JP5074179B2 - コンタクト部材及び電気コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、コンタクト部材及びこのコンタクト部材を用いた電気コネクタ（以下、単にコネクタと言う）に関するものである。

相手側導体に押し付けられる接触部と、例えばプリント配線板（以下、単に配線板と言う）に半田付けされる半田付け部とを備えた片持梁状のコンタクト部材が知られている。このコンタクト部材の一例を図６〜図９を参照して説明する。
コンタクト部材１００は、基部１０１と、コンタクトビーム１０３と、半田付け部１０５を主たる構成要素とする。コンタクトビーム１０３は、基部１０１の一端から延設される延設部１０３ａと、延設部１０３ａから折り返して形成される折返し部１０３ｂとから構成される。基部１０１の幅方向の両端には、圧入突起１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）が形成されている。また、コンタクトビーム１０３の先端には、接触部１０４が形成されている。

図７に示すように、コンタクト部材１００は、ハウジング１１０に保持されてコネクタ２００を構成する。図８に示すように、コンタクト部材１００は、ハウジング１１０に形成されたコンタクトキャビティ１１１（以下、単にキャビティ１１１）に収容される。つまり、キャビティ１１１内において圧入突起１０２（以下、単に突起１０２）がハウジング１１０に圧入されて、コンタクト部材１００が、ハウジング１１０に固定される。この場合、突起１０２から先のコンタクトビーム１０３、つまり延設部１０３ａから接触部１０４までの部分がばねとして有効に機能する。

コネクタ２００と相手側機器３００とを電気的に接続する場合、図９に示すように、接触部１０４と相手側機器３００の導体部３０１を対向するように相手側機器３００を配置した後に、相手側機器３００はコネクタ２００に向けて押し込まれる。接触部１０４が導体部３０１に接触した後に、さらに相手側機器３００が押し込まれると、コンタクトビーム１０３は弾性変形する。この弾性変形によって、接触部１０４は導体部３０１に押し付けられる。接触部１０４と導体部３０１の電気的な接続を確実にするためには、接触部１０４の弾性変位可能な範囲が大きいことが好ましい。なお、接触部１０４が変位する方向を、コンタクト部材の高さ方向と定義する。

ところで、コネクタ２００の適用例として、相手側機器３００を電池とする携帯電話機がある。携帯電話機の小型化に伴って、コネクタ２００、さらには従来のコンタクト部材１００の小型化が進んでいる。コンタクト部材１００は、基部１０１の幅方向の寸法を小さくし、また接触部１０４の変位方向の寸法（この寸法を、高さとする）を小さくすることにより、小型化される。
コンタクト部材１００を小型化した場合、接触部１０４の弾性変位を大きくすることが難しい。ばねとして有効に機能する長さ（以下、ばね長と言う）が短い片持梁状のコンタクトビームは、大きく変位させると塑性変形を起こしやすいからである。この問題に対して従来のコンタクト部材１００は、コンタクトビーム１０３を折り返して形成することにより、ばね長を実質的に長くしている。ばね長を長くするためだけであれば、折返しを２度行うこともできるが、高さの点で小型化にとって不利である。
なお、コンタクトビーム１０３が基部に対して折り返して形成された片持梁状のコンタクト部材は、例えば特許文献１、２にも記載されている。

特開２０００−５８１６１号公報（図１） 特開２００２−２５７３０号公報（図１）

従来のコンタクト部材１００は、半田付け部１０５とコンタクトビーム１０３の延設部１０３ａとが同一平面上に並列に配置されている。したがって、従来のコンタクト部材１００は、基部１０１に加えて半田付け部１０５の分だけ幅が大きくなる。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、コンタクトビームが折り返して形成されているコンタクト部材の幅を小さくすることを目的とする。本発明はまた、そのようなコンタクト部材を備えた、小型化に有利なコネクタを提供することを目的とする。

本発明は、絶縁性のハウジングに保持されてコネクタを構成するコンタクト部材であって、平板状の基部と、基部の幅方向の一端を折り曲げて形成された第１折曲げ片と、基部の幅方向の他端を折り曲げて形成された第２折曲げ片と、基部から延び、かつ第１折曲げ片との間、及び、第２折曲げ片との間、の各々に切り込みを設けて配置される延設部と、延設部の所定位置で折り返して基部と対向するように配置される折返し部とからなるコンタクトビームと、プリント配線板に半田付けされる半田付け部と、を備え、半田付け部が第１折曲げ片及び第２折曲げ片の少なくとも一方に設けられ、基部から延設部が延びる方向に延びている、ことを特徴とする。
本発明によるコンタクト部材は、これまで幅方向を占有していた半田付け部を、基部の幅方向に折り曲げることにより、幅が小さくされる。

本発明において、第１折曲げ片及び第２折曲げ片は、コンタクトビームの折返し部が配置される側に折り曲げられていることが好ましい。折返し部が配置される側には、折返し部がそもそも存在しており、第１折曲げ片及び第２折曲げ片を折り曲げても、コンタクト部材の高さが高くならない。

本発明は、以上のコンタクト部材が絶縁性のハウジングに保持されたコネクタを提供する。このコネクタにおいて、コンタクト部材の第１折曲げ片及び第２折曲げ片は、おのおの、基部に対向する端面を備え、ハウジングに圧入される圧入突起がこの端面に形成されることが好ましい。この場合、ハウジングは、基部に接触する第１保持面と、第１保持面と対向し、かつ第１折曲げ片及び第２折曲げ片の端面に接する第２保持面とを備える。そうすると、コンタクト部材は、基部、第１折曲げ片及び第２折曲げ片が、第１保持面と第２保持面の間に拘束されて、ハウジングに保持される。つまり、本発明のコンタクト部材は、高さ方向にハウジングにより保持される。詳しくは後述するが、そうすることにより、本発明のコネクタは、ばね長を短くすることなく、コンタクト部材をハウジングに確実に保持することができる。

本発明によれば、基部に対して折り返されたコンタクトビームを有するコンタクト部材の幅を従来よりも小さくすることができる。このコンタクト部材を備えたコネクタは、小型化に有利である。

以下、添付図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１に示される本実施形態は、例えば携帯電話機の中で電池５０と図示しないプリント配線板とを電気的に接続する（以下、単に接続する、という）コネクタ１０に関するものである。
コネクタ１０は、コンタクト部材２０，３０と、これらコンタクト部材２０、３０を保持するハウジング４０とから構成される。コンタクト部材２０は、電池５０の導体パッド５１に接続され、コンタクト部材３０は、電池５０の導体パッド５２に接続される。コンタクト部材２０，３０は、一般的に高弾性と高導電性とを兼ね備えた銅合金を打ち抜いて一体的に形成される。ハウジング４０は、絶縁材である樹脂を射出成形することにより一体的に形成される。
本実施形態は、コンタクト部材２０，３０の構造に特徴があるが、コンタクト部材３０は、コンタクトビームを２つ備えていることを除き、コンタクト部材２０と構造がほぼ同じである。したがって、以下では、コンタクト部材３０についての具体的な説明は省略する。

はじめに、図２を参照して、コンタクト部材２０について説明する。なお、コンタクト部材２０は、図４に矢印で示す向きにハウジング４０に挿入される。このとき、ハウジング４０に先に挿入される側を前端とし、その反対側を後端として以下の説明を進める。
コンタクト部材２０は、平板状の基部２１と、コンタクトビーム２２とを備えている。コンタクトビーム２２は、基部２１と同一平面上を後端に向けて延びる延設部２２ａと、延設部２２ａの後端を折り返して形成された折返し部２２ｂとから構成される。延設部２２ａは、後述する折曲げ片２４と折曲げ片２７の間に配置される。また、折返し部２２ｂは、基部２１と対向するように配置される。コンタクトビーム２２（折返し部２２ｂ）の先端には、Ｕ字状に湾曲した接触部２３が設けられている。接触部２３は、電池５０の導体パッド５１に接触される。

コンタクト部材２０は、基部２１の幅方向の両端を折り曲げて形成された折曲げ片２４、２７を有している。折曲げ片２４、２７は、コンタクトビーム２２側に向かって折り曲げられている。折曲げ片２４、２７は所定の機械的強度を得ることができれば足りるので、その高さを折返し部２２ｂの高さよりも大きくする必要がない。したがって、本実施の形態によるコンタクト部材２０の高さは、従来のコンタクト部材１００より高くなることがない。折曲げ片２４、２７は、当初には基部２１の幅方向の両側から基部２１と同一平面上に延設されていた部分を、曲げ加工して形成されたものである。基部２１の平面方向を０°とし、ここから折り曲げられた角度を折り曲げ角度とすると、折曲げ片２４、２７の折り曲げ角度は９０°である。折曲げ片２４、２７は、前端から所定の位置にかけて、おのおの接続部２４ａ、２７ａを介して基部２１と繋がっているが、前記所定の位置から後端に向けて、折曲げ片２４、２７と延設部２２ａの間には、おのおの、切込み２８、２９が設けられている。詳しくは後述するが、コンタクトビーム２２のばね長を長くするために、切込み２８、２９が設けられている。
折曲げ片２４の後端側には、半田付け部２５が設けられている。半田付け部２５は、折曲げ片２７の後端よりも突出して形成されている。なお、折曲げ片２７にも半田付け部２５を設けてもよい。
折曲げ片２４、２７の上端面、つまり基部２１と対向する端面に、おのおの、圧入突起２６（以下、単に突起２６という）が形成されている。折曲げ片２４、２７の前端に形成される突起２６は、ハウジング４０に形成された圧入凹部４４に圧入される。

次に、図３、図４に示すように、ハウジング４０は、コンタクト部材２０を収容するコンタクトキャビティ４１（以下、単にキャビティ４１）と、コンタクト部材３０を収容するコンタクトキャビティ４５を備えている。なお、図３において、Ｈが付された両矢印が高さ方向を、またＷが付された両矢印が幅方向を示している。
ハウジング４０には、キャビティ４１を区画する下壁４２と上壁４３が形成されている。下壁４２は、コンタクト部材２０と同じ位の幅を有しており、キャビティ４１のほぼ全域に設けられている。上壁４３は、キャビティ４１の幅方向の両側であって、コンタクト部材２０がハウジング４０に保持された状態において、コンタクト部材２０の折曲げ片２４、２７におのおの対応する領域に設けられている。上壁４３には、折曲げ片２４、２７の突起２６が圧入される圧入凹部４４が形成されている。

コンタクト部材２０、３０は、おのおの、図４に示す矢印の向きにハウジング４０に挿入される。コンタクト部材２０は、キャビティ４１に収容された状態で、折曲げ片２４、２７の突起２６がハウジング４０の圧入凹部４４に圧入されて、ハウジング４０に対して抜け止めされる。この状態で、コンタクト部材２０の基部２１の下面が下壁４２に接触され、またコンタクト部材２０の折曲げ片２４、２７の上端面が上壁４３に接触される（図３（ｂ）、（ｃ））。したがって、下壁４２は基部２１の保持面として機能し、上壁４３は折曲げ片２４、２７の保持面として機能する。このように、コンタクト部材２０は、ハウジング４０と３つの面が接しているため、ハウジング４０に確実に保持される。

図５に示すように、コネクタ１０はコンタクト部材２０が電池５０の導体パッド５１に対向された状態で電池５０が押し込まれ、コンタクト部材２０の接触部２３は導体パッド５１に接触される。さらに電池５０が所定位置まで押し込まれると、コネクタ１０の接続作業が完了する。このとき、コンタクトビーム２２は弾性変形し、この弾性変形の反力によって、接触部２３は導体パッド５１に押し付けられる。

次に、本実施形態の作用、効果について説明する。
本実施形態によるコンタクト部材２０は、基部２１の幅方向の両側に折曲げ片２４、２７を設け、半田付け部２５を折曲げ片２４に設けた。したがって、半田付け部１０５がコンタクトビーム１０３（延設部１０３ａ）の側方に並列に配置されていた従来のコンタクト部材１００よりも、折曲げ片２４、２５の高さに相当する分だけ、コンタクト部材２０の幅は小さい。特に、本実施形態は、半田付け部２５が設けられた側だけでなく、これと対向する側も折り曲げて折曲げ片２７を形成したので、コンタクト部材２０の幅はより小さくされる。

本実施形態によるコンタクト部材２０の構成は、以下説明するように、ばね長を長くするためにも適している。
図６に示した従来のコンタクト部材１００のばね長を長くするには、半田付け部１０５と基部１０１の間に形成された切込み１０６を前端側に延ばせばよい。しかし、切込み１０６を互いに対向する突起１０２ａ、１０２ｂの間まで延ばすと、基部１０１の幅方向の剛性が低下してしまう。基部１０１の幅方向の剛性が低下したコンタクト部材１００は、キャビティ１１１に挿入されても、しっかりと固定されないので、ハウジング１１０から容易に抜けてしまう。このように、ハウジング１１０から受ける拘束力が幅方向に加えられる従来のコンタクト部材１００の場合、切込み１０６を突起１０２ａ、１０２ｂの間まで延ばすことができない。つまり、従来のコンタクト部材１００の構造によると、ハウジング１１０による保持力の確保とばね長の確保とを両立させることができない。

これに対して本実施形態によるコンタクト部材２０は、前述したように、基部２１の下面がハウジング４０の下壁４２に保持され、また折曲げ片２４、２７の上面がハウジング４０の上壁４３に保持される。つまり、コンタクト部材２０がハウジング４０から保持される方向は高さ方向である（図３（ｂ）、（ｃ））。ここで、コンタクト部材２０の切込み２８、２９を長くしても、基部２１、折曲げ片２４、２７は、高さ方向の剛性が保たれる。よって、切込み２８、２９を長くしても、コンタクト部材２０がハウジング４０に保持される力が弱くなることがない。したがって、コンタクト部材２０は、ハウジング４０による保持力の確保とばね長の確保を両立させることができる。また、換言すれば、突起２６を設ける位置がばね長に制約されることがないので、コンタクト部材２０の設計の自由度が大きいと言える。

さらに、本実施形態によるコンタクト部材２０は、以下説明するように、コンタクト部材１００に比べて、ハウジング４０により確実に保持される。
コネクタ１０が電池５０と所定の接続状態（図５（ｃ））にあるときに、コンタクト部材２０の基部２１は、前端（突起２６）を中心として時計回りのモーメントを受ける。このモーメントの向きは、コンタクト部材２０の高さ方向と概ね一致する（図３（ｃ）参照）。本実施形態によるコンタクト部材２０は、前述したように、折曲げ片２４、２７の上端面に加えて基部２１の下面がハウジング４０の下壁４２に保持されている。つまり、基部２１は、高さ方向の動きが拘束されている。したがって、基部２１が上述のモーメントを受けても、基部２１は時計回りに動くことがない。

以上説明したように、本発明によれば、折り返されたコンタクトビームを備えた片持梁状のコンタクト部材のばね長を短くすることなく、幅を小さくできる。このことは、同一のばね長を得るのに、コンタクト部材のサイズをより小さくできることを示唆している。また、本発明によれば、コンタクト部材、より具体的には接触部の位置ずれを防止できるので、相手側機器との適切な接触状態を保つことができる。

上記実施形態による折曲げ片２４、２７は、コンタクトビーム２２側に向かって折り曲げられているが、本発明は、折曲げ片２４、２７をこれと反対側に折り曲げる形態を包含する。この場合でも、コンタクト部材２０の幅を小さくできる。ただし、本実施形態のコンタクト部材２０のように、コンタクトビーム２２が折り返された側に折曲げ片２４、２７を形成すると、高さを高くすることなく、幅を小さくできるので、コンタクト部材２０の小型化にとって有利である。
また、上記実施形態による折曲げ片２４、２７の折り曲げ角度は９０°であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、折り曲げ角度が３０°であっても、従来のコンタクト部材１００と比べて幅を小さくできる。ただし、折り曲げ角度９０°が、幅縮小にとって最も有利である。
さらに、以上ではコンタクトビーム２２が一つのコンタクト部材２０について説明したが、コンタクトビームが２つのコンタクト部材３０はもちろん、コンタクトビームが３以上のコンタクト部材についても本発明を適用することができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択し、さらに他の構成に適宜変更することが可能である。

本実施形態によるコネクタを示す斜視図であり、（ａ）はコンタクト部材が配置された表側から視た図、（ｂ）は裏側から視た図である。 本実施形態によるコンタクトの斜視図であり、（ａ）はコンタクトビーム側から視た図、（ｂ）は基部側から視た図である。 本実施形態によるコネクタを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の３ｂ−３ｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）の３ｃ−３ｃ矢視断面図である。 本実施形態によるコネクタを示す分解斜視図である。 本実施形態によるコネクタを電池に接続する様子を示す図である。 従来のコンタクト部材の一例を示し斜視図であり、（ａ）はコンタクトビーム側から視た図、（ｂ）は基部側から視た図である。 図６に示したコンタクト部材を備える従来のコネクタの一例を示す斜視図である。 図７に示すコネクタの部分断面図であり、（ａ）はコンタクト部材の基部を含む平断面図であり、（ｂ）は（ａ）の８ｂ−８ｂ矢視断面図である。 従来のコネクタを相手側機器に接続する様子を示す図である。

符号の説明

１０…コネクタ、２０，３０…コンタクト部材、２１…基部、２２…コンタクトビーム、２２ａ…延設部、２２ｂ…折返し部、２３…接触部、２４，２７…折曲げ片、２５…半田付け部、２６…圧入突起、２８，２９…切込み、４０…ハウジング、４１，４５…収容キャビティ、４２…下壁、４３…上壁、４４…圧入凹部、５０…電池、５１…導体パッド

Claims (5)

1. 絶縁性のハウジングに保持されて電気コネクタを構成するコンタクト部材であって、
   平板状の基部と、
   前記基部の幅方向の一端を折り曲げて形成された第１折曲げ片と、
   前記基部の幅方向の他端を折り曲げて形成された第２折曲げ片と、
   前記基部から延び、かつ前記第１折曲げ片との間、及び、前記第２折曲げ片との間、の各々に切り込みを設けて配置される延設部と、前記延設部から折り返して前記基部と対向するように配置される折返し部とからなるコンタクトビームと、
   プリント配線板に半田付けされる半田付け部と、を備え、
   前記半田付け部は、前記第１折曲げ片及び前記第２折曲げ片の少なくとも一方に設けられ、前記基部から前記延設部が延びる方向に延びている、ことを特徴とするコンタクト部材。
2. 前記第１折曲げ片及び前記第２折曲げ片は、前記コンタクトビームの前記折返し部が配置される側に折り曲げ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. 前記第１折曲げ片及び前記第２折曲げ片は、おのおの、前記基部に対向する端面に、前記ハウジングに圧入される圧入突起が形成されてい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. 相手側導電体と電気的に接触するコンタクト部材が絶縁性のハウジングに保持された電気コネクタであって、
   前記コンタクト部材として、請求項１〜３のいずれかに記載のコンタクト部材を用いることを特徴とする電気コネクタ。
5. 前記ハウジングは、前記基部に接触する第１保持面と、前記第１保持面と対向し、かつ前記第１折曲げ片及び前記第２折曲げ片の前記端面に接する第２保持面と、を備え、
   前記コンタクト部材は、前記基部、前記第１折曲げ片及び前記第２折曲げ片が、前記前記第１保持面と前記第２保持面の間に拘束されて、前記ハウジングに保持されることを特徴とする請求項４に記載の電気コネクタ。

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