接点装置.pdf

本发明涉及一种接点装置。一由一金属导体制成的弹性部件安装在一基体部的内部。利用由该弹性部件施加的一作用力将一由一导体制成的接触头压靠在一要接触物体上。该接触头与构成一导电通路的一部分的一导线连接。一用于切断弹性部件与接触头之间的电连接的绝缘体插入弹性部件与接触头之间。除了利用导线和接触头而不是弹性部件来建立与要接触物体的电连接以外，弹性部件还与接触头绝缘并远离该接触头放置，以抑制弹性部件与接触头之间的寄生电容。

1.  一种高频电路用接点装置，它包括：
一基体部；
一安装在所述基体部内的弹性部件；
一由一导体制成且利用由所述弹性部件施加的一作用力而压靠在一要接触物体上的接触头；
一插入所述弹性部件与所述接触头之间以切断所述弹性部件与所述接触头之间的电连接的绝缘体，以及
一与所述接触头连接以构成一导电通路的一部分的导线，其中
与所述要接触物体的电连接是通过所述导线和所述接触头而不是所述弹性部件建立的。

2.  根据权利要求1所述的高频电路用接点装置，其特征在于，所述绝缘体形成有一臂或一空洞以提供一位于所述弹性部件与所述接触头之间的空隙。

3.  根据权利要求1或2所述的高频电路用接点装置，其特征在于，它还包括：
一插入所述绝缘体与所述接触头之间以与所述接触头电连接且包括一沿一与所述弹性部件的轴向交叉的方向向外延伸的接线用臂的金属引线部，其中
所述导线在一比所述接触头和所述弹性部件的侧缘更靠外的位置处与所述接线用臂连接。

4.  一种用于车窗用天线的接点装置，它包括：
一基体部；
一安装在所述基体部内的弹性部件；
一由一导体制成且利用由所述弹性部件施加的一作用力而压靠在一连接到所述车窗的天线元件的一接触区域上的接触头；
一插入所述弹性部件与所述接触头之间以切断所述弹性部件与所述接触头之间的电连接的绝缘体，以及
一与所述接触头连接以构成一导电通路的一部分的导线，其中
与所述接触区域的电连接是通过所述导线和所述接触头而不是所述弹性部件建立的。

5.  一种将一用于车窗用天线的接点装置安装在一车辆内的方法，所述接点装置包括
一基体部；
一安装在所述基体部内的弹性部件；
一由一导体制成且利用由所述弹性部件施加的一作用力而压靠在一连接到所述车窗的天线元件的一接触区域上的接触头；
一插入所述弹性部件与所述接触头之间以切断所述弹性部件与所述接触头之间的电连接的绝缘体，以及
一与所述接触头连接以构成一导电通路的一部分的导线，其中
与所述接触区域的电连接是通过所述导线和所述接触头而不是所述弹性部件建立的，所述方法包括步骤：
将所述接点装置连接到一车辆板件上，以及
将所述车窗固定到所述车辆板件上，使得所述接点装置的所述接触头与连接到所述车窗的所述天线元件的所述接触区域接触。

接点装置
在此全文引用日本专利申请No.2003-400475的公开内容以供参考，包括其说明书、权利要求书、附图及摘要。
技术领域
本发明涉及一种被构造成一弹性部件将一接点部件压向一要接触物体的接点装置。
背景技术
图9示出当印刷基板之间需要电气连接时用在一连接区域内的一传统探针连接器70。图9所示探针连接器70包括一固定在一构成接点一侧的部件72上的固定部74、一由一导体制成且可移动地容纳在固定部74内的可移动触点76、以及一由一导体制成且可移动地容纳在固定部74内的弹簧78。利用由弹簧78施加的一力使可移动触点76与一构成接点另一侧的部件80的一触点接触。弹簧78、可移动触点76及固定部74建立了一导电通路，以实现两个部件72和80之间具体地说是分别设置在部件72和80上的导线图(布线图)72a和80a之间的电连续。这种接点装置的优点是可省略用于电连接两个部件的接线作业，且当该两个部件之间的距离发生变动或者当部件之间存在尺寸差异时，这种接点装置对于连接该两个部件尤其有效。例如，日本实用新型公报No.平4-88690公开了这种探针连接器的一个公知示例，但没有说明该探针连接器适用作一天线用接点装置或一车辆用接点装置。由于所述原因，上述技术不能容易地或者不费力地用作一天线用接点装置或一车辆用接点装置。
此外，在如上所述的现有接点装置中，一盘簧通常用作导电通路的一部分，但这会产生问题，例如该盘簧的自感应会导致高频信号传送中的传送损失增大。
在现有接点装置中，弹簧可设置在一接地电极附近。当弹簧以这种方式设置时经常发生的一个问题是：由于弹簧与接地电极之间存在寄生电容，导致一特定频带内的信号强度降低。
发明内容
考虑到前述问题，本发明提供一种能有利地增大传送特性的接点装置。依照本发明的高频电路用接点装置包括一基体部、一由一金属导体制成且安装在该基体部内部的弹性部件、一由一导体制成且利用由弹性部件施加的一作用力而压靠在一要接触物体上的接触头、一插入弹性部件与接触头之间以切断弹性部件与接触头之间的电连接的绝缘体以及一与接触头连接以构成一导电通路的一部分的导线。除了利用导线和接触头而不是弹性部件来建立与要接触物体的电连接以外，弹性部件还与接触头绝缘并远离该接触头放置，以抑制弹性部件与接触头之间的寄生电容。
在本发明的一个方面中，绝缘体形成有一臂或一空洞以提供一位于弹性部件与接触头之间的空隙。在本发明的另一方面中，接点装置还包括一插入绝缘体与接触头之间以与该接触头电连接且包括一沿一与该弹性部件的轴向交叉的方向向外延伸的接线用臂的金属引线部。此外，根据此方面，导线在一比接触头和弹性部件的侧缘更靠外的位置处与接线用臂连接。
在本发明的又另一方面中，一种用于车窗用天线的接点装置包括一基体部、一由一金属导体制成且安装在该基体部内部的弹性部件、一由一导体制成且利用由弹性部件施加的一作用力而压靠在一连接到所述车窗的天线元件的一接触区域上的接触头、一插入弹性部件与接触头之间以切断弹性部件与接触头之间的电连接的绝缘体以及一与接触头连接以构成一导电通路的一部分的导线。除了利用导线和接触头而不是弹性部件来建立与天线元件的接触区域的电连接以外，弹性部件还与接触头绝缘并远离该接触头放置，以抑制弹性部件与接触头之间的寄生电容。
附图说明
基于以下附图详细说明本发明的一优选实施例，其中：
图1是示出依照本发明一实施例的接点装置的主要部分的示例结构的外形图；
图2是沿图1的线A-A剖开的接点装置的剖视图；
图3是沿图2的线B-B剖开的接点装置的剖视图；
图4是示出当设置具有本发明接点装置的绝缘体时实现的信号传送特性的增强效果的图表；
图5示出图1的接点装置与要接触物体接触的示例状态；
图6示出图1的接点装置与要接触物体接触的另一示例状态；
图7示出图1的接点装置与要接触物体接触的又一示例状态；
图8示出采用依照本发明另一实施例的接点装置的车辆用玻璃内置天线(in-glass antenna)地主要部件的示例结构；以及
图9示出一现有接点装置。
具体实施方式
参照附图，以下将说明本发明的一优选实施例。图1是示出依照该实施例的一接点装置10的示例的外形图，图2是沿图1的线A-A剖开的剖视图，以及图3是沿图2的线B-B剖开的剖视图。
接点装置10包括一基体部12、一弹性部件14、一接点部16、一中间体18以及一导线20。接点装置10用于形成一第一部件22(例如，车窗用天线内的一信号处理器)与作为要接触物体的一第二部件24(例如，车窗)之间的一导电通路。在图1-3所示示例中，该导电通路是通过顺序地电连接第一部件22的一导线图(未示出)、导线20、一金属引线部26、一接触头28以及第二部件24的一导线图30形成的。
基体部12固定在第一部件22上。在图1-3所示示例中，利用插入一螺纹孔12a内的一攻丝螺纹件(未示出)将基体部12固定在第一部件22上。优选的是，基体部12由一绝缘材料例如一尼龙树脂制成。
中间体18能够在利用一设在基体部12内的引导段引导的同时在一预定范围内自由地物理接触或离开第二部件24。在该示例中，一充当引导段的引导孔34形成在基体部12内，如图2和图3所示。引导孔34在其面对第二部件24的一端具有一开口以及在另一端具有一底面，且引导孔34沿一与第一部件22的安装基座基本垂直的方向延伸，该方向由图3中的箭头C示出且下文中将称其为方向C或垂直方向。另外，引导孔34具有一基本椭圆形的截面。中间体18能够在利用引导孔34引导的同时自由地出没于与要接触物体(第二部件24)相对的基体部12的端面。
另外，在该示例中，引导孔34具有一设在其开口(敞开端)处且用于防止中间体18脱落的接合爪36。另一方面，另一个接合爪38与中间体18的底部连接。中间体18的最高位置(上死点)通过接合爪36与38之间的接合限定(图2和图3所示位置)。中间体18的最低位置(下死点)位于中间体18下沉直至其到达引导孔34底部的那一点或者弹性部件14位于最低位置的那一点。
中间体18松配合在引导孔34内。换句话说，一间隙设置在中间体18的外壁与引导孔34的内壁之间，从而允许中间体18沿图3中箭头D所示的方向(以下称为方向D或横向)自由移动。此外，该间隙被设定为当中间体插入引导孔34内时，允许中间体18在一预定角度范围内相对于一前进/回缩方向(基本C方向)倾斜。以下将说明这种间隙构造和中间体18的倾斜效果。
此外，中间体18形成为一具有一上底壁和一侧壁的筒状部件。接触头28松配合在一形成为上底壁内的一开口的通孔40内，且从通孔40朝向第二部件24露出。通过通孔40的侧壁与接触头28之间的接合，使中间体18与接点部16一起横向移动。因此，接点部16的横向可移动范围由中间体18的可移动范围限定。
由于接触头28的外壁与通孔40的内壁之间还存在一预定间隙，所以接触头28能够在该间隙内沿一与通孔40的轴向相垂直的方向(若接触头位于图3所示位置，则是方向D)自由移动。此外，该间隙被设定为在接触头28插入通孔40内的状态下，允许该接触头在一预定角度范围内相对于通孔40的轴向(若接触头位于图3所示位置，则是方向C)倾斜。以下将说明这种间隙构造和接触头28的倾斜效果。
接点部16在弹性部件14的作用下被迫使朝向第二部件24(即，沿垂直方向)移动，并压向第二部件24。在该示例中，接点部16包括接触头28、金属引线部26及绝缘体32。接触头28具有一位于其顶面侧的基本平面状接触区域以及一位于其底面侧且横向伸出的法兰16a。通过法兰16a的一上表面与中间体18的一上底的下表面之间的接合，中间体18与接点部16一起向上移动。因此，接点部16的向上移动范围由中间体18的可移动范围规定。尽管接点装置10可以略微倾斜，但其通常呈直立状态安装，所以第一部件22基本位于垂直下方侧，这使得中间体18能够在重力作用下搁置在法兰16a上。结果，中间体18还能与接点部16一起向下移动。
在该示例中，金属引线部26和导线20用作如上所述的导电通路，且尽量避免采用由一金属导体制成的弹性部件(例如，一盘簧)14作为导电通路，因为采用由一金属导体制成的弹性部件14作为导电通路(尤其是在弹性部件14是一盘簧的情况中)会导致该导电通路的自感应负面影响一高频信号的传送特性。因此，在该示例中，利用绝缘体32使弹性部件14与导电通路(在该示例中，由金属引线部26和接触头28组成)绝缘。
另外，当导电通路与弹性部件14之间的距离较小时，高频信号可通过从金属引线部26经由弹性部件14到接地电极(未示出)的路径而泄漏，这也将负面影响传送特性。因此，在该示例中，利用绝缘体32确保导电通路(在该示例中是金属引线部26)与弹性部件14之间的距离以防止所使用频带内的高频信号的泄漏。
图4是示出相对于导电通路与弹性部件14之间的每种示例距离(即，弹性部件14的上端与金属引线部26的下端之间的距离)，通过接点装置10内的导电通路传送的信号的频率与强度之间的关系的图表。如图4所示，对于较小距离，信号强度在一特定频率范围内降低，且信号强度的降低程度随着距离的增大而减到最小。由此，可以认识到当距离较大时，能较大程度地提高传送特性。应考虑金属引线部26的面积和形状、相关部件的介电常数、要使用的频带以及周围金属部件的布置等确定弹性部件14的上端与金属引线部26之间的距离。另外，在确定该示例中采用的距离时，还应考虑盘簧的外径、丝径、卷数、材质和长度。
另外，在该示例中，如图2和图3所示，绝缘体32形成有一臂32a以产生一位于弹性部件14的上端与导电通路(金属引线部26)的下端之间的空隙42。由于空气的介电常数小于绝缘体32的介电常数，所以空隙42的形成有助于进一步降低存在于该导电通路与弹性性14之间的寄生电容，这反过来进一步增强了传送特性。应注意的是，尽管在该示例中利用臂32a产生空隙42，但也可通过在绝缘体32内形成一空隙产生相同效果。
在该示例中，通过例如成形一金属板而构成的金属引线部26具有横向向外(图2中箭头E所示方向)延伸的一臂26a，且臂26a与导线20连接。与接点部16连接的导线20在接点部16的垂直运动的影响下而伸缩，这会导致当导线20与接点部16在一比弹性部件14更为靠内的位置处相连接时，折叠并弯曲的导线20将接近弹性部件14。考虑到这一点，接点部16与导线20在一位于弹性部件14的侧边界的横向外部的位置处相连接，从而保持导线20与弹性部件14分离以维持低寄生电容。基体部12设有一用于保持导线20的钩支架(hooking bracket)12b，以利用钩支架12b附加地调节导线20的位置。这样，可以防止施加到接点部16上的非预期作用力干扰接点部16的平稳垂直运动。
由于利用绝缘体32的一销32b固定并定位接触头28和金属引线部26，接触头28、金属引线部26以及绝缘体32作为接点部16一体地横向和向上移动。另一方面，由于一与从弹性部件14施加的向上作用力相反的反作用力，第二部件24或中间体18从上方向下压接触头28，接触头28、金属引线部26以及绝缘体32还一体地向下移动。
在该示例中，弹性部件14由两个平行布置的盘簧构成，并且在图3所示状态下，换句话说，在中间体18处于其最高位置的状态下，弹性部件14被安装在比盘簧的自由长度短的高度处。确定基体部的底部与要接触物体的一接触面(导线图30的表面)之间的距离以及接点装置10的各个部件的尺寸，以便在与要接触物体(第二部件24)接触后，接点部16被下压，从而产生一沿与弹性部件14即盘簧的伸展方向相同的方向作用的作用力。此作用力是接触面上的接触压力的来源。弹性部件14可包括仅一个、或者三个或者更多个盘簧，且可由除盘簧以外的弹性部件(例如，一板簧)构成。应注意的是，中间体18被构造成与接点部16接合，而不是构造成承受来自弹性部件14的作用力。
图5-7示出在安装状态下(在此状态下，接点装置10连接到第一部件22上，且接点部16给作为要接触物体的第二部件24的接触面施压)，接点装置10的部件的内部布置及姿势。具体地说，图5示出被沿一基本垂直方向推入而不横向偏离要接触物体的接点部16，图6示出被推入同时沿一横向(方向F)偏移的接点部16，以及图7示出被推入同时沿另一横向(方向G)偏移的接点部16。
当沿如图5所示基本垂直方向下推接点部16时，中间体18向下移动同时维持图3所示其直立状态，而不相对于一由引导孔34限定的引导方向(方向C)倾斜。如图5所示，由于中间体18插入接点部16与基体部12之间，接点部16的横向(方向C)可移动范围由中间体18与引导孔34之间的一重合长度限定。换句话说，中间体18的构造会影响接点部的可移动范围。在一没有中间体18而直接利用引导孔34引导接点部16的传统构造中，如果试图加长接点部16的可移动范围，就需要增大接点部16。相反，如本实施例所述，提供中间体18可以加长接点部16的移动距离而不会增大接点部16的尺寸。这种构造对于努力使接点部16的尺寸最小化而言是有效的，其中，当接点部16由一特殊、通常昂贵的材料制成时或者就弹性部件14的弹簧常数而言，希望接点部16的尺寸最小化。例如，若接触头28由一导电橡胶制成，就耐久性而言，希望接触头28形成为一不易于应力集中的较大块状。由于这种包括中间体18的构造对于接触头28(接点部16)的形状设计具有一高自由度，因此当导电橡胶用作接触头28时优选采用这种构造。
中间体18可在引导孔34内横向偏移一间隙δ1的距离，同时维持其取向而不倾斜。另一方面，接触头28可在接触头28的侧壁与通孔40的侧壁之间横向偏移一间隙δ2的距离，同时类似地维持其取向而不倾斜。换句话说，接点部16在该位置的横向移动量由间隙δ1和δ2的尺寸限定。
另一方面，当接点部16沿图6所示方向(方向F)较大偏移(偏移量：d1)时，中间体18就相对于方向C倾斜，这导致接点部16相对于中间体18倾斜。结果，接点部16能够沿横向移动一较长距离(长于图5所示情况中实现的距离)，同时维持其在一基本平面的接触面上与要接触物体接触的状态。通过将中间体18构造成与接点部16横向接合、使中间体18相对于引导孔34倾斜以及使接点部16相对于中间体18倾斜，实现此长距离移动。采用这种构造，接触头28与要接触物体的接触面能够比先前更大程度地相互偏移，同时维持它们之间的接触。结果，耐磨性增强，并防止由于单侧接触而导致接触阻抗的任何增大。
此外，为增大中间体18相对于引导段(引导孔34)的倾斜量即相对于方向C的倾斜角，引导孔34的侧缘与中间体18的外壁之间的间隙优选朝向第二部件24(向上)变宽。在该示例中，中间体18朝向顶侧逐渐变细。当该间隙的宽度维持不变时，中间体18的倾斜量随着中间体18朝向第一部件22压入得更深而减小，这导致接点部16的横向(方向F)偏移量减小。依照此实施例，在上述构造中，即使在中间体18被压入之后，也能够确保中间体18的倾斜量，以由此增大接点部16的横向偏移量。
应注意的是，在此实施例中，即使在要接触物体(第二部件24)未平行于第一部件22设置时，也可维持接点部16与要接触物体之间的面接触。要接触物体的倾斜容许范围由中间体18相对于基体部12的倾斜量与中间体18相对于接点部16的倾斜量的和确定。
此外，当接点部16沿横向(方向G)较大偏移(偏移量：d2)时，中间体18朝向方向G倾斜，同时接点部16相对于中间体18倾斜。作为倾斜的结果，接点部16可横向移动，同时维持其在基本平面的接触面上与要接触物体接触的状态。为增大沿方向G的偏移量，中间体18优选成形为一朝向顶侧逐渐变细的形状。
图8是示意性示出一采用依照本实施例的接点装置10的车辆用玻璃内置天线50的示例结构的视图。车辆用玻璃内置天线50的天线元件52通过印刷等连接在例如车辆的一后窗玻璃54的里边。天线元件52的每一端延伸至位于该车辆的一车顶板56与后窗玻璃54之间的一重合部H。一保持一处理电路例如一用于处理天线元件52所接收信号的放大器的基板支座58经由紧固件例如螺栓固定在车顶板56上。重合部H覆盖有一部件例如一盖板以便不被看到。
基板支座58具有形成于其上的处理电路例如一放大器以及与形成在天线元件52一端处的每个端部接点52a连接的接点装置10。因此，在施压时接点装置10与端部接点52a接触的预定位置处，基板支座58固定在车顶板56上，从而建立天线元件52与基板支座58的内部电路之间电连接。为建立多样性(diversity)，图8采用了一利用具有基本相同功能的天线单元50a和50b实现的双方共线系统(two-party-line system)。天线元件52的数量和形状不限于图中示出的那些，而是可以依照其功能和其它特征适当选择。应注意的是，在图8所示示例中，基板支座58相当于上述第一部件22，后窗玻璃54相当于第二部件24即要接触物体，以及端部接点52a相当于导线图30。
具有上述构造的车辆用玻璃内置天线50是通过将其上布置有接点装置10的基板支座58安装到车顶板56上，然后将后窗玻璃54固定在一预定位置内构成的。在固定工序中，通常沿后窗玻璃54的表面朝向图8所示方向I，J等移动后窗玻璃54，以细微调整安放位置。这里，由于在作为要接触物体的后窗玻璃54安装到车辆上时，接点装置10的接点部16被推入一预定程度，因此后窗玻璃54在到达车辆上的正确位置之前将不可避免地与接点装置10物理接触。为此，在接点装置10与端部接点52a接触的同时，后窗玻璃54沿上述方向(其是接点装置10的横向)移动。如上所述，依照本实施例的接点装置10具有充分防止磨损的特征，以及即使在接点部16(接触头28)和第二部件24横向移位的同时也维持它们的表面接触，从而具有抑制由于单侧接触导致接触阻抗的任何增大的特征。这些特征对于通过上述工序骤构成的车辆用玻璃内置天线50的接点装置10相当有利。
尽管已经相对优选实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于该具体实施例，应理解的是，可在不脱离以下权利要求书的实质或范围的情况下做出各种改变和变型。