CN105388335A - 接触端子 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种接触端子，用于使插入到设置于主体外壳的非贯通长孔的跳针的、从该主体外壳突出的突出端部与对象部位相接触并实现电连接，其特征在于，上述跳针为具有小径部和大径部的带有台阶的圆棒，该小径部包含上述突出端部，该大径部能够一边在上述非贯通长孔的内表面滑动，一边沿着跳针的长度方向移动自如，在上述大径部的端部形成斜面并用螺旋弹簧将球状面按压于该斜面，使上述跳针的上述突出端部向被上述主体外壳收容的方向移动，从而将上述大径部的侧面部向上述非贯通长孔的上述内表面按压，其中，上述斜面是圆锥面，上述圆锥面为具有与上述跳针的中心轴线平行并且自该跳针的中心轴线偏移的圆锥中心轴线的凹孔。

Description

接触端子
技术领域
本申请是申请日为2012年6月13日、申请号为201280004508.8、发明名称为接触端子的申请的分案申请。本发明涉及以在连接电源以及检查印刷电路板、电子部件等时实现电连接为目的而被使用的接触端子，特别是涉及能够流过较大的电流的接触端子。
背景技术
在连接电源、检查印刷电路板、电子部件等时使用的接触端子是用于一边使其一端部与基板之上的端子相接触，一边实现电连接的部件。在多数的接触端子中，在将螺旋弹簧(日文：コイルバネ)插入到设于金属制的主体外壳的长孔的基础上将跳针(日文：プランジャーピン)插入到上述长孔，并将跳针保持在仅使跳针的前端部分从主体外壳突出的位置。若将该前端部分与主体外壳一同按压于欲实现电连接的对象部位，例如按压于印刷电路板等的接点等，则跳针会一边沿着主体外壳的长孔滑动，一边相对地移向后方，即一边朝长孔的里头移动，一边实现接点与跳针彼此的电连接。也就是说，电流从接点等经由跳针流向主体外壳。
但是，当较大的电流从接点等经由跳针流向主体外壳时，若电流也流到螺旋弹簧，则往往会因电阻加热而导致螺旋弹簧烧断。例如，在电流的一部分也流到螺旋弹簧时，与螺旋弹簧收缩且弹簧的圈(日文:コイル)与圈在侧面相接触的情况相比较，在螺旋弹簧复原了的情况下该接触消失从而让电流流过的电流通路的截面积减小。于是，电阻急遽上升而加热螺旋弹簧以致螺旋弹簧烧断。因此，开发了具有不让电流流到螺旋弹簧的机构的接触端子。
例如在专利文献1中公开了一种作为接触端子的接触探针(日文:コンタクトプローブ)，沿着跳针的长度方向的一部分形成使跳针的直径缩小而成的小径部，在使主体部的突起进入该小径部内，让跳针不会从主体外壳的长孔脱落的基础上，让绝缘球夹在了跳针与螺旋弹簧之间。跳针与螺旋弹簧被绝缘球绝缘，所以能够使电流从跳针流向主体外壳，而不会流到螺旋弹簧。而且，跳针的在主体外壳内的端部形成斜面，绝缘球可将跳针向主体外壳的长孔的内表面按压。由此，能够可靠地使电流从跳针流向主体外壳。
而且，在专利文献2中公开有一种作为接触端子的接触探针，将前端部的直径缩小后的跳针插入到主体外壳的长孔，缩小长孔的口的直径来仅使该前端部从该口突出从而使跳针不会从主体外壳的长孔脱落，并使导电球与在专利文献1中公开的那样的绝缘球一起夹在跳针与螺旋弹簧之间。跳针与螺旋弹簧被绝缘球绝缘，另一方面，导电球将跳针向主体外壳按压，并且导电球还成为跳针与主体外壳的导电路径。通过相关的构造，能够可靠地使电流从跳针流向主体外壳，而不流到螺旋弹簧。
专利文献1：日本特开平6-61321号公报
专利文献2：日本实开平7-34375号公报
发明内容
发明要解决的问题
若加大接触端子的直径(宽度)从而加大电流通路的截面积，则可减小单位面积通过的电流量，其结果，能够减小流过螺旋弹簧的电流量。但是，一般而言，在要使用接触端子而不使用连接器等的电气机器中，要求小型化，且位于印刷电路板等之上的端子、接点的设置密度较高。为了能够与这样的各种机器相适应地使用接触端子，为了加大电流通路的截面积而加大接触端子的直径(宽度)并不优选。
本发明是鉴于以上的状况而做成的，其目的在于提供一种能够流过较大的电流的接触端子。
用于解决问题的方案
本发明的接触端子用于使插入到设于主体外壳的非贯通长孔中的跳针的、从该主体外壳突出的突出端部与对象部位相接触并实现电连接，其特征在于，上述跳针为具有小径部和大径部的带有台阶的圆棒，该小径部包含上述突出端部，该大径部能够一边在上述非贯通长孔的内表面滑动，一边沿着跳针的长度方向移动自如，从上述大径部的端部沿着跳针的长度方向留下上述大径部的至少侧面部的一部分从而形成切削部，且在上述切削部内收容至少具有绝缘表面的绝缘球，使螺旋弹簧夹在上述非贯通长孔与上述绝缘球之间从而对跳针施力，以使上述跳针的上述突出端部从上述主体外壳突出。
采用本发明，能够可靠地使电流从跳针流向主体外壳，而不流到为了使跳针的突出端部从主体外壳突出而施力的螺旋弹簧，从而能够让较大的电流流过接触端子。
在上述的发明中，其特征还可以在于，在上述主体外壳的上述非贯通长孔的底部钻出直径比上述绝缘球的直径小的第二袋孔，并在其内部收容上述螺旋弹簧的端部附近部分。采用该发明，即使螺旋弹簧收缩也不会使其中心轴线产生较大的变化，从而不会使绝缘球与螺旋弹簧的接触位置变化。因此，能够可靠地使电流从跳针流向主体外壳，而不流到螺旋弹簧，从而能够让较大的电流流过接触端子。
在上述的发明中，其特征还可以在于，上述第二袋孔的底面为圆锥面。采用本发明，可一边使螺旋弹簧的端部位置稳定，一边以螺旋弹簧对绝缘球施力，能够可靠地使电流从跳针流向主体外壳，而不流到螺旋弹簧，从而能够让较大的电流流过接触端子。
在上述的发明中，其特征还可以在于，上述切削部为袋孔。采用本发明，可将绝缘球收容于袋孔的内部从而使绝缘球的位置稳定，能够可靠地使电流从跳针流向主体外壳，而不流到螺旋弹簧，从而能够让较大的电流流过接触端子。
在上述的发明中，其特征还可以在于，作为上述切削部的上述袋孔的底面为圆锥面。采用本发明，能够使绝缘球稳定地位于圆锥面的中心轴线上，所以能够可靠地使电流从跳针流向主体外壳，而不流到螺旋弹簧，从而能够让较大的电流流过接触端子。
在上述的发明中，其特征还可以在于，作为上述切削部的上述袋孔的底面的上述圆锥面的中心轴线自上述跳针的中心轴线偏移。采用本发明，能够更强劲地将跳针的大径部的外侧面向主体外壳的内周面按压，使电流由跳针流向主体外壳，从而能够让较大的电流流过接触端子。
在上述的发明中，其特征还可以在于，上述切削部由底平面部、侧平面部及槽部构成，上述底平面部从上述大径部的上述外侧面朝通过上述跳针的中心轴线的方向进行了平面切削而成；上述侧平面部在从上述跳针的上述中心轴线偏移的位置，且与上述中心轴线平行地从上述大径部的上述端部朝上述底平面部进行了平面切削而成；上述槽部形成于上述侧平面部，与上述跳针的上述中心轴线平行地进行了槽加工而成；上述底平面部及上述侧平面部的法线与上述跳针的上述中心轴线在同一平面上，上述底平面部朝向离开上述侧平面部的方向地向离开上述大径部的端部的方向倾斜。采用本发明，能够使绝缘球的位置移动，以将跳针的大径部的外侧面向主体外壳的内周面按压，从而可靠地使电流从跳针流向主体外壳，而不流到螺旋弹簧，从而能够让较大的电流流过接触端子。
在上述的发明中，其特征还可以在于，上述槽部具有槽沟状的内表面形状。采用本发明，能够使绝缘球相对于跳针的位置稳定，可靠地使电流从跳针流向主体外壳，而不流到螺旋弹簧，从而能够让较大的电流流过接触端子。
在上述的发明中，其特征还可以在于，上述槽沟状的内表面形状具有比上述绝缘球的半径小的假想半径。采用本发明，能够使绝缘球相对于跳针的位置更加稳定，可靠地使电流从跳针流向主体外壳，而不流到螺旋弹簧，从而能够让较大的电流流过接触端子。
附图说明
图1是将本发明的接触端子收容于插座(日文：ソケット)的状态的剖面图。
图2是本发明的接触端子的剖面图。
图3是本发明的接触端子的主要部分的部件图。
图4是本发明的接触端子的组装图。
图5是本发明的其它的接触端子的主要部分的部件图。
图6是本发明的其它的接触端子的剖面图。
具体实施方式
实施例一
使用图1至图4详细地说明作为本发明的一个实施例的接触端子。
如图1所示，以使销部12及跳针20从在由树脂等的绝缘体构成的板状块体中设置了贯通孔的插座1的两主面突出的方式将接触端子10收容于插座1。销部12贯穿于例如设置于插座1的一侧的主面之上的印刷电路板2的贯通孔，通过焊接与印刷电路板2之上的电路端子3电连接。而且，使跳针20的前端部与欲实现电连接的对象部位相接触，例如与配置于电极块4之上的电极5相接触。由此，接触端子10用于实现与电源相连接。而且，接触端子10也能够在未图示的其它的插座上被多个排列成规定的配置，与印刷电路板、半导体部件等电子部件电连接，从而作为接触探针而用于检查电子部件。
参照图2及图3，接触端子10具有由黄铜等导体金属构成的大致圆柱形状的主体外壳11及被收容于沿着主体外壳11的中心轴线钻出的长孔13的跳针20。主体外壳11在与长孔13的开口端部16相反侧的端部具有在轴线方向突出的大致圆柱形状的销部12。长孔13在底部具有大致圆柱形状且袋状的凹孔即弹簧收容孔14，在弹簧收容孔14的底部具有大致圆锥面形状的倾斜面15。
被收容于长孔13的跳针20呈带有台阶的圆棒形状，具有作为大径部22和构成其小径部侧的销部21之间的边界部的台阶部22a。销部21不限定于该形状，作为其一例，具有大致半球状的前端部21a。大径部22能够一边与主体外壳11的长孔13的内表面相接触，一边移动，即大径部22相对于长孔13滑动自如，从而使跳针20沿着主体外壳11的中心轴线移动自如。大径部22具有从其端部沿着中心轴线被钻出的大致圆柱形状且袋状的凹孔23，即大径部22设置有使划定出凹孔23的大径部22的一部分即侧周部25留下的切削部，在凹孔23的底部具有大致圆锥面形状的倾斜面24(特别是参照图3(b))。
在凹孔23的内部收容有由陶瓷等绝缘体构成的绝缘球30。绝缘球30也可以是在具有导电性的金属等的球体上形成绝缘覆膜。绝缘球30的直径比凹孔23的内径小，并且比主体外壳11的弹簧收容孔14的直径大，以便被收容于凹孔23。即主体外壳11的弹簧收容孔14以比绝缘球30的直径小的内径被钻孔，从而不会将绝缘球30收容于其内部。
使由压缩弹簧构成的螺旋弹簧31其一端部抵接于绝缘球30。螺旋弹簧31还以另一端部抵接于弹簧收容孔14的倾斜面15从而使另一端部附近部分收容于弹簧收容孔14。螺旋弹簧31被弹簧收容孔14的倾斜面15支承，隔着绝缘球30对跳针20施加使其从主体外壳11突出的方向的力。其中，主体外壳11的开口端部16被缩小以使其内径比跳针20的大径部22小，开口端部16通过抵接于跳针20的台阶部22a来将大径部22限止在长孔13内。此外，也可以在螺旋弹簧31上形成绝缘体覆膜。
即，如图4所示，在接触端子10的组装中，首先使绝缘球30收容于跳针20的凹孔23，使螺旋弹簧31的一侧的端部附近部分收容于主体外壳11的弹簧收容孔14。接着，将绝缘球30向螺旋弹簧31的另一侧的端部按压从而一边压缩螺旋弹簧31，一边使跳针20的大径部22侧收容于主体外壳11的长孔13。进而，以缩小主体外壳11的开口端部16a的直径的方式进行加工，从而形成开口端部16。其中，开口端部16的内径比大径部22的外径小，比小径部21的外径大。由此，跳针20不会从主体外壳11脱落。其结果，跳针20可获得从使其台阶部22a与开口端部16相抵接的位置到使绝缘球30与弹簧收容孔14的开口部相抵接的位置，或者从使其台阶部22a与开口端部16相抵接的位置到使螺旋弹簧31被完全压缩的位置的冲程(日文：ストローク)。
采用本实施例，从螺旋弹簧31被收容于弹簧收容孔14可知，其外径比弹簧收容孔14的内径小。即将绝缘球30的外径做得大于螺旋弹簧31的内径，从而绝缘球30不会进入螺旋弹簧31的内部。因此，螺旋弹簧31形成有绝缘覆膜且即使该绝缘覆膜剥落了，也能够被隔着的绝缘球30可靠地阻挡而不会与跳针20相接触，从而可靠地与跳针20绝缘。即，即使较大的电流流过跳针20，也能可靠地防止螺旋弹簧31的烧断。
而且，螺旋弹簧31为压缩弹簧，虽然通过绝缘球30使一侧的端部的位置稳定，但若从两端部被压缩的话，则会使其中心轴线稍微歪斜。因此，跳针20隔着绝缘球30被螺旋弹簧31施加相对于主体外壳11的中心轴线具有微小的角度的方向的力。由此，尽管使跳针20的大径部22可靠地与长孔13的内表面相接触，却不会过度提高其接触压力。而且，因将绝缘球30收容于凹孔23，所以跳针20在凹孔23的外周侧中具有使大径部22沿轴线方向延长而成的侧周部25，从而更加增大其表面积。因此，能够更可靠地使大径部22与长孔13的内表面相接触。即，即使较大的电流流过跳针20，也能够可靠地使电流从跳针20流到主体外壳11。
除此之外，因将绝缘球30收容于凹孔23，所以绝缘球30不与主体外壳11的长孔13相接触，不会相对于长孔13滑动。而且，绝缘球30与凹孔23相接触，但只不过是能在其内部进行微小的滑动或微小的旋转。例如，即使是在绝缘球30是硬度比跳针20高的材质的情况下等，也能抑制因滑动、滚动造成自凹孔23产生磨耗粉等。由此，可防止磨耗粉等导致跳针20的滑动不良。
再者，因螺旋弹簧31一侧的端部附近的部分被收容于主体外壳11的弹簧收容孔14，故若其压缩力变高而收缩的话，则会被依次收容于弹簧收容孔14。即，螺旋弹簧31即使处在收缩来加大按压跳针20的力时，也不会使其中心轴线的歪斜过大。因此，螺旋弹簧31与绝缘球30的接触位置不会偏移较大，不会与跳针20相接触。
而且，在弹簧收容孔14的底部具有大致圆锥面形状的倾斜面15，所以螺旋弹簧31在压缩力较高时易于使其端部的中心位置与倾斜面15的中心位置一致，在压缩力较低时易于使其端部的中心位置相对于倾斜面15的中心偏心。即，推压跳针20的方向相对于主体外壳11的中心轴线而言，易于在压缩力较高时具有较小的角度，在压缩力较低时具有较大的角度。由此，能够更容易地不过度提高接触压力，从而可靠地使跳针20与主体外壳11相接触。
再者，在跳针20的凹孔23的底部具有大致圆锥面形状的倾斜面24，所以能够使绝缘球30的中心稳定地位于倾斜面24的中心轴线上。由此，能够使螺旋弹簧31相对于绝缘球30的接触位置稳定，从而更加可靠地实现螺旋弹簧31的绝缘。而且，通过使绝缘球30相对于凹孔23的位置稳定，从而进一步减少如上所述的绝缘球30的微小的滑动、旋转，进一步抑制磨耗粉等的产生。
而且，优选的是，倾斜面24的中心轴线自跳针20的中心轴线偏移。在本实施例中，如图3(b)所示，倾斜面24的中心轴线M2与凹孔23的中心轴线一起自跳针20的中心轴线M1偏移。由此，更加可靠地将由螺旋弹簧31来对跳针20施力的方向做成相对于跳针20的中心轴线具有微小角度的方向。因此，能够以不妨碍跳针20与主体外壳11的滑动的程度来将大径部22向长孔13的内表面按压。即，能够更加可靠地使电流从跳针20流向主体外壳11。
此外，对于销部12而言，虽然在本实施例中是与主体外壳11一体成形，但也可以通过采用与跳针20一样的跳针来形成。而且，销部12的前端部及销部21的前端部21a的形状也可以是与所接触的对象部位相配合的、上述形状以外的形状。
实施例二
使用图5及图6对作为本发明的其它的一个实施例的接触端子进行详细说明。
如图5所示，接触端子10’中的跳针40的形状与实施例一的接触端子10的跳针形状不同。另一方面，其它的部件即主体外壳11、绝缘球30及螺旋弹簧31与实施例一相同，所以省略其说明。
参照图5及图6，被收容于长孔13的跳针40为具有小径部与大径部的带有台阶的圆棒形状，由作为其小径部的销部41，作为主体的大径部42，以及小径部与大径部间的台阶部42a构成。销部41不限定于该形状，作为其一例，具有大致半球状的前端部41a。大径部42能够一边与主体外壳11的长孔13的内表面相接触一边移动，即相对于对长孔13滑动自如，从而使跳针40沿着主体外壳11的中心轴线移动自如。而且，主体外壳11的开口端部16被缩小以使其内径比跳针40的大径部42小，通过开口端部16与跳针40的台阶部42a相抵接，使大径部42留置于长孔13内。
尤其是，参照图5，从大径部42的端部沿着中心轴线M3钻出大致圆柱形状的袋状的孔，在自中心轴线M3偏移的位置以使该孔的一部分局部留存为槽沟状的方式对该孔进行平面切削加工。与此同时，切削加工出与进行了切削加工的平面交叉并通过中心轴线M3的底平面46。由此，在大径部42中，在自中心轴线M3偏移的位置形成与中心轴线M3大致平行的侧平面47，在该侧平面47上形成有槽部43。此外，只要对大径部42的加工会形成同样的形状，则其它合适的方法也可以。
更详细说，使大径部42的外周部仅留下不满半周而成的侧周部45形成一对侧平面47。底平面46朝向离开侧周部45的方向地向离开大径部42的端部的方向倾斜，其法线在包含侧平面47的法线及中心轴线M3的平面上。即，在使中心轴线M3朝向铅垂方向的情况下，底平面46的最大倾斜线46a大致正交于底平面46与侧平面47的交线49。而且，优选的是，在使跳针40的前端部41a朝下侧并使中心轴线M3朝铅垂方向时，使侧周部45的高度高于与侧周部45及底平面46这两者相接触的绝缘球30的中心位置。
绝缘球30收容于跳针40的侧周部45及底平面46所夹持的切削部分。当使跳针40沿着主体外壳11的长孔13移动时，对绝缘球30施加的推压力会随着螺旋弹簧31的压缩力的变化而变化。与此同时，绝缘球30可在主体外壳11的长孔13的半径方向上移动。其移动范围被限制在图6(a)所示的与侧周部45相接触的位置到图6(b)所示的与主体外壳11的长孔13的内表面相接触的位置之间。
绝缘球30能够利用自螺旋弹簧31的推压力以及底平面46的倾斜来稳定地位于离开侧周部45的位置，即位于接近长孔13的内表面的位置。通过该绝缘球30的移动，对跳针40向侧周部45侧施力，从而能够可靠地使大径部42的侧面与长孔13的内表面相抵接。抵接部位是大径部42的侧面中的包含沿着中心轴线M3的方向延长的侧周部45的侧面，能够进一步加大大径部42的侧面与长孔13的内表面的接触面积。即，即使较大的电流流过跳针40，也能够可靠地使电流从跳针40流到主体外壳11。此外，在本实施例中，与实施例一相比较，能够进一步提高跳针40与长孔13的内表面相接触的接触压力。
而且，槽沟状的槽部43抑制绝缘球30朝沿着大致垂直于中心轴线M3且沿着侧平面47的方向的移动。绝缘球30相对于跳针40的位置更稳定，从而能够使跳针40与长孔13的内表面的抵接稳定。此外，与槽部43的长度方向垂直的方向的剖面形状为假想圆的一部分，可通过将绝缘球30的直径做得大于该假想圆的直径，从而以槽部43的边缘的两点夹着与侧周部45相抵接的绝缘球30的方式来支承绝缘球30，使绝缘球30的位置更加稳定。
以上是说明了本发明的实施例及基于该实施例的变形例，但本发明未必被限定于此，作为本领域技术人员，应该能够在不脱离本发明的主旨或附加的权利要求情况下，找出各式各样的代替实施例及变形例。
附图标记翻译
1插座；10、10’接触端子；11主体外壳；14弹簧收容孔；20、40跳针；21、41小径部；22、42大径部；25、45侧周部；23凹孔；30绝缘球；31螺旋弹簧；43槽部。

Claims (5)

1.一种接触端子，用于使插入到设置于主体外壳的非贯通长孔的跳针的、从该主体外壳突出的突出端部与对象部位相接触并实现电连接，其特征在于，
上述跳针为具有小径部和大径部的带有台阶的圆棒，该小径部包含上述突出端部，该大径部能够一边在上述非贯通长孔的内表面滑动，一边沿着跳针的长度方向移动自如，在上述大径部的端部形成斜面并用螺旋弹簧将球状面按压于该斜面，使上述跳针的上述突出端部向被上述主体外壳收容的方向移动，从而将上述大径部的侧面部向上述非贯通长孔的上述内表面按压，其中，
上述斜面是圆锥面，上述圆锥面为具有与上述跳针的中心轴线平行并且自该跳针的中心轴线偏移的圆锥中心轴线的凹孔。
2.根据权利要求1所述的接触端子，其特征在于，
通过用上述螺旋弹簧将上述球状面按压于上述圆锥面，使上述跳针的上述中心轴线倾斜。
3.根据权利要求2所述的接触端子，其特征在于，
上述球状面能够在上述圆锥面的圆锥中心轴线上移动。
4.根据权利要求3所述的接触端子，其特征在于，
上述圆锥面形成于在上述大径部的端部沿着上述跳针的中心轴线钻孔而成的大致圆柱形状且袋状的凹孔的底部。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的接触端子，其特征在于，
上述球状面由绝缘球形成。
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