JP2012252975A - コンタクトエレメント及びコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】相手側コンタクトの挿入を容易にすることができるコンタクトエレメント及びコネクタを提供する。
【解決手段】第１の梁部１３の中央部側に１つの第２接触部１６を配置し、第１梁部１３の両端部側に２つの第１接触部１５を配置する。第２の梁部１４の中央部側に１つの第４接触部１８を配置し、第２梁部１４の両端部側に２つの第３接触部１７を配置する。連結部１１の板厚方向ＤＢと配列方向ＤＰとに直交する直交方向ＤＲで第２接触部１６と第４接触部１８とをずらす。
【選択図】図２

Description

この発明はコンタクトエレメント及びそれを備えたコネクタに関する。

従来、コンタクトエレメントとベースコンタクトとを備えたコネクタが知られている（下記特許文献１参照）。

このコネクタは、図１２に示すように、１つのベースコンタクト６２と２つのコンタクトエレメント６３とを備えている。

ベースコンタクト６２は導電性材料で形成されている。ベースコンタクト６２には溝６２ａが形成されている。溝６２ａには導電性材料で形成されているベースコンタクト６１が挿入される。ベースコンタクト６２の相対する内壁面にはそれぞれ溝６２ｃが形成されている。溝６２ｃはアリ溝である。

図１３に示すように、コンタクトエレメント６３は互いに平行に延びた２列の側部３ａと、側部３ａ間に架け渡された複数のウェブ３ｃとを有する。コンタクトエレメント６３は弾性を有する１枚の金属板にプレス加工を施すことによって形成されている。

ウェブ３ｃの中央部３ｆの一側部には１つの凸部３ｉが形成され、ウェブ３ｃの中央部３ｆの他側部には１つの凹部３ｍが形成されている。凹部３ｍの両側に２つのウェブエッジ３ｋが形成されている。ウェブ３ｃはねじられ、凸部３ｉは側部３ａの厚さ方向へ突出し、ウェブエッジ３ｋは凸部３ｉの突出方向と反対方向へ突出している。凸部３ｉはベースコンタクト６１に接触可能であり、ウェブエッジ３ｋはベースコンタクト６２に接触可能である。

ウェブ３ｃがねじられる前、凸部３ｉは隣のウェブ３ｃの凹部３ｍに嵌合し、２つのウェブエッジ３ｋに挟まれる。

コンタクトエレメント６３はベースコンタクト６２の溝６２ｃに装着される。このとき、コンタクトエレメント６３のウェブエッジ３ｋはベースコンタクト６２に接触する。

図１２に示すように、ベースコンタクト６１をベースコンタクト６２の溝６２ａに挿入すると、コンタクトエレメント６３の凸部３ｉはベースコンタクト６１に接触する。この結果、ベースコンタクト６１とベースコンタクト６２とがコンタクトエレメント６３を通じて導通する。

米国特許５，２６１，８４０号公報

上述のように、コンタクトエレメント６３の１つのウェブ３ｃには１つの凸部３ｉと２つのウェブエッジ３ｋとが形成されている。したがって、１つのウェブエッジ３ｋとベースコンタクト６２との間に生じる接触力を、電流容量や接触信頼性の特性を出すために必要な値に設定すると、１つの凸部３ｉとベースコンタクト６１との間に生じる接触力が、１つのウェブエッジ３ｋとベースコンタクト６２との間に生じる接触力のほぼ２倍になる。しかも凸部３ｉがウェブ３ｃのピッチ方向へ並んでいる。その結果、ベースコンタクト６１の先端部が凸部３ｉに達したとき挿入力が著しく大きくなり、ベースコンタクト６１を溝６２ａに挿入しにくい。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は、相手側コンタクトの挿入を容易にすることができるコンタクトエレメント及びコネクタを提供することである。

上述の課題を解決するため請求項１記載の発明は、金属板にプレス加工を施すことにより形成され、コンタクトに装着されるコンタクトエレメントにおいて、一定の間隔を介して互いに平行に延びる複数の連結部と、前記連結部間にかけ渡され、所定のピッチで交互に配列される第１、第２梁部と、前記第１梁部に連なり、前記コンタクトに接触する第１接触部と、前記第１梁部に連なり、前記コンタクトが接続される相手側コンタクトに接触する第２接触部と、前記第２梁部に連なり、前記コンタクトに接触する第３接触部と、前記第２梁部に連なり、前記相手側コンタクトに接触する第４接触部とを備え、前記第１、第３接触部が前記第１、第２梁部の配列方向と平行な第１方向へ突出し、前記第２、第４接触部が前記第１方向と反対の第２方向へ突出し、前記第１、第２梁部が捩じられて、前記第１、第３接触部が前記連結部の板厚方向と平行な第３方向へ突出するとともに、前記第２、第４接触部が前記第３方向と反対の第４方向へ突出し、前記第１梁部に連なる前記第１接触部が２つ、前記第２接触部が１つであり、前記第２梁部に連なる前記第３接触部が２つ、前記第４接触部が１つであり、前記第２、第４接触部が、前記配列方向と前記連結部の板厚方向とに直交する直交方向でずれていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のコンタクトエレメントにおいて、前記金属板を打ち抜いたとき、前記第１、第４接触部が、ほぼ前記直交方向に沿って並び、前記金属板を打ち抜いたとき、前記第２、第３接触部が、ほぼ前記直交方向に沿って並ぶことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のコンタクトエレメントにおいて、前記第１、第２梁部はいずれもそれらの中央部が前記第２方向へ突出するほぼ弓形状であり、前記第１梁部の中央部側に前記第２接触部が位置し、前記第１梁部の両端部側に前記第１接触部が位置し、前記第２梁部の中央部側に前記第４接触部が位置し、前記第２梁部の両端部側に前記第３接触部が位置していることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のコンタクトエレメントにおいて、前記第１〜第４接触部の先端部が円弧状に曲がっていることを特徴とする。

請求項５記載の発明のコネクタは、請求項１〜４のいずれか１項記載のコンタクトエレメントと、これが装着される前記コンタクトとを備えていることを特徴とする。

この発明によれば、相手側コンタクトの挿入を容易にすることができる。

図１はこの発明の第１実施形態のコネクタのコンタクトに相手側コンタクトを挿入する前の状態を示す斜視図である。 図２は図１に示すコネクタのコンタクトエレメントの一部を示す斜視図である。 図３は図２に示すコンタクトエレメントの正面図である。 図４は図２に示すコンタクトエレメントの平面図である。 図５は図２に示すコンタクトエレメントの側面図である。 図６は打抜き加工されたときのコンタクトエレメントの平面図である。 図７はこの発明の第２実施形態のソケット型のコネクタの断面図である。 図８は図７に示すソケット型のコネクタに挿入される相手側コンタクトの側面図である。 図９は図７に示すソケット型のコネクタに図８に示す相手側コンタクトを挿入した状態を示す部分断面図である。 図１０はこの発明の第３実施形態のピン型のコネクタの一部を示す側面図である。 図１１は図１０に示すピン型のコネクタが挿入される相手側コンタクトの一部を示す断面図である。 図１２は従来のコネクタに相手側コンタクトを挿入する前の状態を示す斜視図である。 図１３は図１２に示すコネクタのコンタクトエレメントの斜視図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、この発明の第１実施形態のコネクタ９は２つのコンタクトエレメント１と１つのコンタクト３とを備えている。

コンタクト３は導電性材料で形成され、受容部３１を有する。受容部３１は板状のコンタクト（相手側コンタクト）５を受け容れる。受容部３１はコンタクト３の前方、両側方ヘ開放されている。受容部３１を介して対向する（コンタクト３の高さ方向Ｈで対向する）コンタクト３の２つの内壁面にはそれぞれアリ溝３２が形成されている。アリ溝３２はコンタクト３の幅方向Ｗへ延びる。

コンタクトエレメント１はコンタクト３の幅方向Ｗからアリ溝３２に挿入される。図２、図３に示すように、コンタクトエレメント１は２つの連結部１１と複数の第１梁部１３と複数の第２梁部１４とを備えている。図２、図３において、多数の第１梁部１３のうちの２つの第１梁部１３だけが描かれている。また、多数の第２梁部１４のうちの２つの第２梁部１４だけが描かれている。コンタクトエレメント１は弾性及び導電性を有する金属板に打抜き、曲げ等のプレス加工を施すことによって形成される。

２つの連結部１１は一定の間隔を介して互いに平行に延びている。連結部１１には複数の突起状の被保持部１９が連なる。連結部１１間には第１、第２梁部１３，１４がかけ渡されている。

第１、第２梁部１３，１４は所定のピッチで交互に配列されている。第１、第２梁部１３，１４はいずれもそれらの中央部が後述する第２方向Ｄ２（図２参照）へ突出するほぼ弓形状である。

コンタクト３に接触する２つの第１接触部１５が第１梁部１３に連なる。第１接触部１５は第１梁部１３の両端部側に位置している。第１接触部１５の先端部（第１接触部１５の後述する第１方向Ｄ１の先端側部分）は円弧状に折り曲げられている。

コンタクト５に接触する１つの第２接触部１６が第１梁部１３に連なる。第２接触部１６は第１梁部１３の中央部側に位置している。第２接触部１６の両端（第２接触部１６の直交方向ＤＲの両端）に誘い部２１が連なる。直交方向ＤＲは第１、第２梁部１３，１４の配列方向ＤＰと連結部１１の板厚方向ＤＢ（図５参照）とに直交する方向である。一方の誘い部２１は一方の連結部１１側へなだらかに傾斜し、他方の誘い部２１は他方の連結部１１側へなだらかに傾斜する。第２接触部１６、誘い部２１の先端部（第２接触部１６、誘い部２１の第２方向Ｄ２の先端側部分）は円弧状に折り曲げられている。

コンタクト３に接触する２つの第３接触部１７が第２梁部１４に連なる。第３接触部１７は第２梁部１４の両端部側に位置している。第３接触部１７の先端部（第３接触部１７の第１方向Ｄ１の先端側部分）は円弧状に折り曲げられている。

コンタクト５に接触する１つの第４接触部１８が第２梁部１４に連なる。第４接触部１８は第２梁部１４の中央部側に位置している。第４接触部１８の両端（第４接触部１８の直交方向ＤＲの両端）に誘い部２４が連なる。一方の誘い部２４は一方の連結部１１側へなだらかに傾斜し、他方の誘い部２４は他方の連結部１１側へなだらかに傾斜する。第４接触部１８、誘い部２４の先端部（第４接触部１８、誘い部２４の第２方向Ｄ２の先端側部分）は円弧状に折り曲げられている。

第１、第３接触部１５，１７は、第１、第２梁部１３，１４の配列方向ＤＰと平行な第１方向Ｄ１へ突出している。

第２、第４接触部１６，１８は、第１方向Ｄ１と反対の第２方向Ｄ２へ突出している。

第１梁部１３は、第１梁部１３の両端を結ぶ図示しない仮想直線（この実施形態では仮想直線と直交方向ＤＲとが平行である。）と平行な中心軸Ｓ周りへ捩じられている。第２梁部１４は、第２梁部１４の両端を結ぶ図示しない仮想直線（この実施形態では仮想直線と直交方向ＤＲとが平行である。）と平行な中心軸Ｓ周りへ捩じられている。これにより、図３、図５に示すように、第１、第３接触部１５，１７が連結部１１の板厚方向ＤＢと平行な第３方向Ｄ３へ突出するとともに、第２、第４接触部１６，１８が第３方向Ｄ３と反対の第４方向Ｄ４へ突出している。

図３に示すように、第２、第４接触部１６，１８の位置は直交方向ＤＲで距離ａだけずれている。

図６に示すように、金属板を打ち抜いたとき、第１接触部１５とこの接触部１５に隣接する第２梁部１４の第４接触部１８とがほぼ直交方向ＤＲに沿って並んでいる。同様に、金属板を打ち抜いたとき、第３接触部１７とこの接触部１７に隣接する第１梁部１３の第２接触部１６とがほぼ直交方向ＤＲに沿って並んでいる。したがって、梁部１３，１４の狭ピッチ化を図ることができ、コンタクトエレメント１の配列方向ＤＰの寸法を大きくせずに梁部１３，１４の数を多くすることができるので、より大きな電流を流すことができる。

コンタクトエレメント１を形成するには、まず、図６に示すように、金属板に打抜き加工を施す。

次に、第１接触部１５、第３接触部１７の先端部を円弧状に折り曲げる。

その後、第２接触部１６、誘い部２１、第４接触部１８、誘い部２４の先端部を円弧状に折り曲げる。

次に、第１梁部１３、第２梁部１４をそれぞれ中心軸Ｓ周りへ捩じる。

最後に、被保持部１９をほぼＬ字形に折り曲げる。

以上の工程によりコンタクトエレメント１が形成される。

なお、上述のプレス加工では、打抜きの次に第１接触部１５、第３接触部１７の先端部を折り曲げ、その後、第２接触部１６、第４接触部１８等の先端部を折り曲げ、その後、第１梁部１３、第２梁部１４を捩じり、最後に、被保持部１９を折り曲げるという順番であるが、コンタクトエレメント１のプレス加工の順番はこれに限定されない。例えば、打抜きの次に第２接触部１６、第４接触部１８等の先端部を折り曲げ、その後、第１接触部１５、第３接触部１７の先端部を折り曲げ、次に被保持部１９の折曲げ、最後に第１梁部１３、第２梁部１４の捩じりを行うという順番でもよい。

コネクタ９を組み立てるには、図１に示すように、２つのコンタクトエレメント１をコンタクト３の２つのアリ溝３２に挿入すればよい。コンタクトエレメント１がアリ溝３２に挿入されると、被保持部１９がアリ溝３２の両側部に嵌り、コンタクトエレメント１がコンタクト３に保持される。このとき、第１接触部１５、第３接触部１７はコンタクト３に接触する。

コネクタ９にコンタクト５を接続するには、図１に示すように、コンタクト５を嵌合方向ＤＣからコンタクト３の受容部３１に挿入すればよい。このとき、コンタクト３の先端部が第４接触部１８に突き当たったときに挿入力が大きくなり、その後、コンタクト３の先端部が第４接触部１８に乗り上げると挿入力が小さくなり、その後、コンタクト３の先端部が第２接触部１６に突き当たったときに再び挿入力が大きくなり、その後、コンタクト３の先端部が第２接触部１６に乗り上げると再び挿入力が小さくなる。第２接触部１６と第４接触部１８とが直交方向ＤＲでずれているので、挿入力のピークが分散され、挿入力の最大値が低減する。

コンタクト５が受容部３１に挿入されると、コンタクトエレメント１の第２接触部１６と第４接触部１８とはコンタクト５に接触する。

この実施形態によれば、コンタクト５の挿入を容易にすることができる。

また、金属板を打ち抜いたとき、第１接触部１５とこの接触部１５に隣接する第２梁部１４の第４接触部１８とがほぼ直交方向ＤＲに沿って並び、第２接触部１６とこの接触部１６に隣接する第２梁部１４の第３接触部１７とがほぼ直交方向ＤＲに沿って並ぶので、第１梁部１３，第２梁部１４の狭ピッチ化を図ることができ、コンタクトエレメント１の配列方向ＤＰの寸法を大きくせずに梁部１３，１４の数を多くすることができ、電流容量を大きくすることができる。

次に、この発明の第２実施形態のコネクタを図７、図８、図９に基づいて説明する。第１実施形態と共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、第１実施形態と相違する部分についてだけ説明する。

図７、図８、図９に示すように、第２実施形態は図２に示すコンタクトエレメント１をソケット型のコネクタ２０９に適用したものである。

図7に示すように、コネクタ２０９はソケット型の１つのコンタクト２０３と１つのコンタクトエレメント１とを備えている。

コンタクト２０３は筒状であり、コンタクト２０３の内部空間が受容部２３１である。受容部２３１はコンタクト２０５を受け容れる。コンタクト２０３の内周面には、コンタクトエレメント１を装着するための溝２３２が、周方向に沿って形成されている。溝２３２はアリ溝ではなく、溝２３２の断面形状は矩形である。

図８に示すように、コネクタ２０９の相手側コンタクトであるコンタクト２０５はピン型である。

コンタクトエレメント１をコンタクト２０３の溝２３２に装着するには、まず、帯状のコンタクトエレメント１を筒状に折り曲げる。このときのコンタクトエレメント１の外径は、コンタクト２０３の溝２３２の部分の内径よりも大きい。

次に、筒状のコンタクトエレメント１の外径をコンタクト２０３の受容部２３１の内径よりも小さくし、その状態のままコンタクトエレメント１を受容部２３１を通じて溝２３２に装着する。溝２３２に装着されたコンタクトエレメント１はその弾性力により、その外径が大きくなり、溝２３２の底面に密着する。コンタクトエレメント１の外径は受容部２３１の内径よりも大きいので、コンタクトエレメント１は溝２３２から脱落しない。

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

次に、この発明の第３実施形態のコネクタを図１０、図１１に基づいて説明する。第１実施形態と共通する部分については同一符号を付してその説明を省略する。以下、第１実施形態と相違する部分についてだけ説明する。

図１０、図１１に示すように、第３実施形態は図２に示すコンタクトエレメント１をピン型のコネクタ３０９に適用したものである、

コネクタ３０９はピン型のコンタクト３０３とコンタクトエレメント１とを備えている。

コンタクト３０３はピン状である。コンタクト３０３の外周面にはコンタクトエレメント１を装着するための溝３３２が形成されている。溝３３２はアリ溝ではなく、溝３３２の断面形状は矩形である。

コネクタ３０９の相手側コンタクトであるコンタクト３０５はソケット型である。コンタクト３０５はコンタクト３０３を受け容れる受容部３５１を有する。

コンタクトエレメント１をコンタクト３０３の溝３３２に装着するには、まず、帯状のコンタクトエレメント１を筒状に折り曲げる。このときのコンタクトエレメント１の内径は、コンタクト３０３の溝３３２の部分の外径よりも小さい。

次に、筒状のコンタクトエレメント１の内径を、コンタクト３０３の外径よりも大きくしてコンタクトエレメント１をコンタクト３０３の溝３３２に装着する。溝３３２内に配置されたコンタクトエレメント１はその弾性力により、その内径が小さくなり、溝３３２の底面に密着する。コンタクトエレメント１の内径がコンタクト３０３の外径よりも小さいので、コンタクトエレメント１は溝３３２から脱落しない。

第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

なお、上述の実施形態では、第１接触部１５、第２接触部１６、第３接触部１７、第４接触部１８の先端部を円弧状に曲げたが、必ずしもそうする必要はない。

また、上述の実施形態では、コンタクトエレメント１の連結部１１は２つであるが、３つ以上の連結部１１を採用し、それらの連結部１１間に複数の第１梁部１３，第２梁部１１４をかけ渡してもよい。

なお、上述の実施形態以外の実施形態のコネクタとしては、上面にアリ溝を形成した平板状のコンタクトと、このコンタクトのアリ溝に挿入される上述のコンタクトエレメント１とで構成されるコネクタがある。このコネクタの相手側コンタクトとして平板状の相手側コンタクトがある。この実施形態では、コネクタのコンタクトの上面に相手側コンタクトを重ね、ボルト、ナットによってコネクタのコンタクトと相手側コンタクトとを結合する。ボルト、ナットによって結合されたコネクタのコンタクトと相手側コンタクトとは、コンタクトエレメント１によって互いに導通する。

なお、上述の実施形態の他の実施形態として、コンタクト３の後端部が絶縁材料で形成された図示しないハウジングに保持されたものがある。

また、上述の実施形態では、第１、第４接触部１５，１８がほぼ直交方向ＤＲに沿って並び、第２、第３接触部１６，１７がほぼ直交方向ＤＲに沿って並ぶようにしたが、必ずしもそうする必要はない。更に、この実施形態では、上述のように第１、第２梁部１３，１４の両端を結ぶ仮想直線が直交方向ＤＲと平行であるが、その仮想直線が直交方向ＤＲに対して傾いていてもよい。

なお、第１梁部１３の中央部側に第２接触部１６が位置し、第１梁部１３の両端部側に第１接触部１５が位置し、第２梁部１４の中央部側に第４接触部１８が位置し、第２梁部１４の両端部側に第３接触部１７が位置したが、必ずしもそうする必要はない。

１：コンタクトエレメント、１１：連結部、１３：第１梁部、１４：第２梁部、１５：第１接触部、１６：第２接触部、１７：第３接触部、１８：第４接触部、１９:被保持部、２１，２４：誘い部、３，２０３，３０３:コンタクト、３１，２３１，３５１：受容部、３２：アリ溝、２３２，３３２：溝、５，２０５，３０５：コンタクト（相手側コンタクト）、９，２０９，３０９:コネクタ、ａ：距離、ＤＢ：板厚方向、ＤＣ:嵌合方向、ＤＰ：配列方向、ＤＲ：直交方向、Ｄ１:第１方向、Ｄ２：第２方向、Ｄ３：第３方向、Ｄ４：第４方向、Ｈ：高さ方向、Ｓ：中心軸、Ｗ：幅方向。

Claims (5)

1. 金属板にプレス加工を施すことにより形成され、コンタクトに装着されるコンタクトエレメントにおいて、
   一定の間隔を介して互いに平行に延びる複数の連結部と、
   前記連結部間にかけ渡され、所定のピッチで交互に配列される第１、第２梁部と、
   前記第１梁部に連なり、前記コンタクトに接触する第１接触部と、
   前記第１梁部に連なり、前記コンタクトが接続される相手側コンタクトに接触する第２接触部と、
   前記第２梁部に連なり、前記コンタクトに接触する第３接触部と、
   前記第２梁部に連なり、前記相手側コンタクトに接触する第４接触部と
   を備え、
   前記第１、第３接触部が前記第１、第２梁部の配列方向と平行な第１方向へ突出し、
   前記第２、第４接触部が前記第１方向と反対の第２方向へ突出し、
   前記第１、第２梁部が捩じられて、前記第１、第３接触部が前記連結部の板厚方向と平行な第３方向へ突出するとともに、前記第２、第４接触部が前記第３方向と反対の第４方向へ突出し、
   前記第１梁部に連なる前記第１接触部が２つ、前記第２接触部が１つであり、
   前記第２梁部に連なる前記第３接触部が２つ、前記第４接触部が１つであり、
   前記第２、第４接触部が、前記配列方向と前記連結部の板厚方向とに直交する直交方向でずれている
   ことを特徴とするコンタクトエレメント。
2. 前記金属板を打ち抜いたとき、前記第１、第４接触部が、ほぼ前記直交方向に沿って並び、
   前記金属板を打ち抜いたとき、前記第２、第３接触部が、ほぼ前記直交方向に沿って並ぶ
   ことを特徴とする請求項１記載のコンタクトエレメント。
3. 前記第１、第２梁部はいずれもそれらの中央部が前記第２方向へ突出するほぼ弓形状であり、
   前記第１梁部の中央部側に前記第２接触部が位置し、
   前記第１梁部の両端部側に前記第１接触部が位置し、
   前記第２梁部の中央部側に前記第４接触部が位置し、
   前記第２梁部の両端部側に前記第３接触部が位置している
   ことを特徴とする請求項２記載のコンタクトエレメント。
4. 前記第１〜第４接触部の先端部が円弧状に曲がっている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のコンタクトエレメント。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載のコンタクトエレメントと、これが装着される前記コンタクトとを備えていることを特徴とするコネクタ。

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