JP6198018B2 - 磁気接合式コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、電気ケーブル相互や電子機器の電気的接続に使用されるコネクタであって、コネクタ間の接合状態を磁石の磁力により保持する磁気接合式コネクタに関する。

従来、電気ケーブル相互の接続や電子機器と電気ケーブルとの接続等には、コネクタ間の接合状態を磁力によって保持する磁気接合式コネクタが広く使用されている。

この種の磁気接合式コネクタ１００には、図８に示すように、相手方コネクタと接合される樹脂製のハウジング１０１と、ハウジング１０１の接合部に固定された磁石１０２と、同接合部の磁石１０２の周囲に配置されたポゴピン等からなる接続端子１０３，１０３とを備え、ハウジング１０１を相手方コネクタに接合させた際、ハウジング１０１の接合部に配置された接続端子１０３，１０３が相手方コネクタの接合部に配置された接続端子と接触するとともに、磁石１０２が相手方コネクタの磁石又は磁性体と吸着し、両コネクタ間の接続状態を保持するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

この磁気接合式コネクタ１００は、接続端子１０３，１０３にプリント配線基板等の実装対象１０４に接続される基板接続片１０３ａを一体に備え、この基板接続片１０３ａをプリント配線基板１０４に形成されたスルーホール又は配線パターンに半田付けすることでプリント配線基板１０４に電気的に接続されるようにしている。

一方、電気ケーブル相互を接続する磁気接合式コネクタには、相手方コネクタとの接合部に配置される磁石にネオジム磁石等の導電性磁石を使用し、この導電性磁石が相手方コネクタの磁性体からなる接続端子と吸着することにより、相手方コネクタとの機械的接合状態だけでなく電気的接続も保持するようにしたものも知られている（例えば、特許文献２を参照）。

特許第４７７４４３９号公報 特開２００３−３６９３３号公報

しかしながら、上述の特許文献１に示す如き従来の技術では、コネクタ間の接合状態を保持するための磁石と、ポゴピンやリーフスプリング等の電気的接続用の接続端子とがそれぞれ相手方コネクタとの接合部に配置される構造のため、その分、磁石及び接続用端子がハウジングに占めるスペースが大きくなり、コネクタ全体の小型化を阻害する要因となっていた。

一方、上述の特許文献２に示す如き従来の技術では、導電性磁石に接続端子としての役割を兼用させることでコネクタ全体の小型化が可能となるが、導電性磁石は、接続端子を兼用する導電性磁石とリード線又は実装基板の配線パターンとを直接又はリフローによって半田付けする為、半田付けの際、磁石が加熱されてその磁力が低下するという問題があり、特に、高い磁力と導電性を有し、この種の導電性磁石に適しているネオジム磁石でその加熱による磁力低下の傾向が顕著であった。

また、この種の導電性磁石を用いた磁力接合式コネクタでは、基板等の実装対象への実装手段が確立されておらず、半田付けに依らずに実装基板や電子機器セット等への実装が困難であった。

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、半田付けに依らずに基板等に実装可能であって、小型化が可能な磁力接合式コネクタの提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、相手方コネクタとの接合部に導電性磁石を備え、該導電性磁石が相手方コネクタの導電性磁石又は磁性体からなる接続端子と吸着することにより前記相手方コネクタとの接合及び電気的接続が保持されるようにした磁気接合式コネクタにおいて、磁石収容孔内に前記導電性磁石を保持する絶縁樹脂製のハウジングと、該ハウジングの実装部に固定された導電性板材からなるコンタクトとを備え、前記コンタクトは、前記磁石収容孔の実装対象側開口を覆う平板状の磁石接続部と、該磁石接続部表面より接点部が実装対象側に突出した弾性接触片とを備え、前記磁石接続部が前記導電性磁石と接続されている磁気接合式コネクタにある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記コンタクトと重ね合わせ配置に前記ハウジングに固定され、前記ハウジングの実装対象側面との間に前記コンタクトを挟持するようにしたシールドカバーを備え、該シールドカバーには、前記弾性接触片が挿通される突出窓が形成されていることにある。

請求項３に記載の発明の特徴は、請求項２の構成に加え、前記シールドカバーは、高透磁率磁性体からなることにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項１〜３の何れか１の構成に加え、前記弾性接触片は、前記磁石接続部の実装対象側開口を覆う部分に配置されていることにある。

請求項５に記載の発明の特徴は、前記ハウジングを実装対象に固定するハウジング固定手段を備えていることにある。

請求項６に記載の発明の特徴は、請求項１〜５の何れか１の構成に加え、前記磁石接続部と離脱不能に前記導電性磁石を前記ハウジングの磁石収容孔内に固定する磁石固定手段を備えていることにある。

本発明に係る磁気接合式コネクタは、上述したように、相手方コネクタとの接合部に導電性磁石を備え、該導電性磁石が相手方コネクタの導電性磁石又は磁性体からなる接続端子と吸着することにより前記相手方コネクタとの接合及び電気的接続が保持されるようにした磁気接合式コネクタにおいて、磁石収容孔内に前記導電性磁石を保持する絶縁樹脂製のハウジングと、該ハウジングの実装部に固定された導電性板材からなるコンタクトとを備え、前記コンタクトは、前記磁石収容孔の実装対象側開口を覆う平板状の磁石接続部と、該磁石接続部表面より接点部が実装対象側に突出した弾性接触片とを備え、前記磁石接続部が前記導電性磁石と接続されていることにより、コネクタ全体の小型化を図ることができるとともに、コンタクトを介して基板等の実装対象に半田付けに依らずに導電性磁石を接続させることができる。

また、本発明において、前記コンタクトと重ね合わせ配置に前記ハウジングに固定され、前記ハウジングの実装対象側面との間に前記コンタクトを挟持するようにしたシールドカバーを備え、該シールドカバーには、前記弾性接触片が挿通される突出窓が形成されていることにより、コンタクトが安定して保持される。

更に、本発明において、前記シールドカバーは、高透磁率磁性体からなることによって、シールドカバーがヨークとして機能し、導電性磁石による吸着力を高められるので、小型の導電性磁石でも相手方コネクタとの安定した接合状態が得られる。

更にまた、本発明において、前記弾性接触片は、前記磁石接続部の実装対象側開口を覆う部分に配置されていることにより、コネクタ全体の更なる小型化を図ることができる。

また、本発明において、前記ハウジングを実装対象に固定するハウジング固定手段を備えていることにより、コネクタ単独で基板等への実装が可能となる。

更に、本発明において、前記磁石接続部と離脱不能に前記導電性磁石を前記ハウジングの磁石収容孔内に固定する磁石固定手段を備えていることによって、導電性磁石がハウジングに安定して固定され、確実に導電性磁石を相手方コネクタの磁性体から離脱させることができる。

本発明に係る磁気接合式コネクタの一例を示す斜視図であって、（ａ）は上面側から見た図、（ｂ）は同下面側から見た図である。 同上の分解斜視図である。 図１中のＸ−Ｘ線拡大断面図である。 同上のＹ−Ｙ線拡大断面図である。 本発明に係る磁気接合式コネクタの使用状態を示す断面図である。 本発明に係る磁気接合式コネクタの他の実施例を示す縦断面図である。 同上の更に他の実施例を示す縦断面図である。 従来の磁気接合式コネクタの一例を示す縦断面図である。

次に、本発明に係る磁気接合式コネクタの実施の態様を図１〜図５に示した実施例に基づいて説明する。尚、図中符号Ａは磁気接合式コネクタ、符号Ｂは相手方コネクタである。

尚、本実施例においては、便宜上、磁気接合式コネクタＡの相手方コネクタ側を上、基板等の実装対象Ｃ側を下とし、磁気接合式コネクタＡの短手方向を前後方向、長手方向をコネクタ幅方向として説明する。

磁気接合式コネクタＡは、相手方コネクタＢとの接合部に配置された導電性磁石１と、導電性磁石１を保持する絶縁樹脂製のハウジング２と、ハウジング２の実装部に固定された導電性板材からなるコンタクト３とを備え、導電性磁石１が相手方コネクタＢの磁性体からなる相手方接続端子４と吸着することにより、相手方コネクタＢとの機械的接合状態と電気的接続とを保持するようにし、コンタクト３を介して基板や電子機器セット等の実装対象Ｃと電気的に接続されるようになっている。

また、この磁気接合式コネクタＡは、コンタクト３と重ね合わせ配置にハウジング２に固定されたシールドカバー５を備え、このシールドカバー５とハウジング２の実装対象側面（下面）との間にコンタクト３が挟持されるようになっている。

ハウジング２は、絶縁樹脂によって、矩形板状に形成され、中央部にそれぞれ接合側面、実装対象側面に開口、即ち、上下に貫通した丸孔状の磁石収容孔２１が形成され、この磁石収容孔２１内に扁平円柱状の導電性磁石１が収容されるようになっている。

このハウジング２は、ハウジング固定手段によって基板等の実装対象Ｃに固定されるようになっている。

ハウジング固定手段は、図５に示すように、ハウジング２の前後面部にそれぞれ前後外向きに張出したフランジ部２２，２２を備え、フランジ部２２，２２を基板等の実装対象Ｃと電子機器の筺体Ｄとで挟持することによってハウジング２を基板等の実装対象Ｃに固定している。

尚、ハウジング固定手段の態様は、上記実施例に限定されず、特に図示はしないが、例えば、フランジ部２２，２２に上下に貫通したねじ穴を設け、基板等の実装対象Ｃにねじ止めするようにしてもよく、シールドカバー５等にハウジング取付片を設け、ハウジング取付片を実装対象Ｃである基板に形成されたパターンに半田付けするようにしてもよい。更には、基板等の実装対象Ｃに予めワンタッチでハウジング２を取付け可能なホルダーを設けておいてもよい。

このハウジング２の下面部には、磁石収容孔２１と連通配置に凹状のコンタクト収容部２３と、コンタクト収容部２３に互いに開口した互いに平行なコネクタ幅方向に長いスリット孔状の圧入孔２４，２４と、磁石収容孔２１のコネクタ幅方向両側に配置された矩形押穴状の回避穴２５，２５とが形成されている。

コンタクト３は、弾性を有する導電性金属板材をプレス加工することにより一体に形成され、磁石収容孔２１の下面を覆う磁石接続部３１と、磁石接続部３１の前後両側縁より垂直上向きに立ち上げた形状の圧入部３２，３２と、磁石接続部３１の表面より接点部３３２が下向きに突出した弾性接触片３３，３３とを備えている。

磁石接続部３１は、矩形平板状に形成され、中央部の前後に間隔を置いて複数の透磁孔３１１，３１１...が開口している。

圧入部３２，３２は、そのコネクタ幅方向両側縁に係止突起３２１，３２１を一体に備え、この圧入部３２，３２がコンタクト収容部２３に開口した圧入孔２４，２４に圧入され、係止突起３２１，３２１が圧入孔２４，２４の内側縁に食い込むことにより、コンタクト３がハウジング２に固定され、磁石接続部３１が磁石収容孔２１の実装対象側開口（下面開口）を覆う。

弾性接触片３３，３３は、磁石接続部３１を構成する板材を切り起こし加工することにより形成され、一端を磁石接続部３１に支持させ、先端側が後方下側に傾いて延出した弾性基部３３１と、弾性基部３３１の先端部を逆へ字状に折り曲げて成る接点部３３２とを備え、接点部３３２が磁石接続部３１の表面より下側に突出している。

また、当該切り起こし加工によっては、磁石接続部３１に弾性接触片３３の形状と整合した弾性接触片挿通孔３４，３４が形成され、弾性接触片３３，３３の板厚方向での移動及び変形を阻害しないようになっている。

尚、両弾性接触片３３，３３は、磁石接続部３１の磁石収容孔２１を覆う部分の両脇部であって、回避穴２５，２５の位置と整合させて配置され、基板等の実装対象Ｃに固定され、弾性接触片３３，３３が撓んだ際には、回避穴２５，２５に退避することで弾性接触片３３，３３とハウジング２下面とが接触せず、実装対象Ｃ表面に形成された配線端子部Ｃ１に対し所望の接触圧で接触できるようになっている。

導電性磁石１は、ネオジム磁石であって、磁石収容孔２１の形状に整合させた扁平円柱状に形成されている。

この導電性磁石１は、磁石固定手段によって、磁石接続部３１と離脱不能にハウジング２の磁石収容孔２１内に固定され、その上面がハウジング２の上面（接合端面）より若干突出している。

磁石固定手段は、強磁性体のシールドカバー５によって構成され、コンタクト３を挟んでシールドカバー５に導電性磁石１を磁力で吸着させ、導電性磁石１と磁石接続部３１とを離脱不能にしている。

更には、導電性磁石１の下面と磁石接続部３１とを導電性接着剤１１で接着し、磁力による吸着と導電性接着剤１１との併用によって、導電性磁石１と磁石接続部３１とを強固に固定している。

尚、磁石固定手段は、上記実施例に限定されず、図６に示すように、導電性磁石１にフランジ状の張り出し部１２を備え、この張り出し部１２をハウジング２と、磁石接続部３１との間に挟持してもよい。

シールドカバー５は、ステンレス鋼等の高透磁率磁性体からなる板材をプレス加工することにより一体に形成され、矩形平板状のシールド本体５１と、シールド本体５１の四辺より垂直上向きに立ち上げた形状の取付片５２，５２...とを備えている。

各取付片５２，５２...には、それぞれ係合孔５２１が形成され、各係合孔５２１とハウジング２の各側面に突設された固定用突起２６が係合することにより、ハウジング２の下面部にシールド本体５１がコンタクト３と重ね合わせた状態に固定され、シールド本体５１とハウジング２下面との間にコンタクト３の磁石接続部３１が挟持される。

シールド本体５１には、そのコネクタ幅方向に間隔を置いて板厚方向に貫通した突出窓５３，５３が形成され、弾性接触片３３，３３がこの突出窓５３，５３に挿通され、弾性変形が可能なように下向きに突出するようになっている。

このように構成された磁気接合式コネクタＡでは、相手方コネクタＢとの接合にネオジム磁石等の導電性磁石１を配置し、導電性磁石１が相手方コネクタＢの磁性体からなる相手方接続端子４と吸着することにより相手方コネクタＢとの接合及び電気的接続が保持されるようにしたことによって、ポゴピンやリーフスプリング等の接続端子を省くことができ、その分、コネクタ全体の小型化を図ることができる。

一方、この磁気接合式コネクタＡでは、導電性磁石１と接続されたコンタクト３を備えており、ハウジング２を実装対象Ｃに固定すると、コンタクト３の弾性接触片３３，３３が基板等の実装対象Ｃに形成された配線端子部Ｃ１に所望の接触圧で接触し、半田に依らずに安定した電気的接続状態が得られるようになっている。

更には、高透磁率磁性体からなるシールドカバー５をコンタクト３と重ね合わせ配置に備えることによって、当該シールドカバー５がヨークとして機能し、導電性磁石１の磁束の分散が防止され、相手方コネクタＢの磁性体との間に生じる磁力が高まり、安定した機械的接合及び電気的接続がされるようになっている。

尚、上述の実施例では、コンタクト３の各弾性接触片３３，３３を磁石接続部３１の磁石と接触する部分の両脇部に配置した例について説明したが、図７に示すように、弾性接触片３３，３３を磁石接続部３１の実装対象側開口を覆う部分、即ち、弾性接触片３３，３３を導電性磁石１と重なる部分に配置し、コネクタ全体のさらなる小型化を図ることもできる。

また、導電性磁石１は、上述したネオジム磁石に限定されず、例えば、サマリウムコバルト磁石等のその他の導電性金属を主成分とする磁石であってもよく、また、導電率の低い磁石の表面を導電性材料によってメッキ処理したものであってもよい。

更に、上述の実施例では、実装対象Ｃとして基板を例に説明したが、実装対象Ｃは基板に限定されず、電子機器やケーブル用プラグの筺体等であってもよい。

Ａ 磁気接合式コネクタ
Ｂ 相手方コネクタ
Ｃ 実装対象（基板）
Ｃ１ 配線端子部
Ｄ 電子機器の筺体
１ 導電性磁石
１１ 導電性接着剤
１２ 張り出し部
２ ハウジング
２１ 磁石収容孔
２２ フランジ部
２３ コンタクト収容部
２４ 圧入孔
２５ 回避穴
２６ 固定用突起
３ コンタクト
３１ 磁石接続部
３１１ 透磁孔
３２ 圧入片
３３ 弾性接触片
３３１ 弾性基部
３３２ 接点部
４ 相手方接続端子
５ シールドカバー
５１ シールド本体
５２ 取付片
５２１ 係合孔
５３ 突出窓

Claims (6)

1. 相手方コネクタとの接合部に導電性磁石を備え、該導電性磁石が相手方コネクタの導電性磁石又は磁性体からなる接続端子と吸着することにより前記相手方コネクタとの接合及び電気的接続が保持されるようにした磁気接合式コネクタにおいて、
   磁石収容孔内に前記導電性磁石を保持する絶縁樹脂製のハウジングと、該ハウジングの実装部に固定された導電性板材からなるコンタクトとを備え、
   前記コンタクトは、前記磁石収容孔の実装対象側開口を覆う平板状の磁石接続部と、該磁石接続部表面より接点部が実装対象側に突出した弾性接触片とを備え、前記磁石接続部が前記導電性磁石と接続されていることを特徴とする磁気接合式コネクタ。
2. 前記コンタクトと重ね合わせ配置に前記ハウジングに固定され、前記ハウジングの実装対象側面との間に前記コンタクトを挟持するようにしたシールドカバーを備え、
   該シールドカバーには、前記弾性接触片が挿通される突出窓が形成されている請求項１に記載の磁気接合式コネクタ。
3. 前記シールドカバーは、高透磁率磁性体からなる請求項２に記載の磁気接合式コネクタ。
4. 前記弾性接触片は、前記磁石接続部の実装対象側開口を覆う部分に配置されている請求項１〜３の何れか１に記載の磁気接合式カードコネクタ。
5. 前記ハウジングを実装対象に固定するハウジング固定手段を備えている請求項１〜４の何れか１に記載の磁気接合式コネクタ。
6. 前記磁石接続部と離脱不能に前記導電性磁石を前記ハウジングの磁石収容孔内に固定する磁石固定手段を備えている請求項１〜５の何れか１に記載の磁気接合式コネクタ。

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