JP2016009541A - バッテリ用コネクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】コネクタが小型の場合においても接続対象物に対してコンタクトを確実に接触させることが可能なバッテリ用コネクタを提供する。
【解決手段】収納空間16を内部に有するインシュレータ15と、収納空間に一方向に沿ってスライド可能に配設した、接触対象物Bと接触可能な接触部29を構成する可動コンタクト25と、インシュレータに固定した固定コンタクト40と、可動コンタクトと固定コンタクトの間に位置するように収納空間に配設した、一方向に弾性変形可能かつ可動コンタクトが固定コンタクト側に押圧されたときに可動コンタクトを開口側に向けて付勢する圧縮コイルバネ37と、を備え、固定コンタクトと可動コンタクトの一方が、他方側に向かって延びる平板状の接続部50を有し、固定コンタクトと可動コンタクトの他方が接続部の両面を弾性的に挟持する一対の弾性挟持片33を備える。
【選択図】図2
【解決手段】収納空間16を内部に有するインシュレータ15と、収納空間に一方向に沿ってスライド可能に配設した、接触対象物Bと接触可能な接触部29を構成する可動コンタクト25と、インシュレータに固定した固定コンタクト40と、可動コンタクトと固定コンタクトの間に位置するように収納空間に配設した、一方向に弾性変形可能かつ可動コンタクトが固定コンタクト側に押圧されたときに可動コンタクトを開口側に向けて付勢する圧縮コイルバネ37と、を備え、固定コンタクトと可動コンタクトの一方が、他方側に向かって延びる平板状の接続部50を有し、固定コンタクトと可動コンタクトの他方が接続部の両面を弾性的に挟持する一対の弾性挟持片33を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、携帯端末等に適用可能なコネクタに関する。
バッテリと接続可能なコネクタの従来技術としては例えば特許文献1に開示されたものがある。
このコネクタは、絶縁性樹脂材料からなるインシュレータと、インシュレータに支持した3つのコンタクトと、を具備している。
インシュレータには3つの収納空間が一方向に延びる貫通孔として形成してある。
3つのコンタクトはインシュレータの各収納空間に配設してある。各コンタクトは、基部と、基部から上記一方向に延びるばね部と、ばね部の先端部に設けた接触部と、を備えている。基部は対応する収納空間の内面に対して固定してある。各コンタクトの接触部は、収納空間の一端開口からインシュレータの外側に突出している。さらに各コンタクトは回路基板(リジッド基板)と導通している。
各コンタクトのばね部は、その複数箇所を曲折することにより構成した断面形状が波形をなすものである。即ち、ばね部は基部からインシュレータの厚み方向の一方側と他方側へ複数回に渡って交互に延びながら全体としては接触部側に向かって延びる形状である。そのため、ばね部は上記一方向に弾性変形可能であり、さらに一方向に弾性変形したときに接触部の位置がインシュレータの厚み方向に変位する。
このコネクタは、絶縁性樹脂材料からなるインシュレータと、インシュレータに支持した3つのコンタクトと、を具備している。
インシュレータには3つの収納空間が一方向に延びる貫通孔として形成してある。
3つのコンタクトはインシュレータの各収納空間に配設してある。各コンタクトは、基部と、基部から上記一方向に延びるばね部と、ばね部の先端部に設けた接触部と、を備えている。基部は対応する収納空間の内面に対して固定してある。各コンタクトの接触部は、収納空間の一端開口からインシュレータの外側に突出している。さらに各コンタクトは回路基板(リジッド基板)と導通している。
各コンタクトのばね部は、その複数箇所を曲折することにより構成した断面形状が波形をなすものである。即ち、ばね部は基部からインシュレータの厚み方向の一方側と他方側へ複数回に渡って交互に延びながら全体としては接触部側に向かって延びる形状である。そのため、ばね部は上記一方向に弾性変形可能であり、さらに一方向に弾性変形したときに接触部の位置がインシュレータの厚み方向に変位する。
コネクタを実装した電子機器(携帯端末など)に対してバッテリを装着すると、バッテリの端面に形成した3つの端子が各コンタクトのばね部を圧縮方向に弾性変形させながら各接触部に対して接触する。
すると各コンタクトのばね部が各接触部を各端子側に移動付勢する弾性力を発生するので、各コンタクトの接触部とバッテリの端子が強い力を伴いながら接触する。
すると各コンタクトのばね部が各接触部を各端子側に移動付勢する弾性力を発生するので、各コンタクトの接触部とバッテリの端子が強い力を伴いながら接触する。
特許文献1のコンタクトはそのばね部が波形形状である。しかしこのような構造のばね部は、その全長(弾性変形方向の長さ)が十分に長くないと大きく弾性変形できない。そのため特許文献1のコネクタがコンタクトの弾性変形方向に小さい場合は、波形形状のばね部では十分な弾性変形量を確保し難い。そのためコネクタを小型にした場合(ばね部の弾性変形量が不十分な場合)に、バッテリの電子機器への取り付けに必要な(電子機器とバッテリの間の)クリアランスやバッテリ外形の寸法公差が大きくなると、コンタクトとバッテリの間で必要な接触力が得られなくなり接触不良となる可能性がある。
さらにコンタクトの接触部がインシュレータの厚み方向に動き易い構造のため、バッテリがコンタクトの接触部に斜め方向から想定以上の力で当接(接触)すると、接触部がインシュレータの厚み方向に変形し、これに伴ってコンタクトが塑性変形したり座屈したりする虞がある。
本発明の目的は、コネクタが小型の場合においても接続対象物に対してコンタクトを確実に接触させることが可能なコネクタを提供することにある。
本発明のコネクタは、一方向に延びかつ一端が開口する収納空間を内部に有するインシュレータと、上記収納空間に上記一方向に沿ってスライド可能に配設した、一部が上記開口から上記インシュレータの外側に突出しかつ接触対象物と接触可能な接触部を構成する可動コンタクトと、上記インシュレータに該可動コンタクトから離間した状態で固定した固定コンタクトと、上記可動コンタクトと上記固定コンタクトの間に位置するように上記収納空間に配設した、上記一方向に弾性変形可能かつ上記可動コンタクトが上記固定コンタクト側に押圧されたときに該可動コンタクトを上記開口側に向けて付勢する圧縮コイルバネと、を備え、上記固定コンタクトと上記可動コンタクトの一方が、他方側に向かって延びる平板状の接続部を有し、上記固定コンタクトと上記可動コンタクトの他方が、上記一方側に向かって延びかつ上記接続部の両面を弾性的に挟持する一対の弾性挟持片を備えることを特徴としている。
上記可動コンタクトが、上記一方向及び上記接続部の板厚方向に対して直交する直交方向に互いに離間する二カ所に、上記収納空間の内面に当接することにより上記可動コンタクトの上記直交方向の回転を規制する回転規制部を備えてもよい。
さらに、上記可動コンタクトを上記一方向に見たときに、上記接触部が一対の上記回転規制部の間に位置し、上記接触部の上記直交方向に離間した二カ所に、上記開口の内面に対してそれぞれ摺動可能である摺接面を形成してもよい。
さらに、上記可動コンタクトを上記一方向に見たときに、上記接触部が一対の上記回転規制部の間に位置し、上記接触部の上記直交方向に離間した二カ所に、上記開口の内面に対してそれぞれ摺動可能である摺接面を形成してもよい。
上記接続部及び上記弾性挟持片が上記圧縮コイルバネの内部空間に位置してもよい。
一対の上記弾性挟持片が、一対の上記弾性挟持片の並び方向及び上記一方向に対して直交する方向に見たときに他方の上記弾性挟持片側に向かって突出する円弧状をなしかつ上記接続部を挟持する挟持部を備えてもよい。
上記圧縮コイルバネが圧縮方向に弾性変形してもよい。
上記可動コンタクトが上記弾性挟持片を有してもよい。
上記インシュレータに複数の上記収納空間を上記接続部の板厚方向に並べて設け、上記各収納空間に上記可動コンタクト、上記固定コンタクト、及び上記圧縮コイルバネを配設してもよい。
本発明のコネクタは、可動コンタクトとは別体の圧縮コイルバネの弾性変形力を利用して可動コンタクト(接触部)を接触対象物に接触させる構造である。そして圧縮コイルバネは、その全長を長くしなくても弾性変形量を大きくすることが可能である。そのため、コネクタが小型の場合においても、圧縮コイルバネを十分に弾性変形させながら可動コンタクトを接触対象物に対して強い接触圧力で接触させることが可能である。
しかも接触対象物を正規姿勢と非正規姿勢のいずれの体勢で可動コンタクト(接触部)に接触させた場合においても、圧縮コイルバネはその軸線方向に弾性変形するので、可動コンタクト(接触部)は(インシュレータの厚み方向に)(殆ど)変位しない。そのため可動コンタクト及び固定コンタクトが塑性変形したり座屈するおそれは殆どない。
従って、可動コンタクトとバッテリを確実に接触させることが可能である。
しかも接触対象物を正規姿勢と非正規姿勢のいずれの体勢で可動コンタクト(接触部)に接触させた場合においても、圧縮コイルバネはその軸線方向に弾性変形するので、可動コンタクト(接触部)は(インシュレータの厚み方向に)(殆ど)変位しない。そのため可動コンタクト及び固定コンタクトが塑性変形したり座屈するおそれは殆どない。
従って、可動コンタクトとバッテリを確実に接触させることが可能である。
さらにコンタクトを可動コンタクトと固定コンタクトの二部材に分けて構成したので、可動コンタクトが受けた力や可動コンタクトの挙動が固定コンタクトに伝達し難い。そのため固定コンタクトと回路基板等との間の実装信頼性を高くすることができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の説明中の前後、上下、及び左右の方向は図中に記載した矢印の方向を基準としている。
本実施形態のコネクタ10はスマートフォンやタブレット型コンピュータなどの携帯端末に対して着脱可能かつバッテリB(接続対象物)と接続可能なコネクタである。
コネクタ10は大きな構成要素としてインシュレータ15、可動コンタクト25、圧縮コイルバネ37、固定コンタクト40、及び固定金具55を備えている。
本実施形態のコネクタ10はスマートフォンやタブレット型コンピュータなどの携帯端末に対して着脱可能かつバッテリB(接続対象物)と接続可能なコネクタである。
コネクタ10は大きな構成要素としてインシュレータ15、可動コンタクト25、圧縮コイルバネ37、固定コンタクト40、及び固定金具55を備えている。
絶縁性かつ耐熱性の樹脂材料からなるインシュレータ15は、インシュレータ15を前後方向(一方向)に貫通する4つの収納空間16を具備している。各収納空間16はインシュレータ15に左右方向に並べて設けてある。各収納空間16の断面形状は略方形である。インシュレータ15の前面には環状突部17が形成してあり、環状突部17の内周側は収納空間16の前端部を構成する略方形の前端開口部18(開口)となっている。図5に示すように収納空間16の前端開口部18を除く部分の内径よりも前端開口部18の内径の方が小さい。
インシュレータ15の両側部には左右一対の側方載置部20が設けてある。図示するようにインシュレータ15の側方載置部20を除いた部分と比べて側方載置部20の厚み(上下寸法)は小さい。左右の側方載置部20の上面はインシュレータ15のその他の部位の上面とほぼ同じ位置に位置しているが、左右の側方載置部20の下面はインシュレータ15のその他の部分の下面よりも上方に位置している。さらに左右の側方載置部20には金具取付溝21が凹設してある。さらにインシュレータ15の後端面には、左右の側方載置部20の後端部間に位置する3つの仕切壁22が後ろ向きに突設してある。図2に示すように3つの仕切壁22は隣接する収納空間16の後端部間に位置しており、各仕切壁22の下面は左右の側方載置部20の下面と同じ高さに位置している。さらに図3に示すようにインシュレータ15の後端面には各収納空間16の後端開口の周囲に位置する上部固定孔23及び下部固定孔24が形成してある。左右一対の上部固定孔23は各収納空間16の後端開口の上方に位置しており、左右一対の下部固定孔24は各収納空間16の後端開口の下方に位置している。上部固定孔23及び下部固定孔24の全長(前後長)は収納空間16より短い。
インシュレータ15の両側部には左右一対の側方載置部20が設けてある。図示するようにインシュレータ15の側方載置部20を除いた部分と比べて側方載置部20の厚み(上下寸法)は小さい。左右の側方載置部20の上面はインシュレータ15のその他の部位の上面とほぼ同じ位置に位置しているが、左右の側方載置部20の下面はインシュレータ15のその他の部分の下面よりも上方に位置している。さらに左右の側方載置部20には金具取付溝21が凹設してある。さらにインシュレータ15の後端面には、左右の側方載置部20の後端部間に位置する3つの仕切壁22が後ろ向きに突設してある。図2に示すように3つの仕切壁22は隣接する収納空間16の後端部間に位置しており、各仕切壁22の下面は左右の側方載置部20の下面と同じ高さに位置している。さらに図3に示すようにインシュレータ15の後端面には各収納空間16の後端開口の周囲に位置する上部固定孔23及び下部固定孔24が形成してある。左右一対の上部固定孔23は各収納空間16の後端開口の上方に位置しており、左右一対の下部固定孔24は各収納空間16の後端開口の下方に位置している。上部固定孔23及び下部固定孔24の全長(前後長)は収納空間16より短い。
可動コンタクト25は導電性及びばね弾性を備えた銅合金(例えばリン青銅、ベリリウム銅、チタン銅、コルソン銅)の薄板を図示形状となるようにスタンピング成形したものであり、表面には金や錫などによってメッキを施してある。
可動コンタクト25は、断面形状が略方形をなす基部26と、基部26の上下2カ所から前方に向かって延びる接触部29と、基部26の左右2カ所から後方に向かって延びる左右一対の弾性挟持片33と、を具備している。基部26の上部の左右両側部には、上部の中央部よりも上方に突出する一対の回転規制部26aが形成してある。同様に基部26の下部の左右両側部には、下部の中央部よりも下方に突出する一対の回転規制部(図示略)が突設してある。接触部29は側面視略U字形をなすものであり、接触部29の上下の基端部29a(基部26に接続する部位)間の上下寸法(間隔)よりも接触部29の基端部29aより前方に位置する部位の上下寸法(間隔)の方が短い。さらに接触部29の幅方向の中央部には凹溝が形成してあり、凹溝の左右両側に位置する部位が左右一対の接触縁部29bを構成している。また上側に位置する左右一対の接触縁部29bの上面及び下側に位置する左右一対の接触縁部29bの下面は摺接面29cを構成している。可動コンタクト25を前後方向(一方向)に見たとき、接触部29が上側の回転規制部26aと下側の回転規制部の間に位置する。左右の弾性挟持片33の後部には挟持部34が形成してある。挟持部34は上下方向(一対の弾性挟持片33の並び方向及び前後方向に対して直交する方向)に見たときに、他方の弾性挟持片33側に向かって突出する円弧状(略円弧状でもよい。この略円弧状も特許請求の範囲の「円弧状」に含まれる)をなす。左右の弾性挟持片33の後部(挟持部34)は前部よりも内側(互いに接近する方向)に位置しており(図8等を参照)、左右の弾性挟持片33に対して外力を与えないとき左右の挟持部34の対向部どうしが後述する接触部50の板厚よりも狭い間隔で離間する(このとき左右の挟持部34の対向部どうしが互いに接触するようにしてもよい)。
インシュレータ15の各収納空間16に対してその後端開口から可動コンタクト25を挿入すると、接触部29の基端部29aより前方に位置する部位が各前端開口部18から前方に突出し、上下の各摺接面29cが前端開口部18の上面と下面に対してそれぞれ摺動可能に(微少隙間を形成しながら)対向する(摺接面29cは前端開口部18の上面と下面に対して接触可能であるが常に接触する訳ではない)。可動コンタクト25は収納空間16に対して(接触部29の前端開口部18からの前方への突出が維持される範囲で)前後方向にスライド可能である。但し、上下寸法及び左右寸法が前端開口部18よりも大きい基端部29aが環状突部17の後部の内周面に当接すると、可動コンタクト25は収納空間16に対してそれ以上は前方へ移動不能となる。また基部26の上下の各回転規制部26aが収納空間16の上面と下面に対してそれぞれ摺動可能に(微少隙間を形成しながら)対向し、さらに基部26の左右両側面26bが収納空間16の左右両側面に対してそれぞれ摺動可能に(微少隙間を形成しながら)対向する(回転規制部26aと左右両側面26bは収納空間16の内面に対して接触可能であるが常に接触する訳ではない)。また接触部29の上下の摺接面29cが前端開口部18の上面と下面に対してそれぞれ摺動可能に対向する。そのため、基部26の上下の回転規制部26aの少なくとも一方が収納空間16の上面と下面の少なくとも一方に接触すること、及び/又は、接触部29の上下の摺接面29cの少なくとも一方が前端開口部18の上面と下面の少なくとも一方に対して接触することにより、可動コンタクト25の収納空間16に対する上下方向(直交方向)の相対回転は実質的に規制される。さらに基部26の左右両側面26bの少なくとも一方が収納空間16の左右両側面の少なくとも一方に対して接触することにより、可動コンタクト25の収納空間16に対する左右方向の相対回転は実質的に規制される。
可動コンタクト25は、断面形状が略方形をなす基部26と、基部26の上下2カ所から前方に向かって延びる接触部29と、基部26の左右2カ所から後方に向かって延びる左右一対の弾性挟持片33と、を具備している。基部26の上部の左右両側部には、上部の中央部よりも上方に突出する一対の回転規制部26aが形成してある。同様に基部26の下部の左右両側部には、下部の中央部よりも下方に突出する一対の回転規制部(図示略)が突設してある。接触部29は側面視略U字形をなすものであり、接触部29の上下の基端部29a(基部26に接続する部位)間の上下寸法(間隔)よりも接触部29の基端部29aより前方に位置する部位の上下寸法(間隔)の方が短い。さらに接触部29の幅方向の中央部には凹溝が形成してあり、凹溝の左右両側に位置する部位が左右一対の接触縁部29bを構成している。また上側に位置する左右一対の接触縁部29bの上面及び下側に位置する左右一対の接触縁部29bの下面は摺接面29cを構成している。可動コンタクト25を前後方向(一方向)に見たとき、接触部29が上側の回転規制部26aと下側の回転規制部の間に位置する。左右の弾性挟持片33の後部には挟持部34が形成してある。挟持部34は上下方向(一対の弾性挟持片33の並び方向及び前後方向に対して直交する方向)に見たときに、他方の弾性挟持片33側に向かって突出する円弧状(略円弧状でもよい。この略円弧状も特許請求の範囲の「円弧状」に含まれる)をなす。左右の弾性挟持片33の後部(挟持部34)は前部よりも内側(互いに接近する方向)に位置しており(図8等を参照)、左右の弾性挟持片33に対して外力を与えないとき左右の挟持部34の対向部どうしが後述する接触部50の板厚よりも狭い間隔で離間する(このとき左右の挟持部34の対向部どうしが互いに接触するようにしてもよい)。
インシュレータ15の各収納空間16に対してその後端開口から可動コンタクト25を挿入すると、接触部29の基端部29aより前方に位置する部位が各前端開口部18から前方に突出し、上下の各摺接面29cが前端開口部18の上面と下面に対してそれぞれ摺動可能に(微少隙間を形成しながら)対向する(摺接面29cは前端開口部18の上面と下面に対して接触可能であるが常に接触する訳ではない)。可動コンタクト25は収納空間16に対して(接触部29の前端開口部18からの前方への突出が維持される範囲で)前後方向にスライド可能である。但し、上下寸法及び左右寸法が前端開口部18よりも大きい基端部29aが環状突部17の後部の内周面に当接すると、可動コンタクト25は収納空間16に対してそれ以上は前方へ移動不能となる。また基部26の上下の各回転規制部26aが収納空間16の上面と下面に対してそれぞれ摺動可能に(微少隙間を形成しながら)対向し、さらに基部26の左右両側面26bが収納空間16の左右両側面に対してそれぞれ摺動可能に(微少隙間を形成しながら)対向する(回転規制部26aと左右両側面26bは収納空間16の内面に対して接触可能であるが常に接触する訳ではない)。また接触部29の上下の摺接面29cが前端開口部18の上面と下面に対してそれぞれ摺動可能に対向する。そのため、基部26の上下の回転規制部26aの少なくとも一方が収納空間16の上面と下面の少なくとも一方に接触すること、及び/又は、接触部29の上下の摺接面29cの少なくとも一方が前端開口部18の上面と下面の少なくとも一方に対して接触することにより、可動コンタクト25の収納空間16に対する上下方向(直交方向)の相対回転は実質的に規制される。さらに基部26の左右両側面26bの少なくとも一方が収納空間16の左右両側面の少なくとも一方に対して接触することにより、可動コンタクト25の収納空間16に対する左右方向の相対回転は実質的に規制される。
金属からなる4つの圧縮コイルバネ37は前後方向に延びるものである。各収納空間16には圧縮コイルバネ37の全体が挿入してある。圧縮コイルバネ37の外径は収納空間16の内径より小さいため、圧縮コイルバネ37は収納空間16の内部で(前後方向に)弾性変形可能である。
固定コンタクト40も導電性及びばね弾性を備えた銅合金(例えばリン青銅、ベリリウム銅、チタン銅、コルソン銅)の薄板を図示形状となるようにスタンピング成形したものであり、表面には金や錫などによってメッキを施してある。
固定コンタクト40は、バネ受け部41と、バネ受け部41の上部に接続する平面視略U字状の上側固定部42と、バネ受け部41の下部に接続する平面視略U字状の下側固定部45と、上側固定部42から後方に突出するテール部48と、バネ受け部41の左側縁部から前方に延びる接続部50と、を備えている。バネ受け部41は前後方向に対して直交する平板からなるものである。上側固定部42は左右一対の上側アーム43を備えており、左右の上側アーム43の上下両面には係止突起44が突設してある。下側固定部45は左右一対の下側アーム46を備えており、左右の下側アーム46の上下両面には係止突起47が突設してある。テール部48は上側固定部42から上方に向かった後に下方へ延びさらに後方に向かって延びるものであり、水平な後端部は回路基板側接続部49を構成している。接続部50はその板厚方向が左右方向でありかつ前方に向かって延びる平板状(略平板状でもよい。この略平板状も特許請求の範囲の「平板状」に含まれる)である。接続部50の前端部は、前方に向かうにつれて左右幅が徐々に狭くなるテーパ部51により構成してある。
4つの固定コンタクト40は、接続部50を収納空間16内に挿入した状態で左右の上側アーム43を対応する左右の上部固定孔23に圧入すると共に左右の下側アーム46を対応する左右の下部固定孔24に圧入して、上側アーム43の各係止突起44を対応する上部固定孔23の内面に食い込ませかつ下側アーム46の各係止突起47を対応する下部固定孔24の内面に食い込ませることにより、インシュレータ15の後端部にそれぞれ固定してある。
そして各収納空間16に対して可動コンタクト25及び圧縮コイルバネ37を挿入した状態で4つの固定コンタクト40をインシュレータ15の後端部に固定すると、各圧縮コイルバネ37の前後両端部が可動コンタクト25の基部26の後端面と固定コンタクト40のバネ受け部41との間で挟持されるので、圧縮コイルバネ37が自由状態から圧縮方向に弾性変形する。そのため各圧縮コイルバネ37から各可動コンタクト25に対して常に前向きの付勢力が及び、可動コンタクト25に対して圧縮コイルバネ37の付勢力以外の外力を及ぼさないとき接触部29の基端部29aが環状突部17の後部の内周面に当接する。さらに各固定コンタクト40の接続部50のテーパ部51が対応する一対の弾性挟持片33の挟持部34の対向面間に入り込み、接続部50の左右両面が一対の弾性挟持片33を外側に弾性変形させながら左右の挟持部34の対向部に接触する。即ち、左右の弾性挟持片33の挟持部34によって接続部50が左右両側から挟持される(図6−図10参照)。
固定コンタクト40は、バネ受け部41と、バネ受け部41の上部に接続する平面視略U字状の上側固定部42と、バネ受け部41の下部に接続する平面視略U字状の下側固定部45と、上側固定部42から後方に突出するテール部48と、バネ受け部41の左側縁部から前方に延びる接続部50と、を備えている。バネ受け部41は前後方向に対して直交する平板からなるものである。上側固定部42は左右一対の上側アーム43を備えており、左右の上側アーム43の上下両面には係止突起44が突設してある。下側固定部45は左右一対の下側アーム46を備えており、左右の下側アーム46の上下両面には係止突起47が突設してある。テール部48は上側固定部42から上方に向かった後に下方へ延びさらに後方に向かって延びるものであり、水平な後端部は回路基板側接続部49を構成している。接続部50はその板厚方向が左右方向でありかつ前方に向かって延びる平板状(略平板状でもよい。この略平板状も特許請求の範囲の「平板状」に含まれる)である。接続部50の前端部は、前方に向かうにつれて左右幅が徐々に狭くなるテーパ部51により構成してある。
4つの固定コンタクト40は、接続部50を収納空間16内に挿入した状態で左右の上側アーム43を対応する左右の上部固定孔23に圧入すると共に左右の下側アーム46を対応する左右の下部固定孔24に圧入して、上側アーム43の各係止突起44を対応する上部固定孔23の内面に食い込ませかつ下側アーム46の各係止突起47を対応する下部固定孔24の内面に食い込ませることにより、インシュレータ15の後端部にそれぞれ固定してある。
そして各収納空間16に対して可動コンタクト25及び圧縮コイルバネ37を挿入した状態で4つの固定コンタクト40をインシュレータ15の後端部に固定すると、各圧縮コイルバネ37の前後両端部が可動コンタクト25の基部26の後端面と固定コンタクト40のバネ受け部41との間で挟持されるので、圧縮コイルバネ37が自由状態から圧縮方向に弾性変形する。そのため各圧縮コイルバネ37から各可動コンタクト25に対して常に前向きの付勢力が及び、可動コンタクト25に対して圧縮コイルバネ37の付勢力以外の外力を及ぼさないとき接触部29の基端部29aが環状突部17の後部の内周面に当接する。さらに各固定コンタクト40の接続部50のテーパ部51が対応する一対の弾性挟持片33の挟持部34の対向面間に入り込み、接続部50の左右両面が一対の弾性挟持片33を外側に弾性変形させながら左右の挟持部34の対向部に接触する。即ち、左右の弾性挟持片33の挟持部34によって接続部50が左右両側から挟持される(図6−図10参照)。
左右一対の固定金具55は金属板のプレス成形品であり、前後方向に延びる基部56と、基部56の前部の下縁部から側方に延びるテール部57と、基部56の後部から下方に延びる圧入部58と、を具備している。
左右の固定金具55の基部56は、インシュレータ15の左右の金具取付溝21に対して固定状態で嵌合してある。固定金具55のテール部57及び圧入部58は側方載置部20の下面より下方に位置している。さらにテール部57は各固定コンタクト40の回路基板側接続部49と同じ高さに位置している。
左右の固定金具55の基部56は、インシュレータ15の左右の金具取付溝21に対して固定状態で嵌合してある。固定金具55のテール部57及び圧入部58は側方載置部20の下面より下方に位置している。さらにテール部57は各固定コンタクト40の回路基板側接続部49と同じ高さに位置している。
以上説明した構成のコネクタ10は回路基板CB(リジッド基板。図1参照)に実装する。回路基板CBの前縁部には平面視矩形の切欠きCB1が形成してある。この切欠きCB1の平面形状はインシュレータ15の下半部(側方載置部20及び仕切壁22よりも下方に位置する部位)の断面形状と略同じ形状である。回路基板CBの上面(回路形成面)には切欠きCB1の左右の側縁部と対向する一対の接地用ランドCB2が形成してある。この接地用ランドCB2は回路基板CBの上面に形成した接地用パターン(接地用回路)の端部を構成するものである。また回路基板CBの上面には左右の接地用ランドCB2の直後に位置する左右一対の圧入孔CB3が下向きに凹設してある。さらに回路基板CBの上面には切欠きCB1の後縁部と対向する4つの導通用ランドCB4が形成してある。この導通用ランドCB4は回路基板CBの上面に形成したパターンと導通する。4つの導通用ランドCB4は、そのうちの二つをバッテリBの陽極と陰極に接続させ、残りの二つをセンシング用(充電状況等の把握のための信号用)として利用することが可能であり、又は4つの導通用ランドCB4のすべてをバッテリBの陽極と陰極に接続(二つがバッテリBの陽極に接続し残りの二つはバッテリBの陰極に接続する)してもよい。
コネクタ10を回路基板CBに実装する際は、まずインシュレータ15の下半部を切欠きCB1に嵌合させながら左右の側方載置部20の下面を回路基板CBの上面に載せる。さらに左右の固定金具55のテール部57を左右の接地用ランドCB2に載置しかつ各固定コンタクト40の回路基板側接続部49を電流用ランドCB4に載置しながら、左右の固定金具55の圧入部58を左右の圧入孔CB3に対して圧入する。すると左右のスルーホールである圧入孔CB3の内部及び周縁部の接地用パターンに塗布したはんだペーストを左右の圧入部58が貫通する。さらに各接地用ランドCB2に塗布したはんだペーストに固定金具55のテール部57が接触し、各電流用ランドCB4に塗布したはんだペーストに固定コンタクト40の回路基板側接続部49が接触する。そしてリフロー炉においてはんだペーストを加熱溶融すると、各圧入部58、テール部57、及び回路基板側接続部49が回路基板CBの上面にはんだ付けされる。
コネクタ10を回路基板CBに実装する際は、まずインシュレータ15の下半部を切欠きCB1に嵌合させながら左右の側方載置部20の下面を回路基板CBの上面に載せる。さらに左右の固定金具55のテール部57を左右の接地用ランドCB2に載置しかつ各固定コンタクト40の回路基板側接続部49を電流用ランドCB4に載置しながら、左右の固定金具55の圧入部58を左右の圧入孔CB3に対して圧入する。すると左右のスルーホールである圧入孔CB3の内部及び周縁部の接地用パターンに塗布したはんだペーストを左右の圧入部58が貫通する。さらに各接地用ランドCB2に塗布したはんだペーストに固定金具55のテール部57が接触し、各電流用ランドCB4に塗布したはんだペーストに固定コンタクト40の回路基板側接続部49が接触する。そしてリフロー炉においてはんだペーストを加熱溶融すると、各圧入部58、テール部57、及び回路基板側接続部49が回路基板CBの上面にはんだ付けされる。
コネクタ10をスマートフォンやタブレット型コンピュータなどの携帯端末に対して実装した上でこの携帯端末にバッテリBを正規姿勢で装着すると、図5に示すようにバッテリBの各端子B1がコネクタ10の4つの可動コンタクト25の接触部29の一対の接触縁部29bに対して前方から接触する。するとバッテリBによって4つの可動コンタクト25が後方に押圧されるので、各可動コンタクト25が対応する収納空間16内を後方へ相対移動する。すると可動コンタクト25によって後方に押圧された圧縮コイルバネ37が圧縮方向に弾性変形するので、可動コンタクト25とバッテリB(端子B1)との間に無理な力が掛かることはない。
その一方で、圧縮コイルバネ37は、その全長(前後長)を長くしなくても弾性変形量を大きくすることが可能である。そのため、コネクタ10の前後長が短い場合であっても、圧縮コイルバネ37の弾性変形量を十分に大きくすることが可能である。そのためコネクタ10の前後長が短い場合であっても、圧縮コイルバネ37が十分な大きさの前向きの付勢力を可動コンタクト25に及ぼすので、各可動コンタクト25と端子B1が強い接触圧力を伴いながら接触する。
しかもバッテリBを正規姿勢で可動コンタクト25(接触縁部29b)に接触させると、圧縮コイルバネ37はその軸線方向(前後方向)に弾性変形する。さらに基部26(の上下の各回転規制部26a及び基部26の左右両側面26b)と収納空間16の接触関係、及び、接触部29の上下の摺接面29cと前端開口部18の上面と下面の接触関係によって、可動コンタクト25の収納空間16及び前端開口部18に対する上下方向及び左右方向の相対回転を実質的に規制している。従って、可動コンタクト25(接触部29)は収納空間16に対して上下方向(及び左右方向)に(殆ど)変位しない。そのためバッテリBの端子B1領域(面積)が小さい場合であっても、可動コンタクト25の接触部29(接触縁部29b)とバッテリBの端子B1の間で接触不良が起きるおそれは小さい。
各接触部29が二つの接触縁部29bを具備しているので、仮にバッテリBの端子B1が接触部29に対して傾きながら接触した場合であっても、いずれか一方の接触縁部29bは端子Bと接触する可能性が高い。
従って、可動コンタクト25(接触部29)とバッテリB(端子B1)を確実に接触させることが可能であり、その結果、バッテリBで発生した電流を可動コンタクト25、固定コンタクト40、及び回路基板CBを介して上記携帯端末内の電子部品等に確実に供給できる。
その一方で、圧縮コイルバネ37は、その全長(前後長)を長くしなくても弾性変形量を大きくすることが可能である。そのため、コネクタ10の前後長が短い場合であっても、圧縮コイルバネ37の弾性変形量を十分に大きくすることが可能である。そのためコネクタ10の前後長が短い場合であっても、圧縮コイルバネ37が十分な大きさの前向きの付勢力を可動コンタクト25に及ぼすので、各可動コンタクト25と端子B1が強い接触圧力を伴いながら接触する。
しかもバッテリBを正規姿勢で可動コンタクト25(接触縁部29b)に接触させると、圧縮コイルバネ37はその軸線方向(前後方向)に弾性変形する。さらに基部26(の上下の各回転規制部26a及び基部26の左右両側面26b)と収納空間16の接触関係、及び、接触部29の上下の摺接面29cと前端開口部18の上面と下面の接触関係によって、可動コンタクト25の収納空間16及び前端開口部18に対する上下方向及び左右方向の相対回転を実質的に規制している。従って、可動コンタクト25(接触部29)は収納空間16に対して上下方向(及び左右方向)に(殆ど)変位しない。そのためバッテリBの端子B1領域(面積)が小さい場合であっても、可動コンタクト25の接触部29(接触縁部29b)とバッテリBの端子B1の間で接触不良が起きるおそれは小さい。
各接触部29が二つの接触縁部29bを具備しているので、仮にバッテリBの端子B1が接触部29に対して傾きながら接触した場合であっても、いずれか一方の接触縁部29bは端子Bと接触する可能性が高い。
従って、可動コンタクト25(接触部29)とバッテリB(端子B1)を確実に接触させることが可能であり、その結果、バッテリBで発生した電流を可動コンタクト25、固定コンタクト40、及び回路基板CBを介して上記携帯端末内の電子部品等に確実に供給できる。
さらにバッテリBを正規姿勢から上下方向に傾いた非正規姿勢で可動コンタクト25(接触部29)に接触させた場合や、バッテリBを正規姿勢から左右方向に傾いた非正規姿勢で可動コンタクト25(接触部29)に接触させた場合においても、圧縮コイルバネ37はその軸線方向(前後方向)に弾性変形するので、可動コンタクト25(接触部29)は収納空間16に対して上下方向に(殆ど)変位しない。
そのためバッテリBを正規姿勢と非正規姿勢のいずれの体勢で可動コンタクト25(接触部29)に接触させた場合においても、可動コンタクト25及び固定コンタクト40が塑性変形したり座屈するおそれは殆どない。
さらにコンタクトを可動コンタクト25と固定コンタクト40の二部材に分けて構成しているので、可動コンタクト25が受けた力や可動コンタクトの挙動が固定コンタクト40に伝達し難い。そのため固定コンタクト40の回路基板側接続部49と回路基板CB(電流用ランドCB4)の間の実装信頼性を高くすることができる。
そのためバッテリBを正規姿勢と非正規姿勢のいずれの体勢で可動コンタクト25(接触部29)に接触させた場合においても、可動コンタクト25及び固定コンタクト40が塑性変形したり座屈するおそれは殆どない。
さらにコンタクトを可動コンタクト25と固定コンタクト40の二部材に分けて構成しているので、可動コンタクト25が受けた力や可動コンタクトの挙動が固定コンタクト40に伝達し難い。そのため固定コンタクト40の回路基板側接続部49と回路基板CB(電流用ランドCB4)の間の実装信頼性を高くすることができる。
さらに可動コンタクト25の弾性挟持片33及び固定コンタクト40の接続部50が対応する圧縮コイルバネ37の内部空間に位置しているので、各収納空間16の内径を大きくする必要がない。そのため、(弾性挟持片33及び接続部50を圧縮コイルバネ37の外周側に位置させた場合と比べて)インシュレータ15を小型化することが可能である。
さらに弾性挟持片33及び接続部50を圧縮コイルバネ37の内部空間に位置させているので(弾性挟持片33の上下や左右への動きが圧縮コイルバネ37によって規制されるので)、可動コンタクト25が圧縮コイルバネ37の軸線方向に対して傾き難い(可動コンタクト25が直線運動を維持し易い)。そのためバッテリBの携帯端末への装着時等においてバッテリBが可動コンタクト25押圧した場合においても、可動コンタクト25は安定した挙動でバッテリBの端子B1と接触する。
さらに弾性挟持片33及び接続部50を圧縮コイルバネ37の内部空間に位置させているので(弾性挟持片33の上下や左右への動きが圧縮コイルバネ37によって規制されるので)、可動コンタクト25が圧縮コイルバネ37の軸線方向に対して傾き難い(可動コンタクト25が直線運動を維持し易い)。そのためバッテリBの携帯端末への装着時等においてバッテリBが可動コンタクト25押圧した場合においても、可動コンタクト25は安定した挙動でバッテリBの端子B1と接触する。
以上説明した本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形を施しながら実施可能である。
例えばインシュレータ15に形成する収納空間16を一つにし、これに合わせて可動コンタクト25、圧縮コイルバネ37、及び固定コンタクト40を一つにしてもよい。
また可動コンタクト25側に接続部50を形成し、固定コンタクト40側に一対の弾性挟持片33を形成してもよい。
バッテリBが可動コンタクト25(接触部29)に当接していないとき圧縮コイルバネ37が収納空間16内で自由状態となるようにしてもよい。
また接触部29の幅方向の中央部に(凹溝の代わりに)一本の接触凸部を突設し、この接触凸部をバッテリBの端子B1に対して接触させてもよい。このようにすれば接触部29(接触凸部)を端子B1に対して強い荷重(集中荷重)を伴いながら接触させることが可能になる。
また基部26の上部の回転規制部を(一対の回転規制部26aではなく)一つの平面によって構成したり、同様に基部26の下部の回転規制部を一つの平面によって構成してもよい。
さらに、コネクタ10を携帯端末以外の機器(例えば、PDA、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等)に実装し、これらの機器に装着したバッテリとコネクタ10を接続してもよい。
またコネクタ10の可動コンタクト25をバッテリB以外の接続対象物(例えば、電子モジュールに接続するFPCのパッド等)に接触させてもよい。
例えばインシュレータ15に形成する収納空間16を一つにし、これに合わせて可動コンタクト25、圧縮コイルバネ37、及び固定コンタクト40を一つにしてもよい。
また可動コンタクト25側に接続部50を形成し、固定コンタクト40側に一対の弾性挟持片33を形成してもよい。
バッテリBが可動コンタクト25(接触部29)に当接していないとき圧縮コイルバネ37が収納空間16内で自由状態となるようにしてもよい。
また接触部29の幅方向の中央部に(凹溝の代わりに)一本の接触凸部を突設し、この接触凸部をバッテリBの端子B1に対して接触させてもよい。このようにすれば接触部29(接触凸部)を端子B1に対して強い荷重(集中荷重)を伴いながら接触させることが可能になる。
また基部26の上部の回転規制部を(一対の回転規制部26aではなく)一つの平面によって構成したり、同様に基部26の下部の回転規制部を一つの平面によって構成してもよい。
さらに、コネクタ10を携帯端末以外の機器(例えば、PDA、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等)に実装し、これらの機器に装着したバッテリとコネクタ10を接続してもよい。
またコネクタ10の可動コンタクト25をバッテリB以外の接続対象物(例えば、電子モジュールに接続するFPCのパッド等)に接触させてもよい。
10 コネクタ
15 インシュレータ
16 収納空間
17 環状突部
18 前端開口部(開口)
20 側方載置部
21 金具取付溝
22 仕切壁
23 上部固定孔
24 下部固定孔
25 可動コンタクト
26 基部
26a 回転規制部
26b 側面
29 接触部
29a 基端部
29b 接触縁部
29c 摺接面
33 弾性挟持片
34 挟持部
37 圧縮コイルバネ
40 固定コンタクト
41 バネ受け部
42 上側固定部
43 上側アーム
44 係止突起
45 下側固定部
46 下側アーム
47 係止突起
48 テール部
49 回路基板側接続部
50 接続部
51 テーパ部
55 固定金具
56 基部
57 テール部
58 圧入部
B バッテリ(接触対象物)
B1 端子
CB 回路基板
CB1 切欠き
CB2 接地用ランド
CB3 圧入孔
CB4 導通用ランド
15 インシュレータ
16 収納空間
17 環状突部
18 前端開口部(開口)
20 側方載置部
21 金具取付溝
22 仕切壁
23 上部固定孔
24 下部固定孔
25 可動コンタクト
26 基部
26a 回転規制部
26b 側面
29 接触部
29a 基端部
29b 接触縁部
29c 摺接面
33 弾性挟持片
34 挟持部
37 圧縮コイルバネ
40 固定コンタクト
41 バネ受け部
42 上側固定部
43 上側アーム
44 係止突起
45 下側固定部
46 下側アーム
47 係止突起
48 テール部
49 回路基板側接続部
50 接続部
51 テーパ部
55 固定金具
56 基部
57 テール部
58 圧入部
B バッテリ(接触対象物)
B1 端子
CB 回路基板
CB1 切欠き
CB2 接地用ランド
CB3 圧入孔
CB4 導通用ランド
Claims (8)
- 一方向に延びかつ一端が開口する収納空間を内部に有するインシュレータと、
上記収納空間に上記一方向に沿ってスライド可能に配設した、一部が上記開口から上記インシュレータの外側に突出しかつ接触対象物と接触可能な接触部を構成する可動コンタクトと、
上記インシュレータに該可動コンタクトから離間した状態で固定した固定コンタクトと、
上記可動コンタクトと上記固定コンタクトの間に位置するように上記収納空間に配設した、上記一方向に弾性変形可能かつ上記可動コンタクトが上記固定コンタクト側に押圧されたときに該可動コンタクトを上記開口側に向けて付勢する圧縮コイルバネと、
を備え、
上記固定コンタクトと上記可動コンタクトの一方が、他方側に向かって延びる平板状の接続部を有し、
上記固定コンタクトと上記可動コンタクトの他方が、上記一方側に向かって延びかつ上記接続部の両面を弾性的に挟持する一対の弾性挟持片を備えることを特徴とするコネクタ。 - 請求項1記載のコネクタにおいて、
上記可動コンタクトが、上記一方向及び上記接続部の板厚方向に対して直交する直交方向に互いに離間する二カ所に、上記収納空間の内面に当接することにより上記可動コンタクトの上記直交方向の回転を規制する回転規制部を備えるコネクタ。 - 請求項2記載のコネクタにおいて、
上記可動コンタクトを上記一方向に見たときに、上記接触部が一対の上記回転規制部の間に位置し、
上記接触部の上記直交方向に離間した二カ所に、上記開口の内面に対してそれぞれ摺動可能である摺接面を形成したコネクタ。 - 請求項1から3のいずれか1項記載のコネクタにおいて、
上記接続部及び上記弾性挟持片が上記圧縮コイルバネの内部空間に位置するコネクタ。 - 請求項1から4のいずれか1項記載のコネクタにおいて、
一対の上記弾性挟持片が、一対の上記弾性挟持片の並び方向及び上記一方向に対して直交する方向に見たときに他方の上記弾性挟持片側に向かって突出する円弧状をなしかつ上記接続部を挟持する挟持部を備えるバッテリ用コネクタ。 - 請求項1から5のいずれか1項記載のコネクタにおいて、
上記圧縮コイルバネが圧縮方向に弾性変形しているコネクタ。 - 請求項1から6のいずれか1項記載のコネクタにおいて、
上記固定コンタクトが上記接続部を有し、
上記可動コンタクトが上記弾性挟持片を有するコネクタ。 - 請求項1から7のいずれか1項記載のコネクタにおいて、
上記インシュレータに複数の上記収納空間を上記接続部の板厚方向に並べて設け、
上記各収納空間に上記可動コンタクト、上記固定コンタクト、及び上記圧縮コイルバネを配設したコネクタ。
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- 2014-06-23 JP JP2014128063A patent/JP2016009541A/ja active Pending
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- 2015-04-27 WO PCT/JP2015/062667 patent/WO2015198714A1/ja active Application Filing
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