JP2011181419A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】筐体やバッテリの寸法誤差を吸収し、安定した接触を実現可能なバッテリ用のコネクタを提供する。
【解決手段】このコンタクトは、相対向して配置され、２つの接点１１２ａ、１１２ｂを有する接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂと、これら接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂを接続する固定部１１１と、この固定部１１１に接続され、応力吸収部１１４ａ、１１４ｂを備えた２つの脚部１１５ａ、１１５ｂとを具備し、これらの脚部１１５ａ、１１５ｂが先端で電気的接続用の端子１１６ａ、１１６ｂを構成したことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

この発明は、コネクタに係り、特にバッテリ用のコネクタに関する。

近年、携帯電話等の携帯端末においてはリチウムイオン二次電池などのバッテリが、携帯端末本体に着脱自在に装着される。バッテリを携帯端末本体に電気的に接続するためには種々の接続構造が用いられている。このような接続構造の中にはバッテリ側にコンタクトピンを備えたバッテリコネクタを取り付けると共に、携帯端末本体にバッテリコネクタのコンタクトピンがかん合するタブ状端子を備えたコネクタプラグを取り付け、このコンタクトピンとコネクタプラグとを接続する構造が提案されている。

このような電気的接続に部品公差や組立公差などによる多少のガタは避けられず、接触圧にばらつきが生じ、接触不良等の原因となることがある。
そこでコンタクトピンにおいて相手方プラグのタブ状端子との位置ずれを吸収して接触不良を防止する構造が提案されている（例えば特許文献１）。

また、携帯端末が、機械的衝撃を受けた場合に、ストレスを緩和することを目的とした電気コネクタが提案されている（特許文献２）。

このコネクタは、ベース部材と、コンタクト部材と、ばね部材とを備えたものである。ここでコンタクト部材は、Ｕ字型の帯状の金属片であり、コンタクト部材の対向する第１と第２の脚部の自由端に設けられた接点を有する。ベース部材及びコンタクト部材と一体に形成されているばね部材は、コンタクト部材の横方向の動きを可能とする。これにより、コンタクトプラグの横方向のずれが緩和され、ベース部材にかかる剪断応力が低減される。そして、このコネクタは、バッテリパック等の着脱可能な電子部品を携帯電話等のモバイル装置に接続するのに適しており、使用する際に生じる機械的な歪みを緩和する。

特開２００３−３２３９３１号公報 特開２００６−０１９２９６号公報

しかしながら、特許文献２に示すコネクタの場合、図１１において矢印Ｐで示す方向にフローティングした場合、この接点１１１２ａ、１１１２ｂは図１２に示すように変位する。つまり接点１１１２ａ、１１１２ｂのうち、この接点１１１２ａは、この接点１１１２ａに接続する側の第1の脚部１１１３ａに接続されるばね部材１１１４ａによって拡がる方向に力を受ける。従ってこの接点１１１２ａは接触力が低くなる。一方接点１１１２ｂは、この接点１１１２ｂに接続する側の第２の脚部１１１３ｂに接続されるばね部材１１１４ｂによって縮まる方向に力を受ける。従ってこの接点１１１２ｂは接触力が高くなる。ここで図１２は図１１のＡ方向から見た図である。

このように、相対向する接点１１１２ａ、１１１２ｂの形成される第１脚部および第２の脚部１１１３ａ、１１１３ｂからそれぞれフローティングばねであるばね部材１１１４ａ、１１１４ｂが導出されているため、ばね部材１１１４ａ、１１１４ｂがたわんだ時の応力が接点に伝わり、接触力を弱くする原因となり、このフローティング量の変化によって接触力が不安定になるという問題がある。

また、特許文献１において、機器側にばね性のあるコンタクト、バッテリ側に接点用のパッドを形成する場合、バッテリ側のパッドを大きく取ることで、寸法誤差を吸収することはできるが、ばねが撓む方向への振動や、落下衝撃に対して接触が不安定となり易い。

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたもので、筐体やバッテリの寸法誤差を吸収し、安定した接触を実現可能なバッテリ用のコネクタを提供することを目的とする。

そこで本発明は、少なくとも一つのコンタクトを備えたコネクタであって、コンタクトが、相対向して配置され、接点を有する２つの接点用ばね部と、これら接点用ばね部を接続する固定部と、この固定部に接続され、応力吸収部を備えた２つの脚部とを具備し、これらの脚部が電気的接続用の端子を構成したことを特徴とする。
また本発明は、上記コネクタにおいて、この応力吸収部は、これら２つの接点を結ぶ方向に平行な方向の応力吸収を行うように構成されたことを特徴とする。
また本発明は、上記コネクタにおいて、これら２つの接点用ばね部は、この固定部からほぼ垂直に起立せしめられており、これらの脚部は、これら固定部の接点用ばね部との接続方向に対して直交する方向に伸張する接続部と、接続部から前記固定部と同一平面上を外側に導出された応力吸収部とを有するとともに、これら端子は、これら湾曲部から、この固定部と同一平面上となるように、折り曲げられたことを特徴とする。
また本発明は、上記コネクタにおいて、この接続部は、端部に切り欠きを有することを特徴とする。
また本発明は、上記コネクタにおいて、コンタクトの接点を露呈せしめるようにこのコンタクトを覆うハウジングを具備したことを特徴とする。

上記構成によれば、２つの脚部が、固定部を介して接点用ばね部を支持しているため、脚部のたわみの影響が接点用ばね部に伝わりにくくなり、接点位置の変位を抑制することができる。従って、このコンタクトに接続されるブレードとの接触性が安定する。

本実施の形態１のコネクタを用いたバッテリパックのコネクタかん合前の状態を示す図であり、（ａ）はバッテリパックの全体図、（ｂ）はコネクタ部分の要部拡大図 本実施の形態１のコネクタを用いたバッテリパックのコネクタかん合状態を示す図であり、（ａ）はバッテリパックの全体図、（ｂ）はコネクタ部分の要部拡大図 本実施の形態１のコネクタを用いたバッテリパックのバッテリソケットを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図 本実施の形態１のコンタクトの１ユニットを示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の裏面側からみた図 本実施の形態１のコンタクトの１ユニットを示す図あり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図 本実施の形態１のコンタクトの接触性を示す説明図 本実施の形態１のコンタクトの接触性を示す説明図 本実施の形態２のコンタクトを示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の裏面側からみた図 本実施の形態のコネクタを用いたバッテリパックの実装例を示す断面図 本実施の形態のコネクタを用いたバッテリパックの実装例を示す断面図 従来例のコネクタのコンタクトの斜視図 従来例のコネクタのコンタクトを示す図

（実施の形態１）
次に実施の形態１のコンタクトを用いたコネクタについて図面を参照しつつ詳細に説明する。図１および２は本実施の形態１のコンタクトを用いたバッテリパックのコネクタかん合前の状態およびかん合後の状態を示す図である。図１及び図２において（ａ）はバッテリパックの全体図、（ｂ）はコネクタ部分の要部拡大図である。図３はこのコネクタのソケット側、すなわちバッテリソケットを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。図４（ａ）および（ｂ）は本実施の形態１のコンタクトの１ユニットを示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の裏面側からみた図である。図５（ａ）および（ｂ）は本実施の形態１のコンタクトの１ユニットを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。図６及び図７はこのコンタクトの接触性を示す説明図である。コネクタは、バッテリソケット１０とブレード部２０で構成される。

このバッテリパックは、図１および２に示すように、バッテリ本体１００とバッテリ本体１００に装着されたバッテリソケット１０および、携帯電話の筐体あるいは基板に取り付けられたブレード部２０とで構成される。そしてこのバッテリソケット１０は図３（ａ）乃至（ｃ）に示すように、絶縁性樹脂例えばＬＣＰ樹脂あるいはＰＡ樹脂などの熱可塑性樹脂で形成された樹脂成形品で構成されたソケットハウジング１２と、複数のコンタクト１１が配列されたコンタクト部が圧入により装着されて構成される。

本実施の形態１のコンタクトは、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、銅合金にニッケルめっき層および金めっき層を形成した金属板を打ち抜き成形後、曲げ加工して得られたものである。このコンタクトは、２つの接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂを接続する固定部１１１が、応力吸収部１１４ａ、１１４ｂを介して２つの脚部１１５ａ、１１５ｂに接続されたことを特徴とする。すなわち、このコンタクトは、相対向して配置され、２つの接点１１２ａ、１１２ｂを有する接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂと、この２つの接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂを接続する固定部１１１と、この固定部１１１に接続され、応力吸収部１１４ａ、１１４ｂを備えた２つの脚部１１５ａ、１１５ｂとを具備している。そして、これら脚部１１５ａ、１１５ｂが端部で電気的接続用の端子１１６ａ、１１６ｂを構成している。

ここで応力吸収部１１４ａ、１１４ｂは、図４および図５に示すように、接点１１２ａ、１１２ｂよりも外側に伸張し、２つの接点１１２ａ、１１２ｂを結ぶ方向に平行な方向の応力吸収を行うように構成されている。

また、２つの接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂは、固定部１１１からほぼ垂直に起立せしめられている。そして、脚部１１５ａ、１１５ｂは、固定部１１１の接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂとの接続方向に対して直交する方向に伸張する接続部１１８と、接続部１１８から固定部１１１と同一平面上を外側に導出された湾曲部を備えた応力吸収部１１４ａ、１１４ｂを構成する。この湾曲部は、脚部１１５ａ、１１５ｂの一端が接続部１１８から、固定部に沿って、外側に引き出され、接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂに沿って伸張し、さらに外側に引き出されて湾曲する。さらに接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂに沿って接続部１１８の近傍迄伸張し、さらにこの湾曲方向とは直交する方向に曲がって構成され応力吸収部１１４ａ、１１４ｂを構成する。そして、この応力吸収部１１４ａ、１１４ｂは、先端で圧入端と端子１１６ａ、１１６ｂとに分岐し、この端子１１６ａ、１１６ｂは、湾曲部からなる応力吸収部１１４ａ、１１４ｂから、固定部１１１と同一平面上となるように、折り曲げられている。

また、この接続部１１８は２つの接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂとの間に形成された切り欠き部１１７ａ、１１７ｂによって湾曲部からなる応力吸収部１１４ａ、１１４ｂを遊離片として導出している。

この構成により図４に示すように、湾曲部からなる応力吸収部１１４ａ、１１４ｂにより、２つの接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂに形成された接点１１２ａ、１１２ｂを結ぶ方向すなわちＹ方向の寸法誤差を吸収可能となっている。

また、２つの接点用ばね１１３ａ、１１３ｂと脚部１１５ａ、１１５ｂとを結ぶ方向すなわちＸ方向の寸法誤差はブレードの面積によって吸収可能となっている。

さらに、図５に示すように、Ｚ方向の寸法誤差についても、ブレードの面積によって吸収可能となっている。

さらにまた、図５（ａ）において、この端子部１１６ａ、１１６ｂの先端部の領域Ｒに金めっきを行っており、基板２００（図９参照）上への接続が可能となっている。

このバッテリパックは、図１および２に示すように、バッテリ本体１００とバッテリ本体１００に装着されたバッテリソケット１０および、携帯電話の筐体あるいは基板に取り付けられたブレード部２０とで構成され、筐体あるいは基板に着脱自在には設置されている。そして、ＸＹＺ方向、特にＹ方向のフローティングによる寸法誤差については吸収され、図２（ａ）および（ｂ）にかん合状態を示すように、安定して電気的接続および機械的接続が可能となるように構成されている。また、ＸＹＺ方向のうちいかなる方向へのずれ、振動、落下衝撃も吸収可能となっている。

そして図６に示すようにフローティングばねを構成する湾曲部からなる応力吸収部１１４ａ、１１４ｂを備えた脚部１１５ａ、１１５ｂは、固定部１１１で接続されている。すなわち、クリップ型の接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂの付け根部分でつながる構造を有しているため、脚部１１５ａ、１１５ｂの応力が接点用ばね部１１３ａ、１１３ｂに伝わらず、安定した接触力を実現することができる。
また図７において、例えば、ブレード部が、接続部Ｑ２の方向にずれてはいってきたとき、応力吸収部１１４ａ、１１４ｂを備えた２つの脚部１１５ａ、１１５ｂと、固定部１１１との接続部１１８のうち、一方の接続部Ｑ１では脚部１１５ａが左右に広がるように変形し、他方の接続部Ｑ２では脚部１１５ｂが左右に縮まるように変形する。そして脚部１１５ａ、１１５ｂから力を受けるのはこの接続部１１８のみであり、フローティング量の変化によって接触力が不安定にならない。

（実施の形態２）
図８は実施の形態２のコネクタのコンタクトを示す図である。
本実施の形態のコンタクトは、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、固定部１１１と脚部１１５ａ、１１５ｂとの接続部１１８に、切り欠きＣを形成し、フローティングばねを構成する脚部１１５ａ、１１５ｂの長さすなわちばね長を実質的に長くしたものである。
この構成により、より弾性を高め、より柔軟なフローティング効果を実現することが可能となる。

またこのバッテリパックは図９及び図１０に示すように実装される。
図９に実装構造の断面図を示す。ブレード部２０は、支持部としてのブレードハウジング２２によって複数のブレード本体２１が所定の間隔で互いに平行となるように支持されている。
またこのブレード部２０のプリント配線板２００への接続は、端子片２４によって半田接続を行うことで実現されている。
ブレード側が薄型のブレード部１２０である場合は図１０に示すように、ブレードハウジング１２２によってブレード本体１２１の、ブレード挿入側端部全体を覆うようにしてもよい。
またこのブレード部１２０のプリント配線板２００への接続は、図１０に示すように、端子片１２４によって半田接続を行う。
この構成によれば、薄型ブレードの場合も確実な接続を実現することができる。

１０ バッテリソケット
１１ ソケットコンタクト
１１１ 固定部
１１２ａ、１１２ｂ 接点
１１３ａ、１１３ｂ 接点用ばね部
１１４ａ、１１４ｂ 応力吸収部
１１５ａ、１１５ｂ 脚部
１１６ａ、１１６ｂ 端子
１１８ 接続部
１２ ソケットハウジング
２０，１２０ ブレード部
２１，１２１ ブレード本体
２２，１２２ ブレードハウジング

Claims (5)

1. 少なくとも一つのコンタクトを備えたコネクタであって、
   前記コンタクトが、
   相対向して配置され、接点を有する２つの接点用ばね部と、
   前記２つの接点用ばね部を接続する固定部と、
   前記固定部に接続され、応力吸収部を備えた２つの脚部とを具備し、
   前記脚部が電気的接続用の端子を構成したコネクタ。
2. 請求項１に記載のコネクタであって、
   前記応力吸収部は、２つの前記接点を結ぶ方向に平行な方向の応力吸収を行うように構成されたコネクタ。
3. 請求項１または２に記載のコネクタであって、
   前記２つの接点用ばね部は、前記固定部からほぼ垂直に起立せしめられており、
   前記脚部は、前記固定部の前記接点用ばね部との接続方向に対して直交する方向に伸張する接続部と、前記接続部から前記固定部と同一平面上を外側に導出されて湾曲部を構成する前記応力吸収部とを有するとともに、
   前記端子は、前記湾曲部から、前記固定部と同一平面上となるように、折り曲げられたコネクタ。
4. 請求項３に記載のコネクタであって、
   前記接続部は、端部に切り欠きを有するコネクタ。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のコネクタであって、
   前記コンタクトの前記接点を露呈せしめるように前記コンタクトを覆うハウジングを具備したコネクタ。

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