JP4259712B2 - 電気的接続装置および接続ユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気的接続装置に関し、さらに詳しくは、対向する接点同士に対して弾性的に接触して電路を構成するために用いられるコネクタに関する。
【0002】
【従来の技術】
対向するプリント基板同士あるいはプリント基板とコンポーネントとの間の電気的接続に用いられる部材としてコネクタがある。
コネクタの構成には、プラグとジャックとを組み合わせて抜き差しできる構造のものの他に、対向する接点同士に常時接触してリード線の代わりに接点同士を電気的接続するピン型コネクタがある。
ピン型コネクタは、ホルダ内にその軸方向両端で摺動可能なピン端子を配置し、このピン端子間に配置されたコイルバネによって常時ピン端子を上記接点に圧接させる習性を付与した構成を備えている(例えば、特開平4−270967号公報)。
【0003】
図3は、接点に対して常時圧接するピン型コネクタの一例を示す図であり、同図においてピン型コネクタ1は、図示しないホルダ内に装填されている導電性のチューブ2内でその軸方向両端に配置されて摺動可能なピン端子3を有している。
ピン端子3は、対向する端部間に配置されているコイルバネなどの弾性体4によって互いに遠ざかる方向に押圧されており、その押圧力の作用方向に位置する例えば、プリント基板等に設けられている接点に圧接できるようになっている。
【0004】
一方、ピン端子3が圧接する接点には、その当接圧力が対向するもの同士で異なる構成とされたものがある。
例えば、携帯電話などに用いられるマイクロフォンあるいはスピーカ(以下、便宜上、マイクロフォンを対象として説明する)とこれのアンプ用の回路基板との間にピン型コネクタを設置する場合、マイクロフォン側と回路基板側とにおける支持剛性の違いにより各側での接点荷重を異ならせることがある。
この場合、図3に示したような単一の弾性体4を用いると、異なる接点荷重を得ることができない。そこで、従来では、図4に示すように、一対のピン端子毎に異なる押圧力を付与できる弾性体(便宜上、符号4A、4Bで示す)を直列に配置することが行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のピン型コネクタの構成には次のような問題があった。
各ピン端子3の接点荷重を付与する弾性体を直列に設けた場合には、単一の弾性体4を用いた場合に比べて接点毎での当接荷重を正確に設定できる反面、その弾性体4A、4Bの配置スペース、特に弾性体4A、4Bの長手方向でのスペースが大きくなる。このため、ピン端子間の距離が大きくなりやすく、その距離によっては、嵩張ることになる。
ピン型コネクタが上述した携帯電話などの電装品に用いられる場合には、接点間に配置されるピン型コネクタの占有スペースが大きく必要となることで、これを内蔵する電装品が大型な構造となってしまい、好ましくない。
【0006】
本発明の目的は、上記従来の電気的接続装置における問題に鑑み、対向する接点同士で異なる荷重を付加する場合に構造の大型化を防止しながら異なる接点荷重を正確に設定することができる構成を備えた電気的接続装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項1記載の発明は、対向する接点にそれぞれ当接可能な一対のピン端子と、該ピン端子を上記接点に対して押圧する弾性体とを導電性のチューブ内に配置した電気的接続装置であって、上記一対のピン端子は、上記チューブ内に長手方向に沿って摺動可能に配置され、上記弾性体は、上記ピン端子の対向面に延長方向各端部が位置するように配置された内装弾性体と、上記内装弾性体の外周であって、一方のピン端子と上記チューブとの間に延長方向各端部が位置するように配置された外装弾性体とを備え、上記ピン端子毎に対する各弾性体による押圧力を異ならせる構成を備えていることを特徴としている。
【0008】
請求項1記載の発明では、一対のピン端子をチューブ内に長手方向に沿って摺動可能に配置するとともに、ピン端子の対向面に延長方向各端部が位置するように配置された内装弾性体の外周であって、一方のピン端子とチューブとの間に延長方向各端部が位置するように外装弾性体を配置し、これら弾性体による押圧力を異ならせているので、ピン端子毎で異なる設置荷重を与えるために設けられている弾性体の一部が互いにオーバーラップされてそれら弾性体の長手方向での占有スペースを小さくできる。
【0010】
請求項2記載の発明は、上記一方のピン端子が、対向するピン端子との間隔が狭まる方向に移動すると、上記内装弾性体と上記外装弾性体とに生じる反発力に見合う押圧力が付与され、他方のピン端子が、対向するピン端子との間隔が狭まる方向に移動すると、上記内装弾性体に生じる反発力に見合う覆う圧力が付与されることを特徴としている。
【0011】
請求項2記載の発明では、長手方向の一部がオーバーラップして配置されている複数の弾性体からの反発力を一方のピン端子に、そして複数の弾性体の一つからの反発力のみを他方のピン端子にそれぞれ作用させることができるので、ピン端子同士の占有空間を小さくした状態で異なる接点荷重を各ピン端子毎に適正な値で設定できる。
【0012】
請求項3記載の発明は、離間した位置に設けられている接点同士を電気的接続するための接続ユニットであって、上記接点にそれぞれ対向して当接可能な一対のピン端子と、上記ピン端子をそれぞれ上記接点に向けて押圧する弾性体と、上記ピン端子および上記弾性体をそれぞれ内部に配置した導電性のチューブと、上記チューブを上記接点間で支持する支持部材とを有し、上記一対のピン端子は、上記チューブ内に長手方向に沿って摺動可能に配置され、上記弾性体は、上記ピン端子の対向面に延長方向各端部が位置するように配置された内装弾性体と、該内装弾性体の外周であって、一方のピン端子と上記チューブとの間に延長方向各端部が位置するように配置された外装弾性体とを備え、長手方向の一部が互いにオーバーラップした状態で設けられていることを特徴としている。
【0013】
請求項3記載の発明では、一対のピン端子をチューブ内に長手方向に沿って摺動可能に配置するとともに、チューブ内において、ピン端子の対向面に延長方向各端部が位置するように配置されている内装弾性体および、内装弾性体の外周であって、一方のピン端子とチューブとの間に延長方向各端部が位置するように配置されている外装弾性体がその長手方向の一部をオーバーラップさせた状態で設けられているので、複数の弾性体を備えた場合での占有スペースを小さくすることができる。
【0014】
請求項4記載の発明は、上記一方のピン端子が、上記内装弾性体からの押圧力に加えて上記外装弾性体からの押圧力とを合成した接点荷重が設定され、他方のピン端子は、上記内装弾性体からの押圧力による接点荷重が設定されていることを特徴としている。
【0015】
請求項4記載の発明では、内装弾性体だけの押圧力による接点荷重と、内装弾性体に加えて外装弾性体を用いることによる合成押圧力を接点荷重とする場合とを設定できるので、接点での支持剛性に応じた接点荷重を確保することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施例により本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明実施例による電気的接続装置であるピン型コネクタ10の断面図である。
図1においてピン型コネクタ10は、図2に示すように、電装部品の一つであるマイクロフォンを対象とした接続ユニット20に設けられているホルダ23に装填された導電性のチューブ11と、このチューブ11の長手方向両端に装填されている一対のピン端子12,13を備えている。
【0017】
チューブ11の内部には、その長手方向の途中に内径を異ならせた段部11Aが設けられており、段部11Aを境にして大径部には一方のピン端子12が、そして、小径部には他方のピン端子13がそれぞれチューブ11の長手方向に沿って摺動できるように配置されている。
各ピン端子12,13は、その外周面がチューブ11の内周面に接触しており、チューブ11との接触部を介して電路を構成している。
【0018】
一方および他方のピン端子12,13の中心部には摺動方向に沿った座繰り孔12A、13Aがそれぞれ形成されており、それら座繰り孔12A、13A内にはコイルバネを用いる内装弾性体14が配置されている。
内装弾性体14は、ピン端子12,13の内部に装填されているものであり、その長手方向の各端部が各ピン端子12,13の座繰り孔12A、13A内に位置決めされている。これにより、ピン端子12,13は、互いに遠ざかる習性が付与され、換言すれば、対向面同士の間隔が広げられるようになっている。
【0019】
ピン端子12,13のうちで、一方のピン端子12とチューブ11の段部11Aとの間にはコイルバネを用いる外装弾性体15が配置されている。
外装弾性体15は、内装弾性体14の外周囲に位置するものであり、一方のピン端子12の外周面に形成されているフランジ部12Bに長手方向の一端が、そして段部11Aに長手方向の他端がそれぞれ位置決めされている。
【0020】
内装弾性体14と外装弾性体15との弾性率は、次の条件により設定されている。
すなわち、一方のピン端子12は、対向するピン端子13との間隔が狭まる方向に移動すると、内装弾性体14と外装弾性体15との両者が収縮することにより両者からの合成反発力を受ける。
これに対して他方のピン端子13は、対向するピン端子12との間隔が狭まる方向に移動すると内装弾性体14が収縮する際に生じる反発力を受ける。
このため、一方のピン端子12に対しては、内装および外装の各弾性体14,15の反発力が押圧力、換言すれば、接点荷重として設定され、他方のピン端子13に対しては内装弾性体14の反発力が押圧力、つまり接点荷重として設定されるので、これら押圧力の比を接点荷重に対応させて設定されている。この結果、一方のピン端子12においては他方のピン端子13よりも大きな接点荷重が設定されていることになる。
【0021】
本実施例は以上のような構成であるから、ピン型コネクタ10が次の手順により組み立てられる。
すなわち、他方のピン端子13が装填される側であるチューブ11の小径部開口端は予めかしめられることで他方のピン端子13の抜け止めが行われている。このため、小径部に装填された他方のピン端子13は外周面に形成されている段部を開口端のかしめ部に当接させて抜け止めされる。
チューブ11の小径部に他方のピン端子13が装填されるのに続いて外装弾性体15がチューブ11の大径部に挿入され、段部11Aによって位置決めされる。
さらに、他方のピン端子13に有する座繰り孔13A内に内装弾性体14の一端が挿入された状態で一方のピン端子12がチューブ11の大径部内に装填され、チューブ11の大径部開口端がかしめられることにより一方のピン端子12の抜け止めが行われる。これにより、内装弾性体14と外装弾性体15とは長手方向の一部が径方向で同じ位置に配置されていることになり、いわゆる、延長方向でオーバーラップした状態で配置される。これにより、複数の弾性体を装備した場合でもその占有スペースを小さくできる。
【0022】
次に、図1に示したピン型コネクタ10を用いた接続ユニットについて説明する。
図2は、携帯電話のマイクロフォンやスピーカ(以下、便宜上、マイクロフォンを対象として説明する)を対象とした接続ユニット20の概略構成を示す模式図であり、同図において接続ユニット20は、マイク本体21とこれのアンプ用の回路基板22とホルダ23とを備えている。
マイク本体21は、ホルダ23に取り付けられるとともに、自らに有する接点(図示されず)がピン型コネクタ10を介して該接点と離間した位置に設けられている回路基板22の接点(図示されず)に電気的接続される。
マイク本体21と回路基板22とはホルダ23によって一体化されており、ホルダ23に形成されている支持孔にはピン型コネクタ10が装填されて固定されている。
【0023】
図2に示す構成においては、マイク本体21と回路基板22との間の間隔が各ピン端子12,13の突出態位での全長よりも小さい場合、その間隔内に位置するピン型コネクタ10の一方および他方のピン端子12,13が対向間隔を狭めて互いに接近する方向に移動する。
各ピン端子12,13が互いに接近する方向に移動すると、他方のピン端子13に対しては内装弾性体14の反発力が作用し、一方のピン端子12に対しては内装弾性体14に加えて外装弾性体15が収縮変形することでこれら両方の弾性体14,15からの合成反発力が作用する。
これにより、マイク本体21側の接点への荷重と回路基板22側の接点への荷重とを異ならせることができる。しかも、各接点に対する荷重は内装および外装の弾性体14,15同士の弾性率によって予め設定されているので、各接点の支持剛性に対応した適正な接点荷重とされる。
【0024】
図2に示した接続ユニット20によれば、複数の弾性体14,15を用いた場合でも、それら弾性体14,15の長手方向の一部をオーバーラップさせて配置しているので、これら弾性体14,15が占有する長手方向の長さを短くすることができる。これにより、チューブ11の全長を短くしてホルダ23の長さを短くできる。従って、接続ユニット20の小型化が可能となり、この接続ユニット20が装備される機器の小型化を図ることが可能となる。
【0025】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、一対のピン端子をチューブ内に長手方向に沿って摺動可能に配置し、対向するピン端子の対向面に延長方向各端部が位置するように配置されている内装弾性体の外周であって、一方のピン端子とチューブとの間に延長方向各端部が位置するように一方のピン端子を押圧する外装弾性体を配置し、ピン端子毎に対する各弾性体による押圧力を異ならせているので、複数の弾性体を用いた場合でもその長手方向の一部をオーバーラップさせた状態で配置してこれら弾性体の長手方向での占有スペースを小さくすることができる、従って、ピン端子同士の占有空間を小さくして対向する接点同士で異なる荷重を付加する場合に構造の大型化を防止することが可能となる。
【0026】
請求項2記載の発明によれば、長手方向の一部がオーバーラップして配置されている複数の弾性体からの反発力を一方のピン端子に、そして複数の弾性体の一つからの反発力のみを他方のピン端子にそれぞれ作用させることができるので、ピン端子同士の占有空間を小さくした状態で異なる接点荷重を各ピン端子毎で正確に設定することが可能となる。
【0027】
請求項3記載の発明によれば、一対のピン端子をチューブ内に長手方向に沿って摺動可能に配置するとともに、チューブ内において、ピン端子の対向面に延長方向各端部が位置するように配置されている内装弾性体および、内装弾性体の外周であって、一方のピン端子とチューブとの間に延長方向各端部が位置するように配置されている外装弾性体がその長手方向の一部をオーバーラップさせた状態で設けられているので、複数の弾性体を備えた場合での占有スペースを小さくすることができる。従って、接続ユニットを配置するスペースを小さくして小型なものとすることが可能となる。
【0028】
請求項4記載の発明によれば、内装弾性体だけの押圧力による接点荷重と、内装弾性体に加えて外装弾性体を用いることによる合成押圧力を接点荷重とする場合とを設定できるので、接続ユニットが用いられる機器における接点での支持剛性に応じた接点荷重を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例による電気的接続装置の一例であるピン型コネクタの構成を示す断面図である。
【図2】図1に示したピン型コネクタが用いられる接続ユニットの概略構成を説明するための模式図である。
【図3】電気的接続装置の一例であるスプリングコネクタの従来例を説明するための断面図である。
【図4】図3に示したスプリングコネクタの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
10 電気的接続装置の一例であるピン型コネクタ
11 チューブ
11A 段部
12 一方のピン端子
12A 座繰り孔
13 他方のピン端子
13A 座繰り孔
14 内装弾性体
15 外装弾性体
20 接続ユニット
21 マイク本体
22 回路基板
23 ホルダ
Claims (4)
- 対向する接点にそれぞれ当接可能な一対のピン端子と、該ピン端子を上記接点に対して押圧する弾性体とを導電性のチューブ内に配置した電気的接続装置であって、
上記一対のピン端子は、上記チューブ内に長手方向に沿って摺動可能に配置され、
上記弾性体は、上記ピン端子の対向面に延長方向各端部が位置するように配置された内装弾性体と、上記内装弾性体の外周であって、一方のピン端子と上記チューブとの間に延長方向各端部が位置するように配置された外装弾性体とを備え、
上記ピン端子毎に対する各弾性体による押圧力を異ならせる構成を備えている
ことを特徴とする電気的接続装置。 - 上記一方のピン端子は、対向するピン端子との間隔が狭まる方向に移動すると、上記内装弾性体と上記外装弾性体とに生じる反発力に見合う押圧力が付与され、
他方のピン端子は、対向するピン端子との間隔が狭まる方向に移動すると、上記内装弾性体に生じる反発力に見合う覆う圧力が付与される
ことを特徴とする請求項1記載の電気的接続装置。 - 離間した位置に設けられている接点同士を電気的接続するための接続ユニットであって、
上記接点にそれぞれ対向して当接可能な一対のピン端子と、
上記ピン端子をそれぞれ上記接点に向けて押圧する弾性体と、
上記ピン端子および上記弾性体をそれぞれ内部に配置した導電性のチューブと、
上記チューブを上記接点間で支持する支持部材とを有し、
上記一対のピン端子は、上記チューブ内に長手方向に沿って摺動可能に配置され、
上記弾性体は、上記ピン端子の対向面に延長方向各端部が位置するように配置された内装弾性体と、該内装弾性体の外周であって、一方のピン端子と上記チューブとの間に延長方向各端部が位置するように配置された外装弾性体とを備え、長手方向の一部が互いにオーバーラップした状態で設けられている
ことを特徴とする接続ユニット。 - 上記一方のピン端子は、上記内装弾性体からの押圧力に加えて上記外装弾性体からの押圧力とを合成した接点荷重が設定され、他方のピン端子は、上記内装弾性体からの押圧力による接点荷重が設定されていることを特徴とする請求項3記載の接続ユニット。
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