JPH0249373A - コンタクト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野］ 本発明は例えば第１のコネクタと第２のコネクタからな
るツーピースコネクタに使用されるコンタクトに関する
。

［従来の技術］ 従来ツーピースコネクタの一例として、プリント基板、
ブレード状雄型コンタクト等の雄型挿入部材とチューニ
ングフォーク状雌型コンタクトを備えたものがある。

このツーピースコネクタの具体的な構成は第１１図のよ
うに雄側コネクタＭと雌側コネクタＦとからなっている
。雄側コネクタＭは、ベースプレートＢＰのコンタクト
挿入穴ＢＨに、インシュレータＭｌを介して先端がブレ
ード状の雄型コンタクトＭＣが装着されている。この雄
型コンタクトＭＣはプリント基板ＰＣに装着される。雌
側コネクタＦは箱状のベースＢとこの底部に貫通固着さ
れるチューニングフォーク状雌型コンタクトＦＣとこの
雌型コンタクトＦＣ相互間を絶縁するインシュレータＦ
ｌとから構成されている。この雌型コネクタＦＣはマザ
ーボード等ＢＤに装着される。

このように構成されたメタル結合コネクタは、寸法精度
の悪いプリント基板エッヂを直接用いず、寸法精度の良
いブレード状雄型コンタクトＭ　Ｃが、チューニングフ
ォーク状雌型コンタクトＦＣに挿抜可能な構成であるの
で、カードエッヂタイプのコネクタに比べて接触圧の安
定性が改善されることから航空機、コンピュータ主装置
および周辺機器、通信機、システム機器等に広く使用さ
れている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、従来使用されているメタル結合コネクタの雄
型コンタクトＭＣと雌型コンタクトＦＣは、第１１図の
ように構成されているだけであるので、以下の点で不都
合である。すなわち、雄型コンタクトＭＣの端部は雌型
コンタクトＦＣに挿入時接触する板面形状が先細状にな
るように中心線に対して対称に傾斜面！Ｎが形成されて
いた。

また雌型コンタクトＦＣは互に対向する腕部Ａとこの先
端の内側に突出する断面はぼ半円状の突出部Ｓが左右対
称に形成されていた。

このため、雌型コンタクトＦＣに雄型コンタクトＭＣを
挿入する際に、雄型コンタクトＭＣの頂部ＴＰつまり傾
斜面ＩＮと平行な平面ＰＯの接合部が雌型コンタクトＦ
Ｃの突出部Ｓを通過するとき、比較的大きな挿入力が必
要となる。このため、特に接触部の数すなわち極数の多
いコネクタでは、非常に大きな挿入力が必要となる。

さらに、従来上記した雄型コンタクトＭＣと雌型コンタ
クトＦＣは、いずれも第１２図のような形状にプレス機
で打抜き加工されているので、プレス破断面が、第１２
図のように接触面であると同時に接点移動点ともなるた
め、摩耗による表面劣化が起り易い。

また、例えば互に嵌合可能な雄側コネクタと、雌側コネ
クタからなるツーピースコネクタは種々あるが、いずれ
もコンタクトの形状は雄型と雌型と異なっているため、
コンタクトの製作には時間が多くかかり作業性が悪く、
又各コンタクトに合った金型を製作して用いなければな
らないごとから費用も多くかかり経済性の面で好しくな
かった。

一方、従来上記したチューニングフォークコンタクトと
は別の第１３図に示すような両端支持バネ構造のコンタ
クトがあるが、これは後述するバネ特性値が高いため、
設計又は製造的に接触力の低減管理が難しく、低挿抜力
化が実現できない。

なお、上記バネ特性値は、ステイフネスとも言い、バネ
の一定変位置当りのバネ圧（反力）のことをさし、この
単位としては通常ｇ　／　ｉ＋ｍが使われる。

本発明は挿抜力を低減でき、耐摩耗性が向上し、実装ス
ペースが小さく、製造設備が安価となるコンタクトを提
供することを目的とする。

［実施例］ 以下、本発明について図面を参照して説明する。

第１図および第２図はそれぞれ本発明のツーピースコネ
クタを構成する第１および第２のコネクタＣＮＩ、ＣＮ
２の断面図である。第１のコネクタＣＮＩは、全体とし
てほぼ直方体であって、断面はぼ山形の絶縁体ＩＳＩと
棒状の導電性弾性材料をつぶし加工又は切削加工してな
る一対のコンタクトＣ１からなっている。絶縁体ＩＳＩ
は底面部の中央壁Ｗ１より直線状のコンタクト挿入穴Ｈ
１が、中央壁Ｗ１をはさんで両側にそれぞれ複数個形成
されており、中央壁Ｗ１は断面凸状になっていて、コン
タクトＣ１の自由端側か変位可能な空間Ｓ１が形成され
、左側壁ＷＬＩと中央壁Ｗ１、右側壁ＷＲＩと中央壁Ｗ
１で形成される空間ＳＬ１、ＳＲＩには後述する第２の
コネクタＣＮ２の絶縁体ＩＳ２の左右側壁ＷＬ２．ＷＲ
２が挿入可能になっている。コンタクトＣ１はそれぞれ
棒状であって先端部に円弧状の接触部Ｃ１ｌを有し、こ
の接触部Ｃ１ｌをのぞく自由端側かこれと反対側の根元
部（固定部）Ｃ１２方向に向うにしたがって徐々に太く
なるようにゆるやかな傾斜面部０１３が形成されている
。この場合傾斜面部Ｃ１３の傾斜角度は４″となってい
るが、これに限らず３°〜１５＠の範囲ならいかなる値
でもよい。このような構成のコンタクトＣ１は、その傾
斜面部Ｃ１３の左右側壁ＷＬＩ、ＷＲＩに向けて前記絶
縁体■Ｓ１のコンタクト挿入穴Ｈ１に挿入されている。

第２のコネクタＣＮ２は全体としてほぼ直方体であって
、断面はぼＵ形の絶縁体１５２と第１のコネクタＣＮ１
のコンタクトＣ１と同一形状のコンタクトＣ２とからな
っている。絶縁体ＩＳ２は左および右側壁ＷＬ２．ＷＲ
２は断面凸状になっていて、底面部には直線状のコンタ
クト挿入穴Ｈ２が左右側壁ＷＬ２．ＷＲ２に沿ってそれ
ぞれ複数個形成されている。コンタクトＣ２は、この傾
斜面部Ｃ２３が左右側壁ＷＬ２．ＷＲ２と反対側の中央
部に向くように前記絶縁体ＩＳ２のコンタクト挿入穴Ｈ
２に挿入されている。なお、Ｃ２１は接触部、Ｃ２２は
根元部（固定部）であり、Ｓ２Ｌ、Ｓ２Ｒはそれぞれ左
および右側壁ＷＬ２゜ＷＲ２とコンタクトＣ２の自由端
が自由に変位するように形成された空間である。

このように構成された第１および第２のコネクタＣＮＩ
、ＣＮ２を互いに嵌合させると、第３図の断面図および
第４図の斜視図のようになる。この図から明らかなよう
に第１、第２図ではコンタクトＣＩ、Ｃ２の自由端側は
、それぞれ真っ直ぐだったものが、第３図および第４図
では多少弓なりに湾曲している。これによってコンタク
トＣＩ。

Ｃ２には所定の接触圧が得られる。このようにコンタク
トＣ１，Ｃ２の自由端側が湾曲しているのは、第１およ
び第２のコネクタＣＮ１．ＣＮ２の絶縁体ＩＳＬ、ＩＳ
２にそれぞれ空間Ｓ１およびＳ２Ｌ、Ｓ２Ｒが形成され
ていて、コンタクトＣＩ、Ｃ２の自由端側か互いに接触
するようになっているからである。

このように互に嵌合可能な第１、第２のコネクタＣＮＩ
、ＣＮ２のコンタクトＣ１，Ｃ２を同一形状にすること
ができるので、コンタクトの製作には時間が少なくてす
み、作業性がよく、コンタクトＣＩ、Ｃ２を製作するた
めの金型も同一なものでよいため費用も少なくてすみ経
済的にも有利となる。

ここで、上記したコンタクトの効果について第５図〜第
１０図を参照して説明するが、はじめにコンタクトＣ１
，Ｃ２が嵌合される状況について第５図、第６図を参照
して説明する。

第５図はコネクタＣＮＩ、ＣＮ２の嵌合初期（第一段階
）のコンタクトＣＩ、Ｃ２の先端接触部上の接点の移動
を説明するための図であり、以下これについて、説明す
る。

［第一段階］　双方のコンタクトＣＩ、Ｃ２は、まず最
初に、第５図（ａ）のように半円状の先端接触部上の接
点Ａで接触し合う。この先端部同志の接触は、第５図（
ｂ）の状態を経て双方の先端接触部が互いに相手方コン
タクトの梁の部分に接触を開始する瞬間（第５図（Ｃ）
）まで継続する。

従ってこの間、先端接触部における接点は定点に限定さ
れることなく点Ａより点Ｃまでの円弧上を移動（第５図
（ｄ））することになる。

この相互の接点移動は特定箇所の摩耗による劣化を軽減
するだけではなく、接点をワイプし合うことによる接点
のクリーニング効果を高める。この場合第７図に示すよ
うに挿入ストローク行程における挿入力の変動グラフに
見られる最初の低い山はこの段階を示している。

［第二段階］　接触点（点Ｄ）は互いに相手方コンタク
トの滑らかな梁の上を進み第６図（ａ）のようになる。

［第三段階］　そして第６図（ｂ）のように先端接触部
が互いに相手方コンタクトの胴部に到達し嵌合が完了す
る。この際の接点（点Ｅ）は梁のたわみの進行により第
二段階における接点りとは明らかに異なる点となる。

以上述べたことから接触点が嵌合の行程において絶えず
移動していることが分る。このことは言うまでもなく、
相互に接点が移動しあうということは特定箇所の摺動に
よる摩耗を低減させることとなり、結果としてこのコン
タクトＣ１，Ｃ２が使用されるコネクタの耐久性を高め
ることになる。

この「挿抜ストローク工程における先端接触部上の接点
の移動」のメカニズムはこの接触方式の最も優れた特色
のひとつであり、第８図および第９図に示されるような
挿抜寿命試験での挿入抜去力、接触抵抗値における高い
安定性を生む大きな要素となっている。

第８図は抜去力の経時変化（６０極の場合）について、
従来のチューニングフォークコンタクトと本発明のコン
タクトの挿入力と挿抜回数の関係について実験した結果
を示すグラフである。

第８図から明らかなように本発明のコンタクトは前述の
バネ特性値が低いため、設計又は製造的に接触力の低減
管理が容易で、低挿抜力化の実現が可能となる。

また第９図は同様に本発明のコンタクトと従来のコンタ
クトの接触抵抗と挿抜回数の関係について実験した結果
を示すグラフである。

第９図から明らかなように、本発明のコンタクトはバラ
ツキ幅が少なく、非常に高い安定性を示している。なお
、本発明のコンタクトと従来のチューニングフォークコ
ンタクトとの平均［（Ｍｅａｎ）の違いは、１ｌＦＩ定
ポイントの違いによるものである。

平均値が低いことは必ずしも品質が高いことを意味する
ものではなく、バラツキ幅の変化が小さいことが品質上
重要なことである。

さらに前述したように本発明のコンタクトは、第１０図
の矢印の範囲だけ接点が平滑傾斜面にて摺動するので、
低挿抜力による嵌合が実現し、同時に耐摩耗性が向上す
ることから、多極化することも可能となる。

また本発明によるコンタクトは、ビームを縦方向に嵌合
させる構成であるので、嵌合に必要なスペースを非常に
小さくでき、これにより高密度化が可能となる。

さらにまた、嵌合される双方のコンタクトの形状が同じ
で、かつシンプルであるため、製造設備が共用できると
ともに、加ニスピードがアップすることから、低コスト
化が可能となる。

また、コンタクトＣ１，Ｃ２は、棒状材料をつぶし加工
又は切削加工等により、接触部Ｃ１１゜Ｃ２１と傾斜面
部Ｃ１３，Ｃ２３を形成するたけであるので、寸法精度
の出しにくい曲げ加工を用いな（でも良く、しかも接触
部Ｃ１１，Ｃ２１の外形寸法は根元部Ｃ１２，Ｃ２２の
外形寸法と等しいか又はそれ以下であるため、絶縁体Ｉ
ＳＩ、ＩＳ２にコンタク）ＣＩ、Ｃ２を組み立てる場合
には、絶縁体ＩＳＩ、ＩＳ２の底面側および上面側のい
ずれからでもできることから、組み立て作業性がよい。

［発明の効果］ 以上述べた本発明によれば、棒状のコンタクト本体の一
端側に固定部を有し、その他端側か自由状態で弾性的に
湾曲変形可能であって、かつこの先端部に円弧状の接触
部を有し、さらにこの接触部と上記固定部との間に傾斜
面部を有した構成としたので、挿抜力を低減でき、耐摩
耗性が向上し、実装スペースが小さく、製造設備が安価
となるコンタクトを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明によるコンタクトを使用し
たツーピースコネクタの一例の第１および第２のコネク
タのそれぞれの断面図、第３図および第４図は第１．第
２のコネクタ同士を嵌合させた状態を示す断面図および
斜視図、第５図および第６図は本発明のコンタクトの嵌
合時における接点の移動状況を説明するための図、第７
図〜第９図は従来のチューニングフォークコンタクトと
角ピンの組合せによるコネクタと本発明のコンタクトを
用いたコネクタの挿入ストローク行程における挿入力の
変動と、挿抜寿命試験による挿抜力の経時変化と、挿抜
回数による接触抵抗値レンジとをそれぞれ比較した実験
結果、第１０図は本発明のコンタクトの効果を説明する
ための図、第１１図は従来のツーピースコネクタを示す
斜視図、第１２図は従来のチューニングフォークコンタ
クトと角ピンの組合せ状態を説明するための図、第１３
図は従来の両端支持バネのコンタクトを示す断面図であ
る。 ＣＮＩ、ＣＮ２・・・第１．第２のコネクタ、Ｃ１，Ｃ
２・・・コンタクト、Ｃ１１，Ｃ２１・・・接触部、Ｃ
１３，Ｃ２３・・・傾斜面部、ＩＳｌ、ＩＳ２・・・絶
縁体、Ｓｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ２Ｒ・・・空間。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 ♂　Ｋ室 一〇 第４ 図 第６図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）棒状の導電性弾性材料からなるコンタクト主要部
   の一端側に所望の固定部位に固定される固定部を有し、
   他端側が自由状態で弾性的に湾曲変形可能であって、こ
   の先端部に前記固定部の外形寸法と等しいか又はそれ以
   下の外形寸法の円弧状の接触部を有すると共に、この接
   触部と前記固定部との間に前記接触部側が先細で前記接
   触部に形成されている円弧面と同一面側に傾斜面部を有
   するコンタクト。
2. （２）傾斜面部の傾斜角度は、３°〜１５°の間である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコンタク
   ト。