JP3190493U - 直流マグネチックコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】正負の電極がそれぞれ形成された二つの接触面の片方を、中心軸の周りに回転させて表裏いずれの向きで接続させても、各接触面の正極同士及び負極同士を確実に接続できるようにする。【解決手段】正負の電極がそれぞれ形成された二つの接触面１３，１４同士を、その中心軸Ｘを一致させて対向させた状態で磁気接続させ、対応する電極同士を電気的に接続する直流マグネチックコネクタ１は、接触面の一に、中心軸Ｘに対して左右対称となる位置にマグネット１５が配され、これに接続される接触面にマグネット１５と対向する位置に強磁性体１６が配され、一方の接触面１３には、中心軸Ｘに対して１８０°回転対称となる位置に二組の正負の電極Ｅ＋，Ｅ−が配され、他方の接触面１４には、前記電極Ｅ＋，Ｅ−の少なくとも一の組と対向する位置に正負の電極Ｆ＋，Ｆ−を配した。【選択図】図１

Description

本考案は、正負二種類の電極が形成された二つの接触面同士を磁気接続することにより、対応する正負の電極同士を電気接続する直流マグネチックコネクタに関し、特に、携帯電子機器の充電用コネクタに用いて好適なものである。

携帯電話やタブレット型コンピュータのような携帯電子機器には、例えば、ＵＳＢマイクロＢ規格に準拠したデータ通信兼用充電端子口が設けられている。
充電する場合は、充電器に接続された充電コードの先端に取り付けられているプラグを端子口に差し込み、充電器から所定の直流電力を供給することにより行われる。

しかしながら、ＵＳＢマイクロＢ規格のプラグは幅５ｍｍ×高さ２ｍｍ程度と極めて小さく、しかも断面が略台形状に形成されているため、容易に差し込むことができず、何度も向きを確認し直してようやく挿し込むことができるのが実情である。
また、携帯電子機器を机上に置いて充電中している場合などに、壁や床のコンセントに接続した充電器から延びる充電コードに足を引っかけたりすると、携帯電子機器が机上から勢いよく落下してその衝撃で故障／破損したり、端子口が折れたり充電コードが断線するなどの問題が生じる。

このため、携帯電子機器に対して充電コードの脱着を容易にすると共に、充電コードに足を引っかけたりしたときでも、電子機器から充電コードが簡単に抜けるようなマグネチックコネクタが提案されている（特許文献１及び２参照）。

このマグネチックコネクタ４０は、図６に示すように、充電池を内蔵した携帯電子機器４１に形成された充電端子口４２に差し込まれるプラグアダプタ４３と、先端にコンタクトプラグ４４を取り付けた充電コード４５とを備えており、プラグアダプタ４３及びコンタクトプラグ４４の接触面４６及び４７を磁気接続することにより、各接触面４６及び４７に配された電極４８同士を電気的に接続し、充電器４９から出力された直流電力を充電コード４５を介して携帯電子機器４１に供給できるようになっている。

充電コード４５の先端に取り付けられたコンタクトプラグ４４と、携帯電子機器４１の充電端子口４２に差し込まれるプラグアダプタ４３とでマグネチックコネクタ４０が形成されるので、脱着が極めて容易であり、充電コード４５に足を引っかけたりしたときでも、電子機器４１から充電コード４５が簡単に抜けるため、机上に置いて充電していた携帯電子機器４１が床に落ちて壊れたり、端子口４２を傷つけたり、充電コード４５が断線したりすることもない。

しかしながら、充電器４９からは直流電力が供給され、充電端子口４２に配される電極も正極と負極が特定されているため、コネクタ４４の接続方向を誤ると充電されないだけでなく、逆電圧により充電池に負荷がかかる場合もある。
このため、マグネチックコネクタ４０を構成するプラグアダプタ４３とコンタクトプラグ４４が表裏逆向きに接続できないような断面形状に形成することも考えられるが、いちいち表裏の向きを確認しなければ装着できないのであれば、その分装着が面倒になり、着脱容易なマグネチックコネクタ４０の利点を十分に生かすことができない。

特開２０００−３５３５７１号公報 特開２０１３−００５５７１号公報

そこで本考案は、正負の電極がそれぞれ形成された二つの接触面をその中心軸を一致させて対向させた状態で、片方の接触面を前記中心軸の周りに回転させたときに、０°と１８０°の表裏いずれの向きで接続させても、正極同士及び負極同士を確実に接続できるようにすることを技術的課題としている。

この課題を解決するため、本考案は、正負の電極がそれぞれ形成された二つの接触面を磁気接続させて対応する電極同士を電気的に接続する直流マグネチックコネクタにおいて、前記各接触面の中心軸を一致させて対向させた状態で、片方の接触面を前記中心軸の周りに回転させたときに、０°と１８０°のいずれの向きでも磁気接続させるマグネットを備え、一方の接触面には、前記中心軸に対して１８０°回転対称となる位置に二組の正負の電極が配され、他方の接触面には、前記一方の電極の少なくとも一の組と対向する位置に正負の電極が配されたことを特徴とする。

本考案に係る直流マグネチックコネクタによれば、例えば、携帯電子機器に形成された充電端子口に差し込まれるプラグアダプタと、充電コードの先端に取り付けられたコンタクトプラグのそれぞれに形成された接触面の中心軸を一致させて対向させた状態で、片方の接触面を前記中心軸の周りに回転させたときに、０°と１８０°のいずれの向きでもマグネットにより接触面同士が磁気接続される。
そして、プラグアダプタの接触面に、中心軸に対して１８０°回転対称となる位置に二組の正負の電極を配し、コンタクトプラグの接触面に、前記電極の少なくとも一の組と対向する位置に正負の電極を配しておけば、コンタクトプラグを表裏のどちら側に向けても、コンタクトプラグとプラグアダプタの正極同士及び負極同士が接続されることとなり、コンタクトプラグの向きを気にすることなく極めて簡単に脱着を行うことができる。

本考案に係る直流マグネチックコネクタの一例を示す説明図。 その外観図。 マグネチックコネクタの電極配置を示す説明図。 他の実施例を示す説明図。 さらに他の実施例を示す説明図。 従来装置を示す説明図。

本例では、互いに接続される二つの接触面の片方を、中心軸の周りに回転させて表裏いずれの向きにしても、各接触面に形成された正極同士及び負極同士を確実に接続できるようにするという目的を達成するため、各接触面の中心軸を一致させて対向させた状態で、片方の接触面を前記中心軸の周りに回転させたときに、０°と１８０°のいずれの向きでも磁気接続させるマグネットを備え、一方の接触面には、前記中心軸に対して１８０°回転対称となる位置に二組の正負の電極が配され、他方の接触面には、前記一方の電極の少なくとも一の組と対向する位置に正負の電極を配した。

本考案に係るマグネチックコネクタ１は、例えば、充電池を内蔵した携帯電子機器２と充電器３との接続に用いられる。本例では、スマートフォンなどの携帯電話を例にとって説明するが、これに限るものではなく、例えばタブレット型コンピュータその他任意の携帯電子機器に適用し得る。

携帯電子機器２には底部側面にデータ通信兼用充電端子口４が形成されており、当該充電端子口４に接続されるプラグアダプタ５と、充電コード６の先端に取り付けられたコンタクトプラグ７でマグネチックコネクタ１が構成される。

プラグアダプタ５は、充電端子口４に差し込まれる差込プラグ１１と、コンタクトプラグ７と接続される受け口１２が反対向きに形成されており、受け口１２及びコンタクトプラグ７には、互いに磁気接続される接触面１３及び１４が形成されている。
なお、受け口１２は、板状に形成されると共に、その電子機器厚さ方向寸法が当該側面の幅以下に形成されて、差込プラグ１１を充電端子口４に挿し込んだときに、受け口１２が携帯電子機器２の正面および背面から突出しないようになっている。

充電端子口４及び差込プラグ１１は、第１番ピンＰ１〜第５番ピンＰ５の５ピン中、第２番ピンＰ２及び第３番ピンＰ３をデータ通信用とするＵＳＢマイクロＢ規格に準拠しており、第１番ピンＰ１のＶbus端子が正極として用いられ、第５番ピンＰ５のＧＮＤ端子が負極として用いられる。
また、差込プラグ１１の第２番ピンＰ２及び第３番ピンＰ３同士が短絡されており、これにより、プラグアダプタ５をデータ通信兼用端子口４に装着したときに携帯電子機器２が当該端子口４を充電用の端子として認識することになる。

受け口１２及びコンタクトプラグ７は、各接触面１３及び１４の中心軸Ｘを一致させて対向させた状態で、片方の接触面１３を中心軸Ｘの周りに回転させたときに、０°と１８０°のいずれの向きでも磁気接続させるマグネット１５を備えている。
具体的には、コンタクトプラグ７の中心軸Ｘを挟んで左右対称に一対のマグネット１５が配され、受け口１２には前記マグネット１５と対向する位置に強磁性体１６が設けられており、これにより、コンタクトプラグ７を表裏のどちら向きにしても、各マグネット１５が受け口１２の強磁性体１６に対して磁着されるようになっている。

受け口１２の接触面１３には、前記中心軸Ｘに対して１８０°回転対称となる位置に二組の正負の電極Ｅ＋、Ｅ−が配され、コンタクトプラグ７の接触面１４には、前記一方の電極の少なくとも一の組と対向する位置に正負の電極Ｆ＋、Ｆ−が配されている。
コンタクトプラグ７側に配された電極Ｆ＋、Ｆ−は、スプリング１７により突出方向に付勢されており、コンタクトプラグ７と受け口１２が磁気接続されたときに、スプリング１７の弾発力に抗して電極Ｅ＋、Ｅ−に押し込まれ、電極Ｆ＋、Ｆ−の先端が受け口１２側の電極Ｅ＋、Ｅ−に確実に接続されるようになっている。

電極配置は、図３に示すように様々なバリエーションが考えられる。
図３は左欄Ａ〜Ｃを受け口１２の電極配置とする場合に、右欄ａ１〜ｃ３がコンタクトプラグ７の電極配置を示すものであるが、左欄Ａ〜Ｃをコンタクトプラグ７の電極配置とし、右欄ａ１〜ｃ３を受け口１２の電極配置とする場合であってもよい。

図３（Ａ）では、受け口１２に正極となる電極Ｅ＋が共通電極として回転中心Ｒに配され、負極となる電極Ｅ−が１８０°回転対称となる二箇所に配されている。この場合、共通となる電極Ｅ＋と負極の夫々の電極Ｅ−とで二組の電極が構成される。
コンタクトプラグ７の電極Ｆ＋、Ｆ−は、図３（ａ１）に示すように、受け口１２の全ての電極と対応する位置に配されたり、あるいは、図３（ａ２）に示すように、受け口１２の一の組の電極Ｅ＋、Ｅ−と対向する位置に配されている。

図３（Ｂ）では、受け口１２の四つの電極Ｅ＋、Ｅ−のうち、正極となる電極Ｅ＋が外側に配され、負極となる電極Ｅ−が内側に配され、電極Ｅ＋同士及び電極Ｅ−同士がそれぞれ１８０°回転対称となる位置に配されている。
この場合、コンタクトプラグ７の電極Ｆ＋、Ｆ−は、図３（ｂ１）に示すように、受け口１２の全ての電極に対応する位置に配されたり、あるいは、図３（ｂ２）（ｂ３）に示すように、一の組の電極Ｅ＋、Ｅ−と対向する位置に配されている。

図３（Ｃ）では、受け口１２の四つの電極Ｅ＋、Ｅ−のうち、正極となる電極Ｅ＋が対角位置に配され、負極となる電極Ｅ−が別の対角位置に配され、電極Ｅ＋同士及び電極Ｅ−同士がそれぞれ１８０°回転対称となる位置に配されている。
この場合、コンタクトプラグ７の電極Ｆ＋、Ｆ−は、図３（ｃ１）に示すように、受け口１２の全ての電極に対応して配されたり、あるいは、図３（ｃ２）（ｃ３）に示すように、一の組の電極Ｅ＋、E−と対向する位置に配されている。

このような位置関係に電極を配置にすることにより、図３（Ａ）〜（Ｃ）のいずれの場合も、コンタクトプラグ７を反転させて表裏どちらの向きでプラグアダプタ５の受け口１２に磁気接続させても、コンタクトプラグ７の電極Ｆ＋、Ｆ−と、受け口１２の電極Ｅ＋、Ｅ−とは正極同士、負極同士が確実に接続されるので、その向きを気にする必要がない。

充電器８は、家庭用コンセントに差し込まれるプラグ１８から供給される家庭用の交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１９により所定電圧／所定電流の直流電力に変換してレセプタクル２０に出力するようになっており、当該レセプタクル２０に充電コード６のプラグ２１が接続されるようになっている。
充電コード６のプラグ２１と充電器８のレセプタクル２０は、ＵＳＢ−Ａ規格に準拠した寸法で形成されており、第１番ピンＱ１のＶbus端子を正の電極として、第４番ピンＱ４のＧＮＤ端子を負の電極として用いており、データ通信用の第２番ピンＰ２及び第３番ピンＰ３のＤ＋端子及びＤ−端子は使用しない。

以上が本考案の一構成例であって、次にその作用について説明する。
携帯電子機器２の端子口４には、予めプラグアダプタ５を装着しておく。プラグアダプタ５を装着すると端子口４を介してデータ通信を行うことができなくなるが、一般には、端子口４を介したデータ通信を行う頻度はそれほど多くないため問題はない。
この携帯電子機器２に充電する場合、充電器３のレセプタクル２０に充電コード６のプラグ２１を差し込んだ状態で、充電器３を家庭用コンセントに差し込み、充電コード６先端のコンタクトプラグ７を携帯電子機器２に装着したプラグアダプタ５の受け口１２に接続する。

このとき、コンタクトプラグ７は受け口１２に対して磁気接続されるので、携帯電子機器２に差し込み式の端子口４しかない場合であっても、プラグアダプタ５を装着することにより充電コード６のコンタクトプラグ７を携帯電子機器２に対して磁気接続させることができる。

また、プラグアダプタ５の受け口１２には、コンタクトプラグ７を反転させて接続するときの中心軸Ｘに対して１８０°回転対称となる位置に二組の正負の電極Ｅ＋、Ｅ−が配されており、コンタクトプラグ７には、これら電極Ｅ＋、Ｅ−の少なくとも一の組と対向する位置に正負の電極Ｆ＋、Ｆ−が配されているので、コンタクトプラグ７を反転させて表裏どちら向きに接続しても正の電極Ｆ＋、Ｅ＋同士が接続され、負の電極Ｆ−、Ｅ−同士が接続され、これによって、充電が開始される。
このように、充電の際に、コンタクトプラグ７の表裏の向きを気にすることなく極めて簡単に接続することができる。

図４は直流マグネチックコネクタ１の他の例を示す説明図である。図１と共通する部分は同一符号を付して詳細説明を省略する。
プラグアダプタ５の受け口１２の電極配置は、図３（Ａ）と同様、正極となる電極Ｅ＋が共通電極として中心軸Ｘ上に配され、負極となる電極Ｅ−同士が互いに１８０°回転対称となる二箇所に配されており、左右の電極Ｅ−は強磁性体で形成されている。

コンタクトプラグ７は、電極Ｆ＋、Ｆ−を露出させる開口３１，３２を穿設したプラスチックケース３０内に、左右両側に電極Ｆ−となる突起３３を形成した電極板３４が設けられており、その突起３３の背面側収納部にマグネット１５が配されている。
また、電極板３４の中央には、前記開口３１と対応する位置に電極Ｆ＋となるピンを貫通する開口３５が形成されている。
これにより、電極配置は図３（ａ１）と同様、正極となる電極Ｆ＋が中央に配され、負極となる電極Ｆ−が左右両側に配されることとなる。

したがって、コンタクトプラグ７を反転させて表裏どちら向きに受け口１２に接続しても、電極Ｆ＋、Ｆ−がこれに対応する受け口１２の電極Ｅ＋、Ｅ−に接続されるので、充電を行う際に、コンタクトプラグ７の表裏の向きを気にすることなく極めて簡単に接続することができる。
なお図示は省略するが、電極Ｆ＋はスプリングにより突出方向に付勢されており、マグネット１５によりコンタクトプラグ７が受け口１２に磁着されたときに、ピン状の電極Ｆ＋先端が受け口１２側の電極Ｅ＋に確実に接続されるようになっている。

図５はマグネチックコネクタ１のさらに他の例を示す説明図である。図１と共通する部分は同一符号を付して詳細説明を省略する。
プラグアダプタ５の受け口１２の電極配置は、図３（Ａ）と同様、正極となる電極Ｅ＋が共通電極として中心軸Ｘ上に配され、負極となる電極Ｅ−同士が互いに１８０°回転対称となる二箇所に配されており、本例では電極Ｅ＋が強磁性体で形成されている。

コンタクトプラグ７は、電極配置は図３（ａ２）と同様、電極Ｆ＋が受け口１２の電極Ｅ＋と対応する位置に、電極Ｆ−が受け口１２の一方の電極Ｅ−と対応する位置に配されている。
したがって、コンタクトプラグ７を反転させて表裏どちら向きに受け口１２に接続しても、電極Ｆ＋、Ｆ−がこれに対応する受け口１２の電極Ｅ＋、Ｅ−に接続されるので、充電を行う際に、コンタクトプラグ７の表裏の向きを気にすることなく極めて簡単に接続することができる。

なお本例では、電極Ｆ＋は、マグネット１５の表面を覆う形状に形成され、電極Ｅ＋と接触する上端面が僅かに凸状に湾曲して形成されている。
また、電極Ｆ−は、電極Ｆ＋の先端面よりも突出する高さに形成されると共に、スプリング３７により突出方向に付勢されており、マグネット１３によりコンタクトプラグ７が受け口１２に磁着されて電極Ｆ＋及びＥ＋が接続されたときに、スプリング３７の弾発力に抗して電極Ｅ−に押し込まれ、電極Ｆ−の先端が受け口１２側の電極Ｅ−に確実に接続されるようになっている。

上記実施例の説明では、充電コードと携帯電子機器の接続部分をマグネチックコネクタとした場合について説明したが、本考案はこれに限るものではなく、任意の直流のコネクタに適用することができ、例えば、図１の充電器３のレセプタクル２０及び充電コード６のプラグ２１のＵＳＢコネクタに替えて本考案のマグネチックコネクタを用いてもよい。
また、プラグアダプタ５の差込プラグ１１は、ＵＳＢマイクロＢ規格に準拠するものに限らず、正極と負極を備えた充電専用端子口に接続されるタイプであってもよい。

本考案は、直流端子同士を接続する直流マグネチックコネクタの用途に適用し得る。

１ マグネチックコネクタ
２ 携帯電子機器
３ 充電器
４ データ通信兼用充電端子口
５ プラグアダプタ
６ 充電コード
７ コンタクトプラグ
１１ 差込プラグ
１２ 受け口
１３、１４ 接触面
Ｘ 中心軸
１５ マグネット
Ｅ＋、Ｅ− 電極
Ｆ＋、Ｆ− 電極

この課題を解決するため、本考案は、正負の電極がそれぞれ形成された二つの接触面同 士を、その中心軸を一致させて対向させた状態で磁気接続させ、対応する電極同士を電気的に接続する直流マグネチックコネクタにおいて、前記接触面の一には、前記中心軸に対 して左右対称となる位置又は前記中心軸上にマグネットが配され、これに接続される接触 面には、前記マグネットと対向する位置に強磁性体が配され、一方の接触面には、前記中心軸に対して１８０°回転対称となる位置に二組の正負の電極が配され、他方の接触面には、前記電極の少なくとも一の組と対向する位置に正負の電極が配されたことを特徴とする。

本例では、互いに接続される二つの接触面の片方を、中心軸の周りに回転させて表裏いずれの向きにしても、各接触面に形成された正極同士及び負極同士を確実に接続できるようにするという目的を達成するため、接触面の一には、前記中心軸に対して左右対称とな る位置又は前記中心軸上にマグネットを配し、これに接続される接触面には、マグネット と対向する位置に強磁性体を配し、一方の接触面には、前記中心軸に対して１８０°回転対称となる位置に二組の正負の電極が配され、他方の接触面には、前記電極の少なくとも一の組と対向する位置に正負の電極を配した。

受け口１２の接触面１３には、前記中心軸Ｘに対して１８０°回転対称となる位置に二組の正負の電極Ｅ＋、Ｅ−が配され、コンタクトプラグ７の接触面１４には、前記電極の少なくとも一の組と対向する位置に正負の電極Ｆ＋、Ｆ−が配されている。
コンタクトプラグ７側に配された電極Ｆ＋、Ｆ−は、スプリング１７により突出方向に付勢されており、コンタクトプラグ７と受け口１２が磁気接続されたときに、スプリング１７の弾発力に抗して電極Ｅ＋、Ｅ−に押し込まれ、電極Ｆ＋、Ｆ−の先端が受け口１２側の電極Ｅ＋、Ｅ−に確実に接続されるようになっている。

なお本例では、電極Ｆ＋は、マグネット１５の表面を覆う形状に形成され、電極Ｅ＋と接触する上端面が僅かに凸状に湾曲して形成されている。
また、電極Ｆ−は、電極Ｆ＋の先端面よりも突出する高さに形成されると共に、スプリング３７により突出方向に付勢されており、マグネット１５によりコンタクトプラグ７が受け口１２に磁着されて電極Ｆ＋及びＥ＋が接続されたときに、スプリング３７の弾発力に抗して電極Ｅ−に押し込まれ、電極Ｆ−の先端が受け口１２側の電極Ｅ−に確実に接続されるようになっている。

Claims (5)

1. 正負の電極がそれぞれ形成された二つの接触面を磁気接続させて対応する電極同士を電気的に接続する直流マグネチックコネクタにおいて、
   前記各接触面の中心軸を一致させて対向させた状態で、片方の接触面を前記中心軸の周りに回転させたときに、０°と１８０°のいずれの向きでも磁気接続させるマグネットを備え、
   一方の接触面には、前記中心軸に対して１８０°回転対称となる位置に二組の正負の電極が配され、他方の接触面には、前記一方の電極の少なくとも一の組と対向する位置に正負の電極が配されたことを特徴とする直流マグネチックコネクタ。
2. 前記一方の接触面に配される二組の電極は、正負のいずれか一方の電極が共通電極として前記中心軸上に配され、他方の電極が１８０°回転対称となる二箇所に配されて成る請求項１記載の直流マグネチックコネクタ。
3. 前記一方の接触面が、携帯電子機器に形成された充電端子口に差し込まれるプラグアダプタに形成され、前記他方の接触面が、充電コードの先端に取り付けられたコンタクトプラグに形成され、前記プラグアダプタとコンタクトプラグとが磁気接続される請求項１又は２記載の直流マグネチックコネクタ。
4. 前記プラグアダプタは、前記充電端子口に差し込まれる差込プラグと、前記接触面を形成した受け口とが反対向きに形成され、前記差込プラグは、ＵＳＢマイクロＢ規格に準拠して形成されると共に、その第２番ピン及び第３番ピン同士が短絡されてなる請求項３記載の直流マグネチックコネクタ。
5. 前記携帯電子機器が携帯電話又はタブレット型コンピュータであり、前記充電端子口が前記携帯電子機器の側面に形成されている場合に、前記受け口の電子機器厚さ方向の寸法が当該側面の幅以下に形成された請求項３又は４記載の直流マグネチックコネクタ。
   
   
   

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