JP2007287690A - 電気接続用コネクタ及びこれを用いた電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、空間を少なく占有する電気接続用コネクタ及びこれを用いた電子装置を提供するのを目的とする。
【解決手段】本発明に係る電気接続用コネクタは、電子装置を導電連結する電気接続用コネクタであって、前記電子装置に接続された接続端子と、前記接続端子に連結され、且つ内径が変化するスプリングを含む。別の構成においては、コネクタ、カバー及び回路基板を含む電子装置であって、前記コネクタは前記回路基板と導電連結される接続端子と、この接続端子に連結され、且つ内径が変化するスプリングを含み、前記カバーに前記接続端子が挿入される穴部が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は電気接続用コネクタとこのコネクタを用いた電子装置に関するものである。

携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ、携帯情報端末）、ノートパソコン等の電子装置は、充電し、データ伝送し、接地する為に、周辺機器と電気連結しなければならない。電子装置間と周辺機器の電気連結を確実にし、装着と分離の過程を簡単にし、電気連結の安定性を高めるために、常にこの電子装置に弾性コネクタを使用する。弾性コネクタは、弾性変形の弾性力によって前記電子装置の接続端子と周辺機器の接続部を確実に接続させる。

上述したコネクタは、通常前記電子装置のカバーとプリンタ基板間に装着されている。このコネクタは通常接続端子とこの接続端子の底面に配置された円柱形のスプリングを含む。前記電子装置の接続端子は、導電材料で製造し、前記周辺機器の接続部と導電連結することができる。前記円柱形のスプリングは前記接続端子に弾性力を提供する同時に、接続端子とプリンタ基板を導電連結する。又、前記電子装置のカバーに穴部が設けられているから、コネクタの接続端子が前記スプリングの弾性力によって、この穴部から出す。即ち、前記電子装置を周辺機器に装着しない時、前記コネクタの接続端子が電子装置のカバーの外部へ突出する。

前記電子装置を周辺機器に装着する時、電子装置の圧力（重量）によってスプリングが変形すると同時に、前記電子装置の接続端子に弾性力を提供するから、電子装置の接続端子と周辺機器の接続部に確実に接続することができる。即ち、この電子装置の接続端子がスプリングの弾性力によって、周辺機器の接続部に導電するように接続される。だから、充電し、データ伝送し、接地する工程を実行することができる。

しかし、円柱形のスプリングの内径が変化しないため、スプリングを最大に圧縮する時、スプリングのコイルが互いに重なって、より圧縮することができない。つまり、円柱形のスプリングの最大圧縮量は、互いに重なるコイルの巻き数とコイルの直径の積と同じである。前記スプリングを最大に圧縮しても体積が比較的大きいため、スプリングを使用する電子装置に足りる空間を残さなければならない。つまり、円柱のスプリングは電子装置の空間を多く占用するため、電子装置の小型化と薄化に不利である。

上記の問題点に踏まえ、本発明は、空間を少なく占有する電気接続用コネクタを提供するのを目的とする。本発明の他の課題は、この電気接続用コネクタを使用した電子装置を提供するのを目的とする。

電子装置を導電連結する電気接続用コネクタにおいて、前記電子装置に接続された接続端子と、前記接続端子に連結され、且つ内径が変化するスプリングを含む電気接続用コネクタ。

コネクタ、カバー及び回路基板を含む電子装置において、前記コネクタは前記回路基板と導電連結される接続端子と、この接続端子に連結され、且つ内径が変化するスプリングを含み、前記カバーに前記接続端子が挿入される穴部が設けられている電気接続用コネクタ。

上述したように、前記電気接続用コネクタに装着したスプリングの内径が変化する。内径が変化するスプリングの圧縮量が円柱体のスプリングの圧縮量より大きい。このスプリングを含むコネクタを電子装置に装着すると、電子装置の装着空間を少なく占用するので、電子装置の小型化と薄化の問題を解決することができる。

上述したように、前記電子装置は内径が変化するスプリングを使用する。内径が変化するスプリングの圧縮量が円柱体のスプリングの圧縮量より大きい。このスプリングを含むコネクタを電子装置に装着すると、電子装置の装着空間を少なく占用するから、電子装置の小型化と薄化の問題を解決することができる。

以下の図面に基づいて、本発明の実施形態に係る電気接続用コネクタに対して詳細に説明する。

図１を参照すると、本発明の第一実施形態に係る電気接続用コネクタ１０は、接続端子２０とスプリング３０を含む。この接続端子２０は周辺機器に接続されて、電気を伝導する。このスプリング３０は接続端子２０の底面に接続されている。

前記接続端子２０は、軸Ｏ−Ｏ’において対称であり、且つ軸Ｏ−Ｏ’を中心に回転することができる回転体である。この接続端子２０は、順序に配置されるピン部２２、フランジ部２４及び装着部２６を含む。

前記ピン部２２は円柱体である。前記ピン部２２の一端は周辺機器の接続部に接続されて電気を伝導し、他端は前記フランジ部２４に一体に連結されている。前記フランジ部２４は直径（径向の距離）が厚さ（軸向の距離）より大きい皿状体である。ピン部２２とフランジ部２４との軸が重なり、且つ後者の直径が前者の直径より大きい。前記フランジ部２４は、ピン部２２の外壁から径向へ凸出して形成する外周面２４２を含む。だから、フランジ部２４の外周面２４２から軸Ｏ−Ｏ’までの径向の距離がピン部２２の外壁から軸Ｏ−Ｏ’までの径向の距離より大きい。

前記装着部２６の一端はフランジ部２４に一体に連結され、もう一方の端は自由端である。この装着部２６は、前記フランジ部２４に連結される凹部２６２とこの凹部２６２に連結される止動部２６４を含む。この凹部２６２は外壁から経方向へ少し凹んで成形された環状溝であり、この止動部２６４は外壁から経方向へ少し突出して成形された環状突起である。即ち、この止動部２６４の外壁が凹部２６２の外壁より少し高く、且つこの止動部２６４の外壁と凹部２６２の外壁が弧状に連結されている。この止動部２６４の外壁と軸断面の連結部位も弧状に形成されて、装着部２６に装着する部品をガイドする。

前記スプリング３０の外形は略円錐状をなしている。このスプリング３０において、内径が小さい一端は前記接続端子２０に装着する装着端３０２であり、内径が大きい他端は前記ピン部２２と回路基板が導電連結するように回路基板と接続する接続端３０４である。上述したように、このスプリング３０は内径が変化する外形が略円錐状のスプリングである。即ち、装着端３０２から接続端３０４に向って内径が次第に増大するスプリングである。このスプリング３０のコイルが全て平面内に圧縮されることができるので、略円錐状のスプリング３０は円柱体のスプリングより変形量が大きい。即ち、スプリング３０のコイルが互いに重ならなく、コイルがそれぞれ平面に到着できるから、スプリング３０を皿状に圧縮することができる。

図２と図３は本発明のコネクタ１０を電子装置４０に装着した例を示す図である。この電子装置４０は、カバー４２と回路基板４４を含む。カバー４２には接続端子２０のピン部２２を挿入することができる穴部４２０が設けられている。この穴部４２０の最大径がフランジ部２４の最大径より小さい。前記接続端子２０がこの穴部４２０に止動されて、この接続端子２０がカバー４２から完全に落ちることを防ぐ。

コネクタ１０を組み立てる際、前記スプリング３０の内径の小さい一端（装着端３０２）を、前記装着部２６の凹部２６２に装着する。すると、スプリング３０の装着端３０２が装着部２６のフランジ部２４に接続され、したがってスプリング３０と接続端子２０が導電連結される。

上述したように、前記止動部２６４の外壁と軸断面の連結部位が弧状に連結されているから、前記スプリング３０の装着端３０２を装着部２６の凹部２６２に装着することができるので、スプリング３０と接続端子２０の組み立てが簡単になる。又、前記止動部２６４の外壁が径向へ突出し、且つこの止動部２６４の最大径がスプリング３０の装着端３０２の最小径より小さいので、スプリング３０が環状に形成された凹部２６２に確実に固定されている。

前記コネクタ１０を電子装置４０に装着する時、前記スプリング３０を少し圧縮して、スプリング３０の接続端３０４が前記回路基板４４上に接するように配置する。前記フランジ部２４の最大径が前記穴部４２０の最大径より大きいので、フランジ部２４が前記カバー４２の穴部４２０に止動される。前記スプリング３０は、止動されたフランジ部２４と前記電子装置４０の回路基板４４との間に圧縮され、前記接続端子２０に弾性力を与えるので，接続端子２０が軸Ｏ−Ｏ’に沿って自由に移動することができない。又、前記カバー４２にチューブ状の収容部４２２が設けられているので、前記スプリング３０が収容部４２２に収容して経方向へ移動することができない。

前記スプリング３０によって接続端子２０と回路基板４４がずっと導電連結されているから、接続端子２０のピン部２２と周辺機器の接続部を接続すると、充電、データ伝送或いは接地放電の機能を実現することができる。

前記略円錐状のスプリング３０が円柱体のスプリングより圧縮量が大きいので、装着用空間が小さくても、このスプリング３０を簡単に装着することができる。スプリング３０が占用する空間が少ないため、コネクタ１０の厚さを薄く設けることができ、電子装置４０の厚さも薄く設けることができる。換言すれば、コネクタ１０の厚さが薄いから、前記カバー４２と回路基板４４間の距離を近く設け、前記電子装置４０の厚さを充分に減らすことができる。

本実施形態で、前記接続端子２０は回転可能であるが、他の実施形態において、前記接続端子２０を不可回転体に設けることができる。例えば、前記接続端子２０のピン部２２を四辺形等の多角形に設けるのである。つまり本実施形態で言えば、前記フランジ部２４は皿状体であるが、他の実施形態で四辺形等の多角形或いは“十”字に設けることができる。本実施形態において前記止動部２６４は経方向へ突出して形成された環状体であるが、他の実施形態において外壁から突出した一つ又は複数の突起に設けることができる。

本実施形態において前記スプリング３０の外形は略円錐状であるが、他の実施形態において前記スプリング３０も内径が変化する他の形態のスプリングに設けることができる。図４と図５は他の形態のスプリングを示す図である。図４に示すように、スプリング３２は、二つの外形が略円錐状のスプリングが重なって形成されたものである。即ち、二つの略円錐状のスプリングにおいて、1つのスプリングの内径が小さい一端ともう1つのスプリングの内径が大きい一端が連結されている。このスプリング３２を圧縮するとき、上のスプリングがちょうど下のスプリングに重ねられるため、このスプリング３２も円柱体のスプリングより圧縮量が大きい。二つの外形が略円錐状のスプリングが重なって形成されたスプリングで、内径が大きい一端と内径が大きい一端、或いは内径が小さい一端と内径が小さい一端を連結しても上記に示した効果を得られる。

図５に示したスプリング３４は、中間の内径が大きく、両端の内径が小さい略球体状のスプリングである。このスプリング３４を圧縮するとき、上半分のスプリングがちょうど下半分のスプリングに重ねられるため、このスプリング３４も円柱体のスプリングより圧縮量が大きい。

上述したように、内径の変化するスプリングの圧縮量が大きいため、小さい装着空間に装着しても弾性力を与えることができる。スプリングの圧縮量が大きいので、コネクタ１０の厚さと電子装置の厚さを減らすことができる。だから、常にこのコネクタ１０装着空間が小さい電子装置、例えば厚さが薄い充電器、ノートパソコン等に使用することが可能になる。

図６は本発明のコネクタ１０を電子装置４０に使用する1例を示す図である。この電子装置４０はノートパソコン用周辺機器である。

ノートパソコンの携帯性を高めると、ノートパソコンの性能が下がるか、もしくは使用の便利性が下がる問題が発生する。例えば、サイズが小さいノートパソコンには、光学ドライブが無いか、もしくは拡張用スロットが少ない。しかし、ノートパソコン用周辺機器を用いることで、ノートパソコンの性能を高めることができる。例えば周辺機器に配置されたソケット又は拡張用スロットを利用して、光学ドライブ、容量が大きいハードディスクドライブ、サイズが大きいディスプレイ、プリンタなどを連結することができる。つまり、ノートパソコン用周辺機器はノートパソコンのそれぞれ不足を償うことができる。

図６は本発明のコネクタ１０をノートパソコン用周辺機器７０に使用することを示す図である。ノートパソコン６０をノートパソコン用周辺機器７０に装着すると、ノートパソコン６０の第一コネクタ６６とノートパソコン用周辺機器７０の第二コネクタ７６が互いに接続される。前記第一コネクタ６６の金属端子６８はノートパソコン６０内の回路基板と導電連結され、第二コネクタ７６の複数の金属ピン７８はノートパソコン用周辺機器７０の回路基板と導電連結されている。前記第一コネクタ６６と第二コネクタ７６が互いに接続されると、金属端子６８と金属ピン７８が導電連結されるから、データを伝送することができる。

又、ノートパソコン６０とノートパソコン用周辺機器７０間のデータ伝送を確実にする為に、両者間の電磁波干渉（Ｅｌｅｃｔｒo Ｍａｇｎｅｔｉｃ Iｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を防がなければならない。電磁波干渉を防ぐ有効な方法は、電子装置を接地して静電気を放電させることである。電磁波干渉を有効に防ぐ為に、ノートパソコン６０に導電材料で製造した複数の接地端子６２を設け、この接地端子６２をノートパソコン６０内の回路基板と導電連結する。従ってノートパソコン用周辺機器７０にも前記接地端子６２と対応される複数の接続端子２０を設ける。

前記ノートパソコン６０をノートパソコン用周辺機器７０の上表面７２に正確に装着すると、前記接地端子６２と対応される接続端子２０が互いに導電連結される。前記ノートパソコン６０の重量によって、ノートパソコン用周辺機器７０内に配置されたスプリング（図未示）圧縮される。圧縮されたスプリングの弾性力によって、前記接地端子６２が接続端子２０に確実に接続されるから、ノートパソコン６０の静電気を放電することができる。従ってノートパソコン６０の電磁波干渉を有効に防ぎ、データ伝送の確実に実行することができる。

上記において、本発明のコネクタ１０をノートパソコン６０とノートパソコン用周辺機器７０に使用する1例に関して詳しい説明を述べた。本発明のコネクタ１０はこればかりでなく、それぞれの電子装置に使用することができる。又、接地して静電気を放電する場合に使用するばかりでなく、他の領域にも広範に使用することができる。例えば、本発明のコネクタ１０を携帯電話に使用する充電器に使用することができる。本発明のコネクタ１０を携帯電話用充電器に設置して、このコネクタ１０と充電器内の充電回路が導電連結されるようにする。従って、携帯電話の外部に設けられる導電端子は、携帯電話の内部の充電回路と導電連結されている。この携帯電話を充電器に正確に装着すると、充電器のコネクタ１０と携帯電話の導電端子が導電連結されるので、携帯電話のバッテリを充電することができる。

本発明の電気接続用コネクタを示す立体分解図。 本発明の電気接続用コネクタを電子装置に装着した例を示す立体図である。 本発明の電気接続用コネクタを電子装置に装着した例を示す断面図である。 本発明の電気接続用コネクタに使用する他のスプリングの立体図である。 本発明の電気接続用コネクタに使用する他のスプリングの立体図である。 本発明の電気接続用コネクタをノートパソコンの周辺機器に使用した例を示す立体図ある。

符号の説明

１０ コネクタ
２０ 接続端子
２２ ピン部
２４ フランジ部
２６ 装着部
３０、３２、３４ スプリング
４０ 電子装置
４２ カバー
４４ 回路基板
６０ ノートパソコン
６２ 接地端子
６６ 第一コネクタ
６８ 金属端子
７０ 周辺機器
７２ 上表面
７６ 第二コネクタ
７８ 金属ピン
２４２ 外周面
２６２ 凹部
２６４ 止動部
３０２ 装着端
３０４ 接続端
４２０ 穴部
４２２ 収容部

Claims (10)

1. 電子装置を導電連結する電気接続用コネクタにおいて、前記電子装置に接続された接続端子と、前記接続端子に連結され、且つ内径が変化するスプリングとで構成されたことを特徴とする電気接続用コネクタ。
2. 前記スプリングの外形が略円錐状又は略球体であることを特徴とする請求項１に記載の電気接続用コネクタ。
3. 前記スプリングは内径の変化する二つの外形が略円錐状のスプリングが重ねて形成され、且つ、
   内径の小さい一端が内径の大きい一端に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の電気接続用コネクタ。
4. 前記接続端子は、前記電子装置に接続されるピン部と、経方向へ突出して形成されたフランジ部と、前記接続端子と導電連結され、フランジ部に接続されるようにスプリングを装着する装着部とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電気接続用コネクタ。
5. 前記装着部は、外周面から経方向へ少し凹んで成形された環状の凹部と、外周面から経方向へ少し突出して成形された環状の止動部を含むことを特徴とする請求項４に記載の電気接続用コネクタ。
6. 前記止動部の外周面と断面の連結部位が弧状に形成されて、装着部に装着する部品をガイドすることを特徴とする請求項５に記載の電気接続用コネクタ。
7. 前記止動部に装着されるスプリングの一端の最大径が、この止動部の最大径より小さいことを特徴とする請求項５に記載の電気接続用コネクタ。
8. コネクタ、カバー及び回路基板を含む電子装置において、前記コネクタは前記回路基板と導電連結される接続端子と、この接続端子に連結され、且つ内径が変化するスプリングとを含み、前記カバーに前記接続端子が挿入される穴部が設けられていることを特徴とする電気接続用コネクタ。
9. 前記スプリングの外形が略円錐状のスプリング、内径の変化する二つの外形が略円錐状のスプリングが重ねて形成され、且つ、内径の小さい一端が内径の大きい一端に連結されているスプリング、又は、略球体スプリングであることを特徴とする請求項８に記載の電子装置。
10. 前記接続端子は、前記電子装置に接続されるピン部と、経方向へ突出して形成されたフランジ部と、前記接続端子と導電連結され、フランジ部に接続されるようにスプリングを装着する装着部とを含むことを特徴とする請求項８に記載の電子装置。

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