TWI286409B - Pressure contact sandwich type connector - Google Patents

Description

1286409 玫、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於壓接夾持型連接器，尤其係關於一種連 接器的導電銷不會從外殼脫出之類型的壓接夾持型連接 器。 【先前技術】 在各種電子機器中使相向配置的一對基板上的電子電 路之間藉由彈性接觸而相互導通以傳達訊號者，有一種是 電性連接用連接器銷（connector pin)(參照日本特開平7_ 161401號公報）。另外，本案發明人曾提出將該電性連接 用連接器銷加以改良後的壓接夾持型連接器（參照日本特 開2002-100431號公報、日本特開2002—158〇52號公報、 曰本特開2002-15 8053號公報）。 日本特開平7-161401號公報所揭示之電性連接用連 接器銷，係如第ίο圖所示之電性連接用連接器銷46，具 有在管體41内嵌合成無法拔出但可自由伸縮滑動的狀 態’且受到管體41内之彈簧42朝伸長方向彈推之接觸銷 (contact pin)43，而且在接觸銷43的收縮狀態下，係經由 接觸鎖43之嵌合部外周面44與管體41之内周面45的滑 動接觸部，使接觸銷43與管體41電性導通，其中在接觸 銷43的嵌合部外周面44，除了 ^入口丨7丨门w μ 陈f釉方向兩端部之外設置寬 幅的小徑讓入部47。 第1 0圖所示的電性連接用連接哭 文⑺逻稷為銷為了將接觸端子 插入並銲接固定於基板而有導致組裝（assembl幻性惡化之 315655 5 1286409 虞。此外，由於是使用管體41，因此接觸銷43的直徑會 變大’而且兩個接觸銷43之間不易以較細的間距（例如a 1.2mm以下）配置。 日本特開2GG2-1 58G52號公報所揭示之將電性連接用 連接器銷加以改良後的壓接夾持型連接器，係如第^圖所 示之壓接夹持型連接器54，包含：絕緣性的外殼48;設在 該外殼48的厚度方向之複數個貫穿孔49;從外殼則一 面側可滑動地嵌裝於各貫穿孔49之大致 銷—5。;從外殼則另一面側可滑動地嵌裝導二底貫 穿孔49並嵌人導電底銷5()内之導電銷51 •以及嵌入各貫 穿孔49且與導電底鎖5()之開口端部52接觸，並且為導電 銷51所貫穿之彈簧53 ’其特徵在於藉由彈簧53的彈力， 使導電底鎖50及導電銷51分別從外殼48突出。 此第11圖所示的壓接夾持型連接器可安裝於 路基板本身。而且，使用例如鑛金之導電性的銅、黃銅、 紹、導電性橡膠等的銷所構成之導電銷的端部，係以預定 的角度形成尖形、圓錐或角錐等銳利的形狀，因而可破壞 所要連接的電極之銲錫的氧化膜而獲得良好的導通。而 由於導電底銷50與導電鎖51在周面直接接觸，形成 取，的^通路徑’因此可縮短導通路徑，使電感顯著降低， c只見门頻特!·生。除此之外，亦可縮短導電銷^的全長。 d而由於‘電底銷5G與導電銷5 i在周面為滑動接觸， 因此為了使電極相互導通之接觸所需的推壓力會變高。而 且由於導電銷51是在彈簧53的線圈内部貫穿成無法脫 315655 6 1286409 出狀’因& ’導電銷的出人衝程有變得比彈簧全長小的傾 向。 此形式的壓接夹持型連接器之變形例（日本特開2〇〇2 種在導電銷設置凸 、徑部，以避免導電 15 8053號公報）雖省略圖示，但係為一 緣部’並且使該凸緣部卡合在外殼的4 銷從外殼脫離者。 將電性連接用連接器銷加以改良後之其他形式的壓接 夾持型連接器（曰本特開2002_10043 1號公報），係如第Η 圖所示之夾在相向的電極之間之壓接夾持型連接器55，其 特徵為：在具有朝厚度方向定向之複數個貫穿子匕％的絕緣 性外殼57的各貫穿孔56嵌入導電性的彈簧元件，該彈 簧元件60係形成為一端部的直徑形成得比另一端部的直 徑大之大致圓錐形狀，且其大徑的端部安裝固定有帽蓋 58,其另一端部的前端安裝固定有栓59,且設成該另一端 部從外殼57的表面突出。其中電性的導通係藉由從接觸於 一方的電極之栓59，經由導電性良好的彈簧元件6〇傳達 至接觸於另一方的電極之帽蓋5 8而得到確保。 此形式的壓接夾持型連接器具有以下特徵：可藉由使 彈簧元件60的端部卡合在設於栓59的圓環狀縊部^縮短 拴59的長度，而且能以彈簧元件6〇的大致全長作為栓w 的出入衝程，此外，由於沒有面接觸的滑動接觸部，因此 可縮小栓59出入所需的推壓力。 然而，此類型的壓接夾持型連接器是使彈簧元件6〇 相當大的部分從外殼57突出，因此在安裝、移動、保管等 315655 7 1286409 的時候，會有該突出部分會因為意外的外力等而延伸變 形、或是欲入彈簧元件6〇的栓59從彈簧元件60脫離的情 形發生。 【發明内容】 本發明是以第12圖所示的壓接夾持型連接器為基礎 再加以改良者，其課題在於提供一種不需要擔心彈簧元件 變形或检從彈簧元件脫離或損傷之壓接夾持型連接器。 本發明用以為了解決上述課題之壓接夾持型連接器， 係一種夹在相向的電極之間之壓接夾持型連接器，其特徵 為：在具有朝厚度方向定向之貫穿孔的絕緣性外殼之各貫 牙孔的至少一端部裝填有導電銷，並且使設於前述導電銷 的凸緣部卡合在設於前述貫穿孔之-端部的小徑部而維持 將前述導電銷之至少一部分收容在前述貫穿孔内的狀態， 而且在前述貫穿孔内裝填有—端卡合在設於前料電敎 前述凸緣部而朝前述貫穿孔的外側彈性地推壓前述導電銷 之導電性的線圈彈箬。前诚邋雷鈷7 m +、， ^ ^别迷V電銷可配置在前述線圈彈菩 的兩端。 ~ 而且，較佳的態樣為：在藉由前述壓接夹持型連接哭 而電性連接的電路基板或電子零件與前述外殼之間： 止過壓縮的擋止塊（endstGp);前述線_簧係形成為 的線圈的直徑各不相同之形狀；前述外殼之下的— 個角部係經過倒角處理；在所配置的導電板間的前述二 底面設有防止銲錫流入用肋部；以及前述導電鎖之前、:： 緣部的角部係經過R加工（倒圓角加工）。 ) 315655 8 1286409 ^根據本發明，可消除連接器，尤其是線圈彈簧之破損、 變形之虞。而i，可降低推壓所需的荷重，可實現穩定的 連接，且可大幅降低對於被連接電極的損害，同時達成連 接器的更小型化。 【實施方式】 本發明係以將彈簧元件收容在設於外殼之貫穿孔内的 構成為基礎。 以下，利用圖式來詳細說明本發明。 第1圖中，1為導電銷，2為導電板、3為線圈彈簧， 二為絕緣性外殼，導電銷1形成有凸緣部5,外殼4形成有 貫穿孔6。貫穿孔6的一端係形成小徑部7，收容在外殼4 之貫穿孔6内的導電銷μ凸緣部5是卡合在貫穿孔6之 小徑部7部分的段差上，以避免導電銷，i從外殼4脫離， 但導電銷1的頭部可從外殼4突出。 外成4的另一端側係由導電板2所封閉。導電板2設 有對應於外设4之貫穿的直徑之圓筒部8，圓筒部8 是壓入並嵌合在外殼4的貫穿孔6内。組合時，較佳的情 況為：使設在圓筒部8外圍的突出部 穿孔6内壁的卡合凹部丨。卡合而固定。又在“之貝 導電板2係如第2圖⑷所示，可視需要設置直線部 11，並使其卡合在可設於外殼4的底面之定位凸部12,而 使插入外殼4内的方向與所希望的方向—致。 圓筒部8的内壁是在底部形成小徑部，並且使線圈彈 簧3的-端卡合固接於其中。線圈彈簧3的另一端係彈性 315655 9 1286409 電杯 電銷1的凸緣部5，藉此朝向使導電銷1與導 … 分開的方向推壓導電銷J。 以外：4圖：不的例子中’導電板2的底面形狀係形成為 成之寬度作為直徑，並以弦切斷兩側 並不限於此，Ο I Η丰人+ , 1一疋 乂 ^要疋卡3在外殼4而不會沒入貫穿孔6内 之官疮r 幻J週田改、變。例如，形成直徑比外殼4 之見度小的圓形也可以。 技總肖1與導電板2係與電路基板或電子零件的電極 接觸:使兩電極間電性連接而導通。 牛的電極 導電銷係利用例如鍍金的銅或黃 性橡膠等來製作。另外，導雷艄1 + 導電 變 v電銷1之頭部的形狀可適當改 ^，例如可為平面、半球 + 形、& π 大形，其剖面形狀亦可為圓 小角錐狀，則在電子電…二化成為獲數之小圓錐狀、 ^ 土 4之連接等，尤其是在電極 錢有鋅錫的情況等，可破璜锃 通。 』破壞鋅錫的虱化膜而實現確實的導 導電板係利用與導雷继回接 的η “ M R樣的材料製作。設在導電板 的囫琦部可與導電板一體形 电販 Μ » ^ ^ '、可形成另外的個體，再 糟由適虽的方法，例如輝接或導電性接著劑來接合。 線圈彈黃係例如使直徑3〇至2〇〇_，較佳為5〇至 ΙΟΟμπι的金屬細線以等節距（ ^ Μ ^ u j如〇.4mm)捲繞而形成大致 囫同狀的彈性線圈狀。形成此線 成大致 鱗青銅、銅、皱青銅、彈菩鋼、2耳的金屬細線例如是 等的金屬線，或是在這些金m2、不鐘鋼、鋼琴線材 鸯線鍍金而得的金屬細線。 315655 10 1286409 為了使線圈彈簧成為導通路徑，從導通電阻的方面來 考星’最好是使用體積電阻率小的銅合金，但由於其彈簧 性不足’因此建議使用彈性係數較大的黃銅、彈簧鋼、不 鏽鋼、鋼琴線材等。 然而’這些彈性係數較大的材料比起銅合金，一般來 說體積電阻率較大，導通電阻較高，因此在需要較低的導 通電阻的用途中，最好是在這些線上鍍上一層厚的（丨至 ΙΟμιη ’較佳為3至5μηι)銅等之體積電阻率較小的金屬。 再者’在敢表層最好施以鑛金，以降低接觸電阻。此 時，在鍍銅與鍍金之間亦可施以防止擴散用的鍍鎳（2至 3 μιη) 〇 將金屬細線的直徑設定為50至1〇〇μηι是因為只要選 擇此範圍内的值，便容易實現低電阻及低荷重連接。 外殼可形成長方形、正方形、多角形、橢圓形、長圓 形等’設在外殼的貫穿孔可為單數個、一行複數個、或是 使複數行並列的複數行、或是將各個貫穿孔在平面上排列 成千鳥紋狀（交錯狀）。第2圖中顯示的是兩個貫穿孔成一 行的情形。 絕緣性的外殼係使用耐熱性、尺寸穩定性、成形性等 良好的泛用塑膠（例如聚醯胺樹脂、聚碳酸酯、聚丙烯、氯 乙烯、聚乙烯等）而成形。在這些材料中，若考慮加工性及 成本等’則以聚醯胺樹脂最為合適。 接下來’針對本發明之另一實施形態加以說明。此實 施形態是在兩側設置導電銷的例子。 315655 11 1286409 ^ +圖中外设13係由兩片外殼板14、14所構成， 在各外殼板14、八cm / 刀別形成有貫穿孔1 5、1 5。貫穿孔1 5、 丄5的一方的端部俏3 係形成小徑部16，且收容在外殼13(外殼 、 、1 5内的導電銷1 7、1 7的凸緣部 1 8係卡合在貫穿$ 、 、15之小徑部16、16部分的段差上， =避免導電銷Π、17從外殼13(外殼板14、摩離，但 ¥電銷17、17的頭部可從外殼13(外殼板14、14)突出。 外殼板14、14係在與貫穿孔15之小捏部16、16側的 二侧’使貫穿孔?5、15重合而安裝。安裝方式可使外殼 _互接著或銲接、夹持欲合，亦可藉由適當的手 段固定成可再分解的狀能。 心為了使組裝更為便利，最好採 用疋位銷、孔等的手段。 在外成13的貝牙孔15内係將彈性地使兩個導電銷 17、17分開的線圈彈簧19卡合在導如7的凸緣部18 而裝填，且使導電銷17的頭部突出於外殼㈣外部。 外殼1 3的形狀、材皙，士疋+ 曰 狀材貝叹在外殻13的貫穿孔15的數 置、排列，線圈彈簧19的材f、態樣等與第ι圖、第2 圖所示的實施形態相同’因此不再重覆說明。 以下針對本發明之壓接夾持型連接器之第三實施 加以說明。 壓接央持型連接器係兩側配置有電路基板或電子零 件，並且使兩側的電路基板或堂 孜次電子零件的間隔縮小，壓縮 線圈彈簧而確Μ性連接。支持使間隔縮小之操作到最後 的若是導電銷、線圈彈菁、導電板等時，由於這些是由良 315655 12 1286409 導電體為主體製作而成，因此如果過壓縮，有可能會導致 變形、損傷。為了避免這種情況，本發明之壓接夾持型連 接器最好在所要電性連接的電路基板或電子零件與前述外 殼之間設有防止過壓縮的擋止塊。 設置擋止塊的樣態有例如第5圖所示的態樣。 在電路基板或電子零件上大多存在有補強用等的突出 部。第5圖⑷、⑻是將這些突出部用來作為擋止塊的例 子，20為電路基板或電子零件21的突出部，22為設在 壓接夾持型連接器之外殼23的凹部，如第5圖⑻所示， 安裝時係使電路基板或電子零件21的突出部Μ與設在壓 接夾持型連接器之外殼23的凹部22抵接而構成擋止塊。 另外，在以電路基板或雷早愛妓，τ 屯吩土极Α电于零件21之平坦部構成擋止 塊的情況下’如第5圖⑷、第5圖⑷所示，係使設在壓接 夾持型連接器之外殼23的突出部24與電路基板或電子零 件21抵接而構成擋止塊。25為導電銷，且圖中所示的例 子中，其頭部為平坦狀。 凹部22、突出部24的數量及形狀、大小可適當變更。 以下針對線圈彈簧的較佳變形例加以說明。 本發明之壓接夹持型連接器所使用的線圈彈箬從製作 的簡便性來看，可如前所述形成為大致圓筒狀，但2 = 2同狀1在受到壓縮時就只能縮小到形成線圈彈菁之 :、的直徑相接觸的間隔。由於近來更為小型化的 連接器之外殼的高度也被要求多少降 本+从m 』此因應此需 〆之線圈彈簧，以在不使彈簧常數降低的前提下形成為使 315655 13 1286409 鄰接的線圈的直徑各不相同的形狀者為佳。 郇接的線圈的直徑各不相同之形狀的線圈彈簧26係 如第6圖所示，使中央部形成大徑的橡木桶形線圈形狀， :亦可恪成未圖不之使中央部形成小徑的鼓形線圈形狀。 糟此，如第6圖右側的放大圖所示，上方之捲繞線的位置， 從虛線所示的假想投影圓也可清楚了解，可從下方之捲繞 線的中心偏移。此偏移的程度並不限於圖示之例子，可使 之比半徑小等而適當地設定。 ☆本發明之壓接夾持型連接器為了使各零件等間隔地收 ,在專用的排列治具上，係使其振動而整齊排列。然後， 藉由依序組裝（assembly)而形成最終形狀。 導電銷、導電板、線圈彈簧由於其各自之形狀上的特 色，較容易達成整齊排列時的方向性，但外殼並不容易。 因此，藉由在外殼底面方向的角部施加倒角處理，並 且在排列治具設置與其形狀相同的凹陷部，即可達成表底 的方向性，使之在同一方向整齊排列。 第7圖是外殼之下方側（導電板所在之側）的角落經過 倒角處理的較佳實施形態。亦即，第7圖中，壓接夾持型 連接器的外殼27之下側面的角部施加有倒角28。 在圖所示的例子中係在四個角部皆施以倒角處理的例 子’但只要可區別外殼的上下面即可，因此其大小、數量 專可適當變更。 要安裝本發明之壓接夾持型連接器的情況下，通常是 利用例如印刷技術等，將錫膏載置於電路基板之電極部等 315655 14 1286409 的所需部分，並且在使壓接夾持型連接器的導電板與其接 觸的狀態下，利用迴銲爐等進行銲接。在此情況下，導電 板的間隔夠大就不會有太大的問題，但如果只能以例如 〇·2ιηιη(200μιη)程度以下的間隔設置，則有時熔融的銲錫會 流動而相互接觸、導通（短路）。 為了防止這種銲錫彼此的接觸（短路），最好在外殼的 導電板間設置防止銲錫流入用肋部。如第8圖所示，最好 在本發明之壓接夾持型連接器之外殼29的導電板2、2間 設置防止銲錫流入用肋部3 5。 防止銲錫流入用肋部原則上係作成在外殼之整個深度 方向且均一寬度的肋部，但亦可作成圍繞導電板的周圍之 圓形壁狀等各種變形。防止銲錫流入用肋部最好是導電板 從外殼突出的高度（例如0·065至〇 〇85μιη)、銲錫3〇的厚 度（例如 0.03 至 〇.〇5μπι)、 電路基板的電極3 1的高度（例如

R加工（倒圓 防止摩擦， 差部等、或是相互摩擦。安裝所需之對於連接器 '好是儘可能地小。因&，為了降低滑動阻力及 最好在V電銷之凸緣部的角部施加R加工（圓 角加工）。

315655 15 1286409 〔實施例〕 以下顯示第1圖、第2圖所示的本發明之壓接夾持型 連接器之製作例。 尺寸是長x寬x高為2mm><5mmx2.1mm。外殼的材質為 聚醯胺樹脂，導電銷的材質為鍍金的黃銅，線圈彈簧的材 質為鍍銅4μιη、接下來鍵鎳3μιη、最表面施以〇1μιη之鍍 金的鋼琴線材，其線材直徑、間距、長度（裝入時）分別為 0 0.1mm、〇.4mm、1.3mm 〇 衝程為0.5mm、推壓荷重為IN/導電銷、連接電極間 的電阻為0.2Ω/電極對。 〔產業上的利用可能性〕 本發明之壓接夾持型連接器由於可促進連接器的小型 化，因此對於行動電話、PDA(個人數位助理）等ιτ(資訊科 技）機器日益發展的小型輕量化有相當大的幫助。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明之壓接夾持型連接器之一實施形 態的剖視圖。 、& 7 第2圖係顯示本發明之壓接夾持型連接器 形態二 =顯:)tr之壓接夾持型連接器之另-實施 (前視)圖、⑷為：㈣ 第4圖係第3圖的要部放大剖視圖。 315655 16 1286409 第5圖係顯示本發明之壓接夾持型連接器之第三實施 形悲的說明圖，（a)及（c)為安裝前之狀態的正面（前視）說明 圖、（b)及（d)為安裝時之狀態的正面（前視）說明圖。 第6圖係顯示本發明之壓接夾持型連接器所使用的線 圈彈簧之較佳實施形態的說明圖。 第7圖係顯示本發明之壓接夾持型連接器所使用的外 殼之較佳實施形態的說明圖。 第8圖係顯示本發明之壓接夾持型連接器之第四實施 形態的正面（前視）說明圖。 第9圖係顯示本發明之壓接夾持型連接器所使用的導 電銷之較佳實施形態的說明圖。 第10圖係顯示習知電性連接用連接器銷的說明圖。 第11圖係顯示習知壓接夾持型連接器的說明圖。 苐12圖係顯示習知的另一類型的壓接夾持型連接哭 的說明圖。 〔元件符號說明〕 1、17、25、32、51 導電銷 2 導電板 3、19 線圈彈簧 4、13、 48、57 外殼 5 (導電銷的）凸緣部 6、1 5、 49、56 貫穿孔 7 (貝牙孔的）小捏部 8 圓筒部 9 突出部 10 卡合凹部 11 直線部 12 定位凸部 14 外殼板 16 小徑部 18 凸緣部 315655 17 (電路基板或電子零件的）突出部 電路基板或電子零件 (設在壓接夾持型連接器之外殼的）凹部 (壓接夾持型連接器的）外殼 (設在壓接夾持型連接器之外殼的）突出部 (橡木桶形）線圈彈簧 (壓接夾持型連接器的）外殼 倒角 3 〇 銲錫 (電路基板的）電極33 (導電銷的）凸緣部 R加工（倒圓角加工） 防止銲錫流入用肋部 管體 42、5:3 彈簧 接觸鎖44 (接觸鎖的）嵌合部外周面 (管體的）内周面 電性連接用連接器銷 (小獲的）讓入部 50 導電底銷 開口端部 5 4、5 5 壓接夾持型連接器 帽蓋 59 栓 彈簧元件 18 315655

Claims (1)

1286409 拾、申請專利範圍： 1· 一種壓接夾持型連接器，係夾在相向的電極之間之壓接 夾持型連接器，其特徵為：在具有朝厚度方向定向之貫 穿孔的絕緣性外殼之各貫穿孔的至少一端部裝填有導 電銷，並且使設於前述導電銷的凸緣部卡合在設於前述 貝穿孔之一端部的小徑部而維持將前述導電銷之至少 一部分收容在前述貫穿孔内的狀態，而且在前述貫穿孔 内f填有一端卡合在設於前述I電銷之前述凸緣部而 朝前述貫穿孔的外側彈性地推壓前述導電銷之導電性 的線圈彈簧。 2. 如申請專利範圍帛1項之壓接夾持型連接器，其中，前 述導電銷係配置在前述線圈彈簧的兩端。 3. 2申請專利範圍第丨項之壓接夹持型連接器，其中，在 藉由前述Μ接夾持型連接器而電性連接的電路基板或 電子零件與前述外殼之間設有防止過壓縮的擋止塊。 4. :申：專利範圍第2項之壓接夾持型連接器，其中，在 糟由前述壓接夹持型連接器而電性連接的電路基板或 電子零件與前述外殼之間設有防止過壓縮的撐止塊。 5. 如申請專利範圍第！項之麼接夾持型連接器，1中 述線圈彈簧係形成為鄰接的線圈的直徑各不相同之开, 如申請專利範圍第2項 述線圈彈簧係形成為鄰 狀0 之壓接夾持型連接器，其中，前 接的線圈的直徑各不相同之形 315655 19 6. 項之壓接夾持型連接器，其中， 鄰接的線圈的直徑各不相同之形 ’如申請專利範圍第 :後圈彈簧係形成, 述外‘I利乾圍第1項之壓接夾持型連接器，其中，前 9 ★成下方側的任一個角部係經過倒角處理。 ^申請專利範圍第3項之壓接夾持型連接器，其中，前 。设之下方側的任一個角部係經過倒角處理。 .、申請專利範圍第4項之壓接夾持型連接器，其中，前 述外忒之下方側的任一個角部係經過倒角處理。 11.如申請專利範圍第！項、帛3項至第1G項中任一項之 壓接夾持型連接器，其中，在所配置的導電板間的前述 外殼底面設有防止銲錫流入用肋部。 315655 20