JP2005129453A - フローティング構造を有するコネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】
コネクタ同士の結合の際には誤差を吸収するために一定範囲で自由に動き、結合が解除されているときには中心位置に戻すことによって、最小限の隙間で確実に接離可能なコネクタを提供すること。
【解決手段】
コネクタのハウジングを可動基板に搭載し、コネクタにおける他のコネクタとの接離部分を、固定側のクレードルハウジングのコネクタ設置用窓に隙間を持って臨ませ、可動側のコネクタを隙間の範囲内で自由に動くように構成したフローティング構造を有するコネクタにおいて、固定的なクレードルハウジング側と記由に動くコネクタ側との間に、これらと別部材からなり、コイルバネ、棒状体、Oリングなどのいずれかからなる弾性部材を介在し、コネクタと他のコネクタとの結合を解除したときの弾性部材の復帰力によりコネクタを元の位置に戻すようにしたコネクタである。
【選択図】 図1

Description

本発明は、デジタルカメラ、携帯電話、デジタルビデオカメラ等の電子機器側に設けたコネクタと、充電器等のクレードル側に設けたコネクタとの間を結合する際に、一方のコネクタに前後左右に移動するための自由度を持たせて、コネクタ同士の結合の位置ずれを吸収するためのフローティング構造を有するコネクタに関するものである。
デジタルカメラ、携帯電話、デジタルビデオカメラ等の電子機器をクレードルに接続した状態で他の電子機器との情報の送受信を行ったり、又は、充電したりすることが従来より行われている。この場合に、デジタルカメラ、携帯電話、デジタルビデオカメラ等とクレードルとの間は、相互にコネクタで接続されることとなる。例えば、図5に示すように、クレードル11にデジタルカメラ12を載せる場合が考えられ、デジタルカメラ12側のコネクタ14は、クレードル側のコネクタ13と結合して情報の送受信、充電等が行われる。ここで、嵌合し易さを考慮してクレードル11の両側には、デジタルカメラ12の幅に対してわずかな隙間15が設けてある。このため、クレードル側のコネクタ13は、この隙間15のずれを吸収できる構造となっている必要がある。これは、図6に示すように奥行きに関しても同様で、従って、前後、左右、斜めの全方向に自由度を持ったフローティング構造とすることで対応している。
図6において、クレードル11の内部には、固定基板18と可動基板23とが設けてあり、これらの間は、FFC(Flexible Flat Cable)などの可撓性ケーブル19で接続されており、このうち可動基板23側にコネクタ13がクレードル11のハウジングとの間の全周に隙間20を有しつつ設けられている。これにより、デジタルカメラ12のずれに対して、コネクタ13を設けた可動基板23全体が動くことで対応している。
さらに詳しいフローティング構造について、図7を用いて説明する。図7において、クレードル11側のコネクタ13は、コネクタハウジング22に収納されており、このコネクタハウジング22は、可動基板23に固定された状態で、コネクタ13の全周にクレードル11のハウジングと隙間20を有している。この隙間20の両側の2個所には、クレードル11におけるハウジングの下面に突出させてボス21が形成されている。このボス21の下面には、ワッシャ25を介して可動基板23がネジ26によって取付けられるが、このとき、コネクタハウジング22と可動基板23には、ネジ26の軸部24の直径よりも大きく、かつ、ボス21の直径よりも小さい円形の孔27が形成されているので、円形の軸部24の外周に隙間が設けられる。この軸部24の高さは、コネクタハウジング22と可動基板23を重ねた高さよりも高くして、横移動のための隙間28を有する構成となっている。このように、コネクタハウジング22と可動基板23からなる部分は、水平な全方向には孔27による隙間の分だけ動くことができ、垂直方向には隙間28の分だけ動くことができる構成となっている。
このような構成に加えて、さらに、図4に示すように、クレードル11側のコネクタ13(いわゆる雌型コネクタ)の上部内側にテーパー面16を設けるとともに、デジタルカメラ側のコネクタ14(いわゆる雄型コネクタ)の下部外側にテーパー面17を設けることによって、位置ずれに対してテーパー面同士が接触しながら誘導してクレードル側のコネクタ13及び可動基板23を動かすため、テーパー面16,17が接触する範囲内(図4における矢印の範囲L)であれば、ずれを吸収することが可能となる。
このような、可動基板23とボス21との間に孔27による隙間を設けることによってフローティング構造を構成しているものとして、例えば、特許文献1が挙げられる。
特開平08−138801号公報
上記のようなコネクタのフローティング構造は、テーパー面16,17が接触する範囲内でずれを吸収することが可能であるが、図7に示すように、クレードル11側のコネクタ13は、孔27のいずれか一方に片寄ってしまうことがあるため、テーパー面16,17だけでは吸収しきれない可能性があった。例えば、図4において、デジタルカメラ側のコネクタ14が一点鎖線で示すように右側にずれてクレードル11側のコネクタ13と結合した場合には、その後、結合を解除してもクレードル11側のコネクタ13は、その位置に留まることになり、その状態でデジタルカメラ側のコネクタ14が二点鎖線で示すように左側にずれて嵌め込まれた場合には、コネクタ同士のずれが最大となるため、ずれが大きすぎてテーパー面16,17同士が接触できないおそれがあった。このような問題点を解決するためには、テーパー面を大きく取ればよいが、コネクタ全体の構造が小型化の傾向にあり、テーパー面を大きく取ることが困難になってきているという問題があった。
また、図6に示すように、クレードル11側のコネクタ13は、可動基板23上に形成されており、この可動基板23自体は、可撓性ケーブル19によって固定基板18と結合されているが、コネクタ同士の結合の際には誤差を吸収するために一定範囲で自由に動いた後で、結合が解除されてもその位置にとどまることにより、可撓性ケーブル19は、変形したり、捩じれたままとなってしまうことがある。そのため、その変形や捩じれによる折り曲げや位置関係によっては、可撓性ケーブル19が可動基板23に対して一方向に力を加えるような状態となり、自由に動くはずのコネクタ13が、ある一方向に引っ張られた状態で固定されてしまう可能性があった。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、デジタルカメラ等のコネクタとクレードル側に設けたコネクタとの間を結合する場合の一方のコネクタのフローティング構造に関し、結合の際には誤差を吸収するために一定範囲で自由に動くことができ、かつ、結合が解除されているときには中心位置に戻るセンタリング構造を持ったコネクタを提供することを目的とするものである。
請求項1記載の発明は、コネクタのハウジングを可動基板に搭載し、前記コネクタにおける他のコネクタとの接離部分を、固定側のクレードルハウジングのコネクタ設置用窓に隙間を持って臨ませ、前記可動側のコネクタを前記隙間の範囲内で自由に動くように構成したフローティング構造を有するコネクタにおいて、前記固定的なクレードルハウジング側と前記自由に動くコネクタ側との間に、これらと別部材からなる弾性部材を介在し、前記コネクタと他のコネクタとの結合を解除したときの前記弾性部材の復帰力により前記コネクタを元の位置に戻すようにしたことを特徴とするフローティング構造を有するコネクタである。
請求項2記載の発明は、コネクタのハウジングを可動基板に搭載し、前記コネクタにおける他のコネクタとの接離部分を、固定側のクレードルハウジングのコネクタ設置用窓に隙間を持って臨ませ、前記可動側のコネクタを前記隙間の範囲内で自由に動くように構成したフローティング構造を有するコネクタにおいて、前記固定的なクレードルハウジング側と前記自由に動くコネクタ側との間に、これらと別部材からなり、前記コネクタと他のコネクタとの挿抜方向と略同一方向に伸縮するとともに、この伸縮方向と異なる全方向に揺動可能なコイルバネからなる弾性部材を介在し、前記コネクタと他のコネクタとの結合を解除したときの前記弾性部材の復帰力により前記コネクタを元の中心位置に戻すようにしたことを特徴とするフローティング構造を有するコネクタである。
請求項3記載の発明は、コネクタのハウジングを可動基板に搭載し、前記コネクタにおける他のコネクタとの接離部分を、固定側のクレードルハウジングのコネクタ設置用窓に隙間を持って臨ませ、前記可動側のコネクタを前記隙間の範囲内で自由に動くように構成したフローティング構造を有するコネクタにおいて、前記固定的なクレードルハウジング側と前記自由に動くコネクタ側との間に、これらと別部材からなり、前記コネクタと他のコネクタとの挿抜方向と略同一方向に細長く、この長さ方向と異なる全方向に屈曲可能な棒状の弾性部材を介在し、前記コネクタと他のコネクタとの結合を解除したときの前記弾性部材の復帰力により前記コネクタを元の中心位置に戻すようにしたことを特徴とするフローティング構造を有するコネクタである。
請求項4記載の発明は、コネクタのハウジングを可動基板に搭載し、前記コネクタにおける他のコネクタとの接離部分を、固定側のクレードルハウジングのコネクタ設置用窓に隙間を持って臨ませ、前記可動側のコネクタを前記隙間の範囲内で自由に動くように構成したフローティング構造を有するコネクタにおいて、前記固定的なクレードルハウジング側と前記自由に動くコネクタ側との間であって、前記固定的なクレードルハウジングの内側の複数箇所に円形の軸部を設け、この軸部を、前記自由に動くコネクタ側のハウジングに設けられ、前記軸部の直径よりも大きな直径で構成した孔に遊嵌し、前記軸部と孔との間に、前記固定的なクレードルハウジング側と前記自由に動くコネクタ側と別部材であって、かつ、Oリングからなる弾性部材を介在し、前記コネクタと他のコネクタとの結合を解除したときの前記弾性部材の復帰力により前記コネクタを元の中心位置に戻すようにしたことを特徴とするフローティング構造を有するコネクタである。
請求項1記載の発明によれば、弾性を持った部材を追加してこの弾性部材の弾性力を用いることで、結合の際には誤差を吸収するために一定範囲で自由に動き、かつ、結合が解除されているときには元の位置に戻るセンタリング構造を持ったコネクタを提供することができる。従って、クレードルハウジングのコネクタ設置用窓に形成される隙間を従来に比較して大幅に小さくしながら、コネクタ相互間の最大のずれに対応できる。さらに、コネクタ相互間の接離時の破損や接続不良を防止できる。
請求項2記載の発明によれば、コイルバネからなる簡単な構成の弾性部材を追加してこの弾性力を用いることで、結合の際には誤差を吸収するために全方向に自由に動き、かつ、結合が解除されているときには中心位置に戻るセンタリング構造を持ったコネクタを提供することができる。また、コイルバネからなる弾性部材は、コネクタのハウジングを可動基板に搭載する場合において、幅方向に余裕があり、高さ方向に余裕のない場合に好適である。
請求項3記載の発明によれば、コネクタの挿抜方向と同一方向に細長く形成した弾性部材を追加してこの弾性部材の弾性力を用いることで、結合の際には誤差を吸収するために全方向に自由に動き、かつ、結合が解除されているときには中心位置に戻るセンタリング構造を持ったコネクタを提供することができる。また、細長い弾性部材は、コネクタのハウジングを可動基板に搭載する場合において、高さ方向に余裕があり、幅方向に余裕のない場合に好適である。
請求項4記載の発明によれば、Oリングからなる弾性部材を追加してこの弾性部材の弾性力を用いることで、結合の際には誤差を吸収するために一定範囲で自由に動き、かつ、結合が解除されているときには中心位置に戻るセンタリング構造を持ったコネクタを提供することができる。Oリングからなる弾性部材を嵌合すればよいから、従来の機器を簡単に改良できる。
本発明は、デジタルカメラ等の電子機器とクレードルとの間のコネクタのフローティング構造において、結合の際には誤差を吸収するために全方向に自由に動くことができ、かつ、結合が解除されたときには中心位置に戻るセンタリング構造を持ったコネクタを提供するために、弾性を持った部材を追加して、その弾性力によってコネクタを中心位置に戻すように構成したものである。
本発明の第1の実施例を図1に基づいて説明する。
図1において、クレードル11側のハウジング32には、コネクタ13が突出する部分にコネクタ設置用窓29が設けられ、また、ハウジング32の下面には、前記コネクタ設置用窓29の両側に位置してそれぞれ円筒形のボス33が設けられている。前記コネクタ設置用窓29の内側には、コネクタ13を保護するコネクタハウジング30が、コネクタ設置用窓29との間に隙間31を有しつつ遊嵌している。前記コネクタ13は、可動基板23に接続され、この可動基板23は、コネクタハウジング30の下側に取付けられている。また、コネクタハウジング30には、前記ボス33を遊嵌するようにボス33の外径よりも大きな内径を持った円筒部36が隙間37を有しつつ設けられ、また、円筒部36はボス33の高さよりも低い高さで構成されている。そして、円筒部36が隙間37を持ってボス33の外周に遊嵌された状態で、ボス33には円筒部36の内径よりも直径の大きな摺動用のワッシャ34がネジ35によって固定されている。
前記クレードル11側のハウジング32における下面であってボス33の外側には少なくとも2個の円形の係止用凸部38が設けられ、また、コネクタハウジング30における前記係止用凸部38と相対する上面部分には係止用凸部39が設けられ、これらの係止用凸部38と係止用凸部39の間には、弾性部材としてのコイルバネ40が係止されている。このコイルバネ40は、固定側の係止用凸部38にコイルバネ40の一端を固定した状態で可動側の係止用凸部39にコイルバネ40の他端を、伸縮方向に対して垂直な方向に移動させた場合に、隙間37の分だけ全方向に自由に移動し、かつ、隙間37の分の移動量であれば常に復帰力が働いて中央に戻るようなものである。
上記のような構成とすることにより、クレードル11側のハウジング32におけるボス33の全周囲にコネクタハウジング30の円筒部36が隙間37を持って設置され、また、コネクタ13とコネクタ設置用窓29との間には隙間31が設けてあるため、コネクタ13、コネクタハウジング30及びその下側に設けた可動基板23の全体は、隙間37の範囲内で全方向に自由に動くフローティング構造となり、また、少なくとも2個所以上にコイルバネ40を設けることにより、コイルバネの伸縮方向に対して垂直な方向へ移動しても、復帰力が働いて常に中央に戻ることができる。
本発明の第2の実施例を図2に基づいて説明する。
前記実施例では、全方向に動くフローティング構造のコネクタを中央に戻すための弾性部材として、コイルバネの伸縮方向と垂直な方向に対する復帰力を用いたが、本発明はこれに限られるものではない。図2は、本発明の第2の実施例を示したものであり、コイルバネの代わりにプラスチック、金属等の棒状の弾性部材の弾性力を用いてコネクタを中央に戻す構造を採用したものである。
図2において、クレードル側のハウジング43には、コネクタ13の突出する部分にコネクタ設置用窓44が設けられ、このコネクタ設置用窓44の内側には、コネクタ13を保護するコネクタハウジング41が、コネクタ設置用窓44との間に隙間42を有しつつ遊嵌している。このコネクタ13の接続されている可動基板23は、コネクタハウジング41の下側に取付けられており、このコネクタハウジング41は、下方から支持用ハウジング45の支持部材46によって摺動自在に支えられている。
また、コネクタハウジング41の端部には、少なくとも2個の係止孔47が設けられ、また、支持用ハウジング45の上面には、前記係止孔47に相対する位置に係止孔48が設けられ、この係止孔47、48の間に棒状で両端に?を有するの弾性部材49又は上から下まで同一径の棒等の弾性部材50が係止されている。これにより、一体に設けられたコネクタ13、コネクタハウジング41及び可動基板23の全体を下から支えつつ、弾性部材49又は50の弾性力によって中央に戻る復帰力を得ている。ここで、図2の左側に示す弾性部材49は、上端と下端に?を有する金属、プラスチック柱で形成した場合の弾性部材の例を示している。また、図2の右側に示す弾性部材50は、上下同一径の金属、プラスチックの棒で形成した場合の弾性部材の例を示したものである。どちらの場合も弾性力を発揮させるためにある程度の高さが必要であり、強度、弾性力、移動幅等を考慮して、弾性部材の太さ、長さ等を決定する。また、弾性部材の材質も上記プラスチックや金属に限定されるものではなく、弾性力を有する材質であればどのようなものでもよく、例えば、記憶合金、ワイヤーのようなものも適用することができる。
このように、コネクタ13とコネクタ設置用窓44との間には隙間42が設けてあるため、コネクタ13、コネクタハウジング41及び可動基板23の全体は、隙間42の範囲内で全周方向に自由に動くフローティング構造となり、また、両側に細長い弾性部材49、50を設けたので、その弾性部材49、50の弾性力によって中央に戻る構造を採用することができる。この実施例2における構成は、実施例1のコイルバネ40を用いた構成に比べて高さ方向にスペースが必要となるが、幅方向は実施例1よりも狭くすることが可能であるため、幅方向にスペースの余裕はないが高さ方向にスペースを十分に取ることができるような場合に適した構造である。
本発明の第3の実施例を図3に基づいて説明する。
自由に動くフローティング構造を有したコネクタを中央に戻すための弾性部材として、前記実施例1ではコイルバネ40の弾性力を用い、前記実施例2ではプラスチック又は金属等の棒状の弾性部材49又は50の弾性力を用いた例を説明したが、本発明はこれらの例に限られるものではない。
図3は、本発明の第3の実施例を示したものであり、フローティング構造を有したコネクタを中央に戻すための弾性部材としてゴム製のOリング51を用いたものである。このOリング51を採用するための具体例は、従来技術として説明した図7のフローティング構造において、その孔27の周りの隙間部分にOリング51を嵌め込んだ構成となっている。
さらに詳しくは、図3において、ネジ26の軸部24の外周に形成された孔27の隙間部分に、内径が円形の軸部24の直径に等しく、外径がコネクタハウジング22及び可動基板23に形成した円筒形の孔27の内径と等しいOリング51を嵌め込んで構成する。ここで、Oリング51は、ゴム等の弾性力を持った素材で、かつ、変形に対して復帰力を有する素材で形成する。
このような構成とすることで、コネクタ13、コネクタハウジング22及び可動基板23の全体は、孔27の周りの隙間に設けたOリング51を変形させながら全周方向に動くフローティング構造となり、また、Oリング51は、ゴム等の弾性部材を用いて構成したので、変形しても弾性力によって中央に戻る構造を採用することができる。この実施例3は、実施例1のコイルバネ40を用いた場合と同様に、高さ方向にスペースの余裕はないが幅方向にスペースを十分に取ることができるような場合に適した構造であるといえる。なお、Oリング51はゴム等の弾性力を持った素材で、かつ、変形に対して復帰力を有する素材で形成することとし、図3においては、内部がゴムの素材で詰まった例を示しているが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、中心部分が中空のチューブからなるOリングとして構成することで弾性力を調整することもできる。
前記実施例1、2及び3においては、クレードルとデジタルカメラの間のセット間結合を行う場合を例として説明していたが、本発明はこれに限られるものではなく、コネクタ同士の結合であれば、どのようなセット間結合に対しても適用できるものである。
本発明のフローティング構造を有するコネクタの第1の実施例を示した断面図である。 本発明のフローティング構造を有するコネクタの第2の実施例を示した断面図である。 本発明のフローティング構造を有するコネクタの第3の実施例を示した断面図である。 テーパー面を採用してコネクタの結合を誘導する構造について説明した説明図である。 クレードルのコネクタとデジタルカメラ等のコネクタを結合する場合の例を示した説明図である。 図5の側方断面図である。 クレードルのコネクタとデジタルカメラ等のコネクタを結合する場合の従来例を具体的に示した断面図である。
符号の説明
11…クレードル、12…デジタルカメラ、13…クレードル側のコネクタ、14…デジタルカメラ側のコネクタ、15…隙間、16…テーパー面、17…テーパー面、18…固定基板、19…可撓性ケーブル、20…隙間、21…ボス、22…コネクタハウジング、23…可動基板、24…軸部、25…ワッシャ、26…ネジ、27…孔、28…隙間、29…コネクタ設置用窓、30…コネクタハウジング、31…隙間、32…クレードルハウジング、33…ボス、34…ワッシャ、35…ネジ、36…円筒部、37…隙間、38…係止用凸部、39…係止用凸部、40…バネ部材、41…コネクタハウジング、42…隙間、43…クレードルハウジング、44…コネクタ設置用窓、45…支持用ハウジング、46…支持部材、47…係止孔、48…係止孔、49…弾性部材、50…弾性部材、51…Oリング。

Claims (4)

  1. コネクタのハウジングを可動基板に搭載し、前記コネクタにおける他のコネクタとの接離部分を、固定側のクレードルハウジングのコネクタ設置用窓に隙間を持って臨ませ、前記可動側のコネクタを前記隙間の範囲内で自由に動くように構成したフローティング構造を有するコネクタにおいて、前記固定的なクレードルハウジング側と前記自由に動くコネクタ側との間に、これらと別部材からなる弾性部材を介在し、前記コネクタと他のコネクタとの結合を解除したときの前記弾性部材の復帰力により前記コネクタを元の位置に戻すようにしたことを特徴とするフローティング構造を有するコネクタ。
  2. コネクタのハウジングを可動基板に搭載し、前記コネクタにおける他のコネクタとの接離部分を、固定側のクレードルハウジングのコネクタ設置用窓に隙間を持って臨ませ、前記可動側のコネクタを前記隙間の範囲内で自由に動くように構成したフローティング構造を有するコネクタにおいて、前記固定的なクレードルハウジング側と前記自由に動くコネクタ側との間に、これらと別部材からなり、前記コネクタと他のコネクタとの挿抜方向と略同一方向に伸縮するとともに、この伸縮方向と異なる全方向に揺動可能なコイルバネからなる弾性部材を介在し、前記コネクタと他のコネクタとの結合を解除したときの前記弾性部材の復帰力により前記コネクタを元の中心位置に戻すようにしたことを特徴とするフローティング構造を有するコネクタ。
  3. コネクタのハウジングを可動基板に搭載し、前記コネクタにおける他のコネクタとの接離部分を、固定側のクレードルハウジングのコネクタ設置用窓に隙間を持って臨ませ、前記可動側のコネクタを前記隙間の範囲内で自由に動くように構成したフローティング構造を有するコネクタにおいて、前記固定的なクレードルハウジング側と前記自由に動くコネクタ側との間に、これらと別部材からなり、前記コネクタと他のコネクタとの挿抜方向と略同一方向に細長く、この長さ方向と異なる全方向に屈曲可能な棒状の弾性部材を介在し、前記コネクタと他のコネクタとの結合を解除したときの前記弾性部材の復帰力により前記コネクタを元の中心位置に戻すようにしたことを特徴とするフローティング構造を有するコネクタ。
  4. コネクタのハウジングを可動基板に搭載し、前記コネクタにおける他のコネクタとの接離部分を、固定側のクレードルハウジングのコネクタ設置用窓に隙間を持って臨ませ、前記可動側のコネクタを前記隙間の範囲内で自由に動くように構成したフローティング構造を有するコネクタにおいて、前記固定的なクレードルハウジング側と前記自由に動くコネクタ側との間であって、前記固定的なクレードルハウジングの内側の複数箇所に円形の軸部を設け、この軸部を、前記自由に動くコネクタ側のハウジングに設けられ、前記軸部の直径よりも大きな直径で構成した孔に遊嵌し、前記軸部と孔との間に、前記固定的なクレードルハウジング側と前記自由に動くコネクタ側と別部材であって、かつ、Oリングからなる弾性部材を介在し、前記コネクタと他のコネクタとの結合を解除したときの前記弾性部材の復帰力により前記コネクタを元の中心位置に戻すようにしたことを特徴とするフローティング構造を有するコネクタ。
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