説明

圧接挟持型コネクタ

【課題】 占有面積的に有利な圧接挟持型コネクタにおいて、更なる圧接挟持型コネクタの高さの低減を達成・実現することを課題とする。
【解決手段】 樹脂製ハウジング2と、前記ハウジング2に設けた貫通孔3にスライド可能に嵌められた導電ピン4と、前記ハウジング2に嵌入固定された導電キャップ6と、前記導電ピン4と前記導電キャップ6との間に挟持されたコイルスプリング5とからなる圧接挟持型コネクタであって、前記導電ピン4の底面が前記コイルスプリング5に対向する端面に前記コイルスプリング5の端部に係合可能な掘り込み部9が形成されていることを特徴とする。
前記コイルスプリング5の弾発力によって無負荷の場合に相接する前記導電ピン4下部のフランジ部8の上面と前記ハウジング2に形成された貫通孔3の上部の小径部(狭隘部)10の下面とが、相互に適応する錐面または球面をなしていることが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、各種電子機器に用いられる圧接挟持型コネクタに関し、特には導電ピンの形状を工夫することによって高さを低くすることが可能にした圧接挟持型コネクタに関する。
【背景技術】
【0002】
各種電子機器において相互に対向配置された一対の基板上の電子回路間を弾性接触により相互に導通させて信号伝達するものとして、電気接続用コネクタピンがあり、この電気接続用コネクタピンを改良発展させたものとして、本発明者はコイルを利用したいくつかのタイプの圧接挟持型コネクタを提案している(特許文献1、特許文献2参照)。
また、この種の電気的接続には、金属バネ板(ストレートないし折り畳みタイプ)(特許文献3参照)や、ドーム型金属板も用いられてきた。
【0003】
【特許文献1】特開2002−100431号公報
【特許文献2】特願2004−130789
【特許文献3】特開平11−195466号公報
【0004】
各種電子機器の小型化、薄型化、軽量化への要求は、近時、益々厳しくなってきている。それに対応するために、接点部材、圧縮挟持型コネクタの更なる小型化、薄型化、軽量化も要請されている。
コイルスプリングを利用したタイプの圧縮挟持型コネクタは、電子機器等に実装された場合には、コイルスプリングの弾発力に抗して、所定のストローク分押し下げられて、電子機器等の電極間が、導電ピン、コイルスプリング、導電キャップを介して電気的に接続される。
【0005】
図3に示すように、特許文献1に示されるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタ21は、絶縁性樹脂製のハウジング22に設けられた貫通孔23内に導電ピン24、コイルスプリング25、導電キャップ26が配置されている。
導電ピン24は、先端側が先端柱状部27、後端側が後端柱状部28となっており、先端柱状部27と後端柱状部28との間にフランジ部29が形成されており、貫通孔23の一端に設けられた小径部30と係合して、導電ピン24がハウジング22から抜け出すことが阻止されている。
【0006】
貫通孔23の他端には、導電キャップ26が固定されている。
導電キャップ26は、中空柱状部31と、中空柱状部31の一端側を閉塞する底部32からなる。
なお、ハウジングには、導電ピン等を有する接点単位として、貫通孔が所望の間隔・配置で、適宜の数設けられ得る。
この圧縮挟持型コネクタは、接点単位の占める専有面積が、基本的に導電キャップ・コイルスプリング等の平面投影面積であるので、金属バネ板等のタイプの接点に比較して、専有面積を小さくすることができ、面積的に高密度に組み込むことが可能であるが、この圧縮挟持型コネクタでは、コイルスプリング25の端部が導電ピン24の後端柱状部28と係合することによって、押圧・圧縮時にコイルスプリング25が横にずれたりすることを規制しており、また、ハウジング22に設けられた貫通孔23の小径部30の高さが、導電ピン24の上下方向の移動の際の軸線方向からの過度の曲がりを規制している。
このように、押圧・圧縮時にコイルスプリング25の横ずれや、導電ピン24の上下方向の移動の際の軸線方向からの過度の曲がりを規制するための方策の必要性から、圧接挟持型コネクタ21の高さの低減に限界があった。
【0007】
一方、金属バネ板やドーム型金属板を用いたものでは、接点としての厚さそのものは比較的薄くすることができるものの、電気的接触のためのストロークと押圧力とのバランスを取るために、接点部分の占める専有面積がどうしても大きくならざるを得なかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、占有面積的に有利な圧接挟持型コネクタにおいて、上述の限界をブレークスルーして、更なる圧接挟持型コネクタの高さの低減を達成・実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明のコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタ1は、樹脂製ハウジング2と、前記ハウジング2に設けた貫通孔3にスライド可能に嵌められた導電ピン4と、前記ハウジング2に嵌入固定された導電キャップ6と、前記導電ピン4と前記導電キャップ6との間に挟持されたコイルスプリング5とからなる圧接挟持型コネクタであって、前記導電ピン4の底面が前記コイルスプリング5に対向する端面に前記コイルスプリング5の端部に係合可能な掘り込み部9が形成されていることを特徴とする。
前記コイルスプリング5の弾発力によって無負荷の場合に相接する前記導電ピン4下部のフランジ部8の上面と前記ハウジング2に形成された貫通孔3の上部の小径部(狭隘部)10の下面とが、相互に適応する錐面または球面をなしていることが好ましい。
【発明の効果】
【0010】
本発明の構成を採用することによって、安定した作動性と、小さな専有面積とを確保・維持しながら、従来達成することができなかった、圧接挟持型コネクタの不作動時の高さ1.5mm、押圧作動ストローク0.5mmを量産品として実現できる見通しを得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明は、相互に摺動あるいは接する2つの部材が、錐面ないし球面で相接していると、横方向にずれたり曲がったりしない、ということを利用することを基本としている。
以下に、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明のコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの一実施の形態を示す断面概念図であり、(a)は、圧接挟持型コネクタへの無負荷状態の場合の断面概念図、(b)は、接点として標準的に作動している状態での断面概念図である。
図3は、本発明のコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの実施の形態を示す斜視概念図である。
【0012】
図1において、本発明の第1の実施の形態の圧縮挟持型コネクタ1は、絶縁性樹脂製のハウジング2の厚さ方向に配向させて設けられた貫通孔3内に導電ピン4、コイルスプリング5、導電キャップ6が配置されている。
ハウジング2に設けられた貫通孔3の一端には、小径部10が形成されており、その小径部10が、導電ピン4に設けられたフランジ部8と係合し、導電ピン4がハウジング2から導電ピン4の先端側に抜け出すことが阻止されている。
貫通孔3の他端は、拡径部11となっており、その拡径部11内に導電キャップ6が、圧入等により、固定されている。単なる圧入に限らず、拡径部11の内径と導電キャップ6の外面との間で、係合凹凸部を相互に形成することもできることは勿論である。図1では、係合凹凸部14を設けた例が示されている。
【0013】
図2に示す本発明のコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの実施の形態によれば、ハウジング2には2つの導電ピン4が横1列に配列されおり、ハウジング2には、圧接挟持型コネクタ1の位置決めに便利なようにC面取り15が形成されている。
ハウジングは、長方形、正方形、多角形、楕円形、小判形等に形成することができ、ハウジングに設ける貫通孔は、単数でも、複数一列でも、複数個の列が並行に複数列でも、個々の貫通孔が平面的にに千鳥状に配列されても良い。
なお、Hは無負荷時の圧接挟持型コネクタの高さ、hは最大圧縮時の圧接挟持型コネクタの高さを表す。過負荷が作用した場合には、ハウジングが受け止めることになる。
【0014】
図1に示すように、導電ピン4は、先端側が一方の接点である柱状部7、後端側がフランジ部8となっており、フランジ部8の下面には、コイルスプリング5の先端部が収まる掘り込み部9が形成されている。導電ピンの頂部は、平面状でも、球面状等の凸曲面となっていても良い。
フランジ部8の上面は、水平面状として差し支えないが、円錐状(図示の場合)、角錐状あるいは球面状とすることができる。円錐状等とした場合、それに対応した形状としたハウジング2の貫通孔3上部の小径部10の下面と係合するとき、すなわち電気的接続のために導電ピン4を押圧しないときに、導電ピン4の軸が横方向等にずれたり傾いたりすることを避けることができる。
【0015】
掘り込み部9の形状は、円錐状(図示の場合)、角錐状あるいは球面状とすることができる。掘り込み部9を形成することにより、掘り込み部9と係合するコイルスプリング5の先端部の位置が横ずれ等することを阻止することができ、換言すればコイルスプリング5の軸が傾くことが避けられ、電気的接続のための圧縮が正常になされることが保証され、コイルスプリング5の本来有する性能を常に十全に発揮させることができる。
導電ピンに掘り込み部を設けること、導電ピンとハウジングとの係合部を水平面状から錐体面状、球面状等の三次元的な衝接面とすること、によって、圧接挟持型コネクタの高さを従来のものよりも大幅に低減することができる。
【0016】
導電キャップ6は、中空柱状部12と、中空柱状部12の一端側を閉塞する底部13からなる。
コイルスプリング5は、通常の円筒状とすることができるが、円錐状(図1図示例)、樽状、鼓状等、コイルスプリングを構成する線材の軸が上下方向に重ならない状態のものとすることもできる。後者の場合には、過圧縮されたときのコイルスプリングの最小高さを小さくできるので、可能押圧ストロークをその分大きくすることができ、圧接挟持型コネクタのトータル高さを小さくすることができる。
【0017】
貫通孔3の拡径部11の肩と導電キャップ6の中空柱状部12の開放側端部とが係合して、導電キャップ6の押入位置が決められている。
本発明の圧縮挟持型コネクタ1は、図1(a)に示すように、電子機器等(図示せず)へ実装するまでは、導電ピン4は、コイルスプリング5の弾発力で導電ピン4のフランジ部8がハウジング2の小径部10に押圧されて、相互に離間し、ハウジング2から突出している。
【0018】
本発明の圧縮挟持型コネクタを構成する各部材の材料について触れると、特に制限はないが、従来一般に用いられてきた材料を用いることができる。すなわち、導電ピンとしては、導電性に優れた、例えば銅あるいは真鍮などの銅合金等の良導電性金属、あるいはこれらの金属表面に金メッキされたもの、導電性エラストマーやその表面に金メッキされたもの等が、また、コイルスプリングとしては、弾発力のある、例えば直径30〜200μm、好ましくは50〜100μmの金属細線が等ピッチ(例えば、0.4mm)で巻回されることで略円筒状を呈した弾性のコイル状に形成されたもの、あるいは、コイルの形状が、より好ましくは円錐状、樽状、鼓状に形成されたものであって、コイルスプリングを形成する金属細線としては、リン青銅、銅、ベリリウム銅、ばね鋼、硬鋼、ステンレス鋼、ピアノ線材等の金属線、あるいはこれらの金属線に金メッキした金属細線が、さらに、絶縁性のハウジングの材料としては、耐熱性、寸法安定性、成形性等に優れる汎用のプラスチック(例えば、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート、ポリプロピレン、塩ビ、ポリエチレン等)を使用することができ、これらの材料の中でも、加工性やコスト等を考慮すると、ポリアミド樹脂が最適であること、等が挙げられる。
【0019】
導電ピンの材質に真鍮(C2700、C3604)にNi+Auのメッキを施したもの、導電キャップの材質として真鍮(C3604)にNi+Auメッキを施したもの、コイルスプリングの材質としてピアノ線材(SWP−B)にCu+Ni+Auメッキを施したもの、ハウジングの材質としてPA6T(変性ポリアミド6T、三井化学(株)製商品名:アーレン E430N)を用いて、図1、図2に示す圧接挟持型コネクタを製造し、接点の抵抗値100mΩ、0.5mm圧縮時の荷重0.5N/pin、H=1.5mm、h=1.0mmが実現できた。
【産業上の利用可能性】
【0020】
圧接挟持型コネクタの高さ(厚さ)を従来達成されていたもの(たとえば、無負荷時のH:2.5mm、最大圧縮時のh:1.5mm)が、本発明により、たとえば、無負荷時のH:1.5mm、最大圧縮時のh:1.0mmが達成できるようになったので、ますます小型化、薄型化が進む各種電子機器の製造分野に裨益するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明のコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの一実施の形態を示す断面概念図であり、(a)は、圧接挟持型コネクタへの無負荷状態の場合の断面概念図、(b)は、接点として標準的に作動している状態での断面概念図である。
【図2】本発明のコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの実施の形態を示す斜視概念図である。
【図3】従来のコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタを示す断面概念図である。
【符号の説明】
【0022】
1:圧縮挟持型コネクタ
2:(絶縁性樹脂製の)ハウジング
3:貫通孔
4:導電ピン
5:コイルスプリング
6:導電キャップ
7:柱状部
8:フランジ部
9:(導電ピン下面の)掘り込み部
10:小径部
11:拡径部
12:(導電キャップの)中空柱状部
13:(導電キャップの)底部
14:係合凹凸部
15:(ハウジングの外形の)C面取り
H:無負荷時の圧接挟持型コネクタの高さ
h:最大圧縮時の圧接挟持型コネクタの高さ
21:圧接挟持型コネクタ
22:(絶縁性樹脂製の)ハウジング
23:貫通孔
24:導電ピン
25:コイルスプリング
26:導電キャップ
27:先端柱状部
28:後端柱状部
29:フランジ部
30:小径部
31:中空柱状部
32:底部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂製ハウジングと、前記ハウジングに設けた貫通孔にスライド可能に嵌められた導電ピンと、前記ハウジングに嵌入固定された導電キャップと、前記導電ピンと前記導電プレートとの間に挟持されたコイルスプリングとからなる圧接挟持型コネクタであって、前記導電ピンの底面が前記コイルスプリングに対向する端面に前記コイルスプリングの端部に係合可能な掘り込み部が形成されていることを特徴とする圧接挟持型コネクタ。
【請求項2】
前記コイルスプリングの隣接する巻回線の中心が相互に垂直方向でずらされている請求項1に記載の圧接挟持型コネクタ。
【請求項3】
前記隣接する巻回線の中心が相互に垂直方向でずらされていること、また、コイルスプリングの弾発力によって無負荷の場合に相接する前記導電ピン下部のフランジ部の上面と前記ハウジングに形成された貫通孔の上部の小径部の下面とが、相互に適応する推面または球面をなしている請求項1または請求項2に記載の圧接挟持型コネクタ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2006−120501(P2006−120501A)
【公開日】平成18年5月11日(2006.5.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−308044(P2004−308044)
【出願日】平成16年10月22日(2004.10.22)
【出願人】(000190116)信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Fターム(参考)】