JP2021061217A

JP2021061217A - 電気接続装置

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Publication number: JP2021061217A
Application number: JP2019186230A
Authority: JP
Inventors: 山田　智一; Tomokazu Yamada; 智一山田; 大西　益生; Masuo Onishi; 益生大西
Original assignee: Fujitsu Client Computing Ltd
Current assignee: Fujitsu Client Computing Ltd
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2021-04-15
Anticipated expiration: 2039-10-09
Also published as: CN112636120A; JP6955180B2

Abstract

【課題】電気接続装置のコードに屈曲やねじりを生じさせる負荷が作用するのを抑制することができる電気接続装置を得る。【解決手段】電気接続装置は、例えば、外部コネクタと嵌め合わされた状態で外部コネクタに対する回転を外部コネクタによって阻止される第１コネクタと、第１コネクタに回転可能に支持され、第１コネクタと電気的に接続された中間コネクタと、第２コネクタと、中間コネクタと第２コネクタとを電気的に接続したコードと、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、電気接続装置に関する。

従来、例えば、二つのコネクタと、二つのコネクタ間に介在したコードと、を備えた電気接続装置が知られている。この電気接続装置のコネクタとして、外部コネクタに嵌め合わされた状態で外部コネクタに対する回転を外部コネクタによって阻止されるコネクタがある。このように嵌め合い状態で回転が阻止されるコネクタとしては、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格のＴｙｐｅ−Ｃに準拠したコネクタ等がある。

特許第６１９６７０３号公報

この種の嵌め合い状態で回転が阻止されるコネクタを有した電気接続装置は、電気接続装置の設置状態によっては、コネクタが回転できないためコードに屈曲やねじりを生じさせる荷重が作用する場合がある。

そこで、本発明の課題の一つは、電気接続装置のコードに屈曲やねじりを生じさせる負荷が作用するのを抑制することができる電気接続装置を得ることである。

本発明の第１態様にかかる電気接続装置は、例えば、外部コネクタと嵌め合わされた状態で前記外部コネクタに対する回転を前記外部コネクタによって阻止される第１コネクタと、前記第１コネクタに回転可能に支持され、前記第１コネクタと電気的に接続された中間コネクタと、第２コネクタと、前記中間コネクタと前記第２コネクタとを電気的に接続したコードと、を備える。

また、前記電気接続装置は、例えば、前記第１コネクタと前記中間コネクタとの分離を阻止する阻止部を備える。

また、前記電気接続装置では、例えば、前記中間コネクタは、円形軸を有し、前記円形軸は、当該円形軸の軸方向に並べられた複数の第１端子を有し、前記第１コネクタは、前記複数の第１端子のそれぞれに対して設けられ前記第１端子と接触して前記第１端子を弾性的に支持した複数の第２端子を有する。

また、前記電気接続装置では、例えば、複数の前記第２端子は、前記円形軸の軸心に対して、前記軸心と直交する一方向に位置した前記第２端子と、前記軸心に対して前記一方向の反対方向に位置した前記第２端子と、を含む。

また、前記電気接続装置では、例えば、前記中間コネクタは、円形軸を有し、前記円形軸は、当該円形軸の軸方向に並べられた複数の第１端子を有し、前記複数の第１端子は、電力端子と、グランド端子と、前記電力端子と前記グランド端子との間に位置した信号端子と、を含む。

また、前記電気接続装置では、例えば、前記中間コネクタは、前記第１コネクタに挿抜可能に支持されている。

また、前記電気接続装置では、例えば、前記中間コネクタは、外周と内周とのうち一方に電力端子が設けられ前記外周と前記内周との他方にグランド端子が設けられた円筒部と、前記電力端子および前記グランド端子と離間して前記円筒部の筒内に位置した円形軸状の信号端子と、を有する。

本発明の上記態様によれば、電気接続装置のコードに屈曲やねじりを生じさせる負荷が作用するのを抑制することができる電気接続装置を得ることができる。

図１は、第１実施形態の電気接続装置の側面図である。図２は、第１実施形態の電気接続装置の側面図であって、ユニットと第１コネクタとが組み付けられていない状態の図である。図３は、第１実施形態の電気接続装置における第１コネクタの側面図であって、カバーが取り外された状態の図である。図４は、第２実施形態の電気接続装置の側面図であって、ユニットが第１コネクタから取り外された状態を示す図である。図５は、第２実施形態の電気接続装置における円形軸を軸方向から見て示す図である。図６は、第２実施形態の電気接続装置における第１コネクタの側面図であて、カバーが取り外された状態の図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

また、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。なお、本明細書では、序数は、部品や、部材、部位、位置、方向等を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の電気接続装置１の側面図である。図２は、第１実施形態の電気接続装置１の側面図であって、ユニット２と第１コネクタ３とが組み付けられていない状態の図である。

図１および図２に示すように、電気接続装置１は、ユニット２と、第１コネクタ３と、を備える。電気接続装置１は、ＡＣアダプタとして構成されている。電気接続装置１は、変換コードやコード装置とも称される。ユニット２および第１コネクタ３は、それぞれ部分や部材、部品とも称される。

ユニット２は、第２コネクタ１１と、変換器１２と、コード１３と、中間コネクタ１４と、を有する。

第２コネクタ１１は、例えば、商用電源（交流電源）のコンセント２０００に挿抜可能な雄型の電力コネクタである。

変換器１２は、第２コネクタ１１と電気的に接続されている。変換器１２は、第２コネクタから供給される交流電力を直流電力に変換してコード１３に出力する。

コード１３は、変換器１２と中間コネクタ１４との間に介在し、変換器１２と中間コネクタ１４とを電気的に接続している。また、コード１３は、変換器１２を介して、第２コネクタ１１と中間コネクタ１４とを電気的に接続している。詳細には、コード１３は、端部１３ａ，１３ｂを有する。端部１３ａは、変換器１２に接続され、端部１３ｂは、中間コネクタ１４と接続されている。また、コード１３は、変換器１２から電力が供給される電力供給線、変換器１２のグランド線に接続されたグランド線、および変換器１２の回路と接続された信号線を絶縁性の被覆部材で覆った構成である。信号線は、変換器１２に対して出力する電力量（電圧）を指示する信号等を伝達する。供給コード１３は、電気コードや導電コードとも称される。

図２に示されるように、中間コネクタ１４は、ボディ１５と、円形軸１６と、凸部１７と、を有する。

ボディ１５は、絶縁性の合成樹脂材料によって構成されて、絶縁性を有する。ボディ１５には、コード１３の端部１３ｂが固定されている。中間コネクタ１４とコード１３との接続形態は、所謂ライトアングル型である。

円形軸１６は、ボディ１５から第１方向Ｄ１に突出している。円形軸１６は、例えば円筒状である。なお、円形軸１６は、円柱状であってもよい。円形軸１６は、当該円形軸１６の軸方向に並べられた複数の第１端子として、グランド端子１６ａと、信号端子１６ｂと、電力端子１６ｃと、を有する。グランド端子１６ａ、信号端子１６ｂ、および電力端子１６ｃは、円筒状である。また、電力端子１６ｃとグランド端子１６ａとの間に信号端子１６ｂが位置している。グランド端子１６ａは、コード１３のグランド線と電気的に接続されている。電力端子１６ｃは、コード１３の電力線と電気的に接続されている。信号端子１６ｂは、コード１３の信号線に電気的に接続されている。電力端子１６ｃは、例えば、５Ｖ〜２０Ｖと広範囲に可変する電力を伝達（供給）可能である。電力端子１６ｃは、出力電圧端子とも称される。また、円形軸１６の軸方向での各第１端子（グランド端子１６ａ１６ａと、信号端子１６ｂ１６ｂと、電力端子１６ｃ）の長さは、同じか略同じである。

凸部１７は、円形軸１６の先端部から円形軸１６の径方向に突出している。凸部１７は、例えば円環状であり、フランジとも称される。凸部１７は、例えば、絶縁性の合成樹脂材料によって構成され、絶縁性を有する。

図３は、第１実施形態の電気接続装置１における第１コネクタ３の側面図であって、カバー２２が取り外された状態の図である。

図２および図３に示す第１コネクタ３は、雄型コネクタであって、ＵＳＢ規格のＴｙｐｅ−Ｃに準拠したコネクタである。第１コネクタ３は、ボディ２０と、挿入部２１と、を有する。第１コネクタ３は、変換プラグとも称される。

ボディ２０は、複数の部材の組み合わせによって構成されている。具体的には、ボディ２０は、ベース２３とカバー２２との組み合わせによって構成されている。ベース２３とカバー２２とは互いに溶着や接着等によって固定されている。ボディ２０は、絶縁性の合成樹脂材料によって構成され、絶縁性を有する。

ボディ２０には、円形軸１６を収容した第１収容室２０ａと、凸部１７を収容した第２収容室２０ｂと、が設けられている。第２収容室２０ｂは、凸部１７を収容した凹部を構成する。なお、凹部が円形軸１６に設けられ、凸部がボディ２０に設けられてもよい。

また、ボディ２０は、凸部１７の第１方向Ｄ１の反対方向に位置して凸部１７と対向する当接部２０ｃを有する。当接部２０ｃと凸部１７とは、互いに接触することにより、第１コネクタ３と中間コネクタ１４との分離を阻止する。当接部２０ｃと凸部１７とは、弾性変形しても、互いの接触（引っ掛かり）が保持される。当接部２０ｃと凸部１７とは、阻止部１８を構成している。当接部２０ｃは、第１凸部側当接部とも称され、凸部１７は、中間コネクタ側当接部とも称される。

また、ボディ２０内には、回路基板２４が収容されている。回路基板２４は、ベース２３に固定されている。回路基板２４は、板材２４ｄと、板材２４ｄの一面に設けられた配線２４ａ，２４ｂ，２４ｃと、を有する。配線２４ａは、グランド配線であり、配線２４ｂは、信号配線であり、配線２４ｃは、電力配線である。

また、ボディ２０内には、第２端子２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが収容されている。第２端子２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの総称として第２端子２５を用いる場合がある。第２端子２５Ａは、グランド端子であり、グランド端子１６ａおよび配線２４ａと電気的に接続されている。第２端子２５Ｂは、信号端子であり、信号端子１６ｂおよび配線２４ｂと電気的に接続されている。第２端子２５Ｃは、電力端子であり、電力端子１６ｃおよび配線２４ｃと電気的に接続されている。

各第２端子２５Ａ〜２５Ｃは、例えば板バネであり、それぞれ、グランド端子１６ａ、信号端子１６ｂ、および電力端子１６ｃと接触してグランド端子１６ａ、信号端子１６ｂ、および電力端子１６ｃを弾性的に支持している。具体的には、各第２端子２５Ａ〜２５Ｃは、グランド端子１６ａ、信号端子１６ｂ、および電力端子１６ｃを円形軸１６の中心線Ａｘ１に向けて弾性的に押している。各第２端子２５Ａ〜２５Ｃは、グランド端子１６ａ、信号端子１６ｂ、および電力端子１６ｃのそれぞれ中心線Ａｘ１回りの半周の範囲と接触している。

第２端子２５Ａ，２５Ｂは、円形軸１６の軸心に対して、当該軸心と直交する一方向（図３では下方）に位置し、第２端子２５Ｃは、当該軸心に対して、当該軸心の一方向の反対方向（図３では上方）に位置している。なお、第２端子２５Ａ，２５Ｃが、円形軸１６の軸心に対して、当該軸心と直交する一方向（図３では下方）に位置し、第２端子２５Ｂが、当該軸心に対して、当該軸心の一方向の反対方向（図３では上方）に位置していてもよい。

挿入部２１は、扁平状（非円形）に構成されている。すなわち、挿入部２１は、平型である。挿入部２１は、扁平状の筒状部３１を有する。筒状部３１は、ボディ２０から第１方向Ｄ１に突出している。筒状部３１は、ボディ２０に固定されている。筒状部３１には、配線２４ａ〜２４ｃが設けられている。配線２４ａ，２４ｃは、それぞれ複数の分岐配線２４ａａ，２４ｃａに分岐されている。挿入部２１は、外部コネクタ１０００に嵌め合いによって結合される。

第１コネクタ３は、挿入部２１が外部コネクタ１０００と嵌め合わされた状態で、外部コネクタ１０００に対する回転を外部コネクタ１０００によって阻止される。

以上のように、本実施形態では、電気接続装置１は、例えば、外部コネクタ１０００と嵌め合わされた状態で外部コネクタ１０００に対する回転を外部コネクタ１０００によって阻止される第１コネクタ３と、第１コネクタ３に回転可能に支持され、第１コネクタ３と電気的に接続された中間コネクタ１４と、第２コネクタ１１と、中間コネクタ１４と第２コネクタ１１とを電気的に接続したコード１３と、を備える。

このような構成によれば、中間コネクタ１４が第１コネクタ３に対して回転可能であるので、コード１３に屈曲やねじりを生じさせる荷重が作用するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、電気接続装置１は、例えば、第１コネクタ３と中間コネクタ１４との分離を阻止する阻止部１８を備える。

このような構成によれば、第１コネクタ３と中間コネクタ１４とが分離することを阻止することができる。

また、本実施形態では、例えば、中間コネクタ１４は、円形軸１６を有し、円形軸１６は、当該円形軸１６の軸方向に並べられた複数の第１端子（グランド端子１６ａ、信号端子１６ｂｂ、電力端子１６ｃ）を有し、第１コネクタ３は、複数の第１端子（グランド端子１６ａ、信号端子１６ｂ、電力端子１６ｃ）のそれぞれに対して設けられ第１端子（グランド端子１６ａ、信号端子１６ｂ、電力端子１６ｃ）と接触して第１端子（グランド端子１６ａ、信号端子１６ｂ、電力端子１６ｃ）を弾性的に支持した複数（三つ）の第２端子２５を有する。

このような構成によれば、例えば、第１端子（グランド端子１６ａ、信号端子１６ｂ、電力端子１６ｃ）と第２端子２５とが離間するのを抑制することができる。また、中間コネクタ１４が第１コネクタ３に対して回転した場合でも、第１端子（グランド端子１６ａ、信号端子１６ｂ、電力端子１６ｃ）と第２端子２５との接触を確保することができる。

また、本実施形態では、例えば、複数の第２端子２５は、円形軸１６の軸心に対して、当該軸心と直交する一方向に位置した第２端子２５Ａ，２５Ｂと、当該軸心に対して、一方向の反対方向に位置した第２端子２５Ｃと、を含む。

このような構成によれば、例えば、円形軸１６を第２端子２５によって支持しやすい。

また、本実施形態では、例えば、複数の第１端子は、電力端子１６ｃと、グランド端子１６ａと、電力端子１６ｃとグランド端子１６ａとの間に位置した信号端子１６ｂと、を含む。

このような構成によれば、電力端子１６ｃとグランド端子１６ａとの間に異物が入った場合でも電力端子１６ｃとグランド端子１６ａとの短絡を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。図４は、第２実施形態の電気接続装置１の側面図であって、ユニット２が第１コネクタ３から取り外された状態を示す図である。図５は、第２実施形態の電気接続装置１における円形軸１６を軸方向から見て示す図である。図６は、第２実施形態の電気接続装置１における第１コネクタ３の側面図であて、カバーが取り外された状態の図である。

本実施形態の電気接続装置１は、第１実施形態の電気接続装置１と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、第１実施形態と同様の構成に基づく同様の結果（効果）が得られる。

ただし、本実施形態は、中間コネクタ１４が第１コネクタ３に挿抜可能に支持されている点が第１実施形態に対して異なる。

図４および図５に示されるように、中間コネクタ１４の円径軸１６は、円筒部１６ｅと、グランド端子１６ａと、信号端子１６ｂと、電力端子１６ｃと、を有する。

円筒部１６ｅは、ボディ１５から第１方向に突出している。円筒部１６ｅの外周（外周面）に円筒状のグランド端子１６ａが設けられ、円筒部１６ｅの内周（内周面）に円筒状の電力端子１６ｃが設けられている。また、信号端子１６ｂはボディ１５から第１方向Ｄ１に突出した円形軸状に構成されている。信号端子１６ｂは、電力端子１６ｃおよびグランド端子１６ａと離間して円筒部１６ｅの筒内に位置している。円形軸１６の中心線Ａｘ１は、円筒部１６ｅおよび信号端子１６ｂの中心線でもある。なお、円筒部１６ｅの内周に円筒状のグランド端子１６ａが設けられ、円筒部１６ｅの外周に円筒状の電力端子１６ｃが設けられてもよい。また、信号端子１６ｂの内側に合成樹脂製のピン（円形軸）が設けられていてもよい。

また、図４に示すように、円径軸１６の先端部の外周面には凹状の引掛部１６ｄが設けられている。

図６に示すように、第１コネクタ３は、ボディ２０内に円形軸１６を挿脱可能に支持する支持部４１を有する。支持部４１は、ボディ２０に固定されている。支持部４１は、複数の端子４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを有する。端子４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを総称として端子４２を用いる場合がある。各端子４２は、それぞれ、筒状である。端子４２Ｂの外周側に、端子４２Ｃが位置し、端子４２Ｃの外周側に端子４２Ａが位置している。端子４２Ｂと端子４２Ｃとの間には、円筒状の絶縁部４３が介在している。すなわち、絶縁部４３の内周に端子４２Ｂが設けられ、絶縁部４３の外周に端子４２Ｃが設けられている。絶縁部４３は、絶縁性の合成樹脂材料によって構成され、絶縁性を有する。

端子４２Ｂの筒内に信号端子１６ｂが挿入される。また、端子４２Ｃと端子４２Ａとの間に、円筒部１６ｅ、電力端子１６ｃ、およびグランド端子１６ａが挿入される。

端子４２Ａは、グランド端子であり、グランド端子１６ａおよび配線２４ａと電気的に接続されている。端子４２Ｂは、信号端子であり、信号端子１６ｂおよび配線２４ｂと電気的に接続されている。端子４２Ｃは、電力端子であり、電力端子１６ｃおよび配線２４ｃと電気的に接続されている。

また、端子４２Ａの内周には、端子４２Ａから中心線Ａｘ１に突出した凸状の引掛部４４が設けられている。引掛部４４は、弾性変形可能である。引掛部４４は、爪やバネ等であってよい。引掛部４４は、引掛部１６ｄに嵌められる。引掛部４４が引掛部１６ｄに嵌められた状態では、引掛部４４と引掛部１６ｄとが引っ掛かり、引掛部４４と引掛部１６ｄとが、円形軸１６の軸方向への中間コネクタ１４と第１コネクタ３との相対移動に対して抵抗力を発生する。なお、引掛部４４と引掛部１６ｄとの引っ掛かりは、所定以上の力が加わることで、引掛部４４の弾性変形を伴って解消させることができる。すなわち、円形軸１６の軸方向へ中間コネクタ１４と第１コネクタ３とを相対移動させることができる。

以上のように、本実施形態では、例えば、中間コネクタ１４は、第１コネクタ３に挿抜可能に支持されている。

このような構成によれば、中間コネクタ１４と第１コネクタ３とを分離することができる。

また、本実施形態では、例えば、中間コネクタ１４は、外周と内周とのうち一方に電力端子１６ｃが設けられ外周と内周との他方にグランド端子１６ａが設けられた円筒部１６ｅと、電力端子１６ｃおよびグランド端子１６ａと離間して円筒部１６ｅの筒内に位置した円形軸状の信号端子１６ｂと、を有する。

このような構成によれば、例えば、電力端子１６ｃおよびグランド端子１６ａの大きさを信号端子１６ｂの大きさに比べて大きくしやすい。よって、電力端子１６ｃに流せる電流量を大きくしやすい。

なお、上記各実施形態では、電気接続装置１が電力を供給するＡＣアダプタの例を説明したが、これに限定されない。例えば、電気接続装置１は、電力を供給せずに信号だけを伝達する構成であってもよい。また、各端子の数は、上記以外の数であってもよい。

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

１…電気接続装置、３…第１コネクタ、１１…第２コネクタ、１３…コード、１４…中間コネクタ、１６…円形軸、１６ａ…グランド端子（第１端子）、１６ｂ…信号端子（第１端子）、１６ｃ…電力端子（第１端子）、１６ｅ…円筒部、１８…阻止部、２５，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ…第２端子、１０００…外部コネクタ。

Claims

外部コネクタと嵌め合わされた状態で前記外部コネクタに対する回転を前記外部コネクタによって阻止される第１コネクタと、
前記第１コネクタに回転可能に支持され、前記第１コネクタと電気的に接続された中間コネクタと、
第２コネクタと、
前記中間コネクタと前記第２コネクタとを電気的に接続したコードと、
を備えた電気接続装置。
前記第１コネクタと前記中間コネクタとの分離を阻止する阻止部を備えた請求項１に記載の電気接続装置。
前記中間コネクタは、円形軸を有し、
前記円形軸は、当該円形軸の軸方向に並べられた複数の第１端子を有し、
前記第１コネクタは、前記複数の第１端子のそれぞれに対して設けられ前記第１端子と接触して前記第１端子を弾性的に支持した複数の第２端子を有した、請求項１または２に記載の電気接続装置。
複数の前記第２端子は、前記円形軸の軸心に対して、前記軸心と直交する一方向に位置した前記第２端子と、前記軸心に対して前記一方向の反対方向に位置した前記第２端子と、を含む、請求項３に記載の電気接続装置。
前記中間コネクタは、円形軸を有し、
前記円形軸は、当該円形軸の軸方向に並べられた複数の第１端子を有し、
前記複数の第１端子は、電力端子と、グランド端子と、前記電力端子と前記グランド端子との間に位置した信号端子と、を含む、請求項１または２に記載の電気接続装置。
前記中間コネクタは、前記第１コネクタに挿抜可能に支持された、請求項１に記載の電気接続装置。
前記中間コネクタは、外周と内周とのうち一方に電力端子が設けられ前記外周と前記内周との他方にグランド端子が設けられた円筒部と、前記電力端子および前記グランド端子と離間して前記円筒部の筒内に位置した円形軸状の信号端子と、を有した、請求項６に記載の電気接続装置。