JP5124789B2 - 表面実装コンタクト - Google Patents

Description

本発明は、表面実装コンタクトの技術分野に属する。

プリント基板のアースパターン上に取り付けられて、そのプリント基板とシャーシ等の導電部材とを導通させるための表面実装コンタクトがある。
特開２００２−１７０６１５号公報（特許文献１）には、導電性の金属板を曲げ加工して製造されており、下面が半田付けのための接合面とされる接合部、その接合部の一端に連接された折返し部及び一端は折返し部に連接され他端は自由端とされて、該自由端側を接合部に接近、遠離させる方向に弾性変形可能な可動部であり、一部が接触導通のための接点部とされる可動部を備える表面実装コンタクトが開示されている。
特開２００２−１７０６１５号公報

従来の表面実装コンタクトは、特許文献１に開示されているように、接合部、折返し部及び可動部にて略Ｕ字状のばね構造を形成し、可動部が横方向に変形するのを防止するために接合部の先端部に一対の側壁部を立設し、また側壁部の上部を折り曲げて形成した係止部で可動部の先端部を係止することで、略Ｕ字状のばね構造が広げ変形させられるのを防止していた。このため、接点部は係止部よりも上方に突出している必要があり、可動部の略中央部に逆Ｕ字状などの凸部を設けて、これを接点部としていた。

このような構造の表面実装コンタクトをシールドケース用の接触端子として使用する場合、シールドケースの端面と可動部の上面とで電気的に接触することになるが、シールドケースの内側面と表面実装コンタクトとを電気的に接触させることはできなかった。

請求項１記載の表面実装コンタクトは、
下面が半田付けのための接合面とされる接合部と、
前記接合部の一端に連接された第１折返し部と、
一端が前記第１折返し部に連接されて下面を前記接合部の上面に対面させる第１板ばね部と、
前記接合部の両側部から１枚ずつ前記第１板ばね部に向かって立設された一対の係止片と、
一対の係止片のそれぞれに対応して前記第１板ばね部に連接され、前記第１板ばね部の上面が前記接合面と平行になる位置で前記係止片に係止されて前記第１板ばね部がそれ以上前記接合部から離れる側へ変位するのを阻む一対の引掛部と、
前記第１板ばね部の他端に連接された第２折返し部と、
前記一対の係止片の間隔よりも幅が狭くて、一端が前記第２折返し部に連接されて下面を前記第１板ばね部の上面に対面させる第２板ばね部と、
該第２板ばね部の先端部を前記第１板ばね部に向けて折り曲げて形成された接点部と、
該接点部に連接された変形規制部と
を備え、
前記接点部と前記接合部との距離を縮める方向の圧縮力が作用したときには、
先ず前記第１板ばね部が前記接合部へ接近変位し、前記第１板ばね部が前記接合部に接すると前記第２板ばね部が前記第１板ばね部に接近する変位を開始する
ことを特徴とする。

請求項１記載の表面実装コンタクトは、接合部の下面にてプリント基板に半田付けして使用される。
接合部の一端には第１折返し部が連接され、その第１折返し部には下面を接合部の上面に対面させる第１板ばね部の一端が連接されている。このため、第１板ばね部は弾性変形により、他端側を接合部に接近、遠離させる方向に変位可能である。

但し、一対の係止片が接合部の両側部から１枚ずつ第１板ばね部に向かって立設され、一対の引掛部が一対の係止片のそれぞれに対応して第１板ばね部に連接されており、第１板ばね部の上面が接合面と平行になる位置で引掛部が係止片に係止されて、第１板ばね部がそれ以上接合部から離れる側へ変位するのを阻むので、第１板ばね部は、その上面が接合面と平行になる位置を上昇限度とし、それよりも接合部側にて昇降変位できる。

また、第１板ばね部の他端には第２折返し部が連接され、第２板ばね部の一端が第２折返し部に連接されている。第２板ばね部は、一対の係止片の間隔よりも幅が狭くて、下面を第１板ばね部の上面に対面させている。第２板ばね部は、第２折返し部を支点として先端側を第１板ばね部に接近、遠離させる方向に変位可能である。

但し、第２板ばね部の先端部を第１板ばね部に向けて折り曲げて接点部が形成され、その接点部には変形規制部が連接されているので、第２板ばね部の変位は変形規制部が第１板ばね部に接するまでを限度とする。

そして、接点部と接合部との距離を縮める方向の圧縮力が表面実装コンタクトに作用したときには、先ず第１板ばね部が接合部へ接近変位し、第１板ばね部が接合部に接すると第２板ばね部が第１板ばね部に接近する変位を開始する構成である。このようにするには、第１板ばね部のばね定数を第２板ばね部よりも小さく（この順番で変位するのに十分な差をもって両者のばね定数を設定）しておけばよい。

なお、先ず第１板ばね部が接合部へ接近変位し、第１板ばね部が接合部に接すると第２板ばね部が第１板ばね部に接近する変位を開始するといっても、第２板ばね部は、第１板ばね部が接合部に接するまではまったく変位しないわけではなく、幾分かは弾性変形する。その第２板ばね部の変位は第１板ばね部の変位に比べれば僅かであるから、第１板ばね部が接合部に接すると第２板ばね部が第１板ばね部に接近する変位を開始すると言えるのである。

圧縮力が作用したときには、先ず第１板ばね部が接合部へ接近変位し、第１板ばね部が接合部に接してその変位が限度になると第２板ばね部が第１板ばね部に接近する変位を開始する。つまり、第１板ばね部と第２板ばね部とで弾性反発力が２段階に変化するので、第１板ばね部による反発力によって接点部を被接触体（例えば基板等）に相対的に弱い力で接触させた後に、第２板ばね部の反発力による十分な接圧を接点部と被接触体との接触部分に加えることができる。また、圧縮変形したときに発生する第２板ばね部の接圧を第１板ばね部より強く設定しているので、被接触体（基板等）のたわみや変位を制限することとなり、表面実装コンタクトはスペーサ機能を兼ねることができる。

携帯電話などの高密度薄型基板は僅かな力でも変形してしまう危険性があるため、高密度薄型基板に適用されるコンタクトには大きなストローク量と小さな接圧の両立が求められていたが、請求項１記載の表面実装コンタクトは上記の構成により、第１板ばね部と第２板ばね部とで大きなストローク量を確保し、また接圧を２段階に変化させることで、小さな接圧を実現できる。

更に、請求項１記載の表面実装コンタクトは、板状の部材の端面を第１板ばね部に当接させ、その板状の部材の片面を第２板ばね部の先端部（接点部又は変形規制部）に接触させることができるので、請求項１記載の表面実装コンタクトをシールドケース用の接触端子として使用する場合に、シールドケースの端面と第１板ばね部の上面とで電気的に接触させ、且つシールドケースの内側面と第２板ばね部の先端部とを電気的に接触させることができる。

このようにシールドケースの端面と内側面とで電気的に接触させることが可能な構成であると、金属板のシールドケースだけでなく、めっき、蒸着、スパッタリングなどの導電性皮膜（金属皮膜）を付与したプラスチックシートを変形させて（例えば真空成型などで加工して）作ったシールドケースであっても、確実なグランディングをとることができる。具体的には、プラスチックシートの表面に導電性被膜加工を行った場合、シートの切断面は導電体と絶縁体が同時に見える状態である。よって、端面だけで導通をとると製品のばらつきを生じるおそれがある。しかし、上記の通り、端面だけでなく平面部にも電気的接触をさせることができるので確実なグランディングをとることができる。

請求項２記載の表面実装コンタクトは、請求項１記載の表面実装コンタクトにおいて、前記接合部からの立ち上がり高さは、前記第１折返し部の方が前記係止片よりも大きいことを特徴とする。

請求項２記載の表面実装コンタクトを接合部が半田付けされた面（下板）と接点部に接触した面（上板）との２面間で圧縮すると、上記のように接圧を２段階に変化させながら変形する。この圧縮による第２板ばね部が変位するが、この変位が最大になる（変形規制部が第１板ばね部に接する）より前に上板が第１折返し部に接触する。上板が第１折返し部に接触した後も圧縮が続けば、第１折返し部が第３のばねとして作用するので、接圧を３段階に変化させることができる。

請求項３記載の表面実装コンタクトは、請求項１又は２記載の表面実装コンタクトにおいて、前記第２折返し部は、前記第１板ばね部側から前記第２板ばね部側になるに従って幅が狭くなる、テーパ状であることを特徴とする。このようにすると、第２板ばね部の幅を一対の係止片の間隔よりも狭くするのに好適である。

請求項４記載の表面実装コンタクトは、請求項１、２又は３記載の表面実装コンタクトにおいて、前記第１板ばね部の上面が前記接合面と平行になっている状態では、前記第１板ばね部は前記接合部に接近する側に弾性変形しており、その弾性反発力で前記引掛部を前記係止片に当接させていることを特徴とする。

すなわち、外力が及ぼされていない状態では、第１板ばね部の上面が接合面と平行になっているので、第１板ばね部の上面を自動実装機のノズル吸着面として使用することができる。

次に、本発明の実施例等により発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は下記の実施例等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは言うまでもない。
［実施例］
本実施例の表面実装コンタクト１は図１に示すとおりの構成である。なお、表面実装コンタクト１は、ばね性金属（例えばリン青銅、ベリリウム銅、ＳＵＳ等）の板金製であり、導電性である。この板金の板厚は０．０８ｍｍ、表面実装コンタクト１の全長（図１（ａ）における左右方向寸法）は３．０ｍｍ、幅（図１（ａ）における上下方向寸法）は１．０ｍｍ）である。

表面実装コンタクト１の下部には接合部２が設けられている。接合部２の下面は平坦であり半田付けのための接合面２ａとされる。
接合部２の両側部には小張出部３と大張出部４とが設けられ、それらに挟まれる凹部５においては、それぞれ１枚ずつの係止片６が立設されている。係止片６は接合部２に対してほぼ直角に立ち上がっている。２枚の係止片６は、ともにＬ字を倒立させた形状であるが、腕状部７の延出方向が小張出部３側を向いているため、互いに鏡像となる形状で対面している。

接合部２の大張出部４側になる一端は接合面２ａに対してほぼ直角に折り曲げられ、その先で円弧状に折り曲げられて第１折返し部８とされている。第１折返し部８は、円弧状の部分の中ほどの頂部９にて接合部２からの距離（高さ）が最大となり、頂部９から下った端部には第１板ばね部１１が連接している。

第１板ばね部１１は略長方形であるが、係止片６に対応して切欠１２が設けられている。また切欠１２に隣接するために相対的に凸になっている部分が引掛部１３とされている。そして、係止片６が切欠１２を通って第１板ばね部１１の上面１１ａから突出しており、腕状部７を引掛部１３の上方に位置させて引掛部１３を係止している。この引掛部１３が腕状部７（係止片６）に係止された状態では、第１板ばね部１１の上面１１ａが接合面２ａと平行になるように設計されている。また、第１板ばね部１１は、接合部２に接近する側にわずかに弾性変形させられており、その弾性反発力で引掛部１３を係止片６（腕状部７）に当接させている。引掛部１３が係止片６（腕状部７）に係止されているため、第１板ばね部１１は上面１１ａが接合面２ａと平行になる位置を上昇限度とし、それよりも接合部２側にて昇降変位できる。

第１板ばね部１１の引掛部１３側の端部には第２折返し部１５が連接されている。第２折返し部１５は第１板ばね部１１側が広幅、それとは逆側が狭幅のテーパ状をなしており、狭幅の端には第２板ばね部１６が連接されている。この第２板ばね部１６の幅は一対の係止片６、６の間隔よりも狭い。第２折返し部１５をテーパ状にするのは第２板ばね部１６の幅を係止片６同士の間隔よりも狭くするのに好適である。

第２板ばね部１６は長方形であり、その先端部を第１板ばね部１１に向けて折り曲げて形成された接点部１７を備えている。また、接点部１７には第１板ばね部１１に向かって延出された変形規制部１８が連接されている。

この表面実装コンタクト１は、図２に示すように、プリント基板２０のアースパターン（図示略）上に半田付けされて使用される。
上述した通り、引掛部１３が係止片６の腕状部７に係止されている状態では
第１板ばね部１１の上面１１ａが接合面２ａと平行になっているので、第１板ばね部１１の上面１１ａを吸着面として、自動実装機の吸着ノズルにて真空吸着することができる。つまり、表面実装コンタクト１の表面実装を自動実装機によって行うことができる。

使用に際しては、被接触体（例えば他のプリント基板３０）とプリント基板２０で表面実装コンタクト１を挟むようにして、プリント基板３０とプリント基板２０との間隔を狭める。すると図２（ａ）に示すようにプリント基板３０が第２板ばね部１６の接点部１７に接触し、接点部１７と接合部２との距離を縮める方向の圧縮力が表面実装コンタクト１に作用する。

この圧縮力が表面実装コンタクト１に作用すると、図２（ｂ）に示すように先ず第１板ばね部１１が接合部２へ接近変位する。
図２（ｂ）に示すように第１板ばね部１１の第２折返し部１５側の端部が接合部２に接すると、第２折返し部１５を弾性変形させながら第２板ばね部１６が第１板ばね部１１に接近する変位を開始する。なお、厳密には第１板ばね部１１が接合部２に接する以前にも、第２板ばね部１６にはわずかではあるが第１板ばね部１１に接近する変位が生じている。ただ、その第２板ばね部１６の変位は第１板ばね部１１の変位に比べればきわめて僅かであるから、第１板ばね部１１が接合部２に接すると第２板ばね部１６が第１板ばね部１１に接近する変位を開始すると言ってもよい。

第２板ばね部１６の幅が係止片６、６同士の間隔よりも狭いので、第２板ばね部１６は係止片６、６間に入り込むようにして変位する（係止片６、６は第２板ばね部１６の変位を阻害しない。）。

第２板ばね部１６の変位は、図２（ｃ）に示すようにプリント基板３０が係止片６の上端に接触するまで続く。
第１折返し部８の頂部９の接合部２からの距離（高さ）が接合部２からの係止片６の立ち上がり高さをわずかに上回っているので、図２（ｃ）に示す状態になるとプリント基板３０が頂部９に接触する。また、このときに変形規制部１８の先端は第１板ばね部１１に接触する寸前になる（設計上は）。しかし、変形規制部１８は第１板ばね部１１に接触することで第２板ばね部１６の変位を規制するために設けてあるので、このときに変形規制部１８の先端が第１板ばね部１１に接触しても問題はない。

このように、接点部１７と接合部２との距離を縮めるように上下方向の圧縮力が作用したときには、先ず第１板ばね部１１が接合部２へ接近変位し、第１板ばね部１１が接合部２に接して変位が限度になると第２板ばね部１６が第１板ばね部１１に接近する変位を開始する。つまり、第１板ばね部１１と第２板ばね部１６とで弾性反発力が２段階に変化するので、第１板ばね部１１による反発力によって接点部１７を被接触体（プリント基板３０）に相対的に弱い力で接触させた後に、第２板ばね部１６の反発力による十分な接圧を接点部１７と被接触体（プリント基板３０）との接触部分に加えることができる。また、圧縮変形したときに発生する第２板ばね部１６の接圧を第１板ばね部１１より強く設定しているので、被接触体（プリント基板３０）のたわみや変位を制限することとなり、表面実装コンタクト１はスペーサ機能を兼ねることができる。

携帯電話などの高密度薄型基板は僅かな力でも変形してしまう危険性があるため、高密度薄型基板に適用されるコンタクトには大きなストローク量と小さな接圧の両立が求められていたが、この表面実装コンタクト１は上記の構成により、第１板ばね部１１と第２板ばね部１６とで大きなストローク量を確保し、また接圧を２段階に変化させることで、小さな接圧を実現できる。

また、図２（ｃ）に示す状態にてプリント基板３０のプリント基板２０への接近が終了しなかったときには、図２（ｄ）に示すように第１折返し部８が頂部９を圧迫されてつぶれるように弾性変形する。つまり、第１折返し部８が第３のばねとして作用するので、接圧を３段階に変化させることができる。

更に、この表面実装コンタクト１は、板状の部材の端面を第１板ばね部１１に当接させ、その板状の部材の片面を第２板ばね部１６の先端部（変形規制部１８）に接触させることができるので、この表面実装コンタクト１をシールドケース用の接触端子として使用する場合には、図３に示すように、シールドケース４０の端面４１と第１板ばね部１１の上面１１ａとで電気的に接触させ、且つシールドケース４０の内側面４２と第２板ばね部１６の先端部（変形規制部１８）とを電気的に接触させることができる。

このようにシールドケース４０の端面４１と内側面４２とで電気的に接触させることが可能な構成であると、金属板のシールドケース４０だけでなく、めっき、蒸着、スパッタリングなどの導電性皮膜（金属皮膜）を付与したプラスチックシートを変形させて（例えば真空成型などで加工して）作ったシールドケース４０であっても、確実なグランディングをとることができる。具体的には、プラスチックシートの表面に導電性被膜加工を行った場合、シートの切断面は導電体と絶縁体が同時に見える状態である。よって、端面４１だけで導通をとると製品のばらつきを生じるおそれがある。しかし、上記の通り、端面４１だけでなく内側面４２となる平面部にも電気的接触をさせることができるので確実なグランディングをとることができる。

実施例の表面実装コンタクトの平面図（ａ）、左側面図（ｂ）、正面図（ｃ）、右側面図（ｄ）、底面図（ｅ）及び斜視図（ｆ）。 実施例の表面実装コンタクトの使用時における変形の説明図。 実施例の表面実装コンタクトをシールドケース用の接触端子として使用する例の説明図。

符号の説明

１・・・表面実装コンタクト、
２・・・接合部、
２ａ・・・接合面、
５・・・凹部、
６・・・係止片、
７・・・腕状部、
８・・・第１折返し部、
９・・・頂部、
１１・・・第１板ばね部、
１１ａ・・・上面、
１２・・・切欠、
１３・・・引掛部、
１５・・・第２折返し部、
１６・・・第２板ばね部、
１７・・・接点部、
１８・・・変形規制部。

Claims (4)

1. 下面が半田付けのための接合面とされる接合部と、
   前記接合部の一端に連接された第１折返し部と、
   一端が前記第１折返し部に連接されて下面を前記接合部の上面に対面させる第１板ばね部と、
   前記接合部の両側部から１枚ずつ前記第１板ばね部に向かって立設された一対の係止片と、
   一対の係止片のそれぞれに対応して前記第１板ばね部に連接され、前記第１板ばね部の上面が前記接合面と平行になる位置で前記係止片に係止されて前記第１板ばね部がそれ以上前記接合部から離れる側へ変位するのを阻む一対の引掛部と、
   前記第１板ばね部の他端に連接された第２折返し部と、
   前記一対の係止片の間隔よりも幅が狭くて、一端が前記第２折返し部に連接されて下面を前記第１板ばね部の上面に対面させる第２板ばね部と、
   該第２板ばね部の先端部を前記第１板ばね部に向けて折り曲げて形成された接点部と、
   該接点部に連接された変形規制部と
   を備え、
   前記接点部と前記接合部との距離を縮める方向の圧縮力が作用したときには、
   先ず前記第１板ばね部が前記接合部へ接近変位し、前記第１板ばね部が前記接合部に接すると前記第２板ばね部が前記第１板ばね部に接近する変位を開始する
   ことを特徴とする表面実装コンタクト。
2. 請求項１記載の表面実装コンタクトにおいて、
   前記接合部からの立ち上がり高さは、前記第１折返し部の方が前記係止片よりも大きい
   ことを特徴とする表面実装コンタクト。
3. 請求項１又は２記載の表面実装コンタクトにおいて、
   前記第２折返し部は、前記第１板ばね部側から前記第２板ばね部側になるに従って幅が狭くなる、テーパ状である
   ことを特徴とする表面実装コンタクト。
4. 請求項１、２又は３記載の表面実装コンタクトにおいて、
   前記第１板ばね部の上面が前記接合面と平行になっている状態では、前記第１板ばね部は前記接合部に接近する側に弾性変形しており、その弾性反発力で前記引掛部を前記係止片に当接させている
   ことを特徴とする表面実装コンタクト。

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