(57)【要約】【課題】局所的な摩耗を抑制することの可能なコネクタを提供する。【解決手段】コネクタ１は、接点部となる球体１０と、球体１０を回転自在かつ弾性的に支持する板バネ２０と、板バネ２０に対して固定されたハウジング５０と、を備える。ハウジング５０は、球体１０が通り抜けない寸法の貫通穴５５を有する。球体１０は、貫通穴５５の上部開口からハウジング５０の外側（上面部５１の上方）に突出する。球体１０及び板バネ２０により、電気的な接続経路が構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接点部となる球体と、
前記球体を回転自在かつ弾性的に支持する支持部材と、を備え、
前記球体及び前記支持部材により電気的な接続経路を構成する、コネクタ。
【請求項２】
前記支持部材に対して固定されたハウジングを備え、
前記ハウジングは、前記球体が通り抜けない寸法の貫通穴を有し、
前記球体は、前記貫通穴の開口から前記ハウジングの外側に突出する、請求項１に記載のコネクタ。
【請求項３】
前記貫通穴を横切るようにスライドする接続対象の端子により、前記球体が前記ハウジングの内側に向けて押し込まれる、請求項２に記載のコネクタ。
【請求項４】
前記支持部材は、板バネである、請求項１から３のいずれか一項に記載のコネクタ。
【請求項５】
前記板バネは、両持ち構造である、請求項４に記載のコネクタ。
【請求項６】
前記板バネは複数の舌片部を有し、各舌片部が前記球体を面で支持する、請求項４又は５に記載のコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的な接続に用いるコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、カメラボディと交換レンズとの機械的な接続部分に設けた電気的な接続をするためのコネクタを開示する。このコネクタでは、交換レンズをカメラボディに対して回転させることで、カメラボディ側の接点と、交換レンズ側の接点接触部と、が互いに接触する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2017-120308号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のコネクタでは、カメラボディに対して交換レンズをスライド嵌合させる際に、交換レンズ側の接点接触部のうちカメラボディ側の接点と接触する部分が、常に一部の稜線又は点に固定される。このため、カメラボディに対する交換レンズの脱着を繰り返すと、交換レンズ側の接点接触部の摩耗が局所的に進行し、鍍金等の表面処理剥離による接点不良や腐食が発生するという欠点があった。こうした課題は、カメラボディと交換レンズとの接続に限らず、接点との接触が繰り返されるコネクタ全般に存在する。
【０００５】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、局所的な摩耗を抑制することの可能なコネクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、コネクタである。このコネクタは、
接点部となる球体と、
前記球体を回転自在かつ弾性的に支持する支持部材と、を備え、
前記球体及び前記支持部材により電気的な接続経路を構成する。
【０００７】
前記支持部材に対して固定されたハウジングを備え、
前記ハウジングは、前記球体が通り抜けない寸法の貫通穴を有し、
前記球体は、前記貫通穴の開口から前記ハウジングの外側に突出してもよい。
【０００８】
前記貫通穴を横切るようにスライドする接続対象の端子により、前記球体が前記ハウジングの内側に向けて押し込まれてもよい。
【０００９】
前記支持部材は、板バネであってもよい。
【００１０】
前記板バネは、両持ち構造であってもよい。
【００１１】
前記板バネは複数の舌片部を有し、各舌片部が前記球体を面で支持してもよい。
【００１２】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、局所的な摩耗を抑制することの可能なコネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るコネクタ１の分解斜視図。
【図２】コネクタ１の平面図。
【図３】コネクタ１の正面図。
【図４】図２のIV−IV断面図。
【図５】コネクタ１の底面図。
【図６】図５のVI−VI断面図。
【図７】基板８０に実装したコネクタ１に相手方端子７０を接触させていく過程の前半を示す断面図。
【図８】同過程の後半を示す断面図。
【図９】本発明の実施の形態２に係るコネクタ２の斜視図。
【図１０】比較例１に関し、基板８０に実装したコネクタ８０１に相手方端子７０を接触させていく過程を示す断面図。
【図１１】比較例２に関し、基板８０に実装したコネクタ８０２に相手方端子７０を接触させていく過程を示す断面図。
【図１２】実施の形態１のコネクタ１を電線８１に実装した状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１〜図８を参照し、本発明の実施の形態１に係るコネクタ１について説明する。図１により、コネクタ１の直交する３方向である前後、上下、左右の各方向を定義する。コネクタ１は、電気的な接続に用いる電気コネクタであって、球体である接点ボール１０と、支持部材としての導電性の材料からなる板バネ２０と、ハウジング５０と、を備える。
【００１７】
接点ボール１０は、導体球であって、例えば鉄系材料や銅系材料等で構成される金属球である。接点ボール１０の表面に、鍍金を施してあってもよい。鍍金の一例としては、金による鍍金がある。接点ボール１０は、非導体球の表面に鍍金を施したものであってもよい。接点ボール１０は、図７及び図８に示す相手方端子７０との接点部となる。
【００１８】
板バネ２０は、接点ボール１０を回転自在かつ弾性的に支持する。板バネ２０は、例えば銅等の１枚の金属板の板金加工によって作製される。板バネ２０は、実装部２１と、圧入部２２と、立設部２３と、垂下部２４と、平面部２６と、貫通穴２７と、舌片部２８と、を有する。板バネ２０は、両持ち構造であって、図示の例では左右対称構造である。
【００１９】
実装部２１は、板バネ２０の左右両側にそれぞれ存在する。実装部２１は、上下方向と垂直な平面であって、図７及び図８に示すように基板８０にコネクタ１を表面実装するための部分である。実装部２１の下面が、基板８０の電極部に、半田付け等により、電気的に接続されると共に機械的に固定される。圧入部２２は、実装部２１の前後両端部からそれぞれ垂直かつ上方に立ち上がる。圧入部２２が、ハウジング５０の下面に設けられた４つの圧入穴５７（図５及び図６）にそれぞれ圧入されることで、板バネ２０とハウジング５０とが互いに固定一体化される。
【００２０】
左側の立設部２３は、左側の実装部２１の左端部から右斜め上方に立ち上がる。左側の垂下部２４は、左側の立設部２３の上端から右斜め下方に垂下する。左側の立設部２３と左側の垂下部２４との切り替わり部分は、上方に凸となるＲ面となっている。右側の立設部２３及び垂下部２４については、左側の立設部２３及び垂下部２４と左右対称のため、ここでは説明を省略する。立設部２３及び垂下部２４に跨がって設けられた肉抜き部２５は、板バネ２０の弾性を適切に設定するために設けられる。
【００２１】
平面部２６は、上下方向と垂直な平面であって、左右の垂下部２４の下端部同士を渡すように設けられる。平面部２６の中心部に、貫通穴２７が設けられる。４つの舌片部２８は、接点ボール１０の載置部を成す部分であって、平面部２６から延出する。各舌片部２８は、貫通穴２７の開口縁部から、貫通穴２７の中心側かつ下方に向けて延びる。舌片部２８は、貫通穴２７の中心周りに等角度間隔で設けられる。各舌片部２８の上方に臨む面（ここでは平面）が、接点ボール１０の外周面に接触し、接点ボール１０を支持する。
【００２２】
ハウジング５０は、例えば絶縁樹脂成形体である。ハウジング５０は、上面部５１と、４つの側面部５２と、で形成される内部空間に、接点ボール１０及び板バネ２０を収容する。上面部５１の中心部に、貫通穴５５が設けられる。貫通穴５５は、接点ボール１０が通り抜けない寸法である。貫通穴５５は、ここでは円形穴である。貫通穴５５の内径は、接点ボール１０の外径よりも小さい。貫通穴５５は、下端部がテーパー状に広がっている。接点ボール１０は、貫通穴５５の上部開口からハウジング５０の外側（上面部５１の上方）に突出する。貫通穴５５は、接点ボール１０を突出させると共に、接点ボール１０の抜止めとして機能する。
【００２３】
ハウジング５０の前後の各側面部５２の下面に、圧入穴５７が設けられる（図５及び図６）。圧入穴５７は、板バネ２０の圧入部２２と同数（ここでは４つ）設けられる。圧入穴５７は、下端部がテーパー状に広がっている。各圧入穴５７に、板バネ２０の各圧入部２２が圧入される（図６）。
【００２４】
図７は、基板８０に実装したコネクタ１に相手方端子７０を接触させていく過程の前半を示す断面図である。図８は、同過程の後半を示す断面図である。図７及び図８における断面は、図４における断面と同じである。コネクタ１による接続対象である相手方端子７０は、接点ボール１０側に臨む、傾斜面部７１と、平坦面部７２と、を有する。傾斜面部７１は、上下方向と垂直な面に対して傾斜している。平坦面部７２は、上下方向と垂直である。一例として、コネクタ１は、カメラボディと交換レンズとの機械的な接続部分に設けた電気的な接続をするためのコネクタであり、基板８０は、カメラボディ及び交換レンズの一方に設けられ、相手方端子７０は、カメラボディ及び交換レンズの他方に設けられる。この場合、図７及び図８は、カメラボディに対して交換レンズをスライド嵌合させる際のコネクタ１近傍の状態を示している。
【００２５】
図７の状態では、接点ボール１０は、板バネ２０の付勢により、ハウジング５０の貫通穴５５の内面と接触している。図７の状態から、相手方端子７０をコネクタ１に対して左方に（貫通穴５５を横切るように）移動（スライド）させていくと、傾斜面部７１との係合により（傾斜面部７１に押し下げられる形で）、接点ボール１０が、板バネ２０の付勢に抗して、板バネ２０を弾性変形させながら下方に（ハウジング５０の内側に向けて）移動する（図８）。これにより、接点ボール１０は、平坦面部７２に弾接する。主として板バネ２０の立設部２３及び垂下部２４の弾性変形が、接点ボール１０を上方に付勢する付勢力を発生させる。
【００２６】
図７の状態から図８の状態に遷移する過程で、接点ボール１０は、傾斜面部７１及び平坦面部７２との接点に発生する摩擦力によって、図７及び図８における反時計回りに回転する。図８の状態において、接点ボール１０及び板バネ２０により、相手方端子７０と基板８０との間の電気的な接続経路が構成される。図８の状態から、相手方端子７０をコネクタ１に対して右方に移動（スライド）させると、接点ボール１０は、板バネ２０の付勢により、ハウジング５０の貫通穴５５の内面に接触するまで上方に移動する。図８の状態から図７の状態に遷移する過程で、接点ボール１０は、傾斜面部７１及び平坦面部７２との接点に発生する摩擦力によって、図７及び図８における時計回りに回転する。
【００２７】
本実施の形態によれば、下記の作用効果を奏することができる。
【００２８】
(1) 板バネ２０により回転自在かつ弾性的に支持された接点ボール１０を相手方端子７０との接点部とするため、接点ボール１０は、傾斜面部７１及び平坦面部７２に接触しスライドする過程で回転する。よって、相手方端子７０との接続を繰り返す場合のスライドによる接点ボール１０の局部的な摩耗を抑制することができる。これにより、接点不良や腐食の発生が抑制される。また、局所的な摩耗に耐えられるように鍍金を厚くする等の対策を施す必要がなく、高寿命化とコスト削減を両立できる。
【００２９】
(2) 接点ボール１０は、板バネ２０によりあらゆる方向に回転自在に支持されるため、あらゆる方向からの相手方端子７０のスライドに対して好適に対応可能である。よって、相手方端子７０のスライド方向を規制する必要がない。
【００３０】
(3) 板バネ２０は、両持ち構造であることから、片持ち構造の場合と比較して、あらゆる方向からの相手方端子７０のスライドに対して接点ボール１０をスムーズに回転可能に支持することができる。
【００３１】
(4) 接点ボール１０は、相手方端子７０の傾斜面部７１により下方に押し込まれる際に回転することで、こじり等による相手方端子７０との過剰な接触圧の発生を緩和させることができる。
【００３２】
(5) 板バネ２０は各舌片部２８の上方に臨む面で接点ボール１０を支持するため、板バネ２０のエッジ部は接点ボール１０と接触しない。このため、接点ボール１０の回転をスムーズにすることができ、また板バネ２０と接点ボール１０の相互摩耗を抑制することができる。
【００３３】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係るコネクタ２の斜視図である。コネクタ２は、実施の形態１のコネクタ１と比較して、１つのハウジング５０に対して実施の形態１と同形状の接点ボール１０及び板バネ２０を複数組（図示の例では４組）有する点で相違し、その他の点で一致する。各組の接点ボール１０及び板バネ２０が、実施の形態１と同様の構成によりハウジング５０と組み合わされる。本実施の形態によれば、実施の形態１と同様の作用効果を奏すると共に、複数の電気経路を持つことができる。
【００３４】
（比較例１）
図１０は、比較例１に関し、基板８０に実装したコネクタ８０１に相手方端子７０を接触させていく過程を示す断面図である。コネクタ８０１は、スプリングプローブ８１０を絶縁支持体８５０で支持したものである。コネクタ８０１では、相手方端子７０の傾斜面部７１でスプリングプローブ８１０を押し込む際に、傾斜面部７１から受ける接触圧（図１０の左下方向）がスプリングプローブ８１０の動作方向（図１０の下方向）と異なることで、規定以上の荷重が接点に発生し、摩耗を早める結果となる。また、この摩耗は局部的に発生するため、局部摩耗の問題もある。これに対し上述の実施の形態では、接点ボール１０が回転することで、荷重を緩和して摩耗を抑制することができ、また局部的な摩耗も抑制できる。
【００３５】
（比較例２）
図１１は、比較例２に関し、基板８０に実装したコネクタ８０２に相手方端子７０を接触させていく過程を示す断面図である。コネクタ８０２は、板バネ８１１とハウジング８５１を組み合わせたものである。コネクタ８０２では、板バネ８１１が片持ち構造のため、図１１の左方に相手方端子７０をスライドさせる場合は問題ないが、図１１の紙面垂直方向や右方に相手方端子７０をスライドさせる場合は引っ掛かりにより正常に動作しない。このため、相手方端子７０のスライド方向を規定する必要がある。また、スライド方向を規定した場合でも、局部摩耗の問題がある。上述の実施の形態では、接点ボール１０があらゆる方向に回転可能なことで、あらゆる方向からの相手方端子７０のスライドに対して正常に動作可能であり、また局部的な摩耗も抑制できる。
【００３６】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【００３７】
基板８０への板バネ２０の実装は、表面実装に限定されず、挿入実装等の他の方法であってもよい。コネクタ１,２の実装先は、基板に限定されず、電線であってもよい。図１２に、実施の形態１のコネクタ１を電線８１に実装した断面図を示す。実装部２１と電線８１との接続は、圧着端子を用いた接続であってもよいし、半田等での接続であってもよい。支持部材は、コイルスプリングであってもよい。もっとも、低背化や組立性等の観点から、支持部材は板バネであることが好ましい。板バネ２０とハウジング５０の相互固定は、圧入に限定されず、接着等の他の方法であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１,２  コネクタ、１０  接点ボール、
２０  板バネ、２１  実装部、２２  圧入部、２３  立設部、２４  垂下部、２５  肉抜き部、２６  平面部、２７  貫通穴、２８  舌片部、
５０  ハウジング、５１  上面部、５２  側面部、５５  貫通穴、５７  圧入穴、
７０  相手方端子、７１  傾斜面部、７２  平坦面部、
８０  基板、８１  電線
【図１】
2019207821.tif 000003
【図２】
2019207821.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019207821.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019207821.tif 000009
【図８】
2019207821.tif 000010
【図９】
2019207821.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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