JP2009004145A - 多極ジャック及び多極プラグ - Google Patents

Abstract

【課題】新規な多極化手法により多極化された多極ジャック及び多極プラグを提供することを目的とする。
【解決手段】本実施形態に係る多極プラグ１０は、軸部１４に露出する電極１１ａ〜１１ｅと、軸方向に垂直なフランジ部１５の輪帯平面部に位置する電極１１ｆとを備えている。多極ジャック２０は、多極プラグ１０の軸部１４が収容される空間を形成する筐体２１と、多極プラグ１０の軸部１４の電極１１ａ〜１１ｅと導電接触する導電端子２３ａ〜２３ｅと、上記軸方向に垂直な平面電極１１ｆと接触する接触部２３ｆ１と軸方向に伸縮する弾性部２３ｆ３とを有する導電端子２３ｆと、を備えている。導電端子２３ｆの接触部２３ｆ１は、軸方向に平行な弾性力により電極１１ｆに圧接する。
【選択図】図５

Description

本発明は、導電接続を行う電気コネクタとしてのジャック及びプラグに関し、特に多極ジャック及び多極プラグに関する。

例えば、携帯用音楽プレイヤーに用いられるプラグとしては、従来から、３，４極の多極プラグが多数提供されている。ところが、近年の携帯用音楽プレイヤーは多様な機能を具備しており、多機能のリモートコントロール機能を具備させる必要性等により、さらなる極数の増加が望まれていた。

このような要望に応じるため、下記特許文献１乃至４には、５極以上の多極プラグ及び多極ジャックが開示されている。
実用新案登録第２５４５７４７号公報 登録実用新案第３０７８６１９号公報 特許第３５６９６５８号公報 特開２００２−１３４２３７号公報

上記特許文献１乃至４に開示されている多極プラグは、ピンの軸方向表面を細分化して電極を増やしたり、ピンの先端に電極を設けたり、ピンの根本部分周囲に設けた筒状部（プラグカバー）の内外側面に電極を設けたりすることで、多極化を図っている。

しかし、ピンの軸方向を細分化して電極を増やすには限界があり、これ以上の多極化は望めない。また、プラグカバーの内外側面に電極を設けた場合には、ジャック側の径が増大したり、構造が複雑になるといった問題も生じている。このため、上記従来の多極化手法以外の新規な多極化手法が切望されている。

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あり、新規な手法により多極化された多極ジャック及び多極プラグを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る多極ジャックは、軸部に露出する電極及び軸方向に垂直な平面電極を備えた多極プラグと接続される多極ジャックにおいて、前記多極プラグの軸部が収容される空間を形成する筐体と、前記空間に面して前記多極プラグの軸部の電極と導電接触する接触部を有する第１の導電端子と、前記多極プラグの軸方向において伸縮する弾性部と、前記多極プラグの平面電極と導電接触する接触部と、を有する第２の導電端子と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る多極プラグは、多極ジャックに挿入される棒状の軸部と、軸部の根本に設置された円筒状のフランジ部とを有する多極プラグにおいて、前記フランジ部の先端側に前記軸部の軸方向と垂直な輪帯状平面電極が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る多極ジャック及び多極プラグによれば、新規な手法により多極化された多極ジャック及び多極プラグを提供することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態では、６極の単頭プラグ及びジャック（φ3.5）の場合を例に挙げて説明する。まず、図１及び図２に基づいて、本実施形態に係る多極プラグの構成について説明する。図１は、本実施形態に係る多極プラグの斜視図、図２は、本実施形態に係る多極プラグの断面斜視図である。

図１及び図２に示すように、多極プラグ１０は、導電性金属からなる第１乃至第６電極１１ａ〜１１ｆと、各電極１１間を絶縁するための絶縁体からなる絶縁カラー１２ａ〜１２ｄ及びスペーサ１３とから構成されている。また、これらの電極１１、絶縁カラー１２及びスペーサ１３により、ジャック側に差し込まれる部分である棒状の軸部１４と、軸部１４の根本に位置する筒状のフランジ部１５とが形成されている。

棒状の第１電極（チップ）１１ａは、軸部１４の中心に位置し、その先端において軸部１４の表面に露出しており、この露出部を接触部として、ジャック側の端子と導電接触する。第１電極１１ａの外側には、絶縁層としての絶縁カラー１２ａを挟んで、筒状の第２電極（リング）１１ｂが配置されている。そして、軸部１４の外側に向けて、同様に、絶縁カラー１２ｂ、第３電極（リング）１１ｃ、絶縁カラー１２ｃ、第４電極（リング）１１ｄ、絶縁カラー１２ｄ、第５電極（リング）１１ｅが順次設置されている。

また、軸部１４の表面においては、第１電極１１ａ、絶縁カラー１２ａ、第２電極１１ｂ、絶縁カラー１２ｂ、第３電極１１ｃ、絶縁カラー１２ｃ、第４電極１１ｄ、絶縁カラー１２ｄ、第５電極１１ｅが、先端側から根本に向けて順次表面に露出しており、このジャックに差し込まれる軸部１４だけで５極の電極が形成されている。

このように、軸部１４の軸方向に順次複数の電極を並べることは、従来と同様であるが、本実施形態では、新規な多極化手法により、フランジ部１５の軸方向に垂直な先端側の平面に第６電極１１ｆを形成していることを特徴としている。

フランジ部１５は、第５電極１１ｅの外側に設けられた絶縁層としての筒状のスペーサ１３と、スペーサ１３の外周を覆って配置された筒状の第６電極１１ｆによって形成されている。第６電極１１ｆは、フランジ部１５の先端側に、軸方向に垂直な輪帯状平面を有しており、プラグがジャックに挿入された際には、この輪帯状平面電極が、ジャック側端子と接触する接触部となる。

第６電極１１ｆのこの輪帯の幅は、本実施形態では、1.65mmに設定されている。このように、輪帯状平面にある程度の幅を持たせれば、後述する多極ジャックの導電端子と確実に導電接触を行うことができる。なお、この輪帯の幅は、少なくとも0.5mm以上確保すれば、良好な導電接触を実現でき、1.0mm以上確保すれば、さらに良好な導電接触を実現できる。また、幅が大きくなると、プラグ及びジャックのサイズも大きくなってしまうため、3mmを超えないことが望ましい。

なお、第１乃至第５電極の軸部１４と反対側において表面に露出した部分は、それぞれの電極のリード片となり、第６電極の輪帯状平面と反対側の部分がリード片となる。

続いて、図３及び図４に基づいて、本実施形態に係る多極ジャックの構成について説明する。図３は、本実施形態に係る多極ジャックの斜視図、図４は、本実施形態に係る多極ジャックを一部透視して示した斜視図である。

図３及び図４に示すように、多極ジャック２０は、合成樹脂からなる絶縁性の筐体２１と、多極プラグ１０の各電極１１と導電接触を行うように、筐体２１の所定の場所に設置された第１〜第６導電端子２３ａ〜２３ｆを備えている。導電端子２３は導電性金属から構成されており、各導電端子２３は、プラグとジャックを接続した際に、弾性力により各電極１１に圧接するような形状に成形されている。

具体的には、各導電端子２３ａ〜２３ｅの接触部が、多極プラグ１０の未挿入時において多極プラグ１０の軸部１４の収容空間に若干突出して位置しており、多極プラグ１０が挿入された際に、各導電端子２３ａ〜２３ｅの接触部が各電極１１ａ〜１１ｅによって押し戻されて変形されることで、弾性力が発生し、接触部が各電極１１ａ〜１１ｅに圧接する。

また、第６導電端子２３ｆの接触部２３ｆ_１は、上記収容空間ではなく、筐体２１のプラグ挿入口２１ａ側の外部に若干突出している。多極プラグ１０がジャックに挿入された際には、フランジ部１５の輪帯状表面部分がこの接触部２３ｆ_１の突出位置に位置することにより、接触部２３ｆ_１が押し戻されて弾性力が発生し、接触部２３ｆ_１が第６電極１１ｆに圧接する。このように、導電端子２３の接触部がプラグ側の電極１１に圧接していれば、プラグやジャックに多少の外力が加わっても、導電接触を良好に維持可能である。

ここで、軸部１４に位置する第１〜第５電極１１ａ〜１１ｅと、軸部１４の収容空間に面する第１〜第５導電端子２３ａ〜２３ｅの接触部との圧接方向は、従来と同様に、多極プラグの挿入方向（軸方向）に垂直な方向であるが、第６電極１１ｆと第６導電端子２３ｆの接触部２３ｆ_１との圧接方向は、多極プラグ１０の挿入方向に平行な方向となっている。

第６導電端子２３ｆは、図４に示すように、第２導電端子２３ｂ及び第４導電端子２３ｄの外側において、筐体２０の側面に沿って挿入方向に延在して設置されている。第６導電端子２３ｆの先端側である一端は、第６電極１１ｆとの接触部２３ｆ_１であり、筐体２１に固定される基端側である他端は、リード片２３ｆ_２となっている。

第６導電端子２３ｆは、プラグの挿入方向に山と谷が繰り返す波線状の構造（蛇腹構造）の弾性部２３ｆ_３を有している。これにより、第６導電端子２３ｆは、リード片２３ｆ_２側を固定端として、プラグの挿入方向に伸縮可能な弾性部材として作用する。したがって、多極ジャック２０内に多極プラグ１０が挿入された際には、第６電極１１ｆの輪帯状表面部分により接触部２３ｆ_１が押し戻され、蛇腹構造によって発生した弾性力により、接触部２３ｆ_１は第６電極１１ｆに圧接され、導電接触を良好に維持できる。

このような第６導電端子は、導電金属板をプレスで型抜きすることで波線構造を含む形状に成形した後に、接触部２３ｆ_１側の先端付近を折り曲げることで接触部２３ｆ_１を成形し、基端側の所定の部分を折り曲げることでリード片２３ｆ_２を形成して作成される。なお、接触部２３ｆ_１と第６電極１１ｆとを点接触させるため、接触部２３ｆ_１は、折り曲げられた後に、接触先端が凸状になるよう、折り曲げられた部分がさらに湾曲されている。このように、接触部２３ｆ_１を凸状に形成すれば、電極１１と点接触するため、導電接触が安定すると共に、クリーニング効果を発揮することもできる。

このように、プラグの軸方向に平行に弾性力を発生する導電端子であれば、従来の軸に垂直な方向に弾性力を発生する導電端子と配置位置が競合しないように電極端子の配置を設計することが容易であり、構造が簡単で容積の小さい多極ジャックを提供することが可能になる。

続いて、多極プラグ１０を多極ジャック２０に挿入した状態について説明する。図５は、多極プラグと多極ジャックを接続した状態の断面斜視図を示している。同図に示すように、多極プラグ１０が多極ジャック２０に挿入された状態では、第１電極１１ａが第１導電端子２３ａと、第２電極１１ｂが第２導電端子２３ｂと、第３電極１１ｃが第３導電端子２３ｃと、第４電極１１ｄが第４導電端子２３ｄと、第５電極１１ｅが第５導電端子２３ｅと接触している。このとき、導電端子２３の接触部は、多極プラグ１０の挿入により、挿入方向に垂直な方向に押し戻されており、多極プラグ１０の軸方向に垂直な方向において、導電端子２３の接触部が電極１１に圧接している。

また、多極プラグ１０のフランジ部１５に設けられた第６電極１１ｆは、その先端側輪帯状表面において、第６導電端子２３ｆと接触している。このとき、第６電極１１ｆ及び第６導電端子２３ｆとの接触方向は、プラグの軸方向と平行であり、上述した構造を有する第６導電端子２３ｆは、プラグの挿入方向と平行に伸縮可能であり、これによりプラグの挿入方向と平行に弾性力が発生するような構造を有している。

なお、本実施形態に係る各電極１１は筒形状であり、ジャック側の導電端子２３と360°の導電接触面を有しているため、多極プラグ１０がどのような回転位置で多極ジャック２０に差し込まれても、導電接触を実現できるし、挿入後に多極プラグ１０が多極ジャック２０に対して相対的に回転しても、導電接触状態を維持できる。

以上、詳細に説明した本実施形態に係る多極プラグ及び多極ジャックによれば、新規な多極化手法を提供することができる。また、本実施形態のように、プラグの挿入方向と平行に第６導電端子２３ｅを伸縮させ弾性力を発生させるように構成すれば、他の導電端子２３と伸縮方向が異なるため、第６導電端子２３ｅの配置の自由度が高く、多極ジャックの構造設計も容易に行うことができる。

続いて、図面を参照して、本実施形態の変形例について説明する。本変形例は、防水タイプの多極ジャック３０としたことを特徴としている。図６は、本変形例に係る多極ジャックの斜視図、図７は、本変形例に係る多極ジャックを一部透視して示した斜視図、図８は、本変形例に係る多極ジャックの背面側斜視図である。

本変形例に係る多極ジャック３０は、防水仕様のジャックであることを特徴としているが、基本的な構造・機能は上記実施形態に係る多極ジャック２０と同様であるため、同じ構成について説明を省略し、本変形例特有の構成についてのみ説明する。

図６〜図８に示すように、本変形例に係る多極ジャック３０は、合成樹脂製の筐体３１と、パッキン３２と、プラグ側の電極と導電接触するための導電端子３３ａ〜３３ｆとを備えている。図６の想像線は、多極ジャック３０が実装されるセットパネル５０を示している。

パッキン３２は、ゴム製のリングであり、筐体３１のジャックの挿入口の周囲に、筐体３１外に突出している導電端子３３ｆの接触部が内側に位置するように設置されている。このパッキン３２は、多極ジャック３０がセットパネル５０に設置された際に、セットパネル５０と筐体３１との間に挟まれて多極ジャック３０内の気密性を高め、防水性を確保している。

また、図７及び図８に示すように、導電端子３３ａ〜３３ｆのリード片は、全て筐体３１の背面から外部に導かれている。筐体３１の背面には、リード片の部分に切り欠きを有する背面カバー３４が設置されている。この背面カバー３４にはボンドが塗布されており、ジャック内部の防水性を確保している。

以上、変形例も含めて本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、多極ジャック及びプラグの極数は、６極に限られるものではなく、複数の極数であれば、４極、５極、７極等、適宜他の極数としても良い。

また、本実施形態では、軸方向に垂直な平面電極（第６電極）をフラットな平面としたが、完全にフラットな平面だけでなく、ゆるやかな曲面であっても、導電端子との良好な接触ができることはいうまでもない。したがって、本明細書における平面電極とは、ゆるやかな曲面電極も含むものである。

図１は、本実施形態に係る多極プラグの斜視図である。 図２は、本実施形態に係る多極プラグの断面斜視図である。 図３は、本実施形態に係る多極ジャックの斜視図である。 図４は、本実施形態に係る多極ジャックの一部透視した斜視図である。 図５は、本実施形態に係る多極プラグと多極ジャックを接続した状態の断面斜視図である。 図６は、本実施形態の変形例に係る多極ジャックの斜視図である。 図７は、本実施形態の変形例に係る多極ジャックを一部透視した斜視図である。 図８は、本実施形態の変形例に係る多極ジャックの背面側斜視図である。

符号の説明

１０ 多極プラグ
１１ 電極
１２ 絶縁カラー
１３ スペーサ
１４ 軸部
１５ フランジ部
２０ 多極ジャック
２１ 筐体
２３ 導電端子
３０ 多極ジャック
３１ 筐体
３２ パッキン
３３ 導電端子
３４ 背面カバー

Claims (4)

1. 軸部に露出する電極及び軸方向に垂直な平面電極を備えた多極プラグと接続される多極ジャックにおいて、
   前記多極プラグの軸部が収容される空間を形成する筐体と、
   前記空間に面して前記多極プラグの軸部の電極と導電接触する接触部を有する第１の導電端子と、
   前記多極プラグの軸方向において伸縮する弾性部と、前記多極プラグの平面電極と導電接触する接触部と、を有する第２の導電端子と、
   を備えることを特徴とする多極ジャック。
2. 前記第２の導電端子の接触部は、前記多極プラグの軸部が収容される空間の入口の周囲に、前記筐体から突出して配置されており、前記多極プラグが挿入されると、前記平面電極によって軸方向に押し戻され、前記弾性部が発生する弾性力により前記平面電極に圧接するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の多極ジャック。
3. 多極ジャックに挿入される棒状の軸部と、軸部の根本に設置された円筒状のフランジ部とを有する多極プラグにおいて、
   前記フランジ部の先端側に前記軸部の軸方向と垂直な輪帯状平面電極が形成されていることを特徴とする多極プラグ。
4. 前記輪帯状平面電極の輪帯幅が0.5mm以上であることを特徴とする請求項３記載の多極ジャック。