JP2009289630A - 雄コネクタの抜け防止装置及び嵌合装置 - Google Patents

雄コネクタの抜け防止装置及び嵌合装置 Download PDF

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Abstract

【課題】汎用の雄コネクタであっても且つ電気的駆動部が無くとも雄コネクタの抜けを防止するとともに、大きな荷重を付さずとも雄コネクタを雌コネクタに差し込めるようにする。
【解決手段】雌コネクタ10の正面周囲にベース30が設けられている。留め具60は、ベース30の背面に雌コネクタ10に対して接離可能に設けられ、係合穴61が形成されている。さらに、雌コネクタ10に近づける方向に留め具60を付勢する付勢部材70と、ベース30から背面側に倒伏した倒伏状態から、雄コネクタ20の挿抜方向に対して起立した起立状態に回転可能に設けられたアーム43と、が設けられている。留め具60が雌コネクタ10から離れた状態においてアーム43が倒伏状態にあって係合穴61に係合し、留め具60が雌コネクタ10に近づいた状態においてアーム43が起立状態にあって係合穴61から外れる。
【選択図】図3

Description

本発明は、雄コネクタの抜け防止装置及び嵌合装置に関する。
USB規格は、パーソナルコンピュータ等に周辺機器を接続するにあたって最も普及した汎用インターフェイス規格の一つである。しかし、USB規格に従った雄コネクタが雌コネクタに嵌合した状態で、これらに振動又は外力が加わると、雄コネクタが雌コネクタから誤って抜けてしまうおそれがある。
そのような抜けを防止するべく、特許文献1、特許文献2等に記載された構造がある。
特許文献1に記載の構造にあっては、オスコネクタ(40)には、汎用の係止穴(45)の他に専用の係止爪(50)が設けられ、メスコネクタ(15)には、汎用の係止爪(18)の他に専用の係合部(20)が設けられている。オスコネクタ(40)がメスコネクタ(15)に嵌合すると、汎用の係止爪(18)が汎用の係止穴(45)に係止し、専用の係止爪(50)が専用の係合穴(20)に係合することで、オスコネクタ(40)の抜けが防止される。
特許文献2に記載の構造にあっては、オスコネクタ(10)には、汎用の係止穴(18)が形成され、メスコネクタ(30)には、電気駆動式の爪(54)が設けられている。オスコネクタ(10)がメスコネクタ(30)に嵌合すると、爪(54)が駆動されて、爪(54)が係止穴(18)に係止することで、オスコネクタ(10)の抜けが防止される。
特開2003−243093号公報 特開2004−335275号公報
しかしながら、特許文献1に記載の構造にあっては、メスコネクタ(15)に専用の係合部(50)が設けられているから、規格に従った汎用のオスコネクタでは、その抜けを防止することができない。
一方、特許文献2に記載の構造にあっては、オスコネクタ(10)が汎用のものであっても、その抜けを防止することができるが、爪(54)が電気駆動式であるがゆえに、その構造も複雑になり、製造コストも増えてしまう。
また、特許文献1に記載の構造にあっては、汎用の係止穴(45)・係止爪(18)の他に専用の係合部(20)・係止爪(50)があるがゆえに、これらの係合・係止をするために大きな荷重が必要となる。つまり、オスコネクタ(40)をメスコネクタ(15)に差し込む際には、通常よりも大きな荷重を付さなければ、オスコネクタ(40)をメスコネクタ(15)に完全に差し込んで抜けを防止することができない。
そこで本発明の課題は、汎用の雄コネクタであっても且つ電気的駆動部が無くとも雄コネクタの抜けを防止するとともに、大きな荷重を付さずとも雄コネクタを雌コネクタに差し込めるようにすることである。
以上の課題を解決するために、請求項1に記載の雄コネクタの抜け防止装置は、雄コネクタを挿抜可能に抱持する雌コネクタの口の正面周囲に設けられたベースと、前記ベースの背面において前記雄コネクタの挿抜方向に対して交わる方向に前記雌コネクタに対して接離可能に設けられ、係合部が形成された留め具と、前記留め具を前記雌コネクタに近づける方向に前記留め具を付勢する付勢部材と、前記ベースに取り付けられ、前記ベースから背面側に倒伏した倒伏状態から前記雄コネクタの挿抜方向に対して起立した起立状態に回転可能に設けられたアームと、を備え、前記留め具が前記雌コネクタから離れた状態において前記アームが倒伏状態にあって前記係合部に係合し、前記留め具が前記雌コネクタに近づいた状態において前記アームが起立状態にあって前記係合部から外れることを特徴とする雄コネクタの抜け防止装置。
請求項2に記載の雄コネクタの抜け防止装置は、請求項1に記載の雄コネクタの抜け防止装置において、前記アームと一体を成し、前記アームの回転軸に関して前記アームの反対側に設けられ、前記ベースから正面側に延出したフラップと、を更に備えることを特徴とする。
請求項3に記載の雄コネクタの抜け防止装置は、請求項2に記載の雄コネクタの抜け防止装置において、前記アームを倒伏状態と起立状態との間の状態にするよう前記アーム又は前記フラップを弾性的に付勢する弾性部材と、を更に備えることを特徴とする。
請求項4に記載の雄コネクタの抜け防止装置は、請求項1から3の何れか一項に記載の雄コネクタの抜け防止装置において、前記留め具に設けられ、前記留め具から前記ベースの正面側に突出し、前記ベースに対して前記留め具の接離方向に移動可能に設けられた摘みを更に備えることを特徴とする。
請求項5に記載の嵌合装置は、前記雄型コネクタを挿抜可能に抱持する雌コネクタと、前記雌コネクタの口の正面周囲に設けられたベースと、前記ベースの背面において前記雄型コネクタの挿抜方向に対して交わる方向に前記雌コネクタに対して接離可能に設けられ、係合部が形成された留め具と、前記留め具を前記雌コネクタに近づける方向に前記留め具を付勢する付勢部材と、前記ベースに取り付けられ、前記ベースから背面側に倒伏した倒伏状態から前記雄型コネクタの挿抜方向に対して起立した起立状態に回転可能に設けられたアームと、を備え、前記留め具が前記雌コネクタから離れた状態において前記アームが倒伏状態にあって前記係合部に係合し、前記留め具が前記雌コネクタに近づいた状態において前記アームが起立状態にあって前記係合部から外れることを特徴とする。
請求項6に記載の嵌合装置は、請求項5に記載の嵌合装置において、前記アームと一体を成し、前記アームの回転軸に関して前記アームの反対側に設けられ、前記ベースから正面側に延出したフラップと、を更に備えることを特徴とする。
請求項7に記載の嵌合装置は、請求項6に記載の嵌合装置において、前記アームを倒伏状態と起立状態との間の状態にするよう前記アーム又は前記フラップを弾性的に付勢する弾性部材と、を更に備えることを特徴とする。
請求項8に記載の嵌合装置は、請求項5から7の何れか一項に記載の嵌合装置において、前記留め具に設けられ、前記留め具から前記ベースの正面側に突出し、前記ベースに対して前記留め具の接離方向に移動可能に設けられた摘みを更に備えることを特徴とする。
本発明によれば、雄コネクタ挿入前は、付勢部材によって付勢される留め具がアームによって支持され、雌コネクタから離れた状態で保持されるため、大きな力を加えずに雄コネクタを雌コネクタに挿し込むことができる。また、雄コネクタ挿入後は、留め具を支持するアームがはずれ、付勢部材により付勢された留め具が雌コネクタを介して雄コネクタを止めることにより、電気的に留め具を駆動することなく高い抜け防止効果を得ることができる。
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
図1は、嵌合装置1及びそれに嵌め合う雄コネクタ20の正面、右側面及び上面を示した斜視図であり、図2は、嵌合装置1及び雄コネクタ20の背面、右側面及び上面を示した斜視図である。図1及び図2に示された嵌合装置1は、ナビゲーション装置、オーディオ装置、ディスクプレーヤといった電子機器に設けられたものである。
図示した雄コネクタ20は、モールド樹脂である本体部23の先端面から突出している。雄コネクタ20はその先から見て矩形筒状に設けられ、雄コネクタ20の内側には接触端子21等が設けられている。雄コネクタ20の上面に2つの係止穴22が形成され、これら係止穴22が雄コネクタ20の内側まで貫通している。雄コネクタ20はUSBの規格に従ったUSB A端子であるが、同様の構造であれば本発明はこの規格に限定されることなく使用可能である。
嵌合装置1は、回路基板2と、回路基板2の上であってその縁近傍に搭載された雌コネクタ10と、雌コネクタ10の周囲に設けられた雄コネクタ抜け防止装置3と、を備える。
雌コネクタ10は、その断面が矩形状を呈した筒型に設けられている。雄コネクタ20は雌コネクタ10に対して前後に抜き差しできる。雌コネクタ10の上面には2つの爪12が設けられている。爪12は、その爪12の周囲であって雌コネクタ10の上面に切れ込みを入れることで形成されたものである。爪12は、僅かながら下に向けて湾曲しているとともに、上下に弾性的に曲げられるよう可撓性を有する。雌コネクタ10は、USB規格に従ったものである。
爪12と係止穴22が対応する位置にあり、雄コネクタ20が雌コネクタ10に嵌め込まれた場合には、爪12が係止穴22に係合する。
したがって、従来の構造であっても爪12と係止穴22により多少の抜け防止効果を発揮することができる。
図1〜図3を参照して、雄コネクタの抜け防止装置3について説明する。ここで、図3は、図1に示されたIII−IIIの断面図である。
雄コネクタの抜け防止装置3は、ベース30と、フラップ部材40と、弾性部材50と、留め具60と、付勢部材70と、を備える。
ベース30は、回路基板2の前側縁部分において回路基板2に対して立てた状態に設けられたパネル部36と、パネル部36の上端から後ろに突き出た天板部37と、を有する。パネル部36が雌コネクタ10の前方に配置され、天板部37が雌コネクタ10の上方に配置されている。パネル部36の後面であってその下部には、凹部38が形成されている。凹部38の突き当たり部に差込口31が形成され、その差込口31がパネル部36の前面まで貫通している。雌コネクタ10の前部がその凹部38に差し込まれている。差込口31は雌コネクタ10の内周よりも若干大きく、前から見て雌コネクタ10の前面開口11が差込口31内に収まり、雄コネクタ20はこの差込口31を通って雌コネクタ10に差し込まれる。
パネル部36には、フラップ部材40を装着するための装着部32が設けられ、装着部32は差込口31の上方に位置する。装着部32はパネル部36を前後に貫通した空洞である。装着部32の上面32aは装着部32の下面後部32bに対して傾斜するとともに、その上面32aが前から後ろ斜めに上に向かって傾斜している。装着部32の下面前部32cが後ろから前斜め下に向かって傾斜している。また、装着部32の前部の左右両側には軸受部33がそれぞれ設けられている。
フラップ部材40は、軸41とフラップ42とアーム43を有し、これらが一体となっている。
フラップ42は軸41の中央部に設けられ、フラップ42が軸41からその径方向前方に延出している。アーム43は軸41の左右の中央部に設けられ、アーム43が軸41からその径方向後方に延出している。
フラップ部材40は装着部32に装着され、軸41の左右両端部が軸受部33にそれぞれ係合し、軸41が左右に延在している。軸41が軸受部33に嵌め込まれることで、その軸41がその軸心回りに回転可能となっている。フラップ42は装着部32からパネル部36の前面側に延出し、アーム43は装着部32からパネル部36の背面側へ突出する。軸41が軸受部33によって軸支されているから、アーム43及びフラップ42が軸41を中心に回転可能に設けられている。アーム43は、後ろに倒伏した倒伏状態から前後方向に対して起立した起立状態までの間を回転可能になっている。フラップ42は軸41に関してアーム43の反対側に向かって延出しているから、アーム43が後ろに倒伏した状態にある場合にはフラップ42が前に突き出た状態にあり、アーム43が起立した状態にある場合にはフラップ42が下に垂下した状態にある。それ以上の回転はフラップ部材40が装着部32の上下に当接するため不可能となる。
弾性部材50は、フラップ42とパネル部36との間又はアーム43とパネル部36との間に設けられ、フラップ42を倒伏状態と起立状態との間の自然状態に保持させるものである。
具体的には、弾性部材50は板バネであって、以下のように設けられている。すなわち、弾性部材50は、接片51と、その接片51に対して折り曲げられた接片52とを有する。そして、この弾性部材50はその折り曲げ部53を先にしてフラップ部材40と装着部32の下面前部32cに嵌め込まれ、フラップ部材40と装着部32の下面前部32cとの間に挟まれている。接片51が装着部32の下面前部32cに貼着され、接片52がフラップ部材40に貼着されている。なお、弾性部材50が装着部32の下面後部32bとアーム43との間に嵌め込まれていてもよいし、装着部32の上面32aとアーム43との間に嵌め込まれていてもよいが、この場合には接片51が装着部32の下面後部32b又は上面32aに貼着され、接片52がアーム43に貼着されている。また、弾性部材50がトーションバネであってもよいし、巻きバネであってもよいが、いずれの場合でも弾性部材50によってフラップ42が倒伏状態と起立状態との間の状態に保持される。
天板部37には、2つのガイド穴35が設けられている。これらガイド穴35は天板部37を上下に貫通している。一方、パネル部36の背面側には、薄板状の留め具60が配置されている。この留め具60の上部には、2つの棒状の被ガイド62が設けられている。これら被ガイド62が留め具60の上部から上方に延出し、これら被ガイド62がガイド穴35にそれぞれ挿入されている。被ガイド62がガイド穴35によって上下に案内されることで、留め具60が雌コネクタ10に対して上下に接離するよう設けられている。ここで、留め具60が上下動する方向には、雄コネクタ20が抜き差しされる方向に対して交わる方向であって、具体的にはその抜き差し方向に対して直行する方向である。
留め具60の下部には、2つの押し付け部64が設けられている。これら押し付け部64が留め具60の下部から下方に延出している。これら押し付け部64は、雌コネクタ10の爪12にそれぞれ対応し、雌コネクタ10の爪12の真上に位置する。
また、留め具60の上部前面には、ツマミ63が突出した状態に設けられている。一方、パネル部36の上部であって装着部32の上方には、ツマミ用穴34が形成され、ツマミ63がそのツマミ用穴34に挿入されて、ツマミ用穴34から前方に突出している。ツマミ用穴34が上下に長尺であり、ツマミ63がパネル部36に対して上下に移動可能となっている。このため、ツマミ63はベース30の前面側から手で上下に動かすことが可能である。
被ガイド62には付勢部材70が巻装されている。付勢部材70はベース30の上端部と留め具60の上端との間に挟まれて圧縮されており、付勢部材70によって留め具60が下方に付勢されている。なお、付勢部材70が留め具60を下方に押す圧縮バネであるが、留め具60を下方に引っ張る引張バネであってもよい。
留め具60の上下中央部には、係合穴61が形成されている。
図3に示すように、雄コネクタ20が雌コネクタ10から外れた状態にあっては、留め具60が付勢部材70の付勢力に抗して上昇して押し付け部64が爪12から上に離れている。この状態にあっては、アーム43が後ろに倒伏した状態にあり、アーム43が係合穴61に挿入されて係合穴61に係合している。これにより、留め具60の押し付け部64が爪12から上に離れた状態が保持される。この状態にあっては、圧縮状態にある付勢部材70が留め具60を下方向へ付勢する力と、弾性部材50がアーム43をベース30に対し倒伏状態から自然状態へ復元させる力と、が釣り合っている。また、フラップ42が前に突き出た状態で保持されている。
ユーザーが雄コネクタ20を後方に向かって差込口31及び雌コネクタ10に挿入する。そうすると、雄コネクタ20の係止穴22に雌コネクタ10の爪12が引っ掛かる直前に本体部23がフラップ42に当接し、フラップ42が本体部23によって後ろに押される。フラップ42が押されたことで、アーム43が軸41を中心にして倒伏状態から起立状態へと回転する。こうして、係合穴61に係合していたアーム43が係合穴61から外れて装着部32に入り込む。そうすると、留め具60が付勢部材70の付勢力によって雌コネクタ10に向かって下方向に移動し、押し付け部64が雌コネクタの爪12に当接する。これとほぼ同時に雄コネクタ20が雌コネクタ10に嵌合し、爪12が係止穴22に係止する。
以上のように、ユーザーがフラップ42、アーム43、留め具60を自分の手で動かすことなく、雄コネクタ20を雌コネクタ10に差し込むという動作だけで、雄コネクタ抜け防止効果を発揮させることができる。
留め具60が下降した状態にあっても、付勢部材70が圧縮した状態にあり、その付勢力で爪12が押し付け部64によって下方に押圧される(図4参照)。そのため、爪12が上に向かって変形しにくくなり、爪12が深く係止穴22に係止する。従って、雄コネクタ20の抜けを確実に防止することができる。
図4に示すように、雄コネクタ20が雌コネクタ10に嵌合した状態にあっては、アーム43が起立状態にあり、弾性部材50によってアーム43が起立状態から自然状態へ付勢されている。この状態にあっては、アーム43が留め具60の前面に当接するとともに、フラップ42が本体部23に当接しているので、弾性部材50によってアーム43及びフラップ42が付勢されていても、アーム43及びフラップ42の回転が規制される。
雄コネクタ20と雌コネクタ10の嵌合を解除するときは、ユーザーが手でツマミ63を付勢部材70の付勢力に抗して持ち上げる。ツマミ63が持ち上げられることで、留め具60が図3の状態よりも更に上に移動され、係合穴61の上縁の位置もアーム43の先端付近まで移動する。そうすると、アーム43が留め具60によって保持されなくなるので、弾性部材50によってアーム43が起立状態から自然状態へと回転して係合穴61に挿入される。一方、弾性部材50の付勢力によってアーム43が起立状態から自然状態に回転するのに伴い、フラップ42が前に向かって跳ね上がる。そうすると、本体部23がフラップ42によって前方に押され、雄コネクタ20が僅かながら前方へ自動的に引き抜かれ、爪12が係止穴22から外れる。
続いて、ユーザーはツマミ63を放す。そうすると、ツマミ63及び留め具60が解放され、付勢部材70の付勢力によって留め具60及びツマミ63が下降する。留め具60の下降に伴ってアーム43が自然状態から倒伏状態に回転する。アーム43の回転とともにフラップ42が更に前に跳ね上がり、フラップ42によって本体部23が前方に押されることで、雄コネクタ20が雌コネクタ10から完全に引き抜かれる(図3参照)。
ユーザーがツマミ63を移動させずに雄コネクタ20を引き抜こうとした場合、押し付け部64が雌コネクタ10を押圧、固定しているため引き抜くことは困難である。またこの場合には、留め具60が移動していないため、係合穴61も移動しておらず、アーム43は留め具60に当接したままであるので、弾性部材50の付勢力に関わらずフラップ42は回転不可能である。したがって、フラップ42による、雄コネクタ20を雌コネクタ10から引き抜く力も働かない。
以上のように、ユーザーが上述のようにツマミ63による操作をしなければ、雄コネクタ20を引き抜くことができない。したがって、雄コネクタ20を引き抜く時には自分の意志でツマミ63を上方に持ち上げてから引き抜く必要があり、誤動作を発生しにくくすることができる。
一方、雄コネクタ20が完全に引き抜かれた時、留め具60が下降して、アーム43が倒伏状態になる。そうすると、雄コネクタ20の挿入前と同様、付勢部材70によって留め具60が雌コネクタ10に向かって付勢される力と、弾性部材50によってアーム43が倒伏状態から自然状態へと回転しようとする力と、が釣り合う(図3参照)。そのため、留め具60が雌コネクタ10から上に離れた状態が保持される。
本実施形態によれば、雄コネクタ20挿入前は、付勢部材70によって付勢される留め具60がアーム43によって支持され、雌コネクタ10から離れた状態で保持される。したがって、コネクタ接続前は留め具60による止めが働いておらず、また、専用の係止爪等も存在しないため、本実施形態におけるコネクタ接続操作は汎用のコネクタの接続操作と同じ程度の力で差し込むことができ、大きな荷重を付さずとも雄コネクタ20を雌コネクタ10に差し込むことができる。雄コネクタ20挿入後は、留め具60を支持するアーム43がはずれ、付勢部材70により付勢された留め具60が雌コネクタ10を介して雄コネクタ20を止めることにより、電気的に留め具60を駆動することなく高い抜け防止効果を得ることができる。
また本実施形態によれば、雄コネクタ20及び雌コネクタ10の規格を加工することなく雄コネクタ抜け防止装置3を設けたので、雄コネクタ20及び雌コネクタ10に既存の規格を用いることができる。
コネクタ接続前における、雄コネクタと嵌合装置の正面斜視図である。 コネクタ接続前における、雄コネクタと嵌合装置の背面斜視図である。 コネクタ接続前における、図1の切断線III-IIIに沿った面の矢視断面図である。 コネクタ接続後における、図1の切断線III-IIIに沿った面の矢視断面図である。
符号の説明
10 雌コネクタ
11 前面開口
20 雄コネクタ
30 ベース
41 軸
42 フラップ
43 アーム
50 弾性部材
60 留め具
61 係合穴
63 ツマミ
70 付勢部材

Claims (8)

  1. 雄コネクタを挿抜可能に抱持する雌コネクタの口の正面周囲に設けられたベースと、
    前記ベースの背面において前記雄コネクタの挿抜方向に対して交わる方向に前記雌コネクタに対して接離可能に設けられ、係合部が形成された留め具と、
    前記留め具を前記雌コネクタに近づける方向に前記留め具を付勢する付勢部材と、
    前記ベースに取り付けられ、前記ベースから背面側に倒伏した倒伏状態から前記雄コネクタの挿抜方向に対して起立した起立状態に回転可能に設けられたアームと、を備え、
    前記留め具が前記雌コネクタから離れた状態において前記アームが倒伏状態にあって前記係合部に係合し、前記留め具が前記雌コネクタに近づいた状態において前記アームが起立状態にあって前記係合部から外れることを特徴とする雄コネクタの抜け防止装置。
  2. 前記アームと一体を成し、前記アームの回転軸に関して前記アームの反対側に設けられ、前記ベースから正面側に延出したフラップと、を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の雄コネクタの抜け防止装置。
  3. 前記アームを倒伏状態と起立状態との間の状態にするよう前記アーム又は前記フラップを弾性的に付勢する弾性部材と、を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の雄コネクタの抜け防止装置。
  4. 前記留め具に設けられ、前記留め具から前記ベースの正面側に突出し、前記ベースに対して前記留め具の接離方向に移動可能に設けられた摘みを更に備えることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の雄コネクタの抜け防止装置。
  5. 前記雄コネクタを挿抜可能に抱持する雌コネクタと、
    前記雌コネクタの口の正面周囲に設けられたベースと、
    前記ベースの背面において前記雄コネクタの挿抜方向に対して交わる方向に前記雌コネクタに対して接離可能に設けられ、係合部が形成された留め具と、
    前記留め具を前記雌コネクタに近づける方向に前記留め具を付勢する付勢部材と、
    前記ベースに取り付けられ、前記ベースから背面側に倒伏した倒伏状態から前記雄コネクタの挿抜方向に対して起立した起立状態に回転可能に設けられたアームと、を備え、
    前記留め具が前記雌コネクタから離れた状態において前記アームが倒伏状態にあって前記係合部に係合し、前記留め具が前記雌コネクタに近づいた状態において前記アームが起立状態にあって前記係合部から外れることを特徴とする嵌合装置。
  6. 前記アームと一体を成し、前記アームの回転軸に関して前記アームの反対側に設けられ、前記ベースから正面側に延出したフラップと、を更に備えることを特徴とする請求項5に記載の嵌合装置。
  7. 前記アームを倒伏状態と起立状態との間の状態にするよう前記アーム又は前記フラップを弾性的に付勢する弾性部材と、を更に備えることを特徴とする請求項6に記載の嵌合装置。
  8. 前記留め具に設けられ、前記留め具から前記ベースの正面側に突出し、前記ベースに対して前記留め具の接離方向に移動可能に設けられた摘みを更に備えることを特徴とする請求項5から7の何れか一項に記載の嵌合装置。
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