JP2022143742A - Ｕｓｂコネクタの固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化されたＵＳＢコネクタの強度不足を補填すると共に、脱落防止に寄与することのできるＵＳＢコネクタの固定構造を提供する。【解決手段】ケーブル４０の端部に設けられ、接続ポート１８に挿入されるコネクタ本体１４が突出し、コネクタ本体１４よりも大きな投影面を有する被覆層であるコネクタ基部１２と、接続ポート１８の周囲に位置し、コネクタ基部１２を嵌合させる凹部または凸状壁部、あるいは凹部と凸状壁部の組み合わせから成る基部嵌合部１６と、を有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタの固定構造に係り、特にＭｉｎｉやＭｉｃｒｏ、Ｔｙｐｅ－Ｃと呼ばれる小型、薄型化されたコネクタを固定するのに好適な構造に関する。

電子機器の接続ケーブル等に用いられるＵＳＢコネクタは、電子機器の小型化や、コネクタの集積化により個々の小型化が図られるようになってきた。小型化されたコネクタの開発は、電子機器のさらなる小型化や、少ないスペースに多くのケーブルを接続する事など、有線による情報通信技術の促進に寄与してきた。

しかし、コネクタの小型化や薄型化が進むにつれ、コネクタの接続状態の維持や、コネクタ自体に加えられる応力（例えばコネクタの抜き差し方向と交差する方向への力：以下、こじり力と称す）に対する強度などが問題視されるようになってきた。

これに対し、接続ケーブル用のコネクタを固定するための構造は種々提案されており、例えば特許文献１や２に開示されているような構造が知られている。特許文献１、２に開示されている固定構造は、主にコネクタの抜け止めを図るためのものであり、ケーブルに対して幅や厚みが大きくなるコネクタ部分を収容するカバー（ハウジング）を設け、このハウジングを接続先となる電子機器等に固定するという構造である。このような構成とすることで、コネクタのいわゆる肩の部分がハウジングに引っ掛かり、コネクタ自体の動きを規制すると共に、コネクタの抜け止めを図ることが可能となる。なお、電子機器に対するハウジングの固定は、爪による係合や、ネジを用いた螺合などとされている。

特開２０１０―１１４００６号公報 特許第５８１２４２２号公報

上記特許文献に開示されているような構造によれば、コネクタの抜け止めや、コネクタに対するこじり力の負荷防止に対して高い効果を得る事ができると考えられる。

しかし、特許文献１、２に開示されているような構造は、ＨＤＭＩ（登録商標）コネクタやＵＳＢコネクタの中でもＴｙｐｅ－Ａなどの比較的大きなコネクタを対象としている。このため、ＭｉｎｉやＭｉｃｒｏ、Ｔｙｐｅ－Ｃなどと呼ばれる小型のＵＳＢコネクタのような、接続スペースが狭く、個別のハウジングなどを付帯させることが困難、あるいは好ましく無い構造のコネクタには適用することが難しい。

そこで本発明では、小型化されたＵＳＢコネクタの強度不足を補填すると共に、脱落防止に寄与することのできるＵＳＢコネクタの固定構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係るＵＳＢコネクタの固定構造は、ケーブル端部に設けられ、接続ポートに挿入されるコネクタ本体が突出し、前記コネクタ本体よりも大きな投影面を有するコネクタ基部と、前記接続ポートの周囲に位置し、前記コネクタ基部を嵌合させる凹部または凸部、あるいは凹部と凸部の組み合わせから成る基部嵌合部と、を有することを特徴とする。

また、上記のような特徴を有するＵＳＢコネクタの固定構造において前記コネクタ基部の長さは、前記コネクタ本体の突出長さよりも長く、前記基部嵌合部の深さは、前記コネクタ本体の長さ以上、前記コネクタ基部の長さ以下となるように構成されていると良い。このような特徴を有する事によれば、コネクタ基部と基部嵌合部の嵌め合い長さを十分に確保することができる。よって、こじり力に対する耐性を持たせることもできる。

また、上記のような特徴を有するＵＳＢコネクタの固定構造では、前記コネクタ基部の投影面の形状を、前記コネクタ本体の形態毎に異ならせるようにすると良い。このような特徴を有する事によれば、コネクタ本体の接続間違い（コネクタ本体を挿入できない接続ポートへの押し付け）による破損を防ぐことが可能となる。

また、上記のような特徴を有するＵＳＢコネクタの固定構造において前記コネクタ基部は、ケーブルの延設方向と交差する方向に突出形成されていると良い。このような特徴を有する事によれば、電子機器等からのケーブルの突出量を抑えることができる。

また、上記のような特徴を有するＵＳＢコネクタの固定構造では、前記基部嵌合部の周囲に、前記ケーブル端部が前記コネクタ本体を引き抜く方向へ移動することを抑制するカバーを設けるようにすると良い。このような特徴を有する事によれば、コネクタの脱落防止に寄与することができる。

また、上記のような特徴を有するＵＳＢコネクタの固定構造において前記カバーは、前記基部嵌合部の周囲に設けられた軸を基点として回動により開閉される構造とすることができる。このような特徴を有する事によれば、ネジなどを用いる事なくカバーの組み付けを行う事ができる。また、カバーの紛失等を防ぐこともできる。

さらに、上記のような特徴を有するＵＳＢコネクタの固定構造において前記カバーは、前記基部嵌合部の周囲に設けられたスライドガイドに沿ってスライドさせる事により開閉される構造とすることもできる。このような特徴を有する事によっても、ネジなどを用いる事なくカバーの組み付けを行う事ができる。また、カバーの紛失等を防ぐこともできる。

上記のような特徴を有するＵＳＢコネクタの固定構造によれば、小型化されたＵＳＢコネクタの強度不足を補填することができる。また、コネクタの脱落防止に寄与することもできる。

電子機器に対するＵＳＢコネクタの固定構造を示す斜視図である。 図１におけるＡ－Ａ断面を示す概略図である。 ＵＳＢコネクタの固定構造における接続ポート側の構造を示す斜視図である。 ＵＳＢコネクタの固定構造におけるコネクタ側の構造を示す斜視図である。 ＵＳＢコネクタの固定構造に付帯させたカバーを閉じた状態を示す斜視図である。 ケーブル端部に対するコネクタ基部の突出方向を変更した場合の例を示す斜視図である。 第１の応用形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造を電子機器に適用した構成を示す斜視図である。 第１応用形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造を示す正面図である。 図８におけるＢ－Ｂ断面を示す図である。 図８におけるＣ－Ｃ断面を示す図である。 第１応用形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造における接続ポート側の構造を示す斜視図である。 第１応用形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造におけるコネクタ側の構造を示す斜視図である。 第１応用形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造に付帯されたカバーを閉じた状態を示す斜視図である。 第２応用形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造に係るコネクタの構造を示す斜視図である。

以下、本発明のＵＳＢコネクタの固定構造に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、図１から図５を参照して、ＵＳＢコネクタの固定構造に係る基本形態について説明する。なお、図面において、図１は、電子機器に対するＵＳＢコネクタの固定構造を示す斜視図であり、図２は、図１におけるＡ－Ａ断面を示す概略図である。また、図３は、ＵＳＢコネクタの固定構造における接続ポート側の構造を示す斜視図であり、図４は、同コネクタ側の構造を示す斜視図である。さらに、図５は、ＵＳＢコネクタの固定構造に付帯させたカバーを閉じた状態を示す斜視図である。

［基本形態］
本実施形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造１０は、ＭｉｎｉやＭｉｃｒｏ、あるいはＴｙｐｅ－Ｃと称されている比較的小さなＵＳＢコネクタに適用する事に好適なものであり、コネクタ１１に設けられたコネクタ基部１２と、基部嵌合部１６とを基本として構成されている。コネクタ基部１２は、データ通信等を行うためのケーブル４０の端部に設けられている。図１、図４に示す例では、コネクタ基部１２はケーブル４０の延設方向と直交する方向に突出形成されており、突出方向先端部にコネクタ本体１４を備えている。

コネクタ基部１２は、ケーブル４０の被覆材等と同等な樹脂などの絶縁素材により構成されていることが望ましい。また、コネクタ基部１２の投影面は、コネクタ本体１４の投影面の面積よりも大きな面積を持つように構成されている。また、コネクタ基部１２の投影面の形状は、コネクタ本体１４の形態（例えばＭｉｎｉＵＳＢ、ＭｉｃｒｏＵＳＢ、Ｔｙｐｅ－Ｃなどのコネクタ形態）毎に異ならせ、コネクタ基部１２の突出長さＬ１は、コネクタ本体１４の突出長さＬ２よりも長くなるように構成されている。

基部嵌合部１６は、ケーブル４０等を接続する電子機器５０に設けられる接続ポート１８の周囲に配置されている。図１、図３に示す例では、凸状壁部（凸部）により構成されている。基部嵌合部１６の投影面の形状は、コネクタ基部１２の投影面の形状と一致させており、基部嵌合部１６に対してコネクタ基部１２が嵌め込み可能な構成とされている。

また、基部嵌合部１６の深さＤ（図２に示す例では凸状壁部の高さ）は、コネクタ本体１４の長さＬ２以上、コネクタ基部１２の長さＬ１以下となるように構成されている。なお、接続ポート１８は、基部嵌合部１６の底面であって、コネクタ基部１２を基部嵌合部１６に嵌入させて挿入することで、コネクタ本体１４が接続ポート１８に挿入されることとなる位置に設けられている。

このような構成とすることにより、コネクタ本体１４が接続ポート１８に挿入されている時は、コネクタ基部１２が基部嵌合部１６に嵌め合わされることとなる。このため、こじり力は、コネクタ基部１２が受けることとなり、コネクタ本体１４に過度な応力が作用することが無くなる。また、基部嵌合部１６の深さＤをコネクタ本体１４の長さＬ２以上とした上で、コネクタ基部１２の投影面の形状をコネクタ本体１４の形態毎に異ならせる構成としたことで、コネクタ本体１４の形態が異なる場合には、コネクタ本体１４が基部嵌合部１６の底部に接触する前、あるいは接触したところでコネクタ１１の挿入が規制されることとなる。このため、コネクタ本体１４に無理な力が加えられてしまう事を避けることができる。

また、本実施形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造１０では、基部嵌合部１６の周囲にカバー２０を備える構成としている。カバー２０は、ケーブル４０の端部（図１に示す例ではコネクタ基部１２を含む部位）がコネクタ本体１４を接続ポート１８から引き抜く方向（図１においては矢印Ｂで示す方向）へ移動することを抑制するための要素である。

カバー２０は、一対の側壁部２２，２２と、側壁部２２，２２同士を接続するブリッジ部２４とを有し、ブリッジ部２４によりコネクタ本体１４（コネクタ１１）の抜け止めが図られる構成とされている。図１、図３に示す形態では、側壁部２２に貫通孔が設けられており、この貫通孔に対して基部嵌合部１６の側部に設けられた軸１６ａを嵌め込む構成とされている。このような構成とすることにより、軸１６ａを基点としてカバー２０を回動させて開閉することが可能となる。そして、カバー２０が“開”の状態ではコネクタ１１の抜き差しが可能となり、カバー２０が“閉”の状態ではコネクタ１１を抜く事が規制されることとなる。カバー２０にこのような開閉方式を採用したことにより、ネジなどを用いる事無くカバーの取り付けを行うことができる。また、別体とする事によるカバー２０の紛失等も防ぐことができる。

また、図１、図３に示す形態では、軸１６ａとの係合部を基端とした場合におけるカバー２０の先端側の側壁部２２に爪２２ａを設ける構成としている。カバー２０の爪２２ａが電子機器５０に設けられた係合部５２に係止されることで、カバー２０を“閉”状態で固定することが可能となる。なお、図１、図３に示すように、側壁部２２における爪２２ａの近傍にスリット２２ｂを設けることで、爪２２ａの係合、及び係合解除が容易となる。

［効果］
上記のようなＵＳＢコネクタの固定構造１０によれば、小型化されたＵＳＢコネクタの強度不足を補填することができる。また、コネクタ基部１２と基部嵌合部１６とが嵌め合わされる事やカバー２０を設けることにより、コネクタ１１の脱落防止にも寄与することができる。

［変形例］
なお、本実施形態では、基部嵌合部１６の構成について、凸状壁部により構成する旨記載したが、基部嵌合部１６は、凹部、あるいは凸状壁部を含む凸部と凹部の組み合わせにより構成されるものであっても良い。なお、ここでいう凸部とは、壁面を成さない単なるガイド（例えば棒状部材が複数個所に設けられているような構造）も含むものとする。

また、本実施形態ではコネクタ基部１２について、ケーブル４０の延設方向と直交する方向に突出形成されていると説明しているが、図６に示すように、コネクタ基部１２の突出方向は、ケーブル４０の延設方向に沿うものであっても良い。このような構成とした場合であっても、カバー２０の形態を変え、カバー２０を閉じた際、カバー２０がコネクタ基部１２のいわゆる肩の部分を抑える構成であれば、同様な効果を奏することができるからである。

［第１応用形態］
次に、図７から図１３を参照して、本発明に係るＵＳＢコネクタの固定構造に係る第１応用形態について説明する。なお、図面において図７は、第１の応用形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造を電子機器に適用した構成を示す斜視図である。図８は、電子機器を含むＵＳＢコネクタの固定構造の正面図であり、図９は、図８におけるＢ－Ｂ断面、図１０は、同Ｃ－Ｃ断面をそれぞれ示す図である。また、図１１は、第１応用形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造における接続ポート側の構造を示す斜視図であり、図１２は、同コネクタ側の構造を示す斜視図である。さらに図１３は、第１応用形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造に付帯されたカバーを閉じた状態を示す斜視図である。

本実施形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造１０Ａの殆どの形態は、上述した基本形態と同様である。よって、その構成を同一とする箇所には図面に同一符号を附して、詳細な説明は省略するものとする。本実施形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造１０Ａは、近接箇所に複数（図７に示す例では２つ）のＵＳＢコネクタを接続する場合についての構造である。このような形態では、各コネクタに設けられたコネクタ基部１２毎に基部嵌合部１６を形成する。そして、コネクタ基部１２の投影面の形態をコネクタ本体１４の形態毎に異ならせるようにしている。なお、コネクタ本体１４とコネクタ基部１２の長さ等、その他の構成は上述した基本形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造１０と同様である。

このような構成とすることで、コネクタ本体１４の接続間違いを防止することができると共に、接続間違いに起因したコネクタ本体１４の破損（異なる形態の接続ポート１８へのコネクタ本体１４の押し付けに起因するもの）を避けることができる。

また、図７に示す形態では、隣接配置するケーブル４０におけるコネクタ基部１２の長さを異ならせることで、複数のケーブル４０を立体配置可能な構成としている。具体的には、ケーブル４０を引き出す方向を基準として奥側に位置する接続ポート１８に接続するコネクタ本体１４のコネクタ基部１２の長さを手前側の接続ポート１８に接続するコネクタ本体１４のコネクタ基部１２よりも長くして、手前側のケーブル４０の上側（図７において右側）を通す事を可能な構成としている。コネクタ基部１２と基部嵌合部１６の嵌め合いによりコネクタ本体１４の抜け止め、及び保持を図っているため、コネクタ基部１２を延長した場合であっても、コネクタ本体１４の接続状態が不安定になったり、コネクタ本体１４に過度な負荷がかかるといったことを避けることができる。

図７に示す例では、カバー２０の開閉にスライド形式を採用している。スライド形式のカバー２０は、基部嵌合部１６の周囲にスライドガイド１６ｂを配置し、このスライドガイド１６ｂに沿ってカバー２０を摺動させるように構成したものである。なお、カバー２０の効果については、上述した基本形態に係るＵＳＢコネクタの固定構造１０と同様である。

［効果］
このような構成のＵＳＢコネクタの固定構造１０Ａであっても、小型化されたＵＳＢコネクタの強度不足を補填するという効果を奏することができる。また、コネクタ１１の脱落防止についても、同様な効果を得ることができる。

［第２応用形態］
上記実施形態ではいずれも、コネクタ基部１２と基部嵌合部１６の関係は、単なる嵌め合いであるように説明した。しかし、図１４に示すように、コネクタ基部１２の外周に凹溝（不図示）を設け、当該凹溝にパッキン２６（例えばＯリング）を配置する構成としても良い。

このような構成とすることで、コネクタ基部１２と基部嵌合部１６の嵌め合い状態をより強固なものとすることができると共に、シール効果を得ることができ、防水性（防滴性）を持たせることもできる。

上記実施形態では、対象とするＵＳＢコネクタとして、ＭｉｎｉやＭｉｃｒｏ、あるいはＴｙｐｅ－Ｃと称される小型なものを例に挙げているが、Ｔｙｐｅ－Ａなど、通常のＵＳＢコネクタにも適用することができることは言うまでもない。

また、上記実施形態では、基部嵌合部１６の深さＤについて、コネクタ本体１４の長さＬ２以上、コネクタ基部１２の長さＬ１以下となるように構成する旨記載した。しかしながら、コネクタの強度不足を補填するという本願の効果を奏する上では、必ずしもこれらの長さ規定を満たす必要は無い。すなわち、少なくともコネクタ基部１２が基部嵌合部１６に対して嵌め込まれる構成であれば、その効果を発揮することができる。

１０，１０Ａ………ＵＳＢコネクタの固定構造、１１………コネクタ、１２………コネクタ基部、１４………コネクタ本体、１６………基部嵌合部、１６ａ………軸、１６ｂ………スライドガイド、１８………接続ポート、２０………カバー、２２………側壁部、２２ａ………爪、２２ｂ………スリット、２４………ブリッジ部、２６………パッキン、４０………ケーブル、５０………電子機器、５２………係合部。

Claims (7)

1. ケーブル端部に設けられ、接続ポートに挿入されるコネクタ本体が突出し、前記コネクタ本体よりも大きな投影面を有するコネクタ基部と、
   前記接続ポートの周囲に位置し、前記コネクタ基部を嵌合させる凹部または凸部、あるいは凹部と凸部の組み合わせから成る基部嵌合部と、を有することを特徴とするＵＳＢコネクタの固定構造。
2. 前記コネクタ基部の長さは、前記コネクタ本体の突出長さよりも長く、
   前記基部嵌合部の深さは、前記コネクタ本体の長さ以上、前記コネクタ基部の長さ以下となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＵＳＢコネクタの固定構造。
3. 前記コネクタ基部の投影面の形状を、前記コネクタ本体の形態毎に異ならせたことを特徴とする請求項２に記載のＵＳＢコネクタの固定構造。
4. 前記コネクタ基部は、ケーブルの延設方向と交差する方向に突出形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＵＳＢコネクタの固定構造。
5. 前記基部嵌合部の周囲に、前記ケーブル端部が前記コネクタ本体を引き抜く方向へ移動することを抑制するカバーを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＵＳＢコネクタの固定構造。
6. 前記カバーは、前記基部嵌合部の周囲に設けられた軸を基点として回動により開閉される構造としたことを特徴とする請求項５に記載のＵＳＢコネクタの固定構造。
7. 前記カバーは、前記基部嵌合部の周囲に設けられたスライドガイドに沿ってスライドさせる事により開閉される構造としたことを特徴とする請求項５に記載のＵＳＢコネクタの固定構造。

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