JP2008091165A - 電子機器接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でコネクタを可動にできるようにしたクレードル装置を提供する。
【解決手段】クレードル装置１は、電子機器１０が接続されるコネクタ３と、コネクタ３が実装される基板５と、コネクタ３の実装位置から離れた基板５の一端側を挟持して、基板５を一端側を支点に回転可能に支持する基板支持部４と、基板支持部４を支点とした基板５の回転動作でコネクタ３を押し上げる方向に力を加える圧縮コイルバネ２５を備える。コネクタ３が実装された基板５の一端側を支点とした回転動作でコネクタ３を退避させる構成とすることで、コネクタ３が実装される基板５を１枚の基板で構成でき、部品点数を減らすことが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子機器と接続されるコネクタを備えた電子機器接続装置に関する。詳しくは、コネクタが実装された基板の一端側を支点とした回転動作でコネクタを退避させる構成を備えることで、簡単な構成で、コネクタを可動にできるようにしたものである。

従来から、携帯端末等の電子機器と接続されて、電源の供給もしくはデータ、その他の信号の転送を行うことが可能なクレードル装置と称される電子機器接続装置が提案されている。

このようなクレードル装置は、電子機器が設置される機器設置台にコネクタを備え、電子機器が機器設置台に設置されると、電子機器のコネクタとクレードル装置のコネクタが接続されるようになっている。

従来のクレードル装置は、コネクタが固定され、機器設置台の形状により電子機器の位置をコネクタ同士が接続される位置にガイドする構成となっていた。

これに対して、コネクタを可動としたクレードル装置が提案されている。このようなクレードル装置としては、電子機器が接続されるコネクタが実装される基板を、外部接続用の端子等を備える基板と独立させ、コネクタが実装される基板を平行移動できるように支持すると共に、外部接続用の端子等を備える基板との間をフレキシブルケーブルで接続する構成となっている。

コネクタが実装される基板を平行移動できるように支持する構成としては、基板の左右両側を弾性部で支持する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、基板の左右両側の２点をコイルバネで支持する構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。更に、基板の左右及び前後の６点を板バネで支持する構成が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００５−１２９４５４号公報（図１，図２） 特開２００５−１２９４５３号公報（図１） 特開２００５−０８５５７５号公報（図１，図３）

しかし、コネクタが固定されたクレードル装置では、電子機器を正しい向きで設置しない等の誤挿入が行われた場合、コネクタが退避することがないので、コネクタや電子機器が破損したり傷が付くことがある。

このため、クレードル装置の形状によって電子機器を正しい向きでガイドする構成となっており、設計自由度、特にデザインの自由度が低い。

これに対して、コネクタを可動としたクレードル装置では、電子機器の誤挿入が行われた場合、コネクタを退避させることができるので、コネクタや電子機器の破損等を防止することができる。

しかし、コネクタが実装される基板を別部品とするため部品点数が多く、構造が複雑でコストが高いという問題がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成でコネクタを可動にできるようにした電子機器接続装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の電子機器接続装置は、電子機器が接続されるコネクタと、コネクタが電気的に接続されて実装される基板と、コネクタの実装位置から離れた基板の一端側を挟持して、基板を一端側を支点に回転可能に支持する支点部と、支点部を支点とした基板の回転動作によるコネクタの昇降方向に対する横方向への基板の移動を規制するガイド部と、支点部を支点とした基板の回転動作でコネクタを押し上げる方向に力を加える弾性部材とを備えたことを特徴とする。

本発明の電子機器接続装置では、電子機器が正しく挿入されると、電子機器とコネクタが接続される。これに対して、電子機器が誤挿入されると、電子機器がコネクタと接続されず、コネクタを押す力が加わる。コネクタが押されると、弾性部材を押して基板が支点部を支点に回転し、コネクタが退避する。これにより、電子機器の誤挿入があっても、コネクタの破損等が防止される。また、誤挿入された電子機器が取り外されると、弾性部材の反力で基板が支点部を支点に回転し、コネクタが初期位置に復帰する。

本発明の電子機器接続装置によれば、電子機器が接続されるコネクタを可動にすることができるので、電子機器の誤挿入時等にコネクタを退避させ、コネクタの破損や、電子機器側の破損やケースの傷付き等を防止することができる。

また、コネクタが実装された基板の一端側を支点とした回転動作でコネクタを退避させるので、構造が簡素化し、低コストで提供できる。

更に、簡単な構造でコネクタを退避できる構成を実現できるので、設計の自由度が増加する。

以下、図面を参照して本発明の電子機器接続装置の一例であるクレードル装置の実施の形態について説明する。

＜本実施の形態のクレードル装置の構成例＞
図１は、本実施の形態のクレードル装置の一例を示す断面図、図２は、本実施の形態のクレードル装置の一例を示す外観斜視図である。

本実施の形態のクレードル装置１は、本体部２に機器設置台２０が一体に形成され、電子機器１０が機器設置台２０に設置されると、機器設置台２０に備えたコネクタ３と、電子機器１０に備えた接続コネクタ１０ａが接続される。

コネクタ３は、クレードル装置１に備えた基板支持部４に、長手方向の一端側を支点として回転できるように支持された基板５に実装される。機器設置台２０は、電子機器１０の形状に合わせたガイド面２０ａが形成され、コネクタ３は、ガイド面２０ａに形成された開口部２０ｂから露出する。そして、コネクタ３は、基板５の回転動作で機器設置台２０から退避可能にクレードル装置１に取り付けられる。

クレードル装置１は、機器設置台２０の裏面側に実装部２１を備えると共に、本体部２の底部に取り付けられて実装部２１を塞ぐ底板としてのボトムプレート２２を備える。基板支持部４は支点部の一例で、基板５の回転支点となる基板サポート部材４０をボトムプレート２２に備えると共に、基板サポート部材４０との間に基板５を挟む支持凸部４１を、基板サポート部材４０と対向させて実装部２１に備える。

図３は、基板支持部４の一例を示すクレードル装置１の要部断面図、図４は、実装部２１の一例を示す本体部２を下方から見た斜視図、図５は、基板サポート部材４０の一例を示すボトムプレート２２を上方から見た斜視図である。また、図６は、基板５の一例を示す斜視図で、図６（ａ）は、基板５を上方から見た斜視図、図６（ｂ）は、基板５を下方から見た斜視図である。

基板サポート部材４０は、凸状部材として基板５の短手方向に延びる突起部４０ａを備え、基板５を線で支持する。また、基板サポート部材４０は、図５に示すように、例えば金属材料で構成されるボトムプレート２２とは独立した部品で樹脂材料により構成され、ボトムプレート２２に嵌合または接着等で固定される。

支持凸部４１は実装部２１側の凸状部材で、図３に示すように、基板サポート部材４０による基板５の支持位置Ａに対して、コネクタ３が実装されている前方側で基板５に接する。また、支持凸部４１は、基板５と接する位置より後方側が上方へ切り欠かれて基板逃げ部４１ａが形成されている。これにより、支持凸部４１は、基板サポート部材４０との間に基板５を挟んで、基板５を保持すると共に、基板サポート部材４０による支持位置Ａを支点とした基板５の回転を妨げない形状となっている。更に、支持凸部４１は、樹脂材料で構成される本体部２と一体に形成されている。

クレードル装置１は、本体部２の実装部２１に基板ガイド部材２３と昇降ガイド部材２４を備える。基板ガイド部材２３と昇降ガイド部材２４はガイド部材の一例で、図４に示すように、円筒形状の突起が本体部２と一体に形成されている。

基板ガイド部材２３は、基板５に形成された位置規制ガイド穴５０ａに挿入される。位置規制ガイド穴５０ａは、図６に示すように、基板ガイド部材２３の形状にほぼ合致した円形状の穴である。また、昇降ガイド部材２４は、基板５に形成された昇降ガイド穴５０ｂに挿入される。昇降ガイド穴５０ｂは、基板５の長手方向に沿った長穴形状の穴で、昇降ガイド穴５０ｂの短手方向の幅は、昇降ガイド部材２４の径とほぼ合致する。

これにより、基板５は、水平方向の移動が規制される。また、基板支持部４による支持位置Ａを支点として基板５が回転すると、昇降ガイド部材２４に対して昇降ガイド穴５０ｂが長穴形状に沿って変位することになり、基板５の回転が妨げられることがない。

基板５は、基板ホルダ５１を備える。基板ホルダ５１は、基板５とほぼ同等の大きさを有する樹脂板材で構成され、図６に示すように、基板５の裏面に取り付けられて、基板５を撓まないように保持する。なお、基板ホルダ５１と基板５は、例えば基板ホルダ５１に形成した爪部５１ｃに基板５を嵌めることで固定される。

また、基板ホルダ５１には、基板５の位置規制ガイド穴５０ａに対向する位置に穴部５１ａが形成され、昇降ガイド穴５０ｂに対向する位置に穴部５１ｂが形成される。本例では、基板５の位置規制は、基板５側の位置規制ガイド穴５０ａ及び昇降ガイド穴５０ｂで行うため、穴部５１ａは位置規制ガイド穴５０ａより大きく、同様に、穴部５１ｂは昇降ガイド穴５０ｂより大きく構成されている。

基板５は、基板サポート部材４０による支持位置Ａから長手方向に離れた位置の表面側にコネクタ３が実装される。また、基板５は、基板サポート部材４０による支持位置Ａ側である長手方向の一端に外部接続端子５２を備える。そして、コネクタ３と外部接続端子５２は、基板５に形成された配線パターン５ａを介して電気的に接続される。外部接続端子５２としては、例えば、電源供給側コネクタ５２ａやコンピュータ接続側コネクタ５２ｂ等が備えられる。

クレードル装置１は、基板５とボトムプレート２２との間に圧縮コイルバネ２５を備える。圧縮コイルバネ２５は弾性部材の一例で、コネクタ３の実装位置の下面側に、本例では２本の圧縮コイルバネ２５を備えている。

基板５は、基板ホルダ５１の下面にストッパ部材５３を備える。ストッパ部材５３は、圧縮コイルバネ２５が嵌る径の円筒形状の突起が、基板ホルダ５１と一体に形成される。圧縮コイルバネ２５は、基板ホルダ５１のストッパ部材５３に嵌められて、ボトムプレート２２との間に圧縮されて挟まれている。

これにより、圧縮コイルバネ２５は、基板支持部４による支持位置Ａを支点とした基板５の回転動作でコネクタ３を押し上げ、機器設置台２０から突出させる方向に力を加えている。

なお、ボトムプレート２２の圧縮コイルバネ２５の接触箇所には、図５に示すように例えば樹脂シート２２ａが貼り付けられ、金属同士が直接接触しないようにしている。

ここで、圧縮コイルバネ２５の力を受けている基板５の回転範囲を規制するため、本例では、昇降ガイド部材２４の脚部２４ａに基板５を突き当てて、コネクタ３が規定の位置に保持される構成としている。

また、コネクタ３が押し下げられたときの基板５の回転範囲を規制するため、本例では、ストッパ部材５３を所定の高さで形成して、ストッパ部材５３がボトムプレート２２に接する位置まで基板５が回転すると、それ以上基板５が回転しないようにしている。更に、圧縮コイルバネ２５がストッパ部材５３に嵌められることで、コネクタ３の昇降による基板５の回転動作等で、圧縮コイルバネ２５の位置がずれないようにしている。

クレードル装置１は、図４に示すように、本体部２の実装部２１にネジ穴２１ａが形成され、図５に示すように、ボトムプレート２２は、ネジ穴２１ａに対向する位置に貫通穴２２ｂが形成される。これにより、ボトムプレート２２は、本体部２の底部に嵌めて、固定部材としてのネジ２６を貫通穴２２ｂを通してネジ穴２１ａに締め付けることで、本体部２に固定される。なお、ボトムプレート２２は、貫通穴２２ｂの周囲に段差部を設けて、ねじ２６の頭部がボトムプレート２２の底面から突出しない形態としている。また、ボトムプレート２２の底面にゴム材２２ｃを取り付けて、クレードル装置１を載置した時のすべり止めとしている。

そして、クレードル装置１は、ボトムプレート２２を取り付けることで、基板５を本体部２に取り付けている。すなわち、コネクタ３を開口部２０ｂに挿入し、位置規制ガイド穴５０ａに基板ガイド部材２３を挿入し、昇降ガイド穴５０ｂに昇降ガイド部材２４を挿入して、基板５を本体部２の実装部２１に設置する。

そして、圧縮コイルバネ２５を基板５のストッパ部材５３に嵌め、基板サポート部材４０と樹脂シート２２ａが取り付けられたボトムプレート２２を本体部２の底部に嵌めて、ネジ２６を貫通穴２２ｂを通してネジ穴２１ａに締め付けることで、ボトムプレート２２を本体部２に固定する。

これにより、基板５は、一端側が基板サポート部材４０と支持凸部４１との間に挟まれて、支持位置Ａを支点とした回転動作ができる状態で保持される。また、位置規制ガイド穴５０ａに基板ガイド部材２３が挿入され、昇降ガイド穴５０ｂに昇降ガイド部材２４が挿入されており、基板５の水平方向の移動が規制される。

更に、基板５とボトムプレート２２との間で圧縮コイルバネ２５が圧縮されて、基板支持部４による支持位置Ａを支点とした基板５の回転動作でコネクタ３を押し上げ、機器設置台２０から突出させる方向に力を加えている。

このように、コネクタ３が実装された基板５は、それ自体を本体部２に固定するためのネジ等を用いることなく、ボトムプレート２２を本体部２に固定するネジ２６のみで、本体部２に回転できるように取り付けられる。また、支持凸部４１や、基板ガイド部材２３及び昇降ガイド部材２４が本体部２に一体に形成されている。従って、基板５の取付構造が簡単で、かつ、製造工程も簡素化できる。

＜本実施の形態のクレードル装置の動作例＞
図７は、本実施の形態のクレードル装置１の動作例を示す要部断面図で、次に、各図を参照してクレードル装置１の動作について説明する。

電子機器１０が正しい向きでクレードル装置１の機器設置台２０に設置されると、図１に示すように、機器設置台２０の開口部２０ｂに露出するコネクタ３と、電子機器１０に備えた接続コネクタ１０ａの位置が合う。これにより、電子機器１０を正しい向きでクレードル装置１の機器設置台２０に設置すると、クレードル装置１のコネクタ３に電子機器１０の接続コネクタ１０ａが接続される。

ここで、コネクタ３は、基板支持部４による支持位置Ａを支点として、圧縮コイルバネ２５によって基板５を回転させる力で押し上げられている。そして、正しい向きで機器設置台２０に設置された電子機器１０の接続コネクタ１０ａの差込荷重で、圧縮コイルバネ２５が押されてコネクタ３が退避しないように、圧縮コイルバネ２５の反力が設定されている。

また、コネクタ３が実装されている基板５は、基板ホルダ５１が取り付けられていることで、電子機器１０の接続コネクタ１０ａの差込荷重で基板５が撓むことはない。

これに対して、電子機器１０が逆向きでクレードル装置１の機器設置台２０に設置されると、クレードル装置１のコネクタ３と電子機器１０の接続コネクタ１０の位置がずれる。これにより、電子機器１０を逆向きでクレードル装置１の機器設置台２０に設置しようとすると、電子機器１０の底面でコネクタ３が押される。

電子機器１０が誤挿入されてコネクタ３が押されると、圧縮コイルバネ２５が押され、基板５が基板支持部４による支持位置Ａを支点として回転して、コネクタ３が機器設置台２０から退避する。

これにより、電子機器１０の誤挿入があっても、コネクタ３の破損や傷付きが防止される。また、コネクタ３がコネクタの差込荷重以上の力で押されて基板５が回転する場合も、基板ホルダ５１が取り付けられていることで、基板５が撓むことはない。

なお、誤挿入された電子機器１０が取り外されると、圧縮コイルバネ２５が伸びることで、基板５が基板支持部４による支持位置Ａを支点として回転して、コネクタ３が初期位置に復帰する。

ここで、基板５が回転すると、基板５に備えた外部接続端子５２も回転動作をする。但し、外部接続端子５２は、基板支持部４による支持位置Ａの近傍に設置されることで、移動量は少ない。このため、コネクタ３を実装する基板と外部接続端子５２を実装する基板を別の基板とする必要がなく、外部接続端子５２に図示しないケーブルが接続されていても、基板５の回転動作の妨げにはならず、また、ケーブルが大きく動く等の違和感も無い。

上述したように、基板５は、位置規制ガイド穴５０ａに基板ガイド部材２３が挿入され、昇降ガイド穴５０ｂに昇降ガイド部材２４が挿入されており、基板５が回転動作する際の水平方向の移動が規制される。これにより、初期位置に復帰したコネクタ３の位置がずれることはない。

＜本実施の形態のクレードル装置の効果例＞
以上説明した本実施の形態のクレードル装置１では、電子機器１０を誤挿入した場合、電子機器１０に押されて容易にコネクタ３が退避するので、コネクタ３の破損や傷付きを防止することが出来る。

また、コネクタ３は、一端側を支点とした基板５の回転動作で退避する構成であるので、基板全体をスライドさせる構成や、基板をスライドさせるために、外部接続端子が実装される基板との間をフレキシブルケーブルで接続する等の構成が不要となり、簡易構造が達成されて、コストを下げることができる。

更に、簡易構造でコネクタ３を退避させる構成を備えることができるので、機器設置台２０における電子機器１０のガイドを厳しくする必要が無くなり、内部構造が簡単であることも加えて、クレードル装置１のデザインの幅が広がる。

なお、本実施の形態のクレードル装置１は簡易構造であるため、電子機器の形態等のカテゴリーを問わず適用することが可能で、クレードル装置以外にも、コネクタを備えて電子機器を接続する装置に適用可能である。

＜本実施の形態のクレードル装置の変形例＞
本実施の形態のクレードル装置１では、コネクタ３を押し上げる力を基板５に加える弾性部材として、圧縮コイルバネ２５を用いたが、ねじりバネや板バネでもよい。また、ゴム材の使用も考えられるが、温度変化等による変質や経年劣化で反力が変化するので、電子機器の接続コネクタの差込荷重以上の反力を常時維持することが困難である。このため、ゴム材の使用は適さず、金属製のバネの使用が好適である。

本発明は、携帯型の電子機器に電源を供給したり、信号の授受を行うクレードル装置に適用される。

本実施の形態のクレードル装置の一例を示す断面図である。 本実施の形態のクレードル装置の一例を示す外観斜視図である。 基板支持部の一例を示すクレードル装置の要部断面図である。 実装部の一例を示す本体部の斜視図である。 基板サポート部材の一例を示すボトムプレートの斜視図である。 基板の一例を示す斜視図である。 本実施の形態のクレードル装置の動作例を示す要部断面図である。

符号の説明

１・・・クレードル装置、２・・・本体部、３・・・コネクタ、４・・・基板支持部、５・・・基板、１０・・・電子機器、１０ａ・・・接続コネクタ、２０・・・機器設置台、２０ａ・・・ガイド面、２０ｂ・・・開口部、２１・・・実装部、２２・・・ボトムプレート、２３・・・基板ガイド部材、２４・・・昇降ガイド部材、２５・・・圧縮コイルバネ、２６・・・ネジ、４０・・・基板サポート部材、４１・・・支持凸部、５０ａ・・・位置規制ガイド穴、５０ｂ・・・昇降ガイド穴、５１・・・基板ホルダ、５２・・・外部接続端子、５３・・・ストッパ部材

Claims (6)

1. 電子機器が接続されるコネクタと、
   前記コネクタが電気的に接続されて実装される基板と、
   前記コネクタの実装位置から離れた前記基板の一端側を挟持して、前記基板を一端側を支点に回転可能に支持する支点部と、
   前記支点部を支点とした前記基板の回転動作による前記コネクタの昇降方向に対する横方向への前記基板の移動を規制するガイド部と、
   前記支点部を支点とした前記基板の回転動作で前記コネクタを押し上げる方向に力を加える弾性部材と
   を備えたことを特徴とする電子機器接続装置。
2. 前記基板の前記支点部で支持された一端側に外部接続端子を備え、前記コネクタと前記外部接続端子を、前記基板に形成されたパターンで接続した
   ことを特徴とする請求項１記載の電子機器接続装置。
3. 前記電子機器が設置される機器設置台を有した本体部に、前記基板の実装部を形成すると共に、前記実装部を塞ぐ底板を備え、
   前記支点部は、前記本体部に前記底板が取り付けられると、前記実装部と前記底板に対向して備えた凸状部材の間に前記基板を回転可能に挟持する
   ことを特徴とする請求項１記載の電子機器接続装置。
4. 前記本体部は、前記凸状部材と前記ガイド部が前記実装部に一体に形成される
   ことを特徴とする請求項３記載の電子機器接続装置。
5. 前記弾性部材としてコイルバネが使用され、前記コイルバネは、前記本体部に前記底板が取り付けられると、前記基板と前記底板の間に圧縮されて挟持される
   ことを特徴とする請求項３記載の電子機器接続装置。
6. 前記本体部に前記底板を固定する固定部材を備え、前記固定部材による前記底板の固定で、前記コネクタが実装された前記基板を前記実装部に回転可能に取り付ける
   ことを特徴とする請求項３記載の電子機器接続装置。

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