TWI403033B - 電連接器、電子機器及導電接觸方法 - Google Patents

Description

電連接器、電子機器及導電接觸方法

本發明係關於電連接器、電子機器及導電接觸方法。

電子機器使用各種的電連接器，其中與電池的電極導電接觸的電連接器必須具有大的位移量，俾使不僅能吸收本身的尺寸誤差或安裝位置偏移，也能吸收電子機器的框體或電池的尺寸誤差。

又，有電池在電子機器的框體中移動的情形，所以若無法事先充分地提升接點彈簧的接觸壓，可能會有接點彈簧對電池電極的電接觸瞬間受損而發生瞬斷的情況。例如，若在待機狀態的行動電話中發生瞬斷時，行動電話會斷電，當再次進行輸入電源的操作時，會變成無法接通。

在行動電話的電子機器中，為了實現裝置的小型化，亦要求縮小電連接器的尺寸。若僅將電連接器小型化則接點彈簧會變短，如此一來，接點彈簧的彎曲變形量會變大，而局部地集中作用大應力。若所作用的應力超過彈性限度時，接點彈簧會產生塑性變形，而損害接點的位移量或接觸壓，產生所謂的永久變形。若縮小接點彈簧的厚度，則能緩和應力集中，故不易產生塑性變形，然而，彈力會依該厚度減少的程度跟著變小，致使接點的接觸壓變小。

為了解除此種不良情況，電池連接用電連接器係如專利文獻1所記載，作成使接點彈簧蛇行成大致S字型的形狀。但是，若在此種電連接器中進行小型化，則容易發生上述永久變形的問題。

又，專利文獻2記載有將接點彈簧形成輥狀的連接器，為了將接點彈簧捲成360°以上的圓筒狀，為了使部分的接點彈簧在寬度方向重疊，其寬度方向的尺寸會變大。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2008-218035號公報

[專利文獻2]日本特開2008-153107號公報

有鑑於前述問題點，本發明的課題在於提供一種接點的接觸壓高，且接點的位移量大的小型電連接器、小型電子機器、及佔有空間小的導電接觸方法。

為解決前述課題，本發明的電連接器具備接點彈簧，而該接點彈簧具有：固定部，係保持於外殼；內捲部，係從前述固定部延伸成向內螺旋狀；外捲部，係從前述內捲部反轉而沿前述內捲部延伸成向外螺旋狀；臂部，係與前述外捲部的末端部分連接，且與前述外捲部連接之部分的切線方向係與前述外捲部末端部分的切線方向一致；及接點部，係設置於前述臂部的前端，突出於前述外殼的外側，與對象電極抵接而在大致前述臂部的延伸方向接收推壓力。

根據此構成，藉由將接點彈簧形成雙重螺旋狀，可延長接點彈簧對於佔有空間的長度。又，藉由使對象電極的推壓力作用於螺旋的切線方向，推壓力會沿接點彈簧的延伸方向傳送為壓縮應力或拉伸應力，而以將接點彈簧捲取或回捲的方式作用。藉此，彎曲應力會分散作用在接點彈簧的內捲部及外捲部的整體，因應力不會局部集中，所以不會有接點彈簧塑性變形之虞，可確保比其尺寸還大的接觸壓與位移量。

又，在本發明的電連接器中，前述臂部亦可與前述外捲部相同方向且以比前述外捲部大的曲率形成彎曲的弓形。

根據此構成，臂部亦可藉由彎撓而對接點部的位移量有所助益。又，當接點部被推壓至對象電極時，使其移動於與對象電極的推壓方向正交的方向，能獲得去除接點部及對象電極的附著物之擦拭效果。

本發明的電連接器中，前述臂部亦可具有在與前述外捲部末端部分的切線方向不同的方向蛇行之逸離部。

根據此構成，藉由逸離部的變形，可防止臂部的挫曲。

本發明的電連接器中，前述外殼亦可具有將前述臂部及前述接點部的至少一者於前述外捲部的切線方向引導的導件部。

根據此構成，可對外捲部的外側端部正確地沿其螺旋的切線方向傳送對象電極的推壓力。

本發明的電連接器中，前述接點部離前述臂部較遠側的端部亦可延伸至前述外殼的內部。

根據此構成，可防止接點部的扭曲，確保接點彈簧的滑順的彈性變形，實現充分的接點壓力。

本發明的電子機器具備前述電連接器的任一者，且可安裝電池，可經由前述電連接器的前述接點彈簧從前述電池接收電力供給。

根據此構成，由於電連接器對電池電極的接觸可靠性高，所以可確實地對電子機器供給電力，電子機器的動作能確實地進行。

此外，本發明的導電接觸方法是作成配設具備接點彈簧的電連接器，而該接點彈簧具有：固定部，係保持於外殼；內捲部，係從前述固定部延伸成向內螺旋狀；外捲部，係從前述內捲部反轉而沿前述內捲部延伸成向外螺旋狀；臂部，係從前述外捲部延伸於大致前述外捲部的切線方向；及接點部，係設置於前述臂部的前端，突出於前述外殼的外側；使對象電極抵接於前述接點部，將前述接點部朝前述臂部的延伸方向推入之方法。

根據此方法，由於推壓力是沿接點彈簧的延伸方向傳送為壓縮應力或拉伸應力，因應力不會局部集中，故能兼顧高接觸壓與大位移量而達成確實的導電接觸。

此外，參照圖式，說明本發明的實施形態。圖1係本發明第1實施形態之電池連接用電連接器1的立體圖。電連接器1是將各接點彈簧3分別插入形成於外殼2的三個槽而固定。

三個接點彈簧3中，中央的一個接點彈簧是控制用接點，兩側的接點彈簧則分別被用作為與電池的電極(對象電極)接觸的接點，以供電源供給用。此外，若將電力供給用接點分別設成兩個一組的接點對，則可進一步提升與對象電極導電接觸的可靠性。

圖2及圖3係表示接點彈簧3的形狀。接點彈簧3係一種板彈簧，具有：固定部4，係保持於外殼2；內捲部5，係以從固定部4描繪螺旋的方式朝此螺旋的中心延伸；外捲部6，係在螺旋的中央附近從內捲部5反轉，並以沿內捲部5描繪螺旋的方式向外延伸；臂部7，係自外捲部6連續延伸於大致螺旋的切線方向；及接點部8，係形成於臂部7的前端，可於外殼2的外側突出而與電池的電極接觸，且以描繪弧狀的方式返折而使前端延伸至外殼2的槽內。

臂部7與外捲部6連接之部分的切線方向係形成與外捲部6末端的切線方向一致。又，臂部7係與外捲部6相同方向且以比外捲部6大相當多的曲率彎曲，而形成大致形狀向下凸出的弓形。換言之，臂部7係延伸成其接續自外捲部6的部分，即外捲部6末端部分附近的部分是在與外捲部6末端部分的切線方向大致一致的方向，且，其前端從外捲部6充分地分離。再者，在臂部7的中央部形成有逸離部9，該逸離部9是以從外捲部6末端部分的切線方向一次大幅偏離而延伸於上側後再返回原來的弓形延長線上之方式蛇行。

圖4係表示未抵接於電池的電極之初期狀態下的電連接器1的剖面。當接點彈簧3的固定部4被插入固定於外殼2時，臂部7的前端與接點部8會從外殼2前面的開口突出。其中，接點部8是以其與臂部7相反側的前端部分位於外殼2內的方式延伸。

接點彈簧3在插入外殼2的狀態下，其臂部7會抵接於外殼2的槽內所形成的下側引導10，而成為輕微將接點部8往上側推壓的狀態。藉此，接點部8也會抵接於由外殼2的上壁構成的上側引導11。

圖5及6是表示藉未圖示之電池的電極等將接點部8朝外殼2推入的途中及朝外殼2推入的狀態。電池的電極是經由接點部8，沿與外捲部6的外側前端的切線方向大致相同的方向將臂部7推入。由於臂部7彎曲成弓形，故也會作用使兩端靠近的彎曲應力，但因臂部7的曲率大，所以呈現接近筆直桿的特性，主要是作用為其延伸方向的壓縮應力。

亦即，雖然臂部7藉由本身的彎撓亦有助於接點部8的位移量，但其主要的功能是將作用於接點部8的推壓力作為與外捲部6末端的切線方向大約一致之方向的壓縮應力而傳達至外捲部6。再者，臂部7是以離開外捲部6的方式延伸，並如圖6所示般當接點部8被推入時，形成用來防止接點部8與內捲部5抵接的空間。

此外，逸離部9是為了當過大的壓縮應力作用於臂部7的延伸方向時，藉彎曲減少臂部7的壓縮應力來防止臂部7的挫曲而設置者。

又，由於臂部7的中央部無法藉下側導件10往下方移動，所以臂部7會隨著接點部8向外殼2推入而緩緩地彎曲，藉此實現使接點部8朝上方移動的動作。如上所述，藉由接點部8在與對象電極的推壓方向正交的方向偏移，將存在於對象電極與接點部8之間的污垢刮除，而發揮確實地進行電接觸的擦拭效果。

又，下側導件10及上側導件11可防止臂部7在板厚方向的振動，亦能保證對象接點的推壓力對外捲部6的外側端部作用在其位置的切線方向。

藉由對象電極推壓接點部8而作用於臂部7的壓縮應力，係如上所述般對外捲部6傳送於其螺旋的切線方向。作用於螺旋狀板彈簧之延伸方向的壓縮應力或拉伸應力，相較於將板彈簧彎曲的力，係作為將板彈簧捲取的力或回捲的力而沿其延伸方向傳遞。因此，本實施形態中，對象電極推入接點部8的力係作用為捲取外捲部6的方向的力、及以在內捲部5的中心部回捲內捲部5的方式作用為推出力。

即，推入接點部8的力係涵蓋接點彈簧3的大致全長而作用為其延伸方向的壓縮力，只有應力的作用方向之變化量的横向的成分在接點彈簧3的各處一點一點分散地作用為彎曲應力。

因此，由於接點彈簧3主要是對電池的電極壓接接點部8作為其壓縮應力的反作用力，故與利用彎曲應力的情況相比較，可獲得較高的接觸壓。又，由於接點彈簧3是使壓縮應力的方向呈螺旋狀緩緩地變化，而使彎曲應力一點一點地分散作用在各處，所以不會因應力集中而局部地作用超過彈性範圍的大應力，不會有塑性變形而永久變形的情形。

此外，本實施形態中，由於在接點彈簧3的固定部4可作用彎曲應力，所以藉由僅將該部分的板厚變厚，能抑制彎曲變形而防止塑性變形。藉此，不會有外殼2阻礙接點彈簧3的彈性變形而無法獲得接點壓力的不良情形。

又，只要將接點彈簧3剖面形狀的長寬比(板寬相對於板厚的比)設為兩倍以上，接點彈簧3就不會在板寬方向因變形而扭曲，而會卡在外殼2，可防止阻礙彈簧發揮彈力的不良情形。然而，即便將接點彈簧3的長寬比設成5以上，也無法期待進一步防止扭曲的効果，只有電連接器1的尺寸會變大。

再者，在本實施形態的電連接器1中，藉由接點部8的前端延伸至外殼2的槽的內部，能防止接點彈簧3扭曲而在板寬度方向發生偏移。

接著，圖7係表示本發明第2實施形態之電連接器的接點彈簧3a。此外，本實施形態中，與第1實施形態相同的構成要素係標註相同的符號，並省略重複說明。

本實施形態的接點彈簧3之外捲部6的外側端部係位在內捲部5之外側端部的相反側，即臂部7係夾著內捲部5及外捲部6而位在固定部4的相反側。如本實施形態所示，只要臂部7是在與外捲部6外側端部的切線方向約略一致的方向接收壓縮應力，就能如之前的說明般主要藉壓縮應力產生接點部8的接觸壓，而於內捲部5及外捲部6連續地傳送壓縮應力。

再者，圖8具備第1實施形態的電連接器1。表示本發明的電子機器之一實施形態的行動電話12。行動電話12的內部配設有前述電連接器1，且在與電連接器1鄰接的內部空間可收容電池13。將電池13收容於行動電話12時，電連接器1的接點部8會被壓接於電池13的電極14。

電連接器1係如上所述般，為小型，接點部8的可變形量變大，接點壓力高，且接點彈簧3不易塑性變形。因此，行動電話12的本體可恆常地從電池13被供給電力，而能確實地進行待機等的處理。

1．．．電連接器

2．．．外殼

3、3a．．．接點彈簧

4．．．固定部

5．．．內捲部

6．．．外捲部

7．．．臂部

8．．．接點部

9．．．逸離部

10．．．下側導件

11．．．上側導件

12．．．行動電話(電子機器)

13．．．電池

14．．．電極

圖1係本發明第1實施形態之電連接器的立體圖。

圖2係圖1之電連接器的接點彈簧的立體圖。

圖3係圖2之接點彈簧的剖視圖。

圖4係圖1之電連接器的初期狀態的剖視圖。

圖5係圖1之電連接器的接點彈簧在推入途中的剖視圖。

圖6係圖1之電連接器的接點彈簧在推入時的剖視圖。

圖7係本發明之第2實施形態的電連接器的接點彈簧單體之側視圖。

圖8係具備圖1之電連接器的行動電話的後視圖。

1．．．電連接器

2．．．外殼

3．．．接點彈簧

4．．．固定部

5．．．內捲部

6．．．外捲部

7．．．臂部

8．．．接點部

9．．．逸離部

10．．．下側導件

11．．．上側導件

Claims (7)

1. 一種電連接器，其特徵為具備接點彈簧，而該接點彈簧具有：固定部，係保持於外殼；內捲部，係從前述固定部延伸成向內螺旋狀；外捲部，係從前述內捲部反轉而沿前述內捲部延伸成向外螺旋狀；臂部，係與前述外捲部的末端部分連接，且與前述外捲部連接之部分的切線方向係與前述外捲部末端部分的切線方向一致；及接點部，係設置於前述臂部的前端，突出於前述外殼的外側，與對象電極抵接而在大致前述臂部的延伸方向接收推壓力。
2. 如申請專利範圍第1項之電連接器，其中前述臂部係與前述外捲部相同方向且以比前述外捲部大的曲率形成彎曲的弓形。
3. 如申請專利範圍第1項之電連接器，其中前述臂部具有在與前述外捲部末端部分的切線方向不同的方向蛇行之逸離部。
4. 如申請專利範圍第1項之電連接器，其中前述外殼具有將前述臂部及前述接點部的至少一者朝前述外捲部的切線方向引導的導件部。
5. 如申請專利範圍第1項之電連接器，其中前述接點部離前述臂部較遠側的端部係延伸至前述外殼的內部。
6. 一種電子機器，其特徵為：具備申請專利範圍第1項之電連接器，且可安裝電池，可經由前述電連接器的前述接點彈簧從前述電池接收電力供給。
7. 一種導電接觸方法，其特徵為：配設具備接點彈簧的，而該接點彈簧具有：固定部，係保持於外殼；內捲部，係從前述固定部延伸成向內螺旋狀；外捲部，係從前述內捲部反轉而沿前述內捲部延伸成向外螺旋狀；臂部，係從前述外捲部延伸於大致前述外捲部的切線方向上；及接點部，係設置於前述臂部的前端，突出於前述外殼的外側；使對象電極抵接於前述接點部，將前述接點部朝前述臂部的延伸方向推入。