JP7215768B1 - 電子機器、および電子機器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器の筐体に取り付けられる接続端子のぐらつきを防止する技術に関する。【解決手段】接続端子１は、円筒面の一部を占める湾曲状をなし、基端部（図１の左端）が互いに連結され、先端（図１の右端）が円周方向に互いに分離され、導電体により形成された複数の端子板２を備える。これら複数の端子板２は、前記基端部から先端部へ到る所定の領域の外周に雄ねじ部３を備え、該雄ねじ部３が形成された範囲より先端寄りの領域の外周に前記雄ねじ部３の谷以下の外径で形成された案内部４を備える。また前記先端部から基端部へ向かう方向へ受ける力を互いが半径方向へ離間する方向への力に変換する変換部５を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、接続端子、接続端子の実装構造、電子機器、および電子機器の製造方法に関する。

携帯電話機等の二次電池を内蔵する携帯端末にあっては、前記二次電池を充電するため、該携帯端末の筐体に内蔵された二次電池に接続された（筐体側）接続端子に、電源に接続された（電源側）接続端子を接続し、電源を供給する操作が必要とされる。
下記特許文献１～３には、本発明に関連する携帯端末への電源の供給に使用される接続端子が開示されている。
特許文献１は、電話機の筐体に埋め込まれる充電端子として、筐体を構成するプラスチックに食い込む凹凸を備える構造を開示している。
特許文献２は、携帯電話機の筐体に充電端子、放電端子の雄ねじ部をねじ込む構造を開示している。
特許文献３は、携帯電話機の筐体に充電端子の雄ねじ部をねじ込む構造を開示している。

特開平６－６８９２２号公報 特開２００６－１５５９８８号公報 特開２０１４－０２２８８９号公報

しかしながら、特許文献１にあっては、金属で形成された充電端子のねじが筐体に食い込むことにより、食い込み部分が破損し、あるいは長期間の使用によってプラスチックのクリープ（永久変形）が進行することにより、凹凸による固定力が低下し、充電端子のぐらつきや脱落が生じ易くなるという課題がある。
また特許文献２、３にあっても、同様に、筐体を構成するプラスチックのクリープ、あるいは、ねじ込まれた雄ねじの緩み等により、充電端子のぐらつきや脱落が生じ易くなるという課題がある。
さらに、筐体に嵌合あるいはねじ込まれた接続端子を固定すべく、他の固定部材を設けようとすると、固定用の追加の部品が必要になるとともに、この部品を追加するための新たな工程が必要となる。

この発明は、接続端子のぐらつきや脱落を防止することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明にかかる接続端子は、それぞれ、円筒面の一部を占める湾曲状をなし、基端部が互いに連結され、先端部が円周方向に互いに分離され、導電体により形成された複数の端子板を備え、これら複数の端子板は、前記基端部から先端部へ到る所定の領域の外周に雄ねじ部と、該雄ねじ部が形成された範囲より先端部寄りの領域の外周に前記雄ねじ部の谷以下の外径で形成された案内部と、前記先端部から基端部へ向かう方向へ受ける力を互いが半径方向へ離間する方向への力に変換する変換部とを有することを特徴とする。

本発明にかかる電子機器の製造方法は、導電体を円筒状に形成する工程と、円筒状に構成された導電体の一端部から所定の範囲の外周に雄ねじ部を形成する工程と、前記導電体の他端部から前記雄ねじ部を含む所定の領域で円筒を円周方向へ分割する工程と、電子機器の筐体を貫通して設けられた雌ねじ部に前記雄ねじ部をねじ込み、前記他端部に前記一端部へ向かう力を作用させて前記導電体の雄ねじ部を拡径させることにより固定する工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、接続端子のぐらつきや脱落を防止することができる。

本発明にかかる接続端子の最小構成を示す平面図である。 本発明にかかる電子機器の製造方法の最小構成を示す工程図である。 本発明の一実施形態にかかる接続端子を備える電子機器を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。 本発明の一実施形態にかかる接続端子の斜視図である。 図４の接続端子を示し、（ａ）は底面図、（ｂ）は平面図である。 図４に示す接続端子を電子機器の筐体に取り付けた状態を示す斜視図である。 図６の鎖線ＶＩＩ部の拡大図である。

本発明にかかる接続端子の最小構成例について図１を参照して説明する。
符号１は、接続端子を示し、この接続端子１は、円筒面の一部を占める湾曲状をなし、基端部（図１の左端）が互いに連結され、先端部（図１の右端）が円周方向に互いに分離され、導電体により形成された複数の端子板２を備える。これら複数の端子板２は、前記基端部から先端部へ到る所定の領域の外周に雄ねじ部３を備え、該雄ねじ部３が形成された範囲より先端部寄りの領域の外周に前記雄ねじ部３の谷以下の外径で形成された案内部４を備える。また前記先端部から基端部へ向かう方向へ受ける力を互いが半径方向へ離間する方向への力に変換する変換部５を有する。

上記構成の接続端子１は、例えば、筐体６を貫通する雌ねじ部７に前記案内部４を挿入して雄ねじ部３を雌ねじ部７にねじ込んで行くと、前記筐体６内に固定された操作ピン８に前記変換部５が接触し、操作ピン８との接触によって接続端子１をねじ込む軸線方向の力が端子板２を中心から半径方向外方へ拡径する力に変換される。

前記端子板２が互いに周方向へ離れるように拡径することにより、端子板２の雄ねじ部３が筐体６の雌ねじ部７に密着し、雄ねじ部３と雌ねじ部７との間の遊びがなくなり、端子板２の緩みを防止することができる。

本発明にかかる電子機器の製造方法の最小構成例について図１、図２を参照して説明する。
この製造方法は、導電体を円筒状に形成する工程ＳＰ１と、円筒状に構成された導電体の一端部から所定の範囲の外周に雄ねじ部（例えば端子板２の外周に形成された雄ねじ部３）を形成する工程ＳＰ２と、前記導電体の他端部から前記雄ねじ部を含む所定の領域で円筒を円周方向へ分割する（例えば、円筒面の一部をなす複数の端子板２とする）工程ＳＰ３と、電子機器の筐体（例えば、その一部を図１に符号６で示す電子機器の筐体）を貫通して設けられた雌ねじ部（例えば、前記筐体６に形成された雌ねじ部７）に前記雄ねじ部をねじ込み、前記他端部に前記一端部へ向かう力を作用させて前記導電体の雄ねじ部を拡径させることにより固定する工程ＳＰ４とを有することを特徴とする。

上記構成の方法によれば、例えば、筐体６を貫通する雌ねじ部７に前記案内部４を挿入して雄ねじ部３を雌ねじ部７にねじ込んで行くと、前記筐体６内に固定された操作ピン８に前記変換部５が接触し、操作ピン８との接触によって接続端子１をねじ込む軸線方向の力が端子板２を中心から半径方向外方へ拡径する力に変換される。

前記端子板２が互いに周方向へ離れるように拡径することにより、端子板２の雄ねじ部３が筐体６の雌ねじ部７に密着し、雄ねじ部３と雌ねじ部７との間の遊びがなくなり、端子板２の緩みを防止することができ、端子板２を筐体６に確実に固定することができる。

（実施形態）
図１、２を具体化した本発明の一実施形態に係る構成について図３～７を参照して説明する。なお、図３～７において、図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を簡略化する。
図３は一実施形態にかかる接続端子を備えた電子機器（詳細にはその筐体）９の外観を示すものである。
この電子機器９は、図３（ａ）に示す平面形状を有し、例えばプラスチックの成型により形成された上部筐体９１と、同じくプラスチックの成型により形成された下部筐体９２とを備える。また図３（ｂ）に示す底部には、前記上部筐体９１、下部筐体９２によって支持された底板９３を備え、この底板９３に前記接続端子１が設けられる。

前記接続端子１は、黄銅等の銅合金により形成され、図４に示すように、略半割の円筒状をなす２つの端子板２０を有する。これら端子板２０の基端部は、図５（ａ）に示すように、平面視正方形状をなす電極部２１の中央に一体に固定されている。また前記端子板２０の基端部から所定の範囲は、図５（ｂ）に示すように、雄ねじ部３を有し、該雄ねじ部３より先端部側は、雄ねじ部３の谷径より小さな外径を有する円筒面状の案内部４を有する。前記案内部４の先端部は、外周から内周へ向かって傾斜した傾斜面２２を有する。これらの傾斜面２２は、例えば、先端部から基端部へ向かって次第に相互の間隔が狭まる平面、円錐面等のテーパー面である。

前記端子板２０は、例えば、銅合金からなる円筒状の母材の外周に一端から所定の長さにわたって旋削等の手段により、雄ねじ部３を形成し、該雄ねじ部３より先端部側をさらに旋削して、雄ねじ部３の谷径より小径の円筒面に加工し、さらに、中心軸を通る断面で二分割し、これら２つの端子板２０を電極部２１に固定して互いに連結することにより製造することができる。なお、前記円筒状の母材から端子板２０を加工するに際し、母材を二分割することなく、基端部が繋がった構造として、前記電極部２１を省略しても良い。すなわち、二つの端子板２０の繋がった基端部を底板９３から外部に露出させて、他の機器（例えば電源装置）との接続のための電極として利用することにより、電極部２１として機能する部品を省略しても良い。

前記接続端子は、図６、７に示すように、電子機器の下部筐体９２の底板９３に取り付けられる。
前記底板９３には、前記雄ねじ部３がねじ込まれる雌ねじ部７を有するインサート部材９４が前記底板９３と一体にインサート成型されている。また前記インサート部材９４の内側には、ほぼ高さ（下部筐体９２の上面からの距離）を同じくして、下部筐体９２上の支持部材９５に支持された操作ピン９６が設けられている。前記インサート部材９４および前記操作ピン９６は、前記端子板２０を弾性変形させるに足る強度を持つため、例えば銅合金により形成されている。なお前記インサート部材９４の外周の形状は、雌ねじ部７へ雄ねじ部３をねじ込む際の回転力によってモールド樹脂との間にすべりを生じないための凹凸、あるいは、非回転体状の外形とされている。
また前記操作ピン９６の外径は、２つの前記端子板２０を含む円筒面の内径より大きく設定されている。
前記下部筐体９２の下面には、回路基板９７が設けられている。この回路基板９７の上にはＵ字状に湾曲した、ばね部材９８が設けられ、このばね部材９８は、前記インサート部材９４を通って下部筐体９２内にねじ込まれた接続端子１の端子板２０と前記回路基板９７との間に弾性変形することにより、前記端子板２０と回路基板９７（の表面の回路パターン）とに接触し、これらを電気的に接続する。

上記構成の電子機器の組立て工程とともに、前記接続端子の作用を説明する。
組立て前の準備工程として、前記底板９３の後方位置（筐体９の外側）で前記接続端子１をインサート部材９４に対して中心軸が一致するように位置決めする。
位置合わせ工程
前記接続端子１を構成する端子板２０の先端部側の案内部４をインサート９４に挿入する。ここで、案内部４は、雄ねじ部３の谷径より小径に形成されているため、前記インサート９４の内周の雌ねじ部７の山径より小径であり、したがって、インサート９４に容易に挿入することができる。なお、この位置合わせ工程では、前記接続端子１は、図６の左側の接続端子１として示すように、前記底板９３の後方位置にある。

ねじ込み工程
前記端子板２０をさらに挿入し、雄ねじ部３を雌ねじ部７に接触させた後、雄ねじ部３を回転させると、接続端子１がインサート９４にねじ込まれて行く。ここで、接続端子１の基端部の電極部２１が正方形状に形成されていることから、レンチ等の作業工具によって回転させることができる。すなわち電極部２１を多角形状、あるいは、非回転体状に形成しておくことにより、前記接続端子１を回転させながらインサート９４に容易にねじ込むことができる。

ロック工程
前記接続端子１を所定以上回転させると前記雄ねじ部３と雌ねじ部７との間に作用する軸線方向への力により、前記接続端子１の先端部の案内部４が筐体９の内側へ徐々に突出して行き、図６の右側、および図７に示すように、案内部４の先端部の傾斜面２２が操作ピン９６に接近して行く。
ここで、前記接続端子１をさらに回転させると、前記傾斜面２２が操作ピン９６によって押され、軸線方向への力が２つの端子板２０を互いに離間させる方向への力に変換される。すなわち、基端部が連結された端子板２０は、前記操作ピン９６から作用する力により弾性変形し、端子板２０の基端部寄りにある雄ねじ部３が半径方向外方へ広がって前記インサート９４の雌ねじ部７の内周へ密着する。すなわち、前記雄ねじ部３と雌ねじ部７との山と谷とが緊密に接触することにより、これら雄ねじ部３と雌ねじ部７との前記ねじ込みとは逆の方向への回転による前記接続端子１のインサート部材９４に対する固定の緩みを防止することができる。

前記接続端子１の筐体内への進入に伴い、前記接続端子１の端子板２０と回路基板９７との間に予め配置されたばね部材９８が、そのＵ字形の開口側の端部が互いに近付くように弾性変形し、端子板２０と回路基板９７とに所定の力で圧着されてこれらを電気的に接続する。すなわち、端子板２０の基端部の電極部２１が回路基板９７の回路パターンと電気的に接続される。
この接続端子１の挿入に際し、前記ばね部材９８のＵ字状に湾曲した側が前記インサート部材９４へ向いているので、前記端子板２０との接触に際して、引っかかりを生じすることなく円滑に弾性変形することができる。

上記位置合わせ工程、ねじ込み工程、ロック工程により、接続端子１の基端部の電極部２１を電子機器の底板９３に取り付けることができる。
この接続端子１の固定は、電気機器の筐体の外側から、内部へ格別な固定部品等を取り付ける作業を伴うことなく行うことができるので、前記上部筐体９１、下部筐体９２、底板９３を組立てた後の段階であっても可能であり、したがって、電子機器の組立てのいずれの段階においても実施することができる。

また、前記接続端子１の基端部の電極部２１は、摩耗や破損により交換が必要な場合があり、このような交換に際しては、単に電極部２１を作業工具等によって回転させることにより、前記雄ねじ部３を回転させながら接続端子１を底板９３から抜き取ることができる。すなわち、上部筐体９１と下部筐体９２とを分割する工程を要することなく、前記接続端子１を取り外し、新たな接続端子と交換することができる。この取り外しに際し、前記雄ねじ部３の回し始めは大きな操作力を要するものの、操作ピン９６が傾斜面２２から離れる程度まで回転させた後は、端子板２０が弾性力により外径を縮小するように復元するため、さらなる接続端子１の回転に大きな操作力を必要とすることはない。

前記一実施形態では前記端子板２０の先端部に傾斜面２２を形成し、この傾斜面２２によって操作ピン９６から受ける力を半径方向への力に変換したが、前記操作ピン９６の先端部をテーパー状に形成し、端子板２０の傾斜面２２を省略しても良い。すなわち、端子板２０の先端部、操作ピン９６の先端部の少なくとも一方を傾斜させることにより、接続端子１のねじ込みに伴って雄ねじ部を雌ねじ部に緊密にねじ込むことができる。
前記一実施形態では前記端子板として円筒面を周方向へ２分割した形状を採用したが、さらに、３分割、あるいはそれ以上に分割した構造としても良い。
前記端子板２０を分割するスリットの深さは、一実施形態に限定されるものではなく、雄ねじ部３が形成された範囲の少なくとも一部が弾性変形することができる深さであれば良い。
前記一実施形態では、端子板の雄ねじ部、インサート部材の雌ねじ部をほぼ全周にわたって形成したが、一方あるいは両方のねじ部を一条、あるいはそれ以下の範囲のみとして、加工工数を削減しても良い。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明は、接続端子、接続端子の実装構造、電子機器、および電子機器の製造方法に利用することができる。

１ 接続端子
２ 端子板
３ 雄ねじ部
４ 案内部
５ 変換部
６ 筐体
７ 雌ねじ部
８ 操作ピン
９ 電子機器
２０ 端子板
２１ 電極部
２２ 傾斜面
９１ 上部筐体
９２ 下部筐体
９３ 底板
９４ インサート部材
９５ 支持部材
９６ 操作ピン
９７ 回路基板
９８ ばね部材

Claims (4)

1. それぞれ、円筒面の一部を占める湾曲状をなし、基端部が互いに連結され、先端部が円周方向に互いに分離され、導電体により形成された複数の端子板を備え、
   これら複数の端子板が、前記基端部から先端部へ到る所定の範囲の外周に雄ねじ部と、該雄ねじ部が形成された範囲より先端部寄りの位置の外周に前記雄ねじ部の谷径以下の外径で形成された案内部と、前記先端部から基端部へ向かう方向へ受ける力を互いが半径方向へ離間する方向への力に変換する変換部と、
   を備える接続端子と、
   該接続端子の前記雄ねじ部が一方の側からねじ込まれる雌ねじ部を備える受け部材と、
   この受け部材の他方の側に設けられ、前記接続端子の変換部と接触することにより複数の前記端子板を互いに離間する方向へ移動させる操作部材と、
   を備え、
   前記受け部材が筐体を貫通して設けられ、前記操作部材が前記筐体の内側に設けられ、前記端子板の基端部または電極部が前記筐体の外部に露出して設けられた、
   電子機器。
2. 前記受け部材は、前記筐体を構成する成型体を貫通して取り付けられたインサート部材である、
   請求項１に記載の電子機器。
3. 導電体を円筒状に形成する工程と、
   円筒状に構成された前記導電体の一端部から所定の範囲の外周に雄ねじ部を形成する工程と、
   前記導電体の他端部から前記雄ねじ部を含む所定の領域で円筒を円周方向へ分割する工程と、
   電子機器の筐体を貫通して設けられた雌ねじ部に前記雄ねじ部をねじ込み、前記他端部に前記一端部へ向かう力を作用させて前記導電体の雄ねじ部を拡径させることにより固定する工程と、
   を有する電子機器の製造方法。
4. 前記導電体の一端部に他の電子機器との接続の接点となる電極部を設ける工程をさらに有する、
   請求項３に記載の電子機器の製造方法。

Images