JP2013008467A - コンタクトおよびソケット - Google Patents

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Abstract

【課題】製造が容易で信頼性の高いコンタクトおよびソケットを提供する。
【解決手段】ソケットに取り付けられるコンタクト1は、一対のコンタクトピン11,12とばね部材13とを備えている。一対のコンタクトピン11,12は、直線部111,121とクリップ部112,122とをそれぞれ有する。直線部111,121は、第1端部111a,121aから第2端部111b,121bに向かって略直線状に延びている。一対のコンタクトピン11,12は、互いの第1端部111a,121aが互いの第2端部111b,121bを向いて互いの直線部111,121が重なる姿勢に組み合う。クリップ部112,122は、第2端部111b,121bから湾曲して折り返し第2端部111b,121bとの間で相手の第1端部121a,111aを挟む。ばね部材13は、一対のコンタクトピン11,12双方の直線部111,121を取り巻く。
【選択図】図2

Description

本発明は、コンタクトおよびソケットに関する。
ICや回路基板等の電子部品と接続するソケットには、電子部品の電気接点に弾性的に接触するコンタクトを備えたタイプのものがある。弾性的に接触するコンタクトとして、例えば、管状の本体に、上側コンタクトピンおよび下側コンタクトピンが移動可能に収容され、上側コンタクトピンおよび下側コンタクトピンの間にコイルばねが配置されたコンタクトが知られている。このコンタクトを製造するには、まず、上側コンタクトピン、下側コンタクトピン、およびコイルばねを本体に収容する。そしてこの後、上側コンタクトピンおよび下側コンタクトピンの脱落を防ぐために、管状の本体の両端を細く変形する。このような加工は、労力が大きく、製造コストが高い。
特許文献1には、上側コンタクトピン、下側コンタクトピン、および、ばねからなる、電子デバイス用のコンタクトが示されている。上側コンタクトピンおよび下側コンタクトピンは、薄板を加工することによって製造され、互いに同じ形状を有する。上側コンタクトピンおよび下側コンタクトピンのそれぞれは、二股状に延びるフックを有している。上側コンタクトピンおよび下側コンタクトピンは、互いに直交する向きに組み合わせられることで、それぞれの二股状のフックが相手のコンタクトピンを挟むように結合する。ばねは、上側コンタクトピンおよび下側コンタクトピンが結合する部分を取り巻くように配置され、上側コンタクトピンおよび下側コンタクトピンを互いに遠ざける向きに付勢する。コンタクトの両端から力が加わると、上側コンタクトピンおよび下側コンタクトピンがばねを弾性変形させながら互いにずれ動く。
特開2008−516398号公報(図6)
特許文献1の上側コンタクトピンおよび下側コンタクトピンにおける二股状のフックの形状は、薄板の打抜き加工によって形成されている。つまり、フックの、相手方のコンタクトピンを挟む面は、打抜き加工による破断面すなわち荒れ面である。したがって、相手方のコンタクトピンとの接触における信頼性が低い。
本発明は上記問題点を解決し、製造が容易で信頼性の高いコンタクトおよびソケットを提供することを目的とするものである。
上記目的を達成する本発明のコンタクトは、電子部品と接続されるソケットのハウジング内に取り付けられ、この電子部品の電気接点に接触するコンタクトであって、
一端部から他端部に向かって略直線状に延びた直線部を有し、互いの一端部が互いの他端部を向いて互いの直線部が重なる姿勢に組み合い、さらにこの他端部から湾曲して折り返しこの他端部との間で相手のこの一端部を挟むクリップ部を有する一対のコンタクトピンと、
上記一対のコンタクトピン双方の上記直線部を取り巻いてこの一対のコンタクトピン双方の上記クリップ部を互いに遠ざける向きに付勢するばね部材とを備えたことを特徴とする。
本発明のコンタクトは、コンタクトピンを打抜き加工および曲げ加工することにより、直線部の他端部およびクリップ部双方における、相手のコンタクトピンと接触する面が、荒れた破断面を避けて形成される。したがって、製造が容易で、しかも、一対のコンタクトピン同士の接触信頼性が向上する。
ここで、上記本発明のコンタクトにおいて、上記クリップ部は、上記他端部との間で相手の上記一端部を挟む位置に弧状に湾曲してこの他端部に向かって膨らんだ弧状部を有するものであることが好ましい。
相手の一端部が、クリップ部における膨らんだ弧状部で挟まれるため、挟まれた相手の一端部の移動が滑らかである。
また、上記本発明のコンタクトにおいて、上記一対のコンタクトピンのそれぞれは、打抜き加工と、互いの上記直線部が重なる側の面に対する裏面の両側縁の面取り加工とを経て形成されたものであることが好ましい。
一対のコンタクトピンは、組み合った場合に外側を向く、上記裏面の両側縁が面取りされることで、組み合った状態における径が小型化する。したがって、コンタクトが収容されるハウジングの穴を小径化することができ、高密度配置が可能になる。
また、上記本発明のコンタクトにおいて、上記一対のコンタクトピンは、互いの上記直線部が重なる面の側がプレス面となる方向に打抜き加工されたものであることが好ましい。
プレス面は、その両縁に、打抜き加工によるばり(かえり)が生じない。直線部が重なる面の側がプレス面となることで、したがって、一対のコンタクトピンの直線部同士の動きも滑らかになる。
また、上記本発明のコンタクトにおいて、上記一対のコンタクトピンは、上記直線部の上記他端部近傍に、この直線部の他の部分よりも幅広に形成され、上記ばね部材の各一方の端を抜け止めしてこのばね部材による付勢力を受ける幅広部を有することが好ましい。
コンタクトピンのそれぞれに形成された幅広部により、ばね部材の抜け止めが行われ、また、この幅広部によってハウジングからの抜け止めも可能となる。
また、上記目的を達成する本発明のソケットは、電子部品と接続されるソケットであって、
ハウジングと、
上記ハウジング内に取り付けられ、上記電子部品の電気接点に接触するコンタクトとを備え、
上記コンタクトが、
一端部から他端部に向かって略直線状に延びた直線部を有し、互いの一端部が互いの他端部を向いて互いの直線部が重なる姿勢に組み合い、さらにこの他端部から湾曲して折り返しこの他端部との間で相手のこの一端部を挟むクリップ部を有する一対のコンタクトピンと、
上記一対のコンタクトピン双方の上記直線部を取り巻いてこの一対のコンタクトピン双方の上記クリップ部を互いに遠ざける向きに付勢するばね部材とを備えたことを特徴とする。
なお、本発明にいうソケットについては、ここではその基本形態のみを示すのに留めるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明にいうソケットには、上記の基本形態のみではなく、前述したコンタクトの各形態に対応する各種の形態が含まれる。
以上説明したように、本発明によれば、製造が容易で信頼性の高いコンタクトおよびソケットが実現する。
本発明のソケットの一実施形態を示す断面図である。 図1に示すコンタクトを取り出して示した斜視図である。 図2に示すコンタクトの分解斜視図である。 図3に示した第1コンタクトピンを拡大して示した斜視図である。 第1コンタクトピンを別の角度から見た斜視図である。 第1コンタクトピンの側面図および断面図である。
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明のソケットの一実施形態を示す断面図である。
図1に示すソケットSは、例えば図示しない回路基板に実装され、電子部品Pと接続されることで、回路基板と電子部品Pとを電気的に結合する。電子部品Pは、例えば、BGA(Ball Grid Array)に代表される、電気接点Tが2次元配列されたICである。ただし、ソケットSの接続対象はICに限られず、例えば電気接点を有する回路基板も含まれる。
ソケットSは、電子部品Pの電気接点Tに接触するコンタクト1と、コンタクト1を保持するハウジング2とを備えている。コンタクト1は、本発明のコンタクトの一実施形態である。
ハウジング2は、絶縁性の樹脂材料で形成されている。ハウジング2は、電子部品Pを受け入れる受入面2aと、受入面2aの反対側の面である基板面2bとを有する。ソケットSは、図示しない回路基板に基板面2bを向けて実装される。ハウジング2には、受入面2aから基板面2bまで貫通する複数のコンタクト穴2hが設けられている。
コンタクト1は、ハウジング2のコンタクト穴2hの中に収容されている。ソケットSには、複数のコンタクト1が配置されている。図では配置されたコンタクト1の1列分が示されているが、コンタクト1は、受入面2aの平面視において縦横複数列に配列されている。
コンタクト1のそれぞれは、ハウジング2を貫通している。コンタクト1の一端は基板面2bに露出しており、他端はハウジング2の受入面2aに露出している。より詳細には、コンタクト1の長さは、図1に示す状態では、ハウジング2の受入面2aから基板面2bまでの厚みよりも長い。このため、コンタクト1はハウジング2の受入面2aから突出している。また、コンタクト1のうちの、基板面2bに露出した端には、図示しない回路基板に半田接続するための半田ボールBが付着している。ただし、ソケットSは、回路基板に半田接続するものに限られず、回路基板にハウジング2が押し付けられるように固定されることで、コンタクト1の、基板面2bに露出した端が回路基板に接触する形態も採り得る。
複数のコンタクト1のそれぞれは、互いに独立に伸縮自在な構造を有している。電子部品Pの接続の際、電子部品Pは、ハウジング2の受入面2aに向かって押される。このとき、ハウジング2の受入面2aから突出したコンタクト1の端が、電子部品Pの電気接点Tと接触し、電気接点Tによって、ハウジング2に向かって押し込まれる。コンタクト1のそれぞれは、電子部品Pの電気接点Tと弾性的に接触する。すななち、押し込まれた際の弾性エネルギーによる反力で電気接点Tを押す。したがって、コンタクト1のそれぞれは、電子部品Pの歪みや電気接点Tの寸法誤差を吸収し、電気接点Tのそれぞれに適切な接触力で接触することとなる。
[コンタクト]
図2は、図1に示すコンタクトを取り出して示した斜視図である。また、図3は、図2に示すコンタクトの分解斜視図である。
図2および図3に示すコンタクト1は、一対のコンタクトピン11,12、およびばね部材13を備えている。
第1コンタクトピン11は、直線部111と、直線部111に続いて設けられたクリップ部112とを有する。
直線部111は、第1端部111aから第2端部111bに向かって直線状に延びている。直線部111における第1端部111aと第2端部111bとの間、より詳細には、第2端部111b寄りには、他の部分よりも幅広の幅広部113が設けられている。
ここで、第1端部111aが本発明にいう一端部の一例に相当し、第2端部111bが本発明にいう他端部の一例に相当する。
クリップ部112は、ソケットS(図1参照)において、電子部品Pの電気接点Tと接触する部分である。クリップ部112は、直線部111の第2端部111bから湾曲して折り返している。クリップ部112の、第2端部111bから湾曲して延びた先には、弧状に湾曲して第2端部111bに向かって膨らんだ弧状部112eが設けられている。クリップ部112は、より詳細には図3に示すように、斜行部112a、第1延長部112b、折返し部112c、第2延長部112d、および弧状部112eを有する。
斜行部112aは、直線部111の第2端部111bから斜めに延びている。第1延長部112bは、斜行部112aに続き、直線部111と同じ方向に延びている。折返し部112cは、延長部112bに続き、略180°に折り返すように湾曲している。第2延長部112dは、折返し部112cに続き、第1延長部112bと並行して延びている。弧状部112eは、第2延長部112dに続き、弧状に湾曲して直線部111の第2端部111bに向かって膨らんでいる。
弧状部112eが第2端部111bに向かって膨らんだ部分と、第2端部111bとの間隔は、他の介在物や外力がない図3に示す状態で、コンタクトピン11の板厚よりも小さい。例えば、弧状部112eと第2端部111bとの間隔はゼロであってもよい。すなわち、弧状部112eは第2端部111bに接していてもよい。
クリップ部112は折り返す湾曲を有し、この湾曲の外側の曲面で電気接点T(図1参照)と接触する。より詳細には、クリップ部112の、折り返すように曲がった折返し部112c(図3参照)の外側における曲面で電気接点T(図1参照)と接触する。したがって、電気接点Tの傷つきが抑えられ、電気接点Tとの接触の信頼性も向上する。
本実施形態における一対のコンタクトピン11,12は互いに同一の形状を有している。すなわち、第2コンタクトピン12も、第1端部121aから第2端部121bに向かって直線状に延びた直線部121と、第2端部121bから湾曲して折り返したクリップ部122とを有する。また、第2コンタクトピン12にも、幅広部123および弧状部122eが設けられている。第2コンタクトピン12のクリップ部122における折返し部122cは、図示しない回路基板に接続される。
図2に示すように、第1コンタクトピン11および第2コンタクトピン12は、それぞれの第1端部111a,121aが、互いの第2端部121b,111bを向いて、互いの直線部111,121が重なる姿勢に組み合っている。それぞれの直線部111,121は略全長に亘って互いに接触している。
第1コンタクトピン11のクリップ部112は、第2端部111bとの間で、第2コンタクトピン12の第1端部121aを挟んでいる。この一方で、第2コンタクトピン12のクリップ部122は、第2端部121bとの間で、第1コンタクトピン11の第1端部111aを挟んでいる。より詳細には、第1コンタクトピン11のクリップ部112は、弧状部112eで、第2端部111bとの間に、第2コンタクトピン12の第1端部121aを挟んでいる。この一方で、第2コンタクトピン12のクリップ部122は、弧状部122eで、第2端部121bとの間に、第1コンタクトピン11の第1端部111aを挟んでいる。
第1コンタクトピン11のクリップ部112は、第2コンタクトピン12の直線部121(詳細には、直線部121の第1端部121a)が挿入されることで第2端部111bから離れる向きに弾性変形している。この弾性力で、クリップ部112は、第2コンタクトピン12の直線部121を、第2端部111bとの間に挟む。このことは、第2コンタクトピン12のクリップ部122においても同様である。
第1コンタクトピン11および第2コンタクトピン12は、導電性の金属板を打抜き加工および折曲げ加工することによって形成されている。
第1コンタクトピン11において、第2コンタクトピン12の直線部121を挟むクリップ部112は、打抜かれた金属板を、直線部121に対し折り返すように曲げることで形成されている。このため、第1コンタクトピン11の直線部111およびクリップ部112は、第2コンタクトピン12の直線部121を挟む部分が、破断面ではなく、材料となる金属板の板面で形成されている。このことは、第1コンタクトピン11の直線部111を挟む第2コンタクトピン12の直線部121およびクリップ部122も同様である。
ばね部材13は螺旋状のコイルばねである。ばね部材13は、一対のコンタクトピン11,12双方の直線部111,121を取り巻いている。一対のコンタクトピン11,12がそれぞれ有する幅広部113,123は、ばね部材13の内径よりも広い幅を有している。このため、ばね部材13の端は、幅広部113,123によって抜け止めされている。ばね部材13は圧縮ばねである。つまり、ばね部材13は、一対のコンタクトピン11,12双方の、クリップ部112,122を互いに遠ざける向きに付勢する。
また、幅広部113,123は、ハウジング2(図1参照)のコンタクト穴2hからのコンタクトピン11,12の抜け止め機能を兼ねている。図1に示すハウジング2のコンタクト穴2hは、受入面2aおよび基板面2bに開口する両端が、コンタクトピン11,12の幅広部113,123よりも狭く形成されている。このため、コンタクトピン11,12のハウジング2からの抜けが防止される。なお、図1に示すハウジング2は、下側部材21と上側部材22との2つの部材を有し、コンタクト穴2hは、下側部材21および上側部材22の双方に亘って延びている。組立ての際、コンタクト1は、ハウジング2の上側部材22が下側部材21から外れた状態でコンタクト穴2hに挿入される。その後、下側部材21に上側部材22が組み合わせられることで、コンタクト1がハウジング2に収容される。
図2に示すコンタクト1は、ハウジング2(図1参照)に保持された状態では、第2コンタクトピン12のクリップ部122が図示しない回路基板に接続され、第1コンタクトピン11のクリップ部112が電子部品P(図1参照)の電気接点Tに押し付けられる。このとき、コンタクト1の第1コンタクトピン11および第2コンタクトピン12は、コンタクト1の全長が縮む向き、すなわち、クリップ部112,122が互いにより近づく向きに移動(スライド)する。第1コンタクトピン11のクリップ部112は、弾性力によって第2端部111bとの間に第2コンタクトピン12の直線部121を挟んでおり、第2コンタクトピン12のクリップ部122は、弾性力によって第2端部121bとの間に第1コンタクトピン11の直線部111を挟んでいる。したがって、直線部111,121のそれぞれは、弾性力によって相手のコンタクトに接触し続けながら、滑らかにスライドする。このように、クリップ部112,122における、図示しない回路基板や電子部品Pの電気接点T(図1参照)に曲面で接触するための湾曲形状が、相手のコンタクトピン12,11の直線部121,111を保持する機能にも用いられる。
ここで、第1コンタクトピン11の直線部121およびクリップ部112は、破断面ではなく、打抜き加工の材料となる金属板の板面で、第2コンタクトピン12の直線部121と接触する。したがって、接触する部分が滑らかなため、接触の信頼性が高く、また互いに傷つくことが抑えられる。このことは、第1コンタクトピン11の直線部111を挟む第2コンタクトピン12の直線部121およびクリップ部122も同様である。
またさらに、直線部111,121のそれぞれには、クリップ部122,112の弧状部122e,112eに形成された曲面が接触している。このため、直線部111,121は滑らかにスライドし、傷つきも抑えられる。
第1コンタクトピン11の幅広部113および第2コンタクトピン12の幅広部123に支持されたばね部材13は、第1コンタクトピン11および第2コンタクトピン12が移動するのに伴い圧縮される。ばね部材13の圧縮変形(弾性変形)による弾性力によって、第1コンタクトピン11が電気接点T(図1参照)を押す。したがって、第1コンタクトピン11と電気接点Tとの良好な接触が維持される。
[コンタクトピンの面取り]
ここで、一対のコンタクトピン11,12の形成について説明する。
図4は、図3に示した第1コンタクトピンを拡大して示した斜視図である。また、図5は、第1コンタクトピンを別の角度から見た斜視図である。また、図6は、第1コンタクトピンの側面図および断面図である。
第1コンタクトピン11は、先に説明したように、導電性の金属板を打抜き加工および折曲げ加工することによって形成されている。
より詳細には、第1コンタクトピン11の形成においては、まず、金属板を打抜き加工する。次に、打抜かれた部材に対し、打抜き加工におけるプレス面の裏面、すなわち、いわゆるばり面の縁を面取りする。次に、クリップ部112となる部分について、面取りした縁の面が外側となるように曲げ加工によって湾曲させ、クリップ部112となる部分を形成する。またこれと同時または前後して、弧状部112eや他の部分の曲げ加工も行う。
これらの加工によって、第1コンタクトピン11は、直線部111の、第2コンタクトピン12(図3参照)の直線部121と重なる面がプレス面Fpとなり、この裏面であるばり面Fbの両側縁に面取りCがなされている。両側縁における面取りCは、クリップ部112にも続いている。すなわち、クリップ部112において、湾曲の外側となるばり面Fbの両側縁に面取りCがなされている。
第2コンタクトピン12(図2,図3参照)の形状も、図4〜5に示した第1コンタクトピン11と同じである。
直線部111の、第2コンタクトピン12(図3参照)の直線部121と重なるプレス面Fpの裏面であるばり面Fbの両側縁に面取りCがなされている。つまり、図2に示すように、2つの直線部111,121が重なった状態で外側に向く4つの縁がすべて面取りされている。この部分は、ばね部材13で取り囲まれる部分である。したがって、面取りされない場合に比べて、ばね部材13の径を小型化することができる。また、打抜き加工で生じるばりが、ばね部材13に引っかかる事態が回避される。
また、クリップ部112において、湾曲の外側となるばり面Fbの両側縁に面取りCがなされている。つまり、クリップ部112の、第1延長部112bおよび第2延長部112d(図3参照)が並行する部分において、外側を向く4つの縁が、すべて面取りCがなされたものとなる。したがって、クリップ部112の外径も抑えられる。
このように、ばね部材13の径を小型化し、また、クリップ部112における径も小型化することで、ハウジング2のコンタクト穴2h(図1参照)が小径化できる。したがって、ソケットS(図1参照)におけるコンタクト1の狭ピッチ化が可能となる。
また、第1コンタクトピン11は、直線部111の、第2コンタクトピン12(図3参照)の直線部121と重なる側がプレス面Fpとなっている。したがって、図2に示すように、直線部111,121同士が重なる面は、その両縁に、打抜き加工によるばりが生じない。むしろ、プレス面Fpには、切れ刃の食い込みによる圧下(いわゆる「だれ」)が生じており、縁が鈍った形状を有する。したがって、直線部111,121同士のスライドが滑らかである。しかも、プレス面Fpの反対側に生じるばりは、上述した面取り工程で取り去られている。
なお、上述した実施形態には、本発明にいう一対のコンタクトピンの例として、互いに同一の形状を有する第1コンタクトピン11および第2コンタクトピン12が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、一対のコンタクトピンには、互いに形状の異なる部分があってもよい。
また、上述した実施形態におけるソケットSは、1列に8個のコンタクトを備えている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、ソケットは、例えば1列に7個以下又は9個以上の複数のコンタクトを有するものであってもよい。
S ソケット
1 コンタクト
11,12 コンタクトピン
111a,121a 第1端部
111b,121b 第2端部
111,121 直線部
112,122 クリップ部
112e,122e 弧状部
113,123 幅広部
13 ばね部材
2 ハウジング

Claims (6)

  1. 電子部品と接続されるソケットのハウジング内に取り付けられ、該電子部品の電気接点に接触するコンタクトであって、
    一端部から他端部に向かって略直線状に延びた直線部を有し、互いの一端部が互いの他端部を向いて互いの直線部が重なる姿勢に組み合い、さらに該他端部から湾曲して折り返し該他端部との間で相手の該一端部を挟むクリップ部を有する一対のコンタクトピンと、
    前記一対のコンタクトピン双方の前記直線部を取り巻いて該一対のコンタクトピン双方の前記クリップ部を互いに遠ざける向きに付勢するばね部材とを備えたことを特徴とするコンタクト。
  2. 前記クリップ部は、前記他端部との間で相手の前記一端部を挟む位置に弧状に湾曲して該他端部に向かって膨らんだ弧状部を有するものであることを特徴とする請求項1記載のコンタクト。
  3. 前記一対のコンタクトピンのそれぞれは、打抜き加工と、互いの前記直線部が重なる側の面に対する裏面の両側縁の面取り加工とを経て形成されたものであることを特徴とする請求項1または2記載のコンタクト。
  4. 前記一対のコンタクトピンは、互いの前記直線部が重なる面の側がプレス面となる方向に打抜き加工されたものであることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項記載のコンタクト。
  5. 前記一対のコンタクトピンは、前記直線部の前記他端部近傍に、該直線部の他の部分よりも幅広に形成され、前記ばね部材の各一方の端を抜け止めして該ばね部材による付勢力を受ける幅広部を有することを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項記載のコンタクト。
  6. 電子部品と接続されるソケットであって、
    ハウジングと、
    前記ハウジング内に取り付けられ、前記電子部品の電気接点に接触するコンタクトとを備え、
    前記コンタクトが、
    一端部から他端部に向かって略直線状に延びた直線部を有し、互いの一端部が互いの他端部を向いて互いの直線部が重なる姿勢に組み合い、さらに該他端部から湾曲して折り返し該他端部との間で相手の該一端部を挟むクリップ部を有する一対のコンタクトピンと、
    前記一対のコンタクトピン双方の前記直線部を取り巻いて該一対のコンタクトピン双方の前記クリップ部を互いに遠ざける向きに付勢するばね部材とを備えたことを特徴とするソケット。
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