JP5227124B2

JP5227124B2 - 接点装置

Info

Publication number: JP5227124B2
Application number: JP2008242623A
Authority: JP
Inventors: 啓太本間; 利幸杉浦
Original assignee: Kojima Industries Corp
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2028-09-22
Also published as: JP2010073625A

Description

本発明は、弾性部材を用いて接点部材を被当接体に押し当てる構成を有する接点装置に関する。

図６及び図７に従来の接点装置１００の外観図及び断面図（Ａ−Ａ）を示す。接点装置１００は、絶縁性部材からなる基体部１０、コイルスプリング１２、被当接部１０２に押し当てられる当接部１４、当接部１４をガイドする中間ケース１６、当接部１４に電気的に接触するプレート１８及びプレート１８に電気的に接続されるリード線２０を含んで構成される。

基体部１０に対して相対的に移動可能に中間ケース１６が取り付けられる。中間ケース１６に対して相対的に移動可能に当接部１４が填め込まれ、中間ケース１６内に配置されたコイルスプリング１２によって当接部１４を付勢する。当接部１４は導電性ゴム等で構成され、当接部１４はプレート１８及びリード線２０を介してアンプ等の接続端子に接続される。コイルスプリング１２の弾性を利用して、接点装置１００の当接部１４を車両用ウインドウアンテナ等の被当接部１０２に押し当てることによって、被当接部１０２とアンプ等を電気的に接続することができる。

図８及び図９に従来の別の接点装置１０４の外観図及び断面図を示す。接点装置１０４は、絶縁性部材からなる基体部２２、導電性の板バネ２４、被当接部１０２に押し当てられる当接部２６及び当接部２６をガイドする中間ケース２８を含んで構成される。

基体部２２に対して相対的に移動可能に中間ケース２８が取り付けられる。中間ケース２８内に板バネ２４を配置し、板バネ２４によって当接部２６を付勢する。当接部２６は導電性ゴム等で構成され、当接部２６は板バネ２４によって被当接部１０２に押し当てられる。板バネ２４にはリード部２４ａが設けられており、このリード部２４ａをアンプ等の接続端子に接続する。これにより、被当接部１０２とアンプ等を電気的に接続することができる。

これらの接点装置１００，１０４を用いることにより、二つの部品間で電気的な接続のための結線作業が不要になるというメリットがあり、特に、二つの部品間の距離が変動したり、個体差（ばらつき）があったりする場合に有効である。

特開２００５−１６６３１１号公報特開２００５−３３２６４３号公報

ところで、リード線を介して接続を行う接点装置では、リード線がもつインダクタンス成分により高周波領域での伝送損失が大きくなる。また、板バネを用いて接続を行う接点装置では、板バネを蛇腹状に形成しているために伝送路長が長くなり、伝送損失が大きくなる。

本発明の１つの態様は、基体部と、胴部と、前記胴部の端部において被当接体に押し付けられる当接面と、を有し、前記基体部に対して前記胴部の延伸方向に相対的に移動可能である導電性の当接部と、前記当接部の前記胴部の中空筒状内、又は、前記胴部の外周領域、に前記当接部に対して摺動可能に配置され、前記当接部と電気的に導通する導電性プレートと、前記基体部に装着され、前記胴部の延伸方向に前記当接部を付勢する弾性部材と、を備えることを特徴とする接点装置である。

ここで、前記当接部と前記導電性プレートとは間隙をもって配置され、前記間隙の平均値は０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好適である。

また、前記当接部は、少なくともその表面に潤滑メッキが施されていることが好適である。

また、前記弾性部材により前記当接部を前記被当接体に当接させることによって、前記当接部を介して前記導電性プレートと高周波信号の導通を確保することが好適である。

本発明によれば、高周波領域での伝送損失を低減した接点装置を実現できる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかる接点装置２００の一例を示す外観図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。

接点装置２００は、基体部３０、弾性部材３２、当接部３４及び導電性プレート３６を含み、第一の部品（例えば、図示しない車両ウインドウアンテナ用の信号処理ユニット等）側と被当接体としての第二の部品２０２（例えば、車両ウインドウ等）側との間で導通路を形成するために用いられる。図１〜３の例では、第一の部品の入力端子への接続線（図示せず）、当接部３４、導電性プレート３６及び第二の部品２０２の導体パターン２０４が電気的に接続されて導通路が形成される。

基体部３０は、絶縁性部材（例えばナイロン樹脂）によって構成される。基体部３０は、第一の部品側に固定される。図１〜図３の例では、基体部３０にはボルト挿入穴３０ａを設け、ボルト挿入穴３０ａに螺入されたタップスクリュー（図示せず）により、第一の部品に基体部３０を固定することが可能である。

基体部３０にはガイド孔３０ｂが設けられる。ガイド孔３０ｂは、図２および図３に示すように、基体部３０に弾性部材３２、当接部３４及び導電性プレート３６を装着するために設けられる。ガイド孔３０ｂは、設置面となる裏面に対して略垂直となる方向（図２及び図３の矢印Ｃに沿う方向：以下、Ｃ方向または上下方向とする）に伸びる中空形状を有し、基体部３０の上部側及び下部側に開口を有する。表面側の開口部は絞り加工され、当接部３４の胴部３４ａが通り、当接部３４の下部に設けられる係合爪３４ｂが通らない形状及び大きさとされる。また、裏面側の開口部は当接部３４の胴部３４ａ及び係合爪３４ｂが通る形状及び大きさに加工される。

基体部３０は、下部部材３０ｃを有する。下部部材３０ｃは、ガイド孔３０ｂの下部を塞ぐように嵌め込まれる。下部部材３０ｃを装着した状態において、ガイド孔３０ｂの中空部と基体部３０の外部とを繋ぐガイド溝３０ｄが形成される。また、下部部材３０ｃには弾性部材３２及び導電性プレート３６の装着位置を固定する構造を持たせることも好適である。

当接部３４は、被当接体に押し当てられる部材である。本実施の形態における当接部３４は、上部が平坦な上面が塞がれ、下部が開口した中空筒形状を有する。当接部３４は、その胴部３４ａがガイド孔３０ｂの開口部の形状に相似し、わずかに小さい断面を有する。当接部３４は、基体部３０のガイド孔３０ｂに間隙を有するように緩装される。当接部３４を基体部３０のガイド孔３０ｂに装着した場合、ガイド孔３０ｂの上下方向に沿ってストローク（摺動）可能となる。当接部３４の下部端の外周には、上下方向に対して垂直方向・外向きに突出する係合爪３４ｂを設ける。係合爪３４ｂは、当接部３４をガイド孔３０ｂに挿入した状態においてガイド孔３０ｂの上部開口部の絞り形状に引っ掛かり、当接部３４が基体部３０から抜け落ちないように機能する。

当接部３４は、外面と内面との間が電気的に導通した状態となるように形成する。例えば、導電性の材料、例えば鉄やアルミニウム等で構成する。または、絶縁性部材の表面に導電性材料の層を形成する。

さらに、当接部３４には潤滑メッキを施すことが好適である。例えば、ニッケル等の金属にポリテトラフルオロエチレン（テフロン：登録商標）等の潤滑剤を混合した材料をメッキする。潤滑メッキは、当接部３４の少なくとも胴部３４ａ、特に胴部３４ａの上面に施すことが好適である。潤滑メッキによって、当接部３４の胴部３４ａが被当接体（導体パターン２０４等）に押し当てられたときに、胴部３４ａと被当接体との間の接触を確実にすることができる。

また、潤滑メッキのみならず、潤滑塗装を行うことも好適である。潤滑塗装は、塗膜に例えばＰＴＦＥやＭｏＳ₂を混入させて潤滑性をもたせたものである。このような潤滑塗装であっても３００ＭＨｚ以上の高周波領域においては潤滑メッキと同等の特性を確保することができる。また、振動耐久性においても、潤滑塗装の方がＰＴＦＥ等の含有量が多くできるため、より削れ難くすることができる。

当接部３４の胴部３４ａと基体部３０のガイド孔３０ｂとの間の間隙は、当接部３４を被当接体に押し付けた際に当接部３４が真っ直ぐに押し込まれなかったときの緩衝空間として機能する。当接部３４がほぼ直下方に押し下げられた場合には、当接部３４はガイド孔３０ｂのガイド方向（Ｃ方向）に対して傾斜することなく、そのまま下方にストロークする。一方、当接部３４に対して被当接体が傾いている場合、当接部３４は被当接体に押し付けられるように横方向にオフセットしつつ押し込まれる。この場合、当接部３４の胴部３４ａと基体部３０のガイド孔３０ｂとの間の間隙を緩衝部として、当接部３４はガイド方向（Ｃ方向）に対して僅かに傾くことができ、当接部３４の上面は被当接体に正対するように押し付けられる。これにより、当接部２８の当接面と被当接体の当接面とが面接触の状態を維持することができ、耐摩耗性が向上するとともに、片当たりによる接触抵抗の増大を抑制することができる。

導電性プレート３６は、本体部３６ａと外部接続端子部３６ｂとを備える。導電性プレート３６は、当接部３４と少なくとも高周波的に導通する部材である。導電性プレート３６は、導電性の材料、例えば鉄やアルミニウム等で構成する。また、導電性プレート３６にはメッキを施してもよい。例えば、ニッケル等の金属をメッキすることが好適である。

本体部３６ａは、当接部３４の中空部の断面形状と相似し、僅かに小さく成型された断面を有する中空筒状に加工する。また、外部接続端子部３６ｂは、本体部３６ａを第一の部品と電気的に接続するための端子である。外部接続端子部３６ｂは、本体部３６ａの下端部付近から外向きに突出し、基体部３０のガイド溝３０ｄに沿って装着可能な形状に成型される。

本実施の形態における導電性プレート３６は、本体部３６ａが当接部３４の中空部内に挿入された状態となるように基体部３０のガイド孔３０ｂ内に装着される。本体部３６ａは、当接部３４の中空部に挿入された状態において、その外周表面が当接部３４の胴部３４ａの内面に対して平均０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の間隙を有するように成形する。これにより、導電性プレート３６は、当接部３４に対して相対的にストローク（摺動）可能となる。また、外部接続端子部３６ｂがガイド溝３０ｄを通じた基体部３０の外部からの伝送路となる。

弾性部材３２は、当接部３４を上方に付勢するために設けられる。弾性部材３２は、当接部３４を付勢することができればよく、例えば、コイルスプリングや板バネ等の弾性体を適用すればよい。弾性部材３２の材料は、特に限定されるものではなく、金属等の導電性材料であってもよいし、ゴム等の絶縁性材料であってもよい。ここでは、弾性部材３２は、当接部３４及び導電性プレート３６の中空部に挿入され、基体部３０の下部部材３０ｃによって当接部３４の上面を内側から上方へ付勢するように基体部３０のガイド孔３０ｂ内に装着される。

弾性部材３２は、当接部３４が最も上方の位置にある状態で自由長より短くなるように構成する。そして、当接部３４が被当接体（第二の部品２０２）に当接した状態では、当接部３４が下方に押し込まれ、弾性部材３２が伸長する方向に付勢力を発生するように基体部３０下面と被当接体の当接面（導体パターン２０４の表面）との距離や、接点装置２００の各部の寸法を決定する。この付勢力による当接面に対する接触面圧によって当接部３４は被当接体（導体パターン２０４等）に押しつけられる。

本実施の形態における接点装置２００では、接点装置２００の当接部３４を被当接体に接触させた場合、当接部３４の胴部３４ａと導電性プレート３６の本体部３６ａとの接触部分、及び、当接部３４の胴部３４ａと導電性プレート３６の本体部３６ａとの間の間隙を介して当接部３４と導電性プレート３６とが電気的に接続される。これにより、当接部３４が被当接体（第二の部品２０２）に当接した状態において、当接部３４及び導電性プレート３６を介して第一の部品までの導通が得られる。

このとき、当接部３４と導電性プレート３６とは、被当接体（第二の部品２０２）から第１の部材までを短い導通経路で結び、従来のように比較的高いインダクタンスを有する弾性部材を通じて信号を伝送せず、弾性部材のインダクタンスの影響を受けることなく、より高い高周波伝送特性をもたせることができる。特に３００ＭＨｚの高周波領域における送受信において極めて優れた高周波伝送特性を実現することができる。

なお、当接部３４と導電性プレート３６との間の間隙は電気的な容量を形成し、被当接体（導体パターン２０４等）から外部接続端子部３６ｂへはこの間隙を介して高周波信号が伝達される。すなわち、当接部３４と導電性プレート３６と間隙は、高周波信号にとって大きな損失を与えるものではない。

なお、本実施の形態では弾性部材３２を当接部３４及び導電性プレート３６の中空部内に配置したが、当接部３４を上方に付勢できるものであれはこれに限定されるものではない。

例えば、図４の断面図に示すように、弾性部材３２を導電性プレート３６の外部に配置する構造としてもよい。弾性部材３２を導電性プレート３６の本体部３６ａの外周部に配置し、当接部３４の下端部を上方へ付勢する。また、図５の断面図に示すように、当接部３４と導電性プレート３６の両方を付勢する構造としてもよい。弾性部材３２を導電性プレート３６の本体部３６ａの下端部に配置し、導電性プレート３６と共に当接部３４を下端部から上方へ付勢する。

また、導電性プレート３６を当接部３４の外周領域に配置した構造としてもよい。この場合、導電性プレート３６を中空筒形状とし、その内部に当接部３４を導電性プレート３６に対してストローク（摺動）可能に配置する。この場合、当接部３４を中空形状とする必要はなく、当接部３４を棒状の部材としてもよい。

本実施形態にかかる接点装置２００（２０６，２０８）は、車両用ガラスアンテナのアンテナエレメントとその信号処理装置との間の配線回路に適用することができる。車両用ガラスアンテナとは、例えば、リアウインドウガラスの車室側に、印刷等により貼り付けられる。アンテナエレメントの一端は、車両のルーフパネルとリアウインドウガラスの重合部分で延設され、ルーフパネルにはアンテナエレメントで受信した信号を処理するためにアンプをはじめとする信号処理回路が搭載される。接点装置２００（２０６，２０８）の外部接続端子部３６ｂは信号処理回路に接続される。接点装置２００（２０６，２０８）の当接部３４がアンテナエレメントの導電パターンに押し付けられ、アンテナエレメントと信号処理回路との間の導通が確保される。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、等価な範囲内で種々の変形が可能であることを理解されたい。

本発明の実施形態にかかる接点装置の外観図である。図１の接点装置のＡ−Ａ断面図である。図２の接点装置のＢ−Ｂ断面図である。本発明の実施の形態における接点装置の別例を示す図である。本発明の実施の形態における接点装置の別例を示す図である。従来の接点装置を示す外観図である。従来の接点装置を示す断面図である。従来の接点装置を示す外観図である。従来の接点装置を示す断面図である。

符号の説明

１０基体部、１２コイルスプリング、１４当接部、１６中間ケース、１８プレート、２０リード線、２２基体部、２４板バネ、２４ａリード部、２６当接部、２８中間ケース、２８当接部、３０基体部、３０ａボルト挿入穴、３０ｂガイド孔、３０ｃ下部部材、３０ｄガイド溝、３２弾性部材、３４当接部、３４ａ胴部、３４ｂ係合爪、３６導電性プレート、３６ａ本体部、３６ｂ外部接続端子部、１００，１０４，２００，２０６，２０８接点装置、２０２第２の部品、２０４導体パターン。

Claims

基体部と、
胴部と、前記胴部の端部において被当接体に押し付けられる当接面と、を有し、前記基体部に対して前記胴部の延伸方向に相対的に移動可能である導電性の当接部と、
前記当接部の前記胴部の中空筒状内、又は、前記胴部の外周領域、に前記当接部に対して摺動可能に配置され、前記当接部と電気的に導通する導電性プレートと、
前記基体部に装着され、前記胴部の延伸方向に前記当接部を付勢する弾性部材と、
を備え、
前記当接部と前記導電性プレートとは間隙をもって配置され、
前記間隙の平均値は０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることを特徴とする接点装置。
請求項１に記載の接点装置であって、
前記当接部は、少なくともその表面に潤滑メッキが施されていることを特徴とする接点装置。
請求項１又は２に記載の接点装置であって、
前記弾性部材により前記当接部を前記被当接体に当接させることによって、前記当接部を介して前記導電性プレートと高周波信号の導通を確保することを特徴とする車両用ウインドウアンテナに用いられる接点装置。