JP2001244010A

JP2001244010A - 多角形コイルスプリング接触子

Info

Publication number: JP2001244010A
Application number: JP2000051168A
Authority: JP
Inventors: Takaya Nakamura; 村隆哉中; Asao Ishikawa; 川朝夫石; Michiharu Takahashi; 橋道晴高
Original assignee: URO Electronics Ind Co Ltd
Current assignee: URO Electronics Ind Co Ltd
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2001-09-07
Also published as: TW478217B; GB2360401A; GB0104851D0; US20010018298A1; DE10108650A1

Abstract

(57)【要約】【課題】電気的接触抵抗が少なく耐久性に優れた電気
接触子を提供することを目的とする。【解決手段】弾性導電線材を、横断面形状が略多角形
をなす筒型コイルとなるように巻装して構成されたコイ
ル導体であって、前記筒型コイルの内周面および外周面
の少なくとも一方に他の導電部材１００を当接して導電
作用を行うようにしたコイル導体１０と、このコイル導
体を前記筒型コイルの軸線に沿って保持するように収容
するスリーブ２１とをそなえたコイルスプリング接触
子、および弾性導電線材を、横断面形状が細長い円形を
なす筒型コイルとなるように巻装して構成されたコイル
導体であって、前記筒型コイルの内周面および外周面の
少なくとも一方に他の導電部材を当接して導電作用を行
うようにしたコイル導体１０と、このコイル導体を前記
筒型コイルの軸線に沿って保持するように収容するスリ
ーブ２１とをそなえたコイルスプリング接触子、ならび
にこれらコイルスプリング接触子を用いたコネクタ、エ
ルボコネクタ、多端子コネクタおよびコンデンサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器用のコネ
クタに用いられる電気接触子に係り、とくにその導電特
性の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気機器、電子装置、電子器具、電線な
どの接続は、コネクタを用いて行っている例が多い。一
般にコネクタは、例えば同軸コネクタ、ピン型コネク
タ、イヤホン用プラグ−ジャック式コネクタなどに見ら
れるように、ピン状の雄側接触子と、この雄側接触子の
挿入に対応し変形して接触する雌側接触子とによって構
成されている。

【０００３】図１１は、電線同士を接続する場合に用い
られるコネクタの構造を示したものであり、雄側接触子
１００は、先端を丸めた構造とし、雌側接触子２００は
雄側接触子１００が挿入されて弾性変形して圧接するよ
うにスリット付きの筒状に形成されている。また、図１
２は、Ｆ形コネクタと呼ばれる同軸コネクタの内部構造
を示したものであり、ケーシング２０１を外部導体と
し、内部導体２０２との間に絶縁体２０３が介挿された
構成となっている。そして、雄側コネクタ（図示せず）
を図示右側の挿入口２０４から差し込んで内部導体２０
２の接続を行い、外部導体２０１に対する接続はねじ込
みによって接続する。さらに、図１３は、他の形式のコ
ネクタにおける接触部分の構成例を示したものであり、
いわば鼓状に形成された弾性導体の内側に相手側の外周
に当接する。

【０００４】また、図１４は、簡易型の同軸コネクタの
内部構成を示したものであり、これもバネ性導体２０２
ａの図示右端にあるＶ字型開口部に同軸ケーブルの内部
導体を接触させるものである。

【０００５】そして、図１５に示すエルボコネクタは、
互いに直角関係にある２つの導体２０２を整合要素３０
０を介して接続する、複雑な機械工作が必要な構造とな
っている。

【０００６】さらに、図１６は、ＩＣ接続用に用いられ
る多端子コネクタとして構成されており、基板ＰＣＢに
多数の端子が設けられている。そして各端子では、金属
スリーブ２００ｂに収容された板バネ状接触子２００ａ
に、ＩＣのリード１００ａが弾性接触している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記図示して説明した
ように、従来のコネクタは、何れも雄側導体と雌側導体
の各内周面と外周面とが互いに圧接して導電作用を行う
ものである。したがって、雄側導体と雌側導体とは、変
形はするものの面同士の接触であるから幾つかの接触点
で接続されているに過ぎない状態である。

【０００８】このような接続状態では、ある程度の電気
的接触抵抗を伴うことは不可避である。その結果、信号
の減衰は無論のこと、信号と電力とを重畳して伝送する
場合には接続部でかなりの発熱を生じているのが実状で
ある。発熱すると、金属疲労とか変形を起こし、接続部
分の破損に至ることもある。

【０００９】また、点接触による接続部分では、ダイオ
ード効果を生じて伝送される信号が歪むこともある。そ
して、導体である金属は、その表面が酸化し易いから酸
化膜が形成され、その一部が導電を行う接触となり、ダ
イオード効果を生じることは避け得ない。

【００１０】さらに、コネクタは抜き差しを繰り返すも
のであり、その度に特定部分が集中的に変形、復元を繰
り返すと、これも疲労の原因となり、導電特性の劣化を
招く。集中的な変形は、コネクタを実装する際の位置ず
れによっても起き、さらにはコネクタ導体の寸法が限定
されていて最適状態とならないことも原因となってい
る。

【００１１】そして、このような接触構造であるから、
その接触構造を利用したコネクタ類は接触不良事故を生
じ易いものとなっている。

【００１２】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、電気的接触抵抗が少なく耐久性に優れた電気接触子
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題解決のための手段】上記目的達成のため、本発明
では、弾性導電線材を、横断面形状が略多角形をなす筒
型コイルとなるように巻装して構成されたコイル導体で
あって、前記筒型コイルの内周面および外周面の少なく
とも一方に他の導電部材を当接して導電作用を行うよう
にしたコイル導体と、このコイル導体を前記筒型コイル
の軸線に沿って保持するように収容するスリーブとをそ
なえたコイルスプリング接触子、および弾性導電線材
を、横断面形状が細長い円形をなす筒型コイルとなるよ
うに巻装して構成されたコイル導体であって、前記筒型
コイルの内周面および外周面の少なくとも一方に他の導
電部材を当接して導電作用を行うようにしたコイル導体
と、このコイル導体を前記筒型コイルの軸線に沿って保
持するように収容するスリーブとをそなえたコイルスプ
リング接触子、ならびにこれらコイルスプリング接触子
を用いたコネクタ、角度コネクタ、多端子コネクタおよ
びコンデンサ、を提供するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】一般に、電気的接触子として要求
されることは、１．抜き差しが容易であること。

【００１５】２．電気的接触抵抗が少ないこと。

【００１６】３．発熱が少ないこと。

【００１７】４．通過する電気信号に悪影響がないこ
と。

【００１８】５．耐久性が使用条件に適したものである
こと。

【００１９】６．挿入される接触子の寸法変化に対応性
があること。

【００２０】であり、本発明は、これら各項目を十分に
満足する接触子を提案するものである。

【００２１】そして、これら条件を満たす接触子は、種
々のコネクタ、およびコンデンサに直ちに適用すること
ができる。そこで、それらの実施例を以下に示す。

【００２２】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である１端子型の
雌側接触子を、相手側である雄側接触子とともに縦断面
として示したものである。この図１は、同実施例の軸線
に沿って切断した状態を示したものであり、雄側接触子
１００が符号２００で表される同実施例の直上位置にあ
る。

【００２３】そして、この実施例２００は、横断面形状
が正５角形となるように、弾性導電線材（以下、単に導
体という。）を巻装して筒型コイル１０（以下、単にコ
イル１０と称する。）として構成されており、このコイ
ル１０は円筒状のスリーブ２１に収容されている。スリ
ーブ２１は、図示上端が窄められてコイル１０の一端を
位置規制しており、下端はコイル１０の他端を位置規制
するように構成されている。

【００２４】この位置規制は、コイル１０がスリーブ２
１の軸方向に自由に移動しない程度のものである。した
がって、コイル１０は、スリーブ２１の径方向にはコイ
ル１０の各頂点がスリーブ２１の内壁に当接するのであ
まり自由度がないが、５角形の各辺をなす部分が変形す
ることを運動規制するものではない。この結果、コイル
１０は、スリーブ２１内である程度の自由度を持った状
態で保持される。

【００２５】そのようなコイル１０の軸位置に、雄側接
触子１００の端子部１０２に連なって設けられたロッド
状部１０１が挿入されると、ロッド状部１０１の周面
と、コイル１０の内周面、つまりコイル１０を構成する
導体の半円筒状周面の連なりとが圧接する。そして、コ
イル１０が多角形であるため、雄側接触子１００とは多
点接触し、これにによりコイル１０に対する雄側接触子
１００の差し入れが円滑に行われるし、抜き取りが行わ
れる際も同様である。

【００２６】接触点は、コイル１０の導体１ターン毎に
５箇所づつあると考えると、導体のターン数に５を乗じ
た数だけの接触点が形成され得る。仮にコイル１０が１
０ターンであれば、約５０箇所で点接触することにな
る。このように、雄側接触子１００と雌側接触子２００
との間、およびコイル１０とスリーブ２１との間には、
極めて多数の接触点が存在するので、雄側接触子１００
とスリーブ２１との間には非常に良好な電気的接触状態
が形成される。

【００２７】したがって、発熱が非常に少なく、ＣＡＴ
Ｖ用分岐分配器における幹線端子に直流通電を行って実
験した結果では、２５Ｖ、２４Ａを長時間継続して通電
した場合、従来の接触子では３０℃の温度上昇があった
のに対し、本発明による端子では１０℃未満であった。

【００２８】これは、雄側接触子１００のロッド状部１
０１の周面に、コイル１０が巻き付いた状態にある結
果、実現される良好な接触状態によるものである。そし
て、この状態はもう一つの非常に大きな効果をもたら
す。それは、とくにコイル１０がその材質の持つ線膨張
率で伸縮することにより、コイル１０の導体がロッド状
部１０１の周面上を周方向に移動することに伴って両者
が互いに擦り合わされるため、頻繁にコイル１０および
ロッド状部１０１の双方の新鮮な表面が露出されて、絶
えず新鮮な接触面が形成されることにより実現される。

【００２９】これは、従来のように両接触部材が面接触
している構造では期待できないものである。このコイル
１０の、熱に起因するものを含めた伸縮を促進する意味
で、コイル１０を適当な数のターン毎に区切ってユニッ
ト化してもよい。

【００３０】図２は、本発明に用いるコイルスプリング
接触子の一構成例を示したものである。この接触子は、
横断面形状が円形の導線を筒状に巻回してコイル１０を
構成したものであり、コイル１０の横断面形状は正５角
形としている。

【００３１】このコイル１０の横断面形状は、正多角形
を含む３角形以上の他の多角形、および多角形類似の形
状とすることができる。

【００３２】図３は、図１の状態から雄側接触子１００
を除いた状態を示したものである。ただし、ここでは、
角形断面の導体を用いてコイル１０を構成している。こ
のため、コイル１０の内周面は、図２の半円筒状面の連
なりに対して、平面の連なりになっている。

【００３３】そして、コイル１０は、図示下端がスリー
ブ２１の内壁に形成されたコイル止め（図示せず）に係
止され、図示上端がスリーブ２１の上端が絞られて窄め
られた縁２３により係止される。

【００３４】スリーブ２１の下端には、２つのスタンド
２２が設けられており、基板などの対象物にコイル１０
を固定、接続するために利用される。

【００３５】図４は、本発明の同軸２端子型の実施例を
縦断面として示したものである。この実施例では、コイ
ル１０をスリーブ２０に収容した上で、筐体３０との間
に絶縁体４０を介挿して構成しており、スリーブ２０が
一方の端子、筐体３０が他方の端子である。

【００３６】この実施例では、コイル１０が図示しない
雄側接触子の外周面に多点接触するから、良好な接触状
態が実現される。

【００３７】図５は、２つの雄側接触子と接続できる他
の実施例を示したものである。この場合、コイル１０
は、横断面形状が例えば３角形とか４角形となるように
巻装して、コイル１０の内周だけでなく外周とスリーブ
２０との間にも雄側接触子のロッド状部を挿入できる空
間を形成している。この結果、図示するように、基板Ｐ
ＣＢ１に取り付けられたコイル１０の内周に対して、図
示下方の基板ＰＣＢ２に設けられた雄側接触子１２０を
挿入、接触させ、またコイル１０の外周に対して図示上
方の雄側接触子１１０を挿入、接触させる。これによ
り、３つの要素の接続を一括して行う集合コネクタとし
ての機能を持たせることができる。

【００３８】図６は、平面状接触面を持つ雄側接触子と
組み合わされる、電線同士を接続するための実施例を示
したものである。この場合、平面状接触面を持つ雄側接
触子１００の円滑な挿入を図るために、コイル１０は横
断面が楕円あるいは長円となるように巻装し、楕円、長
円の長径方向に雄側接触子１００を挿入し、コイル１０
の導体の長手方向に沿って摺動していくようにしてい
る。コイル１０の導体が伸びる方向は、雄側接触子１０
０の挿入方向に対して若干斜めになるが、それを更に強
調して斜めの度合いを深めてもよい。

【００３９】そして、コイル１０の外周に雄側接触子１
００を挿入するための空間を形成するように、ケース２
０を形成し、コイル１０の長径方向の一端側をケース２
０の開口から露出させている。

【００４０】電線に接続するために、ケース２０の反開
口側端部には、電線接続用の圧着端子が形成され、また
雄側接触子１００の基端にも同様の圧着端子が形成され
ている。

【００４１】図７は、エルボコネクタとして構成した実
施例を示している。この実施例は、コイル１０の外周
に、内周面にメッキ導電層２０が形成された絶縁体４０
を配し、筐体３０内に収容した筒状体として構成されて
いる。そして、この筒状体は、互いに所定角度（図示の
場合は直角）をなすように配された、一対の接続端子部
間を接続する同軸状導体として機能するものである。

【００４２】この場合、図１５に示した従来例のような
整合要素は不要であり、単にコイル１０を含む各要素を
９０度屈曲させるだけでよい。屈曲角度を直角以外にす
るのであっても、とくに他の要素を用いることはなく、
単に屈曲角度を変えるだけでよい。

【００４３】図８は、貫通型コンデンサに本発明を適用
した例を示している。これは、端子として挿入される中
心導体４０１の内側コイル４０２、内外周面に導電メッ
キしたセラミック製の筒型誘電体４０３、アース端子に
接続される外側コイル４０４を同軸状に重ね、最外層を
導体シェル４０５で被い、エポキシ樹脂層４０６で固定
化したものである。

【００４４】図９は、他の貫通型のコンデンサに本発明
を適用した例を示している。この図９により、図８の実
施例を含めて本発明によるコンデンサの構成を説明す
る。

【００４５】すなわち、導体シェル４０７内の円筒状空
間に、内側コイル４０２、筒型誘電体４０３、外側コイ
ル４０４を挿入し、上下端の開口部を塞ぐように留め具
４０６によってかしめる。

【００４６】筒型誘電体４０３は、例えば内外周面に銀
電極が形成されたセラミック製の円筒として構成すると
よい。導体シェル４０７には、ナット型取付構造が設け
られており、基板ＰＣＢに固定することができる。

【００４７】図１０（ａ）、（ｂ）は、上記実施例の中
から選択した接触子を適当数だけ整列配置してＩＣ用の
ソケット等の、多端子型コネクタを構成したものであ
る。図１０（ａ）は全体形状を示す斜視図であり、図１
０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ部、つまり１つのピンを拡
大して示した図である。

【００４８】ＩＣのように、微弱信号電流を取り扱うデ
バイスでは、コネクタの良否がＩＣの性能を引き出す鍵
を握っており、本発明に係る接触子の構造を採用するこ
とにより、非常に優れたコネクタが構成される。

【００４９】（変形例）上記実施例は、コイルの横断面
形状が多角形として正５角形、頂点を丸めた３角形ある
いは楕円形のものを示しているが、他の多角形、長円形
などとしてもよい。要するに、筒型コイル状に巻装され
た導体が相手側接触子に対して多数の接触点を形成する
ことができるものであればよい。

【００５０】そして、コイル１０の導体としては、弾性
を持つものとしてベリリウム銅、リン青銅、また電気抵
抗が少ないものとしてタフピッチ銅、無酸素銅などを用
いればよい。

【００５１】また、コイルに挿入される雄側接触子の横
断面形状は、円形でもよいしコイルの横断面形状に適合
した形状としてもよい。さらに、コイルの形状を正多角
形以外の形状として雄側接触子を挿入する際の向きを規
制することもできる。

【００５２】

【発明の効果】本発明は上述のように、弾性導電線材を
コイル状に巻装してスリーブ内に収容し、コイル内、外
周面に他の接触子を圧接して接続を行うようにしたた
め、他の接触子との接触点の数が多く、非常に良好な接
触状態を形成することができる。しかも、接触面を構成
するコイルが温度の昇降や接触片の挿脱に応じて伸縮す
る際に、他の接触子と擦りあって新たな露出面を形成す
るから、接触面が絶えず新鮮な状態に保たれて経年劣化
を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコイルスプリング接触子の一構成
例を示す斜視図。

【図２】本発明の一実施例の構成を示す説明図。

【図３】図１から雄側接触子を除き、角形断面の導線を
用いて構成した実施例を示す説明図。

【図４】同軸コネクタとして構成した他の実施例を示す
説明図。

【図５】上下両方向から雄側接触子を挿入、接続するよ
うにした実施例を示す説明図。

【図６】平面状雄側接触子と組み合わされる雌側接触子
の実施例を示す説明図。

【図７】エルボコネクタとして構成された実施例を示す
説明図。

【図８】貫通型コンデンサとして構成された実施例を示
す説明図。

【図９】他の貫通型コンデンサとして構成された実施例
を示す説明図。

【図１０】多端子コネクタとして構成した実施例を示す
説明図。

【図１１】従来の雄側接触子と雌側接触子との接続関係
を示す説明図。

【図１２】従来の同軸Ｆ型コネクタの説明図。

【図１３】従来のドラム型接触子の説明図。

【図１４】従来の簡易型同軸コネクタの説明図。

【図１５】従来の直角コネクタの説明図。

【図１６】従来の多端子型コネクタの説明図。

【符号の説明】

１０コイル２０，２１スリーブ３０筐体４０絶縁体１００雄側接触子１０１ロッド状部１０２端子部１１０雄側接触子１２０雄側接触子２００雌側接触子２００ａ板バネ２００ｂスリーブ２０１外部導体２０２内部導体２０２ａバネ性導体２０３絶縁体２０４挿入口２０５ドラム状導体３００整合要素４０１中心導体４０２内側コイル４０３筒型誘電体４０４外側コイル４０５導体シェル４０６留め具４０７導体シェルＰＣＢ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弾性導電線材を、横断面形状が略多角形を
なす筒型コイルとなるように巻装して構成されたコイル
導体であって、前記筒型コイルの内周面および外周面の
少なくとも一方に他の導電部材を当接して導電作用を行
うようにしたコイル導体と、このコイル導体を前記筒型
コイルの軸線に沿って保持するように収容するスリーブ
とをそなえたコイルスプリング接触子。
【請求項２】請求項１記載のコイルスプリング接触子に
おいて、前記筒型コイルは、前記多角形の頂点同士が互いに変位
するように巻装されてなるコイルスプリング接触子。
【請求項３】弾性導電線材を、横断面形状が多角形をな
す筒型コイルとなるように巻装して構成されたコイル導
体と、このコイル導体を収容するスリーブと、をそなえ、前記コイル導体の内周面および外周面の少なくとも一方
に圧接するように導体が挿入されて接続を行うコネク
タ。
【請求項４】請求項３記載のコネクタにおいて、前記コイル導体の内周面に導体が、また外周面に前記導
体とは異なる第２導体が圧接して接続を行うコネクタ。
【請求項５】請求項４記載のコネクタにおいて、前記導体と前記第２導体とは、前記コイル導体に対して
それぞれ異なる方向から挿入されるように構成されたコ
ネクタ。
【請求項６】弾性導電線材を、横断面形状が略多角形を
なす筒型コイルとなるように巻装して構成されたコイル
導体と、このコイル導体のコイル両端面を位置規制し前記略多角
形の外周面の一部に空間が形成されるように収容するケ
ースと、をそなえ、前記ケースの前記空間に前記筒型コイルの軸
方向とほぼ直角方向に導体が挿入されて前記コイルの外
周面に圧接することにより接続を行うコネクタ。
【請求項７】互いに所定角度関係に配された一対の接続
端子部と、内側導体としての筒型コイル、外側導体としての筐体、
前記内側導体と前記外側導体との間に介挿された絶縁体
とを有し、前記一対の接続端子部間を接続する筒状体と
をそなえたエルボコネクタ。
【請求項８】それぞれの内部に筒型コイルが埋め込まれ
整列配置された多数の端子を有し、前記筒型コイルの各々における各内周面にそれぞれ棒状
ピンが挿入されて、前記内周面に圧接することにより接
続を行う多端子型コネクタ。
【請求項９】中心導体と、筒型コイルとして形成され、前記中心導体の外側に接触
する第１コイルスプリング接触子と、筒型をなし内外周面に電極層が形成された誘電体によっ
て形成され、前記第１コイルスプリング接触子の外側に
接触する誘電体スリーブと、筒型コイルとして形成され、前記誘電体スリーブの外側
に接触する第２コイルスプリング接触子と、この第２コイルスプリング接触子の外側に配された導電
性シェルとをそなえたコンデンサ。
【請求項１０】請求項９記載のコンデンサにおいて、前記筒型コイルは、横断面形状が多角形になるように巻
装されているコンデンサ。
【請求項１１】請求項９記載のコンデンサにおいて、前記第１コイルスプリング接触子および前記第２コイル
スプリング接触子の少なくとも一方、およびその関連部
材を省略してなるコンデンサ。
【請求項１２】筒型誘電体層と、共に筒型コイルとして形成され、前記筒型誘電体層を挟
んで互いに同軸配置された内側導体および外側導体と、前記内側導体、外側導体および誘電体層を収容する導体
ケースとをそなえたコンデンサ。
【請求項１３】請求項１２記載のコンデンサにおいて、前記導体ケースは、機器への取付構造を有するコンデン
サ。