JP3748795B2

JP3748795B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP3748795B2
Application number: JP2001229599A
Authority: JP
Inventors: 昭彦大縣
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2021-07-30
Also published as: JP2003045541A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、他の端子に対して圧着して電気的に接続される端子を備えたコネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話やノート型パーソナルコンピュータなどの装置において、装置本体にバッテリーを装着する際、装置本体に設けられた装置側コネクタと、バッテリー側に設けられたバッテリー側コネクタとを圧着させることで、両者が備える端子間の電気的接続を確保していた。ここで、装置に振動が発生した場合や、装置に衝撃が加えられた場合などには、装置側コネクタとバッテリー側コネクタとの間にズレに伴う接触不良が発生し、両者の電気的な接続が良好に確保されないことも起こり得たため、端子間の接続を確保するための方策が必要であった。
【０００３】
そのため、図７に示すような従来のコネクタにおいては、第１コネクタ５０と第２コネクタ６０とを電気的に接続する場合、第１コネクタ５０の端子５２と端子５３とを図示するような弾性変形自在のＳ字形端子５１で接続して両者の電気的な導通を確保している。その結果、図７（ｂ）に示すように第２コネクタ６０の端子６１によって第１コネクタ５０の端子５２に押圧力が加えられた場合には、Ｓ字形端子５１が弾性変形して、端子５２にその復元力を付勢しつつ、端子５２が変位して両者の接触（電気的な接続）が確保される。また、Ｓ字形端子５１の横方向（紙面に平行な横方向）の長さを長くすることで、端子５２の可動範囲が大きくなるように構成することができ、互いに接触する端子がずれた場合であっても、Ｓ字形端子５１が自在に弾性変形することによりコネクタ同士の電気的な接続が確保されるような設計が行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の端子部材が可動するコネクタにおいては、端子部材の可動範囲を得るための空間がコネクタの筐体内部に必要であり、その結果、より大きな可動範囲を得るためにはより大きな空間がコネクタ内部に必要であった。つまりは、コネクタを大型にしなければならないという問題があった。逆に、コネクタを小型にした場合には、端子部材の可動範囲が制限され、装置の振動や、装置に加えられた衝撃に対して、端子部材の十分な変位量を確保することができず、コネクタ間の電気的な接続が妨げられるという問題が生じていた。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、コネクタの筐体内部の空間が小さい場合であっても、端子部材の変位量が大きく確保されたコネクタを提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係るコネクタの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項１に記載の如く、互いに電気的に接続された第１端子部材および第２端子部材を外部端子と電気的に接続可能に露出して収容してなる筐体を有するコネクタであって、
前記第１端子部材が、外部に露出した外側端部と、前記第２端子部材と接触する内側端部を有し、且つ前記筐体に装着された所定の回転軸周りに前記第１端子部材が揺動変位可能に軸支され、
前記第２端子部材が固定端部と可動端部とを有し、前記固定端部は前記筐体に固定され、前記可動端部は前記第１端子部材の前記内側端部と接触して前記第１端子部材を前記筐体から露出させる揺動方向へ弾性力により常に付勢する点にある。
【０００７】
上記課題を解決するための本発明に係るコネクタの第二の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項２に記載の如く、第一の特徴構成に加えて、前記第２端子部材が弾性変形自在の板バネで構成される点にある。
【０００９】
以下に作用並びに効果を説明する。
本発明に係るコネクタの第一の特徴構成によれば、上記第２端子部材の可動端部は、上記第１端子部材の上記内側端部と接触して上記第１端子部材を上記筐体から露出させる揺動方向へ弾性力により常に付勢しているので、上記第１端子部材が所定の外部端子と接触した場合には、上記第１端子部材は元の位置に戻ろうとする復元力が常に付勢された状態で回転軸周りに揺動（回転）変位する。従来のコネクタにおいては、端子部材全体が移動していたため、端子部材を収容する筐体内部にその端子部材全体の可動範囲以上のスペースが必要であったが、本発明に係るコネクタにおいては端子部材の一部が揺動変位する、つまり、移動しない部位（回転軸に相当）と移動する部位とがあるということであるので、端子部材の一部分の可動範囲以上のスペースが筐体内部にあればいいため、筐体を小型にすることができる。更に、コネクタに振動が加わることで互いに接触する端子部材の位置がずれたとしても、上記第１端子部材が揺動することで互いの端子部材の電気的接続が常に確保され、コネクタ同士の電気的な接続不良などが発生する可能性を排除することができる。以上のことから、互いのコネクタにおける端子部材間に安定した電気的接続を提供することができる。
【００１０】
本発明に係るコネクタの第二の特徴構成によれば、第２端子部材が弾性変形自在の板バネで形成されることで、第２端子部材が高い柔軟性と強い反発力とを共に備えることとなり、小さい空間で大きい変位量を有するような第１端子部材に対して、変位後の復元力を提供することができ、小さい空間で大きな変位量を確保することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明に係るコネクタ１の斜視図を示すと同時に、コネクタ１の相手方コネクタ１０についても示す。コネクタ１は図１および図３に示すように、第１端子部材２と第２端子部材３とを、外部端子と電気的に接続可能に露出して収容してなる筐体４を有して構成される。第１端子部材２と第２端子部材３とは、筐体４の内部で直接または間接的に電気的に接続された状態になっているものである。コネクタ１と相手方コネクタ１０との間の電気的な接続は、コネクタ１の第１端子部材２を、相手方コネクタ１０の相手方第１端子部材１２に接触させることで達成される。
【００１３】
第１端子部材２は良好に電気を流す材料（例えば、銅）であることが要求されるが、その材料については特に限定されない。また、第１端子部材２を保持して回転軸５に装着可能にするための部材（斜線で示す）は、樹脂材料を成形して作製することができる。また、第２端子部材３は、良好に電気を流す材料であることに加えて、弾性変形自在の材料であることが要求されることから、銅や、弾性力の大きいリン青銅などを使用することができる。筐体４は、樹脂材料を成形して作製することができる。
【００１４】
図２に示すのはコネクタ１と相手方コネクタ１０の実装例を説明する図である。ここでは、コネクタ１を携帯電話本体２０に設け、相手方コネクタ１０をバッテリ２１に設けている。バッテリ２１を携帯電話本体２０に装着すると、各第１端子部材２が、対応する相手方第１端子部材１２と電気的に接続され、バッテリ２１の電力が携帯電話本体２０に供給される。このように、バッテリ２１を携帯電話本体２０に装着した場合には、互いの端子部材は押し付けられ合うが、その際に、第１端子部材２は変位し、相手方第１端子部材１２との間の電気的な接続が確実にされる。このように本発明に係るコネクタ１は相手方コネクタ１０との組み合わせで、または他のコネクタとの組み合わせで、携帯電話、ノート型コンピュータ、携帯型情報通信端末などの各種機器に実装され、例えば、バッテリーと装置本体との電気的接続を確実にするために使用され得る。或いは、バッテリーと装置本体との電気的接続のためだけでなく、他の電気的な接続を確実にしたい部位にも使用することができる。以下に、第１端子部材２が変位する機構について説明する。
【００１５】
図３（ａ）にはコネクタ１を構成する各部品を示し、図３（ｂ）にはそれらの部品を組み立ててコネクタ１を構成した状態を図示する。図３（ａ）に示すように、コネクタ１は、第１端子部材２と、第２端子部材３と、回転軸５と、筐体４の各部品を備えて構成される。図３（ｂ）に示すように、第１端子部材２は、回転軸５によって筐体４に装着され、回転軸５周りに回転可能なように組み立てられている。更に、第１端子部材２は、所定の形状の板バネを折り曲げて構成された第２端子部材３によって筐体４の外側に押し出されるような力を付勢されているが、筐体４はその形状によって、第１端子部材２が外側に飛び出さないようなストッパーの役割も果たしていることから、第１端子部材２の筐体４内部での動きは回転軸５周りの回転運動だけに制限されている。
【００１６】
図４（ａ）に示すのはコネクタ１の縦断面図であり、図４（ｂ）に示すのはコネクタ１の横断面図である。
第１端子部材２は、筐体４の外側に露出した外側端部２ａと、第２端子部材３と筐体４の内部で接触し、電気的に接続される内側端部２ｂとを備えてなり、筐体４に固定された回転軸５と接続されることで、回転軸周りに揺動（回転）変位可能に構成されている。第２端子部材３は、筐体４に固定される固定端部３ａ、および、第１端子部材２の内側端部２ｂと接触して電気的に接続され、第１端子部材２が筐体４から露出させる揺動方向へ内側端部２ｂを付勢する可動端部３ｂとを備えてなる。また、第２端子部材３の可動端部３ｂは、第１端子部材２の内側端部２ｂと常に接触して電気的に接続されるように構成されており、ここでは図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように内側端部２ｂの両側を可動端部３ｂで挟み込むような形状が採用されている。
【００１７】
ここで、第１端子部材２の外側端部２ａが矢印Ａ₂側に揺動変位した場合、第２端子部材３の可動端部３ｂも矢印Ａ₃側に変位する。ここで、第２端子部材３は弾性変形自在の板バネで形成されていることから、少なくとも矢印Ａ₃方向に押し込まれて変形させられた分に対応する復元力によって、その可動端部３ｂは第１端子部材２の内側端部２ｂを矢印Ｂ₃で表す方向に付勢している。その結果、第１端子部材２は矢印Ｂ₂方向に変位しようとする。
【００１８】
図５に示すのは、第１端子部材２が相手方第１端子１２と接触して、電気的に接続される様子を説明するものである。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、相手方第１端子部材１２が第１端子部材２に押し付けられるにつれて、第１端子部材２の外側端部２ａが図４（ａ）に示した矢印Ａ₂方向に変位する。その変位過程においても、第１端子部材２と相手方第１端子部材１２とは安定して接触し、両者の電気的な接続が確保される。
【００１９】
図５では、第１端子部材２の回転方向に平行な方向の断面が見えるように図示しているが、この場合、第１端子部材２の、相手方第１端子部材との間の接触部位は接触長さが長い線接触の状態になっており、両者の位置関係が変化することで様々な接触状態が形成されても、両者の間に安定した接触（電気的な接続）が確保されることが第１端子部材２の断面形状からも分かる。具体的には、相手方第１端子部材１２と接触する第１端子部材の接触部位において、回転方向に平行な方向から見た接触長さが、回転方向に垂直な方向から見た接触長さよりも長く形成されている。従って、振動などによって、第１端子部材２と相手方第１端子部材１２との間の距離が変わった場合であっても、長い接触部分の一部が瞬間的に離れるが、全ての接触部分が離れることはない。その結果、安定した接触（電気的な接続）を確保することができる。
【００２０】
図５（ｂ）には、コネクタ１と相手方コネクタ１０との最終的な接触状態を例示している。図から分かるように、第１端子部材２は回転軸５周りに揺動（回転）変位しているが、実質的に変位しているのは、筐体４から露出されて外部端子と接触する（電気的に接続される）外側端部２ａだけであり、他の部分についてはほとんど変位していない。従来の端子部材であれば端子部材の全体が変位することで、その可動範囲以上のスペースが筐体内部に必要であったが、図４に示したような第１端子部材２では、端子部材の一部分だけが変位するような構成にされていることで、筐体４内部に大きなスペースを設ける必要を無くすことができる。
【００２１】
次に、第２端子部材３について詳細に説明する。
図４および図５に示すように第２端子部材３は、板バネの一端（固定端部）をコネクタ１の筐体４に固定し、板バネに生じる弾性力を上記固定端部を支点として第１端子部材２の内側端部２ｂに対して付勢するように構成されている。更に、上記内側端部２ｂへの弾性力の付勢方向が、第１端子部材２を回転軸５周りに回転させる方向となるように調整するために、所定の形状に折り曲げられている。
【００２２】
＜別実施形態＞
図６（ａ）および図６（ｂ）には別のコネクタ４０を図示する。
上述の実施形態では、回転軸５を筐体４に固定した場合について説明したが、回転軸５を筐体４に対して完全に固定するのではなく、第１端子部材２が回転軸５周りに揺動変位することが確保された状態ではあるが、回転軸５自体が筐体４に対して僅かに変位可能な状態で筐体４に装着されていてもよい。そのためには、筐体４に回転軸５が装着されるレールを設け、そのレールに沿って回転軸５が変位可能であるように構成することもできる。
【００２３】
このように構成することで、第１端子部材２に対して破線で示す中心軸に沿った直線的な力が付勢された場合には、回転軸５が後方に変位することで第１端子部材２の変位が実現される。更に、第１端子部材２に付勢される力が、その中心軸方向から偏移した方向から付勢されるものである場合には、第１端子部材２を回転軸５周りに揺動変位させるなどの設計が可能になる。その結果、揺動可能範囲と揺動可能方向とが幅広いものとされた第１端子部材２を提供することができる。また、第１端子部材２全体が変位するのではなく、その一部分のみが変位するような構成とすることができているので、筐体４内部のスペースが小さい場合であっても上記揺動可能範囲と揺動可能方向とが制限を受けることがないようなコネクタを提供することができる。また、レールに装着された回転軸５に対しても第２端子部材３による弾性力が付勢されるので、第１端子部材２の直線方向の変位に対しても復元力を加えることができる。
【００２４】
上述の実施形態では、回転軸５を第１端子部材２の上部（中心からは偏移した位置）に設けて、第１端子部材２の回転方向が矢印Ａ₂の方向（図中では下方向）に向くように設計したが、回転軸５を破線で示す第１端子部材２の中心軸上の位置に設けたコネクタ３０を設けてもよい。回転軸５を第１端子部材２の中心軸上の位置に設けた場合には、相手方第１端子部材１２が押し付けられた場合のその力の方向によって、第１端子部材２が上方向または下方向の２方向の内の何れかの方向に向くように設計することができる。そして、上方向または下方向の何れかに向いた第１端子部材２が元の位置に戻るような復元力を第２端子部材３を用いて付勢するのであるが、その場合は第２端子部材３を複数個設けるなどして対処することができる。
【００２５】
以上のように図面を参照してコネクタの実施形態について説明したが、その構成は図示したものに限定されず、図示したような各部材を任意に組み合わせることで、図示されていないようなコネクタを構成することもできる。
【００２６】
また、上述の実施形態ではコネクタ１に第１端子部材２および第２端子部材３とを３つ設けた場合について説明したが、コネクタ１にいくつの端子を設けるかは単なる設計事項であり様々な改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコネクタとその相手方コネクタとの斜視図である。
【図２】コネクタとその相手方コネクタとの実装例を示す図である。
【図３】（ａ）はコネクタを構成する各部品を示す図であり、（ｂ）は各部品を組み立てた状態を説明する図である。
【図４】（ａ）はコネクタの縦断面図であり、（ｂ）は横断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、コネクタとその相手方コネクタとの接触工程を説明する図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、別のコネクタの縦断面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は従来のコネクタの動作を説明する縦断面図である。
【符号の説明】
１コネクタ
２第１端子部材
３第２端子部材
４筐体
５回転軸
１０相手方コネクタ
１２相手方第１端子部材
１３相手方第２端子部材
４０コネクタ
５０第１コネクタ
５１Ｓ字形端子
５２端子
５３端子
６０第２コネクタ
６１端子

Claims

互いに電気的に接続された第１端子部材および第２端子部材を外部端子と電気的に接続可能に露出して収容してなる筐体を有するコネクタであって、
前記第１端子部材が、外部に露出した外側端部と、前記第２端子部材と接触する内側端部を有し、且つ前記筐体に装着された所定の回転軸周りに前記第１端子部材が揺動変位可能に軸支され、
前記第２端子部材が固定端部と可動端部とを有し、前記固定端部は前記筐体に固定され、前記可動端部は前記第１端子部材の前記内側端部と接触して前記第１端子部材を前記筐体から露出させる揺動方向へ弾性力により常に付勢するコネクタ。
前記第２端子部材が弾性変形自在の板バネで構成される請求項１に記載のコネクタ。