(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、前記した特許文献1のような電気的接続装置は、コンタクトピンが長尺に形成され、これを大きく弾性変形させることで、第1の電気部品と第2の電気部品との接圧を保つようになっていたため、第1の電気部品と第2の電気部品との間の長さが長くなり、インダクタンスが増加する傾向にあった。そのため、低インダクタンスの用途で使用することが難しいという問題が生じていた。
【0005】
そこで、この発明は、低インダクタンスで、かつ、第1の電気部品と第2の電気部品の双方に確実に接触し、双方を電気的に接続することができる電気的接続装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
かかる課題を達成するために、請求項1に記載の発明は、対向する第1の電気部品と第2の電気部品との間に配設され、双方を電気的に接続する電気的接続装置であって、外側ケースと、該外側ケースに対して前記第1の電気部品と前記第2の電気部品との対向方向に相対的にスライド移動可能な内側ユニットと、前記外側ケースと前記内側ユニットとを、前記第1の電気部品と前記第2の電気部品との対向方向における前記外側ケースと前記内側ユニットとが離間する方向に付勢する第1付勢手段と、を有し、前記内側ユニットは、そのユニット本体に対し、第1板面部を有する板材で構成され、前記第1板面部の所定位置を中心に回動可能となっており、一端に設けられた第1接触部で前記第1の電気部品に接触すると共に、他端に設けられた第2接触部で前記第2の電気部品に接触する複数のコンタクトピンと、絶縁性を有し、第2板面部を有する板材で構成され、前記コンタクトピン同士の間に配置される複数の仕切板と、前記コンタクトピンを、前記第1接触部が前記第1の電気部品側に向かうと共に前記第2接触部が前記第2の電気部品側に向かう方向に回動するように付勢する第2付勢手段と、を有している電気的接続装置としたことを特徴とする。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加え、前記外側ケースに、前記第1の電気部品と前記第2の電気部品との対向方向に延びる長孔が設けられており、前記コンタクトピンと前記仕切板と前記ユニット本体を貫通した絶縁性を有する軸が、前記外側ケースの前記長孔に貫通するようになっており、前記軸に対して、前記外側ケースが前記長孔の長手方向に相対的にスライド移動可能に保持されていることを特徴とする。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成に加え、前記外側ケース、前記第1付勢手段及び前記内側ユニットの構成部材が耐熱性を有する部材からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
請求項1に記載の発明によれば、内側ユニットのコンタクトピンが回動して第1の電気部品と第2の電気部品に接触するように付勢されており、かつ、外側ケースと内側ユニットが離間する方向に付勢されると共に第1の電気部品と第2の電気部品との対向方向に相対的にスライド移動可能となっているため、第1の電気部品と第2の電気部品に対して、コンタクトピン自体の回動及び付勢による接圧に加え、外側ケースと内側ユニットのスライド移動及び付勢による接圧をもって、コンタクトピンを第1の電気部品と第2の電気部品に接触させることができる。これにより、第1の電気部品と第2の電気部品の接触点間の距離(コンタクトピンの長さ)を短くすることができ、このような弾性変形を伴わずに回動しかしない短いコンタクトピンでも、第1の電気部品と第2の電気部品に対する充分な接圧を保つことができる。その結果、低インダクタンスで、かつ、第1の電気部品と第2の電気部品の双方に確実に接触し、双方を電気的に確実に接続することができる電気的接続装置とすることができる。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、コンタクトピンと仕切板とユニット本体を貫通した軸が、外側ケースに設けられた長孔に貫通するようになっているため、外側ケースと内側ユニットが軸と長孔によって相対的にスライド移動することができる。これにより、外側ケースと内側ユニットを支持する軸をガイドである長孔に貫通させた構成を利用して、外側ケースに対して内側ユニットを相対的にスライド移動させる構成を形成することができ、これらを別々に設けなくても良くなり、その結果、部品点数を削減することができる。
【0011】
請求項3に記載の発明によれば、電気的接続装置を構成する部材が耐熱性を有する部材からなるため、低インダクタンスで、さらに、高温下の条件でも、第1の電気部品と第2の電気部品の双方に確実に接触し、双方を電気的に確実に接続することができる電気的接続装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】この発明の実施の形態に係る電気的接続装置の斜視図である。
【
図4】同実施の形態に係る電気的接続装置の上面図である。
【
図6】同実施の形態に係る電気的接続装置の正面図である。
【
図7】同実施の形態に係る電気的接続装置の下面図である。
【
図8】同実施の形態に係る電気的接続装置の右側面図である。
【
図9】同実施の形態に係る電気的接続装置を基板及びデバイスに当接させた状態の縦断面図である。
【
図10】
図1から厚板部材を取り外した状態の斜視図である。
【
図11】
図10から薄板部材を取り外した状態の斜視図である。
【
図12】
図11からスプリングを取り外した状態の斜視図である。
【
図13】
図12から外側ケースを取り除いた状態の斜視図である。
【
図14】
図13からユニットケースを取り除いた状態の斜視図である。
【
図15】同実施の形態に係る電気的接続装置のユニットケースの上面図である。
【
図17】同実施の形態に係る電気的接続装置のユニットケースの正面図である。
【
図18】同実施の形態に係る電気的接続装置のユニットケースの下面図である。
【
図19】同実施の形態に係る電気的接続装置のユニットケースの右側面図である。
【
図21】同発明の実施の形態に電気的接続装置の第1絶縁パッドの(a)正面図及び(b)上面図である。
【
図22】同実施の形態に係る電気的接続装置のスペーサの右側面図である。
【
図23】同実施の形態に係る電気的接続装置の外側ケースの上面図である。
【
図25】同実施の形態に係る電気的接続装置の外側ケースの正面図である。
【
図27】同実施の形態に係る電気的接続装置の外側ケースの下面図である。
【
図28】同実施の形態に係る電気的接続装置の外側ケースの右側面図である。
【
図29】同実施の形態に係る電気的接続装置のフリー状態の断面図である。
【
図30】同実施の形態に係る電気的接続装置に基板を当接させた状態の断面図である。
【
図31】同実施の形態に係る電気的接続装置に基板及びデバイスを当接させた状態の断面図である。
【
図32】同実施の形態に係る電気的接続装置に基板及びデバイスを当接させて挟持した状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【0014】
図1〜
図32には、この発明の実施の形態を示す。
【0015】
まず構成を説明すると、
図1〜
図8における符号1は電気的接続装置であり、この電気的接続装置1は、
図9に示すように、上側に設けられた例えば銅板からなる第1の電気部品としての並行平板2と、その並行平板2と対向する下側に配置された第2の電気部品としてのデバイス3との間に配設されて、両者の間の電気的接続を図るものである。
【0016】
具体的には、この電気的接続装置1は、高さが6mm、幅が26mm程度の直方体を呈するものであり、
図2に示すように、大別すると、外側に配置された外側ケース10と、この外側ケース10内に配置された内側ユニット20とを有している。
【0017】
その内側ユニット20は、
図13,
図15〜
図20に示すように、耐熱性を有するポリベンゾイミダゾールからなるユニット本体としてのユニットケース30を有し、このユニットケース30の両側壁部31の間に、複数の板状のコンタクトピン40及び絶縁性を有する仕切板としての複数の板状のスペーサ50が交互に配列されている。
【0018】
そして、
図13及び
図14に示すように、これら複数のコンタクトピン40、複数のスペーサ50及び両側壁部31に軸としての第1シャフト60が左右に貫通する一方、コンタクトピン40を貫通することなく複数のスペーサ50及び両側壁部31に第2シャフト70が左右に貫通している。これら第1シャフト60及び第2シャフト70により、各コンタクトピン40及び各スペーサ50がユニットケース30に支持されている。
【0019】
コンタクトピン40は、例えば黄銅にロジウムメッキを施したもので形成されており、400℃の耐熱性を有し、
図3に示すように、第1板面部41を有する板材が大略S字状に形成された、厚み1.2mm程度のものである。
図3中の右側上部の一端には、並行平板2に電気的に接触される第1接触部としての並行平板側接触部42が形成され、
図3中の左側下部の他端には、デバイス3に電気的に接触される第2接触部としてのデバイス側接触部43が形成されている。そして、
図3に示すように、並行平板側接触部42からデバイス側接触部43までの距離Lが、7.69mm〜7.77mmと短く設定されている。
【0020】
これらコンタクトピン40の第1板面部41の並行平板接触部42側には、
図3に示すように、並行平板側接触部42と並行平板2とが離接する方向である上下方向に沿う第1長孔44が形成され、この第1長孔44に軸としての第1シャフト60が貫通されており、各コンタクトピン40は、その第1シャフト60を中心に回動可能となっていると共に、第1長孔44により上下方向にスライド移動可能に保持されている。また、このコンタクトピン40の並行平板側接触部42、及び、デバイス側接触部43は、回転中心である第1シャフト60を略中心とした円弧形状に形成されている。
【0021】
さらに、
図2及び
図3に示すように、複数のコンタクトピン40の各々の並行平板側接触部42の下部側には、
図21に示すような、ポリベンゾイミダゾールからなり、第1スプリング挿入孔81が形成された第1絶縁パッド80が配設されている。また、この第1絶縁パッド80の第1スプリング挿入孔81と、ユニットケース30に配設された後述する裏側厚板部材140及び裏側厚板部材150との間に、ステンレス鋼(SUS)からなる耐熱性を有する第2付勢手段としての第1コイルスプリング90が配設されている。そして、この第1コイルスプリング90により、並行平板側接触部42が上方の並行平板2側に向けて付勢されている。
【0022】
また、
図2及び
図3に示すように、複数のコンタクトピン40の各々のデバイス側接触部43の上部側には、ポリベンゾイミダゾールからなり、第2スプリング挿入孔101が形成された第2絶縁パッド100が配設されている。また、この第2絶縁パッド100の第2スプリング挿入孔101と、外側ケース10に配設された後述する厚板部材120及び薄板部材130との間に、ステンレス鋼(SUS)からなる耐熱性を有する第2付勢手段としての第2コイルスプリング110が配設されている。そして、この第2コイルスプリング110により、デバイス側接触部42が下方のデバイス3側に向けて付勢されている。なお、この実施の形態の第2絶縁パッド100及び第2コイルスプリング110は、第1絶縁パッド80及び第1コイルスプリング90と同じものを使用しており、第2絶縁パッド100については第1絶縁パッド80と逆向きに配置されている。
【0023】
一方、スペーサ50は、ポリベンゾイミダゾールから形成され、
図22に示すように、右側面視で左上部側と右下部側とが切り欠かれた板状を呈した第2板面部51を有している。この第2板面部51には、第1シャフト60が貫通して当該第1シャフト60と略同径の第1貫通孔52が右側面視で右上部側に形成され、第2シャフト70が貫通して当該第2シャフト70と略同径の第2貫通孔53が右側面視で左中央部側に形成されている。
【0024】
また、ユニットケース30は、
図15〜
図20に示すように、平面視で略コ字状に形成されている。また、ユニットケース30のコ字状の開口側(前部側)と対向する側(後部側)の下部側に、
図2,
図3,
図7,
図14〜
図20に示すように、耐熱性を有するポリベンゾイミダゾールからなる裏側厚板部材140と裏側薄板部材150とが掛け渡されており、
図7及び
図14に示す両端部のネジ止め孔142,152を介して、図示しないユニットケース30のネジ止め孔にネジ止めされるようになっている。
【0025】
その裏側薄板部材150には、
図3に示すように、複数の第1コイルスプリング90の下端部が挿通される第1スプリング挿通孔151が形成されている。また、裏側厚板部材140には、
図3に示すように、第1スプリング挿通孔151を貫通した第1コイルスプリング90の下端部を挿入して支持する第1スプリング挿入凹部141が形成されている。
【0026】
また、このユニットケース30の前部側の左右上面には、
図11〜
図13,
図15,
図17,
図19,
図20に示すように、後述する第3コイルスプリング110の下端部を挿入して支持する第3スプリング挿入凹部33が形成されている。
【0027】
一方、このユニットケース30の後部側の左右下部側には、
図7,
図8,
図13〜
図19に示すように、後述する外側ケース10の外側ケース本体10Aの切欠き凹部16に挿入された第4コイルスプリング170を下側から支持する支持突起32が左右に一対形成されている。
【0028】
さらに、ユニットケース30の両側壁部31には、
図13,
図15,
図16,
図19,
図20に示すように、第1シャフト60が貫通して当該第1シャフト60と略同径部分と側壁部31に向かって拡がるテーパ部分を有する第3貫通孔34が右側の側壁部31の右上部側(左側の側壁部31の左上部側)に形成され、第2シャフト70が貫通して当該第2シャフト70と略同径部分と側壁部31に向かって拡がるテーパ部分を有する第4貫通孔35が右側の側壁部31の左中央部側(左側の側壁部31の右中央部側)に形成されている。
【0029】
そして、この内側ユニット20が、外側ケース10に対して、互いに並行平板2とデバイス3の対向方向である上下方向に、相対的にスライド移動可能に組み合わされている。そして、内側ユニット20と外側ケース10とは、第1付勢手段として左右前部側に配設された2つの第3コイルスプリング160と、同じく第1付勢手段として左右後部側に配設された2つの第4コイルスプリング170の、計4個のスプリングにより、互いに離間する方向に付勢されている。
【0030】
詳しくは、その外側ケース10は、
図23〜
図28に示すように、400℃程度まで耐熱性を有するポリベンゾイミダゾールからなり、平面視で略コ字状の外側ケース本体10Aを有している。また、外側ケース本体10Aのコ字状の開口側(前部側)に、
図1及び
図10に示すように、同じく耐熱性を有するポリベンゾイミダゾールからなる厚板部材120と薄板部材130とが掛け渡されており、両端部のネジ止め孔121,132を介して、
図11及び
図12に示す外側ケース本体10Aのネジ止め孔15にネジ止めされるようになっている。
【0031】
その薄板部材130には、
図10に示すように、複数の第2スプリング挿入孔101に挿入された複数の第2コイルスプリング110の上端部が挿通される複数の第2スプリング挿通孔131と、2つの第3スプリング挿入凹部33に挿入された2つの第3コイルスプリング160の上端部が挿通される2つの第3スプリング挿通孔133が形成されている。また、厚板部材120は、
図1〜
図3に示すように、それら第2コイルスプリング110及び第3コイルスプリング160の上端部を押さえるように板状に形成されている。
【0032】
また、この外側ケース10の外側ケース本体10Aの後部側には、
図4,
図7,
図23,
図24,
図26〜
図28に示すように、第4コイルスプリング170が挿入される切欠き凹部16が左右に一対形成されている。この2つの切欠き凹部16に挿入された2つの第4コイルスプリング170は、前記した支持突起32でそれぞれ下側から支持されるようになっている。
【0033】
さらに、外側ケース本体10Aの両側壁11には、第1シャフト60が挿入される上下方向(並行平板2とデバイス3との対向方向)に延びる第2長孔(長孔)12と、第2シャフト70が挿入される上下方向(第2長孔12と同方向)に延びる第3長孔13が、それぞれ形成されている。
【0034】
また、第2長孔12を貫通して外側ケース本体10Aの両側壁11に突出した第1シャフト60には、
図4〜
図8に示すように、例えばEリング61が取り付けられており、電気的接続装置1から抜けないようになっている。また、第3長孔13を貫通して外側ケース本体10Aの両側壁11に突出した第2シャフト70には、
図4〜
図8に示すように、第1シャフト60のEリング61と同じEリング71が取り付けられており、電気的接続装置1から抜けないようになっている。
【0035】
また、外側ケース本体10Aの上面には、
図1に示すように、位置決め突起14が2箇所に形成されており、これにより、並行平板2に対して位置決めが行われるようになっている。
【0036】
このような構成の電気的接続装置1を組み立てる際には、まず、内側ユニット20のユニットケース30に各コンタクトピン40やスペーサ50、第1コイルスプリング90、第2コイルスプリング110、第3コイルスプリング160等を組み付け、第4コイルスプリング170を組み付けた外側ケース10の外側ケース本体10Aの内側に、内側ユニット20が外側ケース10の下側から装着されるように配置する。
【0037】
それから、第1シャフト60を、外側ケース本体10Aの両側壁11の第2長孔12と、ユニットケース30の両側壁部31の第3貫通孔34と、複数のコンタクトピン40の第1板面部41の第1長孔44と、複数のスペーサ50の第2板面部51の第1貫通孔52とに貫通させると共に、第2シャフト70を、外側ケース本体10Aの両側壁11の第3長孔13と、ユニットケース30の両側壁部31の第4貫通孔35と、複数のスペーサ50の第2板面部51の第2貫通孔53とに貫通させる。
【0038】
そして、第2長孔12を貫通して外側ケース本体10Aの両側壁11に突出した第1シャフト60を、Eリング61で係止し、第3長孔13を貫通して外側ケース本体10Aの両側壁11に突出した第2シャフト70を、Eリング71で係止する。
【0039】
その後、外側ケース本体10Aに薄板部材130及び厚板部材120をネジ止めし、ユニットケース30に裏側薄板部材150及び裏側厚板部材140をネジ止めして、電気的接続装置1の組み立てを終了する。
【0040】
次に、この実施の形態の電気的接続装置1の作用について、
図29〜
図32を用いて説明する。
【0041】
まず、この電気的接続装置1は、並行平板2とデバイス3の双方に当接していない所謂フリー状態のときには、
図29に示すように、コンタクトピン40は、第1コイルスプリング90の上方への付勢力と第2コイルスプリング110の下方への付勢力により、第1シャフト60を回転中心として右側面視で左回りに回転する方向に付勢されている。これにより、コンタクトピン40の並行平板側接触部42は、内側ユニット20のユニットケース30の上端面から突出しており、かつ、外側ケース10の外側ケース本体10Aの上端面からも突出している。
【0042】
また、このフリー状態のときには、前記した第1コイルスプリング90及び第2コイルスプリング110の付勢力により、コンタクトピン40のデバイス側接触部43は、内側ユニット20のユニットケース30の下端面から突出しており、かつ、外側ケース10の外側ケース本体10Aの下端面からも突出している。
【0043】
また、このフリー状態のときには、内側ユニット20と外側ケース10とは、第3コイルスプリング160と第4コイルスプリング170の付勢力により、互いに離間する方向に付勢されており、外側ケース10の外側ケース本体10Aの上端面が内側ユニット20のユニットケース30の上端面より突出すると共に、内側ユニット20のユニットケース30の下端面が外側ケース10の外側ケース本体10Aの下端面より突出するようになっている。
【0044】
次に、
図30に示すように、並行平板2がコンタクトピン40の並行平板側接触部42に当接すると、コンタクトピン40は、第1コイルスプリング90の上方への付勢力に抗して、第1シャフト60を回転中心として右側面視で右回りに回転すると共に第1長孔44に沿って下方にスライド移動し、並行平板側接触部42が外側ケース10の外側ケース本体10Aの上端面と面一になるまで押し込まれる。
【0045】
次に、
図31に示すように、デバイス3がコンタクトピン40のデバイス側接触部43に当接すると、コンタクトピン40は、第2コイルスプリング110の下方への付勢力に抗して、第1シャフト60を回転中心として右側面視で右回りに回転し、デバイス側接触部43が内側ケース20のユニットケース30の下端面と面一になるまで押し込まれる。
【0046】
さらに、
図32に示すように、並行平板2とデバイス3とで外側ケース10の外側ケース本体10Aの上端面及び内側ユニット20のユニットケース30の下端面を挟持すると、コンタクトピン40は、第1コイルスプリング90の上方への付勢力及び第2コイルスプリング110の下方への付勢力に抗して、第1シャフト60を回転中心として右側面視で右回りに回転し、同時に、第3コイルスプリング160及び第4コイルスプリング170の離間する方向への付勢力に抗して、外側ケース10に対して内側ユニット20が近づく方向にスライド移動する。これにより、並行平板側接触部42及び外側ケース10の外側ケース本体10Aの上端面が内側ユニット20のユニットケース30の上端面と面一になると共に、デバイス側接触部43及び内側ユニット20のユニットケース30の下端面が外側ケース10の外側ケース本体10Aの下端面と面一になるまで、押し込まれる。
【0047】
このように、この実施の形態の電気的接続装置1は、第1シャフト60で回動可能に保持された耐熱性を有する板状のコンタクトピン40と、当該コンタクトピン40の並行平板側接触部42とデバイス側接触部43をそれぞれ並行平板2とデバイス3に向けて付勢する耐熱性を有する第1コイルスプリング90と第2コイルスプリング110を有しており、これにより、高温下で、コンタクトピン40自体を弾性変形させずに、コンタクトピン40を並行平板2とデバイス3の双方に接圧を保って接触させることができる。その結果、高温下でも、構成する部材を変形させることなく、並行平板2とデバイス3の双方に確実に接触させることができ、双方を電気的に確実に接続することができる電気的接続装置1とすることができる。
【0048】
また、この実施の形態の電気的接続装置1によれば、第1長孔44を介して第1シャフト60をコンタクトピン40に貫通させることで、コンタクトピン40が第1シャフト60を介して回動すると共にスライド移動することができる。これにより、並行平板2とデバイス3に向けて、回動だけでなくスライド移動でも付勢することができ、その結果、並行平板2とデバイス3の双方により確実に接触させることができ、双方を電気的により確実に接続することができる電気的接続装置1とすることができる。
【0049】
さらに、この実施の形態の電気的接続装置1によれば、コンタクトピン40に第1絶縁パッド80と第2絶縁パッド100が設けられており、これらを介して第1コイルスプリング90と第2コイルスプリング110が配設されていることで、コンタクトピン40を介して並行平板2とデバイス3の間を流れる電流が、スプリング側に流れることを防止することができる。
【0050】
またさらに、この実施の形態の電気的接続装置1によれば、内側ユニット20のコンタクトピン40が回動して並行平板2とデバイス3に接触するように付勢されており、かつ、外側ケース10と内側ユニット20が離間する方向に付勢されると共に並行平板2とデバイス3との対向方向に相対的にスライド移動可能となっているため、並行平板2とデバイス3に対して、コンタクトピン40自体の回動及び付勢による接圧に加え、外側ケース10と内側ユニット20のスライド移動及び付勢による接圧をもって、コンタクトピン40を並行平板2とデバイス3に接触させることができる。これにより、並行平板2とデバイス3の接触点42,43間の距離L(コンタクトピン40の長さ)を短くすることができ、このような弾性変形を伴わずに回動しかしない短いコンタクトピン40でも、並行平板2とデバイス3に対する充分な接圧を保つことができる。その結果、低インダクタンスで、かつ、並行平板2とデバイス3の双方に確実に接触し、双方を電気的に確実に接続することができる電気的接続装置1とすることができる。
【0051】
また、この実施の形態の電気的接続装置1によれば、コンタクトピン40とスペーサ50とユニットケース30を貫通した第1シャフト60が、外側ケース10に設けられた第2長孔12に貫通するようになっているため、外側ケース10と内側ユニット20が第1シャフト60と第2長孔12によって相対的にスライド移動することができる。これにより、外側ケース10と内側ユニット20を支持する第1シャフト60をガイドである第2長孔12に貫通させた構成を利用して、外側ケース10に対して内側ユニット20を相対的にスライド移動させる構成を形成することができ、これらを別々に設けなくても良くなり、その結果、部品点数を削減することができる。
【0052】
さらに、この実施の形態の電気的接続装置1によれば、電気的接続装置1を構成する部材が耐熱性を有する部材からなるため、低インダクタンスで、さらに、高温下の条件でも、並行平板2とデバイス3の双方に確実に接触し、双方を電気的に確実に接続することができる電気的接続装置1とすることができる。
【0053】
なお、本発明の電気的接続装置は、前記した実施の形態で説明し、図に示したものに限るものではなく、各部の形状、大きさ、材質等は、発明の作用効果を奏するものであれば、適宜の構成に変更しても良い。また、本発明の電気的接続装置は、前記した実施の形態のように並行平板とデバイスを接続する場合に限らず、適宜の電気部品同士を接続する際に使用可能である。