JP2012119208A - コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を抑えつつ接点数を増やすことのできるコネクタを提供すること。
【解決手段】本発明のコネクタは、基部と当該基部から延びる複数のバネコンタクトであって個別に弾性変形可能なバネコンタクトとを有するコンタクト部材を備えている。バネコンタクトは、ピッチ方向において交互に配置された複数の第１コンタクトと複数の第２コンタクトとを備えている。第１コンタクトの第１接点部は、第１根元部よりも幅狭に構成されており、第２コンタクトの第２接点部も、第２根元部よりも幅狭に構成されている。横方向から見た場合に第１接点部と第２接点部とは重なっておらず且つ第１根元部と第２根元部とは重なっているように、第１コンタクトと第２コンタクトとを配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばリチウムイオン二次電池や固体電界コンデンサなどの蓄電デバイスのリード端子のように薄い電極に接続されるコネクタに関する。

薄い電極を挟むのに適した構造を有するコネクタとしては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１のコネクタは、図１８に示されるように、刃受けバネを構成する複数の板ばねが互いに交差するような構造を備えている。

特開２００５−１４９９７１号公報

例えば、電圧監視のために蓄電デバイスのリード端子に接続されるコネクタの場合、コンタクトの接触抵抗を下げたいという要望がある。

このコンタクトの接触抵抗を下げる手段としては接点数を増やすことがあるが、特許文献１の構造では接点数を増やすとコネクタが大型化してしまうといった問題がある。

そこで、本発明は、大型化を抑えつつ接点数を増やすことのできるコネクタを提供することを目的とする。

本発明によれば、第１のコネクタとして、基部と前記基部から延び個別に弾性変形可能な複数のバネコンタクトとを有するコンタクト部材を備えるコネクタであって、
前記バネコンタクトは、ピッチ方向において交互に配置された複数の第１コンタクトと複数の第２コンタクトとを備えており、
前記第１コンタクトは、前記基部と接続された第１根元部と、前記第１根元部よりも前記ピッチ方向において幅狭の第１接点部とを有しており、
前記第２コンタクトは、前記基部と接続された第２根元部と、前記第２根元部よりも前記ピッチ方向において幅狭の第２接点部とを有しており、
前記バネコンタクトは、前記ピッチ方向と直交する横方向において、前記第１接点部と前記第２接点部とで相手側接続部を挟持するものであり、
前記横方向から見た場合に前記第１接点部と前記第２接点部とは重なっておらず且つ前記第１根元部と前記第２根元部とは重なっているように、前記第１コンタクトと前記第２コンタクトとは配置されているコネクタが得られる。

また、本発明によれば、第２のコネクタとして、第１のコネクタであって、
前記ピッチ方向に沿って前記コンタクト部材を見た場合に、前記第１接点部と前記第２接点部とが少なくとも部分的にオーバーラップしており、
前記ピッチ方向及び前記横方向のいずれとも直交する正面側から前記コンタクト部材を見た場合に、前記第１接点部と前記第２接点部とは前記ピッチ方向において交互に千鳥状に配置されているコネクタが得られる。

また、本発明によれば、第３のコネクタとして、第１又は第２のコネクタであって、
前記第１コンタクトは、前記第１根元部から前記第１接点部にかけて前記ピッチ方向における幅が徐々に狭くなるような形状を有しており、
前記第２コンタクトは、前記第２根元部から前記第２接点部にかけて前記ピッチ方向における幅が徐々に狭くなるような形状を有しているコネクタが得られる。

また、本発明によれば、第４のコネクタとして、第１乃至第３のいずれかのコネクタであって、
前記バネコンタクトは５本以上であるコネクタが得られる。

また、本発明によれば、第５のコネクタとして、第４のコネクタであって、
前記バネコンタクトは７本以上であるコネクタが得られる。

また、本発明によれば、第６のコネクタとして、第１乃至第６のいずれかのコネクタであって、
前記バネコンタクトは、前記第１コンタクトと前記第２コンタクトからなるコンタクト対を複数有するものであり、
前記コンタクト対は、互いに電気的に独立しているコネクタが得られる。

また、本発明によれば、第７のコネクタとして、第１乃至第６のいずれかのコネクタであって、
前記コンタクト部材を保持するハウジングを更に備えるコネクタが得られる。

本発明によれば、第１根元部よりも第１接点部を幅狭とし、第２根元部よりも第２接点部を幅狭とし、更に、横方向から見た場合に第１根元部と第２根元部が重なるように第１コンタクトと第２コンタクトとを配置したことから、ピッチ方向における単位長さあたりにおける第１接点部及び第２接点部の数（即ち、バネコンタクトの本数）を増やすことができるため、コネクタ全体を大型化することなく接触抵抗を下げることができる。

また、ピッチ方向に沿ってコンタクト部材を見た場合に、第１接点部と第２接点部とを少なくとも部分的にオーバーラップさせると共に、正面側からコンタクト部材を見た場合に第１接点部と第２接点部とをピッチ方向において交互に千鳥状に配置することとすると、蓄電デバイスのリード端子のように薄い相手側接続部に対しても高い信頼性をもってコネクタを接続させることができる。

更に、第１根元部から第１接点部にかけてピッチ方向における幅が徐々に狭くなるように第１コンタクトを構成し、第２根元部から第２接点部にかけてピッチ方向における幅が徐々に狭くなるように第２コンタクトを構成することとすると、相手側接続部を挟持した際のバネ変形により第１コンタクトの第１根元部及び第２コンタクトの第２根元部にかかる応力を小さくすることができる。

本発明の実施の形態によるコネクタと、蓄電デバイスとを示す図である。 図１のコネクタを表す斜視図である。図において、ハウジングは省略されている。 図２のコネクタに用いられるコンタクト部材のケーブル接続前の状態を表す斜視図である。 図３のコンタクト部材の正面図である。図において、延部及びかしめ部は省略されている。 図３のコンタクト部材を第１コンタクト側から見た側面図である。 図３のコンタクト部材の上面図である。 本発明のコンタクト部材と、従来のコンタクト部材とを比較した模式図である。 図１のコネクタ及び蓄電デバイスの接続状態を表す図である。 図１のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 図８のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。 コンタクト部材とケーブルとの接続方法の変形例を表す斜視図である。 本発明の実施の形態によるコンタクト部材の変形例を示す図である。図において、延部及びかしめ部は省略されている。 図１２のコンタクト部材の正面図である。 図１２のコンタクト部材を第１コンタクト側から見た側面図である。 本発明の実施の形態によるコンタクト部材の他の変形例を示す図である。図において、各コンタクト対とケーブルとの接続部は省略されている。 図１５のコンタクト部材を備えるコネクタと、相手側接続部との接続状態を示す断面斜視図である。 バネコンタクトの本数と接触抵抗（合成抵抗値）との関係を試算した結果を示す図である。 従来コネクタに用いられているコンタクト部材を示す図である。

図１に示されるように、本発明の実施の形態によるコネクタ１０は、ラミネートセル等の蓄電デバイス２０の電極２２（相手側接続部）に接続され使用されるものである。なお、コネクタ１０の接続対象物は蓄電デバイス２０に限られず、相手側接続部も電極２２に限られない。

図１及び図２に示されるように、コネクタ１０は、ハウジング３０と、当該ハウジング３０に保持されるコンタクト部材１００とを備えている。コンタクト部材１００にはケーブル４０が接続されている。図３乃至図６に示されるように、コンタクト部材１００は、基部１１０と、基部１１０から延びる複数のバネコンタクト２００とを備えている。

基部１１０は、夫々、ＸＺ平面に平行な第１コンタクト保持部１２０及び第２コンタクト保持部１３０と、当該第１コンタクト保持部１２０及び第２コンタクト保持部１３０をＹ方向（横方向）において接続する接続部１４０とを備えている。基部１１０は、Ｚ方向から見た場合に略コの字形状を有している。本実施の形態による接続部１４０の上部には、−Ｘ方向に沿って延びる延部１４２が設けられている。詳しくは、延部１４２は、接続部１４０に相当する部位に対してＺ方向に２つの切込みを入れた後、−Ｘ方向に曲げられて形成されている。延部１４２の先には、かしめ部１４４が設けられている。かしめ部１４４はケーブル４０（図２参照）に対してかしめられ、これによりコンタクト部材１００はケーブル４０に接続される。

本実施の形態によるバネコンタクト２００は個別に弾性変形が可能なものであり、Ｚ方向（ピッチ方向）において交互に配置された複数の第１コンタクト２１０及び複数の第２コンタクト２２０を備えている。本実施の形態によるコンタクト部材１００は、１０本のバネコンタクト２００を備えるものであり、５本の第１コンタクト２１０と５本の第２コンタクト２２０とで構成される。なお、コンタクト部材１００の有するバネコンタクト２００の本数は１０本に限られず、必要に応じて増減することができる。バネコンタクト２００の最適な本数については後述する。

第１コンタクト２１０は、第１コンタクト保持部１２０に接続されている第１根元部２１１と、電極２２（図１参照）に接触する第１接点部２１２と、第１接点部２１２及び第１根元部２１１を接続する第１部位２１３と、第１接点部２１２より先を構成する第２部位２１４とを備えている。第１部位２１３は、Ｘ方向において前方に延び且つＹ方向において第２コンタクト保持部１３０に近づくように延びている。第２部位２１４は、Ｘ方向において前方に延び且つＹ方向において第２コンタクト保持部１３０から離れる方向へ延びている。図６に良く示されているように、第１コンタクト２１０は、頂点がＹ方向において第２コンタクト保持部１３０の方を向いているへの字状形状を有しており、そのへの字状形状の頂点に第１接点部２１２が形成されている。

第２コンタクト２２０も、第１コンタクト２１０と同様の構造を有している。即ち、図４乃至図６に示されるように、第２コンタクト２２０は、第２コンタクト保持部１３０に接続されている第２根元部２２１と、電極２２（図１参照）に接触する第２接点部２２２と、第２根元部２２１及び第２接点部２２２を接続する第１部位２２３と、第２接点部２２２より先を構成する第２部位２２４とを備えている。第１部位２２３は、Ｘ方向において前方に延び且つＹ方向において第１コンタクト保持部１２０に近づくように延びている。第２部位２２４は、Ｘ方向において前方に延び且つＹ方向において第１コンタクト保持部１２０から離れる方向へ延びている。図６に良く示されているように、第２コンタクト２２０は、頂点がＹ方向において第１コンタクト保持部１２０の方を向いているへの字状形状を有しており、そのへの字状形状の頂点に第２接点部２２２が形成されている。

図５に示されるように、本実施の形態による第１コンタクト２１０は、第１根元部２１１から先端にかけてＺ方向における幅が徐々に狭くなるような形状を有している。同様に、第２コンタクト２２０も、第２根元部２２１から先端にかけてＺ方向における幅が徐々に狭くなるような形状を有している。即ち、第１接点部２１２及び第２接点部２２２のＺ方向における幅は、夫々第１根元部２１１及び第２根元部２２１のＺ方向における幅よりも小さい。このような構成によれば、バネコンタクト２００の変形時において応力が加わる範囲をより狭くすることができるため、相手側接続部を挟持した際のバネ変形により第１根元部２１１及び第２根元部２２１にかかる応力を小さくすることができる。

また、図５に示されるように、Ｙ方向から見た場合に第１接点部２１２と第２接点部２２２とは重なっておらず且つ第１根元部２１１と第２根元部２２１とは重なっているように配置されている。このような構成とすることにより図７に示されるように、バネ力に影響を与える根元部の幅Ｗを細くすることなく接点間の間隔（ピッチ間隔）を小さくできる。これにより、本実施の形態によるコンタクト部材１００と同サイズの従来構造のコンタクト部材５００とを比較すると、本実施の形態によるコンタクト部材１００の方が従来構造のコンタクト部材５００よりも多くのバネコンタクト２００を有することができ、同一の相手側接続部に対してより多くの点にて接触することができる。即ち、本実施の形態によるコンタクト部材１００を用いることにより、コネクタ全体を大型化することなく且つ接触圧を確保しつつ接触抵抗を下げることができる。なお、バネコンタクトの接点の数（即ち、バネコンタクトの本数）と接触抵抗との関係については、後述する。

更に、図６に示されるように、Ｚ方向に沿ってコンタクト部材１００を見た場合に、第１接点部２１２と第２接点部２２２とがＹ方向において少なくとも部分的にオーバーラップしており、図４に示されるように正面側からコンタクト部材１００を見た場合に第１接点部２１２と第２接点部２２２とはＺ方向（ピッチ方向）において交互に千鳥状（ジグザグ状）に配置されている。即ち、相手側接続部と接続前の状態（初期状態）において、第１コンタクト２１０の第１接点部２１２と、第２コンタクト２２０の第２接点部２２２とは互いに当接していない。このような構成により、薄い形状の電極２２に対してもバネ変位量を大きくすることができ、例えば、初期状態において第１接点部と第２接点部とが当接している（第１接点部と第２接点部とが千鳥状に配置されていない）コンタクト部材に比べてより大きな接触力（接圧）が確保され、コネクタの接続信頼性を高めることができる。

上述したコンタクト部材１００は、図２に示されるようにケーブル４０にかしめられた後、図１に示されるようにハウジング３０に収容保持される。図５に示されるように、本実施の形態による第１コンタクト保持部１２０及び第２コンタクト保持部１３０の上下には夫々圧入部１２２及び圧入部１３２が設けられている。当該圧入部１２２、１３２により、コンタクト部材１００はハウジング３０に係止され確実に保持される。

図８に示されるように、コネクタ１０は、電極２２の延びている方向（Ｘ方向）に沿って電極２２に接続される。図９及び図１０に示されるように、ハウジング３０の上下にはＸ方向に沿って延びるスリット３２が設けられている。電極２２との接続作業は、電極２２をスリット３２の最奥まで挿入することにより行う。挿入された電極２２により第１コンタクト２１０及び第２コンタクト２２０が開き、電極２２は第１コンタクト２１０及び第２コンタクト２２０によりＹ方向において挟持される。

図２に示されるように、本実施の形態によるコンタクト部材１００は、かしめ部１４４によりケーブル４０に接続されていた（図２参照）。しかし、例えば図１１に示されるように、コンタクト部材１００’の延部１４２にピンコンタクト部１４６を設け、ケーブル４０側にソケットコンタクト４１を設けることによりこれらを嵌合させて接続することとしてもよい。なお、コンタクト部材１００’とケーブル４０との接続は、コネクタと電極２２（図示せず）とを接続する前に行うこともでき、コネクタと電極２２（図示せず）とを接続した後に行うこともできる。これにより、コネクタの組立工程の自由度を上げることができる。

続いて、本発明の実施の形態によるコネクタに用いられるコンタクト部材の変形例について説明する。なお、変形例の説明にあたり、上述したコンタクト部材１００（図２乃至図６参照）と同一の部位については同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

図１２乃至図１４に示されるように、変形例によるコンタクト部材１００ａのバネコンタクト２００ａの形状は、上述したコンタクト部材１００（図３参照）とは異なる形状を有している。第１部位２１３ａは、第１根元部２１１ａ側の部位と、第１接点部２１２ａ側の部位の２つの部位とで構成されており、両部位の境界に肩部２１５が形成されている。図より明らかなように、第１根元部２１１ａ側の部位（即ち、第１根元部２１１ａから肩部２１５までの部位）はＺ方向において第１根元部２１１ａと同じ幅を有しており、第１接点部２１２ａ側の部位（即ち、肩部２１５から第１接点部２１２ａまでの部位）はＺ方向において第１接点部２１２ａと同じ幅を有している。第１接点部２１２ａの先には、当該第１接点部２１２ａとＺ方向において同じ幅を持つ第２部位２１４ａが延びている。

第２コンタクト２２０ａも第１コンタクト２１０ａと同様の形状を有している。即ち、第１部位２２３ａは、第２根元部２２１ａ側の部位と、第２接点部２２２ａ側の部位の２つの部位とで構成されており、両部位の境界に肩部２２５が形成されている。第２接点部２２２ａの先には、当該第２接点部２２２ａとＺ方向において同じ幅を持つ第２部位２２４ａが延びている。

本変形例においても、第１接点部２１２ａのＺ方向における幅は、第１根元部２１１ａのＺ方向における幅よりも小さくなるように構成されており、第２接点部２２２ａのＺ方向における幅は、第２根元部２２１ａのＺ方向における幅よりも小さくなるように構成されている。また、図１４に示されるように、Ｙ方向から見た場合に第１接点部２１２ａと第２接点部２２２ａとは重なっておらず且つ第１根元部２１１ａと第２根元部２２１ａとは重なっているように配置されている。また、図１３から理解されるように、Ｚ方向に沿ってコンタクト部材１００ａを見た場合に第１接点部２１２ａと第２接点部２２２ａとがＹ方向において少なくとも部分的にオーバーラップしており、且つ、第１接点部２１２ａと第２接点部２２２ａとはＺ方向（ピッチ方向）において交互に千鳥状（ジグザグ状）に配置されている。本変形例によるコネクタにおいても、コネクタ全体を大型化することなく接触抵抗を下げることができ、薄い相手側接続部に対しても高い信頼性をもってコネクタを接続させることができる。

なお、図１２乃至図１４においては、コンタクト部材１００ａのうちケーブルとの接続部を省略したが、上述したかしめ部１４４（図３参照）により接続してもよいし、ピンコンタクト部１４６（図１１参照）により接続してもよい。

以上説明したコンタクト部材（図３及び図１２参照）は、同一の基部から複数のバネコンタクトが延びるものであったが、例えば、図１５及び図１６に示される他の変形例のように、コンタクト部材１００ｂは、１つの第１コンタクト２１０ｂと、１つの第２コンタクト２２０ｂとで構成されたバネコンタクト対２３０を複数有することとしてもよい。本変形例によるコンタクト部材１００ｂは、５つのコンタクト対２３０で構成されている。各コンタクト対２３０は互いに電気的に独立しており、図１６に示されるように、夫々、対応するケーブル４０’及び対応する接続対象物２４（電極等）に接続される。このような構成によれば複数の相手側接続部に対する電気的接続を同時に行うことができる。

（実施例：実験結果）
スズめっきされた接点を有するバネコンタクトのサンプルを１４４本用意し、それらとアルミニウム製のリード端子との接触抵抗を測定したところ、下記表１のような結果が得られた。

表１のデータに基づいて、バネコンタクトの本数と接触抵抗（合成抵抗値）との関係を試算した結果を図１７に示す。

図１７において最大値と平均＋３σの値がかけ離れているということは合成抵抗のバラツキが大きいことを意味しており、所望とする電圧監視を行えない可能性があることを示している。図１７によれば、バネコンタクトの本数が５本以上であると、合成抵抗の最大値と平均値＋３σとがほぼ同じであり、バネコンタクトの本数を増やすことにより合成抵抗を低く抑えることができるとの効果を期待通りに（即ち、予想した通りに）得ることができることが理解される。従って、バネコンタクトの本数は５本以上であることが望ましい。即ち、個別に弾性変形可能であるバネコンタクトの本数は５本以上であることが望ましい。

更に、図１７によると、バネコンタクトの本数を７本以上とした場合、合成抵抗値は最大でも１００ｍΩ未満となることから、コネクタにおける電圧降下などの影響を極めて小さくすることができ、高い精度で電圧監視を行えることが理解される。

１０ コネクタ
２０ 蓄電デバイス
２２，２４ 電極
３０ ハウジング
３２ スリット
４０，４０’ ケーブル
４１ ソケットコンタクト
１００，１００’，１００ａ，１００ｂ コンタクト部材
１１０ 基部
１２０ 第１コンタクト保持部
１２２ 圧入部
１３０ 第２コンタクト保持部
１３２ 圧入部
１４０ 接続部
１４２ 延部
１４４ かしめ部
１４６ ピンコンタクト部
２００，２００ａ バネコンタクト
２１０，２１０ａ 第１コンタクト
２１１，２１１ａ 第１根元部
２１２，２１２ａ 第１接点部
２１３，２１３ａ 第１部位
２１４，２１４ａ 第２部位
２１５ 肩部
２２０，２２０ａ 第２コンタクト
２２１，２２１ａ 第２根元部
２２２，２２２ａ 第２接点部
２２３，２２３ａ 第１部位
２２４，２２４ａ 第２部位
２２５ 肩部
２３０ コンタクト対
５００ コンタクト部材

Claims (7)

1. 基部と前記基部から延び個別に弾性変形可能な複数のバネコンタクトとを有するコンタクト部材を備えるコネクタであって、
   前記バネコンタクトは、ピッチ方向において交互に配置された複数の第１コンタクトと複数の第２コンタクトとを備えており、
   前記第１コンタクトは、前記基部と接続された第１根元部と、前記第１根元部よりも前記ピッチ方向において幅狭の第１接点部とを有しており、
   前記第２コンタクトは、前記基部と接続された第２根元部と、前記第２根元部よりも前記ピッチ方向において幅狭の第２接点部とを有しており、
   前記バネコンタクトは、前記ピッチ方向と直交する横方向において、前記第１接点部と前記第２接点部とで相手側接続部を挟持するものであり、
   前記横方向から見た場合に前記第１接点部と前記第２接点部とは重なっておらず且つ前記第１根元部と前記第２根元部とは重なっているように、前記第１コンタクトと前記第２コンタクトとは配置されている
   コネクタ。
2. 請求項１記載のコネクタであって、
   前記ピッチ方向に沿って前記コンタクト部材を見た場合に、前記第１接点部と前記第２接点部とが少なくとも部分的にオーバーラップしており、
   前記ピッチ方向及び前記横方向のいずれとも直交する正面側から前記コンタクト部材を見た場合に、前記第１接点部と前記第２接点部とは前記ピッチ方向において交互に千鳥状に配置されている
   コネクタ。
3. 請求項１又は請求項２記載のコネクタであって、
   前記第１コンタクトは、前記第１根元部から前記第１接点部にかけて前記ピッチ方向における幅が徐々に狭くなるような形状を有しており、
   前記第２コンタクトは、前記第２根元部から前記第２接点部にかけて前記ピッチ方向における幅が徐々に狭くなるような形状を有している
   コネクタ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のコネクタであって、
   前記バネコンタクトは５本以上である
   コネクタ。
5. 請求項４記載のコネクタであって、
   前記バネコンタクトは７本以上である
   コネクタ。
6. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のコネクタであって、
   前記バネコンタクトは、前記第１コンタクトと前記第２コンタクトからなるコンタクト対を複数有するものであり、
   前記コンタクト対は、互いに電気的に独立している
   コネクタ。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のコネクタであって、
   前記コンタクト部材を保持するハウジングを更に備える
   コネクタ。

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