(57)【要約】【課題】両端面に金属が露出した絶縁被覆金属線でスプリングを構成しながらスプリング単体に高電流が直接流れることを防止可能なスプリングコネクタを提供する。【解決手段】コンタクトピン１は、導電性チューブ２に摺動可能に保持され、先端が導電性チューブ２から突出する。導電性チューブ２は、スプリング３を収容する。スプリング３は、コンタクトピン１の基端面１ａと導電性チューブ２の底部２ａとの間に設けられ、コンタクトピン１と導電性チューブ２を互いに離れる方向に付勢する。スプリング３のコンタクトピン１側の端部４は内側に曲げられていて、スプリング３の端部４に含まれる端面は、スプリング３の径方向及び軸方向の各々についてスプリング３の内側に入り込んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャと、接点部材と、前記プランジャ及び前記接点部材を互いに離れる方向に付勢するスプリングとを備え、前記スプリングは、コイル状に成形された絶縁被覆金属線であって前記絶縁被覆金属線の両端面に金属が露出し、かつ、少なくとも一方の端部が内側に曲げられている、スプリングコネクタ。
【請求項２】
前記スプリングは、絶縁被覆金属線をコイル状に成形して切断したものである、請求項１に記載のスプリングコネクタ。
【請求項３】
前記スプリングの前記一方の端部に含まれる端面が、少なくとも前記絶縁被覆金属線の線径以上の距離内側に位置する、請求項１又は２に記載のスプリングコネクタ。
【請求項４】
前記接点部材は導電性チューブであって前記スプリングを収容し、前記プランジャは前記導電性チューブの内側面と接触すると共に前記導電性チューブの一端から突出する、請求項１から３のいずれか一項に記載のスプリングコネクタ。
【請求項５】
前記スプリングを収容する導電性チューブを備え、前記プランジャは前記導電性チューブの内側面と接触すると共に前記導電性チューブの一端から突出し、前記接点部材は前記導電性チューブの内側面と接触すると共に前記導電性チューブの他端から突出する、請求項１から３のいずれか一項に記載のスプリングコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的接続に用いるスプリングコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
スプリングコネクタの構成部品は、プランジャと接点部材（例えばピンとチューブ）及びスプリングからなるのが一般的である。スプリングコネクタの用途は主に弱電機器の充電用端子や内部接続用であるが、昨今の携帯機器やタブレット端末の高機能化に伴い、コネクタに通電される電流値も増加する傾向にある。機器が高電流化しても、通常の使用状態、すなわちプランジャと接点部材との接触が常に確保されていれば問題はない。一方、機器に対して振動や衝撃が加わった際には、ごく短時間ではあるがプランジャと接点部材とが非接触となってスプリング単体に高電流が直接流れる事態が想定される。積極的に導通経路となることを目的としないスプリングに高電流が流れると、スプリング素材の持つ電気抵抗によりジュール熱が発生し、電流値或いは電流の印可時間によっては発熱量が素材の耐熱温度を超え、スプリングが焼損する場合がある。このような事態になると、スプリングは弾性力が失われてしまい、相手側接点に対する接触圧力が著しく低下するため、コネクタとしての機能を喪失する。スプリングへの通電を防止する対策として、従来は、プランジャとスプリングとの間に絶縁部材を設けたり、コイル状に成形したスプリングに絶縁皮膜を設けたりしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４０９９０号公報
【特許文献２】特開平１１−１７４０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プランジャとスプリングとの間に絶縁部材を設ける構成は、部品点数増加によりコストが上昇し、また別途絶縁部材を置くために小型化及び低背化に不利になるという問題があった。一方、コイル状に成形したスプリングに絶縁皮膜をコーティングする場合には、コーティングによりスプリングの荷重特性（ばね定数等）が変化するため、最終的に所望のスプリング特性を得るのが難しく、スプリングコネクタの荷重特性がばらつきやすかった。ここで、予め絶縁被覆された線材（絶縁被覆金属線）をコイル状にすれば、コイルの形成工程で荷重を調整することが可能となるため、荷重特性のばらつきを抑えることができる。しかし、この場合、絶縁被覆金属線の切断面（両端面）には金属が露出したままとなるため、両端面に露出した金属が振動や衝撃によってプランジャ或いは接点部材と接触し、前述のようにスプリング単体に高電流が直接流れる恐れがある。
【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、両端面に金属が露出した絶縁被覆金属線でスプリングを構成しながらスプリング単体に高電流が直接流れることを防止することが可能なスプリング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、スプリングコネクタであり、プランジャと、接点部材と、前記プランジャ及び前記接点部材を互いに離れる方向に付勢するスプリングとを備え、前記スプリングは、コイル状に成形された絶縁被覆金属線であって前記絶縁被覆金属線の両端面に金属が露出し、かつ、少なくとも一方の端部が内側に曲げられている。
【０００７】
前記スプリングは絶縁被覆金属線をコイル状に成形して切断したものであってもよい。
【０００８】
前記スプリングの前記一方の端部に含まれる端面が、少なくとも前記絶縁被覆金属線の線径以上の距離内側に位置してもよい。
【０００９】
前記接点部材は導電性チューブであって前記スプリングを収容し、前記プランジャは前記導電性チューブの内側面と接触すると共に前記導電性チューブの一端から突出してもよい。
【００１０】
前記スプリングを収容する導電性チューブを備え、前記プランジャは前記導電性チューブの内側面と接触すると共に前記導電性チューブの一端から突出し、前記接点部材は前記導電性チューブの内側面と接触すると共に前記導電性チューブの他端から突出してもよい。
【００１１】
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】
【００１２】
本発明によれば、両端面に金属が露出した絶縁被覆金属線でスプリングを構成しながらスプリング単体に高電流が直接流れることを防止することが可能なスプリングコネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスプリングコネクタの断面図。
【図２】図１のスプリング３の第１の斜視図。
【図３】図１のスプリング３の第２の斜視図。
【図４】図１のスプリング３の端部拡大図。
【図５】図１のスプリング３の被覆構造を示す端部拡大図。
【図６】図１のスプリング３の断面図。
【図７】図６と比較して端部の曲げ量を少なくしたスプリング３の要部断面図。
【図８】本発明の実施の形態２に係るスプリングコネクタの断面図。
【図９】本発明の実施の形態３に係るスプリングコネクタの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態１に係るスプリングコネクタの断面図である。図２は、図１のスプリング３の第１の斜視図である。図３は、スプリング３の第２の斜視図である。図４は、スプリング３の端部拡大図である。図５は、スプリング３の被覆構造を示す端部拡大図である。図６は、スプリング３の断面図である。図７は、図６と比較して端部の曲げ量を少なくしたスプリング３の要部断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態のスプリングコネクタは、プランジャとしてのコンタクトピン１と、接点部材としての導電性チューブ２と、スプリング３とを備える。コンタクトピン１及び導電性チューブ２は、共に銅又は銅合金等の導電性金属体である。スプリング３は、ピアノ線やステンレス線等の一般的な金属線材３ａに絶縁皮膜３ｂを施した絶縁被覆金属線３ｃを、図４及び図５に示すようにコイル状に成形したものである。絶縁皮膜３ｂは、例えばエナメル線の絶縁皮膜などに用いられるポリアミドやポリアミドイミドなどの素材であり、コイル状に成形する前にエナメル線の絶縁皮膜と同様の方法で金属線材３ａに対して予め形成しておくため、金属線材３ａ表面に均一な厚さに形成することができる。スプリング３は、絶縁被覆金属線３ｃを巻線機によりコイル状に成形して個品に切断されることから、切断面、すなわちスプリング３を成す絶縁被覆金属線３ｃの両端面には金属線材３ａが露出する。
【００１７】
コンタクトピン１は、導電性チューブ２に摺動可能に保持され、導電性チューブ２の内側面と接触すると共に先端が導電性チューブ２から突出する。導電性チューブ２は、スプリング３を収容する。スプリング３は、コンタクトピン１の基端面１ａと導電性チューブ２の底部２ａとの間に設けられ、コンタクトピン１と導電性チューブ２を互いに離れる方向に付勢する。コンタクトピン１は、導電性チューブ２のかしめ部２ｂ（係止部）によって抜止め（係止）される。コンタクトピン１の基端面１ａは軸線に対して傾斜したバイアス面となっているため、スプリング３の付勢力により、コンタクトピン１を導電性チューブ２の内側面に押し付ける側圧が発生する。この側圧によりコンタクトピン１と導電性チューブ２との接触が確実に行われる。但し、コンタクトピン１の基端面１ａは軸線に垂直な面であってもよい。
【００１８】
図１〜図３及び図６に示すように、スプリング３のコンタクトピン１側の端部４は内側に曲げられていて、スプリング３の端部４に含まれる端面は、スプリング３の径方向及び軸方向の各々についてスプリング３の内側に入り込んでいる。これにより、当該端面に露出した金属線材３ａが振動や衝撃によってコンタクトピン１及び導電性チューブ２と接触することを防止できる。接触をより確実に防止するために、スプリング３の端部４に含まれる端面の、スプリング３の軸方向の端からの距離Ｌ１（図６）と、径方向の端からの距離Ｌ２（同図）は、絶縁被覆金属線３ｃの１本分の外径以上であることが望ましい。また、図６に示すように、スプリング３の端部４に含まれる端面は、スプリング３の軸方向と略垂直であるとよい。もっとも、これらの条件が満たされない範囲でスプリング３の端部４を内側に曲げてもよい。図７の例では、スプリング３の端部４に含まれる端面の、スプリング３の軸方向の端からの距離Ｌ１は、絶縁被覆金属線３ｃの１本分の外径未満であり、また、スプリング３の端部４に含まれる端面は、スプリング３の軸方向と非垂直である。このような曲げ方であっても、端部４に含まれる端面に露出した金属線材３ａが振動や衝撃によってコンタクトピン１及び導電性チューブ２と接触するリスクを低減することは可能である。スプリング３の端部４の曲げは、絶縁被覆金属線３ｃをコイル状に成形する前に形成するとよい。なお、スプリング３のコンタクトピン１と反対側の端部も、コンタクトピン１側の端部４と同様に内側に曲げてもよい。
【００１９】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【００２０】
(1) スプリング３の端部４が内側に曲がっているため、端部４に含まれる端面がスプリング３の内側に入り込み、当該端面に露出した金属線材３ａが振動や衝撃によってコンタクトピン１及び導電性チューブ２と接触するリスクを低減できる。このため、振動や衝撃によりコンタクトピン１と導電性チューブ２との接触が瞬間的に断たれたとしても、スプリング３単体に高電流が直接流れることを防止でき、スプリング３の焼損リスクを低減できる。
【００２１】
(2) 絶縁皮膜３ｂが形成された金属線材３ａ（絶縁被覆金属線３ｃ）をコイル状に成形するので、成形時に巻線機で所望の荷重を設定して巻線加工した後に絶縁皮膜のコーティングをする必要がなく、所望のスプリング特性（スプリングコネクタの伸縮性能）を安定的に実現することができる。すなわち、コイル状に成形した後に絶縁皮膜をコーティング（例えば吹付塗装）するとスプリング特性（ばね定数等）が変化するため所望のスプリング特性を得るのが難しくなるが、本実施の形態によればこうした問題を好適に解決することができる。
【００２２】
(3) 絶縁皮膜３ｂは金属線材３ａに多数個のスプリング３に相当する長さに渡って連続的に形成されるため、この絶縁被覆金属線３ｃを用いてスプリング３を成形することで安価で大量に生産することが可能となる。また、絶縁皮膜３ｂは一般的に幾重にも積層された皮膜であり、耐熱性及び機械的強度が高い。
【００２３】
図８は、本発明の実施の形態２に係るスプリングコネクタの断面図である。このスプリングコネクタは、実施の形態１のものと異なり、スプリング３のコンタクトピン１と反対側の端部５が内側に曲げられている（スプリング３のコンタクトピン１側の端部は曲げられていない）。端部５の曲げ方は、実施の形態１で示した端部４の曲げ方と同じでよい。本実施の形態のその他の点は実施の形態１と同様である。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００２４】
図９は、本発明の実施の形態３に係るスプリングコネクタの断面図である。以下、実施の形態１との相違点を中心に説明する。本実施の形態のスプリングコネクタは、実施の形態１の構成に加え、接点部材としてのコンタクトピン６を備える（導電性チューブ２に替わりコンタクトピン６が接点部材として機能する）。コンタクトピン６は、コンタクトピン１と同形状かつ同材質である。コンタクトピン６は、導電性チューブ２に摺動可能に保持され、導電性チューブ２の内側面と接触すると共に先端が導電性チューブ２から突出する。スプリング３は、コンタクトピン１の基端面１ａとコンタクトピン６の基端面６ａとの間に設けられ、コンタクトピン１,６を互いに離れる方向に付勢する。コンタクトピン６は、導電性チューブ２のかしめ部２ｃ（係止部）によって抜止め（係止）される。スプリング３のコンタクトピン１側の端部４は、実施の形態１と同様に内側に曲げられている。本実施の形態のその他の点は実施の形態１と同様である。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００２５】
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。
【符号の説明】
【００２６】
１  コンタクトピン、２  導電性チューブ、３  スプリング、３ａ  金属線材、３ｂ  絶縁皮膜、３ｃ  絶縁被覆金属線、４  端部、６  コンタクトピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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