JP5568671B2 - コネクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２種の相手側コネクタと嵌合可能なコネクタであって２種の相手側コネクタを識別するためのスイッチを備えるコネクタに関する。

ＵＳＢコネクタ（ＵＳＢレセプタクル）に対するＵＳＢプラグの接続状態を判別するためのスイッチをＵＳＢコネクタに設けたものとしては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。

特開２００５−２４２４７６号公報

ＵＳＢプラグのような規格化されたインタフェースを有するコネクタ・アプリケーションであっても必要とする電流の大きさの異なる場合がある。例えば、ＵＳＢインタフェースを有するリムーバブルＨＤＤは、ＵＳＢメモリなどと比較して、大きな電流を必要とする。そのため、接続されるコネクタ・アプリケーションによってＵＳＢレセプタクル側から供給する電流値を異ならせたいという要求がある。

しかしながら、現時点では必要とする電流値の異なるコネクタ・アプリケーションを区別する手段がない。

そこで、本発明は、必要とする電流値の異なるコネクタ・アプリケーションを区別しうるように拡張されたインタフェース及びそれを具現化したコネクタを提供することを目的とする。

本発明によれば、第１のコネクタとして、
第１型相手側嵌合部を有する第１型相手側コネクタと第２型相手側嵌合部及び識別キーを有する第２型相手側コネクタとのいずれか一方と選択的に接続可能なコネクタであって、前記識別キーは、前記第２型相手側コネクタの当該コネクタに対する嵌合方向と直交する所定面内において前記第２型相手側嵌合部から外側に向けて突出するものである、コネクタにおいて、
前記第１型相手側コネクタが前記嵌合方向に沿って当該コネクタに接続される場合には前記第１型相手側嵌合部に接触しない一方で前記第２型相手側コネクタが前記嵌合方向に沿って当該コネクタに接続される場合には前記識別キーと接触するように設けられたスイッチ端子を備える、コネクタが得られる。

また、本発明によれば、第２のコネクタとして、第１のコネクタであって、
前記第１型相手側嵌合部と前記第２型相手側嵌合部のいずれとも嵌合可能な嵌合部と、前記識別キーの前記嵌合方向への移動を許容するように前記嵌合部に隣接して設けられたキー受容部とを更に備えており、
前記スイッチ端子は、前記キー受容部内に設けられている
コネクタが得られる。

また、本発明によれば、第３のコネクタとして、第２のコネクタであって、
複数のコンタクトと、該コンタクトを保持する保持部材と、前記コンタクトを囲うように前記保持部材に取り付けられた金属製のシェルとを備えており、
前記保持部材は、側部として前記スイッチ端子を片持ち梁状に保持する端子保持部を備え、且つ、該端子保持部以外の部位を前記シェルにより覆われており、
前記シェルは、側部前縁及び上部前縁を有する前記嵌合部と、該嵌合部の前記側部前縁から側方に向かって延びるゲート部と、前記嵌合部の前記上部前縁から後方に向かって延びる折返し部と、該折返し部の側部から下方に向かって延びる保護部とを備えており、
前記ゲート部には、前記嵌合方向における前記識別キーの通過を許容するキー通過孔が形成されており、
前記嵌合部には、該嵌合部の側部を貫通するキーガイド部であって前記側部前縁において前記キー通過孔と連続し且つ後方に向かって延びるキーガイド部が形成されており、
前記キー受容部は、前記ゲート部の前記キー通過孔と前記嵌合部の前記キーガイド部とによって規定されており、前記保護部によって少なくとも部分的に保護されている
コネクタが得られる。

また、本発明によれば、第４のコネクタとして、第３のコネクタであって、
前記保護部には、前記識別キーと前記スイッチ端子との接触時に前記識別キーによって押圧された前記スイッチ端子の一部を逃がすための逃げ孔が形成されている
コネクタが得られる。

また、本発明によれば、第１の相手側コネクタとして、上述した第２型相手側コネクタとして使用可能な相手側コネクタが得られる。

また、本発明によれば、第２の相手側コネクタとして、第１の相手側コネクタであって、
前記第２型相手側嵌合部及び前記識別キーを規定する金属製の相手側シェルを備える相手側コネクタが得られる。

本発明によれば、識別キーを有さない相手側コネクタ（第１型相手側コネクタ）と識別キーを有する相手側コネクタ（第２型相手側コネクタ）とのいずれとも接続可能となるようにコネクタのインタフェースを構成し、且つ、第１型相手側コネクタとの接続時には状態変化せず第２型相手側コネクタとの接続時には状態変化するようなスイッチをコネクタに設けることとした。これにより、スイッチの状態を検知することで、接続されている相手側コネクタがいずれのタイプのコネクタであるかを特定することが可能となる。なお、スイッチの状態検知用の回路や検知されたスイッチの状態に応じた供給電流の制御などは、当該コネクタの設けられた電子機器においてハードウェア的／ソフトウェア的に実現することができる。

例えば、規格化されたインタフェース（ノーマルインタフェース）を有する相手側コネクタをノーマルプラグ（第１型相手側コネクタ）とし、規格化されたインタフェースに対して識別キーを加えたようなインタフェース（カスタムインタフェース）を有する相手側コネクタをカスタムプラグ（第２型相手側コネクタ）とすることとした場合、本発明によるコネクタ（レセプタクル）は、ノーマルインタフェース及びカスタムインタフェースのいずれを有する相手側コネクタにも対応可能なものであり、且つ、スイッチにより両者を識別可能なものである。更に、例えば、ＵＳＢメモリのように特に大電流を必要としないコネクタ・アプリケーションに用いられる相手側コネクタをノーマルプラグとし、他方、リムーバブルＨＤＤのように大電流を要するコネクタ・アプリケーションに用いられる相手側コネクタをカスタムプラグとすることとすると、相手側コネクタがノーマルプラグであるかカスタムプラグであるかの検知結果・識別結果に応じた電流制御を行うことができる。

このように、本発明のコネクタを用いれば、相手側コネクタを有するコネクタ・アプリケーションが大電流を必要とするコネクタ・アプリケーションであるか大電流を必要としないコネクタ・アプリケーションであるかをコネクタと相手側コネクタとの接続時に判断することができることから、大電流を必要とするコネクタ・アプリケーション用の相手側コネクタに対してのみ大電流を供給することができ、大電流を必要としないコネクタ・アプリケーション用の相手側コネクタに対して誤って大電流を流してしまうことがない。

また、識別キーが嵌合方向と直交する方向へ突出するように設けられていることから、第１型相手側コネクタ（例えば、ノーマルプラグ）としか接続できないコネクタ（例えば、規格化されたインタフェースを有するレセプタクル：ノーマルレセプタクル）に対して第２型相手側コネクタ（例えば、カスタムプラグ）を誤って接続してしまうといったことがない。従って、本発明によれば、大電流を必要とするコネクタ・アプリケーションに対して供給すべき電流が不足してしまうといったこともなく、電流不足による動作不良が生じることもない。

規格化されたノーマルインタフェースを有するノーマルプラグを示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態によるカスタムプラグを示す斜視図である。 図２のカスタムプラグの正面図である。 本発明の実施の形態によるカスタムレセプタクルを示す斜視図である。 図４のカスタムレセプタクルを示す側面図である。スイッチ端子の一部及び端子保持部が図示されている。 図４のカスタムレセプタクルの正面図である。 図４のカスタムレセプタクルの上面図である。 図４のカスタムレセプタクルと図１のノーマルプラグとを示す一部切り欠き上面図である。ノーマルプラグとカスタムレセプタクルとは嵌合した状態にある。 図４のカスタムレセプタクルと図２のカスタムプラグとを示す一部切り欠き上面図である。カスタムプラグとカスタムレセプタクルとは嵌合した状態にある。 スイッチ端子がオフであるときの状態を示す等価回路図である。 スイッチ端子がオンであるときの状態を示す等価回路図である。 図４のカスタムレセプタクルの変形例を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態によるカスタムレセプタクルを示す断面図である。

図８及び図９を参照すると、本発明の実施の形態によるカスタムレセプタクル（コネクタ）３は、図１に示されるようなノーマルプラグ（第１型相手側コネクタ）１と図２及び図３に示されるようなカスタムプラグ（第２型相手側コネクタ）２のいずれを相手側コネクタとしても接続可能なものである。換言すると、本実施の形態によるカスタムレセプタクル３は、ノーマルプラグ１とカスタムプラグ２とのいずれか一方と選択的に接続可能なものである。ここで、ノーマルプラグ１は、図１に示されるように、規格化されたインタフェースである第１型相手側嵌合部１１を有している。これに対して、カスタムプラグ２は、Ｘ方向（嵌合方向）に沿って見た場合に、第１型相手側嵌合部１１の外形を変更してなるカスタムインタフェースを有している。詳しくは、カスタムプラグ２のカスタムインタフェースは、図２及び図３に示されるように、第１型相手側嵌合部１１と類する外形を有し且つ同一のインタフェース機能を提供する第２型相手側嵌合部２１と、ＹＺ平面（所定面）内において第２型相手側嵌合部２１から外側に向けて突出する識別キー２２とを有している。

詳しくは、ノーマルプラグ１は、図１に示されるように、複数のコンタクト１０５と、コンタクト１０５を保持する保持部材１１０と、保持部材１１０を覆うようにして設けられているシェル１２０とを備えている。図から理解されるように、ノーマルプラグ１においては、シェル１２０の外形が第１型相手側嵌合部１１の外形となっている。図１に示されるように、第１型相手側嵌合部１１はＹＺ平面において略長方形の断面形状を有している。ここで、ノーマルプラグ１の第１型相手側嵌合部１１のＹ方向における幅はＬ１である。

一方、カスタムプラグ２は、図２及び図３に示されるように、複数のコンタクト２０５と、コンタクト２０５を保持する保持部材２１０と、保持部材２１０を覆うようにして設けられているシェル（相手側シェル）２２０とを備えている。図３を参照すると、本実施の形態におけるシェル２２０は、第２型相手側嵌合部２１と識別キー２２との両方の外形を規定している。図示されるように、第２型相手側嵌合部２１はＹＺ平面において略長方形の断面形状を有している。識別キー２２は、第２型相手側嵌合部２１の側面（Ｙ方向端部）から側方（Ｙ方向）外側に向かって突出するように設けられている。更に、識別キー２２は、第２型相手側嵌合部２１の側面上をＸ方向に沿って延びるように形成されている。図３に示されるように、Ｙ方向において、第２型相手側嵌合部２１は第１型相手側嵌合部１１と同様に幅Ｌ１を有しており、識別キー２２は第２型相手側嵌合部２１からＬ２だけ突出している。

図４乃至図７に示されるように、カスタムレセプタクル３は、ノーマルプラグ１の第１型相手側嵌合部１１とカスタムプラグ２の第２型相手側嵌合部２１とのいずれとも嵌合可能な嵌合部３２と、識別キー２２のＸ方向における移動を許容するように嵌合部３２とＹ方向において隣接して設けられたキー受容部３３と、嵌合時において識別キー２２と接触するスイッチ端子３４とで構成されている。ここで、嵌合部３２のＹ方向における幅はノーマルプラグ１の第１型相手側嵌合部１１の幅Ｌ１やカスタムプラグ２の第２型相手側嵌合部２１の幅Ｌ１に対応するようにして定められている。また、キー受容部３３のＹ方向における幅はカスタムプラグ２の識別キー２２の幅Ｌ２に対応するようにして定められている。

具体的には、図４乃至図７に示されるようにカスタムレセプタクル３は、ノーマルプラグ１のコンタクト１０５又はカスタムプラグ２のコンタクト２０５と接続するためのコンタクト３０１と、コンタクト３０１を保持している保持部材３０３と、コンタクト３０１を囲うようにして保持部材３０３に取り付けられている金属製のシェル３１０とを備えている。シェル３１０は、−Ｚ方向（下方）に沿って延びる複数の脚部３２０を備えている。これら脚部３２０は図示しない回路基板上のグランドに接続固定される。

本実施の形態よる保持部材３０３は、その側部として、スイッチ端子３４をキー受容部３３内に保持するための端子保持部３０５を備えている。本実施の形態において、端子保持部３０５は、ノーマルプラグ１がＸ方向に沿ってカスタムレセプタクル３に接続される場合には第１型相手側嵌合部１１に接触しないようにする一方でカスタムプラグ２がＸ方向に沿ってカスタムレセプタクル３に接続される場合には識別キー２２と接触するように、スイッチ端子３４を保持している。より具体的には、図８及び図９に良く示されるように、スイッチ端子３４は、端子保持部３０５によって片持ち梁状に保持されている。即ち、スイッチ端子３４の一端は端子保持部３０５に固定されているが、スイッチ端子３４の他端は自由端となっている。

図４乃至図６に示されるように、シェル３１０は、カスタムレセプタクル３の保持部材３０３のうち、端子保持部３０５以外の部分を覆うように設けられている。シェル３１０は、２つの側部前縁３３０と、上部前縁３４０と、下部前縁３４５とを備えている。これら側部前縁３３０、上部前縁３４０及び下部前縁３４５は、カスタムレセプタクル３の嵌合部３２の嵌合面を規定している。

図４乃至図７に示されるように、本実施の形態におけるシェル３１０には、一方の側部前縁３３０からＹ方向（側方）に向かって延びるゲート部３５０と、上部前縁３４０からＸ方向（後方）に向かって延びる折返し部３６０と、折返し部３６０のＹ方向における側部から−Ｚ方向（下方）に向かって延びる保護部３７０とが形成されている。保護部３７０には、スイッチ端子３４の先端を貫通（後述）させる逃げ孔３７４と、回路基板等に固定される脚部３７２が設けられている。ゲート部３５０には、カスタムプラグ２の識別キー２２のＸ方向に沿った通過を許容するキー通過孔３５２が形成されている。本実施の形態における嵌合部３２には、嵌合部３２の側部をＹ方向に切り欠いて設けられたキーガイド部３８０が形成されている。キーガイド部３８０は、ゲート部３５０のキー通過孔３５２と連続しており、且つ、Ｘ方向に沿って延びている。キーガイド部３８０とキー通過孔３５２とは、前述のキー受容部３３を規定している。本実施の形態によるキー受容部３３は、保護部３７０よって部分的に保護されている。

図７乃至図９に示されるように、スイッチ端子３４は、保持部材３０３の端子保持部３０５によって保持される被保持部４０１と、Ｙ方向において嵌合部３２に近づくように（即ち、側方内側に向かって）且つ−Ｘ方向（前方）に向かって斜めに延びる第１部位４１０と、第１部位の先端からＹ方向において嵌合部３２から離れるように（即ち、側方外側に向かって）且つ−Ｘ方向（前方）に向かって延びる第２部位４２０と脚部４４０（図５参照）とを備えている。スイッチ端子３４の第１部位４１０と第２部位４２０との境界部は、カスタムプラグ２の識別キー２２（図２参照）と接触するための接点４３０となっている。なお、本実施の形態においては、Ｙ方向からカスタムレセプタクル３を見た場合、スイッチ端子３４は、端子保持部３０５と保護部３７０によって殆ど覆われており外部から保護されている。

本実施の形態においては、スイッチ端子３４がキー受容部３３内に設けられていることから、図８に示されるように、ノーマルプラグ１をカスタムレセプタクル３に挿入したとしてもスイッチ端子３４はノーマルプラグ１のシェル１２０とは接触しない。即ち、スイッチ端子３４の脚部４４０が検知回路などに接続されている状態を図１０に等価回路で示すと、スイッチ端子３４は、ノーマルプラグ１のカスタムレセプタクル３に対する挿入・接続によっては何らの状態変化もせず、オフ状態のままであり、グランドには接続されない。

一方、図９に示されるように、カスタムプラグ２がカスタムレセプタクル３との嵌合時においては、カスタムプラグ２の識別キー２２がカスタムレセプタクル３のキー受容部３３に受容される。この際、識別キー２２はスイッチ端子３４と接触しており、識別キー２２により押圧されたスイッチ端子３４の先端は、保護部３７０に形成された逃げ孔３７４から外側へと突出している。識別キー２２とスイッチ端子３４との接触により、スイッチ端子３４は、カスタムプラグ２のシェル２２０及びカスタムレセプタクル３のシェル３１０を介して、カスタムレセプタクル３の搭載されている回路基板（図示せず）上のグランドに接続される。即ち、図１１の等価回路図に示されるように、カスタムレセプタクル３に対するカスタムプラグ２の挿入・接続によってスイッチ端子３４は状態を変化させてオン状態となり、グランドに接続される。
また、第２部位４２０の先端がカスタムレセプタクル３の上面から見て保護部３７０より外側に突出しており、視覚上からも視認できるようになっている。

このように、本実施の形態におけるスイッチ端子３４は、ノーマルプラグ１によっては状態変化せずにカスタムプラグ２によってのみ状態変化することから、スイッチ端子３４に接続されている検知回路などにおいては、その状態変化によって、ノーマルプラグ１及びカスタムプラグ２のいずれのタイプのプラグ（相手側コネクタ）が接続されるのかを把握することができ、そのプラグのタイプに応じた電流制御等を行うことができる。

例えば、カスタムプラグ２を大電流用のプラグとすることとし、カスタムレセプタクル３に対してカスタムプラグ２が接続されたときのみ供給する電流の大きさを大きくするように制御することとすれば、ノーマルプラグ１に誤って大電流が流れてしまうことはない。また、ノーマルレセプタクル（図示せず）にカスタムプラグ２を接続しようとしても、識別キー２２が設けられていることから、それらを接続することはできない。従って、カスタムプラグ２に対して必要とされる電流よりも小さすぎる電流が供給されることによる問題が生じることもない。

なお、上述した実施の形態におけるスイッチは、オフ状態を通常状態とするタイプ（いわゆる、ノーマルオフタイプ）であったが、例えば、図１２に示されるように、２つのスイッチ端子３７及び３８を設けることにより、ノーマルオンタイプとしてもよい。ここで、スイッチ端子３７はノーマルプラグ１のシェル１２０及びカスタムプラグ２のシェル２２０のいずれとも接触するものであるが、スイッチ端子３８はノーマルプラグのシェル１２０とは接触せずカスタムプラグ２のシェル２２０（識別キー２２）のみと接触するものである。このスイッチ端子３８はカスタムプラグ２の識別キー２２との接触によりオフ状態に状態移行する。このようにして、ノーマルオンタイプのスイッチを実現することとしてもよい。更に、上述した本発明の概念に従う限り、他の構成によってノーマルオン・ノーマルオフのいずれのタイプのスイッチを構成してもよい。

図１３は、本発明の第２の実施の形態を示し、第１のスイッチ端子３９と第２のスイッチ端子４０とを設けたものである。
第２の実施の形態では、第１のスイッチ端子３９が第２のスイッチ端子４０に常時接触しており、第１のスイッチ端子３９と第２のスイッチ端子４０とは電気的につながった状態にある。第１及び第２のスイッチ端子３９，４０は、ノーマルプラグのシェル１２０とは接触せず、カスタムプラグ２のシェル２２０（識別キー２２）のみと接触するものである。カスタムプラグ２の識別キー２２との接触により第１のスイッチ端子３９と第２のスイッチ端子４０との接触が開放されオフ状態に状態移行する。
識別キー２２が第１及び第２のスイッチ端子３９，４０と接触する識別キー２２の部分を絶縁体等で形成して、第１及び第２のスイッチ端子３９，４０の一方、または両方を変位させることによって、第１のスイッチ端子３９と第２のスイッチ端子４０との電気的接続を開放させる。

１ ノーマルプラグ（第１型相手側コネクタ）
１１ 第１型相手側嵌合部
２ カスタムプラグ（第２型相手側コネクタ）
２１ 第２型相手側嵌合部
２２ 識別キー
３ カスタムレセプタクル（コネクタ）
３２ 嵌合部
３３ キー受容部
３４ スイッチ端子
３７ スイッチ端子
３８ スイッチ端子
３９ スイッチ端子
４０ スイッチ端子
１０５ コンタクト
１１０ 保持部材
１２０ シェル
２０５ コンタクト
２１０ 保持部材
２２０ シェル
３０１ コンタクト
３０３ 保持部材
３０５ 端子保持部
３１０ シェル
３２０ 脚部
３３０ 側部前縁
３４０ 上部前縁
３４５ 下部前縁
３５０ ゲート部
３５２ キー通過孔
３６０ 折返し部
３７０ 保護部
３７２ 脚部
３７４ 逃げ孔
３８０ キーガイド部
４０１ 被保持部
４１０ 第１部位
４２０ 第２部位
４３０ 接点
４４０ 脚部

Claims (6)

1. 第２型相手側嵌合部及び識別キーを有する第２型相手側コネクタと、第１型相手側コネクタと前記第２型相手側コネクタとのいずれとも接続可能なコネクタとからなるコネクタ装置であって、
   前記第１型相手側コネクタは、第１型相手側嵌合部を有しており、
   前記第２型相手側コネクタは、複数の相手側コンタクトと、前記相手側コンタクトを保持する相手側保持部材と、前記相手側コンタクトを囲うように前記相手側保持部材に取り付けられて前記第２型相手側嵌合部と前記識別キーとの両方の外形を規定する金属製の相手側シェルとを備えており、
   前記識別キーは、前記相手側シェルの一部として形成されると共に前記第２型相手側コネクタの前記コネクタに対する嵌合方向と直交する所定面内において前記第２型相手側嵌合部から外側に向けて突出するように設けられており、
   前記コネクタは、前記第１型相手側コネクタが前記嵌合方向に沿って接続される場合には前記第１型相手側嵌合部に接触しない一方で、前記第２型相手側コネクタが前記嵌合方向に沿って接続される場合には前記相手側シェルの前記識別キーと接触するように設けられたスイッチ端子を備える、コネクタ装置。
2. 請求項１記載のコネクタ装置であって、
   前記コネクタは、前記第１型相手側嵌合部と前記第２型相手側嵌合部のいずれとも嵌合可能な嵌合部と、前記識別キーの前記嵌合方向への移動を許容するように前記嵌合部に隣接して設けられたキー受容部とを更に備えており、
   前記スイッチ端子は、前記キー受容部内に設けられている
   コネクタ装置。
3. 請求項２記載のコネクタ装置であって、
   前記コネクタは、複数のコンタクトと、該コンタクトを保持する保持部材と、前記コンタクトを囲うように前記保持部材に取り付けられた金属製のシェルとを備えており、
   前記保持部材は、側部として前記スイッチ端子を片持ち梁状に保持する端子保持部を備え、且つ、該端子保持部以外の部位を前記シェルにより覆われており、
   前記シェルは、側部前縁及び上部前縁を有する前記嵌合部と、該嵌合部の前記側部前縁から側方に向かって延びるゲート部と、前記嵌合部の前記上部前縁から後方に向かって延びる折返し部と、該折返し部の側部から下方に向かって延びる保護部とを備えており、
   前記ゲート部には、前記嵌合方向における前記識別キーの通過を許容するキー通過孔が形成されており、
   前記嵌合部には、該嵌合部の側部を貫通するキーガイド部であって前記側部前縁において前記キー通過孔と連続し且つ後方に向かって延びるキーガイド部が形成されており、
   前記キー受容部は、前記ゲート部の前記キー通過孔と前記嵌合部の前記キーガイド部とによって規定されており、前記保護部によって少なくとも部分的に保護されている
   コネクタ装置。
4. 請求項３記載のコネクタ装置であって、
   前記コネクタの前記保護部には、前記識別キーと前記スイッチ端子との接触時に前記識別キーによって押圧された前記スイッチ端子の一部を逃がすための逃げ孔が形成されている
   コネクタ装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコネクタ装置であって、
   前記第１型コネクタ及び前記第１型相手側コネクタは、規格化されたインタフェースを有している
   コネクタ装置。
6. 請求項１記載のコネクタ装置であって、
   前記コネクタは、グランドを有する回路基板上に搭載されるものであり、且つ、金属製のシェルを備えており、
   前記識別キーと前記スイッチ端子との接触により、前記スイッチ端子が、前記第２型相手側コネクタ及び前記コネクタの前記シェルを介して、前記回路基板の前記グランドに接続され、それによって、前記コネクタに対して嵌合したものが前記第２型相手側コネクタであることを検知可能とする、
   コネクタ装置。

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