JP2009289536A - 電子機器、およびコネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】コネクタの端子部の破損防止を図ることができる電子機器を得る。
【解決手段】電子機器1は、USBケーブル14のプラグ15が差込可能なコネクタ11を備える。コネクタ11は、合成樹脂製のハウジング21と、ハウジング21内に設けられた端子部22とを具備する。ハウジング21は、端子部22を外部に露出させる差込口部23と、ハウジング21において差込口部23とは反対側の端部に位置する奥部24と、差込口部23と奥部24との間に設けられ、このコネクタ11にUSBケーブル14のプラグ15が差し込まれたときにそのプラグ15に側方から対向する側部25とを備える。側部25は、差込口部23に連なるとともに奥部24から差込口部23に向かう方向に進むに従いプラグ15から離れるように傾斜し、プラグ15との間に隙間Sを形成するテーパ部37を有する。
【選択図】 図8

Description

本発明は、USBケーブルが接続可能なコネクタ、およびそのコネクタを備えた電子機器に関する。
ポータブルコンピュータのような電子機器は、USB(Universal Serial Bus)ケーブルが接続可能なUSBコネクタを搭載している。このUSBコネクタは、一般に、金属製のハウジング(いわゆるシェル)と、このハウジング内に設けられた端子部とを有する。一方、USBケーブルの先端には、USBコネクタのハウジング内に差込可能なプラグ(すなわち端子部)が設けられている。
特許文献1は、メモリカードが傾いて押し込まれることを防止するメモリカード用ソケットを開示している。このメモリカード用ソケットは、ベースシェルの開口端に入口案内テーパを有する。なおこのメモリカード用ソケットは、前記入口案内テーパを覆うストッパを備える。
特開2005−353517号公報
コネクタのハウジングが金属製の場合、そのコネクタに接続されているUSBケーブルをユーザーが横方向に引っ張っても、USBケーブルのプラグが破損し、コネクタの端子部は破損を免れることが多い。
しかしながら、コネクタのハウジングが合成樹脂製の場合、そのコネクタに接続されているUSBケーブルをユーザーが横方向に引っ張ると、ハウジングが変形してコネクタの端子部に大きな負荷が掛かり、コネクタの端子部が破損に至ることがある。
本発明の目的は、コネクタの端子部の破損防止を図ることができるコネクタおよび電子機器を得ることにある。
本発明の一つの形態に係る電子機器は、開口部を有する筐体と、上記筐体内に収容されるとともに、上記開口部を通じて上記筐体の外部に露出され、USBケーブルのプラグが差込可能なコネクタとを備える。上記コネクタは、合成樹脂製のハウジングと、上記ハウジング内に設けられた端子部とを具備する。上記ハウジングは、上記端子部を外部に露出させる差込口部と、当該ハウジングにおいて上記差込口部とは反対側の端部に位置する奥部と、上記差込口部と上記奥部との間に設けられ、このコネクタに上記USBケーブルのプラグが差し込まれたときにそのプラグに側方から対向する側部とを備える。上記側部は、上記差込口部に連なるとともに上記奥部から上記差込口部に向かう方向に進むに従い上記プラグから離れるように傾斜し、上記プラグとの間に隙間を形成するテーパ部を有する。
本発明の一つの形態に係るコネクタは、USBケーブルのプラグが差込可能なコネクタであって、合成樹脂製のハウジングと、上記ハウジング内に設けられた端子部とを具備する。上記ハウジングは、上記端子部を外部に露出させる差込口部と、当該ハウジングにおいて上記差込口部とは反対側の端部に位置する奥部と、上記差込口部と上記奥部との間に設けられ、このコネクタに上記USBケーブルのプラグが差し込まれたときにそのプラグに側方から対向する側部とを備える。上記側部は、上記差込口部に連なるとともに上記奥部から上記差込口部に向かう方向に進むに従い上記プラグから離れるように傾斜し、上記プラグとの間に隙間を形成するテーパ部を有する。
本発明によれば、コネクタの端子部の破損防止を図ることができる。
以下に本発明の実施の形態を、ポータブルコンピュータに適用した図面に基づいて説明する。図1ないし図9は、本発明の一つの実施形態に係る電子機器としてのポータブルコンピュータ1を開示している。図1に示すように、ポータブルコンピュータ1は、機器本体2と、表示部3とを備えている。
図1に示すように、機器本体2は、筐体4を備える。筐体4は、扁平箱状に形成され、上壁4a、周壁4b、および下壁4cを有する。上壁4aは、キーボード5を支持している。筐体4内には、マザーボードである回路基板などが収容されている。
表示部3は、ディスプレイハウジング6と、このディスプレイハウジング6に収容された表示装置7とを備える。表示装置7の一例は、液晶ディスプレイである。表示装置7は、表示画面7aを有する。この表示画面7aは、ディスプレイハウジング6の前壁に設けられた開口部6aを通じて外部に露出されている。
図1に示すように、機器本体2の後端部には、ヒンジ部8が設けられている。ヒンジ部8は、表示部3を機器本体2に回動可能に連結している。これにより表示部3は、機器本体2の上壁4aを上方から覆うように倒される第1の姿勢と、上壁4aに対して立て起こされる第2の姿勢との間で回動可能である。
図2および図3に示すように、機器本体2には、コネクタ11が搭載されている。このコネクタ11は、本発明でいうコネクタの一例である。なお本発明でいうコネクタは、いわゆるソケットとしてのコネクタであり、ケーブルのプラグ(すなわちケーブルの端子部)を受けるものを指す。
図2および図3に示すように、コネクタ11は、例えば前述の回路基板に実装され、筐体4内に収容されている。筐体4の周壁4bは、上記コネクタ11に向かい合う開口部12を有する。コネクタ11は、この開口部12を通じて筐体4の外部に露出され、USBケーブル14のプラグ15が外部から差込可能(すなわちUSBケーブル14が接続可能)になっている。
次に、本実施形態に係るコネクタ11について詳しく説明する。
図2に示すように、本実施形態に係るコネクタ11は、USBケーブル14およびeSATA(External Serial ATA)ケーブルの両方が択一的に接続可能な、eSATAとUSBのコンボコネクタである。
図4に示すように、本実施形態に係るコネクタ11は、ハウジング21と、このハウジング21内に設けられた端子部22とを備える。ハウジング21は合成樹脂製である。図7に示すように、ハウジング21は、差込口部23、奥部24、および一対の側部である第1および第2の側部25,26を備え、一方が開放されたU字形状の水平断面を有する。
図7に示すように、差込口部23は、ハウジング21の一方の端部(例えば前端部)に設けられ、ハウジング21の外部に開口している。これにより差込口部23は、端子部22をハウジング21の外部に露出させる。奥部24は、ハウジング21において差込口部23とは反対側の端部(例えば後端部)に位置している。奥部24は、第1および第2の側部25,26の後端部同士の間を繋いでおり、ハウジング21の底部を形成している。
第1および第2の側部25,26は、それぞれ差込口部23と奥部24との間に設けられている。また第1および第2の側部25,26は、互いの間に端子部22を挟むように、端子部22の両側方に分かれて延びている。
側部25,26は、USBケーブル14のプラグ15、またはeSATAケーブル17のプラグ18を差込口部23から奥部24へ向けて案内する案内部であるとともに、コネクタ11に差し込まれたプラグ15,18を支持する支持部である。なおUSBケーブル14のプラグ15(いわゆるUSBプラグ15)は、例えば金属製のシェルを有する。またeSATAケーブル17のプラグ18(いわゆるeSATAプラグ18)は、例えば合成樹脂製のシェルを有する。
図5,図6,および図8に示すように、第1および第2の側部25,26はそれぞれ、USBケーブル14のプラグ15がコネクタ11に差し込まれたときにそのプラグ15に側方から対向する。また第1および第2の側部25,26はそれぞれ、eSATAケーブル17のプラグ18がコネクタ11に差し込まれたときにそのプラグ15に側方から対向する。
ここで、eSATAケーブル17のプラグ18の横幅W2(図6参照)は、USBケーブル14のプラグ15の横幅W1(図5参照)に比べて大きい。そのためeSATAとUSBのコンボコネクタである本コネクタ11は、USBプラグ15の外形に合った金属製のシェルを設けることなく、合成樹脂製のハウジング21によって対応している。つまりハウジング21は、eSATAケーブル17のプラグ18の外形よりも大きく形成され、eSATAケーブル17のプラグ18が差込可能になっている。
図4および図7に示すように、コネクタ11の端子部22は、モールド部27と、複数の第1の端子28と、複数の第2の端子29とを有する。モールド部27は、例えば扁平状に形成されているとともに、ハウジング21内において奥部24から差込口部23の近傍まで延びている。モールド部27は、合成樹脂製であり、例えばハウジング21と一体に形成されている。
第1の端子28は、例えばUSBケーブル14のプラグ15の端子31(図8参照)に接続される端子であり、例えば4つ設けられている。図4に示すように、第1の端子28は、モールド部27の一方の面(例えば上面)に設けられている。一方、第2の端子29は、例えばeSATAケーブル17のプラグ18の端子(図示しない)に接続される端子であり、例えば7つ設けられている。第2の端子29は、第1の端子28が設けられた面とは反対側となるモールド部27の面(例えば下面)に設けられている。
図4および図7に示すように、コネクタ11は、金属製のシェル部材34をさらに備える。このシェル部材34は、ハウジング21に対して取り付けられ、例えばハウジング21の上面、および左右の側面を覆っている。
次に、本実施形態に係るテーパ部37について説明する。
図7に示すように、第1および第2の側部25,26は、それぞれテーパ部37を有する。テーパ部37は、第1および第2の側部25,26のなかで差込口部23寄りの領域に設けられ、差込口部23に連なっている。図8に示すように、テーパ部37は、ハウジング21の奥部24から差込口部23に向かう方向に進むに従い、コネクタ11に差し込まれたUSBケーブル14のプラグ15から離れるように傾斜している。
すなわちテーパ部37は、奥部24から差込口部23に向かう方向に進むに従い、第1および第2の側部25,26の間の間隔が広がるように傾斜している。USBケーブル14のプラグ15がコネクタ11に差し込まれたとき、第1および第2の側部25,26のテーパ部37は、それぞれプラグ15との間に隙間S(すなわち遊び)を形成する。
図7に示すように、第1および第2の側部25,26のテーパ部37は、それぞれ差込口部23から奥部24へ向かう方向に沿って側部25,26の半分以上の長さに亘って形成されている。すなわち、差込口部23から奥部24へ向かう方向の側部25,26の長さ(すなわち差込口部23と奥部24との間の距離)をLとする場合、第1および第2の側部25,26のテーパ部37は、差込口部23からL/2以上の長さに亘って形成されている。その一例として本実施形態に係るテーパ部37は、側部25,26の半分の長さ(すなわちL/2)だけ形成されている。
図4に示すように、ハウジング21の第1および第2の側部25,26は、ぞれぞれ、第1および第2の案内部41,42を含む。図5および図8に示すように、第1の案内部41は、USBケーブル14のプラグ15を差込口部23から奥部24へ向けて案内する案内部である。第1の側部25の第1の案内部41と第2の側部26の第1の案内部41との間の間隔は、USBケーブル14のプラグ15の横幅W1に合うように設定されている。
一方、図6に示すように、第2の案内部42は、eSATAケーブル17のプラグ18を差込口部23から奥部24へ向けて案内部である。第2の案内部42は、eSATAケーブル17のプラグ18の外形形状に合うように形成されている。
すなわち第2の案内部42は、第1ないし第3の部分42a,42b,42cを含む。第1の部分42aは、第1の案内部41に隣接するとともに、横幅W3を有するプラグ18の第1の部分18aを案内する。第2の部分42bは、最大幅W2を有するプラグの第2の部分18bを案内する。第3の部分42cは、横幅W4を有するプラグ18の第3の部分18cを案内する。
第1の側部25の第2の案内部42と第2の側部26の第2の案内部42との間の間隔は、eSATAケーブル17のプラグ18の横幅に合うように設定されている。すなわち第1の案内部41よりも第2の案内部42は、ハウジング21の周縁部近くに位置している。
またハウジング21の第1および第2の側部25,26は、それぞれ第1および第2の領域43,44を含む。図5に示すように、第1の領域43は、USBケーブル14のプラグ15がコネクタ11に差し込まれたときに、USBケーブル14のプラグ15に側方から対向する領域である。図6に示すように、第2の領域44は、eSATAケーブル17のプラグ18がコネクタ11に差し込まれたときに、eSATAケーブル17のプラグ18に側方から対向する領域である。
図4に示すように、第1の領域43は、第1の案内部41と、第2の案内部42の大部分を含む。第2の領域44は、第2の案内部42を含む。すなわち、第1および第2の領域43,44は、互いに一部が重複している。
第1および第2の側部25,26のテーパ部37は、第1の領域43に形成されている。詳しく述べると、第1および第2の側部25,26のテーパ部37は、第1の領域43のなかで第2の領域44を外れた部位(すなわち第1の案内部41)に形成されている。つまり第1および第2の側部25,26のテーパ部37は、eSATAケーブル17のプラグ18がコネクタ11に差し込まれたときに、eSATAケーブル17のプラグ18の側方を外れる領域に形成されている。テーパ部37は、第1の案内部41の全高に亘って形成されている。
図4に示すように、第1の案内部41と第2の案内部42との間には、USBケーブル14のプラグ15の横幅W1とeSATAケーブル17のプラグ18の横幅W3の違いから生じる段差部45が存在する。テーパ部37は、この段差部45に形成されている。すなわち本実施形態に係るテーパ部37のテーパ量(すなわちテーパ部37の両端の間の横方向位置変化量)は、段差部45の横幅と同じに設定されている。
次に、本実施形態に係るコネクタ11の作用について説明する。
図9は、USBケーブル14のプラグ15がコネクタ11に差し込まれた状態で、USBケーブル14に対して横方向の力Fが作用した様子を示す。図9に示すように、横方向の力Fが掛かったUSBケーブル14のプラグ15は、テーパ部37によって形成された隙間Sに従って正規の姿勢から傾き、コネクタ11から抜けやすい状態になる。そしてUSBケーブル14に掛かる横方向の力Fが一定の大きさを超えると、プラグ15がコネクタ11から自然と抜ける。
一方で、eSATAケーブル17のプラグ18は、合成樹脂製のシェルを有し、金属に比べて可撓性が大きい。そのため、eSATAケーブル17に横方向の力Fを作用させてもコネクタ11の端子部22はほとんど破損に至らない。
このような構成のコネクタ11によれば、コネクタ11の端子部22の破損防止を図ることができる。図10は、コネクタ11の荷重試験の一例を示す。コネクタ11に対する荷重試験では、例えばコネクタ11にプラグ15を差し込んだUSBケーブル14に横方向の力Fを加えてコネクタ11の状況を調べる。
本発明者は、テーパ部37を有しないコネクタ(すなわち側部25,26がストレートに形成されているコネクタ)に対して上記荷重試験を行った。すると、横方向の力Fが30Nを超えてもUSBケーブル14のプラグ15はコネクタ11から抜けず、合成樹脂製のハウジング21が比較的大きく変形することが確認された。そして横方向の力Fが約40Nを超えると、端子部22が限界を迎え、端子部22のモールド部27が破損に至ることが確認された。
一方、本実施形態のように、プラグ15との間に隙間S(すなわち遊び、またはガタ)を形成するテーパ部37が設けられていると、横方向の力Fが加わったUSBケーブル14のプラグ15は、正規の姿勢から傾き、コネクタ11から抜けやすい状態になる。そしてUSBケーブル14に掛かる横方向の力Fが端子部22を破損させる大きさ(すなわち閾値)に達する前に、プラグ15がコネクタ11から自然と抜ける。これにより、コネクタ11に差し込まれているUSBケーブル14をユーザーが横方向に過度に引っ張ったとしても、コネクタ11の端子部22の破損を防止することができる。
本発明者は、テーパ部37が設けられたコネクタ11に対して上記荷重試験を行った。その結果、USBケーブル14に掛かる横方向の力Fがある程度の大きさ(例えば30N)になると、プラグ15がコネクタ11から自然と抜けることが確認された。
テーパ部37が、差込口部23から奥部24へ向かう方向に沿って側部25,26の半分以上の長さに亘って形成されていると、USBケーブル14に横方向の力Fの力が加わったときにプラグ15がコネクタ11から抜けやすい。そのため、コネクタ11の端子部22の破損をさらに防止しやすくなる。またテーパ部37が、差込口部23から奥部24へ向かう方向に沿って側部25,26の半分の長さだけ形成されていると、コネクタ11に対するUSBプラグ15のガタがあまり大きくなく、端子部22の破損防止を図るとともに、使い勝手の良いコネクタ11が得られる。
eSATAケーブル17およびUSBケーブル14の両方が択一的に接続可能なコネクタ11は、ハウジング21がeSATAケーブル17のプラグ18の外形よりも大きく形成される必要がある。そのため、USBケーブル14のプラグ15の外形に合わせて金属製のシェルを設けることは困難である。しかしながらこのようなeSATAとUSBのコンボコネクタにおいてもテーパ部37を設けることで、コネクタ11の端子部22の破損を防止することができる。
ハウジング21の側部25,26が、USBケーブル14のプラグ15に側方から対向する第1の領域43と、eSATAケーブル17のプラグ18に側方から対向する第2の領域44とを含み、テーパ部37が第1の領域43に形成されていると、必要な部位にだけテーパ部37が設けられているということであり、全体として小型化を図りやすいコネクタ11が提供される。
第1および第2の領域43,44が互いに一部が重複しており、テーパ部37が第1の領域43のなかで第2の領域44を外れた部位に形成されていると、USBケーブル14のプラグ15の横幅W1とeSATAケーブル17のプラグ18の横幅W3の違いから生じる段差部45を利用してテーパ部37を形成することができる。つまりeSATAとUSBのコンボコネクタのなかで有効活用が困難な領域を活用してテーパ部37が形成されている。これは、コネクタ11の小型化に寄与する。
テーパ部37がeSATAケーブル17のプラグ18の側方を外れる領域に形成されていると、USBケーブル14のプラグ15の横幅W1とeSATAケーブル17のプラグ18の横幅W3の違いから生じる段差部45を利用して、テーパ部37を形成することができる。つまりコネクタ11の小型化を図ることができる。
以上、本発明の一つの実施形態に係るポータブルコンピュータ1およびコネクタ11について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
上記実施形態ではeSATAとUSBのコンボコネクタを取り上げたが、本発明が適用可能なコネクタはこれに限定されるものではない。本発明は、合成樹脂製のハウジングを有するUSBケーブル専用のコネクタに適用してもよい。
本発明の実施形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。 本発明の実施形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。 図2中で示されたポータブルコンピュータのF3線で囲まれた領域を拡大して示す斜視図。 本発明の実施形態に係るコネクタの正面図。 本発明の実施形態に係るコネクタの正面図。 本発明の実施形態に係るコネクタの正面図。 図4中に示されたコネクタのF7−F7線に沿う断面図。 図7中に示されたコネクタのUSBケーブルが接続された正規の状態を示す断面図。 図7中に示されたコネクタのUSBケーブルに横方向の力が掛かった状態を示す断面図。 コネクタの荷重試験を模式的に示す斜視図。
符号の説明
S…隙間、1…ポータブルコンピュータ、4…筐体、11…コネクタ、12…開口部、14…USBケーブル、15…プラグ(USBプラグ)、17…SATAケーブル、18…プラグ(eSATAプラグ)、21…ハウジング、22…端子部、23…差込口部、24…奥部、25,26…側部、37…テーパ部、41…第1の案内部、42…第2の案内部、43…第1の領域、44…第2の領域。

Claims (7)

  1. 開口部を有する筐体と、
    上記筐体内に収容されるとともに、上記開口部を通じて上記筐体の外部に露出され、USBケーブルのプラグが差込可能なコネクタと、を備えた電子機器であって、
    上記コネクタは、
    合成樹脂製のハウジングと、
    上記ハウジング内に設けられた端子部と、を具備し、
    上記ハウジングは、上記端子部を外部に露出させる差込口部と、当該ハウジングにおいて上記差込口部とは反対側の端部に位置する奥部と、上記差込口部と上記奥部との間に設けられ、このコネクタに上記USBケーブルのプラグが差し込まれたときにそのプラグに側方から対向する側部とを備え、
    上記側部は、上記差込口部に連なるとともに上記奥部から上記差込口部に向かう方向に進むに従い上記プラグから離れるように傾斜し、上記プラグとの間に隙間を形成するテーパ部を有することを特徴とする電子機器。
  2. 請求項1に記載の電子機器において、
    上記テーパ部は、上記差込口部から上記奥部へ向かう方向に沿って上記側部の半分以上の長さに亘って形成されていることを特徴とする電子機器。
  3. 請求項2に記載の電子機器において、
    上記ハウジングは、eSATAケーブルのプラグの外形よりも大きく形成され、
    上記コネクタは、上記eSATAケーブルおよび上記USBケーブルの両方が択一的に接続可能であることを特徴とする電子機器。
  4. 請求項3に記載の電子機器において、
    上記ハウジングの側部は、上記USBケーブルのプラグが上記コネクタに差し込まれたときに上記USBケーブルのプラグに側方から対向する第1の領域と、上記eSATAケーブルのプラグが上記コネクタに差し込まれたときに上記eSATAケーブルのプラグに側方から対向する第2の領域とを含み、
    上記テーパ部は、上記第1の領域に形成されていることを特徴とする電子機器。
  5. 請求項4に記載の電子機器において、
    上記第1および第2の領域は、互いに一部が重複しており、
    上記テーパ部は、上記第1の領域のなかで上記第2の領域を外れた部位に形成されていることを特徴とする電子機器。
  6. 請求項3に記載の電子機器において、
    上記テーパ部は、上記eSATAケーブルのプラグが上記コネクタに差し込まれたときに上記eSATAケーブルのプラグの側方を外れる領域に形成されていることを特徴とする電子機器。
  7. USBケーブルのプラグが差込可能なコネクタであって、
    合成樹脂製のハウジングと、
    上記ハウジング内に設けられた端子部と、を具備し、
    上記ハウジングは、上記端子部を外部に露出させる差込口部と、当該ハウジングにおいて上記差込口部とは反対側の端部に位置する奥部と、上記差込口部と上記奥部との間に設けられ、このコネクタに上記USBケーブルのプラグが差し込まれたときにそのプラグに側方から対向する側部とを備え、
    上記側部は、上記差込口部に連なるとともに上記奥部から上記差込口部に向かう方向に進むに従い上記プラグから離れるように傾斜し、上記プラグとの間に隙間を形成するテーパ部を有することを特徴とするコネクタ。
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