JP3939137B2 - 電気接触子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板上に実装する部品ホルダー内に組み込まれ、この部品ホルダー内に装着した電子部品の端子部とプリント基板の接続面とに圧接して電気接続を行う電気接触子に係り、例えば電子部品として携帯電話機に使用するエレクトレットコンデンサーマイク（ＥＣＭ）の接続用電気接触子などに利用すると好適な電気接触子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電子部品は、部品が小型化されてきたのでプリント基板に直接ハンダ付けするのが容易でないこと、ハンダ付けする際の熱やガスで部品が劣化する恐れもあること、部品の保守交換が煩雑になることなどの理由から、プリント基板に直接ハンダ付けを行わずに、電子部品を取り付ける部品ホルダー内に電気接触子を予め装着し、プリント基板との接続を行う組み付け構造を採っている。
【０００３】
また、これらの電気接触子はばね性を含む機械的強度が高く且つ導電性を必要とするので、例えば高強度銅合金やばね鋼による帯状金属板を用いると共に、生産性の向上や部品ホルダーに対する組み付けを自動機で行うために、並列状態にした多数の電気接触子をキャリアで連鎖状に連結した形態で打抜き加工した後に折り曲げ加工を施して製造される。
【０００４】
更に、部品ホルダーに対する電気接触子の組付け作業を容易にするために、樹脂成形用金型内に電気接触子を予めインサートし、熱可塑性樹脂で部品ホルダーを射出成形することも行われており、そのインサート成形に際して、所定ピッチで連鎖状にした多数の電気接触子と、このピッチに適合させて配置した各樹脂成形用金型とを用いたフープ成形が行われている。
【０００５】
例えば、図１（ａ）又は（ｂ）で示す電気接触子３（３Ａ，３Ｂ）の組み付け構造では、プリント基板上１に実装する部品ホルダー２を樹脂成形する際に、連鎖状にした各電気接触子３をフープ成形よってインサートした状態で一体形成され、部品ホルダー２内に装着した電子部品４の端子部とプリント基板１の接続面に、電気接触子３の各接触ばね片を圧接して電気接続を行っている。
【０００６】
電気接触子３（３Ａ，３Ｂ）は、インサートを容易にするために複雑な形状を採ることができないので、基端側から分岐させた各接触ばね片の先端側を対向するくの字状に折り曲げ形成し、樹脂製の部品ホルダー２（２Ａ，２Ｂ）に対して基端側を埋設した状態で一体形成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これらの電気接触子３は、フープ成形する際に各電気接触子３を個別に各樹脂成形金型内にインサートするために、キャリアで連鎖する各電気接触子間のピッチを広くする必要があるので、材料取りの歩留まりが低下して帯状金属板に多くのロスが発生し、特に高価な材料の帯状金属板を使用する際にはコストアップが著しくなる。
【０００８】
また、特に小型の電子部品の場合には、ばねの変位量を大きく設定することができないので、少ない変位量でも集中応力が作用して安定した電気的及び機械的な接続状態が得られることが望ましいが、電気接触子３のばね片の形状では十分なばね接点圧が得られ難く、ばね接点圧の不足を補って接触抵抗を低減させるために、金メッキ処理などの高価な化学処理を施す必要があると共に、集中応力を受けて永久変形する恐れもある。
【０００９】
また、これら部品ホルダーにインサート成形した電気接触子による課題を解決するために、別体で形成した電気接触子を部品ホルダーに組み付ける構造にした場合には、前記した各接触ばね片の構造に加えて当該各接触ばね片を連結している基端側を安定保持し難いので、電子部品の端子部とプリント基板の接続面との双方に、電気接触子の各接触ばね片を均等に圧接させることが困難である。
【００１０】
さらに、電気接触子を部品ホルダーと一体又は別体にしたいずれの場合でも、プリント基板に接続する他の電子部品をハンダ付けする際に発生するガスや、使用部品（電気接触子、電子部品、プリント基板）の長期ストックや長期使用により、接触部に酸化皮膜ができて接触抵抗を増加させる恐れもある。
【００１１】
そこで本発明では、これら従来技術の課題を解決し得る電気接触子を提供するものであって、▲１▼材料取りの歩留まりが良くて安価に製造できること、▲２▼ばね接点圧を高めて接触抵抗を低減した電気的な接続状態が得られること、▲３▼電子部品とプリント基板の双方に均等に圧接する安定した機械的な接続状態が得られること、▲４▼酸化皮膜の除去機能を有すること、などを主たる目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プリント基板上に実装する部品ホルダー内に組み込まれ、この部品ホルダー内に装着した電子部品の端子部とプリント基板の接続面とに圧接して電気接続を行う電気接触子を実施対象とする。
【００１３】
本発明の電気接触子は、前記部品ホルダーに係止保持させる固定支持部と、前記電子部品の端子部に圧接させる第１の接触ばね片と、前記プリント基板の接続面に圧接させる第２の接触ばね片とを備え、前記第１及び第２の接触ばね片は前記固定支持部の端部に連結して、当該固定支持部を挟んで上下位置に略対称状態で折り曲げ、中間の頂部に折り曲げ部を設けて可動接点部を形成すると共に、その先端側を前記固定支持部側へ折り返して弾性支持部を形成した。
【００１４】
この電気接触子によると、中央に設けた固定支持部を部品ホルダーに係止保持させ、その上下位置に略対象状態に配置した各接触ばね片の圧縮ばね力により、電子部品の端子部及びプリント基板の接続面に対して均等且つ高いばね接点圧で圧接することができるので、安定した機械的な接続状態と接触抵抗の少ない電気的な接続状態を得ることができる。
【００１５】
特に、各接触ばね片の可動接点部が電子部品の端子部及びプリント基板の接続面から押圧を受けて圧縮状態になった際には、接触ばね片の先端側に形成した弾性支持部が中央に設けた固定支持部に圧接した状態で、少ない変位量でも集中応力が作用し、可動接点部に高いばね接点圧を付与することができると共に、長期の使用でもへたり（永久変形）の少なくい構造である。
【００１６】
この電気接触子における前記第１及び第２の接触ばね片には、可動接点部にクリーニング用の突起接点部を設けた形態を採ることができるが、この突起接点部は可動接点部が圧縮された際にプリント基板の接続面及び電子部品の端子部の表面上をスライドし、表面に形成された酸化皮膜を除去するクリーニング作用が行われるので、接触抵抗の低減に寄与することができる。
【００１７】
また、前記固定支持部は平板状の第１及び第２の固定支持片を基端側の折り曲げ部を介して重合し、側面に前記部品ホルダーとの係止突起を設け、各固定支持片の先端側に前記第１及び第２の接触ばね片を連結すると共に、各接触ばね片は全体を傾斜状態にした略つの字の形状に折り曲げ形成し、前記固定支持部を挟んで上下位置に略線対称状態に配置し、前記固定支持部の基端側を連鎖状にするキャリアとの連結部とした形態を採ることができる。
【００１８】
この電気接触子では、全体を傾斜状態にした略つの字の形状に折り曲げて各接触ばね片を形成したことにより、可動接点部を形成した外側面板の内側へ、弾性支持部を形成した内側面板が折り返された形態となり、使用時に可動接点部が押圧を受けて圧縮した際におけるばね力が高く、大きな接点圧が得られて接触抵抗を低減させることができる。
【００１９】
また、前記固定支持部の基端側をキャリアとの連結部として容易に連鎖状にすることが可能であり、連鎖状にして製造する際にはフープ成形する従来技術のように各電気接触子のピッチを樹脂成形用金型のピッチに整合する必要がなく、狭いピッチに設定して材料取りの歩留まりが良い状態で経済的に製造できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気接触子を添付した図２〜７に基づき詳細に説明するが、図２は第１の実施形態による電気接触子の斜視図を、図３は部品ホルダーの斜視図を、図４は部品ホルダーに電気接触子を装着した組立図を、図５は使用状態の縦断面図を、第２の実施形態による電気接触子の斜視図を、第３の実施形態による電気接触子の斜視図を、それぞれ示す。
【００２１】
図２で示す第１の実施形態による電気接触子１０（１０Ａ）は、ＥＣＭなどの電子部品の端子部に圧接させる第１の接触ばね片１１（１１Ａ）と、プリント基板の接続面に圧接させる第２の接触ばね片１２（１２Ａ）とが、電子部品を装着する部品ホルダーに組み付ける固定支持部１３（１３Ａ）を介して連結された状態で上下位置に一体形成されている。
【００２２】
電気接触子１０（１０Ａ）は、ばね性を含む機械的強度が高く且つ導電性のある金属板によって形成されるが、その製造に際しては従来技術の場合と同様に、帯状金属板に打抜き加工及び折り曲げ加工を施すと共に、並設した多数の電気接触子を片持ち状態のキャリアで連鎖状に連結させ、部品ホルダーに組み付けた後に固定支持部１３の基端側をキャリア１４から切断して分離させる。
【００２３】
この電気接触子１０Ａにおける固定支持部１３Ａは、平板状をした第１及び第２の固定支持片１６，１７が基端側の折り曲げ部１５を介して重合され、先端側の側面には部品ホルダーに対する係止突起１８を設けると共に、第１の固定支持片１６の先端に第１の接触ばね片１１Ａを連結し、第２の固定支持片１７の先端に第２の接触ばね片１２Ａを連結している。
【００２４】
第１及び第２の接触ばね片１１Ａ，１２Ａは、全体を傾斜状態にした略つの字の形状に折り曲げ形成され、固定支持部１３Ａと連結される基端折り曲げ部１９，２０と、固定支持部１３Ａの表面側に折り返す中間折り曲げ部２１，２２を設け、最も突出した頂点となる中間折り曲げ部２１，２２の外側面板で可動接点部２３，２４を形成すると共に、内側面板の先端（自由端部）で弾性支持部２５，２６を形成し、可動接点部２３，２４には山形状に突出するクリーニング用の突起接点部２７，２８を形成している。
【００２５】
これにより、固定支持部１３Ａを挟んで第１及び第２の接触ばね片１１Ａ，１２Ａが上下に線対称状態に折り曲げ形成した形態となるが、定常状態における第１及び第２の固定支持片１６，１７の先端に対する弾性支持部２５，２６は、当接又は僅かに離間した状態にしておき、可動接点部２３，２４が押圧を受ける使用状態時に圧接するようにし、この実施形態では特に可動接点部２３，２４の動きを円滑にするために、弾性支持部２５，２６を湾曲状に形成している。
【００２６】
図３は、電気接触子１０を装着すると共に、ＥＣＭなどの電子部品を着脱可能に収容する部品ホルダー２９を、（ａ）は上面側から（ｂ）は下面側から見た斜視図で示すが、この部品ホルダー２９は熱可塑性のエンジニアリングプラスチックス、例えばコネクターハウジングで多く使用されているポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などを用いて、一体に射出成形されている。
【００２７】
部品ホルダー２９は、この実施形態では円盤状をしたＥＣＭの収容に適合させて、略円筒状に形成した部品収納部３０を上部側に設けると共に、ＥＣＭの底面側から突設した２極の端子部に接続するために、下部側には２個の電気接触子１０（１０Ａ）を装着する接触子装着部３１，３２を、前後位置に平行状態で設けている。
【００２８】
接触子装着部３１，３２は、電気接触子１０（１０Ａ）に対する挿入通路として、一端が外周側で開口する方形状の切欠部を有し、この切欠部の両側壁面には固定支持部１３（１３Ａ）の係止突起１８が嵌合係止される係止溝部３３，３４を設けると共に、第１及び第２の接触ばね片１１（１１Ａ），１２（１２Ａ）の可動接点部２３，２４が、切欠部から上下に突出するように開口している。
【００２９】
図４は、部品ホルダー２９に電気接触子１０（１０Ａ）を組み付けた状態を、（ａ）は斜視図で（ｂ）は平面図で（ｃ）は縦断面図で示し、この電気接触子１０（１０Ａ）の組付作業は、部品ホルダー２９の外周側に一端が開口した接触子装着部３１，３２の切欠部から挿入し、係止溝部３３，３４に係止突起１８を係止保持させる。
【００３０】
また、量産時には所定のタクトで順次組付位置に搬送される各部品ホルダー２９に対し、キャリアで片持ち状態の連鎖状にした電気接触子１０（１０Ａ）を順次挿入して組み付けた後に、キャリアと切断して分離する一連の作業が自動機で行われるが、この電気接触子１０（１０Ａ）はフープ成形の場合とは異なり、狭いピッチで連鎖状にしたものが使用できるので、材料取りの歩留まりが良く安価に製造することが可能である。
【００３１】
なお、実施対象とする電子部品の形状や端子部の極数に適合させて、部品ホルダーの形状及び組み付ける電気接触子の個数などは、これに対応する所望の形態を採ることが可能であると共に、必要に応じて電気接触子を部品ホルダーの上部側から挿入できるように、部品ホルダーの形状を改変することも可能である。
【００３２】
図５は、電気接触子１０（１０Ａ）を装着した部品ホルダー２９をプリント基板３５に実装させると共に、この部品ホルダー２９に電子部品３６としてＥＣＭを収容し、電気接触子１０（１０Ａ）を介してプリント基板３５に電子部品３６を電気接続する組付構造を示す。
【００３３】
なお、部品ホルダー２９に対して電子部品３６を着脱可能に係止保持する手段としては、例えばフロントカバーなどの被着によって他の電子部品と同時に係止保持される形態を採ったり、この電子部品３６専用の係止保持部材を部品ホルダー２９又はプリント基板３５との間に介在させるなど、公知の各種形態を適宜採り得るので図示は省略する。
【００３４】
この組付構造では、電気接触子１０（１０Ａ）は可動接点部２３がプリント基板３５側から押圧を受けると共に、可動接点部２４がプリント基板３５側から押圧を受け、第１及び第２の接触ばね片１１（１１Ａ），１２（１２Ａ）は部品ホルダー２９に係止保持された固定支持部１３（１３Ａ）側へ圧縮される。
【００３５】
これにより、弾性支持部２５は第１の固定支持片１６に圧接すると共に、弾性支持部２６は第２の固定支持片１７に圧接し、この固定支持片１６，１７に支持された弾性支持部２５，２６によって、第１及び第２の接触ばね片１１（１１Ａ），１２（１２Ａ）には少ない変位量にもかかわらず大きな集中応力が作用して、可動接点部２３，２４はプリント基板３５の接続面及び電子部品３６の端子部に圧接される。
【００３６】
このように、部品ホルダー２９に安定支持された固定支持部１３（１３Ａ）を中心として、上下対称の第１及び第２の接触ばね片１１（１１Ａ），１２（１２Ａ）が電子部品３６とプリント基板３５の双方に均等に圧接する形態を採ることによって、偏倚のない安定した機械的な接続状態が得られ且つ、長期使用に際してもへたり（永久変形）を生じることがなく、ばね接点圧を高めて接触抵抗を低減した良好な電気的な接続状態が得られる。
【００３７】
更に、可動接点部２３，２４に突起接点部２７，２８を設けた構成にすると、可動接点部２３，２４が圧縮された際に突起接点部２７，２８がプリント基板３５の接続面及び電子部品３６の端子部の表面上をスライドし、表面に形成された酸化皮膜を除去するクリーニング作用が行われるので、接触抵抗の低減に寄与することができる。
【００３８】
なお、電気接触子１０（１０Ａ）には、金、金合金、銀、銀合金、白金、錫などによる必要なメッキ処理が施されるが、同じメッキ処理ならば従来技術に比べてばね接点圧を高めて接触抵抗を低減させることができ、また同じ接触抵抗にするならばより安価なメッキ処理によって達成することが可能である。
【００３９】
次に、図６で示す第２の実施形態による電気接触子１０（１０Ｂ）は、第１の接触ばね片１１（１１Ｂ）と第２の接触ばね片１２（１２Ｂ）が、固定支持部１３（１３Ｂ）を介して連結された状態で上下位置に一体形成されており、第１の実施形態の場合と同様に、固定支持部１３（１３Ｂ）を部品ホルダー２９に組み付けると共に、第１の接触ばね片１１（１１Ｂ）を電子部品３６の端子部に第２の接触ばね片１２（１２Ｂ）をプリント基板３５の接続面に圧接させた状態で使用する。
【００４０】
この電気接触子１０Ｂでは、平板状をした固定支持片３７の基端側に重合する折り曲げ部３８を設けて固定支持部１３Ｂが形成され、第１の折り曲げ片３９の先端から第１の接触ばね片１１Ｂを折り曲げ形成すると共に、第２の折り曲げ片４０の先端から第２の接触ばね片１２Ｂを折り曲げ形成し、固定支持部１３Ｂを挟んで上下位置に略線対称状態で折り曲げ形成している。
【００４１】
第１及び第２の接触ばね片１１Ｂ，１２Ｂは、基端折り曲げ部４１，４２を介して固定支持部１３Ｂの第１及び第２の折り曲げ片３９，４０と連結され、中間を頂点として左右に傾斜する略山形形状に形成し、先端側が固定支持部１３Ｂの表面側に折り返され、中間の折り曲げ部分で可動接点部４３，４４を形成すると共に、先端で弾性支持部４５，４６を形成し、可動接点部４３，４４には山形状に突出するクリーニング用の突起接点部４７，４８を形成している。
【００４２】
第２の実施形態による電気接触子１０Ｂは、基本的には第１の実施形態による電気接触子１０Ａの場合と同様の作用効果が得られるが、第１の実施形態による電気接触子１０Ａに比べると、固定支持部１３Ｂの先端側を二重に折り曲げ加工する必要があるので、加工にやや難点があり且つ材料取りの歩留まりも若干低下すると共に、弾性支持部を内側に折り返す場合に比べて接点圧も低下する。
【００４３】
次に、図７で示す第３の実施形態による電気接触子１０（１０Ｃ）は、第１の接触ばね片１１（１１Ｃ）と第２の接触ばね片１２（１２Ｃ）が、固定支持部１３（１３Ｃ）を介して連結された状態で上下位置に一体形成されており、第１及び第２の実施形態の場合と同様に、固定支持部１３（１３Ｃ）を部品ホルダー２９に組み付けると共に、第１の接触ばね片１１（１１Ｃ）を電子部品３６の端子部に第２の接触ばね片１２（１２Ｃ）をプリント基板３５の接続面に圧接させた状態で使用する。
【００４４】
この電気接触子１０Ｃでは、平板状をした固定支持片４９によって固定支持部１３Ｃが形成され、固定支持片４９の一端側には第１の折り曲げ片５０を介して第１の接触ばね片１１Ｃが連結されると共に、固定支持片４９の他端側には第２の折り曲げ片５１を介して第２の接触ばね片１２Ｃが連結され、固定支持部１３Ｂを挟んで上下位置に点対称状態で折り曲げ形成している。
【００４５】
第１及び第２の接触ばね片１１Ｃ，１２Ｃは、全体を傾斜状態にした略つの字の形状で、頂点となる中間から固定支持部１３Ｂの固定支持片４９表面側に折り返され、中間の折り曲げ部分で可動接点部５２，５３を形成すると共に、折り返された先端で弾性支持部５４，５５を形成し、可動接点部５２，５３には山形状に突出するクリーニング用の突起接点部５６，５７を形成している。
【００４６】
第３の実施形態による電気接触子１０Ｃは、基本的には第１の実施形態による電気接触子１０Ａの場合と同様の作用効果が得られるが、第１の実施形態による電気接触子１０Ａに比べると、形状が簡単で加工が容易で且つ材料取りの歩留まりも良い利点は有るが、第１及び第２の接触ばね片１１Ｃ，１２Ｃの折り曲げ方向が異なるために、寸法精度の安定化が図り難い。
【００４７】
なお、第２及び第３の実施形態による電気接触子１０Ｂ，１０Ｃでは、部品ホルダー２９に固定支持部１３Ｂ，１３Ｃを係止保持させる係止突起及び、各電気接触子１０Ｂ，１０Ｃを連鎖状に連結するキャリアの図示を省略しているが、これらは第１の実施形態による電気接触子１０Ａの場合と同様に設けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による部品ホルダー一体型の電気接触子を用いて、電子部品（ＥＣＭ）をプリント基板に接続する組付構造の縦断面図である。
【図２】本発明による電気接触子の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明の電気接触子が装着される部品ホルダーの実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明の電気接触子を部品ホルダーに装着した組立図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は縦断面図、である。
【図５】本発明の電気接触子を用いて、電子部品（ＥＣＭ）をプリント基板に接続する組付構造の縦断面図である。
【図６】本発明による電気接触子の第２の実施形態を示す斜視図である。
【図７】本発明による電気接触子の第３の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０（１０Ａ〜１０Ｃ） 電気接触子
１１（１１Ａ〜１１Ｃ） 第１の接触ばね片
１２（１２Ａ〜１２Ｃ） 第２の接触ばね片
１３（１３Ａ〜１３Ｃ） 固定支持部
１４ キャリア
１５，３８ 折り曲げ部（固定支持部の）
１６ 第１の固定支持片
１７ 第２の固定支持片
１８ 係止突起
１９，２０，４１，４２ 基端折り曲げ部
２１，２２ 中間折り曲げ部
２３，２４，４３，４４，５２，５３ 可動接点部
２５，２６，４５，４６，５４，５５ 弾性支持部
２７，２８，４７，４８，５６，５７ 突起接点部
２９ 部品ホルダー
３０ 部品収納部
３１，３２ 接触子装着部
３３，３４ 係止溝部
３５ プリント基板
３６ 電子部品（ＥＣＭ）
３７，４９ 固定支持片
３９，５０ 第１の折り曲げ片
４０，５１ 第２の折り曲げ片

Claims (3)

1. プリント基板上に実装する部品ホルダー内に組み込まれ、この部品ホルダー内に装着した電子部品の端子部とプリント基板の接続面とに圧接して電気接続を行う電気接触子であって、
   前記部品ホルダーに係止保持させる固定支持部と、前記電子部品の端子部に圧接させる第１の接触ばね片と、前記プリント基板の接続面に圧接させる第２の接触ばね片とを備え、
   前記第１及び第２の接触ばね片を前記固定支持部の端部に連結して、当該固定支持部を挟んで上下位置に略対称状態で折り曲げ、中間の頂部に折り曲げ部を設けて可動接点部を形成すると共に、その先端側を前記固定支持部側へ折り返し、その自由端を、前記第１及び第２の接触ばね片が押圧を受けた状態で前記固定支持部に圧接する弾性支持部として形成したことを特徴とする電気接触子。
2. 前記第１及び第２の接触ばね片には、可動接点部にその長手方向に延在して山形状に突出するクリーニング用の突起接点部を設けた請求項１に記載した電気接触子。
3. 前記固定支持部は、基端側の折り曲げ部を介して重ね合わせた平板状の第１及び第２の固定支持片を有し、前記第１及び第２の接触ばね片を前記第１及び第２の固定支持片の先端側にそれぞれ連結した請求項１又は２に記載した電気接触子。

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