JP2017507457A

JP2017507457A - ループ状ばね部分を備えるコンタクト要素

Info

Publication number: JP2017507457A
Application number: JP2016552621A
Authority: JP
Inventors: リスティング，マルティン; ライン，デイビット，ジェームズ
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH; TE Connectivity Corp
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH; TE Connectivity Corp
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2015-02-19
Publication date: 2017-03-16
Also published as: EP3108547A1; US20150236434A1; WO2015127040A1; CN106030930B; EP3108547B1; CN106030930A; US9620869B2

Abstract

接続端部（１６）および接触端部（１８）を有するループ状ばね部分（１４）を備える、電気コネクタ（７６）用の電気コンタクト（１）であって、接触端部（１８）が接続端部（１６）に向けて曲げ戻されており、ループ状ばね部分（１４）が、接触端部（１８）において、相手側コネクタ（７８）の対応する相手側電気コンタクト（２）に接触するように適合される少なくとも１つの接触領域（８）を備える、電気コンタクト（１）が開示される。
【選択図】図１

Description

本発明は一般に、電気コネクタ用のコンタクト要素に、より詳細には、耐振動型の電気コネクタ用のコンタクト要素に関する。

従来、電気コネクタは、電気コネクタと相手側電気コネクタとが差し込まれて１つになった後で相手側電気コネクタ内に配置された相補的コンタクト要素に接触するためのコンタクト要素を収容している。これらのコンタクト要素を通して、電気コネクタから相手側電気コネクタに、エネルギーおよび／またはデータ信号を伝送しまた送り返すことができる。コンタクト要素を使用して、電気コネクタの電気シールドを相手側電気コネクタの電気シールドに接続することもできる。

車両、電動機、または機械設備などのいくつかの実施形態では、これらの電気コネクタは強い振動に曝される。コンタクト要素が互いに対して移動できる場合、そのような振動は、電気コネクタおよび相手側コネクタのコンタクト要素を、急速に摩耗させる可能性がある。高周波の発振の振幅が低周波の発振の振幅よりもはるかに小さく、ほとんど目に見えない場合であっても、高周波の発振は、低周波の発振よりも急速にコンタクト要素を損傷する。

したがって、高周波振動に曝されたときに低減された摩耗を呈する、小さい電気コンタクト要素が求められている。

接続端部（１６）および接触端部（１８）を有するループ状ばね部分（１４）を備える、電気コネクタ（７６）用の電気コンタクト（１）であって、接触端部（１８）が接続端部（１６）に向けて曲げ戻されており、ループ状ばね部分（１４）が、接触端部（１８）において、相手側コネクタ（７８）の対応する相手側電気コンタクト（２）に接触するように適合される少なくとも１つの接触領域（８）を備える、電気コンタクト（１）。

以下の添付の図を参照して、ここで本発明について例示により記載する。

電気コンタクトの側面断面図である。最初のおよび偏向後の両方の状態における、電気コンタクトの側面断面図である。電気コンタクトを有するシールド体の断面図である。電気コンタクトの斜視図である。コンタクト要素を有するシールド体を有する電気コネクタの、側面断面図である。

図１の実施形態では、第１のコンタクト１は、相補的な第２のコンタクト２に接続される。第１のコンタクト１は電気コネクタ（図示せず）の一部とすることができ、この電気コネクタは、コネクタを相手側コネクタに対して嵌合方向４に移動させることによって、相手側電気コネクタ（図示せず）に接続される。嵌合方向４は、第２のコンタクト２を第１のコンタクト１に対して反対方向６に移動させることに対応する。

第１のコンタクト１は、接触領域８に沿って第２のコンタクト２に接触する。この接触領域８に沿って、第１のコンタクト１は、第２のコンタクト２に対して接触力１０を及ぼす。接触力１０を生成するために、第１のコンタクト１を、図１に示す偏向された状態において、弾性的に偏向させることができる。第１のコンタクト１を、金属シートから、プレス加工および／または曲げ加工により形成することができる。

接触力１０を大きくするために、接触領域８は、第２のコンタクト２に向かって凸状に湾曲する接触部分１２を含む。接触部分１２は、接触領域８の外側表面上に配置され、第１のコンタクト１の接続端部１６（以下で説明する）から離れる方向に延在する。接触部分１２は、第１のコンタクト１を冷間成形することによって生成することができる。接触部分１２が球形のキャップを形成するように、接触部分１２の基部を円形とすることができる。接触領域８は、接点１３において、第２のコンタクト２との接触点を確立する。加えて、接触部分１２は、第２のコンタクト２の表面上に配設される酸化層を貫通するのに十分な接触圧力を生成する。

ある実施形態では、第２のコンタクト２は、嵌合方向４および／または反対方向６に沿って延在する直線状の平坦なコンタクトばねなどの単純な幾何学形状のものとすることができる。

第１のコンタクト１は、接続端部１６および接触端部１８を有する、ループ状ばね部分１４を有する。接触端部１８は、接続端部１６に向けて曲げ戻されて、ほぼ円形のループ２０を形成する。このループは、少なくとも１つの一続きの領域２２に沿って、コンタクト領域８に向かって連続的にかつ部分的に湾曲させることができる。ループ状ばね部分１４の所与の長さに関して、湾曲の中心がループの同じ側に位置付けられる場合（以下で検討するループ２０を参照）、連続的な湾曲が実現される。この場合、連続的な湾曲において、湾曲部はその基本方向を変化させない。

図１の実施形態では、接触端部１８は、３つの一続きの領域２２を含み、これらを任意選択で、中間直線領域２３によって接続することができる。ある実施形態（図示せず）では、接触端部１８は、２つの一続きの領域２２、または４つ以上の一続きの領域２２を含む。ループ状ばね部分１４は、巻かれた板ばねを形成する。

連続的に湾曲した領域２２がいくつか存在する実施形態では、接触領域８から最も離れている湾曲した領域２２は、同じサイズの近似した湾曲を有するであろうそれ以外の湾曲した領域２２よりも、小さい湾曲を有する。湾曲した領域２２は、１つにまとめると、中央領域２２に対応する。中央領域２２は、比較的小さい半径を有することができ、接続端部１６の大きいてこと組み合わせると、中央領域２２に対する接触力１０が、中央領域２２において高い度合の可撓性を生むことが可能になる。

接触領域８は、接触端部１８に近接して配置される。第１のコンタクト１は、接触端部１８において終端することができ、この場合、接触端部１８は片持ち梁式となる。このとき、この片持ち梁式の第１のコンタクト１に関して、接触端部１８が自由端２４であり、接続端部１６が固定端である。ある実施形態では、接触端部１８は、自由端２４が接触領域８から離れる方向を指すよう湾曲するように、湾曲する。そのような構成は、第１のコンタクト１および第２のコンタクト２が、大きな距離で離間されることになる場合に有利である。一般に短波、超短波、または極超短波放射をシールドしなければならない用途において、コンタクト１とコンタクト２の間で密な間隔が必要とされるとき。そのような用途では、シールド効果（以下で説明する）が有効であるためには、シールドの間隙は、適用可能な波長の４分の１よりも大きくてはならない。

ある実施形態では、円形のループ２０は、円形のループ２０の長さの延長である対向する両縁部に沿って平坦であり、この場合、第１のコンタクト１を製作する材料である板材は、図１において図面の平面から出るように曲げられることはない。

ループ状ばね部分１４は、幅方向において、嵌合方向４と直交して延在するほぼ円形の通路２８を、少なくとも部分的に取り囲み画定する。円形の通路２８は、接続端部１６を接触端部１８から第１の分離距離３１だけ離して離間することにより形成される、間隙３０を有する。ループ２０は、接続端部１６から接触端部１８まで延在する、弧３２を形成する。ある実施形態では、ループ状ばね部分１４は、ループ２０の長さの少なくとも３分の１にわたって延在し、この場合、ループ状ばね部分１４の長さは、その周に沿って測定される。

ある実施形態では、弧３２は、中央領域３４の周囲において、接触端部１８と接続端部１６との間に、６０°から１２０°の間で延在する。ある実施形態では、弧３２は、中央領域３４の周囲において少なくとも約１８０°にわたって延在する。ある実施形態では、弧３２は、中央領域３４の周囲において少なくとも約２２５°にわたって延在する。ある実施形態では、弧３２は、中央領域３４の周囲において少なくとも約２７０°にわたって延在する。ある実施形態では、弧３２は、約３３０°未満の中央領域３４の周囲において延在する。ある実施形態では、弧３２は、中央領域３４の周囲において約３６０°未満にわたって延在し、接触端部１８と接続端部１６との間に十分な空間を残す。

接続端部１６を、第１のコンタクト１の第１のコンタクト基部３６上に形成することができる。第１のコンタクト基部３６を使用して、第１のコンタクト１を、これと関連する電気コネクタに取り付けることができる。図１の実施形態では、第１のコンタクト基部３６は、ループ状ばね部分１４の接続端部１６と連続的に接続される。接続端部１６において、ループ状ばね部分１４は、ループ状ばね部分１４の残りの一続きの領域２２の湾曲の形状とは異なる形状を有する湾曲を有し得る。ループ状ばね部分１４の接続端部において、第１のコンタクト１は、ループ状ばね部分１４に向かって、接触領域８から離れる方向に延在し得る。第１のコンタクト基部３６を、たとえば、ブレード状またはピン状とすることができ、第１のコンタクト基部３６を、電気コネクタ７６上に配設されたコンタクト座部内に据えることができるようになっている。図３の実施形態では、第１のコンタクト基部３６を、コネクタシールド５８（以下で検討する）などの電気コネクタのハウジング要素に、連続的に接続することができる。

ループ状ばね部分１４の第１のコンタクトの高さ４２は、嵌合方向４に対して垂直な方向において、接触領域８とループ２０における接触領域８から最も離れた点との間の距離として規定される。その場合、接触領域８と接触端部１８との間の距離に対応する分離距離４４は、この高さの半分未満である。ある実施形態では、分離距離４４は、第１のコンタクトの高さ４２の５分の１から３分の１の間である。接続端部１６と接触領域８との間の第１の分離距離３１は、接続端部１６とループ状ばね部分１４の外側ばね領域５０との間の第２の分離距離４８よりも小さくすることができる。前記外側ばね領域５０は、ばね部分１４の、接触領域８から最も遠く離れて配置される領域である。ある実施形態では、第２の分離距離４８は、距離４６の半分未満であり、好ましくは距離４６の５分の１から３分の１の間である。

図１の実施形態では、円形の通路２８の平面５２における接触領域８の移動のために、高い度合の可撓性が望まれる。この可撓性の方向性、すなわち、嵌合方向４に沿ったおよびこれに対する垂直方向への接触領域８の偏向可能性は、ループ状ばね部分１４の幾何学形状によって影響を受ける。円形の一部に近似したまたはこれに対応する外側輪郭を有するループ状ばね部分１４を使用することによって、これらの２つの方向においてバランスのとれた可撓性を達成できる。長くすることによってなど、この形状から逸脱することにより、可撓性の方向に影響を及ぼすことができる。少なくとも１つの直線状の中間領域２３を追加することによって、および／または、端部において自由端２４における接触領域８で終端する直線的な接触部分５４内で終わる、ループ状ばね部分１４を有することによって、可撓性に影響を及ぼすこともできる。

直線的な接触部分５４は、接近傾斜部としての役割も果たし得る。対向する第２のコンタクト２が取り除かれ、ループ状ばね部分１４が弛緩した状態にある場合、直線的な接触部分５４は、嵌合方向４の反対方向に傾斜することができ、自由端２４は、嵌合方向４の反対方向に面する。したがって、第１のコンタクト１および第２のコンタクト２を１つに合わせているときに、第２のコンタクト２の嵌合端部５６はまず直線的な接触部分５４に接触することができ、次いで、ループ状ばね部分１４を図１に示す形状に弾性変形させることにより、直線的な接触部分５４に沿って、接触領域８に達するまで摺動することができる。この時点で、直線的な接触部分５４を、ほぼ嵌合方向４と平行に配向することができる。

ループ２０、または円形の通路２８を、接続端部１６および／または接触端部１８の背後に配置することができる。ループ２０は、嵌合方向４に面することにより、第１のコンタクト１の最も前方の部分となることができる。

図１の実施形態では、第１のコンタクト１は、高振動の環境での使用に特に適している。この高振動の環境では、高周波振動が接触領域８と第２のコンタクト２との間の静止摩擦に打ち勝つ危険が存在する。このことから、接触領域８と第２のコンタクト２との間で擦れるような相対移動が結果的に生じ、これにより、第１のコンタクト１および第２のコンタクト２の両方に、急速に摩耗がもたらされることになる。ループ状ばね部分１４を使用することにより、そのような振動性の相対移動が、およびしたがって結果的な過剰な摩耗が、回避される。図２の実施形態において示すように、接触領域８が柔軟に支持され、接触力１０を著しく損失することなく第２のコンタクト２のどのような振動性の移動にも追随できるので、過剰な摩耗が回避される。

図２の実施形態では、破線は、図１の実施形態において示す弛緩した位置にある、第１のコンタクト１を示す。太線で、第２のコンタクト２の振動性の移動に起因する、偏向された位置を描写する。接触領域８は、ループ状ばね部分１４は変形するがこのとき接触領域８は第２のコンタクトと接触したままであるという形で、嵌合方向に沿った大きい振動振幅に応じることができる。加えて、接触領域８は、嵌合方向４に対して垂直な、幅方向における振動性の移動に追随することができる。

図３の実施形態では、コネクタシールド５８を、電気コネクタのその他の部品無しで、かつ相手側コネクタの部品無しで示す。コネクタシールド５８はコンタクト受容空間６０を有し、この中に、他のコンタクト要素、およびコネクタが装着されるケーブルの一部を、面３９を有する３つの側面上に受容することができる。コンタクト受容開口部６２を通して、相手側コネクタの構成要素を挿入することができる。図３の実施形態において示すように、コネクタシールド５８を、２つの相補的なシェル状の半部６４など、いくつかの部品から組み立てることができる。コネクタシールド５８は、コンタクト受容開口部６２の反対側の終端端部において、ケーブル（図示せず）のシールド材に接続される。コネクタシールド５８を次いで、相手側コネクタの中間シールド部材（図示せず）によって、相手側コネクタが接続されるケーブルのシールドに接続することができる。

図３の実施形態では、第１のコンタクト１は、コネクタシールド５８の構造またはその構成部品に統合され、この結果、第１のコンタクト１は、そこから連続的に延在する。ある実施形態では、第１のコンタクト１およびコネクタシールド５８は、同じ金属シートからプレス加工および曲げ加工することができる。接触領域８は、シールドのコンタクト受容空間６０に面することおよび／またはこの中に突出することができる。ループ状ばね部分１４は、コンタクト受容空間６０から離れるように外向きに突き出て、コネクタシールド５８の外側表面から外向きに延在することができる。第１のコンタクト１を、コネクタシールド５８の嵌合端部６６に配置することができ、嵌合端部６６は嵌合方向４を指す。直線的な接触部分５４は、嵌合方向４に対して傾斜することができる。第１のコンタクト１は、追加のコンタクト６７をさらに含むことができ、これにより第２のコンタクトとのさらなる接触が保証される。

図４の実施形態では、例外的に強い振動下にあってさえも、第１のコンタクト１と対向するコンタクト要素との間に導電性の接触が存在することを保証するために、第１のコンタクト１は、複数の接触領域８を有する。図４の実施形態では、ループ状ばね部分１４を、複数のコンタクト腕部６８として分割することができる。これらは平行に延び、これらの各々が、それらの外側表面上に配設された少なくとも１つの接触領域８を有する。

コンタクト腕部６８は、弧３２に沿って測定されたとき、ループ状ばね部分１４の全長の半分超にわたって延在する長さを有する。各コンタクト腕部６８は、上に接触領域８が個々に配置される、片持ち梁式の自由端２４、および、ループ状ばね部分１４から連続的に延在する、反対側の片持ち梁式の固定端（符号は付さない）を有する。接触端部１８におけるループ状ばね部分１４の断面積は、接続端部１６における第１のコンタクト１の断面積よりも小さくすることができる。このことは、第１のコンタクト１の幅７２を各コンタクト腕部６８において低減するが、材料厚さ７４は変化させないままにしておくことによって、達成できる。材料厚さ７４は、第１のコンタクト１および／またはシールド５８を製造する材料である金属シートの厚さによって規定される。

電気コネクタ７６の横断面図を、図５の実施形態において示す。電気コネクタ７６を、電気コネクタ７６が相補的な相手側コネクタ７８に嵌合している、嵌合された状態で示す。第１のコンタクト１は、相補的な第２のコンタクト２に接触する。ループ状ばね部分１４は、行き止まりの端部、座部、または当業者に知られている他の類似の構造特徴部などの受容空間８０内に、外向きに突き出る。

図４の実施形態では、コネクタシールド５８は、スリーブ状の形状のものとすることができ、ケーブル８２に、特にそのケーブル８２のケーブルシールド８４を通して、電気的に接続され得る。

当業者であれば、上記の実施形態が例示となることを意図しており、制限的であることを意図していないことを理解するであろう。たとえば、当業者は上記の実施形態に対して多くの修正を行うことができ、また、異なる実施形態において記載された様々な特徴を、構成または原理において矛盾することなく、互いに自由に組み合わせることができる。

いくつかの実施形態を示しかつ記載してきたが、これらの実施形態において、本開示の原理および精神から逸脱することなく、様々な変更または修正を行うことができることが、当業者には理解されるであろう。本開示の範囲は、特許請求の範囲およびそれらの均等物によって規定される。

Claims

ループ状ばね部分（１４）を備える、電気コネクタ（７６）用の電気コンタクト（１）であって、
前記ループ状ばね部分（１４）が接続端部（１６）および接触端部（１８）を有し、
前記接触端部（１８）が前記接続端部（１６）に向けて曲げ戻されており、
前記ループ状ばね部分（１４）が、前記接触端部（１８）において、相手側コネクタ（７８）の対応する相手側電気コンタクト（２）に接触するように適合される少なくとも１つの接触領域（８）を備える、電気コンタクト（１）。
前記ループ状ばね部分（１４）が、前記接触領域（８）に向かって連続的に湾曲する一続きの領域（２２）を備える、
請求項１に記載の電気コンタクト（１）。
前記ループ状ばね部分（１４）が、近似的な円を形成するように延在する、
請求項１または２に記載の電気コンタクト（１）。
前記電気コンタクト（１）が、前記電気コンタクト（１）を前記電気コネクタ（７６）に取り付けるように適合される第１のコンタクト基部（３６）をさらに備え、前記第１のコンタクト基部（３６）が、前記ループ状ばね部分（１４）の前記接続端部（１６）に合流する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記接続端部（１６）の一部分が、前記一続きの領域（２２）の第１の湾曲方向とは反対の、第２の方向に湾曲する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記接続端部（１６）において、前記ループ状ばね部分（１４）が、前記一続きの領域（２２）と合流する前に、まず前記接触領域（８）から離れる方向に延在する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記接触領域（８）が、前記接続端部（１６）に対向して、これらの間に間隙（３０）を有して配置される、
請求項１から６のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記接続端部（１６）における前記電気コンタクト（１）の断面積が、前記接触端部（１８）における前記電気コンタクト（１）の断面積よりも大きい、
請求項１から７のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記接触端部（１８）において、前記ループ状ばね部分（１４）が、前記接触領域（８）を含む直線的な接触部分（５４）内で終端する、
請求項１から８のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記ループ状ばね部分（１４）が片持ち梁式であり、前記接触端部（１８）が片持ち梁式の自由端（２４）である、
請求項１から９のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記接触領域（８）が、前記ループ状ばね部分（１４）の自由端（２４）上に配置される、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記接触領域（８）が、外側表面上に凸状の接触部分（１２）を有し、
前記凸状の接触部分（１２）は、前記ループ状ばね部分（１４）および前記接続端部（１６）の少なくとも一方から離れる方向に延在する、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記接続端部（１６）と前記接触端部（１８）との間の第１の分離距離（３１）が、前記ループ状ばね部分（１４）の全高（４２）の約３分の１から５分の１である、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記ループ状ばね部分（１４）が、前記接触端部（１８）と前記接続端部（１６）との間に間隙（３０）を有する円形の通路（３０）を、少なくとも部分的に取り囲み画定する、
請求項１から１３のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記ループ状ばね部分（１４）の断面積が、前記接触端部（１８）に近接して配置された前記ループ状ばね部分（１４）の断面積よりも小さい、
請求項１から１４のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記ループ状ばね部分（１４）が、前記接続端部（１６）から前記接触端部（１８）まで延在する弧を形成し、
前記弧が少なくとも２７０°にわたって延在する、
請求項１から１５のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
前記ループ状ばね部分（１４）が、互いにほぼ平行に延在する複数のコンタクト腕部（６８）を含み、
各コンタクト腕部（６８）が、前記接触端部（１８）上に配置された少なくとも１つの接触領域（８）を有する、
請求項１から１６のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
各コンタクト腕部（６８）が片持ち梁式であり、別個の片持ち梁式の自由端（２４）において終端する、
請求項１７に記載の電気コンタクト（１）。
前記コンタクト腕部（６８）が、前記ループ状ばね部分（１４）の全長の半分超にわたって延在する長さを有する、
請求項１７または１８のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）。
嵌合方向（４）において相手側コネクタ（７８）に結合されるように構成され、請求項１から１９のいずれか一項に記載の電気コンタクト（１）を備えた電気コネクタ（７６）であって、前記ループ状ばね部分（１４）が、前記嵌合方向（４）に面しかつ前記接続端部（１６）および前記接触端部（１８）の前方に存在する、電気コネクタ（７６）。