JP7426728B2

JP7426728B2 - 電気接点ユニットおよび電気接点装置

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Publication number: JP7426728B2
Application number: JP2021100246A
Authority: JP
Inventors: 慶介栗本
Original assignee: 株式会社グローブ・テック
Priority date: 2021-06-16
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2024-02-02
Anticipated expiration: 2041-06-16
Also published as: US20240136749A1; US20240235085A9; JP2022191796A

Description

本発明は、第１部材と第２部材の電気接続を行う電気接点の技術に関する。

特許文献１には、バネ弾性を有する支持薄板と複数のウェブ要素とを有するコンタクト要素が開示されている。ウェブ要素は、板状であり、端部を曲げて支持薄板を挟んで取り付けられ、コンタクト対象物に対して弾性的に接触可能に取り付けられる。

国際公開２００８－０９２２８４号

特許文献１に記載の技術では、ウェブ要素がコンタクト対象物に接触して支持薄板に直交する方向に弾性変形する構成であるため、ウェブ要素の接触代を長くすると弾性力が落ちて接触が安定しないおそれがある。

本発明の目的は、導電部が第１部材から突出する長さを大きくすることが容易な電気接点の技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、第１部材に設けられ、第１部材および第２部材を電気的に接続する電気接点ユニットであって、第１部材および第２部材に当接可能な導電部と、導電部を揺動可能に支持する支持部と、を備える。導電部は、第１部材に当接する第１当接部と、第２部材に当接する第２当接部と、第１当接部および第２当接部の間に位置する揺動支点と、を有する。支持部は、揺動支点を少なくとも支持し、第２部材が第２当接部に押し当てられると、導電部が揺動支点で回転して第１当接部が第１部材に押し当てられる。

本発明の別の態様は、第１部材および第２部材を電気的に接続する電気接点装置である。この電気接点装置は、第１部材と、第１部材に設けられる支持部と、支持部に揺動可能に支持され、第１部材および第２部材に当接可能な導電部と、を備える。導電部は、第１部材に当接する第１当接部と、第２部材に当接する第２当接部と、第１当接部および第２当接部の間に位置する揺動支点と、を有する。支持部は、揺動支点を少なくとも支持し、第２部材が第２当接部に押し当てられると、導電部が揺動支点で回転して第１当接部が第１部材に押し当てられる。

導電部が第１部材から突出する長さを大きくすることが容易な電気接点の技術を提供できる。

実施例の電気接点ユニットの斜視図である。第１部材に取り付けた電気接点装置の斜視図である。図２に示す電気接点装置の線分Ａ－Ａ断面図である。第２部材に接続完了した状態の電気接点装置の断面図である。第１変形例の電気接点ユニットの斜視図である。第１変形例の電気接点装置の斜視図である。図６に示す電気接点装置の線分Ｂ－Ｂ断面図である。第２変形例の電気接点装置の断面図である。第３変型例の電気接点装置の断面図である。

図１は、実施例の電気接点ユニット１０の斜視図である。電気接点ユニット１０は、不図示の第１部材に取り付けられ、不図示の第２部材の平面部分に押し当てられて、第１部材および第２部材を電気的に接続する。

電気接点ユニット１０は、支持部２０および導電部２２を備え、長手状に形成される。導電部２２は、第１部材および第２部材に当接して、通電可能にする。導電部２２は、長手方向に離間するように並列して複数設けられており、電気接点ユニット１０は、多接点での電気接続を実現する。支持部２０は、導電部２２ごとに設けられるものの、長手方向に連なっている。

支持部２０および導電部２２が別部材で構成されているため、支持部２０を導電率が低い材料で形成でき、メッキなどで腐食性を高めることや、弾性に優れた材料や温度耐性が高い材料を用いることができる。また、支持部２０が導電部２２よりも導電率が低い材料で形成されることで、通電時の導電経路が導電部２２のみを通ることになり、支持部２０を通らないようにできる。また、導電部２２が電気接点ユニット１０において占める割合を減らすことで、銀メッキなどを施した高価な材料を用いてもコストを抑えることができる。

図２は、第１部材１２に取り付けた電気接点装置１の斜視図である。電気接点装置１は、電気接点ユニット１０と第１部材１２とを備える。電気接点ユニット１０は、第１部材１２に形成された溝部１２ａに取り付けられ、複数の導電部２２が第１部材１２よりも突出している。

図３は、図２に示す電気接点装置１の線分Ａ－Ａ断面図である。また、図３には、電気接続の相手となる第２部材１４を示す。図３に示す第２部材１４は、電気接点ユニット１０に接触開始した状態を示し、さらに第１部材１２に向かって押し当てられて第１部材１２に当たると接続完了する。図３に示す断面は、支持部２０が導電部２２を付勢する方向（上方向）に沿っている。

第１部材１２は、溝部１２ａ、段差１２ｂ、規制面１２ｃ、第１内側面１２ｄ、第２内側面１２ｅ、底面１２ｆおよび凹部１２ｇを有する。溝部１２ａは、対向する第１内側面１２ｄおよび第２内側面１２ｅと、底面１２ｆによって画成される。段差１２ｂは、第１内側面１２ｄに形成され、支持部２０を引っ掛けることができる。第１内側面１２ｄおよび第２内側面１２ｅが対向する方向を幅方向といい、幅方向は図３の左右方向である。

底面１２ｆは、支持部２０が着座する座面として機能する。凹部１２ｇは第２内側面１２ｅの下部に凹んで形成される。凹部１２ｇは、導電部２２の端部が入り込む空間を形成する。規制面１２ｃは、凹部１２ｇの上面に位置し、底面１２ｆと対向する。

規制面１２ｃは、導電部２２に当接して、電気接点ユニット１０が第１部材１２から外れるのを規制する。規制面１２ｃは、底面１２ｆに対して傾斜しており、凹部１２ｇへの導電部２２の挿入を容易にする。導電部２２は、凹部１２ｇに遊嵌されている。段差１２ｂ、規制面１２ｃおよび凹部１２ｇは、溝部１２ａの長手方向に沿って、溝部１２ａのほぼ全域に亘って形成される。

導電部２２は、第１当接部３０、第２当接部３２、揺動支点３４およびストッパ３６を有する。導電部２２は、支持部２０のように撓み可能ではなく、剛体である。第１当接部３０は、導電部２２の一端側に位置し、第２当接部３２は、導電部２２の他端側に位置する。第１当接部３０は、第１部材１２に当接し、第２当接部３２は、第２部材１４に当接する。

第１当接部３０は、凹部１２ｇに入り込み、規制面１２ｃに対向して配置される。規制面１２ｃは、図３に示す通常状態の第１当接部３０の面に沿って傾斜しており、取付状態の導電部２２の姿勢を安定させている。通常状態は、第１部材１２と第２部材１４とが通電していない状態であり、第２部材１４が導電部２２に押し当てられていない状態である。第１当接部３０は、通常状態で凹部１２ｇに遊嵌されており、規制面１２ｃに当接しても離間してもよい。

第２当接部３２は、溝部１２ａから出て第１部材１２よりも上方に突出する。ストッパ３６は、導電部２２の他端側に位置し、下方に突出する。ストッパ３６は、底面１２ｆ側の支持部２０に当接して、導電部２２の過度な変位を抑える。

揺動支点３４は、幅方向において、第１当接部３０および第２当接部３２の間に位置する。揺動支点３４は、支持部２０に支持され、揺動する導電部２２の回転支点となる。また、揺動支点３４は、幅方向において第１当接部３０よりも第２当接部３２の近くに位置する。

第１当接部３０での導電部２２の厚さＴ１は、第２当接部３２での導電部２２の厚さＴ２よりも薄い。導電部２２は、第１当接部３０側が第２当接部３２側がよりも薄く形成される。これにより、第１当接部３０を凹部１２ｇに差し込みやすくなる。また、第２当接部３２での導電部２２の厚さＴ２を厚くすることで、導電部２２の傾斜角が小さくても第２当接部３２が第１部材１２から突出する量を大きくでき、第１部材１２および第２部材１４の寸法誤差を許容しやすくできる。また、第２当接部３２が第１部材１２から突出する量を大きくすることで、第２部材が電気接点ユニット１０に接触可能な範囲を大きくできる。

支持部２０は、係合片部４０、屈曲部４４および連結部４６を有する。支持部２０は、例えば金属材料で形成された板状のバネ部材であって、導電部２２を第２部材１４に向かって付勢する。支持部２０は、メッキが施されてよい。

係合片部４０は、底面１２ｆに沿って延在し、底面１２ｆに着座する。係合片部４０は、係合片部４０の第１内側面１２ｄ側の端部に形成された係合爪４２を有する。係合爪４２は、段差１２ｂに係合し、係合片部４０の端部が溝部１２ａから外れる動きを制限する。係合片部４０は、第１部材１２の長手方向につながっている。

屈曲部４４は、係合片部４０から折り返すように屈曲し、湾曲して形成される。屈曲部４４は、第１当接部３０よりも第２当接部３２側に位置し、第１当接部３０は屈曲部４４よりも幅方向において凹部１２ｇ側に出ている。連結部４６は、屈曲部４４から係合片部４０に対向するように延出して、導電部２２に連結する。連結部４６は、導電部２２の下面に沿って面接触しており、溶着または接着によって固着されて導電部２２に連結する。

連結部４６は、導電部２２の下面に一定の幅を持って固着されており、その固着部分のうち、幅方向における最も屈曲部４４側に位置する固着端４６ａが、導電部２２の揺動支点３４を支持する。これにより、導電部２２が連結部４６によって揺動可能に支持される。

電気接点ユニット１０は、係合片部４０の係合爪４２が段差１２ｂに引っ掛かり、導電部２２の第１当接部３０が規制面１２ｃに引っ掛かることで、電気接点ユニット１０の両側が第１部材１２の溝部１２ａに引っ掛かり、第１部材１２に取り付けられる。

図４は、第２部材１４に接続完了した状態の電気接点装置１の断面図である。第２部材１４は、第１部材１２に当接し、電気接点ユニット１０に押し当てられている。

導電部２２の第２当接部３２が第２部材１４によって底面１２ｆ側に押され、導電部２２が揺動支点３４で回転し、第１当接部３０が規制面１２ｃに押し当てられる。これにより、第２当接部３２から第１当接部３０を通る導電経路で、第１部材１２および第２部材１４が通電する。導電部２２の揺動が隣り合う導電部２２に干渉しないため、複数の導電部２２を狭いピッチで配置することができる。導電部２２の揺動によって電気接続をなすことで、導電部２２を溝部１２ａから大きく突出する設定が容易であり、第２部材１４による押し当て力を小さくなるように設定することが可能である。

幅方向において、第１当接部３０と揺動支点３４との長さＬ１は、第２当接部３２と揺動支点３４との長さＬ２よりも短く、例えば第２当接部３２と揺動支点３４との長さＬ２の半分以下である。これにより、第２部材１４の押し当て力が小さくても、第１当接部３０が規制面１２ｃに押し当てられる力を高めることができる。そのため、規制面１２ｃに経時的に形成された酸化皮膜を削ることができ、酸化皮膜による抵抗を減少させ、電流を流れやすくできる。

導電部２２の揺動によって、連結部４６が導電部２２とともに底面１２ｆに接近するように変位し、屈曲部４４およびその周辺が撓む。これにより、導電部２２が上方に付勢され、第１当接部３０が規制面１２ｃに押し当てられ、第２当接部３２が第２部材１４に押し当てられ、接触状態を安定させることができる。

また、第１当接部３０が規制面１２ｃに向かって持ち上げられることで、屈曲部４４が底面１２ｆから離れるように浮き上がる。すなわち、導電部２２が第２部材１４に押し当てられて揺動した際に、屈曲部４４が第２部材１４に向かって変位する。これにより、屈曲部４４が大きく変形することを抑え、塑性変形を生じにくくでき、耐久性を向上できる。

図５は、第１変形例の電気接点ユニット１００の斜視図である。第１変形例の電気接点ユニット１００は、図１に示す電気接点ユニット１０と比べて、環状に形成されている点が異なる。

電気接点ユニット１００は、支持部１２０および導電部１２２を備える。導電部１２２は、支持部１２０の径方向内側に配置され、周方向に離間して複数設けられる。

図６は、第１変形例の電気接点装置１０１の斜視図である。電気接点装置１０１は、電気接点ユニット１００および第１部材１１２を備える。第１部材１１２は、円筒状に形成されたソケットである。第１部材１１２の内周面には、溝部１１２ａが形成されており、溝部１１２ａに電気接点ユニット１００が取り付けられる。導電部１２２は、第１部材１１２の内周面よりも径方向内向きに突出している。

図７は、図６に示す電気接点装置１０１の線分Ｂ－Ｂ断面図である。なお、図７には、第１部材１１２に挿入された第２部材１１４が示される。第２部材１１４は、ソケットである第１部材１１２に挿入可能なピンである。

第１部材１１２は、環状に形成された溝部１１２ａと、係合爪４２に係合する段差１１２ｂと、第１当接部１３０の回転を規制する規制面１１２ｃ、第１当接部１３０を受け入れる凹部１１２ｇと、溝部１１２ａの底面１１２ｆとを有する。

導電部１２２は、第１当接部１３０、第２当接部１３２、揺動支点１３４およびガイド面１３８を有する。第１当接部１３０は、凹部１１２ｇに隙間を持って入り込み、規制面１１２ｃに対向して配置される。第２当接部１３２は、溝部１１２ａから出て第１部材１１２よりも内方に突出する。

揺動支点１３４は、幅方向において、第１当接部３０および第２当接部３２の間に位置する。揺動支点１３４は、支持部１２０に支持され、揺動する導電部１２２の回転支点となる。導電部１２２の回転軸は、環状の支持部１２０が形成する円の接線方向に沿っており、第２部材１１４の挿入方向に直交する。

第２部材１１４が第１部材１１２に差し込まれると、まず導電部１２２のガイド面１３８に当たり、導電部１２２を径方向外向きに押し込む。導電部１２２の第２当接部１３２が第２部材１１４によって底面１１２ｆ側に押され、導電部１２２が揺動支点１３４で回転し、第１当接部１３０が規制面１１２ｃに押し当てられる。これにより、第２当接部１３２から第１当接部１３０を通る導電経路で、第１部材１１２および第２部材１１４が通電する。

図８は、第２変形例の電気接点装置２０１の断面図である。なお、図８には、ソケット状の第２部材２１４も示している。第２変型例の電気接点装置２０１は、図７に示す電気接点装置１０１と比べて、電気接点ユニット２１０の取付位置が異なり、ピンである第１部材２１２に取り付けられて外方に突出する点で異なるが、各機能は同様である。

電気接点ユニット２１０は、支持部２２０および導電部２２２を有し、第１部材２１２の溝部２１２ａに取り付けられる。導電部２２２は、支持部２２０に揺動可能に支持され、溝部２１２ａから径方向外向きに突出する。

このように、電気接点ユニットは平面状の押し当て式の態様に限らず、ソケットまたはピンのいずれか一方に設けられてよい。いずれにしても、電気接点ユニットは、支持部および導電部が異なる材料で形成され、導電部が支持部に揺動可能に支持される。

図９は、第３変型例の電気接点装置３０１の断面図である。第３変型例の電気接点装置３０１は、図３に示す電気接点装置１と比べて、支持部３２０が第１部材３１２に設けられる点で異なる。

第１部材３１２は、溝部３１２ａ、規制面３１２ｃ、底面３１２ｆおよび凹部３１２ｇに加えて、底面３１２ｆから突出する支持部３２０を有する。導電部３２２は、第１当接部３３０、第２当接部３３２および揺動支点３３４を有する。揺動支点３３４は、支持部３２０に載置されて支持されている。

バネ部材３２４は、係合片部３４０、屈曲部３４４および連結部３４６を有する。係合片部３４０は、底面３１２ｆに固着され、連結部３４６は、導電部２２の下面に固着される。バネ部材３２４は、導電部３２２の第２当接部３３２を溝部３１２ａから出す方向に付勢する。このように導電部３２２の揺動支点３３４を支持する構成は、第１部材３１２に設けられてよい。

本発明は、上述の各実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。

１電気接点装置、１０電気接点ユニット、１２第１部材、１２ａ溝部、１２ｂ段差、１２ｃ規制面、１２ｄ第１内側面、１２ｅ第２内側面、１２ｆ底面、１２ｇ凹部、１４第２部材、２０支持部、２２導電部、３０第１当接部、３２第２当接部、３４揺動支点、３６ストッパ、４０係合片部、４２係合爪、４４屈曲部、４６連結部、４６ａ固着端。

Claims

第１部材に設けられ、前記第１部材および第２部材を電気的に接続する電気接点ユニットであって、
前記第１部材および前記第２部材に当接可能な導電部と、
バネ部材であり、前記導電部を揺動可能に支持する支持部と、を備え、
前記導電部は、
前記第１部材に当接する第１当接部と、
前記第２部材に当接する第２当接部と、
前記第１当接部および前記第２当接部の間に位置する揺動支点と、を有し、
前記支持部は、前記揺動支点を少なくとも支持し、前記導電部を前記第２部材に向かって付勢し、
前記第２部材が前記第２当接部に押し当てられると、前記導電部が前記揺動支点で回転して前記第１当接部が前記第１部材に押し当てられ、
前記支持部は、
前記第１部材に係合する係合片部と、
前記係合片部から折り返すように屈曲する屈曲部と、
前記屈曲部から前記係合片部に対向するように延出し、前記導電部に連結する連結部と、を有し、
前記連結部は、前記揺動支点を支持することを特徴とする電気接点ユニット。
第１部材に設けられ、前記第１部材および第２部材を電気的に接続する電気接点ユニットであって、
前記第１部材および前記第２部材に当接可能な導電部と、
前記導電部を揺動可能に支持する支持部と、を備え、
前記導電部は、
前記第１部材に当接する第１当接部と、
前記第２部材に当接する第２当接部と、
前記第１当接部および前記第２当接部の間に位置する揺動支点と、を有し、
前記支持部は、前記揺動支点を少なくとも支持し、
前記第２部材が前記第２当接部に押し当てられると、前記導電部が前記揺動支点で回転して前記第１当接部が前記第１部材に押し当てられ、
前記導電部は、前記第１当接部側が前記第２当接部側よりも薄く形成されることを特徴とする電気接点ユニット。
前記導電部が前記第２部材に押し当てによって揺動した際に、前記屈曲部が前記第２部材に向かって変位することを特徴とする請求項１に記載の電気接点ユニット。
前記導電部は、前記第１当接部側が前記第２当接部側よりも薄く形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電気接点ユニット。
第１部材および第２部材を電気的に接続する電気接点装置であって、
前記第１部材と、
前記第１部材に設けられ、バネ部材である支持部と、
前記支持部に揺動可能に支持され、前記第１部材および前記第２部材に当接可能な導電部と、を備え、
前記導電部は、
前記第１部材に当接する第１当接部と、
前記第２部材に当接する第２当接部と、
前記第１当接部および前記第２当接部の間に位置する揺動支点と、を有し、
前記支持部は、前記揺動支点を少なくとも支持し、前記導電部を前記第２部材に向かって付勢し、
前記第２部材が前記第２当接部に押し当てられると、前記導電部が前記揺動支点で回転して前記第１当接部が前記第１部材に押し当てられ、
前記支持部は、
前記第１部材に係合する係合片部と、
前記係合片部から折り返すように屈曲する屈曲部と、
前記屈曲部から前記係合片部に対向するように延出し、前記導電部に連結する連結部と、を有し、
前記連結部は、前記揺動支点を支持することを特徴とする電気接点装置。
第１部材および第２部材を電気的に接続する電気接点装置であって、
前記第１部材と、
前記第１部材に設けられる支持部と、
前記支持部に揺動可能に支持され、前記第１部材および前記第２部材に当接可能な導電部と、を備え、
前記導電部は、
前記第１部材に当接する第１当接部と、
前記第２部材に当接する第２当接部と、
前記第１当接部および前記第２当接部の間に位置する揺動支点と、を有し、
前記支持部は、前記揺動支点を少なくとも支持し、
前記第２部材が前記第２当接部に押し当てられると、前記導電部が前記揺動支点で回転して前記第１当接部が前記第１部材に押し当てられ、
前記導電部は、前記第１当接部側が前記第２当接部側よりも薄く形成されることを特徴とする電気接点装置。