JP3889734B2 - フローティング構造を有するコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ、携帯電話、デジタルビデオカメラ等の電子機器側に設けたコネクタと、充電器等のクレードル側に設けたコネクタとの間を結合する際に、一方のコネクタに前後、左右、斜めの全方向に移動するための自由度を持たせて、コネクタ同士の結合の位置ずれを吸収するためのフローティング構造を有するコネクタに関するものである。

デジタルカメラ、携帯電話、デジタルビデオカメラ等の電子機器をクレードルに接続した状態で他の電子機器との情報の送受信を行ったり、又は、充電したりすることが従来より行われている。この場合に、デジタルカメラ、携帯電話、デジタルビデオカメラ等とクレードルとの間は、コネクタで接続されることとなる。例えば、図５に示すように、クレードル１１にデジタルカメラ１２を載せて接続する場合が考えられ、デジタルカメラ１２側のコネクタ１４は、クレードル側のコネクタ１３と結合して情報の送受信、充電等が行われる。ここで、嵌合し易さを考慮してクレードル１１の両側には、デジタルカメラ１２の幅に対してわずかに隙間１５が設けてあるため、クレードル側のコネクタ１３は、この隙間１５の分のずれを吸収できる構造となっている必要がある。これは、図６に示すように奥行きに関しても同様で、前後、左右、斜めの全方向に自由度を持ったフローティング構造とすることで対応している。

図６において、クレードル１１の内部には、固定基板１８と可動基板２３とが設けてあり、これらはＦＦＣ（Flexible Flat Cable）などの可撓性ケーブル１９で接続されており、このうち可動基板２３側にコネクタ１３がクレードル１１のハウジングとの間に隙間２０を有しつつ設けられている。これにより、デジタルカメラ１２のずれに対して、コネクタ１３を設けた可動基板２３全体が動くことで対応している。

さらに詳しいフローティング構造について、図７を用いて説明する。
クレードル１１側のコネクタ１３は、コネクタハウジング２２に収納された状態で、可動基板２３に固定されている。このコネクタハウジング２２の全周には、クレードル１１のハウジングとの間に隙間２０を有している。この隙間２０を挟んだ左右の２個所には、クレードル１１におけるハウジングの下面に突出させてボス２１が一体に形成されている。このボス２１の下面には、ワッシャ２５を介して可動基板２３がネジ２６によって支持されるが、このとき、コネクタハウジング２２と可動基板２３には、ネジ２６の軸部２４の直径よりも大きく、かつ、ボス２１の直径よりも小さい円形の孔２７が形成されているので、円形の軸部２４の外周に隙間が設けられる。このとき、円形の軸部２４の高さは、コネクタハウジング２２と可動基板２３を重ねた高さよりも高くして、可動基板２３が水平方向に摺動可能なように隙間２８を有する。このように、コネクタハウジング２２と可動基板２３からなる部分は、水平な全方向には孔２７又は隙間２０の分だけ動くことができる構成となっている。

このような構成に加えて、クレードル１１側のコネクタ１３（いわゆる雌型コネクタ）の上部内側にテーパー面１６を設けるとともに、デジタルカメラ側のコネクタ１４（いわゆる雄型コネクタ）の下部外側にテーパー面１７を設けることによって、位置ずれに対してテーパー面同士が接触しながら誘導してクレードル側のコネクタ１３及び可動基板２３を動かすため、テーパー面が接触する範囲内であれば、ずれを吸収することが可能となる。
このような、可動基板とボスとの間に隙間を設けることによってフローティング構造を構成しているものとして、例えば、特許文献１が挙げられる。
特開平０８−１３８８０１号公報

上記のようなコネクタのフローティング構造は、テーパー面１６，１７の接触する範囲内でずれを吸収することが可能であるが、クレードル１１側のコネクタ１３は、孔２７による隙間がいずれか一方に片寄ってしまうことがあるため、テーパー面１６，１７だけでは吸収しきれない可能性があった。例えば、デジタルカメラ側のコネクタ１４が右側にずれてクレードル１１側のコネクタ１３と結合した場合には、その後結合を解除してもクレードル１１側のコネクタ１３は、その位置に留まることになり、その状態でデジタルカメラ側のコネクタ１４が左側にずれて嵌め込まれた場合には、コネクタ同士のずれが最大となるため、ずれが大きすぎてテーパー面１６，１７同士が接触できないおそれがあった。このような問題点を解決するためには、テーパー面を大きく取ればよいが、コネクタ全体の構造が小型化の傾向にあり、テーパー面を大きく取ることが困難になってきているという問題があった。

また、図６に示すように、クレードル１１側のコネクタ１３は、可動基板２３上に搭載されており、この可動基板２３自体は、可撓性ケーブル１９によって固定基板１８と結合されているが、コネクタ同士の結合の際には誤差を吸収するために一定範囲で自由に動き、その後で、結合が解除されてもその位置にとどまることにより、可撓性ケーブル１９は、変形したり、捩じれたままとなってしまうことがある。そのため、その変形や捩じれによる折り曲げや位置関係によっては、可撓性ケーブル１９が可動基板２３に対して一方向に力を加えるような状態となり、自由に動くはずのコネクタ１３が、ある一方向に引っ張られた状態で固定されてしまう可能性があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、デジタルカメラ等のコネクタとクレードル側に設けたコネクタとの間を結合する場合の一方のコネクタのフローティング構造に関し、コレクタ同士の結合の際には誤差を吸収するために一定範囲で自由に動くことができ、かつ、結合が解除されているときには、中心位置に戻るとともに固定された状態となるセンタリング構造を持ったコネクタを提供することを目的とするものである。

請求項１記載の発明は、コネクタのハウジングを可動基板に搭載し、前記コネクタにおける他のコネクタとの接離部分を、固定側のクレードルハウジングのコネクタ設置用窓に隙間を持って臨ませ、前記可動側のコネクタを前記隙間の範囲内で自由に動くように構成したフローティング構造を有するコネクタにおいて、前記コネクタのハウジングに、コネクタ位置誘導部材の筒状部を上下動自在に嵌合し、この筒状部の外周に設けた鍔部に、裾部分が広く、上方に次第に狭くなるテーパー面を形成し、前記コネクタ設置用窓の開口部の壁面に、可動基板側が広くコネクタの露出側が狭くなり、前記コネクタ位置誘導部材のテーパー面に嵌合するテーパー面を形成し、前記コネクタ設置用窓の開口部の下面に臨ませて、前記コネクタ位置誘導部材を上方に付勢して前記コネクタ設置用窓のテーパー面と前記コネクタ位置誘導部材のテーパー面とを嵌合せしめる複数個の弾性片とコネクタ位置誘導部材が下方に沈み込む下限を設定するための複数個の制限部とを有する押上げ用弾性部材を設けたことを特徴とするフローティング構造を有するコネクタである。

請求項２記載の発明は、コネクタ位置誘導部材の鍔部におけるテーパー面の上端部であって、筒状部との連続する部分に、このテーパー面よりさらに内側に伸びた段部を形成したことを特徴とする請求項１記載のフローティング構造を有するコネクタである。

請求項１記載の発明によれば、押上げ用弾性部材は、コネクタ位置誘導部材を上方に付勢してコネクタ設置用窓のテーパー面とコネクタ位置誘導部材のテーパー面とを嵌合せしめる複数個の弾性片と、コネクタ位置誘導部材が下方に沈み込む下限を設定するための複数個の制限部とを有するので、コネクタ位置誘導部材が押下げられたとき、コネクタ位置誘導部材が水平の状態で下降して傾くことがなく、また、複数個の制限部によってコネクタ位置誘導部材が必要以上に下降することがなく、可動基板を押し込んだりすることの事故がない。

請求項２記載の発明によれば、コネクタ位置誘導部材の鍔部におけるテーパー面の上端部であって、筒状部との連続する部分に、このテーパー面よりさらに内側に伸びた段部を形成したので、コネクタ位置誘導部材のわずかな押下げによりコネクタの水平方向の移動が可能となり、フローティング作用を十分発揮することができる。

本発明は、デジタルカメラ等の電子機器とクレードルとの間のコネクタのフローティング構造において、コネクタのハウジングの外側に、コネクタ位置誘導部材の筒状部を上下動自在に嵌合し、この筒状部の外周に設けた鍔部に、裾部分が広く、上方に次第に狭くなるテーパー面を形成し、コネクタ設置用窓の開口部の壁面に、可動基板側が広くコネクタの露出側が狭くなり、コネクタ位置誘導部材のテーパー面に嵌合するテーパー面を形成し、コネクタ設置用窓の開口部に臨ませてコネクタ位置誘導部材を上方に付勢してコネクタ設置用窓のテーパー面とコネクタ位置誘導部材のテーパー面とを嵌合せしめる押上げ用弾性部材を設けることにより、コネクタ同士の結合の際には誤差を吸収するために一定範囲で自由に動くことができ、かつ、結合が解除されたときには中心位置に戻りつつ固定された状態となるセンタリング構造を持ったコネクタを提供することができる。

本発明の第１の実施例を図１乃至図４に基づいて説明する。
これらの図において、本発明は、コネクタハウジング２２に上下動自在に被せたコネクタ位置誘導部材３２と、このコネクタ位置誘導部材３２の押上げ用弾性部材３６と、コネクタ１３と可動基板２３を中央位置に戻すテーパー面３１、３３とで構成されている。

前記可動基板２３には、図２に示す様に、コネクタハウジング２２が固定的に搭載され、このコネクタハウジング２２内のコネクタ１３が可動基板２３のプリント配線に電気的に接続されている。又、この可動基板２３は、可撓性ケーブル１９を介して固定基板１８に接続されている。前記コネクタ１３を搭載した可動基板２３は、図２では示していないが、従来例の図７に示したものと同様、ボス２１、ワッシャ２５、ネジ２６、軸部２４、円形の孔２７などにより、クレードル側のハウジング２９の下面に位置しつつ、水平な全方向に動くことができるフローティング構造を採用している。水平な全方向に動くことができるフローティング構造は、この例に限られるものではない。

前記クレードル側のハウジング２９には、クレードル側のコネクタ１３が突出するためのコネクタ設置用窓３０が設けられている。このコネクタ設置用窓３０は、ハウジング２９の上側が狭く、下側に向かうにつれて徐々に広くなっていく構造となっており、その壁面は、全周囲に、例えば、４５度程度のテーパー面３１が形成されている。

前記コネクタハウジング２２の外側には、コネクタ位置誘導部材３２が上下動自在に嵌合されている。このコネクタ位置誘導部材３２は、前記コネクタハウジング２２の外側形状と同様の垂直な筒状部３５と、下端部から外周に伸びた鍔部３９とからなり、この鍔部３９の上面に設けたテーパー面３３は、前記コネクタ設置用窓３０のテーパー面３１と同じ角度で形成されている。そして、コネクタ設置用窓３０にコネクタ位置誘導部材３２が下から挿入されるとテーパー面３１，３３同士が接触して、最終的に重なったときに常に一定位置で固定されるようになっている。また、コネクタ位置誘導部材３２におけるテーパー面３３の上端には、内側に段部３４が構成されており、水平方向の移動量の拡大を図っている。

次に、前記コネクタ位置誘導部材３２の下面に、図３に示す前記押上げ用弾性部材３６が取り付けられている。この押上げ用弾性部材３６は、金属、プラスチック等のように弾性を持った薄い板ばねからなり、かつ、コネクタ位置誘導部材３２が水平方向に十分移動できるように、前記鍔部３９よりも一回り大きな長方形型のスペースが設けてある。この長方形型に型抜きされた部分の内側の４隅に上向きの弾性片３７が一体に設けてあり、この弾性片３７は上方から下降しようとする鍔部３９の下面に接して押し戻すための弾性力を有する。また、この押上げ用弾性部材３６の内側の中央２個所には、コネクタ位置誘導部材３２が沈み過ぎるのを防ぐための制限片３８が設けてある。

このような構成における本発明の作用を説明する。
先ず、クレードル側のコネクタ１３がデジタルカメラ側のコネクタ１４と結合していないときには、図１及び図２に示すように、押上げ用弾性部材３６の弾性片３７が常にコネクタ位置誘導部材３２の鍔部３９を押上げた状態となっているため、コネクタ設置用窓３０の内側のテーパー面３１に、コネクタ位置誘導部材３２における鍔部３９のテーパー面３３に接触しつつ上昇し、テーパー面３１，３３に隙間を有することなく中央位置で嵌め込まれている。この状態では、コネクタ１３は、フローティング構造を採用した可動基板２３とともに、コネクタ位置誘導部材３２によって固定された状態となる。

ここで、クレードル側のコネクタ１３とデジタルカメラ側のコネクタ１４とを結合するときには、図４に示すように、デジタルカメラのハウジングの下面がコネクタ位置誘導部材３２の筒状部３５の上端に接触してコネクタ位置誘導部材３２を押上げ用弾性部材３６の弾性片３７に抗してやや押し下げる。すると、弾性片３７の弾性力に逆らってコネクタ位置誘導部材３２は沈み込む。このように、コネクタ位置誘導部材３２が、わずかでも沈み込むと、テーパー面３３の上端に段部３４があり、かつ、コネクタ設置用窓３０のテーパー面３１との間に間隔が生じ、この間隔分だけコネクタ位置誘導部材３２は水平方向に動く余裕ができる。このことは、同時に、コネクタ１３及び可動基板２３もコネクタ位置誘導部材３２と一体に水平方向に動く余裕ができる。

このように、コネクタ１３及び可動基板２３もコネクタ位置誘導部材３２と一体に水平方向に動く余裕ができると、クレードル側のコネクタ１３とデジタルカメラ側のコネクタ１４の中心位置がずれているとしても、コネクタ１３及び可動基板２３は、水平方向に自由に動くことが可能となり、この状態でクレードル側のコネクタ１３とデジタルカメラ側のコネクタ１４のそれぞれの接触面等に設けたテーパー面同士（図７のテーパー面１６，１７と同一）が接触摺動することで、コネクタ同士の結合を行えるようにコネクタ１３及び可動基板２３は移動し、コネクタに負荷をかけることなく結合できる。

つぎに、クレードル側のコネクタ１３とデジタルカメラ側のコネクタ１４との結合を解除するためにデジタルカメラを持ち上げ抜き取ると、コネクタ位置誘導部材３２を下方に押下げていた力がなくなるため、鍔部３９に接していた弾性片３７の弾性力によってコネクタ位置誘導部材３２が押上げられる。コネクタ位置誘導部材３２は、テーパー面３３がコネクタ設置用窓３０の内側のテーパー面３１に接触しながら押上げられるため、結合時に中心位置からずれていたとしてもテーパー面３１に誘導されて最終的には中心位置まで戻ってコネクタ設置用窓３０に嵌め込まれ、再び固定状態となる。

このように、コネクタ設置用窓３０の内側にテーパー面３１を形成し、かつ、コネクタ位置誘導部材３２の鍔部３９にテーパー面３３を形成し、このコネクタ位置誘導部材３２を押上げ用弾性部材３６の弾性片３７の弾性力によって上方に押上げる構造としたので、結合していないときには、中心位置で固定された状態となっていて、クレードル側のコネクタ１３とデジタルカメラ側のコネクタ１４との結合時には、自由に動くフローティング構造となっている。
よって、コネクタ同士の非結合時は、可撓性ケーブル１９の弾性によって引っ張られたとしても中心位置がずれることはなく、また、結合するときには、フローティング構造及びテーパー面の接触によって確実に結合でき、デジタルカメラ側のずれの誤差はコネクタ１３の中心位置からのみ考えればよくなる。

前記実施例においては、クレードルとデジタルカメラの間のセット間結合を行う場合を例として説明していたが、本発明はこれに限られるものではなく、コネクタ同士の結合であれば、どのようなセット間結合に対しても適用できるものである。

本発明のフローティング構造を有するコネクタの実施例を示した正面断面図である。 図１のフローティング構造を有するコネクタの側方断面図である。 図１のフローティング構造を有するコネクタにおける押上げ用弾性部材３６の構造を示した斜視図である。 図１のフローティング構造を有するコネクタの結合時の作用を示した断面図である。 クレードルのコネクタとデジタルカメラ等のコネクタを結合する場合の例を示した模式図である。 図５の側方断面図である。 クレードルのコネクタとデジタルカメラ等のコネクタを結合する場合の従来例を具体的に示した断面図である。

符号の説明

１１…クレードル、１２…デジタルカメラ、１３…クレードル側のコネクタ、１４…デジタルカメラ側のコネクタ、１５…隙間、１６…テーパー面、１７…テーパー面、１８…固定基板、１９…可撓性ケーブル、２０…隙間、２１…ボス、２２…コネクタハウジング、２３…可動基板、２４…軸部、２５…ワッシャ、２６…ネジ、２７…隙間、２８…隙間、２９…クレードル側のハウジング、３０…コネクタ設置用窓、３１…テーパー面、３２…コネクタ位置誘導部材、３３…テーパー面、３４…段部、３５…筒状部、３６…押上げ用弾性部材、３７…弾性片、３８…制限部、３９…鍔部。

Claims (2)

1. コネクタのハウジングを可動基板に搭載し、前記コネクタにおける他のコネクタとの接離部分を、固定側のクレードルハウジングのコネクタ設置用窓に隙間を持って臨ませ、前記可動側のコネクタを前記隙間の範囲内で自由に動くように構成したフローティング構造を有するコネクタにおいて、前記コネクタのハウジングに、コネクタ位置誘導部材の筒状部を上下動自在に嵌合し、この筒状部の外周に設けた鍔部に、裾部分が広く、上方に次第に狭くなるテーパー面を形成し、前記コネクタ設置用窓の開口部の壁面に、可動基板側が広くコネクタの露出側が狭くなり、前記コネクタ位置誘導部材のテーパー面に嵌合するテーパー面を形成し、前記コネクタ設置用窓の開口部の下面に臨ませて、前記コネクタ位置誘導部材を上方に付勢して前記コネクタ設置用窓のテーパー面と前記コネクタ位置誘導部材のテーパー面とを嵌合せしめる複数個の弾性片とコネクタ位置誘導部材が下方に沈み込む下限を設定するための複数個の制限部とを有する押上げ用弾性部材を設けたことを特徴とするフローティング構造を有するコネクタ。
2. コネクタ位置誘導部材の鍔部におけるテーパー面の上端部であって、筒状部との連続する部分に、このテーパー面よりさらに内側に伸びた段部を形成したことを特徴とする請求項１記載のフローティング構造を有するコネクタ。
   

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