JP2016184584A - バネ式接点 - Google Patents

Abstract

【課題】バネとプランジャとの間のもつれ合いを生じにくくした信頼性が改善されたバネ式接点を提供する。
【解決手段】プランジャ３２０とバネ３３０との間にピストン３４０を配置し、ピストン３４０はバネ３３０の直径よりも幅が広く、バネ３００とプランジャ３２０とを隔離するためにバネ３００とプランジャ３２０との間に配置された、ヘッド３４２を有してもよい。これら及び他の手段として、球体等の追加の物体をプランジャ３３０とバネ３００との間に配置してもよい。さらに別の手段として、２つの球体等、２つの追加の物体を、プランジャ３３０とピストン３４２との間に配置してもよい。
【選択図】図３

Description

本発明は、バネ式接点に関する。

消費者の利用できる電子装置の数及び種類は過去数年で飛躍的に増加しており、この増加傾向が弱まる気配は見られない。ポータブルコンピュータ装置、タブレットコンピュータ、デスクトップコンピュー及び一体型コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、及びメディアフォン、記憶装置、ポータブルメディアプレーヤ、ナビゲーションシステム、モニタ及びその他の装置など、装置はユビキタス化している。

これらの装置は様々なケーブルを使用して電力を受け取り、データを共有することが多い。これらのケーブルは、各端部にコネクタインサート又はプラグを有することができる。コネクタインサートは、電子装置のコネクタレセプタクル内に差し込まれることで１つ以上の信号及び電力の導電路を形成する。

これらのインサート又はプラグは、レセプタクル内の対応する接点と係合する接点を有する場合がある。これら係合された接点は、データ、電力、又はその他の種類の信号の電気経路の一部を形成することができる。各種の接点を使用することもできる。接点の一種であるバネ式接点は、コネクタインサート又はコネクタレセプタクルのいずれかで使用されてもよい。

バネ式接点は、第２の接点と接触した際にプランジャが押下され、第２のコネクタから離脱する際に後退するような、バネによって付勢されるプランジャを含んでもよい。しかしこの配置は、バネ式接点の信頼性の低下を引き起こす可能性がある。例えば、バネとプランジャがもつれ合うことがある。つまり、バネは、プランジャとバネ式接点のバレル又は筐体との間に挟まれることがある。このため、プランジャが後退することが妨げられ、プランジャは押下されたままとなる場合がある。

また、プランジャが第２の接点と接触し押下されると、バレル又は筐体との接触が断たれる可能性がある。これによりバネに大電流が流れ、バネを損傷又は破壊してしまう可能性がある。

したがって、バネとプランジャとの間のもつれ合いを生じにくくし、バネに大電流が流れにくくすることにより信頼性が改善された、バネ式接点が必要とされる。

したがって、本発明の実施形態では、信頼性が改善されたバネ式接点を提供することができる。本発明の例示的な実施形態では、バネとプランジャとの間のもつれ合いを生じにくくさせたバネ式接点を提供することができる。別の例示的な実施形態では、過電流が流れることにより引き起こされるバネの損傷を生じにくくすることができる。

繰り返しとなるが、従来のバネ式接点では、時折バネやその他のコンプライアンス機構がプランジャともつれ合うことがある。具体的には、バネがプランジャとバネ式接点の筐体又はバレルとの間に挟まれることがある。このため、コネクタが切り離された際に、プランジャが後退しなかったり、プランジャがコネクタ表面に出てこなかったりする場合がある。その代わりに、プランジャは、コネクタ内部で押下されたままになる可能性がある。このため、外観若しくは機能、又はその両方に欠陥をもたらすことがある。

したがって、本発明の例示的な実施形態では、プランジャとバネとの間に隔離物体を有するバネ式接点を提供する。具体的実施例としては、プランジャとバネとの間にピストンを配置してもよい。ピストンは、バネの直径より幅が広い第１ヘッド部を有してもよく、ヘッド部は、バネとプランジャとの間に配置されてもよい。これにより、バネとプランジャとがもつれ合わないよう、バネとプランジャとを隔離することができる。例えば、ヘッド部により、バネがプランジャとバネ式接点のバレルとの間に挟まれることを防ぐことができる。ピストンは、バネよりも細く、バネの内部に配置された、第２本体部分を有してもよい。これにより、使用中にヘッド部がプランジャとバネとの間に留まるよう、ピストンを所定の位置に保つことができる。このピストンは、ステンレス・スチール、黄銅、金メッキ黄銅、又は他の材料等、様々な導電性材料からなるものであってもよい。他の実施形態では、ピストンは、セラミック、プラスチック、又は他の材料等の非導電性材料を使用して形成されてもよい。

本発明の他の実施形態では、１つ以上の球体、円筒、又は他の形状を有する他の物体等、他の隔離物体を使用してもよい。これらの物体は、導電性であってもよく、ステンレス・スチール、黄銅、金メッキ黄銅、又は他の材料により形成されてもよい。他の実施形態では、それらは非導電性であってもよく、セラミック、プラスチック、又は他の材料を使用して形成されてもよい。例えば、プランジャ及びバレルは、黄銅又は青銅等の他の銅基材料であってもよい。プランジャ及びバレルは、更に、例えば、金で、メッキをしてもよい。

繰り返しとなるが、従来のバネ式接点では、プランジャがバネ式接点のバレルと接触しなくなるように押下されることがある。これにより、電源や他の大電流が比較的細いバネに流れる恐れがある。その結果、バネがオーバーヒートを起こし破損したり、損傷したりする可能性がある。

したがって、本発明の例示的な実施形態では、プランジャと隔離物体との間に非対称な界面を提供してもよい。例えば、本発明の一実施形態では、非対称な背面、例えば、偏心テーパ状の背面を有するプランジャを有するバネ式接点を提供してもよい。例えば、この背面は偏心円錐状であってもよい。この偏心テーパ状の背面は、ピストンのヘッド部と接触することができる。このように偏心していることにより、プランジャ若しくはピストン、又はその両方がバレルと接触するような角度にプランジャを確実に傾けることができ、それによりバネの損傷の可能性を回避することができる。バネ自体は、ステンレス・スチール３０４（stainless steel 304）等のステンレス・スチール、又は他の適した材料等の、導電性又は非導電性材料で形成されてもよい。例えば、ピアノ線又は高張力鋼を使用してもよい。バネは、金、銀、又は他の材料でメッキされてもよい。バネはまた、バネに電流が流れるのを更に防ぐために、パリレンの等の誘電体でコーティングされてもよい。本発明の他の実施形態では、隔離物体の表面は非対称であってもよい。

本発明の別の例示的な実施形態では、プランジャと隔離物体との間に追加の物体を配置してもよい。この追加の物体は導電性であってもよく、プランジャとバレルとの間に導電路を提供してもよいが、非導電性であってもよい。

本発明のある実施形態では、追加の物体は、球状又はボール状であってもよい。ボールは、プランジャと隔離物体との間に存在してもよい。ボールは導電性又は非導電性であってもよい。導電性ボールは、プランジャとバレルとの間に電気経路を形成してもよい。本発明のある実施形態では、２つの追加の物体を用いてもよい。これらの追加の物体は、両方が球状であってもよく、両方がプランジャと隔離物体との間に存在してもよい。これら追加の物体の一方又は両方が導電性であっても、非導電性であってもよい。

本発明の様々な実施形態では、追加の物体は、様々な隔離物体と共に用いてもよい。例えば、隔離物体は、上述のように、プランジャであってもよい。他の実施形態では、隔離物体は第２のボール、すなわち球状であってもよい。本発明の様々な実施形態では、追加の物体及び隔離物体は、類似の又は異なる大きさであってもよい。隔離物体は、導電性又は非導電性であってもよい。

本発明の様々な実施形態は、また、バネ式接点の信頼性を向上させるために、様々な構造、コーティング、又は他の技術を、単独で又は組み合わせて用いてもよい。例えば、液体などの異物がバネ式接点の筐体内へ引き込まれることがある。この液体は、プランジャを押し下げて解放することによって生じる真空及び吸引力により、筐体内へ引き込まれることがある。したがって、本発明の一実施形態では、バネ式接点の筐体に通気孔又は他の開口部を設けることにより、これらの力を低減することができる。プランジャを押し下げて解放することにより生じる真空吸引力を低減することにより、液体及び他の異物は筐体内に引き込まれない、又はより少ない程度に引き込まれるため、信頼性を長期的に向上することができる。通気孔は、ドリル加工、レーザーエッチング、又は他の適切な技術を用いて形成することができる。また、本発明の様々な実施形態では、このような異物から保護するために、通気孔を使用することによりその量が低減される場合であっても、筐体、プランジャ、バネ、隔離物体、追加の物体、及び他の構成部分の一部又はすべてを、一重以上の層でコーティングしてもよい。異物に対して保護するために、疎水性又は疎油性の層を使用してもよい。例えば、パリレン又は他のコーティングを使用してもよい。

本発明の種々の実施形態では、これら及び本明細書内で説明する他の特徴を１つ以上組み込んでもよい。以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することにより、本発明の性質及び利点の理解をより深めることができる。

本発明の実施形態に係る磁気コネクタシステムを示す。 本発明の実施形態に係るコネクタインサートを示す。 本発明の実施形態に係るバネ式接点を示す。 プランジャが押下された場合の図３のバネ式接点を示す。 本発明の実施形態に係るバネ式接点の断面図を示す。 本発明の実施形態に係るバネ式接点の一部を示す。 本発明の実施形態に係るバネ式接点の斜視図を示す。 本発明の実施形態に別の他のバネ式接点を示す。 本発明の実施形態に係る別のバネ式接点を示す。 本発明の実施形態に係るバネ式接点を示す。 本発明の実施形態に係るバネ式接点を示す。 本発明の実施形態に係るバネ式接点を示す。 本発明の実施形態に係るバネ式接点を示す。 バネ式接点の筐体の異物混入を示す。 バネ式接点の筐体の異物混入を示す。 バネ式接点の筐体の異物混入を示す。 異物混入を低減するための通気孔を備えた筐体を有するバネ式接点を示す。

図１は、本発明の実施形態を組み込むことによって改善することができる電子システムを示している。この図は、この他の添付図と同様に、例示の目的で示され、本発明の可能な実施形態又は請求項のいずれをも限定するものではない。

この図には、電子装置１１０が含まれる。この具体的実施例では、電子装置１１０はラップトップコンピュータであってもよい。本発明の他の実施形態では、電子装置１１０はネットブックコンピュータ若しくはタブレットコンピュータ、携帯電話、メディア電話、若しくはスマートフォン、ＧＰＳ装置、メディアプレーヤー、又はその他の装置であってもよい。

電子装置１１０は、電池を含んでもよい。電池は、電子装置１１０の電子回路に電力を提供してもよい。電源アダプタ１２０により、この電池を充電してもよい。具体的には、電源アダプタ１２０は、壁コンセント又は車の充電器等の外部ソースから受電してもよい。電源アダプタ１２０は、受電した外部電源であるＡＣ電源又はＤＣ電源をＤＣ電源に変換することができ、変換されたＤＣ電源を、ケーブル１３０を通ってプラグ１３２に提供することができる。本発明の他の実施形態では、プラグ、すなわちインサート１３２は、ケーブル１３０を介して別の種類の装置に接続されてもよい。プラグ１３２は、電子装置１１０のレセプタクル１１２と係合するように配置されてもよい。プラグ１３２からの電力は、レセプタクル１１２で受電され、電子装置１１０の電池及び電子回路部品に供給されてもよい。本発明の他の実施形態では、データ又はその他の種類の信号も、プラグ又はインサート１３２を介して電子装置１１０へ提供することができる。

図２は、本発明の実施形態に係るコネクタインサート１３２を示す。コネクタインサート１３２は、吸引板２１０、シールド又はカバー２２０、ケーブル２３０、及びストレインリリーフ２４０を含んでもよい。吸引板２１０は、前面２１２を含んでもよい。前面２１２は、接点２５０、２５２、２５４、２５６、及び２５８のための開口部２６０を含んでもよい。本発明のある実施形態では、接点２５０及び２５８は接地を伝達でき、接点２５２及び２５６は電力を伝達でき、接点２５４は接続が形成されたことを検出するために使用できる。この具体的実施例では、コネクタインサート１３２が対応するコネクタレセプタクルと係合したときに、電力が印加される前に接地経路が形成されるように、接点２５０及び２５８がその他の接点よりも前に突き出ている。

本発明の様々な実施形態では、接点２５０、２５２、２５４、２５６、及び２５８は、バネ式接点であってもよい。本発明の実施形態に係るバネ式接点の実施例は、以下の図にて示される。

図３は、本発明の実施形態に係るバネ式接点を示す図である。バネ式接点３００は、図２の接点２５０、２５２、２５４、２５６、又は２５８として使用され得る。バネ式接点３００は、筐体又はバレル３１０内に収容されてもよい。バレル３１０は、テール３１２を含んでもよい。テール３１２は、プリント配線基板、又は図２のコネクタインサート１３２等のコネクタ内のその他の構造物に半田付けされてもよい。

バネ式接点３００は更に、プランジャ３２０を含んでもよい。プランジャ３２０は、別のコネクタの第２の接点と係合する先端３２２を有してもよい。プランジャ３２０は更に、ノッチ又は広い部分３２４を有してもよい。ノッチ３２４は、筐体３１０の一部３１４に接触することにより、プランジャ３２０の後退を制限してもよい。

バネ式接点３００は、更に、バネ３３０等のコンプライアンス機構を含んでもよい。バネ３３０は、バネ式接点３００を収容するコネクタが対応するコネクタから離脱する際にプランジャ３２０をバレル３１０から後退させるために、伸張し得る。バネ３３０が圧縮されることにより、バネ式接点３００を収容するコネクタが対応するコネクタと係合するときに、プランジャ３２０を筐体又はバレル３１０内に押下することができる。

繰り返しとなるが、従来のバネ式接点では、使用中にバネがプランジャともつれ合うことがある。例えば、バネが、プランジャとバレル又は筐体との間に挟まれることがある。これにより、プランジャが筐体から完全に後退することを妨げることがある。そのため、外観若しくは機能、又はその両方の欠陥をもたらすことがある。

したがって、本発明の実施形態では、プランジャ３２０とバネ３３０との間に隔離物体を用いてもよい。この具体的実施例では、隔離物体はピストン３４０を備える。ピストン３４０は、ヘッド３４２及び本体３４４を含んでもよい。ヘッド３４２は、バネ３３０の直径より幅広であってもよい。ヘッド３４２は、プランジャ３２０とバネ３３０との間に配置されてもよい。本体３４４は、バネ３３０の内径より細くてもよいし、実質的にバネ３３０の内側にあってもよい。

ここでは、隔離物体はピストン３４０として示されているが、本発明の他の実施形態では、その他の隔離物体を使用してもよい。例えば、球体を隔離物体として使用してもよい。本発明の更に他の実施形態では、その他の隔離物体を使用してもよい。例えば、円筒状又はその他の形状の物体を使用してもよい。これらの隔離物体により、バネ３３０がバレル３１０とプランジャ３２０との間に挟まれることを防ぐことができる。

繰り返しとなるが、プランジャは押下されると、バネ式接点のバレル又は筐体と接触しなくなることがある。このような状況下では、電流がバネに流れることがある。このような状態は、バネ式接点が信号を伝達する際には合理的であっても、電力供給又は接地電流の伝達の際には損傷を与えることもある。この電流の流れにより、バネが損傷又は破損する場合もある。具体的には、バネの抵抗により、電流の流れによってバネが加熱される場合がある。この加熱により、バネが弾力性を失う可能性がある。このような損傷により、外観や機能的欠陥が生じる可能性がある。

したがって、本発明の実施形態では、プランジャが押下された際に、バネが大電流から保護されるように、プランジャ若しくは隔離物体、又はその両方がバレルとの接触を維持できるように、プランジャと隔離物体との間の界面を非対称にしてもよい。この具体的実施例では、ピストン３４０は背面３２６でプランジャ３２０と接触する。背面３２６は、プランジャ３２０が押下された際に、プランジャ３２０若しくはピストン３４０、又はその両方がバネ式接点３００の中心線に対して傾斜し、バレル３１０との接触を維持できるよう、非対称であってもよい。この具体的実施例では、背面３２６は偏心テーパ状のくぼみを有している。例えば、この背面３２６は、偏心円錐状であってもよい。本発明の他の実施形態では、背面３２６は他の形状を有してもよい。本発明の他の実施形態では、非対称部分は、ピストン３４０又は他の隔離物体の先端面上に配置されてもよい。

この界面での非対称性により、プランジャ若しくはピストン、又はその両方がバレルの一側面へ押し込まれ得る。この力により、バネ式接点３００の低い接触抵抗を低下させることができる。以下の図に実施例を示す。

図４は、プランジャが押下された場合の図４のバネ式接点を示す。具体的には、プランジャ４２０が筐体４１０に対して押下されている様子が示されている。この図では、バネ４３０が圧縮され、ピストン４４０は筐体４１０の更に奥へ押し込まれている。プランジャ４２０の非対称面４２６は、プランジャ４２０及びピストン４４０を傾ける働きをする。具体的には、プランジャ４２０の一点４２８が、一点４１８にて筐体又はバレル４１０と接触することができる。同様に、プランジャ４２０の一点４２５が、一点４１５にて筐体又はバレル４１０と接触することができる。

この実施例では、ピストン４４０は、プランジャ４２０の背面４２６及び筐体又はバレル４１０の両方に接触するように傾いてもよい。具体的には、ピストン４４０の一点４４７が、プランジャ４２０及び一点４２７と接触することができる。また、ピストン４４０の一点４４９も、一点４１９にてバレル４１０と接触することができる。

これにより、プランジャ４２０の先端４２２から筐体４１０のテール４１２へ、いくつかの電気経路を提供することができる。具体的には、電流はプランジャ４２０の先端４２２から一点４２８へ、次いで筐体４１０の一点４１８へ、次いでテール４１２へと流れてもよい。また電流は、プランジャ４２０の先端４２２から一点４２５へ、次いでバレル４１０の一点４１５へ、次いでテール４１２へと流れてもよい。また電流は、プランジャ４２０の先端４２２から一点４２７へ、次いでピストン４４０の一点４４７へ、次いでピストン４４０の一点４４９へ、次いでバレル４１０の一点４１９へ、次いでテール４１２へと流れてもよい。プランジャ４２０がバレル４１０に対して押下されると、これらの構成部品の正確な外形及び相対的な位置に応じて、これらの若しくは他の電気経路のうちいくつか、又はすべてを形成することができる。

図５は、本発明の実施形態に係るバネ式接点の断面図を示す。バネ式接点５００は、バネ式接点３００と同じであってもよいし、異なるバネ式接点であってもよい。バネ式接点５００は更にバレル又は筐体５１０含んでもよい。プランジャ５２０は、少なくとも部分的に筐体５１０内に収納されてもよい。プランジャ５２０は、プランジャ５２０の後退を制限するための歯止めとして使用され得るノッチ５２４を有してもよい。プランジャ５２０は、非対称背面５２６を有してもよい。繰り返しとなるが、この実施例では、隔離物体５４０は、ヘッド部５４２及び本体部５４４を有するピストンとして示されている。ヘッド部５４２は、バネ５３０の直径より幅広であってもよい。本体部５４４は、バネ５３０の内径より細くてもよいし、バネ５３０によって実質的に囲まれていてもよい。バネ５３０が伸縮することにより、プランジャ５２０の移動を可能にしてもよい。前述と同様に、プランジャ５２０は、バレル又は筐体５１０と電気的に接触してもよい。

この実施例では、プランジャ５２０の背面５２６は非対称である。しかし、背面は非対称でありながらも、プランジャ５２０の縦方向の長さは、その表面のすべての部分に沿っておよそ同じである。例えば、各Ｌ１及びＬ２では、長さＬ１は長さＬ２とほぼ同じであってよい。これは、プランジャ５２０の背面５２６が、プランジャ５２０の縦軸ＬＡに対して少なくとも実質的に直交する外縁を有することができるためである。結果として、バレル５１０内にてプランジャ５２０が押下される際に、プランジャ５２０の先端があらゆる方向に移動すると、プランジャ５２０は各方向へおおよそ同程度に傾くことができる。これにより、バネ式接点が第２のコネクタの固定接点と接続するための手助けとなる。

繰り返しとなるが、この実施例では、プランジャ５２０の背面５２６は非対称面であるとして示されているが、本発明の他の実施形態では、ピストン５４０又は他の隔離物体の先端が非対称面を有してもよい。

図６は、本発明の実施形態に係るバネ式接点の一部を示す。一部６００は、バネ式接点３００若しくは５００、又は本発明の実施形態に係る他のバネ式接点の一部であってもよい。この図は、ノッチ６２４を有するプランジャ６２０、ヘッド６４２並びに本体６４４を含むピストン６４０、及びバネ６３０を含んでいる。

図７は、本発明の実施形態に係るバネ式接点の斜視図を示す。バネ式接点７００は、本明細書に示す他のバネ式接点と同じであってもよいし、異なるバネ式接点であってもよい。バネ式接点７００は、筐体又はバレル７１０、プランジャ７２０、バネ７３０、及び隔離物体７４０を含んでもよい。筐体７１０は、プリント配線基板、又は図２のコネクタインサート１３２等のコネクタ内の他の構造物と接続するテール７１２を含んでもよい。隔離物体７４０は、ヘッド７４２及び本体７４４を有するピストンとして示されている。

繰り返しとなるが、本発明の他の実施形態では、その他の隔離物体を使用してもよい。以下の図に実施例を示す。

図８は、本発明の実施形態に係る別のバネ式接点を示す。この実施例では、隔離物体として、ドーム型のキャップ８４０が使用されている。具体的には、キャップ８４０はバネ８３０を覆うように配置されている。このようにして、キャップ８４０はプランジャ８２０からバネ８３０を隔離している。

本発明の様々な実施形態では、バネ式接点のこれら及び他の構成部分を変更してもよい。例えば、プランジャ及びバレルは、黄銅、又は青銅等の銅ベースの他の材料であってもよい。プランジャ及びバレルは、更に、例えば、金でメッキされてもよい。バネは、ステンレス・スチール３４０（stainless steel 340）等のステンレス・スチールから形成されてもよい。バネ３３０は更に、誘電材料でコーティングしてもよい。本発明のある実施形態では、誘電体がパリレンであってもよい。このピストンは、ステンレス・スチール、黄銅、金メッキ黄銅、又は他の材料等、様々な導電性材料からなるものであってよい。ピストンは、セラミック、プラスチック、又は他の材料等の非導電性材料を使用して形成されてもよい。

これらの様々な実施例では、隔離物体の前縁部はドーム型であってもよい。いくつかの実施例では、ドーム型は、やや球状であってもよい。本発明の他の実施形態では、隔離物体の前縁部は、球状よりも平坦であってよい。これにより、隔離物体の長さを短くすることができるため、バネ式接点の長さも短くすることができる。

本発明の様々な実施形態では、プランジャと隔離物体との間に追加の物体を配置してもよい。この追加の物体を導電性とすることによりプランジャとバレルとの間に電気経路を提供することもできるが、非導電性であってもよい。本発明の更に他の実施形態では、２つの追加の物体を使用してもよい。以下の図に実施例を示す。

図９は、本発明の実施形態に係る別のバネ式接点を示す。このバネ式接点は、バレル９１０、プランジャ９２０、バネ９３０、及びピストン９４０を含んでいる。ピストン９４０は、ヘッド部９４２及び、実質的にバネ９３０によって囲まれているテール部９４４を含んでもよい。

この実施例では、２つの追加の物体９６０及び９７０は、プランジャ９２０とピストン９４０との間に配置されている。追加の物体９６０及び９７０は球体として示されているが、本発明の他の実施形態では、これらは他の形状であってもよい。本発明のある実施形態では、球体又は追加の物体９６０及び９７０は導電性であってもよいが、本発明の他の実施形態では、追加の物体９７０及び９７０の一方又は両方が非導電性であってもよい。

プランジャ９２６の背面及びピストンのヘッド部９４２の前面の一方又は両方は、示されているように、凸状であってもよい。この凸形状により、プランジャ９２０が押下される際に、追加の物体又は球体９６０及び９７０がバレル９１０に対して押されてもよい。これにより、プランジャ９２０とバレル９１０との間の接触を良好にすることができる。具体的には、球体又は追加の物体９６０及び９７０を介して、プランジャ９２０とバレル９１０との間に電気経路を形成することができる。この実施例では、ピストン９４０は絶縁性であってもよいが、本発明の他の実施形態では、導電性であってもよい。ピストン９４０が非導電性である場合、作動中にバネ９３０を大電流から隔離することができる。

本発明の他の実施形態では、ピストン９４０は他の形状を有する隔離物体で置き換えられてもよい。例えば、このような替わりの隔離物体は球状又はボール状であってもよい。上記の実施例のように、プランジャと隔離物体との間には、１つ以上の追加の物体を配置してもよい。また、上記の実施例のように、プランジャの背面は非対称な形状であってもよい。以下の図に実施例を示す。

図１０Ａ〜図１０Ｃは、本発明の実施形態に係るバネ式接点を示す。図１０Ａ及び図１０Ｂでは、ピストンはバネ絶縁体１０７０Ａ及び１０７０Ｂと置き換えることができる。具体的に、図１０Ａは、球状の隔離物体（又はバネ絶縁体）１０７０Ａ及び球状の追加の物体１０６０Ａを有する、バネ式接点を示している。この実施例では、バネ絶縁体又は隔離物体１０７０Ａは非導電性とするが、本発明の他の実施形態では、バネ絶縁体又は隔離物体１０７０Ａは導電性であってもよい。この実施例では、追加の物体は導電性ボール１０６０Ａであってもよい。導電性ボール１０６０Ａは、プランジャ１０２０とバレル１０１０との間に電流経路を形成することができる。

図１０Ｂでは、導電性ボール１０６０Ｂは、導電性ボール１０６０Ａよりも大きいものとして示されている。より小さい導電性ボール１０６０Ａを用いた方がバネ式接点の全長を短くすることができる。

図１０Ｃでは、バネ絶縁体１０７０Ａ及び１０７０Ｂの代わりに、プランジャ１０７０Ｃを使用してもよい。この場合も、プランジャ１０７０Ｃの高さを低くしてもよく、その結果、バネ式接点を短くすることができる。

図１１は、本発明の実施形態に係る別のバネ式接点を示す。図１１では、ピストンはバネ絶縁体１１７０に置き換えることができる。具体的には、図１１は、球状の隔離物体（又はバネ絶縁体）１１７０を有するバネ式接点を示している。この実施例では、バネ絶縁体又は隔離物体１１７０は非導電性であるとするが、本発明の他の実施形態では、バネ絶縁体又は隔離物体１１７０は導電性であってもよい。

繰り返しとなるが、本発明の様々な実施形態はまた、バネ式接点の信頼性を向上させるために、構造、コーティング、又は他の技術を、単独で又は組み合わせて用いてもよい。例えば、液体などの異物がバネ式接点の筐体内へ引き込まれることがある。プランジャを押し下げて解放することによって生じる真空吸引力により、異物が筐体内へ引き込まれることがある。したがって、本発明の一実施形態では、バネ式接点の筐体に通気孔又は他の開口部を設けることにより、これらの力を低減することができる。プランジャを押し下げて解放することにより生じる真空吸引力を低減することにより、液体及び他の異物は筐体内に引き込まれない、又はより少ない程度に引き込まれるため、信頼性を長期的に向上することができる。以下の図にこの実施例を示す。

図１２Ａ〜図１２Ｃは、バネ式接点での異物混入を示す。図１２Ａは、表面に異物が存在する場合の、プランジャを有するバネ式接点を示している。このバネ式接点は、筐体１２１０、プランジャ１２２０、及びバネ１２３０を含んでいる。この実施例では、異物１２９０は、筐体１２１０の開口部付近の、プランジャ１２２０の表面の一部に存在している。異物１２９０には、液体、埃、粗粒、若しくは他の液体、又は粒子状物質が挙げられる。

図１２Ｂでは、プランジャ１２２０は押下されているため、異物１２９０が筐体１２１０内に引き込まれている。具体的には、異物１２９０は、バネ式接点の筐体１２１０とプランジャ１２２０との間に引き込まれることがある。プランジャ１２２０が押下される際に空気はバネ式接点の外へ追いやられるが、プランジャ１２２０の前方部付近の筐体１２１０とプランジャ１２２０との間の比較的大きな空間が、異物１２９０が筐体１２１０内へ入り込むのに十分な空間になる場合がある。

図１２Ｃでは、プランジャ１２２０は解放されている。この動作により、バネ式接点に真空又は低圧効果を作り出し、それにより異物１２９０は更に筐体１２１０内に引き込まれる。プランジャ１２２０を複数回押して解放すると、更に異物１２９０がバネ式接点の内部、具体的には、バネ１２３０及びプランジャ１２２０の裏面１２７０が存在するバネ式接点の開放部分に入り込む場合がある。この異物混入により、バネ１２３０又は他の関連する構成部分が汚れたり劣化したりすることがあるため、機能の低下、又は欠陥につながる可能性がある。

繰り返しとなるが、異物１２９０は、プランジャ１２２０が解放される際に内部に作られる低圧により、バネ式接点内に引き込まれることがある。したがって、本発明の実施形態では、この低圧又は真空が作られるのを防止するために、通気孔又は他の開口部を用いてもよい。真空又は低圧が作られないことにより、異物１２９０はバネ式接点の内部に引き込まれない、又は少なくとも低い程度に内部に引き込まれる。以下の図に実施例を示す。

図１３は、異物混入を低減するための通気孔を有する筐体を有するバネ式接点を示す。このバネ式接点は、筐体１３１０、裏側１３７０を有するプランジャ１３２０、バネ１３３０、及び通気孔１３８０を含んでいる。前述のように、異物１３９０は、筐体１３１０の開口部付近のプランジャ１３２０の表面にある。この実施例では、プランジャ１３２０が解放されると、通気孔１３８０により、筐体１３１０の内部へ空気を入れるための開口部が提供される。内部に真空又は低圧が作られないため、異物１３９０は筐体１３１０内へ引き込まれない。その代わり、異物１３９０は、プランジャ１３２０により筐体１３１０の外へ押しやられることがある。これにより、異物１３９０によるバネ式接点の内部の異物混入を低減、又は防ぐことができる。

繰り返しとなるが、本発明の他の実施形態では、バネ式接点の一部はコーティングされていてもよい。このコーティングにより、ある種の異物混入が発生する、という不測な事態では、バネ式接点を更に保護することができる。具体的には、本発明の様々な実施形態では、このような異物からバネ式接点を保護するために、通気孔又は他の開口部により異物混入の恐れが低減される場合でさえ、筐体１３１０、プランジャ１３２０、バネ１３３０、隔離物体（図示せず）、追加の物体（この実施例では図示せず）、及びその他の構成部品の一部又はすべてを、一重以上の層でコーティングしてもよい。本発明の様々な実施形態では、異物から保護するために、疎水性又は疎油性の層を使用してもよい。例えば、パリレン又は他のコーティングを使用してもよい。

本発明の様々な実施形態では、通気孔１３８０は様々な方法で形成することができる。例えば、通気孔１３８０は、ドリル加工、レーザーエッチング、又は他の適切な技術を用いて形成することができる。本発明の様々な実施形態では、通気孔は、筐体１３１０とプランジャ１３２０との間の隙間と同等又はそれより大きなサイズにしてもよい。これにより、異物を引き込むのに十分なほど低い内部圧力が発生するのを防ぐことができる。本発明のある実施形態では、筐体１３１０とプランジャ１３２０との間の隙間は、０．０２ミリメートルであってもよい。プランジャ１３２０の周りのこの隙間の面積を考慮して、通気孔１３８０は直径が０．４ミリメートルとなるようにしてもよい。

本発明の実施形態に関する上述の説明は、実例及び説明の目的で提示されている。本発明を網羅し、あるいは説明のとおりの厳密な形態に限定することを意図するものではなく、上述の教示に照らして多くの改良及び変形が可能である。本発明の原理及びその実際的な応用を最良の形で説明し、それによって他の当業者が様々な実施形態で、及び想到される特定の用途に好適な様々な改良と共に本発明を最良な形で利用することを可能とするために、これらの実施形態を選択し説明した。それゆえ、本発明は、以下の特許請求の範囲内での、全ての修正形態及び等価物を包含することを意図するものであることが理解されるであろう。

Claims (24)

1. バネ式接点であって、
   前記バネ式接点の筐体を形成するバレルと、
   前記バレルに少なくとも部分的に収納されたプランジャと、
   前記バレルに収納されたバネと、
   前記プランジャと前記バネとの間の第１の球体と、
   前記第１の球体と前記バネとの間に配置されたヘッドと、前記バネに実質的に囲まれた本体と、を有するピストンと、を備える、バネ式接点。
2. 前記プランジャと前記ピストンの前記ヘッドとの間に第２の球体を更に備える、請求項１に記載のバネ式接点。
3. 前記プランジャの背面が非対称面である、請求項２に記載のバネ式接点。
4. 前記プランジャの前記背面が偏心テーパ状のくぼみを有する、請求項２に記載のバネ式接点。
5. 前記ピストンがステンレス・スチールを用いて形成される、請求項３に記載のバネ式接点。
6. 前記バネが、誘電体でコーティングされたステンレス・スチールを用いて形成される、請求項３に記載のバネ式接点。
7. 前記誘電体はパリレンである、請求項６に記載のバネ式接点。
8. 前記ピストンの前記ヘッドが、前記プランジャの前記背面と接する非対称面を有する、請求項２に記載のバネ式接点。
9. 前記バネは金メッキされている、請求項１に記載のバネ式接点。
10. 前記バレルが通気孔を含む、請求項１に記載のバネ式接点。
11. バネ式接点であって、
    前記バネ式接点の筐体を形成するバレルと、
    前記バレルに少なくとも部分的に収納されたプランジャと、
    前記バレルに収納されたバネと、
    前記プランジャと前記バネとの間に配置された非導電性の隔離物体と、
    前記隔離物体と前記プランジャとの間に配置された追加の物体と、を備える、バネ式接点。
12. 前記隔離物体は第１の球体である、請求項１１に記載のバネ式接点。
13. 前記追加の物体は導電性である、請求項１２に記載のバネ式接点。
14. 前記追加の物体は第２の球体である、請求項１３に記載のバネ式接点。
15. 前記追加の物体は導電性である、請求項１２に記載のバネ式接点。
16. 前記誘電体はパリレンである、請求項１５に記載のバネ式接点。
17. 前記バネ式接点は、磁気コネクタシステム内のコネクタインサート内に配置される、請求項１１に記載のバネ式接点。
18. バネ式接点であって、
    前記バネ式接点の筐体を形成するバレルと、
    前記バレルに少なくとも部分的に収納されたプランジャと、
    前記バレルに収納されたバネと、
    前記プランジャと前記バネとの間に配置されたヘッド及び前記バネに実質的に囲まれた本体を有するピストンと、を備え、
    前記プランジャの前記背面は非対称である、バネ式接点。
19. 前記ピストンと前記プランジャとの間に第１の球体を更に備える、請求項１８に記載のバネ式接点。
20. 前記ピストンと前記プランジャとの間に第２の球体を更に備える、請求項１８に記載のバネ式接点。
21. 前記バネは、誘電体でコーティングされたステンレス・スチールを用いて形成される、請求項１８に記載のバネ式接点。
22. 前記誘電体はパリレンである、請求項２１に記載のバネ式接点。
23. 前記バネは金メッキされる、請求項１８に記載のバネ式接点。
24. 前記バネ式接点は、磁気コネクタシステム内のコネクタインサート内に配置される、請求項１８に記載のバネ式接点。

Images