JP2015050033A - Socket plug mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器に電源を供給するためのソケット・プラグ機構に関し、特に、小型の電子機器でありながら大電流を必要とする精密電子機器向けの小型のソケット・プラグ機構に関する。 The present invention relates to a socket / plug mechanism for supplying power to an electronic device, and more particularly to a small socket / plug mechanism for a precision electronic device that requires a large current while being a small electronic device.
交流商用電源から電圧調整及び整流を行って電子機器に電源を供給するアダプタ装置では、コードの先端のプラグを該電子機器のソケットに差し込んで用いられる。近年、モバイルコンピュータなどの精密電子機器では、高性能化に伴って必要とされる電流量も大きくなっており、前記したソケット・プラグ機構では、簡単にはずれてしまうことなく、大きな電流を確実且つ安定して供給できることが必要である。一方で、衝撃や振動に対して敏感な精密電子機器の損傷を防止するよう、不意にコードを引っ張ってしまったときなどには、ソケットとプラグとを分離させてコードとともに精密電子機器を落下させてしまうことを防止することもソケット・プラグ機構に求められる。 In an adapter device that performs voltage adjustment and rectification from an AC commercial power supply and supplies power to an electronic device, a plug at the tip of a cord is inserted into a socket of the electronic device. In recent years, the amount of current required for high-performance electronic devices such as mobile computers has increased, and the above-described socket / plug mechanism ensures a large amount of current without being easily displaced. It must be possible to supply stably. On the other hand, in order to prevent damage to precision electronic devices that are sensitive to shock and vibration, when the cord is pulled unexpectedly, the socket and plug are separated and the precision electronic device is dropped together with the cord. It is also required for the socket / plug mechanism to prevent this.
例えば、特許文献1では、コードを引っ張ることで分離可能なソケット・プラグ機構が開示されている。詳細には、電子機器に取り付けられた中継用コードの一端にソケット(レセプタクル)及びプラグからなる接続部が設けられ、該プラグにコードが接続される。プラグは略円柱状であって、その軸方向への引っ張りに対してはソケットから分離されやすい。ここで、コードを軸方向以外の方向に引っ張ったときでも、中継用コードは屈曲して接続部にはプラグの軸方向への引っ張り力を作用させ、プラグはソケットから容易に分離されるのである。
For example,
また、例えば、特許文献2でもコードを引っ張ることで分離可能なソケット・プラグ機構が開示されている。かかるソケット・プラグ機構は、略長方形の開口を有するソケット(受け口)と、これに挿入可能な略長方形の先端部を有するプラグとからなる。ソケットの底面には、長手方向に離間して2カ所にピンが立設されている。また、プラグの先端面には、ソケットのピンの位置に対応してこれを収容可能なピン挿入孔が2か所に設けられており、また、ソケットを係止するためのマグネットも与えられている。プラグの後端には側方へ向けてコードが接続されている。かかるコードを引っ張ると、プラグは一方のピン挿入孔を支点として回動し、マグネットによる固定を解除して、ソケットから分離される。ここで、プラグの回動時に支点となったピン挿入孔の他方のピン挿入孔は、ピンと引っ掛からないよう外側方向に大きめに削孔され、プラグがスムーズに回動しソケットから容易に分離するとしている。 For example, Patent Document 2 discloses a socket / plug mechanism that can be separated by pulling a cord. Such a socket / plug mechanism is composed of a socket (receiving port) having a substantially rectangular opening and a plug having a substantially rectangular tip portion that can be inserted into the socket. On the bottom surface of the socket, pins are erected at two positions apart in the longitudinal direction. Also, the tip end surface of the plug is provided with two pin insertion holes that can accommodate the pins of the socket, and a magnet for locking the socket is also provided. Yes. A cord is connected to the rear end of the plug. When such a cord is pulled, the plug rotates around one pin insertion hole as a fulcrum, and is released from being fixed by the magnet and separated from the socket. Here, the other pin insertion hole of the pin insertion hole that became a fulcrum at the time of rotation of the plug is cut to a large size outward so as not to be caught by the pin, so that the plug can be smoothly rotated and easily separated from the socket. Yes.
また、特許文献3でも、コードを引っ張ることで分離可能なソケット・プラグ機構が開示されている。かかるソケット・プラグ機構は、略長方形の開口を有しその深さ方向と直行する方向に複数の端子を配列させたソケットと、該ソケットの開口に対し軸方向に挿入・嵌合される嵌合部を有するプラグとからなる。ソケットの開口の4つの内側面上には保持バネを配置させ、プラグの嵌合部の外側面には保持バネを係止させる凹部を設ける。端子の配列により嵌合部の軸方向の長さを短くでき、保持バネによりプラグをソケットに嵌合させておくのに必要な力を得られる。その結果、コードを軸方向以外の方向に引っ張ってもプラグをソケットから容易に分離できるとしている。 Also, Patent Document 3 discloses a socket / plug mechanism that can be separated by pulling a cord. Such a socket / plug mechanism includes a socket having a substantially rectangular opening and a plurality of terminals arranged in a direction perpendicular to the depth direction of the socket, and a fitting that is inserted and fitted in the opening of the socket in the axial direction. A plug having a portion. Holding springs are arranged on the four inner side surfaces of the socket opening, and concave portions for engaging the holding springs are provided on the outer side surface of the fitting portion of the plug. The length of the fitting portion in the axial direction can be shortened by the arrangement of the terminals, and the force necessary for fitting the plug to the socket by the holding spring can be obtained. As a result, the plug can be easily separated from the socket even if the cord is pulled in a direction other than the axial direction.
上記したように、精密電子機器のソケット・プラグ機構においては、大電流が供給されるためにソケットからプラグが簡単にはずれてしまわないようにすべきである。一方で、不意にコードを引っ張ってしまったときなどにはソケットとプラグとを分離させ得るようにしておくことが好ましい。このようなソケット・プラグ機構を小型の電子機器、特にモバイル用機器に使用するには小型であることを要求される。 As described above, in a socket / plug mechanism of a precision electronic device, since a large current is supplied, the plug should not be easily displaced from the socket. On the other hand, it is preferable that the socket and the plug can be separated when the cord is pulled unexpectedly. In order to use such a socket / plug mechanism in a small electronic device, particularly a mobile device, it is required to be small.
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、小型電子機器でありながら大電流を必要とする精密電子機器向けの小型のソケット・プラグ機構であって、ソケットとプラグとを確実に締結させ、安定した電気接続を与える一方、不意にコードを引っ張ってしまったようなときには、直ちにソケットとプラグとの締結を解除せしめ得るソケット・プラグ機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is a small socket / plug mechanism for a precision electronic device that requires a large current while being a small electronic device. Provided is a socket / plug mechanism that allows the socket and the plug to be securely fastened and provides a stable electrical connection, while the socket and the plug can be immediately released when the cord is pulled unexpectedly. There is.
本発明によるソケット・プラグ機構は、短軸端部側面及び長軸端部側面と底面とを有する横長凹孔からなるソケット部に電源供給具のコードに接続された直方箱体からなるプラグ部を嵌合締結させ電源を供給するソケット・プラグ機構であって、前記直方箱体の先端面に設けられたプラグ接点を前記横長凹孔の前記底面に設けられたソケット接点に当接させ押圧せしめ前記ソケット部に前記プラグ部を係止させた状態で、前記長軸端部側面のうちの一方に近接した前記底面を支点に前記直方箱体を回転させ前記ソケット部と前記プラグ部との締結を解除可能となるように、前記長軸端部側面と前記プラグ部との間に間隙を設け前記間隙に回転自在のボールベアリングを収容しコイルバネにより前記ソケット部若しくは前記プラグ部に向けて付勢されていることを特徴とする。 The socket / plug mechanism according to the present invention includes a plug portion formed of a rectangular box body connected to a cord of a power supply tool in a socket portion formed of a laterally long recessed hole having a short shaft end portion side surface and a long shaft end portion side surface and a bottom surface. A socket / plug mechanism for fitting and fastening to supply power, wherein the plug contact provided on the front end surface of the rectangular box is brought into contact with and pressed against the socket contact provided on the bottom surface of the horizontally elongated hole. In a state where the plug portion is locked to the socket portion, the rectangular box body is rotated with the bottom face close to one of the side surfaces of the long axis end portion as a fulcrum to fasten the socket portion and the plug portion. A gap is provided between the side surface of the end of the long shaft and the plug part so that it can be released, and a rotatable ball bearing is accommodated in the gap, and is attached to the socket part or the plug part by a coil spring. Characterized in that it is.
かかる発明によれば、プラグ接点をソケット接点に当接させ押圧せしめる方向と直行する方向でプラグ部をソケット部に嵌合締結させ、小型でありながらソケットとプラグとを確実に締結させる。その一方、不意にコードを引っ張ってしまったようなときには、回転自在のボールベアリングによりプラグ部を回転させ、ソケット部とプラグ部との締結を直ちに解除せしめ得る。 According to this invention, the plug part is fitted and fastened to the socket part in a direction orthogonal to the direction in which the plug contact is brought into contact with the socket contact and pressed, and the socket and the plug are securely fastened while being small. On the other hand, when the cord is unexpectedly pulled, the plug portion can be rotated by the rotatable ball bearing, and the fastening between the socket portion and the plug portion can be immediately released.
上記した発明において、前記直方箱体の前記先端面に設けられた切り欠きに対して、前記ソケット部の前記底面に設けられたピン体が擦動しながら前記プラグ接点を前記ソケット接点に押し付けられることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、プラグ部を回転させても切り欠きにピン体が引っ掛からず、プラグ接点をソケット接点に当接させる位置でソケット部とプラグ部とを嵌合締結させ得る。すなわち、ソケットとプラグとをより確実に締結させる一方、締結の解除も容易である。 In the above-described invention, the plug contact is pressed against the socket contact while the pin body provided on the bottom surface of the socket part is rubbed against the notch provided on the tip surface of the rectangular box. This may be a feature. According to this invention, even if the plug portion is rotated, the pin body is not caught in the notch, and the socket portion and the plug portion can be fitted and fastened at a position where the plug contact contacts the socket contact. In other words, the socket and the plug are more securely fastened while the fastening is easily released.
上記した発明において、前記ボールベアリングを付勢されたソケット部若しくは前記プラグ部には前記ボールベアリングを受容する係止凹部を有することを特徴としてもよい。かかる発明によれば、ソケット部とプラグ部とをより確実に締結させるとともに締結位置を安定させ、より安定した電気接続を与える。 In the above-described invention, the socket portion or the plug portion biased by the ball bearing may have a locking recess for receiving the ball bearing. According to this invention, the socket part and the plug part are more securely fastened, the fastening position is stabilized, and a more stable electrical connection is provided.
上記した発明において、前記係止凹部に前記ボールベアリングを導く樋状溝を前記係止凹部に接続して設けたことを特徴としてもよい。かかる発明によれば、ソケット部とプラグ部とをより安定して確実に締結させるとともに、締結の解除を容易にし得る。 In the above-described invention, a hook-shaped groove that guides the ball bearing to the locking recess may be connected to the locking recess. According to this invention, the socket portion and the plug portion can be fastened more stably and reliably, and the fastening can be easily released.
本発明によるソケット・プラグ機構の1つの実施例について、図1乃至図7を用いて詳細に説明する。 One embodiment of the socket and plug mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1に示すように、コネクタ1は、電源供給部としてモバイルコンピュータ等の小型の精密電子機器に備えられるソケット10と、その正面の凹孔12に挿入されて締結されるプラグ20とからなる。プラグ20はその背面から導出されるコード31によって電源に接続され、ソケット10を介して精密電子機器に電源を供給する。
As shown in FIG. 1, the
図2を参照すると、ソケット10は略直方体の外形のソケット本体11を含み、ソケット本体11はその正面に横長に開口する凹孔12を備える。特に、図2(b)に示すように、凹孔12はその側面を曲面としている。かかる側面からは1対のベアリング球14のそれぞれ一部が凹孔12の内部に露出している。ベアリング球14はその直径よりわずかに小さい内径の開口を有する略円筒状のバレル13内にバネ15とともに収容されている。一対のバレル13は開口を互いに向き合わせており、開口を凹孔12の側面に合わせて配置されている。ベアリング球14は、バレル13の内部からバネ15によって開口に向けて付勢されている。これによりベアリング球14はバレル13の開口からその内部に向けて移動可能であるとともに、回転自在である。凹孔12はその底面16の中央に正面側に向けて突出する略円錐台形のピン17を備え、ピン17の左右に複数の雄接点18を備える。雄接点18は、ソケット本体11の内部から正面に向けて図示しないバネによって付勢されている。
Referring to FIG. 2, the
図3を参照すると、プラグ20は略直方体の外形の箱体であるプラグ本体21とその背面側に接続されるコード31とを備える。プラグ本体21は、正面側の先端部分において、上下及び左右方向に凹孔12の内面の寸法より小さい寸法の外形を有する。プラグ本体21の正面側の先端面22にはソケット10のピン17を挿入させる略半球面の窪みである切り欠き23を備える。切り欠き23の左右には雄接点18と同数の雌接点24が備えられ、それぞれの雄接点18に接続可能とされる。プラグ本体21の側面には、ベアリング球14を受容する窪みである係止部25と、先端面22の端部から背面側に向けて係止部25まで延びる樋状の溝26とを備えている。係止部25の深さ方向の寸法は、溝26の深さ寸法より大きくされている。これにより、係止部25は受容したベアリング球14を傾斜面に当接させて、ベアリング球14の溝26方向への相対的な移動を抑制する。
Referring to FIG. 3, the
次に、コネクタ1の締結及びその解除について説明する。
Next, fastening and releasing of the
図4を参照すると、プラグ20の先端部分をソケット10の凹部12に挿入させようとするときに、先端面22の角C1を凹孔12の開口部から外側に位置させているとする。すると、そのままではプラグ20は凹孔12に挿入されない。しかし、凹孔12は側面を曲面としており、凹孔12内に向けてプラグ20を押し込む力により、側面の開口部に当接するプラグ20を矢印方向に回転させ、開口部の外側に位置する角C1を凹孔12内に誘導することができる。これにより、コネクタ1を小型としても、プラグ20の凹孔12への挿入を容易とする。
Referring to FIG. 4, when the tip portion of the
図5(a)に示すように、凹孔12に挿入されたプラグ20は、側面の溝26をベアリング球14に沿わせながら底面16に先端面22を当接させるまで進入する。すなわち、溝26によってプラグ20を所定の進入経路に誘導し得る。底面16に先端面22を当接させると、ベアリング球14の先端は係止部25に受容され、バレル13の向き合う方向でプラグ20をソケット10に嵌合締結させる(図2及び図3を併せて参照)。特に図5(b)を併せて参照すると、このときピン17は切り欠き23へ挿入され、その先端を切り欠き23の半球面である底面に擦動させながらかかる底面の中心に導かれる。これにより、プラグ20の進入経路及び締結位置が正確に定められる。かかる締結位置において、図示しないバネによるソケット10の正面方向への付勢により雄接点18を雌接点24のそれぞれに押圧させて、電気接続を確実に得る。なお、切り欠き23の底面は、例えば円錐形のように、その底面の中心に向けて傾斜を有する他の形状とすることもできる。また、ピン17は、その先端を切り欠き23に擦動させて中心に導かれるように、例えば先端部を半球状にするなど、切り欠き23の形状に合わせて他の形状とすることもできる。
As shown in FIG. 5A, the
このように、電気接続を得たソケット10に対するプラグ20の締結位置において、上記したようにプラグ本体21の先端部分は凹孔12の内面より寸法の小さい外形を有しており、その周囲に凹孔12に対する間隙を有する。ここで、かかる締結位置は、ピン17と切り欠き23との位置関係、及び、ベアリング球14及び係止部25の位置関係によって正確に定められている。
Thus, at the fastening position of the
プラグ20をソケット10から分離させる場合、図6(a)に示すように、プラグ本体21を側方に傾ける。特に、図6(b)を併せて参照すると、凹孔12の底面16に、先端面22の一方の側端の角C2を当接させ、角C2を支点としてプラグ本体21を回動させる。このとき、回転自在なベアリング球14により、かかる回動を容易とする。また、切り欠き23の形状により、ピン17を引っ掛けないようにプラグ本体21を滑らかに回動させ得る。
When the
かかる回動の角度αが小さいと、ベアリング球14はプラグ本体21の側面を左右から押圧し、プラグ本体21を締結位置に戻そうとする。ここで、ベアリング球14はプラグ本体21の端面を凹孔12の内部に向けて押圧し、プラグ本体21と凹孔12との間隙を保つ。これにより、プラグ本体21を凹孔12の開口部の角C4に当接させるまでの距離が確保される。つまり、角度αを大きくすることができて、支点となった角C2とは反対側の角C3を底面16から大きく離間させることができる。これにより、角C3はベアリング球14を越えて移動しプラグ20の締結を解除させ、ソケット10からプラグ20を分離させることができる。
When the rotation angle α is small, the bearing
また、溝26の深さなどによってプラグ本体21とベアリング球14との位置関係を調整したり、ベアリング球14を付勢する強さを調整したりすることで、上記したような締結の解除の容易さを調整することもできる。
In addition, by adjusting the positional relationship between the plug
コネクタ1においては、ベアリング球14をプラグ20に向けて付勢することによってプラグ20をソケット10へ確実に締結させて、小型でありながら安定した電気接続を与え得る。よって、コネクタ1は、大電流を必要とする精密電子機器での使用に適している。また、回転自在なベアリング球14によりプラグ20の上記したような回動を容易にさせて、不意にコードを引っ張ってしまったようなときに、軽量小型の精密電子機器であってもその締結を直ちに解除させることができる。
In the
特に、図7に示すように、モバイルコンピュータなどの薄型の電子機器40を例えばテーブル50の上に置いたときに、その側面に凹孔12を横長となるようにコネクタ1を配置すると、コード31はテーブル50の上面に沿って配置される。このとき、テーブル50の下方で足を引っ掛けるなどして不意にコード31が引っ張られると、コード31はテーブル50の上面に沿った方向のいずれか(矢印Aの範囲)に向きやすい。コード31はかかる方向の引っ張り力をプラグ20に付与する。すなわち、プラグ20は側方に傾けられるように上記した回動を生じ易く、締結を容易に解除させることができる。つまり、不意にコード31が引っ張られたときにプラグ20をソケット10から分離させやすい。
In particular, as shown in FIG. 7, when a thin
なお、ベアリング球14を収容するバレル13をシグナルピンとして使用することもできる。すなわち、ベアリング球14と係止部25との導通を得られるようにして、締結位置を得ていることを電気信号によって確認したり、特定の符号を示す電気信号を授受させてソケット10に対してプラグ20が適合する製品であるかを確認したり、プラグ20がコピー品でないかを判定したりすることができる。また、ベアリング球14と溝26やプラグ本体21の側面との導通を得られるようにして、プラグ20がソケット10に挿入される途中の位置にあることを、雄接点18及び雌接点24の電気接続を得る前に、検知させることもできる。
In addition, the
また、複数の雄接点18については、プラグ20をソケット10に挿入させる際に、DC電圧の入力される雌接点24より、GND電位に接続される雌接点24との電気接続を先に得るようにすることが好ましい。同様に、締結位置からプラグ20をどちらに傾けても、DC電圧の入力される雌接点24との電気接続が切断されるまで、GND電位の雌接点24との電気接続を保つようにすることが好ましい。すなわち、DC電圧の入力される雌接点24による短絡を防止するのである。これらは、例えば、複数の雄接点18のうち、GND電位の雌接点24に接続される雄接点18について、図示しないバネによる可動距離を長くすることで可能となる。
For the plurality of
上記したピン及び切り欠きの他の例として、図8にソケット10に備えられるピン60及びプラグ20に備えられる切り欠き65を示す。図8(a)に示すように、ピン60は、略円錐台形の本体部61と略半球状の先端部63とこれらの間に切削された溝部62とを備えている。また、図8(b)に示すように、切り欠き65は円錐面66とその中央の中心孔67とを備え、中心孔67の開口端に沿ってこれを1周する周回溝68を備える。周回溝68にはCリング70が挿入され、径の拡大縮小を可能としつつその内径側を中心孔67内へ露出させている。これらにより、図8(c)に示すように、ソケット10にプラグ20を挿入し、底面16に先端面22を当接させようとすると、ピン60は切り欠き65に挿入される。このとき、先端部63は円錐面66に擦動されながら中心孔67に導かれ、Cリング70に挿入される。Cリング70が溝部62に係合されると、底面16及び先端面22を互いに当接させて、上記した締結位置を得る。これによっても、プラグ20の進入経路及び締結位置が正確に定められる。また、Cリング70と溝部62との係合により、操作者はクリック感を得られ、これにより締結位置を得たことを確認し得る。
As another example of the pin and the notch described above, FIG. 8 shows a
他の実施例として、図9に示すように、ソケット10の底面16に磁石19を配置することもできる。このとき、プラグ20の本体部21の先端部分(先端面22)を軟磁性体とする。すると、上記した締結位置において磁石19がプラグ20の先端面22を吸引して雄接点18の雌接点24への押圧を補助するとともに、プラグ20のソケット10への締結をより強固にし得る。特に、磁石19による吸引力は、先端面22との距離の2乗に反比例するので、プラグ本体21の上記した回動する角度α(図6参照)の小さいときにはプラグ本体21を締結位置に戻す力を強くして確実な締結を得るとともに、角度αを大きくするとかかる力を弱くして容易に締結を解除させる。つまり、締結の強さと、締結の解除の容易さを併せ持つのである。また、磁石19の磁力やその配置によって、プラグ20の吸引力を調整して、締結の強さや解除の容易さを簡便に調整できる。なお、電源に接続される接点の短絡を防ぐため、磁石はプラグ20には備えられず、ソケットに備えられることが好ましい。
As another embodiment, as shown in FIG. 9, a
なお、上記した実施例においては、ベアリング球14をソケット10に配置したが、プラグに配置することもできる。すなわち、ベアリング球をプラグ側に配置させるとともにソケットの凹孔の内面に向けて付勢させ、係止部をソケットに設けるのである。この場合においても同様に、小型でありながら安定した電気接続を与え得るとともに、不意にコードを引っ張ってしまったようなときにその締結を直ちに解除させることができる。
In the above-described embodiment, the bearing
以上、本発明による実施例及びこれに基づく変形例を説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の主旨又は添付した特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な代替実施例及び改変例を見出すことができるであろう。 As mentioned above, although the Example by this invention and the modification based on this were demonstrated, this invention is not necessarily limited to this, A person skilled in the art will deviate from the main point of this invention, or the attached claim. Various alternative embodiments and modifications could be found without doing so.
1 コネクタ
10 ソケット
11 ソケット本体
12 凹孔
14 ベアリング球
16 底面
17、60 ピン
20 プラグ
21 プラグ本体
22 先端面
23、65 切り欠き
31 コード
1
Claims (4)
前記直方箱体の先端面に設けられたプラグ接点を前記横長凹孔の前記底面に設けられたソケット接点に当接させ押圧せしめ前記ソケット部に前記プラグ部を係止させた状態で、
前記長軸端部側面のうちの一方に近接した前記底面を支点に前記直方箱体を回転させ前記ソケット部と前記プラグ部との締結を解除可能となるように、前記長軸端部側面と前記プラグ部との間に間隙を設け前記間隙に回転自在のボールベアリングを収容しコイルバネにより前記ソケット部若しくは前記プラグ部に向けて付勢されていることを特徴とするソケット・プラグ機構。 A socket for supplying power by fitting and fastening a plug portion made of a rectangular box connected to a cord of a power supply tool to a socket portion made of a laterally long concave hole having a short shaft end portion side surface and a long shaft end portion side surface and a bottom surface. A plug mechanism,
In a state where the plug contact provided on the front end surface of the rectangular box body is brought into contact with and pressed against the socket contact provided on the bottom surface of the horizontally elongated concave hole, and the plug portion is locked to the socket portion,
The long-axis end portion side surface is configured such that the rectangular box body can be rotated with the bottom surface close to one of the long-axis end portion side surfaces as a fulcrum to release the fastening between the socket portion and the plug portion. A socket / plug mechanism characterized in that a gap is provided between the plug part and a rotatable ball bearing is accommodated in the gap and is biased toward the socket part or the plug part by a coil spring.
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