(57)【要約】【課題】そこで本発明の目的は、電気的に接続させる一対の部材(基板)に振動が生じる場合でも、コンタクトピンと相手側の部材との間、すなわち一対の部材間の電気的な接続状態を良好に保つことができる接続構造を提供する。【解決手段】一対の部材Ｂ１，Ｂ２と、少なくとも前記一対の部材Ｂ１，Ｂ２における一方の部材Ｂ１に固定されるスリーブ２０、このスリーブ２０から他方の部材Ｂ２に向けて出没自在なコンタクトピン３０およびこのコンタクトピン３０を前記他方の部材Ｂ２に向けて付勢する付勢手段２４を備え、前記一対の部材Ｂ１，Ｂ２同士を電気的に接続するプローブピン１２と、を含む接続構造において、前記他方の部材Ｂ２における電気回路３８には、前記付勢手段２４によって付勢された前記コンタクトピン３０の先端３０ａが接触する部位に、該先端３０ａを受け入れる凹部３８ａが形成されている。【選択図】図１
2014149937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の部材(B1,B2)と、
少なくとも前記一対の部材(B1,B2)における一方の部材(B1)に固定されるスリーブ(20,54)、このスリーブ(20,54)から他方の部材(B2)に向けて出没自在なコンタクトピン(30)およびこのコンタクトピン(30)を前記他方の部材(B2)に向けて付勢する付勢手段(24)を備え、前記一対の部材(B1,B2)同士を電気的に接続するプローブピン(12,52)と、を含む接続構造において、
前記他方の部材(B2)における電気回路(38)には、前記付勢手段(24)によって付勢された前記コンタクトピン(30)の先端(30a)が接触する部位に、該先端(30a)を受け入れる凹部(38a)が形成されている
ことを特徴とする接続構造。
【請求項２】
前記コンタクトピン(30)の先端(30a)の形状は、前記凹部(38a)に向かって突出する半球状になっている請求項１に記載の接続構造。
【請求項３】
一対の部材(B1,B2)と、
少なくとも前記一対の部材(B1,B2)における一方の部材(B1)に固定されるスリーブ(20,54)、このスリーブ(20)から他方の部材(B2)に向けて出没自在なコンタクトピン(44)およびこのコンタクトピン(44)を前記他方の部材(B2)に向けて付勢する付勢手段(24)を備え、前記一対の部材(B1,B2)同士を電気的に接続するプローブピン(42)と、を含む接続構造において、
前記コンタクトピン(44)の先端(44a)には、導電高分子材料製の柔軟な接触部材(32)が装着されると共に、
前記他方の部材(B2)における電気回路(38)には、前記付勢手段(24)によって付勢された前記接触部材(32)が接触する部位に、該接触部材(32)を受け入れる凹部(38a)が形成されている
ことを特徴とする接続構造。
【請求項４】
前記接触部材(32)の電気的な導通性は、１×１０-1〜１×１０-4Ω・ｃｍの範囲である請求項３に記載の接続構造。
【請求項５】
前記接触部材(32)の硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１のＡ型硬度計を使用した場合の数値が２０〜９０の範囲である請求項３または４に記載の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば基板の如き部材同士をプローブピンで電気的に接続する接続構造に関し、より詳しくは、相手側部材との間のプローブピンによる電気的な接触状態を良好に保つ接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の家電製品においては、基板の如き部材同士を電気的に接続するためにプローブピンを用いた接続構造が知られている（例えば、下記特許文献１，２を参照）。
【０００３】
この接続構造６０は、図４に示したように、プローブピン１２によって一対の基板(部材)Ｂ１，Ｂ２同士を電気的に接続するものであって、該プローブピン１２は、スリーブ２０と、このスリーブ２０の先端開口２０ａから相手側の基板Ｂ２に向けて出没する金属製のコンタクトピン３０と、このコンタクトピン３０を相手側の基板Ｂ２に向けて付勢する付勢手段であるコイルばね２４と、このコイルばね２４をスリーブ２０の内部に保持するための蓋体２８とを備えている。
そして、スリーブ２０の基端に設けられているフランジ２６を基板Ｂ１の表面に形成されている電気回路（図示せず）にハンダ付けすると、プローブピンは基板Ｂ１と電気的に接続される。なお、基板Ｂ２において、プローブピンが接触する部位には電気回路３８が形成されている。
【０００４】
これにより、携帯電話やパーソナルコンピュータ等を組み立てる際に基板Ｂ２を基板Ｂ１に接近させると、基板Ｂ２がコンタクトピン３０の先端３０ａに当接してコンタクトピン３０を基板Ｂ１側に押動する。
すると、コイルばね２４が撓んでコンタクトピン３０を基板Ｂ２側に付勢するので、基板Ｂ２の表面に形成されている電気回路３８にコンタクトピン３０の先端３０ａが確実に当接し、これによりプローブピン１２は基板Ｂ２と電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１８２７０１号公報
【特許文献２】特開２００３−４５６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した基板Ｂ１，Ｂ２が、例えば自動車に搭載される電子機器を構成する基板である場合には、基板Ｂ１，Ｂ２に振動が生じる。
図４に示した従来のプローブピン１２においては、コンタクトピン３０の先端３０ａが球面状に形成されており、相手側の基板Ｂ２の表面にある電気回路３８と先端３０ａとが極めて小さい面積で接触(ほぼ点接触)している。このため、基板Ｂ１，Ｂ２に振動が生じると、基板Ｂ２の表面にある電気回路３８と先端３０ａとの間に滑り・位置ずれが生じ、電気的な接続状態が不安定なものになるおそれがある。
【０００７】
そこで本発明の目的は、電気的に接続させる一対の部材(基板)に振動が生じる場合でも、コンタクトピンと相手側の部材との間の電気的な接続状態を良好に保つことができる接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決する本発明は、一対の部材と、少なくとも前記一対の部材における一方の部材に固定されるスリーブ、このスリーブから他方の部材に向けて出没自在なコンタクトピンおよびこのコンタクトピンを前記他方の部材に向けて付勢する付勢手段を備え、前記一対の部材同士を電気的に接続するプローブピンと、を含む接続構造において、
前記他方の部材における電気回路には、前記付勢手段によって付勢された前記コンタクトピンの先端が接触する部位に、該先端を受け入れる凹部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明の接続構造は、プローブピンにおけるコンタクトピンの先端が、他方の部材(基板)に設けられている電気回路の凹部に形状的に受け入れられる(係合する)構造である。
これにより、部材(基板)に振動が生じても、コンタクトピンの先端が、他方の部材(基板)の電気回路からずれることにならないから、コンタクトピンと相手側の基板との間の電気的な接続状態を良好に保つことができる。
【００１０】
また、上記の課題を解決する本発明は、前記コンタクトピンの先端の形状は、前記凹部に向かって突出する半球状になっていることを特徴とする。
すなわち、本発明の接続構造は、そのコンタクトピンの先端が、他方の部材(基板)に設けられている電気回路の凹部に形状的に受け入れられる(係合する)であると共に、一対の部材が振動した場合においては、コンタクトピンの先端と凹部とが、その接触を確保しながら微少な動きによって接触部位が互いに摺り合うことを許容する構造である。
【００１１】
これにより、部材(基板)に振動が生じても、コンタクトピンの先端が、他方の部材(基板)の電気回路からずれることにならないから、コンタクトピンと相手側の基板との間の電気的な接続状態を良好に保つことができる。
さらに、コンタクトピンの先端と凹部との接触部位が常に擦れ合うため、該接触部位が酸化等で劣化した状態とならず、その結果、経時的にも電気的な接続状態を良好に保つことができる。
【００１２】
さらに上記の課題を解決する本発明は、一対の部材と、少なくとも前記一対の部材における一方の部材に固定されるスリーブ、このスリーブから他方の部材に向けて出没自在なコンタクトピンおよびこのコンタクトピンを前記他方の部材に向けて付勢する付勢手段を備え、前記一対の部材同士を電気的に接続するプローブピンと、を含む接続構造において、
前記コンタクトピンの先端には、導電高分子材料製の柔軟な接触部材が装着されると共に、
前記他方の部材における電気回路には、前記付勢手段によって付勢された前記接触部材が接触する部位に、該接触部材を受け入れる凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
すなわち、本発明の接続構造は、そのコンタクトピンの先端に装着されている導電高分子材料製の柔軟な接触部材が、他方の基板に設けられた電気回路の凹部に係合する構造である。
これにより、基板に振動が生じても、接触部材と他方の基板の電気回路との間に滑りが生じないばかりでなく、付勢手段によって付勢されている接触部材が柔軟に変形しつつ他方の基板の凹部に接触するから、コンタクトピンと相手側の基板との間の電気的な接触状態を良好に保つことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、部材に振動が生じる場合でも、プローブピン(コンタクトピン)と相手側の部材との間の電気的な接触状態を良好に保つことができる接続構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の接続構造を示す断面図。
【図２】第２実施形態の接続構造を示す断面図。
【図３】変更例に係る接続構造を示す断面図。
【図４】従来の接続構造の構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図１および図２を参照し、本発明の接続構造の各実施形態について詳細に説明する。
なお、従来技術に係る図４で既出の接続構造と同一の部分には同一の参照符号を用いる。
【００１７】
（第１実施形態）
図１に示した第１実施形態の接続構造１０は、プローブピン１２によって自動車に搭載される電子機器を構成する一対の基板(部材)Ｂ１，Ｂ２同士を電気的に接続するものであって、スリーブ２０と、このスリーブ２０の先端開口２０ａから相手側の基板Ｂ２に向けて出没する(充分な導電性を備えた、例えば)金属製のコンタクトピン３０と、このコンタクトピン３０を相手側の基板Ｂ２に向けて付勢するコイルばね２４と、このコイルばね２４をスリーブ２０の内部に保持するための蓋体２８とを備えている。
なお、本発明で云う「一対の部材Ｂ１，Ｂ２」とは、本発明に係る接続構造において互いに電気的に接続される一対の部材を意味する。
【００１８】
また、スリーブ２０の基端に設けられているフランジ２６は、基板Ｂ１の表面に形成されている図示されない電気回路にハンダ付けされ、このプローブピン１２を基板Ｂ１に電気的に接続している。
なお、本第１実施形態におけるスリーブ２０は、鋼板から円筒状に形成されている。
【００１９】
一方、相手側の基板Ｂ２の表面のうちプローブピン１２と対向する位置には、凹部３８ａを有した電気回路３８が設けられている。
凹部３８ａの内側表面は、基板Ｂ２の表面に対して垂直に延びる軸線を有した円錐面に形成されている。
他方、コンタクトピン３０の先端３０ａは、凹部３８ａの内部に入り込んでその内側表面に係合可能な寸法の凸球面状(前記凹部３８ａに向かって突出する半球状)に形成されている。
このように構成されることで、前記コイルばね２４で付勢されたコンタクトピン３０の先端３０ａが、凹部３８ａに受け入れられるようになっている。
【００２０】
これにより、(電子機器を組み立てる等のために)一対の基板Ｂ１，Ｂ２を電気的に接続するに際して、該基板Ｂ２を基板Ｂ１に接近させると、コンタクトピン３０は、その先端３０ａが基板Ｂ２の凹部３８ａに嵌り込んだ(入り込んだ)状態で基板Ｂ１の側に押動される。
すると、コイルばね２４が撓んでコンタクトピン３０を基板Ｂ２側に付勢して、コンタクトピン３０の先端３０ａが電気回路３８の凹部３８ａに圧力をもって接触し、基板Ｂ１は基板Ｂ２と電気的に接続される。
このとき、自動車の走行に伴う振動によって電子機器の基板Ｂ１，Ｂ２が振動しても、コンタクトピン３０の先端３０ａは電気回路３８の凹部３８ａに係合的に嵌り込んでいるから、基板Ｂ２に対してコンタクトピン３０が滑って、電気回路３８から外れることはない。
【００２１】
また、電気回路３８の凹部３８ａが円錐状に形成され、かつコンタクトピン３０の先端３０ａが凸球面状に形成されているから、コンタクトピン３０と基板Ｂ２との間に傾きが生じても、コンタクトピン３０の先端３０ａと電気回路３８の凹部３８ａとの接触状態が変わることがなく、電気的な接続状態が好適に維持される。
さらに、コンタクトピン３０はコイルばね２４によって基板Ｂ２側に付勢されているから、基板Ｂ１と基板Ｂ２との間の距離が変化しても、コンタクトピン３０の先端３０ａは電気回路３８の凹部３８ａに接続した状態が保たれる。
したがって、本第１実施形態の接続構造１０によれば、振動によって一対の基板Ｂ１，Ｂ２が振動しても、プローブピン１２(コンタクトピン３０)は確実に基板Ｂ２と電気的に接続されるので、該基板Ｂ１，Ｂ２との間の電気的な接触状態を良好に保つことができる。
【００２２】
なお、前記プローブピン１２については、基板Ｂ１，Ｂ２に対する確実な導電性の付与を目的として、スリーブ２０、コンタクトピン３０等の各構成部材に対して導電性の高い、例えば金の如き金属をメッキ層として付与してもよい。この場合、本実施形態１におけるプローブピン１２においては、その底部の蓋体２８がスリーブ２０とは別体となっているため、メッキ液等の流し込みがスムーズであり、その結果、別体の部材としてスリーブ２０、コンタクトピン３０および蓋体２８にメッキ層を形成した後、組み立てることでメッキ層の付与が容易化されている。
【００２３】
また、一方の基板Ｂ１に振動が生じても、コンタクトピン３０の先端３０ａが、他方の基板Ｂ２の電気回路３８からずれないから、コンタクトピン３０と相手側の基板Ｂ２との間の電気的な接続状態を良好に保つことができる。
さらに、コンタクトピン３０の先端３０ａと凹部３８ａとの接触部位が常に擦れ合うため、該接触部位が酸化等で劣化した状態とならず、その結果、経時的にも電気的な接続状態を良好に保つことができる。これは、先端３０ａと凹部３８ａとが一定の角度をもって接触しており、(図１における)縦方向の振動・横方向の振動は、少しは横方向の振動・縦方向の振動に夫々変換されて、その結果、先端３０ａと凹部３８ａとが接触している部位だけでなく、その周辺まで含む広い範囲に亘り、かつより高い頻度で擦れ合うことになるためである。
なお、この擦れ合いによる効果は、特にコンタクトピン３０の先端３０ａや凹部３８ａの材質が、比較的硬度の低い金等の金属であると高く発現する。
【００２４】
前記電気回路３８の凹部３８ａの形状は、円錐状には限定されず、角錐、若しくは凹球面状等、様々な形状を選択することができる。
また、コンタクトピン３０の先端３０ａの形状は、電気回路３８の凹部３８ａの形状に合わせて形成することができる。
【００２５】
（第２実施形態）
次に図２を参照し、第２実施形態の接続構造について説明する。
なお、前述した第１実施形態の接続構造と同一の部分には同一の参照符号を用いて重複した説明を省略し、特徴となる部分について以下に説明する。
【００２６】
本第２実施形態の接続構造４０は、プローブピン４２におけるコンタクトピン４４の先端４４ａに、導電高分子材料製の接触部材３２を装着したものである。
この接触部材３２は、基板Ｂ２の表面に形成されている電気回路３８の凹部３８ａの内部に嵌り込んで(入り込んで)、その内側表面に外部輪郭形状が略合致して係合する円錐状に形成されている。そして、この接触部材３２は、この本実施形態２では、導電性ゴムを素材としている。
【００２７】
これにより、電子機器を組み立てる際に基板Ｂ２を基板Ｂ１に接近させると、接触部材３２は基板Ｂ２の凹部３８ａに受け入れられて嵌り込んだ状態となって、基板Ｂ１の側に押動される。
すると、コイルばね２４が撓んでコンタクトピン４４および接触部材３２を基板Ｂ２の側に付勢するので、接触部材３２が電気回路３８の凹部３８ａに対して密着的に接触するこになり、基板Ｂ１は基板Ｂ２と電気的に確実に接続される。
【００２８】
このとき、自動車の走行に伴う振動によって電子機器の基板Ｂ１，Ｂ２が振動しても、接触部材３２は電気回路３８の凹部３８ａに係合しているから、接触部材３２と基板Ｂ２との間に滑りが生じることはない。
また、接触部材３２は柔軟なで導電性ゴムから形成されているから、コンタクトピン４４および接触部材３２と基板Ｂ２との間に傾きが生じても、電気回路３８の凹部３８ａと接触部材３２との接触状態が変わることがなく、良好な接触状態を維持できる。
さらに、コンタクトピン４４および接触部材３２はコイルばね２４によって基板Ｂ２側に付勢されているから、基板Ｂ１と基板Ｂ２との間の距離が変化しても、接触部材３２は電気回路３８の凹部３８ａに密着的に接触した状態を保つことになる。
【００２９】
したがって、本第２実施形態の接続構造４０によれば、振動によって一対の基板Ｂ１，Ｂ２が振動しても、プローブピン４２(コンタクトピン４４)は確実に基板Ｂ２と電気的に接続されるので、該基板Ｂ１，Ｂ２との間の電気的な接触状態を良好に保つことができる。
【００３０】
なお、この接触部材３２の素材としては、例えば、例えばシリコーンゴムに導電性フィラーとしての金属銀を混合したものが好適に挙げられる。そして、導電性フィラーとしては、カーボンやステンレス合金その他の導電性物質を用いることができる。
そして、導電性高分子材料の電気的な導通性は、１×１０-1〜１×１０-4Ω・ｃｍの範囲とすることが好適である。この場合、ＥＭＣ対策におけるグランド効果が好適に発現する。
【００３１】
また、接触部材３２は柔軟であると、より好適に凹部３８ａとの接触が担保されるため、その硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６３０１のＡ型硬度計を使用した場合の数値が２０〜９０の範囲とすることが好適である。この場合、接触部材３２の凹部３８ａに対する形状追従性が高くなって、その結果、接触部材３２と凹部３８ａとがより密着的に接触することで、その接触面積を大きく取れるため、インピーダンスを低くできるといった効果を奏する。
【００３２】
この硬度が２０未満であると、柔らかすぎるため、コイルばね２４の付勢によって凹部３８ａに押しつけられた際に意図しない形状に大きく変形する等して、逆に電気的な接続が不安定になってしまうおそれがある。
一方、この硬度が９０を超えると、上述の如く、接触部材３２の凹部３８ａに対する形状追従性が悪化して、その結果、やはり電気的な接続が不安定になってしまうおそれがある。
【００３３】
なお、前記導電性フィラーとして、その硬度が凹部３８ａを形成する素材より高い物質を採用する場合、前述の段落［００２３］に記載の効果によって、コンタクトピン４４の先端４４ａに装着された接触部材３２と凹部３８ａとの接触部位が常に擦れ合うため、該凹部３８ａにおける接触部位が酸化等で劣化した状態とならず、その結果、経時的にも電気的な接続状態を良好に保つことができる効果を奏する。
この場合、接触部材３２と凹部３８ａとの接触状態が、前述の擦れ合いを許容するものであれば、該接触部材３２の硬度は９０を超えてもよい。また、前記導電性フィラーとしては、接触部材３２の表面から飛び出るように突出した状態にあるとより好ましい。
【００３４】
（変更例）
図３に示した変更例に係る接続構造５０は、プローブピン５２によって自動車に搭載される電子機器を構成する一対の基板(部材)Ｂ１，Ｂ２同士を電気的に接続するものであって、スリーブ５４と、このスリーブ５４の先端開口５４ａから相手側の基板Ｂ２に向けて出没する金属製のコンタクトピン３０と、このコンタクトピン３０を相手側の基板Ｂ２に向けて付勢するコイルばね２４とを備えている。そして、前述の第１実施形態および第２実施形態における蓋体２８は、スリーブ５４と一体的に形成されている。
【００３５】
このように構成することで、スリーブ５４が単部材から製造可能となり、製造コストが削減できる。なお、スリーブ５４の具体的な製造方法として、所要長さの円柱を準備し、下端部を除いてその外周部を削って、その縦断断面形状が凸形状物とし、その後、上方から中心部に有底孔を穿設すればよい。
【００３６】
以上、本発明の接続構造の各実施形態について詳しく説明したが、本発明は上述した各実施形態等によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態においては基板Ｂ１と基板Ｂ２を電気的に接続する場合について説明したが、基板Ｂ１と導電性の相手側部材とを電気的に接続するために本発明の接続構造を用いることもできる。
また、コンタクトピンと接触部材とを導電高分子材料から一体に形成することもできる。
さらに、上述したスリーブは筒状であればよく、円筒状に限定されない。さらに、付勢手段としてのコイルばねに代えて、ゴム等の弾性体を用いることもできる。
【符号の説明】
【００３７】
１２  プローブピン
２０  スリーブ
３０  コンタクトピン
３０ａ  先端
２４  付勢手段(コイルばね)
３８  電気回路
３８ａ  凹部
３２  接触部材
４２  プローブピン
４４  コンタクトピン
４４ａ  先端
５２  プローブピン
５４  スリーブ
Ｂ１  部材(基板)
Ｂ２  部材(基板)
【図１】
2014149937.tif 000003
【図２】
2014149937.tif 000004
【図３】
2014149937.tif 000005
【図４】
2014149937.tif 000006