JP2018037286A - 接点機構、スイッチ、リレーおよびコネクタユニット - Google Patents

Abstract

【課題】接触信頼性が高く、所定の方向に細長い接点機構を実現する。【解決手段】接続端子（４０）が、弾性を有するベース部材（４１）と、所定の方向に並んで設けられる第１突出部（４２）および第２突出部（４３）とを備え、ベース部材（４１）に対して、第１突出部（４２）および第２突出部（４３）が並ぶ所定の方向の延長線上において、外部から接続端子（１１２）に向けて力が加わることによって、第１突出部（４２）が接続端子（１１２）に接触した後に、第２突出部（４３）が接続端子（１１２）に接触する。【選択図】図９

Description

本発明は、各種電子機器に使用されるスイッチ、コネクタ、リレーなどにおける接続端子間の接点機構、および当該接点機構を備えるスイッチ、リレーおよびコネクタユニットに関する。

各種電子機器に使用されるスイッチ、コネクタ、リレーなどでは、各部が備える接続端子同士を接触させて、電気的接続のＯＮ／ＯＦＦを切り替える接点機構が用いられる。

例えば、特許文献１には、接続端子同士を接触させるためのプッシュスイッチが開示されている。特許文献１に開示されているプッシュスイッチは、内部底面に２つの固定端子が植設されたケースと、弾性を有する導電部から成り略Ｕ字状の接触片とを備えている。上記の接触片は、屈曲部付近が力点となる可動部と、一辺の先端部に形成された支点部と、可動部の押し下げに伴って他辺に形成した２つの舌片の先端にそれぞれ設けた可動接点とで形成されている。そして、操作体により可動部が押圧されることにより、可動接点がケースの底面を摺動する。その結果、２つの可動接点が２つの固定端子のうち一方とそれぞれ接触する。これにより、２つの固定端子間の電気的接続のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられるようになっている。

特開平６−１６８６４５号公報（１９９４年６月１４日公開）

ところで、スイッチ、コネクタ、リレーなどを備える装置では、装置の構成による制約や装置の小型化のために、所定の方向に細長い接点機構が必要とされる場合がある。

しかしながら、特許文献１に記載のプッシュスイッチが備える接点機構では、上述の２つの舌片が、可動接点の摺動方向に対して垂直な方向に並んでいる構成であるため、可動接点の摺動方向に対して垂直な方向におけるサイズが大型化してしまい、上記のような場合に適用することができないという問題があった。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、接触信頼性が高く、所定の方向に細長い接点機構を実現することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の接点機構は、互いに対向する第１端子と第２端子との接触状態を切り替える接点機構であって、前記第１端子が、弾性を有するベース部材と、前記ベース部材における前記第２端子に対向する面に、所定の方向に並んで設けられる第１突出部および第２突出部とを備えており、前記ベース部材に対して、前記第１突出部および前記第２突出部が並ぶ所定の方向の延長線上において、外部から前記第２端子に向けて力が加わることによって、前記第１突出部が前記第２端子に接触した後に、前記第２突出部が前記第２端子に接触することを特徴としている。

上記の構成によれば、第２端子に対して、第１突出部が接触した後に、第２突出部が接触する。このため、導通／非導通の切り替えに伴う第１端子の消耗は、第１突出部側で主に発生し、第２突出部側での消耗は少ない。これにより、第２突出部と第２端子との間で確実に導通を行うことができる。したがって、本実施形態における接点機構は、第１端子と第２端子との電気的接続の信頼性が高い接点機構となっている。

また、本実施形態の接点機構では、ベース部材が弾性を有しているので、ベース部材に対して外部から力が加わることによって、第１突出部が第２端子に接触した後に、第２突出部が第２端子に接触する構成を実現することができる。

さらに、本実施形態の接点機構では、第１突出部および第２突出部が並ぶ所定の方向の延長線上において、外部からの押圧力が加わる構成となっている。したがって、第１突出部、第２突出部、および外部からの押圧力の印加点が一直線上に並ぶので、所定の方向に細長い接点機構を実現できる。よって、前後方向に複数の接点機構を並べる接点機構群を、前後方向へのサイズを最小限にした構成で実現することができる。

本発明の接点機構において、前記第１突出部が前記ベース部材を湾曲させることにより形成されており、前記第２突出部が前記ベース部材を切り起こして形成されている構成であってもよい。

本発明の接点機構において、前記第１突出部および前記第２突出部が前記ベース部材を切り起こして形成されている構成であってもよい。

本発明の接点機構において、前記第１突出部が前記第２端子に接触してから前記第２突出部が前記第２端子に接触するまでの間に、前記第２端子における前記第１突出部の接触位置が変化する構成であってもよい。

上記の構成によれば、第１突出部が第２端子と接触した際に、第１突出部と第２端子との間に異物が存在したとしても、摺動により当該異物を、第１突出部と第２端子との間から外すことができる、したがって、第１突出部と第２端子との接触を確実に行うことができるようになっており、接点機構としての信頼性を向上させることができる。

本発明の接点機構において、前記第１突出部および前記第２突出部が弾性を有する構成であってもよい。

上記の構成によれば、第２端子に対する第１突出部および第２突出部のそれぞれにおける接触圧力を適正な値にすることができる。

本発明の接点機構において、前記ベース部材は、前記第１突出部および前記第２突出部が設けられている第１部分の弾性率が、前記外部からの力が加わる第２部分の弾性率よりも低くなっている構成であってもよい。

上記の構成によれば、第１部分が低い弾性率を有することにより、第１部分全体が撓み、第１突出部および第２突出部が、第２端子を摺動（ワイピング）するようになっている。これにより、第１突出部または第２突出部が第２端子と接触した際に、第１突出部または第２突出部と、第２端子との間に異物が存在したとしても、摺動により当該異物を、第１突出部または第２突出部と、第２端子との間から外すことができる、したがって、第１端子と第２端子との接触を確実に行うことができるようになっており、接点機構としての信頼性を向上させることができる。また、第２部分の弾性率が高いため、第２端子に対する第１突出部および第２突出部の接圧を高くすることができる。

本発明の接点機構において、前記第１突出部と前記第２突出部とは、前記ベース部材から突出する向きが互いに逆向きである構成であってもよい。

上記の構成によれば、第２端子上における第１突出部および第２突出部の接触位置間の距離が小さくなるため、第２端子の接触可能領域が小さい場合においても、第１突出部および第２突出部を第２端子に接触させることができる。

また、本発明のスイッチは、電気的接続のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチであって、本発明に係る前記接点機構と、前記接点機構に対して力を加えることにより、前記第１端子と前記第２端子との接触状態を切り替える切替機構とを備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、電気的接続の信頼性が高く、所定の方向に細長いスイッチを実現することができる。

また、本発明のリレーは、電気的接続のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるリレーであって、本発明に係る前記接点機構と、前記接点機構に対して力を加えることにより、前記第１端子と前記第２端子との接触状態を切り替える切替機構とを備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、電気的接続の信頼性が高く、所定の方向に細長いリレーを実現することができる。

また、本発明のコネクタユニットは、接続対象物に設けられた複数の対象端子に対応する複数の接続端子を備え、前記複数の接続端子と前記複数の対象端子との接点接続が、本発明に係る前記接点機構により行われることを特徴としている。

上記の構成によれば、電気的接続の信頼性が高く、前後方向に複数の接点機構を並べる接点機構群を、前後方向へのサイズを最小限にした構成で実現することができる。

本発明は、所定の方向に細長い接点機構を実現するという効果を奏する。

実施形態１に係るコネクタユニットを備える超音波診断装置の構成を示す概略図である。 上記コネクタユニット、およびプローブ側コネクタの構成を示す斜視図である。 上記プローブ側コネクタを下方から見た外観斜視図である。 上記コネクタユニットの分解斜視図である。 上記コネクタユニットが備えるハウジングの構造を示す斜視図である。 上記コネクタユニットが備えるベースの構造を示す斜視図である。 上記コネクタユニットが備える端子ユニットの構造を示すものであり、（ａ）は端子ユニットの斜視図、（ｂ）は接続端子の構造を示す平面図である。 上記コネクタユニットの構造を示す側面図である。 上記コネクタユニットが備えるスイッチ機構の構造を示すものであり、図８におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。 上記コネクタユニットが備えるロック機構の構成を示すものであり、図８におけるＢ−Ｂ線矢視図である。 上記超音波診断装置が備えるレバー位置検出部の構造を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、上記コネクタユニットが備える接続端子と、上記プローブ側コネクタの接続端子とが接触する様子を示す図である。 上記コネクタユニットの変形例としてのコネクタユニットが備える接続端子の構造を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、上記変形例としてのコネクタユニットが備える接続端子と、上記プローブ側コネクタの接続端子とが接触する様子を示す図である。 実施形態２に係るスイッチの構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

〔実施形態１〕
本発明の一態様に係る接点機構および該接点機構を備えるコネクタユニット１０について、図１〜図１２を参照しながら説明する。

図１は、コネクタユニット１０を備える超音波診断装置１の構成を示す概略図である。図２は、コネクタユニット１０およびプローブ側コネクタ１００の構成を示す斜視図である。なお、以降では、説明の便宜上、図２における＋Ｘ方向を前方向、−Ｘ方向を後方向、＋Ｙ方向を上方向、−Ｙ方向を下方向、＋ｚ方向を右方向、−ｚ方向を左方向として説明する。

超音波診断装置１は、図１および図２に示すように、基板２と、基板２に設けられた制御回路３と、４つの超音波プローブ４と、基板２に設けられ、制御回路３と電気的に接続されているコネクタユニット１０と、超音波プローブ４にそれぞれ接続されているプローブ側コネクタ（接続対象物）１００と、レバー位置検出部１２０とを備えている。制御回路３と４つの超音波プローブ４とは、コネクタユニット１０とプローブ側コネクタ１００とが接続されることによって電気的に接続可能となる。

（プローブ側コネクタ１００の構造）
まず、コネクタユニット１０と接続するプローブ側コネクタ１００の構造について、図２および図３を参照しながら説明する。

図３は、プローブ側コネクタ１００を下方から見た外観斜視図である。

プローブ側コネクタ１００は、図２および図３に示すように、ハウジング１１０と、嵌合部１１１と、超音波プローブ４に備えられる振動子の数に応じて設けられる複数の接続端子（第２端子、対象端子）１１２と、突出部（係合受部）１１３とを備えている。

複数の接続端子１１２は、保持部材（不図示）によって前後方向に４列に整列されて保持されている。ハウジング１１０および嵌合部１１１は、内部において上述の保持部材を支持することにより、接続端子１１２を保持している。接続端子１１２の下部は、外部に露出している。

嵌合部１１１は、プローブ側コネクタ１００のうちコネクタユニット１０と嵌合する部分である。嵌合部１１１の左右方向の側面の距離は、ハウジング１１０の左右方向の側面の距離よりも短くなっており、プローブ側コネクタ１００をコネクタユニット１０に嵌合したときに、ハウジング１１０の下面が後述するコネクタユニット１０のハウジング２１の上面と当接し、嵌合部１１１が筐体２０の内部に格納されるようになっている。

また、嵌合部１１１の前後方向の側面の外側には、外側に向けて突出する２つの円形状の突出部１１３がそれぞれ形成されている。

（コネクタユニット１０の構造）
次に、コネクタユニット１０の構造について図２および図４〜図９を参照しながら説明する。

図４は、コネクタユニット１０の分解斜視図である。コネクタユニット１０は、図２および図４〜図９に示すように、筐体２０と、端子ユニット３０と、スイッチ機構５０と、駆動部６０と、ロック部７０とを備えている。

＜筐体２０＞
筐体２０は、ハウジング２１と、ベース２２と、ソケットハウジング２３と、ハウジングカバー２４と、モータベース２５を備えている。

図５は、ハウジング２１の構造を示す斜視図である。ハウジング２１は、図５に示すように、長手方向（前後方向、図におけるＸ軸方向）に延びる２つの側壁２１ａと、２つの側壁２１ａの長手方向の両端部の下部を接続する前壁２１ｂおよび後壁２１ｃとによって形成される略直方体状の部材である。前壁２１ｂおよび後壁２１ｃのそれぞれの上面には、後述する第１カム軸５１および第２カム軸５２をそれぞれ支持する半円形状の凹部２１ｄが２つ形成されている。前壁２１ｂの中央部には、下方に向かって開口する開口部２１ｅが形成されている。ハウジング２１の内部には、前壁２１ｂおよび後壁２１ｃの内側に、２つの側壁２１ａを接続する支持壁２１ｆがそれぞれ形成されている。支持壁２１ｆの高さは、前壁２１ｂおよび後壁２１ｃの高さと同じ高さになっている。また、支持壁２１ｆの上面の中央には、ソケットハウジング２３をハウジング２１に固定するためのビス２７が挿入される挿入孔２１ｇが形成されている。支持壁２１ｆの上面における挿入孔２１ｇの左右両側には、第１カム軸５１および第２カム軸５２を支持する半円形状の凹部２１ｈがそれぞれ形成されている。

図６は、ベース２２の構造を示す斜視図である。ベース２２は、筐体２０の下部を構成する板状の部材である。ベース２２は、長手方向に延びる２つの溝２２ａと、溝２２ａの長手方向（図におけるＸ軸方向）の両端部からそれぞれ上方に向かって突出する２つの突出部２２ｂと、長手方向の前側の端部から上方に向けて延びる凸部２２ｃとを備えている。ベース２２は、４つのビス２６によりハウジング２１に固定されている。２つの突出部２２ｂのそれぞれの上面には、後述するロックシャフト７１を支持する半円形状の凹部２２ｄが形成されている。

ソケットハウジング２３は、図４に示すように、筐体２０の上部を構成する部材であり、略長方形のベース部材２３ａと、ベース部材２３ａの長手方向（前後方向、図におけるＸ軸方向）の両端部から下方に向かって突出する２つの突出部２３ｂと、ベース部材２３ａの上面から突出し、端子ユニット３０の上部をカバーするカバー部材２３ｃとを備えている。ベース部材２３ａの長手方向の両端部の中央には、ソケットハウジング２３をハウジング２１に固定するためのビス２７が挿入される挿入孔２３ｄがそれぞれ形成されている。２つの突出部２３ｂは、ハウジング２１の支持壁２１ｆとそれぞれ対向するように形成されている。カバー部材２３ｃには、端子ユニット３０が有する複数の接続端子（第１端子）４０に対応して複数の開口部が設けられている。

ハウジングカバー２４は、図４に示すように、ビス２８によりハウジング２１の前面側に取り付けられる部材であり、下向きに開口する開口部２４ａを有する略コの字型の形状になっている。開口部２４ａは、ハウジング２１の前壁２１ｂと略同様の形状をしており、ハウジングカバー２４がハウジング２１に取り付けられたときに、開口部２４ａにハウジング２１の前壁２１ｂが嵌め込まれるようになっている。開口部２４ａの上面における、ハウジング２１の前壁２１ｂの凹部２１ｄと対向する位置には、第１カム軸５１および第２カム軸５２が挿入される凹部２４ｂが形成されている。

モータベース２５は、図４に示すように、後述するモータユニット６１を載置するためのものであり、略長方形の金属片を折り曲げたＬ字形状になっている。モータベース２５は、モータユニットが上面に載置される底壁２５ａと、底壁２５ａから上方に突出する側壁２５ｂとを備えている。モータベース２５は、側壁２５ｂが４つのビス２９によりハウジング２１の後壁２１ｃに取り付けられることにより、ハウジング２１に固定される。モータベース２５における底壁２５ａと側壁２５ｂとの接続部には開口部２５ｃが形成されている。開口部２５ｃは、ハウジング２１の後壁２１ｃと略同様の形状をしており、モータベース２５がハウジング２１に取り付けられたときに、開口部２５ｃにハウジング２１の後壁２１ｃが嵌め込まれるようになっている。開口部２５ｃの上面における、ハウジング２１の後壁２１ｃの凹部２１ｄと対向する位置には、第１カム軸５１および第２カム軸５２がそれぞれ挿入される凹部２５ｄが形成されている。

このように、コネクタユニット１０では、ハウジング２１に、ベース２２、ソケットハウジング２３、ハウジングカバー２４、およびモータベース２５が取り付けられることにより筐体２０が構成されており、プローブ側コネクタ１００をコネクタユニット１０に嵌め込んだときに、ハウジング１１０の下面がハウジング２１の上面と当接し、嵌合部１１１が筐体２０の内部に格納される。

＜端子ユニット３０＞
次に、端子ユニット３０の構造について、図７を参照しながら説明する。

図７は、端子ユニット３０の構造を示すものであり、（ａ）は端子ユニット３０の斜視図、（ｂ）は接続端子４０の構造を示す平面図である。端子ユニット３０は、図７に示すように、保持部材３１と、複数の接続端子４０とを備えている。

接続端子４０は、図７の（ｂ）に示すように、ベース部材４１と、第１突出部４２と、第２突出部４３とを備えている。

ベース部材４１は、一方向（上下方向）に延びる細い金属板である。ベース部材４１の上下方向の中央付近には、曲げ加工により上下方向に垂直な方向に凹んだ凹部４４を有している。

第１突出部４２および第２突出部４３は、ベース部材４１を切り起こして形成されており、ベース部材４１に対して凹部４４が凹む向きと同じ向きに突出している。第１突出部４２および第２突出部４３は、ベース部材４１の長手方向（上下方向）に並んで形成されている。第１突出部４２および第２突出部４３は、ベース部材４１の長手方向の突出する向きが、互いに逆向きとなっている。すなわち、第１突出部４２は、上側を軸としてベース部材４１を切り起こして形成されており、第２突出部４３は、下側を軸としてベース部材４１を切り起こして形成されている。これにより、第１突出部４２の先端部と、第２突出部４３の先端部とは、一定の距離をおいて互いに対向するようになっている。

ベース部材４１は、第１突出部４２および第２突出部４３が設けられている第１部分４５の厚さが、それ以外の第２部分４６の厚さよりも薄くなっている。これにより、第１部分４５の弾性率が第２部分４６の弾性率よりも低くなっている。

端子ユニット３０は、図７の（ａ）に示すように、複数の接続端子４０が保持部材３１によって前後方向に２列に整列されて保持されていることにより形成されている。複数の接続端子４０は、各列に凹部４４の凹む向きが外向きになるように保持部材３１により保持されている。

２つの端子ユニット３０は、保持部材３１がベース２２の２つの溝２２ａにそれぞれ嵌め込まれることにより筐体２０に固定される。これにより、複数の接続端子４０が、Ｘ軸方向に４列並んで配置される。各接続端子４０の第１突出部４２および第２突出部４３は、プローブ側コネクタ１００がコネクタユニット１０に嵌め込まれたときに、プローブ側コネクタ１００の接続端子１１２と対向する位置に配置されるようになっている（図９参照）。各接続端子４０における、第１突出部４２および第２突出部４３が設けられている側とは反対の端部は、ベース２２から下方に突出しており、基板２に接続されている。

＜スイッチ機構５０および駆動部６０＞
スイッチ機構５０は、コネクタユニット１０の接続端子４０と、対応するプローブ側コネクタ１００の接続端子１１２との接触／非接触を切り替えることにより、接続端子４０と接続端子１１２との電気的接続のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるための機構である。スイッチ機構５０の構成について、図４、図８および図９を参照しながら説明する。

図８は、コネクタユニット１０の構造を示す側面図である。なお、図８では、ハウジング２１およびモータカバー６５を省略して図示している。図９は、スイッチ機構５０の構造を示すものであり、図８におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。

スイッチ機構５０は、図４、図８および図９に示すように、第１カム軸５１と、第２カム軸５２と、第１カム５３と、第２カム５４とを備えている。

第１カム軸５１および第２カム軸５２は、前後方向（Ｘ軸方向）に直線状に延びる棒状の部材である。第１カム軸５１および第２カム軸５２は、大部分が筐体２０の内部に収納されており、後側の端部が筐体２０から突出している。第１カム軸５１の長手方向の長さは、第２カム軸５２の長手方向の長さよりも長くなっている。第１カム軸５１および第２カム軸５２は、それぞれ、ハウジング２１の後壁２１ｃの凹部２１ｄ、および凹部２１ｈに載置されることによって、後壁２１ｃ、および２つの支持壁２１ｆによって支持されている。すなわち、第１カム軸５１および第２カム軸５２は、筐体２０に回転自在に保持されている。第１カム軸５１および第２カム軸の前方向の端部は、ハウジング２１の前壁２１ｂの凹部２１ｄによってそれぞれ支持されている。第１カム軸５１の後方向の端部は、後述するカップリング６２に接続されている。

第１カム軸５１および第２カム軸５２における、端子ユニット３０の接続端子４０が並べられている領域に対応する領域の周囲には、第１カム５３および第２カム５４が固定されて設けられている。第１カム５３および第２カム５４は、図９に示すように、互いに対向する接続端子４０の凹部４４の間を通るようにそれぞれ配置されている。

第１カム５３および第２カム５４は、図９に示すように、Ｘ軸に垂直な断面の形状が略六角形となっている。第１カム５３および第２カム５４の対向する１組の辺の間の距離ｄ１は、互いに対向する凹部４４の間の距離ｄよりも小さくなっており、また、第１カム５３および第２カム５４の対向する１組の頂点間の距離ｄ２は、互いに対向する凹部４４の間の距離ｄよりも大きくなっている。第１カム５３および第２カム５４は、第１カム軸５１および第２カム軸５２の回転に伴い、それぞれ第１カム軸５１および第２カム軸を中心として回転する。第１カム５３および第２カム５４は、図９に示す状態から回転されることにより、接続端子４０の凹部４４を外側に押圧する。

駆動部６０は、第１カム軸５１および第２カム軸５２を回転させるためのものである。駆動部６０は、モータユニット６１と、カップリング６２と、第１モータギア６３と、第２モータギア６４と、モータカバー６５とを備えている。

モータユニット６１は、モータ駆動（アクチュエータ駆動）することによりモータ軸６１ａを回転させるための駆動部である。モータユニット６１の駆動は、制御回路３により制御される。

カップリング６２は、モータ軸６１ａと第１カム軸５１とを結合するものであり、モータ軸６１ａの回転力を第１カム軸５１に伝達する。

第１モータギア６３は、第１カム軸５１に取り付けられたギアであり、第１カム軸５１が回転すると、第１カム軸の回転と同方向に回転するようになっている。第１モータギア６３は、モータベース２５とカップリング６２との間に配置されている。

第２モータギア６４は、第２カム軸５２に取り付けられたギアであり、第２モータギアが回転することにより、第２カム軸５２が回転するようになっている。第１モータギア６３と、第２モータギア６４とは互いに噛み合うように形成されており、第１モータギア６３が回転することにより、第２モータギア６４が第１モータギア６３の回転する向きとは逆向きに回転するようになっている。

モータカバー６５は、駆動部６０をカバーする部材であり、モータベース２５の上部を覆っている。

次に、スイッチ機構５０および駆動部６０の動作について説明する。

スイッチ機構５０および駆動部６０の動作では、まず、接続端子４０が第１カム５３および第２カム５４によって押圧されていない状態（図９に示す状態）において、モータユニット６１がモータ駆動することによりモータ軸６１ａを９０度回転させる。これにより、カップリング６２によりモータ軸６１ａの回転力が第１カム軸５１へ伝達され、第１カム軸５１が９０度回転する。これに伴い、第１カム５３が９０度回転する。これにより、第１カム５３が接続端子４０の凹部４４を外側に向けて押圧する。その結果、接続端子４０の第１突出部４２および第２突出部４３が、プローブ側コネクタ１００の接続端子１１２と接触する。

また、同時に、第１カム軸５１が９０度回転することにより、第１モータギア６３が９０度回転する。これにより、第２モータギア６４が第１モータギア６３の回転する向きとは逆向きに９０度回転し、この回転に伴い第２カム軸５２が９０度回転する。これに伴い、第２カム５４が９０度回転することにより、第２カム５４が接続端子４０の凹部４４を外側に向けて押圧する。その結果、接続端子４０の第１突出部４２および第２突出部４３が、プローブ側コネクタ１００の接続端子１１２と接触する。なお、接続端子４０と接続端子１１２とが接触する接点構造の詳細については後述する。

このように、スイッチ機構５０では、駆動部６０のモータ駆動（アクチュエータ駆動）によって第１カム５３および第２カム５４を回転することにより、すべての接続端子４０をプローブ側コネクタ１００の接続端子１１２と接触させることができる。これにより、制御回路３と４つの超音波プローブ４とを電気的に接続することができる。

＜ロック部７０＞
ロック部７０の構成について、図４、図８、図１０および図１１を参照しながら説明する。

図１０は、ロック部７０の構成を示すものであり、図８におけるＢ−Ｂ線矢視図である。図１１は、レバー位置検出部１２０の構造を示す斜視図である。

ロック部７０は、図４、図８、および図１０に示すように、プローブ側コネクタ１００に対する機械的接続のロック状態を切り替えるロック機構としての、ロックシャフトギア７３と、第１ロックギア７４と、第２ロックギア７５とを備えている。また、ロック部７０は、上記のロック機構を動作させるための、ロックシャフト７１と、レバー７２と、ブッシュ７６と、ロック保持バネ７７と、ロック解除ピン７９と、バネ８０とを備えている。

ロックシャフト７１は、第１カム軸５１および第２カム軸と平行に（すなわち、前後方向（Ｘ軸方向））に直線状に延びる棒状の部材である。ロックシャフト７１は、後側の部分が筐体２０の内部に収納されており、前側の部分が筐体２０から突出している。

レバー７２は、ユーザによる操作を受け付けるための部材であり、ロックシャフト７１の前側の端部に設けられている。レバー７２は、ロックシャフト７１の軸を中心として回転するようになっており、レバー７２が回転することによりロックシャフト７１が回転する。

ロックシャフトギア７３、第１ロックギア７４、第２ロックギア７５、ブッシュ７６、およびロック保持バネ７７は、筐体２０の前後両側に１組ずつ設けられている。これらの組の構成および動作は同様であるため、筐体２０の前側に設けられている組についてのみ説明を行う。

ロックシャフトギア７３は、ロックシャフト７１に設けられたギアであり、ロックシャフト７１の回転に伴って回転する。ロックシャフトギア７３は、ハウジングカバー２４の内側に接する位置に配置されている。ロックシャフトギア７３の下部には、凸部７３ａが形成されている。

第１ロックギア７４は、ブッシュ７６を間に挟んで第１カム軸５１に取り付けられたギアである。第１ロックギア７４とロックシャフトギア７３とは互いに噛み合うように形成されており、ロックシャフトギア７３が回転することにより、第１ロックギア７４がロックシャフトギア７３の回転する向きとは逆向きに回転するようになっている。第１ロックギア７４の上部には、鉤状の係合部７４ａが形成されている。

第２ロックギア７５は、ブッシュ７６を間に挟んで第２カム軸５２に取り付けられたギアである。第１ロックギア７４と第２ロックギア７５とは互いに噛み合うように形成されており、第１ロックギア７４が回転することにより、第２ロックギア７５が第１ロックギア７４の回転する向きとは逆向きに回転するようになっている。第２ロックギア７５の上部には、鉤状の係合部７５ａが形成されている。

なお、第１カム軸５１、第１ロックギア７４、およびブッシュ７６は、互いに独立して回転するようになっている。この構成は、第２ロックギア７５についても同様である。

ロック保持バネ７７は、ロックシャフトギア７３の移動を制限するためのバネであり、ベース２２に取り付けられている。ロック保持バネ７７の上部には、凸部７７ａが形成されている。

ロック解除ピン７９およびバネ８０は、第１モータギア６３と、モータベース２５の側壁２５ｂとの間に配置されている。ロック解除ピン７９およびバネ８０は、第１ロックギア７４および第２ロックギア７５の動作を制限するロック機構動作制限機構として動作するものであり、接続端子４０と接続端子１１２との電気的接続がＯＮ状態である場合に、第１ロックギア７４および第２ロックギア７５の回転を制限することにより、接続端子４０と接続端子１１２との電気的接続が解除されるのを防止する。

また、ロック解除ピン７９およびバネ８０は、第１カム軸５１および第２カム軸５２の動作を制限するスイッチ機構動作制限機構としても動作する。ロック解除ピン７９およびバネ８０は、前記ロック機構が非ロック状態のときに、第１カム軸５１および第２カム軸５２が回転することを防止する。

次に、ロック部７０によるプローブ側コネクタ１００に対する機械的接続のロック状態を切り替える動作について説明する。

まず、プローブ側コネクタ１００の嵌合部１１１がコネクタユニット１０に嵌合している状態において、ユーザがレバー７２を回転させる。ロックシャフト７１の回転に伴い、ロックシャフトギア７３の凸部７３ａが、ロック保持バネ７７の凸部を下方に向けて押圧しながら、ロックシャフトギア７３が回転する。ロックシャフトギア７３の回転に伴い、ロックシャフトギア７３が回転し、これにより、第１ロックギア７４がロックシャフトギア７３の回転する向きとは逆向きに回転する。第１ロックギア７４の回転により、係合部７４ａが、プローブ側コネクタ１００の前後方向の側面の外側に形成されている突出部１１３に係合部７４ａが係止する。

また、同時に、第２ロックギア７５が第１ロックギア７４の回転する向きとは逆向きに回転する。第２ロックギア７５の回転により、係合部７５ａが、プローブ側コネクタ１００の前後方向の側面の外側に形成されている突出部１１３（係合部７４ａが係止する突出部とは別の突出部１１３）に係合部７４ａが係止する。

以上のように、コネクタユニット１０では、ユーザによりレバー７２が操作されることにより、係合部７４ａおよび係合部７５ａがそれぞれ突出部１１３に係止する。これにより、プローブ側コネクタ１００に対する機械的接続のロックが行われる。

なお、超音波診断装置１は、図１１に示すように、基板２上にレバー位置検出部１２０を備えている。レバー位置検出部１２０は、プローブ側コネクタ１００のコネクタユニット１０への機械的接続のロック状態を検知するためのものである。レバー位置検出部１２０は、スイッチにてなっており、プローブ側コネクタ１００がコネクタユニット１０に機械的接続のロックが行われている状態において、レバー７２により上記のスイッチがＯＮされる。これにより、プローブ側コネクタ１００のコネクタユニット１０への機械的接続のロック／非ロックの状態を検出する。レバー位置検出部１２０により検出されたプローブ側コネクタ１００のコネクタユニット１０への機械的接続のロック・非ロックの情報は、基板２を介して制御回路３へ送信される。これにより、制御回路３は、プローブ側コネクタ１００のコネクタユニット１０への機械的接続のロック／非ロックの状態を取得することができるようになっている。

（接続端子４０と接続端子１１２との接点機構）
次に、コネクタユニット１０の接続端子４０と、プローブ側コネクタ１００の接続端子１１２との接点機構について、図１２を参照しながら説明する。

図１２の（ａ）〜（ｄ）は、コネクタユニット１０の接続端子４０と、プローブ側コネクタ１００の接続端子１１２とが接触する様子を示す図である。

図１２の（ａ）は、接続端子４０が第１カム５３または第２カム５４によって押圧されていない状態を示している。この状態において、接続端子４０が第１カム５３または第２カム５４によって外側に向けて押圧される（第１カム５３によって押圧されるものとして説明する）と、まず、第１突出部４２が接続端子１１２に接触する（図１２の（ｂ））。

さらに、接続端子４０が第１カム５３によって外側に向けて押圧されると、第１突出部４２が接続端子１１２から押圧される。このとき、第１突出部４２の弾性により、第１突出部４２がベース部材４１側に撓むとともに、接続端子１１２に対して第１突出部４２が上方に摺動（ワイピング）する（すなわち、接続端子１１２における第１突出部４２の接触位置が変化する）。その後、第２突出部４３が、接続端子１１２に接触する（図１２の（ｃ））。

さらに、接続端子４０が第１カム５３によって外側に向けて押圧されると、第１突出部４２および第２突出部４３が、接続端子１１２を摺動する（図１２の（ｄ））。これは、上述したように、第１突出部４２および第２突出部４３が設けられている第１部分４５の厚さが、それ以外の第２部分４６の厚さよりも薄くなっており、第１部分４５の弾性率が第２部分４６の弾性率よりも低くなっているためである（図７参照）。すなわち、第１部分４５が低い弾性率を有することにより、第１部分４５全体が撓み、第１突出部４２および第２突出部４３が、接続端子１１２を摺動（ワイピング）するようになっている。これにより、第１突出部４２または第２突出部４３が接続端子１１２と接触した際に、第１突出部４２または第２突出部４３と、接続端子１１２との間に異物が存在したとしても、摺動により当該異物を、第１突出部４２または第２突出部４３と、接続端子１１２との間から外すことができる、したがって、接続端子４０と接続端子１１２との接触を確実に行うことができるようになっており、接点機構としての信頼性を向上させることができる。また、第２部分４６の厚さが大きい（すなわち、弾性率が高い）ため、接続端子１１２に対する第１突出部４２および第２突出部４３の接圧を高くすることができる。

（コネクタユニット１０の動作）
次に、コネクタユニット１０の動作について説明する。

まず、４つの超音波プローブ４にそれぞれ接続されているプローブ側コネクタ１００を、基板２に固定されたコネクタユニット１０にそれぞれ嵌合させる。次に、ユーザによりレバー７２が回転されることにより、プローブ側コネクタ１００がコネクタユニット１０に機械的に接続される。この時点では、プローブ側コネクタ１００とコネクタユニット１０とを電気的に接続することはできない（すなわち、超音波プローブ４と制御回路３とは電気的に接続されていない）。なお、従来のコネクタユニットでは、この時点で、プローブ側コネクタとコネクタユニットとが電気的に接続可能となる。

次に、制御回路３が超音波診断装置１に設けられた指示受付部（不図示）により４つの超音波プローブ４のうち所望の超音波プローブ４からの受信信号を受信する旨のユーザの指示を受け付ける。次に、制御回路３は、当該超音波プローブ４のプローブ側コネクタ１００と機械的に接続されているコネクタユニット１０のモータユニット６１をモータ駆動させる。これにより、コネクタユニット１０の接続端子４０と当該プローブ側コネクタ１００の接続端子１１２とを接触させ、制御回路３と当該超音波プローブ４とを電気的に接続させる。

また、制御回路３が上記の指示受付部により、現在電気的に接続されている超音波プローブ４以外の超音波プローブ４からの受信信号を受信する（すなわち、使用する超音波プローブ４を切り替える）旨のユーザの指示を受け付けると、制御回路３は、現在制御回路３と電気的に接続している超音波プローブ４と接続されているコネクタユニット１０のモータユニット６１を駆動させ、当該コネクタユニット１０の接続端子４０と、超音波プローブ４のプローブ側コネクタ１００の接続端子１１２との接触を解除する。次に、制御回路３は、ユーザ所望の超音波プローブ４のプローブ側コネクタ１００と機械的に接続されているコネクタユニット１０のモータユニット６１をモータ駆動させ、制御回路３と当該超音波プローブ４とを電気的に接続させる。

（接点機構の特徴）
以上のように、本実施形態における接点機構は、互いに対向する接続端子４０と接続端子１１２との接触状態を切り替える接点機構であり、接続端子４０は、弾性を有するベース部材４１と、ベース部材４１における接続端子１１２に対向する面に、ベース部材４１の長手方向（上下方向）に並んで設けられる第１突出部４２および第２突出部４３とを備えている。そして、ベース部材４１に対して、第１突出部４２および第２突出部４３が並ぶ方向の延長線上において、外部から接続端子１１２に向けて力が加わることによって、第１突出部４２に接触した後に、第２突出部４３が接続端子１１２に接触する。

上記の構成によれば、接続端子１１２に対して、第１突出部４２が接触した後に、第２突出部４３が接触する。このため、導通／非導通の切り替えに伴う接続端子４０の消耗は、第１突出部４２側で主に発生し、第２突出部４３側での消耗は少ない。これにより、第２突出部４３と接続端子１１２との間で確実に導通を行うことができる。したがって、本実施形態における接点機構は、接続端子４０と接続端子１１２との電気的接続の信頼性が高い接点機構となっている。

また、本実施形態の接点機構では、ベース部材４１が弾性を有しているので、ベース部材４１に対して外部から力が加わることによって、第１突出部４２が接続端子１１２に接触した後に、第２突出部４３が接続端子１１２に接触する構成を実現することができる。

さらに、本実施形態の接点機構では、第１突出部４２および第２突出部４３が並ぶ所定の方向（ベース部材４１の長手方向（上下方向））の延長線上において、第１カム５３または第２カム５４からの押圧力が加わる構成となっている。したがって、第１突出部４２、第２突出部４３、および第１カム５３または第２カム５４からの押圧力の印加点が一直線上に並ぶので、所定の方向（ベース部材４１の長手方向（上下方向））に細長い接点機構を実現できる。よって、コネクタユニット１０およびプローブ側コネクタ１００のように、前後方向に複数の接点機構を並べる接点機構群を、前後方向へのサイズを最小限にした構成で実現することができる。

また、本実施形態の接点機構では、第１突出部４２が接続端子１１２に接触してから第２突出部４３が接続端子１１２に接触するまでの間に、接続端子１１２に対して第１突出部４２が上方に摺動する。これにより、第１突出部４２が接続端子１１２と接触した際に、第１突出部４２と接続端子１１２との間に異物が存在したとしても、摺動により当該異物を、第１突出部４２と接続端子１１２との間から外すことができる、したがって、第１突出部４２と接続端子１１２との接触を確実に行うことができるようになっており、接点機構としての信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態の接点機構では、第１突出部４２および第２突出部４３が弾性を有している。これにより、接続端子１１２に対する第１突出部４２および第２突出部４３のそれぞれにおける接触圧力を適正な値にすることができる。

また、第１部分４５が低い弾性率を有することにより、第１部分４５全体が撓み、第１突出部４２および第２突出部４３が、接続端子１１２を摺動（ワイピング）するようになっている。これにより、第１突出部４２または第２突出部４３が接続端子１１２と接触した際に、第１突出部４２または第２突出部４３と、接続端子１１２との間に異物が存在したとしても、摺動により当該異物を、第１突出部４２または第２突出部４３と、接続端子１１２との間から外すことができる、したがって、接続端子４０と接続端子１１２との接触を確実に行うことができるようになっており、接点機構としての信頼性を向上させることができる。また、第１部分４５の厚さが大きいため、接続端子１１２に対する第１突出部４２および第２突出部４３の接圧を高くすることができる。

また、本実施形態の接点機構では、第１突出部４２および第２突出部４３のベース部材４１の長手方向の突出する向きが、互いに逆向きとなっている。その結果、接続端子１１２上における第１突出部４２および第２突出部４３の接触位置間の距離が小さくなるため、接続端子１１２の接触可能領域が小さい場合においても、第１突出部４２および第２突出部４３を接続端子１１２に接触させることができる。

＜変形例＞
次に、実施形態１における接点機構の変形例としての接点機構について、図１３および図１４を参照しながら説明する。

図１３は、本変形例におけるコネクタユニットが備える接続端子９０の構造を示す斜視図である。

本変形例では、コネクタユニットが、実施形態１における接続端子４０の代わりに接続端子９０を備えている。

接続端子９０は、図１３に示すように、ベース部材９１と、第１突出部９２と、第２突出部９３とを備えている。

ベース部材９１は、一方向（上下方向）に延びる細い金属板である。ベース部材９１の上下方向の中央付近には、実施形態１における凹部４４と同様に、曲げ加工により上下方向に垂直な方向に凹んだ凹部（不図示）を有している。

第１突出部９２は、ベース部材９１を湾曲させることにより形成されており、ベース部材９１に対して上記の凹部が凹む向きと同じ向きに突出している。

第２突出部９３は、下側を軸としてベース部材９１を切り起こして形成されており、ベース部材９１に対して上記の凹部が凹む向きと同じ向きに突出している。

第１突出部９２および第２突出部９３は、ベース部材９１の長手方向（上下方向）に並んで形成されている。

ベース部材９１は、第１突出部９２および第２突出部９３が設けられている第１部分９４の厚さが、それ以外の第２部分９５（図１３では一部のみ図示している）の厚さよりも薄くなっている。これにより、第１部分９４の弾性率が第２部分９５の弾性率よりも低くなっている。

次に本変形例における接続端子９０と、接続端子１１２との接点機構について、図１４を参照しながら説明する。

図１４の（ａ）〜（ｄ）は、接続端子９０と接続端子１１２とが接触する様子を示す図である。

図１４の（ａ）は、接続端子９０が第１カム５３または第２カム５４によって押圧されていない状態を示している。この状態において、接続端子９０が第１カム５３または第２カム５４によって外側に向けて押圧される（第１カム５３によって押圧されるものとして説明する）と、まず、第１突出部９２が接続端子１１２に接触する（図１４の（ｂ））。

さらに、接続端子９０が第１カム５３によって外側に向けて押圧されると、第１突出部９２が接続端子１１２から押圧される。その結果、第１部分９４の弾性により、第１部分９４が撓む。これにより、接続端子１１２に対して第１突出部９２が上方に摺動（ワイピング）する（すなわち、接続端子１１２における第１突出部９２の接触位置が変化する）とともに、第２突出部９３が接続端子１１２に接触する（図１４の（ｃ））。

さらに、接続端子９０が第１カム５３によって外側に向けて押圧されると、第１突出部９２および第２突出部９３が、接続端子１１２を摺動する（図１４の（ｄ））。これは、上述したように、第１突出部９２および第２突出部９３が設けられている第１部分９４の厚さが、それ以外の第２部分９５の厚さよりも薄くなっており、第１部分９４の弾性率が第２部分９５の弾性率よりも低くなっているためである。すなわち、第１部分９４が低い弾性率を有することにより、第１部分９４全体が撓み、第１突出部９２および第２突出部９３が、接続端子１１２を摺動（ワイピング）するようになっている。これにより、第１突出部９２または第２突出部９３が接続端子１１２と接触した際に、第１突出部９２または第２突出部９３と、接続端子１１２との間に異物が存在したとしても、摺動により当該異物を、第１突出部９２または第２突出部９３と、接続端子１１２との間から外すことができる、したがって、接続端子９０と接続端子１１２との接触を確実に行うことができるようになっており、接点機構としての信頼性を向上させることができる。また、第２部分９５の厚さが大きい（すなわち、弾性率が高い）ため、接続端子１１２に対する第１突出部９２および第２突出部９３の接圧を高くすることができる。

以上のように、本変形例における接点機構は、接続端子１１２に対して、第１突出部９２が接触した後に、第２突出部９３が接触する。このため、導通／非導通の切り替えに伴う接続端子９０の消耗は、第１突出部９２側で主に発生し、第２突出部９３側での消耗は少ない。これにより、第２突出部９３と接続端子１１２との間で確実に導通を行うことができる。したがって、本実施形態における接点機構は、接続端子９０と接続端子１１２との電気的接続の信頼性が高い接点機構となっている。

〔実施形態２〕
本発明の接点機構を備えるスイッチ２００について、図１５を参照しながら説明する。同図に示すように、スイッチ２００は、筐体２０１、ボタン（切替機構）２０２、接続端子４０、および接続端子（第２端子）２０３を備えている。

接続端子４０は、ベース部材４１の一部が筐体２０１の外部に突き出ている一方、凹部４４、第１突出部４２、および第２突出部４３が筐体２０１の内部に配置されている。また、接続端子２０３は、その一方の端部が筐体２０１の外部に突き出ている一方、他方の端部が、第１突出部４２および第２突出部４３に対向する位置に配置されている。

ボタン２０２は筐体２０１の外部と内部とを貫通して設けられており、外部からの力により凹部４４を移動させる。このボタン２０２によって凹部４４が移動させられることにより、第１突出部４２および第２突出部４３と、接続端子２０３との接触・非接触が切り替えられる。

上記の構成によれば、電気的接続の信頼性が高く、所定の方向に細長いスイッチ２００を実現することができる。

なお、上述の説明では、本発明の接点機構を備えるコネクタユニット１０およびスイッチ２００について説明をしたが、本発明の接点機構は、リレー回路にも適用することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１０ コネクタユニット
２０ 筐体
４０ 接続端子（第１端子）
４１ ベース部材
４２ 第１突出部
４３ 第２突出部
４５ 第１部分
４６ 第２部分
５０ スイッチ機構
５１ 第１カム軸（カム軸）
５２ 第２カム軸（カム軸）
５３ 第１カム（カム）
５４ 第２カム（カム）
７１ ロックシャフト（シャフト）
７２ レバー（操作受付部）
７３ ロックシャフトギア（第１ギア、ロック機構）
７４ 第１ロックギア（第２ギア、ロック機構）
７４ａ 係合部
９０ 接続端子（第１端子）
９１ ベース部材
９２ 第１突出部
９３ 第２突出部
９４ 第１部分
９５ 第２部分
１００ プローブ側コネクタ（接続対象物）
１１２ 接続端子（第２端子、対象端子）
１１３ 突出部（係合受部）
２００ スイッチ
２０２ ボタン（切替機構）
２０３ 接続端子（第２端子）

Claims (10)

1. 互いに対向する第１端子と第２端子との接触状態を切り替える接点機構であって、
   前記第１端子が、
   弾性を有するベース部材と、
   前記ベース部材における前記第２端子に対向する面に、所定の方向に並んで設けられる第１突出部および第２突出部とを備えており、
   前記ベース部材に対して、前記第１突出部および前記第２突出部が並ぶ所定の方向の延長線上において、外部から前記第２端子に向けて力が加わることによって、前記第１突出部が前記第２端子に接触した後に、前記第２突出部が前記第２端子に接触することを特徴とする接点機構。
2. 前記第１突出部が前記ベース部材を湾曲させることにより形成されており、前記第２突出部が前記ベース部材を切り起こして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接点機構。
3. 前記第１突出部および前記第２突出部が前記ベース部材を切り起こして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接点機構。
4. 前記第１突出部および前記第２突出部が前記第２端子に接触した後、前記第２端子における前記第１突出部および前記第２突出部の接触位置が変化することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の接点機構。
5. 前記第１突出部および前記第２突出部が弾性を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の接点機構。
6. 前記ベース部材は、前記第１突出部および前記第２突出部が設けられている第１部分の弾性率が、前記外部からの力が加わる第２部分の弾性率よりも低くなっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の接点機構。
7. 前記第１突出部と前記第２突出部とは、前記ベース部材から突出する向きが互いに逆向きであることを特徴とする請求項３に記載の接点機構。
8. 電気的接続のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチであって、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の接点機構と、
   前記接点機構に対して力を加えることにより、前記第１端子と前記第２端子との接触状態を切り替える切替機構とを備えることを特徴とするスイッチ。
9. 電気的接続のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるリレーであって、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の接点機構と、
   前記接点機構に対して力を加えることにより、前記第１端子と前記第２端子との接触状態を切り替える切替機構とを備えることを特徴とするリレー。
10. 接続対象物に設けられた複数の対象端子に対応する複数の接続端子を備え、
    前記複数の接続端子と前記複数の対象端子との接点接続が、請求項１〜７のいずれか１項に記載の接点機構により行われることを特徴とするコネクタユニット。

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