JP4184411B1 - 信号伝達用プラグ - Google Patents

Abstract

【課題】無垢のままのピンである場合よりもピンジャックとの信号伝達性能に優れ、従来の中空状のピンのように異音を発することがなく、ピンの内部の腐食も防止することができる信号伝達用プラグを得る。
【解決手段】金属の棒からなるピン１と、ピン１の長さ方向一端部外周に絶縁部材２を介在させて一体に結合されている金属端子３を備える。ピン１は長さ方向一端部からピン１の軸線方向に形成された孔１１を有し、孔１１には制振材５が充填されている。孔１１はピン１の長さ方向一端部からピン１の長さ方向の途中まで形成されていてもよい。制振材５は樹脂からなるものであってもよく、ガラス繊維が入った樹脂であればなおよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、高い制振効果を持たせることにより信号伝達性能を高めることができる信号伝達用プラグに関するものである。

音響機器や映像機器などには、音声信号や映像信号などを機器間でやり取りするためにジャックとプラグからなる接続端子が用いられている。一般的には、音響機器や映像機器などの機器をつなぐケーブルの端部にプラグが取り付けられていて、機器側にプラグを受け入れるジャックが取り付けられている。

音響機器や映像機器などの接続には、ピン端子、あるいはピンプラグ・ジャックといわれるタイプの信号伝達用プラグ・ジャックが長年にわたって広く用いられている。ピンプラグは、中心部に金属の棒でできたピンがあり、ピンの長さ方向一端部外周には、ピンから絶縁されて周囲に切り込みの入った傘状の金属端子が一体に取り付けられている。この金属端子は一般的にはアース側端子として使用されるので、以下、「アース端子」という。このアース端子の外周面は、その大半がプラスチックなどの絶縁体で覆われているものや、一部が絶縁体で覆われているもの、あるいは、絶縁体がなく全体が金属からなるものなど、さまざまな仕様のものがある。上記ピンにはケーブルの信号線が接続され、ケーブルのアース線が上記アース端子に接続されている。上記アース線はケーブルの信号線の外側を覆っているものと、信号線と平行に伸びているものがある。ピンプラグのピンを機器側のピンジャックの受け孔に挿入すると、ピンジャックの受け孔を構成している導電体とピンが電気的に導通し、ピンプラグのアース端子は、ピンジャックの上記導電体から絶縁されて上記導電体の外周を囲んでいるピンジャック側のアース端子に電気的に接続される。

ピンプラグのピンは、無垢のものと中空状のものがある。中空状のピンの場合は、中空のピン内にケーブルの信号線の端部を挿入し、ハンダ付けにより、あるいは圧着により信号線とピンとを電気的に接続している。特許文献１に記載されているピンプラグはその例で、中空のピンプラグ内に介在子を挿入し、介在子の中心孔に信号線の端部を挿入した状態でピンと介在子と信号線を同時に圧着しながら絶縁部材に固着してなるものである。中空状のピンは、平板を曲げ加工しあるいはプレス加工することによって得ることができる。中空状のピンは、音響性能や画像性能をそれほど重要視しない普及タイプの機器に用いられることが多い。
特開平９−１７５２３号公報

比較的高級な機器に用いられるピンプラグでは、信頼性あるいは耐久性の点から無垢のピンを用いることが多い。しかしながら、無垢のピンの場合、弾性が働かないため、ピンジャックの受け孔に挿入したとき受け孔に対してなじみにくく、接触面積が少なくなって信号の伝達性能が低下することがあった。また、電流は導体の表面を通る性質があることから、導体の表面積を広くすることによって電気抵抗を小さくすることができるが、無垢のピンの場合、表面積が少なく電流が流れにくくなる難点がある。かかる問題点を解消するために、もともとは無垢のピンにその長さ方向に孔をあけるなどして中空状にし、ピンジャックの受け孔とのなじみをよくし、かつ、表面積を広くして電流が流れやすくしたものもある。

上記のように、もともとは無垢のピンを加工して信号伝達性能の向上を図ったものによれば、ピンプラグ・ジャック相互間の信号の流れが良好になり、音質あるいは画質などの向上が認められるが、新たな技術課題があることがわかってきた。その一つは、ピンがパイプ状になることによって、信号電流が流れたとき振動しやすく、機械的な異音を発するとともに音質を低下させていた。上記異音のことを当業者間では「金属の鳴き」と呼んでいる。また、ピン自体が比較的小さな部品であり、これを中空にするための孔は小径で細い孔であるため、孔の周囲の壁面にめっきがいきわたらず、孔内部が腐食しやすいという問題点があることもわかった。加えて、上記孔が貫通孔の場合、この孔に挿入して接続する信号線の端部も外気に晒されやすく、信号線接続部分の腐食も発生しやすくなる。

このように、ピンプラグのピンが中空タイプであるにせよ、あるいは無垢のタイプであるにせよ、性能面で満足できるピンプラグはなかった。現実の問題として、ケーブルは流れる信号によって振動するといわれており、振動することによって信号の伝達に影響を与えることも事実である。特に、車載機器として使用する場合は、自動車の振動を源とする外来の振動がケーブルに伝わり、ケーブルの振動が音質や画質に悪影響を与えていた。

本発明は、以上説明した従来のピンプラグの問題点を解消して、無垢のままのピンである場合よりもピンジャックとの信号伝達性能に優れ、従来の中空状のピンのように異音を発することがなく、ピンの内部の腐食も防止することができる信号伝達用プラグを提供することを目的とする。

本発明は、金属の棒からなるピンと、このピンの長さ方向一端部外周に絶縁部材を介在させて一体に結合されている金属端子を備えてなる信号伝達用プラグであって、上記ピンは長さ方向一端部からピンの軸線方向に形成された孔を有していて、この孔には制振材が充填されていることを最も主要な特徴とする。
孔は、ピンの長さ方向一端部からピンの長さ方向の途中まで形成されていてもよい。
制振材は樹脂からなるものであってもよく、ガラス繊維が入った樹脂であればなおよい。

ピンの軸線方向に孔を形成することによって、ピンとこのピンを受け入れるジャックの受け孔とのなじみがよくなり、プラグ・ジャック双方の電気的な結合を良好に保つことができる。
また、ピンに信号が流れることによるピンの振動を制振部材が抑制し、いわゆる「金属鳴き」を防止することができる。
ピン全体の寸法は比較的小さいため、これに形成する孔も小さくなり、孔の周壁に防錆のためのめっきを施そうとしても、めっきを孔の周壁にいきわたらせることは困難であるが、孔の周壁は制振材でマスキングされるので、制振材が錆止め効果をもたらし、ピンの腐食を防止することができる。

以下、本発明にかかる信号伝達用プラグの実施例について図面を参照しながら説明する。
図１ないし図４において、符号１はプラグの一部を構成するピンを示している。ピン１は導電性に優れた円柱形の金属の棒からなり、もともとは無垢の棒である。図２、図４に示すように、ピン１には、その長さ方向一端部である先端側からピン１の軸線方向に円形の孔１１がピン１と同心円をなして形成されている。孔１１はピン１の長さ方向の途中まで形成されていて、孔１１の奥端は、ピン１の外周面から半径方向に形成された孔１２に連通している。したがって、軸線方向の孔１１と半径方向の孔１２からなる連続した１本の孔の両端はピン１の外面において、具体的にはピン１の先端面と外周面において解放している。

図１、図３に示すように、上記孔１１と孔１２からなる１本の孔には制振材５が充填されている。制振材５の材質は流動性のある樹脂が望ましく、この樹脂を上記孔に流し込むことによって充填することができる。上記樹脂にはガラス繊維を入れるとよい。さらには、ガラス繊維が入ったポリブチレンテレフタレート樹脂を使用するとよい。ピン１の上記孔に流動性のある樹脂からなる制振材５を充填して硬化させ、ピン１と制振材５を一体化する。ピン１の前端面と外周面から制振材５の面が露呈していて、この制振材５の露呈面はピン１の前端面および外周面とそれぞれ同一面をなすように、滑らかな面に仕上げられている。

ピン１の後端部には、ケーブルの信号線を半田付け等によって電気的に接続するための突起１３がピン１の長さ方向に一体に形成されている。ピン１の後端部外周には、図３、図４に示すように、円柱状の絶縁部材２が一体に固着されている。絶縁部材２は、円筒状に形成したものをピン１に嵌合してもよいが、ピン１とともにインサート成形してピン１に固着するとよい。絶縁部材２は、上記孔１２を塞ぐ位置に形成されている。
絶縁部材２の材質と上記制振材５の材質は互いに異なっていてもよいが、制振材５の材質と同じ材質で絶縁部材２を形成するとよい。すなわち、ピン１とともに絶縁部材２をインサート成形するとき、絶縁部材２の樹脂からなる素材を孔１２から流入させ、孔１１と孔１２に樹脂を充填するとともに絶縁部材２を一体成形することができ、製造工程を簡略化することができるからである。図示の実施例では、上記のように孔１２を塞ぐ位置に絶縁部材２を形成し、同じ素材からなる樹脂で、絶縁部材２と制振材５を連続させて一体成形している。

絶縁部材２の外周には、図１に示すように、周囲に複数の切り込み３１の入った傘状の金属端子３が一体に取り付けられている。この金属端子３は上記絶縁部材２が介在することによってピン１から絶縁されており、また、ピン１の後端部外周側からピン１に覆い被さるように、かつ、ピン１の外周面との間にリング状の空間が生じるように形成されている。金属端子３はアース端子として使用されるもので、その後端からは、ケーブルのシールド部材を電気的に接続するための突起３３がピン１の中心軸線と平行に伸び出ている。以上のような構成で、金属端子３の外周にその後端側（図１において右斜め上側）から絶縁材（図示されず）を挿入して金属端子３の一部を絶縁材で覆う場合もある。この絶縁材は、ピンプラグをピンジャックに装脱するときのグリップとしての機能を兼ねることができる。また、上記絶縁材の代わりにメタルで覆う場合もある。

上記ピンプラグをピンジャックに装着すると、ピン１がジャックの受け孔に嵌合してピン１とジャックの受け孔構成部材とが電気的に導通し、傘状の金属端子３がこれに対応するジャック側の端子に嵌合して電気的に導通する。金属端子３は周囲に複数の切り込み３１を有しているため、半径方向の弾性力を有していて、この弾性力によりジャック側の端子に外周側から締め付けるようにして結合し、電気的に確実に接続される。上記ピン１はもともと無垢の金属の棒からなるものであるが、中心軸線方向の孔１１と半径方向の孔１２からなる連続した１本の孔を有しているため、ピン１の表面積が増大し、電気抵抗が小さく、電流が通りやすくなっている。そのため、このピンを有するプラグを、例えばオーディオ機器を接続するケーブルに使用すると、音質改善効果を得ることができる。

ピン１に上記孔１１，１２を形成すると、ピン１は機械的に振動を生じやすくなる。しかし、図示の実施例では、上記孔１１，１２に制振材５が埋め込まれているため、機械的な振動が抑制され、いわゆる「金属鳴き」を防止することができる。制振材５は、これをガラス繊維が入った樹脂とすることにより、樹脂中にガラス繊維がランダムな向きに混入し、機械的な制振効果を高めることができる。制振材５をガラス繊維が入ったポリブチレンテレフタレート樹脂とすればなおよい。

金属の棒からなるピン１は、表面に錆が生じないように防錆メッキなどによる防錆処理を行なう必要がある。図示の実施例のように、ピン１に孔１１，１２を形成すると、これらの孔１１，１２の内部まで防錆メッキをいきわたらせることは困難である。しかし、図示の実施例では、ピン１に形成した孔１１，１２が樹脂からなる制振材５で充填されているため、孔１１，１２の表面が空気と接触することがなく、孔１１，１２の内部まで防錆メッキがいきわたっていなくても、孔１１，１２の表面が腐食することを防止することができる。

制振材５および絶縁部材２を構成する樹脂にガラス繊維を入れる理由は、前述の理由のほかに、ピン１に信号線を半田付けする際の耐熱性を上げる目的もある。制振材５および絶縁部材２を構成する樹脂にガラス繊維が入っていない場合は、半田付け時の熱で樹脂が軟化し、絶縁部材２およびこれを介して固定されている金属端子３に対してピン１が傾くことがある。上記樹脂にガラス繊維が入っている場合は樹脂の耐熱性が向上し、半田付けの熱によって樹脂が軟化することがなく、金属端子３に対してピン１が傾くことも防ぐことができる。

上記のように、ガラス繊維が入っている樹脂は耐熱性が高いということは熱伝導率が低いということでもある。これに対し良導体からなるピン１は熱伝導率が高く、上記樹脂に混入しているガラス繊維と性質が異なるため、ピン１を伝わる音の速度すなわち音速とガラス繊維が入っている樹脂の音速にも差がある。より厳密に言えば、ピン１の素材である金属と、ガラス繊維と、樹脂との間でも音速に差がある。したがって、樹脂→ガラス繊維→ピン１というように振動が伝わるたびに振動伝播速度が変化して振動が伝わりにくくなり、制振効果を高めることができる。

さらに、ガラス繊維を混入する樹脂として、前述のようにポリブチレンテレフタレート樹脂を使用するとよい。ポリブチレンテレフタレート樹脂は耐熱性が高いからである。本発明においては、制振材５の素材として樹脂を使用するのであるから、本来制振性の高い樹脂であることが望ましいが、半田付け時の耐熱性を考慮すると、現状ではポリブチレンテレフタレート樹脂が適している。

本発明に係る信号伝達用プラグを音響機器の接続ケーブルに適用し、試聴した結果、音質改善効果が認められた。具体的には、「楽器のディティールがはっきりする」、「定位が明確になる」、「音の伸びが向上する」などの効果が認められた。

本発明に係る信号伝達用プラグの実施例を示す斜視図である。 同上実施例中のピンを示す斜視図である。 同上ピンに制振材および絶縁体を付加した状態を示す斜視図である。 上記ピンおよび絶縁体を示す縦断面図である。

符号の説明

１ ピン
２ 絶縁部材
３ 金属端子
４ 絶縁材
５ 制振材
１１ 孔
１２ 孔
３１ 切り込み

Claims (6)

1. 金属の棒からなるピンと、このピンの長さ方向一端部外周に絶縁部材を介在させて一体に結合されている金属端子を備えてなる信号伝達用プラグであって、
   上記ピンは長さ方向一端部からピンの軸線方向に形成された孔を有していて、この孔には制振材が充填されている信号伝達用プラグ。
2. 孔は、ピンの長さ方向一端部からピンの長さ方向の途中まで形成されている請求項１記載の信号伝達用プラグ。
3. 孔は、ピンの長さ方向の途中からピンの外周方向に向かって形成され、孔の両端が開放している請求項２記載の信号伝達用プラグ。
4. 孔を塞ぐ位置に絶縁部材が形成され、絶縁部材と制振材が連続して同じ素材からなる樹脂で一体に形成されている請求項３記載の信号伝達用プラグ。
5. 制振材はガラス繊維が入った樹脂である請求項１記載の信号伝達用プラグ。
6. 制振材はガラス繊維が入ったポリブチレンテレフタレート樹脂である請求項１記載の信号伝達用プラグ。

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