JP2016046020A - コンタクト部材 - Google Patents

Abstract

【課題】自動実装機における吸引性を向上させるとともに、電気的特性の優れたコンタクトを提供する。
【解決手段】第１の基板に接合される第１の接合部と、第２の基板に接触する接点部を有する第２接合部と、対向配置される前記ベース部と前記第２の接続部とを連結する連結部と、前記連結部に設けられ前記連結部が変位するのを防止する変形防止部とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンタクト部材に関する。

電子機器内において、フレームグランドを行うために対向離間した基板と電子機器筺体のフレームとを電気的に接続したり、また対向離間した一対の基板間を電気的に接続したりする場合がある（以下、フレームと基板を総称して基板等ということがある）。このような場合、コンタクト部材を用いて対向離間した一対の基板等を電気的に接続することが行われている（特許文献１）。

特開２００２−０１５８０１号公報

一対の基板の離間距離が変動した場合には、コンタクト部材が基板等により過剰に押圧されて変形するおそれがある。コンタクト部材に変形が発生すると、コンタクト部材の接点部が基板等に設けられた電極パッドから外れ、基板等とコンタクト部材とが導通不良となるおそれがある。

本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、被接続部材とコンタクト部材との接続信頼性を向上させることにある。

本発明のある態様によると、
第１の被接続部材と第２の被接続部材を接続するコンタクト部材であって、
前記第１の被接続部材に接続するベース部と、
前記第２の被接続部材に接触する接触部と、
前記接触部を前記ベース部から離間した状態で支持する支持部と、
前記支持部の変形を防止する変形防止部とを備える。

開示のコンタクト部材は、被接続部材との接続信頼性を向上させることができるという効果を奏する。

図１は、一実施形態によるコンタクト部材の斜視図である。 図２は一実施形態によるコンタクト部材を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は右側面図、（Ｅ）は底面図である。 図３は、コンタクト部材が基板間に配設された状態を示す図である。 図４は、一実施形態のコンタクト部材の動作を比較例と対比し説明する図である。 図５は他の実施形態によるコンタクト部材の斜視図であり、（Ａ）は正面側から見た斜視図、（Ｂ）は背面側から見た斜視図である。 図６は他の実施形態によるコンタクト部材を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は左側面、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は右側面図、（Ｅ）は底面図である。 図７はさらに他の実施形態によるコンタクト部材の図であり、（Ａ）は正面側から見た斜視図、（Ｂ）は背面側から見た斜視図である。 図８は、さらに他の実施形態によるコンタクト部材を正面側から見た斜視図である。

次に、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。

なお、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、特に指定しない限り、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。従って、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。

また、以下説明する実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１〜図５は、コンタクト部材１の一実施形態を説明する図である。コンタクト部材１は、例えば図３に示すように対向離間して配置された一対の被接続基板１００，１０１の間に配設され、基板１００と基板１０１とを電気的に接続する。

被接続基板１００，１０１は、電子機器に配設されたプリント基板等の基板であってもよく、また電子機器の筐体フレーム等であってもよい。

コンタクト部材１は、図１及び図２に示すように、ベース部２、支持部３、接続部４、保護部６、及び変形防止部７を有している。コンタクト部材１は、例えば金属製の平板をプレス加工することにより形成することができるプレス加工を用いた場合には、ベース部２、支持部３、接続部４、保護部６、及び変形防止部７を一体的に形成することができる。

なお、各図に示す矢印において、矢印Ｘ１，Ｘ２方向はコンタクト部材１の幅方向であり、矢印Ｙ１，Ｙ２方向はベース部２の延在方向（長手方向）であり、矢印Ｚ１，Ｚ２方向はベース部２の面方向に対して直交する方向である。各方向はそれぞれ他の方向に対して直交する。また、以下の説明で矢印Ｙ１，Ｙ２方向を水平方向と、また矢印Ｚ１，Ｚ２方向を垂直方向ということがある。さらに、矢印Ｙ１，Ｙ２方向を総称してＹ方向ということがある。

コンタクト部材１の材料は、例えばリン青銅、ベリリウム銅、ＳＵＳ等の導電性及びばね性を有した金属板を用いることができる。なお必要に応じて、コンタクト部材１の表面の全部或いは一部にニッケル、銅、又は金などのメッキを施してもよい。

コンタクト部材１は、被接続基板１００，１０１のいずれか一方に固定される。コンタクト部材１を被接続基板に固定する場合には、ベース部２は被接続基板にはんだ付けされる。以下の説明では、ベース部２を被接続基板１００に固定する例について説明する。

被接続基板１００及び被接続基板１０１は、表面に電極パッド１０２（被接続基板１００の電極パッドは図に現れず）を有している。ベース部２を被接続基板１００にはんだ付けすることにより、ベース部２は被接続基板１００の電極パッドと接続される。

ベース部２は折り曲げ部１０で折り曲げられ、支持部３が形成されている。ベース部２と支持部３との角度（折り曲げ部１０の折り曲げ角度）は、例えば９０°であり、支持部３はベース部２に対して略垂直方向に立設した状態となる。なお、折り曲げ部１０における折り曲げ角度は、必ずしも９０°に限定されるものではない。

支持部３は折り曲げ部１１で折り曲げられ、接続部４が形成されている。接続部４と支持部３との角度（折り曲げ部１１の折り曲げ角度）は、例えば９０°である。支持部３はベース部２に対して立設されており、よって支持部３は接続部４をベース部２から離間した状態で支持する。

また折り曲げ部１１の折り曲げ角度を９０°とすることにより、ベース部２と接続部４は略平行な状態となる。平行状態のベース部２と接続部４との離間距離は、支持部３の図中矢印Ｚ１，Ｚ２方向の長さとなる。なお、折り曲げ部１１における折り曲げ角度は、必ずしも９０°に限定されるものではない。

接続部４の折り曲げ部１１に対して他方の端部は自由端とされている。よって接続部４は、ばねとして機能する片持ち梁（カンチレバー）を構成する。

接点部５は、接続部４の先端部に形成されている。接点部５は接続部４の先端部をＵ字状に成形したものであり、図３に示すように、被接続基板１０１に形成された電極パッド１０２と接触することにより電気的に接続される。

コンタクト部材１が一対の基板１００，１０１間に配設された際、接点部５は被接続基板１０１に押圧される（この押圧力を図３に矢印Ｆで示す）。この押圧力Ｆにより接続部４は弾性変形し、接点部５は変位する（変位する方向を、図１及び図３に矢印Ａで示す）。

接続部４が弾性変形すると、接続部４には弾性復元力（以下、単に復元力という）が発生する。この復元力により接点部５は電極パッド１０２に圧接される。

保護部６は、接点部５を保護するものである。保護部６は、ベース部２の折り曲げ部１０が形成されている端部に対して他方の端部（図１における矢印Ｙ１方向側の端部）に形成されている。保護部６は、折り曲げ部１３でベース部２と結合されている。折り曲げ部１３における折り曲げ角度は、例えば略９０°である。

保護部６は、接点部５が変位する範囲にわたって接点部５を覆っている。保護部６を設けることにより、コンタクト部材１を一対の被接続基板１００，１０１間に配設するとき等に、接点部５に外力が印加されることを防止できる。なお、折り曲げ部１３における折り曲げ角度は、接点部５を保護できれば必ずしも９０°に限定されるものではない。

次に、変形防止部７について説明する。

変形防止部７は、支持部３に変形が発生することを防止するものである。変形防止部７は、支持部３或いはその近傍に設けることができる。

変形防止部７は、例えばプレス加工により、支持部３との結合位置を除いてベース部２及び支持部３の中央の所定部分を打ち抜くことにより形成され、支持部３から折り曲げ部１４で曲げてベース部２に向けて斜め下方に直線状に延出するように構成されている。即ち、変形防止部７は、支持部３に対して傾斜した構成とされている。

変形防止部７は、一体的に形成された傾斜部７Ａと固定部７Ｂを有している。傾斜部７Ａの上端部は、折り曲げ部１４で支持部３から折り曲げられ、支持部と傾斜部は一体化されている。なお以下の説明において、変形防止部７のベース部２に対する角度θを傾斜角度θということがある。

傾斜部７Ａの下端部は、折り曲げ部１５で折り曲げられて固定部７Ｂが形成されている。固定部７Ｂは、ベース部２と略同一平面上にあるよう構成されており、固定部７Ｂはベース部２と共に被接続基板１００にはんだ付けされる。

前記のように、コンタクト部材１を被接続基板１００に実装する際、ベース部２は被接続基板１００にはんだ付けされる。ベース部２のはんだ付けの際、変形防止部７を構成する固定部７Ｂも被接続基板１００にはんだ付けされ、被接続基板１００に固定される。

はんだ付けにより係合部７Ｂが被接続基板１００に固定されることにより、変形防止部７は支持部３に対して突っ支い棒的な機能を奏する。即ち、支持部３が折り曲げ部１０を中心として図２（Ｃ）及び図３に矢印Ｂで示す方向に倒れるように変位しようとしても、固定部７Ｂが被接続基板１００に固定された変形防止部７が支持部３を支えることにより、支持部３の変形を防止することができる。

ベース部２に対する変形防止部７の傾斜角度θは、例えば６０°とすることができる。しかしながら、傾斜角度θはこれに限定されるものではない。

続いて、図４を用いてコンタクト部材１の動作について説明する。

図４（Ａ）は、被接続基板１００に実装されたコンタクト部材１に被接続基板１０１を押圧したときのコンタクト部材１の動作を示している。また図４（Ｂ）は参考例を示しており、変形防止部７を設けてないコンタクト部材２０を被接続基板１００に実装し、このコンタクト部材２０に被接続基板１０１を押圧したとき動作を示している。

なお、コンタクト部材１とコンタクト部材２０は、変形防止部７を除いて同一の構成とされている。よって、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）で、コンタクト部材１とコンタクト部材２０で同一の構成については同一符号を付して説明するものとする。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に破線で示す被接続基板１０１の位置は、被接続基板１０１がコンタクト部材１，２０の接点部５と接触する直前の位置を示している。なお以下の説明で、被接続基板１０１が接点部５と接触する前のコンタクト部材１の状態を押圧前状態ということがある
また、実線で示す被接続基板１０１の位置は、被接続基板１０１がコンタクト部材１，２０の接点部５を押圧した位置を示している。なお以下の説明で、被接続基板１０１が接点部５を押圧しているときのコンタクト部材１の状態を押圧後状態ということがある。

被接続基板１０１が押圧前状態にあるとき、コンタクト部材１，２０に変形は発生してない。よって、支持部３、接続部４、及び保護部６は、コンタクト部材１及びコンタクト部材２０は、いずれも同一の形状となっている（図４に一点鎖線で示す）。

被接続基板１０１が被接続基板１００に向けて（矢印Ｚ２方向に向けて）移動すると、被接続基板１０１は接点部５と接触し、接点部５を被接続基板１００に向けて押圧する。

接続部４は片持ち梁構造でありばね性を有しているため、接点部５が被接続基板１００に押圧されることにより、接続部４は折り曲げ部１１を中心としてベース部２に向けて弾性変形する。即ち、コンタクト部材１を正面視した状態を示す図４では、接続部４は折り曲げ部１１を中心として図中矢印Ａで示す方向に変位する。

接続部４は、折り曲げ部１０で支持部３と一体的に結合している。このため、被接続基板１０１が接点部５を押圧して接続部４が変位することにより、支持部３も折り曲げ部１０を中心としてベース部２に向けて、図中矢印Ｂ方向に傾くように変位する。なお、以下の説明で、被接続基板１０１が接点部５を押圧することにより支持部３が図中矢印Ｂ方向に傾くように変位することを「前倒れ」ということがある。

図４（Ｂ）を用いて、変形防止部７が設けられていないコンタクト部材２０の動作について説明する。

被接続基板１０１により接点部５が押圧されると、コンタクト部材２０には支持部３の変形を規制する変形防止部７が設けられていないため、支持部３に前倒れが発生する。

図３に示したように、接点部５は被接続基板１０１に設けられた電極パッド１０２と電気的に接続される。しかし、変形防止部７を有していないコンタクト部材２０では、前倒れにより接点部５の位置が矢印Ｙ方向に大きく変位するため、接点部５が電極パッド１０２から外れるおそれがある。接点部５が電極パッド１０２から外れた場合、被接続基板１００と被接続基板１０１の電気的な接続が図れなくなる。

次に、図４（Ａ）に示される変形防止部７が設けられたコンタクト部材１の動作について説明する。

変形防止部７が設けられたコンタクト部材１では、被接続基板１０１により接点部５が押圧され、これに伴い支持部３に押圧力が作用しても、変形防止部７が支持部３を支えることにより、支持部３の矢印Ｂ方向への前倒れが防止される。また、支持部３の前倒れが防止されることにより、変位量も小さくなる。よって、押圧前状態に対する押圧後状態における接点部５の変位量Ｌ１は、図４（Ｂ）に示す変形防止部７を設けていないコンタクト部材２０の接点部５の変位量Ｌ２に比べて小さくなる（Ｌ１＜Ｌ２）。

このように変形防止部７を設けたコンタクト部材１では、被接続基板１０１の押圧時における接点部５のＹ方向への変位量を小さくできるため、接点部５が電極パッド１０２から外れることを防止することができ、コンタクト部材１と被接続基板１００との接続信頼性を高めることができる。

また図４（Ｂ）に示すように、接点部５のＹ方向への変位量が大きいと、この変位量に対応したスペースをコンタクト部材２０内に設ける必要があり、コンタクト部材２０の被接続基板１００上における占有スペースが大きくなってしまう。これに対して本実施形態では、接点部５のＹ方向への変位量を小さくできるため、コンタクト部材１の占有スペースを小さくすることができる。

またコンタクト部材１は、変形防止部７を含めて一枚の金属板からプレス加工により一体的に形成することが可能である。このため、変形防止部７を設けてもコンタクト部材１の製造コストが上昇するようなことはない。

次に他の実施形態に係るコンタクト部材について説明する。

図５及び図６は、他の実施形態であるコンタクト部材３０を示している。なお、図５及び図６で、図１〜図４に示した構成と対応する構成については同一符号を付して、その説明を省略する。

図５及び図６に示すコンタクト部材３０は、変形防止部３７に段部を設けたものである。

変形防止部３７は、台部３７Ａ、脚部３７Ｂ、及び固定部３７Ｃを有している。この台部３７Ａ、脚部３７Ｂ、及び固定部３７Ｃは、一体的に形成されている
台部３７Ａは、一端部が折り曲げ部３４で支持部３と結合されている。台部３７Ａは、折り曲げ部３４から水平方向（図中、矢印Ｙ１，Ｙ２方向）に延出している。よって台部３７Ａは、ベース部２に対して略平行に延出している。

台部３７Ａの他端部は、折り曲げ部３５で折り曲げられることにより脚部３７Ｂの上端部が形成されている。脚部３７Ｂは、折り曲げ部３５から下方（矢印Ｚ２方向）に向けて延出するよう形成されている。よって、脚部３７Ｂは、ベース部２に対して略垂直方向に延出している。

脚部３７Ｂの下端部は、折り曲げ部３６で折り曲げられることにより固定部３７Ｃが形成されている。この折り曲げ部３６は、ベース部２を被接続基板１００にはんだ付けする際、ベース部２と共に被接続基板１００にはんだ付けされる。

また図５に示すコンタクト部材２０には、はんだ付け面積を増大するため、ベース部２の両側に幅方向に延出する延出部３８Ａ，３８Ｂが設けられている。

コンタクト部材３０は、段部を設けた変形防止部３７により支持部３を支えることができ、よって支持部３に前倒れが発生することを防止することができる。従って本実施形態に係るコンタクト部材３０も被接続基板１０１の押圧時における接点部５のＹ方向に対する変位は小さくなり、コンタクト部材３０と被接続基板１０１との電気的な接続信頼性を高めることができる。

なお、図５に示す例では変形防止部３７に段部を一段形成した例を示したが、段部の数はこれに限定されるものではなく、複数形成した構成としてもよい。

また図５に示すコンタクト部材２０は、接点部５の側部に一対の保護部３６Ａ，３６Ｂを配置することにより、接点部５を保護する例を示している。保護部３６Ａ，３６Ｂは、ベース部２の支持部３が形成された側と反対側から立設するよう設けられている。

図７は、さらに他の実施形態であるコンタクト部材４０を示している。

なお、図７で図１〜図６に示した構成と対応する構成については同一符号を付してその説明を省略する。

コンタクト部材４０は、支持部３の一部を塑性変形させることにより変形防止部４７を形成したものである。変形防止部４７は、支持部３を内側（図中、矢印ｙ１方向側）に突出させた凸部である。

変形防止部４７は、金属板をプレス加工してコンタクト部材４０を形成する際、同時形成することができる。よって変形防止部４７は、容易に形成することができる。

支持部３に変形防止部４７を設けることにより、実質的に支持部３の厚さが増大したと同等の状態となり、支持部３の剛性を高めることができる。これにより、接点部５が被接続基板１０１に圧接される際、支持部３がベース部２に向けて変形することを防止できる。

また変形防止部４７は、ベース部２と支持部３との結合位置である折り曲げ部１０にも形成されている。このように折り曲げ部１０に変形防止部４７の一部が形成されることにより、折り曲げ部１０の剛性を高めることができ、折り曲げ部１０を中心として支持部３が前倒れすることを防止できる。

従ってコンタクト部材４０も被接続基板１０１の押圧時における接続部４及び接点部５のＹ方向への変位は小さくなり、コンタクト部材４０と被接続基板１０１との電気的な接続信頼性を高めることができる。

ところで、本実施形態では支持部３を外側から内側に向けて、即ち支持部３を図中矢印Ｙ１方向に向けて塑性変形させ、これにより変形防止部４７を形成した。よって、変形防止部４７は支持部３から内側に向けて突出した構成となっている。

しかしながら変形防止部４７を形成する際、支持部３を塑性変形させる方向は内側に限定されるものではなく、支持部３を外側（矢印Ｙ２方向）に向けて塑性変形させてもよい。

また、変形防止部４７の配設個数は１個に限定されるものではなく、支持部３に複数形成してもよい。例えば、図７では変形防止部４７を支持部３の下部に位置する折り曲げ部１０に形成したが、支持部３の上部に位置する折り曲げ部１１に形成してもよく、さらに双方に形成してもよい。

図８は、さらに他の実施形態であるコンタクト部材５０を示している。

なお、図８でも図１〜図７に示した構成と対応する構成については同一符号を付してその説明を省略する。

コンタクト部材５０は、支持部３の両側部の一部を内側に向けて折り曲げ（塑性変形）させることにより変形防止部５７Ａ，５７Ｂを形成し、変形防止部５７Ａ，５７Ｂの下端部５８Ａ，５８Ｂがベース部２に当接するようにしたものである。

変形防止部５７Ａ，５７Ｂは、金属板をプレス加工してコンタクト部材５０を形成する際、同時に形成することができる。よって、形防止部５７Ａ，５７Ｂの形成は容易である。

変形防止部５７Ａ，５７Ｂは、支持部３にベース部２と当接する下端部５８Ａ，５８Ｂが設けられているよって、支持部３がＢ方向に前倒れするように被接続基板１０１の押圧力が印加されても、変形防止部５７Ａ，５７Ｂの下端部５８Ａ，５８Ｂがベース部２に当接することにより支持部３の変形は防止される。

従ってコンタクト部材５０は、被接続基板１０１の押圧時における接続部４及び接点部５のＹ方向に対する変位を小さくでき、コンタクト部材５０と被接続基板１０１との電気的接続の信頼性を高めることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

例えば、上記した説明では変形防止部７，３７では、下端部に形成された固定部７Ｂ，３７Ｃが被接続基板１００にはんだ付けにより被接続基板１００に固定される例を示した。しかしながら、固定部７Ｂ，３７Ｃは必ずしも被接続基板１００に固定する必要はなく、ベース部２に固定する構成としてもよい。

１，３０，４０，５０ コンタクト部材
２ ベース部
３ 支持部
４ 接続部
５ 接点部
６，３６Ａ，３６Ｂ 保護部
７，３７，４７，５７Ａ，５７Ｂ 変形防止部
７Ａ 傾斜部
７Ｂ 固定部
９ スリット
３７Ａ 台部
３７Ｂ 脚部
３７Ｃ 固定部
１００，１０１ 被接続基板
１０２ 電極パッド

Claims (7)

1. 第１の被接続部材と第２の被接続部材を接続するコンタクト部材であって、
   前記第１の被接続部材に接続するベース部と、
   前記第２の被接続部材に接触する接触部と、
   前記接触部を前記ベース部から離間した状態で支持する支持部と、
   前記支持部の変形を防止する変形防止部と、
   を有するコンタクト部材。
2. 前記変形防止部は、前記支持部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のコンタクト部材。
3. 前記変形防止部は、一端部が前記ベース部又は前記第２の被接続部材に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンタクト部材。
4. 前記変形防止部は、
   前記支持部に対して傾斜していることを特徴とする請求項３記載のコンタクト部材。
5. 前記変形防止部は、段部が設けられていることを特徴とする請求項３記載のコンタクト部材。
6. 前記変形防止部を前記支持部の一部を塑性加工することにより形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンタクト部材。
7. 前記変形防止部は、前記支持部の両側部を折り曲げた構成であることを特徴とする請求項６記載のコンタクト部材。

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