JP2007250402A - ジャック - Google Patents

Abstract

【課題】ジャックに有する一点突合せ接触方式のスイッチ機構の２つの接片のうちの一つを固定接片として従来と同様のスイッチ機能を発揮し、小スペースでスイッチ機構を組込み、スイッチ機構の部品コストを下げ、ジャックの小型化及び製品価格の低下を図る。
【解決手段】一点突合せ接触方式のスイッチ機構ＳＷは、プラグＰの挿入時に該プラグＰに接触しないようプラグ挿入孔２の外側で対向配置する固定接片１２及び片持ち梁の板バネを用いた可動接片１３と、プラグＰの挿入時に該プラグＰにより押圧されて変位するようにプラグ挿入孔２内にはみ出して配置するセパレータ１４とで構成し、プラグＰの挿入時にセパレータ１４により可動接片１３の長さ方向中間部にその変位荷重を掛け、該可動接片１３を基端部を支点に撓ませて先端部で固定接片１２に接触させた後、該可動接片１３を先端部を支点に長さ方向中間部から撓ませて接触圧を接点に加える構造とする。
【選択図】 図６

Description

本発明は携帯電話機、デジタルカメラ、携帯型オーディオ等の電子機器に使用される映像・音声入出力用のジャックに関する。詳しくはプラグの挿入／抜去に伴ってオン／オフする一点突合せ接触方式のスイッチ機構を有するジャックに関する。

この種の従来技術として特許文献１、２には、プラグの挿入時に該プラグに接触しないようプラグ挿入孔の外側で対向配置する２つの接片と、プラグの挿入時に該プラグにより押圧されて変位するようにプラグ挿入孔内にはみ出して配置する絶縁体とで構成され、プラグの挿入時に絶縁体により内側の接片の先端部にその変位荷重を掛け、該内側の接片を基端部を支点に撓ませて先端部で外側の接片の先端部に接触させた後、さらに該内側の接片の先端部で外側の接片の先端部を押圧し、該外側の接片を基端部を支点に撓ませて接触圧を接点に加える構造の一点突合せ接触方式のスイッチ機構を有するジャックが開示されている。従って、従来技術では、ジャック本体としての絶縁体をスイッチ機構を組込む部分で大きく外側に張出し、外側の接片のさらに外側にも接片変位スペースを有するスイッチ機構の組込みスペースを確保している。また接片は２つともバネ特性のある薄板金属を打抜き及び曲げ加工して製作された可動接片としての板バネを用いている。
実用新案登録第２５５１２７６号公報 実開平５−１７９６４号公報

本発明が解決しようとする課題は、外側の接片を固定接片とした場合、該外側の接片のさらに外側の接片変位スペースが不要になる分、小スペースでスイッチ機構を組込むことができ、また該外側の接片をバネ特性を必要としない安価な材料を用いて、しかも打抜き加工だけでも製作できるようになる分、スイッチ機構の部品コストを下げることができ、これにより、ジャックの小型化及び製品価格の低下を図ることができるが、従来技術では、該外側の接片を内側の接片と接触時に撓ませることにより接触圧を接点に加えるため、該外側の接片を固定することができない点にある。

従来技術の課題を解決するため本発明は、プラグの挿入時に該プラグに接触しないようプラグ挿入孔の外側で対向配置する固定接片及び片持ち梁の板バネを用いた可動接片と、プラグの挿入時に該プラグにより押圧されて変位するようにプラグ挿入孔内にはみ出して配置する絶縁体とで構成し、プラグの挿入時に絶縁体により可動接片の長さ方向中間部にその変位荷重を掛け、該可動接片を基端部を支点に撓ませて先端部で固定接片に接触させた後、該可動接片を先端部を支点に長さ方向中間部から撓ませて接触圧を接点に加える構造の一点突合せ接触方式のスイッチ機構を有することを特徴とする。

本発明では、固定接片の可動接片とは反対側に絶縁壁を密着させて設ける構成を付加することにより、可動接片の撓みによる接触圧を逃がさないようにしてロスなく確実に接点に加えることができる。

本発明では、絶縁体は可動接片の長さ方向中間部に対応する位置で長さ方向に沿って「く」の字状に曲げられ、該曲げ部より一側を可動接片の長さ方向中間部より基端側に重ね合わせ、その端部を可動接片の基端部に連結すると共に、該曲げ部より他側を可動接片の長さ方向中間部より先端側に対して傾斜状に持上げてプラグ挿入孔内にプラグ挿入方向に向かって漸次はみ出し量を増やしながらはみ出し、該曲げ部で可動接片の長さ方向中間部を押圧する構成を付加することにより、プラグの挿入時に絶縁体により可動接片の長さ方向中間部にその変位荷重を確実に掛けることができる。

本発明では、絶縁体はプラグの先端に有するプラグチップにより押圧されて変位する構成を付加することにより、プラグが十分に挿入された時にオン状態になり、それ以外ではオフ状態になるスイッチ回路をスイッチ機構により構成することができる。

本発明によれば、ジャックに有する一点突合せ接触方式のスイッチ機構の２つの接片のうちの一つを可動接片、もう一つを固定接片として従来と同様のスイッチ機能を発揮することができるので、小スペースでスイッチ機構を組込むことができ、またスイッチ機構の部品コストを下げることができ、これにより、ジャックの小型化及び製品価格の低下を図ることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に本発明の実施形態に係るジャックＪの断面図を示す。ジャックＪは、外形が略直方体状の絶縁体からなるジャック本体としてのボディ１の中心部に、ボディ１の一端から他端に貫通するプラグ挿入孔２が設けられ、ボディ１の一端にプラグ挿入口３がプラグ挿入孔２に連通して設けられる。またボディ１の内面（プラグ挿入孔２の周壁面）における、片側にはプラグ挿入孔２の奥側から順に金属板バネを用いた可動接片であるチップバネ接片４、第１のリングバネ接片５、第２のリングバネ接片６が設けられ、反対側のプラグ挿入口３付近には金属板バネを用いた可動接片であるスリーブバネ接片７が設けられ、４極ジャックに構成されている。なお、各バネ接片４〜７はそれぞれボディ１に設けられた対応する接片挿入溝に挿入、係合されてボディ１に組付けられている。また各バネ接片４〜７にはそれぞれボディ１の底面に突出する図示しない基板に対する図示しない半田付け用の脚部が設けられている。

図６に図１のジャックＪにプラグＰが完全に挿入された状態のプラグジャックの断面図を示す。ジャックＪは、ピン状の４極プラグＰとで４極のプラグジャックを構成する。プラグＰには、先端から順にプラグチップ８、第１のプラグリング９、第２のプラグリング１０、プラグスリーブ１１からなる４つの導電体が設けられ、４極プラグに構成されている。そして、プラグジャックは、プラグＰがジャックＪのプラグ挿入口３からプラグ挿入孔２に十分に挿入された時（完全挿入時）、プラグＰのプラグチップ８とジャックＪのチップバネ接片４とが接触し、同様にプラグＰの第１のプラグリング９、第２のプラグリング１０、プラグスリーブ１１と、ジャックＪの第１のリングバネ接片５、第２のリングバネ接片６、スリーブバネ接片７とがそれぞれ接触する。これにより、映像信号や音声信号等の送受が行えるようになっている。

上記のジャックＪは、図１に示すように、固定接片１２及び可動接片１３と、絶縁体からなるセパレータ１４とで構成される一点突合せ接触方式のスイッチ機構ＳＷを有している。

図２（Ａ）、（Ｂ）に固定接片１２を示し、（Ａ）は裏面（外面）図、（Ｂ）は（Ａ）の側方視図である。固定接片１２は、バネ特性のない薄板金属の打抜き加工で製作され、矩形平板状の接片本体１２ａと、この接片本体１２ａの側縁から面一に突出する突起である抜止め用のカエシ１２ｂ及び図示しない基板に対する半田付け用の脚部１２ｃとを一体に設けている。このように、固定接片１２は、後述する可動接片１３のように変位する必要がないため、材料としてはバネ特性のない薄板金属等の安価な導電材料を用い打抜き加工のみで簡単に製作することができ、後述する可動接片１３に比べて極めて安価に得ることができる。

図３（Ａ）〜（Ｃ）に可動接片１３を示し、（Ａ）は裏面図、（Ｂ）は（Ａ）の上方視図、（Ｃ）は（Ａ）の側方視図である。可動接片１３は、変位する必要があるため、導電材料としてはバネ特性のある金属薄板を打抜き及び曲げ加工することにより製作され、外形・大きさが可動接片１２の接片本体１２ａと略同じ矩形の平坦な枠部１３ａと、この枠部１３ａの内側で、枠部１３ａの短尺側の一辺部内側縁中央部から他辺部内側縁の手前まで枠部１３ａと面一に延出する片持ち支持（片持ち梁）の矩形平板状の接片本体としての板バネであるバネ部１３ｂと、このバネ部１３ｂの先端部からその裏面側に張出す接点部１３ｃと、枠部１３ａの外側縁から面一に突出する突起である抜止め用のカエシ１３ｄと、バネ部１３ｂの先端側にある枠部１３ａの短尺側の一辺部外側縁に沿って枠部１３ａの表面側に直角に曲げ起こす端片部１３ｅと、端板部１３ｅから面一に枠部１３ａの外側に突出する図示しない基板に対する半田付け用の脚部１３ｆと、バネ部１３ｂの基端側にある枠部１３ａの短尺側の一辺部中央に開口する貫通孔１３ｇと、バネ部１３ｂの基端側にある枠部１３ａの短尺側の一辺部中央部から面一に外側に突出する突片部１３ｈとを一体に設けている。

図４（Ａ）〜（Ｄ）にセパレータ１４を示し、（Ａ）は裏面図、（Ｂ）は（Ａ）の上方視図、（Ｃ）は（Ａ）の側方視図、（Ｄ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。セパレータ１４は、ポリアミド樹脂等の硬質の樹脂で成形され、可動接片１３のバネ部１３ｂの基端側にある枠部１３ａの短尺側の一辺部に対応する固定片部１４ａと、この固定片部１４ａの一側縁中央部から直角に一体延出され、可動接片１３のバネ部１３ｂに対応する可動片部１４ｂとでＴ形に形成されている。また可動片部１４ｂは、その長さ方向の中間部から先端側を表面側に曲げ起こすように長さ方向に沿って「く」の字状に曲げ形成され、中間部の曲り部から先端側に先端に向かって漸次持上がる傾斜状の被押圧部１４ｃを形成し、中間部の曲り部から基端側に被押圧部１４ｃをその厚み方向に変位自在に固定片部１４ａに連結する連結部としての固定片部１４ａと面一なバネ部１４ｄを形成している。固定片部１４ａの中央裏面側には可動接片１３の貫通孔１３ｇに嵌合する中央突起１４ｅを一体に設けると共に、この突起１４ｅの両側に可動接片１３の突片部１３ｈを挟む側部突起１４ｆを一体に設けている。

そして、図１に示すように、固定接片１２と可動接片１３とは、ボディ１の内面（プラグ挿入孔２の周壁面）における、スリーブバネ接片７の奥側で、チップバネ接片４と対向する位置に凹状に設けられたスイッチ接片挿入溝１５に挿入、係止されてボディ１に組付けられ、プラグＰの挿入時に該プラグＰに接触しないようプラグ挿入孔２の外側でプラグ挿入方向とは垂直方向に対向配置されている。また固定接片１２と可動接片１３とは、固定接片１２がスイッチ接片挿入溝１５の底部に挿入、係止されてボディ１に組付けられ、可動接片１３がスイッチ接片挿入溝１５のプラグ挿入孔２側の開口側に挿入、係止されてボディ１に組付けられ、固定接片１２を外側、可動接片１３を内側に配置するようにスイッチ接片挿入溝１５内でプラグＰの挿抜方向とは垂直方向に対向配置されている。また固定接片１２と可動接片１３とは、固定接片１２の一表面と可動接片１３の裏面が一定の間隔を保って離反対向するように（プラグＰの挿抜方向に沿って平行に）スイッチ接片挿入溝１５内でプラグＰの挿抜方向とは垂直方向に対向配置されている。また固定接片１２は、スイッチ接片挿入溝１５の底部において、接片本体１２ａの裏面全面がスイッチ接片挿入溝１５の底面を形成している樹脂壁（絶縁壁）１５ａに密着する状態でボディ１に組付けられている。また可動接片１３は、バネ部１３ｂの基端側にある枠部１３ａの短尺側の一辺部がプラグ挿入口３側に位置し、その辺部の内側縁中央部からバネ部１３ｂがプラグＰの挿入方向に向かって延出するように配置されている。また可動接片１３は、スイッチ接片挿入溝１５の開口側において、枠部１３ａがその外周縁部でスイッチ接片挿入溝１５の周壁を形成している樹脂壁（絶縁壁）に固定され、スイッチ接片挿入溝１５内でバネ部１３ｂをその厚み方向（プラグＰの挿入方向とは垂直方向）に変位させて接点部１３ｃを固定接片１２の接片本体１２ａの表面に接離できるようにボディ１に組付けられている。なお、固定接片１２はボディ１に組付け時、脚部１２ｃがスイッチ接片挿入溝１５からボディ１の底面に突出されている。また可動接片１３はボディ１に組付け時、端片部１３ｅがプラグ挿入口３とは反対側のボディ１の端面開口の周囲でそのボディ１の端面に当接するように露出し、脚部１３ｆがボディ１の底面に突出されている。

また、図１に示すように、セパレータ１４は、可動接片１３のプラグ挿入孔２に臨む表面側に取付けられてスイッチ接片挿入溝１５の開口部に配置されている。またセパレータ１４は、中央突起１４ｅを可動接片１３の表面側からその貫通孔１３ｇに嵌込みながら、側部突起１４ｆにより可動接片１３の突片部１３ｈを両側から挟み、固定片部１４ａを内側接片１３のバネ部１３ｂの基端側にある枠部１３ａの短尺側の一辺部表面に重ね合わせた状態で連結固定することにより、可動片部１４ａが可動接片１３のバネ部１３ｂの表面側に対向状に配置されている。またセパレータ１４は、可動接片１３のバネ部１３ｂと同様に、可動片部１４ａの基端側にある固定片部１４ａがプラグ挿入口３側に位置し、その固定辺部１４ａの一側縁中央部から可動片部１４ｂがプラグＰの挿入方向に向かって延出するように配置されている。また可動片部１４ａは長さ方向に沿って「く」の字状に曲げ形成されているため、可動片部１４ａの中間部の曲げ部より基端側の固定片部１４ａと面一の連結部１４の裏面は、可動接片１３のバネ部１３ｂの中間部より基端側の表面に当接し、セパレータ１４は、固定辺部１４ａと可動片部１４ｂの連結部１４がプラグＰの挿入時に該プラグＰに接触しないようプラグ挿入孔２の外側に配置されるのに対し、可動片部１４ａの中間部の曲げ部より先端側の傾斜状に曲げ起こされている被押圧部１４ｃは、可動接片１３のバネ部１３ｂとの隙間がプラグ挿入方向に向かって漸次拡大されるように可動接片１３のバネ部１３ｂから持上がり、セパレータ１４は、被押圧部１４ｃがプラグ挿入孔２内にプラグ挿入方向に向かって漸次はみ出し量を増やしながらはみ出している。なお、セパレータ１４は、ボディ１に組付けた後の可動接片１３に対して取付けて装着する他、ボディ１に組付ける前の可動接片１３に取付け、セパレータ１４を取付けた状態の可動接片１３をボディ１に組付けて装着しても良い。またセパレータ１４は、可動接片１３とは別部品として成形する他、インサート成形により可動接片１３に一体に成形することもできる。

上記のように構成されたスイッチ機構ＳＷは、ジャックＪにプラグＰを挿入していない時は、図１に示すように、可動接片１３のバネ部１３ｂは、枠部１３ａの内側で枠部１３ａと面一になる初期位置にあり、固定接片１２に接触していないスイッチオフ状態にある。またこの時、セパレータ１４は、被押圧部１４ｃをプラグ挿入孔２内にプラグ挿入方向に向かって漸次はみ出し量を増やしながらはみ出している。

ジャックＪのプラグ挿入口３からプラグ挿入孔２内にプラグＰを挿入すると、図５に示すように、該プラグＰのプラグチップ８によりセパレータ１４の被押圧部１４ｃが外側に押圧されてバネ部１４ｄの撓みを伴って外側に変位する。この時、セパレータ１４は、可動片部１４ａの中間部の曲げ部で可動接片１３のバネ部１３ｂの長さ方向中間部を外側に押圧し、可動接片１３のバネ部１３ｂの長さ方向中間部にその変位荷重を掛ける。これにより、可動接片１３は、バネ部１３ｂがその基端部を支点に撓み、バネ部１３ｂの先端部の接点部１３ｃで固定接片１２に接触する（スイッチオン状態）。

この後、プラグＰをさらに挿入すると、図６に示すように、プラグＰのプラグチップ８によりセパレータ１４の被押圧部１４ｃがさらに外側に押圧されてバネ部１４ｄの撓みを伴って外側に変位する。この時、セパレータ１４は、可動片部１４ａの中間部の曲げ部で可動接片１３のバネ部１３ｂの長さ方向中間部をさらに外側に押圧し、可動接片１３のバネ部１３ｂの長さ方向中間部にその変位荷重を掛ける。これにより、可動接片１３は、固定接片１２に接触しているバネ部１３ｂの先端部の接点部１３ｃを支点に長さ方向中間部から撓み、接触圧を接点部に加え、接触信頼性の高いスイッチオン状態になる。

この後、プラグＰは、図６に示すように、完全挿入位置に到達し、該プラグＰのプラグチップ８によりセパレータ１４の被押圧部１４ｃを押圧保持し、上記のスイッチオン状態を保持する。

ジャックＪのプラグ挿入孔２内からプラグ挿入口３を通してプラグＰを抜去ると、可動接片１３のバネ部１３ｂがその初期位置に弾性復帰し、固定接片１２から離れて上記のスイッチオフ状態に戻る。

このように、ジャックＪに有する一点突合せ接触方式のスイッチ機構ＳＷは、２つの接片のうちの一つを可動接片１３、もう一つを固定接片１２として従来と同様のスイッチ機能を発揮することができるので、小スペースで組込むことができ、また部品コストを下げることができ、これにより、ジャックＪの小型化及び製品価格の低下を図ることができる。

以上、本実施形態は本発明の好適な実施形態の一例を示したが、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施することができる。例えば、一点突合せ接触方式のスイッチ機構を有するジャックであれば、そのジャックの極数に拘らず適用することができる。

本発明の実施形態に係るジャックの断面図である。 図１のジャックに設けるスイッチ機構の固定接片を示し、（Ａ）は裏面（外面）図、（Ｂ）は（Ａ）の側方視図である。 図１のジャックに設けるスイッチ機構の可動接片を示し、（Ａ）は裏面図、（Ｂ）は（Ａ）の上方視図、（Ｃ）は（Ａ）の側方視図である。 図１のジャックに設けるスイッチ機構のセパレータを示し、（Ａ）は裏面図、（Ｂ）は（Ａ）の上方視図、（Ｃ）は（Ａ）の側方視図、（Ｄ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１のジャックにプラグが途中まで挿入された状態のプラグジャックの断面図である。 図１のジャックにプラグが完全に挿入された状態のプラグジャックの断面図である。

符号の説明

Ｊ ジャック
Ｐ プラグ
ＳＷ スイッチ機構
１ ボディ
２ プラグ挿入孔
８ プラグチップ
１２ 固定接片
１３ 可動接片
１４ セパレータ（絶縁体）
１４ｃ 被押圧部
１４ｄ バネ部
１５ａ 樹脂壁（絶縁壁）

Claims (4)

1. プラグの挿入時に該プラグに接触しないようプラグ挿入孔の外側で対向配置する固定接片及び片持ち梁の板バネを用いた可動接片と、プラグの挿入時に該プラグにより押圧されて変位するようにプラグ挿入孔内にはみ出して配置する絶縁体とで構成し、プラグの挿入時に絶縁体により可動接片の長さ方向中間部にその変位荷重を掛け、該可動接片を基端部を支点に撓ませて先端部で固定接片に接触させた後、該可動接片を先端部を支点に長さ方向中間部から撓ませて接触圧を接点に加える構造の一点突合せ接触方式のスイッチ機構を有することを特徴とするジャック。
2. 固定接片の可動接片とは反対側に絶縁壁を密着させて設ける請求項１に記載のジャック。
3. 絶縁体は可動接片の長さ方向中間部に対応する位置で長さ方向に沿って「く」の字状に曲げられ、該曲げ部より一側を可動接片の長さ方向中間部より基端側に重ね合わせ、その端部を可動接片の基端部に連結すると共に、該曲げ部より他側を可動接片の長さ方向中間部より先端側に対して傾斜状に持上げてプラグ挿入孔内にプラグ挿入方向に向かって漸次はみ出し量を増やしながらはみ出し、該曲げ部で可動接片の長さ方向中間部を押圧する請求項１又は２に記載のジャック。
4. 絶縁体はプラグの先端に有するプラグチップにより押圧されて変位する請求項１乃至３に記載のジャック。

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