対する取付け取外し(半田付け)に手間がかかる。更に、半田付けするための領域を基板に確保しなければならず、例えば、基板に実装する部品の取付け可能な領域が狭くなり、パターンレイアウトも制限される。
筒状となったソケット本体の軸心方向一側に、一方の前記プローブピンが、弾性体を介して押圧可能に設けられ、
前記ソケット本体の軸心方向他側に、他方の前記プローブピンを押圧可能に収容したバレルを、抜き差し可能にする嵌挿部が設けられている。
また、ソケット本体の軸心方向他側に、他方のプローブピンを押圧可能に収容したバレルを、抜き差し可能にする嵌挿部が設けられているので、例えば、他方のプローブピン側のバネ定数(強度)のみを変更したい場合や、使用によって先端が摩耗した他方のプローブピンのみを交換したい場合でも、容易に対応できる。
従って、構成を簡単にでき、種類を増やすことなく、プローブピンの交換も容易な充放電プローブピン用ソケットを提供できる。
図1~図3に示すように、本発明の一実施の形態に係る充放電プローブピン用ソケット(以下、単にソケットとも記載)10は、上下方向に間隔を有して対向配置された、充放電検査装置11の基板(プリント基板)12と、この充放電検査装置11により充放電試験する二次電池13との間に配置され、基板12の端子(図示しない)と二次電池13の電極(正極と負極)14、15にそれぞれ接続可能なプローブピン16、17を軸心方向両側に備えた充放電プローブ18に用いられるものである。以下、詳しく説明する。
この基板12の上側には、例えば、複数のカードエッジコネクタ(図示しない)が設けられ、充放電電源が取付け取外し可能になっている。この基板12の下面側には端子が設けられ、充放電プローブ18の上側(一側)に設けられたプローブピン(一方のプローブピン)16の上端部(先端部)が当接可能になっている。
これにより、充放電プローブ18の上端部が充放電電源に接続されることになる。
なお、上記したカードエッジコネクタと端子は、1個の充放電電源に複数の二次電池13が並列接続されるように、基板12に形成した配線で接続されている。
支持プレート24には、棒状の充放電プローブ18が、その両側を支持プレート24の表裏面から突出させた状態で多数設けられている。この充放電プローブ18は二次電池13を充放電検査するものであり、ここでは、電流を流す充放電プローブ(正極と負極:電力ピン)と電圧を測定する充放電プローブ(正極と負極:センシングピン)の合計4本を1セットとして使用している(図3において、二次電池11の正極と負極のそれぞれの奥行側にも充放電プローブが配置され、二次電池11の正極と負極にそれぞれ2本ずつ接触可能である)。
このソケット本体30は、その内部の軸心方向途中位置(中央部)に仕切り部31が設けられ、上側(軸心方向一側)端部と下側(軸心方向他側)端部がそれぞれ開口している。なお、仕切り部31により、ソケット本体30の上側に空洞部32が、下側に嵌挿部33が、それぞれ形成される。
このソケット本体30の材質は、導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、真鍮や燐青銅等を採用できる。
なお、ソケット本体30の上端部は、その内径が、上方に向けて徐々に縮径し、プローブピン16の下側は、ソケット本体30の上端部よりも拡幅しているため、ソケット本体30の空洞部32内からプローブピン16が抜け出ることはない。
また、空洞部32内であって、仕切り部31とプローブピン16の下端面(基端面)との間には、バネ材(弾性体の一例)34が、ソケット本体30の軸心方向とバネ材(スプリング)34の伸縮方向を合わせて、収容配置されている。
上記したプローブピン16とバネ材34の材質は共に、導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、プローブピン16には、例えば、ベリリウム銅合金等を採用でき、バネ材34には、例えば、ピアノ線や銅線、ステンレス製(SUS304やSUS316等)の線等を採用できる。なお、バネ材の代わりに導電性ゴム等も使用できる。
バレル35は、図1、図2(B)に示すように、上端部が塞がれた筒状(円筒状)のものであり、その下側端部が開口している。バレル35内(空洞部)には、逆T字状となったプローブピン17の上側(基側)が、バレル35とプローブピン17の軸心を合わせた状態で収容配置されている。このプローブピン17の下側(先側)の形状は、接続対象等によって種々変更可能であり、特に限定されるものではない。なお、バレル35の下端部は、その内径が縮径し、プローブピン17の上側は、バレル35の下端部よりも拡幅しているため、バレル35内からプローブピン17が抜け落ちることはない。
これにより、自由状態(バネ材36に負荷がかからない状態)では、プローブピン17の下側(先側)が、バレル35内から下方へ向けて突出した状態を維持するため、プローブピン17がバレル35に対して押圧可能になる。
上記したバレル35の材質は、ソケット本体30と同様のものを採用でき、バネ材36の材質は前記したバネ材34と同様のものを採用できる。なお、プローブピン17の材質は、導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、炭素工具鋼等を採用できる。
これにより、例えば、プローブピン17側のバネ材36のバネ定数(強度)のみを変更したい場合や、使用によって先端が摩耗したプローブピン17のみを交換したい場合でも、使用目的に応じて、種々の種類のプローブピン17が収容されたバレル35を交換することで、容易に対応できる。なお、プローブピン17が収容されたバレル35は、市販の物を使用できるが、特に限定されるものではない。
挿通孔37は、基板12の端子に対応した位置(平面視して重なる位置)に形成され、充放電プローブピン用ソケット10のソケット本体30を、支持プレート24の下方から差し込む構成(圧入可能な形状)となっている。なお、ソケット本体30の下側外周部には、ソケット本体30の他の部分よりも径方向に突出(拡幅)したストッパー部38が設けられ、支持プレート24に対するソケット本体30の位置決めができる。
なお、プローブピン17は、二次電池13の電極14、15に接続可能であるため、基板12の端子、挿通孔37、及び、二次電池13の電極14、15は、平面視して重なる位置に配置されている。しかし、プローブピン17を二次電池13の電極14、15に直接接触させない場合(例えば、二次電池13の電極14、15が接触した拡張端子部を介して接触させる場合)は、挿通孔37と二次電池13の電極14、15は、平面視して異なる位置に配置されることになる。
そして、充放電試験プログラムが記憶(格納)された制御パソコン(図示しない)により、この充放電試験プログラムに従って各充放電電源で同じ充放電試験を遂行、又は、各充放電電源で異なる充放電試験を遂行する。
充放電試験が終了した後は、支持プレート24に固定配置された充放電プローブ18に対し、二次電池13が収容配置されたトレイ19を下降させ、このトレイ19を昇降台23から降ろし、新たな二次電池13が収容配置されたトレイ19を昇降台23に載せ、上記した操作を繰り返し実施する。
前記実施の形態においては、ソケット本体に設けられたプローブピンを、基板の端子に接続可能とし、バレルに収容したプローブピンを、二次電池の電極に接続可能とした場合について説明したが、ソケット本体に設けられたプローブピンを、二次電池の電極に接続可能とし、バレルに収容したプローブピンを、基板の端子に接続可能とすることもできる。
なお、充放電検査装置の構成は、充放電検査装置の基板と二次電池との間に充放電プローブが配置される構成であれば、特に限定されるものではない。
Claims (5)
- 充放電検査装置の基板と、該充放電検査装置により充放電試験する二次電池との間に配置された、絶縁性を備えた支持プレートに取付けて用いられ、前記基板の端子と前記二次電池の電極にそれぞれ接続可能なプローブピンを筒状となったソケット本体の軸心方向両側に備えた充放電プローブであって、
前記ソケット本体は筒状となって、その内部の軸心方向途中位置に仕切り部が設けられ、該仕切り部により、前記ソケット本体の軸心方向一側に空洞部が形成されると共に、前記ソケット本体の軸心方向他側に嵌挿部が形成され、
前記ソケット本体の軸心方向一側の空洞部内に、一方の前記プローブピンの基側が、前記仕切り部に接触した弾性体に、その基側端面を接触させて、押圧可能に収容され、
前記ソケット本体の軸心方向他側の嵌挿部に抜き差し可能で、他方の前記プローブピンの基側が弾性体を介して押圧可能に収容されたバレルを具備し、
前記ソケット本体の軸心方向一側に設けられた前記一方のプローブピンが、前記基板の端子に接続可能であり、前記バレルに収容した前記他方のプローブピンが、前記二次電池の電極に接続可能であって、前記一方のプローブピンの長さが前記他方のプローブピンよりも短いことを特徴とする充放電プローブ。 - 請求項1記載の充放電プローブにおいて、前記空洞部内及び前記バレル内の前記弾性体はバネ材であることを特徴とする充放電プローブ。
- 請求項1又は2記載の充放電プローブを備えた充放電検査装置であって、
前記支持プレートの前記基板の端子に対応した位置に、前記ソケット本体を取付け取外し可能にする挿通孔が形成されていることを特徴とする充放電検査装置。 - 請求項3記載の充放電検査装置において、前記基板の端子は該基板に多数設けられ、前記支持プレートの前記挿通孔は、前記基板の各端子の位置に対応して、該基板の端子と同数形成されていることを特徴とする充放電検査装置。
- 請求項3又は4記載の充放電検査装置において、前記基板の下側に前記支持プレートが取付け固定されていることを特徴とする充放電検査装置。
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