特許 7255840 コンタクト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-03

(45)【発行日】2023-04-11

(54)【発明の名称】コンタクト

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/33 20060101AFI20230404BHJP

   H01R 13/24 20060101ALI20230404BHJP

   H01R 12/55 20110101ALI20230404BHJP

   F16F 1/06 20060101ALI20230404BHJP

【ＦＩ】

H01R13/33

H01R13/24

H01R12/55

F16F1/06 K

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018238366

(22)【出願日】2018-12-20

(65)【公開番号】P2020102317

(43)【公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-12-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000242231

【氏名又は名称】北川工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】矢田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】中村 達哉

【審査官】藤島 孝太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２６３４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００１－５１７３５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｒ １２／００－１３／０８

１３／１５－１３／３５

２４／００－２４／８６

Ｆ１６Ｆ １／００－ ６／００

Ｈ０５Ｋ ３／３０

１３／００－１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動実装機によって部品実装面に表面実装されるコンタクトであって、
金属線によって構成されたコイルばね部及び渦巻き部を有し、
前記コイルばね部は、螺旋状に形成された前記金属線の一部によって構成され、
前記渦巻き部は、渦の径が徐々に大又は小となる方向へ１周以上にわたって渦を巻く形状である渦巻き状に形成された前記金属線の一部によって構成され、前記コイルばね部の一端及び他端に設けられ、
前記一端に設けられた前記渦巻き部により、前記部品実装面に対してはんだ付け可能な接合部が構成され、
前記他端に設けられた前記渦巻き部により、前記自動実装機の吸引ノズルによって吸着可能な吸着面が構成されている
コンタクト。

【請求項2】

請求項１に記載のコンタクトであって、
前記コイルばね部は、円柱の側面に沿う方向へ１周以上にわたって螺線を描く形状である前記螺旋状に形成された前記金属線の一部によって構成されている
コンタクト。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のコンタクトであって、
前記渦巻き部は、前記コイルばね部の中心軸線と同一軸線を中心として渦巻き状に形成されている
コンタクト。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のコンタクトであって、
前記渦巻き部は、渦巻き状に形成された部分の外周側に前記コイルばね部との境界があって、当該境界から渦の径が徐々に小となる方向へ渦を巻く形状に構成されている
コンタクト。

【請求項5】

請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のコンタクトであって、
前記渦巻き部は、渦巻き状に形成された部分の内周側に前記コイルばね部との境界があって、当該境界から渦の径が徐々に大となる方向へ渦を巻く形状に構成されている
コンタクト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、コンタクトに関する。

【背景技術】

【0002】

第１部材に対して表面実装されて、コイルばね部の弾性力で第２部材に対して加圧接触することにより、第１部材と第２部材とを電気的に接続するコンタクトが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特公表２０１７－５２７９６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載の技術は、導電性樹脂材料で形成された部分が、コイルばね部の端部に設けられた構造になっている。そのため、コイルばね部を構成する金属線と導電性樹脂材料という少なくとも２つの別材料が必要である。また、特許文献１には、ホルダカップが設けられる例が開示されているが、この場合は、更に３つめの部品が必要となる。このように複数部品を組み合わせた製品となる場合、複数部品それぞれに材料コストがかかる。しかも、製造工程が複雑化し、作業性が低下するため、加工コストも増大する。

【0005】

また、導電性樹脂材料で形成された部分を備えていると、金属材料で形成された部分に比べれば導電性に劣るため、コンタクトとしての特性が低下する。
本開示の一局面においては、単一の金属部品によって構成されることにより、優れた導電性と生産性を兼ね備えたコンタクトを提供することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、コンタクトであって、金属線によって構成されたコイルばね部及び渦巻き部を有する。コイルばね部は、螺旋状に形成された金属線の一部によって構成される。渦巻き部は、渦巻き状に形成された金属線の一部によって構成され、コイルばね部の一端又は両端に設けられている。

【0007】

このように構成されたコンタクトによれば、金属線によって構成されているので、部分的に導電性樹脂材料等で構成された部分を有するコンタクトに比べ、優れた導電性を備えたコンタクトとなる。また、コイルばね部及び渦巻き部を、巻き線機を使って連続的に製造することができるので、コイルばね部の製造後に別工程で導電性樹脂材料の成形工程が必要となるコンタクトに比べ、製造工程を簡素化し、生産性を高めることができる。さらに、金属線でコンタクトが構成されるので、金属線の他に導電性樹脂材料や別体の金属部品を必要とするコンタクトに比べ、材料コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１Ａは第１実施形態のコンタクトの斜視図である。図１Ｂは第１実施形態のコンタクトの使用状態を説明するための説明図である。

【図2】図２Ａは第１実施形態のコンタクトの平面図である。図２Ｂは第１実施形態のコンタクトの左側面図である。図２Ｃは第１実施形態のコンタクトの正面図である。図２Ｄは第１実施形態のコンタクトの右側面図である。図２Ｅは第１実施形態のコンタクトの背面図である。図２Ｆは第１実施形態のコンタクトの底面図である。

【図3】図３は第１実施形態のコンタクトを拡大して示す縦断面図である。

【図4】図４Ａは第２実施形態のコンタクトの斜視図である。図４Ｂは第２実施形態のコンタクトの使用状態を説明するための説明図である。

【図5】図５Ａは第２実施形態のコンタクトの平面図である。図５Ｂは第２実施形態のコンタクトの左側面図である。図５Ｃは第２実施形態のコンタクトの正面図である。図５Ｄは第２実施形態のコンタクトの右側面図である。図５Ｅは第２実施形態のコンタクトの背面図である。図５Ｆは第２実施形態のコンタクトの底面図である。

【図6】図６Ａは第３実施形態のコンタクトの斜視図である。図６Ｂは第３実施形態のコンタクトの正面図である。図６Ｃは第３実施形態のコンタクトのＶＩＣ－ＶＩＣ線断面図である。

【図7】図７Ａは第４実施形態のコンタクトの斜視図である。図７Ｂは第４実施形態のコンタクトの平面図である。図７Ｃは第３実施形態のコンタクトの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

次に、上述のコンタクトについて、例示的な実施形態を挙げて説明する。
（１）第１実施形態
図１Ａに示すコンタクト１は、コイルばね部１１、第１渦巻き部１３及び第２渦巻き部１５を有する。コイルばね部１１、第１渦巻き部１３及び第２渦巻き部１５は、１本の金属線によって構成されている。コンタクト１は、図１Ｂに示すように、第１渦巻き部１３を利用して第１部材９１（本実施形態の場合は電子回路基板。）の部品実装面９１Ａに表面実装されて、第２渦巻き部１５で第２部材９２（本実施形態の場合は電子機器の筐体の一部。）の被接触面９２Ａに対して加圧接触するように配置される。これにより、コンタクト１を介して第１部材９１と第２部材９２を電気的に接続し、電子回路基板のグランド対策を行うことができる。

【0010】

コイルばね部１１は、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ及び図２Ｅに表れるように、螺旋状に形成された金属線の一部によって構成される。第１渦巻き部１３及び第２渦巻き部１５は、図２Ａ及び図２Ｆに表れるように、コイルばね部１１の中心軸線と同一軸線を中心として渦巻き状に形成された金属線の一部によって構成される。第１渦巻き部１３は、コイルばね部１１の下端に設けられている。第２渦巻き部１５は、コイルばね部１１の上端に設けられている。

【0011】

第１渦巻き部１３及び第２渦巻き部１５は、渦巻き状に形成された部分の外周側にコイルばね部１１との境界があって、当該境界から渦の径が徐々に小となる方向へ渦を巻く形状に構成されている。これにより、第１渦巻き部１３及び第２渦巻き部１５の直径は、コイルばね部１１の直径とほぼ一致する寸法となっている。また、第１渦巻き部１３及び第２渦巻き部１５、渦巻き状に形成された部分において金属線間に生じる空隙の幅が、金属線の直径よりも小となるように構成されている。これにより、第１渦巻き部１３及び第２渦巻き部１５においては、コイルばね部１１に比べ、金属線が高密度に配置されている。

【0012】

以上のように構成されたコンタクト１は、図１Ｂに示した通り、第１部材９１に対して表面実装される。自動実装機を使って第１部材９１の部品実装面９１Ａにコンタクト１をマウントする際には、第２渦巻き部１５の上面を吸着面として利用し、自動実装機の吸引ノズルで吸着することができる。第２渦巻き部１５の上面は、自動実装機の吸引ノズルで吸着可能な程度の平滑性を備えていれば、金属線が完全に同一平面に沿って渦を巻く形状となっていなくてもよい。第２渦巻き部１５の巻き数は、特に限定されないが、自動実装機の吸引ノズルで吸着可能な程度の巻き数とするには、例えば、金属線が２周以上にわたって巻かれた渦巻き状になっていればよい。

【0013】

第１渦巻き部１３は、第１部材９１に対してはんだ付けされる接合部として利用される。第１渦巻き部１３の下面は、第１部材９１に対してはんだ付け可能な程度の平滑性を備えていれば、金属線が完全に同一平面に沿って渦を巻く形状となっていなくてもよい。第１渦巻き部１３においては、金属線の外周面である曲面が渦巻き状に延在するため、図３に示すように、その渦巻きに沿って延在するはんだフィレット９５が形成される。

【0014】

第１渦巻き部１３を構成する金属線は、隣合う金属線間の隙間が十分に狭くなっているので、当該隙間では、溶融したはんだが金属線の表面に沿って濡れ上がると、金属線の半径を超える高さまで濡れ上がる。そのため、はんだが固化した際には、はんだが金属線の最大径となる箇所を包み込む形状のまま固化する。これにより、はんだと金属線の界面に生じる接合力に加え、固化したはんだの形状によるアンカー効果が発現し、第１渦巻き部１３を第１部材９１の部品実装面９１Ａに対して強固に接合することができる。ただし、上述のようなアンカー効果が発現する程度まで金属線間の隙間を狭くするか否かは任意である。

【0015】

コンタクト１が第１部材９１と第２部材９２との間に挟まれると、コイルばね部１１は軸方向に圧縮されて弾性変形する。その際に生じる弾性力により、第２渦巻き部１５は第２部材９２に加圧接触するように配置される。第２渦巻き部１５が第２部材９２に加圧接触すると、コンタクト１が第２部材９２に対して多点で接触する状態になる。そのため、例えばある接触点でガルバニック腐食等が生じたことに起因して、その接触点での電気抵抗が上昇したとしても、他の接触点で導通経路を確保できるので、１点で接触するコンタクトとは異なり、コンタクト１の特性低下を抑制することができる。

【0016】

上記コンタクト１によれば、金属線によって構成されているので、部分的に導電性樹脂材料等で構成された部分を有するコンタクトに比べ、優れた導電性を備えたコンタクトとなる。また、第１渦巻き部１３、コイルばね部１１及び第２渦巻き部１５を、巻き線機を使って連続的に製造することができるので、コイルばね部１１の製造後に別工程で導電性樹脂材料の成形工程が必要となるコンタクトに比べ、製造工程を簡素化し、生産性を高めることができる。

【0017】

さらに、金属線でコンタクト１が構成されるので、金属線の他に導電性樹脂材料や別体の金属部品を必要とするコンタクトに比べ、材料コストを低減することができる。また、コンタクト１の場合、第１渦巻き部１３からコイルばね部１１を経て第２渦巻き部１５に至る全体が１本の金属線によって構成される。そのため、例えば、溶接やカシメといった接合方法で、第１渦巻き部相当物や第２渦巻き部相当物をコイルばね部相当物の両端に接合する場合とは異なり、コンタクト１を溶接やカシメによる接合箇所を備えない構造にすることができる。したがって、そのような接合箇所を備える製品とは異なり、溶接工程やカシメ工程における加工条件のばらつきが原因で接合箇所の接合強度にばらつきが生じる、といった問題を招くことがない。よって、接合箇所を有する製品に比べ、コンタクト１の強度に個体差が生じるのを抑制することができる。

【0018】

また、上記コンタクト１の場合、コイルばね部１１の両端に第１渦巻き部１３及び第２渦巻き部１５を設けてあるので、コイルばね部１１の端部には座巻きを設けなくても、第１部材９１や第２部材９２に対する接触安定性を第１渦巻き部１３及び第２渦巻き部１５で確保することができる。したがって、座巻きを省略できる分だけコイルばね部１１の軸方向長を短くでき、これにより、コンタクト１の低インピーダンス化を図ることができる。

【0019】

（２）第２実施形態
次に、第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態以降の実施形態は、第一実施形態で例示した構成の一部を変更しただけなので、第一実施形態との相違点を中心に詳述し、第一実施形態と同様な部分に関しては、その詳細な説明を省略する。

【0020】

図４Ａに示すコンタクト２１は、コイルばね部１１、第１渦巻き部２３及び第２渦巻き部１５を有する。コイルばね部１１、第１渦巻き部２３及び第２渦巻き部１５は、１本の金属線によって構成されている。コンタクト２１は、図４Ｂに示すように、第１渦巻き部２３を利用して第１部材９１（本実施形態の場合は電子回路基板。）の部品実装面９１Ａに表面実装されて、第２渦巻き部１５で第２部材９２（本実施形態の場合は電子機器の筐体の一部。）の被接触面９２Ａに対して加圧接触するように配置される。これにより、コンタクト２１を介して第１部材９１と第２部材９２を電気的に接続し、電子回路基板のグランド対策を行うことができる。

【0021】

コイルばね部１１は、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ及び図５Ｅに表れるように、螺旋状に形成された金属線の一部によって構成される。第１渦巻き部２３及び第２渦巻き部１５は、図５Ａ及び図５Ｆに表れるように、コイルばね部１１の中心軸線と同一軸線を中心として渦巻き状に形成された金属線の一部によって構成される。

【0022】

第２実施形態のコンタクト２１は、第１実施形態のコンタクト１とは、第１渦巻き部２３の形状が相違する。具体的には、第１渦巻き部２３は、渦巻き状に形成された部分の内周側にコイルばね部１１との境界があって、当該境界から渦の径が徐々に大となる方向へ渦を巻く形状に構成されている。このような構成にすると、第１渦巻き部２３の外径が、第１実施形態のコンタクト１に比べて大となる。そのため、第１部材９１の部品実装面９１Ａにコンタクト２１がマウントされた際、コンタクト２１が倒れるのを抑制することができる。

【0023】

なお、第２実施形態のコンタクト２１も、金属線によって構成されるので、第１実施形態同様、部分的に導電性樹脂材料等で構成された部分を有するコンタクトに比べ、優れた導電性を備えたコンタクトとなる。また、第１渦巻き部２３、コイルばね部１１及び第２渦巻き部１５を、巻き線機を使って連続的に製造することができるので、コイルばね部１１の製造後に別工程で導電性樹脂材料の成形工程が必要となるコンタクトに比べ、製造工程を簡素化し、生産性を高めることができる。さらに、金属線でコンタクト２１が構成されるので、金属線の他に導電性樹脂材料や別体の金属部品を必要とするコンタクトに比べ、材料コストを低減することができる。

【0024】

（３）第３実施形態
図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃに示すコンタクト３１は、コイルばね部１１、第１渦巻き部３３及び第２渦巻き部３５を有する。第３実施形態では、第１渦巻き部３３及び第２渦巻き部３５の直径が、コイルばね部１１の直径よりも大とされており、この点で第１実施形態とは相違する。第１渦巻き部３３及び第２渦巻き部３５は、渦巻き状に形成された部分の外周側にコイルばね部１１との境界があって、当該境界から渦の径が徐々に小となる方向へ渦を巻く形状に構成されている。

【0025】

また、図６Ｃに表れるように、第２渦巻き部３５は、金属線間の隙間が内周側ほど狭くなる渦巻き状に形成されている。これにより、第２渦巻き部３５は、内周側ほど金属線の配置密度が高くなっている。このように第２渦巻き部３５の中心付近で金属線が高密度に配置されていると、コンタクト３１を自動実装機の吸引ノズルで吸着する際の吸着性が良好になる。その一方、第２渦巻き部３５の外周付近では金属線が低密度になるので、第２渦巻き部３５の外周付近まで金属線が高密度に配置されている場合に比べ、第２渦巻き部３５を構成するために必要な金属線の量を削減し、第２渦巻き部３５の軽量化を図ることができる。

【0026】

（４）第４実施形態
図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに示すコンタクト４１は、コイルばね部１１、第１渦巻き部４３及び第２渦巻き部４５を有する。第４実施形態では、第１渦巻き部３３及び第２渦巻き部３５の中心軸線Ａ１が、コイルばね部１１の中心軸線Ａ２とは異なる位置にあり、この点で第１実施形態とは相違する。第３実施形態では、第１渦巻き部４３及び第２渦巻き部４５の中心軸線Ａ１は同一であるが、第１渦巻き部４３及び第２渦巻き部４５の中心軸線が異なっていてもよい。あるいは、第１渦巻き部４３及び第２渦巻き部４５のうち、いずれか一方の渦巻き部はコイルばね部１１の中心軸線Ａ２と同一の中心軸線となり、他方の渦巻き部はコイルばね部１１の中心軸線Ａ２とは異なる中心軸線となるように構成されていてもよい。

【0027】

（５）他の実施形態
以上、本開示のコンタクトについて、例示的な実施形態を挙げて説明したが、上述の実施形態は本開示の一態様として例示されるものにすぎない。すなわち、本開示は、上述の例示的な実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲内において、様々な形態で実施することができる。

【0028】

例えば、上記各実施形態では、コイルばね部１１の両端に第１渦巻き部及び第２渦巻き部が設けられる構成を例示したが、１つの渦巻き部がコイルばね部１１の一端に設けられてもよい。この場合、１つの渦巻き部を第１部材９１にはんだ付けしてもよいし、１つの渦巻き部が第２部材９２に加圧接触するようにしてもよい。

【0029】

また、上記各実施形態では、コイルばね部１１が一定の径で螺線を描く形状とされていたが、コイルばね部１１の径が軸方向の位置によって変化してもよい。例えば、第１実施形態のコンタクトの場合、コイルばね部１１が一定の径となっているので、コイルばね部１１は略円柱状の外観となっていたが、コイルばね部１１の径が軸方向の位置に応じて漸増又は漸減するように構成されてもよい。この場合、コイルばね部１１は略円錐台状の外観となる。このような円錐台状となる部分を２つ組み合わせれば、コイルばね部１１の軸方向中央で最も径が小となるくびれのある形状や、コイルばね部１１の軸方向中央で最も径が大となる形状などにすることも可能である。

【0030】

なお、本開示でいう金属線は、純金属で構成されていてもよいし、各種合金で構成されていてもよい。また、ベースとなる金属線の表面に１層以上のめっき皮膜が形成された構造の金属線であってもよい。また、金属線としては、金属の単線を利用してもよいし、複数の金属細線を撚り合わせて構成された撚り線を利用してもよい。

【0031】

以上の他、上記各実施形態における一つの構成要素によって実現していた機能を、複数の構成要素によって実現するように構成してもよい。また、複数の構成要素によって実現していた機能を一つの構成要素によって実現するように構成してもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

【0032】

（６）補足
なお、以上説明した例示的な実施形態から明らかなように、本開示のコンタクトは、更に以下に挙げるような構成を備えていてもよい。

【0033】

本開示の一態様では、渦巻き部は、コイルばね部の中心軸線と同一軸線を中心として渦巻き状に形成されていてもよい。
本開示の一態様では、渦巻き部は、渦巻き状に形成された部分の外周側にコイルばね部との境界があって、当該境界から渦の径が徐々に小となる方向へ渦を巻く形状に構成されていてもよい。

【0034】

本開示の一態様では、渦巻き部は、渦巻き状に形成された部分において金属線間に生じる空隙の幅が、金属線の直径よりも小となるように構成されていてもよい。
本開示の一態様では、渦巻き部は、渦巻き状に形成された部分の内周側にコイルばね部との境界を有し、当該境界から渦の径が徐々に大となる方向へ渦を巻く形状に構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0035】

１，２１，３１，４１…コンタクト、１１…コイルばね部、１３，２３，３３，４３…第１渦巻き部、１５，３５，４５…第２渦巻き部、９１…第１部材、９１Ａ…部品実装面、９２…第２部材、９２Ａ…被接触面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】