JPH0612625Y2 - 接触ソケット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は電気接触ピンを受承する形式の接触ソケット
に関する。特に、この考案は、容易に挿入することがで
き、多数回のサイクルに亘って信頼性があり、接触ピン
が当該ソケットに関して回転している時でさえも、正確
に電気接続する改良された接触領域を有するソケットに
関する。

従来の技術 通常使用される形式の接触端子は型抜き成形された導電
性金属の箱状ソケットを含有する。この形式の接触端子
はしばしば多心電気コネクタおよび１個だけまたは２個
の端子を含むコネクタにおいて広く使用されている。

考案が解決しようとする課題 この形式の接触ソケットは、ピンをソケットに挿入する
時に、ソケットからピンに接触力が作用してソケットと
ピンとの間に安定な電気接続を形成する。しかしなが
ら、現在使用されているソケットに関して、ソケットと
ピンとの電気接続に信頼性がなく好ましくないという問
題が生じている。

ソケットについての第１の問題は不均一なものが製造さ
れることである。概して、ソケットの接触領域は湾曲ビ
ームの形状を有する。この形状は正確な電気接続を達成
するのに必要な精確度を有するように再生産することが
困難であることが知られている。それゆえ、接触領域の
形状は一つのソケットと他のソケットとが異なっており
また同一ソケットにおいて一つの接触領域と他の接触領
域とが異なることがある。かかる不均一性のために、ピ
ンの挿入時にピン先がつかえて余分の磨耗や電気接続が
不完全となるような多くの問題を生ずる。これらの問題
その他のためにこのソケットは好ましくない。

現在使用されているソケットに関する第２の問題は、全
く挿入に関する。ソケットの接触領域は、ピンに作用す
る全接触力が接触領域を経て加えられる時に大きな力に
耐え得なければならない。このため、各接触領域の壁は
力を支持するに充分な強さを有する必要がある。しかし
ながら、接触領域の別の規準はソケットに要求される空
間をできるだけ小さくすることである。これは、すべて
小型化の現代において特に重要である。そのために、強
さと寸法とについて最大の利点を得るための調和が必要
である。一つの解決法は接触領域に比較的急な勾配の壁
を設けてソケットの力および寸法についての要請を満足
させることである。従って、挿入時に、ピンは急勾配の
壁に係合して全挿入力がピンに急激に伝達される。接触
領域の形状は多様に変化し、該接触領域の幾つかの面は
ピンの側壁に本質的に垂直となろう。接触領域の前記面
が耐えられないほど挿入力が大きくなると、ピンは弱く
なっている接触領域に有害な力を及ぼすことになる。ま
た、接触領域はソケットの軸線から所定の許容差内に位
置し、１個又はそれ以上の接触領域を残りの接触領域よ
りも軸線に近接して位置させることができる。それゆ
え、ピンをソケット内に挿入する時、軸線に最も近い接
触領域が最初に接触して軸線から遠く離れた接触領域よ
りも磨耗しやすい。これらの問題の各々は、一つの問題
だけの場合は有害な効果をもたらすが、いろいろな問題
が組合わさると重大な問題を生じよう。ピンが接触領域
につかえることが非常に増大して、ソケットへのピンの
挿入力が事実上増大する。この結果、有害な力が欠陥の
ある、すなわち弱化している接触領域に作用して僅か数
サイクルの後にこの接触領域が破損することがあろう。

ソケットの接触領域についての第３の問題は、ピンがソ
ケット内に不適当に挿入される時に顕著となる。現実の
問題として、不適切な挿入方位がしばしば起る。もしピ
ンがソケットに関して不適切な軸回転角度位置で挿入さ
れると、ピンの角部が接触領域を載架しているビームの
端縁に係合しよう。これは望ましくないことである。ピ
ンの角部はピンの滑らかな平坦面ほど精確に仕上げされ
ていないので、角部はまくれや割れ目を有し、めっきの
際に通常ピンホールを有し、腐蝕の場所である。それゆ
え、角部は、該角部とビームの端縁とが係合する時に、
該端縁と電気接続する保証がない。この不確定さはしば
しば現われると好ましいことではない。以上で明らかな
ように、多くの問題が現在使用されるピンソケットに存
在する。

課題を解決するための手段 本考案によれば、これらの問題を解決するとともにソケ
ットの毎回の使用時に確実に電気接続しうるソケットが
提供される。

本考案は、局所的に高圧でありながら低挿入力の接触領
域を有する改良された接触ソケットを達成しようとする
ものである。この接触領域はピンを正しい位置へ案内す
る先導面を有する。均一な接触領域とこの上に設けられ
た先導面とによって多数サイクルの経過後でも正確な電
気接続が得られるとともに維持される。付加的に、ソケ
ットの接触領域に近接したビームの端縁は傾斜してお
り、ピンがソケットに不適切な軸回転角度位置で挿入さ
れても、ピンの角部がビームの端縁に接触しない。

本考案は、接触ピンを受入れるような接触ソケットに関
する。この接触ソケットは両端部分と中間部分とを有す
る。この中間部分は両端と一体的にしてソケットの軸線
の周りに等間隔の少なくとも２本のビームを有し、少な
くとも１対の直径方向の対向ビームを有する。ビームの
各々はソケットの軸線に向って内方に突出し、ソケット
の軸線に最も近いビームの頂部に接触領域が設けられ
る。

各ビームの頂部には「ヘルツ・ドット」とも呼ばれるエ
ンボスが設けられていいる。各エンボスはソケットの軸
線に向って内方に突出する。これらのエンボスの面間の
最大距離は接触ピンの直径すなわち厚さよりも小さい。
各対向対のビームはピン受入れ端からそれぞれの距離に
あるエンボスを有する。

各エンボスは一体的な先導面を有する。この先導面は、
ピンがソケット内に挿入される時に、ピンがエンボスに
損傷を与えないように防止する。

各頂部はこの上のエンボスから傾斜する端縁を有する。
そのため、ピンがソケットに不適切な軸回転角度で挿入
される時に、ピンの角部が前記頂部の端縁に接触せず、
エンボスとピンの滑らかな平坦面との間に確実な電気係
合が得られる。

即ち、本考案の接触ソケットは、略角形の接触ピンを受
容するピン受入端及び該ピン受入端から軸線方向に離隔
して対向する固定端を有し、前記ピン受入端および前記
固定端は互いに対向して内方に突出する頂部を有しかつ
弾性を有する複数のビームで連結された接触ソケットに
おいて、 前記ビームの対向する前記頂部同士を軸線方向と略直交
する方向に整列させ、隣接する前記ビームの前記頂部同
士を前記対向する前記頂部同士から前記軸線方向に偏位
させ、前記各頂部には挿入される前記接触ピンと接触す
るエンボスを設け、該エンボスには前記接触ピンを受容
する緩く傾斜した先導面を設け、前記エンボスと前記ビ
ームの端縁との間に傾斜面を設けたことを特徴とする。

実施例 本考案による接触ソケット２は接触ピン４を受入れて該
ピン４およびソケット２にそれぞれ固定される導線（図
示せず）間に互いに着脱可能な電気接触を形成するよう
になっている。

第１図に示すように、ソケット２は角形ピン受入端８お
よび角形固定端１０を有する箱状レセプタクル部分を含
む。ピン受入端８は、外方に開いた突起６を有してピン
４をソケット２内へ案内することができる。ソケット２
は平坦板から型抜き成形されて継目１２が、第１図およ
び第３図に示すように、ピン受入端８および固定端１０
におけるソケット２の一つの角部に沿って延在する。端
８および１０は本質的に同一寸法を有し、これらの内寸
はピン４の寸法よりも大きい。箱状ソケット２の中間部
分１４は、軸線方向に延びて両端が角形の端８，１０に
固定されたビーム１６，１８の対から構成される。各対
１６，１８の２個のビーム１６又は１８はレセプタクル
部分の軸線に関して直径的方向に互いに対向するととも
に、撓んだ時に均一に運動するように互いにほぼ同質の
ものである。

ビーム１６，１８は中間部分１４の軸線に向って傾斜
し、ビーム１６，１８の頂部２０，２２は端８，１０よ
りも小さい開口を形成する。頂部２０，２２において、
各ビーム１６，１８は浅いＶ字形状を有し、これらの上
にあるエンボス２４が、後述するように、ピン４と確実
に電気接続する。しかしながら、各対向する対のビーム
１６の頂部２０は他の対向する対のビーム１８の頂部２
２から離れており、ピン４が中間部分１４に入る時に、
ピン４は先ず一方の対のビーム１６の頂部２０に接触
し、その後に第２の対のビーム１８の頂部２２に接触す
る。かかる構成のために、ピン４を低い挿入力状態で挿
入させることができる。ビーム１６，１８の対の頂部２
０，２２を互いに食い違わせることによって、ピン４は
２個のビーム１６または１８だけを一回に離隔させる。
ビーム１６，１８が変移すると、ピン４はこれらのビー
ムから摩擦力だけを受ける。この摩擦力は挿入力よりも
非常に小さく、その結果、頂点２０，２２を食い違わす
ことによってピン４はビーム１６，１８の各対から異な
る時間に最大の力を受け、ピン４をソケット２内に挿入
するに要する力が小さくなる。

第１図に見られるように、ビーム１６，１８の頂部２
０，２２は中間部分１４の中心からかなりずれた位置に
ある。かかる頂部位置のために、ピン４はビーム１６，
１８の頂部２０，２２と挿入動作の初期に接触する。そ
の結果、頂部２０，２２のエンボス２４は、角ばった形
状の角円錐形裏面３６とは異なり、接触ピン４の側面２
６とよく接触して確実に電気接続する可能性を著しく増
大させる。

エンボス２４を設ける理由およびビーム１６，１８をＶ
字形にする理由はビーム１６，１８とピンの平坦側面２
６との接触領域を局限するためである。従って、電気的
係合はピン４の角部３２から離れたところに生じ、これ
により、接触領域にピンホールが発生する可能性が最小
限になり、従って、この重要な領域に腐蝕が生ずる可能
性が減少する。

しかしながら、ビーム１６，１８と側面２６との間の接
触領域を局限するために、エンボス２４はピン４と電気
的係合するビーム１６，１８中の唯一の部分でなければ
ならない。このためには、第３図に示すようにビーム１
６，１８の頂部２０，２２においてエンボス２４とビー
ム１６，１８の面（本明細書では以下端縁という）２
８，３０との間に傾斜面が設けられる。これにより、頂
部２０，２２はエンボス２４から離れる方向に傾斜する
面を備えることになる。すなわち、ソケット２は、ピン
４が不適切な回転方向の位置にあってもこれを受承して
確実な電気接触を維持することができる。

第３図は第１図のピン４をソケット２のピン受入端８か
ら授入したときの３−３線による断面図で、ピン４が本
考案によるソケット２の内部に軸線に関して回転した位
置に挿入されていることを示す。ピン４がソケット２の
軸回転角度位置にあっても、ピン４の角部３２はビーム
１６，１８の端縁２８，３０と係合しない。その結果、
エンボス２４はピン４の側面２６と電気接触状態にあっ
て、全く確実な電気接続が達成される。これに反して、
第４図は通常使用されるソケット２′に挿入された回転
位置にあるピン４′を有する。図面に見られるように、
ピン４′の角部３２′がビーム１６′，１８′にその端
縁２８′，３０′の近くで係合し、エンボス２４′はピ
ン４′と電気的係合しないようになる。この結果、前述
したように、電気接続が非効果的となり信頼性がなくな
る。

再び第３図に関し、前述したように、ソケット２の形状
は、エンボス２４がピン４と接触するビーム１６，１８
の唯一の部分であるようにする必要がある。従って、ソ
ケット２がピン４に対してすべての力がエンボス２４を
経て作用する。前述したように、この接触力は比較的高
レベルに維持されてピン４をソケット２に確実に電気接
続し、そのために、エンボス２４は比較的大きな力に確
実に耐えうることが必要である。

エンボス２４を接触力に耐えうるようにするために、従
来のソケットは該ソケットのビームと比べて比較的大き
なエンボスを有している。このエンボスのかかる寸法
は、強くかつ信頼できる電気接続を保持するのに必要な
力特性を持つために必要であった。しかしながら、小型
化につれて、空間を節約する必要性がますます重要とな
る。従って、本考案は最小のビーム空間を使用して製造
できる特有の形状を有するとともに、ピン４をソケット
２に挿入することによって作用される圧力に耐えうるエ
ンボス２４に関する。また、このエンボス２４は多数回
の使用サイクルに確実に耐えうる利点を有する。

第２ａ図および第２ｂ図に示すように、エンボス２４は
前面すなわち接触面３４および裏面３６を有する。後述
するように、裏面３６にポンチを係合させる。裏面３６
は截頭角錐の形状を有し、一つの壁４０は残りの壁より
も傾斜が緩やかである。また、エンボス２４の角錐形裏
面３６は平坦な頂壁４２を有する。エンボス２４の成形
に際し、接触面３４は鋭い縁部を持つ角錐の形状に形成
されず、むしろ滑らかな角部を持つ涙滴の形状のものと
なる。この涙滴の細長部分４４は裏面３６の緩い傾斜壁
４０の反対側に位置する。細長部分４４はピン４の先導
面として作用する。前記涙滴の接触面３４の接触点４６
は角錐形裏面３６の平坦頂壁４２に対応する。

エンボス２４のかかる形状は従来のエンボスの形状とは
異なる。これはエンボス２４の底壁および側壁を比較的
急な鋭角に製作することにより、これらの壁を大きい空
間を占めることなしに丈夫にする。しかしながら、細長
面すなわち先導面４４は同じ鋭角に製作されず緩やかな
傾斜面を有する。従って、接触点４６は前記底壁および
側壁よりも長く、各エンボス２４は、第１図および第２
ａ図に明示されるように涙滴形状となる。

エンボス２４は加工され、すなわち加工硬化した接触点
４６を有することができる。このため、接触点４６は確
実に多数の使用サイクルに耐えることができる。かかる
加工法の詳細については後述する。

前述したように、先導面４４の緩やかな傾斜面は先導面
として使用される。ピン４をソケット２に挿入する時、
ピン４の角錐端縁４８がビーム１６，１８のエンボス２
４に係合する迄、ピン４は零挿入力でソケット２内を前
進する。前記端縁４８とエンボス２４とが係合すると、
挿入するのに力が必要となる。前述したように、ビーム
１６のエンボス２４はビーム１８のエンボス２４と食違
っているために挿入力を小さくすることができる。それ
でも挿入力は大きく、もし一度に全挿入力に抗しようと
すると問題が起る。一度に挿入力に抗して挿入しようと
するとピン４はソケット２の軸線の周りに回転し、ピン
４はソケット２と正しく整列しないようになる。従っ
て、ピン４に徐々に挿入力を作用させうるならば有利で
ある。各エンボス２４が緩やかな傾斜の先導面４４を有
するので挿入力は徐々に作用される。ピン４をソケット
２内に挿入する時に、ピン４が先導面４４の緩やかな傾
斜面を滑動するにつれて挿入力はピン４に段階的に伝達
される。

また、先導面４４は、ソケット２が多数サイクル使用さ
れる間に、エンボス２４が磨耗するのを防止するのに重
要である。理想的な状態においては、すべてのビーム１
６，１８は厳密に正確な位置に隔置される。しかしなが
ら、理想的な状態はありえない。製造誤差のためにビー
ム１６，１８はソケット２の軸線から所定の範囲内に隔
置される。従って、ビーム１６，１８はソケット２の軸
線から異なる距離に位置する。従って、ピン４をソケッ
ト２の内部に挿入する時、ピン４はソケット２の中心軸
線に最も近いビームのエンボス２４に係合する。このた
め、エンボス２４は、前記軸線に最も近いエンボスが挿
入時に比較的大きい力を受けるために不均一に磨耗す
る。エンボス２４は、通常、ある導電材料の薄層で被覆
されて確実に電気接続する確率を増大させる。従って、
挿入時に、ソケット２の軸線に最も近いビームが先ずピ
ン４に係合しよう。もしエンボス２４が緩やかな先導面
４４を持たないと、ピン４とエンボスとの反復係合によ
ってピン４は前記導電層を磨耗させ、電気接続が信頼性
を失う。しかしながら、緩やかな先導面４４があると、
ピン４がエンボス２４と係合する時に、ピン４はすべて
のエンボス２４と緩やかに接触する。この緩やかな運動
のために前記導電層の磨耗が減少してソケット２の有効
寿命が増大する。

先導面４４はピン４の不適切な回転を阻止する助けをす
るけれども、それでもなおピン４が、第３図に示すよう
に、不適切な回転角度で挿入されることがある。かかる
ピン４の不適切な回転はソケット２のビーム１６，１８
の形状によって調整することができる。第３図に示すよ
うに、ビーム１６，１８の端縁２８，３０は頂部２０，
２２において傾斜をつけて加工される。この端縁２８，
３０の加工によってピン４は不適切に回動しても有害な
結果を生じない。ピン４の端縁２８，３０は、該ピン４
が不適切な回転角度で挿入される時でさえビーム１６，
１８の加工済み端縁２８，３０と接触しない。この種の
形状構成によって、ビーム１６，１８とピン４との接触
領域はエンボス２４がピン４の平坦側面２６と係合する
場所となる。このために、前述したように、ピン４の側
面２６が最少量の欠陥が起る場所であるから、ピン４と
ソケット２との間の電気接続の信頼性が増大する。

前述した形式のエンボスの重要な利点は製作が容易であ
りかつ効果的に再生産される能力を有することである。
今日の市場において、一連の生産物が一貫して不変であ
ること、すなわち一つの試料が次の試料と同一であるこ
とが重要である。従来のエンボスは部分球面の形状にし
て、容易には再生産されず、また「ヘルツ・ドット」に
必要な特別に硬い面を形成することもない。これらのエ
ンボスはポンチとダイとを使用して製作される。ポンチ
の端部は部分球面形状を有する。材料に関してポンチと
反対側に位置するダイはポンチに対応する凹部を有す
る。ビームをダイ上に配置し、ポンチをビームと接触す
るようにあてがって、ビームがダイの開口中に変形する
ように加圧される。かかる開口と協働するビームの面は
ピンと接触する面である。この処理は全く不適当なもの
であることが分っている。エンボスの形状は個々のビー
ムによって大きく変化する。実際に、幾つかのエンボス
はビームに関してほぼ垂直な面を有するように形成され
る。この種の不正確な形状のためにエンボスは１回のみ
または２回の挿入後に疲労が現われる。また、エンボス
の磨耗が僅か数回の挿入後に規準から外れ、導電性材料
の層が磨損することとなる。

これらの問題は本考案によって解決される。エンボス２
４の形状によって再生産が容易かつ効果的となる。ポン
チ５０は、第５図に示すように、平坦頂部５２を有する
ゆがんだ角錐形に研削される。ダイ５４の凹部５６は涙
滴形に製作される。各ビームはポンチ５０とダイ５４と
の間に挿入される。ポンチ５０を押圧してビームと接触
させ、該ビームをダイ５４の凹部５６と一致するように
変形させる。このようにして、エンボス２４は、前述し
たように、涙滴形の外面と、傾斜した角錐状内面とを備
える。研削ポンチ５０は所望の形状を得るのに非常に簡
単にして正確な手段であることに注意すべきである。こ
のようにして、エンボス２４の接触点４６は各ビーム１
６，１８上に正確に位置することができる。各エンボス
２４は本質的に同一であるから、接触点４６はすべての
エンボス２４上の同一場所に正確に位置する。従って、
電気接続の信頼性は非常に高められる。また、この再生
産性が正確なためにソケット２は永い使用寿命が与えら
れる。エンボス２４は不連続面がないように生産され
る。このような滑らかな面のために、ピン４をエンボス
２４が不均一に磨耗することなしに挿入させることがで
きる。従って、反復サイクル時に、エンボス２４は通常
の磨耗だけが生じ、ソケット２の有効寿命が増大する。

ポンチ５０およびダイ５４は、各ビーム１６，１８の型
抜き時に、接触点４６を加工するような形状にすること
ができる。これにより、接触点４６を硬化させて大きな
耐磨耗性にすることができる。

考案の効果 本考案による接触ソケットは、ビームの頂部のエンボス
とビームの端縁との間に傾斜面を設けたので、挿入され
る接触ピンが不適切に回転しても接触ピンの角部を逃が
すように作用し、接触ピンはビームに接触せず、常に接
触ピンとエンボスが接触するので高い電気的信頼性が得
られる。又接触ピンの角度位置を接触ソケットに整列さ
せる必要がなく、したがって組立に高い精度を必要とせ
ず良い作業性が得られる。

そして隣接するビームの頂部同士を、対向する頂部同士
から前記軸線方向に偏位させたので、ピンを低挿入力で
円滑に挿入することができる。

又、各ビームの各頂部には挿入される接触ピンと接触す
るエンボスを設けたので、エンボスを通して接触ピンと
接触ソケットが確実に電気的接触をする。

さらにエンボスには接触ピンを受容する緩く傾斜した先
導面を設けたので、接触ピンの挿抜による摩耗を減少さ
せることができる。

図面の簡単な説明 第１図は接触ピンの一部と整列させた本考案による接触
ソケットの斜視図である。

第2a図はエンボスの前面を示す拡大断片図である。

第2b図は前記エンボスの裏面を示す拡大断片図である。

第３図は第１図のピンをソケットのピン受入端から挿入
したときの３−３線による断面図にして、ソケットの軸
線に関して回転して挿入されたピンを示す。

第４図は従来の端子の断面図にして、ソケットの軸線に
関して回転して挿入されたピンを示す。

第５図は本考案のエンボスを製作するのに使用されるポ
ンチおよびダイを示す断面図である。

2……接触ソケット 4……接触ピン 8……ピン受入端 10……固定端 16,18……ビーム 20,20；22,22……対向する頂部 24……エンボス 28,30……ビームの端縁 32,32……角部 44……先導面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−226478（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−5894（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−17571（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭55−46633（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】略角形の接触ピンを受容するピン受入端及
   び該ピン受入端から軸線方向に離隔して対向する固定端
   を有し、前記ピン受入端および前記固定端は互いに対向
   して内方に突出する頂部を有しかつ弾性を有する複数の
   ビームで連結された接触ソケットにおいて、 前記ビームの対向する前記頂部同士を軸線方向と略直交
   する方向に整列させ、隣接する前記ビームの前記頂部同
   士を前記対向する前記頂部同士から前記軸線方向に偏位
   させ、 前記各頂部には挿入される前記接触ピンと接触するエン
   ボスを設け、 該エンボスには前記接触ピンを受容する緩く傾斜した先
   導面を設け、 前記エンボスと前記ビームの端縁との間に傾斜面を設け
   たことを特徴とする接触ソケット。