JPS58500387A - ツイストピン - 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】 ツ　イ　ス　ト　ピ　ン 技術分野 本発明は電気コネクタｔｈに開離可能なピンとソケットからなる接触コネクタの ツイストビンに関する。

背景技術 ピンとソケットからなる接触コネクタは例えば平形ケーブルコネクタ、刃付コネ クタおよび同軸ケーブルの端部に付設されるコネクタのような広範囲の各種電気 コネクタとして使用されている。かかるコネクタにおいては、一群のピンが雄型 部材に、又これと対応する一群のソケットが雌型部材に配設される。又ピンおよ びソケットは夫々ソケットからピンを帽繁に外してもピンとソケットが互いに好 適に接触して保持されるように寸法法めされる。

現在最も汎用されている形のピンはいわゆる「ツイストピン」と呼ばれるもので あり、軟質の銅例えば無酸素鋼（ｏｒｅ）製の一本又（・コそれ以上のストラン ドからなるコア部としてのケーブルと、前記コア部の外周部はベリリウム鋼合金 （Ｂｅｃ・工）表で複数本のバネストランドを螺旋状にねじると共に一個又はそ れ以上のふくらみ部を持たせて構成される。すなわちピンの外周部のストランド によりピン素子の中間部においてふくらみ部が形成される。この種のツイストピ ンは例えばフィリップスによる１９６７年５月９日付の米国特許第３，３１９， ２１７号に開示されている。非圧縮状態でのピンの最大断面積は、ピンをソケッ トに挿入した時外周部のストランドが弾性的に圧縮されピンとソケットとが緊密 に接触し結合されるよう、ソケットの内径よシ大にされる。

ベリ１７ウム銅合金１グ高い弾性を持つので外周部のストランド（すなわちソケ ットと接触するストランド）の材料として用いられている。このようにストラン ドが高い弾性を持つ場合ピンとソケットとの機械的結合力が上昇する上、結合後 ソケットに対し大部分が接触するので確実な電気的結合が得られる。

ピンとソケットとの結合力としては実際上−結合部において５オンス（１４１， ７５グラム）以上の力が必要である。１００本以上のピンを有するコネクタ（例 えば市販のコネクタでは１８４ピン以上）の場合各ピンを適宜に潤滑せしめても 雄型部材と雌型部材とを結合するに必要な全結合力は極めて大きくなり、このた め実際上コネクタを結合する作業者は大きなカを加えねばならず、延いて（ｄコ ネクタに使用するピンの数を実質的に制限する必要があることは理解されよう。

一方この欠点を解決することによシ開離カ（すなわちソケットからピンを外すに 必要な力）が所定の最小値（例えば０．５オンス（１４］、７５　ｙ　）　）よ り小さくならないよ“うにする必要がある。

所定の最小値とはソケットとピンが開離されない限度の最小結合力を指す。かか る結合力が存在しなければ、結合部の電気的結合程度を示すコンストリクジョン 抵抗が過度に大となる。

かかる欠点を解決するために、第１図乃至第３図に断面図で示すようなそれまで Ｑｍのビン構成に存在しないピン構成が提案された。例えば中央部のコア部を省 略したピン構成も提案された。この場合ビンは螺旋状にねじった複数本のケー謬 ）でＢｅＣｕ　！Ｊｉの複数本のストランドで構成される。−例としてケーブル ３本で、各ケ゛−プルのストランドが３本のピン構成が提案された（第１図参照 ）。他の例として、ケーブル３本名ケーブルのストランドが４本、又はケーブル ４本名ケーブルのストランドが３本の各ピン構成が提案された。しかしながらか かるピン構成によっては上述の欠点を解決できず逆に結合力が高くなりすぎると いう問題を生じることが判明している。

他の例として、コア部が３本の栖旋状にねじられたＯＦＣ％のストランド（直径 ０．００５イ：ｙチ（０，１２７ｍ））からなＪ、前記コア部の外周部が１１本 又は１２本（第２図参照）の螺旋状にねじられたＢｅ　Ｃｕ製のストランド（直 径０．００３５インチ（０，０８８９ｗ、　）　）からなるピンが試作されたが 、やはり結合力が不必要に大となる欠点があった。更にピンの製作時に、外周部 のストランドで好適なふくらみ部を形成することができ々かった。

更に也の例として、３本のＯＦＣ〜のストランド（直径０．００３５インチ（０ ，０８８９ｗｘ　）　）の外周部に複数本のＢｅ　Ｃｕ製のストランド（直径ｏ 、ｏｏｓインチ（０，１２７１１１＋、）　）を螺旋状にねじった構成のピンが 試作された。例えばＢｅ　Ｃｕ製のストランドが５本の場合（第３図参照）、又 Ｂｅ　Ｃ！ｕ製のストランドが３本の場合が提案された。しかしながら依然とし てこの種のピンの性能および品質は完全に満足できるものではなかった。

発明の開示 従って本発明の一目的はピンとソケットとの結合力が減少されかつ所定の最小開 離力が得られるツイストピンを提供することにある。

本発明の他の目的は従来のピン構成を大巾に変更することなく目的を達成するツ イストピンを提供することにある。

本発明の別の目的はソケットと好適に電気的に結合されるツイストピンを提供す ることにある。

上記目的は複数個のソケットからなる電気コネクタと結合可能な複数個のピンか らなる電気コネクタに使用される本発明のビン素子を提供することにより達成さ れる。ピン素子は、導電性の内部と外周部とからなり、前記外周部は更に前記内 部の外周において螺旋状にねじると共にふくらみ部を持たせた複数本のストラン ドで構成され前記ふくらみ部がコネクタのソケットと接触して適確に結合される 。又外周部のふくらみ部は弾性の異なるストランドで構成されている。

外周部のストランドの内の２５乃至７０％が大きな弾性の材料で作られることが 好ましい。

又外周部が７本のストランドで構成される場合、７本の内の３本がべＩＪ　ＩＪ ウム銅合金裂で残りが無翫素銅製であることが好ましい。

図面の説明 本発明の目的および利点は同一部材を同一番号で示す添附図面に沿って好ましい 実施例を以下に詳述するにっ７し明らかとなろう。

第１図、第２図および°７３図は夫々試作された好ましくないビン構成の三例の 断面、力、第４図は本・全問による好ましいピン構成の一９１ｔの断面図、第５ 山は本発明による好ましい他の例のビン構成の断面図、第６図はソケット内でピ ンが結合されている状態を示す第５図に類似した＋４Ｏ図、第７図は本発明によ るピンおよびソケット構成の一部破断した例の側面図、および第８図は複数個の ピンを内蔵する本発明によるコネクタの例の部分断面図である。

好適な実施例の詳細 本発明による接触ビンでちるツイストビン（８）の好ましい実施例を第４図乃至 第７図に示す。各ツイストピンのビン素子ＱＧは端部が開口された管状のかぶせ 金具α２の一端部に周知の方法で１φ入され固定されている。かぶせ金具餞は好 適な導電性材料例えば銅好ましくは無酸素銅で作られており、かぶせ金具Ｑ２＋ の他端部には好適に導線（１４が挿入され周知の方法で・・ンダ付は又はクリッ プ止めされ、これによりワイヤ導線α→とピン素子００とがかぶせ金具０２）を 介し電気的に接続される。

ピン素子・１１は実際には雄型素子として機能せしめられ雌型をなすソケットα Ｑ内に摩擦力で接触するように挿入される（第６崗および第７図参照）。ソケッ トαＱの内径はピン素子ＧＯとの間に好適かつ確実な摩擦接触を得るべくピン素 子αＯのふくらんだ部分の外径１より僅かに小にされる。ソケットα［有］には 導電性のリード線ａカが周知の方法でソケット（至）に接続されている。

ピン素子Ｑ（Ｉは内部のコア部および前記コア部を囲繞する外周部から成り、外 周部は複数のワイヤ線を螺旋状にねじると共にふくらみ部が持たせられている。

第５図に示す本発明の好ましい一実施例によれば、コア部ａＢは素線としての３ 本のストランド（至）を螺旋状にねじって形成される。ストランド（ト）は軟質 の導電性材料好ましくは無酸素銅（以下ＯＦＣとも呼ぶ）のような軟質鋼で作ら れる。又第５図のピンの外周部■に好ましくは同−直径で７本のストランド（転 ）、（ハ）を螺旋状にねじると共に′ふくらみ部が持たせられている。

冒頭に説明したように、７本の外周部のストランド（ワ、（ハ）がすべてべＩＪ 　ＩＪウム銅合金（以下ＢｅＣｕとも呼ぶ）で作られた上述した構成のピンに周 知である（以下に説明する本発明は異なるが）。ぺＩＪ　ＩＪウム銅合金は弾性 が極めて高い金属でバネとして久造され使用されていることに知られている。従 って冒頭に説明したように第８図に示すような多くのピン・ソケット部から成る コネクタ＠では、各ピン・ソケット部の結合力が犬となシ望ましくなかった。

一方かかる欠点を改善するような冒頭で説明した構成も依然として欠点があった 。例えば、第１図に示すよ°うな試作のビン呂は３本のケーブル翰を螺旋状にね じって形成されており、各ケーブル（１）カヘリリウム銅合金製の複数本のスト ランド（ハ）（直径０．００３５インチ（０，０８８９ＩＩＩ　）　）で形成さ れて構成される。また第２図に示すような試作のピン（至）は、コア部が３本の ＯＦＣ表のストランドΦ（直径０．００．ｉインチ（０，１２７ｖａ、　）　） を螺旋状にねじって形成され、前記コア部の外周部は】２本のＢｅＣｕｇのスト ランド■（直径０．００３５インチ（０，０８８９ｉｍ）　）を螺旋状にねじっ て形成されて、構成される。更に第３図に示す試作ビン■の場合には、コア部が ３本のＯＦＣ大ストストランド）（直径０，００３　、＝インチ（ｏ、ｏｓｓＰ 　：！ｌｌ）　）を螺旋状にねじって形成され、前記コア部の外周部は５本のＢ ｅＣｑ製のストランド−（直径０．０ｆＪ５インチ（０，１２７１ｍ　）　）を 周設せしめて構成される。しかしながら実際上これらの試作ピンにはＢｅＣｕを 用いることに因る欠点があり重版できないことが判明している。又ピンとソケッ トとの結合力が大となる他に、上述の試作ピ／においては所望の形状に構成でき ずかつその性能および品質もこれまで長年使用されているピンの有する性能およ び品質に達しなかった。

一方このような構成における高結合力は標準的な接触構成をなっても有効に低下 しうろことが判明している。例えば、外周部が７本のストランド器、（ホ）から 成る第５図のような標準的な接触ピンにおいて、３本のＢｅ　Ｃｕ製のストラン ド（イ）と弾性の低い金属好ましくはＯＦＣ＄Ｊで前記ストランド（イ）と同一 直径の４本のストランド（財）とを組み合わせて得られたピン素子１グピンとソ ケットとの結合力が大巾に低下されかつピンとツクノドとの間の開離を防止する に必要な所定の最小結合力か得られる。

即ちストランドの一部を弾性の小さな金属で置き換えることにより接触ピン全体 の弾性力が低下されるので、ピンとソケットとの間の結合力が減少される。一方 電気的接続上安全かつ標準的な結合状態を与えるに必要な最小結合力は維持され るごとも判明した。弾性の小さなＯＦＣ製のストランドで置き換えることにより 接触ピンの外周部とソケットの内部との全体の接触面積が減少し電流供給量が低 下されるが、これはｏＦｃｊ３ＪのストランドがＢｅＣｕ％のストランドより導 電性に優れているので外周部における全体としての通電量が増加し充分に補償さ れる（すなわち「コンストリクジョン抵抗１の増大は「バルク抵抗」の低下によ り補償される）。

本発明のピンと７本のＢｅＣｕ製のストランドを用いた従来のピンとの比較試験 を行なった。従来のピンには（第５図と同一の構成をもつ）金メッキされた２４ 個のピンが使用された。従来の各ピンの外周部のストランド（財）、（ハ）（直 径ｏ、ｏｏｓインチ（０，１２７ｒａ　）　）　４ｘすべてＢｅ　Ｏｕで作られ 、コア部のストランドａ８１（ｏ、ｏｏ３．ｒインチ（ｏ、ｏ８ｓｔＩ＝ｍ　） 　）はＯＦＣで作られた。各従来のピンと標準の２４　ＡＷＧ　ＳＴＤソケット （ナンバー　０９６−０６２４−０００　）との結合力は高くその試、験結果は 以下の通りであった。

結合力（オンス）〔ダラム〕　開離力（オンス）〔ダラム〕高　５．８７５　〔 １６６、：＋７：；　Ｒ，７５０（１・３３〕低　、’、、０　〔８５，０５） 　２　８７５　（８”１．Ｊ平均　・ｉ、９５　〔＋４（１，３３４，２９（１ ２１，６：１一方今メンキされた２４個の本発明によるピンは、外周部が４本の ＯＦＣ製のストランド（ハ）（直径０．００５インチ（０，１２７讃））と３本 のＢｅ　Ｃｕ製のストランド翰（直径０．ＣＨＩＦインチ（０，１２７ｓ　）　 ）とからなり、又コア部が３本のｏｙｃへのストランドＱ８１（０，００３５イ ンチ（０，０８ｇＣ：ｍ　）　）からなり、試験結果は以下の通りであった。

結合力（オンス）〔ダラム〕　開離力（オンス）〔ダラム〕高　４．５０　（１ ２７，６）　、（，６２５（１０２，７７’）低　１．８７５　（５１，１＋５ ）　１．６２５　（４６）平均　２．７７　（７８，５３’ｌ　２．３６　〔６ ６，９，］？：　、）で本発明によるピンの平均結合力は従来の４．９５オンス （１４０，３３グラム）から２．７７オンス（７８，５３グラム）へ減少される ことが理解されよう。一方０．５オンス（１４１，７５グラム）の最小開離力が いずれのピンによっても得られた。

また本発明（てよシ構成されるストランド翰、蜘を備えた外周部を持つコネクタ を結合する場合加える力は相当に小さくて済むことも理解されよう。

本発明における顕著な！除黴は標準的なピン構成を利用して実現できることにあ る。従って、かかるピンは周知の方法で製作可能であ如、新規な構成のピンの製 作時に生じるような新たな技術的問題は生じない。この製作方法に関しては上述 したフィリップによる米国特許第３，３１ｑ、′！４７号に開示されている。

本発明によれば概して外周部のストランドの２５％乃至７０％が大きな弾性を有 する場合に好ましい結果が得られうる。上記の割、合より小さい場合ピンの直立 強度を充分に取れないので不適当であった。例えば、本発明によれば外周部のス トランドが７本のピンにおいてｏＦｃＢのストランド４本に対し、ＢθＣｕ！Ｊ ！のストランドを３本に配分することが好ましいが、ｏｖｃ％ストランドを３本 乃至５本にしても好ましい結果が得られることは理解されよう。

本発明はソケット（で極めて容易に挿入可能なコネクタのピンを提供できること は理解されよう。この結果、従来のピンの構成を大巾に変更せず、かつピンの導 電性を充分に高く維持しうる。ビレの構成は従来のものと同様であり、既に実施 されているものであるから、新たな製作法又は新たなかぶせ金具を開発する必要 もなく本発明を効果的に実施しうる。従って本発明のピン素子の作用を正確に推 断しうる。

更に本発明によれば、第４図に示すピンｌ１ｉＯは従来の構成のものと全く同一 ではないが好適に使用しうる。この場合、ピン（７）のコア部メハ第５図のピン のコア部と類似しており、外周部のストランドＮ（ｉ径ｏ、ｏｏｓイアｆ　（０ ，１２７ｍ　）　）　ｉ　７本でなく６本であり、外周部の６本のストランドの 内３本がＯＦＣで作られ残りの３本がＢθＣｕで作られることが好ましい。

又ＯＦＣストランドを２本乃至４本にすなわち弾性の小さなストランドの量を２ ５嗟乃至７Ｑ％内にすると好ましい結果が得られた。

外周部のストランドに使用したＯＦＣのかわりに低弾性でハンダ又は溶接可能な 好適な導電材料を使用しうる２ことも理解されよう。例えば銅成分が高く燐鈍し 処理した銅合金が好ましい。

本発明を好ましい実施色に沿って説明したが、添附の特許請求の範囲の技術的思 想に含まｎる設計変更、均等物置換を包有することば当業者には理解されよう。

閑藻護査報砦

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性の内部と、前記内部の外周において螺旋状にねじられた一群のスト ランドを有し、複数個のソケットを有するソケットコネクタのソケットと接触し て結合する導電性の外部とを備え、前記外部が弾性の異なるストランドからなる 、前記ソケットと結合可能な複数個のピンを有するピンコネクタのピン素子。
2. （２）外部を構成するストランドの内の２５％乃至７０ｔｐが他のストランドの 弾性より大きい弾性を有してなる特許請求の範囲第１項記載のビン素子。
3. （３）外部を構成するストランドの内弾性の小さなストランドが弾性の大きな他 のストランドより導電性が高い特許請求の範囲第１項記載のビン素子。
4. （４）　外部を構成するストランドの内弾性の大きなストランドはべＩＪ　ＩＪ ウム銅合金で作られ弾性の小さなストランドが無酸素鋼で作られてなる特許請求 の範囲第１項記載のビン素子。
5. （５）外部が７本のストランドで構成され、前記７本のストランドの内２乃至４ 本の弾性が他のストランドの弾性より犬である特許請求の範囲第１項記載のビン 素子。
6. （６）弾性が犬のストランドがベリリウム銅合金で作られ、弾性の小のストラン ドは無酸素銅で作られてなる特許請求の範囲第５項記載のビン素子。
7. （７）　外部が６本のストランドで構成され、前記６本のストランドの内３本の 弾性が他のストランドの弾性より犬である特許請求の範囲第１項記載のビン素子 。
8. （８）　外部を構成するストランドの内３本がぺＩＪ　ＩＪウム銅合金で作られ 他のストランドが無酸素鋼で作られてなる特許請求の範囲第７項記載のビン素子 。
9. （９）　外部を構成するストランドの内の弾性の小のストランドが他のストラン ドより導電性が高い特許請求の範囲第６項記載のビン素子。