(57)【要約】第１部分と第２部分とを有し、それらが互いに対して伸縮する外部ばねプローブが提供される。上記第１部分は一端にある先端部と該先端部の反対側の第１の接触要素とを有する。上記先端部と上記第１の接触要素との間においてフランジが半径方向外側に拡がっている。上記第２部分は一端にある先端部と該先端部の反対側の第２の接触要素とを有する。上記第２の接触要素は上記第１の接触要素と接触する。上記第２の先端部と上記第２の接触要素との間においてフランジが半径方向外側に拡がっている。ばねは上記二つのフランジの間に挟まれると共に上記二つの接触要素を包囲する。上記第１及び第２の接触要素は、上記第１及び第２部分の伸縮の間、互いとの接触を維持する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部分であって、該第１部分の一端にある先端部と、該先端部の反対側に延設される第１の接触要素と、前記先端部と前記第１の接触要素の間で半径方向外側に拡がるフランジと、を有する第１部分と、
第２部分であって、一端にある先端部と、該先端部の反対側に延設されると共に前記第１部分の接触要素と接触する第２の接触要素と、前記第２部分の先端部と前記第２の接触要素の間で半径方向外側に拡がるフランジと、を有する第２部分と、
前記２つのフランジの間に挟まれると共に前記２つの接触要素を包囲するばねとを備え、前記ばねは前記第１の接触要素に接続される部分と前記第２の接触要素に接続される部分とを有していて、これによって前記ばねと前記第１及び第２部分が自己保持型組立体を構成し、前記第１及び第２部分は互いに対して伸縮し、前記第１及び第２の接触要素は前記伸縮の間、互いとの接触を維持する、ばねプローブ。
【請求項２】
前記第１及び第２の接触要素が、各々平面を有する半円筒状（ｓｅｍｉ−ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）部分を有し、前記第１の接触要素の半円筒状部分の平面が、前記第２の接触要素の半円筒状部分の平面に接触する請求項１に記載のばねプローブ。
【請求項３】
前記第１及び第２の接触要素が、同一形状とされた請求項２に記載のばねプローブ。
【請求項４】
前記第１部分及び第２部分が同一形状とされた請求項１に記載のばねプローブ。
【請求項５】
前記第１部分が、前記先端部とは反対側で前記フランジに近接する外表面を有する部分を有し、前記第１部分に接続される前記ばねの部分は前記外表面に接続され、前記ばねの部分は前記外表面の直径よりも小さい直径を有していて、前記ばねの部分は前記外表面上に広げられて装着され前記第１部分との接続部を構成する、請求項１に記載のばねプローブ。
【請求項６】
前記第２部分が、前記第２部分の先端部とは反対側で前記第２部分のフランジに近接する外表面を有する部分を有し、前記第２部分に接続される前記ばねの部分は前記第２部分の外表面に接続され、前記ばねの部分は前記第２部分の外表面の直径よりも小さい直径を有していて、前記ばねの部分は前記第２部分の外表面上に広げられて装着され前記第２部分との接続部を構成する、請求項５に記載のばねプローブ。
【請求項７】
前記ばねが本体直径を有し、前記第１部分に接続される前記ばねの部分は前記本体直径よりも小さい直径を有する、請求項７に記載のばねプローブ。
【請求項８】
前記ばねが本体直径を有し、前記第２部分に接続される前記ばねの部分は前記本体直径よりも小さい直径を有する、請求項６に記載のばねプローブ。
【請求項９】
前記第１部分の先端部から前記第２部分の先端部まで測定した、前記プローブの完全に圧縮した場合の長さが２ｍｍ以下である、請求項１に記載のばねプローブ。
【請求項１０】
前記第１の接触要素は開口端を有するバレルであり、前記第２の接触要素は、前記開口端を通って前記バレル内に滑動可能に嵌められる少なくとも一つの部分を有するプランジャーである、請求項１に記載のばねプローブ。
【請求項１１】
開口端と閉止端とを有するバレルであって、前記閉止端から延設される先端部と、前記バレルから半径方向外側に拡がるフランジと、を有するバレルと、
プランジャーであって、一端にある先端部と、前記プランジャーから半径方向外側に拡がるフランジと、を有するプランジャーと、
前記先端部の反対側に延設されると共に前記バレル内に滑動可能に嵌められるステムと、
前記２つのフランジの間に挟まれると共に前記バレルを包囲するばねとを備え、前記ばねの一部分は前記バレルに接続され、前記ばねの一部分は前記プランジャーへ接続されていて、これによって前記バレル、プランジャー及びばねが自己保持型組立体を構成し、前記プランジャーと前記バレルは互いに対して伸縮することができ、前記ステムは常に前記バレルと接触している、ばねプローブ。
【請求項１２】
前記ばねが本体直径を有し、前記バレルに接続される前記ばねの部分は前記本体直径よりも小さい直径を有する、請求項１１に記載のばねプローブ。
【請求項１３】
前記バレルが外表面を有し、前記バレルに接続される前記ばねの部分は前記バレルの外表面に接続され、前記ばねの部分は前記バレルの外表面の直径よりも小さい直径を有していて、前記ばねの部分は前記バレルの外表面上に広げられて装着され前記バレルの外表面との接続部を構成する、請求項１１に記載のばねプローブ。
【請求項１４】
前記バレルの外表面が、前記バレルの先端部とは反対側で前記バレルのフランジに近接する第１直径部分と、前記バレルのフランジから離間しており且つ前記第１直径部分に隣接する第２直径部分とを有していて、前記第１直径部分が前記第２直径部分より大きな直径を有し、前記バレルに接続される前記ばねの部分は前記第１直径部分に接続される、請求項１１に記載のばねプローブ。
【請求項１５】
前記ばねが本体直径を有し、前記プランジャーに接続される前記ばねの部分は前記本体直径よりも小さい直径を有する、請求項１１に記載のばねプローブ。
【請求項１６】
前記プランジャーが外表面を有し、前記プランジャーに接続される前記ばねの部分は前記プランジャーの外表面に接続され、前記ばねの部分は前記プランジャーの外表面よりも小さい直径を有していて、前記ばねの部分は前記プランジャーの外表面上に広げられて装着され前記バレルの外表面との接続部を構成する、請求項１１に記載のばねプローブ。
【請求項１７】
前記ステムが一端に支持部分を有し、前記支持部分が前記バレル内に滑動可能に嵌められる、請求項１１に記載のばねプローブ。
【請求項１８】
前記バレルの先端部から前記プランジャーの先端部まで測定した、前記プローブの完全に圧縮した場合の長さが２ｍｍ以下である、請求項１１に記載のばねプローブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する分野
本発明は、電気的接続部（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ）を構成する電気接触プローブに関し、特に、前記プローブによって構成される電気的接続部の外側にばねを有するばね荷重式の接触プローブに関する。該プローブは、例えば診断機器又は試験機器と試験される集積回路のような電気装置との間に電気的接触を提供する等の用途で電気的試験に使用される。
【０００２】
発明の背景
一般に従来のばね荷重式接触プローブは、可動プランジャー２と、プランジャーの直径の拡大された部分又は支持部６を受入れるための開口端４を有するバレル３と、バレル内でプランジャーの移動（ｔｒａｖｅｌ）を付勢するためのばね５とを有している（図１Ａ及び図１Ｂ）。前記プランジャー支持部６は、バレルの内面と滑動可能に係合している。前記拡大された支持部は、バレルの開口端近くのクリンプ（ｃｒｉｍｐ）７によってバレル内に保持される。
【０００３】
一般にプランジャーは、所定の距離だけばねによって外方へ付勢されている。そしてばねに対向する力により、所定の距離だけバレルの内方へ付勢又は押されることが可能である。バレルに対してプランジャーが軸方向及び側方に付勢されることにより、プランジャーとバレル間が離れたり（ｆａｌｓｅ ｏｐｅｎｓ） 、断続的に非接触になることを防止する。一般にプランジャーは、中実（ｓｏｌｉｄ） であり、試験される電気装置に接触するための頭部又は先端部９を有している。バレルは又、バレルの開口端の反対側に先端部を有していても良い。
【０００４】
バレル、プランジャー及び先端部は、試験される電気装置と試験機器等との間の電気的接続部を構成し、導電性の材料で製造されている。一般的にプローブは、試験プレート又はソケットを貫通して形成された穴に配置される。一般に、例えば集積回路等の試験される電気装置の接触側は、試験プレート又は試験ソケットの一方の側面を通って突出しているプランジャーの先端部と該電気装置に対するばねの圧力を維持するように圧接される。試験機器に接続された接触プレートは、試験プレート又は試験ソケットの他方の側面を通って突出しているプランジャーの先端部と接触している。試験信号は、試験機器から接触プレートへ伝達され、そこから更に試験プローブ接続部を介して試験される装置へ伝達される。電気装置の試験後、ばねプローブによる圧力は取り除かれ、前記装置は各プローブの先端部と接触しなくなる。従来のシステムでは、前記圧力は電気装置とプローブを互いに離すことによって取り除かれ、それによってプランジャーは、プランジャーの拡大された直径の支持部がバレルのクリンプ７に係合するまで、ばね力によりバレルから離反して外方に変位することが可能になる。
【０００５】
従来のばねプローブを製作する方法では、圧縮ばね、バレル及びプランジャーを別々に製造する。圧縮ばねは、正確なサイズであると共にばね力が調整されたばねを製造するように巻かれ、熱処理される。一般にプランジャーは、旋盤で加工され、熱処理される。バレルも又、熱処理される場合がある。バレルは、旋盤又は深絞り成形法によって成形可能である。全ての構成要素は、導電率を高めるためにメッキをかけられても良い。ばねプローブの構成要素は、手作業又は自動で組立てられる。
【０００６】
図１Ａに示した内部ばね配置ばねプローブを組立てるには、初めに圧縮ばねがバレルの中に配設され、次いでプランジャー支持部６が、ばねを圧縮するようにバレルの中へ挿入され、それからプランジャーを保持するように、バレルがその開口端の近くで内方へ曲げられクリンプ７を形成する。図１Ｂに示した外部ばね配置ばねプローブの組立てにおいては、ばねはプランジャーを覆って配設され、プランジャー先端部９の底面に形成されたフランジ面８に当接する。次いでプランジャー支持部がバレルの中へ挿入され、それから支持部を保持するためにバレルが内方に曲げられてクリンプ７を形成する。ばねはフランジ面８とバレルの開口端のリム１１の間に挟まれる。内部ばね配置プローブには、バレルの両側の開口端に配置される支持部をそれぞれが有する２つのプランジャーから成っているものもある。２つのプランジャーは、バレル内の各々のプランジャーの支持部間に配置されたばねによって付勢されている。
【０００７】
理解されるように、プローブの組立には複数の工程がある。プローブが大量にに製造されることを考慮すると、プローブを製造するために必要な機器や工程を減らすことにより、本質的な節約が図れる。
【０００８】
集積回路板を試験することに関して重要な点は、集積回路板が高周波数で試験されるということである。高周波信号の減衰を防ぐために、試験機器と集積回路の間でインピーダンスを適合させることが要求される。前述したように、プローブは試験ソケットの穴に入っている。多数のプローブがソケットの比較的小さな領域で使用されるので、プローブ間の間隔は極めて小さく、インピーダンスを適合させることが不可能である。この様な状況において、高周波信号の減衰を避けるためには、プローブにより構成される電気的接続部の長さは、最小とする必要がある。従来のプローブに関しては、接続長さ最小の場合にばね長さも最小となり、ばねボリュームも最小になる。
【０００９】
ばねにより作用する力と同様に、ばね動作寿命は、ばねボリューム、即ち、ばねのワイヤー長さ、ばねを形成しているワイヤーの直径及びばね自身の直径に比例する。従って、所定のばね動作寿命と要求されるばね力を満たすばねボリュームとすることは、高周波信号の減衰を防ぐためにばね長さを短くしようとすることと相反することである。例えば、内部ばね配置プローブでは、ばねの圧縮長さ（本明細書では又、「ソリッド長さ（ｓｏｌｉｄ ｌｅｎｇｔｈ）」とも称する）は、バレル長さから、プランジャーの拡大された支持部の長さと、クリンプとバレル開口端間のバレルの長さと、プランジャーの移動（ｐｌｕｎｇｅｒ ｔｒａｖｅｌ）の距離とを差引いた長さで限定される。ばねの直径はバレルの直径により限定され、バレルの直径は試験ソケットの穴の直径によって限定されるので、ばね力と同様に、ばね動作寿命を増加させるためにばねボリュームを増加させるための唯一の方法は、バレルの全長を延長することである。しかし、上述のようにすると、プローブの電気的接続部が延長されることとなり、高周波信号の減衰を招き好ましくない。
【００１０】
一般に所定の用途には、所定のコンプライアンスが要求される。プローブばねのコンプライアンスは、プローブ内で完全に圧縮された状態から完全に延伸した状態までのばねの伸張量によって定義される。従って、従来のプローブに関しては、ばねボリュームは要求されたコンプライアンスによって限定される。従来の内部又は外部ばねプローブに、より長いばねを組み込むことは、プランジャーの行程長さ（ｐｌｕｎｇｅｒ ｓｔｒｏｋｅ ｌｅｎｇｔｈ）を短縮し、ばねが完全に圧縮された状態から延伸できる長さを短縮することになる。従って、同一のプローブに関しては、ばねコンプライアンスが増加するにつれて、ばねボリュームは減少し、ばね動作寿命も短縮される。
【００１１】
従来のプローブの一つの代替例は、ばねにより隔てられた２つの接触先端部を有している。各々の接触先端部はばねの端部へ取付けられている。この種のプローブは、横方向からの支持部材として、プローブが挿入される試験プレートの壁又はソケットの穴を利用している。この種のプローブでは、電気的経路は２つの接触先端部の間のばねのワイヤーを通って螺旋状に延びることになる。従って、該プローブは電気的接続部が比較的長くなり、集積回路を試験する際に高周波信号の減衰を招く可能性がある。
【００１２】
従って、ばねボリュームを減少すること無くプローブの電気的接続部長さを短縮することが望ましい。更に、ばねコンプライアンスを減少又は電気的接続部長さを増大すること無くばねボリュームを増加させることが望ましい。その上、容易に製造及び組立てが可能なプローブが望ましい。
【００１３】
発明の概要
プローブのばね動作寿命とコンプライアンスを犠牲にすること無く従来のプローブより短い外部ばねプローブが提供される。更に、容易に製造及び組立てが可能なプローブが提供される。本発明の一つの実施形態では、プローブはそれぞれが先端部とフランジとを有する分割された２つの部分から成る。接触要素、好ましくは半円筒状（ｓｅｍｉ−ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）の接触要素は、先端部の反対側の各々のプローブ部分から延設されている。前記２つの接触要素は互いに接触している。ばねは前記２つのフランジ間に挟まれ、前記２つの接触要素を包囲している。各々のフランジは、ばねを支持することが可能な、プローブの一部分の任意の面であっても良い。他の実施形態では、第１の接触要素はバレルであり、第２の接触要素は支持部表面である。前記支持部表面はバレルの内面に対し滑動可能に係合されている。前述の両方の実施形態のプローブは、電気装置の試験の際に使用される試験ソケット又は試験プレートに形成された穴に配置される。一般に試験される回路板は、前記ソケット又は試験プレートの一つの側面と係合するようにされ、前記板の接触点が前記プローブの先端部に接触するようになっている。前記回路板を試験するために使用される試験機器へ接続されている接触プレートは、前記ソケット又は試験プレートの他の側面と係合するようにされ、前記プローブの第２の先端部に接触する。
【００１４】
他の実施形態では、プローブはバレル、プランジャー及びばねを具備している。前記バレルは、前記プランジャーを受入れるための開口端を有している。先端部が前記開口端の反対側のバレル上に形成される。フランジがバレル先端部の近傍でバレルから半径方向外側に拡がっている。前記プランジャーは、接触先端部と、前記接触先端部の反対側に延設されるステムとから成る。円筒状の面又は支持部は、先端部の反対側の前記ステムの端部に形成されている。前記支持部は前記ステムの直径よりも大きな直径を有している。フランジが又、前記プランジャーの先端部の近傍で前記プランジャーから半径方向外側へ拡がっている。前記フランジと前記支持部の間にクリンプ面（ｃｒｉｍｐｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）が設けられている。
【００１５】
前記プローブを組立てるために、まず、ばねが前記バレルを覆って配設され、前記バレルフランジ上に配置される。あるいは、前記ばねが前記支持部とステムを覆って配設され、前記プランジャーフランジ上に配置される。次いで前記支持部が、前記クリンプ面が前記バレルの開口端に接触するまでバレルの中へ滑り入れられる。前記プランジャーとバレルが、更に移動させられる又は互いの方向に圧縮されると、前記クリンプ面が前記バレルの開口端に力を作用させ、前記開口端を内方へ曲げ、すなわちクリンプし、前記バレルの開口端の直径を減少させる。従って、曲げられた、又はクリンプされたバレルの開口端は、バレル内に支持部を保持しておくための障壁を提供する。前記バレルの開口端を曲げること又は該開口端をクリンプすることを促進するために、スリットをバレル上長手方向にバレル開口端に向かって延設しても良い。
【００１６】
他の実施形態では、バレル及び／又はプランジャーはそれぞれ２つの部分から成っている。好ましくは、前記バレルのフランジと先端部がバレルの第１部分を構成し、バレルの中空部分がバレルの第２部分を構成する。同様に、前記プランジャーのフランジと先端部がプランジャーの第１部分を構成し、ステムと支持部がプランジャーの第２部分を構成する。この実施形態では、まず、前記支持部はバレルの開口端を通って前記バレルの中空部分の中に入れられる。次いで前記バレルの開口端にクリンプが設けられる。ばねはバレルを覆って配設される。２つの部分から成るバレルが使用されるならば、次いで前記フランジと先端部から成るバレルの第１部分が前記バレルの第２部分へ取付けられる。２つの部分から成るプランジャーが使用されるならば、次いで前記フランジと先端部から成るプランジャーの第１部分が前記プランジャーの第２部分へ取付けられる。
【００１７】
又、他の実施形態では、スリットがバレルに沿って、バレルの開口端へ向かって延設され、バレルの開口端を複数の部分に分割する。そして、少なくとも一つの部分は内方へ曲げられる。この実施形態のプローブを構成するためには、まず、ばねがバレル又はプランジャー支持部を覆って配設される。次いで前記プランジャー支持部がバレルの開口端を通って前記バレル内へ押入れられ、予め曲げられた部分を外方へ撓ませる。前記支持部は前記予め曲げられた部分を越えて更に深く前記バレルの中に滑り入れられるので、前記部分はその元の予め曲げられた位置まで内方へ戻って撓み、前記バレル内に前記支持部を保持する。
【００１８】
詳細な説明
図２を参照すると、本発明の一つの実施形態においてプローブ１０は、プランジャー１２、バレル１８、及びばね１６を有している。前記バレルは開口端２０を有している。接触先端部２２が、前記バレルの開口端の反対側のバレルの端部から延設されている。フランジ２４が一般に、前記先端部２２の近傍の位置でバレルから半径方向外側へ拡がっている。前記バレルは真鍮製で金メッキされることが好ましいが、他の導電性の材料を使用しても良い。
【００１９】
前記プランジャーは又、接触先端部２６を有している。フランジ２８が又、一般に、前記接触先端部の底部から半径方向外側へ拡がっている。前記プランジャー上に形成されたフランジの外面直径３０は、前記バレル上に形成されたフランジの外面直径３２と同じ又は同程度の大きさである。前記フランジは好ましくは環状である。
【００２０】
前記プランジャーには、前記プランジャー接触先端部と反対向きの軸方向にステム３４が延設されている。拡大された円筒状の表面３６が前記ステムの端部に形成され、支持部を形成している。前記支持部３６は、前記バレルの内面直径より僅かに小さい直径を有している。前記支持部は中実であることが好ましいが、中空であっても良い。前記プランジャーは好ましくは、ベリリウム銅（ＢｅＣｕ）製であり、金メッキされる。
【００２１】
クリンプ面３８が、前記プランジャーフランジと支持部の間に形成される。前記クリンプ面は前記バレルの開口端２０をクリンプし、又は前記開口端２０を内方に曲げ、それにより前記開口端の直径を縮小するために使用される。前記クリンプ面は、前記プランジャーフランジの周囲（ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ） へは延設されていない。前記クリンプ面の外側の縁部４０と前記プランジャーの中心軸４２の間の距離は、少なくとも前記バレルの内半径４３に等しく、好ましくは前記バレルの内半径４３より大きくすべきである。好ましくは、前記距離は少なくとも前記バレルの外半径４４と同じ長さとすべきである。
【００２２】
前記クリンプ面は環状であっても良い。つまり、前記プランジャーの全周に渡って設けられても良い。あるいは、前記クリンプ面が前記プランジャーの周囲の一部にだけ設けられても良い。このような場合には、複数のクリンプ面がプランジャーの周りに形成されても良い。図２に示されている一つの実施形態では、クリンプ面は前記ステムを包囲する円錐形の面である。他の実施形態では、クリンプ面は円錐形の面の一部分である（図示なし）。又、他の実施形態では、クリンプ面３８は、図３に示すように、前記面上でバレルの開口端が丸められるようにすることによってバレルの開口端をクリンプすべく、Ｕ型の断面であっても良い。
【００２３】
前記バレルの外面直径４５より大きく、前記フランジの外面直径３０、３２より大きくない内直径４６を有するばね１６は、前記フランジ間のバレル及びプランジャーを覆って装着される。前記ばねの外直径５０は又、前記フランジの外面直径３０、３２より大きくないことが好ましい。前記ばねは好ましくは、３０２ステンレス鋼製であるが、他の材料で製造することも可能である。
【００２４】
ばねの内半径は、前記プランジャーの中心軸４２と前記クリンプ面の前記縁部４０の間の距離５２より大きくするべきである。プローブを組立てるために、前記ばねは前記バレルを覆って装着され、前記バレルフランジ２４上に配置される。あるいは、前記ばねが前記プランジャー支持部とステムを覆って装着され、前記プランジャーフランジ２８上に配置される。
【００２５】
次いで、前記プランジャー支持部はバレルの中へ滑り入れられ、前記ばね１６が前記バレルフランジ２４と前記プランジャーフランジ２８の間に挟まれるようにする。前記バレルとプランジャーは互いの方向へ移動され、前記バレルの開口端２０にクリンプ面３８が係合するようにする（図４）。最初の行程の間に前記バレルとプランジャーが更に互いの方向へ押されると、前記バレルの開口端の縁部５６は、前記クリンプ面３８によって半径方向内側へ曲げられ、又はクリンプされる（図５）。一旦、バレルの開口端がクリンプされると、該開口端は、前記プランジャーが前記ばねによって前記バレルから離れる方向に付勢された時、前記バレル１８内に前記支持部３６を保持するための障壁を提供する。
【００２６】
クリンプ面が円錐形表面である実施形態では（図２、４、５参照）、円錐形クリンプ面は、前記バレルとプランジャーが互いの方向へ圧縮される時、前記バレルの開口端に半径方向内側への力を作用させる。前記バレルの方への前記プランジャーの動きは、前記支持部が前記バレルの底面５１に接触した時に止まる。従って、前記ステムとクリンプ面の交差部分において始まるステムのベース部から測定したステムと支持部とを結合した長さ５８は、前記バレルの開口端において形成するクリンプの大きさを制御するのに使用出来る。例えば、前記結合長さが短ければ短いほど、クリンプは大きくなる。即ち、バレルの開口端のより長い部分が内側に曲げられる。適当なステムと支持部の結合長さを選択することによって、バレルの開口端の曲げられる部分の長さが制御され、ステムに突き当たらないようにされる。本発明の自己クリンピングプローブ（ｓｅｌｆ−ｃｒｉｍｐｉｎｇ ｐｒｏｂｅ） に関しては、新たな工具がばねの圧縮やバレルの開口端をクリンプするために必要無いので、プローブの組立ては単純化され、組立て時間が短縮される。
【００２７】
クリンプ面がプランジャーの全周に渡っては設けられていない実施形態では、クリンプ面はバレルの開口端の一部分だけをクリンプする。支持部を保持するために、好ましくはバレルの反対側の部分がそれぞれクリンプされるべきである。この事は、プランジャーに互いに向き合うように延設されたクリンプ面を設けることによって達成される。
【００２８】
クリンプの形成を補助するために、図７に示すように長手方向のスリット６０をバレルに沿ってバレルの開口端２０へ向かって延設しても良い。２つ以上のスリットが等間隔で設けられるのが好ましい。前記スリットは、図８Ａに示すように、バレルの開口端を部分６２に分割し、筒状のバレルの開口端の面を半径方向内側へクリンプすることを促進する。更に、バレルにスリットが入れられている場合、スリット間の前記バレルの開口端の部分６２は、互いの方向に曲げることが可能で、前記バレルの開口端２０の直径を前記支持部の直径より小さくすることができ、前記バレル内に前記支持部を保持するための障壁となる。これらの部分は又、図８Ａ、８Ｂに示したようにクリンプされても良い。
【００２９】
他の実施形態では、前記支持部と係合する前に、前記バレルの部分６２は内方へ予め曲げられる、更に／又は、前記部分の端部は内方へ予め曲げられる（即ち、予めクリンプされる）。図８Ａ、８Ｂに示したように、スリット間に形成される前記バレルの開口端の部分６２の少なくとも一つ、そして好ましくは全てが内方へ予め曲げられる、更に／又は予めクリンプされる。スリット間のバレルの開口端の部分は撓むことが可能である。プローブを組立てるために、前記支持部は、予め曲げられた、更に／又は予めクリンプされた部分を外方へ撓ませながら予め曲げられた、更に／又は予めクリンプされた開口端を通して押し入れられる。前記支持部が予め曲げられた、更に／又は予めクリンプされた部分を越えてバレルの内部に移動する時、予め曲げられた、更に／又は予めクリンプされた部分は、前記部分の元の予め曲げられた、更に／又は予めクリンプされた位置へ内側に撓んで戻り、予め曲げられた、更に／又は予めクリンプされた部分が、バレル内に支持部を保持するための障壁となる。この実施形態に関しては、前記プランジャー支持部は、バレルの内部にスナップ的に入れられる。全ての部分が予め曲げられ、予めクリンプされていることが望ましいが、本発明は一つの部分だけが、内側へ予め曲げられている、更に／又は予めクリンプされている場合にも実行可能である。
【００３０】
他の実施形態では、プローブのバレル又はプランジャーはそれぞれ、複数の部分を含んでいても良い。例えばバレルの先端部及びフランジが第１部分２００を構成しても良く、同時にバレルの中空部分が第２部分２０２を構成しても良い（図１２）。前記バレルの中空部分は、その開口端２１０の反対側の端部２０８から延設されているスタッド２０４を有していても良い。前記先端部及びフランジ部分は、フランジで始まり先端部へ続いている、前記フランジ及び先端部の中央軸に沿って形成される軸状の開口部２０６を有していても良い。前記バレルを構成するために、前記スタッド２０４は前記開口部２０６へはめ込まれる。前記スタッドは前記開口部へねじ込まれても、圧入されても良い。又、前記スタッドが前記開口部へ装入された後で、前記先端部及びフランジ部分をかしめ、前記開口部２０６の内表面をスタッドに固定する（ｌｏｃｋ）ようにしても良い。バレルの中空部分を通して突出しているスタッド又はフランジ及び先端部の開口部を使用しない複数の部分を接続するための他の方法が使用されても良い。
【００３１】
複数の部分から成るバレル又はプランジャーの使用は、バレルの開口端がクリンプされた後で、ばねをバレルとプランジャーを覆って装着することを可能にする。例えば、この場合には、まずプランジャーの支持部が、バレルの中空部分に中空部分の開口端を通して装着される。次いで、前記中空部分の開口端がクリンプされる。そして、ばねが前記バレルの中空部分を覆って配置され、前記プランジャーのフランジに押圧される。次いで、バレルの先端部とフランジ部分がバレルの中空部分に取り付けられる。あるいは、２つの部分からなるプランジャーが使用されても良く、プランジャー先端部とフランジが第１部分を形成し、ステムと支持部が第２部分を形成するようにしても良い。このような場合では、プランジャー支持部を保持するようにバレルの開口端がクリンプされた後で、ばねがプランジャーとバレルを覆って装着され、バレルフランジに押圧される。次いで、前記プランジャー先端部とフランジ部分が、前記支持部とステム部分に取り付けられる。従って、このような実施形態に関しては、クリンプを可能にするために、ばねを圧縮してバレル開口端を露出する必要はない。
【００３２】
本発明に関しては、圧縮された時のばね長さ６７（即ち、ばねソリッド高さ（ｔｈｅ ｓｐｒｉｎｇ　ｓｏｌｉｄ ｈｅｉｇｈｔ））は、前記ばねをバレル開口端の方へ支持するバレルフランジの表面６４から測定した場合のバレルの長さより長くてもよい。更に、バレルのクリンプの形成されていない部分の長さ６６は、上記ばねソリッド高さ６７より短くても良い（図５）。一方、従来の内部ばねプローブに関しては、完全に圧縮されたばねの長さは、プランジャー支持部を収容するようにバレルの長さより短くなければならない。従って本発明よれば、所定のばね長さに対してより短いバレルを使用することが出来る。このように、ばね長さを短縮することなく、より短い電気的接続部を有するより短いプローブを使用することができる。その上、ばねが接続部に対し外部にあるため、内部ばねの場合より、大きなばね直径、長いワイヤー長さを有しているので、所定のばね高さに関し、内部ばねの場合に比べ、ばねボリュームが大きい。更に、フランジをその各々の先端部へ接近するように移動することによって、つまり、例えば図５に点線で示したように、フランジ２４をバレルの先端部２２に接近するように移動することによって、より長いばねを使用しても良く、ばねボリュームが更に増加し、ばねのコンプライアンスを減ずることなくばね動作寿命（ｓｐｒｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｌｉｆｅ） が増加する。同様に、フランジを各々のプローブ先端部へ近付けて配置することにより、ばね長さとコンプライアンスを減ずることなくプローブの長さを短縮することを可能にする。
【００３３】
支持部をバレルの内壁に確実に接触させ、前記接続部（即ち、プランジャー及びバレル）を介して電気的接続（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｄｕｉｔ）が行われるように、プローブが横方向に付勢されていることが望ましい。即ち、プローブをその長さに沿って曲げようとする曲げ力がプローブに作用していることが望ましい。本発明では、この事は、バレルの片側に沿ったばねの長さ６７がバレルの反対側に沿ったばねの長さ６９よりも長いというような、ばねの端部が斜め形状であるばねを使用することによって達成される（図５）。これはバレルの同じ側に始点と終点があるばねを使用することによってなされる。これに関しては、ばねによってプランジャーに作用する力は、バレルの片側（即ち、ばねがより長い側）でより大きく、プランジャーをバレルの中心から曲がった軸に沿って伸ばすようにし、支持部のバレルの内面への接触を維持するようにする。
【００３４】
本発明のプローブの一例では、ばねによって完全に伸ばされた状態で、プランジャー先端部からバレル先端部へ測定すると約３．３ｍｍ（約０．１３インチ）の長さ６８を有する（図６）。この例のプローブの長さは、完全に圧縮された場合には２．５ｍｍ（０．１インチ）である。このプローブの例では、ばね力は約０．５１ｍｍ（約０．０２０インチ）の変位で約２８．３５ｇ（約１オンス）であり、バレルとプランジャー間に約０．８ｍｍ（約０．０３インチ）の移動距離又はコンプライアンスを有する。
【００３５】
プローブは、一般的にはソケット（又は試験プレート）１０２に設けられた穴１００に配置される（図９）。これらの穴は外部ばねを有するプローブを収容するように直径１０４を有している。ソケットの端面１０６において、各々の穴は狭められて開口部１０８を形成しており、プローブ先端部が貫通するようになっている。穴の狭められた部分は穴の内部で肩部１１０を形成する。一旦、プローブが穴の中に挿入されると、該プローブのプランジャーフランジ２８は、穴の肩部１１０に係合し、同時に該プローブのプランジャー先端部２６が、前記開口部１０８を通して前記ソケットから突出する。試験ソケットの開口部１０８と同じパターンの開口部１１４を有するカバープレート１１２が、試験ソケットと係合し、前記プローブのバレル先端部２２が前記カバープレートの開口部１１４を通して突出する。前記カバープレートに構成された開口部は、前記先端部の直径より大きいがフランジの外径より小さい直径を有している。従って、プローブが伸ばされた時、前記カバープレートはバレルフランジ２４に係合する。このため、カバープレートを有するソケットはプローブの伸展を制限するのに使用されても良い。プローブは又、前記ソケット開口部１０８を前記プローブのバレル先端部２２が貫通し、カバープレート開口部１１４を前記プローブのプランジャー先端部２６が貫通して取り付けられても良い。
【００３６】
図１０を参照すると、本発明の他の実施形態のプローブでは、バレルの開口端２０がクリンプされていない。この実施形態に関しては、まず各々のプランジャーが、ソケット穴１００に配設される。次いでばね１６が、プランジャーを覆って挿入され、続いてバレルが前記穴へ入れられてプランジャーの外側に係合する。次いで、カバープレート１１２が、ソケットに係合される。前記穴内に構成された肩１１０及びカバープレート１１２により、プローブ全体が一体に保持される。この実施形態のプローブは、別途の支持部表面は必要としない。ステム３４がバレルの内壁に対する支持部表面として作用し得る（図１０）。この実施形態では、前記ステムの直径はバレルの内径より僅かに小さい。
【００３７】
又、他の実施形態では、プローブは、ばねと、各々が先端部１２４とフランジ１２６を有する２つの別々の部分１２０、１２２とを含んでいる（図１１）。好ましくは半円筒状の部分１２９を有する接触要素１２８は、前記先端部１２４の反対側に各々のプローブ部分から延設されている。各々の半円筒状の接触部分は、半円筒表面１３０と平面１３２を有する。各々のプローブを構成するために、まず、第１部分１２０をソケット穴に配設し、前記第１部分の先端部１２４が前記穴の開口部１０８を通って突出するようにする。次いで、ばね１６を、接触要素を覆って挿入し、フランジ１２６上に配置する。それから、第２部分１２２が、その接触要素を先にして前記穴へ挿入されて、第２部分の接触要素の半円筒状の部分の平面１３２が、第１部分の接触要素の半円筒状の部分の平面１３２と合わさるようにされる。前記ばねは２つのフランジ間に挟まれる。一旦、全てのプローブが穴の中で組立てられると、カバープレート１１２が、試験ソケットに係合され、前記第２部分の先端部が、前記プレートの開口部を通して突出するようにする。前記穴内に構成された肩部１１０及び前記カバープレートにより、各々のプローブ全体が一体に保持される。プローブが伸縮する時、第１部分の接触要素の平面は、第２部分の接触要素の平面との接触を保っており、２つの接触要素間の電気的経路が確保される。別の形状の接触要素が使用されても良い。例えば、各々の部分の接触要素が筒状であっても良いし、又、第１部分の接触要素が筒状で、第２部分の接触要素が平坦であっても良い。プローブを構成する２つの部分の接触要素は、互いの接触を維持して、前記２つの部分の間の電気的経路を提供し、前記２つの部分の間の電気的接続部を構成する。同一形状のプローブの部分を使用して各々のプローブを構成し、単純化して、プローブの製造コストを低減することが有利である。接触要素を合わせることを容易にするために、２つの接触要素の接触面は、平坦である必要はないが、相補的形状とされるべきである。
【００３８】
カバープレート１１２の代わりに、試験機器１１７へ連結される接触プレート（即ち、回路板）１１３が、穴１００を覆うために用いられても良い。前記接触プレートは、例えば図１３に示す先端部２２４のようなプローブ部分、つまりプランジャー先端部又はバレル先端部と接触するようなパターンに配置された接触点１１５を有する。前記接触プレート又はカバープレートの代わりに、試験される回路板が、前記穴１００を閉じるようにして使用されても良く、試験される回路板上の接触点がプローブの先端部と接触するようにする。
【００３９】
更に、ソケットは、図１４に示すように筒状の穴３００だけを有していても良い。このようなケースでは、試験される回路板３０２の接触点３０４が前記プローブの先端部３２４に接触するように、前記試験される回路板３０２を前記ソケットの片側へ係合する。そして試験機器１１７へ接続される接触プレート１１３が、前記ソケットの反対側へ係合され、前記回路板と前記接触プレートが前記穴内にプローブを保持する。
【００４０】
図１５に示された他の実施形態においては、プローブは、プランジャー４１２と、バレル４１８と、ばね４１６を有している。バレルは開口端４２０を含んでいる。接触先端部４２２が上記バレルの開口端とは反対側のバレルの端部から延設される。フランジ４２４が、典型的には上記先端部４２２の近傍の位置においてバレルから半径方向外側へ拡がっている。ネック部４８４が、上記接触先端部４２２の反対側の方向に上記フランジから延設される。上記バレルは真鍮製であって金メッキされることが好ましいが、他の導電性の材料を使用しても良い。
【００４１】
上記プランジャーも又、接触先端部４２６を有している。フランジ４２８が又、典型的には、上記接触先端部の底部にあたる位置から半径方向外側に拡がっている。ネック部４８６が上記接触先端部４２６の反対側の方向に上記フランジ４２８から延設される。上記プランジャーは、上記プランジャーの接触先端部とは反対側の方向に上記プランジャーのネック部４８６から軸方向に伸びるステム４３４を有している。上記プランジャーは好ましくは、ベリリウム銅（ＢｅＣｕ）製であり、金メッキされる。上記ステムは又、上記ステムの端部から延設される支持部を含んでいてもよい。ばね４１６は上記ステム４３４又は上記バレル開口端４２０を覆って装着される。上記ステムは上記バレル開口端内へ滑動可能に嵌められ、上記ばねが二つのフランジ４２４、４２８間に挟まれるようにされる。しかしながら、この実施形態に関しては、上記ばねの各端部４８０、４８２は、上記ばねの本体よりも小さい内径を有している。上記ばねの端部４８０、４８２における直径は又、それらに対応するネック部４８４、４８６の直径よりも小さい。これに関し、上記ばねの端部を構成するばねのワイヤーは、各ネック部４８４、４８６上に装着されるように撓まされる。したがって、上記の撓まされたばねの端部（ｆｌｅｘｅｄ ｓｐｒｉｎｇ ｅｎｄｓ）は、それらの元の予め曲げられていた形状（ｏｒｉｇｉｎａｌ ｐｒｅ−ｆｌｅｘｅｄ ｓｈａｐｅ）を回復するようにして、それらに対応する端部上を把持する。この結果、上記ばねは上記バレルと上記プランジャーに対して把持した状態を維持し、このことによって、上記バレル内に上記プランジャーステムを保持するために上記バレル端部をクリンプする必要が軽減されると共に上記バレルから上記プランジャーが分離することが防止される。加えて、上記バレル、プランジャー及びばねは、容易に扱うことができる自己保持型組立体（ｓｅｌｆ−ｒｅｔａｉｎｅｄ ａｓｓｅｍｂｌｙ）を構成する。更に、上記ステムは、上記プローブの伸縮の間、上記バレルとの接触を維持する。
【００４２】
他の実施形態においては、上記ばねの端部は、上記ばねの端部が上記バレル及びプランジャーを把持するように上記バレル及びプランジャーの上記ネック部上に圧力ばめ（ｐｒｅｓｓ ｆｉｔｔｅｄ）されてもよい。更に他の実施形態では、上記ネック部４８４、４８６の直径は、例えば図１５に示されるように大きくされてもよく、これによって、ばねの本体と比較した時に、上記ばねの端部の直径を縮小する必要が緩和される、もしくは無くなる。更に、本明細書で開示された全ての実施形態に関し、例えば図１１、１３及び１４で開示された実施形態のように、上記ばねの端部は、上記接触要素１２８のネック部分２８４、２８６に接続もしくは固定されてもよく、又は、上記ネック部分２８４、２８６を把持するようにしてもよい（本明細書では便宜上、これらをまとめて「接続」と記載する）。上記ばねを上記接触要素に接続することによって、二つの接触要素とばねを有するプローブ全体が、容易に扱うことができる自己保持型組立体として維持される。
【００４３】
理解されるように、前述のプローブの実施形態の全ては、ばねコンプライアンスを減少すること無くばねボリュームの増加を可能にし、又、プローブばねボリュームを減少すること無く、電気的接続部長さを短縮することを可能にする。
【００４４】
本発明がその複数の実施形態に関して記載され且つ例示されたが、本発明はそのように限定されるべきではないことが理解されるべきである、というのは、特許請求の範囲に記載されたような本発明の意図する全範囲内において変更及び改良がなされ得るからである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
図１Ａは、従来技術のプローブの側面図である。
【図１Ｂ】
図１Ｂは、従来技術のプローブの側面図である。
【図２】
図２は、本発明のプローブの断面図である。
【図３】
図３は、本発明の一つの実施形態のプローブのプランジャーの断面図である。
【図４】
図４は、クリンプされる前にクリンプ面に接触しているバレルの開口端を示した本発明のプローブの断面図である。
【図５】
図５は、バレルの開口端をクリンプするためにバレルに対して押圧されたプランジャーを示した本発明のプローブの断面図である。
【図６】
図６は、ばねによってバレルから最も離れて付勢されているプランジャーを示した本発明のプローブの断面図である。
【図７】
図７は、クリンプされる前のバレル開口端に形成された長手方向のスリットを有する本発明のバレルの断面図である。
【図８Ａ】
図８Ａは、スリットを有する、本発明のクリンプされたバレルの断面図である。
【図８Ｂ】
図８Ｂは、図８Ａに示されたバレルの底面図である。
【図９】
図９は、本発明の実施形態のプローブを収容している試験ソケット部分の断面図である。
【図１０】
図１０は、本発明の他の実施形態のプローブを収容している試験ソケット部分の断面図である。
【図１１】
図１１は、本発明の他の実施形態のプローブを収容している試験ソケット部分の断面図である。
【図１２】
図１２は、中空部分と先端部とフランジ部分から成るバレルの分解断面図である。
【図１３】
図１３は、本発明の他の実施形態のプローブを収容している試験ソケットの断面図である。
【図１４】
図１４は、本発明の他の実施形態のプローブを収容している試験ソケットの断面図である。
【図１５】
図１５は、本発明の他の実施形態のプローブの断面図である。
【図１Ａ】
2004503750.tif 000003
【図１Ｂ】
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【国際公開パンフレット】
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2004503750.tif 000006
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2004503750.tif 000008
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004503750.tif 000036
2004503750.tif 000037
【国際調査報告】
2004503750.tif 000038
2004503750.tif 000039
2004503750.tif 000040