JP2012248373A - クリーニング機能を有する接点装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 装置本体に設けられる端子または電極などの固定側端子と、基台に設けられる端子または電極などの可動側端子とを確実に接触させて、電気的に接続することができるクリーニング機能を有する接点装置を提供する。
【解決手段】 装置本体2の下部2aには固定側端子5が設けられ、基台4の嵌合凹部3には可動側端子7が設けられる。可動側端子7は、嵌合凹部3から突出した突出位置P1と、突出位置P1よりも嵌合凹部3側へ退避した退避位置P3とにわたって変位自在に配置される可動接触部6を有する。装置本体2の基台4への装着によって可動接触部6が突出位置P1から退避位置P3へ押圧されると、可動接触部6は、固定側端子5に接触した状態で、一方向Cへ移動した後、他方向Dへ移動することによってセルフクリーニングし、固定側端子5に付着していた異物などによる汚れの再付着を防止し、固定側端子5と可動側端子7との確実な電気的接触を達成する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、携帯電話機および携帯端末などの装置本体に設けられる固定側端子に、充電器の基台の可動側端子を確実に接触させて、電気的に接続することができるクリーニング機能を有する接点装置に関する。
携帯電話および携帯情報端末などに代表される携帯端末装置は、電池の充電およびUSB(Universal Serial Bus)を介する信号の送受信を、基台に該携帯端末装置の装置本体を装着した状態で、電気的に接続して行うように構成されている。
装置本体とクレードルとの電気的接続は、接触端子で行っており、装置本体に設けられる固定側端子である端子板に、クレードルに設けられる可動側端子である接触端子ばねを、該接触端子ばねのばね力によって弾発的に接触させることによって達成されている。
このように構成される第1の従来技術は、たとえば特許文献1に記載されている。この従来技術では、弾性を有する1本の線材からなる2つの捻りコイルばねの間に可動接触部としての電極接触部を有する電源端子が可動側端子として用いられる。
前記電極接触部は、前記2つの捻りコイルばねの各一端部が「く」字状に曲げられることによって形成される。携帯端末装置の装置本体には、電池が装着され、前記電極接触部が前記電池の電極に接触することによって、電池の電極に電極接触部を電気的に接続させて、該装置本体の電池から電源供給および信号の送受信を行うことができる。
前記電源端子は、線材による特性を活かしながら衝撃による変形量に対して降伏点に達し難く、電池の移動に対して電源端子が電池の電極に接触する力の変化を小さくしてばね力量を一定にし、電池の移動に対して電気的な断続の起こらない追従性のよい端子を実現する。このように、この従来技術では、外的衝撃などによる電源供給の断続、接触不良などを防止する接点装置を提案している。
第2の従来技術は、たとえば特許文献2に記載されている。この従来技術では、充電器に、情報コード読取装置の本体ケースの下部が差込まれる受入れ凹部が嵌合凹部として設けられる。受入れ凹部の内壁部には、一対の充電端子および係合突起が設けられる。
本体ケースの裏面側下部の凹所には、一対の受電端子およびクリーニングパッドが設けられる。前記凹所にはまた、受電端子およびクリーニングパッドを覆う保護カバーが、閉塞位置と開放位置との間でスライド移動可能に設けられる。保護カバーは、コイルばねによって、開放位置から閉塞位置に向けてばね付勢される。保護カバーの表面側には、充電器の前記係合突起に係合する被係合部を有する溝部が設けられる。
このような第2の従来技術では、本体ケースを充電器の受入れ凹部に差込むと、これに伴って充電器の係合突起に本体ケースの被係合部が係合して、保護カバーが閉鎖位置から開放位置へ移動し、クリーニングパッドが充電器の充電端子の表面を摺動して、充電端子の汚れが拭き取られる。
特開2002−358141号公報 特開2006−34066号公報
前記第1の従来技術では、装置本体に装着された電池の電極に電源端子の電極接触部を弾発的に接触させるように構成されるので、電池の移動による電極接触部の電極への接触不良の発生は防止されるが、電池の電極に汚れを除去する機能を備えていないため、電池の電極に汚れが付着していると、接触不良を回避することができないという問題がある。
また、前記第2の従来技術では、充電端子の表面にクリーニングパッドを摺動させることによって、充電端子の表面の汚れを除去しているが、クリーニングパッドの充電端子に対する移動とともに、その充電端子からクリーニングパッドによって拭き取られた汚れも充電端子の表面に沿って移動している。したがって、セルフクリーニングした後であっても、充電端子が電極に確実に接触していない場合が多く発生し、確実な電気的接続が得られないという問題がある。
本発明の目的は、装置本体に設けられる端子または電極などの固定側端子と、基台に設けられる端子または電極などの可動側端子とを確実に接触させて、電気的に接続することができるクリーニング機能を有する接点装置を提供することである。
本発明は、装置本体と、
装置本体を着脱自在に嵌合可能な嵌合凹部を有する基台と、
装置本体の前記嵌合凹部に嵌合する部分に設けられる固定側端子と、
導電性を有する材料からなる可動側端子であって、前記嵌合凹部から突出した突出位置と、突出位置よりも嵌合凹部側へ退避した退避位置とにわたって変位自在な可動接触部を有し、該可動接触部が固定側端子によって突出位置から退避位置へ変位する方向に押圧されると、該可動接触部は、前記固定側端子に接触した状態で、該固定側端子に沿って一方向へ移動した後、前記一方向とは逆の他方向へ移動するように、前記基台に設けられる可動側端子とを含むことを特徴とするクリーニング機能を有する接点装置である。
また本発明は、前記可動側端子が、一端部が前記可動接触部に連なり、他端部が基台に固定される第1脚部と、一端部が前記可動接触部に連なり、他端部が第1脚部から離間した状態で変位自在な第2脚部とを有し、第2脚部の変位が制限された状態で前記可動接触部が押圧されると、第1脚部は第2脚部に近接する方向に弾性変形することを特徴とする。
また本発明は、基台が、可動接触部が突出位置と退避位置との間の途中位置から退避位置に向かって変位するとき、第2脚部の他端部を前記押圧力に抗する側から支持する支持体を有することを特徴とする。
また本発明は、前記第1脚部が、第2脚部に近接する側に凸に屈曲した屈曲部分と、屈曲部分と第1脚部の他端部との間に設けられるコイル状部分とを有し、基台には、前記コイル状部分が装着される円柱状の取付け片を有することを特徴とする。
本発明によれば、基台は装置本体を着脱自在に嵌合させることができる嵌合凹部を有する。装置本体の端部には、固定側端子が設けられる。基台の嵌合凹部には、導電性を有する材料からなる可動側端子が設けられる。
可動側端子は、嵌合凹部から突出した突出位置と、突出位置よりも嵌合凹部側へ退避した退避位置とにわたって変位自在に配置される可動接触部を有し、この可動接触部が突出位置から退避位置へ変位する方向に該可動接触部が押圧されると、該可動接触部は、固定側端子に接触した状態で、一方向へ移動した後、前記一方向とは逆方向の他方向へ移動する。
装置本体を基台の嵌合凹部に装着すると、嵌合凹部から突出していた可動接触部は、固定側端子によって押圧される。このような可動接触部への押圧力の作用によって、可動接触部は固定側端子に沿って一方向へ移動した後、移動方向が反転して他方向へ移動する。可動接触部の一方向への移動によって、固定側端子に付着していた異物などによる汚れを可動接触部の摺動によって除去した後、可動接触部が他方向へ移動する。このような可動接触部の他方向への移動によって、前記一方向への可動接触部固定側端子の異物が残着しない清浄な表面に可動側端子の可動接触部を接触させて、固定側端子と可動側端子との確実な電気的接触を達成し、いわゆるセルフクリーニング機能を実現して、固定側端子に対する可動側端子の接触位置への汚れの再付着を防止し、固定側端子と可動側端子との確実な電気的接続状態を得ることができる。
また本発明によれば、可動側端子は、第1脚部と、第2脚部とを有する。第1脚部の一端部は、可動接触部に連なり、第1脚部の他端部は基台に固定される。また第2脚部の一端部は、可動接触部に連なり、第2脚部の他端部は、第1脚部から離間した状態で変位自在とされる。装置本体を基台へ装着すると、第2脚部の変位が制限された状態で可動接触部が固定側端子によって押圧され、第1脚部は第2脚部に近接する方向に弾性変形し、これによって可動接触部の移動方向を一方向から他方向へ反転させ、固定側端子と可動側端子との確実な電気的接続状態を得ることができる。このようにして、簡単な構成で、いわゆるセルフクリーニング機能を実現し、固定側端子に対する可動側端子の接触位置への汚れの再付着を防止することができる。
また本発明によれば、基台に設けられる支持体によって、可動接触部が突出位置と退避位置との間の途中位置から退避位置に向かって変位するとき、第2脚部の他端部が前記押圧力に抗する側から支持される。このように第2脚部の変位が制限または阻止された状態で、可動接触部が固定側端子によって押圧されると、第1脚部は第2脚部に近接する方向に弾性変形し、可動接触部の移動方向を一方向から他方向へ反転させることができる。このようにして、簡単な構成で、可動接触部を一方向から他方向へ移動させて、いわゆるセルフクリーニング機能を実現し、固定側端子に対する可動側端子の接触位置への汚れの再付着を防止することができる。
また本発明によれば、第1脚部は屈曲部分とコイル状部分とを有する。第1脚部は、第2脚部に近接する側に凸に屈曲する。またコイル状部分は、屈曲部分と第1脚部の他端部との間に設けられる。さらに基台には、円柱状の取付け片が設けられ、この取付け片には前記コイル状部分が装着され、基台に可動側端子の可動接触部を安定に移動可能に保持し、固定側端子と可動側端子との摺動接触時における導体抵抗および接触抵抗の変動を少なくして、機械的および電気的により安定な接点を実現することができる。
本発明の一実施形態のクリーニング機能を有する接点装置が適用される携帯端末ユニット1を模式化して示す断面図である。 図1に示す可動側端子7付近の拡大断面図である。 可動側端子7の取付け構造を示す分解斜視図である。 支持体25の構成を示す斜視図である。 接点装置の可動側端子7の動作を説明するための図であり、図5(1)は可動側端子7の支持体25に非接触状態における動作を示し、図5(2)は可動側端子7の支持体25に接触した状態における動作を示す。 本発明の他の実施形態のクリーニング機能を有する接点装置の可動側端子7aを示す斜視図である。
図1は本発明の一実施形態のクリーニング機能を有する接点装置が適用される携帯端末ユニット1を模式化して示す断面図であり、図2は図1に示す可動側端子7付近の拡大断面図である。本実施形態の携帯端末ユニット1は、装置本体2と、装置本体2を着脱自在に嵌合可能な嵌合凹部3を有する基台4と、装置本体2の前記嵌合凹部3に嵌合する側の端部である下部2aに設けられる固定側端子5と、嵌合凹部3から突出した(図2に実線で示す)突出位置P1と、突出位置P1よりも嵌合凹部3側へ退避した(図2において仮想線で示す)退避位置P3とにわたって変位自在に配置される可動接触部6を有する可動側端子7とを含んで構成される。
前記可動側端子7は、可動接触部6が突出位置P1から途中位置P2を経て退避位置P3へ変位する装着方向Aに押圧されると、該可動接触部6は前記固定側端子5に接触した状態で、前記装着方向Aに垂直な一方向Cへ第1距離L1だけ移動した後、前記一方向Cとは逆方向の他方向Dへ第2距離L2だけ移動することができるように構成される。
前記距離L1は、たとえば2〜5mmであり、距離L2はたとえば0.3〜2mmである。装置本体2は、たとえばPDA(Personal Digital Assistants)および携帯電話機などの携帯端末であり、基台4は装置本体2に内蔵される充電池(図示せず)を充電する充電装置としてのクレードルである。
装置本体2は、中空で略直方体状の合成樹脂製のケーシング8を有し、このケーシング8の底部9および底部9に連なる周壁10の一部10aによって、前記嵌合凹部3に嵌合する下部2aを構成する。底部9には、ケーシング8の内部空間に連通する透孔11が形成され、透孔11の周縁部の前記内部空間に臨む表面に、前記固定側端子5が設けられる。
固定側端子5は、矩形で板状の金属から成る。このような固定側端子5は、ケーシング8に一体的に形成されているボスなどにビス止めされて固定的に取付けられている。固定側端子5のケーシング8への固定的な取付け手法としては、前記ボスへのビス止めに限るものではなく、たとえば前記透孔11の周縁部の内面に一体成形した嵌合溝部へ固定側端子5の周縁部を嵌合させることによって固定的に設けられてもよく、その他の手法で固定的に取付けられてもよい。
前記基台4は、前記嵌合凹部3を含む筐体12と、筐体12内に装備される配線基板13とを有する。筐体12は、合成樹脂製の中空の成型体からなり、底部12a、背後壁部12b、前壁部12c、図1の左方である正面視で左右に配置される一対の側壁部12d、底部12aに平行な前方天板部12e、後方天板部12f、装置本体2を図1の右方である背後から支持する背受け部12g、前方天板部12eの最も背受け部12g寄りの端部から底部12aに近接するにつれて前壁部12c側に傾斜し、背受け部12gと平行な嵌合壁部12h、および嵌合壁部12hの下端から背受け部12gの下端にわたって背受け部12gに垂直に延びる支持壁部12iを有する。
図3は可動側端子7の取付け構造を示す分解斜視図である。前記可動側端子7は、一端部が前記可動接触部6に連なり、他端部が基台4に固定される第1脚部21と、一端部が前記可動接触部6に連なり、他端部が第1脚部21から離間した状態で変位自在な第2脚部22とを有し、第2脚部22の変位が制限された状態で前記可動接触部6が押圧されると、第1脚部21は第2脚部22に近接する方向Eに弾性変形する。
このような可動側端子7は、導電性を有する材料からなる。導電性を有する材料としては、たとえばベリリウム銅、リン青銅などの電気抵抗値が低いばね合金が用いられる。
前記第1脚部21は、第2脚部22に近接する側に凸に屈曲した屈曲部分21aと、屈曲部分21aと第1脚部21の他端部との間に設けられるコイル状部分21bとを有する。基台4には、前記コイル状部分21bが装着される円柱状の取付け片23が設けられる。取付け片23は、その軸線方向一端部が基台4の底部12aに立設されるリブ24に一体的に形成される。この取付け片23の軸線は、底部12aと平行である。
コイル状部分21bの端部は、配線基板13にたとえば電源ラインとして形成された配線13aに半田付けされて接続され、配線基板13上に構築される回路に電源電力を供給することができるように構成されている。
第2脚部22は、一端部が可動接触部6に連なる一直線状に延びる直線状部分22aと、直線状部分22aの他端から前記第1脚部21から離反する側にほぼ直角に屈曲して連なる屈曲部分22bと、屈曲部分22bの前記第1脚部21から最も離れた部分から可動接触部6側にほぼ直角に屈曲して前記直線状部分22aとほぼ平行に延びる立上がり部分22cとを有する。
基台4にはまた、可動接触部6が突出位置P1と退避位置P3との間の途中位置P2から退避位置P3に向かって変位するとき、第2脚部22の他端部を装着方向Aの押圧力に抗する側から支持する支持体25が設けられる。
図4は、支持体25の構成を示す斜視図である。図1〜図3をも参照して、前記支持体25は、基台4の底部12aに立設される直方体状の第1部分25a、四角錐台状の第2部分25b、第2部分25bの上面に連なる直方体状の第3部分25c、および第3部分25cの上面に連なり、第2部分25b上に突出する第4部分25dを有する。
第2部分25bには、装置本体2の嵌合凹部3への着脱方向に平行な装着方向Aおよび引抜き方向Bに垂直な仮想一平面S1に対して第1脚部21に臨む方向に角度θを成して傾斜する支持面26が形成される。
このような角度θは、支持面26によって装着方向Aに装置本体2を嵌合凹部3に装着したとき、立上がり部分22cと屈曲部分22bとの交差部Mが接触して摺動し、第2脚部22から第1脚部21への反力によって、第1脚部21が後述の図5(2)に示すように屈曲して、接触部が一方向Cに前進した後に、他方向Dに後退するように設定される。このような角度θとしては、たとえば0〜25°に選ばれる。
図5は接点装置の可動側端子7の動作を説明するための図であり、図5(1)は支持体25に非接触状態における可動側端子7の動作を示し、図5(2)は支持体25に接触状態における可動側端子7の動作を示す。装置本体2を基台4の嵌合凹部3に装着すると、図5(1)に示すように、装置本体2の固定側端子5と基台4の可動側端子7とが突出位置P1で接触する。
さらに装置本体2を装着方向Aに押圧すると、可動側端子7は、コイル状部分21bを回転支点にして、固定側端子5の表面を滑りながら接触点を一方向Cに移動させる方向C1に回転すると、図5(2)に示すように、接触点が可動側端子7の第2脚部22の交差部Mが支持体25の支持面26に接触する位置まで移動し、固定側端子5と充電端子ばね4の接触位置は途中位置P2となる。
さらに装置本体2が装着方向Aに移動すると、可動側端子7はコイル状部分21bを回転中心に回転するが、交差部Mと支持面26とが接触しているために、可動側端子7は自然回転せず、支持体25の支持面26を滑りながら、他方向Dに戻る。このときの固定側端子5と可動側端子7の接触点は、固定側端子5の表面を滑りながら、装置本体2が退避位置P3で止まって装着動作が完了すると、接触点は距離L2だけ戻る。
このように、装置本体2を基台4に装着後、基台4の可動側端子7が装置本体2の固定側端子5に接触した時点から装着完了までに、可動側端子7と固定側端子5との接触点は、一方向Cへ移動するが、装着完了時点の直前で接触点を他方向Dへ少し戻すことにより、接触点がセルフクリーニングされた後の表面に可動側端子7の可動接触部6を接触させ、これによって可動接触部6を固定側端子5の汚れを除去した跡に常に接触点が来るようにして、より確実な電気的接点を実現することができる。
したがって、装置本体2を基台4に装着する毎に、可動側端子7の接触点がクリーニングされた清浄な表面に位置し、充電時の給電障害およびデータ送受信時の通信障害をなくすことができる。
以上のように本実施形態によれば、装置本体2を基台4の嵌合凹部3に装着すると、嵌合凹部3から突出位置P1に突出していた可動接触部6は、途中位置P2まで固定側端子5によって押圧される。このような可動接触部6への押圧力の作用によって、可動接触部6は固定側端子5に沿って一方向Cへ移動した後、移動方向が反転して他方向Dへ移動する。可動接触部6の一方向Cへの移動によって、固定側端子5に付着していた異物などによる汚れを可動接触部6の摺動によって除去した後、可動接触部6が他方向Dへ移動することによって、固定側端子5の異物が残着しない清浄な表面に可動側端子7の可動接触部6を接触させて、固定側端子5と可動側端子7との確実な電気的接触を達成し、いわゆるセルフクリーニング機能を実現して、固定側端子5に対する可動側端子7の接触位置への汚れの再付着を防止し、固定側端子5と可動側端子7との確実な電気的接続状態を得ることができる。
また、可動側端子7は、第1脚部21と、第2脚部22とを有する。第1脚部21の一端部は、可動接触部6に連なり、第1脚部21の他端部は基台4に固定される。また第2脚部22の一端部は、可動接触部6に連なり、第2脚部22の他端部は、第1脚部21から離間した状態で変位自在とされる。装置本体2を基台4へ装着すると、第2脚部22の変位が制限された状態で可動接触部6が固定側端子5によって押圧され、第1脚部21は第2脚部22に近接する方向に弾性変形し、これによって可動接触部6の移動方向を一方向Cから他方向Dへ反転させ、固定側端子5と可動側端子7との確実な電気的接続状態を得ることができる。このようにして、簡単な構成で、いわゆるセルフクリーニング機能を実現し、固定側端子5に対する可動側端子7の接触位置への汚れの再付着を防止することができる。
また、基台4に設けられる支持体25によって、可動接触部6が突出位置P1と退避位置P3との間の途中位置P2から退避位置P3に向かって変位するとき、第2脚部22の他端部が支持体25の支持面26に接触し、前記押圧力に抗する側から支持され、支持面26からの反力を受ける。
このように第2脚部22の変位が制限または阻止された状態で、可動接触部6が固定側端子5によって押圧されて途中位置P2から退避位置P3へ変位すると、第1脚部21は第2脚部22に近接する方向Eに弾性変形し、可動接触部6の移動方向を一方向Cから他方向Dへ反転させることができる。
このようにして、簡単な構成で、可動接触部6を一方向Cから他方向Dへ移動させて、いわゆるセルフクリーニング機能を実現し、固定側端子5に対する可動側端子7の接触位置への汚れの再付着を防止することができる。
また、第1脚部21は屈曲部分21aとコイル状部分21bとを有する。第1脚部21は、第2脚部22に近接する側に凸に屈曲する。またコイル状部分21bは、屈曲部分21aと第1脚部21の他端部との間に設けられる。
さらに基台4には、円柱状の取付け片23が設けられ、この取付け片23には前記コイル状部分21bが装着され、基台4に可動側端子7の可動接触部6を安定に移動可能に保持し、固定側端子5と可動側端子7との摺動接触時における導体抵抗および接触抵抗の変動を少なくして、機械的および電気的により安定な接点装置を実現することができる。
図6は本発明の他の実施形態のクリーニング機能を有する接点装置の可動側端子7aを示す斜視図である。なお、前述の実施形態と対応する部分には同一の参照符を付し、重複を避けて説明は省略する。
前述の実施形態では、金属の線材から成る捩りコイルばねによって可動側端子7が実現されたが、本発明の他の実施形態では、図6に示すように、金属製の帯状の板材から成る捩りばねによって可動側端子7aが実現されてもよい。この場合、可動側端子7aは、前述のコイル状部分21bに代えて折曲げ部21cを設け、配線基板13または基台4の底部12aに設けられるボス部30に配線31に芯線に接続されたラグ32ととともに、ビス33によって固定し、配線31と可動側端子7aとが機械的および電気的に接続され、可動側端子7aによる大きなばね反力が要求される部位に有利に実施することができる。
このような構成によってもまた、前述した図1〜図5の実施形態と同様な効果を達成し、セルフクリーニング機能を実現することができる。
1 携帯端末ユニット
2 装置本体
2a 下部
3 嵌合凹部
4 基台
5 固定側端子
6 可動接触部
7,7a 可動側端子
8 ケーシング
9 底部
10 周壁
11 透孔
12 筐体
13 配線基板
21 第1脚部
21a 屈曲部分
21b コイル状部分
22 第2脚部
22a 直線状部分
22b 屈曲部分
22c 立上がり部分
23 取付け片
24 リブ
25 支持体
26 支持面
A 装着方向
B 引抜き方向
C 一方向
D 他方向
E 近接方向
P1 突出位置
P2 途中位置
P3 退避位置
θ 角度

Claims (4)

  1. 装置本体と、
    装置本体を着脱自在に嵌合可能な嵌合凹部を有する基台と、
    装置本体の端部に設けられる固定側端子と、
    導電性を有する材料からなる可動側端子であって、嵌合凹部から突出した突出位置と、突出位置よりも嵌合凹部側へ退避した退避位置とにわたって変位自在な可動接触部を有し、該可動接触部が、前記固定側端子によって突出位置から退避位置へ変位する方向に押圧されると、該可動接触部は、前記固定側端子に接触した状態で、該固定側端子に沿って一方向へ移動した後、前記一方向とは逆方向の他方向へ移動するように、前記基台に設けられる可動側端子とを含むことを特徴とするクリーニング機能を有する接点装置。
  2. 前記可動側端子は、一端部が前記可動接触部に連なり、他端部が基台に固定される第1脚部と、一端部が前記可動接触部に連なり、他端部が第1脚部から離間した状態で変位自在な第2脚部とを有し、第2脚部の変位が制限された状態で前記可動接触部が押圧されると、第1脚部は第2脚部に近接する方向に弾性変形することを特徴とする請求項1に記載のクリーニング機能を有する接点装置。
  3. 基台は、可動接触部が突出位置と退避位置との間の途中位置から退避位置に向かって変位するとき、第2脚部の他端部を前記押圧力に抗する側から支持する支持体を有することを特徴とする請求項1または2に記載のクリーニング機能を有する接点装置。
  4. 前記第1脚部は、第2脚部に近接する側に凸に屈曲した屈曲部分と、屈曲部分と第1脚部の他端部との間に設けられるコイル状部分とを有し、基台は、前記コイル状部分が装着される円柱状の取付け片を有することを特徴とする請求項2または3に記載のクリーニング機能を有する接点装置。
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