JP2003346963A

JP2003346963A - 電気コネクタ

Info

Publication number: JP2003346963A
Application number: JP2002151647A
Authority: JP
Inventors: Mutsumi Kuwabara; 睦桑原; Tsutomu Kojima; 勉小島
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Iwate Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Iwate Co Ltd
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2003-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】ストロークが大きく、安定して電気的導通を
確保できる安価な電気コネクタ。【解決手段】電気コネクタ１０はタケノコバネ１を挿
通した絶縁基板２より成る。タケノコバネ１の最外周の
長手方向の中央部は更に略１周巻かれて鍔部１ｃを形成
している。絶縁基板２の本体２１には、タケノコバネ１
の外筒１ｄを挿通するための段付き貫通穴２１ａが形成
されている。貫通穴２１ａの段部２１ｂ側は貫通穴２１
ａより径大になっており、最大径部である鍔部１ｃを嵌
入する。２２は絶縁基板２のカバーであり、挿通穴２１
ａと同心で、貫通穴２１ａと略同径の貫通穴２２ａが形
成されており、外筒１ｄを挿通する。カバー２２は、タ
ケノコバネ１を挿入後に、本体２１と接合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話、ノート
パソコン、ＰＤＡ等のモバイルツールとこれを実装する
回路基板との電極間に狭持させて、対応する電極同士を
導通させる電気接点や、ＢＧＡ等の検査用ソケット（検
査装置）に用いる電気コネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年電子機器の小型化に伴い、電子部品
を回路基板に表面実装する技術が開発され、各種電子部
品に応用されている。また、この実装に当たってはなる
べく半田付けをしないで電気的導通をとる半田レスの要
求がある。例えば小型マイクロフォンを携帯電話の回路
基板へ実装する際に、電気コネクタを介して上下対向す
る電極同士を接続している。このような従来の電気コネ
クタの一例を図面を用いて説明する。図７は従来の電気
コネクタを示す斜視図である。

【０００３】まず、この電気コネクタの構成について説
明する。図７において、６０は小型マイクロフォン、７
０は電気コネクタであり、８０は小型マイクロフォン６
０を実装する携帯電話の回路基板である。７１は絶縁基
板であり、７２は導電性部材であるバネ材料から成る一
対の板バネである。板バネ７２は、絶縁基板７１の表裏
でそれぞれの先端部が絶縁基板７１から離れるように、
基部７２ａが絶縁基板７１に鋲止めされて表裏の板バネ
７２が導通している。なお、板バネ７２の代わりに、圧
縮コイルバネを絶縁基板を挟んで導通するように両面に
配設した他の従来の電気コネクタもある。

【０００４】また、特開２００１−２３５４８６号公報
には、検査用プローブを備えた検査装置として、さまざ
まな電気コネクタが開示されている。この公報の図４に
示されたものは、片側にのみタケノコ状スプリング部を
有する検査用プローブが、回路基板に貼着したシート状
部材に収納されている。図５に示されたものは、図４の
プローブを二つ背中合わせに密着させて支持基板に固定
したものである。図６に示されたものは、高さの一定な
スプリング部を保持部材により回路基板より浮かして固
定したもので、ボール状の端子を受けることができる。
図８と図９は、導電性部材としてプランジャーを有する
検査用プローブを示している。

【０００５】このような従来の電気コネクタの作用につ
いて説明する。携帯電話等の本体内に組み込まれる、例
えばマイクロフォンなどでは、板バネやコイルバネを接
点としたコネクタを用い、本体ケース内の所定の場所に
マイクロフォンを組み入れて、メイン基板に押し当てる
ことにより、電気的接続を得ている。また、ＢＧＡやＣ
ＳＰのＩＣパッケージのテストシステムに使用されてい
るソケットでは、ＩＣパッケージのアウターリードであ
る半田ボールとテスト基板の電気的接続には、図６のス
プリング部を有する検査用プローブや微細スプリングを
内蔵したプローブピンが使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
前者のような電気コネクタでは、板バネ式の場合、スト
ロークは大きく取れるが、小型化に限界がある。現状よ
り小型にするとバネ限界を超えてしまうので、できな
い。コイルスプリング式の場合、小型化はできるが、導
体径が小さく、抵抗値が大きくなり電流を流せない。巻
き線が多いと高周波において問題が起きる。タケノコバ
ネ式の場合、ストロークが大きく取れて電気的特性が良
好である。但し、片側の接点である。反対側は接触面積
が大きい。コンタクトプローブ式の場合、電気的特性は
良いが、高価であるという問題があった。

【０００７】上記発明は、このような従来の問題を解決
するためになされたものであり、その目的は、ストロー
クが大きく、安定して電気的導通を確保できる安価な電
気コネクタを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための本発明の手段は、絶縁基板と、該絶縁基板の厚み
方向に貫通する導電性部材の両端面が前記絶縁基板の表
面に露出するように埋設した複数の前記導電性部材とか
ら成る電気コネクタにおいて、前記導電性部材は基部よ
り伸びて斜行する枝部を有する略Ｖ字状の金属板ブラン
クをコイル状に巻いて形成したタケノコバネであって、
一対のバネ部を両端に具備したことを特徴とする。

【０００９】また、前記タケノコバネを挿通する前記絶
縁基板の貫通穴は両口元が中央部より径小になってお
り、前記貫通穴の径大の中央部に前記タケノコバネの最
大径部が嵌入することによって、前記タケノコバネの長
手方向の動きが規制されていることを特徴とする。

【００１０】また、前記タケノコバネの最大径部が、前
記絶縁基板の貫通穴に圧入により係止されていることを
特徴とする。

【００１１】また、前記バネ部の先端部は、略等しい高
さの複数の突部が形成されている接点部に接続されてい
ることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態である
電気コネクタについて図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第一の実施の形態である電気コネクタの
断面図、図２は図１の電気コネクタの導電性部材のＡ−
Ａ断面を示す断面図である。図３はこの電気コネクタに
使用する導電性部材の展開図、図４はこの電気コネクタ
の作用を説明する断面図である。

【００１３】まず、この電気コネクタの構成について説
明する。図１において、１０は電気コネクタである。１
は、その製造方法を後述するが、基部より伸びて斜行す
る枝部を有する略Ｖ字状の金属板ブランクを、図２に示
すようにコイル状に巻いて形成した導電性部材としての
タケノコバネ（ここでは、タケノコ状バネ部を有するバ
ネのことをタケノコバネと称する）である。タケノコバ
ネ１は、両端側に前記枝部によって形成される一対のタ
ケノコ状バネ部１ａ、１ｂを備えている。タケノコバネ
１の最外周は、最外端で狭幅の鍔部１ｃにつながるこの
バネの外筒１ｄとなっており、支持部材に保持されてい
る。

【００１４】２は、電気コネクタ１０の前記支持部材で
あって、例えばガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
シリコーン系ゴム、ウレタン系ゴム、ポリエステル系ゴ
ム、フッ素系ゴム、ＡＢＳ等のエンジニアリングプラス
チック等の材料から成る絶縁基板である。２１は、絶縁
基板２の本体であり、タケノコバネ１を挿通する段付き
の貫通穴２１ａが形成されている。タケノコバネ１の外
筒１ｄを挿通する貫通穴２１ａの段部２１ｂは、挿通穴
２１ａより径大になっており、最大径部である鍔部１ｃ
が嵌入する広さを持っている。

【００１５】２２は絶縁基板２のカバーであり、外筒１
ｄを挿通する貫通穴２１ａと略同径の貫通穴２２ｂが形
成されている。カバー２２は、タケノコバネ１を挿入後
に、本体２１と貫通穴２１ａ、２２ａの心を合わせて接
合されている。すなわち、タケノコバネ１は、最外周が
段部２１ｂに嵌入することによって、長手方向の動きが
規制されている。

【００１６】次に、図３により、タケノコバネ１の製造
方法を説明する。図３において、１１は、リン青銅やベ
リリウム銅の金属板をプレスやエッチング等で略Ｖ字状
に切り抜いたタケノコバネ１のブランクである。ブラン
ク１１は基部１１ａから一方向へ斜行して枝分かれした
枝部１１ｂ、１１ｃを有し、枝部１１ｂ、１１ｃの先端
部１１ｄ、１１ｅは基部１１ａの上辺１１ｆ、下辺１１
ｇと平行に伸びており、基部１１ａの上辺１１ｆ、下辺
１１ｇが先端部１１ｄ、１１ｅの幅方向（上下方向）の
中間に位置している。基部１１ａから他方向へ狭幅の帯
部１１ｈが伸びている。

【００１７】ブランク１１を形成後、予め金メッキを施
してから矢印方向に巻き込んで巻物状にし、焼鈍して内
部応力を除去することによってタケノコバネ１が完成す
る。コイル略１周分の長さの先端部１１ｄ、１１ｅが巻
かれると最内周に略円筒部を形成する。斜行する枝部１
１ｂ、１１ｃが巻かれて、複数段の螺旋階段状のバネ部
１ａ、１ｂが形成される。基部１１ａの長さもコイル略
１周分であり、これが巻かれて最外周から一つ内側の外
筒１ｄが形成され、最外周にはコイル略１周分の帯部１
１ｈが巻かれて鍔部１ｃが形成される。

【００１８】次に、この電気コネクタの作用について図
４により説明する。図４において、３０は、配線パター
ン３０ａを有する例えば携帯電話の回路基板であり、４
０は端子電極４０ａを有するマイクロフォンである。電
気コネクタ１０を挟持するように、配線パターン３０ａ
と端子電極４０ａとを対向させてマイクロフォン４０と
回路基板３０とを押圧したとき、タケノコバネ１のバネ
部１ａ、１ｂは内側に撓んで配線パターン３０ａと端子
電極４０ａとに適度な付勢力をもって接触し、電気的導
通が図られる。

【００１９】次に、本発明の第一の実施の形態の効果に
ついて説明する。タケノコバネ１の端面が、被導通部材
である電極面に当接した場合に、バネ部１ａ、１ｂの適
度な付勢力により先端部が電極に圧接して、電気的導通
を確かなものにする。タケノコバネ１はストロークが十
分大きく取れ、電極面に対して安定した導通を得られる
ので、大きなストロークが要求される場合にも電気コネ
クタの小型化や薄型化に有利に適応できる。また、タケ
ノコバネ１は単一部品から成り、安価に製造できる。更
に、バネ部１ａ、１ｂは外筒１ｄの内側へ収納されるの
で、電気コネクタ１０が作動中にバネ位置が平面方向に
変化することなく、安定である。

【００２０】次に、本発明の第二の実施の形態である電
気コネクタを、図５を用いて説明する。図５において、
２０はＩＣソケットである電気コネクタである。３は導
電性部材としてのタケノコバネであり、タケノコバネ３
のコイル最外周である外筒３ｄの両端に突部３ｆが形成
されている接点部３ｇ、３ｈを有する。外筒３ｄと接点
部３ｇ、３ｈとを接続する一対の図示しないバネ部３
ａ、３ｂを外筒３ｄの両端内部に備えている。タケノコ
バネ３の材料、構成、製法、機能は、第一の実施の形態
におけるタケノコバネ１のものとほぼ同じであるから詳
細な説明は省略する。

【００２１】但し、図６の展開図に示すように、３１は
ブランクであり、略Ｖ字状に枝分かれして斜行する枝部
３１ｂ、３１ｃの先端部３１ｄ、３１ｅの幅（図で縦方
向の外側寸法）が、基部３１ａの幅よりも外側には出て
いない。また、先端部３１ｄ、３１ｅから上下外側に基
部３１ａ方向に折り返すように、外端に同じ高さの山形
の複数の突部３１ｆを形成した旗状の接点部３１ｇ、３
１ｈが接続されている。

【００２２】４は電気コネクタ２０の支持部材であり、
電気コネクタ１０のものとほぼ同じ構成、機能、製法の
絶縁基板である。但し、タケノコバネ３の最外周は外筒
３ｄであり、外筒３ｄが貫通穴４１ａの段部４１ｂに嵌
入し、バネ部３ａ、が貫通穴４２ａに、バネ部３ｂが貫
通穴４１ａに挿通される。従って、最大外径部が嵌入す
る段部４１ｂによってタケノコバネ３の長手方向の動き
が規制されていることになる。

【００２３】次に、本発明の第二の実施の形態の効果に
ついて説明する。タケノコバネ３の接点部３ｇ、３ｈの
端面に、複数の突部３１ｆが形成されているために、被
導通部材である電極面に当接した場合に、バネ部３ａ、
３ｂの付勢力により突部３１ｆが電極に食い込むように
働いて、電気的導通を確かなものにする。その他、第一
の実施の形態の場合と同様の効果を有する。

【００２４】なお、以上の実施の形態の説明では、絶縁
基板に取り付けられるタケノコバネ１の本数を１本、タ
ケノコバネ３の本数を３本として図示したが、これらを
任意の本数に設定しても良いことはもちろんのことであ
る。また、絶縁基板へのタケノコバネの取り付けを、本
体とカバーとで挟む方法としたが、これを、絶縁基板の
貫通穴に外筒１ｄ又は３ｄを圧入するようにしてもよ
い。その他、タケノコバネの最外周にタブ（径方向外側
へ突出した板片）を一体形成しておき、このタブを絶縁
基板の貫通穴に径方向に突っ張らせて係止させてもよ
い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
絶縁基板と、該絶縁基板の厚み方向に貫通する導電性部
材の両端面が前記絶縁基板の表面に露出するように埋設
した複数の前記導電性部材とから成る電気コネクタにお
いて、前記導電性部材は基部より伸びて斜行する枝部を
有する略Ｖ字状の金属板ブランクをコイル状に巻いて形
成したタケノコバネとしたので、安価で、確実な電気的
導通の得られる電気コネクタとすることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態である電気コネクタ
の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す導電性部材の横断面図
である。

【図３】本発明の第一の実施の形態である電気コネクタ
の製造方法を示す展開図である。

【図４】本発明の第一の実施の形態である電気コネクタ
の作用を説明する断面図である。

【図５】本発明の第二の実施の形態である電気コネクタ
の縦断面図である。

【図６】本発明の第二の実施の形態である電気コネクタ
の製造方法を示す展開図である。

【図７】従来の電気コネクタを示す斜視図である。

【符号の説明】

１，３タケノコバネ（導電性部材）１ａ、１ｂ、３ａ、３ｂバネ部２、４絶縁基板３ｆ突部３ｇ、３ｈ接点部１０、２０電気コネクタ１１、３１金属板ブランク１１ａ、３１ａ基部１１ｂ、１１ｃ、３１ｂ、３１ｃ枝部２１ａ、２２ａ貫通穴２１ｂ、４１ｂ段部

フロントページの続き (72)発明者小島勉岩手県盛岡市みたけ５丁目２番15号株式会社シチズン岩手内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板と、該絶縁基板の厚み方向に貫
通する導電性部材の両端面が前記絶縁基板の表面に露出
するように埋設した複数の前記導電性部材とから成る電
気コネクタにおいて、前記導電性部材は基部より伸びて
斜行する枝部を有する略Ｖ字状の金属板ブランクをコイ
ル状に巻いて形成したタケノコバネであって、一対のバ
ネ部を両端に具備したことを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２】前記タケノコバネを挿通する前記絶縁基
板の貫通穴は両口元が中央部より径小になっており、前
記貫通穴の径大の中央部に前記タケノコバネの最大径部
が嵌入することによって、前記タケノコバネの長手方向
の動きが規制されていることを特徴とする請求項１記載
の電気コネクタ。
【請求項３】前記タケノコバネの最大径部が、前記絶
縁基板の貫通穴に圧入により係止されていることを特徴
とする請求項１記載の電気コネクタ。
【請求項４】前記バネ部の先端部は、略等しい高さの
複数の突部が形成されている接点部に接続されているこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の電気コネクタ。