JP2020161294A

JP2020161294A - コネクタのロック構造およびコネクタのロック解除治具

Info

Publication number: JP2020161294A
Application number: JP2019058544A
Authority: JP
Inventors: 恭幸本間; Yasuyuki Honma
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2039-03-26
Also published as: WO2020196492A1; JP6717508B1

Abstract

【課題】鍵を使用することなく、コネクタの開口を塞いで不正アクセスを防止する。【解決手段】電子機器を収容する筐体２０を貫通する開口部２０ａの内側には、第１のコネクタ１０が設けられている。第１のコネクタ１０は、電子機器に接続された第１の配線基板１０ａと、第１の連結部１０ｂとを有する。第２のコネクタ１は、前記開口部２０ａの輪郭より僅かに小さい輪郭を有して、第１のコネクタに連結された状態で前記開口部２０ａに押し込まれる蓋体１ａを有する。蓋体１ａの内側には、開口部２０ａと交差する方向への移動によって第１の連結部１０ｂに連結される第２の連結部１ｂを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタのロック構造、コネクタのロック解除治具、およびロック装置に関する。

電子機器と他の電子機器との接続に使用されるコネクタとして、ＵＳＢ（登録商標）（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High Definition Multimedia Interface 登録商標）等の規格に基づくものが知られている。このコネクタは、電子機器の筐体の開口部ら外部を臨む位置に設けられていることから、開口部を介してコネクタに外部機器のコネクタを接続することにより、筐体内部の基板（電子機器の本体）へのアクセスが可能となる。

このような電子機器への外部からの不正アクセスを防止に関連する技術として、特許文献１、２、３に記載された構造がある。

特許文献１には、ＵＳＢポートに挿入される挿入ケースから突出するロック爪をＵＳＢポートの内部に係合させ、このロック状態を挿入ケース側のシリンダー状によって保持する構造が開示されている。

特許文献２には、ＵＳＢポートに挿入されて、爪を引っ掛けることにより蓋をした状態で固定されるロック機構が開示されている。

特許文献３には、コネクタに差し込んだ状態で固定することにより、コネクタへの接続を規制するセキュリティ装置が開示されている。

特開２０１７−２２８０１５号公報登録実用新案第３１３５０４７号公報特開２０１０−０２７３７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたロック機構は、シリンダー錠という複雑な機構を必要とするため、ロックを解除するには鍵を回すという面倒な操作を必要とする。
また特許文献２に記載されたロック機構は、取り外しに際し、先端が特殊な形状に加工された治具を必要とする。
また特許文献３に記載されたセキュリティ装置は、特殊な形状を備えた解錠具の把持部を回すという面倒な操作を必要とする。

さらに、特許文献１〜３のいずれの機構、方式においても、ロックに必要な部材が機器から突出しているため、例えば、携帯型の電子機器に用いた場合、ロック機構を構成する部材が機器の筐体から突出することとなり、携帯中に破損してロックが解除され、あるいは、ロック解除が不能になることがあり得る。
この発明は、上記課題を解決することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第1態様にかかるロック構造は、電子機器を収容する筐体を貫通する開口部の内側に設けられ、前記電子機器に接続された第１の導体電極と、第１の連結部と、を有する第１のコネクタと、前記開口部と交差する方向への移動によって第１の連結部に着脱可能に連結される第２の連結部を有する第２のコネクタとを有し、前記第１のコネクタの第１の連結部は、前記第２のコネクタの第２の連結部の移動軌跡と平面視で重なる位置に設けられ、前記第２のコネクタは、前記第１のコネクタに連結された状態で前記開口部の内側に配置される蓋体を有し、この蓋体には、前記開口部と交差する方向から見て、前記第１の連結部と重ならない位置に前記第２の連結部と、弾性変形によって、前記第２の連結部を前記第１の連結部と重なる位置へ付勢する弾性部材とが設けられたことを特徴とする。
また本発明の第２態様にかかるロック装置は、電子機器を収容する筐体を貫通する開口部の内側に設けられ、前記電子機器に接続された第１の導体電極と、第１の連結部と、を有する第１のコネクタに接続され、前記開口部と交差する方向への移動によって前記第１の連結部に着脱可能に連結される第２の連結部を有し、前記第１のコネクタに連結された状態で前記開口部の内側に配置される蓋体と、この蓋体の、前記開口部と交差する方向から見て、前記第１の連結部と重ならない位置に配置された第２の連結部と、弾性変形によって、前記第２の連結部を前記第１の連結部と重なる位置へ付勢する弾性部材と、を有し、前記第２のコネクタの第２の連結部の移動軌跡は、前記第１のコネクタの第１の連結部と平面視で重なる位置にあることを特徴とする。

本発明によれば、電子機器の筐体のコネクタが設けられた開口部への外部からのアクセスを防止することができる。

本発明のコネクタのロック構造の最小構成例を示すもので、（ａ）は要部の拡大斜視図、（ｂ）は、第２コネクタの要部の拡大斜視図、（ｃ）は第１のコネクタと第２のコネクタとの非ロック状態の平面図、（ｄ）は第１のコネクタと第２のコネクタとのロック状態の平面図である。本発明のコネクタのロック構造の第１実施形態を示すもので、（ａ）は要部の拡大斜視図、（ｂ）は、第２コネクタの要部の拡大斜視図。（ａ）は、本発明の第１実施形態のキャップ挿入前の状態の斜視図、（ｂ）は挿入後の状態の斜視図である。（ａ）は、本発明の第１実施形態のキャップ挿入前の状態の斜視図、（ｂ）は、キャップ挿入直後の状態の斜視図、（ｃ）はキャップ挿入後、ロックされた状態の斜視図である。（ａ１）は、図４（ａ）に対応する状態の側面図、（ａ２）は（ａ１）のＡ−Ａ線に沿う矢視図、（ｂ１）は、図４（ｂ）に対応する状態の側面図、（ｂ２）は（ｂ１）のＢ―Ｂ線に沿う矢視図、（ｃ１）は、図４（ｃ）に対応する状態の側面図、（ｃ２）は（ｃ１）のＣ―Ｃ線に沿う矢視図である。（ｄ１）は、図４（ａ）に対応する状態の平面図、（ｄ２）は（ｄ１）のＤ−Ｄ線に沿う矢視図、（ｅ１）は、図４（ｂ）に対応する状態の平面図、（ｅ２）は（ｅ１）のＥ―Ｅ線に沿う矢視図、（ｆ１）は、図４（ｃ）に対応する状態の平面図、（ｆ２）は（ｆ１）のＦ―Ｆ線に沿う矢視図である。（ａ）はロック解除治具挿入前の状態の斜視図、（ｂ）はロック解除治具挿入状態の斜視図、（ｃ）はキャップ取り外し状態の斜視図である。（ｇ１）は、図７（ａ）に対応する状態の平面図、（ｇ２）は（ｇ１）のＧ−Ｇ線に沿う矢視図、（ｈ１）は、図７（ｂ）に対応する状態の平面図、（ｈ２）は（ｈ１）のＨ―Ｈ線に沿う矢視図、（ｊ１）は、図７（ｃ）に対応する状態の平面図、（ｊ２）は（ｊ１）のＪ―Ｊ線に沿う矢視図である。（ｋ１）は、図７（ａ）に対応する状態の側面図、（ｋ２）は（ｋ１）のＫ−Ｋ線に沿う矢視図である。

図１を参照して、本発明にかかるロック構造およびこれを用いたロック装置の最小構成例について説明する。
図示しない電子機器を収容する筐体２０を貫通する開口部２０ａの内側には、第１のコネクタ１０が設けられている。この第１のコネクタ１０は、前記電子機器に接続された第１の配線基板１０ａと、第１の連結部１０ｂとを有する。この第１の連結部１０ｂは、凸部１０ｃと切欠部１０ｄとを有する。

前記第１のコネクタ１０には、ロック装置としての第２のコネクタ１が接続されている。この第２のコネクタ１は、前記開口部２０ａの輪郭より僅かに小さい輪郭を有し、前記第１のコネクタに連結された状態で前記開口部２０ａに押し込まれて、その内側に配置される蓋体１ａを有する。この蓋体１ａは、その内側（挿入方向前方側）に、前記開口部２０ａと交差する方向への移動によって第１の連結部１０ｂに着脱可能に連結される、第２の連結部１ｂを有する。
前記第１のコネクタ１０の第１の連結部１０ｂは、前記第２のコネクタ１の第２の連結部１ｂの移動軌跡（開口部２０ａと交差する方向へ移動する際の移動軌跡）と平面視で重なる位置に設けられている。

前記第２のコネクタ１の蓋体１ａは、前記開口部２０ａと交差する方向から見て、前記第１の連結部１０ｂと重ならない位置に前記第２の連結部１ｂを有するとともに、弾性変形によって、前記第２の連結部１ｂを前記第１の連結部１０ｂと重なる位置へ付勢する弾性部材１ｅを有する。

上記構成のコネクタのロック構造にあっては、第１のコネクタ１０と第２のコネクタ１とを接続するために、第２のコネクタ１を開口部２０ａへ挿入する。続いて、第２のコネクタ１の第２の連結部１ｂが第１のコネクタ１０の第１の第１の配線基板１０ａの両側の第１の連結部１０ｂの直上の位置（図１（ｃ）に示す）に達するまで、第２のコネクタ１を押し込むと、弾性部材１ｅが下方へ弾性変形し、前記第２の連結部１ｂを前記第１の連結部１０ｂと重なる位置から下方の位置（図１（ｄ）に示す）へ押し下げて、第１の連結部１０ｂの凸部１０ｃ、切欠部１０ｄのすくなくともいずれかに噛み合って、図１（ｃ）（ｄ）の左右方向、特に、第２のコネクタ１を筐体２０から引き抜く方向への移動を規制する。

このとき、蓋体１ａが開口部２０ａの内側（詳細には、筐体２０を構成する板金の表面と面一、あるいは、表面より僅かに引っ込んだ位置）にあるため、蓋体１ａを引き出す方向へつかむ、あるいは引っかけて開口部２０ａを開放し、第１のコネクタ１０を外部から臨むこと、さらには押し、引き、等何らかのアクセスをすることが困難な状態になる。なお蓋体１ａは、開口部２０ａを塞ぎ、かつ、外部からこじ開ける等の外力を受けても変形し難く、しかも、アーム部１ｂが破損、分離しない程度の強度を持つことができる強度を担保することができる限り、厚さを薄くして、できるだけ、開口部２０ａの内側に引っ込むよう構成することが望ましい。

図２〜図７を参照して本発明の第１実施形態を説明する。なお、図２〜図７において図１と共通の構成要素には同一符号を付し、説明を簡略化する。
図２（ａ）に示すように、ロック装置として使用される第２のコネクタとしてのキャップ１は、第１のコネクタとしてのＵＳＢポート１０（Universal Serial Bus規格のポート）に開口部２０ａから挿入される。前記第２のコネクタとしてのキャップ１は、前記開口部２０ａより小さな輪郭を有する（例えば、十分に余裕のあるマイナスの寸法公差とされた外形寸法を有する）蓋体１ａを有する。なお図２〜図６においては、前記ＵＳＢポート１０として、内部に基板等が収容された筒状の金属製のシェル１０ｅが図示されている。

図２（ｂ）は、キャップ１の形状の理解を容易にすべく、弾性部材１ｅを省略し、拡大して要部のみを示す。
この蓋体１ａは、その両端に、幅方向に相互に間隔をおいて、２つの第２の連結部としてのアーム部１ｂを有する。２つのアーム部１ｂの先端は、それぞれ凸部１ｃと平面部１ｄとを有する。前記凸部１ｃは、アーム部１ｂの先端の上側に設けられ、前記平面部１ｄは、アーム部１ｂの先端の下側に設けられている。図２において、下側とは、弾性部材１ｅの変形によりキャップ１が付勢されて押される方向であり、上側とは、変形した弾性部材１ｅにより押し戻される方向である。

前記蓋体１ａは、前記アーム部１ｂの間に上下方向へ弾性変形可能な二つの弾性部材１ｅを有する。この弾性部材１ｅは、図示のような湾曲状に成型された板バネにより構成されている。また前記弾性部材１ｅは、前記キャップ１を上下方向へできるだけ直線的に移動させるべく、対称配置にて一対設けられている。すなわち、直線的な、首振り等の動きができるだけ小さい移動により、部材の内面に引っ掛かることを回避するために複数設けられている。
また前記蓋体１ａは、蓋体１ａを厚さ方向（第１のコネクタ１０へ挿抜する方向）へ貫通する切欠部１ｆを有する。

図３（ａ）は、キャップ１を取り付ける前のＵＳＢポート１０を示すものである。
このＵＳＢポート１０へキャップ１を挿入すると、アーム部１ｂがＵＳＢポート１０内部の配線基板１０ａの上を通過して内部へ侵入する。この時、アーム部１ｂの凸部１ｃが上方に位置し、平面部１ｄが下方に位置しているため、アーム部１ｂの移動が配線基板１０ａとの接触により妨げられることなく、容易に挿入することができる。

その後、弾性部材１ｅがＵＳＢポート１０のシェル１０ｅの内面（あるいは開口部２０ａの内周面）との接触により下方へ押し下げられて、図３（ｂ）に示すように、開口部２０ａの下部内周に押し付けられた状態となる。

図４、５、６を参照して、前記キャップ１の挿入に際してのキャップ１の各部とＵＳＢポート１０の各部との動作をより詳細に説明する。
図５と図６にＵＳＢポート１０の内部断面を示す。ＵＳＢポート１０は周囲を筒状のシェル１０ｅで覆われ、ＵＳＢポート１０の内部には図示しないＵＳＢプラグ（ＵＳＢケーブルの先端に設けられ、電子機器と他の電子機器とを接続すべく本来接続すべきコネクタ）と電気的に接続するための接点部が設けられた配線基板１０ａが収容されている。配線基板１０ａの両端の側面には、ＵＳＢプラグとロック嵌合するための凸部１０ｃと切欠部１０ｄとが形成されている。

図４（ａ）、図５（ａ１）（ａ２）に示すように、キャップ１を水平方向からＵＳＢポート１０に向け、挿入の準備をする。
図４（ｂ）、図５（ｂ１）（ｂ２）に示すように、キャップ１を水平方向からＵＳＢポート１０に挿入する。この状態では、キャップ１を操作者が手指で保持しているため、まだ弾性部材１ｅの弾性力が作用することがなく、キャップ１は上側に配置されている。キャップ１が上側にある状態では、アーム部１ｂの平面部１ｄが配線基板１０ａの両側と干渉することがなく、通過することができる。すなわち、ＵＳＢポート１０の内部に設けられた配線基板１０ａの凸部１０ｃとキャップ１の凸部１ｃは上下にずれた位置関係（開口部と直交する方向から見てずれた位置関係）にあり、配線基板１０ａの凸部１０ｃとキャップ１の凸部１ｃとが干渉することなく差し込まれていく。さらに、この差し込みに伴う移動に際し、キャップ１に設けられた弾性部材１ｅは、ＵＳＢポート１０のシェル１０ｅと干渉するため、キャップ１の弾性部材１ｅが変形しながら差し込まれて行く。

上記の差し込みの操作により、図４（ｃ）、図５（ｃ１）（ｃ２）に示すように、キャップ１がＵＳＢポート１０差し込まれたロック状態となる。
すなわち、図５（ｂ１）（ｂ２）、図６（ｅ１）（ｅ２）に示すように、キャップ１がＵＳＢポート１０へ完全に差し込まれた状態で、キャップ１から操作者が手指を放すと、ＵＳＢポート１０のシェル１０ｅと干渉していたキャップ１の弾性部材１ｅが弾性変形から復元し、その反発によりキャップ１が下方へ移動し、図５（ｃ１）（ｃ２）、図６（ｆ１）（ｆ２）に示すような位置でキャップ１が固定される。

この動作の際は、図５（ｃ）に示すようにキャップ１の凸部１ｃがＵＳＢポート１０の切欠部１０ｄに収容される。キャップ１は凸部１ｃとＵＳＢポート１０の凸部１０ｃでロックされ、キャップ１が容易に外れない状態になる。

上記キャップ１の差し込み動作を要約して再度説明すると、キャップ１を差し込む際は、キャップ１の凸部１ｃがＵＳＢポート１０の配線基板１０ａの上を通過し、図５（ｂ１）（ｂ２）に示すように、ＵＳＢポート１０の凸部１０ｃの部分では、キャップ１の平面部１ｄの部分が通過するため、干渉することなく、キャップ１の差し込みが可能である。そして、操作者が保持していたキャップ１から手指を離すと、図４（ｃ）、図５（ｃ１）（ｃ２）の状態で、キャップ１は弾性部材１ｅにより下方へ移動し、キャップ１の凸部１ｃとＵＳＢポート１０の凸部１０ｃとが噛み合ってロックされる。

次いで、図７により、第１実施形態のキャップ１を取り外す際に使用する治具２について説明する。
図７（ａ）に示すように、治具２の先端には、幅方向へ所定の相互間隔をおいて、複数のフック部２ａが設けられている。このフック部２ａは、先端が先細り状に形成されていて、全体の高さ（厚さ）は、開口部２０ａに挿入可能な程度に小さく設定されている。またフック部２ａの先端には、狭隘な隙間へ侵入して後続部分の挿入を容易にするための傾斜面２ｂが形成されている。

筐体２０へ組み込まれたＵＳＢポート１０からキャップ１を取り外す操作について説明する。
前記キャップ１を取り外す際には、図７（ａ）に示すように治具２を準備する。この治具２をキャップ１の切欠部１ｆへ水平に差し込み、奥まで差し込んだ後、治具２を水平に引き抜く操作によってＵＳＢポート１０からキャップ１を取り外すことができる。
図７（ｂ）は治具２を奥まで差し込んだ状態、図７（ｃ）は、その後、治具２を引き抜き、治具２の先端にキャップ１が連結されて一体に引き抜かれた状態を示している。

図８（ｇ１）（ｇ２）と図８（ｈ１）（ｈ２）とは治具２を差し込んでいく様子を上から見た図と断面図、図８（ｊ１）（ｊ２）は治具２を奥まで差し込んだ状態を上から見た図と断面図である。図９は図８（ｊ１）（ｊ２）の状態を横から見た図と断面図である。
装置２０へ組み込まれたＵＳＢポート１０からキャップ１を取り外す動作の詳細を説明する。治具２の先端に設けられたフック部２ａをキャップ１の切欠部１ｆに差し込んでいく。図７（ａ）から図７（ｂ）の状態になる。この動作の際は、フック部２ａによりキャップ１が上方に持ち上げられていき、図８（ｈ１）（ｈ２）から図８（ｊ１）（ｊ２）の状態になる。キャップが持ち上げられることで、キャップ１の凸部１ｃがＵＳＢポート１０の配線基板１０ａの上に位置する。この状態では、キャップ１の平面部１ｄが上の位置にあるため、キャップ１を引き出すためにキャップ１の凸部１ｃとＵＳＢポート１０の凸部１０ｃとが干渉することなく、容易にキャップ１を取り外すことができる。また前記治具２のフック部２ａは、キャップ１へ奥まで差し込むことにより弾性変形しながらキャップ１の蓋体１ａに引っ掛かって一体に連結され、治具２を引き抜く操作とともにキャップ１が一体に引き抜かれる。すなわち、図９（ｋ１）（ｋ２）に示すように、治具２のフック部２ａは、キャップ１の切欠部１ｆの内側に引っ掛かり、治具２を引き抜く操作とともに、キャップ１を第１のＵＳＢポート１０から引き抜くことができる。すなわち、キャップ１を引き抜くことにより、ロックが解除されて開口部２０ａを外部から臨むことができることとなり、ＵＳＢコネクタ等の接続が可能になる。
以上説明したように、第１実施形態にあっては、キャップ１の凸部１ｃとＵＳＢポート１０の凸部１０ｃとが噛み合ってロック固定されることで、キャップ１の蓋体１ａがＵＳＢポート１０の開口部２０ａを塞いだ状態で容易に脱落しないように維持することができる。
また、キャップ１が脱落しにくい構成にも関わらず、治具２を水平動作させるだけでキャップ１を容易に取り外すことが可能である。

なお、キャップの形状は実施形態に限定されるものではなく、開口部の形状に応じて適宜変更しても良いのはもちろんである。またキャップ側のアーム部に形成される凸部、平面部、および、これらに対応するＵＳＢポート側の凸部、切欠部の形状は、互いに引き抜く際に引っ掛かることができれば、適宜変更しても良い。
さらに本発明は、ＵＳＢポートのみならず、他の規格のコネクタの不正アクセス防止にも適用することができるのはもちろんである。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明は、ＵＳＢポート等のコネクタのロックに利用することができる。

１第２のコネクタ（キャップ）
１ａ蓋体
１ｂ第２の連結部（アーム部）
１ｃ凸部
１ｄ平面部
１ｅ弾性部材
１ｆ切欠部
２治具
２ａフック部
２ｂ傾斜面
１０第１のコネクタ（ＵＳＢポート）
１０ａ第１の導体電極（配線基板）
１０ｂ第１の連結部
１０ｃ凸部
１０ｄ切欠部
１０ｅシェル
２０筐体
２０ａ開口部

Claims

電子機器を収容する筐体を貫通する開口部の内側に設けられ、前記電子機器に接続された第１の導体電極と、第１の連結部と、を有する第１のコネクタと、
この第１のコネクタに接続され、前記開口部と交差する方向への移動によって前記第１の連結部に着脱可能に連結される第２の連結部と、を有する第２のコネクタと、
を有し、
前記第１のコネクタの第１の連結部は、前記第２のコネクタの第２の連結部の移動軌跡と平面視で重なる位置に設けられ、
前記第２のコネクタは、前記第１のコネクタに連結された状態で前記開口部の内側に配置される蓋体を有し、
この蓋体には、前記開口部と交差する方向から見て、前記第１の連結部と重ならない位置に前記第２の連結部と、
弾性変形によって、前記第２の連結部を前記第１の連結部と重なる位置へ付勢する弾性部材とが設けられた、
コネクタのロック構造。
前記第１の連結部は、前記第２のコネクタの移動方向と交差する方向へ突出する第１の凸部を有し、
前記第２の連結部は、平面視で、前記第１の凸部と重なる移動軌跡を有する第２の凸部を有する、
請求項１に記載のコネクタのロック構造。
前記第１の連結部と第２の連結部とは、前記弾性部材の弾性変形方向に位置を互いに位置ずらして配置された、
請求項１または２のいずれか１項に記載のコネクタのロック構造。
前記蓋体は、前記開口部の内周の輪郭より小さい輪郭であって、前記開口部が形成された筐体の厚さより小さい厚さを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコネクタのロック構造。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のコネクタのロック構造に使用され、
前記蓋体と前記開口部との間に挿入され、前記弾性部材の弾性力に抗して前記蓋体を移動させる傾斜面を有するロック解除治具。
電子機器を収容する筐体を貫通する開口部の内側に設けられ、前記電子機器に接続された第１の導体電極と、第１の連結部と、を有する第１のコネクタに接続され、前記開口部と交差する方向への移動によって前記第１の連結部に着脱可能に連結される第２の連結部を有し、
前記第１のコネクタに連結された状態で前記開口部の内側に配置される蓋体と、
この蓋体の、前記開口部と交差する方向から見て、前記第１の連結部と重ならない位置に配置された第２の連結部と、
弾性変形によって、前記第２の連結部を前記第１の連結部と重なる位置へ付勢する弾性部材と、を有し、
前記第２のコネクタの第２の連結部の移動軌跡は、前記第１のコネクタの第１の連結部と平面視で重なる位置にある、
コネクタのロック装置。