JP2013065466A - 接触端子 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性および導通性等の要求特性を維持しながら小型化を実現することができる接触端子を提供すること。
【解決手段】２つの接触対象物の間に介在して２つの接触対象物間の電気的な導通を図る接触端子２であって、複数の傾斜面からなる凸部と、凸部と異なる端部に設けられ、一方の接触対象物の電極と接触する第１接触部と、を有する第１導通部材と、湾曲形状をなして他方の接触対象物の電極と接触する第２接触部と、各々が第２接触部から湾曲形状に沿ってそれぞれ帯状をなして延び、弾性変形可能な複数の弾性部と、弾性部の先端に設けられ、複数の傾斜面のいずれかと摺動可能に接触する摺接部とを有する第２導通部材と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの接触対象物の間に介在し、２つの接触対象物間の電気的な導通を図る接触端子に関するものである。

従来より、産業用、自動車用などの電力制御からモータ制御まで、幅広い分野に使用される省エネルギー化のキーデバイスとして、パワーモジュールが挙げられる。このパワーモジュールは、複数の半導体チップが積載された基板と、その基板の各半導体にそれぞれ接触されて電力の入出力を行う複数の接触端子と、を備える。

接触端子においては、外部の回路基板とパワーモジュールの基板との間の確実な電気的導通が求められる。この要望に対し、弾性変形可能な接触ばねを用いて、接触対象の各基板とそれぞれ接触するとともに、基板間に弾性力を作用させることによって電気的に導通することが可能な接触端子が開示されている（例えば、特許文献１〜４を参照）。接触ばねを用いることによって、導体間距離のばらつき、温度変化、基板の反り等による導体間距離変動を吸収し、２つの接触対象物間の接触状態を維持することができる。

また、棒状または板状をなす導通部材を把持するための湾曲形状をなす接触端子が開示されている（例えば、特許文献５，６を参照）。さらに、屈曲した２つの梁が、端部同士で接触し、接触対象の基板から加わる荷重に応じて、この接触部分が互いに摺動することによって伸縮可能な接触端子が開示されている（例えば、特許文献７を参照）。

特開２００５−３２２９０２号公報 特開２００８−１９８５９７号公報 特開２００６−８６１０９号公報 特開２００８−２１６３９号公報 実用新案登録第３１１８８７２号公報 特開平７−１３５０３２号公報 特表２０１０−５３９６７１号公報

ところで、近年、パワーモジュールを用いる電機部品は小型化および高効率化が望まれ、小型でありながら、大電流を流せて抵抗発熱の少ない接触端子が求められている。特に、自動車等に搭載するコネクタの場合には、大きな電流が流れ、振動が生じた場合であっても安定して電気的導通を実現する必要がある。

しかしながら、特許文献１〜４が開示する従来の接触端子では、小型化への対応のために接触端子の基板と接触する方向の距離を短くしたり、接触端子間の距離（ピッチ）を小さく（狭く）したりすると、弾性変形させるための領域が小さくなって接触端子が弾性変形するためのスペースを十分に確保することができず、端子の導体間距離変動に十分に追従できなくなるおそれがあった。また、弾性変形を確保するために接触端子の厚みを薄くすると、電流が導通する導通断面積が小さくなり、抵抗が大きくなる。これにより、抵抗発熱による発熱量が大きくなって接触端子周囲の温度が上昇し、場合によっては、基板等が熱変形するおそれがあった。

また、特許文献５，６が開示する接触端子は、湾曲形状が、棒状または板状をなす導通部材を把持するためのものであり、接触端子全体を伸縮させるためには、上述した特許文献１〜４に示すような弾性変形させる形状を形成する必要がある。

また、特許文献７が開示する接触端子は、弾性変形させるための領域を確保しつつ、接触端子の基板と接触する方向の距離を短くすることが可能であるものの、接触端子を伸縮させる距離に応じて摺動距離を確保しなければならず、装置の小型化には適していないうえ、電流の導通経路が２つの梁を通過する経路であるために抵抗値が高く、抵抗発熱による発熱量が大きくなって接触端子周囲の温度が上昇するおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、弾性および導通性等の要求特性を維持しながら小型化を実現することができる接触端子を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる接触端子は、２つの接触対象物の間に介在して該２つの接触対象物間の電気的な導通を図る接触端子であって、複数の傾斜面からなる凸部と、該凸部と異なる端部に設けられ、一方の前記接触対象物の電極と接触する第１接触部と、を有する第１導通部材と、湾曲形状をなして他方の前記接触対象物の電極と接触する第２接触部と、各々が前記第２接触部から前記湾曲形状に沿ってそれぞれ帯状をなして延び、弾性変形可能な複数の弾性部と、前記弾性部の先端に設けられ、前記複数の傾斜面のいずれかと摺動可能に接触する摺接部と、を有する第２導通部材と、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる接触端子は、上記の発明において、複数の前記弾性部は、前記第２接触部から湾曲形状に沿って延びる形状が、互いに同じ形状をなすことを特徴とする。

また、本発明にかかる接触端子は、上記の発明において、前記傾斜面と、該傾斜面と異なる傾斜面とがなす角度は、３０°以上であることを特徴とする。

また、本発明にかかる接触端子は、上記の発明において、前記第１導通部材は、前記傾斜面と前記第１接触部との間に設けられ、該傾斜面側から突出して前記第２導通部材の移動量を規制する規制部を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる接触端子は、上記の発明において、前記一方の接触対象物は、表面に電極が形成された穴部を有し、前記第１接触部は前記穴部と同等の幅をなして板状に延び、板面に垂直な方向に貫通する孔部を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる接触端子は、上記の発明において、前記第１導通部材および第２導通部材が接触した状態で、該第１および第２導通部材に囲まれる領域に配置され、該第１および第２導通部材側に付勢する弾性部材を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、導電性の部材を用いて形成される接触端子が、第１導通部材を第２導通部材の内部空間に収容することによって第１接触部および第２接触部を通過する軸線方向に伸縮するようにしたので、弾性および導通性等の要求特性を維持しながら小型化を実現することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる接触端子を備えた接触端子ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかる接触端子の構成を模式的に示す斜視図である。 図３は、本発明の実施の形態１にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。 図４は、本発明の実施の形態１にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。 図５は、本発明の実施の形態１にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。 図６は、本発明の実施の形態１にかかる接触端子の要部の構成を模式的に示す部分断面図である。 図７は、本発明の実施の形態１の変形例１にかかる接触端子の構成を模式的に示す側面図である。 図８は、本発明の実施の形態１の変形例２にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。 図９は、本発明の実施の形態１の変形例２にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。 図１０は、本発明の実施の形態１の変形例３にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。 図１１は、本発明の実施の形態１の変形例４にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。 図１２は、本発明の実施の形態１の変形例５にかかる接触端子の構成を模式的に示す部分断面図である。 図１３は、本発明の実施の形態２にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。 図１４は、本発明の実施の形態２にかかる接触端子の要部の構成を模式的に示す上面図である。 図１５は、本発明の実施の形態２にかかる接触端子の要部の構成を模式的に示す下面図である。 図１６は、本発明の実施の形態２にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。 図１７は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる接触端子の要部の構成を模式的に示す上面図である。 図１８は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる接触端子の要部の構成を模式的に示す側面図である。 図１９は、本発明の実施の形態２の変形例にかかる接触端子の要部の構成を模式的に示す下面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１にかかる接触端子を備えた接触端子ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。図１に示す接触端子ユニット１は、２つの接触対象物の間に介在し、２つの接触対象物間の電気的な導通を図るものである。図１に示す接触端子ユニット１は、複数の半導体チップが積載された基板１００上に載置され、両端部で基板１００の各半導体チップの電極１０１および基板２００の電極２０１とそれぞれ接触する複数の接触端子２と、各接触端子２をそれぞれ保持する接触端子ホルダ３と、を備える。なお、基板１００上に接触端子ユニット１を載置した構成がパワーモジュールである。

基板１００は、絶縁性の樹脂、またはシリコン、セラミックスなどの絶縁性材料を用いて形成され、所定の機能を有する複数の半導体チップおよびこの半導体チップに接触される電極１０１を有する。電極１０１は、銅等を用いてパターニングすることによって、基板１００に積載された半導体チップなどに対して電気信号を伝達させるための回路パターンを形成する。

半導体チップは、例えば、ダイオード、トランジスタ、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の半導体素子によって実現される。なお、半導体チップは、使用の目的に合わせて基板１００上に複数個設けられる。

図２は、本実施の形態１にかかる接触端子２の構成を模式的に示す斜視図である。図３，４は、本実施の形態１にかかる接触端子２およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダ３の構成を模式的に示す部分断面図である。なお、図３，４は、互いに直交する方向からみた部分断面図である。

図２〜４に示す接触端子２は、長手方向の両端で電極１０１および基板２００の電極２０１とそれぞれ接触することによって電極１０１と電極２０１との間を電気的に導通させる。接触端子２は、導電性部材を用いて形成され、電極１０１と接触する第１導通部材２１と、第１導通部材２１と接触して連結し、電極２０１と接触する第２導通部材２２と、を有する。接触端子２は、例えば純銅または、ばね性のある銅系材料等を用いて形成される。

第１導通部材２１は、断面が略滴状をなし、複数の傾斜面２１１からなる凸部２１ａと、凸部２１ａと異なる端部に設けられ、電極１０１と接触する第１接触部２１ｂと、を有する。第１導通部材２１は、傾斜面２１１と直交する側面の両面にそれぞれ設けられ、この側面に垂直な方向に突出する突出部２１ｃを有する。

第２導通部材２２は、湾曲形状をなして電極２０１と接触する第２接触部２２ａと、各々が第２接触部２２ａから湾曲形状に沿ってそれぞれ帯状をなして延び、弾性変形可能な複数の弾性部２２ｂと、弾性部２２ｂの先端に設けられ、複数の傾斜面２１１のいずれかと摺動可能に接触する摺接部２２ｃと、を有する。摺接部２２ｃは、弾性部２２ｂが向かい合う方向と反対方向に湾曲した形状をなしている。また、第２導通部材２２は、幅方向からみた側面が略Ω状をなし、弾性部２２ｂによって、このΩの横方向（弾性部２２ｂが向かい合う方向）に伸縮可能である。

接触端子２は、摺接部２２ｃが、第１導通部材２１の伸縮方向と直交する方向で傾斜面２１１と接触して連結している。このとき、第１接触部２１ｂおよび／または第２接触部２２ａから荷重が加わった場合に、摺接部２２ｃが傾斜面２１１に対して摺動することで、各摺接部２２ｃ間の距離（ギャップ）が、傾斜面２１１に沿って拡大して第１導通部材２１をΩ状の内部空間に収容する。これにより、接触端子２は、第１接触部２１ｂおよび第２接触部２２ａを通過する軸線方向に伸縮可能となる。具体的には、第２導通部材２２における第１接触部２１ｂおよび第２接触部２２ａを通過する軸線方向の弾性変形と、この軸線方向に直交する方向（ピッチ方向）の弾性変形と、を第１導通部材２１の傾斜面２１１によって接触端子２の軸線方向の弾性変形、すなわち撓みに変換することが可能となる。

接触端子ホルダ３は、樹脂、マシナブルセラミックなどの絶縁性材料を用いて形成される略板状をなし、接触端子２を所定パターンで保持するためのホルダ孔３１を有する。ホルダ孔３１は、段付き形状をなす断面を有する空間であって、配設する接触端子２に対応して設けられ、接触端子２の端部が接触端子ホルダ３の上面から突出するように接触端子２を内部で保持する。

すなわち、ホルダ孔３１は、内部空間が板厚方向に貫通し、貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状をなしている。ホルダ孔３１は、接触端子ホルダ３の下端面に開口を有する第１大径部３１ａと、この第１大径部３１ａよりも径が小さい小径部３１ｂと、第１大径部３１ａの径と略同等の径であって、接触端子ホルダ３の上端面に開口を有する第２大径部３１ｃと、からなる（図３，４参照）。第１大径部３１ａ、小径部３１ｂおよび第２大径部３１ｃは、互いの軸線が一致するように形成されている。なお、第１大径部３１ａおよび第２大径部３１ｃは、それぞれ収容する電極の大きさに応じて形成される。

また、小径部３１ｂは、第２大径部３１ｃ側に設けられ、直交する一方の方向に沿った径が縮径している縮径部３１ｄと、第１大径部３１ａ側に設けられ、直交する他方の方向に沿った径が拡径している拡径部３１ｅと、を有する。縮径部３１ｄの径は、第２導通部材２２のΩ状側面側（湾曲形状）の最大径より小さい。また、拡径部３１ｅの径は、２つの突出部２１ｃの各突出端部間の距離と略同等である。

本実施の形態１にかかる接触端子ユニット１は、第２導通部材２２が縮径部３１ｄに当接することで抜止されるとともに、第１導通部材２１の突出部２１ｃが、接触端子ホルダ３の拡径部３１ｅによって係止される。このとき、接触端子ユニット１が基板１００上に載置されることで、拡径部３１ｅの内部壁面と基板１００の上面とによって突出部２１ｃが挟み込まれて固定される。

図５は、本実施の形態１にかかる接触端子２および接触端子ホルダ３の構成を模式的に示す部分断面図であって、第２接触部２２ａまたは第１接触部２１ｂに荷重が加わった状態を示す部分断面図である。図５に示すように、第１接触部２１ｂが基板１００の電極１０１と接触して荷重が加わると、第２導通部材２２の弾性部２２ｂが弾性変形することで、各摺接部２２ｃ間の径が、傾斜面２１１間の径に沿って拡径する。このとき、摺接部２２ｃが傾斜面２１１と摺接しながら第１導通部材２１を第２導通部材２２のΩ状の内部空間に収容する。接触端子２は、第２接触部２２ａおよび第１接触部２１ｂを通過する軸線方向に縮小している。ここで、破線Ｐ_０は、基板２００から荷重が加わっていない状態での接触端子２の位置を示している（図３参照）。なお、第２導通部材２２において、このときに流れる電流は、第２接触部２２ａから各摺接部２２ｃをそれぞれ結ぶ経路の両方の経路に流れるため、大きな導通断面積を確保することができ、多くの電流を流すことが可能となる。

また、接触端子２は、基板２００から荷重を受け、第１接触部２１ｂおよび第２接触部２２ａを通過する軸線方向に縮小している際、弾性部２２ｂが元の形状に戻ろうとする力を加えるため、軸線方向に縮小する一方で、第１接触部２１ｂと第２接触部２２ａとが離れる方向に荷重が加わる。すなわち、接触端子２は、軸線方向に縮小する一方で、第１接触部２１ｂおよび第２接触部２２ａがそれぞれ基板２００，１００側に荷重を加えた状態（基板に対して付勢した状態）となっている。この付勢状態により、振動が生じて、基板１００，２００間の距離が変化した場合であっても接触端子２は、その変化に追従して基板間の導通状態を維持する。

このとき、２つの傾斜面２１１がなす角度θは、ｔａｎ（θ／２）≧μとなる関係を満たす（図６参照）。ここで、μは、傾斜面２１１および摺接部２２ｃの接触部分における摩擦係数である。例えば、接触端子２として銅系材料を用いて形成され、その摩擦係数μがμ＝０．２である場合、角度θは、ｔａｎ（θ／２）≧０．２から、θ≧２２．８°（θ／２≧１１．４°）を満たす数値となる。

なお、θ≦２２．８の場合、弾性部２２ｂが元の形状に戻ろうとする際に摺接部２２ｃが傾斜面２１１に対して加える荷重が、摺接部２２ｃと傾斜面２１１との間の摩擦力より小さくなる。これにより、接触端子２が、摺接部２２ｃと傾斜面２１１との間で固定された状態となり、基板（電極）側に対して付勢した状態を維持できなくなる。その結果、振動等による基板の動きに追従できなくなるおそれがあるため、θは、３０°以上（１８０°未満）であることが好ましい。

本実施の形態１によれば、導電性の部材を用いて形成される接触端子２が、第１導通部材２１を第２導通部材２２の内部空間に収容することによって第１接触部２１ｂおよび第２接触部２２ａを通過する軸線方向に伸縮するようにしたので、弾性および導通性等の要求特性を維持しながら小型化を実現することができる。

接触端子２の第２導通部材２２は、帯状の部材を用いて形成されているため、板面に直交する方向の断面積を大きく取ることができる。また、Ω状に湾曲されており、導通経路が２方向となるため、通電用の断面積を一段と大きく取ることが可能となる。これにより、導体抵抗が小さくなり、大電流を流せるとともに、抵抗発熱を小さくすることができる。また、接触端子２の第１導通部材２１は、滴状をなしているため、上述した第２導通部材２２と同様に、通電用の断面積を大きく取ることができ、導体抵抗が小さくなり、大電流を流せるとともに、抵抗発熱を小さくすることができる。

また、接触端子２の第２導通部材２２は、Ω状の頭頂部で基板の電極と接触し、一方の端部側を結ぶ経路を通電用の経路とするため、従来のような帯状の部材の長手方向の一方の端部から他方の端部までを結ぶ通電用経路と比して、通電用の経路を短くすることが可能となる。これにより、導体抵抗が小さくなり、大電流を流せるとともに、抵抗発熱を小さくすることができる。

また、接触端子２の第１および第２導通部材は、傾斜面２１１および摺接部２２ｃで摺接することで接触し、連結している。このとき、摺接部２２ｃは、傾斜面２１１に対してくさび状に入り込んだ状態で接触している。このくさび状に連結した状態によって、平面同士を突き当てて接触した接触状態と比して、接触抵抗を小さくすることができる。

なお、第２導通部材２２の各弾性部２２ｂは、第１導通部材２１および第２導通部材２２の接触導通が確保できれば、第２接触部２２ａから湾曲形状に沿って延びる形状が互いに同じ形状であってもよいし、異なる形状（例えば、板厚が異なる、第２接触部２２ａから延びる長さが異なる）であってもよい。なお、湾曲形状に沿って延びる形状が互いに同じ形状は、第１導通部材２１と第２導通部材２２とが連結した状態において、第１接触部２１ｂおよび第２接触部２２ａを通過する軸線に対して対称な形状である。また、同じ形状とは、設計上同一の形状をなすものであり、製造上の誤差を含む。

ここで、第２導通部材２２の各弾性部２２ｂは、各弾性部２２ｂに流れる電流を安定させるために、同一の断面積であることが好ましい。

また、第２導通部材２２の各弾性部２２ｂが、第２接触部２２ａから湾曲形状に沿って延びる形状が同じ形状である場合、各弾性部２２ｂの抵抗が等しく、各弾性部２２ｂに流れる電流も等しくなるため、より多くの電流を流すことが可能となる。また、各弾性部２２ｂが同じ形状であれば、第２導通部材２２の伸縮動作が円滑になり、接触端子２の一層安定した伸縮動作を得ることが可能となる。

図７は、本実施の形態１の変形例１にかかる接触端子の構成を模式的に示す側面図である。図７に示す接触端子２ａのように、第１導通部材２３が、上述した傾斜面２１１（凸部２１ａ）、第１接触部２１ｂおよび突出部２１ｃに加えて、規制部２１ｄを有するものであってもよい。規制部２１ｄは、傾斜面２１１と第１接触部２１ｂとの間に形成され、突出部２１ｃと直交する方向に突出した形状をなす。規制部２１ｄによって、第２導通部材２２の第１導通部材２１に対する相対的な移動量を規制することができる。なお、規制部２１ｄの形成位置は、第２導通部材２２の第１導通部材２１に対する相対的な移動量により、任意に設定することができる。

図８，９は、本実施の形態１の変形例２にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。なお、図８，９は、互いに直交する方向からみた部分断面図である。変形例２にかかる基板１１０のように、表面に電極１１１ａが形成された穴部１１１と接触させる場合、図８，９に示す接触端子２ｂが、第１導通部材２１に代えて、上述した傾斜面２１１（凸部２１ａ）および突出部２１ｃに加えて、穴部１１１に圧入し、電極１１１ａと接触する第１接触部２１ｅを有する第１導通部材２４を備えてもよい。

第１接触部２１ｅは、第１導通部材２４の長手方向の端部であって、傾斜面２１１（凸部２１ａ）と異なる側の端部に設けられ、傾斜面２１１が形成される側面と同等の幅で長手方向に延びる板状をなす。また、第１接触部２１ｅには、板面に垂直な方向に貫通する孔部２１ｆが形成されている。第１接触部２１ｅは、外部から加わる荷重に応じて孔部２１ｆの形状が変化することによって、穴部１１１に圧入された状態を維持し、基板１１０と第１導通部材２４とを連結する（この構成は、俗にプレスフィットと呼ばれる）。このプレスフィット構造によって、基板と第１導通部材との間の固定を一段と強固なものとすることができる。なお、この場合、接触端子ホルダは、第１大径部３１ａを有さない。

図１０は、本実施の形態１の変形例３にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。図１１は、本実施の形態１の変形例４にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。上述した接触端子において、両端で接触する基板に対して付勢した状態を一段と確実にするため、上述した第２導通部材２２の内部に弾性部材を配設してもよい。

図１０に示す接触端子２ｃは、上述した第１導通部材２１および第２導通部材２２に加え、第２導通部材２２のΩ状の内部（第１導通部材２１および第２導通部材２２に囲まれた領域）に配設された弾性部材４０を備える。弾性部材４０は、ばね鋼、ステンレス鋼、銅系材料、樹脂材料等からなる帯状部材を用いて形成され、長手方向の中央部で板面に沿って湾曲されるとともに、長手方向の端部が、湾曲された内部側に収容されるように湾曲された形状をなす。

弾性部材４０は、帯状の中央部で湾曲された湾曲部分が、第１導通部材２１の第１接触部２１ｂと反対側の端部と接触している。ここで、基板２００からの荷重に応じて第２導通部材２２が第１導通部材２１側に移動した際、弾性部材４０は、第１導通部材２１と第２導通部材２２とによって挟み込まれて縮小する。このとき、弾性部材４０の元に戻ろうとする力によって、弾性部材４０は、第１導通部材２１と第２導通部材２２とが離れる方向に荷重を加える。

図１１に示す接触端子２ｄは、上述した第１導通部材２１および第２導通部材２２に加え、第２導通部材２２のΩ状の内部（第１導通部材２１および第２導通部材２２に囲まれた領域）に配設された弾性部材４１を備える。弾性部材４１は、ばね鋼、ステンレス鋼、銅系材料、樹脂材料等からなる帯状部材を用いて形成され、凹凸が逆の湾曲部分を繰り返してジグザグ状に延びている。

弾性部材４１は、ジグザグ状が延びる方向の端部側の一方の面で、第１導通部材２１の第１接触部２１ｂと反対側の端部と接触するとともに、他方の端部側の面で第２導通部材２２の内周面と接触する。ここで、基板２００からの荷重に応じて第２導通部材２２が第１導通部材２１側に移動した際、弾性部材４１は、第１導通部材２１と第２導通部材２２とによって挟み込まれて縮小する。このとき、弾性部材４１の元に戻ろうとする力によって、弾性部材４１は、第１導通部材２１と第２導通部材２２とが離れる方向に荷重を加える。

上述した変形例３，４によれば、配設スペースを増大することなく、上述した実施の形態１と比して、基板の振動等による移動に対して一段と確実に追従させることが可能となる。なお、弾性部材に用いる材料は、第１および第２導通部材の導通に影響を及ぼさない材料、例えば、第１および第２導通部材より高抵抗の材料であれば適用可能である。

図１２は、本実施の形態１の変形例５にかかる接触端子の構成を模式的に示す部分断面図である。変形例５では、接触端子２ｅが、上述した第１導通部材２１と、上述した第２導通部材２２に代えて、摺接部２２ｃと湾曲形状が異なる第２導通部材２５と、を備える。

第２導通部材２５は、湾曲形状をなして電極２０１と接触する第２接触部２５ａと、各々が第２接触部２５ａから湾曲形状に沿って互いに同じ帯状をなして延び、弾性変形可能な複数の弾性部２５ｂと、弾性部２５ｂの先端に設けられ、複数の傾斜面２１１のいずれかと摺動可能に接触する摺接部２５ｃと、を有する。摺接部２５ｃは、弾性部２５ｂが向かい合う方向に湾曲した形状をなしている。第２導通部材２５は、外部からの荷重に応じて弾性部２５ｂが向かい合う方向に伸縮可能である。

上述した変形例５にかかる接触端子においても、実施の形態１と同様に、第２導通部材２５の各弾性部２５ｂは、第１導通部材２１および第２導通部材２５の接触導通が確保できれば、第２接触部２５ａから湾曲形状に沿って延びる形状が同じ形状であってもよいし、異なる形状（例えば、板厚が異なる、第２接触部２５ａから延びる長さが異なる）であってもよい。ここで、各弾性部２５ｂは、各弾性部２５ｂに流れる電流を安定させるために、同一の断面積であることが好ましい。

変形例５にかかる第１導通部材２５は、上述した変形例１〜４に対しても適用可能である。

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について、図１３を参照して説明する。図１３は、本発明の実施の形態２にかかる接触端子およびこの接触端子を保持する接触端子ホルダの構成を模式的に示す部分断面図である。図１３に示す接触端子２ｆおよび接触端子ホルダは、２つの接触対象物の間に介在し、２つの接触対象物間の電気的な導通を図るものである。なお、図１等で上述したコネクタと同じ構成要素には同じ符号を付してある。

接触端子２ｆは、長手方向の両端で電極１０１および基板２００の電極２０１とそれぞれ接触することによって電極１０１と電極２０１との間を電気的に導通させる。接触端子２ｆは、導電性部材を用いて形成され、電極１０１と接触する第１導通部材２６と、第１導通部材２６と接触して連結し、電極２０１と接触する第２導通部材２７と、を有する。接触端子２ｆは、例えば純銅または、ばね性のある銅系材料等を用いて形成される。

図１４は、本実施の形態２にかかる接触端子の第１導通部材２６の構成を示す上面図である。図１４は、図１３に示す第１導通部材２６を紙面の上方向からみた図である。第１導通部材２６は略錘状をなし、複数（本実施の形態２では４つ）の傾斜面２６１からなる略錘状の凸部２６ａと、凸部２６ａと異なる端部に設けられ、電極１０１と接触する略半球状の第１接触部２６ｂと、を有する。なお、対向する傾斜面２６１のなす角度は、上述したθを満たすことが好ましい。

図１５は、本実施の形態２にかかる接触端子の第２導通部材２７の構成を示す下面図である。図１５は、図１３に示す第２導通部材２７を紙面の下方向からみた図である。図１３，１５に示す第２導通部材２７は、湾曲形状をなして電極２０１と接触する第２接触部２７ａと、各々が第２接触部２７ａから湾曲形状に沿って互いに同じ帯状をなして延び、弾性変形可能な複数（本実施の形態２では４つ）の弾性部２７ｂと、弾性部２７ｂの先端に設けられ、複数の傾斜面２６１のいずれかと摺動可能に接触する摺接部２７ｃと、を有する。摺接部２７ｃは、弾性部２７ｂが向かい合う方向に湾曲した形状をなしている。また、第２導通部材２７は、外部からの荷重に応じて弾性部２７ｂが向かい合う方向に伸縮可能である。

接触端子２ｆは、摺接部２７ｃが、第２導通部材２７の伸縮方向と直交する方向で傾斜面２６１と接触して連結している。このとき、第１接触部２６ｂおよび／または第２接触部２７ａから荷重が加わった場合に、摺接部２７ｃが傾斜面２６１に対応して摺動することで、各摺接部２７ｃ間の径が、傾斜面２６１間の径に沿って拡径して第１導通部材２６をΩ状の内部空間に収容する。これにより、接触端子２ｆは、第１接触部２６ｂおよび第２接触部２７ａを通過する軸線方向に伸縮可能となる。

接触端子ホルダは、樹脂、マシナブルセラミックなどの絶縁性材料を用いて形成される略板状をなし、接触端子２ｆを所定パターンで保持するためのホルダ孔３２を有する。ホルダ孔３２は、段付き形状をなす断面を有する空間であって、配設する接触端子２ｆに対応して設けられ、接触端子２ｆの端部が接触端子ホルダの上面から突出するように接触端子２ｆを内部で保持する。

すなわち、ホルダ孔３２は、内部空間が板厚方向に貫通し、貫通方向に沿って径が異なる段付き孔形状をなしている。ホルダ孔３２は、接触端子ホルダ３の下端面に開口を有する第１大径部３１ｆと、この第１大径部３１ｆよりも径が小さい小径部３１ｇと、第１大径部３１ｆの径と略同等の径であって、接触端子ホルダ３の上端面に開口を有する第２大径部３１ｈと、からなる（図１３参照）。第１大径部３１ｆ、小径部３１ｇおよび第２大径部３１ｈは、互いの軸線が一致するように形成されている。なお、第１大径部３１ｆおよび第２大径部３１ｈは、それぞれ収容する電極の大きさに応じて形成される。

また、小径部３１ｇは、第２大径部３１ｈ側の端部が縮径している。この縮径した部分の径は、第２導通部材２７の対向する摺接部２７ｃ間の最大距離より小さい。このホルダ孔３２により、第２導通部材２７が縮径部分に当接して接触端子ホルダからの抜止機能を有する。

図１６は、第１接触部２６ｂまたは第２接触部２７ａに荷重が加わった状態を示す部分断面図である。図１６に示すように、第２接触部２７ａが基板２００の電極２０１と接触して荷重が加わると、第２導通部材２７の弾性部２７ｂが弾性変形することで、各摺接部２７ｃ間の径が、傾斜面２６１間の径に沿って拡径する。このとき、摺接部２７ｃが傾斜面２６１と摺接しながら第１導通部材２６を第２導通部材２７の内部空間に収容する。このとき、接触端子２ｆは、第１接触部２６ｂおよび第２接触部２７ａを通過する軸線方向に縮小している。ここで、破線Ｐ_１は、基板２００から荷重が加わっていない状態での接触端子２ｆの位置を示している（図１３参照）。なお、第２導通部材２７において、このときに流れる電流の大部分は、第２接触部２７ａから各摺接部２７ｃをそれぞれ結ぶ経路のいずれか一方を流れる。

また、接触端子２ｆは、基板２００から荷重を受けて第１接触部２６ｂおよび第２接触部２７ａを通過する軸線方向に縮小している際、弾性部２７ｂが元の形状に戻ろうとする力を加えるため、軸線方向に縮小する一方で、第１接触部２６ｂと第２接触部２７ａとが離れる方向に荷重が加わる。すなわち、接触端子２ｆは、軸線方向に縮小する一方で、第１接触部２６ｂおよび第２接触部２７ａがそれぞれ基板２００，１００側に荷重を加えた状態（基板に対して付勢した状態）となっている。この付勢状態により、振動が生じて、基板１００，２００間の距離が変化した場合であっても接触端子２ｆは、その変化に追従して基板間の導通状態を維持する。

上述した本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様、導電性の部材を用いて形成される接触端子２ｆが、第１導通部材２６を第２導通部材２７の内部空間に収容することによって第１接触部２６ｂおよび第２接触部２７ａを通過する軸線方向に伸縮するようにしたので、弾性および導通性等の要求特性を維持しながら小型化を実現することができる。

さらに、本実施の形態２によれば、導通経路が４方向となるため、実施の形態１と比して通電用の断面積を一段と大きく取ることが可能となる。これにより、導体抵抗が小さくなり、大電流を流せるとともに、抵抗発熱を小さくすることができる。

なお、本実施の形態２にかかる第１導通部材２６の第１接触部２６ｂは、変形例２に示すようなプレスフィット構造をなすものであっても適用可能である。

図１７は、本実施の形態２の変形例にかかる接触端子の要部の構成を模式的に示す側面図である。図１８は、本実施の形態２の変形例にかかる接触端子の要部の構成を模式的に示す下面図である。図１９は、本実施の形態２の変形例にかかる接触端子の要部の構成を模式的に示す上面図である。なお、図１７は、第１導通部材に対して図１４と同一方向からみた図である。また、図１９は、第２導通部材に対して図１５と同一方向からみた図である。上述した実施の形態２では、第２導通部材が、第２接触部２７ａから湾曲形状に沿って互いに同じ帯状をなして延びる４つの弾性部２７ｂを有するものとして説明したが、変形例のように、第２接触部から湾曲形状に沿って互いに同じ帯状をなして延びる３つの弾性部を有するものであってもよい。

図１７に示す第１導通部材２８は略錘状をなし、３つの傾斜面２８１からなる略錘状の凸部２８ａと、凸部２８ａと異なる端部に設けられ、電極１０１と接触する略半球状の第１接触部２８ｂと、を有する。

図１８，１９に示す第２導通部材２９は、湾曲形状をなして電極２０１と接触する第２接触部２９ａと、各々が第２接触部２９ａから湾曲形状に沿って互いに同じ帯状をなして延び、弾性変形可能な３つの弾性部２９ｂと、弾性部２９ｂの先端に設けられ、複数の傾斜面２８１のいずれかと摺動可能に接触する摺接部２９ｃと、を有する。摺接部２９ｃは、弾性部２９ｂが向かい合う方向に湾曲した形状をなしている。また、第２導通部材２９は、外部からの荷重に応じて弾性部２９ｂが向かい合う方向に伸縮可能である。

第１導通部材２８と第２導通部材２９とは、図１３に示した接触端子２ｆと同様に、摺接部２９ｃが、第２導通部材２９の伸縮方向と直交する方向で傾斜面２８１と接触して連結する。このとき、第１接触部２８ｂおよび／または第２接触部２９ａから荷重が加わった場合に、摺接部２９ｃが傾斜面２８１に対して摺動することで、第２導通部材２９の摺接部２９ｃ側が拡径して第１導通部材２８を内部空間に収容する。これにより、第１接触部２８ｂおよび第２接触部２９ａを通過する軸線方向に伸縮可能となる。

以上のように、本発明にかかる接触端子は、弾性および導通性等の要求特性を維持しながら小型化を実現する場合に有用である。

１ 接触端子ユニット
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ 接触端子
３ 接触端子ホルダ
２１，２３，２４，２６，２８ 第１導通部材
２１ａ，２６ａ，２８ａ 凸部
２１ｂ，２１ｅ，２６ｂ，２８ｂ 第１接触部
２１ｃ 突出部
２１ｄ 規制部
２１ｆ 孔部
２２，２５，２７，２９ 第２導通部材
２２ａ，２５ａ，２７ａ，２９ａ 第２接触部
２２ｂ，２５ｂ，２７ｂ，２９ｂ 弾性部
２２ｃ，２５ｃ，２７ｃ，２９ｃ 摺接部
３１，３２ ホルダ孔
３１ａ，３１ｆ 第１大径部
３１ｂ，３１ｇ 小径部
３１ｃ，３１ｈ 第２大径部
３１ｄ 縮径部
３１ｅ 拡径部
４０，４１ 弾性部材
１００，１１０，２００ 基板
１０１，２０１，１１１ａ 電極
１１１ 穴部
２１１，２６１，２８１ 傾斜面

Claims (6)

1. ２つの接触対象物の間に介在して該２つの接触対象物間の電気的な導通を図る接触端子であって、
   複数の傾斜面からなる凸部と、該凸部と異なる端部に設けられ、一方の前記接触対象物の電極と接触する第１接触部と、を有する第１導通部材と、
   湾曲形状をなして他方の前記接触対象物の電極と接触する第２接触部と、各々が前記第２接触部から前記湾曲形状に沿ってそれぞれ帯状をなして延び、弾性変形可能な複数の弾性部と、前記弾性部の先端に設けられ、前記複数の傾斜面のいずれかと摺動可能に接触する摺接部と、を有する第２導通部材と、
   を備えることを特徴とする接触端子。
2. 複数の前記弾性部は、前記第２接触部から湾曲形状に沿って延びる形状が、互いに同じ形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の接触端子。
3. 前記傾斜面と、該傾斜面と異なる傾斜面とがなす角度は、３０°以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の接触端子。
4. 前記第１導通部材は、前記傾斜面と前記第１接触部との間に設けられ、該傾斜面側から突出して前記第２導通部材の移動量を規制する規制部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の接触端子。
5. 前記一方の接触対象物は、表面に電極が形成された穴部を有し、
   前記第１接触部は前記穴部と同等の幅をなして板状に延び、板面に垂直な方向に貫通する孔部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の接触端子。
6. 前記第１導通部材および第２導通部材が接触した状態で、該第１および第２導通部材に囲まれる領域に配置され、該第１および第２導通部材側に付勢する弾性部材を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の接触端子。

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