JPH11513173A - ワイピング及び逆ワイピングの作用を有するスイッチコンタクト機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は電気コネクタの種類の内、断続式のものに関し、コネクタは相手同軸ケーブルコネクタに嵌合されるよう嵌合されるよう構成される。スイッチングコネクタは誘電体ハウジング内に一対の離間された片持ち梁状スイッチコンタクトを有し、嵌合は対を成すスイッチコンタクト間で行われる。この特徴はスイッチコンタクトの一方の幹部は、嵌合解除状態で他方のコンタクトの幹部に向けて延び幹部と接触するコンタクトアームを有すること、及びスイッチコンタクトのそれぞれの嵌合端が互いに軸線方向に偏位されることにある。この配置によって、相手コネクタによる嵌合時に嵌合端に順に接触が行われ、接触点に存在する汚染物及び酸化物の影響を除去するためにコンタクトアームは第１のスイッチコンタクトの幹部に沿ってワイピングを生じる。

Description

【発明の詳細な説明】 ワイピング及び逆ワイピングの作用を有するスイッチコンタクト機構 本発明は接触面から離れたコンタクト領域を提供し、そのスイッチコンタクト 領域に存在する酸化物または汚染物の影響を避けるためにコンタクトにワイピン グ及び逆ワイピングを提供する、ＲＦ用スイッチの如きスイッチコンタクトに関 する。 ワイピング及び逆ワイピングは、コンタクト、特に制限された接触領域を提供 する片持ち梁アームにおいて重大な関心事である。それらのばねアームは典型的 にはリン青銅の如きシート状の金属材料から形成されるので、良好な電気的接触 のために、酸化物が問題となる。金属酸化物は典型的には非導電性であり、従っ て、電気的導通に問題を生じ得る。更には、コンタクト領域の汚染物も特性に影 響を与え得る。従って、よりきれいなコンタクト領域を提供するために、ワイピ ング及び逆ワイピングの手段が考えられる。相手接触部材によるワイピングによ り特性を向上させる主要な手段が提供される。しかしながら、コンタクトアーム の間に、複数の接触点が存在する場合には、汚染物の問題は残る。 本出願の譲渡人に譲渡された米国特許第５，３２０，５４６号は、同軸コネク タに関するものであり、複数の接触点を含むコネクタが示される。簡単に説明す ると、コンタクトは、第１のスイッチコンタクトと第２のスイッチコンタクトと を有し、第１のスイッチコンタクトは付勢要素と偏向部とを有する。付勢要素は 第１のスイッチコンタクトと第２のスイッチコンタクトとの間の閉スイッチを提 供する。偏向部は付勢要素から離れて位置し、相手コネクタのピン との接触を提供する。第１のスイッチコンタクトの接触端にワイピングが提供さ れるので、付勢要素と第２の固定スイッチコンタクトとの間にはワイピングは提 供されない。よって汚染物または酸化物がスイッチコンタクトの間に入り込み、 スイッチアームが相互電気接触しないよう影響してしまう。 本発明は通信装置及びそれに類する装置のための電気スイッチコネクタに関す るもので、そのコネクタは相手同軸ケーブルコネクタに嵌合し、嵌合動作がスイ ッチコンタクト間にワイピングの効果を提供するよう構成されるものである。コ ネクタは間隔を空けて設けられた一対の片持ち梁形状のスイッチコンタクトを内 部に有する絶縁ハウジングを含む。スイッチコンタクトの各々は、固定端、幹部 、及び嵌合端を有し、嵌合端は逆曲げ部を含む。この断続式のコネクタのスイッ チコンタクトの改良点は、嵌合しない状態において一方のスイッチコンタクトの 幹部に、他方のスイッチコンタクトの幹部に向けてそれと接触する接触アームが 含まれるよう形成される点である。更にそれぞれの嵌合端は互いに軸方向にずれ て、これにより相手コネクタとの嵌合時に接触が嵌合端に対して順に行われ、接 触アームが他のスイッチコンタクトの幹部に沿ってワイピングを生じ、よって接 触点に形成された汚染物及び酸化物を除去するよう機能する。 図１は、本発明のスイッチコネクタを使用する電気コネクタを、電気コネクタ が実装されるプリント回路基板の如き平板状電気装置とともに示す分解斜視図で ある。 図２は、図１に示される電気コネクタを後方から見た拡大斜視図である。 図３は、打ち抜き形成されたシート状金属シェル部材を、成形加工前にして除 去可能なキャリアストリップに結合して示す平面図である。 図４は、図３の打ち抜き加工されたシート状金属ブランクから形成される金 属シェル部材の図２の線４−４に沿う断面図である。 図５は、本発明のスイッチコネクタに含まれる第１のスイッチコンタクトのた めの打ち抜き加工されたシート状金属ブランクの平面図である。 図６は、図５の第１のスイッチコンタクトの予備成形加工後の側面図である。 図７は、最終成形加工を示す図６類似の側面図である。 図８は、本発明のスイッチコネクタに含まれる第２のスイッチコンタクトのた めの打ち抜き加工されたシート状金属ブランクの平面図で、これらの第１及び第 ２のコンタクトが協働するスイッチ作用については後述される。 図９は、予備成形後の図８の第２のコンタクトスイッチの側面図である。 図１０は、最終成形状態を示す図９類似の側面図である。 図１１乃至図１３は、図６中の線４−４に沿う拡大断面図であり、本発明のス イッチコネクタの相補型コネクタとの嵌合を順に示す図であり、コンタクトのワ イピングが顕著である２つの位置を示す図である。 図１４は、本発明の第２の実施形態の第１及び第２のスイッチコンタクトのた めの打ち抜き加工されたシート状金属ブランクの平面図である。 図１５は、第２の実施形態の第１及び第２のスイッチコンタクトを相手コネク タとの嵌合前の状態にして示す側面図である。 図１６は、相手コネクタとの嵌合後のスイッチコネクタの第１及び第２のコン タクトの側面図である。 本発明は添付図面を参照して以下に例示される。 本発明は、電気コネクタの部品としてのＲＦスイッチの如きスイッチコンタク トに関するものであり、それらにおいては電気コネクタの完全性及び電気的導通 を維持するためにワイピング及び逆ワイピングの作用が重要となる。 電気スイッチコネクタ１０は図１中に好適な位置にして図示される。スイッ チコンタクト１２は典型的には誘電体ハウジング１４内に収容され、複数の信号 コンタクト１６の近くに置かれる。ハウジング１４が印刷回路基板（ＰＣＢ）の 如き平坦な電気装置に実装されるとき、スイッチコンタクト及び信号コンタクト は、それぞれ適当な回路トレース１８、２０に半田付け等の方法で電気的に接続 される。図２はハウジング１４の後面２１から突出する半田テールをより明確に 示している。 スイッチコンタクト１２の詳細に戻ると、その金属又は導電部品は金属シェル ２４、及び第１及び第２の片持ち梁状金属コンタタトを有し、それらの全てはハ ウジング１４内に機能的に組み立てられる。図３及び図４は、それぞれ打ち抜き 加工された金属ブランク２６、及び折り曲げ形成されたシェル２４を示す。製造 の容易化のため及び安価にするために、シェルは例えばリン青銅の如き連続した 金属ストリップから打ち抜き加工されるが、図３には２つのそのような打ち抜き 加工されたシェルが除去可能なキャリアストリップ３０に結合されて示される。 シェルは本体部３２を画定するよう打ち抜き加工され、延長部３４が端縁３６に 沿った位置に設けられる。図４に示されるように、この延長部３４はシェルの面 から折り曲げ形成され、最終的にはそれはＰＣＢ上の適当なトレース又はパッド に半田付け接続されるソルダテールとして機能する。シェルブランク２６の他の 特徴は、本体部３２から突出する２つの他の延長部３７であり、成形されたシェ ル２４内のそれらの延長部は湾曲形状を成し、略円筒形状を成す。最後に、成形 されたシェルを確実に誘電体ハウジング１４内に固定するために、一対のランス ４０が本体部３２から打ち出され、好ましくは延長部３７に位置合わせされるよ うにして提供される。 図５乃至図７及び図８乃至図１０は、それぞれスイッチコンタクト１２を構成 する第１及び第２のコンタクトアーム４２、４４の様々な形状を示す図であ り、これらの図は、除去可能にキャリアストリップに連結された打ち抜き加工さ れたブランク、予備成形されたコンタクト、及び成形が完了したコンタクトをそ れぞれ示す。図７の第１のコンタクトアーム４２を考慮すると、このコンタクト アームは、中間幹部４６、上方に向けられた嵌合端４８、及び上述の幹部４６に 対して９０度の角度に曲げられた半田テール５０を含む。更に接触突起５２が上 述の幹部から直交方向に突出するが、その作用については図１１乃至図１３に順 に示されて明らかとされる。 図１０に完全に成形された位置に示される第２のコンタクトアーム４４は、逆 曲げ部５５を有する嵌合端５４、中間幹部５６、及び成形された半田テール５８ を含み、そのテールは上述の幹部５６に対して約９０度の角度に成形される。 図１１乃至図１３は本発明による組み立てられたスイッチコネクタを示すと共 に、未嵌合状態（図１１）から部分嵌合状態（図１２）を経て最後の嵌合完了状 態（図１３）に至るまでの嵌合順を示す。 組み立てられたコネクタを示す図１１乃至図１３では、成形されたシェル２４ は誘電体ハウジング１４内に収容され、ハウジング１４の内壁６２近傍の適当な 凹部６０に置かれたランス４０によりその中に固定される。成形されたシェル２ ４が配置されるとき、その延長部３６は嵌合端６４に向けて前方へと向けられ、 半田テール３４はコネクタハウジング１４が実装されるＰＣＢに接触するために 後方にその後下方に延びる。更に、成形されたシェル２４と片持ち梁状コンタク トアーム４２、４４の間には円筒形状の誘電体インサート６６が、成形されたシ ェル２４の内壁に接するように置かれる。インサート６６は相手コネクタのコン タクト７２を受容するために開口端７０を有する中央キャビティ６８を含むが、 図面中にはコンタクト７２のみが示される。開口端７０は円 筒肩７４を画定するが、それに対して延長部３６の端７６が当接する。更に、肩 ７４には、相手コンタクト７２の挿入を容易にするために傾斜した中央開口７８ が設けられる。 中央キャビティ６８内には、それぞれのコンタクトアーム４２、４４がハウジ ング１４の後部２１の成形された半田テールの直上の幹部４６、５６に片持ち梁 を構成するよう配置される。成形された金属コンタクトアーム４２、４４のばね 特性により、相手コンタクト７２との非接触状態にあるときには、これらのアー ムは良好な接触を持つよう、即ち接触突起５２が幹部５６に接触するよう初期配 置される。本発明における特に重要な特徴は、コンタクトアーム４２、４４のそ れぞれの嵌合端４８、５４は、軸方向に互いに偏位される点である。即ち、コン タクトアーム４４の嵌合端５４は相手コンタクトアーム４２よりも前側にあり、 それが相手コンタクト７２に先に接触することが図１２のように示される。相手 コンタクト７２がキャビティ６８に挿入されるとき、嵌合端５４は誘電体インサ ート６６の内壁７４に向けて下方に押される。相手コンタクト７２の継続した移 動により逆曲げ部５５の面のワイピングが生じる。コンタクトアーム４４の下方 への移動と同時に、接触突起５２を介して同類のコンタクトアーム４２が幹部５ ６を昇るよう移動し続ける。しかしながら、これらのコンタクトアーム４２、４ ４は片持ち梁形状とされ、離間した位置から回動されるので、（接触突起５２が 幹部５６に当接することにより）その接触は維持されるが、両者は横方向に移動 して接触位置でワイピング作用を行う。 相手コンタクト７２の嵌合動作が続くにつれて、軸線方向に凹形状を有するコ ンタクトアーム４２との接触が生じ、図１３の如く接触突起５２と幹部５６との 接触が解除される。同類のコンタクトアーム４４の如く、コンタクトアーム４２ は内壁７４に向けて上方に移動される。継続した移動が制止され、嵌合 端４８のワイピングが完了する。この嵌合及び嵌合解除の動作により、重要な接 触位置でワイピング及び逆ワイピングが行われ、これによりこの断続式のスイッ チコネクタの特性を変えてしまう酸化物及び汚染物の影響が最小とされる。 図１４乃至図１６は、本発明の第２の実施形態を示す。図１４は図１乃至図１ ３の電気スイッチコネクタ１０に使用され得る他のスイッチコンタクトアームの ブランクを示す。第１コンタクトアーム１４２は第１の実施形態のそれに類似す る突起１５２を有する。第２のコンタクトアーム１４４は第１のコンタクトの突 起１５２を受容する凹部１５３を有する。 図１５は、第１の実施形態のハウジング１４に使用され得る他のスイッチコン タクトアーム１４２、１４４の側面図である。コンタクトアーム１４２、１４４ はここには未嵌合位置にして示され、スイッチは突起１５２と凹部１５３の新し い面１５７との接触により閉じられる。 図１５及び図１６は、相手コネクタとの嵌合及び嵌合解除の際の、突起１５２ と第２のスイッチコンタクトアーム１４４の凹部１５３との協働作用を示す。嵌 合前には、突起１５２は凹部１５３の後面１５７と接触する。相手コネクタがピ ン受容領域１５５に挿入されるにつれて、突起１５２が凹部１５３から解除され ることによりスイッチは開かれる。嵌合及び嵌合解除によってこのスイッチング 動作が生じ、突起１５２の後面と凹部１５３の後面１５７との間にワイピングが 生じ、これによりスイッチコンタクト上に形成される全ての酸化物が除去される 。この設計はスイッチングコンタクトアーム１４２、１４４の各々に順の嵌合（ シークエンシャル嵌合）を必要とすることなく第１の実施形態と同様のワイピン グ動作を提供する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＮ，ＪＰ，ＫＲ，Ｓ Ｇ (72)発明者 ヘンリー，ランダル ロバート アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17110 ハリスバーグ シケット レーン 4015 (72)発明者 ラプニック，デビッド ウイリアム アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 17055 メカニクスバーグ ビクトリア ドライブ 114

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．相手コンタクトを含む相手コネクタとの嵌合前には通常閉状態にある一対の 片持ち梁形状のスイッチコンタクトアームを有する電気コネクタにおいて、 一方の片持ち梁状コンタクトアーム（４２、１４２）はそれから第２のコン タクトアーム（４４、１４４）へと垂直に突出する接触突起（５２、１５２）を 有し、前記第２の片持ち梁状コンタクトアーム（４４、１４４）は前記第１のコ ンタクトアーム（４２、１４２）に略平行に延び、前記接触突起（５２、１５２ ）に電気的に接触する領域を有し、前記相手コンタクト（７２）との嵌合の間に 前記コンタクトアーム（４２、１４２、４４、１４４）の各々は前記相手コンタ クト（７２）に電気的に接触し、前記相手コンタクト（７２）との嵌合及び嵌合 解除の際に前記接触突起（５２、１５２）は前記第２のコンタクトアーム（４４ 、１４４）と共に前記接触突起（５２、１５２）と前記第２コンタクトアーム（ ４４、１４４）との間にワイピング作用を提供する形状とされることを特徴とす る電気コネクタ。 ２．前記接触突起（５２、１５２）は前記第２コンタクトアーム（４４、１４４ ）の面に沿って移動し、これにより嵌合方向に平行にワイピング作用を提供する ことを特徴とする請求項１の電気コネクタ。 ３．前記コンタクトアーム（４２、１４２、４４、１４４）の一方は他方のコン タクトアーム（４２、１４２、４４、１４４）よりも長くされ、より長いアーム は前記コネクタの嵌合面に向けて前記他方のコンタクトアームを超えて延び、前 記相手コンタクト（７２）は嵌合の間の初期に前記より長いコンタクトアームに 電気的に接触することを特徴とする請求項１の電気コネ クタ。 ４．前記コンタクトアーム（４２、１４２、４４、１４４）が同長とされ、前記 コネクタの嵌合面付近で短絡接触点へ突出することを特徴とする請求項１の電気 コネクタ。 ５．前記第１のコンタクトアームの接触突起（１５２）は前記第２のコンタクト アーム（１４４）に形成される凹部（１５３）内に受容され、接触突起（１５２ ）と凹部（１５３）の端面（１５７）との間にワイピング作用を生ぜしめること を特徴とする請求項１、３及び４の電気コネクタ。