JP2021086788A - スプリングコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】可動ピンの先端形状に関わらず、スプリングコネクタにおける接触安定性の向上を図ることができる技術を提供すること。【解決手段】スプリングコネクタ１０は、導電性のチューブ３と、チューブ３の軸方向に沿ってチューブ３の開口から先端部５１１が突出する可動ピン５と、チューブ３内に設けられ、一端部が可動ピン５の後端部と接触する可動体７と、チューブ３内に設けられ、可動体７の他端部を突出方向に付勢するスプリング８と、を備える。可動体７の一端部は凸部７１であり、可動体７の他端部は、チューブ３の軸方向に対して傾斜した傾斜面７３である。【選択図】図１

Description

本発明は、スプリングコネクタに関する。

図９は、従来のスプリングコネクタ１００の構成例を示す図であり、チューブ３０を切り欠いて内部の構造を示した縦断面図である。図９に示すように、スプリングコネクタ１００は、チューブ３０の開口する一端側から突出する可動ピン５０を備える。可動ピン５０は、チューブ３０内のスプリング８０によって突出方向に付勢される。

可動ピンには様々な先端形状のものがあり、接触対象の形状に適した先端形状のものを選択することができる。例えば、図９に示すように先端部５０１が半球形状のものを選択することができる。また、可動ピン５０の後端部は、チューブ３０の軸方向に対して傾斜した傾斜面５０３をなす。したがって、使用時に可動ピン５０の先端部５０１を接触対象９０に接触させて可動ピン５０をチューブ３０に押し込むと、スプリング８０の反力が傾斜面５０３に加えられて、チューブ３０の軸方向に対して垂直方向の力が可動ピン５０に作用する。すると、可動ピン５０の側面の一部分がチューブ３０の内壁に押し付けられる（矢印Ａ１１）。また、接触対象９０の接触面が平面であることから、接触対象９０の接触面上で先端部５０１が転動することで可動ピン５０の中心軸が傾いて（矢印Ａ１３）、可動ピン５０の側面の他の部分がチューブ３０の内壁に押し付けられる（矢印Ａ１５）。これにより、可動ピン５０とチューブ３０との接触・導通が確保される。

また、特許文献１では、チューブ開口部の穴の偏芯により押し込み時に可動ピンが傾くようにし、可動ピンの後端部を円錐状面にすることで導通を取るようにしている。

一方で、接触対象の表面に形成された被膜の除去等を目的として先端部に複数の突起を設け、先端形状を突端形状とした可動ピンが知られている。図１０は、図９の可動ピン５０を先端部５０１ａが突端形状の可動ピン５０ａに置き換えたスプリングコネクタ１００ａを示す縦断面図である。本構成では、使用時に先端部５０１ａの各突起が接触対象９０と当接する。図１０の可動ピン５０ａによれば、先端部５０１ａの各突起は、突起先端を結ぶと仮想的な平面が規定できる位置関係にある。

特開２００６−７３２８７号公報

図１０に示した従来のスプリングコネクタでは、可動ピン５０ａの先端部５０１ａが接触対象９０の接触面に接触すると、可動ピン５０ａは、その中心軸がチューブ３０の中心軸に沿った状態となり、その状態を保ったままチューブ３０に押し込まれる。そのため、チューブ３０と可動ピン５０ａとの接触が不安定となり、チューブ３０と可動ピン５０ａとの間の電流の通電量低下に伴うチューブ３０と可動ピン５０ａとの間の接触抵抗の増加や、スプリング８０を介した電流の通電量増加に伴うスプリング８０の焼損、等を招くおそれがあり、スプリングコネクタが劣化するおそれがある。

そこで本発明の目的の一例は、可動ピンの先端形状に関わらず、スプリングコネクタにおける接触安定性の向上を図ることができる技術を提供することである。

本発明の第１の態様は、導電性のチューブと、前記チューブの軸方向に沿って前記チューブの開口から先端部が突出する可動ピンと、前記チューブ内に設けられ、一端部が前記可動ピンの後端部と接触する可動体と、前記チューブ内に設けられ、前記可動体の他端部を前記可動ピンの突出する方向に付勢するスプリングと、を備え、前記可動体の他端部は、前記軸方向に対して傾斜した傾斜面であり、前記可動体の一端部、および、前記可動ピンの後端部、の少なくとも一方は、凸部を有する、スプリングコネクタである。

この第１の態様によれば、可動ピンとスプリングとの間に可動体を介在させてその一端部を可動ピンの後端部と接触させるとともに、スプリングによって可動体の他端部を可動ピンの突出する方向（突出方向）に付勢する。そして、可動体の他端部をチューブの軸方向に対して傾斜した傾斜面とし、可動体の一端部および可動ピンの後端部のうちの少なくとも一方を凸部を有する構成とする。これによれば、可動体がチューブ内で傾き、その側面がチューブの内壁に押し付けられる。よって、使用時において可動体とチューブとを確実に接触させることができ、可動体を介して可動ピンとチューブとの間の安定した電気的接続が実現できる。したがって、可動ピンの先端形状に関わらず、スプリングコネクタにおける接触安定性の向上を図ることができる技術を提供できる。

可動ピンが突出した状態のスプリングコネクタの構成例を示す縦断面図。 可動ピンが後退した状態のスプリングコネクタの構成例を示す縦断面図。 可動ピンの先端部の突端形状を示す斜視図。 先端部の突端形状の変形例を示す斜視図。 先端部の突端形状の他の変形例を示す斜視図。 スプリングコネクタの変形例を示す縦断面図。 スプリングコネクタの他の変形例を示す縦断面図。 スプリングコネクタの他の変形例を示す縦断面図。 従来のスプリングコネクタの構成例を示す図。 図９において可動ピンの先端部を突端形状としたスプリングコネクタを示す縦断面図。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付す。

図１および図２は、本実施形態におけるスプリングコネクタ１０の構成例を示す縦断面図であり、図１は、可動ピン５が突出した状態を示し、図２は、可動ピン５の先端部５１１が押されてチューブ３内に後退した状態を示している。図１および図２に示すように、スプリングコネクタ１０は、一端が開口したチューブ３と、チューブ３の軸方向に沿ってチューブ３の開口から先端部５１１が突出する可動ピン５と、チューブ３内に設けられて一端が可動ピン５の後端部と接触する可動体７と、チューブ３内に設けられて可動体７の他端部を可動ピン５の突出する方向（突出方向）に付勢するスプリング８と、を備える。

チューブ３は、導電性の材料（例えば、銅又は銅合金等）により作られた筒状体であり、開口する一端側において可動ピン５を軸方向に摺動可能に保持する。チューブ３の開口端は、かしめ加工によって内側に曲げられて係止部３１とされており、可動ピン５の抜けを防止する。

可動ピン５は、導電性の材料（例えば、銅又は銅合金等）により作られる。この可動ピン５は、小径部５１と、それより大径の大径部５３とで構成され、小径部５１の先端である先端部５１１が、接触対象９（図２を参照）である端子と接触する接触部となる。小径部５１と大径部５３とは有段で繋がっており、両者の間のテーパー状の段差面５５がチューブ３の係止部３１と当接して、可動ピン５がチューブ３から抜けるのを防ぐ構成となっている。したがって、大径部５３は、小径部５１がチューブ３から突出した状態であってもチューブ３内に位置する。

本実施形態では、この可動ピン５の後端部である大径部５３の後端は、平坦な平面部５３１とされる。

一方、可動ピン５の先端部５１１は、接触対象９に対して面接触する仮想的なコンタクト面ＶＦを構成する突端形状を有する。図３は、可動ピン５の先端部５１１の突端形状を拡大して示す斜視図である。本実施形態では、図３に示すように、先端部５１１は、４つの突起による突端形状とされる。したがって、図１および図２に示すように、各突起の頂点によって定まる面が、接触対象９と面接触するコンタクト面ＶＦとなる。

なお、可動ピン５の先端形状を突端形状とする場合の当該形状は図３に示す４つの突起に限定されるものではなく、コンタクト面を構成できればよい。先端部に突起を設けるのであれば、突起の数は２つや３つとしてもよいし、５以上としてもよい。例えば、図４に示す先端部５１１ａのように、多数の突起を有する突端形状としてもよい。

また、先端部の突端形状は、ライン状のエッジとすることもできる。例えば、図５に示すように、可動ピンの先端部５１１ｂを、その突出方向の反対方向（後退方向）に凸となる円錐形状や湾曲形状（図示せず）を凹部として有し、その凹部の縁部をエッジ５１３として設けた構成としてもよい。

可動体７は、導電性の材料（例えば、銅又は銅合金等）により作られる。この可動体７は、可動ピン５の後端部と接触する側の一端部が凸部７１をなす。凸部７１は、例えば、図１に示す弓形回転体形状等の湾曲形状とすることができる。その他、凸部７１の湾曲形状は、円錐形状等としてもよい。一方、可動体７のスプリング８と接触する側の他端部は、チューブ３の軸方向に対して傾斜した傾斜面７３をなす。

スプリング８は、例えば、ピアノ線やステンレス線材により作ることができるコイルスプリングである。或いは、スプリング８は、絶縁材で作られていてもよいし、絶縁被膜で被覆されたものでもよい。

当該構成によって、可動体７とチューブ３との接触・導通が確保される。先ず、本構成では、使用時に接触対象９が先端部５１１に押し付けられると、図２に示すように、先端部５１１の各突起が接触対象９と当接し、先端部５１１が接触対象９とコンタクト面ＶＦで面接触する。

ここで、可動ピン５は、その中心軸がチューブ３の軸方向に沿う向きでチューブ３に挿入されている。よって、コンタクト面ＶＦは、その法線方向がチューブ３の軸方向に沿った方向となる。したがって、可動ピン５は、その中心軸がチューブ３の中心軸に沿った状態を保ったままチューブ３に押し込まれる。

そして、可動ピン５がチューブ３に押し込まれたことで発生するスプリング８の反力は可動体７の他端部である傾斜面７３に加えられ、チューブ３の軸方向に対して垂直方向の力が可動ピン５に作用する。すると、可動体７の側面の一部分がチューブ３の内壁に押し付けられ（矢印Ａ１）、可動ピン５の後端部である平面部５３１上で可動体７の一端部である凸部７１が転動し（矢印Ａ２）、可動体７の側面の他の部分がチューブ３の内壁に押し付けられる（矢印Ａ３）。これにより、可動体７とチューブ３との接触・導通が確保される。可動体７は可動ピン５と確実に接触している。このため、接触対象９とチューブ３との間の導通を確実に確保することができる。

したがって、本実施形態によれば、先端形状を突端形状としたことで可動ピン５とチューブ３との接触が不十分となったとしても、可動ピン５の後端部（平面部５３１）と接触する可動体７をチューブ３と確実に接触させることができ、可動体７を介して可動ピン５とチューブ３との間の安定した電気的接続が実現できる。したがって、可動ピンの先端形状に関わらず、スプリングコネクタ１０における接触安定性の向上を図ることができる技術を提供できる。またその結果、可動ピンの先端形状の設計自由度が向上する。加えて、接触対象の表面に形成された酸化被膜の貫通性を向上させることが可能となる。

なお、上記実施形態では、チューブ３の一端側に可動ピン５が設けられたスプリングコネクタ１０を例示したが、チューブの両端側に可動ピンが設けられた構成のスプリングコネクタにも本実施形態を同様に適用できる。

また、上記実施形態では、可動ピン５の後端部を平面部５３１とし、この平面部５３１と接触する一端部を凸部７１とした可動体７を例示したが、可動ピンの後端部を凸部としてもよい。図６は、変形例におけるスプリングコネクタ１０ａの構成例を示す縦断面図であり、図７は、他の変形例におけるスプリングコネクタ１０ｂの構成例を示す縦断面図である。

例えば、図６に示すように、可動ピン５ａの後端部である大径部５３ａの後端を凸部５３３ａとし、可動体７ａの一端部を平坦な平面部７２ａとしてスプリングコネクタ１０ａを構成してもよい。本構成によっても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、図７に示すように、可動ピン５ｂの後端部である大径部５３ｂの後端を凸部５３３ｂとする一方、可動体７ｂの両端部を、チューブ３の軸方向に対して傾斜した傾斜面７２ｂ，７３ｂとしてスプリングコネクタ１０ｂを構成してもよい。より詳細には、図７では可動体７ｂを側面視が台形形状の対称形状とすることで、可動ピン５ｂの後端部と接触する一端部とスプリング８によって付勢される他端部の両方を傾斜面７２ｂ，７３ｂとする。本構成では、可動体７ｂの傾きは発生しないものの、図７中の各矢印で示すように、可動体７ｂがチューブ３の一方の側面に押し付けられて、可動体７ｂとチューブ３との接触・導通が確保される。したがって、可動ピン５ｂの後端部（凸部５３３ｂ）と接触する可動体７ｂをチューブ３と確実に接触させることができ、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。また、可動体７ｂの一端部および他端部の両方が傾斜面であるので、製造時にチューブ３に可動体７ｂを挿入する際、その向きを意識する必要がなくなる。図７では、可動体７ｂの一端部および他端部の両方傾斜面を非平行とした側面視が台形形状の対称形状としたが、一端部および他端部の両方傾斜面を平行とした側面視が平行四辺形形状の可動体を採用してもよい。

あるいは、図示しないが、可動ピンの後端部と、可動体の一端部の両方を凸部としてスプリングコネクタを構成してもよい。

また、上記実施形態では、可動ピンの先端部の形状として複数の突起を有する突端形状を例示したが、他の形状のものにも適用が可能である。図８は、変形例に係るスプリングコネクタ１０ｃの構成例を示す縦断面図である。本変形例のスプリングコネクタ１０ｃでは、可動ピン５ｃの先端部５１１ｃ（小径部５１ｃの先端）の形状を半球形状としている。また、図８のように、接触対象９ｃの接触面は、円錐形状や湾曲形状等の窪んだ凹状である。この場合には、使用時に接触対象９ｃが可動ピン５ｃに押し付けられるとその半球形状の先端部５１１ｃが窪みに嵌り、可動ピン５ｃの中心軸がチューブ３の中心軸に沿った状態を保ったままチューブ３に押し込まれる。よって、上記実施形態で説明したのと同様に矢印Ａ１〜Ａ３で示すように可動体７が動いて、可動体７とチューブ３との接触・導通が確保される。したがって、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

幾つかの実施形態およびその変形例について説明した。これらの開示は、次のように概括することができる。

本開示の第１の態様は、導電性のチューブと、前記チューブの軸方向に沿って前記チューブの開口から先端部が突出する可動ピンと、前記チューブ内に設けられ、一端部が前記可動ピンの後端部と接触する可動体と、前記チューブ内に設けられ、前記可動体の他端部を前記可動ピンの突出する方向に付勢するスプリングと、を備え、前記可動体の他端部は、前記軸方向に対して傾斜した傾斜面であり、前記可動体の一端部、および、前記可動ピンの後端部、の少なくとも一方は、凸部を有する、スプリングコネクタである。

本開示の第１の態様によれば、可動ピンとスプリングとの間に可動体を介在させてその一端部を可動ピンの後端部と接触させるとともに、スプリングによって可動体の他端部を可動ピンの突出する方向に付勢する。そして、可動体の他端部をチューブの軸方向に対して傾斜した傾斜面とし、可動体の一端部および可動ピンの後端部のうちの少なくとも一方を凸部を有する構成とする。これによれば、可動ピンがチューブに押し込まれたときに可動体が傾き、その側面がチューブの内壁に押し付けられる。よって、使用時において可動体とチューブとを確実に接触させることができ、可動体を介して可動ピンとチューブとの間の安定した電気的接続が実現できる。したがって、可動ピンの先端形状に関わらず、スプリングコネクタにおける接触安定性の向上を図ることができる技術を提供できる。

前記可動ピンの先端部は、接触対象に対して面接触する仮想的なコンタクト面を構成する突端形状を有し、前記コンタクト面は、法線方向が前記軸方向に沿った方向である、としてもよい。

前記突端形状は、２以上の突起を含む、としてもよい。

前記突端形状は、ライン状のエッジを含む、としてもよい。

前記凸部は、湾曲形状である、としてもよい。

前記可動体の一端部は、前記凸部であり、前記可動ピンの後端部は、平面部である、としてもよい。

前記可動ピンの後端部は、前記凸部であり、前記可動体の一端部は、前記軸方向に対して傾斜した傾斜面である、としてもよい。

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…スプリングコネクタ
３…チューブ
３１…係止部
５，５ａ，５ｂ，５ｃ…可動ピン
５１，５１ｃ…小径部
５１１，５１１ａ，５１１ｂ，５１１ｃ…先端部
５１３…エッジ
５３，５３ａ，５３ｂ…大径部
５３１…平面部
５３３ａ，５３３ｂ…凸部
５５…段差面
７，７ａ，７ｂ…可動体
７１…凸部
７２ａ…平面部
７３…傾斜面
７２ｂ，７３ｂ…傾斜面
８…スプリング
ＶＦ…コンタクト面
９…接触対象

Claims (7)

1. 導電性のチューブと、
   前記チューブの軸方向に沿って前記チューブの開口から先端部が突出する可動ピンと、
   前記チューブ内に設けられ、一端部が前記可動ピンの後端部と接触する可動体と、
   前記チューブ内に設けられ、前記可動体の他端部を前記可動ピンの突出する方向に付勢するスプリングと、
   を備え、
   前記可動体の他端部は、前記軸方向に対して傾斜した傾斜面であり、
   前記可動体の一端部、および、前記可動ピンの後端部、の少なくとも一方は、凸部を有する、
   スプリングコネクタ。
2. 前記可動ピンの先端部は、接触対象に対して面接触する仮想的なコンタクト面を構成する突端形状を有し、
   前記コンタクト面は、法線方向が前記軸方向に沿った方向である、
   請求項１に記載のスプリングコネクタ。
3. 前記突端形状は、２以上の突起を含む、
   請求項２に記載のスプリングコネクタ。
4. 前記突端形状は、ライン状のエッジを含む、
   請求項２に記載のスプリングコネクタ。
5. 前記凸部は、湾曲形状である、
   請求項１〜４の何れか一項に記載のスプリングコネクタ。
6. 前記可動体の一端部は、前記凸部であり、
   前記可動ピンの後端部は、平面部である、
   請求項１〜５の何れか一項に記載のスプリングコネクタ。
7. 前記可動ピンの後端部は、前記凸部であり、
   前記可動体の一端部は、前記軸方向に対して傾斜した傾斜面である、
   請求項１〜５の何れか一項に記載のスプリングコネクタ。

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