スプリングコネクタ及び端末装置

【課題】スプリングコネクタによる接触不良をなくす。
【解決手段】導電体で構成された内導体１１０と、その内導体を収納した外導体１５０とでスプリングコネクタを構成する。内導体１１０は、細径部１１１と太径部１１２と弾性部１１３とが軸状に一体的に連続した形状とする。外導体１５０は、所定の内径の孔１５４を持つ。そして、孔１５４の先端から細径部１１１が突出した状態で、太径部１１２と弾性部１１３とを、外導体１５０の孔１５４内に納める構成とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話端末のバッテリ端子に適用して好適なスプリングコネクタ及びこのスプリングコネクタを備えた端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話端末等の電子機器において、バッテリ、部分的な回路の基板等の電気部品を主たる回路基板に接続する場合として、主たる回路基板にスプリングコネクタを表面実装したものがある。スプリングコネクタは、バネで付勢されている可動端に電気部品の端子電極を押し当てて組み付けているものである。これにより、電気的な接続を得ることが行われている。
【０００３】
図１０及び図１１は、この従来のスプリングコネクタの一例を示したものである。図１１はスプリングコネクタ４０の全体構成を示し、図１０は、図１１のＩ−Ｉ線に沿う縦断面図である。図１０に示すようにスプリングコネクタ４０は、内側が中空のチューブ１３で、プランジャ１１とコイルバネ１２を収容している。プランジャ１１とコイルバネ１２とチューブ１３は、導電性を有する金属で構成させてある。チューブ１３は、台座部１３ａを若干太い径としてあり、円形の中空筒１３ｂの底部１３ｃを台座部１３ａ内に円錐形に形成させてある。この中空筒１３ｂ内の基端側（底部１３ｃ）側には、コイルスプリング１２が配置してあり、中空筒１３ｂ内の先端側にはプランジャ１１が配置してある。プランジャ１１は、中空筒１３ｂに収まる太径部１１ａと、チューブ１３から先端が露出する細径部１１ｂとを構成させてある。チューブ１３の先端１３ｄは絞ってあり、プランジャ１１の太径部１１ａと細径部１１ｂとの間の段差部１１ｃは、このチューブ１３の先端１３ｄに係止させて、プランジャ１１がチューブ１３に収容される構成としてある。
【０００４】
チューブ１３内では、コイルスプリング１２が圧縮させた状態で配置してあり、コイルスプリング１２がプランジャ１１を先端側（図１０での上側）に押し上げるようにしてある。このように構成されたプリングコネクタ４０は、プランジャ１１がチューブ１３の内径に接触する接触点１と、コイルバネ１２とチューブ１３との接触点２と、プランジャ１１とコイルバネ１２の接触点３とでの接触で導通し、プランジャ１１とチューブ１３とが導通する。
【０００５】
従って、チューブ１３の台座部１３ａを図示しない回路基板側に接続し、プランジャ１１の細径部１１ｂの先端を、電池の導電部などの目的とする部分に接触させることで、電気的な接続が確保される。
この場合、プランジャ１１はコイルスプリング１２が縮むことができる分だけチューブ１３の内部に押し込まれることができる。
【０００６】
特許文献１には、この種のスプリングコネクタの一例についての記載がある。特許文献１に記載のものは、プランジャを押し出しているコイルスプリングを長くすることで安定的な導通経路の確保をしている構成についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１９２９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来のスプリングコネクタは、チューブにコイルバネとプランジャを順にいれて、チューブの上縁を内側に絞ってプランジャの段差部を押さえ、プランジャが抜け落ちないように保持している。そのため、チューブ内部に電気的な接点を多くもつことになる。例えば、図１０に示したように、プランジャ１１とチューブ１３との間に接触点１、プランジャ１１とコイルバネ１２の接触点３、コイルバネ１２とチューブ１３との接触点２を持つ。このような接触点は、いずれも導通状態の安定性という観点からは、接触信頼性に劣るという問題点があった。即ち、プランジャ１１に外部から何らかの力が加わって、プランジャ１１が動こうとした場合、上述した接触点１，２，３の接触状態が不安定になり、結局、スプリングコネクタのコネクタとしての機能が安定して確保できない場合が多々あった。また、例えばスプリングコネクタが携帯電話端末などの電子機器の電池部に使用されていた場合には、その端末を地面に落下させる等して該携帯電話端末に外部から衝撃を加えた際に、プランジャ１１とコイルバネ１２との接触が瞬間的に断絶する、いわゆる瞬断現象が発生する。そして、この瞬断現象が発生した場合、携帯電話端末の設定内容がリセットされたり、一部のデータが消失する等の不具合が発生するという問題があった。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、スプリングコネクタの接触信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、導電体で構成された内導体と、その内導体を収納した外導体とでスプリングコネクタを構成する。内導体は、細径部と太径部と弾性部とが軸状に一体的に連続した形状とする。外導体は、所定の内径の孔を持つ。そして、孔の先端から細径部が突出した状態で、内導体の太径部と弾性部とを、外導体の孔内に納める構成とする。
【００１１】
このようにしたことで、内導体の細径部と太径部とがプランジャとして機能し、太径部と一体化された弾性部で、そのプランジャを押し上げるように作用し、スプリングコネクタとして機能する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、スプリングコネクタのプランジャを構成する内導体が、弾性部と一体化してあるため、プランジャである太径部及び細径部とスプリングである弾性部とが確実に導通し、スプリングコネクタとしての電気的接続状態が良好な状態に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態の例のスプリングコネクタの断面図であり、図２のＩ−Ｉ線に沿う断面を示す。
【図２】本発明の第１の実施の形態の例のスプリングコネクタの斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のスプリングコネクタが設けられた端末の斜視図であり、（ａ）は電池を外した状態、（ｂ）は電池を嵌めた状態の図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のスプリングコネクタの集合容器に実装した例を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の例のピン付スプリングの製造工程を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の例のスプリングコネクタの製造工程を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態の変形例の断面図を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態の変形例のピン付スプリングの製造工程を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態の変形例のスプリングコネクタの製造工程を示す説明図である。
【図１０】従来のスプリングコネクタの断面図であり、図１１のII−II線に沿う断面を示す。
【図１１】従来のスプリングコネクタの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、以下の順序で説明する。
１．第１の実施の形態のスプリングコネクタの構成例：図１〜２
２．第１の実施の形態のスプリングコネクタの製造工程：図５〜６
３．スプリングコネクタを備えた端末の構成例：図３〜４
４．第２の実施の形態のスプリングコネクタの構成例：図７
５．第２の実施の形態のスプリングコネクタの機能
６．一実施の形態の変形例の製造方法：図８〜９
【００１５】
［１．スプリングコネクタの構成例］
以下、本発明の第１の実施の形態の例を、図１〜６を参照して説明する。
【００１６】
図１及び図２は、本実施の形態の例のスプリングコネクタの形状を示したものである。図２はスプリングコネクタ４０の全体形状を斜視図で示し、図１は、図２のII−II線に沿う縦断面図である。なお、以下の説明で上下の方向を示した場合には、図１及び図２に示した位置関係を示す。
図１に示すようにスプリングコネクタ１００は、導電体で構成された内導体と、その内導体を収納した外導体とで構成される。即ち、金属などの導電体で構成された内側が中空のチューブ１５０で、金属などの導電体で構成されたピン付スプリング１１０を収容している。このピン付スプリング１１０は、プランジャとしての機能と弾性体（スプリング）としての機能を備えたもので、具体的な構成については後述する。
【００１７】
ピン付スプリング１１０は、細径部１１１と太径部１１２とコイルスプリング部１１３とチューブ接続部１１４とで構成され、同軸状に連続させて一体に構成させてある。ピン付スプリング１１０を収容するチューブ１５０は、基端側が台座部１５１となり、その台座部１５１の内部に円形の細径透孔部１５２が設けてある。その細径透孔部１５２に連続して、円形の太径透孔部１５４が形成させてある。細径透孔部１５２と太径透孔部１５４との間は、円錐形状部１５３で接続させてある。台座部１５１の下端には、台座部１５１から若干突出したカシメ部１６０を設けて、ピン付スプリング１１０のチューブ接続部１１４の先端１１５をカシメ止めする構成としてある。
【００１８】
ピン付スプリング１１０の細径部１１１は、チューブ１５０の太径透孔部１５４の上側の先端１５５から外側に露出させてある。チューブ１５０の先端１５５は絞った形状としてあり、ピン付スプリング１１０の太径部１１２が外側に飛び出さない構成としてある。
また、ピン付スプリング１１０のコイルスプリング部１１３には、留め具１３０を取付けてあり、この留め具１３０でチューブ１５０内の太径透孔部１５４に固定させてある。留め具１３０についても金属などの導電体で構成するのが好ましいが、合成樹脂などで構成してもよい。
図２に示すように、チューブ１５０の先端１５５から突出した細径部１１１は、チューブ１５０内のコイルスプリング部１１３が弾性変形できる（縮むことができる）範囲で、下側に動いて、チューブ１５０内に沈むことができる。
【００１９】
［２．第１の実施の形態のスプリングコネクタの製造工程］
次に、本実施の形態のピン付スプリング１１０の製造工程を、図５及び図６を参照して説明する。
本例においては、ピン付スプリング１１０は、線材をスプリング状に巻回させて構成させる。即ち、図５（ａ）に示すように、導通性を有するメタルケーブル３１０が巻いてあるドラム３００から、メタルケーブル３１０を引き出す。
【００２０】
そして、図５（ｂ）に示すように、その引き出されたメタルケーブル３１０を、先端から順に螺旋状に円形に巻回させて、細径部１１１と太径部１１２とコイルスプリング部１１３とチューブ接続部１１４とを構成させる。この場合、細径部１１１と太径部１１２については、隙間を設けず密着させた状態で巻回させてある。コイルスプリング部１１３については、ある程度の隙間を設けて巻回させて、弾性力を有する圧縮コイルスプリングとして機能させる。チューブ接続部１１４についても、ある程度の隙間を設けて巻回させてある。その後、ドラム３００からピン付スプリング１１０として形成されたメタルケーブル３１０を切断する。
【００２１】
次に、図６を参照して、ピン付スプリング１１０を、チューブ１５０内に配置する工程について説明する。
図５に示した工程で得られたピン付スプリング１１０のコイルスプリング部１１３とチューブ接続部１１４との間には、図６（ａ）に示すように、留め具１３０を取付ける。図６では留め具１３０を渦巻き形状として示してあるが、留め具として機能する形状であれば、どのような形状のものでもよい。
【００２２】
そして、図６（ａ）に矢印Ａで示すように、ピン付スプリング１１０のチューブ接続部１１４の先端を、チューブ１５０の上側から挿入し、細径透孔部１５２に挿入させる。なお、チューブ１５０の先端は、この作業時には未だ絞られていない。
【００２３】
図６（ｂ）は、このようにしてピン付スプリング１１０がチューブ１５０内に配置された状態である。この状態で、ピン付スプリング１１０のチューブ接続部１１４の先端１１５を、カシメ部１６０内の孔１６１と挿通させた上で、図６（ｂ）に矢印Ｂで示すように、カシメ部１６０を締め付け、図６（ｃ）に示すように、ピン付スプリング１１０の先端１１５をチューブ１５０側にカシメ止めさせる。
また、図６（ｂ）に矢印Ｃで示すように、チューブ１５０の先端１５５を内側に絞り、図６（ｃ）に示すように、ピン付スプリング１１０の太径部１１２が外側に飛び出さない形状とする。
【００２４】
［３．スプリングコネクタを備えた端末の構成例］
次に、図３及び図４を参照して、本実施の形態のスプリングコネクタ１００を実装している携帯電話端末１０の構成例について説明する。
本例では、携帯電話端末１０のバッテリ２０の装着部の端子として、スプリングコネクタ１００を使用してある。
即ち、図４に示すように、それぞれが先に説明したスプリングコネクタ１００で構成される５本のスプリングコネクタ１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅを用意して、その５本のスプリングコネクタ１００ａ〜１００ｅを、合成樹脂などで構成された集合容器３０に収納させる。各スプリングコネクタ１００ａ〜１００ｅは、図２に示した細径部１１１だけが、集合容器３０の各配置箇所の孔３１〜３５から平行に突出した状態で配置してある。
【００２５】
この図４に示した構成の集合容器３０を、図３（ａ）に示すように、バッテリ装着部５０内に配置してある。ここでは、破線の矢印で示すように、バッテリ装着部５０内にバッテリ２０を収納させる際のバッテリ移動方向と平行になるように、各スプリングコネクタ１００ａ〜１００ｅの細径部１１１を並べてある。
なお、このようにバッテリ装着部５０に配置された状態では、各スプリングコネクタ１００ａ〜１００ｅの台座部１５１（図１，図２参照）を、図示しない回路基板の電源供給用の回路パターン及び電池制御用の回路パターンと接続させてある。この接続は、例えばハンダ付けで行う。また、各スプリングコネクタ１００ａ〜１００ｅの配置間隔は、バッテリ２０の電極部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅの配置間隔に対応した間隔としてある。
【００２６】
そして、図３（ｂ）に示すように、バッテリ装着部５０にバッテリ２０を収納させることで、各スプリングコネクタ１００ａ〜１００ｅの細径部１１１の先端が、バッテリ２０の電極部２０ａ〜２０ｅと接触する。このとき、各スプリングコネクタ１００ａ〜１００ｅの細径部１１１の先端が、若干内側（図１での下側）に押し下げられる位置関係としてあり、ピン付スプリング１１０のコイルスプリング部１１３の弾性力で、バッテリ２０側の電極部２０ａ〜２０ｅと強固に密着する。
そして、図３（ｂ）に示すフタ５０′をバッテリ装着部５０に取付ける構成としてある。
【００２７】
以上説明した構成の携帯電話端末１０は、スプリングコネクタ１００を備えたことで、バッテリ２０とスプリングコネクタ１００との電気的な接続状態を、良好に保つことができる。即ち、スプリングコネクタ１００内のプランジャとコイルスプリングとが、ピン付スプリング１１０として一体化させてあるため、それだけランジャである細径部１１１からチューブ１５０までの導通状態が不安定になることがない形状である。特に本例の場合には、ピン付スプリング１１０のチューブ接続部１１４の先端１１５を、カシメ部１６０でチューブ１５０側に直接接続してあるため、どのような衝撃がスプリングコネクタ１００に加わっても、スプリングコネクタ１００内で瞬断が起きることがなく、安定した導通経路の確保、及び外部からの衝撃による瞬断現象の防止を行うことができる。
従って、本例の携帯電話端末１０は、衝撃によりバッテリからの電源が瞬断して通話が途切れたりデータが消えるなどのトラブルを確実に防止できる。
また、図５に示したようにプランジャとコイルスプリングを一本の金属線で形成することで、部品点数の削減となり、コスト削減の効果を有する。
【００２８】
［４．第２の実施の形態の構成例］
次に、本発明の第２の実施の形態の例を、図７〜図９を参照して説明する。
【００２９】
図７は、本実施の形態の例のスプリングコネクタの形状を断面で示したものである。
図７に示すようにスプリングコネクタ２００は、導電体で構成された内導体と、その内導体を収納した外導体とで構成される。即ち、金属などの導電体で構成された内側が中空のチューブ２５０で、金属などの導電体で構成されたピン付スプリング２１０を収容している。このピン付スプリング２１０は、プランジャとしての機能と弾性体（スプリング）としての機能を備えたもので、具体的な構成については後述する。
【００３０】
ピン付スプリング２１０は、細径部２１１と太径部２１２と段差部２１３とコイルスプリング部２１４とチューブ接続部２１５とで構成され、同軸状に連続させて一体に構成させてある。ピン付スプリング２１０を収容するチューブ２５０は、基端側が台座部２５１となり、その台座部２５１の内部に円形の細径透孔部２５２が設けてある。その細径透孔部２５２に連続して、円形の太径透孔部２５４が形成させてある。細径透孔部２５２と太径透孔部２５４との間は、円錐形状部２５３で接続させてある。台座部２５１の下端には、台座部２５１から若干突出したカシメ部２６０を設けて、ピン付スプリング２１０のチューブ接続部２１５の先端２１６をカシメ止めする構成としてある。
【００３１】
ピン付スプリング２１０の細径部２１１は、チューブ２５０の太径透孔部２５４の上側の先端２５５から外側に露出させてある。チューブ２５０の先端２５５は絞った形状としてあり、ピン付スプリング２１０の太径部２１２が外側に飛び出さない構成としてある。
また、ピン付スプリング２１０のコイルスプリング部２１３には、留め具２３０を取付けてあり、この留め具２３０でチューブ２５０内の太径透孔部２５４に固定させてある。留め具２３０についても金属などの導電体で構成するのが好ましいが、合成樹脂などで構成してもよい。
チューブ２５０の先端２５５から突出した細径部２１１は、チューブ２５０内のコイルスプリング部２１４が弾性変形できる（縮むことができる）範囲で、下側に動いて、チューブ２５０内に沈むことができる。
【００３２】
［５．第２の実施の形態のスプリングコネクタの製造工程］
次に、本実施の形態のピン付スプリング２１０の製造工程を、図８及び図９を参照して説明する。
本例においては、ピン付スプリング２１０は、線材を切削加工して構成させる。即ち、図８（ａ）に示すように、導通性を有するメタルケーブル３１０′が巻いてあるドラム３００′から、メタルケーブル３１０′を引き出す。ここでのメタルケーブル３１０′の太さは、ピン付スプリング２１０の太径部２１２の太さと等しくしてある。
【００３３】
そして、図８（ｂ）に示すように、その引き出されたメタルケーブル３１０′を切削加工して、先端から順に、細径部２１１と太径部２１２と段差部２１３とスプリング用細線部３２０とを得る。この状態で、ドラム３００′からメタルケーブル３１０′を切断する。
【００３４】
その後、図８（ｃ）に示すように、スプリング用細線部３２０を、ある程度の隙間を設けて巻回させて、コイルスプリング部２１４とチューブ接続部２１５とを構成させ、弾性力を有する圧縮コイルスプリングとして機能させる。
【００３５】
次に、図９を参照して、ピン付スプリング２１０を、チューブ２５０内に配置する工程について説明する。
図８に示した工程で得られたピン付スプリング２１０のコイルスプリング部２１４とチューブ接続部１１５との間には、図９（ａ）に示すように、留め具２３０を取付ける。
【００３６】
そして、図９（ａ）に示すように、ピン付スプリング２１０のチューブ接続部２１４の先端を、チューブ２５０の上側から挿入し、細径透孔部２５２に挿入させる。なお、チューブ２５０の先端は、この作業時には未だ絞られていない。
【００３７】
図９（ｂ）は、このようにしてピン付スプリング２１０がチューブ２５０内に配置された状態である。この状態で、ピン付スプリング２１０のチューブ接続部２１５の先端２１６を、カシメ部２６０内の孔２６１と挿通させた上で、図９（ｂ）に示すように、カシメ部２６０を締め付け、図９（ｃ）に示すように、ピン付スプリング２１０の先端２１６をチューブ２５０側にカシメ止めさせる。
また、図９（ｂ）に示すように、チューブ２５０の先端２５５を内側に絞り、図９（ｃ）に示すように、ピン付スプリング２１０の太径部２１２が外側に飛び出さない形状とする。
【００３８】
このように構成した本例のスプリングコネクタ２００は、第１の実施の形態のスプリングコネクタ１００と同様に端末などに使用でき、第１の実施の形態の例と同様の効果を得ることができる。つまり、安定した導通経路の確保、及び外部からの衝撃による瞬断現象の防止を行うことができる。また、プランジャとコイルスプリングを一本の金属線で形成することで、部品点数の削減となり、コスト削減の効果を有する。
【００３９】
以上、本発明の実施形態例について説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。例えば、上述した実施の形態では携帯電話端末のバッテリ接続部に使用した例について説明したが、携帯電話端末のその他の接続部に使用してもよい。例えば、携帯電話端末のアンテナと給電部との接続部に使用してもよい。また、携帯電話端末以外の端末装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１，２，３…接触点、１０…携帯電話端末、２０…バッテリ、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ…バッテリ用接続端子、３０…集合容器、４０…スプリングコネクタ、５０…フタ、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ…スプリングコネクタ、１１０…ピン付スプリング、１５０…チューブ、２１１…細径部、２１２…太径部、２１４…コイルスプリング部、２１５…チューブ接続部、１１５…先端部、１３０…留め具、１５０…チューブ、１６０…カシメ部、２００…スプリングコネクタ、２１０…ピン付スプリング、２１１…細径部、２１２…太径部、２１３…コイルスプリング部、２１４…チューブ接続部、２１５…先端部、２３０…留め具、２５０…チューブ、２６０…カシメ部、３００，３００’…ドラム、３１０，３１０’…メタルケーブル

【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体で構成され、細径部と太径部と弾性部とが軸状に一体的に連続した内導体と、
導電体で構成され、所定の内径の孔を有し、前記孔の先端から前記細径部が突出した状態で、前記太径部と前記弾性部とを前記孔内に納める外導体とを備える
スプリングコネクタ。
【請求項２】
前記内導体の弾性部はコイルスプリングで構成し、そのコイルスプリングを構成する線材を隙間無く巻回させて、前記細径部と前記太径部とを一体的に連続させた
請求項１に記載のスプリングコネクタ。
【請求項３】
前記外導体の孔は、前記内導体の太径部と弾性部とを収める第１の孔部と、前記第１の孔部に連続して、前記第１の孔部より径が細い第２の孔部とを設け、
前記内導体のコイルスプリングの先端を、前記第２の孔部に挿入可能な径として、そのコイルスプリングの先端を前記第２の孔部に挿入させた状態で係止させた
請求項２に記載のスプリングコネクタ。
【請求項４】
前記内導体を前記外導体の第１の孔部内に係止させる留め具を備えた
請求項３に記載のスプリングコネクタ。
【請求項５】
前記内導体の細径部と太径部は、線材を切削加工して形成させ、前記弾性部は、前記太径部に連続した前記線材を細径に切削した上で巻回させてコイルスプリングとした
請求項１に記載のスプリングコネクタ。
【請求項６】
導電体で構成され、細径部と太径部と弾性部とが一体的に連続した内導体と、
導電体で構成され、所定の内径の孔を持ち、前記孔の先端から前記細径部が突出した状態とで、前記太径部と前記弾性部とを収める外導体とで構成されるスプリングコネクタと、
前記スプリングコネクタを配置した接続端子部とを備えた
端末装置。

【図１】