JP4802061B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、例えば携帯電話機のような電子機器類において２つのユニットや回路基板間に介在させることにより、両者の接続電極同士を電気的に接続するためのコイルスプリングコンタクト（以下ＣＳＣ）を備えたコネクタに関する。

図５に特許文献１に開示されたＣＳＣ式コネクタＣを示す。ここでは使用状態の一例として携帯電話機のような携帯情報端末装置などにおける液晶表示板５と回路基板６の接続に用いた状態が示されている。すなわち液晶表示板５上に設けられた接続電極５ｃと回路基板６上に設けられた接続電極６ｃとの間がコネクタＣにより電気的に接続されている。

図６Ａ及び６Ｂに示すように、コネクタＣは２つの導電性ＣＳＣ１と、これらがその軸線方向に間隔を置いて配列された状態で保持する絶縁性ホルダ２とを備えている。

ＣＳＣ１は、図５に示したように、その直径方向に対向し合う一対の接続電極５ｃ、６ｃに弾性的に当接させるようになっている。詳細には、図５〜７Ｂに示すように、一方の接続電極６ｃに当接する一対の端部コイル部１０と、これらの間で半径方向に偏倚して他方の接続電極５ｃに当接する中央コイル部１２とを有している。更に各端部コイル部１０と中央コイル部１２との間を繋ぐ中間コイル部１４、１６を更に有している。この場合、中央コイル部１２の両側で、中間コイル部１４，１６および端部コイル部１０が順次半径方向に略等間隔で偏倚するように配置され、側面から見て全体がほぼ逆Ｖ字形をなしている。

端部コイル部１０、中間コイル部１４，１６、中央コイル部１２の各軸線は互いに平行であるため、これらの軸線に共通して一致する方向がＣＳＣ１の軸線方向として定義される。また端部コイル部１０、中間コイル部１４，１６、中央コイル部１２の各軸線に直交する向きがＣＳＣ１の直径方向あるいは半径方向として定義される。

図６Ａおよび６Ｂに示すように、ホルダ２の上下両面には各ＣＳＣ１の端部コイル部１０と中央コイル部１２における接続電極との当接部分（外周の一部）とをそれぞれ外部へ突出させる矩形開口部２０が形成されている。また各ＣＳＣ１を軸線方向に挟む隔壁２１、２１’を有している。そしてこれら隔壁同士の間隔ＬをＣＳＣ１の軸線方向長さｔとほぼ等しくすることにより、各ＣＳＣ１の軸線方向への変形および移動を規制している。隣接するＣＳＣ１同士の絶縁はこれらの隔壁２１、２１’により確保されている。

そして図６Ｂに示す状態のコネクタＣに対し、図５に示すように液晶表示板５と回路基板を６を上下から押し付けた状態では、各ＣＳＣは主に中央コイル部１２と端部コイル部１０との間の軸線間隔（偏倚量）ｄが減少するように弾性変形する。

またホルダ２の各隔壁２１，２１’には、ＣＳＣ１における各端部コイル部１０の内側に軸線方向に入り込む突起部２２がそれぞれ形成されている。各突起部２２は図６Ｂに示すように、上側の斜面部分２２ａと下側の水平面部分２２ｂとを有している。端部コイル部１０の半径方向における各突起部２２の寸法をある程度小さくすることにより、同図にしめすようにＣＳＣ１の偏倚方向への一定範囲内での移動が可能とされている。

上記の構成によれば、ホルダ２に保持された各ＣＳＣ１に対してその直径方向に上下から挟むようにして上記接続電極５ｃ、６ｃを押し付けると、各ＣＳＣ１は軸線方向への変形および移動を伴わずに偏倚方向にのみ弾性変形する。
特開２００２−９３４９４

しかしながら、上述の構成ではコネクタＣを回路基板６に実装位置決めするにあたり（接続電極６ｃとの導通状態を確保するにあたり）半田付けを用いると、溶融状態にある半田やフラックスが毛細管力によりＣＳＣ１に吸い上げられ、各コイル部間の隙間に侵入してしまう虞がある。溶融状態の半田やフラックスがその後固化することにより各コイル部を固着してしまい、ＣＳＣ１の弾性変形機能が失われてしまうため、コネクタＣを回路基板６に実装するにあたっては別途位置決め部材を設ける必要があった。

よって本発明の目的は、ＣＳＣと接続電極間の電気的および機械的接続を同時に確保可能な半田付けを用いつつも、ＣＳＣの弾性変形機能を損なうことのない構造を備えたＣＳＣ式コネクタを提供することにある。

導電性のコイルばねと、
絶縁性のホルダであって、その第１側面と、前記基板部材に対向するよう構成された第２側面とを接続する挿通孔が形成されると共に、前記コイルスプリングの第１部分が該第１側面から引っ込み可能に突出するように該コイルスプリングを該挿通孔内に収容するものと、
前記ホルダに装着される導電性の板部材であって、
第１部分であって、前記挿通孔内に収容された前記コイルばねの第２部分がこれに当接するように前記ホルダの第２側面に配置されるものと、
第２部分であって、前記板部材の第１部分と離間して前記ホルダの第２側面に配置されると共に、前記コイルスプリングと前記基板部材上の接続電極とを電気的に接続する半田を受容可能に構成されたものと、
第３部分であって、前記ホルダの第２側面以外の少なくとも一つの側面上を延設されつつ前記板部材の第１部分と第２部分とを接続するものとを備えるものとを具備して成るものが提供される。

この構成によれば、コイルばねの第２部分が半田付けが行なわれる箇所（板部材の第２部分）と直接接触していないため、溶融半田やフラックスが毛細管力によりコイルばねの各コイル部間に進入し、固化に伴う不具合を生じる虞を解消できる。またコイルばねが接触している板部材の第１部分と半田付けが行なわれる板部材の第２部分とは、上記第３部分を介して離間されており、且つ該第３部分は第１部分や第２部分が設けられているホルダの第２側面とは異なる側面において延設されているため、板部材上を移動する溶融半田などが第１部分に到達し、更に挿通孔内に回り込むことによりコイルばねに吸い上げられる事態の生じる可能性を低減できる。

好ましくは、前記ホルダの第２側面における前記板部材の第２部分の近傍に切欠き部が形成されている。

この場合、切欠き部が板部材の第２部分から流出した溶融半田などを積極的に受容するため、これが板部材の第３部分上を移動して第１部分に到達する可能性が更に低減される。

前記コイルばねの第１部分は、該コイルばねの軸方向に直交する向きに引っ込み可能な構成のものでも、該コイルばねの軸方向に引っ込み可能な構成のものでもよい。

以下添付の図面を参照しつつ本発明の実施例について詳細に説明する。図５〜図７Ｂに記載の関連技術における各部材と同様の構造・機能を有する部材には同一の参照番号を付し、重複する説明は割愛する。

図１Ａに示すように、本発明の第１実施例に係るＣＳＣ式コネクタＣは、絶縁性のホルダ２に一対のＣＳＣ１と一対の接続端子金具３が設けられた構成を有している。
このＣＳＣ１としては、対応する接続電極５ｃ、６ｃの配置などに応じた寸法のものが用いられる。一例として線径０．１ｍｍ、軸線方向長さｔ＝０．９ｍｍ、中央コイル部１２と端部コイル部１０との間の最大軸線間隔（最大偏倚量）ｄ＝０．７５ｍｍのものが用いられる。なお軸線方向の変形を完全に防止する観点および導体抵抗を小さくする観点から端部コイル部１０、中間コイル部１４，１６、中央コイル部１２同士の間に隙間のない密着巻きのものが用いられる。

図３Ａ〜３Ｅに示すように、各接続端子金具３は導電性の板状部材を切り曲げ加工して形成されており、第１端部３ａ、第１接続部３ｂ、第２接続部３ｃ、半田付け部３ｄ、第２端部３ｅを備える。

図２Ａ〜２Ｃに示すように、一対の第１溝部２ａが対向するホルダ２の側面に形成されている。一対の第２溝部２ｂは、ホルダ２の底面に各々第１溝部２ａ及び矩形開口２０と連通するように形成されている。一対の第３溝部２ｃは、対向するホルダ２の側面に各々第２溝部２ｂと連通するように且つ第１溝部２ａと隣接するように形成されている。一対の第４溝部２ｄは、ホルダ２の底面に各々第３溝部２ｃと連通するように形成されている。

また一対の溝孔２ｅが、ホルダ２の底面に各々第４溝部２ｄと連通するように形成されている。更に一対の切欠き部２ｆが、ホルダ２の底面に各々第３溝部２ｃ及び第４溝部２ｄと連通するように形成されている。

接続端子金具３の第１端部３ａ、第２接続部３ｃ、第２端部３ｅが各々第１溝部２ａ、第３溝部２ｃ、溝孔２ｅに嵌入されるようにホルダ２に装着される。完全嵌合状態において接続端子金具３の第１接続部３ｂ及び半田付け部３ｄが各々ホルダ２の第２溝部２ｂ及び第４溝部２ｄに嵌入される。図１Ａ〜１Ｃに示されるように、一対の接続端子金具３は、一方の第１端部３ａと他方の第２接続部３ｃが同一の側面において露出するようにホルダ２に装着される。ホルダ２の各切欠き部２ｆは、対応する接続端子金具３の第２接続部３ｃ及び半田付け部３ｄに隣接する。

図１Ｅに示すように、ＣＳＣ１の端部コイル部１０は、接続端子金具３における第１接続部３ｂの上面と当接しており、図５に示す液晶表示板５における接続電極５ｃなどの相手側部材がＣＳＣ１に押し付けられることにより、端部コイル部１０は、第１接続部３ｂの上面に圧接され、導通状態が保持される。回路基板６における接続電極６ｃなどとの電気的接続は接続端子金具３における半田付け部３ｄに半田付けを行なうことにより確保される。つまりコネクタＣの回路基板６に対する位置決め実装すなわち電気的および機械的接続はこの半田付け作業のみによって遂行可能であり、作業性が向上する。

このとき上述の構成によれば、ＣＳＣ１の端部コイル部１０が半田付けが行なわれる箇所と直接接触していないため、溶融半田やフラックスが毛細管力によりＣＳＣ１の各コイル部間に進入し、固化に伴う不具合を生じる虞を解消できる。またＣＳＣ１が接触している第１接続部３ｂと半田付け部３ｄとは、第２接続部３ｃを介して離間されており、且つ第２接続部３ｃは第１接続部３ｂや半田付け部３ｄが設けられているホルダ２の底面とは異なる側面において延設されているため、接続端子金具上を移動する溶融半田などが第１接続部３ｂに到達し、更にその上面に回り込むことによりＣＳＣ１に吸い上げられる事態の生じる可能性を低減できる。第２接続部３ｃをホルダ２の複数の側面を経由するように延設させ、第１接続部３ｂに至るようにしてもよい。これにより上述の事態が生ずる可能性をさらに低減することが可能である。

また、切欠き部２ｆが半田付け部３ｄから流出した溶融半田を積極的に受容するため、これが第２接続部３ｃ上を移動して第１接続部３ｂに到達する可能性が更に低減される。

よって本発明の構成によれば、ＣＳＣと接触電極間の電気的および機械的接続を同時に確保可能な半田付けを用いつつも、ＣＳＣの弾性変形機能を損なうことがない。よって部品コストの低減と組立作業性の向上を図ることが可能である。

次に、本発明の第２実施例について説明する。第１実施例における各部材と同様の構造・機能を有する部材には同一の参照番号を付し、重複する説明は割愛する。

図４Ａに示すように、本実施例のＣＳＣ式コネクタＣは、絶縁性のホルダ２に一対のＣＳＣ１１と一対の接続端子金具３が設けられた構成を有している。本実施例におけるＣＳＣ１１は、小径巻き部１１ａと大径巻き部１１ｂとを備えた円錐コイルばね（例えば特開２００２−１７０６１７に開示）として構成されている。

ホルダ２の上面には円形の開口３０が形成されており、ホルダ２の内部に形成された空間３１と連通している。図４Ｅに示すように、空間３１は上記円錐ＣＳＣ１１の大径巻き部１１ｂを収容可能な大きさとされており、円形開口３０からは小径巻き部１１ａのみが上方に突出するよう構成されている。大径巻き部１１ｂの下端部は、接続端子金具３における第１接続部３ｂの上面と当接しており、図５に示す液晶表示板５における接続電極５ｃなどの相手側部材がＣＳＣ１に押し付けられることにより、大径巻き部１１ｂの下端部は、第１接続部３ｂの上面に圧接され、導通状態が保持される。

なお、上述の構成は一例であり、添付のクレームに記載の範囲において適宜変形、変更が可能である。例えば、一つのコネクタＣに設けられるＣＳＣの数は２つに限られず、１つでも３つ以上でもよい。

本発明の第１実施例に係るＣＳＣ式コネクタの上面図である。 図１ＡのＣＳＣ式コネクタの正面図である。 図１ＡのＣＳＣ式コネクタの底面図である。 図１ＡのＣＳＣ式コネクタの側面図である。 図１ＤのＩＥ−ＩＥ線に沿った断面図である。 図１ＡのＣＳＣ式コネクタにおけるホルダの上面図である。 図２Ａのホルダの正面図である。 図２Ａのホルダの底面図である。 図１ＡのＣＳＣ式コネクタにおける接続端子金具の正面図である。 図３Ａの接続端子金具の底面図である。 図３Ａの接続端子金具の背面図である。 図３Ａの接続端子金具の上面図である。 図３Ａの接続端子金具の側面図である。 本発明の第２実施例に係るＣＳＣ式コネクタの上面図である。 図４ＡのＣＳＣ式コネクタの正面図である。 図４ＡのＣＳＣ式コネクタの底面図である。 図４ＡのＣＳＣ式コネクタの側面図である。 図４ＢのＶＩＥ−ＶＩＥ線に沿った断面図である。 関連するＣＳＣ式コネクタの使用状態を示す断面図である。 図５のＣＳＣ式コネクタの上面図である。 図６ＡのＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿った断面図である。 図５のＣＳＣ式コネクタにおけるＣＳＣの正面図である。 図５のＣＳＣ式コネクタにおけるＣＳＣの側面図である。

符号の説明

１、１１ ＣＳＣ（コイルスプリングコンタクト）
２ ホルダ
２ａ 第１溝部
２ｂ 第２溝部
２ｃ 第３溝部
２ｅ 溝孔
３ 接続端子金具
３ａ 第１端部
３ｂ 第１接続部
３ｃ 第２接続部
３ｄ 半田付け部
３ｅ 第２端部
５ 液晶表示板
５ｃ、６ｃ 接続電極
６ 回路基板
１０ 端部コイル部
１１ａ 小径巻き部
１１ｂ 大径巻き部
１２ 中央コイル部
２１、２１’ 隔壁
２２ 突起部
２２ａ 斜面部分
２２ｂ 水平面部分
３０ 開口
３１ 空間

Claims (4)

1. 基板部材に搭載されるコネクタであって、
   導電性のコイルばねと、
   絶縁性のホルダであって、その第１側面と、前記基板部材に対向するよう構成された第２側面とを接続する挿通孔が形成されると共に、前記コイルスプリングの第１部分が該第１側面から引っ込み可能に突出するように該コイルスプリングを該挿通孔内に収容するものと、
   前記ホルダに装着される導電性の板部材であって、
   第１部分であって、前記挿通孔内に収容された前記コイルばねの第２部分がこれに当接するように前記ホルダの第２側面に配置されるものと、
   第２部分であって、前記板部材の第１部分と離間して前記ホルダの第２側面に配置されると共に、前記コイルスプリングと前記基板部材上の接続電極とを電気的に接続する半田を受容可能に構成されたものと、
   第３部分であって、前記ホルダの第２側面以外の少なくとも一つの側面上を延設されつつ前記板部材の第１部分と第２部分とを接続するものとを備えるものとを具備して成ることを特徴とするコネクタ。
2. 請求項１に記載のコネクタであって、
   前記ホルダの第２側面における前記板部材の第２部分の近傍に切欠き部が形成されていることを特徴とするコネクタ。
3. 請求項１に記載のコネクタであって、
   前記コイルばねの第１部分は、該コイルばねの軸方向に直交する向きに引っ込み可能であることを特徴とするコネクタ。
4. 請求項１に記載のコネクタであって、
   前記コイルばねの第１部分は、該コイルばねの軸方向に引っ込み可能であることを特徴とするコネクタ。

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