JPH04349379A - アクチュエータ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、形状記憶バネとバイア
スバネとを組み合わせてなるアクチュエータに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、形状記憶バネとバイアスバネと
を組み合わせてなるアクチュエータを応用したものとし
て図３〜図５に示すようなカードエッジコネクタが提案
されている。

【０００３】図３は、多極化傾向にある電子部品やプリ
ント基板の挿抜力を低減するため、形状記憶バネをコン
タクトのアクチュエータとして組み込んだ無挿抜力タイ
プの電子コネクタを示したものである。

【０００４】該電子コネクタは、絶縁材からなるコネク
タハウジング１を有し、該コネクタハウジング１の正面
には長孔状にコンタクト室２が開口して設けられている
。コンタクト室２内には、その開口部の長手方向の両側
壁に沿ってコンタクト３が相手コンタクトの挿入間隔を
隔てて２列に組み込まれている。両側のコンタクト３は
、その接点部３ａを対向させて対として配列され、且つ
その脚部３ｂはコネクタハウジング１の底部を貫通して
外に導出されている。コネクタハウジング１には、各コ
ンタクト３の列側で隣接コンタクト間を絶縁するための
隔壁４がそれぞれ突設されている。両側のコンタクト３
の列間でコクタクト室２内の底部側には、断面Ｕ字状の
形状記憶バネ５が配設されている。該形状記憶バネ５は
、高温時に凹部の入口が狭くなるように形状記憶がなさ
れている。このような形状記憶バネ５は、例えばＮｉ−
Ｔｉ合金等で断面Ｕ字形に形成されていて、両側の列の
各コンタクト３に対して共通にその列に沿って設けられ
、湾曲凹部の両側の両縁分が絶縁材よりなる動力伝達部
材６を介して各側のコンタクト３に係止され、これらコ
ンタクト３を同時に駆動することができるようになって
いる。この場合、コンタクト３の途中に動力伝達部材６
が嵌合支持され、該動力伝達部材６の嵌合溝６ａに形状
記憶バネ５の端部が嵌合支持されている。

【０００５】かかる電子コネクタでは、常温時には、図
示のようにバイアスバネを兼ねたコンタクト３のバネ力
が形状記憶バネ５のバネ力に打つ勝って、両側のコンタ
クト３の接点部３ａの相互間隔が開き、相手コンタクト
を無挿抜力で挿抜できる。また、高温時には、即ち形状
記憶バネ５が変態点以上になった場合には、該形状記憶
バネ５が縮んでそのＵ字状の開口部の幅が狭くなり、各
接点部３ａが相手コンタクトの両面に圧接される。

【０００６】しかしながら、このような電子コネクタで
は、相手コンタクトを挿入してから使用状態の温度（正
確には、形状記憶バネ５が相変態を完了する温度）にな
るまで使用できず、定常使用状態での使用前に導通チェ
ック等の簡単な初期チェックを行い難い問題点があった
。

【０００７】そこで、図４及び図５に要部を示すような
電子コネクタが提案されている。この電子コネクタでは
、コンタクト３の構成に特徴がある。該コンタクト３は
、コネクタハウジング１の底面からコクタクト室２内に
立ち上げられて上端側が下向きに所定の曲げ半径で折り
返されたコンタクト弱バネ部３ｃと、該コンタクト弱バ
ネ部３ｃの先端に連続して形成されていて、Ｖ字状に折
り曲げられたコンタクト強バネ部３ｄとで構成されてい
る。接点部３ａは、コンタクト弱バネ部３ｃとコンタク
ト強バネ部３ｄとの境界に設けられている。コンタクト
強バネ部３ｄに対応してコンタクト弱バネ部３ｃには、
動力伝達部材６が該コネクタ弱バネ部３ｃを貫通させて
支持されている。該動力伝達部材６の下面の嵌合溝６ａ
には、形状記憶バネ５の端部が嵌合されて固定されてい
る。コンタクト強バネ部３ｄの先端には、係合屈曲部３
ｅがほぼ直角に折り曲げられて形成されている。該係合
屈曲部３ｅは、動力伝達部材６の上面に載せられている
。

【０００８】このような電子コネクタにおいては、高温
で使用されるコネクタを例にとると、形状記憶バネ５は
オーステナイト変態完了温度（Ａｆ点）を６５℃に設定
してある。周囲温度が常温では、形状記憶バネ５はマル
テンサイト状態にあり、コネクタの中心から見て外側に
付勢しているコンタクト３を弱い力で内側に引き込んで
静止しており、接点部３ａは相手コンタクト７に接触で
きる位置に存在する。このため相手コンタクト７の挿抜
時には、ごく弱い力で挿抜が可能で、このとき接点部３
ａは相手コンタクト７の表面ラインまで押し戻され、所
定の弱い接触力が発生する。相手コンタクト７の挿入後
に、使用状態である高温下（例えば、１２５℃）に該電
子コネクタをさらすと、形状記憶バネ５はオーステナイ
ト相になり、コンタクト３の力に打ち勝ち、記憶してい
る形状に回復しようとして図５の状態で静止する。この
結果、接点部３ａは大きな接触力で相手コンタクト７に
接触し、高温下での連続使用においても高い信頼性が得
られる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように相手コンタ
クト７を挿入した直後でも初期チェックが可能となった
電子コネクタにおいては、相手コンタクト７の挿抜時に
初期チェック機能を損なわない範囲で、安定した低い力
で挿抜が行えることが望ましい。コンタクト３を駆動す
る形状記憶バネ５は、マルテンサイト状態ではバイアス
バネを兼ねたコンタクト３のバイアス力により容易に見
掛上の降伏を生じ、両者の釣り合いの取れたところで静
止する。この時の接点部３ａの位置により、相手コンタ
クト７の挿抜力が決定されるため、挿抜力をある幅を持
つ温度域で低くするためには、マルテンサイト状態にあ
る形状記憶バネ５の降伏力が一定で且つ低い方がよい。

【００１０】しかしながら、一般に、形状記憶バネ５の
降伏応力は、図６に示したように温度依存性があり、マ
ルテンサイト状態開始温度（Ｍｓ点）近傍に下限ピーク
がある。このため相手コンタクト７の挿抜力は、降伏応
力の下限ピークを越えて低温側にずれると、やや高くな
り、ばらつく問題点があった。

【００１１】本発明の目的は、形状記憶バネがマルテン
サイト状態で、より広い温度域において一定の弱い力で
降伏するアクチュエータを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の手段を説明すると、本発明は形状記憶バネとバイ
アスバネとを組み合わせてなるアクチュエータにおいて
、前記形状記憶バネは２つ以上の異なる変態点の形状記
憶バネ素子を組み合わせて構成されていることを特徴と
する。

【００１３】

【作用】変態点が１つの形状記憶バネとバイアスバネと
を組み合わせた場合に比べ、本発明のように変態点の異
なる各形状記憶バネ素子を組み合わせからなる形状記憶
バネとバイアスバネとを組み合わせた場合の該形状記憶
バネは、変態点の異なる各形状記憶バネ素子の選択によ
り、バイアスバネとの釣り合い位置をより広い温度範囲
で安定させることができる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示したものであ
る。なお、前述した従来技術を示す図３〜図５と共通の
部分は、省略して要部を主体として示しており、またこ
れら図３〜図５と同一又は相当部分には同一符号を付け
て示している。

【００１５】本実施例は、本発明のアクチュエータを電
子コネクタに組み込んだものを例にとり説明する。この
電子コネクタは、高温下（例えば、１２５　℃）で使用
するものである。バイアスバネを兼ねた各コンタクト３
に共通の動力伝達部材６を介して動力を与える本実施例
の形状記憶バネ５は、変態点の異なる２つ形状記憶バネ
素子５ａ，５ｂを図示のように交互に組み合わせて構成
されている。

【００１６】一例として用いた変態点の異なる２つ形状
記憶バネ素子５ａ，５ｂの変態点を表１に示した。

【００１７】

【表１】

【００１８】該表１において、Ｍｓ，Ｍｆはそれぞれマ
ルテンサイト変態開始温度，終了温度、Ａｓ，Ａｆはそ
れぞれオーステナイト変態開始温度，終了温度である。

【００１９】絶縁材よりなる動力伝達部材６は、各列の
コンタクト３の長手方向の一部をモールド成形時に埋め
込んでコネクタハウジング１の長手方向に沿って直方体
状に一体成形された構造になっている。即ち、各コンタ
クト３と動力伝達部材６とは、該動力伝達部材６の成形
時に一体成形され、各コンタクト３の途中に動力伝達部
材６が支持された構造になっている。なお、各コンタク
ト３と動力伝達部材６とを一体化するにあたっては、各
コンタクト３を動力伝達部材６の各孔に圧入する等の手
段を用いる場合もある。

【００２０】形状記憶バネ５は、図示のように変態点の
異なる２つ形状記憶バネ素子５ａ，５ｂが図示のように
交互に組み合わされ、その両端部が各動力伝達部材６の
嵌合溝６ａにそれぞれ嵌合されて固定されている。

【００２１】動力伝達部材６としては、使用条件で十分
な強度を持つ熱可塑性樹脂（例えば、ポリフェニレンサ
ルファイド，ポリエーテルイミド等）で形成されており
、その厚さや幅も形状記憶バネ５とコンタクト３の力の
引き合いに十分耐えられるようになっている。

【００２２】このような電子コネクタにおいては、周囲
温度が常温で形状記憶バネ５がマルテンサイト状態の時
には、左右の接点部３ａが開いて相手コンタクト７の挿
入時に接触できる位置に存在するようにして静止してい
る。

【００２３】次に、相手コンタクト７を挿入した場合に
は、接点部３ａは相手コンタクト７の表面ラインまで押
し戻され、所定の弱い接触力が発生し、初期チェックが
可能な状態になる。この際、コンタクト３を弱い力で付
勢する形状記憶バネ５は、マルテンサイト状態で見掛上
の塑性変形状態にあり、相手コンタクト７に働く接触力
は図２に示すように、形状記憶バネ素子５ａのみの場合
（ａ）、形状記憶バネ素子５ｂのみの場合（ｂ）の各例
と比較すれば明らかなように、変態点の異なる２つ形状
記憶バネ素子５ａ，５ｂを組み合わせたもの（ｃ）（本
実施例で用いている形状記憶バネ５）によれば、変態点
が１つの形状記憶バネを用いた場合の平均的な値を示し
、しかもこのような変態点の異なる形状記憶バネ素子を
組み合わせて用いた形状記憶バネ５によれば、変態点の
異なる形状記憶バネ素子を組み合わせて用いない形状記
憶バネよりも、より広い温度域で安定した接触力が得ら
れる。

【００２４】相手コンタクト７の挿入後に、使用状態で
ある高温下に該電子コネクタをさらすと、接点部３ａに
高い接触力が働くが、この点については従来技術と変わ
らないため詳細な説明は省略する。

【００２５】上記の如き変態点の異なる２つ形状記憶バ
ネ素子５ａ，５ｂを組み合わせた形状記憶バネ５を用い
たアクチュエータを利用した電子コネクタは、常温下で
、より広い温度域で接触力を一定に保てるため、挿抜時
のコネクタ特性を均一に保てる等の利点がある。

【００２６】上記実施例では、変態点の異なる２つ形状
記憶バネ素子５ａ，５ｂを組み合わせた形状記憶バネ５
について説明したが、該形状記憶バネ５はこれに限定さ
れるものではなく、変態点の異なる３つ以上の形状記憶
バネ素子を組み合わせて用いることもできる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る形状記
憶バネとバイアスバネとを組み合わせてなるアクチュエ
ータは、形状記憶バネが２つ以上の異なる変態点の形状
記憶バネ素子を組み合わせて構成されているので、該形
状記憶バネがマルテンサイト状態において発生する力を
、１つの変態点の形状記憶バネを使用した場合に比べ、
より広い温度域にわたり安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアクチュエータの一実施例の要部
斜視図である。

【図２】本実施例のアクチュエータを用いた電子コネク
タの接触力の温度依存特性図である。

【図３】形状記憶バネを組み込んだ従来の無挿抜タイプ
の電子コネクタの縦断斜視図である。

【図４】形状記憶バネを組み込んだ従来の低挿抜タイプ
の電子コネクタの相手コンタクト挿入前の縦断面図であ
る。

【図５】形状記憶バネを組み込んだ従来の低挿抜タイプ
の電子コネクタの相手コンタクト挿入後、高温下での状
態を示す縦断面図である。

【図６】Ｎｉ−Ｔｉ合金を用いた形状記憶バネの降伏応
力−温度曲線図である。

【符号の説明】

１…コネクタハウジング、２…コンタクト室、３…コン
タクト、３ａ…接点部、３ｂ…脚部、３ｃ…コンタクト
弱バネ部、３ｄ…コンタクト強バネ部、３ｅ…係合屈曲
部、４…隔壁、５…形状記憶バネ、５ａ，５ｂ…形状記
憶バネ素子、６…動力伝達部材、６ａ…嵌合溝、７…相
手コンタクト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　形状記憶バネとバイアスバネとを組み
   合わせてなるアクチュエータにおいて、前記形状記憶バ
   ネは２つ以上の異なる変態点の形状記憶バネ素子を組み
   合わせて構成されていることを特徴とするアクチュエー
   タ。