JP2019503834A - 機械磁気コネクタ構造 - Google Patents

Abstract

第１の要素と第２の要素とを解放可能に連結する機械磁気コネクタ構造（２００）であって、第１の要素に装着される第１のモジュール（２１０）と、第２の要素に装着される第２のモジュール（２３０）とを含み、第２のモジュールは第１のモジュールを収容するように適合される。第１及び第２のモジュールはそれぞれ、磁石（２１５、２３５）、又は磁石と磁気特性を有する鉄含有材料のいずれかを含み、一方は第１のモジュールのプラグ状部で、他方は第２のモジュールの穴内の後内壁面で露出する。２つの磁石又は磁石と鉄含有材料とは、プラグ状部が第２のモジュールの穴に磁気的に吸引されると、最大磁気吸引により相互に近接して対向する。第２のモジュールの内壁部と、それに接触する第１のモジュールの外面との間で生じる摩擦により、第２のモジュール内の第１のモジュールの固定が簡易化される。

Description

例示的実施形態は、概して機械磁気コネクタ構造に関し、特に、第１の要素と第２の要素を解放可能に連結するコネクタ構造に関する。

図１は、従来技術の機械磁気コネクタ構造の斜視図である。図２は、図１のコネクタ構造の別の斜視図である。図３は、図１のコネクタ構造の断面図である。図４は、図１のコネクタ構造の平面図である。図１〜４は従来の機械磁気コネクタ構造１を示す。構造１は、第１の要素に堅固に連結される又は第１の要素に回転可能に配置されるモジュールＡ（５１）と、第２の要素と堅固に連結される又は第２の要素に回転可能に配置されるモジュールＢ（５２）と、を含む。モジュールＡ５１はモジュールＢ５２内を回転可能に誘導される。モジュールＡ５１には少なくとも１つの磁石（４ａ／ｂを参照）が配置され、モジュールＢ５２には少なくとも１つのアーマチュア又は第２の磁石（８ａ／ｂを参照）が配置される。

磁石４ａ／ｂ、８ａ／ｂの形状、位置、及び極性は、モジュールＡ５１をモジュールＢ５２に対して回転させたとき、磁石４ａ／ｂ、８ａ／ｂが、磁気吸引が最大である閉鎖位置から磁気吸引が弱まった開放位置まで移動することができるように設計される。また、モジュールＡ５１及びモジュールＢ５２では２つの係合部５／５’及び９ａ／９ａ’間にポジティブロックが設けられる。すなわち、モジュールが磁力によって相互に引き寄せられると、２つの係合部５／５’と９ａ／９ａ’は動作可能に連結及び係止される。

モジュールＢ５２のバネロック要素９に配置される係合部９ａ／９ａ’／９ａ’’は螺旋状であり、モジュールＡ５１の対応する係合部５／５’も同様に螺旋状である。モジュールＡ５１及びモジュールＢ５２は、螺旋状係合部同士が磁気吸引により確実に嵌合するように回転せずに閉鎖する。モジュールＡ及びモジュールＢは、モジュールを回転させて閉鎖位置から開放位置へ磁石４ａ／ｂ、８ａ／ｂを回転させるとき、螺旋状係合部同士が係合から外れるように開放させることができる。

例示的実施形態は、第１の要素と第２の要素とを解放可能に連結する機械磁気コネクタ構造に関する。コネクタ構造は第１の要素に装着される第１のモジュールと、第２の要素に装着される第２のモジュールとを含み、第２のモジュールは第１のモジュールを収容するように適合される。第１のモジュールは第１の磁石を含み、第２のモジュールは第２の磁石を含む。第１の磁石は第１のモジュールのプラグ状部で露出し、プラグ状部は外面を有する。第２の磁石は、第２のモジュールの穴の後内壁面に露出される。プラグ状部が第２のモジュールの穴に磁気的に吸引されると、第１及び第２の磁石が近接して対向する。第２のモジュールの内壁部とそれに接する第１のモジュールの外面との間で生じる摩擦により、第２のモジュール内に第１のモジュールが固定される。

別の例示的実施形態は、第１の要素と第２の要素とを解放可能に連結する機械磁気コネクタ構造に関する。コネクタ構造は、第１の要素に装着されるドングルと、ドングルを収容するために第２の要素に装着されるレシーバアセンブリと、ドングルを係止又は解除するためにレシーバアセンブリに装着される回転ノブアセンブリと、を含む。

別の例示的実施形態は、第１の要素と第２の要素とを解放可能に連結する機械磁気コネクタ構造に関する。コネクタ構造は第１の要素に装着される第１のモジュールを含み、第１のモジュールは前面に磁気特性を有する第１の磁石又は第１の鉄含有材料を含み、第２のモジュールは穴に磁気特性を有する第２の磁石又は第２の鉄含有材料を含む。第１のモジュールが第２のモジュールの穴に磁気的に吸引されると、第１の磁石又は鉄含有材料と第２の磁石又は鉄含有材料とは相互に近接して対向する。第１の磁石又は鉄含有材料と第２の磁石又は鉄含有材料とはそれぞれ、５ポンド未満の引張力を呈する。

例示的実施形態は、以下の詳細な説明と、類似の要素に類似の参照符号を付す添付図面とから、より完全に理解される。図面は単に例示として示しており、本明細書の例示的実施形態を限定するものではない。

図１は、従来技術の機械磁気コネクタ構造の斜視図である。

図２は、図１の従来技術のコネクタ構造の別の斜視図である。

図３は、図１のコネクタ構造の断面図である。

図４は、図１のコネクタ構造の平面図である。

図５は、例示的実施形態による機械磁気コネクタ構造の斜視図である。

図６は、第１の要素に装着される第１の磁石を備えた第１のモジュールを示す、図５の構造の側面図である。

図７は、第２の要素に装着される第２の磁石を備えた第２のモジュールを示す、図５の構造の一部の上面図である。

図８は、第１の要素と第２の要素とを解放可能に連結する第１及び第２のモジュールの連結関係をさらに示す、図５のコネクタ構造の断面図である。

図９は、別の例示的実施形態による機械磁気コネクタ構造の斜視図である。

図１０は、ドングルがレシーバアセンブリの穴と同心である開放構造における図９の構造の前面図である。

図１１は、ドングルがレシーバアセンブリの穴に対して偏心である閉鎖構造における図９の構造の前面図である。

図１２は、回転ノブアセンブリの追加の細部を示すためにドングルを取り除いた図９に示す構造の斜視図である。

図１３は、第１及び第２の要素を解放可能に連結するドングルとレシーバアセンブリとの連結関係をさらに示す、図９のコネクタ構造の断面図である。

図１４は、ドングルとレシーバアセンブリ境界面のより詳細な連結関係を示す、図１３の点線ボックス部分の拡大図である。

図１５は、別の例示的実施形態による機械磁気コネクタ構造の斜視図である。

図１６は、回転ノブアセンブリの追加の細部を示すためにドングルを取り除いた、図１５に示す構造の斜視図である。

図１７は、より詳細な連結関係を示す、ドングルとレシーバアセンブリ境界面の拡大図である。

図１８は、ドングルがコネクタ構造から分離している、別の例示的実施形態による機械磁気コネクタ構造の斜視図である。

図１９は、ドングルが係合し固定されている、図１８の機械磁気コネクタ構造の斜視図である。

図２０は、図１８の機械磁気コネクタ構造の展開図である。

図２１は、様々な部品を取り除き、ドングルとレシーバアセンブリとの連結関係を示す斜視図である。

図２２は、各種構成コンポーネントをより詳細に示す、図１８に示す構造の断面図である。

図２３は、各種部品を取り除き、回転ノブアセンブリとレシーバアセンブリの環状部との連結関係をより詳細に示す斜視図である。

図２４は、回転ノブアセンブリの内側リングとレシーバアセンブリの環状部との連結関係をより詳細に示す、図１８に示す構造の断面図である。

以下の例示的実施形態は、第１の要素と第２の要素とを解放可能に連結する機械磁気コネクタ構造について記載する。図５は、一例示的実施形態による機械磁気コネクタ構造の斜視図である。図６は、図５の構造の側面図であり、第１の要素に装着される第１の磁石を備えた第１のモジュールを示す。図７は、図５の構造の一部の上面図であり、第２の要素に装着される第２の磁石を備えた第２のモジュールを示す。図８は、図５のコネクタ構造の断面図であり、第１の要素と第２の要素とを解放可能に連結する第１及び第２のモジュール間の連結関係を示す。図５〜８は概して、第１の要素１２０と第２の要素１４０とを解放可能に連結する機械磁気コネクタ構造１００を示す。コネクタ構造１００は、第１の要素１２０に装着される第１のモジュール（ドングル１１０）と、第２の要素１４０に装着される第２のモジュール（レシーバアセンブリ１３０）と、を含むことができる。レシーバアセンブリ１３０は、ドングル１１０のプラグ状部を収容するように適合される。ドングル１１０は、ドングル１１０を第１の要素１２０に装着するために保持リング１１４を捕捉する孔１１３を含むことができる。

１例では、ドングル１１０とレシーバアセンブリ１３０を構成する１以上のコンポーネントとはそれぞれ、射出成形工程によって、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）又は熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）などの耐衝撃プラスチックで形成することができる。熱可塑性ゴムとして称されることもあるＴＰＥは、コポリマーの１種、又は熱可塑性とエラストマー特性の両方を有する材料から成るポリマー（通常はプラスチックとゴム）の物理的混合物である。大部分のエラストマーは熱硬化性物質であるが、熱可塑性物質はたとえば射出成形によって製造する際に比較的使用し易い。ＴＰＥは、ゴム材料とプラスチック材料の両方の典型的な利点を呈する。

ＡＢＳは、容易に機械加工できる頑丈で低コストの剛体熱可塑性材料であり、旋盤加工、穿孔、切削、鋸引き、型抜き、剪断などに所望の材料である。純粋ＡＢＳは、ＡＢＳの粉砕再生プラスチック又は別の軽量の耐久性のあるプラスチック材料と混合させることができる。ＡＢＳは単に例示の材料であり、等価の材料は各種熱可塑性及び熱硬化性材料、たとえば、タルク充填ポリプロピレン、ＧＥ Ｌｅｘａｎ（登録商標）などの高強度ポリカーボネート、又は混和プラスチックを含むことができる。

プラスチック射出型枠を形成する既知の射出成形装置は多数存在し、真空形成などのその他のプラスチック成形工程も使用することができる。もしくは、ドングル１１０及びレシーバアセンブリ１３０を構成する１以上のコンポーネントはそれぞれ、砂型鋳造、ダイ鋳造、又は焼き流し鋳造などの金属鋳造工程を用いて形成することができる。

図５〜８の例では、第１の要素１２０はゴルフ付属品として具体化することができ、第２の要素１４０はゴルフバッグに装着されるクリップとして具体化することができる。しかしながら、例示的実施形態はそのように限定されず、第１の要素１２０は電子装置とすることができ、第２の要素１４０は電子装置を連結する任意の面状構造として具体化することができる。別の例では、第２の要素１４０は壁面又は平面に付着する粘着テープ付きの平面として具体化することができる、及び／又は穴を設けて壁などにネジで固定することができる。

さらに、第２の要素１４０は、様々な形状、たとえば、壁面又は水平面に取り付けたり、ゴルフバッグ又はキャンバス地のカバーや防水カバーのような軟性の商品材料上のリベットとして具体化される平坦片の形状をとったりすることができる。第２の要素１４０は、人が望むものを携帯し、望むときに使用することができるベルトクリップの形状をとることができる。その例として、キーリング上のキー又はバーテンダー用の栓抜きが挙げられる。さらに、第２の要素１４０は、ツールに簡易にアクセスできるように、作業車両の外部に装着する又は別の方法で設けることができる。

図示するように、ドングル１１０は、第１の磁石１１５を含み、レシーバアセンブリ１３０内の穴１３１は第２の磁石１３５を含む。もしくは、第１及び第２の磁石１１５、１３５のいずれかは、磁気特性を有する含鉄金属と置き換えることができる。第１の磁石１１５はドングル１１０のプラグ状部で露出し、プラグ状部１１１は外面１１２を有する。第２の磁石１３５は、レシーバアセンブリ１３０の穴１３１内の後内壁面で露出される、及び／又は後内壁面を形成する。

第１の要素１２０と第２の要素１４０とを連結するため、ドングル１１０のプラグ状部１１１がレシーバアセンブリ１３０の穴１３１内に挿入されると、第１及び第２の磁石１１５、１３５は最大磁気吸引によって相互に接触せず、近接して対向する。具体的には、第１の磁石１１５は、ユーザが挿入動作を始動する必要なしに第２の磁石１３５に捕捉される又は引き付けられる。この磁気吸引の原理を使用して、呼び鈴（鉄製ロッドがコイルに吸引されてチャイムを打つ）からピンボールマシン（電流がコイルを流れて、フリッパーに装着されるロッドを吸引する）、自動車のスタータスイッチまで様々な装置が作製される。

レシーバアセンブリ１３０の穴１３１の内壁部１３２とドングル１１０のプラグ状部１１１の外面１１２との間で生じる摩擦により、ドングル１１０のレシーバアセンブリ１３０への固定、ひいては第１の要素１２０の第２の要素１４０への固定が簡易化される。この摩擦は、水平面においてレシーバアセンブリ１３０の穴１３１に対してドングル１１０を配向することで、レシーバアセンブリ１３０内のドングル１１０の固定を簡易化する役割を果たし、レシーバアセンブリ１３０の穴１３１も、また水平面に配向される。

次に図８を参照すると、レシーバアセンブリ１３０の穴１３１内の２つの磁石１１５、１３５の面間の間隙１３３又は幅は、磁気吸引の引張力を変動させるように調節可能である。１例では、２つの磁石１１５、１３５の面間の間隙１３３の幅は約１〜３ミリメートルとすることができる。この例示の範囲はコネクタ構造１００の場合には唯一可能な構成であるが、２つの磁石１１５、１３５の対向面間の所望の引張力に基づき、１ｍｍ未満又は３ｍｍ超の距離も予測可能である。例示的実施形態では、２つの磁石１１５、１３５（又は磁石１１５／１３５の一方と磁気特性を有する含鉄金属）が実際には相互に接触しないように記載されているが、機械磁気コネクタ構造１００は、後述するように、２つの磁石１１５、１３５を分離する又は磁石１１５／１３５の一方を磁気特性を有する含鉄金属材料片から分離するのに必要な引張力下で、２つの磁石１１５、１３５をレシーバアセンブリ１３０の穴１３１内で実際に接触させることができる。

対向磁石１１５、１３５間の磁気吸引の引張力を上回ることによってレシーバアセンブリ１３０の穴１３１からドングル１１０を取り外すためには、穴１３１から直接引き出せるように、ドングル１１０とレシーバアセンブリ１３０の穴１３１とが完全に同心でなければならない。また、ドングル１１０の外面１１２とレシーバアセンブリ１３０の穴１３１の内壁部１３２との間の摩擦により、ユーザがレシーバアセンブリ１３０の穴１３１から取り外そうとして、偏位した、斜めの、又は間接的な引張力をドングル１１０に加えることが防止される。

磁石は、磁場を有する任意の物体である。鉄、鋼、ニッケル、コバルトの片のような鉄含有物体を引き寄せる。初期の時代、ギリシャ人は、天然に発生する「天然磁石」が鉄片を引きつけるのを観察した。今日、磁石は、用途に応じて様々な形状とサイズで人工的に作製される。

引張力は、表面に対して垂直な力を用いて平鋼板から磁石を引き離すのに必要な力である。この引張力は磁石の保持力の範囲内である。磁石の表面の磁場密度を測定するのにガウスメータが使用される。これは表面磁場と称され、ガウス（又はテスラ）単位で測定される。平鋼板と接触する磁石の保持力（引張力）を試験するには引張力テスターが使用される。引張力はポンド（又はキログラム）単位で測定される。

通常、磁石は、数個の異なる構成で試験することができる。第１の試験では、単独の磁石と厚い接地平鋼板との間で生成されるポンド（又はキログラム）単位の最大引張力を測定する。第２の試験では、２つの厚い接地平鋼板間に挟まれる単独の磁石で生成される最大引張力を測定する。本明細書の例示的実施形態に関連する第３の試験では、同種の別の磁石に引き付けられる磁石上で生成される最大引張力を測定する。

算出される引張力値は通常、各磁石の５つのサンプルの平均値から判定される。デジタルフォースゲージは、磁石上の張力を記録する。磁石がプレートの一方から分離するまでプレート同士を引き離す。ピーク値は「引張力」として記録される。

ネオジム鉄ボロン（Ｎｅｏ、ＮＩＢ、又は超磁石とも称されるＮｄＦｅＢ）は、現在生産される中で最も頑丈な市販の磁石材料である。ネオジム磁石は、ディスク、リング、及びブロック、又はカスタムオーダーメイドのネオジム磁石を含め、多くの様々な形状及びサイズで作製される。通常、ネオジム磁石は耐腐食性が低いため、適切な前処理工程が施されない場合、内部から腐食する可能性がある。よって、多層ニッケル−銅−ニッケルメッキが施される場合が多い。磁石１１５及び１３５はＮｄＦｅＢディスク磁石によって具体化することができ、たとえば、テキサス州プレイノのＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＧＮＥＴ（商標）として市販されている、２．１〜４．９ポンドの引張力の０．２５’’径×０．１２５’’厚のネオジム磁石Ｇｒａｄｅ Ｎ４２を含むがそれに限定されない。

希土類磁石としても知られるサマリウムコバルト（ＳｍＣｏ）磁石は通常、高温又は有害な環境において性能及びサイズを比較する際に最適値をもたらすと考えられる。ＳｍＣｏ磁石はコストが高いが、磁気が非常に強く、通常であればサイズを低減できる。ＳｍＣｏ希土類磁石は実質上耐腐食性であり、普通は表面処理を必要としない。これらの磁石は、最高華氏５００度（摂氏２６０度）の温度で作用することができ、高熱用途の場合、これらの希土類磁石が理想的である。磁石１１５及び１３５は、１．６ポンド以上の引張力を有し、ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＧＮＥＴとして市販されている０．２５’’径×０．１２５’’厚のサマリウムコバルトＳｍ２Ｃｏｌ７ディスク磁石を含むが、それに限定されない希土類ディスク磁石として具体化することができる。

アルニコ磁石は主に、合金の磁気的及び機械的特性を調整するように、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、アルミニウム、及び銅（Ｃｕ）やチタン（Ｔｉ）などの他の微量の元素から成る。１９３０年代に導入されたアルニコ磁石は、優れた温度安定性、高い残留磁気、比較的高いエネルギー、及び高い耐腐食性を発揮する。これらの磁石は、モータ、センサ、セパレータ、拡声器、電子点火システム、発電機、自動販売機、手工具、磁気リードスイッチ、ボルトアンペア計、医療機器、及びその他の磁気用途に広く使用されている。磁石１１５及び１３５は、約２．０〜４．９ポンドの引張力を呈するアルニコ磁石によって具体化することもできる。

したがって、一例示的構成では、コネクタ構造１００は、５ポンド未満の引張力を発揮する第１及び第２の磁石１１５、１３５を有して構成することができる。別の例示的構成では、コネクタ構造１００は、約１．６〜４．９ポンドの範囲の引張力を発揮する第１及び第２の磁石１１５、１３５を有して構成することができる。さらに別の例示的構成では、コネクタ構造１００は、約２．０〜３．０ポンドの範囲の引張力を発揮する第１及び第２の磁石１１５、１３５を有して構成することができる。

図９〜１４は、別の例示的実施形態による機械磁気コネクタ構造に関する。これらの図面に示す機械磁気コネクタ構造２００は図５〜８に示す実施形態と幾分類似しており、同様の材料で製造及び／又は構築することができる。したがって、簡潔化のため、差異のみを以下に記載する。

図９〜１１は、第１の要素（図示せず）と第２の要素２４０とを解放可能に連結するコネクタ構造２００を示す。第１の実施形態と同様、第１の要素は、任意の種類の用途のために別の物品に連結される、又は任意の目的又は機能のために任意の水平面に装着可能である任意の種類又はタイプの物品で具体化することができる。本明細書で使用された上述の例は、ゴルフ付属品又は電子装置、別の物品などである。第２の要素２４０も、任意の種類の用途のために別の物品に連結される、又は任意の目的又は機能のために任意の水平面に装着可能である任意の種類又はタイプの物品で具体化することができる。本明細書で使用された上述の例は、ゴルフバッグに装着可能なクリップ、又は電子装置に連結される任意の面状構造、別の物品などである。

コネクタ構造２００では、第１の要素に装着可能なドングル２１０と、ドングル２１０を収容するために第２の要素２４０に装着可能なレシーバアセンブリ（全体を要素２３０として示す）と、ドングル２１０を係止又は解除するためにレシーバアセンブリ２３０に装着される回転ノブアセンブリ（全体を要素２５０として示す）と、が示される。ドングル２１０は外側湾曲面２１１を有し、露出した第１の磁石２１５（図示しないが、ドングル２１０の前面２１２に露出する）を含む。レシーバアセンブリ２３０は、第２の磁石２３５（図９〜１１には示さず）を有する穴２３１を含み、後内壁面２２を形成する。レシーバアセンブリ２３０の一部の表面は、ユーザに対して開放位置か閉鎖位置かを示す１以上の視覚指標（リブ２５４として示される）を含む。

動作時、ドングル２１０がレシーバアセンブリ２３０の穴に挿入されると、第１及び第２の磁石２１５、２３５は相互に近接して対向する。先の実施形態と異なり、コネクタ構造２００は動的係止機構を含む。アイテム（すなわち、第１の要素）が十分に重い場合、レシーバアセンブリ２３０内に挿入されるドングル２１０の部分が意図的に傾斜され、以下より詳細に説明する内部動的係止機構と係合する。軽量の第１の要素がドングル２１０に装着される場合、動的係止機構は係合しない。軽量な物体であっても、突進運動を起こしてドングル２１０での引張重量を増加させ動的係止と係合するには十分な重量である可能性もある。なお、第１及び第２の磁石２１５、２３５の対向面は、レシーバアセンブリ２３０の穴２３１内で相互に接触しない。

図１４に最も良く示すように、コネクタ構造２００の動的係止機構は、ドングル２１０の湾曲面２１１と環状部２３８の内壁面２３９との係合によって提供される。表面２１１は湾曲していて直線的ではないため、環状部２３８を通じてレシーバアセンブリ２３０の穴２３１に挿入されるドングル２１０の部分に弾力性又は屈曲性をもたらすロッカーとして機能する。この屈曲性を提供することによって、ドングル２１０の円形の隆起端部２１４は環状部２３８の後壁とレシーバ体２３３の前棚状壁２３２との間の外周路内で移動、揺動、及び／又は方向転換できるように構成されて、装着された第１の要素に加えられる重量又は引張力によりドングル２１０がレシーバアセンブリ２３０から不都合に飛び出すことを防止する。

コネクタ構造２００は開放位置と閉鎖位置を有する。回転ノブアセンブリ２５０の表面の視覚的指標２５４は、ドングル２１０がレシーバアセンブリ２３０に係止されているか、又は取り外せるように解除されているかをユーザが知るのを助ける。より具体的には、視覚的指標２５４がコネクタ構造２００の上位置又は天位置に配向されると、すなわち、回転ノブアセンブリ２５０の外側リング２５１が第１の位置から第２の位置まで時計回りに回転されると、ドングル２１０はレシーバアセンブリ２３０の穴２３１と完全に同心となり、取り外すために直接真っ直ぐ引き出すことができる。これを図１０に示す。逆に、外側リング２５１が第１の位置から第２の位置まで反時計回りに回転されると、ドングル２１０はレシーバアセンブリ２３０の穴２３１と完全に同心ではなくなるため、壁部２３６によってドングル２１０がレシーバアセンブリの穴２３１から外れるのを防止する。このように、こうした状況では、視覚的指標２５４は、コネクタ構造２００の下位置又は底位置に配向される。

第１の実施形態と同様、磁石２１５、２３５は、ＮｄＦｅＢ、アルニコ、及びＳｍＣｏなどの希土類金属から成ることができる。一例示的構成では、コネクタ構造２００は、５ポンド未満の引張力を発揮する第１及び第２の磁石２１５、２３５を設けて構成することができる。別の例示的構成では、コネクタ構造２００は、約１．６〜４．９ポンドの範囲の引張力を発揮する第１及び第２の磁石２１５、２３５を設けて構成することができる。さらに別の例示的構成では、コネクタ構造２００は、約２．０〜３．０ポンドの範囲の引張力を発揮する第１及び第２の磁石２１５、２３５を設けて構成することができる。

第１の実施形態と異なり、コネクタ構造２００は、ドングル２１０をレシーバアセンブリ２３０の穴２３１に固定する係止構造を有する。概して、回転ノブアセンブリ２５０は第１の位置から第２の位置まで反時計回り方向に回転可能であり、レシーバアセンブリ２３０からドングル２１０が外れることを防止する。また、回転ノブアセンブリ２５０は、第１の位置から第２の位置まで時計回り方向に回転可能であり、２つの磁石２１５、２３５間の引張力を超すユーザによってレシーバアセンブリ２３０からドングル２１０を取り外すことができる。ドングル２１０は、穴２３１内で完全に同心であり、回転ノブアセンブリ２５０が時計回り方向に回転したときにのみ、レシーバアセンブリ２３０の穴２３１から取り外し可能である。

図１２は、回転ノブアセンブリ２５０の追加の細部を示すためにドングル２１０を取り外した図９に示す構造２００の斜視図である。図１３は、第１の要素と第２の要素を解放可能に連結するドングル２１０とレシーバアセンブリ２３０との間の連結関係をさらに示す、図９のコネクタ構造２００の断面図である。図１４は、ドングル２１０とレシーバアセンブリ２３０との境界面のより詳細な連結関係を示す、図１３の点線ボックス部分の拡大図である。次に図１２〜１４を参照すると、レシーバアセンブリ２３０は、ドングル２１０を収容する穴２３１を有するレシーバ体２３３と、第２の要素２４０に装着するためのネジ山付き外面２３７とを含む。レシーバアセンブリ２３０は、レシーバ体２３３と一体的に形成される環状部２３８をさらに含む。回転ノブアセンブリ２５０は、触覚的な機能向上を提供するためにゴム材料で製作可能な外側リング２５１を含み、開放位置と閉鎖位置との間で回転させて、レシーバ体２３３の穴２３１内のドングル２１０を解放又は係止することができる。外側リング２５１は、ドングル２１０がレシーバアセンブリ２３０に係止されるか、又は取り外せるように解放されるかいずれであるかをユーザが判定するのを助ける視覚的指標２５４を含む。回転ノブアセンブリ２５０は、外側リング２５１と一体形成される内側リング２５２をさらに含む。内側リング２５２は、外側リング２５１をレシーバ体２３３に固定するように環状部２３８に連結される。

図１４に最も良く示すように、第１の磁石２１５はドングル２１０内に捕捉され、第２の磁石２３５はレシーバ体２３３の穴２３１に捕捉される。回転ノブアセンブリ２５０は、内側リング２５２に形成される戻り止め２６１と係合した後、レシーバアセンブリ２３０のレシーバ体２３３内に形成される、対応する傾斜部２６２に捕捉されてレシーバ体２３３に装着されることによって、回転ノブアセンブリ２５０の１８０度の回転を可能にしつつ、回転ノブアセンブリ２５０を固定レシーバアセンブリ２３０に固定する。

また、レシーバ体２３３の穴２３１内の２つの磁石２１５、２３５の面間の間隙２６３又は幅は、２つの磁石２１５、２３５間の磁気吸引に必要な引張力を変動させるように調節可能である。１例として、この間隙２３３の幅は約１〜３ミリメートルの範囲とすることができる。例示的実施形態はこの例示の間隙に限定されず、間隙の幅は１ｍｍ未満であっても３ｍｍ超であってもよい。

図１５〜１７は、別の例示的実施形態による機械磁気コネクタ構造に関する。これらの図面に記載される機械磁気コネクタ構造２００’は図５〜１４に示す実施形態に幾分類似しており、同様の材料で製造及び／又は構築することができる。本実施形態は図５〜１４に示し記載する先の構造と多くの点で類似するため、差異のみを以下詳細に説明する。

図１６に最も良く示すように、環状部２３８の内周面は、相互に間隔を置いて配置される複数の細長隆起要素２５５を含み又は備え、隣接する隆起要素２５５間に複数の溝２５７を画定する。ドングル２１０’は、ドングル２１０’の湾曲面２１１上で相互に１８０度離れて形成される一対の歯又は突起２１７も含む。これらの突起２１７は、環状部２３８の対応する溝２５７と係合して、ドングル２１０’がレシーバアセンブリ２３０内で自由に回転することを防止する。

外部対象（すなわち、第１の要素）に連結されるように適合される平坦な幾何学的形状のタブ状端部２１６を含むドングル２１０’は、たとえば汎用スマートフォンホルダの一部といった別の構造の一部であってもよい。先の実施形態のドングルと比較したドングル２１０’の主要な差異は、突起２１７を含む点である。先の実施形態のドングル１１０、２１０は、より大きな物に装着する又は一部として形成することもできるが、装着する対象の重量下で自由に旋回するように適合させることを意図しており、ドングル２１０’はそれができない。

図１８〜２４は、別の例示的実施形態による機械磁気コネクタ構造に関する。これらの図面に示す機械磁気コネクタ構造２００’’’は図５〜１７に示す実施形態に幾分類似しており、同様の材料で製造及び／又は構築することができる。本実施形態は図５〜１７に示し記載する先の構造と多くの点で類似するため、差異のみを以下詳細に説明する。

図１８〜２４を参照すると、この構造２００’はドングル２１０／２１０’構造のいずれかを含むことができる。本実施形態の唯一の差異は、回転ノブアセンブリ２５０’の構成が異なることである。融合して一体部材を形成することのできる内側及び外側リング２５１、２５２に加えて、外側リング２５１を覆うように透明なゴム引きオーバーモールド又はカバー２５８が設けられる。１例では、オーバーモールド２５８は、音波溶接によって外側リング２５１に融合させることができる。オーバーモールド２５８は、ドングル２１０／２１０’の一方を固定／取外しできるようにコネクタ構造２００’’’を係止及び／又は解除するため、リング２５１／２５２を回転させるより丈夫な及び／又は柔軟な把持面を提供するという点で、ユーザにとって触覚的な機能向上となる。先の実施形態の別の変形では、指標２５４が異なって構成される。これは実質上、透明なゴム引きオーバーモールド２５８に設けられるギャップ又は「ウィンドウ」２５９である。回転ノブアセンブリ２５０’の上端で可視であるとき、回転ノブアセンブリは時計回りに回転しており、構造２００’’’はドングル２１０／２１０’を挿入するために解除されている。アセンブリ２５０’が反時計回りに１８０度回転すると、ウィンドウ２５９は見えなくなり、ドングル２１０／２１０’がレシーバアセンブリ２３０に係止され固定されていることを示す。

図２１及び２２を参照すると、コネクタ構造２００’’’は上述の動的係止機構をさらに含むことによって、ドングル２１０’の湾曲面２１１が環状部２３８の内壁面２３９に係合して、環状部２３８を通じてレシーバアセンブリ２３０に挿入されるドングル２１０の部分に弾力性又は屈曲性をもたらすロッカーとして機能する。この屈曲性により、ドングル２１０’の円形の隆起端部２１４は環状部２３８の後壁とレシーバ体２３３の前棚状壁２３２との間の外周路２７１内にいくらかの自由な遊びを有して移動することができる。このような配置は、第１の要素またはそこに装着される外部対象に加えられる重量又は引張力により、ドングル２１０’がレシーバアセンブリ２３０から不用意に飛び出すのを防止する。

先の実施形態で同様に記載したように、環状部２３８の内周面は、相互に間隔を置いて配置された細長隆起要素２５５を含み、その要素は、ドングル２１０’がレシーバアセンブリ２３０の環状部２３８内に挿入されるとき、突起２１７に係合する溝２５７をその間に画定することで、ドングル２１０’が中で自由に回転するのを防止する。また、外部対象と連結するように適合された平坦な幾何学的形状タブ状端部２１６を有するドングル２１０’は、上述したように汎用スマートフォンホルダの一部を形成することができる。

別の変形は内側リング２５２の構造である。リング２５２は１８０度離れた一対の切頭部２５３を含み、各切頭部は環状縁部２７３上で屈曲する円形傾斜壁２５９を備えて、固定レシーバアセンブリ２３０に対する自由な回転を可能にしつつ、回転ノブアセンブリ２５０’とレシーバアセンブリ２３０とをスナップ嵌めする。実質上、これにより、内側リング２５２上の停止要素が設けられ、この停止要素が環状部２３８と衝突して、触知可能なクリック音を生成する。よって、この概念は図１４に示される概念とは異なり、回転ノブアセンブリ２５０の１８０度の回転移動を可能にしつつ、回転ノブアセンブリ２５０をレシーバアセンブリ２３０に固定するため、内側リング２５２に形成される戻り止め２６１が、レシーバ体２３３に形成される対応する傾斜部２６２に捕捉される。

上述した例示的実施形態は、多数の様々な用途を有することが明らかである。たとえば、例示的実施形態は、様々な装置、構造、及び物品（たとえば、第２の要素１４０、２４０）、たとえば限定はされないが、キッチン用品、レンチやドライバーなどの工具、ベルトのキー、リング、栓抜き、作業車両又は作業台の外部などへの連結に適用可能であるが、それらに限定されない。

本発明は、様々な実施形態、構成、及び側面において、様々な実施形態、下位組み合わせ、及び下位セットを含め、実質上本明細書に図示及び記載されるようなコンポーネント、方法、工程、システム、及び／又は装置を含む。当業者であれば、本開示を理解したのち、本発明を作製し使用する方法を理解するであろう。本発明は、様々な実施形態、構成、及び側面において、たとえば、性能の向上、簡易さの実現、及び／又は実施コストの低減のため、従来の装置又は工程で使用されてきたアイテムを使用しないことを含め、本明細書もしくは様々な各種実施形態、構成、又は側面に図示及び／又は記載されていないアイテムを使用せずに装置及び工程を提供することを含む。

Claims (18)

1. 第１の要素（１２０）と第２の要素（１４０）とを解放可能に連結する機械磁気コネクタ構造（１００）であって、
   前記コネクタ構造（１００）が、
   前記第１の要素（１２０）に装着される第１のモジュール（１１０）であって、円滑な外面（１１２）及び開口内で露出する第１の磁石（１１５）を有する中空プラグ状部として具体化される第１のモジュール（１１０）と、
   前記第２の要素（１４０）に装着される第２のモジュール（１３０）であって、長軸に沿って前記プラグ状部を収容するように構成される内側円筒穴（１３１）を有し、前記穴（１３１）が円滑な側壁部（１３２）を有し、前記穴（１３１）内に設けられる第２の磁石（１３５）をさらに含む第２のモジュール（１３０）と、
   を備え、
   前記プラグ状部が前記第２のモジュール（１３０）の前記穴（１３１）に磁気的に吸引されて穴内で固定されると、前記第１及び第２の磁石（１１５、１３５）が最大磁気吸引により相互に近接して対向するように構成され、前記プラグ状部が前記穴（１３１）内で自由に回転可能であり、
   前記穴（１３１）が、前記第２のモジュール（１３０）に対して前記長軸に沿って前記第１のモジュール（１１０）が移動するのを防止する物理的な保持要素を側壁部（１３２）に含まないことで、前記磁石（１１５、１３５）間の磁気吸引及び前記側壁部（１３２）と外面（１１２）間の摩擦のみが、前記第１のモジュール（１１０）を前記第２のモジュール（１２０）内に固定する役割を果たす、機械磁気コネクタ構造。
2. 第１の要素（２２０）と第２の要素（２４０）とを解放可能に連結する機械磁気コネクタ構造（２００）であって、
   前記第１の要素（２２０）に装着される中空ドングル（２１０）であって、外面（２１１）と、前面（２１２）で露出する前記ドングル（２１０）内の第１の磁石（２１５）とをさらに含むドングル（２１０）と、
   前記第２の要素（２４０）に装着されるレシーバ体（２３３）から成り、前記ドングル（２１０）を収容する内側円筒穴（２３１）と前記穴（２３１）内に設けられる第２の磁石（２３５）とを有するレシーバアセンブリ（２３０）であって、前記ドングル（２１０）が前記穴（２３１）に挿入されると、前記第１の磁石（２１５）及び第２の磁石（２３５）が近接して対向するように構成されるレシーバアセンブリ（２３０）と、
   前記穴（２３１）内での前記ドングル（２１０）の係止のため又は取り外し時の前記ドングル（２１０）の解除のために前記レシーバアセンブリ（２３０）に装着される回転ノブアセンブリ（２５０）であって、
   前記穴（２３１）内の前記ドングル（２１０）の係止又は解除のために開放位置と閉鎖位置との間で回転可能である外側リング（２５１）と、
   前記外側リング（２５１）と一体的に形成され、前記外側リング（２５１）を前記レシーバ体（２３３）に固定する固定内側リング（２５２）と、
   をさらに含む回転ノブアセンブリ（２５０）と、
   を備え、
   前記外側リング（２５１）が前記閉鎖位置まで回転すると、前記ドングル（２１０）はもはや前記穴（２３１）と完全に同心ではなく、ユーザが前記穴（２３１）から取り外そうとして前記ドングル（２１０）に偏位した、斜めの、又は間接的な引張力を加えることを防止し、前記ドングル（２１０）が前記穴（２３１）と完全に同心となり、前記外側リング（２５１）が前記開放位置まで回転されて、ユーザが前記磁石（２１５、２３５）間の引張力を超えて前記ドングル（２１０）を前記穴（２３１）から直接真っ直ぐに取り外すことができるときのみ、前記ドングル（２１０）が前記レシーバ体（２３３）から取り外し可能である、機械磁気コネクタ構造。
3. 前記第１の磁石（１１５、１３５）及び第２の磁石（２１５、２３５）がそれぞれ、約１．６〜４．９ポンドの範囲の引張力を発揮する、請求項１又は２に記載のコネクタ構造（１００、２００）。
4. 前記第１の要素（１２０、２２０）が電子装置であり、前記第２の要素（１４０、２４０）が面状構造である、請求項１又は２に記載のコネクタ構造（１００、２００）。
5. 前記第１の要素（１２０、２２０）がゴルフ付属品であり、前記第２の要素（１４０、２４０）がゴルフバッグに装着するように適合されたクリップである、請求項１又は２に記載のコネクタ構造（１００、２００）。
6. 前記対応する穴（１３１、２３１）内の前記第１の磁石（１１５、２１５）と対向する第２の磁石（１３５、２３５）との両面間の間隙（１３３、２６３）又は幅が、磁気吸引の引張力を変動させるように調節可能である、請求項１又は２に記載のコネクタ構造（１００、２００）。
7. 前記第２のモジュール（１３０）又はレシーバアセンブリ（２３０）の前記対応する穴（１３１、２３１）内の前記第１の磁石（１１５、２１５）と対向する第２の磁石（１３５、２３５）との両面間に間隙（１３３、２６３）又は幅が存在し、前記間隙（１３３、２６３）又は幅が約１〜３ミリメートルの範囲である、請求項１又は２に記載のコネクタ構造（１００、２００）。
8. 前記２つの対向磁石（１１５、２１５及び１３５、２３５）の面が前記対応する穴（１３１、２３１）内で相互に接触する、請求項１又は２に記載のコネクタ構造（１００、２００）。
9. 前記ドングル（２１０）が荷重された第１の要素（２２０）に装着された状態で係止及び固定されたまま、前記レシーバアセンブリ（２３０）の前記穴（２３１）内での前記ドングル（２１０）の連接式移動を可能にする動的係止機構をさらに備える、請求項２に記載のコネクタ構造（２００）。
10. 前記第１の磁石（１１５、１３５）及び第２の磁石（２１５、２３５）の一方が磁気特性を有する鉄含有材料として具体化される、請求項１又は２に記載のコネクタ構造（１００、２００）。
11. 前記ドングル（２１０）が前記レシーバアセンブリ（２３０）から外れるのを防止するように、前記外側リング（２５１）が前記閉鎖位置まで反時計回り方向に回転可能である、請求項２のコネクタ構造（２００）。
12. 前記２つの磁石（２１５、２３５）間の引張力を圧倒するユーザによって前記ドングル（２１０）を前記レシーバアセンブリ（２３０）から取り外せるように、前記外側リング（２５１）が前記開放位置まで時計回り方向に回転可能である、請求項２のコネクタ構造（２００）。
13. 前記レシーバアセンブリ（２３０）が前記レシーバ体（２３３）と一体形成される環状部（２３８）をさらに含む、請求項２のコネクタ構造（２００）。
14. 前記回転ノブアセンブリ（２５０）を前記レシーバ体（２３３）に固定するように、前記内側リング（２５２）が前記環状部（２３８）に連結される、請求項１３のコネクタ構造。
15. 第１の要素（２２０）と第２の要素（２４０）とを解放可能に連結する機械磁気コネクタ構造（２００）であって、
    前記第１の要素（２２０）に装着され、前面（２１２）に露出される第１の磁石（２１５）を有する細長中空ドングル（２１０）と、
    前記第２の要素（２４０）に装着され、前記ドングル（２１０）を収容する内側円筒穴（２３１）を有するレシーバアセンブリ（２３０）であって、第２の磁石（２３５）が前記穴（２３１）に設けられ、前記ドングル（２１０）の一部が前記穴（２３１）に挿入されると、前記磁石（２１５、２３５）が相互に近接して対向するように構成されるレシーバアセンブリ（２３０）と、
    前記穴（２３１）内に前記ドングル（２１０）を係止する又は前記穴から前記ドングル（２１０）を解放する回転ノブアセンブリ（２５０）と、
    前記ドングル（２１０）が荷重された第１の要素（２２０）に装着された状態で係止及び固定されたままで、前記穴（２３１）内での前記ドングル（２１０）の連接式移動を可能にする動的係止機構と、
    を備え、
    前記ドングル（２１０）が、前記穴（２３１）に挿入されるように構成される円形隆起端部（２１４）を終端とする部分湾曲外面（２１１）をさらに含み、前記円形隆起端部（２１４）がコネクタ（２００）用の前記動的係止機構の一部として機能し、
    前記レシーバアセンブリ（２３０）が、前記回転ノブアセンブリ（２５０）を装着するために一体的に形成される環状部（２３８）を有するレシーバ体（２３３）をさらに含み、前記レシーバ体（２３３）が前記穴（２３１）と環状部（２３８）との間に設けられる前棚状壁（２３２）を有し、
    前記コネクタ（２００）が、前記前棚状壁（２３２）と環状部（２３８）との間に形成される外周路（２７１）をさらに備え、前記外周路（２７１）がコネクタ（２００）用の前記動的係止機構の一部として機能し、
    前記ドングル（２１０）が前記環状部（２３８）を通じて前記穴（２３１）に挿入されると、前記湾曲外面（２１１）が弾力性又は屈曲性を提供するロッカーとしての役目を果たすことで、前記円形の隆起端部（２１４）が前記外周路（２７１）内に保持されつつ、移動、揺動、又は方向転換するように構成されることによって、前記ドングル（２１０）が、装着された前記第１の要素（２２０）に加えられる重量又は引張力により前記レシーバアセンブリ（２３０）から不用意に飛び出すことを防止する、機械磁気コネクタ構造。
16. 前記回転ノブアセンブリ（２５０）が、
    前記穴（２３１）内の前記ドングル（２１０）の係止又は解除のために開放位置と閉鎖位置との間で回転可能である外側リング（２５１）と、
    前記外側リング（２５１）と一体的に形成され、前記レシーバ体（２３３）前記環状部（２３８）に装着される固定内側リング（２５２）と、
    をさらに含む、請求項１５に記載のコネクタ構造（２００）。
17. 前記外側リング（２５１）が前記閉鎖位置まで回転すると、前記ドングル（２１０）がもはや前記穴（２３１）と完全に同心ではなくなることで、前記穴（２３１）から取り外そうとして、偏位した、斜めの、又は間接的な引張力が加えられる間も前記穴（２３１）から前記ドングル（２１０）を取り外すことができない、請求項１６に記載のコネクタ構造（２００）。
18. 前記ドングル（２１０）が完全に前記穴（２３１）内で同心となり、前記外側リング（２５１）が前記開放位置まで回転されて、ユーザが前記磁石（２１５、２３５）間の引張力を超えて前記ドングル（２１０）を前記穴（２３１）から直接真っすぐに取り外すことができるときのみ、前記ドングル（２１０）が前記レシーバ体（２３３）から取り外し可能である、請求項１６に記載のコネクタ構造（２００）。
    
    

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