JP6268896B2 - 接触子 - Google Patents

Description

本発明は、接触子、例えばセンサあるいはノズルセンサに用いられる接触子に関する。

従来、センサ等に使用される接触子としては、例えば、特開２００９−１２８２１８号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この接触子は、略ジグザグ状に形成されている変形部と、変形部の両端に各々設けられている接触部とを備えている。

特開２００９−１２８２１８号公報

しかしながら、前記従来の接触子では、略ジグザグ状に形成されている変形部を電気が流れるが、変形部の電気抵抗が大きく、電気が流れにくい。このため、所望の導通性を確保できないという問題があった。

本発明は、前述の問題点に鑑み、所望の導通性を有し、接触信頼性の高い接触子を提供することを課題とする。

本発明の接触子は、両端に導電端子を有する蛇腹体と、前記導電端子の各々の基部から両側に延在する一対の第１，第２弾性可動腕部と、を備え、一対の前記第１，第２弾性可動腕部の自由端部が、前記導電端子の軸心方向の押圧に応じて相互に接離可能に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、導電端子を軸心方向に押圧したときに、第１，第２弾性可動腕部の自由端部が接触し、接触抵抗を低下させることができるので、所望の導通性を有し、接触信頼性の高い接触子が得られる。

本発明に係る他の実施形態としては、一対の前記第１，第２弾性可動腕部の前記自由端部に、相互に対向する接触部が形成されており、前記第１弾性可動腕部の前記接触部と前記第２弾性可動腕部の前記接触部とが、前記導電端子の軸心方向で接触する構成としてもよい。

本実施形態によれば、導電端子を軸心方向に押圧したときに、第１弾性可動腕部の接触部と第２弾性可動腕部の接触部とが、導電端子の軸心方向で接触するので、小さな操作力で操作できる。

本発明に係る他の実施形態としては、一対の前記第１，第２弾性可動腕部の前記自由端部の前記接触部が、相互に対向する当接面を各々有しており、前記導電端子を押圧して前記蛇腹体を圧縮させたときに、前記第１弾性可動腕部の前記当接面と前記第２弾性可動腕部の前記当接面とが、面接触する構成としてもよい。

本実施形態によれば、導電端子を押圧して蛇腹体を圧縮させたときに、第１弾性可動腕部の当接面と第２弾性可動腕部の当接面とが面接触するので、接触信頼性の高い接触子が得られる。

本発明に係る他の実施形態としては、一対の前記第１，第２弾性可動腕部が、前記蛇腹体に沿って直線的に延在すると共に、一対の前記第１，第２弾性可動腕部の前記自由端部の前記接触部が、相互に対向する係合爪部を各々有しており、前記導電端子が押圧されていない自由状態において、前記第１弾性可動腕部の前記係合爪部と前記第２弾性可動腕部の前記係合爪部とが、相互に係合接触する構成としてもよい。

本実施形態によれば、導電端子が押圧されていない自由状態において、第１弾性可動腕部の係合爪部と第２弾性可動腕部の係合爪部とが係合接触する。このため、前述の実施形態と動作原理の異なる接触子が得られ、設計の自由度が広くなるという利点がある。

本発明に係る他の実施形態としては、一対の前記第１，第２弾性可動腕部が蛇腹形状を有している構成としてもよい。

本実施形態によれば、設計の自由度が広くなるという利点がある。

本発明に係る他の実施形態としては、一対の前記第１，第２弾性可動腕部が、前記蛇腹体に沿って直線的に延在すると共に、一対の前記第１，第２弾性可動腕部の相互に対向する自由端部の少なくともいずれか一方に接点部が形成されており、前記導電端子を押圧して前記蛇腹体を圧縮させたときに、前記第１弾性可動腕部と前記第２弾性可動腕部とが、前記接点部を介して接触する構成としてもよい。

本実施形態によれば、導電端子を押圧して蛇腹体を圧縮させたときに、第１弾性可動腕部と第２弾性可動腕部とが接点部を介して圧接するので、電気抵抗を低減し、所望の導通性を確保し、接触信頼性の高い接触子が得られる。

本発明に係る他の実施形態としては、前記蛇腹体が、直線形状の中間部と、平行に隣り合う前記中間部を接続する円弧部とからなる構成としてもよい。

本実施形態によれば、設計し易い接触子が得られる。

本発明に係る他の実施形態としては、前記蛇腹体と前記導電端子との接続位置を、前記導電端子の軸心上に配置した構成としてもよい。

本実施形態によれば、蛇腹体と導電端子の接続位置を、導電端子の軸心上に配置した場合には、小さな操作力で操作でき、寿命の長い接触子が得られる。

本発明のセンサは、前記接触子を備えることを特徴とする。

本発明のセンサによれば、所望の導通性を有し、接触信頼性の高い接触子を備えたセンサが得られる。

本発明のノズルセンサは、前記接触子を備えることを特徴とする。

本発明のノズルセンサによれば、所望の導通性を有し、接触信頼性の高い接触子を備えたノズルセンサが得られる。

（Ａ）は、本発明の接触子の第１実施形態を示す斜視図、（Ｂ）は、動作前を示す正面図、（Ｃ）は、動作時を示す正面図である。 （Ａ）は、図１に示す接触子をハウジング内に収納した状態の動作前を示めす正面断面図、（Ｂ）は、動作時を示す正面断面図である。 （Ａ）は、本発明の接触子の第２実施形態を示す斜視図、（Ｂ）は、動作前を示す正面図、（Ｃ）は、動作時を示す正面図である。 （Ａ）は、図３に示す接触子をハウジング内に収納した状態の動作前を示めす正面断面図、（Ｂ）は、動作時を示す正面断面図である。 （Ａ）は、本発明の接触子の第３実施形態を示す斜視図、（Ｂ）は、動作前を示す正面図、（Ｃ）は、動作後の静止状態を示す正面図、（Ｄ）は、動作時を示す正面図である。 （Ａ）は、図５に示す接触子をハウジング内に収納した状態の動作前を示めす正面断面図、（Ｂ）は、動作後の静止状態を示す正面断面図、（Ｃ）は、動作時を示す正面断面図である。

以下、本発明の接触子を、図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の接触子１０は、図１に示すように、蛇腹体２０と、蛇腹体２０の両端に設けられた第１，第２導電端子３０，４０と、第１導電端子３０の基部から両側に延在する一対の第１弾性可動腕部５０と、第２導電端子４０の基部から両側に延在する一対の第２弾性可動腕部６０とで構成され、例えば、電鋳法で形成されている。また、接触子１０は、図２に示すように、ハウジング７０内に収納される。

第１導電端子３０と第２導電端子４０とは、互いの軸心が同一線上にあると共に、軸心に対して直交し、かつ、第１導電端子３０と第２導電端子４０との中間に位置する中間線を対称軸とする線対称の位置関係を有している。

蛇腹体２０は、直線形状の中間部２３と、隣り合う中間部２３，２３を接続する円弧部２４とで形成されている。中間部２３は、第１，第２導電端子３０，４０の軸心方向に対して直交する方向に配置されている。蛇腹体２０は、断面のアスペクト比が１．５以上、好ましくは２以上であるよう形成されている。なお、断面のアスペクト比は、蛇腹体２０の断面における厚さ寸法と高さ寸法との比を意味する。

第１導電端子３０は、正面略Ｔ字形状を有している。第１導電端子３０の軸心上には、先端部に接点３１が形成されている一方、基部に蛇腹体２０の一端２１が一体に接続されている。また、基部には幅広部３２が形成されており、この幅広部３２の両側から一対の第１弾性可動腕部５０，５０が突設されている。一対の第１弾性可動腕部５０，５０は、第１導電端子３０の軸心を対称軸とする線対称の位置関係を有している。なお、幅広部３２の幅は、蛇腹体２０の幅よりも大きくなるよう形成されており、蛇腹体２０と一対の第１弾性可動腕部５０，５０とが接触しないようになっている。

第１弾性可動腕部５０は、直線形状の中間部５３と、平行に隣り合う中間部５３，５３を接続する円弧部５４とで形成された蛇腹形状を有しており、蛇腹体２０に沿って延在している。第１弾性可動腕部５０の先端の自由端部は、中間部５３により構成されており、第２導電端子４０に対向する側に、接触部の一例の当接面５１が設けられている。

第２導電端子４０は、第１導電端子３０と同一の構成を有している。すなわち、第２導電端子４０は、正面略Ｔ字形状を有し、第２導電端子４０の軸心上には、先端部に接点４１が形成されている一方、基部に蛇腹体２０の一端２２が一体に接続されている。また、基部には幅広部４２が形成されており、この幅広部４２の両側から一対の第２弾性可動腕部６０，６０が突設されている。一対の第２弾性可動腕部６０，６０は、第２導電端子４０の軸心を対称軸とする線対称の位置関係を有している。なお、幅広部４２の幅は、第１導電端子３０と同様、蛇腹体２０の幅よりも大きくなるよう形成されており、蛇腹体２０と一対の第２弾性可動腕部６０，６０とが接触しないようになっている。

第２弾性可動腕部６０は、第１弾性可動腕部５０と同一の構成を有している。すなわち、直線形状の中間部６３と、平行に隣り合う中間部６３，６３を接続する円弧部６４とで形成された蛇腹形状を有しており、蛇腹体２０に沿って延在している。第２弾性可動腕部６０の先端の自由端部は、中間部６３により構成されており、第１導電端子３０に対向する側に接触部の一例の当接面６１が設けられている。

ハウジング７０は、図２に示すように、前記接触子１０を収納可能なスリット７１を有する直方体状であり、その上端部および下端部に、圧入孔７２，７２がそれぞれ形成されている。前記圧入孔７２，７２は、接触子１０をハウジング７０内に収納したときに、第１，第２導電端子３０，４０が、各々の軸心方向に移動可能な寸法で形成されている。

第１実施形態の接触子１０をハウジング７０に収納した状態では、図２（Ａ）に示すように、第１弾性可動腕部５０，５０の当接面５１，５１と第２弾性可動腕部６０，６０の当接面６１，６１との間には隙間が形成されており、第１弾性可動腕部５０，５０と第２弾性可動腕部６０，６０とは接触していない。

そして、第１，第２導電端子３０，４０を、それぞれハウジング７０内に圧入すると、蛇腹体２０が圧縮され、第１導電端子３０の幅広部３２および第２導電端子４０の幅広部４２がハウジング７０内に向かって移動する。このため、各導電端子の幅広部３２，４２が第１，第２導電端子３０，４０の軸心方向に移動することにより、図２（Ｂ）に示すように、第１弾性可動腕部５０，５０の当接面５１，５１と第２弾性可動腕部６０，６０の当接面６１，６１とが、第１，第２導電端子３０，４０の軸心方向で面接触し、導通する。この結果、小さな操作力で操作できる。

第１実施形態の接触子１０では、動作位置において、第１弾性可動腕部５０，５０と第２弾性可動腕部６０，６０とは、各々の当接面５１，６１により面接触するため、接触抵抗を低下させることができると共に、安定した電気的接触を得ることができ、このため、接触抵抗が小さく、接触信頼性の高い接触子１０が得られる。

また、第１，第２導電端子３０，４０の幅広部３２，４２の両側から、一対の第１，第２弾性可動腕部５０，６０を突設し、一対の第１，第２弾性可動腕部５０，６０が、第１，第２導電端子３０，４０の軸心を対称軸とする線対称の位置関係を有している。このため、第１，第２導電端子３０，４０を、それぞれハウジング７０内に圧入して当接面５１，６１を接触させたときに、蛇腹体２０に第１，第２導電端子３０，４０の軸心方向とは異なる方向の力が加わりにくい。この結果、第１，第２弾性可動腕部５０，６０が面接触して導通した後も、蛇腹体２０の第１，第２導電端子３０，４０の軸心方向の伸縮を安定して確保できる。

なお、第１，第２弾性可動腕部５０，６０の当接面５１，６１が面接触して導通した後、さらに、第１，第２導電端子３０，４０をハウジング７０内に圧入すると、第１，第２弾性可動腕部５０，６０が圧縮される。このとき、第１，第２弾性可動腕部５０，６０のバネ力が、蛇腹体２０の圧縮を阻む方向に働くため、第１，第２弾性可動腕部５０，６０が面接触し導通した後の第１，第２導電端子３０，４０の押し過ぎを防止できる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の接触子１１０は、図３に示すように、蛇腹体２０と、蛇腹体２０の両端に設けられた第１，第２導電端子３０，４０と、第１導電端子３０の基部から両側に延在する一対の第１弾性可動腕部１２０と、第２導電端子４０の基部から両側に延在する一対の第２弾性可動腕部１３０とで構成され、例えば、電鋳法で形成されている。また、接触子１１０は、図４に示すように、ハウジング７０内に収納される。なお、第１実施形態と同一部分については、同一参照番号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる点について説明する。

第１弾性可動腕部１２０は、蛇腹体２０に沿って直線的に延在している。第１弾性可動腕部１２０の先端の自由端部には、蛇腹体２０に向かって突出する接点部１２１が突設されている。

第２弾性可動腕部１３０は、第１弾性可動腕部１２０同様、蛇腹体２０に沿って直線的に延在している。また、第２弾性可動腕部１３０は、第１弾性可動腕部１２０よりも若干内側に位置しており、第２弾性可動腕部１３０の軸心が接点部１２１，１２１と重なるように配置されている。

第２実施形態の接触子１１０をハウジング７０に収納した状態では、図４（Ａ）に示すように、第１弾性可動腕部１２０，１２０と第２弾性可動腕部１３０，１３０との間には隙間が形成されており、接触していない。

そして、第１，第２導電端子３０，４０を、それぞれハウジング７０内に圧入すると、蛇腹体２０が圧縮され、第１導電端子３０の幅広部３２および第２導電端子４０の幅広部４２がハウジング７０内に向かって移動する。各導電端子の幅広部３２，４２が移動することにより、図４（Ｂ）に示すように、第１弾性可動腕部１２０，１２０の接点部１２１，１２１と、第２弾性可動腕部１３０，１３０とが接触する。そして、接点部１２１，１２１の突出形状により、第１弾性可動腕部１２０，１２０と第２弾性可動腕部１３０，１３０とが、摺動状態で、互いに弾性変形する。

つまり、第２実施形態の接触子１１０は、動作位置において、第１弾性可動腕部１２０，１２０および第２弾性可動腕部１３０，１３０のバネ力により、第１，第２導電端子３０，４０の軸心方向に対して略直交する方向に、常に互いに押圧し合う。このため、第１弾性可動腕部１２０，１２０および第２弾性可動腕部１３０，１３０が常に圧接し、導通している。この結果、接触抵抗を低下させることができると共に、安定した電気的接触を得ることができ、接触抵抗が小さく、接触信頼性の高い接触子１１０が得られる。

また、第１，第２導電端子３０，４０の幅広部３２，４２の両側から、一対の第１，第２弾性可動腕部１２０，１３０を突設し、一対の第１，第２弾性可動腕部１２０，１３０が、第１，第２導電端子３０，４０の軸心を対称軸とする線対称の位置関係を有している。このため、第１，第２導電端子３０，４０を、それぞれハウジング７０内に圧入して第１弾性可動腕部１２０の接点部１２１と第２弾性可動腕部１３０とを接触させたときに、蛇腹体２０に第１，第２導電端子３０，４０の軸心方向とは異なる方向の力が加わりにくい。この結果、第１，第２弾性可動腕部１２０，１３０が圧接して導通した後も、蛇腹体２０の第１，第２導電端子３０，４０の軸心方向の伸縮を安定して確保できる。

なお、接点部１２１は、第２弾性可動腕部１３０に設けてもいいし、第１弾性可動腕部１２０および第２弾性可動腕部１３０の両方に設けてもよい。つまり、第１，第２弾性可動腕部１２０，１３０の相互に対向する自由端部の少なくともいずれか一方に接点部１２１が形成されていればよい。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態の接触子２１０は、図５に示すように、蛇腹体２０と、蛇腹体２０の両端に設けられた第１，第２導電端子３０，４０と、第１導電端子３０の基部から両側に延在する一対の第１弾性可動腕部２２０と、第２導電端子４０の基部から両側に延在する一対の第２弾性可動腕部２３０とで構成され、例えば、電鋳法で形成されている。また、接触子２１０は、図６に示すように、ハウジング７０内に収納される。なお、第１実施形態と同一部分については、同一参照番号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる点について説明する。

第１弾性可動腕部２２０は、蛇腹体２０に沿って直線的に延在している一方、第１弾性可動腕部２２０の先端の自由端部には、接触部の一例の、内方に向かって湾曲するかぎ爪状の係合爪部２２１が形成されている。

第２弾性可動腕部２３０は、第１弾性可動腕部２２０同様、蛇腹体２０に沿って直線的に延在していると共に、第１弾性可動腕部１２０よりも若干内側に配置されている。また、第２弾性可動腕部２３０の先端の自由端部には、接触部の一例の、外方に湾曲するかぎ爪状の係合爪部２３１が形成されている。

第３実施形態の接触子２１０をハウジング７０に収納した状態では、図６（Ａ）に示すように、第１弾性可動腕部２２０，２２０と第２弾性可動腕部２３０，２３０との間には隙間が形成されており、接触していない。

そして、第１導電端子３０および第２導電端子４０を、それぞれハウジング７０内に圧入すると、蛇腹体２０が圧縮され、第１導電端子３０の幅広部３２および第２導電端子４０の幅広部４２がハウジング７０内に向かって移動する。各導電端子の幅広部３２，４２が移動することにより、第１弾性可動腕部２２０，２２０の係合爪部２２１，２２１と、第２弾性可動腕部２３０，２３０の係合爪部２３１，２３１とが接触する。そして、係合爪部２２１，２３１のかぎ爪形状により、第１弾性可動腕部２２０，２２０と第２弾性可動腕部２３０，２３０とが、摺動状態で、互いに弾性変形する。

さらに、第１導電端子３０および第２導電端子４０をハウジング７０内に圧入すると、図６（Ｃ）に示すように、係合爪部２２１，２３１同士の接触が解除され、第１弾性可動腕部２２０，２２０と第２弾性可動腕部２３０，２３０との間の導通を切ることができる。

一旦、係合爪部２２１，２３１同士の接触が解除されるまで第１導電端子３０および第２導電端子４０がハウジング７０内に圧入されると、その後、接触子１０は、図６（Ｂ）に示すように、第１，第２導電端子３０，４０が押圧されていない自由状態において、第１，第２弾性可動腕部２２０，２３０の係合爪部２２１，２３１が相互に噛み合い、接触する（係合接触状態）。

この係合接触状態では、第１弾性可動腕部２２０，２２０および第２弾性可動腕部２３０，２３０は、蛇腹体２０のバネ力により、最初の状態（図６（Ａ）の状態）に復帰する方向に引っ張られているので、係合爪部２２１，２３１を介して、常に導通している。このため、接触抵抗を低下させることができると共に、安定した電気的接触を得ることができ、接触抵抗が小さく、接触信頼性の高い接触子２１０が得られる。

なお、係合爪部２２１の形状は、かぎ爪状に限らず、設計に応じて適宜変更できる。例えば、係合爪部２３１の形状を適宜定めることによって、図６（Ｂ）に示す導通状態（第１，第２弾性可動腕部２２０，２３０が係合接触して導通した状態）から、図６（Ｃ）に示す非導通状態（第１，第２弾性可動腕部２２０，２３０間の接触が解除され導通が切れた状態）にするために必要な力、また、非導通状態から導通状態にするために必要な力を調整できる。

第３実施形態の接触子２１０では、第１，第２導電端子３０，４０の幅広部３２，４２の両側から、一対の第１，第２弾性可動腕部２２０，２３０を突設し、一対の第１，第２弾性可動腕部２２０，２３０が、第１，第２導電端子３０，４０の軸心を対称軸とする線対称の位置関係を有している。このため、第１，第２導電端子３０，４０を、それぞれハウジング７０内に圧入して第１弾性可動腕部２２０と第２弾性可動腕部２３０との間の導通を切ったときに、蛇腹体２０に第１，第２導電端子３０，４０の軸心方向とは異なる方向の力が加わりにくい。この結果、第１，第２弾性可動腕部２２０，２３０間の導通を切った後も、蛇腹体２０の第１，第２導電端子３０，４０の軸心方向の伸縮を安定して確保できる。

第１ないし第３実施形態の接触子１０，１１０，２１０は、電鋳法で形成されているが、これに限らない。プレス加工等、第１ないし第３実施形態の接触子１０，１１０，２１０を形成できる方法であれば、他の加工方法を任意に選択できる。

第１ないし第３実施形態の接触子１０，１１０，２１０の第１弾性可動腕部５０，１２０，２２０および第２弾性可動腕部６０，１３０，２３０の長さ寸法は、設計に応じて適宜選択できる。

第１ないし第３実施形態の接触子１０，１１０，２１０では、直線形状の中間部２３と、隣り合う中間部２３，２３を接続する円弧部２４とで蛇腹形状を構成しているが、これに限らない。例えば、曲線形状の中間部２３を用いてもよい。

第１ないし第３実施形態のハウジング７０は、一体成形されたものであってもよいし、分割できるものであってもよい。

第１ないし第３実施形態の接触子１０，１１０，２１０の各々の構成要素は、可能ならば、互いに入れ替え、あるいは追加してもよいことは勿論である。

本発明に係る接触子は、センサあるいはノズルセンサとして利用できるだけでなく、スイッチ、バッテリ等の接続端子としても利用できる。

１０，１１０，２１０ 接触子
２０ 蛇腹体
２１ 一端部
２２ 他端部
２３，５３，６３ 中間部
２４，５４，６４ 円弧部
３０ 第１導電端子
３１，４１ 接点
３２，４２ 幅広部
４０ 第２導電端子
５０，１２０，２２０ 第１弾性可動腕部
５１，６１ 当接面
６０，１３０，２３０ 第２弾性可動腕部
７０ ハウジング
７１ スリット
７２ 圧入孔
１２１ 接点部
２２１，２３１ 係合爪部

Claims (7)

1. 両端に導電端子を有する蛇腹体と、
   前記導電端子の各々の基部から両側に延在する一対の第１，第２弾性可動腕部と、を備え、
   一対の前記第１，第２弾性可動腕部の自由端部が、前記導電端子の軸心方向の押圧に応じて相互に接離可能に配置され、
   一対の前記第１，第２弾性可動腕部の前記自由端部に、相互に対向する接触部が形成されており、
   前記第１弾性可動腕部の前記接触部と前記第２弾性可動腕部の前記接触部とが、前記導電端子の軸心方向で接触し、
   一対の前記第１，第２弾性可動腕部が蛇腹形状を有している、接触子。
2. 一対の前記第１，第２弾性可動腕部の前記自由端部の前記接触部が、相互に対向する当接面を各々有しており、
   前記導電端子を押圧して前記蛇腹体を圧縮させたときに、前記第１弾性可動腕部の前記当接面と前記第２弾性可動腕部の前記当接面とが、面接触する、請求項１に記載の接触子。
3. 一対の前記第１，第２弾性可動腕部が、前記蛇腹体に沿って直線的に延在すると共に、一対の前記第１，第２弾性可動腕部の相互に対向する自由端部の少なくともいずれか一方に接点部が形成されており、
   前記導電端子を押圧して前記蛇腹体を圧縮させたときに、前記第１弾性可動腕部と前記第２弾性可動腕部とが、前記接点部を介して接触する、請求項１に記載の接触子。
4. 前記蛇腹体が、直線形状の中間部と、平行に隣り合う前記中間部を接続する円弧部とで構成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の接触子。
5. 前記蛇腹体と前記導電端子との接続位置を、前記導電端子の軸心上に配置した、請求項１から４のいずれか１項に記載の接触子。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の接触子を備えるセンサ。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の接触子を備えるノズルセンサ。

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