コネクタ

【課題】少ない部品点数と省スペース性との両立が可能なコネクタを提供する。
【解決手段】ベース部１０の底面を接触面として回路基板に実装されるコネクタである。ベース部１０と先端突出部５１の中心同士を結ぶ仮想線５を定義する。第１の周回部２０は、仮想線５を軸とする円弧状に仮想線５の回りを周回する。第２の周回部３０は、仮想線５を軸とする円弧状に仮想線５の回りを周回する。第１の周回部２０及び第２の周回部３０周回角度は約２４０度である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプリント基板に設けられて、当該プリント基板のグランドパターンや配線パターン等の導体パターンと、他のプリント基板の導体パターンやシールドケースとを相互に電気的接続するために用いられるコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３２は、金属板を折り曲げて弾性を得る従来の板バネタイプのコネクタの基板への実装時の外観図である（下記特許文献１も参照）。このコネクタは、実装面８１３を接触面として回路基板２に半田接続等で搭載し、接点部８１４がシールドケース等と接触する構造であり、弾性変形部８１５の弾性力が接触力となる。
【０００３】
図３３は、コイルスプリングの圧縮によって弾性を得る従来のピンコネクタの基板への実装時の外観図である。このコネクタは、実装面８１３を接触面として回路基板２に半田接続等で搭載し、ピン８０４の先端がシールドケース等と接触する構造であり、スプリング８０６の弾性力が接触力となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９２９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図３２の板バネタイプのコネクタは、最低１部品から構成可能である点で有利である一方、接点位置を高めようとすると基板面積の占有が大きくなる点では不利である。図３３のピンコネクタは、図３２の板バネタイプのコネクタと比較して、接点位置が高い場合でも基板面積を占有しない点で有利である一方、コイルスプリング及び接点としてのピンに加えてそれらを保持し回路基板へ実装するためのチューブが必要なため、少なくとも３物品による構成でコスト高になるという点では不利である。
【０００６】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、少ない部品点数と省スペース性との両立が可能なコネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、コネクタである。このコネクタは、
両端の接続部の間に弾性変形部を備えるコネクタであって、
前記弾性変形部は、両端の接続部の基準位置同士を結ぶ仮想線の回りを１周未満だけ周回する少なくとも１つの周回部と、前記周回部の一端から一方の前記接続部の側に延びる連絡部と、前記周回部の他端から他方の前記接続部の側に延びるもう一つの連絡部とを有する。
【０００８】
前記周回部が複数個あり、各々の周回部は前記仮想線の方向についての位置が相互に異なり、隣り合う周回部の端部同士が前記連絡部によって連結されていてもよい。
【０００９】
複数の前記周回部により前記仮想線を１周以上に渡って周回してもよい。
【００１０】
前記仮想線の方向から見て各々の前記連絡部は前記仮想線に対する角度位置が相互に異なってもよい。
【００１１】
前記仮想線の方向から見て各々の前記連絡部が前記仮想線に対して略等角度間隔で存在してもよい。
【００１２】
前記周回部が前記仮想線を半周以上に渡って周回してもよい。
【００１３】
一方の前記接続部は、片面が実装面となっているベース部であり、最も前記ベース部に近い前記周回部の一端から延びる前記連絡部が当該周回部と前記ベース部とを連結し、
他方の前記接続部は、前記実装面の反対側に位置し、かつ前記実装面とは反対向きの先端突出部を有する先端部であり、最も前記先端部に近い前記周回部の他端から延びる前記連絡部が当該周回部と前記先端部とを連結していてもよい。
【００１４】
前記ベース部から立ち上がって前記先端部に向けて延びる突き当て部を有し、圧縮時に前記突き当て部が前記先端部の下面に突き当たってもよい。
【００１５】
前記突き当て部は、前記ベース部から折り曲げられて立ち上がり、前記仮想線の方向から見て前記周回部の内側に位置してもよい。
【００１６】
最も前記先端部に近い前記周回部の他端から延びる前記連絡部は他の連絡部よりも幅が広くてもよい。
【００１７】
前記周回部は前記仮想線と略垂直な平面内に存在し、各々の前記連絡部は前記仮想線と略平行に前記周回部から折れ曲がって延びてもよい。
【００１８】
前記周回部が前記仮想線を軸とする円弧状に前記仮想線の回りを周回してもよい。
【００１９】
１枚の導電性板材の折曲げにより形成されていてもよい。
【００２０】
前記仮想線は、前記両端の接続部の中心、又は接続対象物との接触部分の最小包含円の中心を相互に結んでもよい。
【００２１】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、最低１部品から構成可能でありながら、周回部により十分な弾性を確保して少ない実装面積で十分な高さとすることができ、少ない部品点数と省スペース性との両立が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るコネクタの伸長状態の斜視図。
【図２】同コネクタの圧縮状態の斜視図。
【図３】同コネクタの伸長状態の正面図。
【図４】同平面図。
【図５】同底面図。
【図６】同左側面図。
【図７】同右側面図。
【図８】同背面図。
【図９】図７のＸ−Ｘ断面図。
【図１０】同Ｙ−Ｙ断面図。
【図１１】同Ｚ−Ｚ断面図。
【図１２】図１のコネクタを回路基板に実装した状態の正面図。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るコネクタの伸長状態の斜視図。
【図１４】同コネクタの平面図。
【図１５】同コネクタの圧縮状態の斜視図。
【図１６】本発明の実施の形態３に係るコネクタの伸長状態の斜視図。
【図１７】同コネクタの平面図。
【図１８】同コネクタの圧縮状態の斜視図。
【図１９】本発明の実施の形態４に係るコネクタの伸長状態の斜視図。
【図２０】同コネクタの平面図。
【図２１】同コネクタの圧縮状態の斜視図。
【図２２】本発明の実施の形態５に係るコネクタの伸長状態の斜視図。
【図２３】同コネクタの平面図。
【図２４】同コネクタの圧縮状態の斜視図。
【図２５】本発明の実施の形態６に係るコネクタの伸長状態の斜視図。
【図２６】同コネクタの平面図。
【図２７】同コネクタの圧縮状態の斜視図。
【図２８】本発明の実施の形態７に係るコネクタの伸長状態の斜視図。
【図２９】同コネクタの圧縮状態の斜視図。
【図３０】同コネクタの平面図。
【図３１】図３０のＡ矢視側面図。
【図３２】金属板を折り曲げて弾性を得る従来の板バネタイプのコネクタの基板への実装時の外観図。
【図３３】コイルスプリングの圧縮によって弾性を得る従来のピンコネクタの基板への実装時の外観図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態１に係るコネクタの伸長状態の斜視図である。図２は、同コネクタの圧縮状態の斜視図である。図３は、同コネクタの伸長状態の正面図である。図４は同平面図、図５は同底面図、図６は同左側面図、図７は同右側面図、図８は同背面図である。図９は図７のＸ−Ｘ断面図、図１０は同Ｙ−Ｙ断面図、図１１は同Ｚ−Ｚ断面図である。
【００２６】
本実施の形態のコネクタは、ベース部１０と、第１の連絡部１５と、第１の周回部２０と、第２の連絡部２５と、第２の周回部３０と、第３の連絡部３５と、先端部５０とを備え、それらが１枚の例えばリン青銅等の導電性板材（金属板）からの打ち抜き及び折曲げ加工により形成されている。ベース部１０と先端部５０とが本実施の形態のコネクタの両端の接続部を成し、他の部分は擬似スプリング構造部であって弾性変形部として機能する。
【００２７】
本実施の形態のコネクタにおいて、ベース部１０と先端突出部５１の中心同士を結ぶ直線である仮想線５を定義する。ここで、ベース部１０の中心は切欠部１１を考慮せずに定めており、ベース部１０の実装面（底面）の最小包含円の中心を仮想線５が通過する。なお、最小包含円とは、ベース部１０の底面を内側に含む円のうち最小のもので、ベース部１０の底面の外形が円であればその外形が最小包含円となる。先端突出部５１が相手方と面接触する場合には、同様に先端部５０の接触面の最小包含円の中心を仮想線５が通過するように定めてもよい。
【００２８】
ベース部１０は、切欠部１１を有する略円板形状で、仮想線５と略垂直に設けられる。ベース部１０の底面は、図１２に示すように回路基板２への実装面である。ベース部１０の縁部から第１の連絡部１５をなす直方形板が略垂直に折り曲げられて仮想線５と略平行に且つ一面を仮想線５側に向けて立ち上がる。第１の連絡部１５の上端は略垂直に折り曲げられ、その折曲げ部から第１の周回部２０が延びる。換言すれば、第１の連絡部１５は、第１の周回部２０の一端からベース部１０の側に折れ曲がって延びる。
【００２９】
第１の周回部２０は、仮想線５を中心軸とする円弧状平板で、一端から後述する他端まで仮想線５の回りを周回する。周回角度は図１０から明らかなように約２４０度である。第１の周回部２０の存在する平面は、仮想線５と略垂直（ベース部１０と略平行）である。第１の周回部２０の他端から第２の連絡部２５をなす直方形板が略垂直に折り曲げられて仮想線５と略平行且つ一面を仮想線５側に向けて先端部５０の側に延びる（立ち上がる）。第２の連絡部２５の上端は略垂直に折り曲げられ、その折曲げ部から第２の周回部３０が延びる。換言すれば、第２の連絡部２５は、第２の周回部３０の一端からベース部１０の側に折れ曲がって延びる。
【００３０】
第２の周回部３０は、仮想線５を中心軸とする円弧状平板で、一端から後述する他端まで仮想線５の回りを周回する。周回角度は図９，１０から明らかなように約２４０度である。第２の周回部３０の存在する平面は、仮想線５と略垂直（ベース部１０及び第１の周回部２０と略平行）である。第２の周回部３０の他端から第３の連絡部３５をなす直方形板が略垂直に折り曲げられて仮想線５と略平行に先端部５０の側に延びる（立ち上がる）。第３の連絡部３５の上端は略垂直に折り曲げられ、その折曲げ部から先端部５０が延びる。第３の連絡部３５は、第１の連絡部１５及び第２の連絡部２５よりも幅が広く形成されている。
【００３１】
先端部５０は、略円板形状の中央部にベース部１０とは反対向きに突出した先端突出部５１を有し、先端突出部５１の先端が相手方（例えば他のプリント基板の導体パターンやシールドケース）との接触部となる。なお、先端突出部５１は、例えば先端部５０を裏側（ベース部１０側）からプレスすることで形成される。
ベース部、第１の周回部２０、第２の周回部３０及び先端部５０は、それぞれ、自身が存在する平面が互いに平行になるように配置され、第１の連絡部１５、第２の連絡部２５及び第３の連絡部３５によって、仮想線５の方向についての位置が相互に異なって、所定の間隔になるように配置されている。なお、本実施の形態ではそれぞれの間隔が同一になっている。
【００３２】
ベース部１０の底面が接触面として回路基板に搭載され、先端突出部５１が相手方に当接されることで、本実施の形態のコネクタは図２に示すように圧縮される。この圧縮状態では、第１の周回部２０、第２の周回部３０、及び先端部５０の撓みに起因する応力に加え、第１の周回部２０及び第２の周回部３０のねじれに起因する応力が弾性力（伸長状態に戻ろうとする復元力）となって先端突出部５１に相手方との接触力（接点圧力）を与える。すなわち、折曲げ部に集中して加わる撓みの応力を主に利用する薄板バネとしての特徴だけでなく、ねじれによる応力を主に利用するコイルバネとしての特徴も弾性要素として得られ、必要な弾性を確保して安定した電気接点として機能させることができる。
【００３３】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【００３４】
(1) 第１の連絡部１５と、第１の周回部２０と、第２の連絡部２５と、第２の周回部３０と、第３の連絡部３５とからなる擬似スプリング構造部が弾性変形部として機能する構成であり、従来の図３２に示す板バネタイプのコネクタと比較して、基板面積の占有を大きくせずに接点位置を高めることができ、省スペース化に有利である。また、従来の図３３に示すピンコネクタと同等の機能（弾性と省スペース性）を有しながら、金属板を材料とした一部品からなる一体構造を実現し、部品点数が少なくコスト面でも有利である。すなわち、省スペース・低コストというピンコネクタ・板バネコネクタ双方の利点を持たせたコネクタを実現可能である。こうしたコネクタを例えば携帯電話等の電子機器の信号接点として使用した際は、低コスト・省スペースでの製品化が可能である。
【００３５】
(2) 第１の連絡部１５、第２の連絡部２５、第３の連絡部３５は、仮想線５を軸とした周方向に角度がずれているため、コネクタ圧縮時に連絡部同士が干渉せず、コネクタとして必要な縮動範囲を十分に確保できる。また、各連絡部間の角度ずれは仮想線の方向から見て１２０度の等角度間隔であり、圧縮時のバランスが良好である。
【００３６】
(3) 第１の周回部２０及び第２の周回部３０は仮想線５の回りを円弧状に周回するので、圧縮時のねじれによる応力が円弧状部分に均等に分散して加わる。このため、応力が集中する場合と比較して耐久性が高い。
【００３７】
(4) 第３の連絡部３５は第１の連絡部１５及び第２の連絡部２５よりも幅を広くしてあるため、圧縮時の先端部５０の撓み量を小さくすることができ、先端突出部５１が第３の連絡部３５の上端よりも下になってしまうことを確実に防止できる。
【００３８】
図１３は、本発明の実施の形態２に係るコネクタの伸長状態の斜視図である。図１４は、同コネクタの平面図である。図１５は、同コネクタの圧縮状態の斜視図である。なお、本実施の形態以降、ベース部１０の切欠部１１は無くしている。
【００３９】
本実施の形態のコネクタは、実施の形態１のコネクタと比較して、第１の周回部２０及び第２の周回部３０がそれぞれ三角形の２辺を成す直線状の２辺によって仮想線５の回りを周回する点で相違し、その他の点で一致する。本実施の形態では、実施の形態１と比較してねじれによる応力が２辺の交わる角部分に集中しやすくなるものの、その他の点では実施の形態１と同等の効果を奏することができる。
【００４０】
図１６は、本発明の実施の形態３に係るコネクタの伸長状態の斜視図である。図１７は、同コネクタの平面図である。図１８は、同コネクタの圧縮状態の斜視図である。本実施の形態のコネクタは、実施の形態１のコネクタと比較して、第１の周回部２０及び第２の周回部３０がそれぞれ略コの字型を成す直線状の３辺によって仮想線５の回りを周回する点で相違し、その他の点で一致する。本実施の形態では、実施の形態１と比較してねじれによる応力が３辺の隣り合う２辺で形成される２つの角部分に集中しやすくなるものの、その他の点では実施の形態１と同等の効果を奏することができる。
【００４１】
図１９は、本発明の実施の形態４に係るコネクタの伸長状態の斜視図である。図２０は、同コネクタの平面図である。図２１は、同コネクタの圧縮状態の斜視図である。本実施の形態のコネクタは、実施の形態１のコネクタと比較して、第１の周回部２０及び第２の周回部３０の周回角度が１８０度になった点で相違し、その他の点で一致する。本実施の形態では、第１の連絡部１５と第３の連絡部３５とが仮想線５の方向を軸とした周方向の角度において一致するため、縮動範囲確保の点では実施の形態１の方が優れる。また、第１の周回部２０及び第２の周回部３０の周回長さが短くなるため、ねじれ弾性の確保も実施の形態１の方が容易といえる。しかしながら、図３２，３３との比較においては程度の差はあるものの実施の形態１に準じた効果を奏することができる。
【００４２】
図２２は、本発明の実施の形態５に係るコネクタの伸長状態の斜視図である。図２３は、同コネクタの平面図である。図２４は、同コネクタの圧縮状態の斜視図である。本実施の形態のコネクタは、実施の形態１のコネクタと比較して、第１の周回部２０及び第２の周回部３０の周回角度が１２０度となり、かつ、第３の周回部４０及び第４の連絡部４５を備える点で相違し、その他の点で一致する。
【００４３】
第３の周回部４０は、第３の連絡部３５の上端の折曲げ部から延長し、仮想線５と略垂直に周回角度１２０度で仮想線５の回りを円弧状に周回する。第３の周回部４０の他端から第４の連絡部４５が略垂直に折り曲げられて仮想線５と略平行に先端部５０の側に延びる（立ち上がる）。第４の連絡部４５の上端は略垂直に折り曲げられ、その折曲げ部から先端部５０が延びる。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００４４】
図２５は、本発明の実施の形態６に係るコネクタの伸長状態の斜視図である。図２６は、同コネクタの平面図である。図２７は、同コネクタの圧縮状態の斜視図である。本実施の形態のコネクタは、実施の形態１のコネクタと比較して、ベース部１０が基端部１２に変わった点で相違し、その他の点で一致する。基端部１２、先端部５０と同様の形状であり、基端側突出部１３を有する。本実施の形態のコネクタは、基端部１２及び先端部５０のいずれも固定せずに非固定接点として用いる両ピンタイプである。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００４５】
図２８は、本発明の実施の形態７に係るコネクタの伸長状態の斜視図である。図２９は、同コネクタの圧縮状態の斜視図である。図３０は、同コネクタの平面図である。図３１は、図３０のＡ矢視側面図である。本実施の形態のコネクタは、実施の形態１のコネクタと比較して、ベース部１０から略垂直に立ち上がって先端部５０に向けて延びる突き当て部７０を有する点で相違し、その他の点で一致する。突き当て部７０は、直方形板でベース部１０から略垂直に折り曲げられて仮想線５と略平行に且つ一面を仮想線５側に向けて立ち上がり、上方から見て第１の周回部２０及び第２の周回部３０の内側かつ先端部５０の下方に位置する（図３０）。なお、ベース部１０の切欠部１１は、突き当て部７０の立ち上がり元（折り曲げ起点）であり、突き当て部７０の立ち上がり位置に対応して実施の形態１から形状（ないし位置）を変更している。
【００４６】
突き当て部７０は、図２９に示すように、コネクタの圧縮時に先端部５０の下面に突き当たる（当接する）。このため、コネクタ圧縮時の過度の変形を防止することができる。また、突き当て部７０はベース部１０から略垂直に立ち上がるため、斜めに立ち上がる場合と比較して、高い負荷が突き当て部７０の先端にかかっても容易に突き当て部７０が折れ曲がらないため、より高い負荷に対応可能である。また、突き当て部７０の高さ（立ち上がり状態での高さ）は第２の周回部３０の下面と略一致する（図３１）。さらに、突き当て部７０は、上方から見て第１の周回部２０及び第２の周回部３０の内側に入り込んで、先端部５０の下面に対向するように位置する。したがって、突き当て部７０を設けるに当たってコネクタを大型化する必要がなく、省スペース性は維持される。なお、突き当て部７０と先端部５０下面とが確実に突き当たるように、突き当て部７０の先端を仮想線５側且つ先端部５０と平行に折り曲げて、先端部５０下面との接触面積を増やしてもよい。本実施の形態のように突き当て部７０を設ける工夫は、実施の形態２〜５にも適用可能である。
【００４７】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素に請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【００４８】
各々の周回部の周回角度は、１２０度、１８０度、及び２４０度に限らず、１周（３６０度）未満の任意の角度としてもよい。この場合も、複数の周回部で仮想線５の回りを合計１周以上するとよい。
【００４９】
各々の周回部の周回角度は同一でなくてもよい。すなわち、各々の連絡部の仮想線５の方向を中心軸とした周方向の角度は、等角度間隔に限定されない。
【００５０】
周回部の層数（個数）は２層又は３層に限らず、他の任意の数としてもよい。求められる高さ等に応じて周回部の層数は適宜決定すればよい。
【００５１】
各々の周回部を同種類の形状とすることに限定されず、例えば、いずれかの周回部を円弧状とし、他の周回部を２辺又は３辺で周回する形状としてもよい。
【００５２】
実施の形態２〜５のベース部１０を、実施の形態６の基端部１２に置換してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
２回路基板
１０ベース部
１５第１の連絡部
２０第１の周回部
２５第２の連絡部
３０第２の周回部
３５第３の連絡部
５０先端部
５１先端突出部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端の接続部の間に弾性変形部を備えるコネクタであって、
前記弾性変形部は、両端の接続部の基準位置同士を結ぶ仮想線の回りを１周未満だけ周回する少なくとも１つの周回部と、前記周回部の一端から一方の前記接続部の側に延びる連絡部と、前記周回部の他端から他方の前記接続部の側に延びるもう一つの連絡部とを有する、コネクタ。
【請求項２】
前記周回部が複数個あり、各々の周回部は前記仮想線の方向についての位置が相互に異なり、隣り合う周回部の端部同士が前記連絡部によって連結されている、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
複数の前記周回部により前記仮想線を１周以上に渡って周回する請求項２に記載のコネクタ。
【請求項４】
前記仮想線の方向から見て各々の前記連絡部は前記仮想線に対する角度位置が相互に異なる請求項２又は３に記載のコネクタ。
【請求項５】
前記仮想線の方向から見て各々の前記連絡部が前記仮想線に対して略等角度間隔で存在する請求項２から４のいずれか一項に記載のコネクタ。
【請求項６】
前記周回部が前記仮想線を半周以上に渡って周回する請求項１から５のいずれか一項に記載のコネクタ。
【請求項７】
一方の前記接続部は、片面が実装面となっているベース部であり、最も前記ベース部に近い前記周回部の一端から延びる前記連絡部が当該周回部と前記ベース部とを連結し、
他方の前記接続部は、前記実装面の反対側に位置し、かつ前記実装面とは反対向きの先端突出部を有する先端部であり、最も前記先端部に近い前記周回部の他端から延びる前記連絡部が当該周回部と前記先端部とを連結している、請求項１から６のいずれか一項に記載のコネクタ。
【請求項８】
前記ベース部から立ち上がって前記先端部に向けて延びる突き当て部を有し、圧縮時に前記突き当て部が前記先端部の下面に突き当たる、請求項７に記載のコネクタ。
【請求項９】
前記突き当て部は、前記ベース部から折り曲げられて立ち上がり、前記仮想線の方向から見て前記周回部の内側に位置する、請求項８に記載のコネクタ。
【請求項１０】
最も前記先端部に近い前記周回部の他端から延びる前記連絡部は他の連絡部よりも幅が広い、請求項７から９のいずれか一項に記載のコネクタ。
【請求項１１】
前記周回部は前記仮想線と略垂直な平面内に存在し、各々の前記連絡部は前記仮想線と略平行に前記周回部から折れ曲がって延びる、請求項１から１０のいずれか一項に記載のコネクタ。
【請求項１２】
前記周回部が前記仮想線を軸とする円弧状に前記仮想線の回りを周回する請求項１から１１のいずれか一項に記載のコネクタ。
【請求項１３】
１枚の導電性板材の折曲げにより形成されている請求項１から１２のいずれか一項に記載のコネクタ。
【請求項１４】
前記仮想線は、前記両端の接続部の中心、又は接続対象物との接触部分の最小包含円の中心を相互に結ぶ、請求項１から１３のいずれか一項に記載のコネクタ。

【図１】