JP7177306B2

JP7177306B2 - ばね部材

Info

Publication number: JP7177306B2
Application number: JP2022554298A
Authority: JP
Inventors: 佳男山田; 浩夫今泉; 典拓田島; 秀志高橋
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2021-10-15
Publication date: 2022-11-22
Anticipated expiration: 2041-10-15
Also published as: CN116507825A; US20230400078A1; JPWO2022091824A1; EP4239211A4; EP4239211A1; WO2022091824A1; JP2023016830A

Description

本発明は、ばね部材に関する。
本願は、２０２０年１０月２８日に日本に出願された特願２０２０－１８０４３５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来から、例えば下記特許文献１に示されるように、第１方向で互いに対向する第１被押圧体と第２被押圧体との間に、第１被押圧体および第２被押圧体を、互いが第１方向に離反する向きに押圧した状態で設けられるばね部材が知られている。

日本国特開２０１４－１１９３６号公報

しかしながら、前記従来のばね部材では、第１被押圧体および第２被押圧体のうちのいずれか一方から他方に向けて、電流を流したり、熱を伝えたりするのに用いようとすると、ばね部材の荷重特性を優先させた場合、ばね部材の例えば導電性および伝熱性等の特性を、設計通りに安定して発揮させることが困難となる可能性がある。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、例えば導電性および伝熱性等の特性を、設計通りに安定して発揮させることができるばね部材を提供することを目的とする。

前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の一態様のばね部材は、第１方向で互いに対向する第１被押圧体と第２被押圧体との間に、前記第１被押圧体および前記第２被押圧体を、互いが前記第１方向に離反する向きに押圧した状態で設けられるばね部材であって、伝導板および支持板を備え、前記伝導板は、前記支持板を形成する材質より電気伝導率および熱伝導率のうちの少なくとも１つが高い材質で形成され、前記支持板は、前記伝導板を形成する材質よりヤング率が高い材質で形成され、前記伝導板および前記支持板はそれぞれ、前記第１方向に直交する第２方向の中間部が、前記第２被押圧体側に向けて突出するように湾曲若しくは屈曲し、前記伝導板において、前記第２方向の両端部に、前記第１被押圧体に当接する第１当接部が形成されるとともに、前記第２方向の中間部に、前記第２被押圧体に当接する第２当接部が形成され、前記支持板において、前記第２方向の両端部に、前記伝導板における前記第２方向の両端部が各別に係止されるとともに、前記第２方向の中間部に、前記第２当接部に当接して前記第２被押圧体との間で前記第２当接部を前記第１方向に挟み込む第３当接部が形成されている。

この発明によれば、ばね部材が、伝導板および支持板を備えているので、ばね部材を、第１被押圧体と第２被押圧体との間に設け、伝導板とともに支持板を第１方向に弾性変形させることで、伝導板における第１当接部および第２当接部を、第１被押圧体および第２被押圧体に各別に強く当接させることが可能になり、主に伝導板が有する例えば導電性および伝熱性等の特性を、設計通りに安定して発揮させることができる。
支持板に、伝導板の第２当接部に当接して第２被押圧体との間で第２当接部を第１方向に挟み込む第３当接部が形成されているので、第２当接部を、第２被押圧体に確実に強く当接させることが可能になり、第１被押圧体および第２被押圧体に対する伝導板の接触状態を確実に安定させることができる。
ばね部材が伝導板を備えていて、支持板の表面に、伝導板と同じ材質のメッキが施されているのではないことから、電気伝導率および熱伝導率のうちの少なくとも１つを容易に高く確保することができるとともに、メッキの剥がれが無く、設計通りの前述した特性を、長期にわたって発揮させることができる。

前記一態様において、前記支持板における前記第２方向の両端部に、前記伝導板における前記第２方向の両端部が各別に移動可能に係止されてもよい。

この場合、支持板における第２方向の両端部に、伝導板における第２方向の両端部が各別に移動可能に係止されているので、ばね部材の弾性変形に追従して、支持板における第２方向の両端部、および伝導板における第２方向の両端部を互いに相対移動させることが可能になり、例えば、支持板および伝導板それぞれにおける第２方向の両端部同士が各別に固着されている場合と比べて、耐久性を高めることができる。

前記一態様において、前記伝導板および前記支持板のうちのいずれか一方における少なくとも前記第２方向の両端部に、貫通孔が形成されるとともに、いずれか他方における前記第２方向の両端部が、前記貫通孔に移動可能に挿通されてもよい。

この場合、伝導板および支持板のうちのいずれか他方における第２方向の両端部が、いずれか一方における少なくとも第２方向の両端部に形成された貫通孔に移動可能に挿通されているので、支持板における第２方向の両端部に、伝導板における第２方向の両端部を各別に容易に移動可能に係止することができる。

前記一態様において、前記貫通孔の、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向の大きさが、前記第２方向の中間部側に向かうに従い小さくなってもよい。

この場合、貫通孔における第３方向の大きさが、第２方向の中間部側に向かうに従い小さくなっているので、伝導板および支持板のうちのいずれか一方において、第２被押圧体から第１方向の押圧力を受ける第２当接部若しくは第３当接部の面積を広く確保することが可能になり、耐久性を高めることができる。

前記一態様において、前記伝導板は弾性変形し、前記第１当接部および前記第２当接部が、前記支持板に前記第１方向に圧接してもよい。

この場合、伝導板が弾性変形し、第１当接部および第２当接部が、支持板に第１方向に圧接しているので、例えば、伝導板および支持板が、全域にわたって互いに非接合状態とされて設けられていても、ばね部材単体において、伝導板および支持板を互いに離反させにくくすることが可能になり、ばね部材を、第１被押圧体と第２被押圧体との間に容易に設けることができるとともに、第１方向の押圧力を受ける第１当接部および第２当接部の各剛性を高めることができる。

この発明によれば、ばね部材の例えば導電性および伝熱性等の特性を、設計通りに安定して発揮させることができる。

一実施形態として示したばね部材を一方向の一方側から見た平面図である。図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。図１の伝導板を第１方向の一方側から見た平面図である。図１の支持板を第１方向の一方側から見た平面図である。図１のばね部材の使用態様の第１変形例を示す図である。図１のばね部材の使用態様の第２変形例を示す図である。前記実施形態の第１変形例として示したばね部材の第１方向および第２方向に沿う断面図である。前記実施形態の第２変形例として示したばね部材の第１方向および第２方向に沿う断面図である。前記実施形態の第３変形例として示したばね部材を一方向の一方側から見た平面図である。実施例１の接続端子構造の正面図である。図１０のＸＩ－ＸＩ線矢視断面図である。図１０のＸＩＩ－ＸＩＩ線矢視断面図である。接続端子構造の正面図であって、端子が挿入された状態を示す図である。図１３のＸＩＶ－ＸＩＶ線矢視断面図である。実施例２の放熱構造の正面図である。

以下、本発明に係るばね部材の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のばね部材１は、図１および図２に示されるように、第１方向Ｚで互いに対向する第１被押圧体Ｗ１と第２被押圧体Ｗ２との間に、第１被押圧体Ｗ１および第２被押圧体Ｗ２を、互いが第１方向Ｚに離反する向きに押圧した状態で設けられる。
ばね部材１は、伝導板１１および支持板１２を備えている。伝導板１１および支持板１２は、全域にわたって互いに非接合状態とされて設けられている。

伝導板１１および支持板１２はそれぞれ、第１方向Ｚに直交する第２方向Ｘの中間部が、第２被押圧体Ｗ２側に向けて突出するように湾曲若しくは屈曲している。
以下、第１方向Ｚに沿う第１被押圧体Ｗ１側を一方側といい、第１方向Ｚに沿う第２被押圧体Ｗ２側を他方側という。
第２方向Ｘに沿って、中央部から離れて端部に向かう側を外側といい、端部から離れて中央部に向かう側を内側という。
第１方向Ｚおよび第２方向Ｘに直交する方向を第３方向Ｙという。

図示の例では、伝導板１１および支持板１２はそれぞれ、第２方向Ｘに沿って中央部から外側に向かうに従い前記一方側に向けて延びている。伝導板１１および支持板１２はそれぞれ、前記他方側に向けて突の曲面状となるように湾曲している。言い換えれば、伝導板１１および支持板１２はそれぞれ、第３方向Ｙに延びる軸回りに湾曲して、前記他方側に向けて突の曲面状となっている。
なお、伝導板１１および支持板１２はそれぞれ、例えば、前記他方側に向けて尖るように屈曲してもよい。

伝導板１１は、支持板１２を形成する材質より電気伝導率および熱伝導率のうちの少なくとも１つが高い材質で形成されている。伝導板１１は、例えば銅、若しくはアルミニウム等で形成されている。伝導板１１の板厚は、例えば５０μｍ～１００μｍ程度となっている。
支持板１２は、伝導板１１を形成する材質よりヤング率が高い材質で形成されている。支持板１２は、例えば炭素鋼、若しくはステンレス鋼等で形成されている。

伝導板１１において、第２方向Ｘの両端部に、第１被押圧体Ｗ１に当接する第１当接部１３が形成されるとともに、第２方向Ｘの中間部に、第２被押圧体Ｗ２に当接する第２当接部１４が形成されている。
第２当接部１４の第３方向Ｙの大きさは、第１当接部１３の第３方向Ｙの大きさより大きくなっている。第２当接部１４の面積は、第１当接部１３の面積より広くなっている。なお、第２当接部１４の面積は、第１当接部１３の面積以下であってもよい。

第１当接部１３は、伝導板１１における第２方向Ｘの開放端縁１１ｃが、第２方向Ｘの外側を向くように第２方向Ｘに延びている。第１当接部１３は、前記一方側に向けて突の曲面状となるように湾曲している。言い換えれば、第１当接部１３は、第３方向Ｙに延びる軸回りに湾曲して、前記一方側に向けて突の曲面状となっている。図１および図３に示されるように、第１当接部１３の第３方向Ｙの大きさは、第２方向Ｘの全域にわたって同等になっている。
第２当接部１４は、表裏面が第１方向Ｚを向く平板状に形成されている。

伝導板１１において、第１当接部１３と第２当接部１４との間に位置する接続部１１ａ、並びに第２当接部１４は、第２方向Ｘの外側に向かうに従い、第３方向Ｙの大きさが小さくなっている。
伝導板１１は、第１方向Ｚから見て、伝導板１１における第２方向Ｘの中央部を通る直線（第３方向Ｙに延びる直線）に対して対称形状を呈する。伝導板１１は、第１方向Ｚから見て、伝導板１１における第３方向Ｙの中央部を通る直線（第２方向Ｘに延びる直線）に対して対称形状を呈する。

図２に示されるように、支持板１２において、第２方向Ｘの両端部に、伝導板１１における第２方向Ｘの両端部が各別に係止されるとともに、第２方向Ｘの中間部に、第２当接部１４に当接して第２被押圧体Ｗ２との間で第２当接部１４を第１方向Ｚに挟み込む第３当接部１５が形成されている。

第３当接部１５は、支持板１２における第２方向Ｘの中央部に位置し、表裏面が第１方向Ｚを向く平板状に形成されている。第３当接部１５の前記他方側を向く面が、伝導板１１の第２当接部１４に覆われている。第３当接部１５および第２当接部１４は、互いに非接合状態で当接している。
なお、第３当接部１５および第２当接部１４は、互いに接合してもよく、また、ばね部材１を、第１被押圧体Ｗ１と第２被押圧体Ｗ２との間に設ける前の状態では、第３当接部１５および第２当接部１４を、第１方向Ｚに互いに離間させてもよい。

支持板１２における第２方向Ｘの両端部に、伝導板１１における第２方向Ｘの両端部が各別に移動可能に係止されている。図示の例では、伝導板１１および支持板１２のうちのいずれか一方における少なくとも第２方向Ｘの両端部に、貫通孔１６が形成されるとともに、いずれか他方における第２方向Ｘの両端部が、貫通孔１６に移動可能に挿通されている。
言い換えれば、伝導板１１および支持板１２のうちのいずれか一方の、第２方向Ｘの中央部における第２方向Ｘの両側に、貫通孔１６がそれぞれ形成されている。

図示の例では、貫通孔１６は、支持板１２に形成されている。貫通孔１６に、伝導板１１における第１当接部１３および接続部１１ａが、第２方向Ｘの内側から外側に向かうに従い、前記他方側から前記一方側に挿通されている。図１および図４に示されるように、貫通孔１６の、第３方向Ｙの大きさは、第２方向Ｘの内側に向かうに従い小さくなっている。貫通孔１６は、第１方向Ｚから見て台形状を呈する。

貫通孔１６は、図２および図４に示されるように、支持板１２において、第２方向Ｘの開放端縁１２ｂに連なる外端縁部１２ａと、第２方向Ｘの中央部と、の間に位置する部分の全域にわたって一体に形成されている。なお、貫通孔１６は、支持板１２のうち、第２方向Ｘの両端部に限って形成された、例えば第３方向Ｙに延びるスリット等であってもよい。

支持板１２において、貫通孔１６よりも第２方向Ｘの外側に位置し、第２方向Ｘの開放端縁１２ｂに連なる外端縁部１２ａは、支持板１２における第２方向Ｘの開放端縁１２ｂが、第２方向Ｘの外側を向くように第２方向Ｘに延びている。支持板１２の外端縁部１２ａは、前記一方側に向けて突の曲面状となるように湾曲している。言い換えれば、外端縁部１２ａは、第３方向Ｙに延びる軸回りに湾曲して、前記一方側に向けて突の曲面状となっている。支持板１２の外端縁部１２ａの前記一方側を向く面が、伝導板１１の第１当接部１３に覆われている。支持板１２の外端縁部１２ａ、および第１当接部１３は、互いに非接合状態で当接している。なお、支持板１２の外端縁部１２ａ、および第１当接部１３は、互いに接合してもよい。

支持板１２は、第１方向Ｚから見て、支持板１２における第２方向Ｘの中央部を通る直線（第３方向Ｙに延びる直線）に対して対称形状を呈する。支持板１２は、第１方向Ｚから見て、支持板１２における第３方向Ｙの中央部を通る直線（第２方向Ｘに延びる直線）に対して対称形状を呈する。

図示の例では、伝導板１１は弾性変形し、第１当接部１３および第２当接部１４が、支持板１２に第１方向Ｚに圧接している。伝導板１１および支持板１２を互いに組付ける前の状態で、支持板１２の第１方向Ｚの大きさは、伝導板１１の第１方向Ｚの大きさより大きくなっている。
伝導板１１および支持板１２それぞれにおいて、貫通孔１６を除き第１方向Ｚで互いに対向する部分は、全域にわたって互いに当接してもよい。

伝導板１１および支持板１２はそれぞれ、図３および図４に示されるように、第３方向Ｙに連ねられて複数設けられている。伝導板１１および支持板１２の各数量は、図示の例に限らず適宜変更してもよい。

図３に示されるように、第３方向Ｙで互いに隣り合う伝導板１１同士は、第２方向Ｘの中央部に限って連結片１１ｂを介して連結されている。連結片１１ｂの第２方向Ｘの大きさは、第２当接部１４の第２方向Ｘの大きさより小さくなっている。第２当接部１４における第３方向Ｙの大きさは、連結片１１ｂから第２方向Ｘに離れるに従い小さくなっている。
このように複数の伝導板１１が一体に形成された構成に対して、互いに分割された複数の支持板１２が各別に取付けられたばね部材を採用してもよい。また、連結片１１ｂは、第２方向Ｘに間隔をあけて複数設けられてもよく、また、伝導板１１における第２方向Ｘの中央部から第２方向Ｘに離れた位置に設けられてもよい。

図４に示されるように、第３方向Ｙで互いに隣り合う支持板１２同士は、第２方向Ｘの全長にわたって互いに連結されている。
なお、第３方向Ｙで互いに隣り合う支持板１２同士は、第２方向Ｘにおける一部、若しくは複数個所に限って連結されてもよい。
このように複数の支持板１２が一体に形成された構成に対して、互いに分割された複数の伝導板１１が各別に取付けられたばね部材を採用してもよい。

以上説明したように、本実施形態によるばね部材１によれば、伝導板１１および支持板１２を備えているので、ばね部材１を、第１被押圧体Ｗ１と第２被押圧体Ｗ２との間に設け、伝導板１１とともに支持板１２を第１方向Ｚに弾性変形させることで、伝導板１１における第１当接部１３および第２当接部１４を、第１被押圧体Ｗ１および第２被押圧体Ｗ２に各別に強く当接させることが可能になり、主に伝導板１１が有する例えば導電性および伝熱性等の特性を、設計通りに安定して発揮させることができる。

支持板１２に、伝導板１１の第２当接部１４に当接して第２被押圧体Ｗ２との間で第２当接部１４を第１方向Ｚに挟み込む第３当接部１５が形成されているので、第２当接部１４を、第２被押圧体Ｗ２に確実に強く当接させることが可能になり、第１被押圧体Ｗ１および第２被押圧体Ｗ２に対する伝導板１１の接触状態を確実に安定させることができる。
ばね部材１が伝導板１１を備えていて、支持板１２の表面に、伝導板１１と同じ材質のメッキが施されているのではない（または、伝導板１１と同じ材質のメッキが施されている必要はない）ことから、電気伝導率および熱伝導率のうちの少なくとも１つを容易に高く確保することができるとともに、メッキの剥がれが無く、設計通りの前述した特性を、長期にわたって発揮させることができる。

支持板１２における第２方向Ｘの両端部に、伝導板１１における第２方向Ｘの両端部が各別に移動可能に係止されているので、ばね部材１の弾性変形に追従して、支持板１２における第２方向Ｘの両端部、および伝導板１１における第２方向Ｘの両端部を互いに相対移動させることが可能になり、例えば、支持板１２および伝導板１１それぞれにおける第２方向Ｘの両端部同士が各別に固着されている場合と比べて、耐久性を高めることができる。

伝導板１１および支持板１２のうちのいずれか他方における第２方向Ｘの両端部が、いずれか一方における少なくとも第２方向Ｘの両端部に形成された貫通孔１６に移動可能に挿通されているので、支持板１２における第２方向Ｘの両端部に、伝導板１１における第２方向Ｘの両端部を各別に容易に移動可能に係止することができる。

貫通孔１６における第３方向Ｙの大きさが、第２方向Ｘの中間部側に向かうに従い小さくなっているので、伝導板１１および支持板１２のうちのいずれか一方において、第２被押圧体Ｗ２から第１方向Ｚの押圧力を受ける第２当接部１４若しくは第３当接部１５の面積を広く確保することが可能になり、耐久性を高めることができる。

伝導板１１が弾性変形し、第１当接部１３および第２当接部１４が、支持板１２に第１方向Ｚに圧接しているので、伝導板１１および支持板１２が、全域にわたって互いに非接合状態とされて設けられていても、ばね部材１単体において、伝導板１１および支持板１２を互いに離反させにくくすることが可能になり、ばね部材１を、第１被押圧体Ｗ１と第２被押圧体Ｗ２との間に容易に設けることができるとともに、第１方向Ｚの押圧力を受ける第１当接部１３および第２当接部１４の各剛性を高めることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、図５に示されるように、２つのばね部材１を、第１方向Ｚの向きを互いに逆向きにし、かつ２つのばね部材１の第１当接部１３同士を第１方向Ｚに互いに当接させた状態で、第１被押圧体Ｗ１と第２被押圧体Ｗ２との間に設けてもよい。
この場合、一のばね部材１の第１当接部１３が、他のばね部材１の伝導板１１を介して第１被押圧体Ｗ１に当接する。また、２つのばね部材１が、第１方向Ｚに弾性変形するときに、２つのばね部材１において、第１方向Ｚで互いに当接した第１当接部１３同士が擦れることなく一体に第２方向Ｘに変位し、かつ第１方向Ｚの弾性変形量を大きく確保することができる。

また、図６に示されるように、２つのばね部材１を、第１方向Ｚの向きを互いに逆向きにし、かつ２つのばね部材１の第２当接部１４同士を第１方向Ｚに互いに当接させた状態で、第１被押圧体Ｗ１と第２被押圧体Ｗ２との間に設けてもよい。
この場合、一のばね部材１の第２当接部１４が、他のばね部材１の伝導板１１を介して第２被押圧体Ｗ２に当接し、また、第１方向Ｚの弾性変形量を大きく確保することができる。

また、３つ以上のばね部材１を、第１被押圧体Ｗ１と第２被押圧体Ｗ２との間に設け、第１方向Ｚで隣り合うばね部材１の第１方向Ｚの向きを互いに逆向きにし、第１方向Ｚで互いに隣り合うばね部材１の第１当接部１３同士、若しくは第２当接部１４同士を第１方向Ｚで互いに当接させてもよい。

図３および図４で示した伝導板１１および支持板１２の各形状が、互いに入れ替わったばね部材２を採用してもよい。
すなわち、図３が、第１当接部１３および第２当接部１４に代えて第３当接部１５を有する支持板２２を示し、図４が、第３当接部１５に代えて第１当接部１３および第２当接部１４を有する伝導板２１を示している場合、図７に示されるように、伝導板２１における第２方向Ｘの中間部を、支持板２２における第２方向Ｘの中間部より前記他方側に位置させた状態で、伝導板２１の貫通孔２６に、支持板２２の第２方向Ｘの両端部を、第２方向Ｘの内側から外側に向けて各別に挿通してもよい。

ばね部材１、２として、貫通孔１６、２６を有しない構成を採用してもよい。
例えば、図８に示されるように、伝導板３１の第２方向Ｘの大きさを、支持板３２の第２方向Ｘの大きさより大きくし、伝導板３１により支持板３２の前記他方側を向く面を第２方向Ｘの全長にわたって覆い、伝導板３１における第２方向Ｘの両端部を、支持板３２における第２方向Ｘの開放端縁１２ｂを前記他方側から前記一方側に跨がせて、支持板３２における第２方向Ｘの両端部に巻き付けたばね部材３を採用してもよい。
このばね部材３では、伝導板３１における第２方向Ｘの両端部が、支持板３２における第２方向Ｘの両端部を第１方向Ｚに締め付けており、支持板３２および伝導板３１それぞれにおける第２方向Ｘの両端部同士が各別に固着されている。また、このばね部材３では、第１当接部１３において、伝導板３１における第２方向Ｘの開放端縁３１ｃが、第２方向Ｘの内側を向くように第２方向Ｘに延びている。

さらに、このばね部材３において、１つの支持板３２に対して、第３方向Ｙの大きさが支持板３２より小さい複数の伝導板３１が、第３方向Ｙに間隔をあけて複数設けられた構成を採用してもよく、また、１つの支持板３２に対して、第３方向Ｙの大きさが支持板３２より小さい複数の伝導板３１が、第３方向Ｙに連結片１１ｂを介して連結された部材が設けられた構成を採用してもよく、また、１つの支持板３２に対して、第３方向Ｙの大きさが支持板３２と比べて例えばわずかに小さい、若しくは同等の１つの伝導板３１が設けられた構成を採用してもよい。

支持板１２、２２、３２および伝導板１１、２１、３１それぞれにおける第２方向Ｘの両端部同士は、例えばろう付け等により固着されてもよい。
ばね部材１、２、３として、伝導板１１、２１、３１および支持板１２、２２、３２がそれぞれ、第３方向Ｙに連ねられて複数設けられた構成を示したが、例えば図９に示されるばね部材１のように、伝導板１１、２１、３１および支持板１２、２２、３２を１つずつ備える構成を採用してもよいし、複数ずつ備える構成を採用してもよい。

ばね部材１、２、３として、例えば、複数の支持板１２、２２、３２が第３方向Ｙに連ねられて一体に形成された部材に対して、支持板１２、２２、３２の数量より少ない数量の伝導板１１、２１、３１が設けられた構成を採用してもよく、また、複数の支持板１２、２２、３２が第３方向Ｙに連ねられて一体に形成された部材に対して、連結片１１ｂを介して連結された複数の伝導板１１、２１、３１と、１つの伝導板１１、２１、３１と、の双方が設けられた構成を採用してもよい。

また、複数の伝導板１１、２１、３１が第３方向Ｙに連ねられて一体に形成された部材に対して、伝導板１１、２１、３１の数量より少ない数量の支持板１２、２２、３２が設けられた構成を採用してもよく、また、複数の伝導板１１、２１、３１が第３方向Ｙに連ねられて一体に形成された部材に対して、第３方向Ｙに連ねられて一体に形成された複数の支持板１２、２２、３２と、１つの支持板１２、２２、３２と、の双方が設けられた構成を採用してもよい。

以下、前記実施形態のばね部材１、２、および３を、他の構造に適用した実施例を説明する。以下便宜的に「ばね部材１」と記載するが、以下の実施例に対してばね部材１、２、および３のいずれをも適用可能である。前記実施形態で説明した第２方向Ｘ、第３方向Ｙ、および第１方向Ｚは、以下の実施例においても用いられ、第２方向Ｘ、第３方向Ｙ、および第１方向Ｚと、ばね部材１と、の関係は前記実施形態と同一である。

（実施例１）
図１０～図１４を参照して、前記実施形態のばね部材１を、接続端子構造４０に適用した実施例１を説明する。
接続端子構造４０は、後述する端子４５と電気的に接続（導通）可能なメス端子として構成され、枠体４１と、前記実施形態の２つのばね部材１とを備える。

枠体４１は、第２方向Ｘに見た際にいずれもＵ字状に形成された第１枠部材４２と第２枠部材４３とを備える。第１枠部材４２と第２枠部材４３は互いに同等の構成を有している。第１枠部材４２は、平板状の底壁部４２ａと、底壁部４２ａの第３方向Ｙの両端部に各別に接続され、かつ第１方向Ｚに突出した側壁部４２ｂと、を備える。同様に第２枠部材４３は、平板状の底壁部４３ａと、底壁部４３ａの第３方向Ｙの両端部に各別に接続され、かつ第１方向Ｚに突出した側壁部４３ｂと、を備える。第１枠部材４２と第２枠部材４３は、それらの内部空間が互いに対向する姿勢で、互いに接続されている。すなわち、第１枠部材４２の２つの側壁部４２ｂが、第２枠部材４３の２つの側壁部４３ｂに各別に接しており、枠体４１の内側には空間が設けられている。第１枠部材４２及び第２枠部材４３の第２方向Ｘの両端部の少なくとも一方は、第２方向Ｘに開放されており、当該一方の側において、枠体４１の内部空間は外部に連通している。第１枠部材４２及び第２枠部材４３の第２方向Ｘの両端部の他方は、第２方向Ｘに開放されてもよいし、当該他方に、図示しない壁部が設けられてもよい。第１枠部材４２と第２枠部材４３はいずれも導電性材料で形成されている。第１枠部材４２と第２枠部材４３を形成する材料は、通電可能な材料ならば特に限定されず、例えば銅やアルミニウム等の金属が挙げられる。実施例１の第１枠部材４２と第２枠部材４３は、対向する各々の側壁部が接触することで、互いに電気的に接続されている。

枠体４１の内部空間には、ばね部材１が２つ配置されている。実施例１の各ばね部材１において、第３方向Ｙに４つの伝導板１１が並んで配置されているが、伝導板１１の数は４以外であってもよい。また、第３方向Ｙに４つの支持板１２が並んで配置されているが、支持板１２の数は４以外であってもよい。２つのばね部材１は、第１方向Ｚにおいて互いに逆向きにして、かつそれぞれの第２当接部１４が互いに対向し接するように、枠体４１の内部空間に配置されている。第１方向Ｚに見た際には、２つのばね部材１は互いに重なって配置されている（図１２参照）。２つのばね部材１のうち、一方のばね部材１が、第１枠部材４２の内部空間（Ｕ字状の内側）に収容され、当該一方のばね部材１の第１当接部１３が、底壁部４２ａの内面（内部空間に対向する面）に接して電気的に接続されており、他方のばね部材１が、第２枠部材４３の内部空間（Ｕ字状の内側）に収容され、当該他方のばね部材１の第１当接部１３が、底壁部４３ａの内面（内部空間に対向する面）に接して電気的に接続されている。図１０および図１１に示すように、後述する端子４５の接続端子構造４０に対する電気的接続が行われていない状態において、２つのばね部材１の第２当接部１４が互いに接している構成でもよいし、２つのばね部材１の第２当接部１４が互いに離間している構成でもよい。

図１３および図１４に示すように、実施例１の接続端子構造４０は、２つのばね部材１の間に板状の端子４５を配置可能に構成されている。端子４５は、２つのばね部材１の間に挿入可能なオス端子として構成され、例えば銅やアルミニウム等の導電性材料を用いて矩形板状に形成されている。なお、端子４５の形状は矩形板状に限定されず、柱状や、第２方向Ｘに延びる棒状の部材が第３方向Ｙに複数配列された櫛歯状部材であってもよい。端子４５は、絶縁性材料で形成された部材の外面に、例えばメッキ等によって導電性の層を設けた構造であってもよい。実施例１の端子４５は、第１方向Ｚの一方側の面と他方側の面とが、電気的に導通した構成となっている。

何ら荷重をかけていない２つのばね部材１の第１方向Ｚの厚みと、端子４５の第１方向Ｚの厚みとの和が、枠体４１の内部空間における第１方向Ｚの大きさ（すなわち、底壁部４２ａの内面と底壁部４３ａの内面との間の第１方向Ｚの距離）よりも大きい。このため、２つのばね部材１の間に端子４５が配置されている状態では、２つのばね部材１は圧縮変形されており、この圧縮に基づく押圧力を端子４５と枠体４１（第１枠部材４２および第２枠部材４３）とに与えている。

図１０～図１４を参照して、端子４５を接続端子構造４０に対して電気的に接続する手順について説明する。
図１０～図１２に示す端子４５が挿入されていない接続端子構造４０に対して、端子４５を２つのばね部材１の第２当接部１４に向けて第２方向Ｘに移動させる。２つのばね部材１は互いに向けて突となるように湾曲または屈曲しているので、移動する端子４５は、２つのばね部材１の曲面または斜面に当接し、さらに端子４５を第２方向Ｘに移動させると、２つのばね部材１は互いに離れる方向の力を端子４５から受け、接していた２つの第２当接部１４は離間する。２つの第２当接部１４の第１方向Ｚの間隔が、端子４５の第１方向Ｚの厚み以上になると、端子４５は２つのばね部材１の間に挿入され、２つの第２当接部１４が、端子４５の第２方向Ｘの中間部分（端子４５の第２方向Ｘの両端部以外の部分）の表裏面にそれぞれ当接する。

上述したように、２つのばね部材１のうち、一方のばね部材１の第１当接部１３が、底壁部４２ａの内面に接して電気的に接続され、他方のばね部材１の第１当接部１３が、底壁部４３ａの内面に接して電気的に接続されているので、第１枠部材４２、一方のばね部材１の伝導板１１、および端子４５の一方側の面が電気的に接続され、第２枠部材４３、他方のばね部材１の伝導板１１、および端子４５の他方側の面が電気的に接続される。また、実施例１の第１枠部材４２と第２枠部材４３は互いに電気的に接続され、端子４５は、第１方向Ｚの一方側の面と他方側の面とが電気的に導通した構成となっているので、端子４５が接続端子構造４０に挿入されると、第１枠部材４２、第２枠部材４３、２つのばね部材１、および端子４５は電気的に接続される。このようにして、接続端子構造４０と端子４５の電気的な接続が完了する。

前記実施形態で説明したように、本発明の１では、伝導板１１と支持板１２とを別体で構成することから、必要な電気導通性（または必要な電気導通性と伝熱性）を伝導板１１によって確保しつつ、適切な弾性力や押圧力を支持板１２によって実現することができる。このため、端子４５の機械的強度に合わせた適切な弾性力や押圧力を支持板１２によって得ることができ、例えば接続端子構造４０と端子４５が接続されている状態で振動が加えられ、端子４５の接続端子構造４０に対する相対位置や姿勢が僅かに変更されるような場合であっても、端子４５に対して過度の力が加えられることを防止でき、端子４５の破損を抑制することができる。また、接続端子構造４０と端子４５との電気的接続が維持されたまま、例えば両者の第２方向Ｘの相対位置が変更されることを前提とする構造であっても（例えばロボットの関節部分に用いられる場合等）、同様に、端子４５に対して過度の力が加えられることを防止でき、端子４５の破損を抑制することができる。

接続端子構造４０と端子４５の電気的な接続を解消するには、端子４５を接続端子構造４０から離間するように第２方向Ｘに移動させ、端子４５を２つのばね部材１の間から離脱させる。これにより、第２当接部１４と端子４５とが互いに離間し、接続端子構造４０と端子４５の電気的な接続が解消される。

なお、前記実施例１に対して以下の構成を適用してもよい。
前記実施例１では、枠体４１における第１枠部材４２と第２枠部材４３は別体で構成されているが、第１枠部材４２と第２枠部材４３とが一体で構成されてもよい。
前記実施例１において、第１枠部材４２と第２枠部材４３の一方が、側壁部を備えず、当該一方の底壁部が、第１枠部材４２と第２枠部材４３の他方の側壁部に接続される構成でもよい。
前記実施例１において、接続端子構造４０と端子４５とを備える接続端子機構を構成してもよい。
前記実施例１において、ばね部材１を枠体４１に固定する何らかの固定構造が用いられてもよい。固定構造としては、ろう付け、溶接、接着、ネジ等の締結構造などが挙げられる。

前記実施例１では、枠体４１の内部空間に２つのばね部材１が設けられているが、１つのばね部材１のみが枠体４１内に設けられてもよい。例えば、第１枠部材４２の内側に１つのばね部材１が、その第１当接部１３が底壁部４２ａの内面に接するように収容され、第２枠部材４３側にばね部材１は設けられておらず、端子４５が接続端子構造４０に挿入されると、第１枠部材４２、当該１つのばね部材１の伝導板１１、および端子４５の一方側の面が電気的に接続され、さらに、第２枠部材４３および端子４５の他方側の面が電気的に接続される構成であってもよい。すなわち、底壁部４３ａの内面と端子４５の他方側の面が電気的に接続される構成であってもよい。
ばね部材１が１つのみ枠体４１内に設けられ、すなわち第１枠部材４２の内側に配置される場合において、端子４５と直接に接する第２枠部材４３を、樹脂等の電気的絶縁材料（以下単に絶縁材料という）で形成してもよい。

前記実施例１では、接続端子構造４０と端子４５との電気的接続を目的としているが、この目的とともに、またはこの目的に代えて、接続端子構造４０と端子４５との間の伝熱性の確保、例えば接続端子構造４０と端子４５の一方が有する熱を他方を介して放熱させる構成であってもよい。例えば導電性と伝熱性を両立させる構成として、端子４５の第１方向Ｚの一方側の面を導電性材料で形成し、他方側の面を絶縁材料で形成し、端子４５を接続端子構造４０に挿入した際に、第１枠部材４２、一方のばね部材１の伝導板１１、および端子４５の一方側の面が電気的に接続されるが、第２枠部材４３、他方のばね部材１の伝導板１１、および端子４５の他方側の面が必ずしも電気的には接続されず、伝熱性を確保するように接続され、端子４５の熱を他方のばね部材１を介して第２枠部材４３側に放熱させる構成でもよい。第１枠部材４２、一方のばね部材１の伝導板１１、および端子４５の一方側の面における導電によって熱が生じる場合があるが、この熱を、第２枠部材４３側に放熱するよう構成してもよい。なお、この場合、第２枠部材４３や他方のばね部材１の伝導板１１が絶縁材料で形成されてもよいし、第１枠部材４２と第２枠部材４３との間が電気的に絶縁されてもよい。第１枠部材４２と第２枠部材４３との間を電気的に絶縁するために、両者の間に絶縁材料を挟んだり、両者を互いに離間させたりしてもよい。第２枠部材４３を放熱側とする場合は、例えば、第２枠部材４３に冷却構造が設けられてもよい。冷却構造として、ヒートシンクや、冷却流体を流通させる冷却管を用いた構造が挙げられる。

前記実施例１では、端子４５の第１方向Ｚの一方側の面と他方側の面とが、電気的に導通した構成となっている。しかし、端子４５の第１方向Ｚの一方側の面と他方側の面とがそれぞれ導電性材料で形成されているものの、これら面の間が絶縁され、かつ、第１枠部材４２と第２枠部材４３とが絶縁されている構成であってもよい。端子４５の第１方向Ｚの一方側の面と他方側の面とを絶縁するために、絶縁材料を２つの導電性材料で挟み込んだ構造が挙げられ、例えばメッキ等によってこの構造を形成してもよい。この場合、端子４５を接続端子構造４０に挿入すると、第１の系統である、第１枠部材４２、一方のばね部材１の伝導板１１、および端子４５の一方側の面が電気的に接続され、第２の系統である、第２枠部材４３、他方のばね部材１の伝導板１１、および端子４５の他方側の面が電気的に接続されるが、前記第１および第２の系統は互いに絶縁されており、２系統の電気的接続を確保することが可能となる。

前記実施例１では、端子４５を第２方向Ｘに移動させて、接続端子構造４０の２つのばね部材１の間に挿入しているが、端子４５を第３方向Ｙに移動させて、２つのばね部材１の間に挿入する構成でもよい。この場合、端子４５が挿入可能なように、側壁部４２ｂおよび４３ｂの位置は適宜変更すればよい。また、端子４５を挿入する前の２つのばね部材１の第２当接部１４は互いに接しているが、端子４５を第３方向Ｙに挿入可能とするための構造を適宜採用してもよい。例えば、端子４５の端面に図示しない突出部が設けられ、当該突出部は、図１１に示す第２当接部１４の第２方向Ｘに隣り合う空間Ｓに挿入可能であり、端子４５を接続端子構造４０に向けて第３方向Ｙに移動させると、まず前記突出部が空間Ｓに挿入され、さらに端子４５を移動させることで当該突出部によって２つのばね部材１が互いに押し拡げられ、端子４５が２つのばね部材１の間に挿入可能となる構成であってもよい。また、端子４５の第１方向Ｚの厚みと同等の厚みを有する絶縁材料の板状部材（以下絶縁板という）を予め２つのばね部材１の間に配置しておき、端子４５を接続端子構造４０に向けて第３方向Ｙに移動させて前記絶縁板を押して移動させ、前記絶縁板が配置されていた位置に端子４５を代わりに配置させて、接続端子構造４０と端子４５とを電気的に接続させる構成でもよい。前記絶縁板を用いる場合は、端子４５を接続端子構造４０から離脱させる際に、前記絶縁板を２つのばね部材１の間に戻す機構を設けてもよい。

（実施例１の変形例）
前記実施例１の変形例を以下に説明する。
前記実施例１では、接続端子構造４０と端子４５との間の電気的接続（または電気的接続と伝熱）を確保することを目的としているが、図１０～図１４と類似の構成を用いた上で、接続端子構造４０を例えばスイッチのように使用することも考えられる。
この場合、第１枠部材４２と第２枠部材４３との間は電気的に絶縁されている。例えば、第１枠部材４２と第２枠部材４３との間に絶縁材料が設けられてもよいし、第１枠部材４２と第２枠部材４３とが互いに離間していてもよい。何ら荷重をかけていない２つのばね部材１の第１方向Ｚの厚みの和が、枠体４１の内部空間における第１方向Ｚの大きさよりも大きい。このため、２つのばね部材１の間に端子４５が配置されていなくても、２つのばね部材１は圧縮変形されており、この圧縮に基づく押圧力を第１枠部材４２と第２枠部材４３とに与えている。また、２つのばね部材１の第２当接部１４は互いに接している。第１枠部材４２、第２枠部材４３、および２つのばね部材１の伝導板１１は導電性材料で形成されているので、端子４５が２つのばね部材１の間に配置されていない状態では、第１枠部材４２、一方のばね部材１の伝導板１１、他方のばね部材１の伝導板１１、および第２枠部材４３は、電気的に接続されている。

本変形例の端子４５は、少なくとも、第１方向Ｚの一方側の面と他方側の面とが電気的に絶縁された構成となっている。この構成を得るために、端子４５の全体を絶縁材料で形成してもよいし、絶縁材料を介在させることで端子４５の第１方向Ｚの一方側の面と他方側の面とを電気的に絶縁させてもよい。後者の場合、端子４５の第１方向Ｚの少なくとも一方の面が、導電性材料で形成されてもよい。

このような構成では、端子４５を接続端子構造４０に挿入させていない状態では、上述したように、第１枠部材４２、一方のばね部材１の伝導板１１、他方のばね部材１の伝導板１１、および第２枠部材４３が、電気的に接続されている。すなわち、スイッチとしては「入」の状態となっている。
他方、端子４５を接続端子構造４０の２つのばね部材１の間に挿入させると、端子４５の第１方向Ｚの一方側の面と他方側の面とが電気的に絶縁されているので、２つのばね部材１の第２当接部１４の間が電気的に切断され、第１枠部材４２から２つのばね部材１を介した第２枠部材４３までの電気的接続が解消される。すなわち、スイッチとしては「切」の状態となる。このようにして、端子４５を用いて接続端子構造４０をスイッチのように機能させることが可能となる。

（実施例２）
図１５を参照して、前記実施形態のばね部材１を、放熱構造５０に適用した実施例２を説明する。
放熱構造５０は、半導体デバイスＤを放熱させるための構造であって、前記実施形態のばね部材１と、当該ばね部材１に接続されたヒートシンク５１とを備える。
半導体デバイスＤは、半導体素子を樹脂等の絶縁材料で被覆した構造であり、例えば、パワー半導体を備え、その動作とともに熱を生じるパワーモジュール等が挙げられる。
ヒートシンク５１は、半導体デバイスＤの熱を効率よく放出するための部材であり、例えば櫛歯形状を有している。ヒートシンク５１を構成する材料は、効率よく放熱できるのであれば特に限定されず、例えばアルミニウムや銅などの金属が挙げられる。

ばね部材１は、半導体デバイスＤとヒートシンク５１との間に配置されている。図１５に示すように、ばね部材１がヒートシンク５１に向けて突となるように配置され、第１当接部１３が半導体デバイスＤに接し、第２当接部１４がヒートシンク５１に接している。なお、ばね部材１が半導体デバイスＤに向けて突となるように配置されてもよい。実施例２のばね部材１の伝導板１１は、少なくとも放熱に適した熱伝導率を有していればよい。半導体デバイスＤとヒートシンク５１との間に複数のばね部材１が配置されてもよい。

半導体デバイスＤとヒートシンク５１をばね部材１を介して接続する構造は特に限定されず、半導体デバイスＤ（またはヒートシンク５１）の自重によってばね部材１を圧縮し、その反発力を半導体デバイスＤとヒートシンク５１とに与えつつ、半導体デバイスＤと第１当接部１３との接続、および第２当接部１４とヒートシンク５１との接続を確保する構成でもよい。また、ばね部材１を圧縮した状態で半導体デバイスＤとヒートシンク５１との間に保持するために、ネジ部材等の締結部材によって半導体デバイスＤとヒートシンク５１とを互いに締結してもよい。ネジ部材を用いる場合は、当該ネジ部材をヒートシンク５１に螺入させるとともに、半導体デバイスＤに設けられた貫通孔に相対移動可能に挿通させ、ネジ部材の頭部をヒートシンク５１の半導体デバイスＤを挟んだ反対側に位置させてもよい。第１方向Ｚに貫通する貫通孔をばね部材１に設け、ネジ部材を当該貫通孔に挿通させてもよい。さらに、ネジ部材を１つのみ用いてもよいし、複数用いてもよい。また、ネジ部材を直接半導体デバイスＤに連結するのではなく、半導体デバイスＤを例えば板状の保持部材に設け、この保持部材とヒートシンク５１との間をネジ部材で締結してもよい。ネジ部材以外に、ばね部材１を圧縮した状態で半導体デバイスＤとヒートシンク５１との間に保持するために、半導体デバイスＤとヒートシンク５１をまとめて把持するＵ字状の部材やクリップ部材等を用いてもよい。

ヒートシンク５１のばね部材１側の面は平面状に形成されており、当該面の、第２方向Ｘと第３方向Ｙのいずれの位置においても、ヒートシンク５１は第２当接部１４（または第１当接部１３）との間で伝熱できるように接続可能である。ヒートシンク５１の前記櫛歯形状は、ばね部材１とは逆側に設けられている。一方、半導体デバイスＤは、発熱量の大きな半導体素子（例えばパワー半導体）からの熱を効率よく放出させるために、ばね部材１の第１当接部１３（または第２当接部１４）は、半導体デバイスＤのうち、当該半導体素子の近傍に接するように配置してもよい。
上述したように、前記実施形態のばね部材１では、伝導板１１と支持板１２とを別体で構成することから、適切な弾性力や押圧力を支持板１２によって確保した上で、必要な熱伝導性を伝導板１１によって容易かつ適切に確保することができる。よって、本変形例２によれば、従来よりも効率よく適切に半導体デバイスＤの放熱を行うことが可能となる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した実施形態、実施例および変形例を適宜組み合わせてもよい。

１、２、３ばね部材
１１、２１、３１伝導板
１２、２２、３２支持板
１３第１当接部
１４第２当接部
１５第３当接部
１６、２６貫通孔
Ｗ１第１被押圧体
Ｗ２第２被押圧体
Ｘ第２方向
Ｙ第３方向
Ｚ第１方向

Claims

第１方向で互いに対向する第１被押圧体と第２被押圧体との間に、前記第１被押圧体および前記第２被押圧体を、互いが前記第１方向に離反する向きに押圧した状態で設けられるばね部材であって、
伝導板および支持板を備え、
前記伝導板は、前記支持板を形成する材質より電気伝導率および熱伝導率のうちの少なくとも１つが高い材質で形成され、
前記支持板は、前記伝導板を形成する材質よりヤング率が高い材質で形成され、
前記伝導板および前記支持板はそれぞれ、前記第１方向に直交する第２方向の中間部が、前記第２被押圧体側に向けて突出するように湾曲若しくは屈曲し、
前記伝導板において、前記第２方向の両端部に、前記第１被押圧体に当接する第１当接部が形成されるとともに、前記第２方向の中間部に、前記第２被押圧体に当接する第２当接部が形成され、
前記支持板において、前記第２方向の両端部に、前記伝導板における前記第２方向の両端部が各別に係止されるとともに、前記第２方向の中間部に、前記第２当接部に当接して前記第２被押圧体との間で前記第２当接部を前記第１方向に挟み込む第３当接部が形成されている、ばね部材。
前記支持板における前記第２方向の両端部に、前記伝導板における前記第２方向の両端部が各別に移動可能に係止されている、請求項１に記載のばね部材。
前記伝導板および前記支持板のうちのいずれか一方における少なくとも前記第２方向の両端部に、貫通孔が形成されるとともに、いずれか他方における前記第２方向の両端部が、前記貫通孔に移動可能に挿通されている、請求項２に記載のばね部材。
前記貫通孔の、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向の大きさが、前記第２方向の中間部側に向かうに従い小さくなっている、請求項３に記載のばね部材。
前記伝導板は弾性変形し、前記第１当接部および前記第２当接部が、前記支持板に前記第１方向に圧接している、請求項１から４のいずれか１項に記載のばね部材。