JP4458181B2 - 電気接触子および電子機器 - Google Patents
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Description
バッテリーには電源供給用のバッテリー側電気接触子が設けられ、電子機器には電子機器側電気接触子が設けられている。
そして、バッテリーが電子機器のバッテリー取付部に取り付けられることにより、バッテリー側電気接触子が電子機器側電気接触子に電気的に接触され、バッテリーの電源がバッテリー側電気接触子から電子機器側電気接触子を介して電子機器に供給される。
このようなバッテリーを電子機器に装着した場合、バッテリー側電気接触子の寸法のばらつきに起因して、バッテリー側電気接触子と電子機器側電気接触子とが安定して接触できず電気的な接触が不十分となることや、あるいは、バッテリー側電気接触子によって電子機器側電気接触子を構成する接片が過大な応力を受けて塑性変形することで電気的な接触が不十分となることが懸念されている。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、電気的な接続を確実に行う上で有利な電気接触子およびそのような電気接触子を備えた電子機器を提供することにある。
また、本発明の電子機器は、ガイドピンおよびコンタクトからなる電気接触子を備え、前記ガイドピンは導電性材料からなり、頭部と、前記頭部に接続された軸部とを有し、前記頭部に接続された前記軸部の先端の直径は前記頭部よりも小さい寸法であり、前記コンタクトは導電性かつ弾性を有する薄板のばね材料からなり、前記軸部の前記先端に巻装される第1筒状片と、前記頭部とは反対に位置する前記軸部の基端に巻装される第2筒状片と、それら第1筒状片と第2筒状片との間を接続する複数の接片とを有し、前記複数の接片は、前記軸部の周方向に間隔をおき前記軸部の長手方向に沿って延在すると共にその延在方向の中間部が前記軸部の外周面の半径方向外方に離れた箇所に位置し前記外周面に対して接近離間可能な接触部として形成され、前記第1筒状片および前記第2筒状片の一方は、前記軸部の外周面に弾接することで、あるいは、固定されることで前記軸部に電気的に導通し、前記第1筒状片および前記第2筒状片の他方は、前記軸部の外周面との間に環状の空間を介在させて配置されている。
図1は本実施の形態の撮像装置10の側面図、図2は撮像装置10およびバッテリー20の装脱を説明する説明図である。
図1に示すように、本実施の形態では、電子機器は放送局などで使用される業務用の撮像装置(ビデオカメラ)10であり、撮像装置10にはバッテリー20が装脱可能に装着される。
なお、カメラボディ12において、左右は、撮像装置10を後方から見た状態でいうものとし、また、撮像光学系の光軸方向で被写体側を前方といい、撮像素子側を後方という。
カメラボディ12の上面に撮像装置10を携帯するためのハンドル12Aが設けられている。
カメラボディ12の前部にレンズ鏡筒14が装着されている。
レンズ鏡筒14は、不図示の撮像光学系を収容するものである。
カメラボディ12には、不図示の撮像素子、信号処理部、記録再生部などが設けられている。
ケース20Aは、厚さと、厚さよりも大きな寸法の幅と、幅よりも大きな寸法の長さとを有している。
ケース20Aの長さ方向の一方に位置する端面2002には、前記セルからの電源を撮像装置10に供給するためのバッテリー側コネクタ22が設けられている。
図7に示すように、バッテリー側コネクタ22は、複数のバッテリー側電気接触子24を含んで構成されている。
すなわち、端面2002には、一端が端面2002の外方に開放され長さ方向に延在する孔2004が厚さ方向において同一の位置で幅方向に間隔をおいて複数設けられている。
各孔2004にバッテリー側電気接触子24が組み込まれている。
各バッテリー側電気接触子24は、薄板状の金属板により円筒状に形成され、後述する電子機器側電気接触子44が挿脱可能な内径で形成されている。
取り付け面2010には、図2に示すように、凹部2012と、バッテリー側係合部2014と、2本のガイド溝2016とが設けられている。
凹部2012は、取り付け面2010の幅方向の中央でバッテリー側コネクタ22寄りの箇所に設けられ、ケース20Aの長さ方向に延在している。
バッテリー側係合部2014は、凹部2012の底面でバッテリー側コネクタ22と反対寄りの箇所に膨出形成されている。
バッテリー側係合部2014は、バッテリー側コネクタ22に向かうにしたがって次第に幅が狭くなる1対の傾斜面で構成されたあり2018で構成されている。
1対の傾斜面のうちの一方には、後述するロック爪3602が係合する係合凹部2020が形成されている。
2本のガイド溝2016は、凹部2012を幅方向外側で挟みケース20Aの長さ方向に平行して延在形成されている。
各ガイド溝2016の一端は、凹部1212の延在方向の中間部の両側方に位置し、他端は端面2002に開放されている。
バッテリー取り付け部30は、取り付け面32と、電子機器側係合部34と、ロック機構36と、電子機器側コネクタ38と、ガイド片39などを含んで構成されている。
取り付け面32は、カメラボディ12の上下左右方向を通る同一平面上を延在している。
電子機器側係合部34は、取り付け面32の上下左右の中央から膨出形成されている。
電子機器側係合部34は、バッテリー側係合部2014と係脱するものである。
電子機器側係合部34は、あり2018と係脱可能に係合するあり溝3402で構成されている。
あり溝3402は、下方(電子機器側コネクタ38)に向かうにしたがって次第に幅が狭くなる対向する1対の傾斜面を含んで構成されている。
ロック爪3602は、あり溝3402の一方の傾斜面からあり溝3402の内部に突出する方向に常時付勢されている。
ロック解除部材3604は、該ロック解除部材3604を操作することでロック爪3602をあり溝3402の内部から前記傾斜面を通り該傾斜面内に没入させるように構成されている。
このガイド片39はバッテリー20のバッテリー取り付け部30への取り付け時に、バッテリー20のガイド溝2016に係合し、バッテリー20の係脱する方向への移動を案内するものである。
電子機器側コネクタ38は、コネクタ本体40と、スライドシャッター42と、電子機器側電気接触子44とを備え、電子機器側電気接触子44に本発明が適用されている。
コネクタ本体40は、各電子機器側電気接触子44を保持するものであり、ねじなどによりカメラボディ12に取り付けられる。
スライドシャッター42はコネクタ本体40に設けられ、図2に示す各電子機器側電気接触子44を覆う閉塞位置と、図7に示す該閉塞位置から下方に後退し各電子機器側電気接触子44を露出させる露出位置との間でスライド可能に設けられスライドシャッター42は、前記閉塞位置に位置するように付勢されている。
電子機器側電気接触子44の構成については後で詳述するが、電子機器側電気接触子44は、バッテリー側電気接触子24の内周に挿入される大きさで形成されている。電子機器側電気接触子44がバッテリー側電気接触子24の内周に挿入されることで接触子44、24が電気的に接触するように構成されている。
そして、バッテリー20を下方に移動させると、バッテリー側コネクタ22の部分がスライドシャッター42を付勢力に抗して押圧することで露出位置にスライドすると共に、バッテリー側電気接触子24に電子機器側電気接触子44が挿入され、導通される。
さらなるバッテリー20の下方への移動により、バッテリー側係合部2014のあり2018が電子機器側係合部34のあり溝3402に係合され、それ以上の下方への移動が停止される。
この際、バッテリー取り付け部30のロック爪3602がバッテリー20の係合凹部2020に係合し、これによりバッテリー20のバッテリー取り付け部30からの脱落が防止される。
バッテリー20の上方への移動により、バッテリー側係合部2014のあり2018が電子機器側係合部34のあり溝3402から外れると共に、バッテリー側電気接触子24から電子機器側電気接触子44が抜去され、これにより、バッテリー20がバッテリー取り付け部30から取り外される。
バッテリー20の取り外しにより、スライドシャッター42は露出位置から閉塞位置に戻り、電子機器側電気接触子44はスライドシャッター42によって隠された状態となる。
図3は電子機器側電気接触子44の斜視図、図4は電子機器側電気接触子44の断面図、図5はコンタクト48を構成するばね材料49の斜視図、図6はコンタクト48の斜視図である。
図3、図4に示すように、電子機器側電気接触子44は、ガイドピン46およびコンタクト48を備えている。
ガイドピン46は導電性材料からなり、頭部50と、頭部50に接続された軸部52とを有している。
ガイドピン46の導電性材料としては、りん青銅など従来公知のさまざまな材料が採用可能である。
図4に示すように、頭部50に接続された軸部52の先端5212は、頭部50の直径よりも小さい寸法の均一径の円筒面で形成されている。
また、頭部50とは反対に位置する軸部52の基端5214は、先端5212の直径よりも大きくかつ頭部50の直径よりも小さい寸法の均一径の円筒面で形成されている。
基端5214の円筒面は、ガイドピン46の延在方向の中間部まで延在している。
先端5212の端部から基端5214に向かい次第に外径が大きくなる円錐面により円錐面部5216が形成され、円錐面部5216は、ガイドピン46の延在方向の中間部において基端5214の円筒面に接続されている。
なお、円錐面部5216と基端5214の円筒面とが接続された部分は、コンタクト58の山形の頂部5806に対応した箇所となっている。
コンタクト48のばね材料49としては、ベリリウム銅、りん青銅など従来公知のさまざまな材料が採用可能である。
コンタクト48は、図6に示すように、軸部52の先端5212に巻装される第1筒状片54と、頭部50とは反対に位置する軸部52の基端5214に巻装される第2筒状片56と、それら第1筒状片54と第2筒状片56との間を接続する複数の接片58とを有している。
複数の接片58は、図3、図4に示すように、軸部52の周方向に間隔をおき軸部52の長手方向に沿って延在すると共にその延在方向の中間部が軸部52の外周面5202の半径方向外方に離れた箇所に位置し外周面5202に対して接近離間可能な接触部60として形成されている。
図3、図4に示すように、第1筒状片54が軸部52の先端に巻装された状態で、第1筒状片54の直径は、頭部50の直径よりも小さい寸法で形成されている。
第1筒状片54および第2筒状片56の一方は、軸部52の外周面5202に弾接することで、あるいは、固定されることで軸部52に電気的に導通し、本実施の形態では、第2筒状片56が軸部52に電気的に導通している。
なお、第1筒状片54および第2筒状片56の一方の軸部52の外周面5202への固定は、例えば、溶接によってなされ、このように第1筒状片54および第2筒状片56の一方が軸部52に固定された場合はコンタクト48とガイドピン46との電気的な接続を確実に確保する上でより好ましい。
図4に示すように、第1筒状片54および第2筒状片56の他方は、軸部52の外周面5202との間に環状の空間Sを介在させて配置され、本実施の形態では、第1筒状片54が軸部52の外周面5202との間に環状の空間Sを介在させて配置されている。
すなわち、第1傾斜片5802は、軸部52の外周面5202から離れつつ第1筒状片54から第2筒状片56に向かって延在している。
また、第2傾斜片5804は、軸部52の外周面5202から離れつつ第2筒状片56から第1筒状片54に向かって延在している。
そして、頂部5806は、それら第1傾斜片5802と第2傾斜片5804とを接続し、山形に屈曲されている。
すなわち、複数の接片58の延在方向の中間部は、第1筒状片54と第2筒状片56よりも軸部52の外周面5202の半径方向外方に離れた箇所に位置している。
第2筒状片56から山形の頂部5806までの距離をL1とし、第1筒状片54から山形の頂部5806までの距離をL2とした場合に、L1>L2の関係を満たし、かつ、L2<(L1+L2)/2を満たしている。
このように構成することにより、電子機器側電気接触子44を相手側のバッテリー側電気接触子24に挿入した場合に、接触部60をバッテリー側電気接触子24の奥部寄りに位置させることができ、言い換えると、接触部60が筒状のバッテリー側電気接触子24の開口部2402(図7)近傍に留まることによって発生する接触不良の防止が図られている。
図7は実施の形態の電子機器側電気接触子44をバッテリー側電気接触子24に挿入した状態を示す第1の断面図、図8は実施の形態の電子機器側電気接触子44をバッテリー側電気接触子24に挿入した状態を示す第2の断面図である。
まず、図7に示すように、電子機器側電気接触子44およびバッテリー側電気接触子24の中心軸が合致した状態で電子機器側電気接触子44をバッテリー側電気接触子24に挿入した場合について説明する。
この場合、コンタクト48の接触部60全周がバッテリー側電気接触子24の内周面の全周に弾接するため、コンタクト48とバッテリー側電気接触子24とが確実に電気的に接触し、電子機器側電気接触子44およびバッテリー側電気接触子24の電気的な接続がなされている。
次に、図8に示すように、バッテリー20の孔2004の位置精度のばらつきなどにより、電子機器側電気接触子44およびバッテリー側電気接触子24の中心軸が合致していない状態で電子機器側電気接触子44をバッテリー側電気接触子24に挿入した場合について説明する。
この場合、コンタクト48の複数の接片58の接触部60がバッテリー側電気接触子24の内周面に弾接するため、コンタクト48とバッテリー側電気接触子24の間に複数の接触点が形成され、コンタクト48とバッテリー側電気接触子24とが確実に電気的に接触し、電子機器側電気接触子44およびバッテリー側電気接触子24の電気的な接続がなされている。
ここで、第1筒状片54と軸部52の外周面5202との間に環状の空間Sが介在しているため、コンタクト48は、バッテリー側電気接触子24から加わる押圧力に応じて傾くことにより、コンタクト48の接片58の一部に過大な応力が発生することが回避され、接片58に塑性変形(へたり)などが生じて接片58の弾性が失われることが防止される。
そのため、接片58とバッテリー側電気接触子24とが適切な押圧力で接触することが常に維持でき、電子機器側電気接触子44およびバッテリー側電気接触子24の電気的な接続を確実に行う上で有利となる。
図12は比較例の電子機器側電気接触子90の斜視図、図13は比較例の電子機器側電気接触子90の断面図である。
図14は比較例の電子機器側電気接触子90をバッテリー側電気接触子24に挿入した状態を示す第1の断面図、図15は比較例の電子機器側電気接触子90をバッテリー側電気接触子24に挿入した状態を示す第2の断面図である。
なお、以下では第1の実施の形態と同一または対応する部分、部材には同一の符号を付して説明を省略する。
図12、図13に示すように、比較例の電子機器側電気接触子90は、第1筒状片54および第2筒状片56の双方が、軸部52の外周面5202に弾接することで軸部52に電気的に導通している。
ただし、後述するように、この従来例の電子機器側電気接触子44では、コンタクト48のばね特性の傾きが大きくて、バッテリー側電気接触子24の内径にばらつきがある場合、コンタクト48とバッテリー側電気接触子24との接触力の変動幅が大きくて、安定な接触力を維持するには不利である。
一方、図15に示すように、電子機器側電気接触子44およびバッテリー側電気接触子24の中心軸が合致していない状態で電子機器側電気接触子44をバッテリー側電気接触子24に挿入した場合については次のような不都合が生じる。
すなわち、バッテリー側電気接触子24の径方向において電子機器側電気接触子44がバッテリー側電気接触子24に近接している側のコンタクト48の接触部60の部分がバッテリー側電気接触子24によって強く押圧され、バッテリー側電気接触子24の径方向において電子機器側電気接触子44がバッテリー側電気接触子24から離間している側のコンタクト48の接触部60の部分はバッテリー側電気接触子24によって弱く押圧されることになる。
強く押圧されたコンタクト48の接片58の一部に過大な応力が発生し、その接片58の塑性変形(へたり)が生じてしまう。
部品ばらつき、バッテリー装脱ばらつきなどで、多数回バッテリー装脱をすると、コンタクト48の各接片58が塑性変形を生じる可能性が存在する。接片58の塑性変形は、コンタクト48接触部60の直径寸法減少を引き起す。
そのため、接片58とバッテリー側電気接触子24とが適切な押圧力で接触することができず、電子機器側電気接触子44およびバッテリー側電気接触子24の電気的な接続を確実に行う上で不利となる。
図9において横軸はコンタクト48の接触部60の径方向の変位量を示し、縦軸はコンタクト48の接触部60に生じる接触力を示している。
実線Aは実施の形態による電子機器側電気接触子44のコンタクト48のばね特性を示し、実線Bは比較例による電子機器側電気接触子44のコンタクト48のばね特性を示している。
実施の形態のコンタクト48の弾性変形範囲LAは比較例のコンタクト48の弾性変形範囲LBに比較して大きく確保されている。
また、ばね特性の傾きは実線Aよりも実線Bの方が大きなものとなる。
これは、比較例のコンタクト48では、第2筒状片56から山形の頂部5806までの距離をL1とし、第1筒状片54から山形の頂部5806までの距離をL2とした場合に、L1>L2の関係を満たし、かつ、L2<(L1+L2)/2を満たしており、さらに、本発明と異なって第1筒状片54および第2筒状片56の双方が軸部52の外周面5202に弾接されているため、長さがL1よりも短いL2に相当する接片58部分のばね性の影響が表れていることによる。
したがって、電子機器側電気接触子44をバッテリー側電気接触子24内に挿入すると、バッテリー側電気接触子24内径のばらつきによって、電子機器側電気接触子44のコンタクト48の接触部60直径圧縮量が変動する。
その圧縮量の変動幅ΔLに対する、比較例のコンタクト48の接触力Nの変動量幅ΔPBと、実施の形態のコンタクト48の接触力Nの変動量幅ΔPAとを比較すると、ΔPB>ΔPAとなり、実施の形態のコンタクト48による接触力Nの変動幅が少なく、コンタクト48とバッテリー側電気接触子24との電気的な接触を安定して確保する上で有利となっている。
したがって、電子機器側電気接触子44を相手側のバッテリー側電気接触子24に挿入した場合に、コンタクト48の接片58に過大な応力が発生することがなく、接片58の塑性変形(へたり)を回避できるため、電子機器側電気接触子44およびバッテリー側電気接触子24の電気的な接続を確実に行う上で有利となる。
しかしながら、本実施の形態のようにすると、接触部60がバッテリー側電気接触子24の開口部2402近傍に留まることによって発生する接触不良の防止を図ることができ、電子機器側電気接触子44およびバッテリー側電気接触子24の電気的な接続を確実に行う上でより一層有利となる。
次に第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態は、ガイドピン46の形状が第1の実施の形態と異なっている。
図10は第2の実施の形態の電子機器側電気接触子44の断面図である。
第1の実施の形態では、ガイドピン46の軸部52は、先端5212と、円錐面部5216と、基端5214とで構成されていたのに対し、第2の実施の形態では、軸部52は、頭部50の直径よりも小さい寸法の均一径の円筒面5220で形成されている。
このような第2の実施の形態によっても第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
次に第3の実施の形態について説明する。
第3の実施の形態は、ガイドピン46の形状が第1の実施の形態と異なっている。
図11は第3の実施の形態の電子機器側電気接触子44の断面図である。
第1の実施の形態では、第2筒状片56が軸部52の基端5214に固定され、第1筒状片54が、軸部52の先端5212との間に環状の空間Sを介在させて配置されていたのに対し、第3の実施の形態では、第1筒状片54が軸部52の先端5212に固定され、第2筒状片54が、軸部52の基端5214との間に環状の空間Sを介在させて配置されている。
また、第3の実施の形態では、ガイドピン46の軸部52は、先端5212と、円錐面部5216と、基端5214とで構成され、第1の実施の形態と異なり、先端5212の直径は基端5214の直径よりも大きな寸法で形成され、円錐面部5216の向きは第1の実施の形態と逆向きになっている。
このような第3の実―施の形態によっても第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、本実施の形態では、電子機器側電気接触子44がバッテリー20のバッテリー側電気接触子24に接続されるものである場合について説明したが、本発明の電気接触子は、電源供給用に使用されるものに限定されるものではなく、電源以外のさまざまな信号を供給するために使用可能であることは無論である。
Claims (7)
- ガイドピンおよびコンタクトを備え、
前記ガイドピンは導電性材料からなり、頭部と、前記頭部に接続された軸部とを有し、前記頭部に接続された前記軸部の先端の直径は前記頭部よりも小さい寸法であり、
前記コンタクトは導電性かつ弾性を有する薄板のばね材料からなり、前記軸部の前記先端に巻装される第1筒状片と、前記頭部とは反対に位置する前記軸部の基端に巻装される第2筒状片と、それら第1筒状片と第2筒状片との間を接続する複数の接片とを有し、
前記複数の接片は、前記軸部の周方向に間隔をおき前記軸部の長手方向に沿って延在すると共にその延在方向の中間部が前記軸部の外周面の半径方向外方に離れた箇所に位置し前記外周面に対して接近離間可能な接触部として形成され、
前記第1筒状片および前記第2筒状片の一方は、前記軸部の外周面に弾接することで、あるいは、固定されることで前記軸部に電気的に導通し、
前記第1筒状片および前記第2筒状片の他方は、前記軸部の外周面との間に環状の空間を介在させて配置されている、
電気接触子。 - 前記複数の接片の延在方向の中間部は、前記第1筒状片と前記第2筒状片よりも前記軸部の半径方向外方に離れた箇所に位置している、
請求項1記載の電気接触子。 - 前記第1筒状片が前記軸部の前記先端に巻装された状態で、前記第1筒状片の直径は、前記頭部の直径よりも小さい寸法で形成されている、
請求項1記載の電気接触子。 - 前記複数の接片は、前記軸部の外周面から離れつつ前記第1筒状片から前記第2筒状片に向かって延在する第1傾斜片と、前記軸部の外周面から離れつつ前記第2筒状片から前記第1筒状片に向かって延在する第2傾斜片と、それら第1傾斜片および第2傾斜片が接続される頂部とを有し、
前記接触部は、前記屈曲された山形の頂部を含んで構成されている、
請求項1記載の電気接触子。 - 前記複数の接片は、その延在方向の中間部が前記第1筒状片と前記第2筒状片よりも前記軸部の半径方向外方に離れた箇所に位置するように山形に屈曲され、
前記接触部は、前記屈曲された山形の頂部を含んで構成されている、
請求項1記載の電気接触子。 - 前記複数の接片は、その延在方向の中間部が前記第1筒状片と前記第2筒状片よりも前記軸部の半径方向外方に離れた箇所に位置するように山形に屈曲され、
前記接触部は、前記屈曲された山形の頂部を含んで構成され、
前記第2筒状片から前記山形の頂部までの距離をL1とし、前記第1筒状片から前記山形の頂部までの距離をL2とした場合に、L1>L2の関係を満たし、かつ、L2<(L1+L2)/2を満たしている、
請求項1記載の電気接触子。 - ガイドピンおよびコンタクトからなる電気接触子を備え、
前記ガイドピンは導電性材料からなり、頭部と、前記頭部に接続された軸部とを有し、前記頭部に接続された前記軸部の先端の直径は前記頭部よりも小さい寸法であり、
前記コンタクトは導電性かつ弾性を有する薄板のばね材料からなり、前記軸部の前記先端に巻装される第1筒状片と、前記頭部とは反対に位置する前記軸部の基端に巻装される第2筒状片と、それら第1筒状片と第2筒状片との間を接続する複数の接片とを有し、
前記複数の接片は、前記軸部の周方向に間隔をおき前記軸部の長手方向に沿って延在すると共にその延在方向の中間部が前記軸部の外周面の半径方向外方に離れた箇所に位置し前記外周面に対して接近離間可能な接触部として形成され、
前記第1筒状片および前記第2筒状片の一方は、前記軸部の外周面に弾接することで、あるいは、固定されることで前記軸部に電気的に導通し、
前記第1筒状片および前記第2筒状片の他方は、前記軸部の外周面との間に環状の空間を介在させて配置されている、
電子機器。
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