JP5190741B2 - スプリングコネクタ - Google Patents

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Description

本発明は、主として携帯電話機その他の小型電子機器におけるバッテリのコネクタとして使用され、ポゴピン、スプリングプローブなどとも呼ばれるスプリングコネクタに関するものである。

この種の従来のスプリングコネクタは、円筒管からなる円筒状外ピンの中に、コイルスプリングにより付勢された無垢の丸棒からなる円柱状内ピンを進退自在に嵌合し、この円柱状内ピンの先端部を円筒状外ピンから突出させ、この突出端部をバッテリの端子に圧接して電気的に接続するものである。
このようなスプリングコネクタは、金属の円柱状内ピンと円筒状外ピンにハウジングへの係止突起部、端子部、円筒状外ピンと円柱状内ピンの相互の係合部などを形成するために、切断加工、絞り加工などを旋盤やプレス機により面倒な加工を行わなければならず、コスト高になるという問題があった。

金属の無垢の丸棒や円筒管の切断加工、絞り加工などにより形成されたものに代えて、図7及び図8に示すような一枚の導電性金属板を型抜きし、折り曲げ加工して外ピンと内ピンを角筒状に形成したものが知られている(特許文献1)。
これらの図において、従来のスプリングコネクタ10は、角筒状外ピン11と角筒状内ピン12とコイルスプリング13とからなる。
前記角筒状外ピン11は、一枚の導電性金属板を背板部11a、側板部11b、前板部11c、切り欠き11d、係止片部11e、底板部11f、端子部11gとなるように型抜きし、折れ線の箇所を折り曲げ加工して角筒状に形成したものである。この角筒状外ピン11における上半分の前板部11cは、1/2の幅のものを左右から突き合わせることにより、切り欠き11d部分がガイド溝19を構成している。また、左右の係止片部11eを外側に折り曲げて係止片23を構成し、左右の底板部11fを折り曲げて底板を構成し、この底板から端子部11gを下向きに折り曲げて端子片20を構成している。

前記角筒状内ピン12は、一枚の導電性金属板を背板部12a、側板部12b、前板部12c、ガイド片部12d、接触片部12eとなるように型抜きし、折れ線の箇所を折り曲げ加工して前記角筒状外ピン11内に遊嵌するように角筒状に形成したものである。この角筒状内ピン12における下方部のガイド片部12dは、外向きに突出するように左右から突き合わせることにより、前記ガイド溝19に係合しつつ進退するガイド突片21を構成している。また、上端の接触片部12eを弧状に折り曲げて前板部12cに係止することにより接触部22を構成している。

以上のように構成された角筒状外ピン11と角筒状内ピン12の中にコイルスプリング13を収容し、図7に示すように、ハウジング14と回路基板15の間に、上ホルダー16と下ホルダー17で垂直に保持する。すると、角筒状外ピン11の端子片20が回路基板15に電気的に接続され、角筒状外ピン11の係止片23は、下ホルダー17と上ホルダー16に挟まれて固定される。角筒状内ピン12は、そのガイド突片21が角筒状外ピン11のガイド溝19にガイドされてコイルスプリング13により上端部の接触部22が角筒状外ピン11から突出している。
このような構成において、電池パック18等の他の機器の端子部を角筒状内ピン12の接触部22に接触させて押し込むと、コイルスプリング13に抗して角筒状内ピン12が押し下げられ、角筒状内ピン12、角筒状外ピン11、端子片20を経て回路基板15に電気的に接続される。

WO2005/112200号公報

従来のスプリングコネクタ10には、次のような問題があった。
(1)角筒状外ピン11と角筒状内ピン12は、一枚の導電性金属板の打ち抜きと折り曲げ加工であるから加工が簡単であるという効果と、角筒状内ピン12の内部にコイルスプリング13を収容するので、全体の高さも低くできるという効果を有する。
しかし、角筒状内ピン12の内部にコイルスプリング13が収容され、この角筒状内ピン12を角筒状外ピン11に進退自在に嵌合するものであるから、角筒状内ピン12の内部の縦横の寸法がコイルスプリング13の直径より大きいこと、角筒状外ピン11は、角筒状内ピン12を遊嵌するものであるから、角筒状外ピン11の内部の縦横の寸法が角筒状内ピン12の縦横の寸法よりさらに大きいことが必要となり、スプリングコネクタ10全体の形状の小型化に限度があった。
(2)角筒状外ピン11と角筒状内ピン12は、それぞれ背板部、側板部、前板部その他の複雑な形状に打ち抜き、折り曲げ加工していたので、やはり依然として加工性に問題があった。

本発明の目的は、コンタクトのハウジングからの突出部分をコイルスプリングの直径よりも小さくでき、かつ、コイルスプリングがコンタクトから外れて飛び出さないようにすることにある。

本発明による請求項1記載のスプリングコネクタは、ハウジングに、コイルスプリングで付勢されたコンタクトを進退自在に設けるとともに、このコンタクトと電気的に接続したターミナルを固定的に設けたスプリングコネクタにおいて、前記コンタクトは、細長い導電性金属板のU字形の折り曲げにより加工し、このコンタクトにおける他の機器と電気的に接触する天板部の裏面に、前記コイルスプリングの外れ防止用係止突部を、コイルスプリングの内径より小さい幅で、折り曲げ加工により一体に設けたことを特徴とする。

本発明による請求項2記載のスプリングコネクタは、コイルスプリングの外れ防止用係止突部は、少なくともコイルスプリングの端部の水平な座巻き部に係合する長さとしたことを特徴とする。

本発明による請求項記載のスプリングコネクタは、前記コンタクトにおける他の機器と電気的に接触する天板部の幅をコイルスプリングの内径より小さくしたことを特徴とする。

本発明による請求項記載のスプリングコネクタは、コンタクトにおける天板部の他の機器と電気的に接触する面を上向きに湾曲させることにより膨出した接触部を一体に設けたことを特徴とする。

請求項1記載の発明によれば、ハウジングに、コイルスプリングで付勢されたコンタクトを進退自在に設けるとともに、このコンタクトと電気的に接続したターミナルを固定的に設けたスプリングコネクタにおいて、前記コンタクトは、細長い導電性金属板のU字形の折り曲げにより加工し、このコンタクトにおける他の機器と電気的に接触する天板部の裏面に、前記コイルスプリングの外れ防止用係止突部を、コイルスプリングの内径より小さい幅で、折り曲げ加工により一体に設けたので、コンタクトの幅をコイルスプリングの直径よりも小さくして、コイルスプリングの一部がコンタクトからはみ出してもコンタクトの進退動でコイルスプリングが外れることがない。また、コンタクトの幅をコイルスプリングの直径よりも小さくすることによりスプリングコネクタの形状をより小型化できる。加えて、全ての加工を一連のプレス加工により簡単にコンタクトを形成することができる。

請求項2記載の発明によれば、コイルスプリングの外れ防止用係止突部は、少なくともコイルスプリングの端部の水平な座巻き部に係合する長さとしたので、コンタクトの進退動が繰り返し行われてもコイルスプリングが外れて飛び出るようなことがない。

請求項記載の発明によれば、前記コンタクトにおける他の機器と電気的に接触する天板部の幅をコイルスプリングの内径より小さくしたので、全ての加工を一連のプレス加工により簡単にコンタクトを形成することができる。

請求項記載の発明によれば、コンタクトにおける天板部の他の機器と電気的に接触する面を上向きに湾曲させることにより膨出した接触部を一体に設けたので、天板部の裏面にコイルスプリングの外れ防止用係止突部を一体に設けても、天板部の表面の接触部における他の機器との接触をより確実にすることができる。

本発明によるスプリングコネクタを説明するための参考例を示すもので、図4におけるA−A線断面図である。 同上、図4におけるB−B線断面図である。 同上、正面図である。 同上、平面図である。 同上、ターミナル25とコンタクト26の斜視図である。 本発明によるスプリングコネクタの実施例を示すコンタクト26の斜視図である。 従来のスプリングコネクタの断面図である。 同上、角筒状外ピン11と角筒状内ピン12の斜視図である。

本発明は、ハウジング24に、コイルスプリング27で付勢されたコンタクト26を進退自在に設けるとともに、このコンタクト26と電気的に接続したターミナル25を固定的に設けたスプリングコネクタにおいて、前記コンタクト26は、コイルスプリング27の直径より細幅の細長い導電性金属板のU字形の折り曲げにより加工し、このコンタクト26における他の機器と電気的に接触する天板部26bの裏面に、前記コイルスプリング27の外れ防止用係止突部26dを、コイルスプリング27の内径より小さい幅で、折り曲げ加工により一体に設ける。

前記コイルスプリング27の外れ防止用係止突部26dは、コイルスプリング27の端部の水平な座巻き部27aと、この座巻き部27aに続く少なくとも1巻きの螺旋部27bに係合する長さとする。

前記コンタクト26おける他の機器と電気的に接触する天板部26bの幅をコイルスプリング27の内径より小さくする。

【0024】
前記コンタクト26における天板部26bの他の機器と電気的に接触する面を上向きに湾曲させることにより膨出した接触部26eを一体に設ける。
【参考例】

本発明の参考例を図1ないし図5に基づき説明する。
本発明の参考例によるスプリングコネクタは、ハウジング24とターミナル25とコンタクト26とコイルスプリング27からなる。
前記ターミナル25は、導電性金属板を1個ずつ型抜きし、折り曲げ加工することができるが、本発明の参考例では、長い導電性金属板を所定間隔で複数個連鎖的に型抜きしたのち、折り曲げ加工したものである。
図5に示すように、このターミナル25は、底板部25aの両側からくの字状に折曲して垂直に立ち上がらせた2個の接触片部25bと、前記底板部25aの前後から係止孔部25eをくり抜いて垂直に立ち上がらせた2個の係止片部25dと、このくり抜いた部分の底板部25aから水平方向に伸びた2個の端子部25cで構成されている。

前記コンタクト26は、導電性金属板を1個ずつ型抜きし、折り曲げ加工することができるが、本発明の参考例では、前記ターミナル25と同様、長い導電性金属板を所定間隔で複数個連鎖的に型抜きしたのち、折り曲げ加工したものである。
図5に示すように、前記コンタクト26は、その幅dが前記コイルスプリング27の直径よりも細長い導電性金属板の中間部にプレス絞り加工などにより係止突部26dを形成し、この係止突部26dを形成した部分が天板部26bとなるようにU字形に折曲して両側に側板部26aを形成し、これらの側板部26aの端部の両側に係合突部26cを形成している。このため、両側板部26a以外の2つの面は、開口した窓を形成している。前記係止突部26dは、天板部26bの内側に十分に突出させることにより、少なくとも後述するコイルスプリング27の端部の水平な座巻部27aとこれに続く1つ目の螺旋部27bに係合してコンタクト26の進退動時に簡単に外れないような長さに構成されている。前記天板部26bの上面には、電池パック18等の他の機器の端子部との接触を良好にするためにリング状にわずかに膨出した接触部26eを形成することが好ましい。このコンタクト26は、その2枚の側板部26aの内側寸法が前記コイルスプリング27の外径よりわずかに大きいが、側板部26aの幅dが前記コイルスプリング27の外径より小さくすることにより、可能な限り小型化を図っている。

前記コイルスプリング27は、図1及び図2に示すように、両端の水平な座巻部27aの外径を螺旋部27bよりわずかに小さくしてこの座巻部27aに続く螺旋部27bの内側に密着させている。

前記ハウジング24は、絶縁性合成樹脂又は導電性金属材料からなり、図1ないし図4に示すように、略直方体をなし、前記ターミナル25とコンタクト26とコイルスプリング27からなる1組のスプリングコネクタが組み込まれる例を示している。しかし、前記ハウジング24は、複数組のスプリングコネクタを所定間隔で組み込むものであってもよい。
前記ハウジング24は、垂直方向に前記コンタクト26を遊嵌して進退するためのコンタクト突出孔24aを貫通形成し、このコンタクト突出孔24aの両側にターミナル25の接触片部25bを挿入する接触片収納溝24bが形成され、さらに、前記コンタクト26の係合突部26cが進退するが所定以上突出しないように段部24fを有する係合突部案内溝24cが底部側から形成されている。前記ハウジング24の外側の2面には、前記係止片部25dが下から嵌め込まれる浅い溝部24eとこの溝部24eの中間部に係止突部24dが設けられている。

以上のような構成によるハウジング24に、コンタクト26とコイルスプリング27とターミナル25を組み立てる順序を説明する。
ハウジング24のコンタクト突出孔24aに底部側からコンタクト26を嵌合する。すると、コンタクト26の係合突部26cが係合突部案内溝24cに沿って段部24fに係止するまでスライドし、天板部26b側がハウジング24の上面から突出する。
つぎに、コンタクト突出孔24aに底部側からコイルスプリング27を挿入する。すると、コイルスプリング27の上端の座巻部27aとこれに続く螺旋部27bが係止突部26dに嵌合する。

つぎに、接触片収納溝24bに底部側からコイルスプリング27の両側の接触片部25bを挿入するとともに、溝部24eに両側の係止片部25dを嵌め込む。コイルスプリング27の下端部がハウジング24の底部側から突出しているが、底板部25aでコイルスプリング27に抗して押し込むと、係止孔部25eが係止突部24dを乗り越えて係止する。このとき、コイルスプリング27が圧縮されるので、コンタクト26は、係合突部26cが係合突部案内溝24cの上方段部24fで係止し、コンタクト26がハウジング24から突出して組み立てが完了する。

【0031】
以上のように組み立てられたスプリングコネクタにおいて、コンタクト26の上端部の接触部26eに、電池パック18などの他の機器の下面の端子部を接触させて押し込むと、コイルスプリング27に抗してコンタクト26が押し下げられ、このコンタクト26の側板部26aがターミナル25の接触片部25bに面接触しながら下降する。このため、他の機器の端子部は、コンタクト26の側板部26a、ターミナル25の接触片部25b、底板部25a、端子部25cを経て回路基板15に電気的に接続される。
【実施例1】

【0032】
前記参考例では、コンタクト26の係止突部26dを細長い導電性金属板にプレス絞り加工などにより係止突部26dを形成した例を示した。
しかし、これに限られるものではなく、図6に示すように折り曲げ加工だけで構成することができる。さらに詳しくは、前記コンタクト26は、その幅dが前記コイルスプリング27の直径よりも細長い導電性金属板をU字形に折曲して両側に側板部26aを形成し、これらの側板部26aの端部の両側に係合突部26cを形成している点で参考例と同様であるが、係止突部26dを形成する天板部26bの部分の幅d1を、コイルスプリング27の座巻部27aとこの座巻部27aに続く螺旋部27bが係合する程度に狭くし、中央部で下向きに2つ折りし、天板部26bの両側部分でそれぞれ係止突部26dと側板部26aとの間にコイルスプリング27が係合する隙間をもって折り返したものである。このとき、天板部26b部分は、上向きにやや湾曲させることにより、接触部26eの他の機器の端子部との接触を良好にする。この実施例では、型抜き後に、折り曲げ加工だけで構成でき、参考例のプレス絞りよりは加工が容易である。
【実施例2】

前記参考例及び実施例1では、コンタクト26の幅dをコイルスプリング27の直径よりも小さくし、かつ、細幅板をU字形に折り返すことによりコンタクト26の両側に窓を開口させてコイルスプリング27の一部がコンタクト26の両側の窓からはみ出るように構成した。
しかし、これに限られるものではなく、コンタクト26の1つの面だけ窓を開口させ、コイルスプリング27の一部がコンタクト26の1つの窓だけからはみ出るように構成することもできる。

10…従来のスプリングコネクタ、11…角筒状外ピン、12…角筒状内ピン、13…コイルスプリング、14…ハウジング、15…回路基板、16…上ホルダー、17…下ホルダー、18…電池パック、19…ガイド溝、20…端子片、21…ガイド突片、22…接触部、23…係止片、24…ハウジング、25…ターミナル、26…コンタクト、27…コイルスプリング。

Claims (4)

  1. ハウジングに、コイルスプリングで付勢されたコンタクトを進退自在に設けるとともに、このコンタクトと電気的に接続したターミナルを固定的に設けたスプリングコネクタにおいて、前記コンタクトは、細長い導電性金属板のU字形の折り曲げにより加工し、このコンタクトにおける他の機器と電気的に接触する天板部の裏面に、前記コイルスプリングの外れ防止用係止突部を、コイルスプリングの内径より小さい幅で、折り曲げ加工により一体に設けたことを特徴とするスプリングコネクタ。
  2. コイルスプリングの外れ防止用係止突部は、少なくともコイルスプリングの端部の水平な座巻き部に係合する長さとしたことを特徴とする請求項1記載のスプリングコネクタ。
  3. 前記コンタクトにおける他の機器と電気的に接触する天板部の幅をコイルスプリングの内径より小さくしたことを特徴とする請求項1又は2記載のスプリングコネクタ。
  4. コンタクトにおける天板部の他の機器と電気的に接触する面を上向きに湾曲させることにより膨出した接触部を一体に設けたことを特徴とする請求項1,2又は3記載のスプリングコネクタ。
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