JP2008027861A - 雄型コネクタ、雌型コネクタ及びコネクタ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】雄型コネクタと雌型コネクタとの接続作業性が良く、さらに意匠性にも優れた、防塵機能を有するコネクタ構造を提供すること。
【解決手段】プラグシェル１１が挿入孔２１に挿入していくと、構造体２２が弾性体１４の弾性力に抗して、プラグシェル１１の奥側へインナーキャップ１３を押し込んで電気的に接続する。このとき、インナーキャップ１３は、構造体２２によってプラグシェル１１から奥側に退避した状態で、弾性体１４からプラグシェル１１側に押し返す付勢力が与えられている。そのため、ユーザがＵＳＢフラッシュメモリ１を雌型コネクタ２から抜き出した際には、インナーキャップ１３は弾性体１４によって押し返され、ホームポジションに戻って、プラグシェル１１の凹部１１ａの入口を塞ぐ。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気的に接続する雄型コネクタ、雌型コネクタ及びコネクタ構造に関する。

従来、凹部を有する雄型コネクタ（プラグ）と、その雄型コネクタを挿入する挿入孔を形成した雌型コネクタとからなるコネクタ構造としては、凹部や挿入孔の開口を外部側から別部品のキャップで覆うことによって、防塵対策を講じたものが知られている（雄型コネクタ（特許文献１参照），雌型コネクタ（特許文献２参照））。

特許文献１には、雄型コネクタの一例として、図６（ａ）に示すようなＵＳＢ（Universal Serial Bus）フラッシュメモリ８の構造が記載されている。このＵＳＢフラッシュメモリ８は、ケース体８０から突出したプラグシェル８１をキャップ８２で覆うようになっている。また、特許文献２には、図６（ｂ）に示すような雌型コネクタ９の構造の一例が記載されている。この雌型コネクタ９は、ケース体９１に形成した挿入孔９２に、構造体９３を囲む形状を有する有底筒状体としてのキャップ９４で覆うようになっている。
特開２００３−２８２１７８号公報 特開２００５−４５５３０号公報

従来のコネクタ構造では、不使用時にはキャップによって防塵を図っているが、使用時にはキャップを取り外さなければならなかった。そのため、従来のコネクタ構造では、キャップの取り外し作業をユーザに強いてしまって、接続時の作業性が悪く、また、不使用時のキャップの取り付け忘れから防塵機能を果たさなかったり、キャップの紛失を招いたりするという問題があった。

そこで、本発明は、雄型コネクタと雌型コネクタとの接続作業性が良く、さらに意匠性にも優れた、防塵機能を有するコネクタ構造を提供することを目的とする。

本発明の雄型コネクタは、内部に突出させて設けられた構造体を有する雌型コネクタの挿入孔に対して挿抜自在な挿入部と、前記挿入部の前記挿入孔への挿抜に対応して、前記構造体が挿抜される、前記挿入部に形成された構造体収容部と、前記挿入部が前記挿入孔へ挿入されることで前記雌型コネクタの雌側端子部と電気的に接続される端子部とを有する雄型コネクタであって、前記構造体収容部内にて進退自在に保持されて当該構造体収容部の入口を塞ぐインナーキャップと、前記挿入部の挿入に対応して前記構造体が前記構造体収容部に挿入される際には、前記構造体の挿入方向への前記インナーキャップの後退移動を許容し、前記挿入部の抜出に対応して前記構造体が前記構造体収容部から抜出される際には、前記インナーキャップを前記構造体の抜出方向に前進移動させるインナーキャップ移動手段とをさらに有することを特徴とする。

本発明の雌型コネクタは、雄型コネクタの挿入部を挿抜自在な挿入孔と、前記挿入部が前記挿入孔へ挿入されることで前記雄型コネクタの雄側の端子部と電気的に接続される端子部とを有する雌型コネクタであって、前記挿入孔内にて進退自在に保持されて当該挿入孔の入口を塞ぐインナーキャップと、前記挿入部が前記挿入孔に挿入される際には、前記挿入部の挿入方向への前記インナーキャップの後退移動を許容し、前記挿入部が前記挿入孔から抜出される際には、前記インナーキャップを前記挿入部の抜出方向に前進移動させるインナーキャップ移動手段とをさらに有することを特徴とする。

なお、雄型コネクタ又は雌型コネクタは、インナーキャップをガイドするレールと、インナーキャップに設けた、レールに摺動する摺動部と、を有するようにしてもよい。雄型コネクタ又は雌型コネクタは、自身の端子部を摺動して端子部をクリーニングする清掃部をインナーキャップの端子部対向面に形成するようにしてもよい。また、雌型コネクタは、さらに、前記挿入孔の内壁全面から隙間を空けて、前記挿入孔内に突出させて設けた構造体を有し、前記インナーキャップは、前記構造体を囲んで、前記挿入孔の隙間を塞ぐ貫通孔を形成した筒状体とするようにしてもよい。

また、本発明のコネクタ構造は、前記雄型コネクタと前記雌型コネクタとからなることを特徴とする。

したがって、本発明によれば、雄型コネクタと雌型コネクタとの接続作業性が良く、さらに意匠性にも優れた、防塵機能を有するコネクタ構造を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ここでは、本発明の実施形態の雄型コネクタとしてのＵＳＢフラッシュメモリの構造を説明し、続いて、そのＵＳＢフラッシュメモリを接続するＵＳＢプラグとしての雌型コネクタの構造について説明することで、本発明のコネクタ構造を説明する。

［雄型コネクタ（ＵＳＢフラッシュメモリ）］
図１は、本発明の実施形態の雄型コネクタとしてのＵＳＢフラッシュメモリの構造を示す斜視図である。図１（ａ）には後記雌型コネクタとの非接続時の状態が示され、図１（ｂ）には後記雌型コネクタとの接続時の状態が示されている。

このＵＳＢフラッシュメモリ１は、図示しないフラッシュメモリをケース体１０内に内蔵し、ＵＳＢ規格に従って各種情報を記憶するようになっている。ケース体１０の端部には、プラグシェル１１が取り付けられている。このプラグシェル１１は、後記雌型コネクタの挿入孔（ＵＳＢポート）に挿入する部分である。このプラグシェル（挿入部）１１には、凹部（構造体収容部）１１ａが成形されている。この凹部１１ａの内部には、構造体１２が突出させて設けられている。

また、プラグシェル１１の奥側には、弾性体（インナーキャップ移動手段）１４が設けられている。この弾性体１４は、ケース体１０の内壁に対して一端を固定し（図示省略）、他端をインナーキャップ１３に固定している。

このインナーキャップ１３は、凹部１１ａ内にて進退自在に、弾性体１４に保持されて凹部１１ａの入口を塞ぐものである。ここでは、インナーキャップ１３は、凹部１１ａの形状に合わせて、断面矩形状の板状体になっている。また、ここでは、インナーキャップ１３と弾性体１４とは、樹脂材料によって一体成形されていることとするが、これに限らず、例えば、樹脂材料からなるインナーキャップ１３に、金属製のバネからなる弾性体１４を取り付けるようにした構造であってもよい。

そして、この弾性体１４は、図１（ａ）に示すように、プラグシェル１１の端面と面一な位置をインナーキャップ１３のホームポジションとして、インナーキャップ１３を支持している。そのため、インナーキャップ１３が凹部１１ａの開口を塞ぐようになっている。そして、後記のように、後記雌型コネクタとの接続時に、インナーキャップ１３がプラグシェル１１の奥側に押し込まれたときには、図１（ｂ）に示すように、弾性体１４は、インナーキャップ１３をその奥側の位置に保持しつつ、インナーキャップ１３を押し出す方向に付勢力を与えるようになっている。

そのため、弾性体１４は、雌型コネクタへのプラグシェル１１の挿入に対応して、後記する雌型コネクタ３の構造体２２（図３参照）が凹部１１ａに挿入される際には、構造体２２の挿入方向へのインナーキャップ１３の後退移動を許容する機能を有している。また、弾性体１４は、プラグシェル１１の抜出に対応して構造体２２が凹部１１ａから抜出される際には、インナーキャップ１３を構造体２２の抜出方向に前進移動させる機能を有している。

なお、この構造体１２の表面には、後記雌型コネクタの後記端子部と電気的に接続する端子部１５（図１（ｂ）参照）が形成されている。この端子部１５は、ケース体１０に収容されている、図示しないフラッシュメモリに配線されている。

図２は、本発明の実施形態の雄型コネクタの雌型コネクタへの挿入状態を示す斜視図である。図２（ａ）にＵＳＢフラッシュメモリ１の挿入前、図２（ｂ）にその挿入後の状態が示されている。ここで、雌型コネクタ２には、各種電子機器のケース体２０の表面に開口した、ＵＳＢフラッシュメモリ１のプラグシェル１１を挿入する挿入孔２１が形成されている。そして、この挿入孔２１内には、図示しない端子部を配線した構造体２２が設けられている。この構造体２２の図示しない端子部は、ＵＳＢフラッシュメモリ１の構造体１２の端子部１５と対向する面に対称に形成されている。なお、ケース体２０の各種電子機器としては、例えば、パーソナルコンピュータ、ハブ、プリンタ、デジタルカメラを挙げることができる。なお、ＵＳＢケーブルは、通常、電子機器とは呼ばないが、ここでは、そのようなケーブルを電子機器に含むこととする（以下、雌型コネクタにおいても同じ）。この実施形態では、ＵＳＢフラッシュメモリ１として説明しているが、このＵＳＢフラッシュメモリ１の雄型コネクタは、前記各種電子機器であってもよい。

以上の構成において、ユーザがＵＳＢフラッシュメモリ１を雌型コネクタ２に接続する際には、図２（ａ）において、矢印のように、プラグシェル１１を挿入孔２１に挿入させていくと、構造体２２が弾性体１４の弾性力に抗して、プラグシェル１１の奥側へインナーキャップ１３を押し込んでいく。すると、ＵＳＢフラッシュメモリ１の構造体１２の表面の端子部１５が、凹部１１ａ内で露出し（図１（ｂ）参照）、雌型コネクタ２の図示しない端子部に電気的に接続する。

このとき、図２（ｂ）に示すように、インナーキャップ１３は、構造体２２によってプラグシェル１１から奥側に退避した状態で、弾性体１４からプラグシェル１１側に押し返す付勢力が与えられている。そのため、ユーザがＵＳＢフラッシュメモリ１を雌型コネクタ２から抜き出した際には、インナーキャップ１３は弾性体１４によって押し返され、ホームポジションに戻って、プラグシェル１１の凹部１１ａの入口を塞ぐことになる。

したがって、実施形態のＵＳＢフラッシュメモリ１では、雌型コネクタ２への抜き差しのみで、不使用時には、端子部１５を保護するように、凹部１１ａ内の防塵効果が期待でき、使用時には、端子部１５を露出することができるため、不使用時における防塵対策忘れやインナーキャップの紛失を招くこともない。したがって、ユーザにとって接続作業性が良く、また、別部品のキャップを外部から付けたときの出っ張り感もなく、プラグシェル１１の開口も塞がるため、意匠性にも優れたものになる。

また、インナーキャップ１３の色をプラグシェル１１の端面等と異なる色に形成するようにすることで、意匠性に優れたものにすることもできる。

以上のように、凹部１１ａの防塵構造を有する雄型コネクタとしてのＵＳＢフラッシュメモリ１について説明したが、雌型コネクタ２（図２参照）も同じ構造を採ることができる。そこで、防塵機能を有する雌型コネクタ３（図３参照）について説明する。

［雌型コネクタ（ＵＳＢポート）］
図３は、本発明の実施形態の雌型コネクタの構造を示す斜視図である。図３（ａ）にＵＳＢフラッシュメモリ１の挿入前、図３（ｂ）にその挿入後の状態が示されている。なお、雌型コネクタ３と同じ構成には同一符号を付す。

雌型コネクタ３には、ケース体２０の表面に開口した挿入孔２１が形成されている。そして、この挿入孔２１内には、端子部３８を配線した構造体２２が設けられている。この構造体２２の端子部３８は、ＵＳＢフラッシュメモリ１の構造体１２の端子部１５と対向する面に対称に形成されている。

また、挿入孔２１の奥側には、弾性体３４が設けられている。この弾性体３４は、ケース体２０の内壁に対して一端を固定し（図示省略）、他端をインナーキャップ３３に固定している。

このインナーキャップ３３は、挿入孔２１内にて進退自在に、弾性体３４に保持されて挿入孔２１の入口を塞ぐものである。ここでは、インナーキャップ３３は、挿入孔２１の形状に合わせて、断面矩形状の板状体になっている。なお、ここでは、インナーキャップ３３と弾性体３４とは、樹脂材料によって一体成形されていることとするが、これに限らず、例えば、樹脂材料からなるインナーキャップ３３に、金属製のバネからなる弾性体３４を取り付けるようにした構造であってもよい。

そして、この弾性体３４は、図３（ａ）に示すように、ケース体２０の端面と面一な位置をインナーキャップ３３のホームポジションとして、インナーキャップ３３を支持している。そのため、インナーキャップ３３が挿入孔２１の開口（構造体２２の図示しない端子部形成面側の開口）を塞ぐようになっている。そして、後記のように、後記雄型コネクタとの接続時に、インナーキャップ３３が挿入孔２１の奥側に押し込まれたときには、図３（ｂ）に示すように、弾性体３４は、インナーキャップ３３をその奥側の位置に保持しつつ、インナーキャップ３３を押し出す方向に付勢力を与えるようになっている。

そのため、この弾性体３４は、プラグシェル１１が挿入孔２１に挿入される際には、プラグシェル１１の挿入方向へのインナーキャップ３３の後退移動を許容する機能を有している。また、この弾性体３４は、プラグシェル１１が挿入孔２１から抜出される際には、インナーキャップ３３をプラグシェル１１の抜出方向に前進移動させる機能を有している。

以上の構成において、ユーザがＵＳＢフラッシュメモリ１を雌型コネクタ３に接続する際には、図３（ａ）において、矢印のように、プラグシェル１１を挿入孔２１に挿入させていくと、構造体１２が弾性体３４の弾性力に抗して、挿入孔２１の奥側へインナーキャップ３３を押し込んでいく。すると、雌型コネクタ３の構造体２２の表面の図示しない端子部が、挿入孔２１内で露出し、ＵＳＢフラッシュメモリ１の端子部１５（図１（ｂ）参照）に電気的に接続する。

このとき、図３（ｂ）に示すように、インナーキャップ３３は、構造体１２によって挿入孔２１から奥側に退避した状態で、弾性体３４から挿入孔２１の開口側に押し返す付勢力が与えられている。そのため、ユーザがＵＳＢフラッシュメモリ１を雌型コネクタ３から抜き出した際には、インナーキャップ３３は弾性体３４によって押し返され、ホームポジションに戻って、挿入孔２１の入口を塞ぐことになる。

したがって、実施形態の雌型コネクタ３では、ＵＳＢフラッシュメモリ１の抜き差しのみで、不使用時には、構造体２２上の図示しない端子部を保護するように、挿入孔２１内の防塵効果が期待でき、使用時には、その図示しない端子部を露出することができるため、不使用時における防塵対策忘れやインナーキャップの紛失を招くこともない。したがって、ユーザにとって接続作業性が良く、また、別部品のキャップを外部から付けたときの出っ張り感もなく、挿入孔２１の開口も塞がるため、意匠性にも優れたものになる。

また、インナーキャップ３３の色をケース体２０の端面等と異なる色に形成するようにすることで、意匠性に優れたものにすることもできる。

次に、雄型コネクタ及び雌型コネクタの変形例について説明する。
［雄型コネクタの変形例］
図４は、本発明の実施形態の雄型コネクタの変形例を示す斜視図である。図４（ａ）に図１（ａ）に相当する図、図４（ｂ）に図１（ｂ）に相当する図、図４（ｃ）に変形例のインナーキャップの構造が示されている。なお、図１の構成と同じものには、同一符号を付し、説明を省略する。

この雄型コネクタとしてのＵＳＢフラッシュメモリ４では、特に図４の（ｃ）に示すように、インナーキャップ４３の側面に溝部（摺動部）４６ａ，４６ｂを形成すると共に、図４（ａ）に示すように、溝部４６ａ，４６ｂが摺動するレール４７ａ，４７ｂをケース体１０内に備えている。

しがたって、溝部４６ａ，４６ｂがレール４７ａ，４７ｂ摺動するため、インナーキャップ４３の移動が所定軌道内を案内されることになる。そのため、雌型コネクタ２，３の構造体２２、及び、弾性体１４によるインナーキャップ４３の移動をスムーズに行わせることができる。なお、雌型コネクタ３，５においても同様に適用できる。すなわち、インナーキャップ３３，５３に、溝部４６ａ，４６ｂと同様の溝部を形成し、レール４７ａ，４７ｂと同様のレールをケース体２０内に備えるようにしてもよい。

［雌型コネクタの変形例］
図５は、本発明の実施形態の雌型コネクタの変形例を示す斜視図である。図５（ａ）に図３（ａ）に相当する図、図５（ｂ）に変形例のインナーキャップの構造が示されている。なお、図３の構成と同じものには、同一符号を付し、説明を省略する。

この雌型コネクタ５では、インナーキャップ５３の形状を、構造体２２を挿入することが可能な貫通孔５５を形成した筒状体に成型している。そのため、構造体２２の図示しない端子部を形成した面側だけでなく、インナーキャップ５３が挿入孔２１全体を覆うようになっている。したがって、前記実施形態の雌型コネクタ３の構造に比べて、より高い防塵効果が期待できる。

また、ＵＳＢフラッシュメモリ１のインナーキャップ１３，４３の端子部１５側表面にフェルト（清掃部）を形成し、インナーキャップ１３，４３の移動に伴い端子部１５を清掃するようにしてもよい。また、同様に、雌型コネクタ３，５のインナーキャップ３３，５３の図示しない端子部側表面にフェルトを形成し、インナーキャップ３３，５３の移動に伴い図示しない端子部を清掃するようにしてもよい。また、端子部対向面以外の面にもフェルトを形成してもよい。

また、この実施形態では、雌型コネクタ３，５のインナーキャップ３３，５３が雄型コネクタ１の構造体１２によって押される場合を説明したが、雄型コネクタ１のプラグシェル（枠体）１１自体で押される構造であってもよい。

また、この実施形態では、雄型コネクタ１の場合、図１（ａ）に示すように、プラグシェル１１の端面と面一な位置をインナーキャップ１３のホームポジションとして説明した。ところで、インナーキャップ１３が製造時に凹部１１ａの端面に面一であったとしても、弾性体１４が塑性変形して縮んでしまい、ホームポジションが凹部１１ａ内に移動してしまう恐れがある。そこで、製造時は、インナーキャップ１３を挿入孔面一から突出する力で付勢させ、図示しないストッパーを備えて、凹部１１ａの端面から突出しないようにしてもよい。なお、雌型コネクタ３，５の場合も同様である。

なお、この実施形態では、雄型コネクタとしてＵＳＢフラッシュメモリ、及び、ＵＳＢポートとしての雌型コネクタを例に説明したが、電気的接続を伴う他の規格に従ったコネクタ構造にも適用することができる。例えば、ＩＥＥＥ１３９４に従ったコネクタ、ピンプラグ、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）に従ったコネクタであっても、さらに、電力を供給するコンセント及びプラグであっても、同様の構成とすることが可能である。また、電気的な接続を伴わない連結構造にも適用することも可能である。

本発明の実施形態の雄型コネクタの構造を示す斜視図である。 本発明の実施形態の雄型コネクタの雌型コネクタへの挿入状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態の雌型コネクタの構造を示す斜視図である。 本発明の実施形態の雄型コネクタの変形例を示す斜視図である。 本発明の実施形態の雌型コネクタの変形例を示す斜視図である。 従来の雄型コネクタ及び雌型コネクタの構造を示す斜視図である。

符号の説明

１，４ ＵＳＢフラッシュメモリ（雄型コネクタ）
２，３，５ 雌型コネクタ
１０ ケース体
１１ プラグシェル
１２ 構造体
１３ インナーキャップ
１４ 弾性体
１５ 端子部
２０ ケース体
２１ 挿入孔
２２ 構造体
３３ インナーキャップ
３４ 弾性体
４３ インナーキャップ
４６ａ，４６ｂ 溝部
４７ レール
５３ インナーキャップ
５５ 貫通孔

Claims (8)

1. 内部に突出させて設けられた構造体を有する雌型コネクタの挿入孔に対して挿抜自在な挿入部と、
   前記挿入部の前記挿入孔への挿抜に対応して、前記構造体が挿抜される、前記挿入部に形成された構造体収容部と、
   前記挿入部が前記挿入孔へ挿入されることで前記雌型コネクタの雌側端子部と電気的に接続される端子部とを有する雄型コネクタであって、
   前記構造体収容部内にて進退自在に保持されて当該構造体収容部の入口を塞ぐインナーキャップと、
   前記挿入部の挿入に対応して前記構造体が前記構造体収容部に挿入される際には、前記構造体の挿入方向への前記インナーキャップの後退移動を許容し、前記挿入部の抜出に対応して前記構造体が前記構造体収容部から抜出される際には、前記インナーキャップを前記構造体の抜出方向に前進移動させるインナーキャップ移動手段と
   をさらに有することを特徴とする雄型コネクタ。
2. 前記インナーキャップをガイドするレールと、前記インナーキャップに設けた、当該レールに摺動する摺動部と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の雄型コネクタ。
3. 自身の前記端子部を摺動して前記端子部をクリーニングする清掃部を前記インナーキャップの前記端子部対向面に形成した
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雄型コネクタ。
4. 雄型コネクタの挿入部を挿抜自在な挿入孔と、
   前記挿入部が前記挿入孔へ挿入されることで前記雄型コネクタの雄側の端子部と電気的に接続される端子部とを有する雌型コネクタであって、
   前記挿入孔内にて進退自在に保持されて当該挿入孔の入口を塞ぐインナーキャップと、
   前記挿入部が前記挿入孔に挿入される際には、前記挿入部の挿入方向への前記インナーキャップの後退移動を許容し、前記挿入部が前記挿入孔から抜出される際には、前記インナーキャップを前記挿入部の抜出方向に前進移動させるインナーキャップ移動手段と
   をさらに有することを特徴とする雌型コネクタ。
5. 前記インナーキャップをガイドするレールと、前記インナーキャップに設けた、当該レールに摺動する摺動部と
   を有することを特徴とする請求項４に記載の雌型コネクタ。
6. 自身の前記端子部を摺動して前記端子部をクリーニングする清掃部を前記インナーキャップの前記端子部対向面に形成した
   ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の雌型コネクタ。
7. さらに、前記挿入孔の内壁全面から隙間を空けて、前記挿入孔内に突出させて設けた構造体を有し、
   前記インナーキャップは、前記構造体を囲んで、前記挿入孔の隙間を塞ぐ貫通孔を形成した筒状体とした
   ことを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか一項に記載の雌型コネクタ。
8. 請求項１に記載の雄型コネクタ及び請求項４に記載の雌型コネクタからなる
   ことを特徴とするコネクタ構造。

Images